本發(fā)明涉及硫磺領(lǐng)域，具體涉及一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝。

背景技術(shù)：

不溶性硫磺(insolublesulfur)是一種無(wú)毒、可燃的黃色粉末，因其不溶于二硫化碳而得名。它經(jīng)普通硫磺熱聚合制得,分子鏈上的硫原子數(shù)高達(dá)108以上，有高聚物的粘彈性和分子量分布，因此也稱彈性硫或聚合硫，屬于無(wú)機(jī)高分子化工原料。

不溶性硫磺，它主要作為一種橡膠工業(yè)的高級(jí)促進(jìn)劑和硫化劑被廣泛應(yīng)用于輪胎及其它橡膠復(fù)合制品的生產(chǎn)制造中，諸如輪胎的胎體膠料、緩沖膠料、白胎側(cè)膠及翻胎、膠管、膠帶等橡膠與骨架材料粘合的膠料中，也可用于電纜、膠輥、油封、膠鞋等橡膠制品的膠料中，同時(shí)也應(yīng)用于硫磺用量大的淺色橡膠制品中。由于不溶性硫磺能使子午線、鋼絲與橡膠粘貼更牢固，有效防止膠料噴霜，提高輪胎的耐熱、耐磨性能。因此，不溶性硫磺是輪胎生產(chǎn)中必不可少的重要原料。硫磺的粒徑越小各種功能也越突出，但硫磺很容易團(tuán)聚，密度也比較大，更不易溶于各種溶劑中，從而限制了硫磺在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，可有效改善不溶性硫磺的穩(wěn)定性和分散性。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于溶劑中，再加入四針狀納米氧化鋅、氣相白碳黑，攪拌分散后超聲分散，之后再攪拌分散，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與穩(wěn)定助劑放入研磨機(jī)研磨，使硫磺粒徑達(dá)到240-280目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至140-160℃進(jìn)行熔硫，保溫?cái)嚢?5-20min，將熔融液體用計(jì)量泵打入升溫灌中，升溫至420-460℃，保溫2-3h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行固化，之后過(guò)濾、萃取，過(guò)濾后再加入穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)將不溶性硫磺粉經(jīng)過(guò)篩分、充油后分即得成品，包裝入庫(kù)。

優(yōu)選地，所述四針狀納米氧化鋅的粒徑為60-90nm，氣相白碳黑的粒徑為10-30nm。

優(yōu)選地，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑、四針狀納米氧化鋅、氣相白碳黑、原料硫磺的質(zhì)量比為1：4-6：1-2：200-240。

優(yōu)選地，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑為單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑或配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述溶劑為石油醚。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中攪拌分散20-30min后超聲分散10-15min，之后再攪拌分散10-15min。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中穩(wěn)定助劑為混合料量的0.1-0.2％。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中的穩(wěn)定助劑與步驟(5)中穩(wěn)定助劑的質(zhì)量比為1：0.5-2。

本發(fā)明中的穩(wěn)定助劑為常用的穩(wěn)定助劑鹵素給予體、烯烴或氧化還原體。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明了采用四針狀納米氧化鋅、氣相白碳黑為主要改性劑對(duì)硫磺進(jìn)行改性，其中四針狀納米氧化鋅由于其獨(dú)特的空間效應(yīng)，對(duì)硫磺具有完全各向同性的改性作用，再配合加入適量的氣象白碳黑，兩種納米粒子相結(jié)合，并采用鈦酸酯偶對(duì)兩種納米粒子改性，可有效加強(qiáng)不溶性硫磺的高溫穩(wěn)定性。將原料硫磺與改性納米粉末高速混合后，再與穩(wěn)定助劑再研磨機(jī)中研磨，可有效增強(qiáng)各原料組分之間的接觸，之后再進(jìn)行熔硫、升溫、固化、萃取，再于干燥前加入一定量的穩(wěn)定助劑，可使不溶性硫磺的穩(wěn)定性更好，分散性更高。由本發(fā)明制備工藝制備得到的不溶性硫磺，穩(wěn)定性高，分散性好，所得成品不溶性硫磺含量為93-95％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性在83％以上，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性在54％以上。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將1份單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于石油醚中，再加入6份粒徑為80nm的四針狀納米氧化鋅、1.5份粒徑為30nm的氣相白碳黑，攪拌分散30min后超聲分散15min，之后再攪拌分散12min，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將200份原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與4份穩(wěn)定助劑放入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，使硫磺粒徑達(dá)到240目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至160℃進(jìn)行熔硫，保溫?cái)嚢?0min，將熔融液體用計(jì)量泵打入升溫灌中，升溫至420℃，保溫3h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行固化，之后過(guò)濾、萃取，過(guò)濾后再加入2份穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)不溶性硫磺粉經(jīng)過(guò)篩分、充油后分即得成品，包裝入庫(kù)。

經(jīng)檢測(cè)，上述成品不溶性硫磺含量為95％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性為85％，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性為56％。

實(shí)施例2：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將1份單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于石油醚中，再加入5份粒徑為60nm的四針狀納米氧化鋅、1份粒徑為10nm的氣相白碳黑，攪拌分散20min后超聲分散12min，之后再攪拌分散10min，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將240份原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與2.4份穩(wěn)定助劑放入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，使硫磺粒徑達(dá)到280目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至150℃進(jìn)行熔硫，保溫?cái)嚢?5min，將熔融液體用計(jì)量泵打入升溫灌中，升溫至450℃，保溫2.5h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行固化，之后過(guò)濾、萃取，過(guò)濾后再加入4.8份穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)不溶性硫磺粉經(jīng)過(guò)篩分、充油后分即得成品，包裝入庫(kù)。

經(jīng)檢測(cè)，上述成品不溶性硫磺含量為94.5％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性為83％，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性為55％。

實(shí)施例3：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將1份配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于石油醚中，再加入4份粒徑為90nm的四針狀納米氧化鋅、2份粒徑為20nm的氣相白碳黑，攪拌分散25min后超聲分散10min，之后再攪拌分散15min，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將200份原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與2份穩(wěn)定助劑放入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，使硫磺粒徑達(dá)到260目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至140℃進(jìn)行熔硫，保溫?cái)嚢?8min，將熔融液體用計(jì)量泵打入升溫灌中，升溫至460℃，保溫2h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行固化，之后過(guò)濾、萃取，過(guò)濾后再加入2份的穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)不溶性硫磺粉經(jīng)過(guò)篩分、充油后分即得成品，包裝入庫(kù)。

經(jīng)檢測(cè)，上述成品不溶性硫磺含量為93％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性為84％，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性為54％。

實(shí)施例4：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將1份配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于石油醚中，再加入6份粒徑為60nm的四針狀納米氧化鋅、2份粒徑為20nm的氣相白碳黑，攪拌分散30min后超聲分散10min，之后再攪拌分散15min，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將220份原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與4.5份穩(wěn)定助劑放入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，使硫磺粒徑達(dá)到260目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至140℃進(jìn)行熔硫，保溫?cái)嚢?0min，將熔融液體用計(jì)量泵打入升溫灌中，升溫至430℃，保溫2h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行固化，之后過(guò)濾、萃取，過(guò)濾后再加入4.5份穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)不溶性硫磺粉經(jīng)過(guò)篩分、充油后分即得成品，包裝入庫(kù)。

經(jīng)檢測(cè)，上述成品不溶性硫磺含量為94％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性為85％，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性為56％。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。