ABS生产工艺介绍

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1、ABS树脂是指聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物。它综合了丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)各自聚合物的优良性能，具有抗冲击性能、耐低温性能、绝缘性能，而且表面光泽性、着色性能良好。到20世纪80年代美国Dow化学公司和日本三井东亚公司分别开发出本体ABS生产技术，将ABS树脂生产技术推向了新的阶段。　　1　ABS树脂工业生产技术　　ABS树脂生产装置的生产规模逐步扩大，各种性能以及专用料的开发日趋成熟。目前工业化的ABS树脂生产技术有：乳液接枝聚合法；乳液接枝掺混法和连续本体聚合法。其中乳液接枝掺混法又分为：乳液接枝—乳液SAN掺混法；乳液接枝—悬浮SA

2、N掺混法；乳液接枝—本体SAN掺混法。这3种ABS树脂工业生产技术综合评价见表1。　　1.1　乳液接枝—本体SAN掺混生产技术　　该技术由于生产技术成熟，产品牌号多，产品力学性能、外观着色性能、加工性能均良好，所以是目前ABS树脂生产的主要方法，有近80%的ABS树脂生产厂采用该方法。乳液接枝—本体SAN掺混工艺流程见图1。　　乳液接枝—本体SAN掺混法由于本体SAN生产成本比较低，所以近几年开发的重点是生产高性能ABS粉料。目前ABS高胶粉的主要研究方向是提高胶乳中橡胶相(乳液聚丁二烯主干或乳液丁苯胶乳主干)的含量，努力缩短聚丁二烯主干胶乳的聚合反应时间和苯乙烯和丙烯腈

3、在PB胶乳上接枝的聚合反应时间，严格控制胶乳粒径和粒径分布，提高ABS树脂的冲击性能和改善外观光泽度。　　1.1.1　PB胶乳合成技术　ABS接枝主干PB胶乳有聚丁二烯胶乳、丁苯胶乳和丁腈胶乳，不同PB胶乳对ABS树脂性能有一定影响，聚丁二烯PB胶乳可使树脂有较好的耐寒性；丁苯PB胶乳可改善ABS树脂的加工流变性；丁腈PB胶乳可以提高树脂的耐油性。　　PB胶乳粒径、粒径分布、凝胶含量对ABS树脂影响比较大，为了保证ABS有足够的冲击强度，要求PB胶乳的平均粒径要达到250-300nm，凝胶含量控制在60%-80%。粒径分布控制在一定范围内有利于ABS树脂加工流动性和外着色

4、性能。　　PB胶乳大粒径合成有2种方法：1种方法是在聚合过程中直接合成大粒径胶乳，称1步法；另1种方法是先合成小粒径胶乳，再将小粒径附聚成大粒径，故称2步法。由于1步法直接合成大粒径胶乳的时间长，一般为25-40h，设备利用率低、装置生产能力小，所以目前阳胶乳聚合工艺的发展重点是2步法。　　生产80-100nm小粒径PB胶乳反应速度快，一般在8-12h内完成。小粒径PB胶乳附聚增大粒径有冷冻附聚、压力附聚和强力搅拌附聚等物理附聚法。日本合成橡胶公司、美国GE公司都曾采用过该方法。物理附聚法由于能耗大，附聚的大粒子不易控制，工业生产中应用逐步减少。相对于物理附聚法的是化学附

5、聚法，即向小粒径PB胶乳中加入无机盐、有机酸，以及其它的高分子乳液进行附聚使胶乳粒径增大。目前，台湾奇美、韩国LG、韩国锦湖公司、日本瑞翁公司都采用化学附聚或高分子附聚法生产PB胶乳。　　国内兰化石化公司和大庆石化公司在高分子附聚和化学附聚生产阳胶乳方面做了大量的研发工作，取得了较好的效果。兰化石化公司已进行了PB胶乳高分子附聚的中试工作。　　大庆石化公司经过两年的研究，自主开发出小粒径PB胶乳聚合、化学附聚和6h接枝技术，已应用于50kt／aABS装置扩能改造。在PB胶乳聚合、接枝聚合釜不增加的情况下，装置的产能明显的增加了，产品力学性能和加工性能以及色度达到了同类产品

6、的先进水平。　　1.1.2　高胶含量ABS接枝粉生产　在乳液接枝—本体SAN掺混法生产ABS技术中，由于ABS接枝粉生产工艺复杂，成本高，所以在与本体SAN掺混生产ABS过程中都努力在不降低ABS树脂性能的基础上，降低ABS接枝粉的掺混比例。因此开发生产高胶含量ABS接枝粉成为关键环节。　　要使ABS接枝粉有较高的质量，就要控制ABS接枝聚合的接枝度和接枝效率，通过选用合适的引发剂(如BZ202)即可保证接枝反应有较高的反应速率和最终转化率，又能保证聚合反应有较高的接枝效率。　　大庆石化公司开发的高胶接枝技术，采用氧化—还原体系催化剂，反应温度控制采用阶梯升温技术，不同温

7、度条件控制苯乙烯和丙烯腈的接枝反应，整个反应过程放热均匀平稳，反应转化率高，析胶量小于0.05%，接枝率可以有效控制，整个反应周期只有6h，可以生产胶含量60%-65%的高胶粉。　　1.2　连续本体聚合法　　连续本体聚合法合成ABS树脂的工艺过程，是将橡胶溶于苯乙烯、丙烯腈和少量的溶剂中，通过加热，加入引发剂、分子量调节剂进行接枝聚合。苯乙烯和丙烯腈共聚物为连续相，接枝橡胶粒子成为分散相，反应物经脱挥、造粒得到本体ABS产品。连续本体ABS聚合生产过程复杂，橡胶物料要很好地溶解在混合单体中，要有预聚合过程，对橡胶种类、橡胶用量