技术领域
本发明涉及一种海绵领域，尤其涉及一种含有健康绿色天然成分、可避免资源浪费和环境污染并且回弹性、压缩永久变形值等力学性能均符合国际标准的环保可降解的低密度海绵及其制备工艺。
背景技术
海绵是一种极为常见的多孔材料，具有良好的吸水性，部分具有良好的弹性、变形恢复性等等性能，能够用于清洁物品或用于生产一些舒适柔软的座垫。
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。另外，还有三类其他材料制成的合成海绵，分别为低密度聚醚（不吸水海绵）、聚乙烯醇（高吸水材料，无明显气孔）和聚酯。
目前来说，市场上海绵的生成成本与海绵密度呈正相关，密度越高成本也越高，但低密度海绵的物理性能往往不如高密度海绵，特别是在作为座垫等方面的使用，因而寻求一种低密度却有良好力学性能能够符合国际上座垫海绵所需力学性能标准的低密度高弹性海绵是一大发展方向。同时目前海绵的制备过程中产生的污染较大，海绵多为人造高聚物难以降解，发泡剂在发泡过程中对人造成危害、对环境造成污染，也是一个亟待解决的问题。
中国专利局于2017年2月15日公布了一个一种低密度高承载海绵及制作工艺的发明专利申请文件，申请公布号为CN106397711A，该发明专利通过降低海绵的发泡密度，使得生产相同体积的海绵时所需的生产物料大幅减少，降低了生产成本，另一方面选用了聚醚多元醇和聚合物多元醇提高了海绵的硬度，避免了因密度过低而造成物理性能下降的问题。但其仍存在海绵的制备过程中产生的污染较大，人造高聚物难以降解，发泡剂在发泡过程中对人造成危害、对环境造成污染的问题。
发明内容
为解决上述高密度海绵生产成本过高，低密度海绵力学性能较差无法符合座垫海绵标准，且目前海绵的制备过程中产生的污染较大，人造高聚物难以降解，发泡剂在发泡过程中对人造成危害、对环境造成污染的问题，提供了一种含有健康绿色天然成分、可避免资源浪费和环境污染并且回弹性、压缩永久变形值等力学性能均符合国际标准的环保可降解的低密度海绵。
本发明的另一目的是提供一种环保可降解的低密度海绵的制备工艺。
本发明采用以下技术方案：一种环保可降解的低密度海绵，所述环保可降解的低密度海绵制备原料包括以下重量份数物质：天然乳胶90-100份，甲醛0.2-0.6份，氢氧化钾0.8-1.1份，硫磺1.9-2.2份，油酸钾0.75-1.12份，硫酸铵1.6-2.4份，氧化锌1.6-2.4份，氟硅酸钠1.20-1.65份，促进剂A0.8-1.15份，促进剂B0.35-0.55份和添加剂1.8-4份。
作为优选，所述环保可降解的低密度海绵制备原料包括以下重量份数物质：天然乳胶95-100份，甲醛0.3-0.4份，氢氧化钾1.0-1.1份，硫磺1.9-2.0份，油酸钾0.75-1.05份，硫酸铵1.8-2.1份，氧化锌1.8-2.1份，氟硅酸钠1.45-1.55份，促进剂A1.0-1.15份，促进剂B0.45-0.50份和添加剂2.2-3.5份。
作为优选，所述促进剂A为二乙基二硫代氨基甲酸锌，所述促进剂B为2-巯醇基苯并噻唑，所述添加剂为凤梨麻超微粉悬液。
作为优选，所述凤梨麻超微粉悬液由以下工艺制成：
a）将凤梨麻置于超微粉碎机中进行超微粉碎，粉碎时间15-60min，得到凤梨麻超微粉；
b）向步骤a）所得凤梨麻超微粉中加入10%酪蛋白溶液，所加入10%酪蛋白溶液重量为凤梨麻重量的75-80%，得到混合物；
c）向步骤b）所得混合物加入适量水，配制成总固含量为9-11%的凤梨麻超微粉悬液。
一种环保可降解的低密度海绵的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下制备步骤：
1）将甲醛加入到天然乳胶中，对其进行搅拌，搅拌转速80-100r/min，搅拌时间10-15min，得到甲醛乳胶；
2）将硫磺、二乙基二硫代氨基甲酸锌和2-巯醇基苯并噻唑混合研磨，充分搅拌分散后，加入步骤1）所得的甲醛乳胶中，得到混合乳胶；
3）将步骤2）所得的混合乳胶置于室温条件下熟化36-48h，得到熟化乳胶；
4）向步骤3）所得的熟化乳胶中加入油酸钾、硫酸铵和凤梨麻超微粉悬液，进行发泡搅拌，搅拌转速250-300r/min，搅拌至大量发泡，随后减速进行匀泡搅拌，搅拌转速120-150r/min，搅拌时间15-20min，得到发泡液；
5）将氧化锌和氟硅酸钠分别制成50%的分散体，向步骤4）所得的发泡液中加入50%氧化锌分散体，搅拌1-2min后加入50%氟硅酸钠分散体继续搅拌，搅拌转速180-200r/min，搅拌至胶凝点立即进行注模，放入90-120℃环境下定型15-20min，得到初模；
6）将步骤5）得到的初模置于100℃沸水浴中硫化55-65min，取出水洗烘干，得到环保可降解的低密度海绵。
天然乳胶是一种天然橡胶乳胶（nature rubber latex，NRL），由天然乳胶制成的乳胶海绵是一种低密度的多孔开放式材料，多孔开放结构使其具有良好的减压缓冲性能、耐压缩疲劳等优点，即在使用时给人以一种非常舒适的柔感，目前市面上乳胶海绵基本都用于寝具，且一些顶级寝具也大量使用，即席梦思或者各类床垫及睡眠枕等方面，但其力学性能适于作为座垫海绵使用，其回弹性能等物理性能低于国际标准。
凤梨麻（Pineapple Leaf Fiber，PALF）是一种力学性能极为优异的天然植物纤维材料，具有抗菌防臭、良好的吸附性能、易降解等特点，是一种健康绿色环保的天然材料。
凤梨麻具有纵向裂纹，表面粗糙，有突起，突起上有大量的孔洞，形成一种极小尺寸的三维结构，大大增加了其比表面积，使其具有良好的毛细效应、吸附性和透气性。
但由于凤梨麻是一种天然植物纤维，在很多情况下由于凤梨种植者不知其用途而对其进行焚烧或填埋等处理，使其废弃，既污染了环境又浪费了资源，因而本发明对凤梨麻的利用也是一种对环境的保护和资源的回收利用。
在天然乳胶内加入凤梨麻能够在一定程度上实现对资源的回收利用，同时大大强化了天然乳胶基体的力学性能。由于凤梨麻微粒与天然乳胶结合，由于凤梨麻的比表面积大，与天然乳胶结合作用好，对泡孔的支撑作用比较大，能够起到缓冲效果，提升了天然乳胶基体的回弹性能，并且增强泡沫恢复原形的能力，降低了压缩永久变形值。
本发明的有益效果是：所制得环保可降解的低密度海绵主成份健康绿色无污染，对环境友好且对人体无不良效果；天然乳胶和凤梨麻均可回收再利用，具有较高的环保价值；对凤梨麻材料本身就是一种回收再利用，减少了资源浪费；添加了凤梨麻后，天然乳胶基体的低密度海绵提高了物理性能，符合了座垫海绵的国际标准；提供了一种高性能低密度的海绵，在保持低密度海绵较低制备成本的情况下生产出了有较高力学性能的海绵体；生产工艺安全简单、对环境无污染。
具体实施方式
实施例1
凤梨麻超微粉悬液的制备：
a）将凤梨麻置于超微粉碎机中进行超微粉碎，粉碎时间15min，得到凤梨麻超微粉；
b）向步骤a）所得凤梨麻超微粉中加入10%酪蛋白溶液，所加入10%酪蛋白溶液重量为凤梨麻重量的75%，得到混合物；
c）向步骤b）所得混合物加入适量水，配制成总固含量为9%的凤梨麻超微粉悬液
环保可降解的低密度海绵的制备：
1）将甲醛加入到天然乳胶中，对其进行搅拌，搅拌转速100r/min，搅拌时间10min，得到甲醛乳胶；
2）将硫磺、二乙基二硫代氨基甲酸锌和2-巯醇基苯并噻唑混合研磨，充分搅拌分散后，加入步骤1）所得的甲醛乳胶中，得到混合乳胶；
3）将步骤2）所得的混合乳胶置于室温条件下熟化36h，得到熟化乳胶；
4）向步骤3）所得的熟化乳胶中加入油酸钾、硫酸铵和凤梨麻超微粉悬液，进行发泡搅拌，搅拌转速300r/min，搅拌至大量发泡，随后减速进行匀泡搅拌，搅拌转速150r/min，搅拌时间20min，得到发泡液；
5）将氧化锌和氟硅酸钠分别制成50%的分散体，向步骤4）所得的发泡液中加入50%氧化锌分散体，搅拌1min后加入50%氟硅酸钠分散体继续搅拌，搅拌转速200r/min，搅拌至胶凝点立即进行注模，放入120℃环境下定型15min，得到初模；
6）将步骤5）得到的初模置于100℃沸水浴中硫化55min，取出水洗烘干，得到环保可降解的低密度海绵。
材料使用份数：天然乳胶100份，甲醛0.2份，氢氧化钾0.8份，硫磺2.2份，油酸钾0.75份，硫酸铵2.4份，氧化锌2.4份，氟硅酸钠1.20份，二乙基二硫代氨基甲酸锌0.8份，2-巯醇基苯并噻唑0.35份和凤梨麻4份。
经测定，实施例1所制得的环保可降解的低密度海绵的密度为16.8kg·m-3。
实施例2
凤梨麻超微粉悬液的制备：
a）将凤梨麻置于超微粉碎机中进行超微粉碎，粉碎时间60min，得到凤梨麻超微粉；
b）向步骤a）所得凤梨麻超微粉中加入10%酪蛋白溶液，所加入10%酪蛋白溶液重量为凤梨麻重量的80%，得到混合物；
c）向步骤b）所得混合物加入适量水，配制成总固含量为11%的凤梨麻超微粉悬液
环保可降解的低密度海绵的制备：
1）将甲醛加入到天然乳胶中，对其进行搅拌，搅拌转速80r/min，搅拌时间15min，得到甲醛乳胶；
2）将硫磺、二乙基二硫代氨基甲酸锌和2-巯醇基苯并噻唑混合研磨，充分搅拌分散后，加入步骤1）所得的甲醛乳胶中，得到混合乳胶；
3）将步骤2）所得的混合乳胶置于室温条件下熟化48h，得到熟化乳胶；
4）向步骤3）所得的熟化乳胶中加入油酸钾、硫酸铵和凤梨麻超微粉悬液，进行发泡搅拌，搅拌转速250r/min，搅拌至大量发泡，随后减速进行匀泡搅拌，搅拌转速120r/min，搅拌时间20min，得到发泡液；
5）将氧化锌和氟硅酸钠分别制成50%的分散体，向步骤4）所得的发泡液中加入50%氧化锌分散体，搅拌2min后加入50%氟硅酸钠分散体继续搅拌，搅拌转速180r/min，搅拌至胶凝点立即进行注模，放入90℃环境下定型20min，得到初模；
6）将步骤5）得到的初模置于100℃沸水浴中硫化65min，取出水洗烘干，得到环保可降解的低密度海绵。
材料使用份数：天然乳胶90份，甲醛0.6份，氢氧化钾1.1份，硫磺1.9份，油酸钾1.12份，硫酸铵1.6份，氧化锌1.6份，氟硅酸钠1.65份，二乙基二硫代氨基甲酸锌1.15份，2-巯醇基苯并噻唑0.35-0.55份和凤梨麻1.8份。
经测定，实施例2所制得的环保可降解的低密度海绵的密度为16.5kg·m-3。
实施例3
凤梨麻超微粉悬液的制备：
a）将凤梨麻置于超微粉碎机中进行超微粉碎，粉碎时间30min，得到凤梨麻超微粉；
b）向步骤a）所得凤梨麻超微粉中加入10%酪蛋白溶液，所加入10%酪蛋白溶液重量为凤梨麻重量的78%，得到混合物；
c）向步骤b）所得混合物加入适量水，配制成总固含量为10%的凤梨麻超微粉悬液
环保可降解的低密度海绵的制备：
1）将甲醛加入到天然乳胶中，对其进行搅拌，搅拌转速90r/min，搅拌时间12min，得到甲醛乳胶；
2）将硫磺、二乙基二硫代氨基甲酸锌和2-巯醇基苯并噻唑混合研磨，充分搅拌分散后，加入步骤1）所得的甲醛乳胶中，得到混合乳胶；
3）将步骤2）所得的混合乳胶置于室温条件下熟化42h，得到熟化乳胶；
4）向步骤3）所得的熟化乳胶中加入油酸钾、硫酸铵和凤梨麻超微粉悬液，进行发泡搅拌，搅拌转速280r/min，搅拌至大量发泡，随后减速进行匀泡搅拌，搅拌转速130r/min，搅拌时间18min，得到发泡液；
5）将氧化锌和氟硅酸钠分别制成50%的分散体，向步骤4）所得的发泡液中加入50%氧化锌分散体，搅拌1.5min后加入50%氟硅酸钠分散体继续搅拌，搅拌转速180r/min，搅拌至胶凝点立即进行注模，放入110℃环境下定型15min，得到初模；
6）将步骤5）得到的初模置于100℃沸水浴中硫化60min，取出水洗烘干，得到环保可降解的低密度海绵。
材料使用份数：天然乳胶95份，甲醛0.4份，氢氧化钾1.1份，硫磺1.9份，油酸钾1.05份，硫酸铵1.8份，氧化锌1.8份，氟硅酸钠1.55份，二乙基二硫代氨基甲酸锌1.15份，2-巯醇基苯并噻唑0.50份和凤梨麻2.2份。
经测定，实施例3所制得的环保可降解的低密度海绵的密度为16.1kg·m-3。
实施例4
凤梨麻超微粉悬液的制备：
a）将凤梨麻置于超微粉碎机中进行超微粉碎，粉碎时间60min，得到凤梨麻超微粉；
b）向步骤a）所得凤梨麻超微粉中加入10%酪蛋白溶液，所加入10%酪蛋白溶液重量为凤梨麻重量的80%，得到混合物；
c）向步骤b）所得混合物加入适量水，配制成总固含量为10%的凤梨麻超微粉悬液
环保可降解的低密度海绵的制备：
1）将甲醛加入到天然乳胶中，对其进行搅拌，搅拌转速100r/min，搅拌时间10min，得到甲醛乳胶；
2）将硫磺、二乙基二硫代氨基甲酸锌和2-巯醇基苯并噻唑混合研磨，充分搅拌分散后，加入步骤1）所得的甲醛乳胶中，得到混合乳胶；
3）将步骤2）所得的混合乳胶置于室温条件下熟化48h，得到熟化乳胶；
4）向步骤3）所得的熟化乳胶中加入油酸钾、硫酸铵和凤梨麻超微粉悬液，进行发泡搅拌，搅拌转速250r/min，搅拌至大量发泡，随后减速进行匀泡搅拌，搅拌转速150r/min，搅拌时间15min，得到发泡液；
5）将氧化锌和氟硅酸钠分别制成50%的分散体，向步骤4）所得的发泡液中加入50%氧化锌分散体，搅拌1min后加入50%氟硅酸钠分散体继续搅拌，搅拌转速200r/min，搅拌至胶凝点立即进行注模，放入100℃环境下定型20min，得到初模；
6）将步骤5）得到的初模置于100℃沸水浴中硫化65min，取出水洗烘干，得到环保可降解的低密度海绵。
材料使用份数：天然乳胶100份，甲醛0.3份，氢氧化钾1.0份，硫磺2.0份，油酸钾0.75份，硫酸铵2.1份，氧化锌2.1份，氟硅酸钠1.45份，二乙基二硫代氨基甲酸锌1.0份，2-巯醇基苯并噻唑0.45份和凤梨麻3.5份。
经测定，实施例4所制得的环保可降解的低密度海绵的密度为16.7kg·m-3。
实施例5
凤梨麻超微粉悬液的制备：
a）将凤梨麻置于超微粉碎机中进行超微粉碎，粉碎时间45min，得到凤梨麻超微粉；
b）向步骤a）所得凤梨麻超微粉中加入10%酪蛋白溶液，所加入10%酪蛋白溶液重量为凤梨麻重量的75%，得到混合物；
c）向步骤b）所得混合物加入适量水，配制成总固含量为11%的凤梨麻超微粉悬液
环保可降解的低密度海绵的制备：
1）将甲醛加入到天然乳胶中，对其进行搅拌，搅拌转速100r/min，搅拌时间15min，得到甲醛乳胶；
2）将硫磺、二乙基二硫代氨基甲酸锌和2-巯醇基苯并噻唑混合研磨，充分搅拌分散后，加入步骤1）所得的甲醛乳胶中，得到混合乳胶；
3）将步骤2）所得的混合乳胶置于室温条件下熟化48h，得到熟化乳胶；
4）向步骤3）所得的熟化乳胶中加入油酸钾、硫酸铵和凤梨麻超微粉悬液，进行发泡搅拌，搅拌转速280r/min，搅拌至大量发泡，随后减速进行匀泡搅拌，搅拌转速120r/min，搅拌时间18min，得到发泡液；
5）将氧化锌和氟硅酸钠分别制成50%的分散体，向步骤4）所得的发泡液中加入50%氧化锌分散体，搅拌1min后加入50%氟硅酸钠分散体继续搅拌，搅拌转速180-200r/min，搅拌至胶凝点立即进行注模，放入120℃环境下定型15min，得到初模；
6）将步骤5）得到的初模置于100℃沸水浴中硫化55min，取出水洗烘干，得到环保可降解的低密度海绵。
材料使用份数：天然乳胶100份，甲醛0.4份，氢氧化钾1.0份，硫磺2.0份，油酸钾1.0份，硫酸铵2.0份，氧化锌2.0份，氟硅酸钠1.5份，二乙基二硫代氨基甲酸锌1.0份，2-巯醇基苯并噻唑0.50份和凤梨麻2.8份。
经测定，实施例5所制得的环保可降解的低密度海绵的密度为16.4kg·m-3。