一种聚丁二烯胶乳及其制备方法和一种ABS高胶粉及制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，特别是涉及一种聚丁二烯胶乳及其制备方法和一种abs高胶粉及制备方法和应用。

背景技术：

1、abs树脂具有优异的耐热性、抗冲击性、刚性、耐腐蚀性以及尺寸稳定性等优点，广泛应用于家用电器、电子电器产品、工业零配件、汽车工业等众多领域。abs树脂是五大工程塑料之一，具有良好的力学性能和加工性能，被广泛应用于汽车制造、家电生产等领域。abs树脂是由聚丁二烯橡胶相分散在由苯乙烯与丙烯腈共聚形成的san树脂中，形成的具有海岛结构的热塑性树脂。目前，制备abs树脂的方法广泛采用连续本体法和乳液接枝-本体san掺混法两种方法。

2、乳液接枝-本体san掺混法由于装置通用性强、配方切换灵活、可生产的产品范围宽、单套装置产量大，成为市面上abs树脂生产的主流方法。乳液接枝-本体san掺混法，是将丁二烯通过乳液法聚合得到聚丁二烯胶乳(pbl)，然后在聚丁二烯乳胶粒上接枝聚合苯乙烯和丙烯腈，然后经凝聚干燥后得到abs接枝粉料，再与san树脂掺混挤出造粒得到abs树脂。

3、随着家电行业大型化和oa行业薄壁化发展，对材料性能稳定性提出更高要求。abs树脂一般用于壳体，而目前市面上的材料，其水平燃烧速度很难达到hb75，不能很好满足行业的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种水平燃烧速度低的聚丁二烯胶乳及其制备方法，并且提供由这种聚丁二烯胶乳得到的abs高胶粉，也具有水平燃烧速度低的优点。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种聚丁二烯胶乳，所述聚丁二烯胶乳中干基橡胶中含有乙烯基结构7-10g/l、trans-1,4丁二烯结构18-30g/l、cis-1,4丁二烯结构10-24g/l。

4、上述参数通过sh/t 1727-2004表征测得。优选的，所述聚丁二烯胶乳中干基橡胶中含有乙烯基结构8-9g/l、trans-1,4丁二烯结构22-26g/l、cis-1,4丁二烯结构10-16g/l。

5、本发明聚丁二烯胶乳的制备方法，包括以下步骤：按重量份计，将丁二烯初始添加量为85-95份、引发剂0.1-1份、电解质0.5-2份、乳化剂1-5份、链转移剂0.1-1份、水90-200份加入到反应器中并混合均匀，升温至55℃-85℃进行聚合反应；当50％≤丁二烯转化率≤70％时，开始补加剩余丁二烯单体至100份，控制2-4小时内补加完毕，期间温度控制在55℃-85℃，待丁二烯类单体总转化率≥95％时，得到聚丁二烯胶乳。

6、优选的，制备方法的工艺参数为：按重量份计，将丁二烯初始添加量为88-93份、引发剂0.2-0.8份、电解质0.8-1.5份、乳化剂1.5-4.5份、链转移剂0.2-0.8份、水90-200份加入到反应器中并混合均匀，升温至60-80℃进行聚合反应；当55％≤丁二烯转化率≤65％时，开始补加剩余丁二烯单体至100份，控制2.5-3.5小时内补加完毕，期间温度控制在65-75℃，待丁二烯类单体总转化率≥95％时，得到聚丁二烯胶乳。

7、可选的，所述的乳化剂选自阴离子型乳化剂；阴离子型乳化剂选自油酸钾、歧化松香酸钾、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺化丁二酸钠中的至少一种。

8、所述的电解质选自碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠、三聚磷酸钠中的至少一种；

9、所述链转移剂选自正-丁基硫醇、正-辛基硫醇、正-十二烷基硫醇、叔-十二烷基硫醇中的至少一种；

10、所述引发剂包括(但不限于)：过氧化氢类化合物，例如：叔丁基过氧化物(可以是过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷)、过氧化氢对孟烷等；过氧酮缩醇类化合物，例如：1,1-双-叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-二(4,4-二(叔丁基过氧化)环己基)丙烷等；过氧化酯类化合物，例如：叔丁基过氧新戊酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己醇过氧化)己烷等；过氧化缩酮类化合物，例如：4,4-二过氧化叔丁基-戊酸-正丁酯等；过氧化碳酸酯类化合物，例如：2-乙基己基叔戊基过氧化碳酸酯、2-乙基己基叔丁基过氧化碳酸酯等；或具有硝基与环己烷类的偶氮化合物等。

11、一种应用了本发明聚丁二烯胶乳的abs高胶粉，按重量百分比计，包括以下组分：

12、本发明聚丁二烯胶乳中的聚丁二烯            20-80wt％；

13、聚丁二烯表面接枝和掺合的san               20-80wt％。

14、通过本发明的聚丁二烯胶乳的制备方法得到的聚丁二烯胶乳进一步通过接枝苯乙烯-丙烯腈共聚物、凝聚、脱水、干燥、再与san掺合得到abs高胶粉。

15、abs高胶粉其制备方法为：将上述60份聚丁二烯胶乳加入到反应釜中，并向反应釜中加入2-4份硫酸亚铁均匀搅拌，将反应釜加热至65-70℃，并加入0.1-0.5份过氧化氢异丙苯(引发剂)、35-70份丙烯腈/苯乙烯、0.1-0.3份叔十二烷基硫醇、1-3份十二烷基磺酸钠以及50-70份去离子水，加热完毕后继续反应4-6h，得到接枝胶乳。取接枝胶乳加入到凝聚反应釜中，开启搅拌并加热至70-80℃，逐渐向其中加入烯硫酸，1-4h加完，并升温至88-95℃保持温度1-5h，所得凝聚胶乳过滤、干燥、再通过双螺杆挤出机掺合san，得到abs高胶粉。

16、本发明具有如下有益效果：

17、丁二烯聚合分为一四聚合和一二聚合，一四聚合得到的单元包含顺/反结构，一二聚合得到的单元为乙烯基。本发明主要通过控制聚丁二烯胶乳的制备工艺中丁二烯单体的补加速度和补加单体的时机(丁二烯转化率)、反应温度、各成分的添加量，控制主干橡胶中1,2结构与cis-1,4结构含量使两者达到特定的含量范围内，从而使本发明的聚丁二烯胶乳制备得到的abs高胶粉具有更低的水平燃烧速度。

18、发明人通过实验发现，在燃烧的过程中主干丁二烯橡胶中1,2结构能够提供叔碳原子，在燃烧过程中非常活泼，与氧气反应产生自由基促进聚合物分解；cis-1,4结构在燃烧过程中易于产生环状结构分子。在abs树脂的水平燃烧过程中，聚丁二烯优先分解，活泼的叔碳原子含量降低，更有利于形成环己烯乙烯和聚二戊烯等环状结构分子，提高气相中有机分子的分子量，使热辐照传热占主导地位，因此降低了火焰蔓延速度。本发明的聚丁二烯胶乳制备的abs树脂具有非常低的水平燃烧速度，特别适合于薄壁阻燃应用领域。

技术特征：

1.一种聚丁二烯胶乳，其特征在于，所述聚丁二烯胶乳中干基橡胶中含有乙烯基结构7-10g/l、trans-1,4丁二烯结构18-30g/l、cis-1,4丁二烯结构10-24g/l。

2.根据权利要求1所述的聚丁二烯胶乳，其特征在于，所述聚丁二烯胶乳中干基橡胶中含有乙烯基结构8-9g/l、trans-1,4丁二烯结构22-26g/l、cis-1,4丁二烯结构10-16g/l。

3.权利要求1-2任一项所述聚丁二烯胶乳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份计，将丁二烯初始添加量为85-95份、引发剂0.1-1.0份、电解质0.5-2份、乳化剂1-5份、链转移剂0.1-1份、水90-200份加入到反应器中并混合均匀，升温至55℃-85℃进行聚合反应；当50％≤丁二烯转化率≤70％时，开始补加剩余丁二烯单体至100份，控制2-4小时内补加完毕份，期间温度控制在55℃-85℃，待丁二烯类单体总转化率≥95％时，得到聚丁二烯胶乳。

4.根据权利要求3所述的聚丁二烯胶乳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份计，将丁二烯初始添加量为88-93份、引发剂0.2-0.8份、电解质0.8-1.5份、乳化剂1.5-4.5份、链转移剂0.2-0.8份、水90-200份加入到反应器中并混合均匀，升温至60-80℃进行聚合反应；当55％≤丁二烯转化率≤65％时，开始补加剩余丁二烯单体至100份，控制2.5-3.5小时内补加完毕，期间温度控制在65-75℃，待丁二烯类单体总转化率≥95％时，得到聚丁二烯胶乳。

5.根据权利要求3所述的聚丁二烯胶乳的制备方法，其特征在于，所述的乳化剂选自阴离子型乳化剂；阴离子型乳化剂选自油酸钾、歧化松香酸钾、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺化丁二酸钠中的至少一种；所述的电解质选自碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠、三聚磷酸钠中的至少一种；所述链转移剂选自正-丁基硫醇、正-辛基硫醇、正-十二烷基硫醇、叔-十二烷基硫醇中的至少一种；所述引发剂选自过氧化氢类化合物、过氧酮缩醇类化合物、过氧化酯类化合物、过氧化缩酮类化合物、过氧化碳酸酯类化合物、具有硝基与环己烷类的偶氮化合物中的至少一种。

6.一种abs高胶粉，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：

7.权利要求6所述abs高胶粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1-2任一项所述聚丁二烯胶乳接枝苯乙烯和丙烯腈，再通过凝聚、脱水、干燥、再与san掺合得到abs高胶粉。

8.权利要求6所述的abs高胶粉的应用，其特征在于，用于薄壁阻燃制件。

技术总结
本发明公开了一种聚丁二烯胶乳，所述聚丁二烯胶乳中干基橡胶中含有乙烯基结构7‑10g/L、Trans‑1,4丁二烯结构18‑30g/L、Cis‑1,4丁二烯结构10‑24g/L。本发明的聚丁二烯胶乳具有低水平燃烧速度。本发明还公开了聚丁二烯胶乳的制备方法及其在ABS高胶粉中的应用，该ABS高胶粉掺混得到的ABS树脂具有低的水平燃烧速度。

技术研发人员：程庆,陈平绪,叶南飚,王琪,李文龙
受保护的技术使用者：金发科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14