水基聚氨酯生产工艺优化探究

水基聚氨酯的制备方法通常包括预聚体扩链法和后扩链法。

（1）预聚体扩链法

将预先经过脱水处理的聚醚（酯）二元醇、二异氰酸酯等按计量加入配有搅拌器、温度计、冷凝器和经N₂置换后的反应釜中，在70～85℃条件下反应2～3h，加入小分子二元醇、二羟甲基丙酸（DMPA）或N-甲基二乙醇胺等扩链剂扩链反应2～3 h，经二正丁胺法测定端基—NCO值达到理论值，降温至50℃以下，加入成盐剂三乙胺或无水醋酸等中和反应20～30min，得到预聚体。在强烈搅拌作用下将预聚体分散于去离子水中，获得水性聚氨酯（WPU）。

（2）后扩链法

在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计和N₂进出口的500mL四口烧瓶中，加入聚酯二元醇和扩链剂1，4-丁二醇、二羟甲基丙酸（DMPA），加热至90～100℃使其熔化；然后降温至80℃，加入二异氰酸酯（IPDI和HDI）、少量催化剂 [月桂酸二丁基锡（DBTDL）]，在干燥N₂保护下在85～95℃反应数小时，直至—NCO含量达到理论值（正丁胺滴定法测定）时得到预聚物（预聚期间加入适量丙酮降低黏度）；将预聚物降温至60℃后加入三乙胺（TEA）中和成盐；将中和后的预聚物在高速搅拌下分散到计量好的去离子水中进行乳化得到分散液，然后加入乙二胺（EDA）进行后扩链，最后减压蒸出丙酮，得到阴离子型WP U。

（3）水基聚氨酯的生产工艺

水性聚氨酯可采用间歇式、半连续式和连续式生产工艺生产，如图3-31至图3-33所示。(www.xing528.com)

图3-31 水性聚氨酯间歇生产设备

图3-32 水性聚氨酯半连续生产工艺图

图3-33 水性聚氨酯连续生产工艺图

间歇式生产工艺投资小，生产工艺灵活，但产品质量批次间会产生差异。

半连续式和连续式生产工艺生产规模大，效率高，批次之间产品质量稳定，但对分散设备提出了较高要求，目前，国内还没有连续生产水性聚氨酯的设备。