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/小時(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0.004um，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。
　　
　　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/小時(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0.004um，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獨(dú)特之處，它具有高彈性、高模量、耐低溫(一300C以下)、耐磨、手感柔軟、爽快、有一定親水性等優(yōu)點(diǎn)，適合于開發(fā)防水透濕涂層劑。
　　
　　PU涂層劑是由硬段和軟段兩部分反復(fù)交變組成的嵌段聚合物。硬段部分使PU具有強(qiáng)度和彈性模量，由各種二異氰酸酯和鏈增長(zhǎng)劑構(gòu)成，其中可選用的二異氰酸酯主要有2,4和2,6．甲苯二異氰酸酯(TDI)、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、1,6-六次甲基二異氰酸酯(HDI)、3,5，5-三甲基．2-環(huán)己烯酮二異氰酸酯0PDI)等，鏈增長(zhǎng)劑主要有二乙烯三胺(DETA)、3，3’-二氯．4，4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)等：軟段部分使Pu柔軟而具有彈性，由多元醇構(gòu)成，其分子量的大小也可影響PU的軟硬度，多元醇的選用余地非常大，可用小分子量的多元醇，也可選用具有一定分子量的聚醚或聚酯多元醇預(yù)聚體。
　　
　　PU一般由二異氰酸酯，聚醚多元醇或聚酯多元醇加鏈增長(zhǎng)劑和催化劑，通過溶液聚合或本體聚合制成。具體合成方法要根據(jù)不同品種和要求來決定。PU的許多性質(zhì)。如玻璃化溫度、熔點(diǎn)、模量、彈性、抗張強(qiáng)度、吸水性、透濕性等，都可通過改變聚醚或聚酯二元醇預(yù)聚體的種類和分子量、二異氰酸酯的種類，硬段和軟段的比例，鏈增長(zhǎng)劑的種類和用量等來實(shí)現(xiàn)。
　　
　　紡織用的PU涂層劑有溶劑型和水分散型兩大類。溶劑型的主要溶劑有二甲基甲酰胺(DMF)、丁酮、甲苯、二甲苯、異丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丁醇、醋酸乙酯等及其混合物。溶劑型的突出優(yōu)點(diǎn)是成膜性好、耐水性、粘結(jié)性、涂膜平整性優(yōu)于水分散型，又由于溶劑汽化潛熱大大小于水，所以車速快，生產(chǎn)效率高。但其缺點(diǎn)也顯而易見，如大部分溶劑有一定的毒性，揮發(fā)而污染環(huán)境，車間操作條件差。
　　
　　與溶劑型涂層劑相比，水分散型涂層劑具有操作清潔簡(jiǎn)便、無環(huán)境污染、性能風(fēng)格變化大等優(yōu)點(diǎn)，是PU涂層劑的發(fā)展方向。
　　
　　在防水透濕涂層方面，溶劑型的防水透濕涂層劑的涂膜強(qiáng)度、平整度、防水性能，耐洗性等性能優(yōu)于水分散型防水透濕涂層劑。
　　
　　防水透濕涂層產(chǎn)品一般可分成以下三大類：一是高透濕高水壓產(chǎn)品，一般要求透濕量達(dá)到30009／(m2d)，抗?jié)B水性達(dá)到2000mmH2O，此類產(chǎn)品難度較高；二是透濕量要求較高，一般達(dá)到30009／(m2d)，但水壓要求不高，如500mmH2O左右：三是水壓要求較高，而透濕量要求較低的產(chǎn)品。
　　
　　4．防水透濕涂層整理工藝
　　
　　4．1涂層基布及前處理
　　
　　理論上講。所有面料均可作為涂層整理的基布，但在防水透濕涂層整理中，應(yīng)用較多的還是棉、麻、絲、滌綸、錦綸、粘膠及其混紡產(chǎn)品。大部分機(jī)織結(jié)構(gòu)的織物品種均可適用防水透濕涂層整理，如平布、斜紋布、彈力布、牛津布、塔夫綢、緞紋、直貢等結(jié)構(gòu)均可適用。在涂層劑品種和涂層整理工藝不斷創(chuàng)新和發(fā)展的今天，可用低檔的織物加工成高檔的涂層產(chǎn)品。大提高產(chǎn)品的附加值。
　　
　　涂層基布的前處理與其他染整加工的前處理沒有什么大的不同，只是對(duì)布面要求略高些，如燒毛要完全，布面要光潔、無棉結(jié)、無緯斜、無松邊等。對(duì)于染色品種，要注意染料品種的性能，防止因涂層劑中的溶劑與染料發(fā)生作用而使涂層產(chǎn)品變色過大。
　　
　　防止因涂層劑中的溶劑與染料發(fā)生作用而使涂層產(chǎn)品變色過大。
　　
　　4．2防水透濕涂層整理工藝
　　
　　防水透濕涂層整理有濕法涂層或干法直接涂層兩種方式。
　　
　　4．2．1濕法涂層
　　
　　濕法涂層也稱凝固涂層，一般使用DMF溶劑型涂層劑涂于基布，然后將之浸入水凝固浴中，萃取溶劑(DMF)，使涂膜形成微孔而具有透濕性。
　　
　　工藝流程：
　　
　　基布一前處理(一染色)一定形一PU涂層一凝固(萃取溶劑)一水洗一烘干一整理一成品。濕法涂層產(chǎn)品的抗?jié)B水性一般可達(dá)100mmH20以上，透濕量達(dá)到3000g／(m2d)。該方法工藝及配套助劑較成熟，但工序繁瑣，溶劑回收麻煩，且粘附牢度、膜強(qiáng)度不高，而加工成本又較高。
　　
　　4．2．2干法直接涂層
　　
　　干法直接涂層設(shè)備及工藝簡(jiǎn)單，操作方便，加工成本較低。這類涂層的關(guān)鍵是涂層劑，涂層劑的性能將決定涂層產(chǎn)品的防水透濕性能及手感、彈性、膜強(qiáng)度等性能。
　　
　　工藝流程：
　　
　　(1)單劑型涂層劑：基布一前處理(一染色)一定形一直接涂層～烘干一焙烘一整理一成品。
　　
　　(2)雙劑型涂層劑：基布一前處理(一染色)一定形一涂底膠一烘干一涂面膠一烘干一焙烘一整理一成品。
　　
　　結(jié)語
　　
　　PU防水透濕涂層產(chǎn)品彈性好、強(qiáng)度高、耐低溫(-30度以下)、耐磨、手感柔軟、爽快、有一定親水性，防水透濕效果好，應(yīng)用前景良好。干法直接涂層用防水透濕涂層劑技術(shù)含量高。標(biāo)志著涂層加工的先進(jìn)水平，其所需設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)便，是今后防水透濕產(chǎn)品的發(fā)展方向。目前國內(nèi)在防水透濕涂層劑研究及生產(chǎn)方面與國外先進(jìn)水平差距較大，干法直接涂層用高透濕量商水壓涂層劑仍以進(jìn)口為主，因此，加快研究開發(fā)高透濕量高水壓涂層劑及其應(yīng)用工藝意義深遠(yuǎn)。