PU涂层的成膜基理分类和整理方法及应用概述

PU涂层的成膜基理分类和整理方法及应用概述

PU涂层剂本身具有一定黏附性，将其涂抹在PTFE薄膜、针织布、涤纶等基材表面上，经一系列复杂的化学工艺处理后可得到功能型复合涂层材料，在原有的基材上添加了如防水、透气、阻燃等多种独特性能。与PVC、PA、合成橡胶等常见的涂层剂相比，PU通过调节不同嵌段的连接方式、数量、添加功能性的嵌段，可得到多样化的产品，且兼具耐磨、耐寒、韧性高、粘附力强等优点，已成为织物常用的涂层剂。通过与其他织物复合，可制备成高性能的宇航服、防辐射服、防毒服、带电作业的均压服等，在防护领域上具有广泛的用途。

PU涂层剂按成膜机理可分为氨脂油型、湿固化型、封闭型、催化固化型、羟基固化型等5大类。

类型 氨脂油型 湿固化型 封闭型 催化固化型 羟基固化型

固化方式 氧化聚合 空气中湿气固化 加热固化 催化剂加速固化 异氰酸酯与羟基化合物反应

w(NCO)/% 0 <15 0 5～10 6～12

干燥时间/h 0.4～4 0.2～8 0.5(-150 ℃) 0.1～2.0 2～16

耐化学品 一般 良好 良好 良好 优异

湿固化型PU具有操作简单、固化透彻、机械性能优异等优点，应用十分广泛。PU涂层剂在趁热涂覆至基膜表面后，随着溶剂的挥发，温度冷却至熔点以下，无定型的热塑性链段逐渐聚集，使得体系的流动性丧失，黏接强度增加，PU固化成膜。但对于湿固化型PU,PU涂层剂中游离的NCO可与空气中的水蒸气与基膜表面的氨基与羟基发生反应，进一步固化交联，形成的PU涂层既有热塑性链段聚集形成的物理交联，又有NCO基团与水汽或其他活泼氢形成的化学交联。当完成化学交联后，PU涂层将产生架桥效应，形成交联网状结构，即使在加热条件下也无法熔化。该反应不可逆，有效提高了PU涂层的黏附性、耐溶剂、耐水性、耐低温等性能。

涂层整理是指将可以成膜的聚合物涂层剂均匀地涂抹在基膜表面，通过后续工艺使得涂层剂成膜，改变基膜表面的外观风格，增加功能性的表面整理技术。与传统的织物浸轧整理技术不同，涂层整理法主要是通过将涂层剂涂覆到织物表面，不会渗入到织物内，既可以单面涂覆也可以双面涂覆，加之PU涂层剂的种类繁多，可根据需要进行调控改性。并且涂层整理对基布的要求低，只要基布达到一定的经纬密度，天然纤维、合成纤维、混纺织物均可做基布使用。涂层整理的方法主要包括干法成膜、湿法成膜、转移成膜、热熔成膜、黏合成膜等。

聚氨酯涂层剂是一种高性能涂层剂，通过与其他织物加工、复合可形成不同功能、特色各异的服装面料，聚氨酯正因其优异的性能已被广泛的应用于防护材料中，发挥着重要作用。其中，关于防水透湿、耐化学腐蚀的功能型聚氨酯的开发与应用，对改善防护服装的舒适性能、轻便性能与防护性能有着重要的意义，也是当前防护领域中科研工作者研究的热点问题之一。未来以树脂和异氰酸酯为核心的聚氨酯化学，可在防护领域中提供好、经济、灵活的解决方案。