防水透湿涂层剂及应用

防水透湿涂层剂及应用

作者：卢承部

作者单位：德美化工实业有限公司

1.会议论文权衡形状记忆聚氨酯与智能型防水透湿织物2003

讨论了普通聚氨酯和形状记忆聚氨酯的性能、结构、特性及两者之间的区别，并对形状记忆聚氨酯的发展及现状作了较为详细的介绍.最后，对形状记忆聚氨酯在纺织领域中的应用，尤其是将其用于开发智能型防水透湿织物的可能性及其机理进行了分析，并介绍了国内外在这方面的研究进展。

2.期刊论文权衡形状记忆聚氨酯与智能型防水透湿织物-印染助剂

2004,21(3)

讨论了普通聚氨酯和形状记忆聚氨酯的性能、结构、特性及两者的区别,较为详细地介绍了形状记忆聚氨酯的发展、现状及其在纺织领域中的应用,尤其对其用于开发智能型防水透湿织物的可能性及其机理进行了分析,同时介绍了国内外在这方面的研究进展.

3.学位论文励雯波智能调温型聚氨酯防水透湿涂层剂的研制2005

国内，聚氨酯涂层制剂由于受进口原料价格所限，无论理论还是应用研究都非常滞后，且产量很小，品种单一，远远满足不了国内市场对这种高品质聚氨酯涂层制剂日益增长的需求，我国每年需进口

1.5～2亿美圆聚氨酯涂层织物和涂层剂。因此开展高品质聚氨酯涂层制剂的理论和应用研究，具有很大的社会意义和经济意义。

本文以聚己二酸乙二醇酯(PEA)、聚四氢呋喃醚(PTMG)、聚丙二醇(PPG)/聚乙二醇(PEG)混合多元醇作为聚醚二醇组分与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)进行预聚，然后用1，4-丁二醇扩链合成具有防水透湿性的聚氨酯涂层剂，按国家标准测定涂层织物的耐静水压值和透湿量来评价其防水性能和透湿性能。

研究了不同的反应温度和反应时间对涂层剂合成的影响，讨论了R值(n(-NCO)/n(-OH))对涂层剂黏度的影响。适宜的工艺条件为：反应温度82℃，预聚反应时间为1h，扩链反应时间为2h，-NCO和-OH基团的摩尔比即R值控

制在1.02～1.07。

对聚氨酯涂层剂的干法涂层整理工艺进行研究。讨论交联剂用量、涂层厚度以及焙烘时间和温度对涂层织物外观和防水透湿性能的影响。适宜的涂层工艺条件为：交联剂用量13％，涂层厚度

120μm，160℃下焙烘5min。从分子设计的角度研究了PEG分子质量、软段中PEG的质量百分含量、硬段的质量百分含量以及软段单体结构对涂层织物防水透湿性能和热活性的影响。尝试利用复合涂层的方法来提高透湿量，结果表明复合涂层工艺对涂层织物的透湿性能有较大地提高，而对于耐静水压值的影响比较小，基本可以保持原有的防水性。

4.期刊论文权衡.易有彬.朱建华.Quan Heng.Yi Youbin.Zhu Jianhua形状记

忆聚氨酯及其智能化防水透湿机理-聚氨酯工业2008,23(5)

简要介绍了形状记忆聚氨酯(SPU)的结构特点及其与普通聚氨酯的区别,讨论了形状记忆聚氨酯不同的聚合单体对其超分子结构(微相分离)及主要应用性能的影响,对SPU在其临界相转变温度Tc附近所表现出来的独特的防水、透湿性能进行了理论解释.SPU的智能化防水透湿性能源自其自身微结构在其玻璃化温度Tg或结晶熔融温度Tm附近的突变,具有适宜Tc的SPU材料可用来加工智能型防水透湿纺织品.

5.期刊论文权衡.贺江平.刘庆艳.顾振亚.QUAN Heng.HE Jiang-ping.LIU

Qing-yan.GU Zhen-ya聚氨酯织物防水透湿涂层剂的结构与性能-上海纺织科

技2008,36(10)

以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(纯MDI)为聚氨酯硬链段,聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇2000(PBA2000)、聚乙二醇1000(PEG1000)为其混合软段,1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,制备了一系列聚酯-聚醚嵌段共混型聚

氨酯涂层剂.研究了聚氨酯材料的物理和化学结构与其防水性、透湿性、亲水性及其相转变温度Tg间的关系.结果表明:聚氨酯软链段的结构、组成和含量及软段相区与硬段相区的微相分离程度和结晶性对其防水透湿性能的影响较大;在一定范围内,硬链段的结构对聚氨酯的性能影响并不明显.

6.会议论文权衡.朱建华.刘庆艳聚氨酯织物防水透湿涂层剂的结构与性能

2008

以4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(纯MDI)为聚氨酯硬链段，聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇

2000(PBA2000)、聚乙二醇1000(PEG1000)为其混合软段，1，4-丁二醇(BDO)为扩链剂，制备了一系列聚酯-聚醚嵌段共混型聚氨酯涂层剂。课题研究了聚氨酯材料的物理和化学结构与其防水性、透湿性、亲水性及其相转变温度Tg间的关系。研究结果表明：聚氨酯软链段的结构、组成和含量及软段相区与硬段相区的微相分离程度和结晶性对其防水透湿性能的影响较大；在一定范围内，硬链段的结构对聚氨酯的性能影响并不明显。

7.学位论文权衡温度感应型织物防水透湿整理剂的研制及性能研究2005

本文在查阅了大量文献的基础上，回顾了国内外生产防水透湿织物的技术方法及其发展历史；综述了这一领域的技术现状和发展趋势。并就每一技术方法的理论基础及其相对于其它方法的优势及不足之处进行了较为详尽的论述。

同时，就形状记忆聚氨酯(SPU)的性能特点、发展历史、研究现状及其在纺织领域中的应用等方面给出了较为深入的讨论。此外，还特别地论述了形状记忆聚氨酯材料用于开发“智能型”防水透湿纺织品的理论基础和SPU材料的合成反应原理及其结构与性能。

通过对形状记忆聚氨酯物理及各项应用性能的研究，探讨了在其临界转变温度附近形状记忆聚氨酯各项性能的变化规律，从而通过对聚氨酯材料的分子设计、组合和结构调整，赋予它以新的功能。

采用预聚体法(或称两步法)，以4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(纯MDI)为硬段，以聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、聚乙二醇1000或2000(PEG1000或PEG2000)、聚四氢呋喃二醇1000或

2000(PTMG1000或PTMG2000)以及聚醚三醇(PMG)为软段，以1，4-丁二醇(BDO)为扩链剂，制备了大量具有不同软段组成及配比、不同软段平均分子量、不同硬段百分含量、不同分子结构(线性或交联SPU)及超分子结构(软段无定形或结晶SPU)的溶剂型形状记忆聚氨酯材料。

应用了诸如扫描电子显微镜(SEM)、示差量热扫描仪(DSC)、凝胶色谱仪(GPC)、广角X衍射仪(WAXD)、动态粘弹谱仪(DMA)及红外光谱仪(FT-IR)和接触角/表面张力测试仪等先进仪器设备分析测试了这些SPU材料的结构及性能，并进行了较为深入的理论分析。进而还利用织物耐静水压试验机和织物透湿性测定装置分析测试了这些聚氨酯涂层剂涂覆在织物上后的防水透湿效果。

通过以上的研究工作，掌握了影响形状记忆聚氨酯材料临界转变温度Tc(或称临界记忆温度和临界响应温度)、防水性、透湿性及其对环境温度变化所能做出的响应精度和灵敏度等主要应用性能的各种因素和规律。在此基础上，确定了“智能型”聚氨酯防水透湿涂层剂所必须的软段品种及配比、软段平均分子量、软段百分含量及其中的亲水性醚键的浓度等；制备出了临界转变温度稍高于人体最为舒适的环境气温15.6～21.0℃的亲水性交联结晶型织物防水透湿涂层剂，其Tc约为20～26℃。该涂层剂具有良好的防水性、较强的透湿能力以及对环境温变较高的响应精度和响应灵敏度。

随后，对适合于这种“智能型”织物防水透湿涂层剂的涂层工艺进行了初步地研究，包括：涂层工序的安排、涂层工艺条件和涂层剂涂覆量等。并对涂层织物诸如强力、手感及耐洗性等服用性能进行了评价。

最后，对“智能型”聚氨酯防水透湿整理剂的透湿行为进行了较为深入的理论分析。

研究结果表明：经所研制的SPU涂层剂整理后，织物的防水性达到耐静水压约8kPa；透湿量随环境温度的升高由不足500g/m2.24hr(10℃)增加到2500g/m2.24hr以上(30℃)，在不到20℃的温变间隔内(约15℃)，涂层织物的透湿率可提高5～6倍、透湿性提高1.5～2.0倍。即涂层织物的透湿能力对环境温度的变化表现出了较高的响应精度及灵敏度；另外还特别值得一提的是，涂层织物的透湿性对环境温变的响应范围约为18.0～27.0℃，因此最大程度地满足了人体对着衣舒适性的要求。

8.期刊论文徐旭凡.李哲.Xu Xufan.Li Zhe聚氨酯PU转移涂层防水透湿合成革

的研制-中国皮革2005,34(9)

选用合适的溶剂和聚氨酯PU树脂,以涤纶长丝、全棉、涤棉混纺织物作基布,利用转移涂层法,制备了聚氨酯PU转移涂层防水透湿合成革.通过对样品的防水、透湿性能测试、分析,探讨了制作样品的关键工艺.为优化工艺,制备优质的聚氨酯PU转移涂层防水透湿合成革,提供一定的基础.