CN100523043C - 连续生产聚氨酯水分散体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及连续生产基于至少一种脂族和/或芳族多异氰酸酯的聚氨酯水分散体的方法，包括以下步骤：a)通过将含有亲水性和/或潜在亲水性基团的聚氨酯预聚物与水在混合喷嘴中混合生产含水预乳液，其中聚氨酯预聚物被注入水中；和b)通过将来自步骤a)的预乳液在多步骤均化喷嘴中均化而形成乳液。含有根据本方法生产的聚氨酯水分散体的涂料薄膜可以用于涂覆基材。

Description

连续生产聚氨酯水分散体的方法
相关专利申请的交叉引用
本专利申请根据35 U.S.C§119(a)-(d)要求2004年4月8日递交的德国专利申请No.10 2004 017 436.9的优先权益。
技术领域
本发明涉及连续生产基于脂族和/或芳族多异氰酸酯的聚氨酯水分散体的方法。
背景技术
从现有技术已经知道基本上两种间歇方法用于工业规模生产聚氨酯水分散体：丙酮法和预聚物混合法。基于脂族多异氰酸酯的分散体的生产比较容易用这两种方法生产，因为脂族多异氰酸酯的反应性温和。基于芳族多异氰酸酯的分散体的生产通常通过丙酮法或酮亚胺法生产，因为这两种方法都防止分散步骤中发生由于异氰酸酯与水反应引起的过度起泡。在WO 81/02894中，另一种路线用于获得基于芳族多异氰酸酯(PIC)的分散体。反应性PIC基团与能够再次分裂的封端剂反应，使得起泡仅仅小程度地发生或完全不发生。该方法的缺点是象在酮亚胺法中一样，一方面是额外的封端步骤，另一方面是低分子量封端剂，其保持在体系中或者必须通过额外的步骤除去。
在EP-A0 220 000中，描述了通过预聚物混合法生产芳族分散体。但是，实施例显示在该生产方法中总是要求使用外乳化剂，外乳化剂随后保留在由该分散体生产的涂料中，带来本领域技术人员公知的缺点。此外，预聚物的中和是间接地发生，即用于中和羧基的叔胺被加入初始的水中。在这里，直接中和导致预聚物中的NCO显著减少，远远低于理论NCO含量。另外，几乎不可能用其它能与异氰酸酯反应的胺代替用作扩链胺的肼。最后，根据EP-A0 220 000方法获得的分散体具有仅仅30重量％的固含量。
对于聚氨酯水分散体的连续生产，例如从WO 98/41552已经知道一种方法。在该方法中，分散体是使用机械驱动的分散器进行，从而易于破乳，通常要添加外乳化剂。
EP-A 0 303 907也描述了一种连续生产聚氨酯水分散体的方法。优选的方法中，将水高速计量加入高粘度的预聚物中，不均匀的混合物被均化，或者(预聚物)聚合物被分散在混合管中。该方法的缺点(本身是有利的)是当加工高粘度预聚物时，该系统的使用寿命明显变差。
本发明的目的是提供一种连续生产脂族和芳族聚氨酯水分散体的方法，该方法避免了上述缺点。具体地说，本方法应该还能生产基于芳族多异氰酸酯的聚氨酯分散体，以及加工高粘度预聚物。此外，该方法应该具有约10小时或更长的高使用寿命。
发明内容
本发明提供一种连续生产基于至少一种脂族和/或芳族多异氰酸酯的聚氨酯水分散体的方法，包括以下步骤：
a)通过将含有亲水性和/或潜在亲水性基团的聚氨酯预聚物与水在混合喷嘴中混合生产含水预乳液，其中聚氨酯预聚物被注入水中；和
b)通过将来自步骤a)的预乳液在多步骤均化喷嘴中均化而形成乳液。
本发明还涉及用涂料薄膜涂覆的基材，该涂料薄膜含有根据上述方法生产的聚氨酯水分散体。
附图说明
图1显示用于分散被间歇扩链的脂族预聚物的本发明方法的流程图；
图2显示用于生产预乳液的混合喷嘴的实施方案的示意图；
图3显示用于均化预乳液的均化喷嘴的实施方案的示意图；
图4显示用于分散被连续扩链的芳族预聚物的本发明方法的流程图；
图5显示用于生产预乳液的混合喷嘴的另一个优选实施方案的示意图；
图6显示用于分散被连续扩链的脂族预聚物的本发明方法的实施方案的流程图。
除了在操作实施例中或另有说明，在说明书和权利要求中使用的所有表示组分的量、反应条件等的数字或表达应该理解为包含术语“约”的含义。
本发明提供连续生产基于至少一种脂族和/或芳族多异氰酸酯的聚氨酯水分散体的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)通过将含有亲水性和/或潜在亲水性基团的聚氨酯预聚物与水在混合喷嘴中混合生产含水预乳液，其中聚氨酯预聚物被注入水中；和
b)通过将来自步骤a)的预乳液在多步骤均化喷嘴中均化而形成乳液。
用于本发明连续生产聚氨酯水分散体的方法的原料是聚氨酯预聚物。适用于本发明的含有溶剂或不含溶剂的聚氨酯预聚物的生产是通过本领域公知的方法进行。在现有技术中充分描述了各种方法。
EP-A 0 304 718中描述的方法在这里作为举例。但是，生产聚氨酯预聚物的方法不限于EP-A 0 304 718中描述的方法。
为了生产预聚物，通常先将摩尔过量的二异氰酸酯加入反应器中，然后在溶剂存在或不存在下加入含有活泼氢原子的二醇和多元醇。在通常含有高分子量(400-6000g/mol)和低分子量二醇、三醇或多元醇(62-400g/mol)的多元醇混合物中，也有含有能与异氰酸酯基反应的基团的亲水性、离子性和/或非离子性和/或可亲水(hydrophilisable)的化合物。这些确保了聚合物的分散性。该反应通常在40-120℃下进行，直到达到恒定的NCO含量。为了加速NCO-OH的反应，也可以使用在聚氨酯化学中常用的催化剂。潜在亲水性基团向亲水性基团的转化引起在水中的分散性，这通常通过在达到NCO含量之前或之后加入合适的化合物(例如在羧酸官能预聚物的情况下加入碱，或在含有叔胺基团的预聚物的情况下加入酸或导致季铵化的组分)来进行。
能亲水的组分向亲水性形式的转化例如使用叔胺可以在用于生产预聚物的反应器中和和在本发明连续生产中在线进行。如果该步骤是在线进行的，则可以在预聚物与水混合之前或者在根据本发明方法的步骤a)生产预乳液期间进行，其中向水(也指分散水)中加入足量的能引起向离子形式转化的基团。
预聚物优选在混合喷嘴中在根据步骤a)生产含水预乳液之前与至少一种能使得潜在离子性基团向离子形式转化的组分连续反应。
脂族或芳族多异氰酸酯或脂族和芳族多异氰酸酯的混合物可以在本发明方法中使用。
作为用于生产聚氨酯预聚物的脂族多异氰酸酯，优选使用式R1(NCO)2的二异氰酸酯，其中R1表示具有4-12个碳原子的脂族烃基或具有6-15个碳原子的脂环族烃基或具有7-15个碳原子的芳脂族烃基。这些优选的二异氰酸酯的例子是四亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，α，α，α’，α’-四甲基-间-或对-亚二甲苯基二异氰酸酯；1-异氰酸酯基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯)和4，4’-二异氰酸根合二环己基甲烷，以及上述二异氰酸酯的混合物。
作为用于生产预聚物的芳族多异氰酸酯，使用式R2(NCO)2的二异氰酸酯，其中R2表示具有6-15个碳原子的芳族烃基。这些优选的二异氰酸酯的例子是4，4’-二异氰酸根合二苯基甲烷，2，4’-二异氰酸根合二苯基甲烷，2，4-二异氰酸根合甲苯，2，6-二异氰酸根合甲苯或这些二异氰酸酯的混合物。
作为具有400-6000分子量的高分子量多元醇，使用常用于生产聚氨酯的组分。它们具有1.8-5的OH官能度，优选1.9-3，特别优选1.93-2.0。它们是例如聚酯、聚醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚缩醛、聚烯烃、聚丙烯酸酯和聚硅氧烷。优选使用聚酯的α，ω-二醇、基于环氧丙烷或四氢呋喃的聚醚、聚酯碳酸酯和聚碳酸酯。
合适的短链二醇和多元醇是具有小于400的分子量的那些。在聚氨酯化学中常用的二醇用作二醇，例如乙二醇，1，2-和1，3-丙二醇，13-和1，4-丁二醇，1，6-己二醇，2-乙基-1，3-己二醇，二甘醇，二丙二醇，新戊二醇，2，4-二甲基戊二醇，2-乙基-3-丙基-1，5-戊二醇，2，2，4-三甲基戊二醇，环己烷二甲醇或这些二醇的混合物。短链多元醇例如三羟甲基丙烷、甘油、己三醇、季戊四醇和N，N’，N”-三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯也可以任选地以使得预聚物能保持可搅拌的量加入。
合适的离子性或潜在离子性化合物和非离子性化合物是具有至少一个能与NCO基团反应的基团的那些。合适的化合物是例如单-和二-羟基羧酸，单-和二氨基羧酸，单-和二-羟基磺酸，单-和二氨基磺酸，以及单-和二-羟基膦酸或单-和二氨基膦酸，以及它们的盐，例如二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸，羟基新戊酸，N-(2-氨基乙基)-β-丙氨酸，2-(2-氨基乙基氨基)-乙磺酸，乙二胺丙基-或乙二胺丁基磺酸，1，2-或1，3-丙二胺-β-乙基磺酸，赖氨酸或3，5-二氨基苯甲酸。也合适的是根据EP-A-0916647的实施例1的亲水化剂及其碱金属盐和/或铵盐，亚硫酸钠与丁-2-醇-1，4的加合物，聚醚磺酸盐，2-丁二醇和NaHSO3(例如在DE-A 24 46 440，5-9页，式I-III)和能被转化成阳离子基团的嵌段的丙氧基化加合物，例如N-甲基二乙醇胺。
非离子性亲水化合物例如具有至少一个羟基或氨基的聚氧亚烷基醚可以用作一部分亲水化组分或者单独用作亲水化组分。这些聚醚含有30-100重量％的衍生自环氧乙烷的嵌段。
在根据步骤a)生产预乳液之前，具有潜在离子性基团的预聚物通过与合适的组分反应而被转化成离子形式。具有羧酸或磺酸基团的预聚物通过加入碱性化合物被转化成离子性的水溶性基团。氨基通过质子化/季铵化被转化成离子性水溶性基团。
如果预聚物具有足量的聚氧乙烯链或磺酸盐基团，则可以形成能在没有任何其它添加物存在下分散的树脂，如果与上述组分没有共亲水化作用的话。
酸基用对异氰酸酯基团惰性的叔胺中和，这些叔胺可以在随后的固化期间部分地或完全地离开该膜。这些化合物的例子是氨、碳酸铵或碳酸氢铵，三甲胺，三乙胺，三丁胺，二异丙基乙胺。不太优选地，也可以使用含有对于异氰酸酯基团有反应性的基团的那些胺，例如二甲基乙醇胺，二乙基乙醇胺，三乙醇胺，它们在结合到聚合物基体上时不再离开该膜。另外，不太优选地，碱金属和碱土金属的氢氧化物或相应的碳酸盐也是合适的。
在阳离子基团的情况下，使用硫酸二甲酯、磷酸或琥珀酸。另外，还可以使用季铵化剂，例如1，4-二氯丁烯。潜在离子性基团向离子形式的转化优选在混合喷嘴中进行，但是也可以在基于脂族多异氰酸酯的NCO预聚物的情况下在本体中进行。
根据步骤a)含水预乳液的生产在混合喷嘴中进行。可以使用的混合喷嘴的例子是平滑喷射喷嘴，扇形喷嘴，环形喷嘴，环喷嘴，多孔喷嘴或反喷射喷嘴。与从DE 195 10 651 A知道的喷射分散器中预乳化以相似方式操作的混合喷嘴是优选使用的。预聚物进料任选是温度控制的。
使用混合喷嘴根据步骤a)生产预乳液是在0.1-100巴、优选0.2-50巴、特别优选0.5-20巴的压力差下进行的。
对于根据步骤a)生产含水预乳液，加入足量的水以形成水包油型乳液。聚氨酯预聚物与水的比例优选是70:30至20:80重量份，优选66:34至30:70重量份，特别优选50:50至35:65重量份。
根据本发明，按照步骤a)，聚氨酯预聚物被注入水中。优点是与其中将水注入聚氨酯预聚物的相反方法相比能提高使用寿命。
在本发明的优选实施方案中，预聚物的温度是10-100℃，优选15-80℃，特别优选20-70℃。分散水的温度是5-95℃，优选10-85℃，特别优选20-60℃。预聚物的加工温度决定了树脂的粘度，该粘度是500-100000mPa.s，优选1000-70000mPa.s，特别优选2000-40000mPa.s。
根据本发明方法的步骤b)，乳液通过将来自步骤a)的预乳液均化生产。均化是在多步骤均化喷嘴中进行。优选使用2-20步，特别优选3-15步。可以使用的均化喷嘴是例如平喷嘴，缺口喷嘴，刀刃型喷嘴或反喷射分散器。喷射分散器优选用作均化喷嘴。例如从DE 19510 651 A知道的喷射分散器可以用作喷射分散器。
根据步骤b)使用多步骤均化喷嘴通过均化由预乳液生产乳液的操作在1-200巴、优选3-100巴、特别优选5-60巴的压力差下进行的，该压力差是表示多步骤均化喷嘴的所有步骤的总量。
在本发明方法的一个优选实施方案中，在另一个步骤c)中，根据步骤b)生产的含有NCO基团的乳液是至少部分地与至少一种能与异氰酸酯基团反应的胺反应。在这里，胺的用量使得扩链度达到40-125％，优选50-100％，特别优选60-90％。
适合用于此目的的胺是：单-、二、三-和/或四-氨基官能物质，以及分子量最大为400的氨基醇，例如乙二胺，1，2-和1，3-二氨基丙烷，1，3、1，4-和1，6-二氨基己烷，1，3-二氨基-2，2-二甲基丙烷，1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨基乙基环己烷(IPDA)，4，4’-二氨基二环己基甲烷，2，4-和2，6-二氨基-1-甲基环己烷，4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二环己基甲烷，1，4-二(2-氨基丙-2-基)-环己烷，多胺，例如乙二胺，1，2-和1，3-二氨基丙烷，1，4-二氨基丁烷，1，6-二氨基己烷，异佛尔酮二胺，2，2，4-和2，4，4-三甲基六亚甲基二胺的异构体的混合物，2-甲基五亚甲基二胺，二亚乙基三胺，1，3-和1，4-亚二甲苯基二胺，α，α，α’，α’-四甲基-1，3-和1，4-亚二甲苯基二胺，和4，4-二氨基二环己基甲烷，氨基乙醇，二乙醇胺或这些化合物的混合物。在本发明中，适合作为二胺的还有肼、肼水合物和取代的肼，例如N-甲基肼，N，N’-二甲基肼以及它们的同系物，以及己二酸、β-甲基己二酸、癸二酸、羟基丙酸和对苯二甲酸的酰肼(acid dihydrazides)，脲氨基亚烷基酰肼，例如β-脲氨基丙酸酰肼(例如DE-A 17 70 591)、脲氨基亚烷基肼基甲酸酯，例如2-脲氨基乙基肼基甲酸酯(例如DE-A 19 18 504)或氨基脲氨基化合物，例如β-氨基乙基脲氨基碳酸酯(例如DE-A 19 02 931)。不具有其它能与NCO基团反应的基团的单官能胺例如丁基胺和其高级同系物的部分使用也是可能的。
但是在另一个实施方案中，也可以不加入扩链剂，使得完全用水进行扩链。
根据步骤c)与胺的反应可以在单独的反应器中间歇进行或者例如在混合喷嘴中连续进行。在混合喷嘴中的连续反应是优选的。可以使用的混合喷嘴的例子是平滑喷射喷嘴，扇形喷嘴，环形喷嘴，环喷嘴，多孔喷嘴或反喷射喷嘴。与从DE 195 10 651 A知道的喷射分散器中预乳化以相似方式操作的混合喷嘴是优选使用的。
根据本发明方法生产的聚氨酯水分散体具有平均粒度为25-600nm，优选30-300nm，特别优选35-250nm。聚氨酯水分散体的固含量是35-65重量％，优选35-60重量％，特别优选37-50重量％。
本发明方法的本质优点在于连续操作。对于包括步骤a)和b)的本发明方法，为了生产NCO预聚物仅仅需要一个搅拌容器。扩链也可以在另一个容器中间歇进行，但是扩链优选连续进行从而不再需要第二个搅拌容器。在现有技术公知的对比间歇方法中，包括生产聚氨酯预聚物和随后生产聚氨酯分散体，通常必须使用两个搅拌容器(反相方法)。
根据本发明的方法对于基于芳族多异氰酸酯的聚氨酯分散体是特别有利的。达到了至少35重量％的高固含量，而现有技术公知的不连续方法仅仅达到不超过30重量％的固含量。
此外，在本发明方法中没有使用外乳化剂，但是本发明方法也包括完全或部分地通过现有技术公知的离子性和/或非离子性外乳化剂生产和稳定的那些分散体。此外，所有公知的胺可以用作扩链剂。因此，可以获得具有十分不同性能的宽范围的基于芳族多异氰酸酯的分散体。
本发明方法的另一个优点是对于各组分的混合例如聚氨酯预聚物与水的混合和对于预乳液的均化，使用混合喷嘴，优选喷射分散器，不具有任何移动部件。所以，它们不易于破损，并需要较少的维护。
有利的是，与现有技术公知的方法相比，在本发明方法中的使用寿命较高。在本发明方法中，保证没有麻烦地连续操作大约10小时。
本发明还涉及用涂料薄膜涂覆的基材，该涂料薄膜使用根据本发明方法生产的聚氨酯水分散体生产。
这些基材的例子是木材、金属、塑料、纸、皮革、纺织品、毛毡、玻璃或基于矿物组分的基材。这些基材可以直接用基于根据本发明方法生产的聚氨酯水分散体的涂料薄膜涂覆，或它们先用一种或多种其它类型的涂料涂覆。
具体实施方式
实施例：
OH组分A的生产：
3200g蓖麻油和1600g大豆油与2.4g氧化二丁基锡一起称量加入配备有回流冷凝器的5L反应器中。将氮气流(5L/h)通过反应物。温度在140分钟内升高到240℃。在240℃ 4小时后，冷却混合物。OH值是109mg KOH/g，酸值是3.2mg KOH/g。
对比例：
339g polyTHF(MG 2000，BASF AG，Ludwigshafen，德国)、248g的OH组分A、70g的二羟甲基丙酸、34g的1，6-己二醇和179g的N-甲基吡咯烷酮被加热到70℃并搅拌，直到形成透明的溶液。然后加入516g的Desmodu 
Figure C200510064881D00111
(Bayer AG，Leverkusen，德国)，将该混合物加热到100℃。在该温度下进行搅拌，直到达到4.6％的NCO含量，然后将混合物冷却到70℃，并加入37g三乙胺。将500g该溶液分散在初始温度为30℃的666g水中，并剧烈搅拌。
在分散之后，继续搅拌5分钟。然后在5分钟内加入5.5g肼水合物和8.8g乙二胺在74g水中的溶液。为了完成异氰酸酯基的反应，在45℃进行搅拌直到通过IR光谱不再检测到NCO。在冷却到30℃之后，通过Seitz T5500过滤器进行过滤。
根据对比例的聚氨酯水分散体的表征数据：
平均粒度：58nm(激光相关光谱，LCS)
pH：7.8
固含量：36.0重量％
实施例1：NCO预聚物1
339g polyTHF(MG 2000，BASF AG，Ludwigshafen，德国)、248g的OH组分A、70g的二羟甲基丙酸、34g的1，6-己二醇和179g的N-甲基吡咯烷酮被加热到70℃并搅拌，直到形成透明的溶液。然后加入516g的Desmodur 
Figure C200510064881D00121
(Bayer AG，Leverkusen，德国)，将该混合物加热到100℃。在该温度下进行搅拌，直到达到4.6％的NCO含量。最后，将混合物冷却到70℃，并加入37g三乙胺。
在分散装置中如此生产的预聚物的进一步加工在图1中说明。通过齿轮泵3，将预聚物1以10kg/h的质量流速转移到混合喷嘴6中。将水2以9kg/h的质量流速用活塞隔膜泵4经由换热器5转移到混合喷嘴6中，该喷嘴具有直径2mm的穿孔10和直径9mm、长度200mm的混合区11(图2)。所得的预分散体9用6个喷射分散器7均化，每个分散器具有直径0.8mm的2个穿孔13(图3)。预聚物进料1的温度是84℃。水的温度在启动装置时用换热器5调节到80℃，然后在静态的喷射分散器7之后降低到46℃。在喷射分散器7上的压降是17巴。
分散体12在换热器8中被冷却到29℃。然后，将176g扩链剂溶液加入在玻璃容器(未显示)中的2330g分散体12中，并搅拌。以下用作扩链剂溶液：11g肼水合物和17.6g乙二胺在149g水中。在冷却到30℃之后，通过Seitz T5500过滤器进行过滤。
根据实施例1的聚氨酯水分散体的表征数据：
平均粒度：50nm(激光相关光谱，LCS)
pH：8.0
固含量：38.6重量％
实施例2：NCO预聚物2
将2309.0g Acclaim Polyol 2200(分子量是约2000g/mol，BayerAG，Leverkusen，德国)、276.4g二羟甲基丙酸和154.7g的1，6-己二醇的混合物于110℃真空脱水1小时。在用氮气打破真空之后，加入1064ml的N-甲基吡咯烷酮，于70℃进行均化。然后将多元醇混合物冷却到环境温度并在1小时内加入装有1043.0g的Desmodur 
Figure C200510064881D00131
(Bayer AG，Leverkusen，德国)的接收容器中。在加入所有多元醇混合物之后，于60℃进行搅拌直到达到NCO含量为2.5％(理论NCO含量为2.5％)(粘度η＝20.6Pa.s(23℃)，D＝40s-1)。
在分散装置中如此生产的预聚物的进一步加工在图4中说明。通过齿轮泵3，将预聚物1以12kg/h的质量流速转移到混合喷嘴16中。
将包含440.6份三乙胺和511份N-甲基吡咯烷酮的中和胺溶液14以1.2kg/h的质量流速用活塞泵15转移到混合喷嘴16中，该喷嘴具有直径0.3mm的穿孔22和直径4mm的穿孔24(图5)。所得的混合物21然后用3个喷射分散器7均化，每个分散器具有直径2.1mm的4个穿孔13(图3)。该混合物然后加入混合喷嘴6。将水2以15kg/h的质量流速用活塞隔膜泵4经由换热器5转移到混合喷嘴6中，该喷嘴具有直径2mm的穿孔10和直径9mm、长度200mm的混合区11(图2)。所得的预乳液9用6个喷射分散器7均化，每个分散器具有直径1.2mm的4个穿孔13(图3)。
预聚物进料1的温度是33℃。水的温度用换热器5调节，使得在静态的喷射分散器7之后达到37℃。在喷射分散器7上的压降是12巴。分散体12在换热器8中被冷却到23℃并加入混合喷嘴20。然后，将含有148.9份乙二胺和1645.6份水的扩链剂溶液18经由活塞泵19加入混合喷嘴20(图2)中，该喷嘴具有直径0.3mm的穿孔10和直径9mm、长度100mm的混合区11。。
根据实施例2的聚氨酯水分散体的表征数据：
平均粒度：73nm(激光相关光谱，LCS)
pH：7.5
固含量：37重量％
实施例3：NCO预聚物3
将4643g PE 225 B(基于1，6-己二醇的己二酸酯，OH值＝47mg KOH/g，Bayer AG，Leverkusen，德国)和580g羟甲基丙酸于110℃真空脱水1小时。然后向多元醇混合物中加入1292g的N-甲基吡咯烷酮并搅拌直到形成透明溶液。然后将该混合物冷却到60℃，然后在20分钟内加入3938g异佛尔酮二异氰酸酯。在放热反应消散之后，将混合物缓慢冷却到70℃，并快速加入744g的1，6-己二醇。冷却以使得反应温度不超过100℃的方式进行。在树脂混合物的NCO含量达到4.0％之后，加入311g N-甲基吡咯烷酮和358g三乙胺的预制溶液，并混合均匀。
在分散装置中如此生产的预聚物的进一步加工在图6中说明：通过齿轮泵3，将预聚物1以12kg/h的质量流速转移到混合喷嘴16中。将水2以12kg/h的质量流速用活塞隔膜泵4经由换热器5转移到混合喷嘴16中，该喷嘴具有直径1.8mm的穿孔22和直径2.2mm的穿孔24(图5)。所得的预分散体21用6个喷射分散器7均化，每个分散器具有直径1.2mm的4个穿孔(图3)。预聚物进料1的温度是80℃。水的温度在启动装置时用换热器5调节到80℃，然后在静态的喷射分散器7之后降低到55℃。在喷射分散器7上的压降是10巴。将该分散体加入混合喷嘴26。将含有168份乙二胺和1346份水的扩链剂溶液18经由活塞泵19以1.5kg/h的质量流速加入混合喷嘴26(图5)中，该喷嘴具有直径0.3mm的穿孔22和直径2.2mm的穿孔24。在混合喷嘴26之后，通过直径0.6mm的隔膜将6巴的反压施加到该工艺中。
根据实施例3的聚氨酯水分散体的表征数据：
平均粒度：54nm(激光相关光谱，LCS)
pH：7.2
固含量：40重量％
尽管前面为了说明目的已经详细描述了本发明，但是应该理解的是这些细节仅仅是用于说明目的，本领域技术人员在不偏离由权利要求限定的本发明精神和范围的情况下可以进行各种变化。

Claims (16)

1.连续生产基于至少一种脂族和/或芳族多异氰酸酯的聚氨酯水分散体的方法，包括以下步骤：
a)通过将含有亲水性和/或潜在亲水性基团的聚氨酯预聚物与水在混合喷嘴中混合生产含水预乳液，其中聚氨酯预聚物被注入水中，其中生产预乳液是在0.1-100巴的压力差下进行的；和
b)通过将来自步骤a)的预乳液在多步骤均化喷嘴中均化而形成乳液，其中形成乳液是在1-200巴的压力差下进行的。
2.权利要求1的方法，还包括步骤c)，将来自步骤b)的含有游离NCO基团的乳液至少部分地与至少一种能与异氰酸酯基团反应的胺反应。
3.权利要求2的方法，其中根据步骤c)与胺的反应在混合喷嘴中连续地进行。
4.权利要求1的方法，其中2-20步用于根据步骤b)的均化。
5.权利要求1的方法，其中喷射分散器用作步骤b)中的均化喷嘴。
6.权利要求1的方法，其中喷射分散器用作步骤a)中的混合喷嘴。
7.权利要求1的方法，其中在步骤a)中聚氨酯预聚物的温度是10-100℃。
8.权利要求1的方法，其中在步骤a)中水的温度是5-95℃。
9.权利要求1的方法，其中根据步骤b)形成乳液是在3-100巴的压力差下进行的。
10.权利要求1的方法，其中根据步骤b)形成乳液是在5-60巴的压力差下进行的。
11.权利要求1的方法，其中根据步骤a)生产预乳液是在0.2-50巴的压力差下进行的。
12.权利要求1的方法，其中根据步骤a)生产预乳液是在0.5-20巴的压力差下进行的。
13.权利要求2的方法，其中喷射分散器用作步骤b)中的均化喷嘴。
14.权利要求3的方法，其中喷射分散器用作步骤b)中的均化喷嘴。
15.权利要求2的方法，其中在步骤a)中聚氨酯预聚物的温度是10-100℃，在步骤a)中水的温度是5-95℃。
16.权利要求3的方法，其中在步骤a)中聚氨酯预聚物的温度是10-100℃，在步骤a)中水的温度是5-95℃。
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