目前我国ABS树脂产品正面临周边国家或地区的有力竞争。目前我国台湾地区的各大生产厂家都在力争占领大陆市场;欧美厂商也在着手开拓亚洲市场;韩国、日本、马来西亚、泰国等生产能力也将过剩,这些都将对我国ABS树脂市场产生更大的竞争压力。
我国企业要想求得自身的跨越式发展,就必须抓住有利时机,缩小差距、扩大优势,进一步占领市场,建议如下:
(1)加大ABS专用料的研发力度
在ABS树脂传统的应用领域,通用型ABS树脂市场份额已经开始降低。我国应针对市场需求,积极开展抗冲击、耐热、耐侯、高流动、电镀、阻燃、高光泽、抗静电、激光标识、抗电磁屏蔽、抗振动阻尼、气体阻隔等专用ABS树脂品种以及电冰箱、头盔、板材和汽车仪表板表皮等各种专用料的研发。加大ABS树脂共混合金的开发力度,重点研究和开发ABS/PC、ABS/PVC、ABS/PBT、ABS/PA以及TUP/ABS等高价性能的工程树脂的合金/共混物。
(2)加快引进技术的吸收利用和国产化技术的开发
我国大型ABS树脂的生产装置都是引进国外技术和生产工艺,但在消化吸收引进技术方面的步伐却比较缓慢,难以按照市场的需求及时调整产品结构,造成高性能ABS树脂产品主要依赖进口的局面。因此急需加快对引进技术的消化吸收和国产技术的开发工作,以保证我国ABS行业健康稳定发展。
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【1】ABS树脂阻燃技术的潜力研究方向
当前,对ABS阻燃而言,卤素阻燃剂仍占主导地位,此类阻燃剂存在发烟量大,燃烧时释放出卤化氢气体,进而吸水形成具有强腐蚀性的氢卤酸而造成二次公害。所以目前ABS阻燃正趋向于无卤化,对无卤阻燃剂的研究成为世界各国的热点之一,无卤化已成为阻燃剂开发、应用的主要趋势。近年来对新型阻燃、消烟剂的研究正悄然兴起,其中有机硅粉和纳米粘土(n-MMT)就属于这类物质。有机硅粉自身的热释放速率很低,且受外部热流的影响很小,它们以极低的含量(一般2%以下)填充在聚合物中就可以显著降低聚合物的热释放速率,并且燃烧时不产生烟雾。纳米粘土(n-MMT)具有优良的阻燃效果,是因为一方面纳米粘土的片层结构本身具有优异的阻燃和阻隔性能,另一方面由于聚合物分子链通过插层的方法进入到粘土的片层间,分子链的运动受到粘土片层的限制,起到保护的作用,因此可以提高材料的阻燃和耐热性能。
采用插层法制备的聚合物/粘土纳米复合材料因表现出许多优异的性能已引起了人们的极大的兴趣。插层复合法是制备高性能聚合物基纳米复合材料的一种重要方法,也是当前材料科学领域研究的热点.它是将单体或聚合物插入到粘土片层间,破坏粘土的片层结构,使其以厚度为1nm左右的片层分散于聚合物中,形成聚合物纳米复合材料。聚合物与粘土达到分子水平的复合,大大增加了聚合物与蒙脱土的界面相互作用,从而使复合材料具有卓越的力学性能及阻燃性能。聚合物/蒙脱土纳米复合材料具有特殊的阻燃性能。1997年Jeffery等人利用锥形量热计(ASTME1354,ISO5660以及BS47615标准)对尼龙6/粘土纳米复合材料的阻燃性能进行了对比研究,结果表明,尼龙6/蒙脱土纳米复合材料具有特殊阻燃性能。对无机添加型阻燃剂如Al(OH)3和Mg(OH)2而言,其阻燃作用主要表现在对燃烧的隔绝、冷却和稀释效应。粘土作为一种耐火的层状硅酸盐,通过插层以纳米尺度均匀分散在聚合物中,具有高热稳定性的蒙脱土片层在二维方向的阻隔作用将对聚合物的降解燃烧产生重大影响。
ABS/粘土纳米复合材料的研究报道很少,Lee等采用乳液法合成ABS/粘土纳米复合材料,热分解起始温度比纯ABS提高40~50℃。Sam等运用熔融插层法制备出ABS/粘土纳米复合材料。Shaofeng Wang等对粘土进行有机化改性,制得有机粘土,再通过熔融插层的方法成功制备出ABS/有机粘土纳米复合材料,当粘土含量在5%时,可使材料的氧指数提高0.5,优于普通的复合材料,热失重分析表明,ABS失重存在两个阶段,第一阶段约从250~500℃,第二阶段约从500~600℃,第一阶段主要是ABS主链上丁二烯、苯乙烯、丙烯链段依次热解、断裂为小分子的过程,失重量约80%,决定着ABS的热稳定性。插层型ABS/粘土在热降解第一阶段形成碳-硅酸盐的交替排列的多层纳米结构,并且在600℃时依然稳定。XRD和TEM清楚表明,经过600℃处理后,以剥离-插层共混形式分布在ABS中的有机粘土自动进行结构重排,变为密集稳定的多层结构,多碳层具有增强作用,促使材料的表面形成坚固的碳层,这正是ABS/粘土纳米复合材料的热稳定性高于纯ABS的原因。目前仅仅通过粘土与ABS形成纳米复合材料而达到阻燃的效果并不十分理想,有时还需要选择合适的传统阻燃剂添加到ABS中,比较常用的是磷系、氮系及无机的Mg(OH)2。但纳米阻燃复合材料将是一个极具发展潜力的研究方向。
【2】乳液接枝法成为ABS树脂工艺的主流程
ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),又名丙丁苯树脂,是苯乙烯系列树脂中发展与变化最大的品种。由于其具有优良的抗冲性、高刚性、耐油性、耐低温性、耐化学腐蚀性和电气性能,和容易加工、价格相对低廉等优点,从而在电子电器、仪器仪表、汽车制造、建材工业和日用制品方面具有广泛的应用。
ABS树脂工业生产方法按技术路线可分为3类:化学接枝法、化学接枝共混法和物理掺混法。其中化学接枝法分为3种:乳液接枝法、连续本体接枝聚合法、乳液接枝—本体聚合法;化学接枝共混法分为3种:乳液接枝—乳液SAN(丙烯腈-苯乙烯共聚树脂)掺混法、乳液接枝-悬浮SAN掺混法、乳液接枝—本体SAN掺混法;物理掺混法是以ABS粉料和SAN粒料为原料,利用挤出机掺混生产ABS树脂,它仅属于塑料加工范畴,不属于传统ABS生产方法。
目前乳液接枝法、乳液接枝一乳液SAN掺混法在发达国家已被淘汰;乳液接枝一本体聚合法因需改变本体聚合配方才能生产出不同品种牌号的产品,应用不普遍;乳液接枝一悬浮SAN掺混法只适合于中小型生产装置。因此现阶段ABS树脂生产的主要方法是:乳液接枝一本体SAN掺混法、连续本体聚合法。
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