发明内容

本发明目的是提供一种耐久阻燃、透湿、单吸、单防面料整理方法，特别是应用于消防、特警、石油、航空等领域的特种防护服面料；整理后面料具有优异的阻燃性和透湿性，具有单面防水性和单面吸湿速干性，且耐洗性好，透气柔软，服用舒适，生产操作方便；

表面抗湿性：初始≥4-5级， 5次洗后≥3级；吸湿速干性：20次洗后滴水扩散时间≤10s、吸水率≥100%、芯吸高度≥90mm、蒸发速率≥0.5g/h；透湿量：≥8000g/（m².d）；阻燃性：续燃时间≤2s，阴燃时间≤2s，损毁长度≤50mm。

本发明耐久阻燃、透湿、单吸、单防面料整理方法：

(1)热轧处理

将芳纶及其混纺面料正面进行热轧，压力9-12MPa、温度140-150℃、车速15-20m/min，获得紧密平整光滑的表面；

(2)防水涂层

(2-1)防水涂层胶的制备

聚丙烯酸类增稠剂 1.7-2份

甲苯 6份

水 80-77份

碳氢聚合物结构无氟防水剂 10-12份

封端异氰酸酯增效剂 2-2.5份

聚氨酯缔合型增稠流平剂 0.3-0.4份

上述原料按顺序依次加入搅拌均匀，得防水涂层胶；

(2-2)涂层处理

用步骤(2-1)制备的防水涂层胶对步骤(1)热轧处理后的面料正面进行涂层，涂布量10-12m/kg，170-180℃焙烘1-2分钟；

(3)吸湿涂层

(3-1)吸湿涂层胶的制备

聚丙烯酸类增稠剂 1.7-2份

甲苯 6份

水 87-84份

聚氨酯亲水整理剂 5-7份

聚氨酯缔合型增稠流平剂 0.3-0.4份

上述原料按顺序依次加入搅拌均匀，得吸湿涂层胶；

（3-2）吸湿涂层

用步骤（3-1）制备的吸湿涂层胶对步骤(2)得到的面料反面进行涂层，涂布量8-10m/kg，160-170℃烘干1-2分钟， 170-180℃焙烘1-2分钟；

上述原料按重量配比；

所述的聚氨酯缔合型增稠流平剂，选自合肥华越新材料科技H199C产品；

所述的聚氨酯亲水整理剂，选自辽宁恒星精细化工FS-2915产品。

本发明首先对面料正面进行高温热轧处理，获得紧密、平整、光滑的表面，提升表面拒水效果，然后通过双面涂层工艺，通过助剂组合协同作用，使面料同时具有多种功能，且经多次洗涤仍可保持很好的性能，指标稳定，工艺方法简单，生产可控性强。

本发明采用高温高压力热轧工艺，对面料正面进行处理：轧扁表面纤维，使纤维紧密排列，纤维间隙缩小，面料表面突起的纤维绒毛被压伏贴在纤维表面，使面料表面平整，减少松散绒毛的导湿性。轧光中镜面辊的施加提高面料表面的光滑平整度，由于芳纶纤维具有高取向高结晶的大分子结构，强度高、耐热性好，常规轧光不能轧扁纤维，达不到上述效果，经此高温高压力热轧处理后，获得紧密、平整、光滑的单面效果，使该表面液体接触角变大，有效提高面料表面拒水效果，为后序的吸湿层和防水层之间预设了一道物理屏障，能有效减少防水涂层胶和吸湿涂层胶向纤维内部渗透，防止防水与吸湿速干性能的相互干扰，并使涂层上浆量稳定，可操作性强。同时降低了对面料纱支密度的要求。用芳粘混纺做特种防护面料，双层结构（正面是芳纶，反面是芳纶和阻燃粘胶混纺），密度100*97根/英寸，克重200g/m²，对于这种单面密度不是很高的品种这道工序尤为重要。

热轧后的纤维，经后序涂层的湿热处理和导辊的多次弯曲作用，利用纤维自身的可塑性，逐渐恢复原状态。

本发明防水涂层胶的制备中，所用助剂按顺序依次加入，聚丙烯酸类增稠剂用甲苯作为有机溶剂，稀释调和，然后加入水、防水剂和增效剂。聚丙烯酸类增稠剂亲水基与水分子以氢键、范德华力结合以吸引水相，牵制水相的流动，使体系粘度升高，外相是油相，内相是水相，形成W/O体系。众所周知，防水剂会加深面料颜色或改变色光，W/O结构能有效防止防水剂对面料颜色的影响，解决了现有技术由氟碳树脂、交联剂、增稠剂组成的防水整理液对面料颜色的影响。最后加入聚氨酯缔合型增稠流平剂。

目前乳液涂层用增稠剂种类有很多，聚氧乙烯类、聚乙二醇醚类、聚丙烯酸类、复合体系等等，不同类型的增稠剂对涂层效果的影响也很大。聚氧乙烯类和聚乙二醇醚类的增稠剂，结构中亲水基团较多，影响交联度耐洗性差，且增稠体系的结构粘度较小，流动性和延展性好，胶浆容易渗透，导致单面吸湿和单面防水性能会相互干扰。聚丙烯酸类增稠剂含多羟基结构可以与高聚物或织物进行部分交联，有利增强耐洗性。聚丙烯酸类增稠剂具有较大触变性，胶浆在涂层时，受到刮刀高剪切力作用，破坏了氢键、范德华力结合，大分子链取向产生流动，使胶浆粘度下降流动性提高从而均匀涂覆。但是由于此时胶浆粘度低，在刮涂瞬间，刮刀向下的作用力使胶浆很容易向纤维内部渗透，导致单面沾水指标下降并影响后序的吸湿速干性能。本发明选用两种增稠剂共同作用，聚丙烯酸类增稠剂复配聚氨酯缔合型增稠流平剂，聚氨酯缔合型增稠流平剂是疏水改性聚氨酯流变改性剂，因其具有疏水-亲水-疏水的三嵌段结构，且在亲水主链上接枝疏水性长链烷基，疏水基团能够相互缔合，同时还会吸附在上述体系乳液粒子表面，与其疏水端缔合，从而实现多点缔合形成网状结构，赋予体系稳定的高剪切粘度。两种增稠剂搭配产生协同作用，使涂层胶同时具有优良的流平性和高剪切粘度，在胶浆受到刮刀高剪切力作用时,既具有流动性又有稳定的粘度，减少胶浆向纤维内部渗透，使防水涂层胶连续均匀的涂敷在纤维表面；当剪切力消失时，涂覆到纤维表面的胶浆因触变性能快速恢复高粘度状态，防止面料进入烘箱烘干前胶浆向纤维内部渗透。因此克服了现有技术使用单一增稠剂在实际生产中易渗透问题。

本发明制备的防水涂层胶粘度为1700-2000mPa.s。聚氨酯缔合型增稠流平剂的用量不可过多，否则体系结构粘度增大，胶浆的延展性和流动性变差，容易出现涂层不连续现象。当然粘度过小，也易产生渗透现象，且达不到足够的上浆量，无法保证防水效果。

无氟防水剂符合纺织行业ZDHC标准，不含PFOS、PFOA、APEO等物质，生态环保。目前无氟防水剂主要有烷烃长链类拒水剂，包含了常见的金属皂类、石蜡类、羟甲基、吡啶类等和有机硅防水剂。用不同防水剂整理后面料差异也很大，常有手感硬、防水效果不佳、耐洗性差等问题，这里选用的碳氢聚合物结构高效无氟防水整理剂，整理后的面料具有很好的拒水性且对手感没有不良影响。选用的无氟防水剂具有大量的活性基团，所含的-OH基团可与芳纶分子链上的酰胺基-NHCO-发生脱水反应形成交联，加入的封端异氰酸酯增效剂，焙烘条件下解封释放-NCO基团，对纤维表面具有活化作用。-NCO基团与无氟防水剂碳氢链上羟基、羧基、氨基等活性基团发生反应形成稳定化学键，-NCO基团的氮原子也可被引入芳纶纤维的酰胺基中，产生化学键合作用。从而，大大增加防水剂与纤维的结合牢度，实现防水的耐久性。

吸湿速干性采用反面涂层工艺。由于织物正面已具有了防水性，此时做吸湿层会减少吸湿胶浆向面料正面渗透，有效减少二者的干扰。

本发明吸湿涂层选用的封端型热反应性聚氨酯亲水整理剂，在高温焙烘下，聚氨酯解封释放的反应性基团-NCO，对纤维表面具有活化作用，与纤维的酰胺基发生交联反应，大分子链段固着于纤维表面，与纤维牢固结合。该整理剂中含有的聚醚亲水链段，在纤维表面构筑亲水界面，水分接触到纤维表面后会快速润湿并扩散，即提高了面料的吸水率和芯吸高度，并缩短了滴水扩散时间，增大了水分的蒸发面积，从而加快吸湿——放湿速度，达到吸湿速干效果。

聚氨酯亲水整理剂中亲水基团的存在，在纤维微毛细管中容易形成含水的通道，可以使电子迅速泄逸，因而整理后的织物具有一定的抗静电性；聚醚链段中，醚键内聚能低，并易旋转，故低温柔顺性能好，整理后的织物手感柔软，服用舒适。

目前常规PU、PA涂层产品，是在面料表面形成薄膜，具有防水功能，但胶膜没有阻燃效果，面料由于胶膜的覆盖，会明显降低芳纶优异的阻燃性，丧失作为特种防护面料的意义，如果在PU、PA胶中添加阻燃剂来解决阻燃问题，胶膜会厚重使成品克重增加，并影响涂层牢度及面料强力。经本发明整理后的面料，仅有少量的防水剂、吸湿剂吸附在纤维表面，不影响芳纶阻燃性，与PU、PA涂层产品相比，无老化现象，耐寒耐热性好，可耐多次曲折，另外还具有很高的透湿性，由于水滴的直径在1000-10000um之间，水蒸气分子的直径为0.0004 um，整理后的面料拒水，又可让水蒸气分子自由通过。

综上所述，经本方案整理后，芳纶面料具有耐久的单面防水、单面吸湿速干功能，同时具有永久阻燃性和超高强力，不改变面料原有风格及颜色，耐寒耐热性好，可耐多次曲折，表面没有膜感，无明显增重，透气透湿性好，体感舒适，而且整理后提高面料的抗静电性和柔软度，面料的综合服用性能得到进一步提升，满足特种防护需求。该方案解决了单吸、单防、阻燃、透湿、透气等多功能间相互矛盾相互干扰问题和生产难控性，实现规模化生产。