目前水性聚氨酯的十大合成工艺
水性聚氨酯工业合成工艺流程
水性聚氨酯工业合成工艺流程
一、原料准备
1. 按照反应计划计算所需的多元醇、多元异氰酸酯类原料规格和数量。
2. 检测多元醇和多元异氰酸酯类原料的物理化学指标,检查是否达到合成要求。
3. 加载检测合格的多元醇和多元异氰酸酯类原料到料槽内。
二、原料混合、反应
1. 将多元醇和催化剂导入搅拌反应器内,开始混合。
2. 在过程中,逐步加入准备好的多元异氰酸酯类原料,形成原料混合液。
3. 控制温度在约35°左右,进行室温下的反应4~6小时。
4. 反应结束后,进行取样检测聚合度是否达到目标值。
三、处理分馏
1. 反应液进入离心机进行分离,去除残留的多余的多元异氰酸酯类原料。
2. 离心后液体进入真空打浆机进行脱气,除去生成的副产物2。
3. 脱气液体进入蒸馏塔进行进一步分馏,去除残余的有害物质。
4. 分离出的水性聚氨酯产品进行物理化学检测,确保指标合格。
五、产品装瓶打包
1. 通过色差机和粘度检测试验的聚氨酯产品进入塑料包装机内装瓶。
2. 装瓶好的产品进行打印 ,成为成品通过检验后出厂发货。
以上就是水性聚氨酯的基本工艺流程。
水性聚氨酯涂料的合成
水性聚氨酯涂料的合成原理
水性聚氨酯涂料是一种能够在水中实现聚合反应而成的有机涂料，其核心原理为：使用形式为2-氨基乙烷(AA)、硬脂酸(HA)和聚氨酯(PU)的单体，利用活性水作为介质，以及由硬化剂产生的离子力与单体之间形成的弱离子交互作用，使各单体之间发生聚合反应。
聚合反应的具体过程如下：
1、聚氨酯的单体，如2-氨基乙烷、硬脂酸和聚氨酯，各自产生不同的离子，将其在活性水中混合，使其形成弱离子交互作用，使单体之间发生聚合反应。
2、在此过程中，水会吸收周围的气体，形成空气团，使得涂料表面获得不同程度的光泽和细节，实现不同的装饰效果。
3、硬化剂的反应速度较快，在聚合反应的过程中，不断释放出大量热量，使涂料在迅速凝固，形成牢固的保护膜，有效防止被污染。
4、最后，涂料中的水会被完全蒸发掉，形成牢固的保护膜，有效避免污染物侵入，实现长久耐用的装饰效果。
水性聚氨酯的合成及改性研究
水性聚氨酯的合成及改性研究一、水性聚氨酯的合成1.单组分法单组分法是指将所有原料一起混合反应，形成水性聚氨酯。
通常，该方法采用预聚氨酯作为单组分，并经过链延长反应形成最终的聚合物。
预聚氨酯的合成通常采用聚醚或聚酯二元醇与异氰酸酯反应得到，其中加入一定量的带有亲水基团的链延长剂，如双异氰酸酯、聚醚二醇乙二醇醚等，以增加水分散能力。
2.双组分法双组分法是指将异氰酸酯等预聚物和含有亲水基团的聚合物分散在水中形成乳液，再通过链延长反应形成水性聚氨酯。
该方法的优点是合成过程简单，适用于大规模生产。
然而，由于异氰酸酯对湿气敏感，合成过程需要在惰性气氛下进行。
二、水性聚氨酯的改性研究为了提高水性聚氨酯的性能以满足不同的应用需求，需要进行各种改性研究。
以下是近年来的一些研究进展：1.共聚改性共聚改性是指将其他合适的高分子材料引入水性聚氨酯以改变其性能。
例如，通过与聚醚二醇共聚合，可以增加水性聚氨酯的柔韧性和弹性。
此外，与丙烯酸树脂、聚合物胶乳等共聚合也可以改变聚氨酯的性能。
2.添加剂改性添加剂改性是指在水性聚氨酯中添加一定量的功能性添加剂，以改善其性能。
例如，加入填料可以增加聚氨酯的强度和硬度；加入交联剂可以提高聚氨酯的耐热性和耐化学品性能。
3.表面改性表面改性是指在水性聚氨酯的颗粒表面涂覆一层功能性物质，以改变其表面特性。
例如，通过在颗粒表面引入疏水基团，可以提高水性聚氨酯的耐水性和耐候性。
4.环境友好改性近年来，环境友好改性成为研究的热点。
例如，采用水性异氰酸酯、可生物降解聚合物作为原料，以降低对环境的污染。
此外，采用可再生资源合成水性聚氨酯也是一种重要的发展方向。
总之，水性聚氨酯的合成方法多样，可以通过单组分法或双组分法合成。
为了满足不同的应用需求，需要对水性聚氨酯进行各种改性研究。
共聚改性、添加剂改性、表面改性和环境友好改性都是重要的改性方向。
展望未来，水性聚氨酯的改性研究将更加注重环境友好性，以及与其他功能材料的复合应用。
水性聚氨酯的制法
水性聚氨酯的制法资料来源：1、溶液法（亦称丙酮法）把端异氰酸基预聚体溶于低沸点能与水互溶的溶剂中（丙酮最常用，因此此方法亦称丙酮法），与亲水性官能基的化合物反应，生成聚氨酯离聚物，加水搅拌实现相转移，蒸馏法回收丙酮，得水性聚氨酯乳液。
此法是目前最常用、最重要的方法，步骤复便且重现性好。
几乎所有的线型聚氨酯都可以用此法植入离子体，再分散于水相中成为水分散液。
其分散液粒径为0.03~0.5μm，粒度可变范围较广，可为不透明或半透明或乳白色热塑性聚氨酯乳液。
2、预聚体分散法此过程不需要大量溶剂，避免了回收溶剂的麻烦，同时也符合低VOC和无VOC未来环保要求的趋势。
此工艺过程的第一步也是先合成端-NCO基预聚体，再植入离子基，使成为离子性齐聚物，加水并强烈搅拌，此间，聚氨酯预聚体形成水分散液和端-NCO基与水进行的扩链反应同时发生。
加入二元胺作扩链剂可以减少-NCO与水反应的几率，最终生成聚氨酯-脲水分散液。
此法较丙酮法简单，无须溶剂回收工序，节能，但产品性能稍差于丙酮法。
通常是把预聚体在强烈搅拌下加入水中分散，如果-NCO活性较低或者使用高剪切力混合分散装置也可以反加料分散，即把水加入预聚体中。
此法制得乳液粒径为0.1~0.5μm，且可制得具有不同交联度的聚氨酯乳液。
3、熔融分散法将聚酯或聚醚二醇、叔胺和异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体，用过量尿素终止使生成亲水性的双缩二脲离聚物，再将其在甲醛水溶液中分散，使发生羟甲基化反应，生成羟甲基双缩二脲聚氨酯齐聚物，用水稀释即可得聚氨酯双脲乳液。
实际上是在低pH值情况下，分散相之间的缩聚反应从而达到扩链和交联的目的。
此法反应较易控制，不需溶剂，同时也不要求高效混合装置，可制成粒径为0.03~10μm之间的分散胶粒，分散液稳定，适宜大规模工业化生产，能制备委员长中交联度的聚氨酯乳液。
此外，水性聚氨酯的制备方法还有酮亚胺法（Ketimine）、酮吖嗪法（Ketazine）。
一张图看懂水性聚氨酯的合成制备工艺
一张图看懂水性聚氨酯的合成制备工艺
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大纲如下：
1、原料：
（1）多异氰酸酯
（2）含氢化合物
（3）助剂
2、设备
3、水性化方法：
（1）外乳化
（2）自乳化（也称内乳化）
4、制备水性PU分散体的方法
（1）溶剂法（最常用的是丙酮法，但国外基本不用此法）（2）预聚体法
（3）保护端基乳化法
5、水性聚氨酯的合成
（1）阴离子水乳型聚氨酯的合成（羧酸型、磺酸型）（2）阳离子水乳型聚氨酯的合成
（3）非离子水乳型聚氨酯的合成（自乳化、外乳化）（4）双组份水性聚氨酯的合成
6、改性水性聚氨酯
（1）环氧改性
（2）丙烯酸改性
（3）有机硅改性
（4）其他改性：有机氟、聚烯烃改性、纳米材料改性、多元改性正文：
评述：
虽然国内大多数仍然是内乳化法制备水性聚氨酯，外乳化有着自身的缺陷，但据了解，该方法也有其自身的优势，如固含量可以做的较高、可以实现连续化操作、价格便宜等优势，故而国内有少数厂家已在逐步实施并应用。
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水性与无溶剂材料：nonVOC。
水性聚氨酯及其改性方法
水性聚氨酯及其改性方法水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，WPU）是一种以水为分散介质的聚氨酯树脂。
相比于传统的有机溶剂型聚氨酯树脂，水性聚氨酯具有环保、无毒、低挥发性、易操作以及涂膜性能优良等特点。
因此，在目前的涂料、胶黏剂、纺织品等领域得到了广泛的应用。
水性聚氨酯的制备方法主要有两种：溶剂法和水分散法。
溶剂法是先将聚合物和有机溶剂混合，然后加入异氰酸酯单体进行反应，最后除去有机溶剂得到产品。
溶剂法制备的水性聚氨酯具有分散性好、颗粒细、粘度低等特点。
而水分散法是利用乳化剂或分散剂使聚合过程发生在水中，再通过蒸发水分形成聚氨酯分散体，最后通过过滤去除杂质得到产品。
水分散法制备的水性聚氨酯无需有机溶剂，更加环保。
1.交联改性：通过引入交联剂，如多异氰酸酯、多醇等，使聚氨酯形成三维网络结构，增强其耐磨性、耐化学品性、耐温性等性能。
2.聚合物分散法：将其他合成树脂或聚合物分散到水性聚氨酯中，形成复合体系，提高涂膜的性能，如增强耐候性、耐刮擦性、硬度等。
3.功能性改性：在水性聚氨酯体系中引入改性剂，如改善流平性和润湿性的表面活性剂、增强抗静电的导电剂等，以增强涂膜的特殊性能。
4.纳米增强：通过引入纳米颗粒，如氧化锌、氧化硅等，以增加涂层的硬度和耐用性。
5.共聚改性：将其他具有特殊功能的单体引入水的聚氨酯反应体系中，并进行聚合，以获得具有特殊性能的共聚物。
综上所述，水性聚氨酯作为一种环保、优良性能的树脂，广泛应用于各个领域。
通过不同的改性方法，可以进一步提高水性聚氨酯的性能，满足不同应用领域的需求。
随着技术的进步，水性聚氨酯的制备方法和改性方法也将不断创新和发展。
水性pu生产工艺
水性pu生产工艺水性PU是一种环保型的涂料，具有优异的水溶性和耐化学品性能。
下面给大家介绍一下水性PU的生产工艺。
水性PU的生产工艺主要包括原料准备、预聚体合成、固化剂配制、稀释剂和助剂添加、分散混合、乳化、精炼、过滤和包装等步骤。
首先是原料准备。
主要原料有聚酯多元醇、异氰酸酯、环氧树脂、固化剂、稀释剂和助剂等。
这些原料需要按照一定的比例准备好，确保生产过程中的稳定性和质量。
然后是预聚体合成。
将聚酯多元醇和异氰酸酯进行反应，生成预聚体。
这个过程中需要控制好反应的温度和时间，确保反应的完全和高度。
接下来是固化剂配制。
将固化剂和预聚体进行配制，使之形成可固化的体系。
这一步骤也需要严格控制配比，以确保固化的效果。
然后是稀释剂和助剂的添加。
稀释剂用于调整涂料的粘度和稀释度，助剂用于增强涂层的附着力和耐化学性能。
接着是分散混合。
将配制好的固化剂体系与稀释剂和助剂进行混合，使之形成均匀的混合体系。
然后是乳化。
将分散混合的体系加入乳化剂中，通过机械剪切和高速搅拌使之形成乳化体系。
这个过程中需要控制好乳化剂的加入和搅拌的时间和速度，以确保乳化的质量和稳定性。
接下来是精炼。
将乳化体系进行高速搅拌和覆膜，去除其中的气泡和杂质，使之更加均匀和细腻。
然后是过滤。
用过滤设备将精炼后的涂料进行过滤，去除其中的杂质和固体颗粒，保证产品的纯净度和光滑度。
最后是包装。
将过滤后的涂料进行包装，并进行质检，确保产品的质量符合标准。
以上就是水性PU的生产工艺，通过这些步骤可以生产出高质量的水性PU涂料，为环保做出贡献。
水性聚氨酯的制备
水性聚氨酯的制备1、原料聚醚二元醇（PPG，分子量为2000和1000），2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI），二羟甲基丙酸，丙酮（工业品），2-甲基-2-氨基-7-丙醇。
2、合成制备水性聚氨酯的主要方法有：丙酮法、预聚体直接分散法、熔融分散法、酮距胺法和酮丫嗪法等按照水性化方法不同，水性聚氨酯的制备又可以分为内乳化法和外乳化法。
内乳化法，又称自乳化法，是因聚氨酯链段中含有亲水性成分，无需乳化剂即可得到稳定的乳液的方法。
外乳化法，又称强制乳化法，若分了链中仅含少量或者不含亲水性链段或基团必须添加乳化剂，凭借外力进行乳化。
1）丙酮法亲水的异氰酸酯预聚物和扩链剂的扩链反应在溶剂丙酮中进行，故称之为丙酮法。
由于聚合物的合成反应在均相的溶液中进行，故再现性很好。
水性聚氨酯树脂合成好以后，再加水乳化，最后减压抽出丙酮溶剂就可得到粒径较小的聚氨酯分敞体。
这种方法是经典的方法，浚方法的优点是试验重现性好，得到的聚氨酯水分散体粒径小，稳定性好；但该方法也有缺点，那就是试验过程中丙酮的大量使用，而且还得将丙酮减压抽出，制备工艺复杂，生产成本较大。
2）预聚体直接分散法该方法是合成聚氨酯分散体的一个普通方法。
先制得亲水性的预聚体，当然预聚体含有游离的异氰酸酯基团，然后将预聚体和水混合，扩链反应是预聚体和扩链剂在水中进行。
本人在这种方法基础上对此方法进行了改进，得到了一种方法把它罩尔之为边扩链边分散法，运用这种方法成功合成了长期稳定的水性聚氨酯分散体，而且在合成过程中不使用溶剂，简化了制备工艺，节约了合成成本。
3）熔融分散法将聚酯或聚醚二醇、叔胺和异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体，用过量尿素终止生成亲水性的双缩二脲离聚物，在将其在甲醛水溶液中分散，使发生羟甲基阳离子型水性聚氨酯发生反应。
4）外乳化法外乳化法是最早使用的制备水性聚氯酯的方法，它是1953年美国Du Pont公司的、V Yandott发明。
选取制成适当分子量的聚氨酯预聚体或其溶液，然后加入乳化剂，在强烈搅拌下强制性地将其分散于水中，制成聚氨酯乳液或分散体。
水性聚氨酯的生产工艺
水性聚氨酯
• • • • 定义、原料 特点、用途 加工工艺 发展前景
水性聚氨酯定义、原料
• 水性聚氨酯(Water borne Polyurethane，简称WBPU水 性聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简 称，是指大分子主链上含有重 复氨基甲酸酯单元，除了含有 大量的氨酯键外，还可能含有 酯键、醚键、脲键、脲基甲酸 酯键、异氰脲酸酯键、不饱和 双键、大分子问的氢键等。聚 氨酯是以聚酯或聚醚组成的柔 性软段和以氨基甲酸酯、脲基 等刚性硬段交替连接而成的嵌 段聚合物；软、硬链段的热力 学不相容性，软段和硬段在聚 合物中各自聚集，形成软段相 和硬段相，发生微相分离包括 聚氨酯水溶液，水分散液和水 乳液3种。
检验项目及检验仪器
• 在各种涂料完成后基本上都要检测的有以 下几种项目：密度、细度、硬度、粘度、 表干时间、实干时间、拉伸强度、剥离强 度、耐酸碱盐雾性、低温弯折性等几种 • 经常用到的仪器还有天平、弯折仪、铅笔 硬度仪、刮板细度计、密度杯、划痕仪、 秒表、冲击试验机、拉伸试验机、剥离试 验机等
发展前景
• 由于聚氨酯具有独特的微 相分离结构，所以具有优 异的弹性、耐磨性、抗冲 击和拉伸等性能，已经广 泛应用于涂料、橡胶、黏 合剂、纤维、软质泡沫塑 料、硬质泡沫塑料、保温 材料、合成皮革、防水材 料、铺装材料等；而且聚 氨酯材料还具有良好的生 物相容性和优良的抗老化 性能，也可作优异的医学 功能高分子材料。近年来， 研究者们将其应用于心血 管系统和人造器官等
常用检验标准
GB/T 1723-1993 涂料粘度测定法 GB/T 1724-1979（1989）涂料细度测定法 GB/T 1726-1979（1989） 涂料遮盖力测定法 GB/T 1728-1979（1989） 漆膜、腻子膜干燥时间测定法 GB/T 1993 漆膜耐冲击测定法 GB/T 6739-1996 涂膜铅笔硬度测定法 GB/T 6750-1986 色漆和清漆 密度的测定 GB/T 9286-1988 色漆和清漆 漆膜的划格试验 GB/T 9269-1988 建筑涂料粘度的测定 斯托默粘度计法 GB/T 6753.4-1998 色漆和清漆 用流出杯测定流出时间
水性聚氨酯合成方法
水性聚氨酯合成方法
水性聚氨酯的合成方法有以下几种：
1. 预聚体法：将聚醚二元醇、聚酯二元醇或聚碳酸酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、MDI和二元胺加入反应釜中进行反应合成。
2. 两步法：在室温下，异佛尔酮二异氰酸酯与二元醇先反应生成丁二醇二异氰酸酯（BDI），然后在水中加入BDI，再加入二元胺，进行反应，生成聚合物。
3. 水解法：将异氰酸酯和二元醇溶于有机溶剂中，在水中加入碱性水解剂，水解产生出无机盐和聚氨酯，然后再加入二元胺调整pH值，使聚合物变为水溶性。
4. 无溶剂法：在二元醇、二异氰酸酯和催化剂的催化下，进行聚合反应，生成水性聚氨酯。
以上是水性聚氨酯的几种常见的合成方法。
不同方法的步骤和条件有所不同，需要根据具体情况选择合适的方法。
水性聚氨酯制备工艺流程
水性聚氨酯制备工艺流程
水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane）是一种环保型的涂料，广泛应用于家具、汽车、建筑、包装等领域。
下面介绍水性聚氨酯的制备工艺流程。
首先，准备原料。
水性聚氨酯的制备需要以下原料：聚醚多元醇、聚酯多元醇、异免分散剂、链延长剂、溶剂和助剂等。
第二步，制备预聚体。
将聚醚多元醇、聚酯多元醇和异免分散剂按照一定比例混合加热，加入催化剂进行反应，形成预聚体。
第三步，加入链延长剂。
将预聚体加热至一定温度，再加入链延长剂，如乙二胺等，进行链延长反应。
链延长剂的选择应根据所需产品的性能要求。
第四步，添加溶剂和助剂。
将制得的聚氨酯溶于溶剂中，并适量添加助剂，如消泡剂、增稠剂和防霉剂等，以提升产品的性能。
第五步，调整pH值。
通过添加酸碱调节剂，调节溶液的pH 值，使其处于适宜的范围内，一般为8-9。
第六步，过滤和检测。
将制备好的水性聚氨酯涂料进行过滤处理，去除其中的杂质，确保产品质量。
同时，进行相应的检测，如粘度、固含量和粒径等。
第七步，包装和储存。
将制备好的水性聚氨酯涂料装入适当的
容器中，密封保存。
在储存过程中，应避免阳光直射和高温环境，以防止涂料的质量受到影响。
总结起来，水性聚氨酯的制备工艺流程包括原料准备、制备预聚体、加入链延长剂、添加溶剂和助剂、调整pH值、过滤和检测、包装和储存等步骤。
在制备过程中，需要注意控制各个环节的条件，保证产品的质量和性能。
水性聚氨酯工业合成工艺流程
水性聚氨酯工业合成工艺流程英文回答：Waterborne polyurethane (WPU) is a type of polyurethane that is dispersed in water instead of being dissolved in organic solvents. The industrial synthesis process of WPU involves several steps.1. Prepolymer Preparation: The first step is the preparation of the prepolymer. This involves the reaction of a polyol with an excess of diisocyanate. The polyol can be a polyester or a polyether, and the diisocyanate is typically MDI (methylene diphenyl diisocyanate) or TDI (toluene diisocyanate). The reaction between the polyol and diisocyanate forms a prepolymer with isocyanate groups.2. Chain Extender Addition: In this step, a chain extender is added to the prepolymer. The chain extender is typically a short-chain diol, such as 1,4-butanediol or ethylene glycol. The addition of the chain extender reactswith the isocyanate groups in the prepolymer, resulting in the formation of urethane linkages. This step helps to increase the molecular weight and improve the mechanical properties of the WPU.3. Emulsification: After the chain extender addition, the prepolymer is emulsified in water to form a stable dispersion. This is typically achieved by using asurfactant or an emulsifier. The emulsification process helps to disperse the WPU particles in water and stabilize the dispersion.4. Neutralization and Crosslinking: The next step involves neutralization and crosslinking of the WPU dispersion. This is done by adding a neutralizing agent, such as ammonia or amines, to the dispersion. The neutralizing agent reacts with the remaining isocyanate groups, resulting in the formation of urea linkages. This step helps to improve the water resistance and film-forming properties of the WPU.5. Film Formation: The final step is the film formationprocess. The WPU dispersion is applied onto a substrate, such as a metal or a polymer, and the water is evaporated. As the water evaporates, the WPU particles come into close contact and coalesce to form a continuous film. This film can then be further cured or dried to achieve the desired properties.水性聚氨酯（WPU）是一种以水为分散介质而不是有机溶剂的聚氨酯。
水性聚氨酯树脂生产工艺
水性聚氨酯树脂生产工艺
水性聚氨酯树脂是一种环保型的涂料材料，广泛应用于建筑、家具、汽车等行业。
下面是关于水性聚氨酯树脂的生产工艺的简要介绍：
首先，水性聚氨酯树脂的生产需要准备原材料。
主要原料包括聚醚多元醇、二异氰酸酯、溶剂、助剂等。
其中，聚醚多元醇是水性聚氨酯树脂的主要成分，通过聚合反应与二异氰酸酯进行反应形成水性聚氨酯。
接下来是反应工艺。
首先，在反应釜中加入适量的溶剂，并将溶剂加热至一定温度。
然后，将聚醚多元醇和二异氰酸酯按一定比例加入到反应釜中。
反应进行时，需要加入催化剂和助剂来促进化学反应的进行。
反应过程中需要控制反应温度和反应时间，使反应达到理想的程度。
反应完成后，需要进行后续处理。
首先，需要加入环保型分散剂、消泡剂等助剂，使水性聚氨酯树脂具有良好的分散性和润湿性。
然后，对水性聚氨酯树脂进行过滤和调整粘度，以满足不同应用领域的需要。
最后，对水性聚氨酯树脂进行包装和贮存。
水性聚氨酯树脂应该装在密封的容器中，以防止溶剂的挥发和杂质的污染。
同时，应将其存放在干燥、阴凉、通风的地方，避免阳光直射和高温环境。
总结起来，水性聚氨酯树脂的生产工艺包括原材料准备、反应
工艺、后续处理、包装和贮存等步骤。
通过合理的工艺控制和严格的质量监控，可以生产出高质量的水性聚氨酯树脂产品。
水性聚氨酯生产工艺
水性聚氨酯生产工艺水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，WPU）是一种环保型涂料，由聚氨酯树脂、溶剂和助剂等组成。
其在涂料行业中应用广泛，可以用于涂料、胶粘剂、纺织印染等领域。
下面简要介绍水性聚氨酯的生产工艺。
首先，水性聚氨酯的生产过程主要包括溶剂扩散法和乳液法两种方法。
溶剂扩散法是通过有机溶剂将聚氨酯树脂与水相混合，产生乳化液；乳液法是通过乳化剂将聚氨酯树脂乳化成颗粒状。
溶剂扩散法的生产流程如下：1. 准备原材料：聚醚、聚氨酯树脂、有机溶剂、助剂等。
2. 溶解聚氨酯树脂：将聚氨酯树脂加入有机溶剂中，并进行搅拌和加热，使其充分溶解。
3. 加入助剂：根据产品性能要求，逐步加入各种助剂，如增稠剂、防泡剂、流平剂等，并进行充分搅拌。
4. 添加水相：将事先制好的水相缓慢加入溶液中，并持续搅拌，使溶液逐渐乳化。
5. 调整性能：根据产品要求，可调整pH值、粒径大小、固含量等性能指标。
6. 过滤和包装：将生产好的乳化液进行过滤去除杂质，并进行包装。
乳液法的生产流程如下：1. 准备原材料：聚醚、聚氨酯树脂、乳化剂、助剂等。
2. 乳化：将聚氨酯树脂、乳化剂和适量的水加入反应釜中，并进行机械搅拌，使其乳化成颗粒状。
3. 加入助剂：根据产品性能要求，逐步加入各种助剂，并进行搅拌。
4. 反应：将反应釜中的乳化液进行加热，并进行反应，使颗粒状的乳化液继续生长，形成稳定的乳液。
5. 调整性能：根据产品要求，可调整固含量、粒径大小等性能指标。
6. 过滤和包装：将生产好的乳液进行过滤去除杂质，并进行包装。
无论是溶剂扩散法还是乳液法生产水性聚氨酯，都需要严格控制各个环节的工艺参数，如温度、压力、搅拌时间等，以确保产品的质量和稳定性。
此外，还需要进行合适的质量检测和调整，以满足客户的需求。
总之，水性聚氨酯的生产工艺是一个复杂的过程，需要仔细控制各个环节和参数，以确保产品的质量和性能。
随着环保意识的增强，水性聚氨酯在涂料行业中的应用将会越来越广泛。
水性聚氨酯的合成及应用
水性聚氨酯的合成及应用水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane, WPU）是一种特殊的聚氨酯树脂，具有良好的环境友好性和广泛的应用前景。
本文将介绍水性聚氨酯的合成方法、特性以及其在涂料、胶黏剂和纺织品等领域的应用。
一、水性聚氨酯的合成方法水性聚氨酯的合成可以通过两种主要方法实现：一种是预聚体法，另一种是原位乳化法。
1. 预聚体法预聚体法是通过将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物反应，形成异氰酸酯预聚体。
然后，将预聚体与含有胺官能团的化合物反应，生成聚醚型或聚酯型水性聚氨酯。
需要注意的是，在反应过程中，需要添加适量的表面活性剂和乳化剂来帮助稳定乳液。
2. 原位乳化法原位乳化法是将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物、氨基功能的稳定乳化剂以及乳化剂反应，直接形成乳液。
该方法与预聚体法相比，更加简便和高效。
二、水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著的特性：1. 环保性与传统的溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯不含有机溶剂，因此减少了挥发性有机化合物的排放，对环境污染更小。
同时，水性聚氨酯在应用过程中，不会产生有毒气体，对操作者的安全也更有保障。
2. 膜性能优良水性聚氨酯具有良好的强度、韧性和耐候性。
其形成的薄膜可提供优异的涂层性能，具有良好的抗刮擦性、耐化学品侵蚀性和抗氧化性等特点。
3. 附着力强水性聚氨酯可以与多种基材良好地附着，包括金属、塑料、玻璃等。
在涂料和胶黏剂领域，其优异的附着力使其成为一种理想的材料。
三、水性聚氨酯的应用水性聚氨酯在多个领域具有广泛的应用前景。
1. 涂料作为一种环保型涂料原料，水性聚氨酯具有优异的防护性能和装饰效果。
它可以应用于室内外墙面、家具、汽车、船舶等领域，为表面提供持久的保护。
2. 胶黏剂水性聚氨酯具有良好的粘接性能和耐湿性，适用于纸张、金属、木材等材料的粘接。
在制造行业中，水性聚氨酯胶黏剂得到广泛应用，如家具制造、包装行业和纸制品加工等。
3. 纺织品水性聚氨酯可用作纺织品的涂层剂和涂料。
水性聚氨酯的制造工艺
和粘接性等力学和其他使用性能。 国内水性聚氨酯乳液的制备多采用聚合物自乳化法， 即 在聚合物分子侧链上引入适量的亲水性基团， 在一定条件下 分散形成稳定乳液。 此种方法的关键是如何将适当的亲水性 基团引入聚氨酯分子结构， 且将其良好地分散于水中。 国内 一般多借助含亲水基团扩链剂将亲水性基团引入硬段中。 这 会影响硬段的规整性而降低硬段的结晶性； 国外多用一种含 亲水基团的大分子活泼氢化合物， 并以此为软段合成了聚氨 酯乳液，这样，不会影响硬段的规整性；建议可以将芳香族 多异氰酸酯和多元醇的预聚物磺化，在苯环上引入—SO3H 基团， 在软、 硬段中同时引入离子基团制得磺酸盐型水性聚 氨酯，得到的聚氨酯乳液综合性能较好。 自乳化工艺优点： (1) 制成的分散液粒径较小，且分布窄，分散液贮存 稳定； (2) 成膜后胶膜的力学和其他应用性能优良； (3) 分散设备简单，操作简单，不需要强制搅拌； (4) 不需要乳化剂，对最终产品耐水性影响小。 经多年从事水性聚氨酯研究，总结出如下自乳化工艺 经验： (1) 乳化温度宜低不宜高，不应超过 45 ℃，用芳香 族多异氰酸酯时更要注意乳化温度； (2) 成盐剂选有机碱类较合适，其用量应严格控制； (3) 选择高效乳化设备能收到事半功倍的效果。 自乳化型水性聚氨酯有 4 种， 即阳离子型、 阴离子型、 两性离子型和非离子型，它们不同之处就是亲水基团不
其制造工艺多停留在丙酮法工艺等相对落后的水 平。文章从水性聚氨酯制造工艺方法入手，着重就 其制造工艺上加以介绍， 以求国内水性聚氨酯制造 工艺有新的发展。 关键词：水性聚氨酯；制造工艺
0 引言
水性聚氨酯自从 20 世纪 70 年代在我国出现至今已有 30 多年发展历史， 涉及的应用领域也从当初的皮革涂饰发 展到现在的几乎涵盖国民生活所有领域。但就其制造工艺 而言，目前水平不高，绝大多数停留在丙酮法阶段。而聚 氨酯的水性化方法很多，其优缺点也非常明显。根据不同 使用对象，我们可以采用不同的制造工艺 。
水性聚氨酯生产工艺-水性聚氨酯的合成
第4 章艺技术方案4.1工艺技术4.1.1技改前工艺技术企业现有1万吨溶剂型聚氨酯生产线，生产方式采用间歇式，分为多元醇合成和聚氨酯合成两个工序，工艺流程如图4-1，4-2所示。
图4-1多元醇合成流程图图4-2聚氟酯合成流程图从流程图可看出，聚氨酯合成首先由脂肪族二元醇乙二醇、1，4 丁二醇和脂肪族二元羧酸己二酸酯化、聚合生成中间体多元醇，再由多元醇和异氰酸酯在溶剂二甲基甲酰胺、甲苯、丁酮的作用下聚合而成。
生产过程中所用二甲基甲酰胺等溶剂或多或少具有一些毒害性，在整个生产所需的原辅材料中所占比例高达70%。
4.1.2技改后工艺技术4.121工艺流程图技改后，生产方式仍为间歇式，首先由小分子醇和酸酯化、聚合生成多元醇，多元醇再和MDI以去离子水为溶剂，经过扩链剂扩链聚合生成水性聚氨酯树脂。
聚酯多元醇的合成方法和技改前相同，聚氨酯合成工序用溶有扩链剂的去离子水代替有机溶剂，工艺也有所改进, 具体流程如下。
(1)聚酯多元醇的合成聚酯多元醇的合成工序流程图同图4-1。
图4・3水性聚氨酯树脂生产工艺流程图4.1.2.2工艺流程简述（1 ）聚酯多元醇合成工艺流程说明 半成品聚酯多元醇合成工艺与技改前相同， 由脂肪族二元羧酸和脂肪族二元醇按一定摩尔比反应制得。
a ：在常温常压下按照工艺配比要求向反应釡中加入乙二醇、 式是管道输送，开启搅拌装置搅拌物料；b :预聚合：测定聚合物酸值达一定值后， 人工加入催化剂反应 30分钟，启动真空泵对反应 釡抽真空以降低酸值提高聚合物分子量， 打开氮气控制阀向反应釡通入氮气， 氮气作用是防 止釡内物料氧化，同时起到搅拌作用；C ：缩聚合：启动油封式真空泵增加真空度除去残余的水分子和小分子醇，提高聚合物分子 量；。
（2 ）水性聚氨酯合成工艺流程说明水性聚氨酯树脂合成采用预聚体分散法，由聚酯多元醇和异氰酸酯常压下预聚， 预聚体经中和剂中和后， 在较低温度下向预聚体中加入溶有扩链 剂的去离子水，边扩链边分散制备而来。
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水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一, 它适用于热敏温度低于(60 — 80) ℃常温交联固化的高、中档木器(家具等), 高档建筑装饰、高级汽车、飞机及航天器材等的中涂和表面涂装。
产品配方：１、改性三聚体交联剂产品可由TDI 、IPDI 、MDI 和XDI 等异氰酸酯制造。
其芳香族NCO反应温度在(120—150) ℃，脂肪族NCO 反应温度在(150—200) ℃。
它的最大优点是无黄变, 水白透明, 较适用于羧酸型等水性聚氨酯的常温交联剂。
为增强综合性能, 需采用两个NCO 基团活性不同的二异氰酸酯,并要将反应中产生的端NCO 用多元醇- 羧酸反应掉, 以利于胺中和及产物的水溶性。
由于其熔点高,反应需分阶段在有机溶剂中进行, 有机膦催化剂及120 ℃以上温度, 异氰酸酯可发生自缩聚反应,生成三聚体化合物。
其催化剂中戊杂环膦化氢是最有效的, 反应温度低, 收率可达90 % , 再用三聚催化法促进反应完全, 并对残基进行封闭。
产品配方：NCO ：多元醇羧酸( 物质的量比) 为6：1：1.43。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液制备, 按配方将新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌,升温至80 ℃ , 完成溶解后, 升温至148 ℃回流脱水至透明后, 过滤出料备用。
亚胺预聚体的制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至148 ℃回流脱水后, 加入10 % 磷酸(甲苯) 液降温至120 ℃, 通入氮气, 将TDI 、IPDI 加入单体滴加釜, 在2 . 5h 内完成滴加后, 升温至130 ℃反应1h , 将10 % 戊杂环膦化氢液加入滴加釜, 开始缓慢滴加, 不断观察物料反应情况, 防止爆聚, 滴完在130℃反应2h 、140 ℃ 1h 、145 ℃30min , 降温至70 ℃, 将多元醇- 羧酸液加入滴加釜开始滴加,滴完在70 ℃反应(2—3) h , 检测NCO 转化率达96 % , 加入10 % 醋酸锂液, 此时有两种工艺: 一是降温至25 ℃, 静置7d ; 二是升温至(80—90) ℃反应(2—3) h , 测游离TD I 在0.3% 以下, 加入10 % 对甲苯磺酸甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至85 ℃反应20min , 抽真空脱出2/3量的有机溶剂, 再加入亲水溶剂调节固含量为50 % , 降温至50 ℃加入50 % 三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H 值至8.5 , 升温到60 ℃反应至透明, 降温到40 ℃出料.２、改性HDI 缩二脲交联剂产品配方：NCO：H2O = 3：1.1，NCO：OH =6：1, 理论NCO 含量= 15.9 % , 采用分阶段聚合反应、中和法。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液的制备, 按配方将新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至80℃溶解均匀, 再升温至148 ℃回流脱水至透明无水后, 降温至40 ℃出料备用。
HDI 预聚体制备: 按配方将己二异氰酸酯、二甲苯加入反应釜, 通入氮气, 升温至65 ℃, 加入10 % 磷酸(甲苯) 液搅匀, 将去离子水加入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 控制自升温在80 ℃以下, 完成滴加后, 升温至90 ℃反应1h 、120 ℃ 2h 、130 ℃ 1h , 降温至70 ℃ , 再将多元醇- 羧酸液进入滴加釜开始滴加,滴完后在70 ℃反应(2 —3) h 、80 ℃1h , 测游离HDI＜0.2 % , 抽真空脱出有机溶剂,加入亲水溶剂, 调节固含量50 % , 降温至50 ℃加入50 % 三乙胺水溶液, 调p H 值8.4 ,升温到60℃反应至透明, 降温到40 ℃过滤出料。
３、改性TD I 三聚体交联剂产品配方:NCO：OH ( 物质的量比) 为6：1, 采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法及分阶段反应。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸液的制备, 按配方将三羟甲基丙烷、新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DM - PA、醋酸丁酯、二甲苯加入反应釜搅拌, 升温至80 ℃溶解均匀, 再将其升温至148 ℃回流脱水至透明, 降温到40 ℃过滤出料备用。
三聚体制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌、升温至148 ℃回流脱完水后, 降温至120 ℃，加入10 %磷酸锂液搅匀, 通氮气, 将TDI 加入单体滴加釜开始滴加, 3h 滴加完后, 保温120 ℃反应2h 、130 ℃ 1h, 降温至65 ℃ , 将多元醇- 羧酸液进入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 控温在75 ℃以下, 滴完, 80 ℃保温2h , 取样测游离TDI＜0.9 % , 加入10 % 磷酸甲苯液升温至85 ℃反应2h ( 或降至25℃静置7d) , 检测游离TDI＜0.2 % , 加入10 % 硫酸二甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至90℃反应15min , 抽真空脱出有机溶剂, 加入亲水溶剂调节固含量至50 % , 降温至50 ℃加入50 %三乙胺水溶液、N - 甲苯二乙醇胺调节p H 值为8 . 4 , 升温到60 ℃反应至透明, 降温至40 ℃出料。
４、TDI/ TMP 加成、改性物交联剂产品配方:NCO：OH ( 物质的量比) 为3：1 , 采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液的制备, 按配方将TMP 、新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA、醋酸丁酯加入反应釜搅拌升温至80 ℃溶解均匀, 升温到140 ℃回流脱水至透明, 降温至40 ℃ , 过滤出料备用。
加成物制备: 按配方将醋酸丁酯、甲苯进入反应釜搅拌升温至140 ℃回流脱水后, 降温到60 ℃加入TDI ,通入氮气, 将多元醇- 羧酸溶液加入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 滴加要缓慢, 控温在70 ℃以下滴完, 加入10%磷酸甲苯液, 70 ℃反应(4—5) h 。
检测NCO 含量达13.1 % , 游离TDI在12.5 % ,加入10 % 三正丁基膦液搅匀, 升温至85 ℃反应(2—3) h( 或降温至25 ℃ , 静置7d),取样检测游离TDI ＜0.2 % , 加入10 % 苯甲酰氯液、10% 二甲基吡唑液升温至90 ℃ ,反应15min , 抽真空减压, 脱出有机溶剂, 加入亲水溶剂, 调节固含量50% , 降温至50 ℃加入50% 三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H 值为8.5 , 升温到60℃反应至透明, 降温至40℃过滤出料。
５、ＸＤＩ／TMP 加成改性物, NCO 交联剂产品配方:NCO:OH ( 物质的量比) = 9:1 , 采用三聚催化、终止、残基封闭法。
工艺步骤: 参照第四的工艺步骤进行。
6、改性TD I 醇解油, NCO 交联剂产品配方:油度86.4 % , K 值= 0.93 , 醇超量R = 1.17 , NCO:1OH ( 物质的量比) = 3:( 含蓖麻油中羟基), 采用三聚催化、终止、残基封闭法。
工艺步骤: 按配方将TD I 、蓖麻油、新戊二醇加入反应釜, 升温至120℃加入环烷酸钙, 搅拌、升温至240℃,醇解反应(2—3) h , 取样测试其透明度, 合格后降温至180℃, 加入苯偏三甲酸酐、DMPA 反应40min ,降温至120℃加入甲苯稀释, 升温到134℃回流脱水, 水脱尽后, 降温至60℃ , 开始滴加TDI , 2h滴完, 加入10% 磷酸甲苯液搅匀, 升温至70℃反应(3—4)h , 测试NCO 含量在12% 、游离TDI 在9.5 % , 加入10% 烷基膦液搅匀, 升温至80℃反应(2—3)h( 或降温至25℃静放7d) , 测试游离TDI＜0.3% , 加入10% 苯甲酰氯液、10% 二甲基吡唑液搅匀升温至90℃反应15min , 抽真空减压脱出全部甲苯, 加入亲水溶剂, 调整固体含量为50% , 降温至50℃加入三乙胺、N -甲苯二乙醇胺, 调整p H 值为8.5 , 升温至60℃反应到透明, 降温至40℃过滤, 出料。
7、水性聚酯聚氨酯产品配方( 甲组分): OH ∶NCO ( 物质的量比) = 1.5:1 , K 值= 1.02 ,醇超量R = 1.18。
工艺步骤: 按配方将新戊二醇、己二酸、苯偏三甲酸酐、DMPA 加入反应釜, 通入CO2 气, 升温至120℃,加入钛酸四异丙基酯, 搅拌升温至180 ℃, 反应2h后, 每隔30min 取样测试其酸值, 直至达到79mg KOH/ g , 羟值达到79.5 , 降温至130℃加入二甲苯, 升温至150℃回流脱水, 脱尽后, 抽真空回收二甲苯,降温至80 ℃加入丙酮进行稀释, 保温在60℃,1.5h 滴加TDI , 滴完加入10% 磷酸( 甲苯)液搅匀, 升温至70℃反应(4—5)h , 测试游离TDI＜0.2% , 加入50% 苯酚(甲苯)液升温至80℃反应15min , 再升温至90℃ , 蒸馏出1/2 投料量的丙酮, 70℃保温备用。
在另一个装有快速搅拌的反应釜中, 加入N-甲苯二乙醇胺、三乙胺、乙二胺、去离子水开动快速搅拌, 将上述保温在70℃的物料, 缓慢加入反应釜, 在60℃进行中和反应透明后, 升温至70℃ , 抽真空减压, 蒸馏出余下的全部丙酮,降温至40℃ ,过滤, 出料。
8、水性豆油酸聚酯聚氨酯产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) =1:1.5 , 树脂K 值= 1.019 ,醇超量R= 1.3 、r =1.5 , 油度56%。
工艺步骤: 按配方将豆油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、季戊四醇、新戊二醇加入反应釜, 通入CO 2 气, 升温至120℃加入二月桂酸二丁基锡进行搅拌, 升温至220℃ , 反应3h , 降温至180℃加入间苯二甲酸、苯偏三甲酸酐、DMPA在180℃下反应2h 后, 每隔30min 取样测试其酸值, 直至达到75mg KOH/g , 羟值为80 ,降温至120 ℃加入甲苯, 升温至132℃回流脱水, 脱尽后, 降温至65℃加入10% 苯酚甲苯液搅匀,将TDI 加入单体滴加釜, 开始滴加,1.5h 滴完后, 升温至70℃反应4h , 80℃ lh , 测试游离TDI 在0.2 % , 加入50% 苯酚( 甲苯) 液搅匀, 升温至90℃反应15min , 进行真空减压脱出2/3 的甲苯,加入异丁醇降温至50℃ , 加入三乙胺、二甲苯乙醇胺及1/3 的去离子水, 调整p H 值为8.6 ,升温到60℃反应至透明, 抽真空脱出全部甲苯, 加入余下的去离子水, 调整固含量50% , 过滤, 出料。
9、水性菜油醇酸聚氨酯产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) =1:1.5 , 树脂K 值=1.01 ,醇超量R= 1.314 , r= 1.499 , 油度= 55.2% , 理论NCO 含量= 228% 。