申请/专利权人：上海东睿化学有限公司

申请日：2018-11-07

公开（公告）日：2021-11-19

公开（公告）号：CN109575868B

主分类号：C09J175/06(20060101)

分类号：C09J175/06(20060101);C09J175/08(20060101);C08G18/42(20060101);C08G18/48(20060101);C08G18/76(20060101);C08G18/08(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.11.19#授权;2020.05.08#实质审查的生效;2019.04.05#公开

摘要：本发明提供了一种连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，将准确计量并脱水后的多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中，与异氰酸酯混合并发生反应，通过控制不同静态混合器的温度来控制物料的反应进程，然后送入恒温反应器使物料熟化，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。采用本发明的方法连续生产湿固化聚氨酯粘合剂，各反应段温度控制精准，工艺重复性高，大幅度提高了产品的稳定性，产品粘度误差达到设定粘度的±15%；采用恒温反应器熟化使反应更彻底，一个月粘度增加率不大于15%，存储粘度增加率低于25%，为用户使用提供了方便；同时，连续生产的方式也大幅度提高了设备的生产能力，减少了人力、设备和厂房投资。

主权项：1.一种连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，包括下列步骤进行生产：（1）用计量泵将准确计量后的多元醇送入静态混合器中混合均匀；然后送入蒸发器中，在150～200℃、真空条件下脱去混合多元醇中的水分；当混合多元醇的含水量不大于200ppm后，降温至50～80℃；（2）将步骤（1）得到的脱水混合多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中，与温度为35～50℃的异氰酸酯混合均匀并发生反应，分段控制静态混合器组的温度，保证物料中的多元醇和异氰酸酯充分反应；（3）反应后的物料送入恒温反应器中进行熟化，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品；所述的静态混合器组，由3～5个的静态混合器串联而成，其中：混合多元醇和异氰酸酯在第1个静态混合器内混合均匀温度控制在55～70℃，其余静态混合器为主反应段，物料温度分段控制在90～120℃；步骤（3）中所述的熟化，是在控制恒温反应器温度在105～115℃下熟化2～6h。

全文数据：连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法技术领域本发明涉及一种连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法。技术背景近年来，聚氨酯粘合剂由于强度高、施工方便，在木器制造、车饰、织物加工等领域有了长足的进展。聚氨酯粘合剂有两大类，即双组分粘合剂及单组份粘合剂，其中单组份聚氨酯粘合剂使用更为方便，因此得到了更广泛的应用。目前，单组份聚氨酯粘合剂主要为溶剂型粘合剂，其易于存储，加工方便，是市场供应的主要聚氨酯粘合剂品种。但是，随着人们环保意识的增强，国家对环境保护要求日益严格，溶剂型聚氨酯粘合剂逐渐被无溶剂的湿固化聚氨酯粘合剂即PUR所取代。目前，PUR的生产都是间歇釜式的生产方法，由于反应速度快，放热量高，因此反应过程热传导不好解决。为防止局部温度过高，厂家只好将单批产量控制在2t以下，若要提高产量只能重复建多套装置，不仅造成增加人员、设备、土地等的投资，而且操作条件难于重复。产品控制的一个重要指标是粘度，由于操作条件难以重复，各公司给出的产品粘度指标达到±40％，给用户使用造成很大困扰，甚至由于温度失控产生大量凝胶而不能使用。发明内容本发明的目的是提供一种连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，以期改变现有湿固化聚氨酯粘合剂间歇生产方式带来的产品质量稳定性差、设备效率低、生产线投资大、占地多等问题。本发明的一种连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，将准确计量并脱水后的多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中，与异氰酸酯混合并发生反应，通过控制不同静态混合器的温度来控制物料的反应进程，然后送入恒温反应器使物料熟化，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。其中：所述的多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或多种；所述的异氰酸酯为4,4-二苯基亚甲基二异氰酸酯4,4-MDI、液化MDI、甲苯-2,4-二异氰酸酯TDI中的一种或多种。更具体地，本发明的一种连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，包括下列步骤进行生产：1用计量泵将准确计量后的多元醇送入静态混合器中混合均匀；然后送入蒸发器中，在150～200℃、真空条件下脱去混合多元醇中的水份；当混合多元醇的含水量不大于200ppm后，降温至50～80℃；2将步骤1得到的脱水混合多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中，与温度为35～50℃的异氰酸酯混合均匀并发生反应，分段控制静态混合器组的温度，保证物料中的多元醇和异氰酸酯充分反应；3反应后的物料送入恒温反应器中进行熟化，进一步使少量未反应的多元醇继续反应，以便在存储过程粘度不会增加过多，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。其中：所述的多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或多种；所述的异氰酸酯为4,4-二苯基亚甲基二异氰酸酯4,4-MDI、液化MDI、甲苯-2,4-二异氰酸酯TDI中的一种或多种。进一步地，步骤1中所述的真空条件为绝对压力在5～15Pa范围内。进一步地，步骤1中所述的蒸发器为刮板蒸发器、降膜蒸发器或分子蒸发器中的一种。进一步地，步骤2中所述的静态混合器组，由3个或3个以上的静态混合器串联而成，串联静态混合器的数量多少视反应热的放热量大小而定，当放热量大时串联静态混合器的数量可适当增加，优选为由3～5个静态混合器组成，其中：混合多元醇和异氰酸酯在第1个静态混合器内混合均匀温度控制在55～70℃，其余静态混合器为主反应段，物料温度分段控制在90～120℃。进一步地，步骤3中所述的熟化，是在控制恒温反应器温度在105～115℃下熟化2～6h。进一步地，本发明的一种连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，还包括灌装和存储过程：将熟化后的物料送入氮气保护罐装机，按照客户要求的重量灌装，产品桶送入15～25℃的冷库存储。所述的罐装机为连续液体灌装机，将分装后的产品快速降温存储，可以保持粘度的稳定。本发明的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，反应器采用静态混合器，其直径仅有25～250mm，且静态混合器内的导流体使反应器没有径向温差，反应热可以及时转移，使得反应温度控制的非常平稳。本方法中涉及的设备都是可以在市场上采购到的，工艺设备，仪表，管线安装均属于正常化工设备安装。采用本发明的方法连续生产湿固化聚氨酯粘合剂，连续工艺可以保证产品在一个可重复的工艺条件下产生，可以保持产品的稳定性；因物料分布均匀，各反应段温度控制精准，工艺重复性高，并大幅度提高了产品的稳定性，产品粘度误差达到设定粘度的±15％；采用恒温反应器熟化使反应更彻底，一个月粘度增加率不大于15％，存储粘度增加率低于25％，为用户使用提供了方便；同时，连续生产的方式也大幅度提高了设备的生产能力，减少了人力、设备和厂房投资。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中，实施例中未提及的部分按常识及通用技术处理。实施例1年产6000t湿固化聚氨酯粘合剂连续生产线按年运行6000h设计，用于生产纺织品用布贴膜湿固化聚氨酯粘合剂，目标粘度4000cps90℃。1用计量泵将准确计量后的3种聚醚多元醇和2种聚酯多元醇送入直径25mm、长度1m的静态混合器中混合均匀；然后送入刮板蒸发器中面积20㎡，在185℃、绝对真空10Pa条件下脱去混合多元醇中的水份；当混合多元醇的含水量不大于200ppm后，降温至55℃。2将步骤1得到的温度为55℃的脱水混合多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中由3个静态混合器依次串联组成，在第1个静态混合器直径25mm、长度2m中与温度为45℃异氰酸酯4,4-MDI混合均匀并保持温度55℃，在第2和3个静态混合器直径150mm、长度2m中多元醇和异氰酸酯发生反应，分别控制反应温度为100～105℃、105～115℃。3反应后的物料送入带有搅拌及控温夹套和内盘冷却管、体积为4m3的恒温反应器中115℃下熟化2h，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。将熟化后的产品送入氮保护罐装机，按照客户要求的重量灌装每桶200KG，产品桶送入15℃的冷库存储。实施例2年产10000t湿固化聚氨酯粘合剂连续生产线按年运行6000h设计，用于生产纺织品用布贴膜湿固化聚氨酯粘合剂，目标粘度6000cps90℃。1用计量泵将准确计量后的3种聚醚多元醇送入直径40mm、长度1m的静态混合器中混合均匀；然后送入降膜蒸发器中面积40㎡，在150℃、绝对真空5Pa条件下脱去混合多元醇中的水份；当混合多元醇的含水量不大于200ppm后，降温至50℃。2将步骤1得到的温度为50℃的脱水混合多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中由4个静态混合器依次串联组成，在第1个静态混合器直径65mm、长度2m中与温度为40℃异氰酸酯TDI混合均匀并保持温度65℃，在第2～4个静态混合器直径200mm、长度2m中多元醇和异氰酸酯发生反应，分别控制反应温度为100～105℃、105～115℃、115～120℃。3反应后的物料送入带有搅拌及控温夹套和内盘冷却管、体积为8m3的恒温反应器中110℃下熟化4h，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。将熟化后的产品送入氮保护罐装机，按照客户要求的重量灌装每桶200KG，产品桶送入25℃的冷库存储。实施例3年产6000t湿固化聚氨酯粘合剂连续生产线按年运行6000h设计，用于生产纺织品用布贴膜湿固化聚氨酯粘合剂，目标粘度4000cps90℃。1用计量泵将准确计量后的2种聚醚多元醇送入直径25mm、长度1m的静态混合器中混合均匀；然后送入刮板蒸发器中面积20㎡，在200℃、绝对真空15Pa条件下脱去混合多元醇中的水份；当混合多元醇的含水量不大于200ppm后，降温至80℃。2将步骤1得到的温度为55℃的脱水混合多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中由4个静态混合器依次串联组成，在第1个静态混合器直径25mm、长度1m中与温度为50℃异氰酸酯液化MDI混合均匀并保持温度55℃，在第2～4个静态混合器直径150mm、长度2m中多元醇和异氰酸酯发生反应，分别控制反应温度为100～105℃、105～115℃、115～118℃。3反应后的物料送入带有搅拌及控温夹套和内盘冷却管、体积为4m3的恒温反应器105℃下熟化6h，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。将熟化后的产品送入氮保护罐装机，按照客户要求的重量灌装每桶200KG，产品桶送入20℃的冷库存储。实施例4年产12000t湿固化聚氨酯粘合剂连续生产线按年运行6000h设计，用于生产纺织品用布贴海绵湿固化聚氨酯粘合剂，目标粘度12000cps110℃。1用计量泵将准确计量后的3种聚醚多元醇和2种聚酯多元醇送入直径80mm、长度1m的静态混合器中混合均匀；然后送入分子蒸发器中面积20㎡，在200℃、绝对真空10Pa条件下脱去混合多元醇中的水份；当混合多元醇的含水量不大于200ppm后，降温至80℃。2将步骤1得到的温度为55℃的脱水混合多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中由5个静态混合器依次串联组成，在第1个静态混合器直径50mm、长度2m中与温度为50℃异氰酸酯液化MDI混合均匀并保持温度65℃，在第2～5个静态混合器直径200mm、长度4m中多元醇和异氰酸酯发生反应，分别控制反应温度为90～95℃、95～105℃、100～110℃、115～120℃。3反应后的物料送入带有搅拌及控温夹套和内盘冷却管、体积为8m3的恒温反应器110℃下熟化3h，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。将熟化后的产品送入氮保护罐装机，按照客户要求的重量灌装每桶200KG，产品桶送入20℃的冷库存储。实施例5年产1000t湿固化聚氨酯粘合剂连续生产线按年运行3000h设计，用于生产纺织品用布贴布湿固化聚氨酯粘合剂，目标粘度15000cps120℃。1用计量泵将准确计量后的3种聚醚多元醇和2种聚酯多元醇送入直径25mm、长度1m的静态混合器中混合均匀；然后送入降膜蒸发器中面积10㎡，在200℃、绝对真空10Pa条件下脱去混合多元醇中的水份；当混合多元醇的含水量不大于200ppm后，降温至80℃。2将步骤1得到的温度为55℃的脱水混合多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中由3个静态混合器依次串联组成，在第1个静态混合器直径50mm、长度2m中与温度为50℃异氰酸酯液化MDI混合均匀并保持温度70℃，在第2、3个静态混合器直径200mm、长度2m中多元醇和异氰酸酯发生反应，分别控制反应温度为105～110℃、110～115℃。3反应后的物料送入带有搅拌及控温夹套和内盘冷却管、体积为2m3的恒温反应器110℃下熟化3h，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。将熟化后的产品送入氮保护罐装机，按照客户要求的重量灌装每桶200KG，产品桶送入20℃的冷库存储。对比例1年产6000t纺织品用湿固化聚氨酯粘合剂间歇生产装置年运行6000h设计，本工艺用于生产纺物用布贴膜湿固化聚氨酯粘合剂，目标粘度4000cps90℃。将3种聚醚多元醇和2种聚酯多元醇按配方要求，计量后逐一加入聚合反应釜中，将物料升温至120℃，抽真空至100Pa，2～3h脱水至小于0.02％。反应釜夹套通入冷却水将物料温度降至70～72℃，然后定量加入4.4-MDI，控制物料温度逐渐由70℃升至105℃，自始计时3h，温度控制在105～115℃之间。反应釜夹套通入冷却水将物料温度降低至90℃，待包装。对比例2年产10000t纺织品用湿固化聚氨酯粘合剂间歇生产装置年运行6000h设计，本工艺用于生产纺物用布贴布湿固化聚氨酯粘合剂，目标粘度6000cps90℃。将3种聚醚多元醇按配方要求，计量后逐一加入聚合反应釜3m3×10台中，将物料升温至120℃，抽真空至100Pa，2～3h脱水至小于0.02％。反应釜夹套通入冷却水将物料温度降至70～72℃，然后定量加入4.4-MDI，控制物料温度逐渐由70℃升至105℃，自始计时3h，温度控制在105～115℃之间。反应釜夹套通入冷却水将物料温度降低至90℃，待包装。对比例3年产12000t纺织品用湿固化聚氨酯粘合剂间歇生产装置年运行6000h设计，本工艺用于生产纺物用布贴海绵湿固化聚氨酯粘合剂，目标粘度12000cps110℃。将3种聚醚多元醇和2种聚酯多元醇按配方要求，计量后逐一加入聚合反应釜3m3×12台中，将物料升温至120℃，抽真空至100Pa，2-3h脱水至小于0.02％。反应釜夹套通入冷却水将物料温度降至70～72℃，然后定量加入4.4-MDI，控制物料温度逐渐由70℃升至105℃，自始计时3h，温度控制在105～115℃之间。反应釜夹套通入冷却水将物料温度降低至90℃，待包装。注：以上提及的各种设备均可在国内购得具体设备工作要求可以向设备厂家定制。效果实施例分别按织物的布贴膜，布贴布，布贴海绵三个牌号产品进行连续法与间歇法制备的湿固化聚氨酯粘合剂的粘度，粘度稳定性及设备台数，占地面积进行比较。不同生产方法制备产品比较表注：1.实施例1，2，4连续运行48h，每四小时取样测定其粘度范围2.对比例1，2，3连续进行5釜，反应结束时测定其粘度范3.主要设备是指涉及反应器部分，不包括原料储罐。由对照表可以看出：连续法与间歇法生产湿固化聚氨酯粘合剂主要控制指标-粘度聚合完成时的粘度，实施例1，2，4距目标值4000的偏差分别是-12％～+14.1％，-9.6％～+10.9％，-9.6％～+8％而对间歇法比例1，2，3的偏差分别是-10.5％～+88.6％，-27.4％～+64％，-21％～+36.9％。间歇法的粘度偏差是连续法的4倍，粘度偏差超过40％用户就无法正常使用了。24h粘度增加率粘度增加率是存储24h后全部考核样品粘度增加％，实施例1，2，4平均值为8％而间歇法产品同期增加率为18％，24h粘度增加率低说明反应进行的比较彻底，有利于生产终点的控制确保质量的稳定。一月后粘度增加率指存储一个月后全部考核样品粘度增加％比较，实施例1，2，4分别是8.7％，6％，10.4％而对比例1，2，4的粘度增加率分别是14.8％，10％，20.5％。存储一个月的粘度增加率连续法制得产品的样品明显低于间歇法制得的产品，有利于产品的较长时间存储。由表中可以看到相同的产能，连续生产湿固化聚氨酯粘合剂所需主要设备的体积是间歇法的25％～35％，占地面积是间歇法的20％～25％。

权利要求：1.一种连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，将准确计量并脱水后的多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中，与异氰酸酯混合并发生反应，通过控制不同静态混合器的温度来控制物料的反应进程，然后送入恒温反应器使物料熟化，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。2.根据权利要求1所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，所述的多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或多种；所述的异氰酸酯为4,4-二苯基亚甲基二异氰酸酯、液化MDI、甲苯-2,4-二异氰酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，包括下列步骤进行生产：（1）用计量泵将准确计量后的多元醇送入静态混合器中混合均匀；然后送入蒸发器中，在150～200℃、真空条件下脱去混合多元醇中的水份；当混合多元醇的含水量不大于200ppm后，降温至50～80℃；（2）将步骤（1）得到的脱水混合多元醇送入一组可控温度的静态混合器组中，与温度为35～50℃的异氰酸酯混合均匀并发生反应，分段控制静态混合器组的温度，保证物料中的多元醇和异氰酸酯充分反应；（3）反应后的物料送入恒温反应器中进行熟化，即可得到湿固化聚氨酯粘合剂产品。4.根据权利要求3所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，所述的多元醇为多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或多种；所述的异氰酸酯为4,4-二苯基亚甲基二异氰酸酯、液化MDI、甲苯-2,4-二异氰酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的真空条件为绝对压力在5～15Pa范围内。6.根据权利要求3所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的蒸发器为刮板蒸发器、降膜蒸发器或分子蒸发器中的一种。7.根据权利要求3所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的静态混合器组，由3个或3个以上的静态混合器串联而成，其中：混合多元醇和异氰酸酯在第1个静态混合器内混合均匀温度控制在55～70℃，其余静态混合器为主反应段，物料温度分段控制在90～120℃。8.根据权利要求7所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，所述的静态混合器组，由3～5个的静态混合器串联而成。9.根据权利要求3所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的熟化，是在控制恒温反应器温度在105～115℃下熟化2～6h。10.根据权利要求3所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，还包括灌装和存储过程：将熟化后的物料送入氮保护罐装机，按照客户要求的重量灌装，产品桶送入15～25℃的冷库存储。11.根据权利要求10所述的连续生产湿固化聚氨酯粘合剂的方法，其特征在于，所述的罐装机为连续液体灌装机，将分装后的产品快速降温存储。

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