CN104327281B - 一种单峰分布的聚丁二烯胶乳的制备方法 - Google Patents
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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
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,所得胶乳粒子平均粒径为451nm-600nm。
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