一種aas耐候性樹脂的制備方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐候性樹脂的制備方法及其裝置，具體涉及一種丙烯酸酯-苯乙 烯-丙烯腈三元共聚物的制備方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物（簡稱ASA樹脂或AAS樹脂），是以交聯(lián) 聚丙烯酸酯為核，外殼接枝苯乙烯和丙烯腈共聚物而成的核殼接枝共聚物。其力學(xué)性能與 ABS樹脂類似，但由于AAS樹脂橡膠相以丙烯酸酯取代ABS樹脂中的聚丁二烯部分，這種主 鏈的飽和結(jié)構(gòu)使其具有了很好的耐候性，是一種耐候性抗沖改性樹脂。此外，AAS樹脂還具 有顯著的耐熱性、耐藥品性，制品具有很好的光澤及著色性和低溫使用性能，可不經(jīng)噴涂直 接生產(chǎn)鮮艷光澤的產(chǎn)品，非常適用于室外及室內(nèi)紫外線條件下使用，是一種用途非常廣泛 的工程塑料。然而，正因?yàn)锳AS樹脂橡膠相為丙烯酸酯，不含雙鍵，所以在與苯乙烯、丙烯腈 接枝共聚時(shí)很難引發(fā)接枝，結(jié)果造成接枝率低，產(chǎn)品沖擊韌性差。為了克服這一缺點(diǎn)，研究 人員從不同角度提出了改進(jìn)方法。CN98121931. 4從調(diào)整配方入手，在制備聚丙烯酸酯彈性 體時(shí)，加入含有兩個(gè)雙鍵的有機(jī)過氧化物進(jìn)行共聚，使得到的彈性體帶有一定量的雙鍵，從 而提高接枝率和交聯(lián)度。CN200610012075. 7通過制備一種既含有可起到引發(fā)作用的偶氨基 團(tuán)，又含有可聚合的乙烯基雙鍵的引發(fā)劑型單體；然后，用氧化還原引發(fā)體系在低溫下制備 丙烯酸丁酯種子膠乳，采用甲基丙烯酸乙二醇酯或進(jìn)甲基丙炕三丙烯酸酯作為交聯(lián)劑；最 后，加入殼層單體，升高溫度，偶氮基團(tuán)均裂形成自由基，引發(fā)殼層單體聚合。這種方法的優(yōu) 點(diǎn)是既提高了聚合引發(fā)效率，同時(shí)又提高了接枝效率。US6437565從接枝工藝條件入手，通 過改變接枝單體的加入方式來提高接枝率。武利民等采用改變?nèi)榛瘎┑挠昧考凹尤敕绞絹?提高接枝效率（武利民等，塑料工業(yè)，1992, 2:25-28)。US3502604采用補(bǔ)加引發(fā)劑的方法來 提高接枝率。這些方法都使接枝率有了一定程度的提高，但是提高和控制接枝率，進(jìn)一步改 善樹脂力學(xué)性能，一直是AAS樹脂制備技術(shù)領(lǐng)域人們迫切希望解決的一個(gè)難點(diǎn)；而且在反 應(yīng)過程中懸浮聚合反應(yīng)釜上有大量的結(jié)垢，影響反應(yīng)釜的使用。本發(fā)明通過大量研究提出 了一種新的AAS樹脂的制備方法及裝置，可以提高反應(yīng)過程的穩(wěn)定性、降低產(chǎn)品中殘留單 體含量，樹脂的抗沖擊強(qiáng)度得到有效改善；并且減少懸浮聚合反應(yīng)釜上的結(jié)垢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種AAS耐候性樹脂的制備方法及其裝置，通過在制備丙烯酸酯類膠 乳過程中往反應(yīng)釜中加入氧氣并控制氧氣的分壓，可以提高反應(yīng)過程的穩(wěn)定性、降低產(chǎn)品 中殘留單體含量；通過在懸浮聚合反應(yīng)過程中加入氮?dú)?、在懸浮聚合反?yīng)過程中控制攪拌 速度、提高擋板高度來減少懸浮聚合反應(yīng)釜上的結(jié)垢。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] (1) -種AAS耐候性樹脂的制備方法，在一個(gè)包括乳液聚合反應(yīng)釜和懸浮聚合反 應(yīng)釜的萬噸級(jí)工業(yè)裝置中，依次完成以下步驟：
[0006]a.在乳液聚合反應(yīng)釜中制備丙烯酸酯類膠乳；
[0007] b.在懸浮聚合反應(yīng)釜中制備AAS耐候性樹脂。
[0008] (2)根據(jù)⑴所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，在制備丙烯酸酯類膠乳過程中， 往乳液聚合反應(yīng)釜中加入氧氣。
[0009] (3)根據(jù)⑴或⑵所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，在乳液聚合反應(yīng)釜中維持 氧氣分壓> 4%。
[0010] ⑷根據(jù)⑴-⑶所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，所述氧氣分壓的范圍為 4-9 % 〇
[0011] (5)根據(jù)（1)-⑷任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，所述氧氣分壓的范圍 為 5. 5-7. 5%。
[0012] (6)根據(jù)（1)-(5)任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，在往步驟b的懸浮聚 合反應(yīng)釜加入物料液體過程中，剛加入物料液體時(shí)攪拌槳的攪拌速度為其正常工作攪拌速 度的一半；當(dāng)物料液面漫過最上端攪拌槳葉一個(gè)漿葉位高時(shí)，將攪拌槳的攪拌速度恢復(fù)為 正常工作攪拌速度。
[0013] (7)根據(jù)（1)-(6)任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，在步驟b用懸浮聚合 法制備AAS耐候性樹脂過程中，往懸浮聚合反應(yīng)釜中加入氮?dú)猓瑧腋【酆戏磻?yīng)釜上方空間 壓力彡210KPa。
[0014] (8)根據(jù)（1)-(7)任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，170KPa彡懸浮聚合 反應(yīng)釜上方空間壓力彡210KPa。
[0015] (9)根據(jù)（1)-⑶任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，懸浮聚合反應(yīng)釜的擋 板的高度與懸浮聚合反應(yīng)釜空腔直壁高度相同。
[0016] (10)根據(jù)（1)-(9)任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，所述步驟a為：在 乳液聚合反應(yīng)釜中加入丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、過離子水、助劑進(jìn)行反應(yīng)，并在聚合反應(yīng) 過程中加入氧氣；
[0017] 上述物料的質(zhì)量百分比為：
[0018] 過離子水 60-70 %;
[0019]丙烯酸酯 20-35%;
[0020] 苯乙烯 5-10 %;
[0021] 丙烯腈 1-5%;
[0022] 其它助劑 0.2-1 %;
[0023] 聚合完成時(shí)乳液中丙烯酸酯的單體殘留為< 3000PPM;
[0024] 所述丙烯酸酯的化學(xué)式為：
[0025] CH2=CHC00R，其中R=C2 -C6;
[0026] 所述苯乙烯的化學(xué)式為：
[0027]
[0028] 所述丙烯腈的化學(xué)式為：
[0029] CH2=CHCN〇
[0030] (11)根據(jù)（1)-(10)任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，所述步驟b為：在 懸浮聚合反應(yīng)釜中加入a步驟制得的丙烯酸酯類膠乳、苯乙烯、丙烯腈、過離子水、助劑進(jìn) 行反應(yīng)；
[0031] 上述物料的質(zhì)量百分比為：
[0032] 丙烯酸酯類膠乳20-50% ;
[0033] 過離子水 25-45 %;
[0034] 苯乙烯 10-20%;
[0035] 丙烯腈 1-10%;
[0036] 其它助劑2-8%。
[0037] (12)根據(jù)（1)-(11)任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，所述步驟a反應(yīng)溫 度為40-75°C，反應(yīng)時(shí)間為4-6小時(shí)；所述步驟b反應(yīng)溫度為40-75°C，反應(yīng)時(shí)間為4-10小 時(shí)。
[0038] (13)根據(jù)（1)-(12)任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，所述氧氣分壓的范 圍為還包括以下步驟：
[0039] c.脫除殘余單體；
[0040] d.脫水：脫水后得到濾液和濕料，濾液經(jīng)處理后看循環(huán)使用；
[0041] f.干燥，將步驟d的濕料進(jìn)行干燥獲得產(chǎn)品AAS耐候性樹脂。
[0042] (14)根據(jù)（1)-(13)任一項(xiàng)所述的AAS耐候性樹脂的制備方法，干物料質(zhì)量百分比 為：
[0043] 苯乙烯 40-65 %;
[0044] 丙烯酸酯 15-45% ;
[0045]丙烯腈 10-25%。
[0046] (15) -種AAS耐候性樹脂，其由丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、過離子水、助劑通過乳 液聚合反應(yīng)和懸浮聚合反應(yīng)而制備，所述AAS耐候性樹脂參數(shù)具備下列任一指標(biāo)或任一至 少兩個(gè)指標(biāo)的組合：
[0047] 殘留丙稀臆單體< 50PPM;
[0048] 單體最終轉(zhuǎn)化率>96%;
[0049] AAS耐候性樹脂平均顆粒大于30目數(shù)；
[0050] 顆粒篩分直徑< 30目數(shù)的顆粒的質(zhì)量百分比為< 20% ;
[0051] 所述丙烯酸酯的化學(xué)式為：
[0052] CH2=CHC00R，其中R=C2 -C6;
[0053] 所述苯乙烯的化學(xué)式為：
[0054]
[0055] 所述丙烯腈的化學(xué)式為：
[0056]CH2=CHCN。
[0057] (16) -種萬噸級(jí)AAS耐候性樹脂的制備裝置，包括乳液聚合反應(yīng)爸、懸浮聚合反 應(yīng)釜，在乳液聚合反應(yīng)釜中設(shè)置有帶控制系統(tǒng)的加氧氣裝置。
[0058] (17)根據(jù)（16)所述的萬噸級(jí)AAS耐候性樹脂的制備裝置，懸浮聚合反應(yīng)釜的擋板 的高度與懸浮聚合反應(yīng)釜空腔直壁高度相同。
[0059] (18)根據(jù)（16)或（17)所述的萬噸級(jí)AAS耐候性樹脂的制備裝置，在所述懸浮聚 合反應(yīng)釜上設(shè)有帶控制系統(tǒng)的加氮?dú)庋b置。
[0060] (19)根據(jù)（16)-(18)任一項(xiàng)所述的萬噸級(jí)AAS耐候性樹脂的制備裝置，還包括