pu是什么面料成分(PU材质涂层的优缺点)

 2022-09-26 08:03:26    78  

帐篷、冲锋衣、背包最重要的功能之一是在雨天让你保持干爽,这一功能是通过使用防水织物来实现的。

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例如,在传统的双层帐篷中,外帐一般都有防水涂层,帐篷的地垫也是带有防水涂层的织物。

通常在高端帐篷中使用尼龙,在较便宜的帐篷中使用聚酯。

然而,单靠机织织物是不能够防水的,生产防水织物的最常见方法是在织物上涂上防水涂层,涂层是一种液体,该液体粘附在织物上,然后固化,使织物防水。

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织物在染色和整理后,织物涂层机将施加一层或多层涂层(有时在织物的每一面使用不同的涂层)。

不同的涂层具有不同的特性,使其成为特定应用的理想选择。

织物的重量和成分以及预期用途都是涂层选择的重要因素。

在本文中,我们将通过帐篷中最常见的防水涂料进行阐述与对比,包括:聚氨酯 (PU) 、聚醚聚氨酯 (PE)和有机硅, 以及它们的组合。

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一、防水性能的量化标准:

在探讨防水涂层之前,我们先来了解一下户外行业是如何量化防水性能的。

防水性通常使用静水压头(HH) 来测量。

形象化一点来说,想象有一个高大的管子,其底端有一块织物,管子里充满水,直到它浸透织物,水开始渗透织物时管中水的高度(以毫米为单位)称为静水压头等级。

这就是为什么防水的单位是毫米(mm),如果织物的静水压头等级为1000毫米或更多,则通常认为织物是防水的。

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二、防水涂层的其他属性:

防水涂层在特定的应用中,比如帐篷与冲锋衣选择涂层时,涂层还有几个必须考虑的属性:

1、防水性:

虽然PU、PE、硅胶三种主要涂层都是防水的,但有些材料不能达到非常高的静水压头等级,有些材料会吸收水分,或者在长时间暴露于潮湿空气时也会“湿透”。

2、耐久性:

涂层会通过增强或降低织物的弹性来影响织物的撕裂强度。

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3、寿命:

涂层的寿命是有限的,霉菌生长和水解(涂层分解)等因素比其他因素更容易影响某些涂层。

4、接受阻燃剂的能力:

在将涂层应用于织物之前,必须将阻燃化学品与涂层混合,阻燃化学品只能与PU和PE材料结合使用,不能与有机硅结合使用。

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三、聚氨酯 (PU):

聚氨酯是一类广泛的聚合物,包括三种常见织物涂层中的两种:聚酯聚氨酯 (PU) 和聚醚聚氨酯( PE / PeU )。

因为PU比PE更常见,当户外行业说“聚氨酯”时,他们一般是在谈论聚酯聚氨酯(PU)。

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1、PU涂层的优点:

PU 提供了均衡的属性平衡,这就是为什么它是迄今为止最受欢迎的帐篷面料防水涂层。

PU 可以达到高静水压头等级,可以接受符合CPAI-84 标准的阻燃剂,价格便宜,并且不会像PE涂层那样降低织物的撕裂强度。

对于会暴露在大量湿气中的帐篷,经常使用PU涂层,它们可以达到超过10000毫米的静水压头额定值,并且在各种条件下都能很好地工作。

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2、PU的缺点:

PU的第一个缺点是它会降低所用织物的撕裂强度,发生这种情况是因为涂层影响织物的滑动方式,压力更加集中,织物更容易撕裂。

长期防水性是PU涂料的另一个缺点,但PU涂层实际上是亲水的,如果他们长时间接触水,它们会慢慢吸收水,如果环境中有足够的水分,水最终会浸透PU涂层并穿过织物,导致涂层织物漏水。

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但是,水实际渗入帐篷而言,这很少成为问题,因为这个过程非常缓慢,如果你在特别潮湿的地区或帐篷下积水的地方长时间露营,可能会出现问题。

气味是PU涂层水解反应的副产物,涂层发生水解或水解的倾向被称为水解稳定性,在这里讨论的三种涂层(PU、PE 和有机硅)中,PU涂层的水解稳定性最差。

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随着时间的推移,PU涂层会与空气中的水分发生反应(该过程会因热量而加速)并分裂聚酯聚氨酯分子,该反应的产物有异味,我们许多人也体验过从旧帐篷中散发出的恶臭异味。

因此,将帐篷存放在阴凉、干燥、黑暗的地方可以尽可能地延缓水解反应,但这个反应是迟早会发生的,臭味是不可避免的。

带有PU涂层的织物基本上都具有保质期,这可能需要十年或更长时间,但即使你非常小心地对待它,它最终也会水解。

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3、SIL/PU涂层:

PU涂层通常与有机硅涂层一起应用于帐篷中,这种组合通常被称为sil/PU,这类织物的一侧(通常是内侧)涂有PU,另一侧涂有硅胶。

这种组合兼具了有机硅的一些优点(更疏水、更好的长期防水性等),然而,这也有一些缺点。

首先,sil/PU织物的撕裂强度仍然低于涂层前织物的撕裂强度,这主要因为有PU。

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此外,由于两种涂层不是同时附着上的,因此,在织物的每一侧实现理想的厚度是一个棘手的问题。

不能让有机硅完全渗透到织物中,如果浸入太深,可能会导致PU涂层附着力降低,因为几乎没有东西能附着在硅胶上(这就是为什么硅胶是许多工业润滑剂的首选材料),如果将PU涂层附着于有机硅饱和的织物,它可能会过早剥落,从而导致防水性受损。

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四、聚醚聚氨酯(PE):

聚醚聚氨酯(PE)是用于户外应用的聚氨酯系列中的另一个成员,它远不如PU常见,是因为它更贵一些。

PE与PU具有相似的特性,但防水性、耐用性和寿命都优于PU材料,一般来说,PE用于更恶劣环境下的大帐篷。

PE也是探险帐篷中相当受欢迎的地垫面料选择,在这种情况下,重量不太重要,长期耐用性至关重要。

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PE涂层同样会损降低物的撕裂强度,但是,它不像PU涂料那样吸水,它具有疏水性,即使与水长时间接触,它也不会被浸湿。

就耐用性而言,PE涂层织物具有极强的防霉性能,因为涂层使织物内部保持干燥,所以没有水分来支持霉菌生长。

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与PU涂料相比,PE涂层的另一大优势是其出色的水解稳定性,它们更不易被水解。

如果你担心长期耐用性,或者你主要将在炎热潮湿的地方使用帐篷,请考虑使用PE涂层织物的帐篷,虽然PE材料并不是那么容易选择,因为它们还没有被行业完全接受,但是,预计PE涂层的产品会变得越来越流行。

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五、硅酮(有机硅):

有机硅是在当下有着广泛应用的一类化合物,它有不粘、化学惰性、疏水等化学特性,这使其成为防水帐篷织物的优良材料。

为了将纯有机硅涂层与sil/PU涂层区分开来,它们通常被称为sil/sil织物,这表明在织物的两面都涂有有机硅。

使用有机硅涂层的织物有特别多名称,如,silnylon(指已涂有有机硅的尼龙)和silpoly(指有机硅涂层聚酯)。

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与聚氨酯(PU和PE)不同,有机硅是一种无机聚合物,构成有机聚合物的分子具有碳主链,而有机硅则围绕高度稳定的Si-O键构建,这是有机硅化学惰性的基础。

有机硅不太容易与其他化合物发生反应(例如水解),这就是为什么可以制造出可安全用于烹饪工具或人体植入物等应用的硅胶。

可应用于织物的有机硅的量受织物厚度的限制,所以有机硅涂层的主要缺点是当你使用轻质织物时,很难得到高于1500毫米的静水压头等级。

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有机硅具有无与伦比的防霉性能,未见过有机硅涂层织物上霉菌生长的案例。

最重要的是有机硅涂层不会水解,这是一个最大的优点,只要你妥善存放帐篷,你的sil/sil织物将比所有其他涂层和混合涂层组合产品更耐用。

有机硅的另一个巨大好处是,与PU和PE不同,有机硅涂层实际上增加了它们所应用的织物的撕裂强度。

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事实上,有机硅已被证明是制造耐用、可靠防水的织物的最佳材料,与PU和PE涂层相比,有机硅涂层织物的使用寿命更长,并且具有更多的优势。

有机硅面料的平均成本明显高于sil/PU面料,具有sil/sil涂层的相同底布比具有sil/PU涂层的成本高出10-30%。

但是我们有理由相信有机硅涂层面料处于改变帐篷设计和建造方式的最前沿。

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