[发明专利]一种基于高分子附聚技术制备大粒径聚丁二烯胶乳的方法

说明书

本申请涉及一种基于高分子附聚技术制备大粒径聚丁二烯胶乳的方法，属于合ABS成树脂领域。传统的高分子附聚方法使用的附聚剂均为丙烯酸酯与丙烯酸(或甲基丙烯酸，衣康酸等)共聚物。这类附聚剂的特点就是在聚合过程中要使用大量的吸附性乳化剂如十二烷基硫酸钠等，因而会对制备大粒径聚丁二烯胶乳的接枝聚合和絮凝过程产生影响，容易引发二次成核和乳化剂残留，影响最终的ABS树脂质量。本发明采用乙烯基硫酸盐或乙烯基磺酸盐作为反应型乳化剂和离子型共聚单体代替了传统的丙烯酸共聚单体，在制备附聚剂过程中不适用任何吸附性乳化剂，且与反应型乳化剂共聚后的聚丙烯酸乳液有很好的附聚效果，可以制备出300nm至500nm左右范围内的窄分布聚丁二烯胶乳。

技术领域

本发明属于合成树脂领域，具体涉及一种基于高分子附聚技术制备大粒径聚丁二烯胶乳的方法。

背景技术

ABS树脂是一种具有良好力学性能、耐溶剂性能和加工性能的工程塑料，一般是通过乳液掺混法制备，制备过程中大粒径聚丁二烯胶乳的制备是其最为核心的技术。一般而言，大粒径聚丁二烯胶乳的制备方法可以分为一步法和两步法。一步法是通过间歇式乳液聚合技术，将丁二烯以及各种助剂一次性投料，60～85℃条件下聚合30小时左右，直接制备出粒径尺寸在300nm以上的聚丁二烯胶乳，一步法制备大粒径聚丁二烯胶乳的特点在于工艺简单，只需一步间歇聚合即可以完成，产品的固含量高达55％以上。但一步法制备大粒径聚丁二烯胶乳的缺点在于其聚合周期长，单体转化率低(一般仅达到90％左右)，后续处理流程较长。为了克服一步法的缺点，两步法制备聚丁二烯胶乳工艺路线逐渐被提出，并日益完善，目前已经在国内外多家生产装置实现了大规模产业化生产。

两步法制备大粒径聚丁二烯胶乳的方法最常见的为醋酸附聚法，如中石油大庆石化工艺路线，是先制备出粒径为100nm的小粒径聚丁二烯胶乳，然后利用低浓度醋酸对小粒径聚丁二烯胶乳进行附聚，附聚到粒径尺寸到300nm左右后加入碱液去中和醋酸停止附聚，醋酸附聚优势在于整个制备大粒径胶乳的周期较短，缺点在于醋酸加入后会加大丁二烯胶乳凝胶的产生，并且醋酸的引入使其废水处理过程更加复杂。压力附聚法制备大粒径胶乳的工艺也属于两步法，最早是由美国GE公司所开发，国内天津大沽化工使用的大粒径聚丁二烯胶乳制备技术也正是该技术，该技术的第一步也是制备出粒径在100nm左右的小粒径聚丁二烯胶乳，然后将小粒径胶乳打入高压均质机，利用高压气流使其小粒径聚丁二烯胶乳表面的乳化剂分子进行重排，破坏其自身稳定性，使其处于亚稳定状态促使其粒子之间发生聚并，最终制备出大粒径聚丁二烯乳胶粒子，该方法的最大缺陷在于制备的聚丁二烯胶乳粒径分布较宽，增韧效率不高。如何开发一种生产效率高，成本低，且制备的聚丁二烯胶乳增韧效率高的大粒径聚丁二烯胶乳生产工艺是ABS树脂生产企业迫切需要的解决的问题。

高分子附聚技术是近年来备受ABS行业关注的技术，目前已有部分专利和文献对其报道，中国台湾奇美公司也将高分子附聚技术应用到了工业化实际生产。专利CN104327281A公开一种单峰分布的聚丁二烯胶乳的制备方法，该方法在40～50℃条件下，用高分子附聚剂将粒径为100nm左右的胶乳直接附聚成大粒径聚丁二烯胶乳。