[發明專利]一種環保可降解的海綿及其制備方法

在審

• 申請號: 202210090870.7
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114539630A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 溫劍
• 申請（專利權）人: 福建大方睡眠科技股份有限公司
• 主分類號: C08L1/08
• 分類號: C08L1/08;C08L5/00;C08L29/04;C08L71/02;C08K5/00;C08K5/053;C08K3/38;C08J9/12
• 代理公司: 深圳泛航知識產權代理事務所(普通合伙) 44867
• 代理人: 鄧愛軍

本發明公開了一種環保可降解的海綿及其制備方法，采用疏水改性的納米纖維素作為機體材料，為綠色環保可降解材料，具有良好的生物相容性，所制備的海綿具有良好的疏水和防水性能，能夠在海綿吸水后實現快速干燥，防止海綿吸吸水后長期處于潮濕環境而吸附空細菌等微生物產生霉變；采用天然生物防霉劑，避免了化學藥劑的使用，其毒性更低，防霉效果更好。

技術領域

本發明屬于海綿制品技術領域，具體涉及一種環保可降解的海綿及其制備方法。

背景技術

海綿是一種極為常見的多孔材料，具有良好的吸水性，部分具有良好的彈性、變形恢復性等等性能，能夠用于清潔物品或用于生產一些舒適柔軟的座墊。

人造海綿作為一種日常生活用品,已經存在了幾十年的歷史。現在市場上銷售的海綿類用品,主要由聚氨酯和聚苯乙烯制備而成,不但其生產過程會污染環境,而且廢棄后的海綿很難降解。人造海綿的原料主要來源于石油,隨著石油資源的不斷減少,原料來源也將是一個嚴重的問題。進入二十一世紀后,人們對環保有了進一步的認識,勢必要有一種新的環保型海綿將其替代。

目前來說，市場上海綿的生成成本與海綿密度呈正相關，密度越高成本也越高，但低密度海綿的物理性能往往不如高密度海綿，特別是在作為座墊等方面的使用，因而尋求一種低密度卻有良好力學性能能夠符合國際上座墊海綿所需力學性能標準的低密度高彈性海綿是一大發展方向。同時目前海綿的制備過程中產生的污染較大，海綿多為人造高聚物難以降解，發泡劑在發泡過程中對人造成危害、對環境造成污染，也是一個亟待解決的問題。

發明內容

為解決目前海綿的制備過程中存在的問題，本發明提供了一種環境友好且具備優良力學性能的環保可降解的海綿。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種環保可降解的海綿，所述環保可降解的海綿的制備原料包括以下重量份數的物質：疏水改性的納米纖維素60～70份，防霉劑1～10重量份，改性劑3～7重量份，瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨10～20份，發泡劑1～5份，甘油2.5～4.5重量份和硼酸1.1～2.5重量份。

作為優選，所述環保可降解的海綿的制備原料包括以下重量份數的物質：納米纖維素65～70份，防霉劑3～8重量份，改性劑4～5重量份，瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨15～20份，發泡劑3～5份，甘油2.5～4.5重量份和硼酸1.1～2.5重量份。

作為優選，所述的防霉劑為天然植物防霉劑。

作為優選，所述防霉劑由以下重量配比的原料組成：五倍子提取物2～30份、大蒜精油2～5份、茶樹精油3～15份、益母草提取物15～30份和抗氧劑1～3份。

作為優選，所述改性劑為聚乙烯醇和/或聚乙二醇；

作為優選，所述的發泡劑為液態二氧化碳與液態氮氣的混合物。

作為優選，所述的疏水改性納米纖維素為有機硅烷改性的納米纖維素，所述的有機硅烷化制劑選自六甲基二硅氮烷、丁基三甲基硅烷、十二烷基三甲基硅烷、四甲基硅烷和四丁基硅烷中的一種或多種；所述的納米纖維素選自纖維素納米晶體、纖維素納米纖維、納米竹纖維中的一種或多種。

所述環保可降解的海綿的制備方法包括以下制備步驟：

1)稱取一定量的納米纖維素，加入到反應器中，氮氣置換反應器內空氣三次，然后抽真空控制反應器壓力在20～30kpa，然后通入有機硅烷蒸汽，加熱至50～100℃，反應2～5小時，即得疏水改性的納米纖維素；

2)將步驟1)所得的疏水改性的納米纖維素加入到氫氧化鈉/硫脲溶液中，充分攪拌溶解的溶液A；

3)將步驟2)得到的溶液A稀釋至質量分數為5～10％的溶液B，將瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨粉末用去離子水配制成質量分數為3～5％的水溶液，將所述水溶液與溶液B按一定比例混合，加入防霉劑、硼酸與甘油，攪拌1～2小時，得到混合液；

4)向步驟3)得到的混合液中加入的發泡劑，攪拌發泡2～3小時，得到發泡液；

5)將步驟4)得到的發泡液導入模具中直接進行冷凍干燥，經冷凍干燥10～20小時后得到所述環保可降解的海綿。