專利名稱：一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軟濕高分子凝膠、納米復(fù)合材料和家居用品領(lǐng)域，特別涉及一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
夏天，當(dāng)氣溫高于28°C時，人體會感覺不適，而且隨著溫度的不斷升高，這種不適也會越來越強烈。開窗戶或吹風(fēng)扇由于氣流太熱而效果不佳，開空調(diào)雖然很涼爽，但因長時間空氣不流通而導(dǎo)致頭昏腦脹、記憶力衰退、體內(nèi)水分流失、免疫力下降等諸多狀況，直接的損害身體健康，即所謂的“空調(diào)病”。在目前能源緊缺的情況下，空調(diào)的使用還導(dǎo)致電能消耗過大。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，夏天中國平均每戶每天使用空調(diào)10個小時，那么一個夏天一戶因使 用空調(diào)相當(dāng)耗電至少600度，相當(dāng)于I個60瓦日光燈連續(xù)工作10000個小時即416. 7天的耗電量。目前降溫用品除空調(diào)外有坐墊、靠墊、床墊和枕墊等，諸如各種涼席、草席、枕席等，只是將人體與床單隔開，使人體不與棉麻布單直接接觸，但很快就與體溫一致，實際達不到?jīng)鏊Ч?。另有產(chǎn)品利用冰塊降溫，但既笨重而且攜帶不方便。此外還有水墊和冰晶墊，水墊是利用水來給人體降溫，當(dāng)久坐后，墊子中的溫度也會上升，因而必須做換水處理。水晶墊是利用填充物芒硝，極易受潮，吸收人體的遇熱后產(chǎn)生的水分來進行降溫，但當(dāng)達到一定溫度，墊子中的填充物也會因為芒硝受熱融合而成為液體狀。水凝膠(hydrogel)是最常見的一種凝膠，是通過共價鍵、范德華力或氫鍵等作用相互交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在水中能夠溶脹但不溶解的聚合物，是自然界中普遍存在的一種物質(zhì)形態(tài)，人體的肌肉、血管、眼球等器官都是由水凝膠構(gòu)成。水凝膠具有良好的吸水性，并在一定的條件下脫水退溶脹，是一類集吸水、保水、緩釋于一體并且發(fā)展迅速的功能高分子材料。它能吸收大量的水，能保持一定的形狀并且性質(zhì)柔軟。利用高分子凝膠中水的高比熱容可以將人體表熱量吸收到降溫墊的內(nèi)部，通過凝膠的三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)對熱量的高傳導(dǎo)性和擴散性，使人體的熱量與凝膠涼墊之間，凝膠涼墊與周圍空氣之間形成了良好的熱交換和傳導(dǎo)過程，讓身體與床墊本來散熱不充分的接觸面有了更有效的散熱途徑，從而擴大身體的散熱面積，形成舒適有效的降溫。中國專利CN2930345Y公開了一種降溫衣的做法，其核心是凝膠儲冷劑袋的使用，即在人體抗熱能力較弱的后背及前襟前胸部位，設(shè)置一些貼身小袋，在小袋內(nèi)設(shè)置有密封的能反復(fù)使用的凝膠狀儲冷劑袋子，平時將儲袋取出放于冰箱內(nèi)，出門時再將儲冷的儲冷劑袋裝入降溫衣貼身小袋內(nèi)。顯然其缺點是每次使用前需要放入冰箱冷凍，而且降溫效果范圍小。中國專利CN1068138A公開了一種“聚合物水凝膠及其蓄冷裝置”，其蓄冷裝置的核心是由塑料外殼和以聚合物水凝膠為冷凍介質(zhì)，外面再輔以隔離層而組成，但這種裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，而且大部分用于醫(yī)療中，此外也不具有環(huán)保性。中國專利CN101879148B公開了一種細菌纖維素水凝膠降溫貼的制備方法及其制品，主要是將經(jīng)過處理達到醫(yī)用等級的細菌纖維素水凝膠膜在一定濃度的明膠水溶液中浸泡，通過加入冰片和薄荷腦實現(xiàn)降溫功效。中國專利CN102532767A公開了ー種水基降溫材料及其制備方法，該水基降溫材料包括水凝膠和相變儲能微膠囊。綜上分析，目前報導(dǎo)的水凝膠均需加入外部材料，如微膠囊和冰片等實現(xiàn)降溫功能，不具有自降溫功能，而且也未指出凝膠是否具有柔韌性等特點，而良好的柔韌性對產(chǎn)品的重復(fù)使用有重要現(xiàn)實意義。本發(fā)明的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊不加入外部降溫介質(zhì)，具有自降溫功能，且柔韌性高，可拉、彎和扭，可無限次重復(fù)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，克服水墊、冰晶墊和竹草涼席等夏季降溫用品舒適度差、降溫時間短、重復(fù)使用性差的缺點。本發(fā)明的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，由內(nèi)部凝膠和外部墊片組成,其中內(nèi)部凝膠由可聚合功能単體、生物高分子、化學(xué)交聯(lián)劑、物理交聯(lián)劑、填充劑、防腐劑和保水劑溶于水在氧化還原弓I發(fā)體系下注入模具聚合而成，外部墊片為PVC膜或鋁箔膜。
所述的可聚合功能單體為丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺、雙こ基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酷、丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸こ酷、丙烯酸叔丁酷、丙烯酸-N，N-ニ甲胺基こ酷、甲基丙烯酸-2-羥基こ酷，其無機熬，以及其共混、接枝產(chǎn)物或衍生物。所述的生物高分子為淀粉、羧甲基纖維素鈉、聚羥基丁酸酷、聚(羥基丁酸-羥基戊酸酷)、聚3-羥基丁酸-3-羥基己酸酷、海藻酸鈉、左旋聚丙交酷、聚天冬氨酸、聚こニ醇、聚乳酸、谷氨酸、瓜耳膠、膠原蛋白、瓊脂、半乳糖、腐植酸鈉和蠶絲絲膠中的任意一種或多種混合物。所述的化學(xué)交聯(lián)劑為N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺、ニ(甲基)丙烯酸こニ醇酯、ニこ烯基苯、戊ニ醛和ニ縮水甘油基こ醚中的任意ー種，物理交聯(lián)劑為硅酸鎂鋰、鋰皂石、鎂皂石和鋰鎂皂石中的任意ー種。所述的填充劑為納米碳酸鈣、納米高嶺土、納米蒙脫土、碳纖維、石英粉、滑石粉、石棉粉、云母、凹凸棒、炭黑、石墨、氧化鋁粉、納米碳化硅和納米海泡石中的任意一種或多種混合物。所述的防腐劑為苯甲酸鈉、山梨酸鉀、對羥基苯甲酸こ酷、對羥基苯甲酸丁酯和雙こ酸鈉中的任意ー種，所述的保水劑為多價或多羥基的糖或醇，具體為甘油、山梨醇、丙ニ醇、ニ甘醇、丁ニ醇和こニ醇中的任意ー種。所述的氧化還原體系中的氧化劑為過硫酸氨或過硫酸鉀，還原劑為四甲基こニ胺或亞硫酸氫鈉。所述的自降溫清涼凝膠墊的高韌性在于采用物理和化學(xué)交聯(lián)劑復(fù)配體系。所述的自降溫清涼凝膠墊的外包裝為棉、麻、毛、絲綢和化纖織物。所述的自降溫清涼凝膠墊在床上用涼墊、辦公室午睡枕、汽車或沙發(fā)等坐墊、床墊、杯墊、筆記本散熱墊和寵物涼爽墊的應(yīng)用，并避光保存。與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明具有以下有益效果(I)充分利用了凝膠的親水性和高弾性，產(chǎn)品柔軟舒適，可通過吸收空氣中水分實現(xiàn)自我降溫功能，降溫持續(xù)時間4-8h。
(2)產(chǎn)品無毒無害，具有良好的柔韌性，耐刮擦、摔、砸、揉、搓、拉和壓，可重復(fù)使用。(3)產(chǎn)品可部分替代空調(diào)、水墊、冰晶墊、玉石墊和竹草涼席等。


圖I為自降溫清涼凝膠墊的內(nèi)部外觀。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細闡述。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，其他的任何未違背本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例I一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，由內(nèi)部的凝膠和外部的墊片組成，其中內(nèi)部的凝膠由丙烯酰胺、聚天冬氨酸、N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺、硅酸鎂鋰、納米碳酸鈣、山梨酸鉀和甘油溶于水在過硫酸氨和四甲基乙二胺體系下注入模具聚合而成，外部的墊片為PVC膜。實施例2一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，由內(nèi)部的凝膠和外部的墊片組成，其中內(nèi)部的凝膠由丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、鋰皂石、納米碳酸鈣、山苯甲酸鈉和丙二醇溶于水在過硫酸鉀和四甲基乙二胺體系下注入模具聚合而成，外部的墊片為鋁箔膜。實施例3一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，由內(nèi)部的凝膠和外部的墊片組成，其中內(nèi)部的凝膠由丙烯酸、腐植酸鈉、N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺、鎂鋰皂石、納米蒙脫土、對羥基苯甲酸乙酯和丁二醇溶于水在過硫酸氨和亞硫酸氫鈉體系下注入模具聚合而成，外部的墊片為PVC 膜。實施例4一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，由內(nèi)部的凝膠和外部的墊片組成，其中內(nèi)部的 凝膠由丙烯酸-N，N-二甲胺基乙酯、膠原蛋白、二乙烯基苯、鋰鎂皂石、石英粉、山梨酸鉀和二甘醇溶于水在過硫酸氨和亞硫酸氫鈉體系下注入模具聚合而成，外部的墊片為鋁箔膜。實施例5一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，由內(nèi)部的凝膠和外部的墊片組成，其中內(nèi)部的凝膠由羥甲基丙烯酰胺、蠶絲絲膠、二縮水甘油基乙醚、硅酸鎂鋰、納米高嶺土、對羥基苯甲酸乙酯和山梨醇溶于水在過硫酸鉀和四甲基乙二胺體系下注入模具聚合而成，外部的墊片為PVC膜。實施例6一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，由內(nèi)部的凝膠和外部的墊片組成，其中內(nèi)部的凝膠由異丙基丙烯酰胺和丙烯酸的混合物、聚(羥基丁酸-羥基戊酸酷)、N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺、鋰皂石、滑石粉、雙こ酸鈉和甘油溶于水在過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉體系下注入模具聚合而成，外部的墊片為鋁箔膜。實施例7一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，由內(nèi)部的凝膠和外部的墊片組成，其中內(nèi)部的凝膠由甲基丙烯酸-2_羥基こ酷、聚こニ醇和聚乳酸的混合物、ニ縮水甘油基こ醚、硅酸鎂 鋰、碳纖維、山梨酸鉀和こニ醇溶于水在過硫酸鉀和四甲基こニ胺體系下注入模具聚合而成，外部的墊片為PVC膜。
權(quán)利要求
1.一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于由內(nèi)部凝膠和外部墊片組成，其中內(nèi)部凝膠由可聚合功能單體、生物高分子、化學(xué)交聯(lián)劑、物理交聯(lián)劑、填充劑、防腐劑和保水劑溶于水在氧化還原弓I發(fā)體系下注入模具聚合而成，外部墊片為PVC膜或鋁箔膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于所述的可聚合功能單體為丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺、雙乙基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-N，N-二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯，其無機鹽，以及其共混、接枝產(chǎn)物或衍生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于所述的生物高分子為淀粉、羧甲基纖維素鈉、聚羥基丁酸酯、聚(羥基丁酸-羥基戊酸酯)、聚3-羥基丁酸-3-羥基己酸酯、海藻酸鈉、左旋聚丙交酯、聚天冬氨酸、聚乙二醇、聚乳酸、谷氨酸、瓜耳膠、膠原蛋白、瓊脂、半乳糖、腐植酸鈉和蠶絲絲膠中的任意一種或多種混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于所述的化學(xué)交聯(lián)劑為N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、戊二醛和二縮水甘油基乙醚中的任意一種，物理交聯(lián)劑為硅酸鎂鋰、鋰皂石、鎂皂石和鋰鎂皂石中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于所述的填充劑為納米碳酸鈣、納米高嶺土、納米蒙脫土、碳纖維、石英粉、滑石粉、石棉粉、云母、凹凸棒、炭黑、石墨、氧化鋁粉、納米碳化硅和納米海泡石中的任意一種或多種混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于所述的防腐劑為苯甲酸鈉、山梨酸鉀、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丁酯和雙乙酸鈉中的任意一種，所述的保水劑為多價或多羥基的糖或醇，具體為甘油、山梨醇、丙二醇、二甘醇、丁二醇和乙二醇中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于所述的自降溫清涼凝膠墊的高韌性在于采用物理和化學(xué)交聯(lián)劑復(fù)配體系。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于所述的氧化還原體系中的氧化劑為過硫酸氨或過硫酸鉀，還原劑為四甲基乙二胺或亞硫酸氫鈉。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊，其特征在于所述的自降溫清涼凝膠墊的外包裝為棉、麻、毛、絲綢和化纖織物。
10.一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊的應(yīng)用，其特征在于所述的自降溫清涼凝膠墊在床上用涼墊、辦公室午睡枕、汽車或沙發(fā)等坐墊、床墊、杯墊、筆記本散熱墊和寵物涼爽墊的應(yīng)用，并避光保存。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高韌性的自降溫清涼凝膠墊及其應(yīng)用。該凝膠墊由內(nèi)部的凝膠和外部的墊片組成，其中內(nèi)部的凝膠由可聚合功能單體、生物高分子、化學(xué)交聯(lián)劑、物理交聯(lián)劑、填充劑、防腐劑和保水劑溶于水在氧化還原引發(fā)體系下注入模具聚合而成，外部的墊片為PVC膜或鋁箔膜，其特點是采用物理和化學(xué)復(fù)配交聯(lián)體系，并具有降溫、清涼和散熱功能。本發(fā)明凝膠墊可部分替代空調(diào)、水墊、冰晶墊、玉石墊和竹草涼席等。本發(fā)明凝膠墊可用于床上用涼墊、辦公室午睡枕、汽車或沙發(fā)等坐墊、床墊、杯墊、筆記本散熱墊和寵物涼爽墊等領(lǐng)域。
文檔編號B32B27/18GK102862346SQ2012103354
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者張青松, 張庫, 李申, 陳蘿娜, 彭喆 申請人:天津市志潤德科技有限公司