李歆，劉格宏，袁洪波

（天津大沽化工股份有限公司ABS事業(yè)部，天津300455）

ABS樹脂，是一種兼有丙烯腈的剛性、丁二烯的韌性和苯乙烯的易加工性能的熱塑性工程塑料，廣泛應(yīng)用在電子、電器、汽車、建筑及生活用品等方面。天津大沽化工40萬t/a ABS裝置引進(jìn)沙比克公司乳液接枝本體SAN摻混工藝專利技術(shù)，由聚丁二烯膠乳（PBL）單元、高橡膠接枝（HRG）單元、苯乙烯-丙烯腈聚合（SAN）單元以和摻混單元組成，可生產(chǎn)注塑、擠出、管材、阻燃、電鍍五類共17種ABS樹脂。該裝置分為兩期，一期于2010年10月成功開車，二期于2012年6月正式投產(chǎn)。當(dāng)下生產(chǎn)已趨于穩(wěn)定，研究的重心開始轉(zhuǎn)移到提高產(chǎn)品質(zhì)量上來，其中ABS樹脂的色差是評(píng)判產(chǎn)品質(zhì)量好壞的重要依據(jù)之一，因此如何在生產(chǎn)中控制好ABS樹脂的色差成為當(dāng)下的棘手問題。

生產(chǎn)ABS樹脂主要原料有HRG粉、SAN樹脂和預(yù)混料。預(yù)混料是由HRG粉和除酸劑及其他助劑配合而成，除酸劑是與HRG粉中殘存的酸反應(yīng)的堿性物質(zhì)，酸是在絮凝工藝中殘存的硫酸和在PBL單元使用的硬脂酸，如果不中和掉，將引起擠出機(jī)、模具設(shè)備的腐蝕，在擠出片材產(chǎn)品時(shí)，殘留酸也能引起模頭劃線和其它表面問題。在實(shí)際生產(chǎn)中，除酸劑的加入偏差要控制在合理范圍內(nèi)，過少加入會(huì)導(dǎo)致注塑時(shí)產(chǎn)生沉積，擠出時(shí)引起表面缺陷、腐蝕等風(fēng)險(xiǎn)，過多加入會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品沖擊性能降低、熱穩(wěn)定性降低。氧化鎂作為一種除酸劑廣泛應(yīng)用在各種牌號(hào)中，其加入量的多少對(duì)產(chǎn)品色差有一定影響和規(guī)律。

1 色差的概念

色差是指試樣顏色與標(biāo)準(zhǔn)顏色在色度坐標(biāo)中的幾何距離之差，并可用數(shù)據(jù)來表示，色差的單位為NBS，若2個(gè)色樣樣品都按L、a、b標(biāo)定顏色，則兩者之間的總色差ΔE=h，各項(xiàng)單項(xiàng)色差可用下列公式來計(jì)算：

明度差：ΔL*=L*1-L*2

色度差：Δa*=a*1-a*2；Δb*=b*1-b*2

總色差：ΔE=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2

色差對(duì)顏色的管理來講是非常重要的，1976年CIE推薦了新的顏色空間及其有關(guān)色差的公式，即 CIE1976LAB（或 L*、a*、b*）系統(tǒng)圖，現(xiàn)在已被世界各國正式采納，作為國際通用的測色標(biāo)準(zhǔn)，形成了對(duì)色坐標(biāo)表述的心理顏色空間。在這一系統(tǒng)中，元素ΔL*，Δa*和Δ b*的符號(hào)大致有如下意思：

+ΔL*=明亮的，-ΔL*=較暗的

+Δa*=較紅的（少綠的），-Δa*=較綠的（少紅的）

+Δb*=較黃的（少藍(lán)的），-Δb*=較藍(lán)的（少黃的）

2 氧化鎂對(duì)ABS樹脂產(chǎn)品色差的影響

影響ABS樹脂產(chǎn)品色差偏大的原因可分三大類：原料的問題、質(zhì)檢方面的問題、工藝生產(chǎn)方面問題。其中，工藝生產(chǎn)方面的問題又可細(xì)分為：生產(chǎn)工藝參數(shù)的變動(dòng)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的污染。在平日的生產(chǎn)工作中，我們對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)關(guān)注度較高，但卻容易忽視生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一些污染問題，尤其是儲(chǔ)罐、過濾器、輸送管線、擠出機(jī)等地方，由于長期使用且倒換或清理周期較長，往往導(dǎo)致部分氧化物料富集，并隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，氧化的物料被帶到后續(xù)的工序中，造成最終成品的污染。

2.1 氧化鎂的性質(zhì)

氧化鎂是一種無臭無味的白色易流動(dòng)粉末，是一種堿性氧化物，與殘存的酸反應(yīng)生成鎂鹽。氧化鎂易水解并和水反應(yīng)，因此存放時(shí)要做好防護(hù)，原料使用防潮袋供應(yīng)，一旦打開必須完全使用掉，未開袋的保質(zhì)期最長為1年。

2.2 氧化鎂對(duì)ABS樹脂產(chǎn)品性能的影響

除酸劑是與高橡膠接枝粉（HRG）中殘存的酸反應(yīng)的堿性物質(zhì)，酸是在絮凝工藝中殘存的硫酸和在PBL單元使用的硬脂酸，如果不中和掉，硫酸將引起擠出機(jī)、模具設(shè)備和模具的腐蝕問題。在擠出片材產(chǎn)品時(shí)，殘留酸也能引起模頭劃線和其它表面問題。硬脂酸非常易揮發(fā)，它能在產(chǎn)品注塑時(shí)揮發(fā)出來。在生產(chǎn)過程中，除酸劑的加入偏差要控制在合理的范圍內(nèi)，過少加入會(huì)導(dǎo)致注塑時(shí)產(chǎn)生沉積，擠出時(shí)引起表面缺陷、腐蝕等風(fēng)險(xiǎn)，過多加入會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品沖擊性能降低、熱穩(wěn)定性降低。氧化鎂作為一種除酸劑與HRG粉和其它助劑配合成預(yù)混料，加入量過多或過少對(duì)產(chǎn)品性能影響較大，具體見表1：

表1

2.3 氧化鎂對(duì)ABS樹脂產(chǎn)品色差影響的實(shí)驗(yàn)

以生產(chǎn)DG-417 ABS樹脂為實(shí)驗(yàn)，配方中HRG、SAN和預(yù)混料比例恒定，擠出機(jī)參數(shù)和進(jìn)料量恒定，只改變預(yù)混料中MgO加入量的多少，找出影響DG-417 ABS樹脂產(chǎn)品色差的規(guī)律。2014年8月28日，通過摻混單元二期M#線做實(shí)驗(yàn)生產(chǎn) DG-417 ABS樹脂，MgO加入量分別為加入 0kg、加入 10kg、加入 15kg，取樣做色差分析，每組10個(gè)，具體分析結(jié)果如下見表1、3、4、5：

表2 2014年8月28日14點(diǎn)，MgO加入量為0kg時(shí)，DG-417色差分析指標(biāo)

表3 2014年8月28日13點(diǎn)40，MgO加入量為10kg時(shí)，DG-417色差分析指標(biāo)

表4 2014年8月28日17點(diǎn)30，MgO加入量為15kg時(shí)，DG-417色差分析指標(biāo)

2.3.1 氧化鎂用量對(duì)產(chǎn)品明度值（L）的影響（見圖1）

由圖1可見，氧化鎂的用量對(duì)明度值（L）影響顯著，明度值隨著氧化鎂用量的增加而增大，氧化鎂用量增大到一定程度后對(duì)明度值影響減弱。

表5 匯總

圖1

2.3.2 氧化鎂用量對(duì)產(chǎn)品紅綠值（a）的影響（見圖2）

由圖可見，隨著氧化鎂用量的增加紅綠值降低，氧化鎂對(duì)紅綠值的影響不顯著。

圖2

2.3.3 氧化鎂用量對(duì)產(chǎn)品黃藍(lán)值（b）的影響（見圖3）

由圖可見，氧化鎂的用量對(duì)黃藍(lán)值影響顯著，隨著氧化鎂用量的增加黃藍(lán)值下降，一定范圍內(nèi)這種影響接近線性。

圖3

2.3.4 氧化鎂用量對(duì)產(chǎn)品色差（ΔE）的影響（見圖4）

圖4

氧化鎂用量對(duì)明度值L、黃藍(lán)值b、紅綠值a這三個(gè)參數(shù)有影響，且這種影響具有一定的規(guī)律性（前面內(nèi)容已經(jīng)對(duì)這種規(guī)律性進(jìn)行了討論），氧化鎂用量通過對(duì)L、a、b的影響而影響色差，具體總結(jié)規(guī)律如下：氧化鎂加入量過少，ABS樹脂顏色又暗又黃，色差大；氧化鎂加入量過多，b值小于標(biāo)準(zhǔn)值，且越來越偏離標(biāo)準(zhǔn)值，色差也會(huì)變大；氧化鎂對(duì)色差的影響存在一個(gè)最佳用量，若能保證SAN、HRG性能的穩(wěn)定，找到這個(gè)最佳用量是有意義的，若供應(yīng)的原料不穩(wěn)定，則氧化鎂的最佳用量也不穩(wěn)定，找最佳用量也沒有意義。

2.3.5 7kg和10kg氧化鎂加入量對(duì)色差的影響

2014年9月3日對(duì)摻混單元二期J#擠出線做實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)DG-417 ABS樹脂，配方中HRG、SAN和預(yù)混料比例恒定，擠出機(jī)參數(shù)和進(jìn)料量恒定，預(yù)混料中氧化鎂加入量為7kg和10kg，具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表6：

這次試驗(yàn)證明了之前總結(jié)規(guī)律的正確性，即隨著氧化鎂用量的增加，明度值L升高，紅綠值a降低，黃藍(lán)值b降低。

表6

3 結(jié)論

氧化鎂的加入量對(duì)最終ABS樹脂產(chǎn)品的色差有很大影響，且有一定的規(guī)律性，氧化鎂加入量過多或過少均會(huì)導(dǎo)致ABS樹脂色差偏大，在保證SAN和HRG兩種主要原料性能穩(wěn)定時(shí)，針對(duì)不同牌號(hào)，定期對(duì)創(chuàng)特加料系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)，保證氧化鎂及其他助劑的加入量精確，從而保證最終ABS樹脂產(chǎn)品色差控制平穩(wěn)。