一种发泡本体ABS树脂及制备工艺的制作方法

本发明属于高分子合成，具体公开一种发泡本体abs树脂及制备工艺。

背景技术：

1、abs树脂兼具刚性、韧性与加工流动性，广泛应用于汽车、家电、电子电器等行业。传统abs密度高，难以满足轻量化、隔音、隔热、低介电等高端需求。现有发泡abs多采用间歇釜式聚合后挤出发泡、或普通挤出物理发泡，存在以下问题：

2、1）间歇工艺批次稳定性差，泡孔尺寸不均，力学性能波动大；

3、2）物理发泡设备投资高、气体回收复杂，安全性与环保性不足；

4、3）常规发泡剂分解温度与abs加工窗口匹配度差，易出现黄变、分解不完全、泡孔塌陷；

5、4）乳液接枝-共混abs杂质多，发泡后表皮粗糙、力学性能下降明显。

6、因此，开发连续本体平推流聚合与原位化学发泡一体化技术，实现高均匀、低密度、高抗冲、高白度发泡abs稳定生产，具有重要工业价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，克服现有技术不足，提供一种发泡本体abs及四釜串联平推流连续本体聚合发泡工艺，通过连续化聚合、活化发泡体系与真空脱挥原位成孔，实现轻量化、高性能、稳定量产。

2、本发明的思路在于：利用四釜串联平推流反应装置和平板脱挥装置，通过引进悬浮混合胶液2的补料装置，把发泡物添加到abs聚合釜中，实现在本体聚合和平板脱挥过程中，完成abs增粘、预发泡和发泡闭孔定型工艺，得均匀闭合微孔发泡abs树脂。是一种本体聚合与原位发泡一体化技术，可实现高均匀、低密度、高抗冲、高白度发泡abs稳定生产，具有重要工业价值。

3、通过在反应聚合流程的后段（第三反应釜）引进悬浮混合胶液——胶液2的进料装置，解决了不溶性无机料无法连续添加到本体abs聚合装置的工艺难题。

4、本发明采用的技术方案如下：

5、第一方面，本发明提供一种发泡本体abs树脂的制备方法，具体步骤如下：

6、所述制备方法使用串联四釜平推流反应装置；

7、s1胶液配制：

8、将苯乙烯 58~62质量份、丙烯腈 18~22质量份、低顺式聚丁二烯橡胶 8~13质量份、乙苯 12~15质量份混合溶解，过滤得到均一的胶液1；

9、取胶液1总量的1%~3%，加入抗氧剂 0.20~0.40质量份，偶氮二甲酰胺 0.8~1.5质量份，氧化锌 0.15~0.30质量份，成核剂 0.2~0.4质量份，内润滑剂 0.1~0.3质量份，用乙苯稀释至胶液1原质量的8~12%，配制成悬浮混合胶液2；

10、s2连续聚合：将胶液1通过主进料泵从第一反应釜入口加入，将胶液2通过辅助进料泵从第三反应釜入口加入，依次经过第一反应釜预聚、第二反应釜相转变、第三反应釜增粘、第四反应釜后聚合与预发泡，控制总转化率85%~92%；

11、引发剂从第一反应釜入口管线加入；链转移剂分三个加注点分别在第一、第二和第三反应釜的管线入口加入；复合引发剂总质量为 0.02～0.06 质量份，链转移剂总质量为 0.15～0.35 质量份；

12、四个反应釜的温度范围依次为：第一反应釜95~105℃，第二反应釜115~125℃，第三反应釜135~145℃，第四反应釜155~165℃；各釜停留时间为70~90 min；

13、s3真空脱挥与发泡定型：在200~220℃、真空度≤-0.095 mpa条件下脱除挥发分并完成原位发泡；

14、s4水下切粒、干燥，得到发泡本体abs树脂颗粒。

15、优选地，所述复合引发剂为1,1-二叔丁基过氧化环己烷与叔丁基过氧化苯甲酸酯的复配体系，二者质量配比为7:3至3:7。

16、优选地，所述链转移剂为正十二烷基硫醇；所述复合抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂168的复配体系；所述成核剂为超细滑石粉；所述内润滑剂为硬脂酸丁酯。

17、优选地，所述低顺式聚丁二烯橡胶为华锦97c橡胶，添加量为10.5~13.0份。

18、优选地，步骤（2）中所述胶液2的进料系统包括进料罐和辅助进料泵，所述辅助进料泵同时为胶液2进料罐提供自循环，使罐内物料保持悬浮状态。

19、优选地，链转移剂分三个加注点分别在第一、第二和第三反应釜的管线入口分批加入。

20、进一步地，在第一、第二和第三反应釜的管线入口的加入量分别为加入总量的20~30%，10~20%和其余全部剩余量。

21、第二方面，本发明提供一种第一方面所述方法制备的发泡本体abs树脂。

22、优选地，所述发泡本体abs树脂的悬臂梁缺口冲击强度为15~25 kj/m²，维卡软化点为95~105℃，密度为0.65~0.85 g/cm3，泡孔尺寸≤50 μm，为闭孔微孔结构。

23、第三方面，本发明提供一种第二方面所述发泡本体abs树脂用于制备汽车轻量化结构件、家电外壳、低介电绝缘结构材料的应用。

24、本发明步骤（3）中所述原位发泡的机理为：氧化锌作为活化剂降低偶氮二甲酰胺的分解活化能，使其在165~190℃分解，释放以氮气为主的发泡气体，在高黏度abs熔体中成核、生长并定型为闭孔微孔结构。

25、zno作为路易斯碱型活化剂，降低adc分子中–n=n–键分解活化能，使adc在165～190 ℃平稳分解，释放n2、co2等气体；气体在高黏度abs熔体中成核、生长、定型，形成闭孔微孔结构。

26、主反应：

27、nh2con=nconh2+zno→n2↑+co↑+zn(ocnh)2

28、总反应：

29、nh2con=nconh2→(zno,δ)→n2↑+co↑+2hnco

30、副产物进一步反应生成co2与稳定衍生物，无有毒气体残留。

31、本发明取得的有益效果：

32、1.通过悬浮体系建立，实现了发泡技术在本体abs聚合工艺中的应用；

33、2. 连续平推流工艺，批次稳定性高，适合大规模生产；

34、3. adc/zno活化发泡体系温区匹配，发气平稳、泡孔均匀，孔径大小为20－30μm，孔密度在4.5×105－4.5×107cells/cm3之间；

35、4. 密度0.65～0.85 g/cm3，轻量化效果显著；

36、5. 真空脱挥彻底，单体残留低、环保安全；

37、6. 综合力学性能优良，可直接用于结构件。

1.一种发泡本体abs树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法使用串联四釜平推流反应装置；

2.根据权利要求1所述的发泡本体abs树脂的制备方法，其特征在于，所述复合引发剂为1,1-二叔丁基过氧化环己烷与叔丁基过氧化苯甲酸酯的复配体系，二者质量配比为7:3至3:7。

3.根据权利要求1所述的发泡本体abs树脂的制备方法，其特征在于，所述链转移剂为正十二烷基硫醇；所述复合抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂168的复配体系；所述成核剂为超细滑石粉；所述内润滑剂为硬脂酸丁酯。

4.根据权利要求1所述的发泡本体abs树脂的制备方法，其特征在于，所述低顺式聚丁二烯橡胶为华锦97c橡胶，添加量为10.5~13.0质量份。

5.根据权利要求1所述的发泡本体abs树脂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述胶液2的进料系统包括进料罐和辅助进料泵，所述辅助进料泵同时为胶液2进料罐提供自循环，使罐内物料保持悬浮状态。

6.根据权利要求1所述的发泡本体abs树脂的制备方法，其特征在于，链转移剂分三个加注点分别在第一、第二和第三反应釜的管线入口分批加入。

7.根据权利要求6所述的发泡本体abs树脂的制备方法，其特征在于，在第一、第二和第三反应釜的管线入口的加入量分别为加入总量的20~30%，10~20%和其余全部剩余量。

8.一种权利要求1~7中任意一项所述方法制备的发泡本体abs树脂。

9. 根据权利要求8所述的发泡本体abs树脂，其特征在于，所述发泡本体abs树脂的悬臂梁缺口冲击强度为15~25 kj/m2，维卡软化点为95~105℃，密度为0.65~0.85 g/cm3，泡孔尺寸≤50 μm，为闭孔微孔结构。

10.一种权利要求8或9所述发泡本体abs树脂用于制备汽车轻量化结构件、家电外壳、低介电绝缘结构材料的应用。