降低丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯共聚物黄色指数

王楷,金敏(中国石油兰州石化公司合成橡胶厂,甘肃兰州730060)

摘要:采用更换现有抗氧剂、在掺混挤压单元补加抗氧剂的方法,对中国石油兰州石化公司生产的丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯共聚物(ABS脂)的抗氧化体系进行了改进。结果表明,在ABS乳液聚合中,加入质量分数为0. 2%的抗氧剂Wingstay - L,能延长ABS粉料的氧化诱导期;在混挤压单元,以补偿的方式加入抗氧剂,能有效地降低ABS树脂的黄色数,且抗氧剂619 F的效果优于抗氧剂2246。表明新型抗氧体系能降低产品黄色指数,且产品其他性能变化不大。

关键词:抗氧剂;丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯共聚物;乳液聚合;黄色指数

　　目前中国石油兰州石化公司生产的丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯共聚物(ABS树脂)所用抗氧剂主要是由抗氧剂2246和抗氧剂168复配而

成,根据市场反映,产品存在配色困难、色差大、抗老化性能差等缺点。因此本工作采用更换现有抗氧剂和在掺混挤压过程中补加抗氧剂的方法[ 1 ] ,提高了ABS树脂的抗氧化能力,降低了试样的黄色指数。

抗氧剂Wingstay - L 是一种高活性、低挥发性、多用途、无污染的聚合型受阻酚。它是由聚合酚类抗氧剂和硫代酯类辅助抗氧剂采用复配乳化技术制成的新型高效抗氧剂,在乳胶中具有{jj0}的分散性或相容性,且毒性较低,因此具有广泛地应用前景。抗氧剂619 F是新型亚磷酸酯类化合物,具有热稳定性好、抗热氧效率高、耐变色等特点,且与受阻酚抗氧剂的协同效果显著,能赋予聚合物良好的熔体稳定性和耐泛黄性,主要用于挤压造粒过程,研究表明在低温、低添加量条件下效果较好[ 2 ] 。

1　实验部分

1. 1　原材料

抗氧剂Wingstay - L: 美国Goodyear公司生产。抗氧剂2246:兰州中琨化工技术有限公司生产。抗氧剂TM - 80: 上海罗伊科公司提供。抗氧剂619 F:美国Chemtura公司生产。硬脂酸镁为市售品。

1. 2　试样制备

分别将质量分数为0. 2%的抗氧剂Wingstay -L, 2246, TM - 80加入到ABS乳液中聚合。抗氧剂619 F与硬脂酸镁以1. 00∶3. 25 (质量比)掺混后,按照总量0. 85%加入掺混挤压单元。

1. 3　试样表征

1. 3. 1　氧化诱导期

将脱水后5～10 mgABS粉料置于烧杯中,通入氮气(流量为50 mL /min) ,以20 ℃/min的速率升温至180 ℃后恒温3 min,保持温度下用氧气(流量为50 mL /min)置换氮气,直至出现{zd0}放热信号。将上述同样试样,在氧气下以10 ℃/min的升温速率升至280 ℃,{zd0}放热峰所对应的温度即为氧化诱导温度,由此计算氧化诱导期[ 3 ] 。

1. 3. 2　黄色指数的测定

将挤压5次后的ABS条料切成3 mm ×3 mm粒料,盛于测试容器中,根据GB 2409—80方法,用SM - 5 - CHER 型黄色指数仪,测定试样的黄色指数。

2　结果与讨论

2. 1　对ABS粉料氧化诱导期的影响

2. 1. 1　抗氧剂类型

由实验可知,将质量分数为0. 2%的抗氧剂Wingstay - L, 2246, TM - 80分别加入到ABS乳液后,所得ABS粉料的平均氧化诱导期依次为:860. 3, 301. 7, 455. 7 s。表明使用抗氧剂Wingstay -L的氧化诱导期较抗氧剂2246和TM - 80都长,说明在相同条件下,前者的氧化保护能力更好。因此在生产中,选用前者作为ABS乳液聚合用抗氧剂。

2. 1. 2　抗氧剂用量

由图1 可知,随着抗氧剂用量的增加, ABS粉料的氧化诱导期逐渐提高, 抗氧剂2246 和TM - 80在质量分数大于0. 3%后,氧化诱导期趋

于平缓,而加入抗氧剂W ingstay - L后,试样的氧化诱导期上升空间很大,但是综合考虑,本工作选择质量分数为0. 2%的Wingstay - L 作为ABS乳液聚合的抗氧剂。

2. 2　对试样黄色指数的影响

由于在生产过程中, ABS胶乳需要经过凝聚、离心、干燥,然后再进行挤压造粒。抗氧剂在此过程中可能因洗涤而发生流失,从而降低产品

中抗氧剂的含量。因此,本工作在掺混挤压单元,采用补偿的方式加入抗氧剂,并测试重复挤压后ABS树脂的黄色指数。

由图2 可知,随着挤压次数的增加, ABS树脂的黄色指数呈上升趋势。在ABS树脂中,分别加入质量分数为0. 2%的抗氧剂2246和619 F,试样经5次挤压后,与未添加者相比,前者黄色指数由48. 76下降至44. 69,后者由48. 76下降至32. 43。因此,抗氧剂619 F能更有效地降低ABS树脂的黄色指数。

2. 3　产品性能测试

在ABS乳液聚合中加入质量分数为0. 2%的抗氧剂Wingstay - L,在掺混挤压单元加入质量分数为0. 2%的抗氧剂619 F后,每隔2 h取样1次,共4组进行物性分析,产品物理机械性能见表1。

　　由表1可知,产品熔体流动指数略有上升,这有利于加工应用;黄色指数下降,可改善ABS树脂配色困难的问题;而其他的物性指标变化不大,说明新型抗氧体系在有效降低ABS树脂黄色指数的同时,不会影响产品的其他性能。

3　结论

a. 在ABS 乳液聚合中, 加入质量分数为0. 2%的抗氧剂Wingstay - L,能延长ABS粉料的氧化诱导期。

b. 在掺混挤压单元,以补偿的方式加入抗氧剂,能有效地降低ABS树脂的黄色指数,且抗氧剂619 F的效果优于抗氧剂2246。

c. 新型抗氧体系能降低产品黄色指数,且产品其他性能变化不大。

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Reduc ing yellow index of acrylon itr ile - butad iene - styrene copolymer

Wang Kai, J inMin

(Synthetic Rubber Plant of Lanzhou Petrochem ical Com pany, PetroCh ina, Lanzhou 730060, China)

　Abstract: The anti - oxygen system of acryloni2trile - butadiene - styrene copolymer (ABS res2

in ) in Lanzhou Petrochemical Company was im2p roved by rep lacing existing antioxidant, and addingantioxidant in the p rocess of blending extrusion. Theresults showed that the oxidation induction time ofABS powder could be extended by adding the an2tioxidantWingstay - L of mass fraction of 0. 2% toABS emulsion. Adding antioxidant in the mixingunit to compensate the lost one, the yellow index ofABS resin could be effectively reduced. The effectof antioxidant 619 F was superior to antioxidant2246. The new type of antioxidant system could re2duce the yellow index of the p roduct, and other p rop2erties changed little.

　Key words: antioxidant; acrylonitrile - butadi2ene - styrene copolymer; emulsion polymerization;yellow index