CN113121727A - 一种abs接枝共聚物絮凝破乳的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，使用阳离子絮凝剂和常规絮凝剂复配对ABS接枝共聚物进行絮凝破乳。区别于现有ABS接枝共聚物絮凝破乳工艺之处在于阳离子絮凝剂可以有效中和ABS接枝共聚物粒子表面的负电荷，进而降低粒子之间的斥力，促进其粒子发生絮凝破乳。该方法优势在于使用阳离子絮凝剂对ABS接枝共聚物进行絮凝破乳，其最终絮凝后ABS接枝共聚物的颗粒状态适中，并且残留的酸和金属离子含量低，能够最大限度地保留抗氧剂，提升其抗氧化能力，有利于提高最终产品的表观性能和力学性能。

Description

一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法

技术领域

本发明属于合成树脂技术领域，具体涉及一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法。

背景技术

目前，乳液掺混法制备ABS树脂(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物)的主流技术，其生产工段主要包含丁二烯的乳液聚合，聚丁二烯胶乳的乳液接枝(制备ABS接枝共聚物)、ABS接枝共聚物的絮凝破乳、本体SAN树脂(苯乙烯和丙烯腈共聚物)制备、ABS接枝共聚物与SAN树脂熔融掺混挤出。在ABS树脂合成的众多工段中，ABS接枝共聚物的絮凝破乳工段方法较为简单，经常被研究和生产人员所忽视。因此，近年来ABS接枝共聚物的絮凝破乳技术一直未被革新。ABS接枝共聚物絮凝破乳的目的是为了将ABS接枝共聚物的稳定性破坏，使其达到聚合物和水分离的效果，最终通过过滤获得含水量极少的ABS接枝共聚物的粉料。ABS接枝共聚物的絮凝破乳会直接影响其成粉后粒径尺寸的大小与分布，也间接影响了生产安全和产品质量。如果ABS接枝共聚物絮凝破乳后的粒径过小，则会容易发生粉尘，危害生产安全，影响产品堆密度的最终性能。而如果ABS接枝共聚物絮凝破乳后粒径特别大，则会影响后续ABS接枝粉料与SAN掺混过程实施的难易程度，ABS接枝共聚物絮凝破乳后的粒径尺寸越大，其在熔融共混过程中分散越难，进而会直接影响ABS树脂的力学性能。ABS接枝共聚物的絮凝破乳也决定了其自身抗氧化性能的优劣。因为在ABS接枝共聚物合成后期，乳液型抗氧剂会直接加入到胶乳中使其两者分散均匀，如果ABS接枝共聚物絮凝破乳过程不能使其抗氧剂乳液和ABS接枝共聚物破乳同时发生，则会导致抗氧剂损失严重，进而降低最终ABS树脂的抗老化性能和表观性能。因此，如何保障ABS树脂絮凝破乳后粒径尺寸适中，且抗氧剂流失最小是ABS接枝共聚物絮凝破乳的核心技术。

专利CN1854162A公开了一种用于接枝后ABS胶乳絮凝成粉的方法，以硫酸镁、氯化钙、硫酸、醋酸等为絮凝剂，通过低温和快速搅拌的方法进行絮凝破乳，最后成功获得了粒径分布较为均匀，过大或过小粒子含量较少的ABS接枝共聚物粉。《塑料工业》期刊论文(2018，12：37-40)中研究了ABS接枝共聚物高胶粉中残留絮凝剂对ABS树脂白度和色度稳定性的影响，研究表明在絮凝过程中使用硫酸作为絮凝剂，残留的硫酸对ABS的白度和储存应用过程中的色度稳定性造成不利的影响，通过加入适量的碱和改变絮凝方法可以降低絮凝剂残留。《天津化工》(2017，31：23-25)期刊论文中也强调在ABS接枝共聚物絮凝的过程中加入一定量的碱可以提升ABS树脂的白度，降低树脂的黄色指数。《弹性体》(2016，26：48-51)期刊报道ABS接枝聚合物在絮凝过程中最终浆料的pH值会对最终ABS树脂的力学性能和白度有重要影响，ABS接枝共聚物絮凝浆料接近中性时，其最终制备的ABS树脂各项性能最佳。

从上述公开的专利技术和发表的论文可以看出，ABS接枝共聚物的絮凝过程中所使用的絮凝剂分为两种：一种是以硫酸和醋酸为代表的酸；而另外一种是由硫酸镁、氯化钙代表的盐。在酸性条件下ABS接枝共聚物表面的乳化剂会使其乳化作用，进而有利于破乳的发生；而在高盐浓度下，由于盐的引入是增加了连续相中离子的浓度，进而压缩ABS接枝共聚物离子表面双电荷层厚度，使其失去稳定性而破乳。公开资料显示，在絮凝破乳后期加入碱调整浆料的pH是提升最终ABS树脂性能的有效方法。也就是说，传统的酸碱破乳或高盐破乳存在工艺复杂且容易破坏其稳定性，进而影响其性能，因此，如何提供一种新的ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法简化工序并提升制品性能，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，使用阳离子絮凝剂对ABS接枝共聚物进行絮凝破乳。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，包括以下步骤：

(1)以重量份数计，将1～5份阳离子絮凝剂、0.01～1份酸或盐类化合物加入到100～500份脱盐水中溶解，然后加热至40～70℃后，在50～300rpm转速搅拌条件下加入100份ABS接枝共聚物胶乳；

(2)对步骤(1)得到的混合物继续搅拌10～30min后升温至85～95℃熟化5～30min，得到熟化料；

(3)将步骤(2)得到的熟化料降温至≤60℃，脱水分离，脱水分离过程中用脱盐水洗涤ABS接枝共聚物1～2次；

(4)脱水后的浆料进入流化床干燥即得ABS接枝共聚物粉料。

优选的，所述阳离子絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺、烷基数为6～22的烷基三甲基氯化铵、烷基数为6～22的三甲基溴化铵，优选十二烷基三甲基氯化铵。

优选的，所述酸为硫酸、盐酸、磷酸中的一种或几种混合，优选磷酸。

优选的，所述盐类化合物为硫酸镁、氯化钙、氯化钠、氯化钾中的一种或多种混合。

优选的，所述ABS接枝共聚物胶乳质量浓度为30～50％

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，使用阳离子型絮凝剂进行絮凝破乳，阳离子絮凝剂絮凝破乳的机理不同于传统的酸和盐，是利用阳离子电荷去中和ABS接枝共聚物表面乳化剂的负电荷，进而改变其稳定性，促进ABS接枝乳液絮凝破乳。阳离子絮凝剂可以保障ABS接枝共聚物中抗氧剂分子的同步絮凝和抗氧剂分子对ABS接枝共聚物离子之间的吸附，减少抗氧剂分子流失。此外阳离子絮凝剂可以促进ABS接枝共聚物在破乳后期的熟化过程，有利于降低ABS接枝共聚物的粒子的空隙结构，利于后续过滤分离。此外，利用阳离子絮凝剂絮凝破乳后的ABS接枝共聚物浆料无需用碱液调控pH值。制备的ABS接枝共聚物粉料尺寸均一性好，抗氧化能力强，表现为最终制备ABS树脂白度值高。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)以重量份数计，将1份阳离子絮凝剂聚丙烯酰胺、0.5份硫酸加入到200份脱盐水中溶解，然后加热至40℃后，在200rpm转速搅拌条件下加入100份质量浓度40％的ABS接枝共聚物胶乳；

(2)对步骤(1)得到的混合物继续搅拌10min后升温至90℃熟化5min，得到熟化料；

(3)将步骤(2)得到的熟化料降温至≤60℃，脱水分离，脱水分离过程中用脱盐水洗涤ABS接枝共聚物2次；

(4)脱水后的浆料进入流化床干燥即得ABS接枝共聚物粉料。

实施例2

(1)以重量份数计，将2份阳离子絮凝剂聚丙烯酰胺、1份磷酸加入到150份脱盐水中溶解，然后加热至50℃后，在100rpm转速搅拌条件下加入100份质量浓度40％的ABS接枝共聚物胶乳；

(2)对步骤(1)得到的混合物继续搅拌10min后升温至85℃熟化10min，得到熟化料；

(3)将步骤(2)得到的熟化料降温至≤60℃，脱水分离，脱水分离过程中用脱盐水洗涤ABS接枝共聚物2次；

(4)脱水后的浆料进入流化床干燥即得ABS接枝共聚物粉料。

对比例1

按照专利CN1854162A公开的方法对ABS接枝共聚物进行絮凝破乳。

试验例

将实施例1-2和对比例1中絮凝破乳后获得ABS接枝共聚物进行氧化诱导期分析，测试采用德国耐驰DSC动态分析仪，采用GB/T 17391-1998标准，氧化诱导期测试方法是采用空气气氛、200℃进行测试，具体方法为氮气气氛下样品在50℃恒温2min后，开始以10℃/min的速度开始升温至200℃，然后在200℃恒温3min，然后将氮气转换成空气，此时空气流速设定为50mL/min。观察热流对时间的变化曲线，用来测试样品的氧化诱导期。

将三种絮凝破乳获得的ABS接枝共聚物与SAN(苯乙烯与丙烯腈共聚物，天津大沽化工股份有限公司)按照25/75进行熔融共混，制备标准样条测试其冲击、拉伸、白度等性能，所获得最终数据如下表：

上述测试结果表明，本发明技术方案制得的材料本身相较于对比例1现有技术的方案制得的材料具有更优异的性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以重量份数计，将1～5份阳离子絮凝剂、0.01～1份酸或盐类化合物加入到100～500份脱盐水中溶解，然后加热至40～70℃后，在50～300rpm转速搅拌条件下加入100份ABS接枝共聚物胶乳；

(2)对步骤(1)得到的混合物继续搅拌10～30min后升温至85～95℃熟化5～30min，得到熟化料；

(3)将步骤(2)得到的熟化料降温至≤60℃，脱水分离，脱水分离过程中用脱盐水洗涤ABS接枝共聚物1～2次；

(4)脱水后的浆料进入流化床干燥即得ABS接枝共聚物粉料。

2.根据权利要求1所述的一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，其特征在于，所述阳离子絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺、烷基数为6～22的烷基三甲基氯化铵、烷基数为6～22的三甲基溴化铵。

3.根据权利要求1所述的一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，其特征在于，所述酸为硫酸、盐酸、磷酸中的一种或几种混合。

4.根据权利要求1所述的一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，其特征在于，所述盐类化合物为硫酸镁、氯化钙、氯化钠、氯化钾中的一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的一种ABS接枝共聚物絮凝破乳的方法，其特征在于，所述ABS接枝共聚物胶乳质量浓度为30～50％。