[發明專利]一種制備水性聚氨酯分散體的連續生產系統、水性聚氨酯分散體的連續生產工藝和應用

有效

• 申請號: 201711466121.5
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108097194B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 趙偉國;孫永建
• 申請（專利權）人: 萬華化學（寧波）有限公司;萬華化學（廣東）有限公司;萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01F7/00;B01F5/06;B01F13/10;C08G18/08;C08G18/10;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/32;C08G18/34;C09D175/08;C09J175/08;C09D175/14
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

1.一種制備水性聚氨酯分散體的連續生產系統，其特征在于，包括：

多個管式反應器，用于將反應物料進行反應；多個所述管式反應器依次通過串聯相互連接；

所述多個管式反應器包括：第一管式反應器(VR1)、第二管式反應器(VR2)、第三管式反應器(VR3)、第四管式反應器(VR4)、第五管式反應器(VR5)、第六管式反應器(VR6)和第七管式反應器(VR7)；

所述第一管式反應器(VR1)為含有內擋片的球型管式反應器，其長徑比為10～500，其進口和出口的壓力降小于0.05Mpa；所述內擋片設置于靠近球型管式反應器進口的球徑1/4～1/2處；

所述第二管式反應器(VR2)為含有內擋片的球型管式反應器，其長徑比為10～500，其進口和出口的壓力降小于0.05Mpa；所述內擋片設置于靠近球型管式反應器進口的球徑1/4～1/2處。

2.根據權利要求1所述的連續生產系統，其特征在于，所述連續生產系統還包括：多個與每個管式反應器的進料口相連接的混合器，用于將反應原料混合均勻并連續注入管式反應器；

所述混合器為帶有攪拌的動態混合器或不帶攪拌的靜態混合器。

3.根據權利要求1或2所述的連續生產系統，其特征在于，所述第一管式反應器(VR1)中，所述內擋片上設有若干均勻分布的圓形孔，圓形孔面積之和占內擋片總面積的25～78％；

所述第二管式反應器(VR2)中，所述內擋片上設有若干均勻分布的圓形孔，圓形孔面積之和占內擋片總面積的37～83％；

所述第三管式反應器(VR3)的長徑比為10～200；

所述第四管式反應器(VR4)的長徑比為10～200；

所述第五管式反應器(VR5)的長徑比為50～500，且其設有超聲波乳化裝置；

所述第六管式反應器(VR6)的長徑比為10～200；

所述第七管式反應器(VR7)的長徑比為10～500。

4.一種水性聚氨酯分散體的連續生產工藝，其特征在于，采用如權利要求1-3中任一項所述的連續生產系統進行水性聚氨酯分散體的制備，所述連續生產工藝包括如下步驟：

(1)將多異氰酸酯與低聚物多元醇在第一管式反應器(VR1)中接觸進行第一步預聚合反應，得到預聚體I；其中，所述低聚物多元醇分別在第一管式反應器(VR1)的四個加料口分四部分同時加入第一管式反應器(VR1)中；

(2)將所述預聚體I與非離子親水化合物在第二管式反應器(VR2)中接觸進行反應，得到預聚體II；

(3)將所述預聚體II與溶劑和/或丙烯酸酯單體在第三管式反應器(VR3)中進行稀釋；

(4)將稀釋后的預聚體II與親水擴鏈劑、小分子二元胺在第四管式反應器(VR4)中進行擴鏈反應，得到水性聚氨酯離聚體；

(5)將所述水性聚氨酯離聚體與去離子水在第五管式反應器(VR5)中進行乳化分散，得到水性聚氨酯粗乳液；再經脫溶劑即得水性聚氨酯分散體；

或者，所述連續生產工藝包括如下步驟：

(1’)將多異氰酸酯與低聚物多元醇在第一管式反應器(VR1)中接觸進行第一步預聚合反應，得到預聚體I；其中，所述低聚物多元醇分別在第一管式反應器(VR1)的四個加料口分四部分同時加入第一管式反應器(VR1)中；

(2’)將所述預聚體I與親水擴鏈劑、小分子二元醇在第二管式反應器(VR2)中進行反應，得到預聚體II；

(3’)將所述預聚體II與溶劑和/或丙烯酸酯單體在第三管式反應器(VR3)中接觸進行稀釋；

(4’)將稀釋后的預聚體II與中和劑在第四管式反應器(VR4)中進行中和反應，得到水性聚氨酯離聚體；

(5’)將所述水性聚氨酯離聚體與去離子水在第五管式反應器(VR5)中接觸進行乳化分散，得到水性聚氨酯粗乳液；再經脫溶劑即得水性聚氨酯分散體。

5.根據權利要求4所述的連續生產工藝，其特征在于，步驟(1)或步驟(1’)中，所述低聚物多元醇分四部分同時加入所述第一管式反應器(VR1)包括：第一部分加入所述低聚物多元醇的質量占其總加入質量的10～25％，第二部分加入量占其總加入質量的15～35％，第三部分加入量占其總加入質量的15～35％，第四部分加入量占其總加入質量的30～50％。