本实用新型涉及胶黏剂生产相关设备技术领域，具体为一种汽车用水性聚氨酯胶的生产系统。
背景技术：
在汽车内饰用水性聚氨酯粘合剂研制方面，美国、日本和欧洲仍走在前列。日本Sunstat、Sunnex公司最新研制的单组分和双组分水性聚氨酯胶粘剂已用于汽车内饰。日本三洋化学工业公司开发了用于汽车内饰的离子型水性聚氨酯粘合剂，具有良好的粘接性和贮存稳定性，特别适合于PVC基材的粘接。美国Erode-Tanner公司开发了EV()-Tech385系列水性聚氨酯胶粘剂，所粘接的硬质基材为ABS、聚丙烯纤维板等，粘接的软质基材包括织物、乙烯基塑料等，具有耐高温、耐水、粘接强度高等性能，用于汽车的仪表板、前车门、后车门和杂物箱等部位。汽车顶蓬胶粘剂用于将软质顶棚材料粘贴到车身顶盖上，增添车内美观。此外，汽车防声、阻尼涂料也已水性化并实际应用。
聚氨酯即聚氨基甲酸酯(PU)，是指分子主链上含有重复氨基甲酸酯链节(-NHCOO)的高分子聚合物总称。水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液3种，是以水为介质的二元胶体体系。它首先由西德人P.Schlack在1943年首次成功地合成，1967年PU乳液首次实现工业化并在美国市场问世，1972年Bayer公司率先将PU水乳液作为皮革涂饰剂，水性PU开始成为重要的商品。从上面可以看出，它的历史并不长，正是由于它不仅具有溶剂型聚氨酯的耐低温、柔韧性好、粘接强度大的优良性能，而且具有不燃、气味小、不污染环境等溶剂型胶粘剂所不具备的优点，因此倍受国内外研究人员的重视，发展十分迅速。水性聚氨酯在国外已有相当的发展，在很多领域都有所应用；但在国内，由于生产水性聚氨酯的原料大都需要从国外进口，所以价格昂贵，从而限制了其研究和应用。随着原料的国产化以及生产规模的扩大，原料的价格逐渐降低，这就使得水性聚氨酯的研究和应用成为可能。
聚氨酯水性系统就是在聚氨酯主链或侧链上引入带电荷的离子基团或亲水的非离子链段，制成带电荷的离聚体或亲水链段，它们能在水中乳化或自发地分散在水中形成水性聚氨酯。由于分子链中库仑力和氢键的作用，该水性聚氨酯在粘接性能、机械性能等诸多方面优于溶剂型聚氨酯。其中，阴离子型水性聚氨酯应用较为广泛，它是在聚氨酯链上引入阴离子基团，使其具有足够的亲水性而分散在水中形成稳定的乳液。常用的阴离子基团主要是羧酸盐型和磺酸盐型两大类。常用的含羧基物质主要有二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、酒石酸、含羧基半酯二元醇、N，N-二羟基单马来酰胺酸以及氨基酸如H2N(CH2)4CH(COOH)NH2、二氨基苯甲酸等，前两种尤其常见；常用的含磺酸基团物质有乙二胺基乙磺酸钠、2一磺酸钠一1，4一丁二醇、1，3-二羧基-苯磺酸钠，以及合成的长链磺酸钠如等。
水性聚氨酯胶与溶剂聚氨酯胶比较，水性聚氨酯胶没有溶剂臭味，无毒、无污染、操作方便，残胶易清理，贮运安全方便。但是水性胶需较长的干燥时间和较高的干燥温度，干燥工艺条件要求严格，以保证水分的挥发彻底，水性胶对基材润湿能力差，胶粘剂水中溶性高分子增稠剂会降低耐水性，此外，目前尚未开发出配套使用的水性表面处理剂(处于实验室研阶段)仍需使用溶剂型表面处理剂，因此，即使使用水性胶目前仍不能做到根除有机溶剂。但是随着人类环保意识的日益增强，相关法律法规日趋严厉，推广应用环境友好水性聚氨酯胶这是必然的趋势。
针对国内外现状和自身优势，在聚氨酯分子结构设计上通过控制NCO/OH摩尔比、扩链剂种类及用量来控制聚氨酯的软硬段比及其分子量；采用复合水性单体体系，分别在预聚体合成的聚合阶段和扩链阶段加入，从而使离子基团在大分子中的分布更均匀，有利于预聚体的分散和提高贮存稳定性；采用特殊的复合剪切乳化分散工艺；并提高固含量用于低粘度的丙烯酸酯乳液进行复合改性；采用新的超滤膜分离技术用于水性聚氨酯分散体的浓缩，得到固含量大于百分之五十，高性能水性聚氨酯胶粘剂的改性产品，以提升产品质量，降低生产成本。这些实验在小试过程中均得到验证，产品质量达到预期目标。但是放大的工业化的生产系统尚需要建立。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种汽车用水性聚氨酯胶的生产系统，该生产系统充分考虑到预聚、扩链、中和稀释以及浓缩过程中的特殊需求，生产出的产品固含量高、粘度符合标准、粘性维持时间优于国标、剥离强度优，并且通过该系统生产出来的产品存储稳定性大于6个月，优于国标，整体产品质量稳定，等同小试产品性能。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种汽车用水性聚氨酯胶的生产系统，包括预聚釜，还包括第一扩链釜、中和釜、第二扩链釜，所述的第一扩链釜的入口与预聚釜的出口相连，所述的第二扩链釜的出口连接有超滤过滤浓缩器；
所述的预聚釜内设有第一搅拌器，所述的第一扩链釜内设有第二搅拌器，所述的中和釜内设有第三搅拌器，所述的第二扩链釜内设有第四搅拌器；
所述的第一搅拌器的搅拌桨为三叶后掠式搅拌桨，所述的预聚釜的内壁设有与搅拌桨配合的挡板，所述的挡板的倾斜方向与第一搅拌器旋转方向相反；
所述的第二搅拌器的搅拌桨和第四搅拌器的搅拌桨均为锚框式搅拌桨；
所述的第三搅拌器的搅拌桨为三叶推进式搅拌桨。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的预聚釜上设有用于滴入聚醚型多元醇的第一滴定罐和用于滴入聚酯型多元醇的第二滴定罐。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的第一扩链釜上设有用于滴入二羟甲基丙酸的第三滴定罐。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的中和釜内设有多个感温探头，所述的中和釜设置在第一扩链釜的下方，所述的中和釜和第一扩链釜之间的连接管道上设有与所述的感温探头联动的第一控制阀，所述的中和釜上设有溶剂加注管和碱液滴定罐，所述的溶剂加注管上设有第二控制阀，所述的碱液滴定罐上设有第三控制阀，所述的第二控制阀和第三控制阀与第一控制阀联动。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的第二扩链釜上设有用于加入乙二胺的第四滴定罐和用于加入三乙胺的第五滴定罐。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的超滤过滤浓缩器包括卧式过滤器本体，所述的卧式过滤器本体内设有超滤膜滤芯，所述的超滤膜滤芯的两端设有第一封头和第二封头，所述的第一封头上设有进料口，所述的第二封头上设有出料口，所述的卧式过滤器本体上设有排液口，所述的进料口和第二扩链釜的出口之间设有加压泵，所述的出料口上设有出料阀。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的排液口上还连接有反洗泵。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的加压泵的出口处设有逆止阀。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的出料口和加压泵的入口之间设有回流管，所述的回流管上设有截止阀。
在上述的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统中，所述的预聚釜的底部设有至少一个用于超声辅助乳化的超声发生器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该生产系统充分考虑到预聚、扩链、中和稀释以及浓缩过程中的特殊需求，针对不同的反应阶段，采用不同的搅拌装置，并结合超滤过滤浓缩器，生产出的产品固含量高、粘度符合标准、粘性维持时间优于国标、剥离强度优，并且通过该系统生产出来的产品存储稳定性大于6个月，优于国标，整体产品质量稳定，等同小试产品性能。
附图说明
图1为本实用新型的实施例的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例的超滤过滤浓缩器的结构示意图；
图3为本实用新型的实施例的预聚釜横向剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种汽车用水性聚氨酯胶的生产系统，包括预聚釜1，还包括第一扩链釜2、中和釜3、第二扩链釜4，所述的第一扩链釜2的入口与预聚釜1的出口相连，所述的第二扩链釜4的出口连接有超滤过滤浓缩器5；
所述的预聚釜1内设有第一搅拌器11，所述的第一扩链釜2内设有第二搅拌器21，所述的中和釜3内设有第三搅拌器31，所述的第二扩链釜4内设有第四搅拌器41；
所述的第一搅拌器11的搅拌桨为三叶后掠式搅拌桨，所述的预聚釜1的内壁设有与搅拌桨配合的6块挡板13，所述的挡板13的倾斜方向与第一搅拌器11旋转方向相反；挡板13一般与其所处的预聚釜径线的夹角20-30°。
所述的第二搅拌器21的搅拌桨和第四搅拌器41的搅拌桨均为锚框式搅拌桨；
所述的第三搅拌器31的搅拌桨为三叶推进式搅拌桨。
生产过程中，去离子水、二异氰酸酯和至少30％的聚醚型多元醇、聚酯型多元醇预先加入到预聚釜1中，然后滴加聚醚型多元醇和聚酯型多元醇，通过三叶后掠式搅拌桨和挡板13配合，提高乳化剪切力，实现快速、持续性的乳化，反应速度快，聚合物分子量分布均匀；然后依次进入到第一扩链釜2、中和釜3、第二扩链釜4进行一次扩链、中和稀释、二次扩链，扩链反应过程中乳化体系稳定，仅需要通过锚框式搅拌桨进行搅拌分散即可达到充分的混合效果，而稀释中和过程由于涉及放热反应，因此快速的混合加速热量传导是非常重要的，所以采用三叶推进式搅拌桨。
在本实施例中，所述的预聚釜1上设有用于滴入聚醚型多元醇的第一滴定罐12和用于滴入聚酯型多元醇的第二滴定罐14，所述的第一扩链釜2上设有用于滴入二羟甲基丙酸的第三滴定罐22，所述的第二扩链釜4上设有用于加入乙二胺的第四滴定罐42和用于加入三乙胺的第五滴定罐43；所述的中和釜3内设有多个感温探头32，所述的中和釜3设置在第一扩链釜2的下方，所述的中和釜3和第一扩链釜2之间的连接管道上设有与所述的感温探头32联动的第一控制阀33，所述的中和釜3上设有溶剂加注管34和碱液滴定罐35，溶剂加注管34用于加注溶剂-去离子水；所述的溶剂加注管34上设有第二控制阀36，所述的碱液滴定罐35上设有第三控制阀37，所述的第二控制阀36和第三控制阀37与第一控制阀33联动。
相比于传统反应的一次性加入方式，本方案在预聚、扩链、中和过程中均采用滴加的方式，其反应更为稳定均匀。本实施例的中和釜3考虑到中和过程中容易出现温度的波动，因此通过PLC控制器进行进行控制，通过感温探头32的数据来控制第一控制阀33开度实现进料的控制，第二控制阀36和第三控制阀37根据第一控制阀33的开度来进行开度控制，防止过度中和和过度稀释。
作为公知的，预聚釜1、第一扩链釜2、中和釜3、第二扩链釜4都应当设置温度控制夹套，一般来说通过盘管来进行温度控制，温度控制流体一般可以采用油或水。
在本实施例中，所述的超滤过滤浓缩器5包括卧式过滤器本体51，所述的卧式过滤器本体51内设有超滤膜滤芯52，所述的超滤膜滤芯52的两端设有第一封头53和第二封头54，所述的第一封头53上设有进料口，所述的第二封头54上设有出料口，所述的卧式过滤器本体51上设有排液口55，所述的进料口和第二扩链釜4的出口之间设有加压泵56，所述的出料口上设有出料阀57，所述的排液口55上还连接有反洗泵58，所述的加压泵56的出口处设有逆止阀59，所述的出料口和加压泵56的入口之间设有回流管50，所述的回流管50上设有截止阀501。
本实施例的超滤过滤浓缩器5其目的在于，处理量大，结构简单，故障率低。并且本实施例设置了反洗泵58、回流管50来实现超滤过滤浓缩器5的停工清洗的苛刻要求，具体来说，反洗泵58通过去离子水进行反洗，而回流管50上一般设置一个进水管，通过加压泵56实现正向清洗，通过交替的反洗和正向清洗提高清洗效果。
作为小试实验中并不存在的附加装置，在运行过程中发现，所述的预聚釜1的底部设有一个用于超声辅助乳化的超声发生器15时，乳化效果更好。
本实施例的超滤过滤浓缩器其目的在于，处理量大，结构简单，故障率低。并且本实施例设置了反洗泵58、回流管50来实现超滤过滤浓缩器的停工清洗的苛刻要求，具体来说，反洗泵58通过去离子水进行反洗，而回流管50上一般设置一个进水管，通过加压泵56实现正向清洗，通过交替的反洗和正向清洗提高清洗效果。
作为小试实验中并不存在的附加装置，在运行过程中发现，所述的预聚釜的底部设有一个用于超声辅助乳化的超声发生器时，乳化效果更好。
通过上述的生产系统，产品质量如下：外观：乳白色粘稠液体固含量：≥48％(GB/T 2793)；粘度(MPa·s)：≥2000(GB/T 2794)；粘性维持时间(s):≥160(按照国标测试)；剥离强度(KN/m)：≥0.7(参照DIN53273&53578)；黄变性：不变黄(按照国标测试)；存贮期：≥6个月(按照国标测试)。
可以认为，本实施例的汽车用水性聚氨酯胶的生产系统基本实现了小试实验的放大。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。