纺织涂层综述
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纺织品的功能性涂层研究在现代纺织工业中,功能性涂层的应用为纺织品赋予了更多独特的性能和广泛的应用领域。
从提高防护性能到增强舒适感,功能性涂层在满足人们日益多样化需求的同时,也推动了纺织行业的创新与发展。
功能性涂层可以理解为在纺织品表面施加的一层具有特定功能的物质。
这层物质通过各种工艺与纺织品紧密结合,从而改变纺织品的原有性能或赋予其新的特性。
首先,防水涂层是常见的功能性涂层之一。
在户外运动和恶劣天气条件下,具有良好防水性能的纺织品能为人们提供有效的保护。
这种涂层通常能够阻止水分渗透,同时保持纺织品的透气性,使人体产生的汗液能够顺利排出,避免产生闷热和不适感。
其原理在于涂层的微观结构和化学成分能够形成疏水表面,使水滴无法轻易浸润织物。
防风涂层也是功能性涂层的重要类型。
在寒冷的环境中,防风涂层可以有效减少冷风穿透纺织品,保持人体的温暖。
这类涂层通常具有紧密的结构,能够阻挡空气的流动,同时又不会影响纺织品的柔软度和舒适度。
除了防水和防风,抗菌涂层在医疗卫生和日常穿着领域具有重要意义。
在医院、酒店等公共场所,纺织品容易滋生细菌和微生物,而抗菌涂层能够抑制细菌的生长和繁殖,降低感染的风险。
这种涂层一般含有抗菌剂,如银离子、季铵盐等,它们能够破坏细菌的细胞壁或干扰其代谢过程,从而达到抗菌的效果。
另外,防紫外线涂层在保护皮肤免受紫外线伤害方面发挥着关键作用。
尤其是在夏季和户外活动中,纺织品上的防紫外线涂层可以阻挡大部分有害的紫外线,降低皮肤癌和晒伤的发生几率。
功能性涂层的应用不仅仅局限于服装领域,在家居纺织品中也有广泛的应用。
例如,具有防火涂层的窗帘和床上用品可以提高家庭的安全性;防污涂层可以使沙发罩和地毯更容易清洁,保持家居环境的整洁。
然而,功能性涂层的发展也面临着一些挑战。
首先是涂层的耐久性问题。
经过多次洗涤和使用后,涂层的性能可能会逐渐下降,影响其长期效果。
其次,一些功能性涂层可能会对环境造成一定的负担,例如含有有害物质的涂层在生产和废弃处理过程中可能会造成污染。
布料涂层工艺一、引言布料涂层工艺是一种将涂料或其他材料涂覆在布料表面的技术,通过这种工艺可以改变布料的性质和外观,提高其功能性和美观性。
布料涂层工艺被广泛应用于纺织品、服装、家居用品等领域,为这些产品增加了附加值。
本文将介绍布料涂层工艺的原理、分类及应用领域。
二、原理布料涂层工艺的原理是将涂料或其他材料均匀地涂覆在布料表面,并通过烘干或固化等工艺使其附着在布料上。
涂料可以是胶体、溶液或乳液形式,根据不同的涂料性质和需求,选择合适的涂布工艺和设备。
涂料的选择需要考虑布料的材质、用途和成本等因素,并确保涂料与布料的相容性。
三、分类根据涂料的性质和用途,布料涂层工艺可以分为以下几类:1. 功能性涂层:功能性涂层可以赋予布料特殊的功能,如防水、防火、防静电等。
这些涂层可以通过改变涂料的成分和工艺来实现。
例如,可以在布料表面涂覆一层防水剂,使其具有防水功能,适用于户外用品和雨具等产品。
2. 装饰性涂层:装饰性涂层可以改变布料的外观,增加其美观性和吸引力。
常见的装饰性涂层有印花、烫金、喷绘等。
这些涂层可以使布料呈现出丰富多样的图案和颜色,适用于服装、家居用品等领域。
3. 功能性与装饰性兼备的涂层:有些涂层既具有功能性,又具有装饰性。
例如,可以在布料表面涂覆一层具有防紫外线功能的涂料,既保护人体免受紫外线伤害,又增加了布料的美观性。
这种涂层适用于户外运动服装、阳伞等产品。
四、应用领域布料涂层工艺在各个领域都有广泛的应用,以下是几个常见的应用领域:1. 纺织品:布料涂层工艺可以改变纺织品的性能和外观,提高其质量和竞争力。
例如,可以在床上用品上涂覆一层抗菌涂层,增加其卫生性和耐久性。
2. 服装:布料涂层工艺可以使服装具有更好的功能性和时尚性。
例如,可以在运动服上涂覆一层透气涂层,提高穿着舒适度。
3. 家居用品:布料涂层工艺可以使家居用品更加实用和美观。
例如,可以在窗帘上涂覆一层遮光涂层,增加其遮光效果。
4. 工业用品:布料涂层工艺可以使工业用品更加耐用和适用于特殊环境。
纺织材料的多功能涂层技术研究纺织材料在我们的日常生活中无处不在,从衣物到家居用品,从工业用布到医疗防护材料,其应用范围极其广泛。
为了满足不同的需求和提高纺织材料的性能,多功能涂层技术应运而生。
多功能涂层技术是指在纺织材料表面施加一层具有特定功能的涂层,以改善其性能,如防水、防油、抗菌、抗紫外线等。
这种技术不仅能够赋予纺织材料新的特性,还能拓展其应用领域。
首先,让我们来了解一下防水和防油涂层。
在户外运动服装和一些特殊工作环境的防护服中,防水和防油性能至关重要。
通过在纺织材料表面涂覆含氟或硅的聚合物涂层,可以形成一层疏水和疏油的薄膜,使水滴和油滴无法轻易渗透。
这层涂层不仅能够保持衣物的干爽,还能防止油污的沾染,大大提高了服装的实用性和耐用性。
抗菌涂层在医疗和卫生领域具有重要意义。
在医院的床单、手术服以及日常使用的内衣等纺织品中,细菌和真菌的滋生可能会导致感染和疾病的传播。
抗菌涂层通常含有银离子、季铵盐等抗菌成分,能够有效地抑制细菌和真菌的生长,减少感染的风险。
此外,一些天然的抗菌剂,如壳聚糖,也逐渐被应用于纺织涂层中,其具有良好的生物相容性和安全性。
抗紫外线涂层对于保护人体皮肤免受紫外线的伤害非常重要。
在户外活动时,长时间暴露在阳光下可能会导致皮肤晒伤、老化甚至引发皮肤癌。
通过在纺织材料表面涂覆能够吸收或反射紫外线的涂层,可以显著提高衣物的紫外线防护系数(UPF)。
这些涂层通常含有二氧化钛、氧化锌等无机粒子,或者一些有机紫外线吸收剂。
除了上述常见的功能涂层,还有一些新兴的涂层技术正在不断发展。
例如,智能响应涂层能够根据环境的变化自动调节其性能。
比如,温度响应涂层可以在温度升高时改变透气性,以保持人体的舒适;湿度响应涂层则能够在高湿度环境下吸湿排汗,保持干爽。
在多功能涂层技术的应用中,涂层的耐久性是一个关键问题。
由于纺织材料在使用过程中会经历摩擦、洗涤等各种物理和化学作用,涂层容易受到损伤和脱落,从而影响其功能的持久性。
布料涂层工艺布料涂层工艺是一种将涂层应用于布料表面的技术,以提高布料的性能和功能。
涂层可以改变布料的外观、手感、防水性、防污性、防紫外线性能等。
本文将介绍布料涂层工艺的基本原理、常见的涂层材料和应用领域。
一、布料涂层工艺的基本原理布料涂层工艺的基本原理是将涂层材料均匀地涂覆在布料表面,形成一层薄膜。
涂层材料可以是有机化合物、无机化合物或聚合物。
涂层可以通过涂覆、浸渍、喷涂等方式施加在布料表面。
涂层材料的选择和涂覆工艺的优化可以根据布料的用途和要求进行调整。
二、常见的涂层材料1. 聚氨酯涂层:聚氨酯涂层具有优异的耐磨性、耐撕裂性和耐化学品性能,常用于制作工作服、运动服等。
2. 聚氨酯-聚氨酯复合涂层:聚氨酯-聚氨酯复合涂层结合了聚氨酯和聚氨酯的优点,具有较高的柔软性和强度,常用于户外服装和防护服。
3. 氯丁橡胶涂层:氯丁橡胶涂层具有优异的耐候性、耐油性和耐酸碱性,常用于制作防水衣物和工业用品。
4. 聚氯乙烯涂层:聚氯乙烯涂层具有良好的防水性和耐腐蚀性,常用于制作雨衣、游泳衣等。
5. 聚酯涂层:聚酯涂层具有优异的耐磨性和耐撕裂性,常用于制作户外运动衣物和运动装备。
1. 服装行业:布料涂层技术可以改善服装的质地、手感和外观,提高服装的舒适性和耐用性。
例如,运动服、防水衣物、防紫外线衣物等都可以通过布料涂层工艺来实现。
2. 家居行业:布料涂层技术可以用于制作防水床单、防污沙发套等,提高家居用品的使用寿命和清洁度。
3. 工业行业:布料涂层技术可以用于制作防腐蚀衣物、防火衣物、防静电衣物等,提供员工的安全保护。
4. 医疗行业:布料涂层技术可以用于制作防菌衣物、防水手术衣等,提高医疗环境的卫生标准和工作效率。
布料涂层工艺是一种重要的技术,可以改善布料的性能和功能。
通过选择合适的涂层材料和优化涂覆工艺,可以实现不同用途的布料要求。
布料涂层工艺在服装、家居、工业和医疗等领域都有广泛的应用。
通过不断创新和研发,布料涂层工艺将为我们带来更多的可能性和便利。
一般用橡皮在布面上按一下,能粘住提起的是涂层的,没有变化的是没有涂层的.辨PU.PA涂层的面料最简单的方法就是拉一下如果感觉有一点弹力的那是PU,没有弹力的是PA.发亮的是PA,还有我个人认为两种涂层的气味也不一样,]PA是丙烯酸脂涂层物,可用TOL\MEK\DMF溶解, pu是聚氨酯涂层物可用MEK\DMF 溶解但TOL溶不了. 另外PA较粘手,可用橡皮粘起. PU较光滑及柔软没那么涩手. 楼上老兄是凭的直觉,有时不能肯定!下面是纺织涂层综述--专业知识前言纺织品涂层整理剂又称涂层胶,是一种均匀涂布于织物表面的高分子类化合物。
它通过粘合作用在织物表面形成一层或多层薄膜,不仅能改善织物的外观和风格,而且能增加织物的功能,使织物具有防水,耐水压,通气透湿,阻燃防污以及遮光反射等特殊功能。
早在二千多年前,古代中国人民就已经把涂层胶用于织物表面,那时多为生漆、桐油等天然化合物,主要用于防水布的制作。
时至近代,出现了性能优越的多种合成聚合物类涂层胶。
最初的产品存在只防水而不透湿的缺陷,涂层织物使用时有闷热感,舒适性差。
为了改善涂层胶的通气透湿性,自70年代以来,科研人员通过对涂层胶化学结构的改性和变换涂层加工方法等手段研制出了一系列防水透湿型织物用涂层胶。
近年来,功能型涂层胶和复合型涂层胶也有了较大的发展。
涂层胶的分类方法很多,按化学结构分类主要有: 1. 聚丙烯酸酯类(PA); 2. 聚氨酯类(PU); 3. 聚氯乙烯类(PVC); 4. 有机硅类; 5. 合成橡胶类(如氯丁橡胶)。
此外,还有聚四氟乙烯、聚酰氨、聚酯、聚乙烯、聚丙烯和蛋白质类。
目前主要应用的是聚丙烯酸酯类和聚氨酯类。
按在使用上采用的介质不同分为溶剂型和水系型两种,溶剂型具有耐水压高,成膜性好,烘燥快,含固量低等优点,但同时又有在织物上渗透性强、手感粗硬,毒性大、易着火,需要溶剂回收装置、且回收费用高的缺陷。
与溶剂型相比,水系型无毒、不燃、安全,成本低、不需回收,可制造厚涂产品,有利于有色涂层产品的生产,涂层亲水性好;其缺点是耐水压低,烘燥慢,在长丝织物上粘着较难。
面料涂层工艺面料涂层工艺是一种将涂层材料均匀地覆盖在面料上的技术。
这种工艺可以为面料赋予不同的功能和性能,如防水、防污、防紫外线、保暖、透气等。
面料涂层工艺的发展已经广泛应用于纺织、服装、家居等领域,为产品的品质和增值提供了有力的支持。
面料涂层工艺的核心在于涂层材料的选择和涂布方式的控制。
涂层材料的选择直接影响着面料的性能。
常用的涂层材料有聚氨酯、聚氨酯弹性体、聚氯乙烯、聚酯树脂等。
这些材料具有不同的特性,可以根据需要选择合适的材料进行涂层。
同时,涂布方式的控制也非常重要。
涂布方式包括刷涂、辊涂、浸涂、喷涂等多种形式,不同的涂布方式会影响涂层的均匀性和厚度。
面料涂层工艺的优点之一是可以为面料赋予防水功能。
防水涂层可以使面料具有阻挡水分渗透的能力,保持面料内部的干燥。
这在户外运动服装、帐篷、雨伞等产品中得到广泛应用。
另外,面料涂层工艺还可以为面料赋予防污功能。
防污涂层可以使面料具有抗油污、抗污渍的能力,减少清洗的频率,提高使用寿命。
这在座椅套、窗帘、沙发等产品中得到广泛应用。
面料涂层工艺还可以为面料赋予防紫外线功能。
防紫外线涂层可以有效地阻挡紫外线的侵害,保护皮肤免受紫外线的伤害。
这在户外运动服装、遮阳伞等产品中得到广泛应用。
同时,面料涂层工艺还可以为面料增加保暖功能。
保暖涂层可以提高面料的保温性能,使人体在寒冷的环境中保持温暖。
这在冬季服装、睡袋等产品中得到广泛应用。
面料涂层工艺还可以为面料增加透气功能。
透气涂层可以使面料具有良好的透气性能,保持皮肤的舒适感。
这在运动服装、床上用品等产品中得到广泛应用。
此外,面料涂层工艺还可以为面料增加抗菌、防臭等功能,提高产品的卫生性能。
面料涂层工艺在实际应用中需要考虑多种因素。
首先,涂层材料的选择需要根据产品的使用环境和功能需求进行合理选择。
其次,涂布方式的控制需要保证涂层的均匀性和厚度的一致性。
最后,涂层后的面料需要进行适当的处理,如干燥、固化、烘烤等,以保证涂层的稳定性和耐久性。
纺织品的功能性涂层技术探讨在当今的纺织领域,功能性涂层技术正发挥着日益重要的作用。
它不仅赋予了纺织品各种独特的性能,还极大地拓展了纺织品的应用范围。
从防水防风的户外运动服装,到具有抗菌除臭功能的家居纺织品,再到能够防火阻燃的工业用布,功能性涂层技术的应用无处不在。
功能性涂层技术的定义和分类较为广泛。
简单来说,它是通过在纺织品表面施加一层特殊的材料,以改变其原有性能或赋予新的功能。
按照功能的不同,可以分为防水透气涂层、抗菌防臭涂层、抗紫外线涂层、阻燃涂层等。
防水透气涂层是较为常见的一种。
在户外运动中,人们需要服装既能阻挡雨水和湿气的侵入,又能让身体产生的汗液及时排出,以保持舒适。
这种涂层通常由高分子材料组成,如聚四氟乙烯(PTFE)和聚氨酯(PU)。
其工作原理是在织物表面形成微小的孔隙,这些孔隙足够小,可以阻止水滴通过,但又足够大,能够让水蒸气分子逸出。
抗菌防臭涂层在医疗、卫生和家居领域具有重要意义。
日常生活中,纺织品容易滋生细菌和真菌,产生异味并可能引发感染。
抗菌涂层通常含有银离子、季铵盐等抗菌成分,可以有效地抑制细菌和真菌的生长繁殖,减少异味的产生,为人们提供更健康的使用环境。
抗紫外线涂层对于保护人体皮肤免受紫外线伤害至关重要。
尤其是在夏季,长时间暴露在阳光下,紫外线会导致皮肤晒伤、老化甚至引发皮肤癌。
这种涂层能够吸收或反射紫外线,降低其穿透纺织品到达皮肤的强度。
阻燃涂层则主要应用于工业和公共安全领域。
例如,在消防服、飞机内饰和酒店窗帘等产品中,阻燃涂层可以延缓火焰的蔓延,为人们争取更多的逃生时间,减少火灾造成的损失。
实现功能性涂层的方法多种多样。
常见的有浸涂法、喷涂法和气相沉积法等。
浸涂法是将纺织品浸泡在含有涂层材料的溶液中,使其充分吸收涂层物质,然后通过烘干等处理方式固定涂层。
这种方法操作简单,适用于大规模生产,但涂层的均匀性可能相对较差。
喷涂法则是利用喷枪将涂层材料均匀地喷洒在纺织品表面。
浅谈织物涂层整理北京度辰新材料股份有限公司李正雄【摘要】简要介绍了织物涂层整理的发展历史和分类,评述了各织物涂层胶的化学结构,产品特点,制备方法,应用性能以及未来的发展趋势。
关键词:织物涂层整理防水透湿阻燃发展1. 前言纺织品涂层整理剂又称涂层胶,是一种均匀涂布于织物表面的高分子类化合物。
它通过粘合作用在织物表面形成一层或多层薄膜,不仅能改善织物的外观和风格,而且能增加织物的功能,使织物具有防水,耐水压,通气透湿,阻燃防污以及遮光反射等特殊功能。
早在二千多年前,古代中国人民就已经把涂层胶用于织物表面,那时多为生漆、桐油等天然化合物,主要用于防水布的制作。
时至近代,出现了性能优越的多种合成聚合物类涂层胶。
最初的产品存在只防水而不透湿的缺陷,涂层织物使用时有闷热感,舒适性差。
为了改善涂层胶的通气透湿性,自70年代以来,科研人员通过对涂层胶化学结构的改性和变换涂层加工方法等手段研制出了一系列防水透湿型织物用涂层胶。
近年来,功能型涂层胶和复合型涂层胶也有了较大的发展。
涂层胶的分类方法很多,按化学结构分类主要有:1.聚丙烯酸酯类(PA);2.聚氨酯类(PU);3.聚氯乙烯类(PVC);4.有机硅类;5.合成橡胶类(如氯丁橡胶)。
此外,还有聚四氟乙烯、聚酰氨、聚酯、聚乙烯、聚丙烯和蛋白质类。
目前主要应用的是聚丙烯酸酯类和聚氨酯类。
按在使用上采用的介质不同分为溶剂型和水系型两种,溶剂型具有耐水压高,成膜性好,烘燥快,含固量低等优点,但同时又有在织物上渗透性强、手感粗硬,毒性大、易着火,需要溶剂回收装置、且回收费用高的缺陷。
与溶剂型相比,水系型无毒、不燃、安全,成本低、不需回收,可制造厚涂产品,有利于有色涂层产品的生产,涂层亲水性好;其缺点是耐水压低,烘燥慢,在长丝织物上粘着较难。
按涂层工艺及焙烘条件不同又有干式涂层胶和湿式涂层胶,低温交联涂层胶和高温交联涂层胶之分。
干式和低温交联涂层胶因其涂层工艺简单,焙烘温度低,省力节能,它们是未来涂层织物发展的趋势[1][2]。
2.聚丙烯酸酯涂层胶(Polyacrylate简称PA)聚丙烯酸酯类织物涂层胶是目前常用的涂层胶之一,它有下列优点和缺点:最初的聚丙烯酸酯类涂层胶属于单纯防水型产品,通过几十年的发展,目前的品种不仅具有防水透湿,阻燃等多种功能,而且还有低温节能的特色。
聚丙烯酸酯类涂层胶一般均由硬组分(如聚丙烯酸甲酯等)和软组分(如聚丙烯酸丁酯等)共聚而成。
聚丙烯酸酯涂层的主要单体有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等,为了提高其防水性能,必要时可加入丙烯酰胺和丙烯腈,聚合引发剂一般用过氧化物(如过硫酸钾等)。
2.1防水涂层整理剂此种聚丙烯酸酯类涂层整理剂最初多为溶剂型产品,其粘着性和耐水性极佳。
为了提高膜的强度,常加入外胶联剂,此类具有代表性的品种是大日本油墨公司的Criscoat系列涂层整理剂及其助剂。
其适合加工柔软的薄织物,与防水剂拼用一次,即可获得较高的拒水和耐水压效果。
但溶剂型产品含有大量的有机溶剂如甲苯、醋酸乙酯等,使用时容易造成环境污染或发生火灾,且溶剂回收费用高。
溶剂型涂层整理剂合成方法主要有两种,一种是悬浮聚合,所得产品的分子量较高;另一种是溶液聚合,所得产品的分子量低。
为了克服溶剂型产品的缺点,水系型的聚丙烯酸酯类涂层整理剂应运而生。
水系型的又分为乳液类,非皂乳液类和水溶类三种。
乳液类分子量为10-500万,粒子直径0.05-0.2微米,含固量一般为40-60%。
由于采用乳液聚合法,聚合时加入少量复合乳化剂,由于乳化剂的存在,在融结成膜过程中,一部分被挤至膜与织物之间界面,从而削弱了与织物的粘结强度,使产品的耐水压受到一定的影响。
另一部分被挤至膜的外表面,引起膜表面的涩滞感,造成涂层织物的手感不爽。
非皂乳液类(也有称无乳剂型)涂层剂不含乳化剂,对织物主要进行精细涂层防水整理。
整理后的织物能保持原有的风格,具有柔软的手感和很高的牢度,手感滑爽,有较高的机械性能和良好的防水效果。
水溶类是一种特殊的胶体分散液,是在高聚物中引入亲水性官能团,能在水中呈澄清状态,水溶类的分子量一般在10-20万左右。
国内已有报道,以乳液聚合法合成聚丙烯酸酯超微乳液,其平均粒径在50nm 以下,外观为半透明胶体粘液,选择2D树脂作为外交联剂,用含氟树脂进行后拒水整理,可使涂层织物获得更高的耐水压值和拒水性[3]。
目前国内该类产品多为外交联型,应用时须加入交联剂,给厂家应用带来不便。
近年国内有人对水性超微乳自交联聚丙烯酸酯织物涂层剂的应用性能进行了研究[4],结果表明其性能优异,具有广阔的应用前景。
2.2防水透湿涂层整理剂经此类涂层剂整理过的织物同时具有防水和透湿两种功能,其防水透湿机理是依靠成膜时形成大量的微孔。
这些孔隙小于2微米,能阻止水滴(平均直径100微米),却允许水蒸气分子(平均直径0.0004微米)通过,从而获得防水透气性[5]。
为了改善聚丙烯酸酯类加工织物的通气透湿性,自20世纪80年代以来,日本将含有羧基,羟基,腈基等亲水性基团的丙烯酸酯类共聚物溶解于水能混溶的有机溶剂中制成涂层胶,涂后经温水处理,去除溶剂并使共聚物凝固,干燥去水使共聚物在织物上形成微孔薄膜。
这种涂层胶以湿法涂层处理织物通气透湿性良好。
与干法相比,湿法涂层较为繁杂,因此开发既能干法涂层,又防水透湿的织物涂层胶势在必行。
我国于80年代中期研制出此类产品如PP-3,系由丙烯酸酯类单体乳液聚合而成[5]。
2.3多功能性涂层整理剂目前,聚丙烯酸酯涂层胶已从过去的防水透湿型产品发展到多个品种,主要包括阻燃,防风,遮阳及泡沫涂层整理剂,甚至还兼有几种性能的多功能产品。
其中又以阻燃涂层胶发展最快。
研制开发阻燃涂层剂主要有两种途径,一种是选用阻燃性单体共聚;另一种是在聚丙烯酸酯乳液中添加阻燃协效剂和阻燃剂。
此类产品有美国White公司的Caliban F/R P-44和P-53,其阻燃剂均为十溴二苯基化合物与氧化锑的复合物,阻燃性好[6]。
国内也有阻燃涂层产品,如天津纺织工业研究所的C-20,其性能可与国外的同类产品相媲美[7]。
日本公布了用于电磁屏蔽的阻燃金属涂层织物,在此织物涂层的一则涂以丙烯酸聚合物Toacron SA 6218为主的涂层,在另一则涂以含阻燃剂的聚氨酯层Resamine UD[8]。
泡沫涂层加工是纺织品涂层整理的一种新型工艺,其中的泡沫涂层整理剂是关键,FCA-100是国内出现的一种泡沫涂层整理剂。
3. 聚氨酯涂层胶(Polyurethane 简称PU)聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物,该单元由异氰酸基和羟基反应而成,反应式如下:—N=C=O + HOˉ→—NH-COOˉ20世纪70年代,德国Otto Bayer 首先合成了PU。
在1950年前后,PU作为纺织整理剂在欧洲出现,但大多为溶剂型产品用于干式涂层整理。
20世纪60年代,由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台,水系PU涂层应运而生。
70年代以后,水系PU涂层迅速发展,PU涂层织物已广泛应用。
80年代以来,PU的研究和应用技术出现了突破性进展。
与国外相比,国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。
据不完全统计,国内水系PU的科研、生产单位不多(约40余家),年产量万吨以上,且大部分为皮革涂饰剂,用于纺织品整理的不多。
聚氨酯涂层剂是今后发展的主要种类,它有下列优点和缺点:PU涂层剂按组成分类有:聚酯系聚氨酯;聚醚系聚氨酯;芳香族异氰酸酯系聚氨酯;脂肪族异氰酸酯系聚氨酯。
按使用上采用的介质分为溶剂类和水系类[2]。
3.1溶剂型PU涂层胶溶剂类PU具有良好的强伸度和耐水性,但毒性大,易燃烧。
从组分上来说,它还分为双组分类和单组分类。
双组分产品由预聚物和胶联剂组成,预聚物是将异氰酸酯与低聚多元醇反应生成的末端为羟基的预聚物。
胶联剂则是含有多个(三个以上)异氰酸酯基的化合物。
在涂层整理时,预聚物与胶联剂反应,形成热固性网状薄膜,赋予纺织品优良的性能。
此类产品有大日本油墨公司的Crisvon7367 SL。
单组分产品为线状结构,有无定形区也有结晶区,是热塑性的。
单组分产品由端异氰酸酯基(—NCO)的预聚体经扩链而成。
产品如国内的AR-1401,国外的有大日本油墨公司的Crisvon2016 EL,2116EL。
Bayer公司的Impranil系列。
溶剂型PU涂层胶大多使用DMF,或甲苯与异丙醇的混合物作为溶剂。
为了达到防水透湿的效果,溶剂型涂层整理剂一般采用湿法涂层工艺加工织物。
3.2水系PU涂层胶水系型又分为水溶性和水分散型两种。
水系PU用于织物涂层整理,量大面广,如日本的Superflex系列,德国的Imperanil水分散系列。
水系PU成膜性好,并有较好的防水性。
Elastron CT-7,C-52均为水系PU,用于防水透湿涂层。
水分散型PU可制成非离子,阴离子和阳离子分散液。
水分散型PU对酸碱敏感,在酸的存在下,阴离子PU将凝聚,而阳离子PU不耐碱。
国产的有PUI-1,503型,目前该类产品在不断发展。
水系PU涂层胶最初采用转相乳化法制造,但产品中含有乳化剂,对粘着性、强韧性和耐水性产生不良影响。
为了解决这个问题,20世纪80年代后期,自乳化型水系涂层胶逐渐增多,其主要原理是在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液。
水系PU涂层胶通常用于干法涂层。
为提高涂层产品的耐水性、柔软性和耐久性,应进行前、后防水整理。
例如PU-195就属于该类产品。
PU大分子中含有大量的极性基团,分子间力很强,导致其具有优良成膜性,能够在织物上形成坚韧而耐久的薄膜,拒水性良好,它还具有一定透湿性。
其原因是:H,—COOH等的“化一方面PU中的极性基团或亲水基团,如—OH,—NHCOO—,—SO3学阶梯石”[9]作用,使水蒸气分子沿着阶梯从高湿度一侧迁移到低湿度一侧;另一方面PU由软段和硬段组成,分别形成结构中的无定性区和结晶区,由于无定性区分子链比较松散,结构不紧密,水分子容易进入,并迁移和扩散,从而达到透湿的目的[1]。
3.3 PU乳液改性为了提高乳液及膜性能,扩大应用范围,需要对PU乳液进行适当的改性。
目前,改性的途径大致可分为四类:⑴改进单体和合成工艺;⑵添加助剂;⑶实施交联;⑷优化复合。
3.3.1改进单体和合成工艺在原有的生产技术上,根据实际需要选用新的反应单体或改良合成工艺与加工工艺,是提高PU乳液及膜性能简易可行的方法。
S.A Visser等在同一大分子链上引入羧基和磺酸基,提高了膜性能[10]。
M.S Yen等则通过改变聚醚、聚酯型软段的加料工艺,制得粘接性能、力学性能和热学性能均有很大提高的乳胶膜[11]。
3.3.2添加助剂可用于PU制备的助剂种类繁多,选择合适的助剂可改善应用条件、提高产品质量、降低成本。