一种弹性理疗床垫及其制备方法
阅读说明：本技术 一种弹性理疗床垫及其制备方法 (Elastic physiotherapy mattress and preparation method thereof ) 是由 方彦雯 方志财 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种弹性理疗床垫及其制备方法,包括理疗层、乳胶层和弹簧层,所述理疗层内嵌在所述乳胶层中央,形成一个完整的层体；所述乳胶层下为弹簧层；在所述理疗层上端设有中药枕突；所述中药枕突下设有狭长的脊椎凹槽,在所述理疗层其他位置设有若干凸起的按摩结构点；所述理疗层和按摩结构点由改性EPE泡沫制备而成。本发明的中药枕突包裹了大量促进睡眠和抗菌抑菌的中药粉末,能有效提高人体睡眠质量,抑制螨虫生长；另设置的脊椎凹槽符合人体工学设计,使得使用者睡在床垫上具有很强的贴服感,乳胶层提高床垫的弹性和柔软性,最下层的弹簧层能进一步提高床垫的承受力,延长使用时间。(The invention provides an elastic physiotherapy mattress and a preparation method thereof, wherein the elastic physiotherapy mattress comprises a physiotherapy layer, a latex layer and a spring layer, wherein the physiotherapy layer is embedded in the center of the latex layer to form a complete layer body; a spring layer is arranged below the latex layer; the upper end of the physical therapy layer is provided with a traditional Chinese medicine pillow; a long and narrow vertebral groove is arranged under the traditional Chinese medicine pillow, and a plurality of raised massage structure points are arranged at other positions of the physical therapy layer; the physiotherapy layer and the massage structure points are prepared from modified EPE foam. The traditional Chinese medicine pillow disclosed by the invention is wrapped with a large amount of traditional Chinese medicine powder for promoting sleep and resisting and inhibiting bacteria, so that the sleep quality of a human body can be effectively improved, and the growth of mites is inhibited; the spine groove arranged in addition accords with the ergonomic design, so that a user has strong fit feeling when sleeping on the mattress, the latex layer improves the elasticity and the softness of the mattress, and the spring layer at the lowest layer can further improve the bearing capacity of the mattress and prolong the service life.)
技术领域
本发明涉及床垫技术领域，具体涉及一种弹性理疗床垫及其制备方法。
背景技术
床垫是为了保证消费者获得健康而又舒适的睡眠而使用的一种介于人体和床之间的物品，床垫材质繁多，不同材料制作的床垫能给人带来不同的睡眠效果。随着物质文明和技术工艺的不断进步，现代人们使用的床垫种类逐渐趋向多元化，主要弹簧床垫、棕榈床垫、乳胶床垫、海绵床垫和3D床垫，在这些床垫中，弹簧床垫占较大的比重。
磁疗就是利用人造磁场施加于人体经络、穴位和病变部位治疗某些疾病的方法，医院专业磁疗设备对高血压、关节炎、头痛、失眠、冠心病、胃肠炎、面肌痉挛，以及扭挫伤、颈椎病等均有效果，根据磁疗的原理人们发明出一种磁疗床垫，当人们睡或躺在磁性床垫上时，能舒适均匀地接触人的全身，使床垫内的磁和人体的血液内所含铁质元素发生作用后，则产生按摩效果，有助人体健康和提高睡眠质量。
根据研究发现，如果磁场强度过大对人体可能产生不良影响，如头晕、呕吐等晕磁现象，但是目前市面上常见的磁疗床垫内密集设置有磁石，并且所有磁石由一个统一的开关来控制，当打开全部磁石时产生的的强磁场不仅没有理疗效果，还可能导致晕磁现象，危害人们的健康，而且常见的磁疗床垫本身结构简单，功能单一，也无法满足现在人们多样化。
发明内容
本发明的目的在于提出一种弹性理疗床垫及其制备方法，设置了中药枕突，内包裹了大量促进睡眠和抗菌抑菌的中药粉末，能有效提高人体睡眠质量，抑制螨虫生长；另设置的脊椎凹槽符合人体工学设计，使得使用者睡在床垫上具有很强的贴服感，乳胶层提高床垫的弹性和柔软性，最下层的弹簧层能进一步提高床垫的承受力，延长使用时间。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种弹性理疗床垫，包括理疗层、乳胶层和弹簧层，所述理疗层内嵌在所述乳胶层中央，形成一个完整的层体；所述乳胶层下为弹簧层；在所述理疗层上端设有中药枕突；所述中药枕突下设有狭长的脊椎凹槽，在所述理疗层其他位置设有若干凸起的按摩结构点；所述理疗层和按摩结构点由改性EPE泡沫制备而成，所述改性EPE泡沫由以下原料按重量份制备而成：改性磁性玉石粉10-20份、低密度聚乙烯70-90份、发泡剂1-2份、泡沫稳定剂0.05-0.1份、引发剂0.01-0.02份。
作为本发明的进一步改进，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的至少一种；所述发泡剂选自正戊烷、正己烷、正庚烷、石油醚中的至少一种；所述泡沫稳定剂选自聚乙烯醇、三乙醇胺中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述改性磁性玉石粉的制备方法如下：
S1.预处理：将玉石粉、四氧化三铁粉分别进一步研细，过100-200目筛网，浸渍在碱液中0.5-1h，过滤，洗净，干燥混合均匀，得到磁性玉石粉；
S2.冰片的接枝：将磁性玉石粉加入硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至60-80℃反应1-2h后，过滤，洗净，加入甲苯中，与冰片溶解混合均匀，滴加三乙胺，加热至90-100℃，反应2-4h后，过滤，用甲苯洗涤固体，干燥，得到冰片接枝的磁性玉石粉；
S3.改性：将得到的冰片接枝的磁性玉石粉加入含有硅烷偶联剂的乙醇溶液中，加热至80-90℃，反应1-2h后，过滤，洗净，得到改性磁性玉石粉。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述玉石粉、四氧化三铁粉的质量比为10：(2-3)；所述碱液为5-10wt％的碱溶液，其中碱为NaOH或KOH；所述干燥温度为90-100℃，干燥时间为2-4h。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中KH560的质量百分比为4-9wt％；所述磁性玉石粉、冰片、三乙胺的质量比为100：(5-12)：(3-10)。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述含有硅烷偶联剂的乙醇溶液中硅烷偶联剂的质量百分比为2-5wt％；所述硅烷偶联剂为带有双键的硅烷偶联剂，选自KH570、A171、KH-A172、A151中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述硅烷偶联剂为KH-A172和A151的复配混合，质量比为2：(3-5)。
作为本发明的进一步改进，所述脊椎凹槽长度为50-80cm，宽度为3-7cm。
作为本发明的进一步改进，所述中药枕突内包裹了复合中药粉，所述复合中药粉由以下重量份的原料制备而成：艾草10-20份、益母草2-4份、决明子5-10份、合欢皮2-4份、酸枣仁3-5份，所述复合中药粉是将上述中药分别洗净、干燥后粉碎过10-40目筛网，然后装入可透气包装膜内得到。
本发明进一步保护一种基于上述改性EPE泡沫的制备方法，包括以下步骤：将改性磁性玉石粉、低密度聚乙烯、发泡剂、泡沫稳定剂、引发剂混合均匀后，加入到双辊炼胶机中熔融反应0.5-1h后，继续加入制得料片，然后置于平板硫化机上180-200℃下加压至2-7MPa，保压10-30min，去压发泡，得到泡沫粒，将泡沫粒进行注塑成型，得到改性EPE泡沫。
本发明具有如下有益效果：本发明将玉石粉和四氧化三铁粉经过碱液预处理后，表面含有大量的羟基及含氧基团，进一步在硅烷偶联剂KH560的处理下，玉石粉和四氧化三铁粉之间紧密结合，形成磁性玉石粉，并在表面偶联大量的带有环氧基的分子，在叔胺催化作用下与冰片分子上的羟基发生键连反应，从而使得磁性玉石粉表面偶联大量的冰片分子，提高了材料的防螨、抗菌抑菌的效果，进一步地，在该冰片改性的磁性玉石粉表面偶联带有双键的硅烷偶联剂，得到改性玉石粉，在后期改性EPE泡沫的制备过程中，在引发剂的存在下，高温催化制得的改性玉石粉与低密度聚乙烯发生自由基聚合反应，从而在聚乙烯分子链上偶联了改性玉石粉，制得的改性EPE泡沫不仅具有良好的弹性和透气性，同时，硬质结构的磁性玉石粉能提高材料的硬度和力学性能，起到按摩人体各个穴位的效果，另外，磁性玉石粉还能形成自然磁场，并散发远红外射线，有益健康；
本发明设置了中药枕突，内包裹了大量促进睡眠和抗菌抑菌的中药粉末，能有效提高人体睡眠质量，抑制螨虫生长；另设置的脊椎凹槽符合人体工学设计，使得使用者睡在床垫上具有很强的贴服感，乳胶层提高床垫的弹性和柔软性，最下层的弹簧层能进一步提高床垫的承受力，延长使用时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明弹性理疗床垫的俯视图；
图2为本发明弹性理疗床垫的侧视图；
其中，1.中药枕突；2.脊椎凹槽；3.按摩结构点；4.理疗层；5.乳胶层；6.弹簧层。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-2，本发明弹性理疗床垫，包括理疗层4、乳胶层5和弹簧层6，所述理疗层4内嵌在所述乳胶层5中央，形成一个完整的层体；所述乳胶层5下为弹簧层6；在所述理疗层4上端设有中药枕突1；所述中药枕突1下设有狭长的脊椎凹槽2，在所述理疗层4其他位置设有若干凸起的按摩结构点3；所述理疗层4和按摩结构点3由改性EPE泡沫制备而成。所述脊椎凹槽2长度为50-80cm，宽度为3-7cm。
中药枕突内包裹了复合中药粉，所述复合中药粉由以下重量份的原料制备而成：艾草15份、益母草3份、决明子7份、合欢皮3份、酸枣仁4份，所述复合中药粉是将上述中药分别洗净、干燥后粉碎过10目筛网，然后装入可透气包装膜内得到。
制备例1改性磁性玉石粉的制备方法如下：
S1.预处理：将10g玉石粉、2.5g四氧化三铁粉分别进一步研细，过200目筛网，浸渍200mL在7wt％NaOH或KOH溶液中1h，过滤，洗净，干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为3h，混合均匀，得到磁性玉石粉；
S2.冰片的接枝：将10g磁性玉石粉加入100mL 7wt％硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至70℃反应2h后，过滤，洗净，加入100mL甲苯中，与1g冰片溶解混合均匀，滴加0.5g三乙胺，加热至95℃，反应3h后，过滤，用甲苯洗涤固体，干燥，得到冰片接枝的磁性玉石粉；
S3.改性：将10g得到的冰片接枝的磁性玉石粉加入100mL 3.5wt％含有硅烷偶联剂的乙醇溶液中，加热至85℃，反应2h后，过滤，洗净，得到改性磁性玉石粉；硅烷偶联剂为KH-A172和A151的复配混合，质量比为2：3。
制备例2
与制备例1相比，硅烷偶联剂为KH-A172和A151的复配混合，质量比为2：5，其他条件均不改变。
制备例3
与制备例1相比，硅烷偶联剂为KH-A172和A151的复配混合，质量比为2：4，其他条件均不改变。
对比制备例1
与制备例1相比，玉石粉和四氧化三铁粉未经过碱液浸渍步骤，其他条件均不改变。
S1.预处理：将10g玉石粉、2.5g四氧化三铁粉分别进一步研细，过200目筛网，浸渍200mL在7wt％NaOH或KOH溶液中1h，过滤，洗净，干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为3h，混合均匀，得到磁性玉石粉；
S2.冰片的接枝：将10g磁性玉石粉加入100mL 7wt％硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至70℃反应2h后，过滤，洗净，加入100mL甲苯中，与1g冰片溶解混合均匀，滴加0.5g三乙胺，加热至95℃，反应3h后，过滤，用甲苯洗涤固体，干燥，得到冰片接枝的磁性玉石粉；
S3.改性：将10g得到的冰片接枝的磁性玉石粉加入100mL 3.5wt％含有硅烷偶联剂的乙醇溶液中，加热至85℃，反应2h后，过滤，洗净，得到改性磁性玉石粉；硅烷偶联剂为KH-A172和A151的复配混合，质量比为2：3。
对比制备例2
与制备例1相比，未经过步骤S2冰片接枝，其他条件均不改变。
S1.预处理：将10g玉石粉、2.5g四氧化三铁粉分别进一步研细，过200目筛网，浸渍200mL在7wt％NaOH或KOH溶液中1h，过滤，洗净，干燥，干燥温度为95℃，干燥时间为3h，混合均匀，得到磁性玉石粉；
S2.改性：将10g得到磁性玉石粉加入100mL 3.5wt％含有硅烷偶联剂的乙醇溶液中，加热至85℃，反应2h后，过滤，洗净，得到改性磁性玉石粉；硅烷偶联剂为KH-A172和A151的复配混合，质量比为2：3。
对比例3
与制备例1相比，硅烷偶联剂为KH-A172，其他条件均不改变。
对比例4
与制备例1相比，硅烷偶联剂为A151，其他条件均不改变。
实施例1
原料组成(重量份)：制备例1制得的改性磁性玉石粉10份、低密度聚乙烯70份、石油醚1份、聚乙烯醇0.05份、偶氮二异丁腈0.01份。
改性EPE泡沫的制备方法，包括以下步骤：将改性磁性玉石粉、低密度聚乙烯、石油醚、聚乙烯醇、偶氮二异丁腈混合均匀后，加入到双辊炼胶机中熔融反应1h后，继续加入制得料片，然后置于平板硫化机上190℃下加压至5MPa，保压20min，去压发泡，得到泡沫粒，将泡沫粒进行注塑成型，得到改性EPE泡沫。
实施例2
原料组成(重量份)：制备例2制得的改性磁性玉石粉20份、低密度聚乙烯90份、正己烷2份、三乙醇胺0.1份、偶氮二异庚腈0.02份。
改性EPE泡沫的制备方法，包括以下步骤：将改性磁性玉石粉、低密度聚乙烯、正己烷、三乙醇胺、偶氮二异庚腈混合均匀后，加入到双辊炼胶机中熔融反应1h后，继续加入制得料片，然后置于平板硫化机上190℃下加压至5MPa，保压20min，去压发泡，得到泡沫粒，将泡沫粒进行注塑成型，得到改性EPE泡沫。
实施例3
原料组成(重量份)：制备例3制得的改性磁性玉石粉15份、低密度聚乙烯80份、正戊烷1.5份、三乙醇胺0.07份、偶氮二异丁酸二甲酯0.015份。
改性EPE泡沫的制备方法，包括以下步骤：将改性磁性玉石粉、低密度聚乙烯、正戊烷、三乙醇胺、偶氮二异丁酸二甲酯混合均匀后，加入到双辊炼胶机中熔融反应1h后，继续加入制得料片，然后置于平板硫化机上190℃下加压至5MPa，保压20min，去压发泡，得到泡沫粒，将泡沫粒进行注塑成型，得到改性EPE泡沫。
对比例1
与实施例3相比，改性磁性玉石粉由对比制备例1制得，其他条件均不改变。
对比例2
与实施例3相比，改性磁性玉石粉由对比制备例2制得，其他条件均不改变。
对比例3
与实施例3相比，改性磁性玉石粉由对比制备例3制得，其他条件均不改变。
对比例4
与实施例3相比，改性磁性玉石粉由对比制备例4制得，其他条件均不改变。
对比例5
与实施例3相比，未添加改性磁性玉石粉，其他条件均不改变。
原料组成(重量份)：低密度聚乙烯95份、正戊烷1.5份、三乙醇胺0.07份、偶氮二异丁酸二甲酯0.015份。
测试例1
将本发明实施例1-3和对比例1-5制得的改性EPE泡沫进行性能测试，结果见表1。
压陷硬度指标(HA(40％/30s),单位N)：指试样压缩达到总厚度的(40±1)％，保载(30±1)s后的，测试其压力。
压缩变形特征(Sf＝F65/F25)：指试样先压缩至总厚度的(75±1)％，然后卸载，Sf为压缩量分别达到(65±1)％和(25±1)％时，两个即时力之比。
表1
由上表可知，本发明制得的改性EPE泡沫具有良好的抗变形能力、弹性和柔韧性。
测试例2抗菌抗螨性能测试
将实施例1-3以及对比例1-5制得改性EPE泡沫采用振荡法(GB/T20944.3-2008)测试，结果见表2。
表2
组别
大肠杆菌抗菌率(％)
金黄色葡萄球菌抗菌率(％)
实施例1
98
97
实施例2
>99
98
实施例3
>99
>99
对比例1
88
85
对比例2
92
91
对比例3
90
91
对比例4
89
92
对比例5
75
72
将实施例1-3以及对比例1-5制得改性EPE泡沫进行防螨测试，测试指标按照国标GBT24253-2009，结果见表3。
表3
组别
防螨率(％)
实施例1
94
实施例2
94
实施例3
95
对比例1
82
对比例2
78
对比例3
88
对比例4
90
对比例5
42
由上表可知，本发明制得的改性EPE泡沫具有良好的抗菌抑菌、防螨性能。
测试例3远红外线发射试验
将实施例1-3和对比例1-5制得的改性EPE泡沫按照纺织行业检验标准Fz/T64010-2000《远红外纺织品》，经过50次洗涤后，进行法向发射率检测，结果见表4。
表4
由上表可知，本发明制得的改性EPE泡沫能散发较多的远红外线。
与现有技术相比，本发明将玉石粉和四氧化三铁粉经过碱液预处理后，表面含有大量的羟基及含氧基团，进一步在硅烷偶联剂KH560的处理下，玉石粉和四氧化三铁粉之间紧密结合，形成磁性玉石粉，并在表面偶联大量的带有环氧基的分子，在叔胺催化作用下与冰片分子上的羟基发生键连反应，从而使得磁性玉石粉表面偶联大量的冰片分子，提高了材料的防螨、抗菌抑菌的效果，进一步地，在该冰片改性的磁性玉石粉表面偶联带有双键的硅烷偶联剂，得到改性玉石粉，在后期改性EPE泡沫的制备过程中，在引发剂的存在下，高温催化制得的改性玉石粉与低密度聚乙烯发生自由基聚合反应，从而在聚乙烯分子链上偶联了改性玉石粉，制得的改性EPE泡沫不仅具有良好的弹性和透气性，同时，硬质结构的磁性玉石粉能提高材料的硬度和力学性能，起到按摩人体各个穴位的效果，另外，磁性玉石粉还能形成自然磁场，并散发远红外射线，有益健康；
本发明设置了中药枕突，内包裹了大量促进睡眠和抗菌抑菌的中药粉末，能有效提高人体睡眠质量，抑制螨虫生长；另设置的脊椎凹槽符合人体工学设计，使得使用者睡在床垫上具有很强的贴服感，乳胶层提高床垫的弹性和柔软性，最下层的弹簧层能进一步提高床垫的承受力，延长使用时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。