【集萃網觀察】1.概述
據(jù)統(tǒng)計，國際紡織涂層產品已占到紡織品總產量的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，涂層工藝已是實現(xiàn)功能化產品的一個重要手段，一些普通面料可以通過涂層來提升產品檔次，增加產品附加值。
在我國紡織品涂層中，很大部分產品還是采用易燃、易爆的溶劑型涂層劑加工生產的。不僅對環(huán)境造成很大污染，而且對人體健康構成很大威脅。在出口中面對歐美“綠色堡壘”時越來越多地受到限制，因此無毒、不燃、對環(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）樹脂由于其分子結構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，大大提高產品檔次。水性PU的應用最初是用作皮革表面涂飾劑，在織物涂層領域的應用剛開始。近幾年，隨著水性PU合成技術的不斷完善，使產品品質越來越接近溶劑型PU產品，它幾乎可以應用到溶劑型PU涂層產品的各個領域〖1〗。由于PU分子是一種含軟鏈段（多元醇）與硬鏈段（異氰酸酯和擴鏈劑）的嵌段高聚物，使之可以根據(jù)用戶對產品不同軟硬度的性能要求來設計產品結構，是一種真正可設計產品。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）等活潑基團反應，形成牢固的化學鍵，大大提高附著力，同時賦予織物防水、透濕、防皺抗縮、柔軟滑爽及賦有皮革般彈性等性能特點，可廣泛用作滑雪衫、風雨衣、羽絨服、運動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
2.1試驗用原材料
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試驗用儀器
1）小型臺式涂布機（北京祥云紡織機械設備公司制造）
2）101型電熱鼓風干燥箱（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（中國紡織科學院制造）
4）NDJ-1型旋轉粘度儀（上海實驗儀器廠制造）。
2.3測試方法及標準
耐靜水壓測試按FZ T01004-91《涂層織物抗?jié)B水性試驗方法（靜水壓試驗）》中方法A進行；
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.結果與討論
3.1消泡劑對涂層性能的影響
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，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生漂油、縮孔等不良效果。消泡劑用量對水壓的影響情況見圖1，
圖1 消泡劑用量對耐水壓的影響
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性的-COO-，這些負離子同性相互排斥，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過疏水基團改性，這些疏水基團使之具有類似表面活性劑分子性質，在水中會形成膠束，這些膠束會與乳液微粒、顏填料等粒子相互締合作用形成微胞與網絡結構，導致體系粘度增加，從而到達增稠目的。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。但由于其價格較貴，一般都與聚丙烯酸酯類增稠劑配合使用以達到最佳協(xié)同效果。
圖2 增稠劑乃是對粘度及水壓的影響
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，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。
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