纺织防水剂的历史

纺织防水剂的历史

19世纪初，出现了使用铝皂和石蜡乳液的防水整理。这种防水剂具有良好的拒水性，但缺点是不耐洗涤。20世纪30年代，出现了长碳链防水剂。该类防水剂能与纤维素大分子反应生成纤维素醚，具有良好且持久的防水性能。
1940年，美国Patnode公司发布专利，指出用二甲基二氯硅烷处理织物纤维后，织物将具有良好的防水效果。但无氟防水剂在防水过程中会释放出HCl气体，对人体健康有害。
1945年，美国通用电气公司的埃利奥特等人将织物纤维浸泡在碱性水溶液中，并用甲基硅烷醇钠加热。成品织物具有良好的防水效果。
1947年，3M公司发明了PFOA（全氟辛酸，分子式：C8HO2F15）。
20世纪50年代初，美国道康宁公司将氢化聚硅氧烷与聚二甲基硅氧烷（PDMS）结合起来。经过处理的织物不仅具有非常好的防水效果，而且触感也变得柔软。
1951年，杜邦公司开始向3M公司采购PFOA，生产“特氟龙”。C8防水剂不仅防水，而且防油，不影响纺织品的风格，已开始成为防水剂的主流。后来美国和日本对含氟防水剂的研究和应用得到了进一步发展。
20世纪40年代，杜邦公司提出了一种复合防水剂，但该类防水剂颜色为绿色，从而限制了其使用范围。20世纪40年代末，出现了有机硅防水剂。该类防水剂特别适用于各种合成纤维和毛织物，也可用于纤维素纤维织物。

禁止使用C8防水剂

C8防水剂的生产过程会产生两种副产物PFOA和PFOS，这两种化学物质的危害性已逐渐被证实。

表格1 防水剂的合成工艺 家

无论采用电解法还是调聚法，都不可能使C8防水剂添加到织物中后PFOA和PFOS含量低于1.0μg/m2，这决定了必须淘汰C8防水剂。2006年12月17日，欧洲议会和部长理事会联合发布了《限制销售和使用全氟辛烷磺酸指令》（2006/122/EC）。2006年，美国环境保护署（EPA）发出最后通牒，命令杜邦等8家化工公司停止使用制造聚四氟乙烯所需的核心成分全氟辛酸（PFOA）。与杜邦一起，杜邦陶瓷也收到了 EPA 的订单。日本弹性体公司、旭硝子株式会社、瑞士汽巴精化、德国科莱恩等一批知名行业巨头。

C6防水剂

C6防水剂主要成分为PFHS（甲基）丙烯酸全氟己基乙酯共聚物，不含PFOA和PFOS。是替代C8防水剂最理想的产品。但碳链越短，其防水防油效果就越低。要达到C8防水剂的效果，需要增加用量和成本。也有很多服装品牌不接受C6防水剂，只能使用无氟防水剂。

无氟防水剂

无氟防水剂可以完全不含PFOA和PFOS，不含PFCS（全氟烷基化合物），受到越来越多品牌的认可。但与含氟防水剂相比，它们有两个缺点：一是不防油；二是不防水。二是涂层牢度差，纤维易打滑。

防水剂的市场需求

碳六防水防污剂可赋予天然纤维、合成纤维及混纺纺织品优异的防水、防油、防污性能。还特别适用于涤纶及混纺织物的疏水、拒油、防污处理；耐洗可达50%。次数或次数以上，且不会影响织物的风格和加工手感柔软。完全满足特殊工业服装、帐篷、箱包等有耐洗要求的特殊防水领域的使用需求；出口欧美的面料均符合相关标准，如APEO、PFOA、PFOS等禁用物质。
目前，消费者对纺织品的性能要求越来越高，消费者越来越倾向于购买功能性纺织品，如具有优异防水效果的飞织运动鞋、具有防水、防寒、保暖等特性的夹克、快速-快速吸湿排汗的烘干衣物，以及抗菌防臭袜子等。

为什么我们需要防水、防污？

由聚酯等合成纤维制成的纺织品具有高度疏水性，并且容易带静电。它们在日常使用过程中很容易沉积污垢，而油性污垢也会牢固地粘附在纺织品上，从而难以去除和清洁污垢。因此，纺织品具有持久的防水性能和抗静电能力在日常生活和一些特殊行业中非常重要。

防水剂的拒水原理

目前纺织品防水市场主流是碳8、碳6氟碳产品。这类防水剂的防水性能主要取决于其碳链的长度（即氟化物含量）。嵌入碳链中的氟化物含量氟元素越多，碳链越长。碳链越长，分子间的稳定性越大。稳定性变强，抵抗外界水、油污的能力也随之增强。
由于生活方式的改变、消费者意识的增强和高端需求，防水纺织品的需求不断增长。尤其是在工作服领域，防水功能变得越来越重要。
市场上广泛使用的防水剂有氟碳防水剂和无氟防水剂。虽然氟碳防水剂含有PFOA、POFS等对环境和人体健康有害的成分，但目前还没有完全替代氟碳防水剂的方法。因此，目前氟碳防水整理剂仍是纺织防水行业的“主流力量”。无氟防水整理剂是目前氟碳防水整理剂的替代品。虽然安全环保，但不具备防油、防污作用。有消息称，2020年含氟纺织品将被限制出口欧盟等国家。届时，无氟防水剂的生产和研发将受到越来越多的关注。随着研发技术的提高，无氟防水剂可能会成为完全替代氟碳防水整理剂的产品。
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