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制備聚氨酯用擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-2-21 11:40:07 |
JoginderN等提出了制備水性聚氨酯的半連續(xù)法工藝，合成了性能優(yōu)異的聚氨酯聚脲。其工藝過程為:先在分批反應(yīng)罐中得到含離子的端異氰酸酯預(yù)聚物，或先制得端異氰酸酯預(yù)聚物，然后在分批反應(yīng)罐中加入中和劑得到離子化的預(yù)聚物。
在連續(xù)反應(yīng)罐中加入水，乳化分散得到30~1，000nm的粒子。在形成離子聚合物后加入制備聚氨酯用擴鏈劑，繼續(xù)攪拌得到最終的聚合物。發(fā)現(xiàn)制備的乳液其成膜性能優(yōu)異。
合成中，第一個階段是連續(xù)的分批反應(yīng)器中合成預(yù)聚物，在預(yù)聚物合成工藝中控制最佳溫度區(qū)域在50e~150e。
第二個階段是在反應(yīng)罐中得到離子型聚氨酯，其中和度至少為90%。
第三階段是三個分批的預(yù)聚物反應(yīng)罐輸送離子型聚氨酯到一個連續(xù)反應(yīng)器中。在連續(xù)反應(yīng)器的第一區(qū)域中進行水分散工藝，然后在第二區(qū)域中反應(yīng)得到聚氨酯-聚脲，最后流入第三區(qū)域，讓制備聚氨酯用擴鏈劑進行擴鏈反應(yīng)。
分批反應(yīng)器和連續(xù)反應(yīng)器結(jié)合使用，彌補了間歇式工藝的缺點，能很好的控制加料速度和反應(yīng)時間，也容易調(diào)節(jié)黏度與溫度。對合成多組分的混合乳液時有一定的優(yōu)勢。
反應(yīng)設(shè)備較多，操作復(fù)雜，還需進一步改善工藝，以提高 其應(yīng)用范圍。
自上世紀(jì)80年代末以來，推出一系列專利，研究連續(xù)工藝制備水分散聚氨酯體系的方法。隨著水性聚氨酯的應(yīng)用越來越廣泛，國外許多大公司都采用連續(xù)法生產(chǎn)工藝。
連續(xù)法工藝過程包括:(1)聚合物二醇、親水?dāng)U鏈劑、二異氰酸酯合成預(yù)聚物。對于體系是否添加催化劑，以及溫度和原料配比等一系列有關(guān)預(yù)聚體合成工藝技術(shù)和相關(guān)參數(shù)在相關(guān)文獻(xiàn)[11] 中報道過。(2)加入成鹽劑三乙胺混合，混合后的離子型預(yù)聚物動態(tài)地加入到有二胺的去離子水中，劇烈攪拌促進擴鏈反應(yīng)進行，進一步提高分子量。(3)除去少量溶劑得到成品。
在合成中分靜態(tài)混合和動態(tài)混合兩種方式。靜態(tài)混合是為了粘性層流的預(yù)聚物和無粘性細(xì)小的三乙胺層流提供介質(zhì)場所。動態(tài)混合則是使乳化工藝便于乳化穩(wěn)定，對產(chǎn)品最終的穩(wěn)定性有很大影響。所選靜態(tài)混合器關(guān)鍵在于得到良好層流混合，如KOCH工程公司的SMX型靜態(tài)混合器。
后一步的動態(tài)分散擴鏈作用則在轉(zhuǎn)子/定子型混合器中進行，如OakesMixersModel2MH1A系列混合器，其工藝參數(shù)為總體積為0.1L，轉(zhuǎn)速為2000rmp。研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)聚物在水中分散的滯留時間越短，穩(wěn)定性越好。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)
包裝規(guī)格
18 公斤 馬口鐵桶
200 公斤 鐵桶
貯存( 使用 )注意事項
儲存于標(biāo)識正確的密閉容器中,置于涼爽通風(fēng)處,遠(yuǎn)離火源。
避免眼睛接觸,避免長期皮膚接觸或吸入蒸汽。切勿攝入。嚴(yán)禁在存貯容器附近
使用焊、割設(shè)備,以免引起蒸汽爆燃。
從乳液穩(wěn)定性能測試發(fā)現(xiàn)如果滯留時間超過2s，就需要很大的操作設(shè)備和更多的能量才能到達(dá)一定的穩(wěn)定性。這可能是因為乳液顆粒中心形成的時間與穩(wěn)定性有很大的關(guān)系。
用連續(xù)法制備了聚氨酯-脲水分散液，主要分為兩步。首先合成端異氰酸酯預(yù)聚物，混合中采用低剪切速率的轉(zhuǎn)子/定子型動態(tài)混合器。
然后用制備聚氨酯用擴鏈劑二胺進行擴鏈，采用動態(tài)混合攪拌使乳化和擴鏈同步進行，專利對動態(tài)攪拌器的參數(shù)設(shè)置也做了一個詳細(xì)的分析。對于中和步驟，可以采用先中和后分散或者先分散后中和法。其溫度最佳為50e~70e，以免副反應(yīng)發(fā)生。
連續(xù)法工藝特點:(1)連續(xù)法工藝的中和過程和分散過程在連續(xù)的方式中進行,節(jié)約能耗,生產(chǎn)效率較高,質(zhì)量穩(wěn)定,適于較大規(guī)模生產(chǎn)。(2)在最終成品中加入各種助劑也比較容易控制,綜合性能比較好。并且在合成中方便加入其它分散液共混,如多乙酸乙烯酯,環(huán)氧樹脂,聚苯乙烯等。
比較而言,在間歇式合成法中,尤其在采用價格低廉的芳香族二異氰酸酯作為原料時,反應(yīng)性太大,停留時間長,用二胺擴鏈變得不可控,需要很劇烈的攪拌力去分散從而達(dá)到較短的停留時間,這在工業(yè)中浪費能量,而且對設(shè)備要求較高,產(chǎn)品也不穩(wěn)定。
當(dāng)Ｒ＝２時，取ＤＨＰＡ為３％～８％制備了一系列聚醚型水性聚氨酯，實驗表明乳液放置穩(wěn)定，隨著 ＤＨＰＡ用量的增加，乳液外觀由不穩(wěn)定的白色乳 液過渡到藍(lán)光白色乳液、半透明藍(lán)光乳液，最后至白色黏稠透明乳液。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
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