1．引言
　　
　　织物的涂层整理是纺织品后整理技术的一个重要分支。它不仅能赋予织物独特的风格手感和外观，更能赋予织物各种功能，大大提高产品的附加值。涂层产品主要用途可分为三大类：一是服装鞋帽类，二是工业用布类，三是装饰用布类。其中以服装鞋帽类用量最大。目前国内外涂层产品发展很快，出现了防水透湿涂层、抗紫外线涂层、保暖涂层、阻燃涂层、遮光涂层、导电涂层等功能性的涂层产品。其中防水透湿涂层无疑是功能性涂层产品中难度较大、技术含量较高的品种，它可广泛应用于军用服、运动服、特种职业服、普通秋冬服装及鞋类用布等。
　　
　　2．防水透湿涂层的性能特点
　　
　　防水透湿涂层整理能赋予织物防水、透湿、挡风、保暖等功能。人体肌肤周围需要保持一定的温度和湿度，这样人才会感到舒适。人体穿着服装后，散热的途径有辐射、传导、对流及皮肤出汗蒸发。成人在静止状态下排汗约为60～70毫升/小时：在运动状态下排汗约为500毫升／d,时：在激烈运动状态下排汗约为1000毫升川、时。如果汗液不能及时散发，非但使人体因肌肤表面潮湿度增大而产生湿闷感，而且因热传导在潮湿环境下比在干燥环境下大得多的原因而大量散失热量。防水透湿织物既能抵御雨水的穿透，又能抵挡寒风的侵袭，且兼有自动调节透湿性的功效，可使人体排出的汗液及时散发到服装外部，从而起到透湿保暖的作用，使人体感到舒适。
　　
　　气态水分子的直径约为0.004um，液态水分子的直径约为100um～6000um，因此防水透湿涂层织物的涂膜内微孔大小必须介于两者之间，以便让气态分子通过而不让液态水分子通过，从而达到防水透湿的目的。气态水分子的透过过程可通过两种方式完成，一是借助涂层膜内的极性基团和亲水性基团通过“化学阶梯”作用迁移出来；二是通过涂层膜的吸附和解吸附作用使气态水分子透过无定形区从高浓度的一面扩散至低浓度的一面。
　　
　　我们所说的“透湿”，也就是让水蒸汽(气态水分子)透过织物。决定防水透湿涂层织物的防水透湿效能的主要因素有：
　　
　　（1）涂层膜的微孔结构：微孔大小均匀分布，且接近于气态水分子直径与液态水分子直径之间的中部(约为0．2um～1．0urn)，则气态水分子容易通过而液态水分子不能通过，利于防水透湿的实现。
　　
　　（2）.涂层膜的分子结构：一定数量的极性基团和亲水性基团将能提高透湿效率。
　　
　　(3)涂层膜的强度和厚度：微孔结构的涂膜具有一定的抗张强力，因而具有抗静水压性能。涂膜强度越大，抗张强力越强，其抗静水压能力(防水能力)越强。涂膜厚度越薄，抗张强度越差，其抗静水压性能越差。涂膜厚度增加，抗张强度提高，其抗静水压性能也随之提高。另一方面，由于透湿是通过在膜内传递气态水分子来实现的，因此涂膜的厚度也决定了透湿的能力。当涂膜厚度增加时，传递气态水分子的距离增加，阻碍增多，透湿变得困难，其透湿能力降低。
　　
　　1．引言
　　
　　织物的涂层整理是纺织品后整理技术的一个重要分支。它不仅能赋予织物独特的风格手感和外观，更能赋予织物各种功能，大大提高产品的附加值。涂层产品主要用途可分为三大类：一是服装鞋帽类，二是工业用布类，三是装饰用布类。其中以服装鞋帽类用量最大。目前国内外涂层产品发展很快，出现了防水透湿涂层、抗紫外线涂层、保暖涂层、阻燃涂层、遮光涂层、导电涂层等功能性的涂层产品。其中防水透湿涂层无疑是功能性涂层产品中难度较大、技术含量较高的品种，它可广泛应用于军用服、运动服、特种职业服、普通秋冬服装及鞋类用布等。
　　
　　2．防水透湿涂层的性能特点
　　
　　防水透湿涂层整理能赋予织物防水、透湿、挡风、保暖等功能。人体肌肤周围需要保持一定的温度和湿度，这样人才会感到舒适。人体穿着服装后，散热的途径有辐射、传导、对流及皮肤出汗蒸发。成人在静止状态下排汗约为60～70毫升/小时：在运动状态下排汗约为500毫升／d,时：在激烈运动状态下排汗约为1000毫升川、时。如果汗液不能及时散发，非但使人体因肌肤表面潮湿度增大而产生湿闷感，而且因热传导在潮湿环境下比在干燥环境下大得多的原因而大量散失热量。防水透湿织物既能抵御雨水的穿透，又能抵挡寒风的侵袭，且兼有自动调节透湿性的功效，可使人体排出的汗液及时散发到服装外部，从而起到透湿保暖的作用，使人体感到舒适。
　　
　　气态水分子的直径约为0.004um，液态水分子的直径约为100um～6000um，因此防水透湿涂层织物的涂膜内微孔大小必须介于两者之间，以便让气态分子通过而不让液态水分子通过，从而达到防水透湿的目的。气态水分子的透过过程可通过两种方式完成，一是借助涂层膜内的极性基团和亲水性基团通过“化学阶梯”作用迁移出来；二是通过涂层膜的吸附和解吸附作用使气态水分子透过无定形区从高浓度的一面扩散至低浓度的一面。
　　
　　我们所说的“透湿”，也就是让水蒸汽(气态水分子)透过织物。决定防水透湿涂层织物的防水透湿效能的主要因素有：
　　
　　（1）涂层膜的微孔结构：微孔大小均匀分布，且接近于气态水分子直径与液态水分子直径之间的中部(约为0．2um～1．0urn)，则气态水分子容易通过而液态水分子不能通过，利于防水透湿的实现。
　　
　　（2）.涂层膜的分子结构：一定数量的极性基团和亲水性基团将能提高透湿效率。
　　
　　(3)涂层膜的强度和厚度：微孔结构的涂膜具有一定的抗张强力，因而具有抗静水压性能。涂膜强度越大，抗张强力越强，其抗静水压能力(防水能力)越强。涂膜厚度越薄，抗张强度越差，其抗静水压性能越差。涂膜厚度增加，抗张强度提高，其抗静水压性能也随之提高。另一方面，由于透湿是通过在膜内传递气态水分子来实现的，因此涂膜的厚度也决定了透湿的能力。当涂膜厚度增加时，传递气态水分子的距离增加，阻碍增多，透湿变得困难，其透湿能力降低。
　　
　　(4)基布的品种规格：表面结构平整、厚度、密度大的织物，经涂层整理后防水能力要好些。而织物涂层前的透湿能力对其涂层后的透湿能力的测试也影响巨大，因此评价一个涂层剂的透湿性能不能单看其涂层后的透湿量，而应对比其涂层前后的透湿量。
　　
　　3．防水透湿涂层剂
　　
　　目前纺织上应用的涂层剂主要为聚丙烯酸酯(PA)和聚氨基甲酸酯(PU)两类。PA的原料和中间体供应较多，价格低廉，其合成和聚合技术相对容易掌握。PA涂层剂具有粘着力强、透明不泛黄、耐洗、耐老化等优点，但也存在多次涂覆发粘、抗渗水性较低、手感不爽、弹性差、耐寒性差等缺点，其性能只能满足一般的要求，不适合作为防水透湿涂层剂。PU涂层剂在性能上更有独特之处，它具有高弹性、高模量、耐低温(一300C以下)、耐磨、手感柔软、爽快、有一定亲水性等优点，适合于开发防水透湿涂层剂。
　　
　　PU涂层剂是由硬段和软段两部分反复交变组成的嵌段聚合物。硬段部分使PU具有强度和弹性模量，由各种二异氰酸酯和链增长剂构成，其中可选用的二异氰酸酯主要有2,4和2,6．甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,6-六次甲基二异氰酸酯(HDI)、3,5，5-三甲基．2-环己烯酮二异氰酸酯0PDI)等，链增长剂主要有二乙烯三胺(DETA)、3，3’-二氯．4，4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)等：软段部分使Pu柔软而具有弹性，由多元醇构成，其分子量的大小也可影响PU的软硬度，多元醇的选用余地非常大，可用小分子量的多元醇，也可选用具有一定分子量的聚醚或聚酯多元醇预聚体。
　　
　　PU一般由二异氰酸酯，聚醚多元醇或聚酯多元醇加链增长剂和催化剂，通过溶液聚合或本体聚合制成。具体合成方法要根据不同品种和要求来决定。PU的许多性质。如玻璃化温度、熔点、模量、弹性、抗张强度、吸水性、透湿性等，都可通过改变聚醚或聚酯二元醇预聚体的种类和分子量、二异氰酸酯的种类，硬段和软段的比例，链增长剂的种类和用量等来实现。
　　
　　纺织用的PU涂层剂有溶剂型和水分散型两大类。溶剂型的主要溶剂有二甲基甲酰胺(DMF)、丁酮、甲苯、二甲苯、异丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丁醇、醋酸乙酯等及其混合物。溶剂型的突出优点是成膜性好、耐水性、粘结性、涂膜平整性优于水分散型，又由于溶剂汽化潜热大大小于水，所以车速快，生产效率高。但其缺点也显而易见，如大部分溶剂有一定的毒性，挥发而污染环境，车间操作条件差。
　　
　　与溶剂型涂层剂相比，水分散型涂层剂具有操作清洁简便、无环境污染、性能风格变化大等优点，是PU涂层剂的发展方向。
　　
　　在防水透湿涂层方面，溶剂型的防水透湿涂层剂的涂膜强度、平整度、防水性能，耐洗性等性能优于水分散型防水透湿涂层剂。
　　
　　防水透湿涂层产品一般可分成以下三大类：一是高透湿高水压产品，一般要求透湿量达到30009／(m2d)，抗渗水性达到2000mmH2O，此类产品难度较高；二是透湿量要求较高，一般达到30009／(m2d)，但水压要求不高，如500mmH2O左右：三是水压要求较高，而透湿量要求较低的产品。
　　
　　4．防水透湿涂层整理工艺
　　
　　4．1涂层基布及前处理
　　
　　理论上讲。所有面料均可作为涂层整理的基布，但在防水透湿涂层整理中，应用较多的还是棉、麻、丝、涤纶、锦纶、粘胶及其混纺产品。大部分机织结构的织物品种均可适用防水透湿涂层整理，如平布、斜纹布、弹力布、牛津布、塔夫绸、缎纹、直贡等结构均可适用。在涂层剂品种和涂层整理工艺不断创新和发展的今天，可用低档的织物加工成高档的涂层产品。大提高产品的附加值。
　　
　　涂层基布的前处理与其他染整加工的前处理没有什么大的不同，只是对布面要求略高些，如烧毛要完全，布面要光洁、无棉结、无纬斜、无松边等。对于染色品种，要注意染料品种的性能，防止因涂层剂中的溶剂与染料发生作用而使涂层产品变色过大。
　　
　　防止因涂层剂中的溶剂与染料发生作用而使涂层产品变色过大。
　　
　　4．2防水透湿涂层整理工艺
　　
　　防水透湿涂层整理有湿法涂层或干法直接涂层两种方式。
　　
　　4．2．1湿法涂层
　　
　　湿法涂层也称凝固涂层，一般使用DMF溶剂型涂层剂涂于基布，然后将之浸入水凝固浴中，萃取溶剂(DMF)，使涂膜形成微孔而具有透湿性。
　　
　　工艺流程：
　　
　　基布一前处理(一染色)一定形一PU涂层一凝固(萃取溶剂)一水洗一烘干一整理一成品。湿法涂层产品的抗渗水性一般可达100mmH20以上，透湿量达到3000g／(m2d)。该方法工艺及配套助剂较成熟，但工序繁琐，溶剂回收麻烦，且粘附牢度、膜强度不高，而加工成本又较高。
　　
　　4．2．2干法直接涂层
　　
　　干法直接涂层设备及工艺简单，操作方便，加工成本较低。这类涂层的关键是涂层剂，涂层剂的性能将决定涂层产品的防水透湿性能及手感、弹性、膜强度等性能。
　　
　　工艺流程：
　　
　　(1)单剂型涂层剂：基布一前处理(一染色)一定形一直接涂层～烘干一焙烘一整理一成品。
　　
　　(2)双剂型涂层剂：基布一前处理(一染色)一定形一涂底胶一烘干一涂面胶一烘干一焙烘一整理一成品。
　　
　　结语
　　
　　PU防水透湿涂层产品弹性好、强度高、耐低温(-30度以下)、耐磨、手感柔软、爽快、有一定亲水性，防水透湿效果好，应用前景良好。干法直接涂层用防水透湿涂层剂技术含量高。标志着涂层加工的先进水平，其所需设备简单，工艺简便，是今后防水透湿产品的发展方向。目前国内在防水透湿涂层剂研究及生产方面与国外先进水平差距较大，干法直接涂层用高透湿量商水压涂层剂仍以进口为主，因此，加快研究开发高透湿量高水压涂层剂及其应用工艺意义深远。