[发明专利]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

权利要求书

1.一种制备水性聚氨酯分散体的连续生产系统，其特征在于，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；

所述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；

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。

2.根据权利要求1所述的连续生产系统，其特征在于，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；

所述混合器为带有搅拌的动态混合器或不带搅拌的静态混合器。

3.根据权利要求1或2所述的连续生产系统，其特征在于，所述第一管式反应器(VR1)中，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)中，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。

4.一种水性聚氨酯分散体的连续生产工艺，其特征在于，采用如权利要求1-3中任一项所述的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去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。

5.根据权利要求4所述的连续生产工艺，其特征在于，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％。