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无氟防水剂的发展现状(3)—新型无氟防水剂类型

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        进入21世纪,随着去PFCs的加速,各大公司围绕着新时代服装的需求(环保和性能),开发出了新一代无氟防水剂。主要有以下产品:
 一、石蜡类改性物
        无氟防水剂的重新兴起,让石蜡这个使用最传统的防水剂找到了新的用武之地。各大公司对传统石蜡进行改性和复配,提升其各方面性能,包括环保性、稳定性、防水性、加工性等,以适应新的无氟防水剂需求。
        新的石蜡改性物同样在纺织上很少单独使用,一般和丙烯酸或者三聚氰胺树脂进行复配,平衡其性能。如亨斯迈的PhobotexRSH,RHP,拓纳的BAYGARD 40178,主要成分为石蜡和三聚氰胺;还有上海佳和(CHT)的ECOPERL系列为石蜡和多聚物,拓纳(Tanatex)的BAYGARD WRS为聚乙烯蜡乳液。
二、改性有机硅类
       传统有机硅防水剂在20世纪50年代曾被使用,但后来被含氟防水占据主导,进而退出主力市场。无氟防水剂的重新兴起,同样让有机硅类防水剂被大家所瞩目。
        传统有机硅防水剂防水效果尚可,适用于手感要求柔软的棉织物;同时因为是双组分,使用比较麻烦,稳定性较差,容易破乳,不适用于化纤面料的高速防水加工。
        近年对有机硅进行改性的研究报告和专利较多,但真正用于无氟防水剂的新型改性有机硅商品化较少,可能在技术层面还没有大的突破。
        2021年浙江日华(NICCA)推出新型有机硅改性防水剂NEOSEED NR-8800,主要特点:具有优良的初期及耐久(晾干/烘干)防水性能;加工后布面手感柔软;处理后面料接缝滑移问题小;面料树脂痕/白印问题小。
三、改性丙烯酸类
       改性的长链丙烯酸树脂,因其优异的加工性能、耐洗性能,低廉的成本,目前成为无氟防水剂的主流。其缺点是:手感较硬,手抓痕较重。丙烯酸类一般会复配石蜡或者有机硅来改善手感。代表性产品如下:
     (1)浙江日华:NEOSEED NR-7080;
       (2)上海福可的X-2 Pro和X-301 Pro。它是使用新一代多联结构技术开发的丙烯酸无氟防水剂。原理如下图。

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       此类产品系列具有以下特点:可再生资源成分大于60%;低用量防水性能突出;广泛的面料通用性防水(尤其是高支高密);优异的动态防水效果;优异的加工持续性;滑移较小;手抓痕大幅改善;对织物色光影响小;成本优势。  

四、聚氨酯类
       聚氨酯类特点是:防水效果佳,面料通用性好,耐水洗性能佳,手抓痕尚可。目前在所有无氟防水剂里面是综合性能最好的,当然成本也比较高。代表性产品是科慕的Zelan R3,通过Huntsman来进行销售。其另一卖点是原料的63%源自可再生资源;其它如3M的3705,鲁道夫的RUCO-DRY ECO,国产如上海福可的X-9,都是聚氨酯类典型产品。特别是鲁道夫的RUCO-DRY ECO号称是树状大分子结构(Dendrimer),在欧系品牌拥有很高的知名度。
五、纳米SiO2改性
       纳米SiO2改性用作超疏水的研究很多,但在纺织上商品化较少。近期北京中纺创新研制了含有双键的阳离子改性纳米SiO2粒子;形成牢固的有机-无机微纳米结构;实现在各类常见织物上防水等级≥95分(4-5级)。解决了无氟防水剂成膜后与织物纤维附力差,多次洗涤后防水性能下降的技术瓶颈,实现了10次洗涤后防水等级4-5级的高效防水织物。
六、主要商品化无氟防水剂

       目前市场上主要的无氟防水剂都脱离不了以上的类型,或者是以上类型复配的产品。无氟防水剂相较含氟防水剂门槛较低,所以国产无氟防水剂目前也发展很快。但国外大公司在品牌运作方面有很大的优势,很多国外服装品牌都是指定使用其无氟防水剂。下表1,表2分别是无氟防水剂主要生产厂家(国外/国内)汇总。

表1  国外无氟防水剂主要生产厂家

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表2  国内无氟防水剂主要生产厂家

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七、无氟防水剂存在的的主要问题及原因

      目前的无氟防水剂概念炒作元素较多,性能和加工性存在着诸多的问题,如下表3所列。

表3  无氟防水剂目前加工的主要问题和原因分析

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