MBS(Methyl methacrylate-Butadiene-Styrene)树脂是
甲基丙烯酸甲酯(M),丁二烯(B)及苯乙烯(S)的
三元共聚物,它具有典型的核-壳结构。由于其溶度参数与PVC相近,故两者的热力学相容性好,表现为PVC在室温或低温下具有很高的抗冲击强度。并且由于它与PVC折光指数相近,故当两者共混熔融以后,容易达到均一的
折射率,因此用MBS做PVC的抗冲
改性剂不会影响PVC的透明性。所以MBS是PVC制取透明制品的最佳材料。另一方面,由于其与PVC相容性好,在室温或低温下具有很高的抗冲击性,故也适用于非透明性的各种制品。据资料介绍,当PVC中加入的MBS树脂时,可使其制品的抗冲击强度提高,同时还可以改善制品的耐寒性和加工流动性。因此,MBS作为PVC抗冲改性剂得到了广泛应用。此外,它还具有良好的着色性,可用于制作盛装容器、管材、板材、室内装饰板和软质制品等。但因其含有不饱和结构的丁二烯、易受氧和紫外线的作用而老化,故
耐候性差,不适用于制作室外长期使用的制品。
MBS树脂的生产过程是先以丁二烯和苯乙烯在水和乳化剂中进行乳化,在引发剂的引发作用下进行聚合,生产丁苯胶乳(SBR胶乳),再加入
苯乙烯和
甲基丙烯酸甲酯进行乳液接枝聚合,得到MBS树脂接枝胶乳(MBS树脂胶乳),最后经过凝聚、脱水和干燥处理后得到MBS树脂成品。
在MBS树脂的整个生产工艺过程中,有3大关键技术,其一是SBR胶乳的合成技术,因为SBR胶乳的粒径不但决定了MBS树脂,pvc合金的抗冲击性能,同时还决定了它的透光性能;其二是MBS树脂胶乳的合成技术,因为核--壳比、接枝率和接枝过程单体的加料顺序等对MBS树脂胶乳的凝聚和后处理、MBS树脂粉料的粒子形态及MBS树脂与PVC的
相容性和光学性能等均有非常显著的影响;其三是MBS树脂胶乳的凝聚技术,凝聚水平的高低直接决定了最终产品的粒度分布、颗粒规整性、
流动性和表观密度以及MBS树脂在PVC中的分散性和相容性等指标。
(1)单釜凝聚工艺。
该工艺是最简单、最容易操作的,也是大多数公司在MBS树脂技术开发初期所采用的方法。目前该方法在我国的一些中小规模生产装置上仍采用。其主要操作过程是将胶乳加入到有凝聚剂的反应釜中,或将凝聚剂加入到有胶乳的反应釜中。由于是单釜液相间歇操作,MBS树脂颗粒形态和大小不容易控制,而且处理能力小,不符合大规模工业化生产的要求。
(2)多釜连续凝聚工艺。
多釜连续凝聚工艺实际上是多个单釜的串联,其优点在于其连续性,便于进行工业化大规模生产。不足之处在于MBS树脂的颗粒形态、流动性和表观密度等指标没有明显提高。
(3)有机介质凝聚工艺。
日本钟渊公司利用不同密度的有机介质作为
分散剂,把凝聚剂和胶乳变成微小的液滴分散在溶剂中。两种液滴由于上升和下降的速度不同,相互碰撞发生凝聚反应,得到粉末状
聚合物。该工艺的不足之处在于使用了有机溶剂,可能会吸附在树脂表面,造成干燥过程中易燃易爆成分的增加,而且有机溶剂的使用及其回收利用将使生产成本也相应增加。
(4)喷流凝聚工艺。
日本三菱人造丝公司采用喷流凝聚工艺,其特点是将胶乳通过多根细管喷入到凝聚剂中进行凝聚,所得到的树脂流动性好,表观密度大。该工艺的关键因素是细管的直径以及胶乳与凝聚剂的相对流速。
(5)喷雾凝聚工艺。
日本钟渊公司采用该工艺,其特点是将胶乳喷雾到筒形凝聚器中,凝聚剂则以气相形式喷入,两种物料碰撞到一起时,发生凝聚反应。该工艺的
凝聚剂只限于易气化的酸类(如盐酸等)。优点在于树脂的收率高、表面规整、流动性好以及表观密度高等。
4 接枝胶乳的干燥
脱水、洗涤后的MBS树脂送到干燥工段(水含量在35%左右)。由于MBS树脂含有不饱和双键,在高温下易老化和变色。因此要求干燥过程的温度不能太高(烘箱干燥温度应小于60℃),时间尽可能短。从经济性和实用性考虑,气流管一沸腾床连续干燥法较为合理。