一种双硬度泡棉垫及其制备方法
阅读说明：本技术 一种双硬度泡棉垫及其制备方法 (Double-hardness foam pad and preparation method thereof ) 是由 孙文龙 陈哲 王文静 杨润强 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双硬度泡棉垫及其制备方法,软度区泡棉垫A组分为：聚醚多元醇330N 44～54份,聚醚多元醇H30 6～16份,催化剂0.1份,开孔剂1份,脱模剂0.1份,水0.5～2份；硬度区泡棉垫A组分为：聚醚多元醇330N 30～40份,聚合物多元醇H30 20～30份,催化剂0.1份,开孔剂1份,脱模剂0.1份,水0.5～2份,B组分均为二苯基甲烷二异氰酸酯40份。制备方法包括1)原料制备；2)模具预热；3)塑化反应；4)塑化后处理。本发明配方合理,成型时间短,生产效率高,通过在座椅坐垫上一体成型两个硬度不同的区域,有效提升入座的舒适度,同时在臀部区域提升硬度的情况下,确保其弹性。(The invention discloses a double-hardness foam cotton pad and a preparation method thereof, wherein the foam cotton pad in a softness area comprises the following components: 44-54 parts of polyether polyol 330N, 306-16 parts of polyether polyol H, 0.1 part of catalyst, 1 part of pore-forming agent, 0.1 part of release agent and 0.5-2 parts of water; the composition of the foam pad A in the hardness area is as follows: 30-40 parts of polyether polyol 330N, 0-30 parts of polymer polyol H3020, 0.1 part of a catalyst, 1 part of a pore-forming agent, 0.1 part of a release agent, 0.5-2 parts of water, and 40 parts of diphenylmethane diisocyanate as a component B. The preparation method comprises 1) preparing raw materials; 2) preheating a mould; 3) performing plasticizing reaction; 4) and (5) plasticizing and post-treating. The seat cushion provided by the invention has the advantages of reasonable formula, short forming time and high production efficiency, two areas with different hardness are integrally formed on the seat cushion, the sitting comfort level is effectively improved, and meanwhile, the elasticity of the seat cushion is ensured under the condition that the hardness of the hip area is improved.)
技术领域
本发明涉及一种泡棉垫及其制备工艺，具体涉及一种双硬度泡棉垫及其制备方法。
背景技术
随着健康学习、健康办公的普及，越来越多的椅子朝着符合人体工学、提升用户舒适度的方向发展。传统椅子常采用泡棉包裹椅座的方式，来提升座椅的舒适度，这一方案虽一定程度上提升了舒适感、降低了疲劳度，但由于泡棉往往是一种混料一体成型，因此泡棉往往只有一种硬度，难以在贴合人体曲线和有效支撑人体之间进行取舍。
一般而言，臀部位置往往要求泡棉具有更高的硬度，以对人体进行更好地支撑，臀部位置凹陷形变过大，将一定程度上影响入座舒适度；腿部位置往往要求泡棉具有相对较低的硬度，以使座椅更加贴合人体的曲线，座椅坐垫一般由腿部至臀部略向下倾斜，如采用较高硬度的泡棉，泡棉将对腿部肌肉形成挤压，造成不适感。
目前，虽然日本的冈村、南波等工艺已开发了相关的双密度泡棉工艺，但存在以下问题，其一，这些泡棉工艺主要应用于汽车座椅等领域，对日常生活办公中座椅的坐垫适用性不强；其二，这些泡棉工艺往往采用上、下双硬度的工艺，因此对解决上述技术问题并无本质上的改进。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种双硬度泡棉垫及其制备方法，该制备方法制备的双硬度泡棉垫主要应用于椅子上，具体用于椅子椅座的包裹。
本发明通过以下技术方案加以实现：
所述的一种双硬度泡棉垫，其特征在于：所述泡棉垫具有软度区和硬度区，所述软度区和硬度区均由A组分和B组分两种反应原料组成，
所述软度区泡棉垫A组分由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇330N 44～54份，聚合物多元醇H30 6～16份，催化剂0.1份，开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份，B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯40份；
所述硬度区泡棉垫A组分由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇330N 30～40份，聚合物多元醇H30 20～30份，催化剂0.1份，开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份，B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯40份。
进一步地，所述软度区泡棉垫A组分由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇330N48份，聚合物多元醇H30 12份，催化剂0.1份，开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份，B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯40份；
所述硬度度区泡棉垫A组分由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇330N 36份，聚合物多元醇H30 24份，催化剂0.1份，开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份，B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯40份。
进一步地，所述催化剂为氨催化剂，所述开孔剂为硅油开孔剂。
本发明还提出一种双硬度泡棉垫的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
1）原料制备：取配方量的软度区A组分各原料混合，于常温下搅拌3～5小时，制得软度区A组分搅拌料，之后将软度区A组分搅拌料置入24℃、13MPa的腔室内；将B组分原料置入22℃、10MPa的另一腔室内，软度区A组分搅拌料及B组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成软度区混合液；
取配方量的硬度区A组分各原料混合，于常温下搅拌3～5小时，制得硬度区A组分搅拌料，之后将硬度区A组分搅拌料置入24℃、13MPa的腔室内；将B组分原料置入22℃、10MPa的另一腔室内，硬度区A组分搅拌料及B组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成硬度区混合液；
2）模具预热：将具有硬度区腔和软度区腔的模具预热，预热结束后先将软度区混合液喷入模具软度区腔中，再将硬度区混合液喷入模具硬度区腔中；
3）塑化反应，将模具恒定在预热温度范围内，闭合模具，软度区腔和硬度区腔内的混合液在模具产生的高压下发生塑化成型；
4）塑化后处理：将步骤3）塑化成型后的产品在常温常压下放置12小时，使塑化反应彻底结束，制得双硬度泡棉垫。
进一步地，所述步骤2）中模具预热至45℃～60℃，软度区混合液的喷入时间为1.4s，硬度区的混合液喷入时间为2.4s。
进一步地，所述步骤3）中塑化成型时间为3min～5min。
进一步地，所述模具的硬度区腔和软度区腔之间设置有一道高1cm的凸棱进行分隔。
本发明配方合理，成型时间短，生产效率高，通过在座椅坐垫上一体成型处腿部和臀部两个硬度不同的区域，有效提升入座的舒适度，同时采用该配方及制备方法，在臀部区域提升硬度的情况下，还可保证该区域的弹性，通过设置在模具中的凸棱，确保在反应初期对不同硬度区域的成型进行较好的分隔，并在反应后期形成良好的过渡面。
附图说明
图1为实施例1制得的产品的结构示意图；
图2为实施例2制得的产品的结构示意图；
其中，A为腿部对应的软度区，B为臀部对应的硬度区。
具体实施方式
以下结合说明书附图及实施例对发明做进一步说明，以便更好地理解本技术方案。
实施例1：双硬度泡棉垫的制备
1）原料制备：取聚醚多元醇330N 48份，聚合物多元醇H30 12份，氨催化剂0.1份，硅油开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份混合，于常温下搅拌4小时，制得软度区A组分搅拌料，之后将软度区A组分搅拌料置入24℃、13MPa的腔室内；将B组分原料异二苯基甲烷二异氰酸酯40份置入22℃、10MPa的另一腔室内，软度区A组分搅拌料及B组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成软度区混合液；
取聚醚多元醇330N 36份，聚合物多元醇H30 24份，氨催化剂0.1份，硅油开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份混合，于常温下搅拌4小时，制得硬度区A组分搅拌料，之后将硬度区A组分搅拌料置入24℃、13MPa的腔室内；将B组分原料二苯基甲烷二异氰酸酯40份置入22℃、10MPa的另一腔室内，硬度区A组分搅拌料及B组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成硬度区混合液。
2）模具预热：将具有硬度区腔和软度区腔的模具预热至45℃～60℃，预热结束后先将软度区混合液喷入模具软度区腔中，喷入时间为1.4s,再将硬度区混合液喷入模具硬度区腔中,喷入时间为2.4s。
3）塑化反应，将模具恒定在45℃～60℃内，闭合模具，软度区腔和硬度区腔内的混合液在模具产生的高压下发生塑化成型,成型时间为3min～5min；其中，模具的硬度区腔和软度区腔之间设置有一道高1cm的凸棱进行分隔，该凸棱的设置使得软、硬泡棉原料在反应初期能够有效区分，不互相干涉，并在反应后期，跨过凸棱反应，形成良好的过渡面。
4）塑化后处理：将步骤3）塑化成型后的产品在常温常压下放置12小时，使塑化反应彻底结束，制得双硬度泡棉垫，用于椅子椅座的包裹，其结构如图1所示。
性能测试
测试工具，海绵压缩试验机、烘箱、游标卡尺、电子天平及直尺
回弹性测试：截取实施例1制得产品100*100mm，试样厚度50mm，落球高度500mm，回弹率平均值为45.3%。
压陷硬度测试：根据GB/T10807-2006 《软质泡沫聚合材料硬度的测定（压陷法）》，通过压缩方法A压陷硬度指数、B法压陷硬度特性、C法压陷硬度检验三种方法进行测试，并记录数据，结果见表1所示。
表1
密度测试：通过p=m/v计算得出泡棉实际密度，实际测得试样密度为61.4kg/m3。
压缩疲劳测试：根据GB/T18941-2003《高聚物多孔弹性材料定负荷冲击疲劳的测定》，压缩力值：750N，压缩次数：80000次，记录测试前后泡棉的硬度变化，最终测得硬度减少值百分率=6.2%，具体见表2。
表2
75%压缩永久测试：根据GB/T6669-2008《软质泡沫聚合材料压缩永久变形的测定》，压缩试样厚度的75%，在温度70℃环境中保持22小时，计算压缩永久变形CS=5.0%。
硬度测试：按压硬度测试，把试样放置坚固的平面上，拿住硬度计，压针距离试样边缘至少12mm平稳地把压足压在试样上，使压针生直的压入试样，直至压足和试样完全接触时1秒内读数。在测点相距至少6mm的不同位置测量碍度值5次，取其平均值（微孔材料测点相距至少15mm），结果见表3。
表3：海绵硬度数据记录表
实施例2：双硬度泡棉垫的制备
1）原料制备：取聚醚多元醇330N 54份，聚合物多元醇H30 6份，氨催化剂0.1份，硅油开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份混合，于常温下搅拌4小时，制得软度区A组分搅拌料，之后将软度区A组分搅拌料置入24℃、13MPa的腔室内；将B组分原料二苯基甲烷二异氰酸酯40份置入22℃、10MPa的另一腔室内，软度区A组分搅拌料及B组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成软度区混合液；
取聚醚多元醇330N 40份，聚合物多元醇H30 20份，氨催化剂0.1份，硅油开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份混合，于常温下搅拌4小时，制得硬度区A组分搅拌料，之后将硬度区A组分搅拌料置入24℃、13MPa的腔室内；将B组分原料二苯基甲烷二异氰酸酯40份置入22℃、10MPa的另一腔室内，硬度区A组分搅拌料及B组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成硬度区混合液。
2）模具预热：将具有硬度区腔和软度区腔的模具预热至45℃～60℃，预热结束后先将软度区混合液喷入模具软度区腔中，喷入时间为1.4s,再将硬度区混合液喷入模具硬度区腔中,喷入时间为2.4s。
3）塑化反应，将模具恒定在45℃～60℃内，闭合模具，软度区腔和硬度区腔内的混合液在模具产生的高压下发生塑化成型,成型时间为3min～5min；其中，模具的硬度区腔和软度区腔之间设置有一道高1cm的凸棱进行分隔，该凸棱的设置使得软、硬泡棉原料在反应初期能够有效区分，不互相干涉，并在反应后期，跨过凸棱反应，形成良好的过渡面。
4）塑化后处理：将步骤3）塑化成型后的产品在常温常压下放置12小时，使塑化反应彻底结束，制得双硬度泡棉垫，用于椅子椅座的包裹，其结构如图2所示。
性能测试
测试工具，海绵压缩试验机、烘箱、游标卡尺、电子天平及直尺
回弹性测试：截取实施例1制得产品100*100mm，试样厚度50mm，落球高度500mm，回弹率平均值为42.5%。
压陷硬度测试：根据GB/T10807-2006 《软质泡沫聚合材料硬度的测定（压陷法）》，通过压缩方法A压陷硬度指数、B法压陷硬度特性、C法压陷硬度检验三种方法进行测试，并记录数据，结果见表4所示。
表4
密度测试：通过p=m/v计算得出泡棉实际密度，实际测得试样密度为60.4kg/m3。
压缩疲劳测试：根据GB/T18941-2003《高聚物多孔弹性材料定负荷冲击疲劳的测定》，压缩力值：750N，压缩次数：80000次，记录测试前后泡棉的硬度变化，最终测得硬度减少值百分率=4.09%，具体见表5。
表5
75%压缩永久测试：根据GB/T6669-2008《软质泡沫聚合材料压缩永久变形的测定》，压缩试样厚度的75%，在温度70℃环境中保持22小时，计算压缩永久变形CS=5.0%。
硬度测试：按压硬度测试，把试样放置坚固的平面上，拿住硬度计，压针距离试样边缘至少12mm平稳地把压足压在试样上，使压针生直的压入试样，直至压足和试样完全接触时1秒内读数。在测点相距至少6mm的不同位置测量碍度值5次，取其平均值（微孔材料测点相距至少15mm），结果见表6。
表6：海绵硬度数据记录表
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