聚氨酯是指主鏈上含有大量氨基甲酸酯基團(tuán)的高聚物聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱(chēng)，因其表現(xiàn)出的物化性能，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于合成革、人造革行業(yè)，是一種多功能聚合物材料，成為在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一類(lèi)高分子材料。
合成革用聚氨酯樹(shù)脂分為油性聚氨酯樹(shù)脂和水性聚氨酯樹(shù)脂，其中油性聚氨酯樹(shù)脂是將高聚物聚氨基甲酸酯溶于二酰胺(DMF)、酮類(lèi)、甲苯等有機(jī)溶劑而得到，水性聚氨酯樹(shù)脂是將高聚物聚氨基甲酸酯分散于水中而制得。在目前的合成革企業(yè)中，95％以上還是使用油性聚氨酯樹(shù)脂制作人造革、合成革，只有不到5％的企業(yè)在小規(guī)模的使用水性聚氨酯樹(shù)脂制造合成革。
油性聚氨酯樹(shù)脂含有大量的二酰胺、酮類(lèi)、甲苯等有機(jī)溶劑，在制造過(guò)程中對(duì)周?chē)h(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)操作人員的身體健康造成傷害，而且大量的溶劑揮發(fā)給生產(chǎn)過(guò)程造成嚴(yán)重的問(wèn)題。
而水性聚氨酯分散體以水作為分散介質(zhì)，在使用過(guò)程中僅有水揮發(fā)進(jìn)入大氣，對(duì)環(huán)境無(wú)不良影響，同時(shí)采用水作為分散介質(zhì)使得水性聚氨酯分散體還具有，無(wú)味，不燃，不爆，的特點(diǎn)。水性聚氨酯分散體作為一種綠色環(huán)保高分子材料應(yīng)用極為廣泛，替代油性聚氨酯樹(shù)脂也是大勢(shì)所趨。
但水性聚氨酯生產(chǎn)工藝到目前為止還只有間歇法生產(chǎn)和半連續(xù)法生產(chǎn)。所謂間歇法生產(chǎn)工藝是將水性聚氨酯分散體的預(yù)聚體的合成放在反應(yīng)釜中進(jìn)行，通常聚合溫度控制在80 ~100°C，預(yù)聚時(shí)間在2~8 小時(shí)，隨著預(yù)聚反應(yīng)的進(jìn)行，預(yù)聚體分子量逐步提高，體系粘度會(huì)隨之增加，而反應(yīng)釜通常難以處理高粘度體系，因此預(yù)聚過(guò)程通常需要添加有機(jī)溶劑以降低聚合體系粘度；預(yù)聚反應(yīng)完成后，將物料轉(zhuǎn)移到分散釜，在分散釜中進(jìn)行中和和分散。
所謂半連續(xù)法生產(chǎn)工藝，采用與間歇法相同的間歇預(yù)聚工藝，其后采用連續(xù)的分散器進(jìn)行分散。
目前工業(yè)采用的間歇法和半連續(xù)法生產(chǎn)工藝主要存在以下缺點(diǎn)：
1、 該方法由于合成工藝的限制，制備的水性聚氨酯分散體的分子量很低而且定量控制難度較大，不利于制備低模量高抗張的水性聚氨酯樹(shù)脂；
2、 該工藝制備過(guò)程對(duì)溶劑的要求很高，基本上要求氨酯級(jí)溶劑，因此溶劑回收成本相對(duì)很高；
3、 由于乳化分散時(shí)要求轉(zhuǎn)速很高，對(duì)乳化設(shè)備的要求很高，同時(shí)國(guó)內(nèi)目前存在工業(yè)型乳化機(jī)一般在3000prm左右，導(dǎo)致大規(guī)模生產(chǎn)的效率很低。
連續(xù)在線(xiàn)式工藝：
1.將水性聚氨酯合成原料在儲(chǔ)料容器中加熱到50-100℃，保證其在儲(chǔ)料容器中充分熔融；通常，儲(chǔ)料容器可選用反應(yīng)釜體；其中，加熱溫度進(jìn)一步60-100℃；
2.將上述熔融的原料經(jīng)計(jì)量后，用高速混合頭瞬間混合均勻，并通過(guò)釜體下管線(xiàn)式高速乳化機(jī)，一次通過(guò)。
示意圖：
實(shí)際：
高性能水性聚氨酯分散體連續(xù)在線(xiàn)式高速乳化機(jī)