水性聚氯酯纺织涂层剂合成和应用探究

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1、水性聚氯酯纺织涂层剂合成和应用探究【摘要】本文以不同分子量的聚瞇多元醇搭配与脂肪族的二异氧酸酯合成耐黄变的的纺织涂层用水性聚氨酯乳液，通过扩链剂加入有效的改善了其耐水和耐溶剂性，通过功能性单体的加入有效的改善其韧性、抗粘连性及在纤维上的牢固性。【关键词】水性聚氨酯；纺织涂层；二异氧酸酯0前言近年来，水性聚氨酯的研究十分活跃，水性聚氨酯是以水做介质，具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源以及易加工等优点，应用范围也越来越广，在涂料、胶粘剂、织物处理剂、乳液聚合高分子乳化剂等方面得到日益广泛的应用，聚氨酯材料由于其

2、独特的结构，可赋予加工产品突出的强度、柔韧、耐磨、透湿、耐低温等性能［1］。水性聚氨酯作为纺织涂层剂是日前纺织涂层整理加工的发展方向，用于纺织涂层的水性聚氨酯不含甲醛，具有优良的成膜和弹性，已被用于各种织物或纤维的纺织面料的后整理和涂层处理。1聚氨酯涂层剂用乳液的研制水性聚氨酯涂层剂用乳液是由软段原料和硬段原料聚合而成，是一种嵌段聚合物［2］。软段部分使聚氨酯柔软而具有弹性，由聚瞇或聚酯低聚多元醇构成；硬段使聚氨酯具有强度和弹性模量，由二异氧酸酯和扩链剂构成。水性聚氨酯以亲水成分不同分为：阴离子型、阳离子型、

3、非离子型。具体合成方法，要根据不同品种和要求来决定。1.1异氤酸酯的选择合成聚氨酯的主要原料为二异氧酸酯，以结构来分，可分为芳香族和脂肪族。芳香族含有芳环，代表性的品种为TDI,脂肪族也称饱和族，品种如IPDI、HDI等。对比两类聚氨酯性能，芳香族优点为弹性、强力、伸长较好，对PVC增塑剂的影响也较小，因此可用于PVC转移涂层的面层，产量较多，成本也低一些。缺点为耐光性较差、易泛黄，脂肪族则反之。一般把涂层剂分为耐黄变和黄变型等品种。对中深色涂层产品，也可选用黄变型，价格便宜、成本低、效益大。耐黄变型可在涂层

4、剂中加入各种助剂，包括防老化剂和紫外光吸收剂等以改善泛黄性能。还有耐黄变型主要采用脂肪族二异氧酸酯，从产品结构上解决泛黄问题。1.2链增长剂的选择聚氨酯涂层剂用的大分子链增长剂主要有聚酯多元醇和聚瞇多元醇两种。在应用方面来对比聚酯和聚瞇型的性能，则前者更具有优良的成膜强度和伸长度，耐光耐热较好。通常聚酯或聚瞇二醇分子量2000以上的产品柔软；1000〜2000为半硬或半软；400〜1000为硬性。有时为达到产品性能，可以几种多元醇混拼使用。一般产品如箱包等要高硬度涂层剂；各类仿皮革如鞋面和一般工业用布等选用中

5、等硬度涂层剂；服装和外衣用柔软类涂层剂。1.3交联单体和功能性单体的选择在水性聚氨酯（WPU）制备中由于引入亲水基团，使聚氨酯胶膜的耐水、耐溶剂性能下降，从而限制了聚氨酯乳液的应用范围。为了克服这一缺陷，引入交联剂是行之有效的办法，使聚氨酯分子链形成支链结构，成膜后形成空间网络结构，使其耐水、耐溶剂性能大大提高。但是，交联结构的引入，又会使体系早期粘度增加过快，容易产生凝胶现象，聚氨酯的稳定性和胶膜的延展性能等机械性能会受到影响。通过试验对比研究，我们筛选了一种较为理想的材料，它在一定的温度下分子中所含有的几

6、个活性基团可以与纤维或聚氨酯链中的活性基团进行反应。在实验中同时考察储存稳定性，乳液不会在放置过程中凝胶，同时乳液在使用中成膜交联时一部分活性基团继续反应，使聚氨酯成膜柔软不粘连，同时耐水性也有了明显的提高。因此，交联利用量的优化是聚氨酯乳液制备的关键。要保持乳液稳定性，综合乳液的粘度、吸水率等因素，交联剂的质量分数应为1%左右。在聚氨酯涂层剂使用时将这种材料加到其中，通过涂布、烘干、焙烘等几道工序加工成的涂层产品，在粘结牢度、耐水压、耐水洗牢度及耐干洗等几个方面的指标都有很大的提高。如粘结牢度，在同等条件下

7、在尼龙绸上做对比，未加交联剂的涂层焙烘后用指甲揉刮，部分涂层膜可以刮去；用交联剂者用指甲很难从基布上刮掉膜层。在耐水洗牢度方面，未加交联剂者用水浸泡l-2h,涂层会泛白，用手搓揉，部分涂层有脱落；若加了交联剂，在自来水中浸泡24h涂层也无泛白现象，搓揉时涂层也不会脱落。在耐甲苯的试验中,若不加交联剂的涂层，浸入甲苯后涂层会溶胀脱落；而用交联剂者用甲苯就不易除去涂层。2水性聚氨酯纺织涂层的配制涂层加工是纺织品后整理技术的一种，即在织物表面均匀涂以能形成薄膜的高分子化合物，以改变织物的性质和风格，提高纺织品的附加

8、值，满足人们的需求。目前，涂层纺织品产量逐年上升，全球涂层纺织品已占纺织品总产量的25%以上，基本上是采用先进的发泡涂层工艺取代传统的涂层工艺。发泡涂层是在涤纶织物的背面涂覆泡沫胶层，利用该涂膜层产生阻燃、防污等性能，并使织物兼具独特的风格、手感和外观，且透气性好、成本低。所以发泡涂层具有广阔的应用前景。涂层织物的加工方法有许多，目前用于工业生产上主要是湿法涂层和干法涂层［2］。湿法涂层是利用强极性