防水透濕涂層劑及應(yīng)用
1.引言
織物的涂層整理是紡織品后整理技術(shù)的一個(gè)重要分支。它不僅能賦予織物獨(dú)特的風(fēng)格手感和外觀,更能賦予織物各種功能,大大提高產(chǎn)品的附加值。涂層產(chǎn)品主要用途可分為三大類:一是服裝鞋帽類,二是工業(yè)用布類,三是裝飾用布類。其中以服裝鞋帽類用量最大。目前國(guó)內(nèi)外涂層產(chǎn)品發(fā)展很快,出現(xiàn)了防水透濕涂層、抗紫外線涂層、保暖涂層、阻燃涂層、遮光涂層、導(dǎo)電涂層等功能性的涂層產(chǎn)品。其中防水透濕涂層無疑是功能性涂層產(chǎn)品中難度較大、技術(shù)含量較高的品種,它可廣泛應(yīng)用于軍用服、運(yùn)動(dòng)服、特種職業(yè)服、普通秋冬服裝及鞋類用布等。
2.防水透濕涂層的性能特點(diǎn)
防水透濕涂層整理能賦予織物防水、透濕、擋風(fēng)、保暖等功能。人體肌膚周圍需要保持一定的溫度和濕度,這樣人才會(huì)感到舒適。人體穿著服裝后,散熱的途徑有輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流及皮膚出汗蒸發(fā)。成人在靜止?fàn)顟B(tài)下排汗約為60~70毫升,,J、時(shí):在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下排汗約為500毫升/d,時(shí):在激烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下排汗約為1000毫升川、時(shí)。如果汗液不能及時(shí)散發(fā),非但使人體因肌膚表面潮濕度增大而產(chǎn)生濕悶感,而且因熱傳導(dǎo)在潮濕環(huán)境下比在干燥環(huán)境下大得多的原因而大量散失熱量。防水透濕織物既能抵御雨水的穿透,又能抵擋寒風(fēng)的侵襲,且兼有自動(dòng)調(diào)節(jié)透濕性的功效,可使人體排出的汗液及時(shí)散發(fā)到服裝外部,從而起到透濕保暖的作用,使人體感到舒適。氣態(tài)水分子的直徑約為.004um,液態(tài)水分子的直徑約為100um~6000um,因此防水透濕涂層織物的涂膜內(nèi)微孔大小必須介于兩者之間,以便讓氣態(tài)分子通過而不讓液態(tài)水分子通過,從而達(dá)到防水透濕的目的。氣態(tài)水分子的透過過程可通過兩種方式完成,一是借助涂層膜內(nèi)的極性基團(tuán)和親水性基團(tuán)通過“化學(xué)階梯”作用遷移出來;二是通過涂層膜的吸附和解吸附作用使氣態(tài)水分子透過無定形區(qū)從高濃度的一面擴(kuò)散至低濃度的一面。我們所說的“透濕”,也就是讓水蒸汽(氣態(tài)水分子)透過織物。決定防水透濕涂層織物的防水透濕效能的主要因素有:
(1)涂層膜的微孔結(jié)構(gòu):微孔大小均勻分布,且接近于氣態(tài)水分子直徑與液態(tài)水分子直徑之間的中部(約為0.2um~1.0urn),則氣態(tài)水分子容易通過而液態(tài)水分子不能通過,利于防水透濕的實(shí)現(xiàn)。
(2)涂層膜的分子結(jié)構(gòu):一定數(shù)量的極性基團(tuán)和親水性基團(tuán)將能提高透濕效率。
(3)涂層膜的強(qiáng)度和厚度:微孔結(jié)構(gòu)的涂膜具有一定的抗張強(qiáng)力,因而具有抗靜水壓性能。涂膜強(qiáng)度越大,抗張強(qiáng)力越強(qiáng),其抗靜水壓能力(防水能力)越強(qiáng)。涂膜厚度越薄,抗張強(qiáng)度越差,其抗靜水壓性能越差。涂膜厚度增加,抗張強(qiáng)度提高,其抗靜水壓性能也隨之提高。另一方面,由于透濕是通過在膜內(nèi)傳遞氣態(tài)水分子來實(shí)現(xiàn)的,因此涂膜的厚度也決定了透濕的能力。當(dāng)涂膜厚度增加時(shí),傳遞氣態(tài)水分子的距離增加,阻礙增多,透濕變得困難,其透濕能力降低。
(4)基布的品種規(guī)格:表面結(jié)構(gòu)平整、厚度、密度大的織物,經(jīng)涂層整理后防水能力要好些。而織物涂層前的透濕能力對(duì)其涂層后的透濕能力的測(cè)試也影響巨大,因此評(píng)價(jià)一個(gè)涂層劑的透濕性能不能單看其涂層后的透濕量,而應(yīng)對(duì)比其涂層前后的透濕量。
3.防水透濕涂層劑
目前紡織上應(yīng)用的涂層劑主要為聚丙烯酸酯(PA)和聚氨基甲酸酯(PU)兩類。PA的原料和中間體供應(yīng)較多,價(jià)格低廉,其合成和聚合技術(shù)相對(duì)容易掌握。PA涂層劑具有粘著力強(qiáng)、透明不泛黃、耐洗、耐老化等優(yōu)點(diǎn),但也存在多次涂覆發(fā)粘、抗?jié)B水性較低、手感不爽、彈性差、耐寒性差等缺點(diǎn),其性能只能滿足一般的要求,不適合作為防水透濕涂層劑。PU涂層劑在性能上更有hU6mC4nHl