本項(xiàng)目的雙組分高固含量水性聚氨酯制備工藝是目前最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝, 也是最綠色環(huán)保的工藝。 該工藝主要由 PUA的逐步聚合、 PUA 的自由基聚合、 溶劑的脫除、 涂料的配制、丙酮回收利用蒸餾段等部分組成。 其中在 PUA的逐步聚合過程中又包括初聚物的制備、 醇擴(kuò)鏈、 引入親水基團(tuán)和環(huán)氧改性、 丙烯酸單體的引入、中和、乳化、 胺擴(kuò)鏈, 同時(shí)在整個(gè)的工藝實(shí)現(xiàn)過程, 還需要實(shí)現(xiàn)循環(huán)丙酮, 各種原料以及各種產(chǎn)品的輸送等工作。這種工藝提高水性聚氨酯的固含量以降低水分揮發(fā)負(fù)荷、縮短成膜和干燥時(shí)間, 簡(jiǎn)化了工序, 同時(shí)提高了反應(yīng)速度和反應(yīng)收率, 節(jié)約了能源, 減少了對(duì)環(huán)境的污染, 同時(shí), 高固含量的水性聚氨酯還具有設(shè)備利用率高、 運(yùn)輸成本和單位產(chǎn)品能量消耗低等優(yōu)點(diǎn)。 另外, 由于采用本項(xiàng)目技術(shù)生產(chǎn)的水性聚氨酯鞋用膠粘劑產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品相比價(jià)格可以降低 40% , 這將進(jìn)一步擴(kuò)大對(duì)水性聚氨酯鞋用膠粘劑產(chǎn)品的需求。 預(yù)計(jì)其國內(nèi)需求量超過10 萬噸 /年, 市場(chǎng)價(jià)值約 30億元人民幣 /年。目前所使用的水性聚氨酯鞋用膠粘劑產(chǎn)品幾乎全部依靠進(jìn)口, 來自國外的水性聚氨酯膠粘劑主要是德國拜耳公司、 漢高公司和美國國民淀粉公司的產(chǎn)品, 進(jìn)口產(chǎn)品在國內(nèi)的售價(jià)高達(dá) 4~6萬元 /噸。 我國在水性聚氨酯大底膠的研究方面進(jìn)展較慢, 目前僅有幾家機(jī)構(gòu)開展此項(xiàng)工作, 國內(nèi)尚無批量生產(chǎn)的水性聚氨酯鞋用膠粘劑產(chǎn)品, 本項(xiàng)目可填補(bǔ)國內(nèi)空白。

1. 實(shí)驗(yàn)原料和試劑

1. 1 反應(yīng)原理

本項(xiàng)目生產(chǎn)過程中所發(fā)生的主要的化學(xué)反應(yīng):

1. 2 反應(yīng)流程

1. 3 反應(yīng)設(shè)備

1. 3. 1 反應(yīng)釜

      ( 1) 初聚物的制備: 加入多異氰酸酯 TD I和聚醚多元醇N 220, 在恒溫水浴箱中逐漸升溫至 80度, 在此溫度下反應(yīng) 2 小時(shí), 這一步屬于聚加成反應(yīng), 反應(yīng)方程式如下:

      ( 2)醇擴(kuò)鏈: 反應(yīng)體系 70度下, 滴加醇擴(kuò)鏈劑 BDO和有機(jī)溶劑, 控制溫度不高于 80度。 待反應(yīng)體系溫度穩(wěn)定后, 在 70度 下反應(yīng) 1小時(shí), 反應(yīng)過程中視體系粘度適當(dāng)補(bǔ)充丙酮。

      ( 3)引入親水基團(tuán)和環(huán)氧改性: 加入親水?dāng)U鏈劑 DM PA、 E20和丙酮后, 保持溫度至 70度, 在此溫度下反應(yīng) 3 小時(shí)左右, 反應(yīng)過程中視體系粘度適當(dāng)補(bǔ)充丙酮降粘。 引入親水基團(tuán)反應(yīng)如下;

      ( 4)丙烯酸單體的引入: 在 70度 , 加入 MM A單體, 開始加入冷卻水降溫。

      ( 5)中和: 降低體系溫度至 40e 以下, 加入計(jì)量的三乙胺和丙酮, 快速攪拌 5~ 10分鐘, 使之充分反應(yīng), 得到親水性 PU - M混合物。

1.3. 2 分散釜

      分散過程 (乳化 ): 將 PU - M 混合物出料于分散桶內(nèi), 置于高速分散機(jī)上, 在設(shè)計(jì)的分散轉(zhuǎn)速下劇烈攪拌, 同時(shí)將一定量的蒸餾水以一定的速度加入體系中, 使之分散形成乳液。

1.3. 3 聚合釜

      ( 1)胺擴(kuò)鏈: 在上述分散的體系中加入計(jì)量的乙二胺水溶液, 繼續(xù)高速攪拌 15分鐘, 得到 PU - M 分散液。

      ( 2) MM A 聚合: 在 70度下保溫 1 小時(shí), 然后 3 小時(shí)滴加A IBN引發(fā)劑的丙酮溶液, 然后保溫 1小時(shí), 降溫至接近室溫, 過濾出料, 得到 PUA 復(fù)合乳液。

1.3. 4 薄膜蒸發(fā)器

      在薄膜蒸發(fā)器中除去溶劑: 在 70度 下用真空泵抽除溶劑, 直到丙酮的含量少于 0.1% 。

1. 3. 5 攪拌槽

      將乳液、 分散劑、流平劑、潤(rùn)濕劑、 成膜助劑、 流變改性劑、 增稠劑等按照順序加入, 在攪拌槽中攪拌 15m in左右, 出料。 具體配比如表 2所示。

2 結(jié) 論

      上述制備得到的產(chǎn)品具有經(jīng)濟(jì)、 安全 (不燃不爆 ) 、 無毒、 無污染、低 VO C、氣味小和用后殘留物易清理等優(yōu)點(diǎn), 可以替代進(jìn)口產(chǎn)品, 滿足國內(nèi)迫切需要, 并可銷往國外。 目前國內(nèi)生產(chǎn)水性聚氨酯鞋膠的企業(yè)少之又少, 這就決定了本產(chǎn)品具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力與很廣闊的市場(chǎng), 說明了將產(chǎn)品推向國際市場(chǎng)也有一定的優(yōu)勢(shì)。

聯(lián)系我們

合肥恒天新材料科技有限公司

手機(jī)：138-0569-8771（何經(jīng)理）

電話：86-0551-68103252

傳真：86-0551-68103253

郵箱：hengtian_hwh@163.com

地址：安徽省合肥市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)蓬萊路與湯口路交口意大利工業(yè)園鑫云泰B座