一種竹炭記憶棉及其生產方法
2023-04-28 02:10:51 1
專利名稱：一種竹炭記憶棉及其生產方法
技術領域：
本發明申請涉及一種含有微米級的竹炭粉的記憶棉及其生產方法，在所述的記憶棉中，微米級的竹炭粉參與了記憶棉的發泡過程，並均勻分布於泡沫材料中。
背景技術：
竹炭原材料取自五年以上毛竹，經高溫無氧乾餾製成，分子的結構成六角形、質量堅硬、細密多孔。竹炭具有超強的吸附能力，可以吸附溼氣、異味及有害氣體，保持室內空氣清新和床位乾燥，並具有釋放遠紅外線的作用，可以促進人體肩周、頸等部位的血液循環， 有利於幫助睡眠、恢復疲勞，對肩周疼痛、關節炎、畏寒、失眠等症狀有輔助療效。竹炭還能產生負離子，釋放天然的芬多精，有導電和阻隔電磁波輻射等效果。竹炭經微米、納米化後， 其功能性更是成千百倍放大，可應用於衣、食、住、行、電子、航天航空等領域，竹炭有著「黑鑽石」的美譽，是二十一世紀新型環保的功能性材料。記憶棉是一種具有黏彈性的溫感記憶材料，裡面的空氣可以自由流動，在壓力和溫度變化時，外形隨人體輪廓的形狀而改變，起到吸收壓力的效果，受力集中點能夠得到緩解，局部沒有積壓和刺痛感，具有形狀的記憶性。目前我國燒制竹炭的方法主要有兩種乾餾熱解法和土窯直接燒製法。 乾餾熱解法主要採用外熱式立式乾餾釜，這種乾餾釜在燒制竹炭時，既可使用預幹至含水率為 20% 25%的竹材，也可使用未經預幹的竹材。由於在燒制過程中基本不存在竹炭氧化問題，因此竹炭得率較高，一般為25%左右，高者可達35%，燒制周期一般在48 72小時。但該種方法精煉溫度不高，影響了竹炭的密度，同時乾餾釜容積小，竹炭的產量低。另外一種土窯燒製法，採用燃料直接加熱的方式，即窯口由燃料燃燒產生的熱量上升到窯頂後，向窯內擴散，其中大部分熱氣流流動在上層，有小部分熱量向四周輻射，由上往下緩慢乾燥並達到預炭化；燃燒窯內部分竹材使窯內溫度繼續升高，除去揮發性物質， 此時窯內煙氣循環流動，各點熱量和溫度基本均勻，完成炭化和精煉階段，得到結構緻密的竹炭。由於土窯造價便宜，精煉溫度高，竹炭密度大，但質量穩定性差，得率不高。現有的技術中，都是將竹炭和記憶棉分別用於不同的產品，缺乏同時含有兩種物質的材質及相應的產品。
發明內容
本發明申請目的是將竹炭和記憶棉各自的優良特點有機的結合在一起，提供一種竹炭記憶棉材質的生產方法，該材質不僅具有優良的抗菌、防黴、調溼、吸附有害氣體的作用，還具有良好的舒適性，能夠緩解壓力，有效幫助血液循環、消除異味、清新空氣、釋放遠紅外線，改善人體新陳代謝環境，消除疲勞的功能。本發明申請的一個目的是提供一種竹炭記憶棉的生產方法，是通過以下的技術方案實現的
具體來說，本發明申請所述的竹炭記憶棉的生產方法，包括如下的步驟1、微米竹炭粉的生產
1)取5年生的竹料截斷剖片，第一次入窯經500-600°C低溫炭化10-20天；
2)炭化後進行粉碎，把炭化好的竹炭粉碎成10_3米級大小的粉末，第二次入窯經 1000-1200°C高溫炭化5-6天；
3)出窯後，經3次粉碎後將炭化後的竹炭粉碎成粒徑為10_4米級大小的粉末；
4)再經6次研磨將粉碎的竹炭粉研磨成10_6級大小的粉末，一般需要2-3天的時間， 此時的炭粉的固含量為3%-8% ；然後將研磨好的微米竹炭粉末進行脫水處理，需時1-2天， 使之達到15%-25%的固含量，再通過冷凍真空乾燥設備進行冷凍低溫真空乾燥，分離還原成乾粉，需3-5天；
5)經鐳射雷射分析檢測粒逕取1.5-2. 0萬目的炭粉真空包裝存放； 2、微米竹炭粉半成品的製備
將製得的微米竹炭粉末與聚醚330N按重量比20-25 :80-100充分溼潤，並加入分散劑進行攪拌，過三輥研磨機製成膏狀半成品備用； 3、竹炭記憶棉的生產
1)先將5-10重量份的微米竹炭粉末膏狀料、90-110重量份的聚醚多元醇、2.0-2. 5重量份的發泡劑、1-4重量份的1. 4-二羥基丁烷、0. 3-0. 4重量份的催化劑、1-2重量份表面活性劑加入PU灌注機攪拌缸A缸中，攪拌10-20分鐘使其充分攪拌均勻；
2)在PU灌注機攪拌缸B缸中加入45-60重量份的改性二苯基甲烷二異氰酸酯，確定兩個缸中材料比例後，經發泡機攪拌葉快速攪拌澆注在特定的鋁模中，將鋁模放置在40-50°C 的恆溫烤箱中，7-10分鐘熟化成型；
3)從烤箱取出鋁模，經脫模後，成型的竹炭記憶棉胚再經過對-30小時完全熟化，自然通風5-10小時後，至15-20°C恆溫狀態，即成為我們需要的竹炭記憶棉成品。進一步的，所述的生產方法中，微米竹炭粉末比表面積為400-500 IIf /g,甲醛吸附率為 15-20%。進一步的，所述的生產方法中，所用的催化劑包括一種或兩種胺類化合物、取代有機錫類化合物，如Dabco33LV、三乙胺、N-甲基嗎啡或三亞乙基二胺。進一步的，所述的生產方法中，所用的表面活性劑使用分子量較低、非水溶性的聚矽氧烷類泡沫有機矽表面活性劑，如B-8681、Y-10366、AK-7731。
進一步的，在所述的生產方法中，所述的發泡劑為H2O,不含任何有毒、有害物質的發泡劑，不產生刺激性氣味，適合於車內和家居使用。進一步的，在所述的生產方法中，所述的分散劑包括濃度為0. 3%的80FA。80FA為柔性不飽和聚酯樹脂，具有中等粘度和較低的反應活性，製品具有優異的柔韌性能，適用於製作柔性工藝品，也可作為柔韌性添加劑用於其他樹脂的增韌。在本發明申請中，分散劑是一種在分子內同時具有親油性和親水性兩種相反性質的界面活性劑。可均一分散那些難於溶解於液體的無機、有機固體顆粒，同時也能防止固體顆粒的沉降和凝聚，形成安定懸浮液。分散劑一般分為無機分散劑和有機分散劑兩大類。常用的無機分散劑有矽酸鹽類(例如水玻璃)和鹼金屬磷酸鹽類(例如三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉等)；有機分散劑包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯醯胺、古爾膠、脂肪酸聚乙二醇酯等。
在本發明申請中，使用的330N聚醚多元醇是以一種甘油為起始劑，環氧丙烷、環氧乙烷為聚合單體，含有較高伯羥基活性成份，環氧乙烷封端，分子量達到4800的通用聚醚多元醇。是理想的高活性模塑聚醚多元醇，可作為聚合物多元醇(接枝聚醚)的原料，與接枝聚醚配合使用可製得性能優異的模塑泡沫，適用於各種高低壓發泡機器。另外，在本發明申請中，使用的三輥研磨機簡稱三輥機，三輥研磨機可分為實驗三輥研磨機和生產三輥研磨機兩種，三輥研磨機適用於油漆、油墨、顏料、塑料等漿料的製造。 三輥研磨機工作原理三輥研磨機通過水平的三根輥筒的表面相互擠壓及不同速度的摩擦而達到研磨效果。三輥研磨機是高粘度物料最有效的研磨、分散設備。本發明申請的另一個目的是提供用上述方法得到的竹炭記憶棉。本發明申請所述的竹炭記憶棉及其生產方法，具有以下的優點
1、健康環保，舒適保健，竹炭記憶棉具有抗菌，防黴的作用，竹炭中釋放出的負離子能有效吸附空氣中的有害氣體，消除異味，清新空氣；
2、竹炭記憶棉還具有良好的舒適性、透氣性；
3、其釋放出的遠紅外線，能加快血液循環，改善人體新陳代謝環境，消除疲勞。
具體實施例方式以下結合具體的實施方式，對本發明申請所述的竹炭記憶棉及其生產方法進行詳細的描述和說明，目的是為了公眾更好的理解本發明申請的技術內容，而不是對所述技術內容的限制，事實上，在以相同或近似的原理，使用功能相近的試劑和材料，並對相應生產過程中的步驟、反應條件進行的改進，以實現基本相同的功能為目的，則都在本發明申請所要求保護的技術方案之內。實施例一
本發明申請所述的竹炭記憶棉材質的生產方法，包括如下的步驟 1、微米竹炭粉的生產
1)取5年生的竹料截斷剖片，第一次入窯經500°C低溫炭化20天；
2)炭化後進行粉碎，把炭化好的竹炭粉碎成10_3米級大小的粉末，第二次入窯經 1000°C高溫炭化6天；
3)出窯後，經3次粉碎後將炭化後的竹炭粉碎成粒徑為10_4米級大小的粉末；
4)再經6次研磨將粉碎的竹炭粉研磨成10_6級大小的粉末，一般需要2-3天的時間， 此時的炭粉的固含量為3%-8% ；然後將研磨好的微米竹炭粉末進行脫水處理，需時1-2天， 使之達到15%-25%的固含量，再通過冷凍真空乾燥設備進行冷凍低溫真空乾燥，分離還原成乾粉，需3-5天；
5)經鐳射雷射分析檢測粒逕取1.5萬目的炭粉真空包裝存放； 2、微米竹炭粉半成品的製備
將製得的微米竹炭粉末與聚醚330N按重量比20 80充分溼潤，並加入0. 3%的80FA作為分散劑進行攪拌，過三輥研磨機製成膏狀半成品備用； 3、竹炭記憶棉的生產
1)先將5重量份的微米竹炭粉末膏狀料、90重量份的聚醚多元醇、2. 0重量份的水、1. 0 重量份的1. 4- 二羥基丁烷、0. 3重量份的催化劑、1重量份表面活性劑加入PU灌注機攪拌缸A缸中，攪拌10分鐘使其充分攪拌均勻；
2)在PU灌注機攪拌缸B缸中加入45重量份的改性二苯基甲烷二異氰酸酯，確定兩個缸中材料比例後，經發泡機攪拌葉快速攪拌澆注在特定的鋁模中，將鋁模放置在40°C的恆溫烤箱中，10分鐘熟化成型；
3)從烤箱取出鋁模，經脫模後，成型的竹炭記憶棉胚再經過M小時完全熟化，自然通風5小時後，至15°C恆溫狀態，即成為我們需要的竹炭記憶棉成品。實施例二
本發明申請所述的竹炭記憶棉材質的生產方法，包括如下的步驟 1、微米竹炭粉的生產
1)取5年生的竹料截斷剖片，第一次入窯經600°C低溫炭化10天；
2)炭化後進行粉碎，把炭化好的竹炭粉碎成10_3米級大小的粉末，第二次入窯經 1200°C高溫炭化5天；
3)出窯後，經3次粉碎後將炭化後的竹炭粉碎成粒徑為10_4米級大小的粉末；
4)再經6次研磨將粉碎的竹炭粉研磨成10_6級大小的粉末，一般需要2-3天的時間， 此時的炭粉的固含量為3%-8% ；然後將研磨好的微米竹炭粉末進行脫水處理，需時1-2天， 使之達到15%-25%的固含量，再通過冷凍真空乾燥設備進行冷凍低溫真空乾燥，分離還原成乾粉，需3-5天；
5)經鐳射雷射分析檢測粒逕取2.0萬目的炭粉真空包裝存放； 2、微米竹炭粉半成品的製備
將製得的微米竹炭粉末與聚醚330N按重量比25 100充分溼潤，並加入分散劑進行攪拌，過三輥研磨機製成膏狀半成品備用； 3、竹炭記憶棉的生產
1)先將10重量份的微米竹炭粉末膏狀料、110重量份的聚醚多元醇、2.5重量份的發泡劑、4重量份的1. 4- 二羥基丁烷、0. 4重量份的催化劑、2重量份表面活性劑加入PU灌注機攪拌缸A缸中，攪拌20分鐘使其充分攪拌均勻；
2)在PU灌注機攪拌缸B缸中加入60重量份的改性二苯基甲烷二異氰酸酯，確定兩個缸中材料比例後，經發泡機攪拌葉快速攪拌澆注在特定的鋁模中，將鋁模放置在50°C的恆溫烤箱中，7分鐘熟化成型；
3)從烤箱取出鋁模，經脫模後，成型的竹炭記憶棉胚再經過30小時完全熟化，自然通風5小時後，至20°C恆溫狀態，即成為我們需要的竹炭記憶棉成品。實施例三
具體來說，本發明申請所述的竹炭記憶棉材質的生產方法，包括如下的步驟 1、微米竹炭粉的生產
1)取5年生的竹料截斷剖片，第一次入窯經550°C低溫炭化15天；
2)炭化後進行粉碎，把炭化好的竹炭粉碎成10_3米級大小的粉末，第二次入窯經 1100°C高溫炭化5天；
3)出窯後，經3次粉碎後將炭化後的竹炭粉碎成粒徑為10_4米級大小的粉末；
4)再經6次研磨將粉碎的竹炭粉研磨成10_6級大小的粉末，一般需要2-3天的時間， 此時的炭粉的固含量為3%-8% ；然後將研磨好的微米竹炭粉末進行脫水處理，需時1-2天，使之達到15%-25%的固含量，再通過冷凍真空乾燥設備進行冷凍低溫真空乾燥，分離還原成乾粉，需3-5天；
5)經鐳射雷射分析檢測粒逕取1. 8萬目的炭粉真空包裝存放； 2、微米竹炭粉半成品的製備 將製得的微米竹炭粉末與聚醚330N按重量比22 90充分溼潤，並加入分散劑進行攪拌，過三輥研磨機製成膏狀半成品備用； 3、竹炭記憶棉的生產
1)先將6重量份的微米竹炭粉末膏狀料、100重量份的聚醚多元醇、2.2重量份的發泡劑、3重量份的1. 4-二羥基丁烷、0. 35重量份的催化劑、1. 5重量份表面活性劑加入PU灌注機攪拌缸A缸中，攪拌15分鐘使其充分攪拌均勻；
2)在PU灌注機攪拌缸B缸中加入50重量份的改性二苯基甲烷二異氰酸酯，確定兩個缸中材料比例後，經發泡機攪拌葉快速攪拌澆注在特定的鋁模中，將鋁模放置在45°C的恆溫烤箱中，8分鐘熟化成型；
3)從烤箱取出鋁模，經脫模後，成型的竹炭記憶棉胚再經過沈小時完全熟化，自然通風7小時後，至18°C恆溫狀態，即成為我們需要的竹炭記憶棉成品。
權利要求
1.一種竹炭記憶棉材質的生產方法，其特徵在於所述的方法包括如下的步驟 1)微米竹炭粉的生產取5年生的竹料截斷剖片，第一次入窯經500-600°C低溫炭化10-20天； 炭化後進行粉碎，把炭化好的竹炭粉碎成10_3米級大小的粉末，第二次入窯經 1000-1200°C高溫炭化5-6天；出窯後，經3次粉碎後將炭化後的竹炭粉碎成粒徑為10_4米級大小的粉末； 再經6次研磨將粉碎的竹炭粉研磨成10_6級大小的粉末，一般需要2-3天的時間，此時的炭粉的固含量為3%-8% ；然後將研磨好的微米竹炭粉末進行脫水處理，需時1-2天，使之達到15%-25%的固含量，再通過冷凍真空乾燥設備進行冷凍低溫真空乾燥，分離還原成乾粉，需3-5天；經鐳射雷射分析檢測粒逕取1. 5-2. 0萬目的炭粉真空包裝存放； 2)微米竹炭粉半成品的製備 將製得的微米竹炭粉末與聚醚330N按重量比20-25 :80-100充分溼潤，並加入分散劑進行攪拌，過三輥研磨機製成膏狀半成品備用； 3)竹炭記憶棉的生產先將5-10重量份的微米竹炭粉末膏狀料、90-110重量份的聚醚多元醇、2. 0-2. 5重量份的發泡劑、1-4重量份的1. 4-二羥基丁烷、0. 3-0. 4重量份的催化劑、1-2重量份表面活性劑加入PU灌注機攪拌缸A缸中，攪拌10-20分鐘使其充分攪拌均勻；在PU灌注機攪拌缸B缸中加入45-60重量份的改性二苯基甲烷二異氰酸酯，確定兩個缸中材料比例後，經發泡機攪拌葉快速攪拌澆注在特定的鋁模中，將鋁模放置在40-50°C的恆溫烤箱中，7-10分鐘熟化成型；從烤箱取出鋁模，經脫模後，成型的竹炭記憶棉胚再經過M-30小時完全熟化，自然通風5-10小時後，至15-20°C恆溫狀態，即成為我們需要的竹炭記憶棉成品。
2.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述微米竹炭粉末比表面積為 400-500 m2 /g,甲醛吸附率為 15-20%。
3.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述的催化劑包括一種或兩種胺類化合物或取代有機錫類化合物。
4.根據權利要求3所述的生產方法，其特徵在於所述的催化劑包括Dabco33LV、三乙胺、N-甲基嗎啡或三亞乙基二胺。
5.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述的表面活性劑為聚矽氧烷類泡沫有機矽表面活性劑。
6.根據權利要求5所述的生產方法，其特徵在於所述的表面活性劑包括B-8681、 Y-10366 或 AK-7731。
7.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述的發泡劑包括H20。
8.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述的分散劑包括濃度為0.3%的 80FA。
9.權利要求1所述的生產方法得到的竹炭記憶棉。
全文摘要
本發明申請提供一種竹炭記憶棉及其生產方法，所述的方法包括微米竹炭粉的生產、微米竹炭粉半成品的製備和竹炭記憶棉的生產三個步驟。該方法採用五年以上的毛竹，經過1100度高溫炭化，活化，粉碎，研磨成微米級大小的竹炭粉末，再進行脫水、真空乾燥，然後將乾燥後的微米竹炭粉和液體研磨成液體膏狀，再將微米竹炭粉與記憶棉液態組合料經過混合、攪拌、灌注、熟化、成型和冷卻的過程，得到所述的竹炭記憶棉成品。得到的竹炭記憶海綿具有抗菌，防黴的作用，竹炭中釋放出的負離子能有效吸附空氣中的有害氣體，消除異味，清新空氣，竹炭記憶棉還具有良好的舒適性、透氣性。其釋放出的遠紅外線，能加快血液循環，改善人體新陳代謝環境，消除疲勞。
文檔編號C08L75/08GK102443260SQ20111029227
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者廖勇 申請人:廖勇