国内外 ABS
树脂生产现状及市场分析报告
ABS
树脂是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)组成的三元共聚物,是苯乙烯系列树
脂中发展与变化最大的品种。苯乙烯赋予
树脂刚性、电性能、易加工性及表面光泽性;
丁二烯赋予
树脂韧性及低温抗冲性;丙烯腈则赋予
树脂耐化学性、耐侯性、耐热性及抗
张强度。由于三种组分的结合,优势互补,使得 ABS
树脂具有耐热、表面硬度高、尺寸
稳定、耐化学性及电性能良好,易于成型和机械加工等优异的综合性能,在电子电器、
仪器仪表、汽车、建材工业和日用制品等领域获得广泛的应用。近年来,随着我国国民
经济的高速增长,ABS
树脂的
生产和消费也呈现飞速发展的态势,但目前我国 ABS
树脂
的
生产能力和产量还不能满足国内实际
生产的需求,每年都得大量进口,开发利用前景
广阔。
1
生产工艺
ABS
树脂是在聚苯乙烯
树脂改性的基础上发展起来的。1947 年,美国橡胶公司(USR)
首先采用共混法实现了 ABS
树脂的工业化
生产,该法工艺简单,但产品耐老化性能较差,
加工性能也较差,目前已经被淘汰。1954 年,美国 BorgWarner(博格—华纳)化学品公司
将丙烯腈和苯乙烯在聚丁二烯胶乳中进行接枝聚合,制成了
乳液接枝型 ABS
树脂,并首
先实现了工业化
生产。
乳液接枝法 ABS
树脂的开发成功,为后来 ABS
树脂产业的发展
奠定了坚实的基础。在此之后,英国、法国、德国和日本等国纷纷引进 ABS
树脂生产技
术并建设工厂,并在引进技术的基础上开发出各自的 ABS
树脂生产技术。目前,ABS 树
脂的工业
生产方法主要有
乳液接枝法、
乳液接枝—
掺混法、连续
本体法、
本体—悬浮法、
乳液接枝—悬浮法、
乳液接枝—连续
本体法等,其中
乳液接枝—
掺混法又可细分为
乳液
接枝—
乳液 SAN(丙烯腈—苯乙烯共聚物
树脂)
掺混法、
乳液接枝—悬浮 SAN
掺混法和乳
液接枝—
本体 SAN
掺混法 3 种
生产方法。经过多年实际运行和市场竞争的考验,
乳液接
枝—
本体 SAN
掺混法和连续
本体聚合法这两条工艺路线成为目前
生产力最强的 ABS 树
脂
生产工艺路线。
1.1 液接枝—
本体 SAN
掺混法
乳液接枝—
本体 SAN
掺混法是在
乳液接枝法的基础上发展起来的,是目前国内外生
产 ABS
树脂最主要的
生产工艺,主要由接枝用主干胶乳的合成、主干胶乳与苯乙烯和丙
烯腈的接枝共聚,
本体 SAN 共聚物的合成以及 ABS 接枝共聚物与 SAN
树脂的
掺混等步
骤组成。
乳液接枝—
本体 SAN
掺混法
生产 ABS
树脂的优点在于,一是 SAN 的合成比较简单,
污染小;二是 ABS 中的橡胶含量和 SAN 的分子量、含量可有效控制,可
生产综合性能好,
特别是韧性和刚性均很高的 ABS
树脂;三是因其工艺的灵活可调,产品牌号多,应用范
围广。今后的研究发展方向是提高胶乳质量、缩短反应停留时间和增大胶乳粒径。
1.2 连续
本体聚合法
连续
本体聚合法由日本东丽公司在 20 世纪 80 年代中期实现工业化
生产,是近年来
发展较快的一种
生产工艺。它与
生产高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的连续
本体法很相似,主要
区别在于反应多了丙烯腈单体。连续
本体聚合法主要包括溶胶、预聚合、聚合、脱挥和
造粒等过程。将一定量聚丁二烯橡胶溶于按比例配制的苯乙烯和丙烯腈单体在少量溶剂
存在的情况下被连续加入到一个全混流反应器实现相转变,再经过多级活塞流反应器继
续反应,整个聚合过程也都伴随着接枝反应,接着在物料达到约 75%的转化率后送到脱
挥器将未反应的苯乙烯、丙烯腈单体和溶剂闪蒸出去并供回收循环利用,熔融的物料再
经过造粒成为 ABS
树脂成品。上述反应器的结构与 HIPS、SAN
本体聚合的反应器基本
相同,因此
生产 ABS
树脂的连续
本体结合
生产线也可用于普通聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙
烯和 SAN 的
生产。
连续
本体聚合法
生产 ABS
树脂的优点在于:一是工艺流程简单,只需要一套
本体聚
合装置;二是操作容易,污染少和投资省,国外新建装置有向该工艺发展的趋势。但由
于
本体聚合工艺本身的局限性,无法
生产橡胶含量在 20%以上的 ABS,其产品的抗冲强
度受限制,另外橡胶粒径相对较大,亦无法达到
乳液接枝
本体 SAN
掺混法能达到的高光
泽度,因此,采用连续
本体聚合法
生产所得 ABS
树脂产品的范围比较窄。今后的研究开
发方向是橡胶粒径的分布以及大小控制以获得更高的抗冲性能和光泽度。