CN103848942B - 一种提高压力附聚后大粒径胶乳稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高压力附聚后大粒径胶乳稳定性的方法；调节小粒径胶乳的初始固质量含量为35.0～42.5%；pH值为8.0～13.0；添加稳定剂，稳定剂与小粒径胶乳干物质量比为0.05～0.5：100；在压力附聚前使用搅拌器对小粒径胶乳进行机械搅拌5～60min，控制进料温度为30～70℃，附聚压力为30～60MPa；对大粒径胶乳的融合处理：在大粒径胶乳中加入融合剂，融合剂是醋酸、碳酸钾、氯化钠或几种融合剂的混合物；融合剂与大粒径胶乳干物质量比例为0.04～0.4：100；本方法可改善附聚过程中的析胶现象，实现连续生产、降低能耗和设备损耗，获得粒径均匀、体系稳定的大粒径胶乳。
Description
技术领域：
本发明属于工程塑料ABS生产技术领域，特别涉及一种提高压力附聚后大粒径胶乳稳定性的方法。
背景技术
对于压力附聚工艺，目前国内外的发明方法只是在附聚前调节了小粒径胶乳的固含量、pH值、粘度、皂覆盖率几个方面，在附聚过程中存在明显缺陷，会产生明显甚至大量的析出物，压力附聚的析出问题是国内外公认的难题，也是导致压力附聚工艺不能够被广泛应用的关键因素，且压力附聚获得的大粒径胶乳接枝聚合过程也不稳定，易破乳。而本发明在使用了改进设备的同时，从工艺的角度，找到了小粒径胶乳固含量、PH值的最佳调节范围，以及进料温度、附聚压力的最佳控制范围，最为突出的是对小粒径胶乳采取了稳定处理即添加稳定剂和附聚后大粒径胶乳的融合处理即添加融合剂。在附聚前的小粒径胶乳中有一部分游离的乳化剂，但量较小，故胶乳粒子会有较严重的粘连现象，这就会直接导致在通过高压设备进行附聚过程中出现大量析胶，而在加入适量稳定剂后就有充足的乳化剂将胶乳粒子包裹住，使胶乳体系更稳定，从根本上减少了由于粘连产生的大粒子，解决了附聚析胶问题。在压力附聚过程中在剪切力的作用下，使包裹在外部的乳化剂被剥离，部分小粒子重新融合为大粒子，使其接枝聚合过程难以进行，导致破乳。为使附聚后大粒径胶乳体系更均衡稳定、粒径均匀、顺利接枝，我们对附聚后大粒径胶乳采取了融合处理，即在大粒径胶乳中加入适量的融合剂，先降低大粒径胶乳的稳定性，使在附聚过程中过度粘连的大粒子分开，体系中还有游离的乳化剂，此时再进行进一步的包裹融合，成功改善了粒子过度粘连问题，规范大粒径胶乳粒子，使大粒径胶乳粒径均匀、体系更稳定，解决了压力附聚工艺制得的大粒径胶乳接枝聚合破乳问题。
参考文献：GB976212SGB976213GB976214US3573246
发明内容
本发明的目的是提供一种提高压力附聚后大粒径胶乳稳定性的方法。使经过处理的一种小粒径聚丁二烯胶乳或是其他一种或几种小粒径二烯烃胶乳的混合物在高压作用下附聚，获得大粒径附聚胶乳，并在大粒径胶乳中加入一种或几种融合剂进行融合处理，最终获得粒径均匀、体系稳定的大粒径附聚胶乳。
对小粒径胶乳的处理包括：
1、调节小粒径胶乳的初始固含量为35.0～42.5%；
2、调节小粒径胶乳的pH值为8.0～13.0；
3、稳定处理，即在小粒径胶乳中添加稳定剂，可以是脂肪酸皂例如油酸钾、油酸钠，或是松香酸皂例如松香酸钾、松香酸钠，或是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠，或是两种或几种稳定剂的混合物。稳定剂与小粒径胶乳干物质量比例为0.05～0.5：100。
作为一种较优化方案，在上述稳定处理中选择油酸钾作为稳定剂。
在压力附聚前使用搅拌器对小粒径胶乳进行机械搅拌5～60min，优化处理过程。
通过对小粒径胶乳的处理，可降低其粘度，但胶乳的固含量可以达到较高的程度；通过稳定处理，加入适量稳定剂，就有充足的乳化剂将胶乳粒子包裹住，使体系更稳定，从根本上减少了由于粘连产生的大粒子，解决了压力附聚析胶问题。
在小粒径胶乳高压附聚过程中，控制进料温度为30～70℃，附聚压力为30～60MPa。控制进料温度的过程也是控制小粒径胶乳粘度的过程，温度越高，胶乳粘度越低，会直接影响附聚后粒径大小，温度越高附聚后胶乳粒径大致呈减小趋势；不同的附聚压力获得的大粒径胶乳粒径范围也不同，随着附聚压力的增大，大致呈先增大后减小的趋势，附聚胶乳粒径范围为200nm～400nm。
本发明的另一个突出特点在于对大粒径胶乳的融合处理，即在大粒径胶乳中加入融合剂，融合剂可以是弱酸例如醋酸、强碱弱酸盐例如碳酸钾、强酸强碱盐例如氯化钠或几种融合剂的混合物。融合剂的加入先降低了大粒径胶乳的稳定性，使在附聚过程中过度粘连的大粒子分开，体系中还有游离的乳化剂，此时再进行进一步的包裹融合，改善了粒子过度粘连问题，规范大粒径胶乳粒子，最终使附聚后大粒径胶乳体系更稳定，粒径均匀。该方法改善了传统压力附聚法存在未附聚初级粒子和超大粒子的问题，附聚彻底，获得的大粒径胶乳均衡稳定、粒径均匀利于接枝聚合，解决了以往压力附聚后大粒径胶乳接枝破乳问题。融合剂与大粒径胶乳干物质量比例为0.04～0.4：100。
采用本发明进行小粒径胶乳的压力附聚，可大大改善附聚过程中的析胶现象，可实现连续生产、降低能耗和设备损耗，获得粒径均匀、体系稳定的大粒径胶乳，附聚彻底，附聚工艺简便，解决压力附聚大粒径胶乳接枝聚合破乳问题。
具体实施方式
实施例1
按下列配比组分和条件进行压力附聚，测得结果见表1。
小粒径聚丁二烯胶乳：100份
油酸钾：0.1份
调节固质量含量：37.25%
调节pH值：11.0
搅拌：5～60min
进料温度：40℃
附聚压力：40MPa
实施例2
油酸钾添加份数0.15份，其余同实施例1，测得结果见表1。
实施例3
油酸钾添加份数0.2份，附聚压力为50Mpa，其余同实施例1，测得结果见表1。
实施例4
油酸钾添加份数0.25份，附聚压力为50Mpa，其余同实施例1，测得结果见表1。
实施例5
用0.1份硬脂酸钾代替实施例1中的油酸钾，其余同实施例1，测得结果见表1。
实施例6
按实施例1中所述的配比组分和条件进行压力附聚，在附聚后大粒径胶乳中加入0.1份碳酸钾，使用得到的附聚胶乳进行接枝聚合实验，测得结果见表2。
实施例7
碳酸钾添加份数0.15份，其余同实施例7，测得结果见表2。
对比例1
按实施例1中的配比组分和条件，取消油酸钾组份，其余同实施例1，测得结果见表1。
对比例2
用0.1份松香酸钾代替实施例1中的油酸钾，其余同实施例1，测得结果见表1。
对比例3
按实施例1中所述的配比组分和条件进行压力附聚，使用得到的大粒径胶乳直接进行接枝聚合实验，测得结果见表2。
对比例4
按对比例1中所述的配比组分和条件进行压力附聚，使用得到的大粒径胶乳进行接枝聚合实验，测得结果见表2。
表1附聚测试结果分布表
表2接枝实验测试结果分布表
Claims (1)
1.一种提高压力附聚后大粒径胶乳稳定性的方法，其特征在于：
首先对小粒径胶乳的处理包括：
(1)调节小粒径胶乳的初始固质量含量为35.0～42.5％；
(2)调节小粒径胶乳的pH值为8.0～13.0；
(3)在小粒径胶乳中添加稳定剂，稳定剂与小粒径胶乳干物质量比为0.05～0.5：100；稳定剂：油酸钾；
在压力附聚前使用搅拌器对小粒径胶乳进行机械搅拌5～60min，
控制进料温度为30～70℃，附聚压力为30～60MPa；
对大粒径胶乳的融合处理：在大粒径胶乳中加入融合剂，融合剂是碳酸钾；融合剂与大粒径胶乳干物质量比例为0.04～0.4：100。
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