防水透湿涂层整理

防水透湿涂层整理

一、防水透湿产品的性能要求

服装所要求的防水透湿功能，首先要符合穿着人的舒适感，根据J·H·Ke堆hley对人类作各种运动时·其所产生的透湿且测得的数据如表1所示：

，若人的衣料以3M2计，则约需要40007g/M2，24hrs的透湿量。

人体发散的热量，有辐射、传导、对流和蒸发四个途径，其热量分配如表4所示，由此服装散发热是一小部分而已。有文献报导；人在静止伏态，每个成年人每天无感出汗量为700一1200g;在32一35℃的室外搬运货物时，则每小时会排出1200一2000g的汗水，这是有感出汗。

否则织物表面呈湿润状态，表面形成水膜，会阻止衣服内水蒸汽向外散发。而产生"闷热"和"发粘"的不舒适感。因此，作为高质量的防水透湿加工，最后应经耐久性拒水整理，

二、防木透湿涂层的原理

防水透湿这两个功能一般看来是矛盾的，为了既要防水又要透湿，从宏观的物理学判断只要使涂层布的微孔直径控制为0.2-5µ范围即可。因为水蒸汽分子的直径为0.0004µ而各种雨雾的直径为:雾20卜轻雾200µ，毛雨400µ，小雨900µ 雨2000µ 大雨3000-4000µ暴雨6000-10000µ。

当微孔(一般小于2µ)的涂层膜的两面存在汽压差和温度梯度时，空气和水蒸汽可由曲析贯通的微孔渠道通过。透湿量WVT可由下式表示；

(1)

上式中；A-常数

B-孔的体积%(即开孔率%)

T-膜厚度

d-孔径

当开孔率和膜厚度一定时，随着孔径的减少而透湿量增加。

透湿的另一类渠道是功能性透湿，即通过膜的"分子间孔"或亲水性基团。此时透湿量WVT可用下式表示:

WVT=DS（P1-P2）/L (2)

上式中；D——扩散常数

B-溶解度系数

L-膜的厚度

Pl-P2-膜两个表面间的水蒸汽分压差涂层织物要防水，除了上述所说的孔径要小到一定程度以外，还要加大它与本的接触角，如图1所示即要符合下列公式所示的原理(LAPLAC公式):

H=-（2T/Sg）.COSθ.1/r (3)

上式中:H-耐水压 cm

T-水的表面张力 dyn/cm

S-水的密度 g/cm3

g-重力加速度 cm/ses2

e-涂层布中小孔内壁水的接触角度

r-涂层布中小孔半径 cm

为了加大接触角，就要降低涂层的临界表面张力。经下列防水剂处理后其临界表面张力(dyne/cm)可达如下水平:

有机氟类(甲基丙烯酸全氟酯类) 26

聚甲基含氢硅氧烷 41

脂肪族拒永整理剂 45

三、透湿性的简易测试法

(一)透湿性能的表示方法

1、透湿量

WVT=G/ t.A (g/m2.h或g/m2.24h) (4)

上式中:G-重量变化(从直线上看)g

t-时间，h

A-试验口面积 m2

2、透湿性(WATER VAPOR PERMEANE)

透湿性WVT/△P=WVT/S(R1-R2) (5)

透湿性的单位按ASTM C677-71为g/(M2·24h·mmHg)

△P为试样两面的水蒸汽压力差，mmHg(有的采用帕做单位，lmmHg=133.3Pa)

S为测试温度时的饱和水蒸汽压力，mmHg(有的采用Pa)

Rl为水蒸汽压力高的一面的相对湿度，用分数表示

R1为水蒸汽压力低的一面的相对湿度，用分数表示

3、透湿系数(WATER VAPOR PERMEABILITY)在美国ASTM E96-80中，计算式为:

透湿系数=透湿性×厚度 (6)

透湿系数的单位为；米制PERM-cm(但有的地方采用ng/m·s·Pa)

国内有的部门，计算透湿系数采用下述两种公式；

一种是；PV=l.157×lO△9(WVT.d/△p) (7)

PV为透湿系数，g·cm/(cm2·s·mmHg)

WVT为透湿量，g/(m2·24h)

d为试样厚度，cm

△P为试样两侧的水蒸汽压差，mmHg

另一种是；PV=8.68×1O-12(WVT.d/△P) (8)

Pv为透湿系数，g·cm/(cm2·s·Pa)

WVT，d，△P这三者单位都同前。

(二) 简易测定法

可参考国家标准塑料透湿性试验方法(GB1037-70)，自行研制一套测定程序，结果也较好。这方法是:

1、取一只直径16cm干燥器，下放变色硅胶600g，盖好，放大鼓风烘箱中，在温度为38℃的条件下预热1小时。

2、取3R透湿杯，用移液管注人温度约为38℃的蒸馏水15ml，杯口放试样，试样两侧周围衬橡胶垫圈，旋上杯帽，旋紧。

3、取出干燥器，置人己装试样的透温杯(杯子放硅胶上，为使放平，可下垫小铝合)，放回烘箱，恒温约2小时。

4、又取出于燥器(此时准确计时)，在已调好的分析天平上按次序迅速称量透湿杯，旋即把干燥器又放回烘箱。

5、过1小时。再取出干燥器(此时准确计时)，按上述次序同法称量。

6、计算透湿量，其单位为；g/(m2·24h)，三只平均。

上述方法的注意点:

①几个透湿杯的内径和深度定要一致，加水体积也要准确。若水面与试佯距离不一致，则使结果不一致。

②透湿杯上若沾上灰沙，很易影响螺口密封性。螺纹处可用少量硅脂涂抹，但不能沾污试样。

③一次测试所用杯子只数固定为3只。

④一次测试只能测一种布样(即3只杯子上的试样，以及涂层面的方向，都相同)。

⑤温度要仔细控制为38土0.3C，此对结果影响很大。

⑥干燥器内放入试样，在烘箱内恒温2小时后一般都可达到透湿速度恒定，此时才能第一次称重。

透湿杯的材料可用金属(忧质热铝，铝镁合金，或不锈钢等)，也可用塑料，如图2所示(按GB1037-70):

四、防水透湿涂层的方法

(一)层压法

防水透湿涂层产品中，最引人注目是采用微孔聚四氟乙烯薄膜或微孔聚氨醋薄膜与织物复合后，产生防水透湿功能，关于此项技术作者于"印染"上(1987年13，1，50一55)作过介绍，这里不再重复，以下补充一些新的情况。

我国经几年的研究，已完成年生产能力300万米伸拉聚四氟乙烯微孔薄膜生产线，设备设计原理和主要产品指标与美国Gore公司相当，在卤素灯加热、激光测厚，计算机拖动控制技术等方面有所创新。

针对PTFE薄膜表面光滑、极性小、粘合困难等问题，一是研制开发了聚醚酯热熔粘合剂和耐低温有机硅粘合剂，使层压织物的低温柔软性优于美国Gore公司产品;二是采用电晕辐射处理PTFE薄膜改善其粘着性能。