CN111499813B - 一种采用连续本体法制备高流动aes树脂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种采用连续本体法制备高流动AES树脂的方法,包括将切碎的三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、溶剂、丙烯腈和苯乙烯在溶胶釜内混合溶解至均一无胶块的原胶液;将溶解好的原胶液、引发剂、链转移剂输送至串联的四个平推流反应器内进行连续本体聚合反应;以及聚合后的物料进行脱挥造粒,制备得到高流动AES树脂。本发明通过控制原料中橡胶种类和橡胶配比,丙烯腈用量,聚合过程中链转移剂含量、聚合反应温度以及反应器中的搅拌转速,制得具有高流动性和优异的力学性能的AES树脂。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料制备技术领域,具体涉及一种采用连续本体法制备高流动AES树脂的方法。
背景技术
由于ABS种类多,表面处理效果好,价格低,因此被广泛使用于汽车领域。但是,鉴于ABS分子链中不饱和双键的含量较高,耐候性差,长期使用易于氧化变黄,表面光洁度较差,目前商用车中已经广泛使用高耐候的AES等材料补充ABS。随着汽车轻量化的发展趋势和树脂在汽车内饰部件上应用的普遍性,汽车行业对树脂的流动性能提出更高要求。
专利CN102993377A中公开了一种反应挤出制备丙烯腈/三元乙丙橡胶/苯乙烯共聚物树脂的工艺,直接在双螺杆挤出机中进行反应,但是产品相容性不好。专利CN106632867A和CN1021127192A均公开了使用连续本体法制备AES树脂的工艺。其中,CN106632867A中采用乙丙橡胶或者乙丙橡胶与丁二烯橡胶制得高抗冲AES树脂,未对橡胶的乙烯基含量和第三单体含量进行限定,产品熔融指数为3~6g/10min,CN1021127192A采用三个串联的塔式反应器制备AES树脂,产品熔融指数为1.0~3.6g/10min,流动性不高且反应体系中添加有抗氧剂润滑剂等,产品综合性能受到影响。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提出一种采用连续本体法制备高流动AES树脂的方法,以解决如何提高AES树脂流动性及力学性能的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提出一种采用连续本体法制备高流动AES树脂的方法,该方法包括如下步骤:
S1、将切碎的三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、溶剂、丙烯腈和苯乙烯在溶胶釜内混合溶解至均一无胶块的原胶液;
S2、将溶解好的原胶液、引发剂、链转移剂输送至串联的四个平推流反应器内进行连续本体聚合反应;
S3、聚合后的物料进行脱挥造粒,制备得到高流动AES树脂。
进一步地,步骤S1中,三元乙丙橡胶的门尼粘度为55~60,第三单体含量大于10%;丁苯橡胶的乙烯基含量为12~15%;三元乙丙橡胶与丁苯橡胶的用量比值为1:3~2:3。
进一步地,步骤S1中,三元乙丙橡胶与丁苯橡胶的总含量占原料总量的8~13%。
进一步地,步骤S1中,丙烯腈用量占原料总量的10~15%。
进一步地,步骤S1中,进一步添加丙烯酸酯类,添加量为原料总量的1~3%。
进一步地,步骤S2中,链转移剂的用量为原胶液用量的0.1~0.3%。
进一步地,步骤S2中,第二平推流反应器的搅拌转速为100~120rpm。
进一步地,步骤S2中,控制第四平推流反应器的聚合温度为145~165℃。
此外,本发明还提出一种高流动AES树脂,采用上述方法制备得到,AES树脂的熔融指数为50~80g/10min(220℃,10kg),抗冲击强度为150~200J/m。
(三)有益效果
本发明提出一种采用连续本体法制备高流动AES树脂的方法,包括将切碎的三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、溶剂、丙烯腈和苯乙烯在溶胶釜内混合溶解至均一无胶块的原胶液;将溶解好的原胶液、引发剂、链转移剂输送至串联的四个平推流反应器内进行连续本体聚合反应;以及聚合后的物料进行脱挥造粒,制备得到高流动AES树脂。
本发明通过控制原料中橡胶种类和橡胶配比,丙烯腈用量,聚合过程中链转移剂含量、聚合反应温度以及反应器中的搅拌转速,制得具有高流动性和优异的力学性能的AES树脂。
本发明通过调整聚合工艺,选用三元乙丙橡胶和丁苯橡胶复配,制备得到的本体AES树脂在具有高流动性能的同时,具有优良的抗冲击性能,有益效果具体包括:
1、选用丁苯橡胶与三元乙丙橡胶复配,能够提高产品流动性;
2、增加工艺配方的链转移剂用量,能够稀释反应体系的粘度,保障产品的流动性;
3、第二反应器搅拌转速提升至100~120rpm,保证在相转变期间,降低橡胶相粘度,从而降低体系粘度,提高流动性;
4、配方中添加少量丙烯酸酯类,能够增加产品流动性;
5、提高第四反应器温度,反应温度的提高能够降低反应液粘度,提高产品流动性。
6、选用高门尼粘度和高第三单体含量的三元乙丙橡胶,高乙烯基含量的丁苯橡胶,门尼粘度高意味着橡胶分子量大,橡胶粒子本身强度高,增韧效果明显,乙烯基含量和第三单体含量高,有助于接枝反应的进行,可使橡胶相与SAN相两相界面获得良好的粘合力,对光泽度和增韧均起到促进作用。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚,下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出一种采用连续本体法制备高流动AES树脂的方法,以下通过多个实施例进行对比说明。
实施例1
配液罐中加入15kg EPDM橡胶、5kg丁苯橡胶、110kg苯乙烯和18kg乙苯混合物,常温下搅拌溶解12h,然后加入18kg丙烯腈、4kg丙烯酸丁酯继续搅拌分散12h。
将配液罐中的反应液通入第一反应器进行接枝聚合反应,反应器主进料量为4.5kg/h,第一反应器转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在95℃、96℃、98℃,在第一反应器出口管线加入链转移剂0.0045kg/h;
反应液继续通入第二反应器进行相转变反应,第二反应器转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在101℃、106℃、107℃,第二反应器后补加丙烯腈0.045kg/h;
将反应液通入第三反应器,第三反应器的搅拌桨转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在120℃、124℃、132℃,第三反应器后补加丙烯腈0.07kg/h;
反应液在第四反应器继续反应,第四反应器搅拌桨转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在145℃、160℃、148℃;
结束聚合反应后,反应物料进行脱挥挤出造粒得到高流动AES树脂。
实施例2
配液罐中加入10kg EPDM橡胶、10kg丁苯橡胶、110kg苯乙烯和18kg乙苯混合物,常温下搅拌溶解12h,然后加入18kg丙烯腈、4kg丙烯酸丁酯继续搅拌分散12h。
将配液罐中的反应液通入第一反应器进行接枝聚合反应,反应器主进料量为4.5kg/h,第一反应器转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在95℃、96℃、98℃,在第一反应器出口管线加入链转移剂0.0045kg/h;
反应液继续通入第二反应器进行相转变反应,第二反应器转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在101℃、106℃、107℃,第二反应器后补加丙烯腈0.045kg/h;
将反应液通入第三反应器,第三反应器搅拌桨转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在120℃、124℃、132℃,第三反应器后补加丙烯腈0.07kg/h;
反应液在第四反应器继续反应,第四反应器搅拌桨转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在145℃、160℃、148℃;
结束聚合反应后,反应物料进行脱挥挤出造粒得到高流动AES树脂。
实施例3
配液罐中加入5kg EPDM橡胶、15kg丁苯橡胶、140kg苯乙烯和25kg乙苯混合物,常温下搅拌溶解12h,然后加入18kg丙烯腈、5kg丙烯酸丁酯继续搅拌分散12h。
将配液罐中的反应液通入第一反应器进行接枝聚合反应,反应器主进料量为4.5kg/h,第一反应器转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在95℃、96℃、98℃,在第一反应器出口管线加入链转移剂0.0045kg/h;
反应液继续通入第二反应器进行相转变反应,第二反应器转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在101℃、106℃、107℃,第二反应器后补加丙烯腈0.045kg/h;
将反应液通入第三反应器,第三反应器搅拌桨转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在120℃、124℃、132℃,第三反应器后补加丙烯腈0.07kg/h;
反应液在第四反应器继续反应,第四反应器搅拌桨转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在145℃、160℃、148℃;
结束聚合反应后,反应物料进行脱挥挤出造粒得到高流动AES树脂。
实施例4
配液罐中加入5kg EPDM橡胶、15kg丁苯橡胶、140kg苯乙烯和25kg乙苯混合物,常温下搅拌溶解12h,然后加入23kg丙烯腈、5kg丙烯酸丁酯继续搅拌分散12h。
将配液罐中的反应液通入第一反应器进行接枝聚合反应,反应器主进料量为4.5kg/h,第一反应器转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在95℃、96℃、98℃,在第一反应器出口管线加入链转移剂0.0135kg/h;
反应液继续通入第二反应器进行相转变反应,第二反应器转速为120rpm,三个区间的反应温度分别控制在101℃、106℃、107℃,第二反应器后补加丙烯腈0.045kg/h;
将反应液通入第三反应器,第三反应器搅拌桨转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在120℃、124℃、132℃,第三反应器后补加丙烯腈0.07kg/h;
反应液在第四反应器继续反应,第四反应器搅拌桨转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在152℃、165℃、150℃;
结束聚合反应后,反应物料进行脱挥挤出造粒得到高流动AES树脂。
实施例5
配液罐中加入15kg EPDM橡胶、5kg丁苯橡胶、110kg苯乙烯和18kg乙苯混合物,常温下搅拌溶解12h,然后加入18kg丙烯腈继续搅拌分散12h。
将配液罐中的反应液通入第一反应器进行接枝聚合反应,反应器主进料量为4.5kg/h,第一反应器转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在95℃、96℃、98℃,在第一反应器出口管线加入链转移剂0.0045kg/h;
反应液继续通入第二反应器进行相转变反应,第二反应器转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在101℃、106℃、107℃,第二反应器后补加丙烯腈0.065kg/h;
将反应液通入第三反应器,第三反应器搅拌桨转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在120℃、124℃、132℃,第三反应器后补加丙烯腈0.08kg/h;
反应液在第四反应器继续反应,第四反应器搅拌桨转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在145℃、160℃、148℃;
结束聚合反应后,反应物料进行脱挥挤出造粒得到高流动AES树脂。
实施例6
配液罐中加入15kg EPDM橡胶、5kg丁苯橡胶、110kg苯乙烯和18kg乙苯混合物,常温下搅拌溶解12h,然后加入25kg丙烯腈、4kg丙烯酸丁酯继续搅拌分散12h。
将配液罐中的反应液通入第一反应器进行接枝聚合反应,反应器主进料量为4.5kg/h,第一反应器转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在95℃、96℃、98℃,在第一反应器出口管线加入链转移剂0.0045kg/h;
反应液继续通入第二反应器进行相转变反应,第二反应器转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在101℃、106℃、107℃,第二反应器后补加丙烯腈0.045kg/h;
将反应液通入第三反应器,第三反应器搅拌桨转速为100rpm,三个区间的反应温度分别控制在120℃、124℃、132℃,第三反应器后补加丙烯腈0.07kg/h;
反应液在第四反应器继续反应,第四反应器搅拌桨转速为80rpm,三个区间的反应温度分别控制在145℃、160℃、148℃;
结束聚合反应后,反应物料进行脱挥挤出造粒得到高流动AES树脂。
上述制备的AES树脂产品的熔融指数按照ASTMD D-1238测定,拉伸强度按照ASTMD-638测定,冲击强度按照ISO179-2-1997测定,弯曲强度按照ASTM D790测定。使用相对应的ASTMD标准分析测试产品的性能,如表1所示。
表1实施例1-6的分析结果
从上面的实施例可以看到,采用本发明所述方法制备的AES树脂在具有高流动的同时具有优良的其他力学性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种采用连续本体法制备高流动AES树脂的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
S1、将切碎的三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、溶剂、丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸酯类在溶胶釜内混合溶解至均一无胶块的原胶液;其中,三元乙丙橡胶与丁苯橡胶的用量比值为1:3~2:3;三元乙丙橡胶与丁苯橡胶的总含量占原料总量的8~13%,丙烯腈用量占原料总量的10~15%,丙烯酸酯类的添加量占原料总量的1~3%,
S2、将溶解好的原胶液、引发剂、链转移剂输送至串联的四个平推流反应器内进行连续本体聚合反应;其中,链转移剂的用量为原胶液用量的0.1~0.3%,第二平推流反应器的搅拌转速为100~120rpm,控制第四平推流反应器的聚合温度为145~165℃;
S3、聚合后的物料进行脱挥造粒,制备得到高流动AES树脂。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中,三元乙丙橡胶的门尼粘度为55~60,第三单体含量大于10%;丁苯橡胶的乙烯基含量为12~15%。
3.一种高流动AES树脂,其特征在于,采用如权利要求1或2所述的方法制备得到,在220℃、10kg的测试条件下,所述AES树脂的熔融指数为50~80g/10min,抗冲击强度为150~200J/m。
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