ABS生产工艺介绍.docx

ABS 树脂是指聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物。它综合了丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)各自聚合物的优良性能，具有抗冲击性能、耐低温性能、绝缘性能，而且外表光泽性、着色性能良好。到 20 世纪 80 年月美国Dow 化学公司和日本三井东亚公司分别开发出本体 ABS 生产技术，将 ABS 树脂生产技术推向了的阶段。

1 ABS 树脂工业生产技术

ABS 树脂生产装置的生产规模逐步扩大，各种性能以及专用料的开发日趋成熟。目前工业化的ABS 树脂生产技术有：乳液接枝聚合法；乳液接枝掺混法和连续本体聚合法。其中乳液接枝掺混法又分为：乳液接枝—乳液 SAN 掺混法； 乳液接枝—悬浮SAN 掺混法；乳液接枝—本体 SAN 掺混法。这 3 种 ABS 树脂工业生产技术综合评价见表 1。

1.1 乳液接枝—本体 SAN 掺混生产技术

该技术由于生产技术成熟，产品牌号多，产品力学性能、外观着色性能、加工性能均良好，所以是目前 ABS 树脂生产的主要方法，有近 80%的 ABS 树脂生产厂承受该方法。乳液接枝—本体SAN 掺混工艺流程见图 1。

乳液接枝—本体 SAN 掺混法由于本体 SAN 生产本钱比较低，所以近几年开发的重点是生产高性能 ABS 粉料。目前 ABS 高胶粉的主要争论方向是提高胶橡胶相(乳液聚丁二烯主干或乳液丁苯胶乳主干)的含量，努力缩短聚丁二烯主干胶乳的聚合反响时间和苯乙烯和丙烯腈在PB 胶乳上接枝的聚合反响时间，严格把握胶乳粒径和粒径分布，提高 ABS 树脂的冲击性能和改善外观光泽度。

1.1.1 PB 胶乳合成技术 ABS 接枝主干 PB 胶乳有聚丁二烯胶乳、丁苯胶乳和丁腈胶乳，不同PB 胶乳对 ABS 树脂性能有确定影响，聚丁二烯 PB 胶乳可使树脂有较好的耐寒性；丁苯 PB 胶乳可改善 ABS 树脂的加工流变性；丁腈 PB 胶乳可以提高树脂的耐油性。

PB 胶乳粒径、粒径分布、凝胶含量对ABS 树脂影响比较大，为了保证ABS 有足够的冲击强度，要求PB 胶乳的平均粒径要到达 250-300nm，凝胶含量把握在 60%-80%。粒径分布把握在确定范围内有利于 ABS 树脂加工流淌性和外着

色性能。

PB 胶乳大粒径合成有 2 种方法：1 种方法是在聚合过程中直接合成大粒径胶乳，称1 步法；另1 种方法是先合成小粒径胶乳，再将小粒径附聚成大粒径，故称2 步法。由于 1 步法直接合成大粒径胶乳的时间长，一般为25-40h，设备利用率低、装置生产力气小，所以目前阳胶乳聚合工艺的进展重点是2 步法。

生产 80-100nm 小粒径PB 胶乳反响速度快，一般在 8-12h 内完成。小粒径PB 胶乳附聚增大粒径有冷冻附聚、压力附聚和强力搅拌附聚等物理附聚法。日本合成橡胶公司、美国GE 公司都曾承受过该方法。物理附聚法由于能耗大，附聚的大粒子不易把握，工业生产中应用逐步削减。相对于物理附聚法的是化学附聚法，即向小粒径PB 胶参与无机盐、有机酸，以及其它的高分子乳液进展附聚使胶乳粒径增大。目前，台湾奇美、韩国 LG、韩国锦湖公司、日本瑞翁公司都承受化学附聚或高分子附聚法生产PB 胶乳。

国内兰化石化公司和大庆石化公司在高分子附聚和化学附聚生产阳胶乳方面做了大量的研发工作，取得了较好的效果。兰化石化公司已进展了PB 胶乳高分子附聚的中试工作。

大庆石化公司经过两年的争论，自主开发出小粒径PB 胶乳聚合、化学附聚和 6h 接枝技术，已应用于 50kt／aABS 装置扩能改造。在 PB 胶乳聚合、接枝聚合釜不增加的状况下，装置的产能明显的增加了，产品力学性能和加工性能以及色度到达了同类产品的先进水平。

1.1.2 高胶含量 ABS 接枝粉生产 在乳液接枝—本体 SAN 掺混法生产 ABS 技术中，由于 ABS 接枝粉生产工艺简洁，本钱高，所以在与本体SAN 掺混生产 ABS 过程中都努力在不降低 ABS 树脂性能的根底上，降低 ABS 接枝粉的掺混比例。因此开发生产高胶含量 ABS 接枝粉成为关键环节。

要使 ABS 接枝粉有较高的质量，就要把握 ABS 接枝聚合的接枝度和接枝效率，通过选用适宜的引发剂(如 BZ202)
即可保证接枝反响有较高的反响速率和最终转化率，又能保证聚合反响有较高的接枝效率。

大庆石化公司开发的高胶接枝技术，承受氧化—复原体系催化剂，反响温度把握承受阶梯升温技术，不同温度条件把握苯乙烯和丙烯腈的接枝反响，整个反响过程放热均匀平稳，反响转化率高，析胶量小于0.05%，接枝率可以有效把握，整个反响周期只有 6h，可以生产胶含量 60%-65%的高胶粉。

1.2 连续本体聚合法

连续本体聚合法合成 ABS 树脂的工艺过程，是将橡胶溶于苯乙烯、丙烯腈和少量的溶剂中，通过加热，参与引发剂、分子量调整剂进展接枝聚合。苯乙烯和丙烯腈共聚物为连续相，接枝橡胶粒子成为分散相，反响物经脱挥、造粒得到本体 ABS 产品。连续本体 ABS 聚合生产过程简洁，橡胶物料要很好地溶解在混合单体中，要有预聚合过程，对橡胶种类、橡胶用量、接枝过程中的接枝率和橡胶粒径把握都有较高的要求。该聚合法具有工业污水排放量少，产品纯度高， 装置投资小，生产本钱低的优点，具有较大的进展潜力。

美国 Monsanto 公司、Dow 化学公司在聚合体系中参与硅油，反式丁烯酸二丁酯、甲基丙烯酸甲酯来调整接枝橡胶相合 SAN 连续相的溶合度，可以显著提高 ABS 树脂的光泽性和韧性。

美国Dow 化学公司开发了PFR 串联本体聚合 ABS 树脂生产工艺，此工艺是3 釜串联聚合。将低顺BR 橡胶胶溶于苯乙烯、丙烯腈和乙苯溶剂中。聚合釜承受高强度搅拌器，反响温度 85-160℃，单体转化率 75%-85%，ABS 产品中橡胶含量 7.5%左右，产品冲击强度到达 130J／m。

美国 GE 公司 PFR-CSTR 工艺，第 1 聚合釜用于苯乙烯和丙烯腈在橡胶主干上接枝，转化率把握在20%以下，第 2 反响器是卧式搅拌槽式反响器，反响温度 120-150℃，转化率把握在 60%，第 3 反响器是立式聚合釜，反响温度 150-160℃，最终转化率可以到达 90%。该工艺开发出了具有较高抗冲击性能的ABS 树脂。

日本MTC 公司本体 ABS 聚合工艺承受 4 釜串联满釜操作，BR 橡胶被粉碎成 3ma 的小胶粒加到溶解槽内与苯乙烯、丙烯腈和乙苯混合，按配方参与引发剂、分子量调整剂到反响器中聚合，反响温度80-165℃，转化率 60%-85%。

国内本体生产近几年也有较快进展，中石化高桥公司承受美国Dow 化学公司技术建设 200kt／a 本体 ABS 装置，该装置 2023 年投产，台湾奇美的 60kt／a 本体 ABS 装置也马上投产。

1.3 国内 ABS 产品的开发生产

(1) 大庆石化公司与大连理工大学合作开发附聚技术，小粒径PB 胶乳经过化学附聚生成粒径为 300am 左右的 PB 胶乳，将小粒径与大粒径胶乳共同使用，参与到接枝胶，经过分散、枯燥制成ABS 粉料，再与SAN 颗粒掺混造粒， 使橡胶粒子以大小不同的状态分散于连续项 SAN 中。附聚剂是该研发的根底和关键。选用丙烯酸丁酯和丙烯酸的共聚物的乳液为附聚剂。

由于接枝聚合所用的 PB 胶乳粒径不同，因此，生产配方和操作条件不同于已有的接枝聚合操作，分散和掺混过程对于 ABS 的最终性能具有至关重要的作用经过工艺调整，转变了聚合体系、引发体系和升温过程，形成专利技术。大庆石化公司于 2023 年 4-6 月进展工业试生产后，生产出双峰 ABS 树脂，产品的各项技术指标均到达了要求。

(2) 兰州石化争论中心承受乳液接枝掺混法制备透亮ABS。首先在聚合釜中参与单体、引发剂和分子量调整剂，参与悬浮剂和助悬浮剂后，在确定的温度下共聚一段时间，制备出透亮ABS 树脂的连续相MAS 树脂。其次，在聚合釜中参与聚丁二烯胶乳和引发剂，在确定温度下参与单体和分子量调整剂，反响确定时间后即得到接枝胶乳(附聚时附聚剂一次参与)，合成的 MABS 接枝胶乳经分散、洗涤、枯燥后制得MABS 接枝粉JZF)；最终，MAS 树脂与 JZF 掺混造粒，制成透亮 ABS 树脂。

2023 年 4 月，兰州 1 石化争论中心开发了透亮 ABS 树脂(MABS)中试技术。同时开发了的透亮 ABS 树脂专用 EBR
胶乳的制备技术，在所需原料与 ABS 一样的状况下，通过技术优化，使胶料性能明显提高，总排污量显著削减。

(3) 吉林石化公司开发了透亮 ABS 树脂中试产品，经检测各项技术指标均到达要求，完成了工业应用评价试验。申请了 4 项国家制造专利。又完成了 1kt／a 透亮 ABS 树脂工业生产装置的根底设计。同时也开发生产了 0215A 等牌号 ABS 树脂，产品具有优良的耐低温冲击性。在-30℃下，IZOD 缺口冲击强度可达 150J／m。

1.4 国外 ABS 产品开发应用

国外一些著名的 ABS 树脂生产公司都乐观开发以 ABS 合金为主的高性能产品。

(1) DSM 工程塑料公司推出了一代XAntArCPC／ABS 合金。目前有 3 种品牌产品，弹性模量2100-2300MPa，VicAtB
软化点范围是 110-130℃。

(2) Bayer 公司开发了 1 种低本钱万能塑料着色技术，适用于 ABS 和 PC／ABS 合金等材料，制品包括从眼镜片到 CD
片等各种制品。

(3) 日本帝人公司开发出无卤阻燃PC／ABS 合金 MultilonTN-7000 系列产品，与以前的无卤阻燃合金TN-3800 系列产品比，成型时放出气体少，附着模具剩余量大为削减，阻燃性有所提高，并具有良好的流淌性，特别适用于大型办公室自动化设备机架、台板等的薄壁化设计。

日本帝人公司的Multilon RN-3120 是 PC／ABS 合金，适用于掌上电脑等袖珍设备的薄层外壳。三菱工程塑料公司(MEP)已将一系列非溴化物型阻燃牌号PC／ABS 合金-IupilonMBl800、MBl700、MB8300 和 MBl600 投放市场，适用于笔记本电脑、掌上电脑和办公室设备。

(4) 日本出光石化公司承受纳米把握技术，开发出一种阻燃且不含添加剂的PC／ABS 合金，现已投放市场，产品牌号为 ToushlonACl070，由 ABS 树脂、硅树脂共混而成，该合金流淌性显著提高，可用于制造复印机的机架。

(5) Albis Plastics 获得许可，生产韩国三星Cheil 产业公司的全套阻燃 ABS 混料，包括耐高温牌号的产品，全部产品均可配制成多种颜色，用于计算机、手提电子仪器和家用电器的外壳。

(6) Rhodia Engineering Plastics 公司推出了车用一代PA／ABS 合金，命名为Techyl 合金，合金中以标准级和一代 PA6 作为连续基体相，ABS 作为分散相，并添加一种相容剂。品合金的结晶性和无定型的平衡，使之适用于汽车内饰件的制作成型。

(7) GEP 公司的Cyrtra ABS／PET 合金具有极高的冲击强度、尺寸稳定性、耐化学药品性优良、耐刮伤及擦洗、低光泽及耐候，主要用于生产盘表壳、仪表板、安全气囊、座椅扶手等。

2 国内 ABS 树脂生产存在的问题

2.1 ABS 树脂生产的原料

ABS 树脂的重要原料苯乙烯、丙烯腈和丁二烯都是根底石油化工原料，随着国内经济的快速进展，这些原料都存在不同程度的短缺。

2.2 产品品种

目前国际上 ABS 树脂都向着高性能专用料、塑料“合金”方向进展，国内市场由于改性 PP、高冲 PP 的进展，对 ABS 市场产生较大的影响。我国的主要 ABS 生产企业多生产通用牌号产品，产品价格低，盈利力气低。因此，提高产品品质，ABS 生产企业加快开发专用牌号、共混合金牌号是我国ABS 树脂进展的重点。

国内一些民营厂家 ABS 树脂改性进展很快。这些厂家近靠市场，以聚丙烯、ABS、聚苯乙烯共混改性为主，局部满足了国内 ABS 市场专用料的需求。但这些树脂改性厂家的主要问题是缺少高胶ABS 接枝粉，技术力气、检测手段还有确定的局限性。

2.3 ABS 生产的环保问题

ABS 生产过程中要产生大量的污水，同时 ABS 粉料在枯燥和造粒过程中产生大量有毒尾气，阻燃改性过程中也有较重的阻燃剂污染环境问题。这些问题的解决不但要提高企业生产本钱，有些还需要不断地开发技术与工艺。

3 对国内 ABS 树脂生产的建议

3.1 扩大 ABS 生产力气

随着国民经济的快速进展，对 ABS 树脂的需求不断增加，ABS 生产力气和市场需求差距比较大，因此国内大型石化企业要不断加强 ABS 装置建设，吉林石化公司、大庆石化公司在“十一五”期间都有建设 200kt／aABS 生产装置的规

划。高桥石化公司的 200kt／a 本体 ABS 生产装置最近顺当投产。“十一五”期间国内的生产力气将到达 3000kt
／a，对外依存度将降到 50%以下。

3.2 开发具有自主学问产权的核心技术

ABS 生产技术进展较快，最近研发的重点是优化乳液接枝—本体 SAN 工艺。大庆石化公司已开发出包含小粒径 PB 聚合技术、化学附聚技术和高胶 ABS 接枝技术工艺包。努力开发本体 ABS 生产工艺，提高本体 ABS 树脂综合性能和多用途牌号产品。

3.3 大力进展高性能牌号的产品

我国 ABS 树脂主要应用于汽车、通讯器材、计算机、日用品、体育用品等，ABS 树脂产品的出口量不断增加，为了保证 ABS 树脂产品适应欧美国家对环保方面的要求，国内ABS 树脂厂家要努力开发专用料，满足不同领域需求，提高产品竞争力。国内需求数量比较大的专用料有阻燃、冰箱板材、耐热级、透亮级、高光泽、抗静电、电镀级以及 PA
／ABS、PC／ABS、PVC／ABS 等各种 ABS 合金树脂。

3.4 提高装置节能减排力气

“十一五”期间国家要求单位产值能耗下降 20%，污染排放降低 10%。所以国内 ABS 生产企业要加强胶乳分散系统含渣污水的净化处理和分散釜、造粒机头含烃尾气的处理技术争论，提高ABS 生产工艺的废水废气治理水平。

4 结论

改善 ABS 树脂的性能，扩大其应用领域与市场，就必需提升我国ABS 树脂生产专用料的性能，开发高性能牌号的ABS。更要留意 ABS 生产核心技术的研发，包括诸如小粒径PB 聚合技术、化学附聚技术和高胶 ABS 接枝技术等工艺包的进一步应用与开发。只有大力进展国内共混ABS 合金树脂，才能满足市场需求，使国内的 ABS 树脂生产具有宽阔的进展前景。