摘要  紡織品涂層整理是一種重要的整理技術(shù)。本文闡述了涂層整理劑的生態(tài)要求，對涂層整理劑的生態(tài)問題進(jìn)行了分析，并指出解決的方法和取代品。

關(guān)鍵詞  紡織品  涂層整理劑  生態(tài)問題  解決方法

1   引言

  紡織品在生產(chǎn)加工過程中會接觸到各種各樣的化學(xué)品，特別是后整理加工，它作為一個(gè)典型的化學(xué)處理過程，會用到種類繁多的后整理劑，它們中有不少品種含有或會產(chǎn)生對人體和生態(tài)環(huán)境有害的化學(xué)物致的毒性和毒理學(xué)研究，并頒布了禁用和限制使用的紡織品后整理劑的法規(guī)，其中以歐盟的ECO-Label和國際生態(tài)紡織品研究和檢驗(yàn)協(xié)會的ECO-Tex  Standard  100最為著名，尤其是前者由歐盟委員會作為法規(guī)發(fā)布，各成員國視為本國政令，屬政府行為，這樣從法律上對紡織品的后整理劑提出安全性和生態(tài)性的技術(shù)要求，使紡織品在生產(chǎn)、流通和消費(fèi)過程中能夠保障人體健康和人身安全。目前在這些法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)中對抗皺壓燙整理、柔軟整理、阻燃整理、防水拒油整理、抗菌除臭整理、防霉整理、防蛀整理、防螨整理、抗病毒整理等都明確提出了禁用或限用的化學(xué)物質(zhì)^[1]，但對涂層整理不夠清楚。涂層整理是紡織品的一種重要的后整理技術(shù)，目前世界涂層整理的紡織品已占紡織品總量的30%，涂層劑消耗量以質(zhì)量計(jì)已達(dá)紡織助劑總量的約50%，涂層整理劑究竟有否生態(tài)問題，該采用何種方法來解決或用何種化學(xué)物質(zhì)來取代是眾所關(guān)心的紡織品后整理劑生態(tài)問題之一。

2   涂層整理劑的生態(tài)評估

    涂層整理劑作為一種重要的紡織助劑，它的生態(tài)要求與其他的紡織助劑一樣有下列八條^[1]：

    ①高生物降解性，包括平均生物降解度和初始生物降解度。

    ②低毒性，包括急性毒性、反復(fù)接觸性毒性、致癌性、刺激性、過敏性、誘變性、魚毒性、水生細(xì)菌和藻類毒性等。

    ③低甲醛或無甲醛。

    ④不能含有環(huán)境激素。

    ⑤可萃取重金屬的含量不能超過允許限量。

    ⑥２４種致癌芳香胺的含量或在特定（即還原）條件下裂解產(chǎn)生的２４種致癌芳香胺的含量不能超過允許限量３０mg/kg(ECO-Tex Standard 100中要求不超過２０mg/kg)

    ⑦不能含有可吸附有機(jī)鹵化物。

    ⑧不能含有其他有害化學(xué)物質(zhì)，包括危險(xiǎn)物質(zhì)、揮發(fā)性有機(jī)化合物、磷酸鹽、聚磷酸鹽、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸等。

    這八條要求從綠色化學(xué)的角度來說可以概括成四點(diǎn)，即

    ①涂層劑的分子結(jié)構(gòu)是否對人體有毒和對環(huán)境有害。

    ②涂層劑在生產(chǎn)和使用過程中是否會產(chǎn)生或分解釋放出對人體有害和對環(huán)境污染的化學(xué)物質(zhì)。

    ③涂圖層劑在紡織品上是否會殘留有毒或有害化學(xué)物質(zhì)。

    ④涂層劑能否被回用或再生？能否被轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或能否被生物降解？

3   涂層整理劑的生態(tài)問題和解決方法

    涂層整理劑是一種涂復(fù)或粘合在織物表面具有獨(dú)特性能的成膜性高分子材料制劑，一般由兩種以上單體共聚而成。它具有一定粘附力，能形成連續(xù)薄膜。目前用作涂層整理劑的高分子材料以聚丙烯酸酯(PA)和聚氨酯(PU)兩大類為主，聚丙烯酸酯是國內(nèi)涂層廠家廣泛使用的涂層劑品種，其涂層膠具有不泛黃、耐老化、透明耐洗、粘著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但耐水壓低且耐寒性差、手感不爽、彈性低，不過由于聚丙烯酸酯涂層膠的成本較低，目前生產(chǎn)和銷售的噸位最大。至于聚氨酯涂層膠由于它能夠形成與多羥基化合物、異氰酸鹽、胺的多種結(jié)合，固此性能優(yōu)異、用途廣泛，其中耐低溫、高彈性、高模量是其最顯著的優(yōu)點(diǎn)，但它的成本較高，近年在涂層行業(yè)中它的應(yīng)用獲得了較快的增長。除外，涂層膠中還有有機(jī)硅樹脂類、聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯、其他乙烯類聚合物、天然橡膠和合成橡膠等，這些涂層整理劑若制造不妥或處理不當(dāng)都會產(chǎn)生生態(tài)問題。 

    ①聚丙烯酸酯涂層劑的生態(tài)問題和解決方法 

    聚丙烯酸酯涂層劑有溶劑型和水性型之分，溶劑型聚丙烯酸酯類涂層劑在進(jìn)行涂層加工時(shí)要采用醋酸乙酯、二甲基甲酰胺(DMF)、丁酮(MEK)、甲苯(TOL)、異丙醇(IPA)等有機(jī)溶劑作介質(zhì)，會造成對環(huán)境的污染，例如樹脂涂層膠PBA，它為無色透明液狀膠體，用丙烯酸酯和丙烯腈進(jìn)行水相聚合然后干燥配膠而成，在進(jìn)行涂層加工時(shí)，要采用上述高溶解性有機(jī)溶劑稀釋，對人體和環(huán)境都有害；又如WP-01防水涂層膠是一種溶劑型丙烯酸酯共聚物，用于羽絨服裝、雨傘和蓬布等化纖織物作防水涂層性能優(yōu)良，不過涂層加工時(shí)使用的有機(jī)溶劑會對環(huán)境和人體產(chǎn)生危害。這些溶劑型涂層整理劑雖然工藝性能比較好，但有機(jī)溶劑的用量大，它們既是些危險(xiǎn)物質(zhì)，其中不少是揮發(fā)性有機(jī)化合物，而且有毒，危害人體健康和周圍環(huán)境，存左著嚴(yán)重的生態(tài)問題，因此使用者想方設(shè)法來減少或消除有機(jī)溶劑，例如:

    Ⅰ. 物理處理法,如采用煙道氣的噴淋吸收法、單一溶劑法、焚燒法等,但效果都不理想. 

    Ⅱ. 開發(fā)水性涂層膠,由于它具有無毒、不燃、加工過程安全等特點(diǎn),已被越來越多的涂層廠家所接受,特別是近年來隨著丁酮、甲苯等有機(jī)溶劑價(jià)格的飛速上揚(yáng),水性涂層膠的價(jià)格優(yōu)勢日趨明顯,其應(yīng)用范圍從最初的純棉織物的涂層整理不斷擴(kuò)大到化纖面料的涂層整理,用量也不斷增加,但它與溶劑型涂層膠相比,在成膜性、成膜速度、成膜后膜的機(jī)械強(qiáng)度與各種纖維的附著力、耐磨性、耐水洗性、耐溶性及表面光澤等物理性能方面要遜色,因此,開發(fā)高性能的水性涂層膠是很迫切的市場要求,還需要努力^[2]。

    Ⅲ. 開發(fā)100%含固量的涂層劑即不用有機(jī)溶劑或分散媒介(即水)的涂層劑,它們是用預(yù)聚體或單體代替有機(jī)溶劑作為稀釋劑,有時(shí)再混以具有一定分子量齊聚物,使整個(gè)涂層材料具有必要的流動性,然后直接涂于織物的表面經(jīng)加熱或輻射線的作用固化完成聚合反應(yīng)，這項(xiàng)開發(fā)工作雖然已持續(xù)了多年但仍未成功。最近發(fā)展很快的熔融體涂層才真正實(shí)現(xiàn)了無溶劑也不用水做分散劑媒介的目標(biāo),這種方法所用的原料主要是熱塑性聚氨酯粒料,然后根據(jù)需要采用下列三種方法之一進(jìn)行涂層:

    Ⅰ.擠出法即單螺桿擠出機(jī)后接槽口模,熱塑性粒料在擠出機(jī)中塑化熔融,然后通過槽口模形成流涎膜,用一對輥筒將膜壓在基布上。

    Ⅱ. 多輥復(fù)合法即在熔融槽中或用一對熔融輥將粒料熔融，由輥與輥之間的縫隙來控制膜的厚度,然后通過加壓輥、轉(zhuǎn)移輥、軋紋輥等和基布復(fù)合后冷卻與進(jìn)一步加工。這種設(shè)備由于價(jià)格低,是目前熔融體涂層設(shè)備的主流。

    Ⅲ. 圓網(wǎng)涂頭法即在圓網(wǎng)和刮刀之間安裝一根送料管,熔融體通過此管進(jìn)入圓網(wǎng),再依靠刮刀壓力將熔融體通過圓網(wǎng)粘在基布上,此法要求圓網(wǎng)與周邊區(qū)域都保持在一定的溫度之內(nèi),否則涂布操作很難穩(wěn)定地進(jìn)行。

    由于采用熔融體和層壓設(shè)備進(jìn)行涂層,不再使用有機(jī)溶液,對環(huán)境友好和在經(jīng)濟(jì)上、節(jié)能上、產(chǎn)品質(zhì)量上的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的,不過目前熔融體涂層設(shè)備的價(jià)格比較高、生產(chǎn)的品種也較少,不能期待它完全取代溶劑型涂層和水分散體涂層,是需要進(jìn)一步開發(fā)的涂層工藝新方向。另一種不用溶劑和不用水的涂層新工藝是氣一固相涂層法,特別是大氣壓下采用等離子體加工技術(shù)的氣一固相涂層法,它們既經(jīng)濟(jì)又無公害,使傳統(tǒng)整理加工時(shí)繁復(fù)的過程變得十分簡單,雖然它們適用于可汽化的涂層材料如金屬涂層劑和非金屬涂層劑,但對涂層加工時(shí)需用大量有機(jī)溶劑的涂層劑來說無疑是解決其生態(tài)問題的有效途徑之一^[3]。

    ②聚胺酯涂層劑的生態(tài)問題和解決方法

溶劑型的聚胺酯涂層劑由于在涂層加工時(shí)要用大量的有機(jī)溶劑,會產(chǎn)生與溶劑型聚丙烯酸酯涂層劑相似的生態(tài)問題,解決的方法也相似。另外對聚胺酯涂層劑來說由于結(jié)構(gòu)上的原因還有其特殊的生態(tài)問題。眾所周知, 聚胺酯涂層劑是一種高分子彈性體,使得涂層織物具有伸縮性大、手感好、強(qiáng)度高、耐溶劑、耐低溫,并能形成多孔性薄膜、防水透濕性好的特點(diǎn),因此它在涂層整理中的應(yīng)用逐年增長,然而由于該彈性體是由柔軟鏈段(軟段)和剛性鏈段(硬段)組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的嵌段聚合物而形成,軟段由聚醚型或聚酯型多元醇組成,硬段由二異氰酸酯組成,常用的二異氰酸酯2.4-和2.6-甲苯二異氰酸酯(TDI)、4.4′-二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、1.6-己烷基二異氰酸酯(HDI)、還有4.6.6-三甲基-2-環(huán)己烯酮二異氰酸酯(IPDI)、1.5萘二異氰酸酯(NDI)和4.4′-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H₁₂MDI)等，用得最多的是TDI和MDI，它們分別由2.4-二氨基甲苯和4.4′-二氨基二苯甲烷為原料通過光氣化反應(yīng)制成,不過轉(zhuǎn)化率不高,一般為70-80%,殘留在二異氰酸酯中的未反應(yīng)物如未除凈就會殘留在聚氨酯涂層劑中,帶來難以處理的生態(tài)問題，因此必須對于TDI和MDI進(jìn)行提純處理,另外尋找光氣化反應(yīng)的高效催化劑以提高氨基轉(zhuǎn)變?yōu)楫惽杷狨セ霓D(zhuǎn)化率也是一條重要的途徑^[4]。

莊杰化工——解決印染技術(shù)難題！

2015莊杰化工主打高濃、環(huán)保、節(jié)能減排系列產(chǎn)品。低溫精煉劑、環(huán)保皂洗粉、無泡皂洗粉、高溫勻染劑、親水硅油、翠蘭固色劑等等，功能性方面包括，環(huán)保低溫C6防水劑、無氟防水劑、高濃C8防水劑等。歡迎廣大印染同仁來電索要樣品和公司宣傳冊。

ZJ-560低溫C6防水劑樣品在線免費(fèi)領(lǐng)

請點(diǎn)擊鏈接，一步領(lǐng)取：https://www.jinshuju.net/f/EI9fBV

如需幫助：請致電莊杰7*24小時(shí)免費(fèi)熱線：400-888-6775