[发明专利]一种改善不溶性硫磺分散性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不溶性硫磺的处理方法，具体涉及一种改善不溶性硫磺分散性的方法。

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。

与普通硫磺相比，不溶性硫磺在橡胶中分散性能较差，而分散性直接影响橡胶制品的力学和耐磨性能。所以分散性是评价不溶性硫磺性能的关键指标。影响不溶性硫磺分散性的主要因素包括：分子量大小，粒径大小及粒子形状，充油量以及混炼工艺。

不溶性硫磺的基本生产工艺流程均可分为以下步骤：硫磺熔融升温、急冷、固化、萃取、过滤、干燥、筛分、充油。其中不溶性硫磺充油除了可以降低产品粉尘飞扬外，还可以提高产品的分散性。通过高倍的电子显微镜观察不溶性硫磺粒子微观结构，可以发现不溶性硫磺粒子表面是不规则的带有孔隙的絮状结构。产品填充油的相当部分进入产品絮状结构的孔隙内，造成产品充油效果较差。在同等充油量下，需要提高产品充油效果，增加产品油润程度，从而提高产品分散性。

目前，已经有人对提供不溶性硫磺分散性的方法进行了研究，比如中国专利CN 103303873A中公开了一种生产高分散不溶性硫磺的方法，该方法在熔硫时加入硫磺质量0.1-0.2%的三聚磷酸钠粉末、0.1-0.2%的硬脂酸锌、0.1-0.2%的淀法白炭黑、1-1.2%的防焦剂、0.1-0.2%的木质素磺酸盐，搅拌后进行升温等后续生产流程。该专利在前期熔硫时加入提高分散性物质，容易造成在后期萃取过程中被大量溶剂洗涤，加入的大部分分散性物质溶解进入溶剂，影响分散剂使用效果。

CN1033303874A在熔硫时加入硫磺质量1-2%的明矾粉末来提高最终产品分散性，但明矾最后会进入产品，会明显增高产品的灰分含量，造成产品灰分超标。国标规定灰分含量不高于0.3%。

CN102732064A提到在不溶性硫磺粉中加入0.1-5%的水溶性高分子材料通过水溶后进行粉末包覆来提高产品分散性，水溶性高分子材料包括：直链淀粉、支链淀粉、改下淀粉、环糊精、明胶、瓜尔胶、苍耳胶、果胶、阿拉伯胶、黄原胶、角豆胶。但这些水溶性高分子材料多具有羟基等极性基团，而不溶性硫磺为非极性很强的产品，水溶性高分子很难对其进行很好的包覆，起到助分散的效果受到影响。

CN101712010A提到将粗颗粒状不溶性硫磺通过调整加料速度和分级轮转速控制粉碎物料的粒径在120-150um。同等质量的不溶性硫磺加入量，粒径较大的不溶性硫磺产品参与硫化的橡胶制品性能较差，该专利用此方法来改善了产品的性能，但是粒径小的不溶性硫磺相对较大的不溶性硫磺颗粒不容易在橡胶中进行分散，所以该专利在来提高产品性能同时降低了分散性。

CN102352129A提到在不溶性硫磺干燥工序中加入材料包覆剂提高分散性，包覆剂加入量为0.1-5%，加入的材料包覆剂包括：硬脂酸、石蜡、EVA树脂、羟丙基乙基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇缩醛类树脂、聚乙烯类树脂、天然橡胶、聚硫橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶等。该专利将材料包覆剂用有机溶剂溶解，然后加入不溶性硫磺中对不溶性硫磺进行包覆，然后干燥冷凝回收有机溶剂，干燥后的不溶性硫磺进行充油。该专利使用有机溶剂溶解包覆剂来改善产品分散性，需要对有机溶剂进行回收，同时增加产品干燥成本，所以生产成本较高；且由于有机溶剂的使用，使用过程中溶剂的无组织挥发对环境造成污染，不利于大规模生产。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种改善不溶性硫磺分散性的方法，特别适用于充油型不溶性硫磺产品分散性的改善，该方法简便易行，能够避免有机溶剂的使用，提高了不溶性硫磺的充油效果，增加了不溶性硫磺的油润程度，从而提高不溶性硫磺的分散性。

本发明技术方案如下：

一种改善不溶性硫磺分散性的方法，包括以下步骤：选择熔点或软化点在40-100℃的有机物作为分散性材料，在不溶性硫磺充油前，加热使分散性材料保持熔融态，然后将熔融的分散性材料以雾状均匀喷至不溶性硫磺表面，对不溶性硫磺表面的微孔进行填封，待分散性材料与不溶性硫磺充分混合后再进行充油。

上述方法中，利用雾状的分散性材料进入不溶性硫磺表面的微孔中，对微孔进行填封，通过填封的方式减少充油时填充油进入不溶性硫磺的微孔中的量，提高产品油润性，使分散性增强。所述填封的意思是填充封闭。