一种蓄冷凝胶凉垫及制备方法与流程

1.本发明涉及蓄冷凝胶技术领域，特别涉及一种蓄冷凝胶凉垫及制备方法。


背景技术：

2.目前，公开号为cn112089257a的中国专利申请，公开了一种有效提高清凉度的新型坐垫，其包括坐垫本体，坐垫本体顶壁贯穿设置有若干散气孔，坐垫本体高度方向一端的表面设置有第一凝胶膜层，坐垫本体远离第一凝胶膜层方向的表面设置有降温层；坐垫本体其中一侧设置有第二凝胶膜层，坐垫本体外侧壁设置有用于限定第二凝胶膜层位置的收纳组件；第二凝胶膜层远离坐垫本体方向的一端设置有连接组件，坐垫本体远离第二凝胶膜层方向的一侧设置有可与连接组件配合并固定第二凝胶膜层位置的卡合组件。
3.传统的清凉坐垫采用的凝胶由于强度和韧性较差，使得人坐上之后容易发生塌陷，而起不到提供清凉感的作用。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种蓄冷凝胶凉垫，其优点是具有较好的强度和韧性，能够更好的支撑人体，不易发生塌陷。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种蓄冷凝胶凉垫，包括包装袋和填充与包装袋内的蓄冷凝胶；所述蓄冷凝胶包括以下组分和比例（重量）：纯水
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75-80%；明矾
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0.7-2%；丙烯酸
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13-19%；纤维素类分散剂
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3-7%；引发剂一
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0.07%；引发剂二
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0.03%。
6.通过上述技术方案，明矾加入纯水中可以生成氢氧化铝胶体，提高了凝胶形成的速度；丙烯酸一方面可以调节溶液的ph值，另外丙烯酸在引发剂一和引发剂二的作用下能够发生聚和反应，形成的聚丙烯酸具有较好的保水和吸水性能，确保了形成的凝胶具有较好的强度和韧性，水分不易从凝胶中丢失；纤维素分散剂用于使容液分散的更加均匀，避免溶液发生结块或者产生絮状物，进一步的提高了凝胶的均匀度，使得凝胶受力更加均匀；包装袋用于将凝胶包裹在其中，使得凝胶能够更加稳定的构成一个整体，进一步的提高凉垫的承载力。
7.本发明进一步设置为：所述纤维素类分散剂为羧甲基纤维素。
8.通过上述技术方案，羧甲基纤维素具有较好的增稠性能，进一步的提高了溶液分散的均匀性和更加粘稠。
9.本发明进一步设置为：所述引发剂一为过硫酸钾。
10.通过上述技术方案，过硫酸钾可使丙烯酸乳液自聚，反应更加完全，残留单体较少。
11.本发明进一步设置为：所述引发剂二为亚硫酸氢钠。
12.通过上述技术方案，亚硫酸氢钠进一步的促进丙烯酸聚合，进一步的提高了聚丙烯酸乳液的吸水和保水性能。
13.本发明进一步设置为：所述包装袋包括内包装和外包装，所述蓄冷凝胶填充与内包装中；所述内包装包括由内至外设置的防水层和加韧层，所述防水层和加韧层采用粘接剂粘接在一起；所述外包装包括由内至外设置内衬基材层和植绒层，所述外包装上设置有多个容纳腔，所述内包装放置在容纳腔中；所述植绒层采用粘接剂粘接在内衬基材层上。
14.通过上述技术方案，防水层用于防止蓄冷凝胶泄露出来；加韧层用于加强内包装整体的结构强度和韧性，避免内包装在受到挤压时破碎；内衬基材层用于构成强度和韧性较好的外包装，能够更好的保护蓄冷凝胶；植绒层可以起到一定的温度缓冲作用，避免温度过于冰冷使人体感觉不适；容纳腔用于放置内包装，多个容纳腔可以放置多个内包装，可以更好的将人体坐在上面的作用力分散开来，使得凉垫能够更稳定的与人体接触，从而更均匀的提供冷感效果。
15.本发明进一步设置为：所述防水层采用pvc膜制成，所述加韧层采用复合pe无纺布制成；所述内衬基材层采用tpu制成，所述植绒层为尼龙面料上植上尼龙绒毛制成。
16.通过上述技术方案，pvc膜具有较好的防水性能，从而更好的避免凝胶或者凝胶中的水泄露出去；复合pe无纺布具有较好的韧性和弹性，在受到挤压时能够产生一定的形变，使得在承受人体的重量时，内包装能够较好的适应；tpu具有较好的弹性和强度，而且耐寒性能突出，在较好的承载人体重量的同时，也不会因为蓄冷凝胶的低温而影响器性能；尼龙较为柔软和耐磨，较好的避免了外包装产生磨损，而且亲肤性更好，使得使用更加舒适。
17.本发明进一步设置为：所述容纳腔呈长条状，多个所述容纳腔沿其宽度方向均匀设置，相邻所述容纳腔之间设置有分隔粘条，所述分隔粘条将内衬基材层的内部两侧粘接在一起。
18.通过上述技术方案，分隔粘条用于将外包装分隔呈多个容纳腔。
19.本发明的另一目的是提供一种蓄冷凝胶凉垫的制备方法，其优点是工艺简单，在室温下即可或者凝胶，获得的凝胶结构强度和韧性好。
20.本发明进一步设置为：一种蓄冷凝胶凉垫的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）备料，按权利要求1所述的组分和比例进行备料；（2）将明矾加入到纯水中，得到明矾溶液；（3）向明矾溶液中加入丙烯酸，搅拌均匀，得到乳液一；（4）向混合均匀的乳液一中加入引发剂一，并搅拌均匀得到乳液二；（5）向混合均匀的乳液二中加入引发剂二，并搅拌均匀得到乳液三；（6）边向乳液三中缓慢加入纤维素类分散剂，边快速搅拌，搅拌速度为800-1000
转/分钟，使纤维素类分散剂均匀分散到乳液三中，得到乳液四；（7）装袋，在得到乳液四的一小时内，将乳液四装入到包装袋中，并封口；（8）将装袋完成后的产品放置到冰箱中冷冻，并压平；冷冻时间为20分钟。
21.通过上述技术方案，明矾加入到纯水中会发生电离，之后再加入丙烯酸可以较好的调节ph值，而且还能使容液分散的更加均匀；通过加入引发剂一和引发剂二，使得丙烯酸发生聚合，得到的聚丙烯酸能够较好的吸水和保水，进一步的加快了乳液形成的效率，也确保了聚合的完全度；缓慢加入纤维素类分散剂的同时快速搅拌，使得溶液混合的更加均匀、彻底，进而使得凝胶整体更加均匀，以便凝胶受力挤压时能够更加均匀的将力分散开来，从而提高了整体的韧性和强度；冷冻并压平使得凝胶能够较好的蓄冷，并且压平使得凝胶和内包装贴合的更加紧密，以便冷感更好的渗透到包装外。
22.本发明进一步设置为：在步骤（6）的乳液四中加入0.1%的消毒水，所述消毒水为双氧水、二氧化氯或甲醛溶液。
23.通过上述技术方案，消毒水用于对溶液进行消毒，抑制溶液中的微生物滋生，同时也可以避免溶液发生变质。
24.本发明进一步设置为：在步骤（7）中对包装袋进行封口前，将包装袋中的气体抽出。
25.通过上述技术方案，袋内的空气排出后可以避免袋内气泡的产生，使产品表面平整度更好。
26.综上所述，本发明具有以下有益效果：1.采用羧甲基纤维素、丙烯酸和纯水作为主要成分制成的凝胶具有较好的强度和韧性，具有较好的承载性能；2.外包装上的多个容纳腔能够更加均匀的承载人的体重，每个容纳腔放置一个内包装，能够将蓄冷凝胶分散开来，当一个容纳腔中的凝胶发生塌陷时，还有其他的凝胶与人体接触，而且当凝胶受到的压力消失时，凝胶会快速的回弹，确保了凉垫能够更充分的与人体接触，起到提供冷感的效果。
附图说明
27.图1是一种蓄冷凝胶凉垫的的内部结构示意图；图2是一种蓄冷凝胶凉垫的内包装的层结构示意图；图3是一种蓄冷凝胶凉垫的外包装的层结构示意图；图4是一种蓄冷凝胶凉垫的制备方法的制备流程示意图；图5是一种蓄冷凝胶凉垫的升温曲线图。
28.附图标记：1、防水层；2、加韧层；3、内包装；4、外包装；5、内衬基材层；6、植绒层；7、容纳腔。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
30.参考图1、图2和图3，一种蓄冷凝胶凉垫，包括包装袋和填充与包装袋内的蓄冷凝胶，其中包装袋包括内包装3和外包装4，蓄冷凝胶填充与内包装3中；内包装3包括由内至外
设置的防水层1和加韧层2，防水层1和加韧层2采用粘接剂粘接在一起；防水层1采用pvc膜制成，加韧层2采用复合pe无纺布制成。
31.参考图1、图2和图3，外包装4包括由内至外设置内衬基材层5和植绒层6，植绒层6采用粘接剂粘接在内衬基材层5上，内衬基材层5采用tpu制成，植绒层6为尼龙面料上植上尼龙绒毛制成。
32.参考图1、图2和图3，外包装4上设置有多个容纳腔7，容纳腔7呈长条状，多个容纳腔7沿其宽度方向均匀设置，内包装3中填充满凝胶后再放置到容纳腔7中；相邻容纳腔7之间设置有分隔粘条，分隔粘条将内衬基材层5的内部两侧粘接在一起从而形成了容纳腔7。
33.其中，蓄冷凝胶包括以下组分和比例（重量）：纯水
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75-80%；明矾
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0.7-2%；丙烯酸
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13-19%；纤维素类分散剂
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3-7%；引发剂一
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0.07%；引发剂二
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0.03%；上述组分中，纤维素类分散剂优选为羧甲基纤维素，引发剂一优选为过硫酸钾，引发剂二优选为亚硫酸氢钠；过硫酸钾和亚硫酸氢钠作为引发剂可以促进丙烯酸发生聚合形成聚丙烯酸，丙烯酸中的羧基具有亲水性，从而能够吸收较多的水分，并且形成乳液状。
34.具体的，纯水：明矾：丙烯酸：羧甲基纤维素：过硫酸钾：亚硫酸氢钠=80:0.9:15:4:0.07:0.03；当采用上述比例（重量）时，形成的蓄冷凝胶强度和韧性最佳；而且该蓄冷凝胶的含水量为80%，使得蓄冷凝胶的比热容较大，具有较好的冷热性能。
35.参考图1和图4，一种蓄冷凝胶凉垫的制备方法，具体步骤如下：（1）备料，按下列组分和比例（重量）进行备料：纯水：明矾：丙烯酸：羧甲基纤维素：过硫酸钾：亚硫酸氢钠=80:0.9:15:4:0.07:0.03；（2）将明矾加入到纯水中，得到明矾溶液；明矾溶于水后会发生电离，电离方程式为：kal（so4）2=k al3 2so42-；其中，铝离子发生水解，生成氢氧化铝，氢氧化铝具有较大的接触面积，具有吸附性，以便后续形成胶体状溶液；（3）向明矾溶液中加入丙烯酸，搅拌均匀，得到乳液一，并控制溶液的ph值到2.4左右；（4）向混合均匀的乳液一中加入过硫酸钾，并搅拌均匀得到乳液二；（5）向混合均匀的乳液二中加入亚硫酸氢钠，并搅拌均匀得到乳液三；过硫酸钾和亚硫酸氢钠能够使丙烯酸发生聚合，形成聚丙烯酸后具有较好的保水和吸水性能；（6）边向乳液三中缓慢加入羧甲基纤维素，边快速搅拌，搅拌速度为800-1000转/分钟；可采用电动搅拌机进行搅拌，转速设定为800转/分钟；使纤维素类分散剂均匀分散到乳液三中，得到乳液四；在乳液四中加入0.1%的消毒水，消毒水优选为双氧水、二氧化氯或者甲醛溶液，得到乳液五；
（7）装袋，在得到乳液四的一小时内，将乳液五装入到内包装3中，并将内包装3中的气体抽出，并封口；气体留在内包装3内会影响内包装3的平整度，而且气体抽排出去后，使得后续形成的凝胶能够更好的与内包装3贴合，从而更好的将冷感传递到包装外。
36.（8）将装袋完成后的产品放置到冰箱中冷冻，并压平；冷冻时间为20分钟。
37.冰垫表面升温实验，实验方法如下：（1）将恒温箱稳定设定为36摄氏度；（2）在恒温箱中放置托盘；（3）将蓄冷凉垫平铺放入到托盘上；（4）将温度探头贴于冰垫表面，并每隔一分钟记录一次温度；获得的实验数据如图5。
38.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种蓄冷凝胶凉垫，包括包装袋和填充与包装袋内的蓄冷凝胶；其特征在于，所述蓄冷凝胶包括以下组分和比例（重量）：纯水
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75-80%；明矾
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0.7-2%；丙烯酸
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13-19%；纤维素类分散剂
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3-7%；引发剂一
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0.07%；引发剂二
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0.03%。2.根据权利要求1所述的一种蓄冷凝胶凉垫，其特征在于，所述纤维素类分散剂为羧甲基纤维素。3.根据权利要求1所述的一种蓄冷凝胶凉垫，其特征在于，所述引发剂一为过硫酸钾。4.根据权利要求1所述的一种蓄冷凝胶凉垫，其特征在于，所述引发剂二为亚硫酸氢钠。5.根据权利要求1所述的一种蓄冷凝胶凉垫，其特征在于，所述包装袋包括内包装(3)和外包装(4)，所述蓄冷凝胶填充与内包装(3)中；所述内包装(3)包括由内至外设置的防水层(1)和加韧层(2)，所述防水层(1)和加韧层(2)采用粘接剂粘接在一起；所述外包装(4)包括由内至外设置内衬基材层(5)和植绒层(6)，所述外包装(4)上设置有多个容纳腔(7)，所述内包装(3)放置在容纳腔(7)中；所述植绒层(6)采用粘接剂粘接在内衬基材层(5)上。6.根据权利要求5所述的一种蓄冷凝胶凉垫，其特征在于，所述防水层(1)采用pvc膜制成，所述加韧层(2)采用复合pe无纺布制成；所述内衬基材层(5)采用tpu制成，所述植绒层(6)为尼龙面料上植上尼龙绒毛制成。7.根据权利要求5所述的一种蓄冷凝胶凉垫，其特征在于，所述容纳腔(7)呈长条状，多个所述容纳腔(7)沿其宽度方向均匀设置，相邻所述容纳腔(7)之间设置有分隔粘条，所述分隔粘条将内衬基材层(5)的内部两侧粘接在一起。8.一种蓄冷凝胶凉垫的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）备料，按权利要求1所述的组分和比例进行备料；（2）将明矾加入到纯水中，得到明矾溶液；（3）向明矾溶液中加入丙烯酸，搅拌均匀，得到乳液一；（4）向混合均匀的乳液一中加入引发剂一，并搅拌均匀得到乳液二；（5）向混合均匀的乳液二中加入引发剂二，并搅拌均匀得到乳液三；（6）边向乳液三中缓慢加入纤维素类分散剂，边快速搅拌，搅拌速度为800-1000转/分钟，使纤维素类分散剂均匀分散到乳液三中，得到乳液四；（7）装袋，在得到乳液四的一小时内，将乳液四装入到包装袋中，并封口；（8）将装袋完成后的产品放置到冰箱中冷冻，并压平；冷冻时间为20分钟。9.根据权利要求8所述的一种蓄冷凝胶凉垫的制备方法，其特征在于，在步骤（6）的乳液四中加入0.1%的消毒水，所述消毒水为双氧水、二氧化氯或甲醛溶液。10.根据权利要求8所述的一种蓄冷凝胶凉垫的制备方法，其特征在于，在步骤（7）中对
包装袋进行封口前，将包装袋中的气体抽出。

技术总结
本发明公开了一种蓄冷凝胶凉垫及制备方法，应用在蓄冷凝胶技术领域，解决了传统的清凉坐垫采用的凝胶由于强度和韧性较差，使得人坐上之后容易发生塌陷，而起不到提供清凉感的作用的技术问题，其技术方案要点是：包括包装袋和填充与包装袋内的蓄冷凝胶；所述蓄冷凝胶包括以下组分和比例（重量）：纯水75-80%；明矾0.7-2%；丙烯酸13-19%；纤维素类分散剂3-7%；引发剂一0.07%；引发剂二0.03%；具有的技术效果是：具有较好的强度和韧性，能够更好的支撑人体，不易发生塌陷。不易发生塌陷。不易发生塌陷。


技术研发人员：张志 谢浩 邓仕明
受保护的技术使用者：江苏易舜医疗器械有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/5/25