[发明专利]一种可连续化生产的无溶剂水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可连续化生产的无溶剂水性聚氨酯及其制备方法，属于水性聚氨酯制备领域，包括如下重量份数的组分：二异氰酸酯50～200份，二元醇150～50份，小分子扩链剂1～20份，非离子亲水扩链剂10～45份，乳化剂2‑50份，去离子水400～1200份。本发明的有益效果为：1)从源头彻底消除有机污染，节约了有机溶剂资源，消除了安全隐患，改善了劳动者就业环境；2)优化了生产工艺，无重金属污染，降低了生产成本；3)同时引入非离子亲水扩链剂和乳化剂，具有更高的耐电解质性能，与其他材料配伍性佳，适用领域更广；4)多套合成反应釜串联共用一套超重力分散反应设备，节省设备投入，实现连续自动化生产，产品稳定性更高。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯技术领域，具体涉及可连续化生产的无溶剂水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

聚氨酯由于特殊的分子结构及聚集状态结构具有成膜性能好、热、力学性能优良、耐水、耐寒、耐曲折等特点被广泛用于纺织印染、皮革加工、涂料、粘合剂、建筑等领域。

目前技术中，水性聚氨酯的制备主要分为两个阶段，首先制备具有亲水性预聚体，然后中和乳化制备水性聚氨酯，第一阶段，为使亲水扩链剂二羟甲基丙酸溶解于预聚体中，通常需要加入大量有机溶剂，得到产物后再用减压蒸馏的方法除去有机溶剂，此种方法的缺点是消耗大量有机溶剂和能源，对环境造成一定污染；另外为了提高亲水扩链剂与预聚体的相容性，常采用低熔点高成本的的二羟甲基丁酸，这势必提高生产成本；采用羧酸型亲水扩链剂通常采用易燃易爆高挥发性有机胺类中和剂，既不利于安全生产，也不利于劳动者及消费者的人身健康；羧酸型阴离子水性聚氨酯与电解质材料配伍性差，应用领域受限。

超重力是指物质在比地球重力加速度大得多的环境下所受的力；超重力技术通过高速旋转产生的离心力来增大速度，实现强化微观混合和传质过程，巨大的剪切力将液体撕裂为纳米级液体小颗粒；利用超重力条件下多相流体的独特流动现象，强化不同或相同相间的相对速度和相互接触，从而实现高效率的质量、热量、动量的传递过程。采用超重力分散反应设备与常规分散设备具有以下优点：①产品粒径分布更均匀，产品更稳定。②设备体积小，可以实现连续自动化生产。

现有技术中，

专利CN108530600A提供了一种无溶剂水性聚氨酯树脂的制备方法，其中亲水扩链剂采用二羟甲基丁酸，合成过程中不用有机溶剂，一定程度上缩短了反应时间，但是提高了生产成本，同时采用有机胺类中和剂，增加了生产和使用风险；另外，所制备的树脂与阳离子材料配伍性差。

专利CN201711492249.4提供了一种通过超重力反应器制备水性聚氨酯纳米乳液的方法，制备过程中使用丙酮有机溶剂降低黏度，但是采用有机胺类中和剂，增加了生产和使用风险，同时对消费者和环境造成负面影响。另外，所制备的树脂与阳离子材料配伍使用时易出现絮凝；无法实现连续化生产，批次稳定性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：研制开发一种可连续化生产的无溶剂水性聚氨酯，其具有环保、可连续化生产等优点。

本发明的目的就是为了解决上述现有技术条件存在的问题，提供一种可连续化生产的无溶剂水性聚氨酯及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种可连续化生产的无溶剂水性聚氨酯，所述可连续化生产的无溶剂水性聚氨酯的配方包括下列重量份的组分：

二异氰酸酯 50～200份；

二元醇 150～350份；

小分子扩链剂 1～20份；

非离子亲水扩链剂 10～45份；

乳化剂 2～50份；

去离子水 400～1200份。