一、织物涂层概况
近年来,纺织品的涂层整理技术发展很快,它是织物整理领域中进展较大的、有突破性的新技术,它打破了传统的纺织品在花色品种、产品风格、使用功能等方面的局限性,使产品具有原来纤维制品所不具备的性质,而获得多功能多样化的特点,如使织物具有拒水、防风、阻燃、防污、耐寒、隔热、保暖、遮光、防辐射等功能;使织物具有高回弹性和柔软丰满的风格,使织物具有仿皮革、仿麂皮的外观或呈现悦目的光泽。它的应用范围除衣着外,还发展到鞋帽、箱包、装饰、旅游业、农业、交通和建筑等方面。
所谓织物涂层整理,就是在织物表面涂敷一层或多层适当的高聚物的薄膜,或在织物的纤维间填充这类高聚物,从而赋予织物以一种或数种功能。
在涂层整理中,我们把被涂的织物叫做"基布",基布常用涤纶、锦纶、维纶、棉、粘胶等纤维的制品或它们的混纺制品。可以是机织物、针织物或不织布。而涂敷的高聚物叫做"涂层剂",常用的涂层剂有聚丙烯酸酯类树脂、硅酮弹性体、聚氯乙烯树脂、聚氨酯类树脂、合成橡胶等,当前使用较多的是前四类。织物涂层的方法根据产品要求和所用涂层剂的特性可分为;
1、干法涂层;是经过热处理使涂层剂干燥固化成膜的方法,它又有直接涂层和转移涂层之分。
2、湿法涂层;又称为凝固法涂层,属湿法成膜。它只能用单组份的聚氨酯作涂层剂。此外,还有熔融涂层法、粘合涂层法等等,这里不一一介绍。
二、聚氨酯涂层剂
聚氨酯涂层剂是由二异氰酸酯与含有氧基的高分子量的多元醇、或还有低分子量的二醇或二胺经加成聚合而制得,分子中有凝集力很高的氨基甲酸酯基团
多元醇有聚酯型和聚醚型两种,以前者为原料合成的聚氨酯叫聚酯型聚氨酯,以后者为原料合成的聚氨酯叫聚醚型聚氨酯。
二异氰酸酯分芳香族和脂肪族两大类,以前者为原料合成的聚氨酯叫芳香族聚氨酯,这种聚氨酯的分子中具有芳香环,经过光照射会形成发色团的醌结构,时间长了会发生泛黄现象。以后者为原料合成的聚氨酯叫脂肪族聚氨酯,它不会形成醌结构,因此没有泛黄的缺点。
和其他涂层剂一样,按溶解性能分,聚氨酯也有溶剂型和分散型之分。
上面说过,制造聚氨酯的原料是二异氰酸酯、含有氧基的多元醇、含有氧基的二醇或二胺。溶剂型聚氨酯中,以上述三者为原料制得的聚氨酯叫单组份聚氨酯,它是由软段和硬段组成的嵌段聚合物,是线性结构。由于连接了凝集力较强的氨基甲酸酯,分子间相互作用力很强,把它涂敷于基布上,只要把溶剂挥发掉,就能形成弹性薄膜,因此它属于热塑性非交联型树脂。分子中多元醇构成软段部分(非结晶区),二异氰酸酯和二醇或二胺反应生成的氨基甲酸乙酯基团(-RNHCOOR’-)或尿素基团(-RNHCONHR’-)构成硬段部分(结晶
区)。通常把二醇或二胺称作链增长剂。硬段部分赋予聚氨酯以高弹性、耐磨性、耐溶剂性,而软段部分赋予聚氨酯以柔软性、弯曲性和耐加水分解性等等。单组份聚氨酯的结构比较复杂,因为硬段长链和软段长链的原料种类是多样的,不同原科、不同数量、比例的组合,所得到的聚氨酯的化学结构不同,其性能也就不一。一般讲,硬段比率大,则氨基甲酸酯的密度大,分子间的凝集力也大,所形成的皮膜硬度大、强度高。如软段分子量大,比率大,则形成的皮膜柔软而有弹性。据有关资科介绍,多元醇的分子量和柔软性的关系是;
分子量400-700硬
分子量700-2500半硬
分子量2500-4000软
人造鹿皮湿法涂层采用单组份聚氨酯,因此在制订涂层工艺之前,必须根据产品的质量要求,选用合适的聚氨酯涂层剂。
溶剂型聚氨酯中,由二异氰酸酯和多元醇二者制得的聚氨酯叫双组份聚氨酯,它适用做转移涂层"粘接层"。必须与交联剂催化剂共同使用,才能形成网状结构的强韧皮膜。