一種本體abs樹脂生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種本體ABS樹脂的生產方法，特別是通過有效控制本體ABS反應物料中溶解的橡膠相轉變條件來獲取適宜粒徑橡膠顆粒的本體ABS生產方法，屬于有機高分子聚合材料技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統的本體法ABS生產主要過程是，將聚丁二烯橡膠溶解在丙烯腈和苯乙烯組成的混合溶液內，形成一種混合溶液，然后用給料泵以一定的流速將這種混溶液送入原料預熱系統，經過預熱系統后，原料達到反應溫度，從預熱系統出來的物料再用進料泵送入由4臺串聯的帶有攪拌和換熱盤管的平推流反應器中，根據生產的產品牌號不同，原料配方也不同，反應過程加入適量引發劑，每臺反應器控制在不同的溫度進行聚合反應。一般情況，4臺串聯的反應器，從第一臺到第四臺反應溫度依次升高，反應器內聚合反應轉化率依次升高，反應器內物料的粘度也依次升高。在第一聚合反應器中，剛開始反應時反應器內只有一個液相，隨著苯乙烯、丙烯腈共聚反應的進行，產生了苯乙烯和丙烯腈的共聚物，這種共聚物也溶解在未反應的苯乙烯和丙烯腈溶液中，這時由苯乙烯和丙烯腈組成的溶液中既溶解了橡膠，又溶解了丙烯腈和苯乙烯共聚物，直至丙烯腈和苯乙烯的轉化率接近20%，這時溶液對橡膠的溶解度開始下降，隨著轉化率進一步升高，橡膠開始從溶液中析出，形成了橡膠相，這個過程在ABS生產過程中稱為相轉變，在本體ABS樹脂反應過程中轉化率達到20%時開始相轉變，開始發生相轉變的20%這個轉化率稱為相轉變點。傳統本體ABS生產工藝的相轉變一般是在第二反應器發生，即在第二反應器轉化率達到并超過20%，相轉變過程中析出的橡膠在攪拌器作用下受到剪切力的作用，形成橡膠顆粒，形成橡膠顆粒粒徑的大小與橡膠在相轉變時所受到的剪切力有關，也與物料性質有關。如果所使用橡膠本身的粘度較小，反應物料的粘度越大，攪拌器的轉速越高，橡膠受到的剪切力越大，得到的橡膠顆粒粒徑就小，反之，如果所使用橡膠本身的粘度較大，相轉變時物料的粘度越小，攪拌強度越小，橡膠所受到的剪切力越小，形成的橡膠顆粒就越大。
[0003]以下三項專利反映了現有本體ABS樹脂生產技術。
[0004]北方華錦化學工業集團有限公司和大連理工大學共同申請的發明專利“用于制備本體ABS樹脂或SAN樹脂的連續管式平推流柔性反應器及制備方法”，申請日:2012-12-21，公開號:CN103030743A，公開日:2013-04_10。公開內容摘要:本發明涉及一種用于制備本體ABS樹脂或SAN樹脂的連續管式平推流柔性反應器及制備方法，其工藝流程由以下四部分組成:原料配制系統、聚合反應系統、抽真空系統和擠出造粒系統。反應系統包含四個平推流反應器和不同的物料回路。通過不同的物料回路控制，可以實現四個平推流反應器的串聯連接，進行連續本體法ABS樹脂的生產。也可實現一個或兩個帶回流系統的雙串聯平推流反應器組的并聯聚合體系，進行連續本體法SAN樹脂的生產。當制備SAN樹脂時，控制雙串聯平推流反應器組的回流系統的回流比，從而控制SAN樹脂聚合反應的聚合深度。可進行連續本體ABS樹脂或SAN樹脂生產的柔性裝置和生產工藝，制備的ABS或SAN樹脂產品，分子量可控、分子量分布較窄，產品性能優良，裝置工藝穩定性好。在這項專利申請中，明顯在相轉變點沒有采取任何技術措施，也就是相轉變點是隨著反應的進行自然達到的。
[0005]由申請人上海華誼聚合物有限公司提出的發明專利“一種制備高抗沖ABS聚合物混合體的工藝”申請，公告號:CN103450405A。摘要內容為:本發明公開了通過連續本體聚合制備高抗沖ABS聚合物混合體的方法。其步驟包括:溶于單烷基乙烯基芳烴單體、乙烯基不飽和腈單體混合物的聚丁二烯橡膠溶液加入到第一連續攪拌槽式反應器，在一定的溫度下進行橡膠接枝反應。第二連續攪拌槽式反應器接受來自第一接枝反應器的反應混合物進行接枝橡膠相轉變，在熱聚合溫度操作條件下控制橡膠粒子的粒徑。第三、四反應器接著第二反應器轉化更多的單體，并調節最終共聚物分子量。反應后的聚合物采用多級、多功能脫揮器和橡膠交聯，獲得具有低殘余揮發份并且橡膠交聯的ABS產品。本發明使用連續攪拌槽式反應器進行橡膠接枝反應和橡膠相轉變，產品本體ABS樹脂具有優異的抗沖擊性。
[0006]在這項專利申請中，同樣明顯在相轉變點沒有采取任何技術措施，其橡膠的相轉變過程是在第二反應器內完成的，相轉變的粘度是剛剛進入相轉變點時轉化率所對應的粘度。
[0007]由申請人崔貴心提出的“釜外攪拌連續式本體法制備ABS的方法及設備”專利申請，于2003年2月26日公開，公開號:CN1398907A，相關摘要內容為:本發明涉及一種釜外攪拌連續式本體法ABS樹脂生產方法，具體的說是在傳統的連續式本體法生產ABS樹脂的工藝中，在實現連續聚合的多個聚合釜的首釜之后，加入一強力攪拌系統實現其物料的相面轉變并控制橡膠顆粒在一適宜范圍內，再將其物料送入后續的聚合釜繼續聚合反應，脫揮，生產出最終的ABS樹脂產品。
[0008]與前兩項專利所公開技術不同，在這項專利申請公開的技術中，對相轉變點采取了加強攪拌的技術措施，在第一與第二反應器之間增加了一臺強力攪拌器，但仍然是在相轉變點初期粘度不變的條件下只是通過加強攪拌為相轉變提供了較大的剪切力，對橡膠顆粒粒徑大小的控制能夠有一定積極作用，但還是沒有改變相轉變點的粘度，不能實現對橡膠顆粒粒徑更大范圍的調整。
[0009]將橡膠粒徑控制在理想的范圍是本體ABS樹脂生產技術的關鍵，也是技術難點。在ABS樹脂中橡膠顆粒大小對材料的表面光澤度和抗沖擊強度性質影響很大，現有技術只能通過調整攪拌器轉速實現對橡膠粒徑進行微小的有限的調整。要對本體ABS樹脂橡膠顆粒粒徑進行較大的調整，現有技術條件下是改變配料中的橡膠品種。
[0010]現有本體ABS樹脂技術是隨著聚合反應的進行待轉化率逐漸達到20%時，自然進入相轉變點，相轉變點的物料粘度就是轉化率20%或稍大于20%時所對應的物料粘度，因而傳統技術無法改變相轉變點的粘度，所以在生產高光澤牌號的ABS產品時，工藝上要想獲得較小的橡膠顆粒粒徑只能被迫使用低粘度的橡膠，這樣的技術帶來的問題是，低粘度的橡膠不是通用產品，而生產ABS所用橡膠的量又不大，生產這種低粘度橡膠的廠家很少，所以采購困難，價格也居高不下，不但增加了生產成本也使得生產廠家不能及時改變牌號。如果能通過技術手段實現對相轉變點的物料粘度進行人為調整，而不只是固定的20%轉化率對應的粘度，用普通橡膠既可生產較大橡膠顆粒的產品也可生產出較小粒徑橡膠顆粒的ABS樹脂產品，就可實現轉變ABS樹脂產品牌號時，不用改變橡膠品種，不再受橡膠品種限制。
【發明內容】
[0011]為了克服上述工藝的缺點，本發明的目的是通過工藝調整，人為制造一種可調整的橡膠相轉變點的條件，特別是通過技術手段來調整相轉變點的粘度，使接近相轉變點的反應物料迅速達到并超過相轉變點，就是使反應物料的轉化率從不到20%迅速超過20%，使反應物料具有比自然反應進入相轉變點更高的粘度，讓處于相轉變過程的橡膠接受到足夠的剪切力，進而通過調整攪拌器轉速和調整物料粘度實現對本體ABS樹脂中橡膠顆粒粒徑大小的控制，滿足不同產品對橡膠顆粒粒徑大小的要求，而不是通過改變橡膠品種來改變橡膠顆粒粒徑大小。
[0012]本發明的一種本體ABS樹脂生產方法，主要是通過控制相轉變點轉化率和粘度來調節橡膠粒徑大小的方法，包括:
將聚丁二烯橡膠溶解在丙烯腈和苯乙烯的混合溶液中，加入引發劑、鏈轉移劑、溶劑等，然后經過預熱系統后，由泵打入到4臺串聯的帶有攪拌和換熱盤管的平推流反應器的步驟