紡織麵料塗層整理大全

早在二千多年前，古代中國人民就已經把塗層膠用於(yu) 織物表麵，那時多為(wei) 生漆、桐油等天然化合物，主要用於(yu) 防水布的製作。時至近代，出現了性能優(you) 越的多種合成聚合物類塗層膠。最初的產(chan) 品存在隻防水而不透濕的缺陷，塗層織物使用時有悶熱感，舒適性差。紡織品塗層整理劑又稱塗層膠，是一種均勻塗布於(yu) 織物表麵的高分子類化合物。它通過粘合作用在織物表麵形成一層或多層薄膜，不僅(jin) 能改善織物的外觀和風格，而且能增加織物的功能，使織物具有防水，耐水壓，通氣透濕，阻燃防汙以及遮光反射等特殊功能。為(wei) 了改善塗層膠的通氣透濕性，自70年代以來，科研人員通過對塗層膠化學結構的改性和變換塗層加工方法等手段研製出了一係列防水透濕型織物用塗層膠。近年來，功能型塗層膠和複合型塗層膠也有了較大的發展。

塗層膠的分類方法很多，按化學結構分類主要有：

1.聚丙烯酸酯類（PA）；

2.聚氨酯類（PU）；

3.聚氯乙烯類（PVC）；

4.有機矽類；

5.合成橡膠類(如氯丁橡膠)。

與(yu) 溶劑型相比，水係型無毒、不燃、安全，成本低、不需回收，可製造厚塗產(chan) 品，有利於(yu) 有色塗層產(chan) 品的生產(chan) ，塗層親(qin) 水性好；其缺點是耐水壓低，烘燥慢，在長絲(si) 織物上粘著較難。按塗層工藝及焙烘條件不同又有幹式塗層膠和濕式塗層膠，低溫交聯塗層膠和高溫交聯塗層膠之分。此外，還有聚四氟乙烯、聚酰氨、聚酯、聚乙烯、聚丙烯和蛋白質類。目前主要應用的是聚丙烯酸酯類和聚氨酯類。按在使用上采用的介質不同分為(wei) 溶劑型和水係型兩(liang) 種，溶劑型具有耐水壓高，成膜性好，烘燥快，含固量低等優(you) 點，但同時又有在織物上滲透性強、手感粗硬，毒性大、易著火，需要溶劑回收裝置、且回收費用高的缺陷。幹式和低溫交聯塗層膠因其塗層工藝簡單，焙烘溫度低，省力節能，它們(men) 是未來塗層織物發展的趨勢。

2.聚丙烯酸酯塗層膠（Polyacrylate簡稱PA）

聚丙烯酸酯類織物塗層膠是目前常用的塗層膠之一，它有下列優(you) 點：

1、耐日光和氣候牢度好，不易泛黃；

2、透明度和共容性好，有利於(yu) 生產(chan) 有色塗層產(chan) 品；

3、耐洗性好；

4、粘著力強；

5、成本較低。

其缺點是：

1、彈性差，易折皺；

2、表麵光潔度差；

3、手感難以調節適度。

最初的聚丙烯酸酯類塗層膠屬於(yu) 單純防水型產(chan) 品，通過幾十年的發展，目前的品種不僅(jin) 具有防水透濕，阻燃等多種功能，而且還有低溫節能的特色。聚丙烯酸酯類塗層膠一般均由硬組分（如聚丙烯酸甲酯等）和軟組分（如聚丙烯酸丁酯等）共聚而成。聚丙烯酸酯塗層的主要單體(ti) 有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等，為(wei) 了提高其防水性能，必要時可加入丙烯酰胺和丙烯腈，聚合引發劑一般用過氧化物（如過硫酸鉀等）。

2.1防水塗層整理劑

此種聚丙烯酸酯類塗層整理劑最初多為(wei) 溶劑型產(chan) 品，其粘著性和耐水性極佳。為(wei) 了提高膜的強度，常加入外膠聯劑，此類具有代表性的品種是大日本油墨公司的Criscoat係列塗層整理劑及其助劑。其適合加工柔軟的薄織物，與(yu) 防水劑拚用一次，即可獲得較高的拒水和耐水壓效果。但溶劑型產(chan) 品含有大量的有機溶劑如甲苯、醋酸乙酯等，使用時容易造成環境汙染或發生火災，且溶劑回收費用高。溶劑型塗層整理劑合成方法主要有兩(liang) 種，一種是懸浮聚合，所得產(chan) 品的分子量較高；另一種是溶液聚合，所得產(chan) 品的分子量低。

為(wei) 了克服溶劑型產(chan) 品的缺點，水係型的聚丙烯酸酯類塗層整理劑應運而生。水係型的又分為(wei) 乳液類，非皂乳液類和水溶類三種。乳液類分子量為(wei) 10-500萬(wan) ，粒子直徑0.05-0.2微米，含固量一般為(wei) 40-60%。由於(yu) 采用乳液聚合法，聚合時加入少量複合乳化劑，由於(yu) 乳化劑的存在，在融結成膜過程中，一部分被擠至膜與(yu) 織物之間界麵，從(cong) 而削弱了與(yu) 織物的粘結強度，使產(chan) 品的耐水壓受到一定的影響。水溶類是一種特殊的膠體(ti) 分散液，是在高聚物中引入親(qin) 水性官能團，能在水中呈澄清狀態，水溶類的分子量一般在10-20萬(wan) 左右。另一部分被擠至膜的外表麵，引起膜表麵的澀滯感，造成塗層織物的手感不爽。非皂乳液類（也有稱無乳劑型）塗層劑不含乳化劑，對織物主要進行精細塗層防水整理。整理後的織物能保持原有的風格，具有柔軟的手感和很高的牢度，手感滑爽，有較高的機械性能和良好的防水效果。

國內(nei) 已有報道，以乳液聚合法合成聚丙烯酸酯超微乳液，其平均粒徑在50nm以下，外觀為(wei) 半透明膠體(ti) 粘液，選擇2D樹脂作為(wei) 外交聯劑，用含氟樹脂進行後拒水整理，可使塗層織物獲得更高的耐水壓值和拒水性[3]。目前國內(nei) 該類產(chan) 品多為(wei) 外交聯型，應用時須加入交聯劑，給廠家應用帶來不便。近年國內(nei) 有人對水性超微乳自交聯聚丙烯酸酯織物塗層劑的應用性能進行了研究，結果表明其性能優(you) 異，具有廣闊的應用前景。

2.2防水透濕塗層整理劑

經此類塗層劑整理過的織物同時具有防水和透濕兩(liang) 種功能，其防水透濕機理是依靠成膜時形成大量的微孔。這些孔隙小於(yu) 2微米，能阻止水滴（平均直徑100微米），卻允許水蒸氣分子（平均直徑0.0004微米）通過，從(cong) 而獲得防水透氣性。為(wei) 了改善聚丙烯酸酯類加工織物的通氣透濕性，自20世紀80年代以來，日本將含有羧基，羥基，腈基等親(qin) 水性基團的丙烯酸酯類共聚物溶解於(yu) 水能混溶的有機溶劑中製成塗層膠，塗後經溫水處理，去除溶劑並使共聚物凝固，幹燥去水使共聚物在織物上形成微孔薄膜。這種塗層膠以濕法塗層處理織物通氣透濕性良好。與(yu) 幹法相比，濕法塗層較為(wei) 繁雜，因此開發既能幹法塗層，又防水透濕的織物塗層膠勢在必行。我國於(yu) 80年代中期研製出此類產(chan) 品如PP-3，係由丙烯酸酯類單體(ti) 乳液聚合而成。

2.3多功能性塗層整理劑

目前，聚丙烯酸酯塗層膠已從(cong) 過去的防水透濕型產(chan) 品發展到多個(ge) 品種，主要包括阻燃，防風，遮陽及泡沫塗層整理劑，甚至還兼有幾種性能的多功能產(chan) 品。其中又以阻燃塗層膠發展最快。研製開發阻燃塗層劑主要有兩(liang) 種途徑，一種是選用阻燃性單體(ti) 共聚；另一種是在聚丙烯酸酯乳液中添加阻燃協效劑和阻燃劑。此類產(chan) 品有美國White公司的CalibanF/RP-44和P-53,其阻燃劑均為(wei) 十溴二苯基化合物與(yu) 氧化銻的複合物，阻燃性好[6]。國內(nei) 也有阻燃塗層產(chan) 品，如天津紡織工業(ye) 研究所的C-20，其性能可與(yu) 國外的同類產(chan) 品相媲美。日本公布了用於(yu) 電磁屏蔽的阻燃金屬塗層織物，在此織物塗層的一則塗以丙烯酸聚合物ToacronSA6218為(wei) 主的塗層，在另一則塗以含阻燃劑的聚氨酯ResamineUD。泡沫塗層加工是紡織品塗層整理的一種新型工藝，其中的泡沫塗層整理劑是關(guan) 鍵，FCA-100是國內(nei) 出現的一種泡沫塗層整理劑。

3.聚氨酯塗層膠（Polyurethane簡稱PU）

聚氨酯全稱為(wei) 聚氨基甲酸酯，是分子結構中含有–NHCOO–單元的高分子化合物，該單元由異氰酸基和羥基反應而成，反應式如下：

–N=C=O+HOˉ→–NH-COOˉ

20世紀70年代，德國OttoBayer首先合成了PU。在1950年前後，PU作為(wei) 紡織整理劑在歐洲出現，但大多為(wei) 溶劑型產(chan) 品用於(yu) 幹式塗層整理。20世紀60年代，由於(yu) 人們(men) 環保意識的增強和政府環保法規的出台，水係PU塗層應運而生。70年代以後，水係PU塗層迅速發展，PU塗層織物已廣泛應用。80年代以來，PU的研究和應用技術出現了突破性進展。與(yu) 國外相比，國內(nei) 關(guan) 於(yu) PU紡織品整理劑的研究較晚。

聚氨酯塗層劑是當今發展的主要種類，它的優(you) 勢在於(yu) ：

1、塗層柔軟並有彈性；

2、塗層強度好，可用於(yu) 很薄的塗層；

3、塗層多孔性，具有透濕和通氣性能；

4、耐磨，耐濕，耐幹洗。

其不足在於(yu) ：

1、成本較高；

2、耐氣候性差；

3、遇水、熱、堿要水解。

PU塗層劑按組成分類有：聚酯係聚氨酯；聚醚係聚氨酯；芳香族異氰酸酯係聚氨酯；脂肪族異氰酸酯係聚氨酯。按使用上采用的介質分為(wei) 溶劑類和水係類[2]。

3.1溶劑型PU塗層膠

溶劑類PU具有良好的強伸度和耐水性，但毒性大，易燃燒。從(cong) 組分上來說，它還分為(wei) 雙組分類和單組分類。雙組分產(chan) 品由預聚物和交聯劑組成，預聚物是將異氰酸酯與(yu) 低聚多元醇反應生成的末端為(wei) 羥基的預聚物。交聯劑則是含有多個(ge) （三個(ge) 以上）異氰酸酯基的化合物。在塗層整理時，預聚物與(yu) 交聯劑反應，形成熱固性網狀薄膜，賦予紡織品優(you) 良的性能。此類產(chan) 品有大日本油墨公司的Crisvon7367SL。單組分產(chan) 品為(wei) 線狀結構，有無定形區也有結晶區，是熱塑性的。單組分產(chan) 品由端異氰酸酯基（–NCO）的預聚體(ti) 經擴鏈而成。產(chan) 品如國內(nei) 的AR-1401，國外的有大日本油墨公司的Crisvon2016EL，2116EL。Bayer公司的Impranil係列。溶劑型PU塗層膠大多使用DMF，或甲苯與(yu) 異丙醇的混合物作為(wei) 溶劑。為(wei) 了達到防水透濕的效果，溶劑型塗層整理劑一般采用濕法塗層工藝加工織物。

3.2水係型PU塗層膠

水係型又分為(wei) 水溶性和水分散型兩(liang) 種。水係PU用於(yu) 織物塗層整理，量大麵廣，如日本的Superflex係列，德國的Imperanil水分散係列。水係PU成膜性好，並有較好的防水性。ElastronCT-7,C-52均為(wei) 水係PU，用於(yu) 防水透濕塗層。水分散型PU可製成非離子，陰離子和陽離子分散液。水分散型PU對酸堿敏感，在酸的存在下，陰離子PU將凝聚，而陽離子PU不耐堿。

水係PU塗層膠最初采用轉相乳化法製造，但產(chan) 品中含有乳化劑，對粘著性、強韌性和耐水性產(chan) 生不良影響。為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，20世紀80年代後期，自乳化型水係塗層膠逐漸增多，其主要原理是在聚合物鏈上引入適量的親(qin) 水基團，在一定條件下自發分散形成乳液。水係PU塗層膠通常用於(yu) 幹法塗層。為(wei) 提高塗層產(chan) 品的耐水性、柔軟性和耐久性，應進行前、後防水整理。

PU大分子中含有大量的極性基團，分子間力很強，導致其具有優(you) 良成膜性，能夠在織物上形成堅韌而耐久的薄膜，拒水性良好，它還具有一定透濕性。其原因是：一方麵PU中的極性基團或親(qin) 水基團，如–OH，–NHCOO–，–SO3H，–COOH等的“化學階梯石”作用，使水蒸氣分子沿著階梯從(cong) 高濕度一側(ce) 遷移到低濕度一側(ce) ；另一方麵PU由軟段和硬段組成，分別形成結構中的無定性區和結晶區，由於(yu) 無定性區分子鏈比較鬆散，結構不緊密，水分子容易進入，並遷移和擴散，從(cong) 而達到透濕的目的。

3.3PU乳液改性

為(wei) 了提高乳液及膜性能，擴大應用範圍，需要對PU乳液進行適當的改性。目前，改性的途徑大致可分為(wei) 四類：⑴改進單體(ti) 和合成工藝；⑵添加助劑；⑶實施交聯；⑷優(you) 化複合[10]。其中尤以複合乳液的研究最為(wei) 活躍。

4.有機矽（聚矽氧烷）類塗層膠

20世紀70年代，有機矽類塗層整理劑開始發展。Dow-Corning公司推出了Syleoff23等塗層整理劑，此外，Bayer公司，Wacker公司以及日本的信越公司均開發出聚矽氧烷類紡織品塗層整理劑產(chan) 品。

聚矽氧烷類化合物的主鏈由矽氧鍵連接而成，而矽原子上又接有烷基，苯基等構成的側(ce) 鏈，故其具有半無機半有機的高分子結構。構成聚矽氧烷主鏈的Si–O–Si鏈的鍵角較大，原子與(yu) 原子之間的距離較長，具有較大的自由度。此外，Si–O鍵長達0.193nm，這樣使得聚二甲基矽氧烷類為(wei) 代表的聚矽氧烷類化合物不易發生結晶化。因此，其容易透過氧氣，氮氣甚至水蒸氣分子，用其處理後的織物具有良好的通氣透濕性。

近年來，國內(nei) 關(guan) 於(yu) 聚矽氧烷類塗層整理劑也有研究，選用聚矽氧烷係塗層劑和聚氨酯塗層劑按一定的比例混合後塗布於(yu) 織物上，得到令人滿意的防水，透濕效果。其作用機理是：防水性取決(jue) 於(yu) 塗層連續厚膜和聚矽氧烷的拒水作用。而透濕性能則依賴於(yu) 聚矽氧烷良好的透氣性和聚氨酯分子中親(qin) 水基團的“化學階梯石”作用，通過吸附－擴散－解吸方式進行傳(chuan) 濕。國內(nei) 如北京度辰公司的有機矽精細塗層整理劑CT-500L，CT-500E，它們(men) 可以單獨使用，也可以和聚氨酯，聚丙烯酸酯，聚醋酸乙烯等混配使用，能賦予織物良好的拒水性，同時改善織物的柔軟滑爽手感，增強織物的撕裂強度和抗皺性能。有機矽類塗層整理劑主要由具有活性基團的聚矽氧烷彈性體(ti) 組成，在金屬鹽或有機酸鹽的作用下可以進行交聯反應。采用不同的聚矽氧烷彈性體(ti) 和不同的催化劑能使塗層紡織品具有不同的性能和風格。Dow-Corning公司的塗層整理劑主要以高分子量的聚二甲基矽氧烷彈性體(ti) 為(wei) 基礎。為(wei) 提高其粘合性能，大多采用引入交聯基團的方法。將有機矽彈性體(ti) 與(yu) 其它塗層高聚物混合使用，可改善其它塗層膠的手感、透氣性和耐磨損等性能，有機矽彈性體(ti) 與(yu) 其它塗層膠混合是塗層加工的發展方向，很多科技工作者都集中這一領域的研究。

5.發展趨勢

塗層加工是紡織品後整理加工中比較重要的加工方法，塗層技術今後的發展方向是：

5.1向環保節能型方向發展：

隨著人們(men) 環保意識的逐漸增強及ISO14000的頒布和實施，完全水分散，在合成和應用過程中無溶劑汙染的環保型塗層膠是國內(nei) 外競相開發的主攻方向。美國Polytech公司推出的Ureatech，據稱被譽為(wei) “麵向新世紀的高科技品”，國內(nei) 也有該類產(chan) 品的報道。針對全球性能源緊缺，節能型塗層劑的發展不容忽視。

5.2向高級化特殊功能型發展：

目前塗層織物的產(chan) 品有防風，防水，透濕，防羽絨，阻燃，遮光等。科技的不斷進步，織物經塗層處理後可以賦予特殊的功能。功能性塗層整理將越來越多，保溫，增溫，抗菌，防音，磁性，導電，閃光，夜光，反光整理等相繼出現。如日本Asahikaseid公司的Biochiton，就是在聚氨酯塗層中加入甲殼質，據稱對汗液、體(ti) 液保持清潔，並有一定的醫療保健作用。可以相信，塗層技術將向越來越精細化，高技術的方向發展。

5.3向多功能型方向發展：

據日本三菱公司報道，采用形狀記憶PU塗層的織物“Azekura”不僅(jin) 防水透氣，而且其透氣性可以通過體(ti) 溫加以控製，達到調節體(ti) 溫的作用。在提高防水透濕的基礎上，賦予塗層織物其它功能，是未來塗層發展的趨勢。天津紡織工學院在親(qin) 水PU防水透濕塗層劑（Qualitex-916A＆B）中加入阻燃劑(Antiblaze100)，可實現防水、透濕、阻燃三合一的效果。n8l6iWdNrL

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