[发明专利]一种ABS接枝胶乳的凝聚方法

说明书

本发明提供了一种ABS接枝胶乳凝聚方法。本发明采用1,2,4,5‑苯四胺四盐酸盐和乙二胺四乙酸四钠凝聚体系，并结合“釜+管”串联连续凝聚工艺，提高了凝聚工艺稳定性以及所制备ABS接枝粉品质。该方法解决了ABS接枝胶乳凝聚过程中生产波动的问题，所制ABS接枝胶粉具有更窄的粒径分布、更小的安息角、更大的卡尔流动性指数，有利于提高后续的离心脱水、流化干燥、气体输送等工序的稳定性。

技术领域

本发明属于ABS树脂技术领域，具体涉及一种ABS接枝胶乳的凝聚方法。

背景技术

ABS树脂按合成路线分有乳液接枝-本体SAN掺混法、本体法两种生产工艺。其中乳液接枝-本体SAN掺混法由于其接枝粉、SAN是分别生产的，可以通过调整后段双螺杆掺混工艺配比，制备具有不同抗冲、光泽度等性能的ABS树脂产品。正因为乳液接枝-本体SAN掺混法具有工艺灵活、产品种类多变的特点，近9成供应商均采用该工艺进行ABS生产。

乳液接枝-本体SAN掺混法采用两步乳液聚合工艺制备330-350nm具有核-壳结构的接枝胶乳粒子，其核层为聚丁二烯橡胶约占接枝胶乳粒子质量的60％，壳层为接枝苯乙烯-丙烯腈共聚物，旨在为分散相聚丁二烯橡胶与连续相SAN提供两相结合力。

为了便于后续掺混工艺的实施，现有工艺采用外加酸/盐的方式将两步乳液聚合工艺制得的接枝胶乳凝聚成具有一定粒径分布的ABS接枝粉，通常该凝聚工序由低温凝聚(约75℃)和高温熟化(约95℃)两个部分组成，以三级连续釜式反应器最为常见，熟化得到的ABS接枝粉浆料经降温后离心脱水，所制得的湿粉料被送入氮气/空气流化床进行干燥，再作为独立组分用于ABS树脂的双螺杆掺混生产。

通常ABS接枝粉的平均粒径并没有明确的要求，但是实际生产中该参数的波动对后续工序平稳性有较大的影响；如接枝粉粒径过小会导致离心机滤饼堵塞、湿粉水含量不合格、循环流化床干燥器流化变差、大量细小粉末损失以及粉尘爆炸可能性升高等诸多问题。而接枝粉粒径过大又易出现连续凝聚釜结块固釜、流化床流化-粉体气体输送-料仓下料困难等情况。

在凝聚剂种类方面，H₂SO₄与MgSO₄是最常见的ABS胶乳凝聚剂，其在离心脱水工艺中不可避免的少量残留在湿ABS粉料中，硫酸的强氧化性及金属离子均会导致后续流化干燥、高温掺混挤出过程中物料降解黄变问题；最终对成品树脂质量造成影响。

上述现象在部分文献中均有提及(CN1854162A；ABS胶乳凝聚过程影响因素分析，孙士昌，炼油与化工，2018，29(5)：30-32；ABS高胶粉流动性指数-喷流性指数测量及应用探讨，付聪，化工科技，2019，27(6)：66-70)，严重情况下可引起装置生产负荷波动，且接枝粉粒径变化还会带来双螺杆掺混下料及两相分散均匀性波动的问题，导致产品批次稳定性变差。

为改善凝聚工艺稳定性各ABS生产商投入了大量的研究工作，如CN1854162A提及高橡胶含量的ABS胶乳在70℃的凝聚工艺温度下易于结块，粒径分布宽，存在后续工序脱水、干燥困难的问题，其采用MgSO₄/HAc/CaCl₂/H₂SO₄中的一种或几种作为絮凝剂，通过控制絮凝温度(40-45℃)及搅拌转速(200-260rpm)改善凝聚成粉的粒径分布效果。

文献(ABS胶乳凝聚过程影响因素分析，孙士昌，炼油与化工，2018，29(5)：30-32)指出不同胶乳水含量与平均粒子尺寸直接相关，采用不同搅拌形式也会引起凝聚粒子形状差异。在破乳温度方面文中建议采用70-75℃的破乳温度，控制接枝粉粒径分布及堆密度。