水性聚氨酯在纺织行业中的应用_鲍俊杰
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水性聚氨酯压敏胶的合成及其性能表征黎兵,鲍俊杰,刘都宝,许戈文(安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230039)摘要:以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(N220、N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料制得了环保交联型水性聚氨酯(WPU)压敏胶,讨论了n(-NCO)/n(-OH)比值、交联剂用量以及聚醚相对分子质量大小对该压敏胶性能的影响。
研究结果表明,由N220合成的WPU压敏胶的初粘力优于由N210合成的WPU压敏胶;随着n(-NCO)/n(聚醚中-OH)比值的减小,压敏胶的初粘力提高,持粘力呈先降后增再降的趋势;适度的交联可以提高压敏胶的粘接强度;当n(-NCO)∶n(聚醚中-OH)为2.5∶1、n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)为1∶3.0时,压敏胶的综合性能优异,初粘力达到13号钢球,持粘力达到23.1h,180°剥离强度达到20.14N/(20mm)。
关键词:水性聚氨酯;压敏胶;交联中图分类号:TQ433.432:TQ436.3文献标识码:A文章编号:1004-2849(2008)03-0005-04收稿日期:2007-11-21;修回日期:2007-11-26。
作者简介:黎兵(1985-),安徽池州人,硕士,研究方向为水基聚氨酯。
E-mail:lbahu421@gmail.com通讯作者:许戈文。
E-mail:xugw@china.com0前言水性聚氨酯(WPU)是指聚氨酯(PU)溶于水或分散于水中而形成的稳定乳液,具有无毒、不污染环境、不燃、节能和容易加工等特点,因而广泛用于织物整理、涂料、胶粘剂和皮革涂饰等行业[1-2],并且已成为人们研究和关注的焦点。
另外,WPU具有良好的物理机械性能、耐磨、耐寒、富有弹性和耐有机溶剂等优点,是具有较大发展前途的绿色环保型材料。
压敏胶的用途是制造胶带、不干胶标签等,也可以直接使用,广泛用于办公用品、建筑、家具和车辆等领域。
高硬度磺酸型水性聚氨酯涂料的合成及性能研究陶灿;王继印;鲍俊杰;黄毅萍;许戈文【摘要】采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和环氧树脂(E-44)复合改性磺酸型水性聚氨酯,制得硬度高、耐热性和耐化学品性能优异的水性聚氨酯涂料.通过衰减全反射红外分析了聚氨酯的结构,用DSC、TG等对涂膜进行了表征.考察了KH-550及E-44含量对涂膜硬度、耐化学品性及耐热性的影响,结果表明:KH-550和E-44的加入均明显改善了涂膜的硬度和耐化学品性,当KH-550含量为6%~8%,E-44含量8%~10%时,涂膜的综合性能最优.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2014(044)011【总页数】7页(P58-63,67)【关键词】磺酸型水性聚氨酯;KH-550;E-44;水性聚氨酯涂料【作者】陶灿;王继印;鲍俊杰;黄毅萍;许戈文【作者单位】安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ637.81水性涂料具有无毒、不易燃烧、环境污染低等优点,成为近年来研究的热点。
单组分水性聚氨酯涂料防腐性能优良、耐温性能好、耐磨、附着力强,可以用于木器家具涂料、地板涂料、汽车修补涂料、防腐涂料和特种涂料[1-2]。
但是,单组分水性聚氨酯涂料缺乏交联,导致涂膜硬度低、耐化学品性能较差,而限制了其应用[3]。
硅烷偶联剂[4-5]和环氧树脂[6-7]的引入可以提高水性聚氨酯的交联度,改善涂膜的硬度和耐化学品性能。
目前采用硅烷偶联剂或环氧树脂单一改性水性聚氨酯的研究较多,但是双重改性相对较少。
黎兵等[8]将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)开环环氧树脂E-51的产物引入到水性聚氨酯结构中,发现其耐水性得到了较好的改善,但是其合成工艺较为复杂。
三聚氰胺改性水性聚氨酯乳液的制备与性能张良良;林强;姚机艳;黄毅萍;鲍俊杰;许戈文【摘要】以甲苯二异氰酸酯接枝三聚氰胺(T-M)、聚醚N-210、聚醚N-220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,采用原位聚合法制备了三聚氰胺改性水性聚氨酯乳液及其固化胶膜.用傅里叶变换红外光谱表征了T-M和产物.考察了T-M含量与乳液黏度及粒径的关系.采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪、拉力机和扫描电镜探讨了T-M含量对胶膜热性能、力学性能和微观形貌的影响.结果表明,随着T-M含量增加,乳液平均粒径增大,并且粒径分布变宽,黏度降低;胶膜的热稳定性和耐水性均有所提高,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率降低.与纯聚氨酯胶膜相比,当T-M添加量为3.0%时,改性材料拉伸强度提高了110%,断裂伸长率下降了1/2,失重50%时的热分解温度提高了8.4℃.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2016(035)010【总页数】7页(P495-500,后插1)【关键词】三聚氰胺;甲苯二异氰酸酯;接枝;水性聚氨酯;原位聚合法;力学;热稳定性【作者】张良良;林强;姚机艳;黄毅萍;鲍俊杰;许戈文【作者单位】安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4First-author's address: School of Chemistry and Chemical Engineering of Anhui University, Anhui Province Key Laboratory of Environment-friendly Polymer Materials, Hefei 230601, China水性聚氨酯分散体以水为分散介质,具有无溶剂残留、不易燃、易加工等优良特性,被广泛应用在涂料、粘合剂、织物处理剂、油墨、皮革涂饰剂等领域[1-3]。
水性聚氨酯及其在纺织助剂中的运用分析摘要:在我国的工业化过程中,纺织业得到了长足的发展。
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,由聚合反应而成的嵌段型聚合物,具有柔性和弹性的聚醚或聚酯为软段,以具刚性和硬度的氨基甲酸酯为硬段。
此结构使其具有良好的耐化学腐蚀性能,其薄膜耐磨、耐高温、强度高、弹性好,而且涂饰制品有良好的附着性能。
基于此,本文将探讨水性聚氨酯在纺织助剂中的应用。
关键词:水性聚氨酯;纺织助剂;改性引言聚氨酯是一种高分子化合物,由加合聚合而成,是一种重要的合成材料。
具有高强度、耐高温、高柔韧性等特点,因此被广泛地应用于各行各业,主要用于制造泡沫、涂料、粘合剂、橡胶等。
与国际先进水平比较,国内的聚氨酯制造与应用相对滞后,在制造加工、工艺、设备等各方面都有很大的差距。
近几年,市场对聚氨酯产品的需求量不断增长,在我国纺织业中,使用聚氨酯作纺织品添加剂已成为一种常见的做法。
一、聚氨酯制备原料在生产聚氨酯时,需要具有较高分子量、较高羟基、较高酸值的聚酯多元醇。
在羟基的一端与异腈发生了化学反应,从而使该分子的链段断裂。
生成一种酰胺类化合物,并含有一定数量的二氧化碳。
酰胺还能与异氰酸酯发生进一步的化学反应,生成酰胺脲基,会对产品品质造成很大的不良影响。
所以,聚酯多元醇的酸值通常应该控制在1mgKOH/g之内,0.3-0.5mgKOH/g较好,但是不能小于0.2mgKOH/g,不然会对聚氨酯的产量造成影响。
在聚氨酯制备中,主要采用二异氰酸酯与多元醇的合成法。
催化剂起到加速反应速度的作用。
如在二桂酸二丁基锡的作用下,采用异佛尔尼异氰酸酯与羟基类化合物,在只有0.05%的条件下,可使反应时间减少到7小时。
在制备聚氨酯时,常用的有机碱类催化剂与三级胺类催化剂相比,三级胺类催化剂具有更好的NCO/OH催化性能,并能大幅提升其催化性能。
在不使用任何催化剂的情况下,在其催化活性1.0的条件下,可以获得200的催化活性。
但是,由于月桂酸二丁酯的毒性较大,在使用时应严格掌握其用量,以免对人体造成伤害。
PET薄膜用水性聚氨酯胶黏剂的制备宋有信;鲍俊杰;陶灿;许戈文;黄毅萍;程芹【摘要】以聚对苯二甲酸-3-甲基-1,5-戊二醇酯二醇(TPA-1000)、聚乙二醇(PEG-2000)为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、一缩二乙二醇(DEG)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为硬段,合成了一系列水性聚氨酯胶黏剂,用于PET薄膜的粘接.用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了聚氨酯的结构,同时对聚氨酯胶膜进行了拉伸、耐水性、DSC和T型剥离等测试.结果表明,随着聚乙二醇含量的减少,大大增加了胶膜的力学性能和耐水性能,胶膜的热稳定性能有所提高,粘接强度先增加后减小,质量比TPA-1000:PEG-2000=1:1时,T型剥离强度达到最大值4.55 N/25 mm.%A series of waterborne polyurethane adhesive for PET film were synthesized using poly -to-ben-zene-two-methyl anhydride-3-methyl-1,5-pentanediol ester glycol(TPA-1000)and polyethylene glycol (PEG-2000)as soft segments,isophorone diisocyanate(IPDI),diethylene glycol(DEG)and 2,2-dimethylol propionic acid(DMPA)as hard segments.They were using for PET films bonding.The structure of polyurethane films were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR).At the same time, the polyurethane films was subjected to tensile test,water resistancetest,differential scanning calorimetry (DSC)and T type stripping test.The results show that with the decrease of the content of polyethylene glycol,the mechanical properties and water resistance of the films increase greatly;The thermal stability of the films increase and the bond strength increase first and then decrease.The results show that when the mass ratioTPA-1000:PEG-2000=1:1,the bonding strength reach a maximum of 4.55 N /25 mm.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)004【总页数】4页(P737-740)【关键词】聚对苯二甲酸-3-甲基-1,5-戊二醇酯二醇;聚对苯二甲酸乙二醇;聚乙二醇;水性聚氨酯;粘接强度【作者】宋有信;鲍俊杰;陶灿;许戈文;黄毅萍;程芹【作者单位】安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室水基高分子材料安徽省工程技术研究中心,安徽合肥 230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室水基高分子材料安徽省工程技术研究中心,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室水基高分子材料安徽省工程技术研究中心,安徽合肥 230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室水基高分子材料安徽省工程技术研究中心,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室水基高分子材料安徽省工程技术研究中心,安徽合肥 230601;安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室水基高分子材料安徽省工程技术研究中心,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ311作为多用途的环保材料,水性聚氨酯(WPU)由于其优异的性能,广泛应用于织物整理剂、胶黏剂、涂料等领域[1-3]。
水性聚氨酯及其在纺织助剂中的应用研究作者:汤永华来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第03期摘要:随着化工技术的不断更新,纺织行业中的助剂也向着越来越专业化的方向发展。
其中水性聚氨酯作为一种十分重要的纺织添加剂其功能也越来越多元化,使各种纺织材料能够实现多样化的功能特征,为纺织企业产品更好地满足市场需求提供了更多的可能性。
本文围绕水性聚氨酯在纺织助剂中的应用议题进行了探讨,概述了聚氨酯的发展历程以及基本原料,分析论述了水性聚氨酯的分类和改性以及在纺织助剂中的应用,供相关人才参考。
关键词:聚氨酯;技术应用;纺织生产0 引言聚氨酯是一种通过加聚反应形成的高分子化合物,由于该高分子化合物具有多种不容忽视的优点,其应用的行业和领域也日益广泛。
本文结合自身经验,重点从其在纺织行业中的应用进行了探讨,希望能为读者带来启发。
1 聚氨酯发展历程聚氨酯这一高聚物最早是出现在十九世纪四十年代,当时该物质作为商品面世主要是用于塑料、涂胶以及黏胶材料的生产加工,如德国的Bayer公司、美国的DuPont公司、Monsanto 公司等等。
随着聚氨酯在市场中的不断应用,越来越多的生产厂商投入其中,如Wyandotte公司、英国的ICI公司等等。
我国的聚氨酯生产相对较晚,最早是从上世纪五十年代开始的。
由于起步较晚,因此在生产规模、在聚氨酯的产品型号以及生产加工的工艺设备等方面都相对落后。
随着经济的发展以及聚氨酯越来越多的应用,自上世纪九十年代开始,我国的聚氨酯生产工业进入到快速发展时期,产量和技术都有在快速提升。
2 聚氨酯的主要原料聚氨酯主要是由异氰酸酯、聚酯多元醇、催化剂为原料加工而成的。
其中异氰酸酯常见的类型有二异氰酸酯和三异氰酸酯,而二异氰酸酯和三异氰酸酯又可以进一步细分为两大类,分别为芳香类异氰酸酯和脂肪类异氰酸酯。
聚酯多元醇对于聚氨酯产品质量有着十分关键的影响,必须确保聚酯多元醇的羟值和酸值。
催化剂是合成聚氨酯的必要原料,目前行业内主要使用的催化剂有叔胺类有机物,如三乙醇胺、三乙胺等等;另一类催化剂是有机锡化合物,如二月桂酸二丁基锡、四甲基丁二胺等。
水性聚氨酯应用与技术进展水性聚氨酯是聚氨酯溶解或分散于水中形成的二元胶态体系,经历6 0 多年的发展,水性聚氨酯制备技术已日趋完善。
而近年来,随着溶剂价格的不断飙升,加之人们对环保的关注和各国对挥发性有机化合物及有毒物的限制日趋严格,更使以水为介质的高环保、低消耗的水性聚氨酯日益得到重视,成为市场追逐热点,对水性聚氨酯技术的研究和应用的开发也进入一个重要时期,目前正朝着多品种、多功能、低消耗、优品质等方向发展。
随着水性技术的不断进步,水性聚氨酯的应用领域随之逐步扩大,目前主要集中在皮革、织物整理、涂料、胶粘剂等领域。
1.皮革(1)皮革涂饰剂水性聚氨酯皮革涂饰剂是国内最早研究的水性聚氨酯树脂,到目前为止也是产量最大的品种。
水性聚氨酯作为皮革用涂饰剂,可与溶剂型聚氨酯相媲美,并可减少公害。
用聚氨酯乳液涂饰后的皮革,具有光亮、丰满、手感好、耐磨、不易断裂等优点,克服了聚丙烯酸类树脂涂饰剂热粘冷脆的缺点,因而聚氨酯乳液常用于生产高档皮革制品。
根据皮革行业新的需求,已研究开发出防尘耐污型皮革涂饰剂:氟改性的水性聚氨酯树脂在皮革和涂料耐污防尘方面性能都有显著提高,应用前景十分广泛。
(2)人造革树脂水性聚氨酯作为人造革浆料目前是最热门的聚氨酯材料发展领域之一。
水性聚氨酯合成革树脂具有无毒、无污染、施工方便、安全等特点,是溶剂型合成革聚氨酯树脂的主要替代品。
由于具有良好的成膜性能,水性聚氨酯合成革树脂适用于合成革、移膜革、超纤材料等的喷涂或滚涂面层加工,可直接涂布,也可转移法施工。
各种不同模量以及不同特性的树脂产品可以满足不同制品的要求,制成品具有高强度、高弹性、耐寒、耐弯折、耐剥离、耐紫外线、耐水解、耐湿热、耐溶剂以及手感良好等特点。
水性聚氨酯树脂在鞋革上的应用最大的问题是耐折问题。
在应用上具体表现在合成很软的水性聚氨酯树脂时成膜会发粘:合成硬的水性聚氨酯树脂延伸率低,耐弯折性差。
国内水性聚氨酯人造革树脂的研究主要是提高分子链段的规整性,使弹性好(如采用TDI和MDI混合的异氰酸酯,采用提高链的规整性的二元醇) 用硅氧烷改性水性聚氨酯和丙烯酸酯改性水性聚氨酯树脂以解决软粘的问题。
水性聚氨酯的制备及应用[摘要]该文综述了水性聚氨酯的制备方法及其主要原料、水性聚氨酯的应用。
探讨水性聚氨酯的发展前景。
[关键词]水性聚氨酯制备应用发展水性聚氨酯是60年代发展起来的高分子材料,由于其优异的性能,越来越受到人们的青睐。
水性聚氨酯以水作为分散介质,具有不燃、无毒、无污染、节省能源及易贮存等优点,使用方便。
同时具有溶剂型聚氨酯的一些重要性能特征。
随着人们环保意识的日益增强和各国安全、环保法规的确立和日益强化,传统溶剂型聚氨酯的应用越来越受到限制,水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯将成为必然。
一、水性聚氨酯的制备主要原料是多异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇,利用多异氰酸酯中-nco基与醇中的-oh基反应生成聚氨酯预聚体,经过扩链后,用封端剂封端成为阴离子的水溶性聚氨酯化合物。
1、多异氰酸酯的选择多异氰酸酯可使用甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、脂肪族主要有六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯。
其中甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯国内已经工业化生产。
一般而言,制备水性聚氨酯应采用活性较低的多异氰酸酯。
芳香族异氰酸酯制成的产品受日光照射后易泛黄,脂肪族异氰酸酯制品耐日光性较好。
2、多元醇的选择水性聚氨酯合成用低聚物多元醇主要包括聚醚型、聚酯型两大类,它构成聚氨酯的软段,但两类不能在均相中相互混合使用。
常用的原料只有聚酯二醇;而聚醚二醇、聚碳酸酯二醇使用较少。
聚酯多元醇制品强度高,但耐水解性差;聚醚多元醇制品成本低,耐水解性能好,为提高聚酯型水性聚氨酯的贮存稳定性提供了原料支持。
3、扩链剂的选择为了调节分子量及软、硬段比例,在水性聚氨酯合成中常使用扩链剂。
常用的扩链剂为二官能团的二醇、二胺类。
当-oh/-nco 或-nh2/-nco>1时,只起扩连作用;若-oh/-nco或-nh2/-nco<1时,则既起扩链作用,又起交联作用。
常用的脂肪族多元醇有:乙二醇、一缩二乙二醇、1,2-丙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇,有时也加入少量的tmp(三羟甲基丙烷)引入适量的分支,改善性能。
■PU技术◆ 鲍俊杰,黎兵,刘都宝,谢伟,许戈文(安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230039)聚氨酯作为纺织品整理剂源于20世纪50年代的欧洲,当时为溶剂型产品,与交联剂、涂料拼混用于纺织品的涂层。
近年来,随着人们环保意识的增强和各国政府环保立法,水性聚氨酯正逐步取代溶剂型聚氨酯,特别是欧美和日本,相继开发了系列产品。
目前,水性聚氨酯已经成功地应用于纺织印染行业,实践表明,它能够赋予织物优良的柔软度、丰满感、耐洗、耐磨、回弹性好、爽滑、手感好、抗静电等,所以,水性聚氨酯在纺织行业中的研究开发和应用得到广泛而迅速的发展。
下面主要介绍其在纺织行业的应用。
1、防水透湿涂层剂服装面料除要求美观、时尚,又要有舒适性、防护性等功能。
近几年在我国发展迅速的防水透湿织物就是集防水、防风、透湿、舒适、保暖于一体的功能织物。
用于织物涂层胶的水性聚氨酯主要以聚醚作多元醇原料,现已开发出有机硅改性、丙烯酸改性和光固化PU等水基新品种。
防水透湿涂层剂按模量大小和透湿量大小分类见表1。
表1. 按模量大小和透湿量大小分类1.1 防水透湿机理利用水性聚氨酯分子链中含有一定量亲水性基团(一OH,-COOH,-NH2)的特点,以这些基团作为水分子的阶石,水分子因氢键和其他分子间力在高湿度一侧吸附水分子,通过大分子键的热运动,由亲水基团传递到低湿度一侧解吸,形成“吸附一扩散一解吸”过程,达到透气目的。
其防水性由来自于薄膜自身的连续性和较大的膜面张力,是一层致密的实心层[1]。
此外,纤维种类与尺寸、织物的品种与织造结构、密度等都影响防水透湿性能。
织物空隙率越大,越利于水汽的传导,透湿越高,但水压会降低.纤维的化学结构也会影响对水汽的吸附,纤维若吸水膨胀,会减少空隙尺寸,阻止水汽的导出,降低透湿量.纤维表面的润湿性与表面尺寸影响水汽的迁移,微孔纤维织物表面积很大,可以允许大量水汽迁移,提高透湿量。
纤维对水的毛细效应越大,透湿提高越明显[2]。
1.2 整理工艺织物防水透湿涂层一般采用刮涂法处理。
工艺基本流程:织物防水处理→调浆→基布→涂层→烘干(温度150-160℃)织物涂布前往往要对织物进行前防水处理,提高涂层剂成膜的连续性.防止涂层剂很快渗透到织物背面,破坏了涂膜的连续性,耐水压下降;其次,涂层剂还会对纤维渗透,使手感僵硬[3]。
刮涂需要一定粘度,因此需要水性聚氨酯在纺织行业中的应用摘要:综述了水性聚氨酯在纺织行业中的应用,介绍了水性聚氨酯作为防水透湿涂层剂、羊毛防缩整理剂、抗起球起毛剂、免烫整理剂、印花涂料、抗静电整理剂、固色剂的机理、整理工艺、和研究进展。
关键词:水性聚氨酯;织物;机理;进展。
66氨酯增稠剂。
为了提高水性聚氨酯的耐水性和强度,可以在胶乳中加入交联剂,另外,还可以根据需要要求加入一定量柔软剂、消光剂等助剂配制涂层浆料。
调好的浆料涂层模板上用干法直接涂层法将均匀地涂在织物上,并在一定温度和时间下进行交联焙烘织物。
目前也开发了浸轧法工艺,例如富杰乐公司开发的FL-807型可浸轧水性聚氨酯涂层胶,浸轧整理用量为20-60g/L,二浸二轧,烘干,焙烘(温度140-160℃),成膜均匀,手感柔软滑爽。
1.3 研究进展国内外水性聚氨酯防水透湿涂层剂的研究和产品都比较多,马访中等[4]将聚丙烯腈水解物(HPAN)同端氨基PU预聚体在室温下经反应性共混,生成在水中稳定存在的高分子羧酸铵盐。
将该羧酸铵盐涂布、烘干、焙烘后,羧酸铵盐受热后脱水生成酰胺,制得具有一定防水透温性能的PU涂层。
这种涂层主要通过防水透湿机理实现透湿。
用上述工艺制备的涂层布,耐水压值约6370Pa,透湿量约2558g/m2·d。
王炜等[5]以PEG,PTMG为聚醚二醇组分,与TDI预聚合成具有防水透湿性的聚氨酯微乳液涂层剂, 再加适量自制的聚氨酯预聚体作交联剂,加少许增稠剂,调至适当粘度,涂刮基布(190T尼丝纺),该涂层织物手感柔软,耐寒性能优越。
李海北等[6]以聚醚多元醇(PPG)、TDI、DMPA、交联剂及成盐剂为主要原料制备了阴离子型水性聚氨酯乳液,将其用作织物涂层剂,结果表明,在一C00H基质量分数为0.8%~1.1%、n(一Nc0):n(一0H)为2,5:1~3,5:1、高剪切乳化、n(交联剂):n(聚醚多元醇)为1:15、增稠剂Y一6OO用量2.5%条件下,制备的阴离子型水性聚氨酯涂层剂的耐静水压可达1,96×104Pa。
谢维斌等[7] 分别加入丙烯酸甲酯或丙烯酸羟乙酯或两者的混合体合成改性水性聚氨酯,并对棉织物涂层,在不同温度、时间及涂层量下,测试涂层棉织物抗水性、强力伸长率及透湿性表明,引入丙烯酸甲酯可提高涂层膜抗水性、增加涂层膜抗张强力。
引入丙烯酸羟乙酯有利涂层膜透气性,提高涂层膜断裂伸长率。
由安徽大学化学化工学院、安徽省绿色高分子材料重点实验室共同承担的辐射聚合法研制水系聚氨酯一含硅丙烯酸树脂织物涂层胶项目,已通过了安徽省教育厅组织的专家鉴定。
杨建军等[8]采用钴60—γ辐射法乳液聚合工艺,制备了水系聚氨酯一含硅丙烯酸树脂织物涂层胶。
该胶兼有聚氨酯、丙烯酸酯和有机硅三者的优良特性,用于织物的涂层整理,使织物具有良好的防雨防风,通气透湿,穿着舒适的功能,弥补了使用单一树脂带来的耐久性、手感和成本方面的不足。
此外,周向东等[9]采用水性聚氨酯性PU阻燃涂层胶。
经Zeta电位与TEM测试结果表明,水性PU乳胶对阻燃成分产生了吸附与部分包覆作用,水性PU阻燃涂层胶具有较好的稳定性,通过正交实验探讨了该阻燃胶的优化整理工艺,并按优化工艺在萧山红山涂层厂对产品进行中试,结果表明,整理后织物的阻燃性能及各项指标均能达到较高标准。
2、羊毛防缩整理剂用于羊毛防缩整理的树脂很多,如聚氨酯、聚酰胺表氯醇缩合物、聚丙烯酸酯、聚硅氧烷等。
聚氨酯防缩剂整理可一步到位,无污染,防缩剂分子链中含有活性基团,整理后在羊毛纤维表面形成具有交联网络结构的聚合物膜,并与羊毛纤维之间产生化学键连接,因此具有极佳的防缩效果,且防缩耐久性相当好[10]。
所以水性聚氨酯羊毛防缩剂被国际羊毛局(IWS)推荐使用。
代表产品有Bayer公司的SynthappretBAP和日本达一琦公司的Elastron BAP。
2.1 防缩机理毛织物洗涤时会发生毡化收缩是由于羊毛纤维表面具有鳞片结构造成的。
顺鳞片方向与逆鳞片方向间较大的摩擦系数差,导致羊毛纤维易推向或拉向它的根部,因此洗涤时羊毛纤维受机械力作用,在一个方向上每次少量的蠕动位移的累积,造成羊毛纤维卷曲缠结,宏观上表现出织物发生不可逆毡化收缩。
树脂整理是将聚合物沉积于羊毛纤维表面遮盖鳞片层,达到减少顺逆摩擦差的目的。
水性PU羊毛防缩剂具有优良的防缩效果,是树脂遮盖鳞片层降低定向摩擦系数和纤维之间存在粘接点阻碍纤维相互移动,这两者双重作用的结果[11]。
2.2 整理工艺水性PU羊毛防缩剂用于羊毛织物防缩整理主要有两种方法:浸轧法和吸尽法。
羊毛织物浸轧防缩液前必须进行预清洗。
浸轧法工艺流程:坯布→二浸二轧(轧余率70%~80%)→烘干→汽蒸(100~105℃,3min) →拉幅定型。
吸尽法工艺用于针织匹头织物(全成形物),如套衫长袜及绞纱的防缩整理。
这种整理需在顶浆式染机或椭园槽浆翼漂染机内或转筒染色机中进行。
吸尽法工艺流程:预处理→吸收→交联(pH=8,60℃ 30min) →酸化(pH=5~6,10min) →柔软处理→水→干燥→汽蒸定型。
2.3 研究进展安徽大学开发的SUW-2水性PU羊毛防缩剂已成功地用于全毛针织内衣坯布、羊毛衫以及全毛机织衬衫面料等羊毛织物的防缩整理。
防缩效果经国家毛纺织产品质量监督检验中心(上海)按国际羊毛局IWSTM31标准测试,■PU技术均达到国际羊毛局规定的“机可洗”标准[11]。
王伟锋等[12]将IPDI与聚醚多元醇反应合成预聚体,然后分别采用焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵等封端剂进行封端,得到3种水性羊毛防毡缩剂。
结果表明,采用焦亚硫酸钠封端的羊毛防毡缩剂的成膜性和分散性好、表面张力小、储存稳定,防毡缩效果可达到IWS机可洗标准。
余文骊[13]以IPDI和聚醚三元醇(GE3lO)为基本原料,选用乙醇和异丙醇混合溶剂。
实现亚硫酸氢钠对异氰酸酯的良好封端.合成了热反应型水性聚氨酯。
使用该聚氨酯对羊毛织物进行防缩整理,毡化收缩丰达到国际羊毛局规定的机可洗标准。
胡震等[14]以IPDI和聚醚多元醇(GEP-330N和PE-6200)为基本原料,通过用NaHSO3封端的方法,合成了2种水性聚氨酯型羊毛防毡缩整理剂,并用于羊毛织物的整理,获得良好的防毡缩效果及手感。
3、抗起球起毛剂3.1 抗起球起毛机理纯棉针织物经过煮漂、染色、整理等加工,其表面会产生许多绒毛,加之静电作用,穿着一段时间后织物表面会起毛起球,影响美观和舒适感[15]。
涤棉混纺针织物则是在服用和洗涤过程中,由于不断受到摩擦,起毛起球现象严重,使织物的手感和外观变差,影响其服用性能。
树脂整理是提高织物抗起毛起球较为有效的方法。
其原理是,利用树脂可在纤维表面交联网状成膜的功能,使纤维表面包裹一层耐磨的树脂膜,减弱纤维间的滑移;同时,树脂均匀地交联凝聚在纱线的表层,使纤维端粘附于纱线上,摩擦时不易起球[16]。
对织物进行树脂整理可以提高织物抗起毛起球性能 并可以改善织物防皱、抗静电等性能。
3.2 整理工艺采用浸轧法工艺,工艺流程:织物浸轧(抗起毛起球剂100 g/L,一浸一轧,轧余率80%) →预烘(100℃,3min)→焙烘(130℃,3min)3.3 研究进展周世香等[17]采用水溶性聚氨酯作为抗起毛起球整理剂。
它使用水溶性化合物作异氰酸基的保护剂,是一种很稳定的水溶性树脂。
将该树脂施加到织物上后。
经热处理使保护剂脱离,反应性异氰酸基使树脂自身交联形成网状结构,失去了水溶性,成为耐水和耐溶剂性很强的树脂薄膜。
织物经水溶性Pu处理后,织物表面起毛起球现象大大降低,起毛起球等级由原来的1-2级提高到4级以上,且整理后织物无游离甲醛释放。
施剑等[18]合成了一系列阳离子类水性聚氨酯产品(CWPU),用于涤棉针织物的整理,随着CWPU分子中的网状化程度、硬链段及阳离子质量分数的提高,整理织物的抗起毛起球性能也随之提高。
CWPU用量为120g/L、130oC焙烘3.0min的浸轧工艺条件下,对涤棉针织物进行整理,可使织物的起毛起球等级从1.5级提高到4级,且织物的手感不受影响。
袁友飞等[19]合成的阳离子水性聚氮酯(CWPU)应用于涤棉针织物的抗起毛起球整理。
探讨了聚醚二元醇PEG-1000与聚醚三元醇GE-310用量比,预聚时OH/NCO比值,以及扩链剂三乙烯四胺(TETA)与N一甲基二乙醇胺(MDEA)用量比,对涤棉针织物抗起毛起球性能的影响,确定了较佳的合成工艺参数,即PEG1000:GE310=l:9,OH/NCO=1.15,TETA:MDEA=7:3,经CWPU处理后,涤棉混纺织物的抗起毛起球等级可提高l一2级,抗静电性能也有所提高,手感良好。