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无溶剂型水性聚氨酯的生产方法

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2020/2/21 浏览次数：

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无溶剂型水性聚氨酯的生产方法

一、水性聚氨酯是将聚氨酯通过一定技术手段分散于水中形成的一种环保型聚氨酯产品，主要应用于胶黏剂、涂料以及合成革等诸多领域。水性聚氨酯相比油性聚氨酯体系而言不含有溶剂，是典型的环保型产品。在水性聚氨酯的生产过程中，为了能够使预聚反应顺利进行，同时为了将预聚体在乳化过程顺利地分散于水中，通常需要向预聚体中加入丙酮、丁酮、N，N_二甲基甲酰胺等溶剂以降低粘度。当向预聚体加水乳化完成后，需要把加入的溶剂从体系中脱除，达到产品水性化，完全不含有溶剂的目的。

二、丙酮法作为业内公知的生产水性聚氨酯的方法，其基本流程如下:I首先通过将异氰酸酯与聚合物多元醇以及小分子扩链剂进行反应，得到聚氨酯预聚体，在该过程中，需要加入溶剂以降低预聚体的黏度从而有效控制反应过程，同时，对低粘度的预聚体进行加水乳化才能够获得良好的乳化效果和反应重复性，保证生产顺利进行。2当预聚体合成完毕后，向预聚体中加水，在强剪切作用下，将预聚体分散于水中形成未脱溶的聚氨酯乳液。3将乳化好的未脱溶的聚氨酯乳液通过蒸馏的方法脱除在预聚过程加入的溶剂，得到不含溶剂的水性聚氨酯产品。4蒸馏得到的溶剂通过精馏等方法进行精制，可继续用于水性聚氨酯的生产。

三、生产工艺中，蒸馏产生的溶剂直接进入冷凝器进行冷凝，得到含有大量水的有机溶剂溶液，脱除溶剂的过程需要将加入的溶剂全部蒸发，由于气化潜热巨大，脱溶过程是生产水性聚氨酯中最耗能的步骤;另一方面，脱溶产生的溶剂中含有大量水分，需要通过精馏进行精制，该过程的亦需要消耗大量的能量。脱溶过程仅进行一次蒸馏，得到的这些溶液需要再次进行精制，才能得到可以用于水性聚氨酯生产的合格溶剂。在这个过程中，脱溶部分使用的热能没有用于溶剂的精制提纯，而是被冷凝器带走，热能的利用效率较低，输入的能量没有用于溶剂的提纯与精制，导致需要采用二次精制的方法回收溶剂，整个生产过程能耗很高。因此，迫切需要一种高效节能的脱除溶剂的方法。

四、水性聚氨酯生产过程脱除溶剂的方法，是在一种带有精馏装置的脱溶釜中实现的，所述的带有精馏装置的脱溶釜，包括脱溶釜、精馏塔节和冷凝器；采用了与脱溶釜与精馏装置的联合应用，蒸馏出的溶剂中水分含量很低，能够直接用于水性聚氨酯的生产，有效利用了脱溶过程的能量，省去了溶剂的二次精制过程，降低了生产能耗，提高了生产效率。将未脱溶的聚氨酯乳液加入脱溶釜I，加热至50°C，控制塔顶温度为45°C，塔顶温度可以通过调节真空度实现；脱溶釜包括釜体、脱溶液上升管、涡轮和分液装置；脱溶液上升管通过固定件固定在所述的釜体的内壁，其底部与釜体的底部设有间隙，所述的涡轮设置在所述的脱溶液上升管的底部，并通过转轴与脱溶釜外部的电机相连接，所述的分液装置设置在所述的脱溶液上升管的顶端；在脱溶釜中，对未脱溶的聚氨酯乳液进行加热，并通过脱溶液上升管、涡轮和分液装置，使得未脱溶的聚氨酯乳液通过脱溶液上升管，从脱溶液上升管1上部的溢流堰分流而下，使得未脱溶的聚氨酯乳液分散并在流动状态下，将水与丙酮蒸发，产生的溶剂蒸汽进入精馏塔与回流的物料进行传热与传质，之后进入回流冷凝器完全冷凝成液体，在回流比控制装置的作用下，一部分溶剂蒸汽冷凝液回流进入精馏塔与蒸出的溶剂进行传热与传质，另一部分溶剂蒸汽冷凝液作为产品出料。随着脱溶过程不断进行，未脱溶的聚氨酯乳液中残留的溶剂量不断减少，直至脱溶完成，得到不含溶剂的的水性聚氨酯产品。

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