一种功能型海绵及其制备方法

技术领域

本发明涉及海绵技术领域，尤其涉及一种功能型海绵及其制备方法。

背景技术

人们常用的海绵由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成。另外，也有由海绵动物制成的天然海绵，大多数天然海绵用于身体清洁或绘画。现有技术海绵其一有良好的吸水性，但充分吸水的海绵将会影响其透气性，给使用者带来不便；其二，现有技术的海绵在作为减震性材料构件方面存在改进空间；其三，现有技术海绵被做成海绵垫时，由于会经常性的被用户坐在上面，随着使用时间的变长，海绵比较容易失去弹性，影响使用的体验感。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种功能型海绵及其制备方法，以解决现有技术中的存在的海绵吸水性影响其透气性的问题，以及改进现有技术海绵的减震性和弹性耐久。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种功能型海绵，包括防水层，减震层，海绵主层，回弹层；所述防水层，减震层，海绵主层，回弹层从上到下一体层叠连接；所述海绵主层包括上凹部、下凹部和中间部；所述上凹部、下凹部和中间部从上到下一体连接；所述上凹部设置于所述海绵主层上部，其上端与所述减震层相连接；所述下凹部设置于所述海绵主层下部，其下端与所述回弹层相连接；所述回弹层中包括回弹体和包覆其的海绵部。

优选地，所述防水层采用的是聚四氟乙烯材料。

优选地，所述减震层采用的是TPU橡胶材料。

优选地，所述海绵主层和海绵部均采用的是聚氨酯材料。

优选地，所述弹性体采用的是乳胶材料。

优选地，所述上凹部和下凹部的数目均为14个。

优选地，所述防水层和减震层的连接方式为热压连接。

优选地，所述减震层和海绵主层的连接方式为胶黏连接；所述海绵主层和回弹层的连接方式为胶黏连接。

优选地，所述聚氨酯材料由以下重量份的组分组成：聚醚多元醇56-63份、有机异氰酸酯26-33份、链延长剂0-0.5份、泡沫稳定剂0.2-2份、复合催化剂0.1-1.1份、外发泡剂0-3份、余量为水。

优选地，所述链延长剂为多元醇或二胺类低分子化合物，所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂，所述复合催化剂为锡类催化剂和胺类催化剂，所述外发泡剂为用低沸点氟烃类化合物，所述聚醚多元醇为聚醚丙二醇，所述有机异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

本发明提供了如上所述功能型海绵的制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚醚多元醇、有机异氰酸酯、链延长剂、高效泡沫稳定剂、高效复合催化剂、外发泡剂、水加入成型箱高速搅拌混合制成原料进行聚合和发泡；

S2:采用后续的切割技术对S1步骤完成的聚氨酯海绵进行异形切割；

S3：在S2步骤切割完成的一片聚氨酯海绵上进行打孔操作，打孔完毕后即形成包括上凹部、下凹部和中间部的海绵主层；在S2步骤切割完成的另一片聚氨酯海绵上按模具进行小范围切割，在切割完毕后的聚氨酯海绵上形成了可以容纳所述弹性体的任意数量空腔；

S4：将预备使用的弹性体对S3步骤制备完成的聚氨酯海绵上的空腔进行填充，填充完毕后即形成包括海绵部41和弹性体42的回弹层4；

S5:将预备使用的聚四氟乙烯材料与TPU材料进行热压连接，形成防水层和减震层的连接结构；

S6:将S5步骤制备好的防水层和减震层的连接结构与所述海绵主层的一面进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层连接结构；

S7：将S6步骤制备好的防水层-减震层-海绵主层连接结构与S4步骤制备好的所述回弹层进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层-回弹层连接结构，即得到本方案提供的一种功能型海绵。

本发明的有益之处在于：其一，本方案设计的一种功能型海绵，通过设置了防水层，有效增强了海绵本体的防水性能；其二，本方案设计的一种功能型海绵通过在海绵主层设置上凹部结构和下凹部结构，有效提高了海绵的透气性，并且增强了海绵的减震性；其三，本方案设计的一种功能型海绵通过设置了减震层，有效提高了海绵的减震能力；其四，本方案设计的一种功能型海绵通过设置了回弹层，使海绵回弹性能变强，有效提高了海绵的回弹耐久。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明结构示意图；

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：防水层-1，减震层-2，海绵主层-3，上凹部-31，中间部-32，下凹部-33，回弹层-4，海绵部-41，回弹体42。

具体实施方式

为了进一步解释本发明技术方案，下面通过具体实施例对本发明进行详细阐述。本发明提供了一种功能型海绵，如图1所示，包括防水层1，减震层2，海绵主层3，回弹层4；所述防水层1，减震层2，海绵主层3，回弹层4从上到下一体层叠连接；所述海绵主层3包括上凹部31、下凹部33和中间部32；所述上凹部31、下凹部33和中间部32从上到下一体连接；所述上凹部31设置于所述海绵主层3上部，其上端与所述减震层2相连接；所述下凹部33设置于所述海绵主层3下部，其下端与所述回弹层4相连接；所述回弹层4中包括回弹体42和包覆其的海绵部41。所述防水层1采用的是聚四氟乙烯材料。所述减震层2采用的是TPU橡胶材料。所述海绵主层3和海绵部41均采用的是聚氨酯材料。所述弹性体41采用的是乳胶材料。所述上凹部31和下凹部33的数目均为14个。所述防水层1和减震层2的连接方式为热压连接。所述减震层2和海绵主层3的连接方式为胶黏连接；所述海绵主层3和回弹层4的连接方式为胶黏连接。

所述聚氨酯材料由以下重量份的组分组成：聚醚多元醇56-63份、有机异氰酸酯26-33份、链延长剂0-0.5份、泡沫稳定剂0.2-2份、复合催化剂0.1-1.1份、外发泡剂0-3份、余量为水。

所述链延长剂为多元醇或二胺类低分子化合物，所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂，所述复合催化剂为锡类催化剂和胺类催化剂，所述外发泡剂为用低沸点氟烃类化合物，所述聚醚多元醇为聚醚丙二醇，所述有机异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

本发明提供了如上所述功能型海绵的制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚醚多元醇、有机异氰酸酯、链延长剂、高效泡沫稳定剂、高效复合催化剂、外发泡剂、水加入成型箱高速搅拌混合制成原料进行聚合和发泡；

S2:采用后续的切割技术对S1步骤完成的聚氨酯海绵进行异形切割，；

S3：在S2步骤切割完成的一片聚氨酯海绵上进行打孔操作，打孔完毕后即形成包括上凹部31、下凹部33和中间部的海绵主层32；在S2步骤切割完成的另一片聚氨酯海绵上按模具进行小范围切割，在切割完毕后的聚氨酯海绵上形成了可以容纳所述弹性体42的任意数量空腔；

S4：将预备使用的弹性体42对S3步骤制备完成的聚氨酯海绵上的空腔进行填充，填充完毕后即形成包括海绵部41和弹性体42的回弹层4；

S5:将预备使用的聚四氟乙烯材料与TPU材料进行热压连接，形成防水层1和减震层2的连接结构；

S6:将S5步骤制备好的防水层1和减震层2的连接结构与所述海绵主层3的一面进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层连接结构。

S7：将S6步骤制备好的防水层-减震层-海绵主层连接结构与S4步骤制备好的所述回弹层4进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层-回弹层连接结构，即得到本方案提供的一种功能型海绵。

在具体使用状态下，本发明提供的一种功能型海绵可作为家居材料进行加工，作为家具的填充物，特别是当本发明作为沙发填充物使用时具有以下益处：

其一，通过设置了防水层1，有效增强了海绵本体的防水性能，避免海绵过量吸水造成沙发损坏；其二，通过在海绵主层3设置上凹部31结构和下凹部33结构，有效提高了海绵的透气性，并且增强了海绵的减震性，提高了使用者的舒适感；其三，通过设置了减震层2，有效提高了海绵的减震能力，提升了沙发的结构稳定性；其四，通过设置了回弹层4，使海绵回弹性能变强，有效提高了沙发中海绵的回弹耐久，保障了沙发的使用质量。

实施例1

所述聚氨酯材料可以由以下重量份的组分组成：聚醚多元醇60份、有机异氰酸酯29份、链延长剂0.3份、泡沫稳定剂1.2份、复合催化剂0.6份、外发泡剂2份、水6.9份。所述链延长剂为多元醇或二胺类低分子化合物，所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂，所述复合催化剂为锡类催化剂和胺类催化剂，所述外发泡剂为用低沸点氟烃类化合物，所述聚醚多元醇为聚醚丙二醇，所述有机异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

该组分条件下功能型海绵制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚醚多元醇、有机异氰酸酯、链延长剂、高效泡沫稳定剂、高效复合催化剂、外发泡剂、水加入成型箱高速搅拌混合制成原料进行聚合和发泡；

S2:采用后续的切割技术对S1步骤完成的聚氨酯海绵进行异形切割，；

S3：在S2步骤切割完成的一片聚氨酯海绵上进行打孔操作，打孔完毕后即形成包括上凹部31、下凹部33和中间部的海绵主层32；在S2步骤切割完成的另一片聚氨酯海绵上按模具进行小范围切割，在切割完毕后的聚氨酯海绵上形成了可以容纳所述弹性体42的任意数量空腔；

S4：将预备使用的弹性体42对S3步骤制备完成的聚氨酯海绵上的空腔进行填充，填充完毕后即形成包括海绵部41和弹性体42的回弹层4；

S5:将预备使用的聚四氟乙烯材料与TPU材料进行热压连接，形成防水层1和减震层2的连接结构；

S6:将S5步骤制备好的防水层1和减震层2的连接结构与所述海绵主层3的一面进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层连接结构。

S7：将S6步骤制备好的防水层-减震层-海绵主层连接结构与S4步骤制备好的所述回弹层4进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层-回弹层连接结构，即得到本方案提供的一种功能型海绵。

实施例2

所述聚氨酯材料也可以由以下重量份的组分组成：聚醚多元醇62份、有机异氰酸酯30份、链延长剂0.4份、泡沫稳定剂1.4份、复合催化剂0.8份、外发泡剂2.4份、水3份。所述链延长剂为多元醇或二胺类低分子化合物，所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂，所述复合催化剂为锡类催化剂和胺类催化剂，所述外发泡剂为用低沸点氟烃类化合物，所述聚醚多元醇为聚醚丙二醇，所述有机异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

该组分条件下功能型海绵制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚醚多元醇、有机异氰酸酯、链延长剂、高效泡沫稳定剂、高效复合催化剂、外发泡剂、水加入成型箱高速搅拌混合制成原料进行聚合和发泡；

S2:采用后续的切割技术对S1步骤完成的聚氨酯海绵进行异形切割，；

S3：在S2步骤切割完成的一片聚氨酯海绵上进行打孔操作，打孔完毕后即形成包括上凹部31、下凹部33和中间部的海绵主层32；在S2步骤切割完成的另一片聚氨酯海绵上按模具进行小范围切割，在切割完毕后的聚氨酯海绵上形成了可以容纳所述弹性体42的任意数量空腔；

S4：将预备使用的弹性体42对S3步骤制备完成的聚氨酯海绵上的空腔进行填充，填充完毕后即形成包括海绵部41和弹性体42的回弹层4；

S5:将预备使用的聚四氟乙烯材料与TPU材料进行热压连接，形成防水层1和减震层2的连接结构；

S6:将S5步骤制备好的防水层1和减震层2的连接结构与所述海绵主层3的一面进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层连接结构。

S7：将S6步骤制备好的防水层-减震层-海绵主层连接结构与S4步骤制备好的所述回弹层4进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层-回弹层连接结构，即得到本方案提供的一种功能型海绵。

实施例3

所述聚氨酯材料也可以由以下重量份的组分组成：聚醚多元醇58份、有机异氰酸酯33份、链延长剂0.2份、泡沫稳定剂0.8份、复合催化剂1份、外发泡剂1.5份、水5.5份。所述链延长剂为多元醇或二胺类低分子化合物，所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂，所述复合催化剂为锡类催化剂和胺类催化剂，所述外发泡剂为用低沸点氟烃类化合物，所述聚醚多元醇为聚醚丙二醇，所述有机异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

该组分条件下功能型海绵制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚醚多元醇、有机异氰酸酯、链延长剂、高效泡沫稳定剂、高效复合催化剂、外发泡剂、水加入成型箱高速搅拌混合制成原料进行聚合和发泡；

S2:采用后续的切割技术对S1步骤完成的聚氨酯海绵进行异形切割，；

S3：在S2步骤切割完成的一片聚氨酯海绵上进行打孔操作，打孔完毕后即形成包括上凹部31、下凹部33和中间部的海绵主层32；在S2步骤切割完成的另一片聚氨酯海绵上按模具进行小范围切割，在切割完毕后的聚氨酯海绵上形成了可以容纳所述弹性体42的任意数量空腔；

S4：将预备使用的弹性体42对S3步骤制备完成的聚氨酯海绵上的空腔进行填充，填充完毕后即形成包括海绵部41和弹性体42的回弹层4；

S5:将预备使用的聚四氟乙烯材料与TPU材料进行热压连接，形成防水层1和减震层2的连接结构；

S6:将S5步骤制备好的防水层1和减震层2的连接结构与所述海绵主层3的一面进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层连接结构。

S7：将S6步骤制备好的防水层-减震层-海绵主层连接结构与S4步骤制备好的所述回弹层4进行胶黏连接，形成防水层-减震层-海绵主层-回弹层连接结构，即得到本方案提供的一种功能型海绵。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。