一种制备水性聚氨酯分散体的连续生产系统、水性聚氨酯分散体的连续生产工艺和应用的制作方法

本发明属于水性聚氨酯分散体连续生产
技术领域：
，尤其涉及一种制备水性聚氨酯分散体的连续生产系统、水性聚氨酯分散体的连续生产工艺和应用。
背景技术：
：水性聚氨酯分散体以水取代有机溶剂作为分散介质，不含可挥发性的有机溶剂(VOC)，是一种无味、无毒的绿色环保有机高分子材料。在其使用过程中水挥发后形成聚氨酯薄膜，因而，水性聚氨酯分散体的成膜物具有和聚氨酯材料同等优异的物理化学性能。水性聚氨酯材料可以通过调整配方和化学改性方式得到不同软硬度、不同化学耐性的高性能材料，其广泛应用于木器涂料、纺织涂层、合成革、塑料涂层、金属涂层、个人护理、涂覆剂、粘合剂、密封剂、水性油墨等领域。目前，工业上水性聚氨酯分散体的生产工艺以间歇法为主。间歇法工艺是指一次投料后，预聚、分散、脱溶剂工艺按时间顺序在反应釜内逐步进行的工艺过程。但是，间歇法生产工艺在水性聚氨酯分散体的生产中存在显著的缺点，具体如下：(1)生产效率低，装置空置率高，生产成本高；(2)生产过度依赖人工，自动化程度低；(3)产品批次间质量波动大，次品率高。水性聚氨酯分散体的连续化生产工艺可有效克服间歇化生产带来的难题，专利文献CN102633971A公开了一种基于双螺杆反应器设计的水性聚氨酯分散体连续法生产工艺，采用120～200℃高温预聚，90～150℃高温分散的工艺；对水性聚氨酯体系而言，高温预聚会带来难以预测的副反应，大分子结构不可控，高温分散会导致乳液分散时粒径控制非常困难，因整个工艺温度较高，最终需要降温才能得到成品乳液，而且因其工艺能耗高而导致生产成本高。专利文献WO2017/009161A1公开了一种基于静态混合器的连续化分散装置，但是其中并没有提及预聚过程的连续化生产工艺。另外，简单的管式反应器对反应粘度较低的液相体系具备优势，但水性聚氨酯预聚体随反应进行，预聚体粘度从低粘逐渐增至高粘，如果没有安装合适的内构件，管式反应器在连续生产中的混合效果和反应速率受到影响，产品的分子量分布很宽，反应速率很慢，产品性能大幅下降。技术实现要素：本发明的目的在于，针对现有技术存在的问题，提供一种制备水性聚氨酯分散体的连续生产系统、水性聚氨酯分散体的连续生产工艺和应用，该连续生产工艺能够实现多个品种的水性聚氨酯分散体快速、高效的连续化生产，完全实现自动化，能耗低、生产成本低、产品质量稳定。为了实现上述目的，本发明提供一种制备水性聚氨酯分散体的连续生产系统，包括：多个管式反应器，用于将反应物料进行反应；多个所述管式反应器依次通过串联相互连接。根据本发明提供的连续生产系统，优选地，所述连续生产系统还包括：多个与每个管式反应器的进料口相连接的混合器，用于将反应原料混合均匀并连续注入管式反应器；所述混合器优选为带有搅拌的动态混合器或不带搅拌的静态混合器。根据本发明提供的连续生产系统，优选地，多个管式反应器包括第一管式反应器VR1、第二管式反应器VR2、第三管式反应器VR3、第四管式反应器VR4、第五管式反应器VR5、第六管式反应器VR6和第七管式反应器VR7；所述第一管式反应器VR1为含有内挡片的球型管式反应器，其长径比为10～500，其进口和出口的压力降小于0.05Mpa；所述内挡片设置于靠近球型管式反应器进口的球径1/4～1/2处；优选地，所述内挡片上设有若干均匀分布的圆形孔，圆形孔面积之和占内挡片总面积的25～78％；所述第二管式反应器VR2为含有内挡片的球型管式反应器，其长径比为10～500，其进口和出口的压力降小于0.05Mpa；所述内挡片设置于靠近球型管式反应器进口的球径1/4～1/2处；优选地，所述内挡片上设有若干均匀分布的圆形孔，圆形孔面积之和占内挡片总面积的37～83％；所述第三管式反应器VR3的长径比为10～200；所述第四管式反应器VR4的长径比为10～200；所述第五管式反应器VR5的长径比为50～500，且其设有超声波乳化装置；所述第六管式反应器VR6的长径比为10～200；所述第七管式反应器VR7的长径比为10～500。本发明还提供一种水性聚氨酯分散体的连续生产工艺，采用如上所述连续生产系统进行水性聚氨酯分散体的制备，所述连续生产工艺包括如下步骤：(1)将多异氰酸酯与低聚物多元醇在第一管式反应器VR1中接触进行第一步预聚合反应，得到预聚体I；其中，所述低聚物多元醇分别在第一管式反应器VR1的四个加料口分四部分同时加入第一管式反应器VR1中；(2)将所述预聚体I与非离子亲水化合物在第二管式反应器VR2中接触进行反应，得到预聚体II；(3)将所述预聚体II与溶剂和/或丙烯酸酯单体在第三管式反应器VR3中进行稀释；(4)将稀释后的预聚体II与亲水扩链剂、小分子二元胺在第四管式反应器VR4中进行扩链反应，得到水性聚氨酯离聚体；(5)将所述水性聚氨酯离聚体与无离子水在第五管式反应器VR5中进行乳化分散，得到水性聚氨酯粗乳液；再经脱溶剂即得水性聚氨酯分散体；或者，所述连续生产工艺包括如下步骤：(1’)将多异氰酸酯与低聚物多元醇在第一管式反应器VR1中接触进行第一步预聚合反应，得到预聚体I；其中，所述低聚物多元醇分别在第一管式反应器VR1的四个加料口分四部分同时加入第一管式反应器VR1中；(2’)将所述预聚体I与亲水扩链剂、小分子二元醇在第二管式反应器VR2中进行反应，得到预聚体II；(3’)将所述预聚体II与溶剂和/或丙烯酸酯单体在第三管式反应器VR3中接触进行稀释；(4’)将稀释后的预聚体II与中和剂在第四管式反应器VR4中进行中和反应，得到水性聚氨酯离聚体；(5’)将所述水性聚氨酯离聚体与去离子水在第五管式反应器VR5中接触进行乳化分散，得到水性聚氨酯粗乳液；再经脱溶剂即得水性聚氨酯分散体。根据本发明提供的连续生产工艺，优选地，步骤(1)或步骤(1’)中，所述低聚物多元醇分四部分同时加入所述第一管式反应器VR1包括：第一部分加入所述低聚物多元醇的质量占其总加入质量的10～25％，第二部分加入量占其总加入质量的15～35％，第三部分加入量占其总加入质量的15～35％，第四部分加入量占其总加入质量的30～50％。根据本发明提供的连续生产工艺，优选地，步骤(2)中，所述非离子亲水化合物分三部分同时加入所述第二管式反应器VR2中。更优选地，所述非离子亲水化合物分别在第二管式反应器VR2的三个加料口分三部分同时加入所述第二管式反应器VR2包括：第一部分加入所述非离子亲水化合物的质量占其总加入质量的15～50％，第二部分加入量占其总加入质量的15～50％，第三部分加入量占其总加入质量的15～50％。根据本发明提供的连续生产工艺，优选地，所述连续生产工艺还包括：将所述水性聚氨酯粗乳液与后扩链剂接触进行后扩链反应步骤和/或将所述水性聚氨酯粗乳液与引发剂接触进行聚合反应步骤；再经减压脱溶剂得到水性聚氨酯分散体。优选地，所述后扩链剂选自异佛尔酮二胺、丁二胺、乙二胺和1,6-己二胺中的一种或多种；优选地，所述引发剂为连二亚硫酸钠和叔丁基过氧化氢。根据本发明提供的连续生产工艺，优选地，步骤(1)或步骤(1’)中，将多异氰酸酯与溶剂在第一混合器M1中混合均匀后注入所述第一管式反应器VR1；原料在M1内混合的温度为50～80℃；步骤(2)中，将所述预聚体I与催化剂在第二混合器M2中混合均匀后注入所述第二管式反应器VR2；或者步骤(2’)中，将所述预聚体I与亲水扩链剂、小分子二元醇在第二混合器M2中混合均匀后注入所述第二管式反应器VR2；原料在M2内混合的温度为20～60℃；步骤(3)或步骤(3’)中，将所述预聚体II与溶剂和/或丙烯酸酯单体在第三混合器M3中混合均匀后注入所述第三管式反应器VR3；原料在M3内混合的温度为20～60℃；步骤(4)中，将稀释后的预聚体II与亲水扩链剂、小分子二元胺在第四混合器M4中混合均匀后注入所述第四管式反应器VR4；或者步骤(4’)中，将稀释后的预聚体II与中和剂在第四混合器M4中混合均匀后注入所述第四管式反应器VR4；原料在M4内混合的温度为20～60℃；步骤(5)或步骤(5’)中，将所述水性聚氨酯离聚体与去离子水在第五混合器M5中混合均匀后注入所述第五管式反应器VR5；原料在M5内混合的温度为5～30℃。优选地，所述后扩链反应步骤为：将所述水性聚氨酯粗乳液与后扩链剂在第六混合器M6中混合均匀后注入第六管式反应器VR6进行后扩链反应；所述聚合反应步骤为：将后扩链反应得到的水性聚氨酯粗乳液与引发剂在第七混合器M7中混合均匀后注入第七管式反应器VR7进行聚合反应。各步骤中，根据反应需要确定是否需要加入催化剂；当需要加入催化剂时，将其与反应原料在各反应所对应的混合器中进行混合。所述催化剂的加入量与对应预聚体的质量比为1:100000～1:1000。优选地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡。根据本发明提供的连续生产工艺，优选地，所述多异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯或芳香族二异氰酸酯，更优选选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。优选地，所述低聚物多元醇选自聚酯二元醇、聚醚二元醇和聚碳酸酯二元醇中的一种或多种。更优选地，所述聚酯二元醇的数均分子量为200～5000，选自聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇酯二元醇、聚己二酸己二醇酯二元醇、聚己二酸己二醇新戊二醇酯二元醇、聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚邻苯二甲酸己二醇酯二元醇和聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二元醇中的一种或多种。更优选地，所述聚醚二元醇的数均分子量为200～5000，选自聚氧化丙烯二元醇、聚氧化乙烯与聚氧化丙烯的共聚二元醇以及聚四氢呋喃二元醇的一种或多种。更优选地，所述聚碳酸酯二元醇的数均分子量为200～5000，是由碳酸二酯和二元醇酯经过酯交换反应制得；优选地，所述非离子亲水化合物为含有可与异氰酸根反应的单官能团或双官能团的亲水聚醚化合物，更优选选自含有聚乙氧基链段且每个分子中环氧乙烷个数为12-75的化合物，其摩尔质量为500-3000g/mol；在本发明的优选实施方式中，所述非离子亲水化合物为聚乙二醇单甲醚。优选地，所述小分子二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、二乙二醇、新戊二醇和环己基二甲醇中的一种或多种。优选地，所述小分子二元胺选自异佛尔酮二胺、丁二胺、乙二胺、1,6-己二胺、哌嗪、1,4-二氨基环己烷、双-(4-氨基环己基)甲烷、己二酸二酰肼和肼中的一种或多种。优选地，所述亲水扩链剂为含亲水基团的二羟基化合物、含磺酸的二氨基化合物或含磺酸盐的二氨基化合物。所述含亲水基团的二羟基化合物优选选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基乙酸和二羟基琥珀酸中的一种或多种；所述含磺酸的二氨基化合物或含磺酸盐的二氨基化合物优选选自N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸及其碱金属盐或铵盐、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸及其碱金属盐或铵盐、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸及其碱金属盐或铵盐、N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸及其碱金属盐或铵盐中的一种或多种。优选地，所述中和剂选自氨、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、吗啉、N-甲基吗啉、二甲基异丙基胺、N-甲基二乙醇胺、三乙胺、二甲基环己胺、乙基二异丙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂和氢氧化钙中的一种或多种。优选地，所述溶剂选自丁酮和/或丙酮。优选地，所述丙烯酸酯单体为饱和丙烯酸酯单体。所述饱和丙烯酸酯单体优选选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯中的一种或多种。根据本发明提供的连续生产工艺，优选地，步骤(1)或步骤(1’)中第一管式反应器VR1的工艺条件包括：反应温度为60-140℃，停留时间为0.2-6h，反应压力为0.1-1Mpa；多异氰酸酯与低聚物多元醇的质量比为1:15～1:1；更优选为1:8～1:1.5。步骤(2)或步骤(2’)中第二管式反应器VR2的工艺条件包括：反应温度为60-140℃，停留时间为0.2-6h，反应压力为0.1-1Mpa；多异氰酸酯与非离子亲水化合物的质量比为10:1～3:1，或者多异氰酸酯与亲水扩链剂的质量比为10:1～2:1，多异氰酸酯与小分子二元醇的质量比为25:1～2:1；步骤(3)或步骤(3’)中第三管式反应器VR3的工艺条件包括：反应温度为20-60℃，停留时间为5-30分钟，反应压力为0.1-1Mpa；所述预聚体II与溶剂的质量比为1:0.25～1:2，所述预聚体II与丙烯酸酯单体的质量比为1:0.5～1:1.5；步骤(4)或步骤(4’)中第四管式反应器VR4的工艺条件包括：反应温度为20-60℃，停留时间为5-30分钟，反应压力为0.1-1Mpa；预聚体II与亲水扩链剂的质量比为100:1～20:1，预聚体II与小分子二元胺的质量比为120:1～12:1；或者预聚体II与中和剂的质量比为120:1～20:1；步骤(5)或步骤(5’)中第五管式反应器VR5的工艺条件包括：反应温度为5-30℃，停留时间为5-30分钟，反应压力为0.1-1Mpa；所述水性聚氨酯离聚体与去离子水的质量比为1:0.4～1:3。优选地，后扩链反应步骤中第六管式反应器VR6的工艺条件包括：反应温度为10-40℃，停留时间为2-30分钟，反应压力为0.1-1Mpa；所述水性聚氨酯粗乳液与后扩链剂的质量比为500:1～50:1；聚合反应步骤中第七管式反应器VR7的工艺条件包括：反应温度为10-100℃，停留时间为2-60分钟，反应压力为0.1-1Mpa；后扩链反应得到的水性聚氨酯粗乳液与引发剂的质量比为20000:1～2000:1。本发明还提供一种如上所述的连续生产工艺在丙酮法的水性聚氨酯生产、预聚体法的水性聚氨酯生产、水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备过程以及可光固化水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备过程中的应用。本发明还提供一种如上所述的连续生产工艺制得的水性聚氨酯分散体在木器涂料、纺织涂层、合成革、塑料涂层、金属涂层、个人护理、涂覆剂、粘合剂和密封剂中的应用。本发明所述的连续生产工艺的原理为：通过采用多段式的管式反应器组成的连续生产系统，进行水性聚氨酯的连续化生产工艺，首先采用两段式的含内档片的球型管式反应器作为水性聚氨酯的预聚反应器，为增加混合效率、减小压力降，内部植入带孔的内档片，通过植入内档片可以大幅提升不同粘度下预聚体的混合效率；预聚体粘度随反应进行不断升高，内挡片孔径相应调整；也可以通过加入适量的溶剂降低反应过程粘度；为得到窄分子量分布的预聚体，采用低聚物多元醇四批加入，非离子亲水化合物三批加入的工艺。本发明所述的压力为绝对压力。本发明技术方案的有益效果在于：1)本发明中水性聚氨酯分散体的连续化生产工艺，采用多段式的管式反应器组成的连续生产系统，其中使用含内档片的球型管式反应器，内档片均匀分布一定比例的孔径，使管式反应器具有高效的混合能力和很低的压力降；能耗低，可适用范围广，生产种类多，可用于生产基于预聚体法、丙酮法的水性聚氨酯及水性聚氨酯丙烯酸酯分散体、可光固化水性聚氨酯丙烯酸酯分散体等多种改性水性聚氨酯分散体；2)本发明水性聚氨酯分散体的连续化生产工艺结合低聚物多元醇分四部分加入及非离子亲水化合物分三部分加入的工艺，可以得到窄分子量分布的预聚体，分子量分布为2.0～2.5；当将其所制得的水性聚氨酯分散体用于胶黏剂方向时具有优秀的初期强度及初期耐热性。本发明为水性聚氨酯连续化生产工艺并实现完全自动化控制；生产效率高、产品质量稳定、适用范围广，可使用于丙酮法、预聚体法的水性聚氨酯生产及水性聚氨酯丙烯酸酯分散体、可光固化水性聚氨酯丙烯酸酯分散体等多种改性水性聚氨酯的生产。附图说明图1示出了本发明所述水性聚氨酯分散体的连续生产工艺流程图。图2示出了本发明所述管式反应器中内挡片的结构示意图。上述图中标号说明如下：M1-第一混合器，M2-第二混合器，M3-第三混合器，M4-第四混合器，M5-第五混合器，M6-第六混合器，M7-第七混合器，VR1-第一管式反应器，VR2-第二管式反应器，VR3-第三管式反应器，VR4-第四管式反应器，VR5-第五管式反应器，VR6-第六管式反应器，VR7-第七管式反应器；L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L11、L12、L13、L14、L21、L22以及L23都为加料口。具体实施方式为了能够详细地理解本发明的技术特征和内容，下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然实施例中描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。如下各实施例的水性聚氨酯分散体的连续生产工艺所采用的连续生产系统如图1所示。其中，所述第一管式反应器VR1为含有132片圆形内挡片的球型管式反应器，其长径比为290，其进口和出口的压力降(与设置的内挡片数量有关)小于0.05Mpa。所述内挡片设置于靠近球型管式反应器进口的球径1/3处；所述内挡片上设有若干均匀分布的圆形孔，如图2所示；圆形孔面积之和占内挡片总面积的39％。所述第二管式反应器VR2为含有84片圆形内挡片的球型管式反应器，其长径比为350，其进口和出口的压力降小于0.05Mpa；所述内挡片设置于靠近球型管式反应器进口的球径1/3处；所述内挡片上设有若干均匀分布的圆形孔，如图2所示；圆形孔面积之和占内挡片总面积的50％。所述第三管式反应器VR3的长径比为110；所述第四管式反应器VR4的长径比为150；所述第五管式反应器VR5的长径比为400，且其设有超声波乳化器；所述第六管式反应器VR6的长径比为130；所述第七管式反应器VR7的长径比为324。本发明中，与各管式反应器相连接的混合器为不带搅拌的静态混合器。一、反应原料来源TDI，河北沧州大化，工业品；IPDI，德固赛公司，工业品；PTMEG2000(聚四氢呋喃二元醇，Mn＝2000)，山西三维，工业品；PBA2000(聚己二酸丁二醇酯二元醇，Mn＝2000)，青岛宇田，工业品；PCL2000(聚己内酯二元醇，Mn＝2000)，青岛宇田，工业品；PNA800(聚己二酸新戊二醇酯二元醇，Mn＝800)，青岛宇田，工业品；MPEG520，亚东石化，工业品；DMPA，瑞典柏斯托公司，工业品；BDO，日本三菱化工，工业品；催化剂(二月桂酸二丁基锡(T12))，上海雨田化工，工业品；MMA，黑龙江龙新化工，工业品；BA，万华化学，工业品；三乙胺，浙江建业，工业品；乙二胺，扬子巴斯夫，工业品；N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸钠，赢创化学，工业品；引发剂(连二亚硫酸钠，西陇化学，工业品；叔丁基过氧化氢，兰州助剂，工业品。二、测试方法1、分子量(Mn)及分子量分布指数(Mw/Mn)测试预聚体分子量及其分布使用凝胶渗透色谱仪(GPC，Tosoh，modelHLC-8220GPC，Japan)进行测试，取预聚体在溶剂四氢呋喃中溶解，使用四氢呋喃作为冲洗溶剂，溶剂流量为1ml/min，室温。2、粘合剂初期强度及初期耐热测试1)粘合剂的制备过程：将100g水性聚氨酯分散体、0.05gBYK024(毕克化学)混合，在500rpm条件下搅拌5min，在加入0.2gTego245(迪高)，再搅拌5min，再加入0.15gVesmodyU604(万华化学)，然后在600rpm搅拌10min。2)测试试样的制备用所制得的粘合剂涂覆与基材上得到复合材料作为测试试样：复合材料基材1基材2A橡胶橡胶B帆布帆布CPVCPVC使用刷子首先将所述粘合剂分散体细薄地施涂到2.5cm宽且15cm长的基材条形物上并在65℃烘箱中干燥5分钟，后取出在30kg/cm2压合10秒，制得复合材料A。使用同样的方法制备复合材料B、复合材料C。3)测试复合材料的剥离强度用GOTECH拉力机在200mm/min的剥离速率下测定剥离强度。初期强度：压合完后直接到拉力机测试其剥离强度。初期耐热：将做好的试件，挂一个重500克的砝码，放在80℃烘箱中，测试其在30分钟内，试件拉开的长度。实施例1预聚体法制备水性聚氨酯参见图1，把600份TDI、50份丙酮由加料口L1泵入，在第一混合器M1中混合完全并预热至60℃后进入第一管式反应器VR1，将300份PTMEG2000(聚四氢呋喃二元醇，Mn＝2000)由加料口L11泵入，550份PTMEG2000由加料口L12泵入，550份PTMEG2000由加料口L13泵入，600份PTMEG2000由加料口L14泵入，四份PTMEG2000同时泵入，VR1的压力降为0.04Mpa，VR1的反应温度设置为85℃，停留时间为30分钟；第一步反应结束后预聚体I进入第二混合器M2，与此同时，把120份DMPA、70份BDO、310份丙酮、1份二月桂酸二丁基锡催化剂由加料口L2泵入M2，混合均匀后进入第二管式反应器VR2，VR2的反应温度设置为75℃，停留时间为1小时；第二步反应结束后预聚体II进入第三混合器M3，同时，把1100份丙酮由加料口L3泵入M3，初步混合后进入第三管式反应器VR3，VR3的反应温度设置为35℃，停留时间为30min；稀释后的预聚体进入第四混合器M4，同时由加料口L4泵入中和剂三乙胺73份，混合后进入第四管式反应器VR4，VR4的反应温度设置为35℃，停留时间为10min，得到水性聚氨酯离聚体；水性聚氨酯离聚体进入第五混合器M5，同时在加料口L5泵入4700份去离子水，混合后进入带有超声波乳化装置的第五管式反应器VR5，反应温度设置为15℃，停留时间为20min，得到水性聚氨酯粗乳液并进入第六混合器M6，同时由加料口L6泵入6份乙二胺和30份水，进入第六管式反应器VR6，VR6的反应温度设置为25℃，停留时间为10min，最终得到水性聚氨酯粗乳液，经减压器减压脱溶剂，得到不含溶剂的固含量为30wt％的羧酸盐型水性聚氨酯分散体，分散体用于纺织涂层。所得预聚体II的分子量及分子量分布见表1，所得羧酸盐型水性聚氨酯分散体制得的复合材料样品的初期剥离强度和初期耐热性见表2。上述各反应物料中加入的份数是指质量份数。实施例2丙酮法制备水性聚氨酯将150份HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、140份IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)和240份丙酮由加料口L1泵入，在第一混合器M1中混合完全并预热至60℃后进入第一管式反应器VR1，将400份PBA2000(聚己二酸丁二醇二元醇，Mn＝2000)由加料口L11泵入，500份PBA2000由加料口L12泵入，500份PBA2000由加料口L13泵入，700份PBA2000由加料口L14泵入，四份PBA2000同时泵入，VR1的压力降为0.04Mpa，VR1的反应温度设置为85℃，停留时间为30分钟；第一步反应结束后所得预聚体I进入第二混合器M2，与此同时，把2份二月桂酸二丁基锡由加料口L2泵入M2，混合均匀后进入第二管式反应器VR2，把15份MPEG520由加料口L21泵入，15份MPEG520由加料口L22泵入，20份MPEG520由加料口L23泵入，VR2的反应温度设置为85℃，停留时间为1.5小时；第二步反应结束后预聚体II进入第三混合器M3，同时，把3000份丙酮由加料口L3泵入M3，初步混合后进入第三管式反应器VR3，VR3的反应温度设置为45℃，停留时间为30min；稀释后的预聚体进入第四混合器M4，同时由加料口L4泵入乙二胺31份、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸钠32份以及去离子水240份，混合后进入第四管式反应器VR4，VR4的反应温度设置为45℃，停留时间为25min，得到水性聚氨酯离聚体；水性聚氨酯离聚体进入第五混合器M5，同时在加料口L5泵入2600份去离子水，混合后进入带有超声波乳化装置的第五管式反应器VR5，反应温度设置为20℃，停留时间为20min，得到水性聚氨酯粗乳液并进入第六混合器M6，同时由加料口L6泵入2份乙二胺和30份水，进入第六管式反应器VR6，VR6的反应温度设置为25℃，停留时间为10min，最终得到水性聚氨酯粗乳液，经减压器减压脱溶剂，得到不含溶剂的固含量为50wt％的磺酸盐型水性聚氨酯分散体，分散体用于胶黏剂。所得预聚体II的分子量及分子量分布见表1，所得磺酸盐型水性聚氨酯分散体制得的复合材料样品的初期剥离强度和初期耐热性见表2。上述各反应物料中加入的份数是指质量份数。实施例3水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备将400份HMDI、400份HDI、10份丙酮以及1份二月桂酸二丁基锡催化剂，由加料口L1泵入，在第一混合器M1中混合完全并预热至80℃后进入第一管式反应器VR1，把200份PCL2000(聚己内酯二元醇，Mn＝2000)由加料口L11泵入，350份PCL2000由加料口L12泵入，350份PCL2000由加料口L13泵入，300份PCL2000由加料口L14泵入，四份PCL2000同时泵入，VR1的压力降为0.03Mpa，VR1的反应温度设置为100℃，停留时间为1小时；第一步反应结束后得到的预聚体I进入第二混合器M2，与此同时，将120份DMPA、35份NPG、40份BDO、290份丙酮以及1份二月桂酸二丁基锡催化剂由加料口L2泵入第二混合器M2，混合均匀后进入第二管式反应器VR2，VR2的反应温度设置为110℃，停留时间为1小时；第二步反应结束后所得预聚体II进入第三混合器M3，同时，讲1300份丙酮、1000份MMA、800份BA由加料口L3泵入第三混合器M3，初步混合后进入第三管式反应器VR3，VR3的反应温度设置为35℃，停留时间为30min；稀释后的预聚体进入第四混合器M4，同时由加料口L4泵入中和剂三乙胺90份，混合后进入第四管式反应器VR4，VR4的反应温度设置为35℃，停留时间为10min，得到水性聚氨酯离聚体；水性聚氨酯离聚体进入第五混合器M5，同时在加料口L5泵入4600份去离子水，混合后进入带有超声波乳化装置的第五管式反应器VR5，反应温度设置为15℃，停留时间为20min，得到水性聚氨酯粗乳液并进入第六混合器M6，同时由加料口L6泵入80份己二胺和322份水，初步混合后进入第六管式反应器VR6，VR6的反应温度设置为30℃，停留时间为10min；之后水性聚氨酯粗乳液进入第七混合器M7，同时由加料口L7加入引发剂0.1份，初步混合后进入第七管式反应器VR7，VR7的温度设定为50℃，停留时间为30min，最终得到水性聚氨酯丙烯酸酯粗乳液，经减压器减压脱溶剂，得到不含溶剂的固含量为40％的水性聚氨酯丙烯酸酯分散体，分散体用于木器漆。所得预聚体II的分子量及分子量分布见表1，所得水性聚氨酯丙烯酸酯分散体制得的复合材料样品的初期剥离强度和初期耐热性见表2。上述各反应物料中加入的份数是指质量份数。对比例1预聚体法制备水性聚氨酯分散体参见图1，把600份TDI、50份丙酮由加料口L1泵入，在第一混合器M1中混合完全并预热至60℃后进入第一管式反应器VR1，将2000份PTMEG2000(聚四氢呋喃二元醇，Mn＝2000)由加料口L11泵入，VR1的压力降为0.04Mpa，VR1的反应温度设置为85℃，停留时间为30分钟；第一步反应结束后预聚体I进入第二混合器M2，与此同时，把120份DMPA、70份BDO、310份丙酮、1份二月桂酸二丁基锡由料口L2泵入M2，混合均匀后进入第二管式反应器VR2，VR2的反应温度设置为75℃，停留时间为1小时；第二步反应结束后预聚体II进入第三混合器M3，同时，把1100份丙酮由加料口L3泵入M3，初步混合后进入第三管式反应器VR3，VR3的反应温度设置为35℃，停留时间为30min；稀释后的预聚体进入第四混合器M4，同时由加料口L4泵入中和剂三乙胺73份，混合后进入第四管式反应器VR4，VR4的反应温度设置为35℃，停留时间为10min，得到水性聚氨酯离聚体；水性聚氨酯离聚体进入第五混合器M5，同时在加料口L5泵入4700份去离子水，混合后进入带有超声波乳化装置的第五管式反应器VR5，反应温度设置为15℃，停留时间为20min，得到水性聚氨酯粗乳液并进入第六混合器M6，同时由加料口L6泵入6份乙二胺和30份水，进入第六管式反应器VR6，VR6的反应温度设置为25℃，停留时间为10min，最终得到水性聚氨酯粗乳液，经减压器减压脱溶剂，得到不含溶剂的固含量为30wt％的羧酸盐型水性聚氨酯分散体，分散体用于纺织涂层。所得预聚体II的分子量及分子量分布见表1，所得羧酸盐型水性聚氨酯分散体制得的复合材料样品的初期剥离强度和初期耐热性见表2。上述各反应物料中加入的份数是指质量份数。对比例2丙酮法制备水性聚氨酯分散体将150份HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、140份IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)和240份丙酮由加料口L1泵入，在第一混合器M1中混合完全并预热至60℃后进入第一管式反应器VR1，将2100份PBA2000(聚己二酸丁二醇二元醇，Mn＝2000)由加料口L11泵入，VR1的压力降为0.04Mpa，VR1的反应温度设置为85℃，停留时间为30分钟；第一步反应结束后所得预聚体I进入第二混合器M2，与此同时，把2份二月桂酸二丁基锡由加料口L2泵入M2，混合均匀后进入第二管式反应器VR2，把50份MPEG520由加料口L21泵入，VR2的反应温度设置为85℃，停留时间为1.5小时；第二步反应结束后预聚体II进入第三混合器M3，同时，把3000份丙酮由加料口L3泵入M3，初步混合后进入第三管式反应器VR3，VR3的反应温度设置为45℃，停留时间为30min；稀释后的预聚体进入第四混合器M4，同时由加料口L4泵入乙二胺31份、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸钠32份以及去离子水240份，混合后进入第四管式反应器VR4，VR4的反应温度设置为45℃，停留时间为25min，得到水性聚氨酯离聚体；水性聚氨酯离聚体进入第五混合器M5，同时在加料口L5泵入2600份去离子水，混合后进入带有超声波乳化装置的第五管式反应器VR5，反应温度设置为20℃，停留时间为20min，得到水性聚氨酯粗乳液并进入第六混合器M6，同时由加料口L6泵入2份乙二胺和30份水，进入第六管式反应器VR6，VR6的反应温度设置为25℃，停留时间为10min，最终得到水性聚氨酯粗乳液，经减压器减压脱溶剂，得到不含溶剂的固含量为50wt％的磺酸盐型水性聚氨酯分散体，分散体用于胶黏剂。所得预聚体II的分子量及分子量分布见表1，所得磺酸盐型水性聚氨酯分散体制得的复合材料样品的初期剥离强度和初期耐热性见表2。上述各反应物料中加入的份数是指质量份数。对比例3水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备将400份HMDI、400份HDI、10份丙酮以及1份二月桂酸二丁基锡催化剂，由加料口L1泵入，在第一混合器M1中混合完全并预热至80℃后进入第一管式反应器VR1，把1200份PCL2000(聚己内酯二元醇，Mn＝2000)由加料口L11泵入，VR1的压力降为0.03Mpa，VR1的反应温度设置为100℃，停留时间为1小时；第一步反应结束后得到的预聚体I进入第二混合器M2，与此同时，将120份DMPA、35份NPG、40份BDO、290份丙酮以及1份催化剂由加料口L2泵入第二混合器M2，混合均匀后进入第二管式反应器VR2，VR2的反应温度设置为110℃，停留时间为1小时；第二步反应结束后所得预聚体II进入第三混合器M3，同时，讲1300份丙酮、1000份MMA、800份BA由加料口L3泵入第三混合器M3，初步混合后进入第三管式反应器VR3，VR3的反应温度设置为35℃，停留时间为30min；稀释后的预聚体进入第四混合器M4，同时由加料口L4泵入中和剂三乙胺90份，混合后进入第四管式反应器VR4，VR4的反应温度设置为35℃，停留时间为10min，得到水性聚氨酯离聚体；水性聚氨酯离聚体进入第五混合器M5，同时在加料口L5泵入4600份去离子水，混合后进入带有超声波乳化装置的第五管式反应器VR5，反应温度设置为15℃，停留时间为20min，得到水性聚氨酯粗乳液并进入第六混合器M6，同时由加料口L6泵入80份己二胺和322份水，初步混合后进入第六管式反应器VR6，VR6的反应温度设置为30℃，停留时间为10min；之后水性聚氨酯粗乳液进入第七混合器M7，同时由加料口L7加入引发剂0.1份，初步混合后进入第七管式反应器VR7，VR7的温度设定为50℃，停留时间为30min，最终得到水性聚氨酯丙烯酸酯粗乳液，经减压器减压脱溶剂，得到不含溶剂的固含量为40％的水性聚氨酯丙烯酸酯分散体，分散体用于木器漆。所得预聚体II的分子量及分子量分布见表1，所得水性聚氨酯丙烯酸酯分散体制得的复合材料样品的初期剥离强度和初期耐热性见表2。上述各反应物料中加入的份数是指质量份数。表1各实施例及对比例中预聚体II的分子量及分子量分布预聚体II分子量(Mn)分子量分布(Mw/Mn)实施例136002.13实施例247002.09实施例344002.24对比例137002.82对比例246002.79对比例344003.01表2各实施例及对比例所得水性聚氨酯制得的复合材料测试试样的初粘性能及初期耐热性能所得实验结果的小结：通过各实施例与对比例的比较可知：本发明使用分部分投料的连续生产工艺，实施例1～3所得水性聚氨酯制得的样品，其初期强度均明显优于对比例1～3所得水性聚氨酯制得的样品；实施例1～3所得水性聚氨酯制得的样品，在耐热性测试时拉开的距离相比对比例1～3所得水性聚氨酯制得的样品较小，说明其初期耐热也有显著提升。以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。当前第1页1 2 3