织物整理-涂层整理.ppt

1、第五章 涂层整理,参考文献：罗瑞林. 织物涂层技术，中国纺织出版社，2005.3，北京 顾振亚等（译）. 纺织品涂层与层压，化学工业出版社，2005，北京,2007-2008第二学期,5.1概况,5.1.1定义 I. 在织物（或非制造布）表面均匀地涂敷一层或多层高分子成膜物，使其产生不同功能的一种表面加工技术。 II. 由两层或两层以上的材料组成，其中至少有一层是纺织品，而另一层是完全连续的聚合物涂层。层与层之间通过外加的粘合剂或材料自身的粘性紧密地粘合在一起。,2007-2008第二学期,5.1.2涂层加工的主要目的 涂层可以赋予织物外观和功能的变化，主要加工目的为： 改变织物外观：珠光效果

2、、反光效果、双面 双色效果、皮革外观效果、光 泽效果等 改变织物风格：柔软丰满的手感、硬挺及高 弹回复性等 增加织物功能：防水、防油、防酸、防碱、 防辐射、防紫外和远红外辐射等,2007-2008第二学期,5.1.3应用领域 服 装：风雨衣、羽绒服、劳防服等 产业用布：篷盖布、土工布、遮阳布、送风 管道、汽车用布等 装饰用布：贴墙材料、铺地材料、椅子及沙 发面料、遮光窗帘等,2007-2008第二学期,5.1.4常见涂层剂 常用的涂层剂主要有： 聚氯乙烯树脂（包括糊树脂和悬浮树脂） 聚丙烯酸酯涂层剂（溶剂型、水分散型、超微乳液型等） 聚氨酯涂层剂（溶剂型、水分散型） 天然橡胶和合成橡胶涂层剂,

3、2007-2008第二学期,5.1.5涂层方法 直接干法涂层 凝固涂层（湿法涂层） 转移涂层 层压涂层（层叠、贴合） 喷涂法 真空镀膜法,2007-2008第二学期,5.2 聚氯乙烯（PVC）涂层剂及其添加剂,5.2.1 PVC的合成,2007-2008第二学期,聚合方法：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等。 PVC 树脂乳液聚合过程,2007-2008第二学期,5.2.2 PVC树脂添加剂 PVC 树脂进行涂层或制造人造革时，要添加： 增塑剂 稳定剂 润滑剂 发泡剂及发泡促进剂 填料、着色剂等助剂,2007-2008第二学期,5.2.2.1 增塑剂 高分子材料的增塑作用 高分子材料特别

4、是分子极性较强的高分子材料，存在着分子间的作用力，如范德华力（偶极力、诱导力、色散力）和氢键。 极性分子间的作用力强于非极性分子间力。 大分子链的互相作用力阻碍分子链间的移动，有很强的刚性，不适于加工要求柔软、韧性好的制品。,2007-2008第二学期,必须加入一些能降低大分子间力的物质，以降低树脂软化温度、熔融温度、玻璃化温度和熔体粘度，从而提高树脂的柔韧性、可塑性，便于制成多种软 PVC 制品 增塑剂大多是难挥发的高沸点液体有机化合物，有少数是低熔点的固体。,2007-2008第二学期,增塑剂的增塑原理 增塑剂分子借助和 PVC 极性分子间的偶极力作用而进入 PVC 大分子间，并通过三种方

5、式削弱大分子间作用力,2007-2008第二学期,隔离作用 增塑剂分子介于大分子之间，增大其间的距离，从而削弱大分子间的作用力 屏蔽作用 增塑剂分子的非极性部分遮蔽聚合物大分子的极性基，使相邻聚合物分子的极性基不发生作用 偶合作用 增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基偶合，破坏原来聚合物分子间的极性联结，从而削弱其作用力,2007-2008第二学期,增塑剂的加入可使 PVC 分子链间的距离加大及作用力下降，分子链之间的相对运动变得容易，树脂的熔融流动温度、玻璃化温度、熔体粘度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性模量都降低，而制品的柔韧性增加，抗冲击强度和断裂伸长增大，耐寒性提高。,2007-2008第

6、二学期,增塑剂用量对PVC材质的影响 增塑剂的用量 10 的 PVC，为硬质制品 增塑剂的用量在 (1530) ，为半硬质制品 增塑剂的用量在 (3070) ，为软质制品,2007-2008第二学期,增塑剂的基本要求 良好的相容性：主增塑剂与树脂以 1：1 混合而不发生析出 增塑效率高：增塑剂的用量越少越好 耐久性好：挥发性、迁移性、抽出性要低 光和热稳定性、耐寒性、绝缘性好，且不易燃和无毒性等,2007-2008第二学期,挥发性：增塑剂向气体介质的移动 抽出性：在制品与溶剂或洗涤液接触时，增 塑剂会被抽取出来 迁移性：增塑剂由制品向与其接触的另一塑 料制品的移动,2007-2008第二学期,

7、常用增塑剂 PVC 常用增塑剂按结构可分为：邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、石蜡类。 邻苯二甲酸酯类 常用的是邻苯二甲酸二（2乙基）己酯（DOP）：,2007-2008第二学期,DOP 的相容性较好、挥发性小、光热稳定性好、耐低温、低毒、各项性能均优良，能满足大多数制品的要求。 除了可以用于 PVC 增塑外，还可用于聚氯乙烯聚醋酸乙烯、PVA 缩丁醛、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯等的增塑。,2007-2008第二学期,己二酸二辛酯 亦称己二酸二（2乙基）己酯（DOA）：,dioctyl adipate,2007-2008第二学期,DOA 的耐寒性好、增塑效率高、受热

8、变形小，适于作 PVC、氯乙烯共聚物、聚苯乙烯、硝酸纤维素、乙基纤维素和合成橡胶的增塑剂，但是挥发性较大，耐水性、迁移性、电绝缘性不足。 一般与 DOP、邻苯二甲酸二丁酯（dibutylphthalate，DBP）等合用，作辅助增塑剂。,2007-2008第二学期,磷酸三甲酚酯 简称 TCP：,tricresyl phosphate,2007-2008第二学期,TCP 相容性好、挥发性小、有阻燃性、光热稳定性好、电性能好、耐辐射性好、不易被油抽出、耐磨性好，而且可以增大 PVC 与其他添加剂的相容性；但耐寒性较差。,2007-2008第二学期,氯化石蜡 挥发性小，阻燃性和电绝缘性优良，能赋予制

9、品一定的光泽和抗张强度。可作为辅助增塑剂以降低成本。 除 PVC 以外，还可用于丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶等的增塑。,2007-2008第二学期,增塑作用机理,2007-2008第二学期,5.2.2.2 稳定剂,定义： 能阻止或抑制树脂因受热、光、氧、细菌等而引起变质的物质。,2007-2008第二学期,原理： PVC 分子中存在许多结构上的缺陷，使大分子按链式机理发生脱 HCl 降解反应。 连续脱 HCl 反应，使 PVC 大分子主链上产生共轭双键的多烯系列，随着共轭序列的加长，PVC 的颜色加深，最后变成棕色、黑色。 此外，多烯链段的化学稳定性很低，会发生聚烯烃的氧化而使分子

10、链断裂降解。,2007-2008第二学期,2007-2008第二学期,烯丙基氯,2007-2008第二学期,HCl的催化作用,2007-2008第二学期,5.2.2.2.1 热稳定剂,作用机理 吸收 HCl，抑制其自动催化作用 取代 PVC 大分子中不稳定的叔碳氯原子和烯丙基氯原子，抑制脱 HCl 反应 与多烯结构发生加成反应，破坏大共轭体系的形成和变色 捕捉自由基，阻止氧化反应等,2007-2008第二学期,热稳定剂的种类（大多数为弱有机酸的金属盐） 金属皂类热稳定剂 即能中和 HCl，又可置换 PVC 分子链上的不稳定氯原子；由于含长脂肪链，是一种兼具润滑作用的热稳定剂；多无毒或低毒,主要

11、有： 硬脂酸的钙、钡、镉、镁、锂、锌、铝、铅、锶、钴、锡和钠盐；月桂酸的钡、钙、锌、镉盐等；蓖麻醇酸的钡、镉、锶盐等；其中，铅、镉盐毒性大，已较少使用。,2007-2008第二学期,盐基性铅盐类热稳定剂 结合脱出的 HCl，稳定性好，价廉，应用广泛；电性能优越，吸水性低，被大量用于电绝缘品和长期在潮湿环境中使用的制品 常用的有三盐基硫酸铅 3 PbOPbSO4H2O 二盐基亚磷酸铅 2 PbOPbHPO41/2 H2O,2007-2008第二学期,三盐的耐热性和电绝缘性能好，特别适合需要高温成形的场合； 二盐具有突出的耐气候性，并有抗氧化和屏蔽紫外线的能力，热稳定性和电绝缘性也较好，与三盐有协

12、同作用，宜混合使用。,2007-2008第二学期,有机锡类热稳定剂 与金属皂类一样，既能与 HCl 结合，又能与不稳定氯原子作用，还能与多烯结构进行反应，热稳定效果较好。 价格较贵，但用量很少，可单独使用。,二月桂酸二丁基锡（DBTL）具有优良的润滑性和 耐气候性，不易被硫化物污染，但耐热性稍差。,2007-2008第二学期,马来酸二丁基锡具有优良的耐气候性和透明性，长期耐热性尤佳，但有一定毒性，有催泪性，无润滑性。,2007-2008第二学期,5.2.2.2.2 光稳定剂,光老化 聚合物的光老化，是紫外线和氧参与下的一系列复杂反应的结果，因此这一过程又称为光氧化或氧化光分解。 一般认为光氧化

13、过程是一个由光能引发的自动氧化过程，由引发过程、转移过程和终止过程组成。,2007-2008第二学期,引发过程,2007-2008第二学期,转移过程,2007-2008第二学期,终止过程,2007-2008第二学期,光稳定剂的作用原理 光稳定剂可分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和自由基捕获剂（四层屏障）。,2007-2008第二学期,光屏蔽剂 又称遮光剂，是一种能够吸收或反射紫外线的物质，是光辐射和聚合物之间的第一道屏障 常见光屏蔽剂主要有碳黑、二氧化钛、氧化锌等,2007-2008第二学期,紫外线吸收剂 能够强烈地吸收紫外光，并将其能量转变成无害的热能放出；构成光稳定化中的第二道防线,常见

14、紫外光吸收剂：,水杨酸类 二苯甲酮类 苯并三唑类,2007-2008第二学期,水杨酸类 本身吸收紫外光的能力很低，吸收的波长范围也较窄（小于 340 nm），但在吸收了一定光能后，水杨酸酯类可发生分子重排，形成烯醇式互变异构体，将能量消除，从而获得光稳定效果。,2007-2008第二学期,作用机理：,2007-2008第二学期,二苯甲酮类 吸收波长范围宽，在整个紫外区都有较强的吸收作用。,2007-2008第二学期,2007-2008第二学期,苯并三唑类 对紫外光的吸收区域宽，可有效吸收 300400 nm 的紫外光，对可见光几乎不吸收，故无着色的缺点。,2007-2008第二学期,作用机理：

15、,2007-2008第二学期,猝灭剂（减活剂，quencher） 当聚合物吸收未被屏蔽和吸收的紫外光时，聚合物处于不稳定的“激发状态”，为防止其进一步分解产生活性自由基，从受激聚合物分子上将激发能消除，使之返回低能状态的物质,2007-2008第二学期,猝灭剂转移能量的方式： 猝灭剂接受激发聚合物分子的能量，本身成为非反应性的激发态，然后再以无害的方式将能量消散，示意为：,2007-2008第二学期,猝灭剂与受激聚合物分子形成一种激发态络合物，再通过光物理过程消散能量，示意为：,2007-2008第二学期,猝灭剂的种类 主要是金属络合物，多为二价镍络合物,2007-2008第二学期,2007-

16、2008第二学期,猝灭剂对聚烯烃类有突出的稳定效果，多用于薄膜和纤维。在溶剂中的溶解性极小。与二苯甲酮类、苯并三唑类光稳定剂并用，有协同效应。,2007-2008第二学期,自由基捕获剂 哌啶衍生物，吸收光氧化作用中产生的聚合物活性自由基，以阻止链式氧化反应的蔓延 特别适用于聚烯烃、聚苯乙烯、聚氨酯等高分子材料，稳定效果比紫外线吸收剂高,2007-2008第二学期,2007-2008第二学期,5.2.2.3 润滑剂 内润滑剂：减小树脂粒子间、PVC分子间摩擦效应。硬脂酸、硬脂醇及二者的酯，硬脂酸的钙、铅、铬、钡盐。 外润滑剂：降低熔融物对加工机械表面的粘附，产品表面光滑。长直链烷烃石蜡，28-3

17、2碳链长的羧酸、低分子量聚乙烯等。,2007-2008第二学期,5.2.2.4 发泡剂及发泡促进剂 物理发泡：高压空气（或氮气）；沸点较低 有机溶剂（四氯乙烷、丁酮） 化学发泡：碳酸氢铵、碳酸氢钠；AC发泡 剂（偶氮二甲酰胺，唯一不燃烧 的有机发泡剂）,2007-2008第二学期,5.2.2.5 填料及颜料,填料（矿物性及非矿物性填料）：重质碳酸钙、轻质碳酸钙、陶土、滑石粉、硫酸钡,颜料（染料、无机颜料及有机颜料）：钛白粉、铬黄、偶氮类钙盐或钡盐（红色）、酞菁、金粉、银粉、云母钛等,2007-2008第二学期,5.2.3用途 适合制作篷盖布、防雨布、汽车及家用装饰布、箱包、家具面料、鞋面革、广

18、告灯箱布等,很大一部分PVC涂层织物用于制作防水油布。PVC易于装饰，并可以使用新型印刷技术。,2007-2008第二学期,使用涂层织物的道路清洁车,2007-2008第二学期,用于连接车厢的风箱式连接部分,2007-2008第二学期,溶剂型、乳液型、水溶液型、 有机溶剂型 含有约 80 的溶剂，成膜性好，皮膜光滑柔软，易于烘干，但易燃、易爆、污染环境。 乳液型 以水为分散介质，无易燃、易爆和污染环境的弊端,5.3 聚丙烯酸酯（PA）涂层剂,5.3.1概述,2007-2008第二学期,5.3.2 溶剂型聚丙烯酸酯涂层剂制造原理及工艺,溶剂型聚丙烯酸酯涂层剂一般采用悬浮聚合法或溶液聚合：,200

19、7-2008第二学期,制备聚丙烯酸酯的常用单体有：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯腈等。通常选用其中的数只单体进行共聚合。 属自由基聚合，需要引发剂，如偶氮二异丁腈（AIBN）和过氧化二苯甲酰（BPO）。 反应历程：链引发、链增长、链转移、链终止等,2007-2008第二学期,引发剂裂解：,2007-2008第二学期,链引发：,链增长：,2007-2008第二学期,链终止：,链转移：,2007-2008第二学期,常用分散剂： 聚乙烯醇（PVA） 羧甲基纤维素（CMC） 明胶 淀粉 碳酸镁、磷酸钙、硫酸钡等,2007-2008第二学期,制备溶剂型聚丙烯酸酯涂层剂的

20、主要指标是： 外观 淡棕色至棕色粘稠液 固含量 20 1 % 粘度 50006000 mPas （NDJ79 粘度计，30 ）,2007-2008第二学期,5.3.3 水分散型聚丙烯酸酯涂层剂合成原理及工艺,水分散型聚丙烯酸酯涂层剂的制备，采用乳液聚合法。 乳液聚合体系主要由单体、水溶性引发剂（如过硫酸铵、过硫酸钾）、乳化剂和水四种基本成分组成。,2007-2008第二学期,乳液聚合的工艺流程：,2007-2008第二学期,水分散型聚丙烯酸酯涂层剂的主要指标有： 普通型 高固含量型 外观 白色乳状液 白色乳状液 固含量 (402) (5060) 粘度 30 mPas 30 mPas pH 值

21、45 45 乳化体系 阴离子型或非离子型,2007-2008第二学期,5.3.4丙烯酸酯超微粒子乳液涂层剂合成原理及工艺,一般超微粒子乳液，其分散相颗粒平均粒径在 5010 nm 范围内，外观为透明或半透明的胶体分散液。由于瑞利散射，其反射光呈青白色，透过光呈黄红色。,2007-2008第二学期,合成方法： 在混合单体中，适当添加含亲水性基团的单体，按一般乳液聚合方法制得普通乳状液 调高 pH 值，使胶粒膨化 加适量亲水性有机助溶剂，使膨化了的胶粒解体、细化，最终得到介于分散体和分子溶液之间的状态，成为热力学稳定的油-水分散体系。,2007-2008第二学期,超微粒子乳液涂层剂的主要指标有：

22、外观 半透明黏液 粘度 3000 200 mPas pH 值 89,2007-2008第二学期,旋转粘度计,转子号数 测试温度 转速,2007-2008第二学期,5.3.5 聚合物的主要物理性能参数 Tg：Tg高，成膜硬度高；反之则低。 Tg共聚物玻璃化转变温度； Tgi组分i的均聚物玻璃化转变温度； Xi组分i的质量百分数。,2007-2008第二学期,最低成膜温度MFT：形成连续膜的最低温度。实测中，一般MFTTg。 表面张力：一般在0.046-0.060N/m。 冻-融稳定性：保护胶体和非离子表面活性剂的应用。 机械稳定性、化学稳定性、残余单体含量。,2007-2008第二学期,5.4.

23、1 概述,聚氨基甲酸酯（poly urethane，简称 PU胶），聚合物主链上有重复出现的氨基甲酸酯基团。 具有优良的耐磨、耐油、耐寒、耐化学、耐射线等性能，广泛应用于交通运输、油田、煤矿、轻纺、机械、建筑、国防、医疗等各个工业部门。 聚氨酯在织物涂层上的应用，主要有溶剂型 PU 和水分散型 PU 两种。,5.4 聚氨酯(PU)涂层剂及性能,2007-2008第二学期,5.4.2聚氨酯涂层剂合成原理,先由聚多元醇与多异氰酸酯聚合，制得较低分子量的预聚物，然后将预聚物与二元醇或二元胺等反应，经扩链和交联而制得的弹性体。 反应过程可分为预聚反应、预聚物扩链反应、聚合物交联反应三个步骤。,2007

24、-2008第二学期,5.4.3 PU 弹性体合成原料,a. 聚醚二醇,聚乙二醇（PEG）,聚丙二醇 聚氧化丙烯醚二醇（PPG）,polyethylene glycol,polypropylene glycol,聚多元醇,2007-2008第二学期,聚丁二醇（PTMG）,一般是由四氢呋喃在阳离子催化剂存在下开环聚合而成，故又称聚四氢呋喃醚二醇。,2007-2008第二学期,b. 聚酯二醇,2007-2008第二学期,多异氰酸酯 甲苯二异氰酸酯（TDI， tolyl diisocyanate ）,2007-2008第二学期,六亚甲基二异氰酸酯（HDI） hexamethylene diisocya

25、nate,二苯基甲烷二异氰酸酯（ MDI）diphenyl methane diisocyanate,2007-2008第二学期,扩链剂 主要有二元醇类、二元胺类、醇胺类。 a. 二元醇类：乙二醇、丙二醇、1，4丁二醇、己二醇、一缩二乙二醇,2007-2008第二学期,b. 二胺类：,2007-2008第二学期,其它 催化剂、交联剂（硫化剂）、增塑剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧剂、着色剂等。,2007-2008第二学期,5.4.4 合成反应,预聚反应 一般是多异氰酸酯过量，最后得到端基为 NCO 的预聚体。,2007-2008第二学期,扩链反应 以二元醇为扩链剂，并适当过量，加成聚合得到端基为羟

26、基的大分子 PU 弹性体。,2007-2008第二学期,用二元胺为扩链剂，并适当过量，则生成双取代脲基连接键，得到：,2007-2008第二学期,PU 弹性体的交联反应 由于 PU 弹性体上富有反应基团，故可以选用含 N羟甲基化合物、多异氰酸酯或封端多异氰酸酯、甲醛、硫磺（当加入不饱和侧链时）等作交联剂。,2007-2008第二学期,PU 弹性体大分子中含有较多的氨基甲酸酯基、脲基等内聚能很大的极性基团，在强静电作用下，便可产生较多的氢键，形成氢键交联（二级交联），使得 PU 弹性体有很高的模量和抗张强度等物理机械性能。 特别是在热塑性 PU 弹性体中，氢键交联起着极其重要的作用。,2007-

27、2008第二学期,5.4.5聚氨酯涂层剂的合成工艺,溶剂型聚氨酯涂层剂主要用于湿法（凝固法）涂层、转移涂层、干法（直接法）涂层。 水分散型聚氨酯涂层剂主要用于干法涂层。,2007-2008第二学期,5.4.5.1 用于湿法涂层的溶剂型 PU 涂层剂，为单组分热塑性 PU 弹性体。 本体聚合制得粒料或粉料，使用时溶于二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，制成溶剂型 PU涂层剂，此法相对分子质量分布较宽。 溶液聚合法，在甲苯、丁酮、丙酮、DMF等溶液中进行加成聚合及扩链。用于湿法的PU 涂层剂，只能用DMF 作溶剂。,2007-2008第二学期,5.4.5.2水分散型 PU 涂层剂的合成自乳化 PU 的工

28、艺流程如下图所示。,2007-2008第二学期,由此工艺制得的 PU 分散体其大分子上含有端羟基，酰胺基和脲基等反应性基团，因此在涂层加工中，可以用 N羟甲基三聚氰胺树脂、异氰酸酯或封端异氰酸酯等进行化学交联 另外大分子自身极性基团间形成氢键交联，可获得优良的物理机械性能。,2007-2008第二学期,5.5.1 丁腈橡胶,采用不同比例的丁二烯和丙烯腈，可以得到一系列性能不同的共聚体。 丁腈橡胶具有优良的防水和抗油性，其涂层织物适合于制作油田、炼油厂、加油站等场所的劳动防护服装。,5.5 其它涂层剂,2007-2008第二学期,5.5.2 氯丁橡胶,由二氯1，3丁二烯聚合而成。具有优良的抗油脂

29、、耐汽油、耐酸碱、耐气候、耐磨损、耐挠曲性能。 涂层织物主要用于防护服、空气袋、船用及飞机用救生筏、卡车篷布、矿井通风管、可折叠容器、轻便型灌溉水坝用材料等。,2007-2008第二学期,5.5.3 氯磺酸化聚合物聚乙烯塑料（Hypalon）,在聚乙烯中引入氯磺基（SO2Cl）而制成 具有突出的耐磨损性、耐气候性，还具有良好的抗污性和易洗性，能长久保持鲜亮的外观。 涂层织物主要用于雷达天线罩、防护服、卡车帆布、熏蒸消毒帷罩、充气仓库、可折式车船顶篷等。,2007-2008第二学期,5.5.4 硅橡胶,硅橡胶是一种直链状的高分子聚有机硅烷，相对分子质量一般在 148000 以上。防水，耐高温、低

30、温（-50200），耐化学腐蚀，过滤紫外线和绝缘性能优良。 涂层织物可用于制造防护服、绝缘服（套）、汽车安全气囊、食品传送带、建筑用纺织品及船帆、降落伞、滑翔伞、热气球、广告气球等高性能纺织品,2007-2008第二学期,纺织品涂层常用聚合物一览,2007-2008第二学期,2007-2008第二学期,2007-2008第二学期,2007-2008第二学期,5.6 直接涂层,干法涂层的基本特点是直接涂刮、烘干成形、焙烘交联。 工艺流程：,5.6.1 概述,2007-2008第二学期,干法涂层是应用比较普通、工艺比较简单的一种涂层加工方法。 适用的涂层剂除聚丙烯酸酯类和聚氨酯类外，还适于PVC、

31、硅橡胶、丁腈橡胶、橡塑混炼胶等涂层剂。 此法既适用于溶剂型胶，也适用于水性胶、乳液泡沫体等。,2007-2008第二学期,干法涂层可用于加工 服装面料（风雨衣、防寒服、防护服等） 装饰织物（窗帘、座椅、沙发面料、地毯等） 产业用布（遮盖布、帐篷、土工布等）,2007-2008第二学期,5.6.2 涂层设备,实验室涂层设备,Mathis实验室涂层设备,K型棒：由一些不锈钢杆组成，用已知直径的不锈钢丝紧密地缠绕在这些钢杆上。用K型棒将树脂从铺于平面上的织物上刮过时，织物表面形成厚度均匀的涂层,2007-2008第二学期,工业用涂层设备,2007-2008第二学期,涂层机的主要部件是涂布头，有刮刀式

32、、辊式和圆网式涂头。 刮刀有锲形、J 形和圆形刮刀。,2007-2008第二学期,悬浮刮刀涂层。刮刀与织物表面接触，通过施加张力务求织物平整、均匀。这种方法用于第一遍涂层以“封闭”织物表面的孔隙。,2007-2008第二学期,滚筒涂层。刮刀和织物表面形成一条缝隙，以控制树脂用量。当所用树脂对织物而言很重要时也要使用该法，例如PVC糊树脂。 刮刀相对于轧辊凸面的位置非常重要，如果刮刀不在轧辊正上方，那么刮刀实际上类似于悬空的方法。 这种对于涂起毛或起绒等厚重织物非常有用。,2007-2008第二学期,树脂涂敷量可通过调节刮刀角度进行精确调节。刮刀角度向前则与织物形成楔形，当织物向前移动时，树脂被

33、挤入其中。刮刀角度向后则会减少树脂的涂敷量。,2007-2008第二学期,辊式涂头又分为凹形辊涂头和逆行辊涂头。 凹形辊涂头表面有无数凹槽，在转动中将凹槽中携带得涂层浆施于织物表面，其后经一刮刀将浆刮平。,2007-2008第二学期,逆行辊涂头在涂布时，织物行进方向与施胶辊转动方向相反，通过两者的揩擦作用，将胶施于织物表面。,2007-2008第二学期,2007-2008第二学期,圆网式涂头 和圆网印花机构造基本一致，其后装一小刮刀将浆抹平。渗胶少，张力小，适宜结构疏松织物（如无纺布等）的涂层。,2007-2008第二学期,STS 垂直向下型式,圆网织物涂层涂头,2007-2008第二学期,5

34、.7.1 概述,先将一层涂层剂在离型纸或不锈钢带载体上，形成均匀、连续的薄膜，然后于薄膜上涂上粘结剂，经叠合辊与织物叠合，经烘干、固化，最后将载体剥离，涂层膜（包括粘结层）就转移到织物上。 转移涂层产品广泛应用于制鞋、服装、箱包、家具面料等。,5.7转移涂层,2007-2008第二学期,5.7.2 转移涂层工艺过程,2007-2008第二学期,涂层剂 常用的有 PVC 和 PU 两种树脂。构成的涂层膜主要包括皮层和粘结层，有的产品还有表皮层和发泡层。,5.7.3 转移涂层主要材料,离型纸 又称转移纸，根据所涂隔离剂的不同，主要有硅纸（涂硅橡胶）和聚丙烯纸。聚丙烯纸可以通过轧纹机制成花纹纸，由于

35、轧纹辊可精确地模仿天然皮革的表面纹理和光泽，因此可以制成酷似天然皮革的人造革,2007-2008第二学期,钢带 专用于 PVC 的转移涂层。钢带使用寿命长，传热效率高，可缩短烘箱长度及节约冷却水。但钢带上无法做出多种多样的花纹，一般只能做光面革。,底布 厚型、薄型、稀疏型、张力敏感型等各类织物，天然纤维、合成纤维的机织物、针织物以及它们的起毛织物，非织造布等，都可以作为转移涂层的底布。,2007-2008第二学期,5.8.1 凝固法涂层,5.8 凝固涂层,2007-2008第二学期,底布主要有非织造布（聚酯聚酰胺纤维和海岛纤维）和起毛布（纯棉纤维和涤棉混纺纤维），少量用平纹布作单面涂层。 要使

36、仿皮革与天然皮革在弹性、柔软性、悬垂性等方面相似，主要取决于底布。,5.8.2 底布,2007-2008第二学期,将粒料或粉料先在溶解器中溶解。通常还与溶液聚合 PU 料拼混使用，以改善性能。 在混合器中，还要添加能溶于 DMF 的阴离子、非离子表面活性剂，以改善成形时的扩散速率。 根据需要还要添加纤维素粉末、无机盐填料、着色剂、阻燃剂、抗紫外剂、抗氧剂、稳定剂等，若是鞋料，还要加抗菌剂。,5.8.3 涂层浆料配制,2007-2008第二学期,底布进入浸渍槽，槽中 PU 浆为固含量 30左右的 DMF 溶液。经多次浸轧、浸湿、浸透的织物，通过刮刀，将多余的背面浆液刮去，有的设备配备轧辊以控制涂

37、布量。 然后织物向下进入凝固槽。槽内为 (2530) %的 DMF水溶液，温度约为 35 。,5.8.4 浸渍-凝固过程,2007-2008第二学期,当涂有 PU 树脂的织物进入凝固浴后，PU溶液中的 DMF 就向水中扩散，水则向 PU涂层膜扩散(双向扩散)。 随着双向扩散的进行，PU 由溶解状态转变为 PUDMF水的凝胶状态，而从溶液中分离出来，由原来的单相（溶液），变成了浑浊的双相，即发生了相分离。,随双向扩散的进行，在 PU 凝胶（富相）中，产生聚氨酯沉淀。在此过程中由于固体聚氨酯的脱液收缩，使 PU 涂层膜中产生了指形和海绵形的多孔结构。,2007-2008第二学期,离开凝固槽的织物，

38、其涂层膜中还残留少量的 DMF 溶剂，需要用水萃取干净，否则在以后的烘干过程中，水分蒸发而 DMF浓度上升，有可能引起已经凝固的聚氨酯多孔膜重新溶解，出现粘连和成孔塌陷。,2007-2008第二学期,烘干后的 PU 涂层织物，经磨毛机磨去结构致密的表面层后，外观出现类似于麂皮的绒毛，即得到人造麂皮。人造麂皮也可以经印花、轧纹制成印花、轧纹的绒面产品。,5.8.5 湿法涂层产品,在半成品的表面上印花、轧纹，或再进行转移涂层制成光面产品。由于凝固涂层膜的多孔性，加上模拟皮革纹理的表面加工，更像天然皮革。,2007-2008第二学期,5.9 防水透湿涂层整理,原理： 水滴和水蒸气分子大小有巨大差异，前者直径大于 100 m ，后者的大小约 0.0004 m ，两者相差约 25 万倍。 织物涂层膜的孔径大小介于两者之间，则涂层膜就能只允许水汽分子通过，而将水滴拒之，从而具备了防水透湿的功能,5.9.1 微孔透湿法,2007-2008第二学期,形成微孔薄膜的方法： 干法-水凝固涂层法 在溶剂型单组分 PU 涂层剂中，加入一定量的水形成W/O型乳液，然后涂在织物上；经一定温度烘干，让部分溶剂蒸发，溶解状态的聚氨酯就会