一种低VOC低气味本体ABS树脂的制备方法与流程

文档序号:16911871发布日期:2019-02-19 18:41阅读:919来源:国知局

本发明属于高分子材料制备领域,具体涉及一种低voc低气味本体abs树脂的制备方法。



背景技术:

目前家电和汽车产业链处在转型升级的阶段,家用电器和汽车的需求量越来越大。随着消费者对自身健康的越发重视,购买家用电器和汽车时将不仅仅关注外观和性能,所用材料是否有气味、是否对人有危害成为重要的选择因素,所以低voc低气味本体abs树脂亟待开发。

国际上只有少数几家公司如欧洲盛禧奥生产低气味低voc本体abs树脂,并已实现了产业化。欧洲盛禧奥低气味级abs树脂,除保留原有树脂良好流动性与冲击性能等特性外,由于独特的制备工艺,单体残留量控制在50ppm以下,气味等级达到3级以下,满足食品接触安全的需求,被广泛应用于任何可能会与食品、饮料有接触的部件上,有不同牌号产品供市场选择。

国内低气味低voc本体abs树脂研究相对比较少,基本全部依赖进口,吉林石化在低气味abs树脂开发方面做了一些前期研究工作,但其abs产品是采用叔十二烷基硫醇链转移剂通过乳液法工艺生产的产品,致使产品中残单含量较本体法abs产品高出很多,在降低气味和voc方面方法有限,效果不佳。

abs树脂的制备方法为乳液法和本体法,由于工艺特点的不同,本体法制备的abs树脂与乳液法产品相比有较大优势。乳液法abs产品的气味等级在4级左右,单体残留量2000ppm,本体法在这方面要稍优于乳液法,气味等级在3-4级之间,单体残留量通常在600-700ppm之间,对于室外用品来说,这样气味等级的产品是可以接受的,但对于家电类这种长期放置在室内的和汽车内饰类用品,显然需要更低气味等级的产品。

根据所释放气味物质的不同,可选用气味掩盖法、物理吸附法、化学反应法、脱挥烘干法、气提法和脱挥萃取工艺法等多种方法,其中最基本的方法为物理吸附法和化学反应法,但两种方法都存在一定的缺陷且效果较差;脱挥烘干法和气提法最近一段发展较为迅速,但仅停留在试验阶段,且投资和成本较高。



技术实现要素:

本发明为了解决上述abs树脂具有难闻气味的问题,采用非硫醇类链转移剂应用于本体abs生产,从根本上解决硫醇气味难闻,同时在后处理过程中采用超临界萃取技术,脱除影响产品中voc含量的小分子物质,实现低气味低voc本体abs树脂的研发。具体技术方案如下:

一种低voc低气味本体abs树脂的制备方法,包括如下步骤:

将切碎的增韧橡胶、溶剂、丙烯腈和苯乙烯在一定的温度下,按照一定比例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、硅油由输送设备送至第一、第二、第三、第四各平推流反应器内进行连续本体聚合反应;聚合后的物料进入超临界萃取设备,进行脱挥造粒,制备得到低气味低voc本体abs树脂产品。

其中,链转移剂为非硫醇类链转移剂,或者硫醇类链转移剂和非硫醇类链转移剂配合使用,其中非硫醇类链转移剂为双硫酯类、甲基苯乙烯、三巯基丙烯酸甲酯。

所述链转移剂的用量为0.2%-0.9%,优选0.4%-0.6%。

其中,增韧橡胶的含量为5%-15%、苯乙烯的含量为40%-55%,丙烯腈的含量为18%-28%,溶剂的含量为15%-30%。

其中,在第一平推流反应器的入口处加入0.01%-0.15%的引发剂和0.10%-0.25%的链转移剂;在第二平推流反应器的入口处加入0.15%-0.25%的链转移剂;在第三平推流反应器的入口处加入0.10%-0.15%的链转移剂和0.05%-0.15%的硅油。

其中,第一平推流反应器的聚合温度为87℃-101℃,第二平推流反应器的聚合温度为98℃-116℃,第三平推流反应器的聚合温度为113℃-126℃,第四平推流反应器的聚合温度为118℃-134℃。

其中,超临界萃取装置机头温度为195℃,真空度为-0.1mpa。

制备的abs树脂的残单含量在50ppm以下,气味等级在2-3级之间,悬臂梁缺口冲击强度在210-250j/m之间。

本发明的有益效果

非硫醇类链转移剂种类虽然比较多,但是适合连续本体abs反应的很少。本发明采用的非硫醇类链转移剂,从根本上解决了abs树脂的难闻气味,不会使整个反应的相转变过程发生变化,进而不会影响产品性能指标;此外,在后处理过程中采用超临界萃取技术,脱除影响产品中voc含量的小分子物质,实现abs树脂同时具有低气味和低voc的特性。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明。

对比实施例1

将13%的增韧橡胶、43%苯乙烯、25%丙烯腈和19%溶剂加入到溶胶釜中,在30℃下搅拌至均一无胶块的原胶液;将配置好的原胶液依次输送至第一、二、三、四平推流反应器,第一反应器的上、中、下三区的反应温度为89.3℃、93.7℃、97.8℃,第二反应器的上、中、下三区的反应温度为95.7℃、108.5℃、112.2℃,第三反应器的上、中、下三区的反应温度为114.0℃、120.5℃、125.6℃,第四反应器的上、中、下三区的反应温度为119.1℃、128.3℃、133.0℃,四个反应器的搅拌速度分别为8、10、12、12。在聚合过程中在第一平推流反应器的入口处加入0.05%的引发剂和0.12%十二烷基硫醇链转移剂;在第二平推流反应器的入口处加入0.18%十二烷基硫醇链转移剂;在第三平推流反应器的入口处加入0.08%十二烷基硫醇链转移剂和0.1%硅油。物料从第四平推流反应器出口进入挤出系统,熔体经挤出、造粒得到abs树脂产品。

对比实施例2

将13%的增韧橡胶、43%苯乙烯、25%丙烯腈和19%溶剂加入到溶胶釜中,在30℃下搅拌至均一无胶块的原胶液;将配置好的原胶液依次输送至第一、二、三、四平推流反应器,第一反应器的上、中、下三区的反应温度为89.3℃、93.7℃、97.8℃,第二反应器的上、中、下三区的反应温度为95.7℃、108.5℃、112.2℃,第三反应器的上、中、下三区的反应温度为114.0℃、120.5℃、125.6℃,第四反应器的上、中、下三区的反应温度为119.1℃、128.3℃、133.0℃,四个反应釜的搅拌速度分别为8、10、12、12。在聚合过程中在第一平推流反应器的入口处加入0.05%的引发剂和0.12%十二烷基硫醇链转移剂;在第二平推流反应器的入口处加入0.18%十二烷基硫醇链转移剂;在第三平推流反应器的入口处加入0.08%十二烷基硫醇链转移剂和0.1%硅油。物料从第四平推流反应器出口进入超临界萃取系统,各区挤出温度为190℃、210℃、225℃、235℃、245℃、245℃、235℃、220℃、192℃,机头温度为195℃,真空度为-0.1mpa,回收混合物中未参与反应的单体和溶剂,造粒得到abs树脂产品。

实施例1

将13%的丁苯橡胶、43%苯乙烯、25%丙烯腈和19%乙苯溶剂加入到溶胶釜中,在30℃下搅拌至均一无胶块的原胶液;将配置好的原胶液依次输送至第一、二、三、四平推流反应器,在第一平推流反应器的入口处加入0.05%的引发剂和0.16%双硫酯类链转移剂;在第二平推流反应器的入口处加入0.12%双硫酯类链转移剂;在第三平推流反应器的入口处加入0.05%双硫酯类链转移剂和0.1%硅油;在第四平推流反应器入口处加入乙苯;在上述相同的聚合温度和搅拌速度的条件下,进行连续本体聚合反应,挤出造粒得到abs树脂产品。

实施例2

将13%的丁苯橡胶、53%苯乙烯、18%丙烯腈和16%乙苯溶剂加入到溶胶釜中,在30℃下搅拌至均一无胶块的原胶液;将配置好的原胶液依次输送至第一、二、三、四平推流反应器,在第一平推流反应器的入口处加入0.05%的引发剂和0.12%甲基苯乙烯链转移剂;在第二平推流反应器的入口处加入0.18%甲基苯乙烯链转移剂;在第三平推流反应器的入口处加入0.08%甲基苯乙烯链转移剂和0.1%硅油;在上述相同的聚合温度和搅拌速度的条件下,挤出造粒进行连续本体聚合反应,得到abs树脂产品。

实施例3

将13%的丁苯橡胶、53%苯乙烯、18%丙烯腈和16%乙苯溶剂加入到溶胶釜中,在30℃下搅拌至均一无胶块的原胶液;将配置好的原胶液依次输送至第一、二、三、四平推流反应器,在第一平推流反应器的入口处加入0.05%的引发剂和0.12%三巯基丙烯酸甲酯链转移剂;在第二平推流反应器的入口处加入0.18%三巯基丙烯酸甲酯链转移剂;在第三平推流反应器的入口处加入0.08%三巯基丙烯酸甲酯链转移剂和0.1%硅油;在上述相同的聚合温度和搅拌速度的条件下,进行连续本体聚合反应,挤出造粒得到abs树脂产品。

实施例4

将13%的丁苯橡胶、53%苯乙烯、18%丙烯腈和16%乙苯溶剂加入到溶胶釜中,在30℃下搅拌至均一无胶块的原胶液;将配置好的原胶液依次输送至第一、二、三、四平推流反应器,在第一平推流反应器的入口处加入0.05%的引发剂和0.12%三巯基丙烯酸甲酯链转移剂;在第二平推流反应器的入口处加入0.18%三巯基丙烯酸甲酯链转移剂;在第三平推流反应器的入口处加入0.08%三巯基丙烯酸甲酯链转移剂和0.1%硅油;在上述相同的聚合温度和搅拌速度的条件下,进行连续本体聚合反应,聚合后进入超临界萃取系统,各区挤出温度为190℃、210℃、225℃、235℃、245℃、245℃、235℃、220℃、192℃,机头温度为195℃,真空度为-0.1mpa,回收混合物中未参与反应的单体和溶剂,造粒得到abs树脂产品。

对比实例1和2可知,通过超临界萃取系统,气味等级没有变化,可将abs树脂产品中voc的含量降到50ppm以下,同时不影响产品的各项性能。

实例1、2和3可知,将硫醇类链转移剂用双硫酯类、甲基苯乙烯、三巯基丙烯酸甲酯代替,气味等级有明显的变化,但voc含量基本保持不变。

其中,甲基苯乙烯作为链转移剂时,力学性能有所下降;

双硫酯类作为链转移剂时,影响产品的外观颜色;

三巯基丙烯酸甲酯作为链转移剂时,产品力学性能基本不变,同时不影响产品的外观颜色。

由上述实验可知,选择三巯基丙烯酸甲酯作为链转移剂,并且采用超临界萃取系统,降低产品中voc的含量,使产品同时具有低气味和低voc的特性。

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