水性聚氨酯织物涂层整理的特点和优势

发布时间:2019-7-19

水性聚氨酯是指聚氨酯溶于水或分散于水中形成的涂料。它是以水代替传统的有机溶剂作为分散介质。该材料具有良好的耐磨性、耐化学药品性、耐低温性及良好的柔性,其用途越来越广泛。随着人们环保、能源、健康意识的增强,以及各国环保部门对涂料中的挥发有机物(VOC)含量的严格限制,促使了水性聚氨酯的发展。

所谓涂层整理,即在纺织品表面均匀涂以能形成薄膜的高分子化合物,使织物改变外观、风格或 赋予各种功能,从而提高产品的附加价值。涂层剂品种多样,一方面对传统材料如PA(聚丙烯酸酯)、PU(聚氨酯)不断改性,另一方面也启用或配用某些高性能材料,如硅酮弹性体、聚四氟乙烯、聚己内酯、聚碳酸酯、有机硅、木质粉、碳酸钙及水性环保替代产品等。加入不同的添加剂,可使织物具有各种不同的外表和功能性。

水性聚氨酯织物涂层整理

涂层剂是发展涂层整理的关键所在。聚氨酯类(PU)涂层剂,主链上有重复出现的氨基甲酸酯团,按结构分聚酯、聚醚型聚氨酯,按溶解性有溶剂、水性聚氨酯。目前印染行业应用的主要涂层剂为聚丙烯酸酯(PA)和聚氨酯( PU)两类。对比这两类涂层剂,以PA原料和中间体供应量较多,价格较低,合成和聚合技术较易掌握,涂层产品也能满足一般要求。PU在性能上更有独特之处,主要为耐磨、耐溶剂和耐低温(-30℃以下);防水透湿性好,具有优异弹性和柔软手感,国际上有人把PU新产品称为织物整理史上的一次伟大革命。对我国来说,发展PU涂层更可以改变产品的传统格局和结构,是国内发展涂层的重点。

以丙烯酸酯类为单体的均聚物或共聚物,丙烯酸酯在光、热及引发剂作用下非常容易聚合。聚丙烯酸酯类涂层剂是涂层织物的主要用剂。其优点是耐日光和气候牢度好,不易泛黄;透明度和共容性好,有利于生产有色涂层产品;耐洗性好;黏着力强;成本较低。聚丙烯酸酯类涂层剂的主要单体有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等。水系型聚丙烯酸酯类涂层剂主要有乳液型、非皂乳液型和水溶型三种。聚丙烯酸酯能形成光泽好而耐水的膜,粘合牢固,不易剥落,在室温下柔韧而有弹性,耐候性好,但抗拉强度不高,可做高级装饰涂料。

聚丙烯酸酯有粘合性,可用作压敏性胶粘剂和热敏性胶粘剂。由于它的耐老化性能好,粘结污染小, 使用方便,其产量增加较快。在纺织工业方面,聚丙烯酸酯可用于浆纱、印花和后整理,用它整理过的纺织品挺括美观,手感好;它还可用作无纺布和植绒、植毛产品的粘合剂。聚丙烯酸酯可用于鞣制皮革,可增加皮革的光泽、防水性和弹性。

聚氨酯类涂层剂的优势在于:涂层柔软富有弹性,涂层强度好,且具有抗湿和通气性能,耐磨、 耐洗、耐干洗等。水性聚氨酯是一种聚氨酯粒子分散于水中的二元胶体体系,分子链中含有亲水性基团,因此与水具有很强的亲和性。它不仅具有溶剂型聚氨酯耐低温、柔韧性好、粘接强度大的优良性能,还具有无毒、不燃、气味小、不污染环境、节约能源、安全、加工方便、成膜透气性好等优点。由于近年来有机溶剂价格高涨及环保部门对有机溶剂的使用和废物排放的严格限制,使水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯成为一个重要的发展方向。

非交联型涂层剂用以涂布于基布上,待溶剂挥发以后,藉以高分子化合物分子间的凝聚力,形成 薄膜过程中不产生化学反应。交联型涂层剂含有羟基、氨基或羟基等能和交联剂的环氧基、N-羟甲基等反应的官能团,在成膜过程中形成稳定的热固型的网状交联薄膜。

自交联型涂层剂分子结构中含有反应性官能团,如环氧基、N-羟甲基等,在催化剂作用下,当涂布到基布上经高温处理后,涂层剂可通过自身交链作用而形成热固型的网状薄膜。

近年来,由于环保部门对有机溶剂的严格限制,使得传统的溶剂型聚氨酯正面临着严峻的挑战,它的应用有逐年减少的趋势,而环保、经济和低毒害的水性聚氨酯的研制、开发及其应用则受到 重视,现已有很多种类的水性聚氨酯产品,成功地应用于轻纺、印染、皮革加工、涂料、胶粘剂、木材加工、建筑、造纸等行业。

水性聚氨酯织物涂层

流行趋势专家和设计者通过不断观察和分析消费市场认为,现在的时尚已转向高档化发展。时尚 纺织品是通过创新织物设计、材料、色彩和整理剂来实现的。在这里整理是一个重要因素,一方面它弥补了漂白、染色和印花造成纤维脆化,从而提高了服用性能;另一方面有可能通过使用特殊的化学整理剂,手感获得高品味的效果。整理中使用最多因此也是最为重要的产品是柔软剂、蜡、浆料和硬挺剂。为满足市场流行的需要,创新织物整理者还有纺织助剂供应者应该紧跟并正确评估流行趋势,以便能尽快对新的需求作出反应。

聚氨酯涂层织物在世界市场上的出现已有多年的历史,聚氨酯涂层织物具有许多优点,如涂层薄、重量轻、具有极佳的耐磨损和抗摩擦性能、弹性好、粘着性好、耐洗性能好、手感好、强度大、防水性能好,它所形成的很薄的微孔薄膜具有很好的透气透湿性能。转移涂层工艺能克服直接涂层的聚氨酯易渗入纱线及只限于紧密机织物或厚重织物上应用的缺陷。

根据分子粒子在水中的分散程度不同,水性聚氨酯分为乳液、水分散体、水溶性等3种。水性聚氨酯的粒径很小,水分散性强,所以整理后的织物手感细腻、粘附性好。根据引入亲水基团带电性的不同,水性聚氨酯又可分为非离子、阴离子、阳离子、两性离子型等4种。亲水基团是羧基与磺酸基时,所得到的乳液为阴离子型;亲水基团是叔胺基时,则为阳离子型;亲水基团为水溶性的聚氧化乙烯二醇或采用含氧化乙烯链的亲水性共聚醚时,则为非离子型;两性离子型则为羧基或磺酸基与叔胺基并存。由于亲水基团的不同,不同的水性聚氨酯对织物整理产生不同的效果。

在纺织品上PU广泛应用于氨纶丝和涂层整理,而反应型水溶性聚氨酯在织物后整理上的应用虽然也有很多研究及文献,但国内产品大多处于科研阶段。有媒体报道,有公司率先实现工业化生产的反应型水溶性聚氨酯整理剂是通过控制聚氨酯主链的分子量,并引入各种官能团,使其能够均匀稳定地溶于水中,以便对纺织品进行加工处理。这种水溶性聚氨酯不但可以渗透到纱线内部,而且可释放活性基团与纤维分子及其它整理剂发生交联反应,同时聚氨酯分子间也进行反应,从而以化学键的形式交联,形成立体网状结构,赋予织物持久耐洗的功能性,如防缩、防皱、尺寸稳定、防水、防钻绒、抗静电等性能。将该类整理剂用于纤维素纤维、蛋白质纤维上,可有效地解决其它助剂难以解决的天然纤维织物防皱、防缩难题,实现机器可洗,同时赋予织物特殊的超级爽弹手感。由于聚氨酯整理剂不含甲醛,在反应过程中也无甲醛产生,属于环保型织物整理剂。热反应型水溶性聚氨酯整理剂,既保持了聚氨酯的弹性,又具有极好的反应活性,可以赋予织物各种持久耐洗的功能,提高纺织品的附加价值。

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