无缝防水

通常来说，一顶帐篷最薄弱的地方就是外接缝处，因为水可以从这里渗入帐篷内部。户外装备生产商沃德（VAUDE）的一项新型粘接工艺基于瓦克固体硅橡胶而开发，不需要使用针线。采用该工艺制成的帐篷，即便是在倾盆大雨中也不会漏水。

2018年10月1日 Read time: MinutesMinute

无缝防水

无论是徒步旅行、骑车出游还是带着孩子去野外露营，在户外过夜都离不开一件关键装备：防水帐篷。即便只是轻微漏水，也很快就会把帐篷内部变得湿漉漉的。容易漏水的地方通常不是帐篷的面料层，而是接缝处。

帐篷生产商通常采用针线对预剪裁面料进行缝合，但是，这样水就会通过针穿过面料所形成的明包缝渗入帐篷内部。因此，需要对这些接缝进行密封处理。生产商通常在帐篷内面的接缝上贴上密封胶带。

不过，这对于顶级帐篷来说并非易事，因为这些帐篷通常采用经有机硅处理的聚酰胺面料，对接缝进行密封需要花费大量精力。

总部位于德国南部特南（Tettnang）的户外装备生产商沃德近期推出了一款采用经有机硅处理的聚酰胺所制成的徒步露营帐篷，该款帐篷采用胶粘剂粘接工艺，因此没有明包缝。

采用经有机硅处理的聚酰胺制成的帐篷膜材可使用有机硅胶带粘接。有了这项工艺，沃德再也无需使用存在诸多问题的双线连锁缝纫法。

无需进行密封处理。沃德用硅胶带将经有机硅处理的面料粘接在一起。粘接处不仅具有完美的防水性能和极高的抗撕裂性，而且还可以进行修补。

硅胶带由位于巴伐利亚伊尔姆河畔普法芬霍芬（Pfaffenhofen）的有机硅加工商VVB-Birzer Flächenschutz公司生产,其基础材料为瓦克的ELASTOSIL^{^®} R plus 4001/40固体硅橡胶。

露营帐篷由外帐、内帐和撑杆支架构成。“双帐结构的耐候性和舒适性比单帐更好。”沃德材料与生产技术创新经理、纺织品工程师René Bethmann表示。

使用寿命更长

作为一家户外装备生产商，沃德与大多数帐篷生产商一样，在生产高级帐篷时通常采用双面带有机硅涂层的聚酰胺面料。Bethmann解释说，这是因为此类面料具有极高的机械强度：“聚酰胺面料拥有出色的抗撕裂性能，而有机硅涂层则可进一步强化该性能。此外，有机硅涂层还能增强面料的抗紫外线性，从而延长其使用寿命。”

“聚酰胺面料拥有出色的抗撕裂性能，而有机硅涂层则可进一步强化该性能。此外，有机硅涂层还能增强面料的抗紫外线性，从而延长其使用寿命。”

René Bethmann，沃德材料与生产技术部门创新经理

因此，帐篷生产商可以采用经有机硅处理的聚酰胺超薄面料，打造极轻的帐篷。这一点对于徒步露营帐篷来说至关重要，因为轻量正是此类帐篷的关键特性。不过，对接缝进行密封就比较复杂了。如果采用带聚氨酯涂层的平价面料，帐篷生产商可以采用传统的聚氨酯接缝密封胶带进行密封。但是，如果采用聚酰胺面料，帐篷必须用到液体硅橡胶 —— 而没有一种密封胶带可以与有机硅表面粘合。

液体硅橡胶的涂覆工艺非常复杂，并且依然与传统工艺一样，需要缝合接缝并在面料上穿孔。此外，接缝处的拉伸强度也有一定的限制。因此，沃德开始寻找无需对接缝进行额外密封的技术，并最终找到了瓦克。随后，瓦克的技术服务团队联系了VVB-Birzer。

无需缝合接缝

在与这个家族企业的Christian Birzer多次交流之后，沃德的产品开发人员决定借助合适的硅胶带将经有机硅处理的面料层粘接在一起，而不是传统的缝纫方法。他们相信，如果能够成功进行完全防水的抗撕裂粘接，他们就可以不再使用缝合工艺了。

于是，三家公司启动了一个合作开发项目。VVB-Birzer按照沃德的要求为其定制了硅胶带，最关键的地方在于该胶带能够粘接带有机硅涂层的聚酰胺面料裁边，而瓦克则负责为胶粘剂层精选最合适的有机硅产品。沃德对胶带在实际生产中的适用性进行了测试，并开发了被其称为“有机硅粘接”的技术。

作为开发项目中瓦克的技术服务团队代表，Christian Anger博士在研究中发现，机械性能出众的单组分固体硅橡胶ELASTOSIL^{^®} R plus 4001/50可用作上述应用的理想材料。

“这是一种加成固化固体硅橡胶，可通过化学反应与有机硅表面粘接，并且固化后具有极高的粘合力。因此，它非常适合用于粘接带有机硅涂层的面料。”Christian Anger 博士解释道。

传统的双线连锁缝纫法：

两层面料的接缝处存在多孔，从而影响面料的防水性和稳定性。此类接缝必须从内面密封。

“如果有人尝试将粘接好的面料撕开，最终很有可能面料被撕裂了，而接缝却完好无损。”

在高温和加压条件下，ELASTOSIL^{^®} R plus 4001/40可以快速硫化，形成有机硅弹性体（请见文字框）。此外，与其它许多由经过氧化物固化的固体硅橡胶形成的有机硅弹性体所不同的是，由ELASTOSIL^{^®} R plus 4001/40形成的弹性体不仅安全、无味，而且机械性能出色，无需在200°C下进行长达数小时的二次硫化 —— 这正是ELASTOSIL^{^®} R plus 4001/40最终被选中的原因。 Anger强调道：“聚酰胺面料不可能在经过二次硫化（也就是专家们所谓的数个小时的热处理）之后依然完好无损。”

在此次开发项目中，VVB-Birzer负责将瓦克提供的未硫化的固体硅橡胶立方体块变成胶带，这些胶带不仅易于粘贴，而且可实现拉伸剪切强度良好的粘接。

VVB-Birzer以卷料的形式提供上述胶带。卷料胶带直径约为20厘米,由两层构成 —— 连续、带状的粘性有机硅层和塑料载体薄膜。塑料薄膜可防止有机硅层粘在一起，并且使胶带更易贴在面料上；贴合时，薄膜将被剥离并丢掉。

有机硅粘接：

在固化过程中，由加成固化固体硅橡胶制成的胶带通过化学反应粘接在带有机硅涂层的聚酰胺面料上。这种接缝的抗撕裂强度是传统明包缝的两倍。

沃德又另外联系了一家定制生产商，让他们负责剪裁和粘接面料，以及粘贴有机硅胶带。“以前，经有机硅处理的聚酰胺面料一直都必须用硅胶带手动粘接。不过，我们前不久刚刚成功开发了一套半自动化粘接流程。”Bethmann说道。

这套非连续式流程包括两道独立的工序。第一步沿着下层面料的裁边（即两块面料要粘接的部位）分段粘贴有机硅胶带。接着，将载体薄膜一点点剥离，同时将第二块面料置于胶带上并按压 —— 这一步也要沿着下层面料的裁边渐进完成。这家定制生产商要按照上述方法将用于制作帐篷的所有面料都粘接在一起。不过，此时形成的粘接依然是暂时性的，因为胶带中的有机硅还需进行硫化。

有机硅涂层可进一步提高聚酰胺面料的抗撕裂强度。

“这是一种加成固化固体硅橡胶，可通过化学反应与有机硅表面粘接，并且固化后具有极高的粘合力。因此，它非常适合用于粘接带有机硅涂层的面料。”

Christian Anger博士，瓦克有机硅硅橡胶解决方案技术营销负责人

有机硅弹性体

有机硅弹性体是一种由聚有机硅氧烷组成的固体橡胶弹性材料，可通过硅橡胶混合物固化（硫化）工艺制得。其中，由有机硅大分子构成的聚合物链形成三维网状结构。有机硅弹性体具有极强的耐热性、低温柔性、化学惰性和生物相容性，这些特性使其成为众多工业应用中不可或缺的材料。

有机硅弹性体表面具有强大的憎水性，水滴会成珠滚落。此外，由于不吸水，它们还是非常出色的电绝缘材料。其典型特征是具有高耐受性，可抵御各种物理和化学因素的影响 —— 正因如此，它们不像有机橡胶那样会快速老
化。因此，有机硅弹性体的化学、物理和技术特性能够在-45°C到200°C的温度范围内保持恒定；而且它们还能持久承受机械应力，并可持续暴露在氧气、臭氧和紫外线辐射下。

有机硅弹性体可以吸收能量极高的短波紫外线辐射。它们可以用于涂料中，以保护对紫外线敏感的基材，如在应用中需不断暴露于直射太阳光的织物。

热压硫化

通过加压可以将面料牢牢地粘接在一起，从而将暂时性的粘接变成牢固的热压粘接。这也就是第二步：热定形。硅胶带通过硫化工艺与面料的有机硅表面牢牢粘接在一起，几乎无法分离。只有经过上述工序，胶带的粘接才会真正牢固。

实验室测试、风洞试验和户外试验均证明，由此形成的粘接极为持久：采用有机硅粘接技术生产的帐篷不仅极其牢固，而且使用寿命也很长 —— 这都要归功于有机硅的典型特性和高粘结强度。这种粘合工艺可以实现多层面料之间的接缝完全防水，永久防止雨水从接缝处渗入帐篷，而且接缝也无需再进行缝合。这种粘接的抗撕裂强度是传统明包缝的两倍，并且相对更易修补。万一事与愿违，接缝并没有那么耐久，而是在几年之内就开口了，那么帐篷生产商也可以将开口的面料重新粘接在一起。

凭借其有机硅粘接工艺，沃德开拓了户外装备行业的全新领域。“在粘接带有机硅涂层的面料方面，以前我们尝试过很多次，但全部都以失败告终。”Bethmann解释道，“所以刚开始启动这个开发项目时，我们的期望也不是很高。但最后的结果却让我们大为惊喜。”这一巨大的成功离不开三家公司的紧密合作。Bethmann强调道：“每当我们在用有机硅胶条进行粘接方面有任何疑惑或问题时，VVB-Birzer都能为我们提供建设性的建议或解决方案，而瓦克的技术服务团队也总是积极贡献他们的专业知识。”