纺织品防水剂的历史

纺织品防水剂的历史

19世纪初出现了用铝皂和石蜡乳液的防水整理，这种防水剂防水性较好，但缺点是不耐洗涤。20世纪30年代出现了长碳链防水剂，这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，织物具有良好的防水效果，但非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艾略特等人将织物纤维浸泡在碱性水溶液中，加热后与甲基硅醇钠反应，所得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）结合在一起，处理后的织物不仅具有非常好的防水效果，而且手感也变得柔软。
1951年，杜邦公司开始从3M公司购买PFOA，用于生产“特氟龙”。C8防水剂不仅防水，还能防油，且不影响纺织品的风格，开始成为防水剂的主流。后来，美国、日本等国对含氟防水剂的研究和应用也得到了进一步发展。
20世纪40年代，杜邦公司提出了一种复合防水剂，但这类防水剂颜色呈绿色，限制了它的使用范围。20世纪40年代末，出现了有机硅防水剂。这类防水剂特别适用于各种合成纤维和羊毛织物，也可用于纤维素纤维织物。

禁止使用C8防水剂

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

表 1 防水剂的合成工艺 家

不管电解法还是调聚法，C8防水剂添加到织物中后都不可能使PFOA和PFOS含量低于1.0μg/m2，这就决定了C8防水剂必须淘汰。2006年12月17日，欧洲议会和部长理事会联合发布了《限制全氟辛烷磺酸销售和使用指令》（2006/122/EC）。2006年，美国环境保护署（EPA）向杜邦等8家化学公司发出最后通牒，勒令停止使用制造特氟龙所需的核心成分全氟辛酸酯（PFOA）。与杜邦公司一起收到EPA命令的还有杜邦陶瓷公司、弹性体公司、日本旭硝子株式会社、瑞士汽巴精化公司和德国科莱恩公司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。然而，C6防水剂的碳链越短，其防水防油效果越差，要达到C8防水剂的效果，需要增加用量和成本。目前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，也不含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，它们存在两个缺点：一是不防油；二是涂层牢度差，纤维易滑落。

防水剂的市场需求

碳六防水防污剂可赋予天然纤维、合成纤维及混纺织物优异的防水、防油、防污性能，尤其适用于涤纶及混纺织物的疏水、拒油、防污处理；耐水洗可达50次以上，且不会影响织物的风格和加工手感柔软。完全满足特种工业服装、帐篷、箱包等有耐水洗要求的特殊防水领域的使用需求；出口欧美的面料符合相关标准，不含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、保暖等特性的冲锋衣，快速吸收和排湿的速干衣，以及抗菌防臭袜子等等。

为什么需要防水防污？

涤纶等合成纤维制成的纺织品疏水性强，易带静电。在日常使用过程中，纺织品容易积聚污垢，油性污垢也会牢牢附着在纺织品上，难以清除和清洁。因此，纺织品具有持久的防水性能和防静电性能，在日常生活和一些特殊行业中至关重要。

防水剂的防水原理

目前纺织品防水市场主流的是碳八、碳六氟碳产品。该类防水剂的防水性能主要取决于其碳链的长度（也就是氟含量），碳链中嵌入的氟元素越多，碳链就越长。碳链越长，分子间的稳定性就越强。稳定性越强，抵抗外界水、油污的能力也就越高。
随着生活方式的改变、消费者意识的提升以及高端需求的提升，防水纺织品的需求日益增长，特别是在工作服领域，防水功能变得越来越重要。
市面上广泛使用的防水剂有氟碳防水剂和无氟防水剂。虽然氟碳防水剂中含有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产品。因此，目前氟碳防水整理剂仍然是纺织品防水行业的“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，但不具备防油防污的效果。有消息称，2020年含氟碳的纺织品将被限制出口到欧盟等国家。那么，无氟防水剂的生产和研发将会受到越来越多的关注。随着研发技术的提升，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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