[发明专利]一种不溶性硫磺的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及不溶性硫磺的生产工艺。

背景技术

不溶性硫磺是普通硫磺经热聚合而得的、不溶于二硫化碳的聚合硫，作为一种橡胶工业的高级促进剂和硫化交联剂，具有不喷霜、提高多层橡胶制品各层间的粘合强度、有效减少胶料存放时焦烧现象等优点。在轮胎生产中，特别是在汽车全钢丝子午轮胎的生产中，是必不可少的重要原料。

不溶性硫磺的生产目前主要有两种方法：高温法和低温法。与低温法相比，高温法生产路线硫磺升温一般要400℃以上。由于高温法具有单程转化率高、产品稳定性好的优点，是目前生产企业主要采取的工艺路线。

生产不溶性硫磺的工艺流程基本分为：硫磺熔融升温、急冷、固化、萃取、过滤、干燥、筛分，其中最为关键的工艺环节为急冷和固化，两者在很大程度上影响最终产品的高热稳定性。急冷目的在于保持硫自由基聚合的趋势，同时抑制聚合硫返原的趋向。通过快速地将硫蒸气的温度降至60℃以下，可以达到上述目的。固化目的在于将急冷形成的聚合硫在进一步反应聚合的基础上进行硬化。不溶性硫磺在固化前为具有弹性的橡胶态，具有相互粘连的趋向。如果不进行妥善处理，急冷过程中形成的微粒会相互粘连，使硫磺颗粒变大，同时会影响产品的质量。

比如在中国专利文件CN 101343045A(CN200810139262.0)公开了一种连续生产高热稳定性不溶性硫磺的方法，包括步骤：a熔化、升温，b配制溶剂，c反应，d分离、固化、粉碎、提纯，e干燥，f筛分、充油，其特征在于：步骤b中，溶剂为复合溶剂，它由二硫化碳、二氯甲烷、SS助剂组成，SS助剂为含不饱和键的烯烃。该气化法工艺路线中，不溶性硫磺急冷后的固体与急冷液分离，在47-53℃固化1.5小时。由于固化期间不溶性硫磺发生粘连颗粒变大，在后续萃取过程中需要进行粉碎处理。即使橡胶态的不溶性硫磺在二硫化碳中进行固化，同样无法避免粘连的趋向，需要进行后期的粉碎处理。值得注意的是，不溶性硫磺在颗粒较大时，优质的固化很难完成。因此，作为生产重要环节的固化工艺，应当受到足够的重视。改善固化工艺，作为提高产品热稳定性的重要环节，无疑是亟须突破的瓶颈。

发明内容

针对现有技术的不足，解决现有技术在急冷固化中存在的不溶性硫磺颗粒之间易于粘连的难题，本发明提供一种不溶性硫磺的生产工艺，避免急冷固化过程中不溶性硫磺颗粒之间的相互粘连。

本发明的方法特别适用于连续化生产不溶性硫磺。

本发明技术方案如下：

一种高热稳定性不溶性硫磺的生产工艺，以工业硫磺为原料，步骤包括a升温，b急冷，c固化，d萃取，e过滤，f干燥，g筛分；其中，

步骤b中，急冷前预先向急冷设备内加入硫磺粉末和急冷液，通过搅拌形成硫磺的悬浊液，将高温硫喷射到所述硫磺的悬浊液中进行急冷；或者，

急冷设备底部预先加入急冷液或所述硫磺的悬浊液，再将所述硫磺悬浊液通过喷淋的方式对进入急冷设备内高温硫进行急冷；或者，

急冷设备底部预先加入硫磺的悬浊液，用急冷液对高温硫进行喷淋急冷；

通过硫磺悬浊液的分散隔离作用，避免急冷形成的不溶性硫磺粒子之间相互粘连。

根据本发明，

步骤b中，所述硫磺粉末为不溶性硫磺、普通硫磺之一或组合。

步骤b中，所述急冷液是二硫化碳，二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷，甲苯，水中的一种或任意几种的组合，优选二硫化碳。

步骤b中，所述硫磺的悬浊液中硫磺的浓度为0.1～50wt％，优选5～15wt％。

步骤b中，所述硫磺的悬浊液的温度为-10-60℃，优选0-25℃。

步骤b中，急冷设备底部用于搅拌的搅拌器为多层搅拌，通过充分均匀的搅拌保持不溶性硫磺在液体中的悬浮状态。

步骤b中，所述的设备为本领域常规急冷反应设备，带有搅拌装置、压力控制、温度控制及各种需要的料口。

本发明的原料工业硫磺为块状、片状、粉末或液体，优选液体硫磺；固体工业硫磺在120-140℃熔融。

本发明的工艺步骤中，a升温、c固化、d萃取、e过滤、f干燥、g筛分等步骤均可按现有技术。但，本发明还提供其中部分步骤更为优选的方案如下：

步骤a升温：高温硫的温度400-800℃，优选580-680℃。

步骤d萃取：萃取剂是二硫化碳，二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷，甲苯中的一种或任意几种的组合，其中优选二硫化碳。

步骤g筛分：筛分出的颗粒进行粉碎，粉碎后的粉料加入到不溶性硫磺成品或急冷液中；优选加入到急冷液中配制硫磺的悬浊液，用于步骤b急冷。