CN104327281A - 一种单峰分布的聚丁二烯胶乳的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种单峰分布的聚丁二烯胶乳的制备方法，将小粒径聚丁二烯胶乳、附聚剂、稳定剂、附聚剂、稳定剂组分，按照下述方法完成高分子附聚得到：先将小粒径胶乳加入至三口烧瓶中，开启搅拌，并将恒温水浴温度调节至40°—50°；待胶乳到达设定温度，依次加入混合好的附聚剂、无离子水和稳定剂，1-5分钟加完；继续搅拌1-2h，附聚完成得到胶乳稳定性好、胶乳粒径分布集中，粒径分布图呈单峰分布，且冲击强度高的胶乳。

Description

一种单峰分布的聚丁二烯胶乳的制备方法

技术领域

本发明涉及热塑性通用塑料ABS生产技术领域，特别涉及一种单峰分布的聚丁二烯胶乳的制备方法。

背景技术

ABS树脂通常是指聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其中A代表丙烯腈，提供耐化学性和热稳定性，B代表丁二烯，提供韧性和抗冲性，S代表苯乙烯，赋予刚性和易加工性。ABS树脂具有抗冲击性、高刚性、耐油性、耐低温性、耐化学药品性及易加工性等特点。为了使生产出的ABS树脂具有足够的抗冲击强度，可通过增大胶乳粒径来实现。由于橡胶相粒子过小时，起不到增韧作用，因此要求聚丁二烯胶乳的橡胶粒径要足够大，一般将橡胶粒径控制到300nm-500nm的范围内。增大聚丁二烯胶乳粒径的方法主要分为一步法和两步法，一步法是在聚合过程中直接合成大粒径胶乳，两步法是先合成100nm左右的聚丁二烯胶乳，再将其增大为大粒子，一般有物理附聚法、化学附聚法和高分子附聚法等，物理附聚主要通过强力搅拌、胶乳冷冻、压力附聚等实现，化学附聚则会使用电解质、中和部分皂、调节pH值以达到增大粒径的目的，高分子附聚法是一种以聚合物乳液为附聚剂的方法，通过附聚剂的加入来制备不同粒径大小的聚丁二烯胶乳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型工艺路线，用于将小粒径的聚丁二烯胶乳经过高分子附聚后，得到大粒径的聚丁二烯胶乳。

该工艺控制方便，耗时短，转化率高，得到的胶乳稳定性好。该胶乳的粒径呈单峰分布，通过调节高分子附聚工艺可以得到平均粒径从300nm到600nm不同粒径的聚丁二烯胶乳，粒径分布中小于214nm的粒子仅占1％左右，不产生大于1385nm的胶乳粒子。使用该胶乳与丙烯腈、苯乙烯等单体经过接枝、凝聚、过滤、干燥后，将得到的粉料与AS树脂进行掺混造粒，制备出的成品ABS树脂具有优异的抗冲击性能。

本发明单峰分布的聚丁二烯胶乳的制备方法，包括以下组分及步骤：

A，所包含组分的指标为：

小粒径聚丁二烯胶乳      平均粒径为100nm，小于214nm占100％，固含量38-41％

附聚剂                  固含量30-35％

稳定剂                  固含量5-10％

B，上述各组分分别取如下份数：

其中，附聚剂为丙烯酸酯类胶乳；稳定剂为烷基硫酸盐或烷基磺酸盐类表面活性剂；

C，将上述组分，按照下述方法完成高分子附聚，即可得到一种单峰分布的聚丁二烯胶乳：先将小粒径胶乳加入至三口烧瓶中，开启搅拌，并将恒温水浴温度调节至40°—50°；待胶乳到达设定温度，依次加入混合好的附聚剂、无离子水和稳定剂，1-5分钟加完；继续搅拌1-2h，附聚完成。

作为评价方案，将上述得到的胶乳进行接枝、凝聚及掺混，得到不同的ABS树脂颗粒，并对该树脂颗粒进行测试。于是得到一种评价工艺，包括：

其中引发剂为有机过氧化物，包括叔丁基过氧化氢，异丙苯过氧化氢等，还原剂为主要为亚铁盐，包括葡萄糖，甲醛次硫酸钠，抗坏血酸，硫酸亚铁等，螯合剂为焦磷酸钠和乙二胺四乙酸钠盐等；

作为对最终产品ABS树脂性能的评价，提供一种掺混配方

抗氧化剂为受阻酚类，包括2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，丁基化苯乙烯化甲酚，2-(1-甲基环乙基)-4,6-二甲基苯酚等，或亚磷酸酯类，包括亚磷酸三苯酯，亚磷酸二苯辛酯等，润滑剂为脂肪酸酰胺类，包括N，N’-亚乙基双脂酰胺，N，N’-亚甲基双硬脂酰胺等。

本发明的实际应用效果及优点表现在：

1、该附聚工艺不需要调节pH值。

2、该附聚工艺控制方便，耗时短，转化率高，得到的胶乳稳定性好。

3、通过调节该高分子附聚工艺可以得到，平均粒径从300nm到600nm不同粒径的聚丁二烯胶乳，胶乳粒径分布集中，粒径分布图呈单峰分布，且小于214nm的胶乳含量在1％以下，无大于1385nm的胶乳颗粒产生。

4、通过高分子附聚工艺得到的ABS树脂较其它相同丁二烯含量的ABS树脂的冲击强度明显提高。

具体实施方式

实施例1

在2000mL三口烧瓶中加入固含量为39.5％，平均粒径为105nm的小粒径胶乳1000g，将三口烧瓶置于恒温水浴中加入，开启搅拌，等待胶乳温度升至40℃，将固含量为30％的附聚剂17g，无离子水72g混合均匀，在该混合溶液中加入8％稳定剂溶液11g，搅拌均匀。将上述混合好的溶液在2分钟内加入至温度已稳定的聚丁二烯胶乳中，搅拌1.5h，附聚完成，得到一种单峰分布的胶乳；

称取该胶乳500g，加入无离子水150g，开启搅拌，升温至57℃，加入螯合剂和还原剂，搅拌十五分钟后开始滴加苯乙烯80g，丙烯腈30g和引发剂1g，一小时加完；熟化50min后补加引发剂1g，半小时加完，加完后搅拌20min，加入氢氧化钾3g；使用浓硫酸在加热的情况下，将其破乳，将破乳后的浆料过滤干燥，得到一种胶粉；称取390g该胶粉，610gAS树脂，5g润滑剂，1g抗氧化剂，混合均匀后在挤出机进行掺混造粒，得到一种ABS树脂。

实施例2

在2000mL三口烧瓶中加入固含量为39.5％，平均粒径为102nm的小粒径胶乳1000g，将三口烧瓶置于恒温水浴中加入，开启搅拌，等待胶乳温度升至45℃，将固含量为30％的附聚剂30g，无离子水58g混合均匀，在该混合溶液中加入8％稳定剂溶液10g，搅拌均匀。将上述混合好的溶液在2分钟内加入至温度已稳定的聚丁二烯胶乳中，搅拌1.5h，附聚完成，得到一种单峰分布的胶乳；

称取该胶乳500g，加入无离子水150g，开启搅拌，升温至57℃，加入螯合剂和还原剂，搅拌十五分钟后开始滴加苯乙烯80g，丙烯腈30g，和引发剂1g，一小时加完；熟化50min后补加引发剂1g，半小时加完，加完后搅拌20min，加入氢氧化钾3g；使用浓硫酸在加热的情况下，将其破乳，将破乳后的浆料过滤干燥，得到一种胶粉；称取390g该胶粉，610gAS树脂，5g润滑剂，1g抗氧化剂，混合均匀后在挤出机进行掺混造粒，得到一种ABS树脂。

实施例3

在2000mL三口烧瓶中加入固含量为39.5％，平均粒径为103nm的小粒径胶乳1000g，将三口烧瓶置于恒温水浴中加入，开启搅拌，等待胶乳温度升至50℃，将固含量为30％的附聚剂37g，无离子水54g混合均匀，在该混合溶液中加入8％稳定剂溶液9g，搅拌均匀。将上述混合好的溶液在2分钟内加入至温度已稳定的聚丁二烯胶乳中，搅拌1.5h，附聚完成，得到一种单峰分布的胶乳；

称取该胶乳500g，加入无离子水150g，开启搅拌，升温至57℃，加入螯合剂和还原剂，搅拌十五分钟后开始滴加苯乙烯80g，丙烯腈30g，和引发剂1g，一小时加完；熟化50min后补加引发剂1g，半小时加完，加完后搅拌20min，加入氢氧化钾3g；使用浓硫酸在加热的情况下，将其破乳，将破乳后的浆料过滤干燥，得到一种胶粉；称取390g该胶粉，610gAS树脂，5g润滑剂，1g抗氧化剂，混合均匀后在挤出机进行掺混造粒，得到一种ABS树脂。

上述工艺测试结果如下表：

不同粒径分布对应的ABS树脂成品测试结果

比对：

上述测试结果显示：三个实施例中胶乳粒径均呈单峰分布，且分布集中，小粒径胶乳的数目较少，制备出的ABS树脂抗冲击性能优异。

Claims (1)

1.一种单峰分布的聚丁二烯胶乳的制备方法，包括以下组分及步骤：

A，所包含组分的指标为：

小粒径聚丁二烯胶乳     平均粒径为100nm，小于214nm占100％，固含量38-41％

附聚剂                 固含量30-35％

稳定剂                 固含量5-10％

B，上述各组分分别取如下份数：

其中，附聚剂为丙烯酸酯类胶乳；稳定剂为烷基硫酸盐或烷基磺酸盐类表面活性剂；

C，将上述组分，按照下述方法完成高分子附聚，即可得到一种单峰分布的聚丁二烯胶乳：先将小粒径胶乳加入至三口烧瓶中，开启搅拌，并将恒温水浴温度调节至40°—50°；待胶乳到达设定温度，依次加入混合好的附聚剂、无离子水和稳定剂，1-5分钟加完；继续搅拌1-2h，附聚完成。