【集萃網(wǎng)觀察】1.概述

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，國際紡織涂層產(chǎn)品已占到紡織品總產(chǎn)量的25%以上，可見涂層在紡織品后整理中占據(jù)重要位置。當(dāng)今越來越多的紡織品朝功能化、差別化方向發(fā)展，涂層工藝已是實(shí)現(xiàn)功能化產(chǎn)品的一個(gè)重要手段，一些普通面料可以通過涂層來提升產(chǎn)品檔次，增加產(chǎn)品附加值。

　　在我國紡織品涂層中，很大部分產(chǎn)品還是采用易燃、易爆的溶劑型涂層劑加工生產(chǎn)的。不僅對(duì)環(huán)境造成很大污染，而且對(duì)人體健康構(gòu)成很大威脅。在出口中面對(duì)歐美“綠色堡壘”時(shí)越來越多地受到限制，因此無毒、不燃、對(duì)環(huán)境友好的新一代綠色環(huán)�？椢锿繉觿┰絹碓绞艿饺藗兊那嗖A。我們正是針對(duì)未來市場發(fā)展需求而開發(fā)了環(huán)保型水性聚氨酯（PU）織物涂層劑。

　　聚氨酯（PU）樹脂由于其分子結(jié)構(gòu)含有與天然皮革中氨基酸極為相似的氨基甲酸酯基（-NH-CO-O-），因此它可賦予織物表面天然皮革般的柔軟與彈性，大大提高產(chǎn)品檔次。水性PU的應(yīng)用最初是用作皮革表面涂飾劑，在織物涂層領(lǐng)域的應(yīng)用剛開始。近幾年，隨著水性PU合成技術(shù)的不斷完善，使產(chǎn)品品質(zhì)越來越接近溶劑型PU產(chǎn)品，它幾乎可以應(yīng)用到溶劑型PU涂層產(chǎn)品的各個(gè)領(lǐng)域〖1〗。由于PU分子是一種含軟鏈段（多元醇）與硬鏈段（異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑）的嵌段高聚物，使之可以根據(jù)用戶對(duì)產(chǎn)品不同軟硬度的性能要求來設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，是一種真正可設(shè)計(jì)產(chǎn)品。由于其高分子鏈中含有氨基甲酸酯，可與棉、滌綸、真絲等纖維上的羥基（-OH）與羧基（-COOH）等活潑基團(tuán)反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵，大大提高附著力，同時(shí)賦予織物防水、透濕、防皺抗縮、柔軟滑爽及賦有皮革般彈性等性能特點(diǎn)，可廣泛用作滑雪衫、風(fēng)雨衣、羽絨服、運(yùn)動(dòng)休閑服等服裝面料及帳篷布、裝飾布、防油布等工業(yè)用布的涂層整理〖2。

　　2.試驗(yàn)

　　2.1試驗(yàn)用原材料

　　涂層劑：水性PU乳液（自己合成），基布：滌絲紡織物，重量為80g/m2。

　　2.2試驗(yàn)用儀器

　　1）小型臺(tái)式涂布機(jī)（北京祥云紡織機(jī)械設(shè)備公司制造）

　　2）101型電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京永光明醫(yī)療儀器廠制造）

　　3）TY-05型織物抗?jié)B水測試儀（中國紡織科學(xué)院制造）

　　4）NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度儀（上海實(shí)驗(yàn)儀器廠制造）。

　　2.3測試方法及標(biāo)準(zhǔn)

　　耐靜水壓測試按FZ T01004-91《涂層織物抗?jié)B水性試驗(yàn)方法（靜水壓試驗(yàn)）》中方法A進(jìn)行；

　　吸水率測試方法：將一定量的乳液倒入PTFE模板中，自然干燥7天后將膜稱重W1，并放入常溫水中浸泡8h，取出并用濾紙吸干表面水份，稱重W2，計(jì)算其吸水率為（W2-W1）/W1×100%, 取10組樣品的平均值。

　　2.4 涂布工藝

　　采用刀刮涂布、兩涂兩烘工藝，涂布量干重為20-25 g/m2

　　3.結(jié)果與討論

　　3.1消泡劑對(duì)涂層性能的影響

　　由于水的表面張力較大，水性PU涂層劑的消泡比溶劑型更為困難。為獲得良好的涂膜效果，在乳液中要加一定量的消泡劑。在具體選擇消泡劑品種時(shí)，除了要考慮它的消泡能力、在乳液中的分散性外，還要考慮它是否易產(chǎn)生漂油、縮孔等不良效果。消泡劑用量對(duì)水壓的影響情況見圖1，

　　圖1 消泡劑用量對(duì)耐水壓的影響

　　從中可以看出，隨著消泡劑用量的增加耐水壓降低，因此在滿足消泡效果的情況下盡可能減少消泡劑的用量，其用量一般不要超過乳液重量的0.3%。

　　3.2增稠劑的影響

　　可用于水性PU乳液的增稠劑主要有三大類：纖維素及改性纖維素、堿膨脹型聚丙烯酸酯、疏水改性聚丙烯酸酯及締合型聚氨酯增稠劑。

　　不同增稠劑由于增稠機(jī)理不同，增稠效率差別很大。纖維素類與堿膨脹型聚丙烯酸酯類增稠劑在水中溶解后，增稠劑分子鏈上的-COOH在堿性條件下在水中電離為電負(fù)性的-COO-，這些負(fù)離子同性相互排斥，使大分子鏈充分伸展，由螺旋狀伸長為棒狀，并吸附大量自由水，從而提高水相粘度，達(dá)到增稠目的。由于其分子間作用力主要是靠范德華力，在高剪切力作用下這些分子間作用力易被破壞，造成高剪切下粘度迅速下降。而疏水改性聚丙烯酸酯與締合型聚氨酯類增稠劑，特別是締合型聚氨酯增稠劑，由于分子支鏈上已經(jīng)過疏水基團(tuán)改性，這些疏水基團(tuán)使之具有類似表面活性劑分子性質(zhì)，在水中會(huì)形成膠束，這些膠束會(huì)與乳液微粒、顏填料等粒子相互締合作用形成微胞與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致體系粘度增加，從而到達(dá)增稠目的。由于這些胞與胞之間的鏈能提供一定的抵抗外界剪切作用，即使在高剪切作用下也能保持穩(wěn)定的粘度，且具有良好的流平性、疏水性、耐洗性及耐磨性。但由于其價(jià)格較貴，一般都與聚丙烯酸酯類增稠劑配合使用以達(dá)到最佳協(xié)同效果。

　　圖2 增稠劑乃是對(duì)粘度及水壓的影響

　　乳液粘度一般隨增稠劑用量增加而提高，從圖2中可以看出，耐水壓隨增稠劑用量增加而提高。但增稠劑用量太大時(shí)，一方面增加了成本，另一方面由于粘度太高而影響涂層漿料的涂刮性與流平性，因此綜合考慮控制涂層膠的粘度以1.5萬～2.5萬mpas為宜，增稠劑的用量為乳液重量的0.5～1%左右。