防水透气聚氨酯的不同类型

    聚氨酯用于织物的涂层整理时 ,原料类别和生产工艺都有不同 。根据防水透气的原理可生产出各种各样的防水透气产品。聚氨酯涂层剂有溶剂和水分散两大类 ,其中溶剂型又有单组分与双组分之分,不同类型的涂层剂有不同涂层工艺选择  。

1. 微孔聚氨酯

    聚氨酯在成膜过程中形成微孔。这些孔隙直径小于 2 μm ,能阻止水滴(平均直径 100 μm), 却允许水蒸气分子(平均直径 0 .0004 μm)通过, 从而获得防水透气性 。产生微孔的方式有:泡沫法、相分离法、相转化法三种。

1.1 泡沫涂层法 

    采用聚氨酯中加入阴离子或非离子表面活性剂, 在涂层过程中加入发泡剂形成泡沫状涂敷到织物上, 当空气从膜中逸出后膜形成微孔 ,从而使其有透气性能。但由于微孔存在 , 其防水性能较差 。聚氨酯的发泡有机械发泡和化学发泡等多种方式。涂层方式大都采用直接涂层法 。

1.2 相分离法 

    将聚氨酯溶于易挥发溶剂中 ,溶剂挥发过程中聚氨酯凝聚形成微孔。主要有两种方式:(1)湿法浸渍凝聚 :溶于DM F 的聚氨酯涂液涂敷到织物上 , 放置于水中, 由于聚氨酯不溶于水 , 而DMF 与水可以互溶, 使得水与聚氨酯内的 DM F 发生置换, 当水干燥后在聚氨酯膜上形成微孔。如Toray 公司的 Entrant , 美国 Burling ton 公司的 Ultrex等 。(2)盐凝聚法 :聚氨酯乳液由于盐的加入产生凝聚成微孔膜 , 如 S tahi(ICI)/NL 公司的 Porelle薄膜 。  

2. 亲水性无孔聚氨酯涂层

    聚氨酯涂层剂中含有亲水基团或分子主链上含有亲水成分 ,涂层之后, 溶剂挥发形成无孔薄膜, 通过亲水基团或氢键对水分子的吸附 -传递 -解吸作用达到透湿的目的。由于膜中没有微孔, 因此防水性能很好 ,但透湿气性稍逊。另外 ,这类涂层织物的缺点是需作表面拒水整理来改善防水性。这类产品有英国 Baxenden 化学作用的 Witcoflex Stay cool、X-liner 等, 德国 Bayer 公司的 Impraperm 。

3. 亲水涂层与微孔膜复合

    结合亲水性涂层与微孔性薄膜特点, 在微孔薄膜上加一层亲水性无孔膜 ,对微孔薄膜进行亲水性整理来改善微孔薄膜的防水性 ,保证不影响原有的透湿气性。如美国 3M 公司生产的 Thintech 品牌,日本 Toray 公司新近开发的 Entrant GII 则将两种聚氨酯材料复合 ,内层聚氨酯含微孔和超微孔(<0 .5 μm),利用其类似于“芯吸” 作用, 达到防水透气效果。

4. 形状记忆聚氨酯无孔薄膜

    由上述提及到的形状记忆聚氨酯薄膜的透湿气性随着温度的改变而改变(如图 4), 而且在其玻璃化转变温度区域有很大改变 ,根据这特性把聚氨酯的玻璃化转变温度设置到人体温度变化范围内。当人体温度变化时其透湿气性能也随之改变, 就如人体皮肤一样,达到智能透湿效果。因膜为无孔膜 ,故防水性很好 。日本三菱重工业公司生产的形状记忆聚氨酯及其防水透气织物 Diaplex 产品,其防水性能达到 20000 ～ 40000 mm 水柱 , 而每 24 h 透湿达到8000 ～ 12000 g/m2 。而且具有良好的抗冷凝性, 它不仅适用一般条件下的穿着 ,而且在极端环境条件下,其防水透气保暖性能随温度变化而改变, 始终保持良好舒适性。