1．引言
　　
　　織物的涂層整理是紡織品后整理技術的一個重要分支。它不僅能賦予織物獨特的風格手感和外觀，更能賦予織物各種功能，大大提高產品的附加值。涂層產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。目前國內外涂層產品發(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、導電涂層等功能性的涂層產品。其中防水透濕涂層無疑是功能性涂層產品中難度較大、技術含量較高的品種，它可廣泛應用于軍用服、運動服、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
　　
　　防水透濕涂層整理能賦予織物防水、透濕、擋風、保暖等功能。人體肌膚周圍需要保持一定的溫度和濕度，這樣人才會感到舒適。人體穿著服裝后，散熱的途徑有輻射、傳導、對流及皮膚出汗蒸發(fā)。成人在靜止狀態(tài)下排汗約為60～70毫升/小時：在運動狀態(tài)下排汗約為500毫升／d,時：在激烈運動狀態(tài)下排汗約為1000毫升川、時。如果汗液不能及時散發(fā)，非但使人體因肌膚表面潮濕度增大而產生濕悶感，而且因熱傳導在潮濕環(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，又能抵擋寒風的侵襲，且兼有自動調節(jié)透濕性的功效，可使人體排出的汗液及時散發(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，一是借助涂層膜內的極性基團和親水性基團通過“化學階梯”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：
　　
　?。?）涂層膜的微孔結構：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，利于防水透濕的實現(xiàn)。
　　
　?。?）.涂層膜的分子結構：一定數量的極性基團和親水性基團將能提高透濕效率。
　　
　　(3)涂層膜的強度和厚度：微孔結構的涂膜具有一定的抗張強力，因而具有抗靜水壓性能。涂膜強度越大，抗張強力越強，其抗靜水壓能力(防水能力)越強。涂膜厚度越薄，抗張強度越差，其抗靜水壓性能越差。涂膜厚度增加，抗張強度提高，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傳遞氣態(tài)水分子來實現(xiàn)的，因此涂膜的厚度也決定了透濕的能力。當涂膜厚度增加時，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的一個重要分支。它不僅能賦予織物獨特的風格手感和外觀，更能賦予織物各種功能，大大提高產品的附加值。涂層產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。目前國內外涂層產品發(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、導電涂層等功能性的涂層產品。其中防水透濕涂層無疑是功能性涂層產品中難度較大、技術含量較高的品種，它可廣泛應用于軍用服、運動服、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
　　
　　防水透濕涂層整理能賦予織物防水、透濕、擋風、保暖等功能。人體肌膚周圍需要保持一定的溫度和濕度，這樣人才會感到舒適。人體穿著服裝后，散熱的途徑有輻射、傳導、對流及皮膚出汗蒸發(fā)。成人在靜止狀態(tài)下排汗約為60～70毫升/小時：在運動狀態(tài)下排汗約為500毫升／d,時：在激烈運動狀態(tài)下排汗約為1000毫升川、時。如果汗液不能及時散發(fā)，非但使人體因肌膚表面潮濕度增大而產生濕悶感，而且因熱傳導在潮濕環(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，又能抵擋寒風的侵襲，且兼有自動調節(jié)透濕性的功效，可使人體排出的汗液及時散發(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，一是借助涂層膜內的極性基團和親水性基團通過“化學階梯”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：
　　
　?。?）涂層膜的微孔結構：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，利于防水透濕的實現(xiàn)。
　　
　?。?）.涂層膜的分子結構：一定數量的極性基團和親水性基團將能提高透濕效率。
　　
　　(3)涂層膜的強度和厚度：微孔結構的涂膜具有一定的抗張強力，因而具有抗靜水壓性能。涂膜強度越大，抗張強力越強，其抗靜水壓能力(防水能力)越強。涂膜厚度越薄，抗張強度越差，其抗靜水壓性能越差。涂膜厚度增加，抗張強度提高，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傳遞氣態(tài)水分子來實現(xiàn)的，因此涂膜的厚度也決定了透濕的能力。當涂膜厚度增加時，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：表面結構平整、厚度、密度大的織物，經涂層整理后防水能力要好些。而織物涂層前的透濕能力對其涂層后的透濕能力的測試也影響巨大，因此評價一個涂層劑的透濕性能不能單看其涂層后的透濕量，而應對比其涂層前后的透濕量。
　　
　　3．防水透濕涂層劑
　　
　　目前紡織上應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較多，價格低廉，其合成和聚合技術相對容易掌握。PA涂層劑具有粘著力強、透明不泛黃、耐洗、耐老化等優(yōu)點，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，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，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交變組成的嵌段聚合物。硬段部分使PU具有強度和彈性模量，由各種二異氰酸酯和鏈增長劑構成，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不同品種和要求來決定。PU的許多性質。如玻璃化溫度、熔點、模量、彈性、抗張強度、吸水性、透濕性等，都可通過改變聚醚或聚酯二元醇預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，鏈增長劑的種類和用量等來實現(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)點是成膜性好、耐水性、粘結性、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，生產效率高。但其缺點也顯而易見，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便、無環(huán)境污染、性能風格變化大等優(yōu)點，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。
　　
　　防水透濕涂層產品一般可分成以下三大類：一是高透濕高水壓產品，一般要求透濕量達到30009／(m2d)，抗?jié)B水性達到2000mmH2O，此類產品難度較高；二是透濕量要求較高，一般達到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，應用較多的還是棉、麻、絲、滌綸、錦綸、粘膠及其混紡產品。大部分機織結構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、直貢等結構均可適用。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品。大提高產品的附加值。
　　
　　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，只是對布面要求略高些，如燒毛要完全，布面要光潔、無棉結、無緯斜、無松邊等。對于染色品種，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。濕法涂層產品的抗?jié)B水性一般可達100mmH20以上，透濕量達到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
　　
　　干法直接涂層設備及工藝簡單，操作方便，加工成本較低。這類涂層的關鍵是涂層劑，涂層劑的性能將決定涂層產品的防水透濕性能及手感、彈性、膜強度等性能。
　　
　　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。
　　
　　結語
　　
　　PU防水透濕涂層產品彈性好、強度高、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，應用前景良好。干法直接涂層用防水透濕涂層劑技術含量高。標志著涂層加工的先進水平，其所需設備簡單，工藝簡便，是今后防水透濕產品的發(fā)展方向。目前國內在防水透濕涂層劑研究及生產方面與國外先進水平差距較大，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用工藝意義深遠。