[发明专利]一种高分散中品位不溶性硫磺及其制备方法

说明书

本发明提出了一种高分散中品位不溶性硫磺及其制备方法，所述高分散中品位不溶性硫磺由以下质量份数制成：硫磺原料100‑110份、复合稳定剂0.5‑1.2份、活化剂0.1‑0.15份、气相白炭黑0.05‑0.5份、聚苯乙烯1‑3份、间氯环氧苯甲酸0.5‑1.5份、硅丙乳液0.05‑0.1份、甘油硬脂酸酯0.1‑1份，制得的中品位不溶性硫磺具有高含量、高分散性和高热稳定性，相较于传统制备大大提高了不溶性硫磺的收率。

技术领域

本发明涉及不溶性硫磺制备技术领域，具体涉及一种高分散中品位不溶性硫磺及其制备方法。

背景技术

不溶性硫磺(IS)又称聚合硫，亦称μ型硫，指不溶于二硫化碳的硫磺，是硫的长链聚合物，具有化学和物理惰性,在胶料中分布稳定性好，制品硫化交联点均匀，用其硫化的橡胶具有最佳的不喷霜性，并能有效地防止胶料在加工过程中出现早期焦烧和增进橡胶与钢丝或化纤帘子线的粘合，是子午线轮胎生产的专用硫化剂。随着轮胎子午化率的提高，对高品质不溶性硫磺的需求也迅速增长。国外也只有少数国家如美国、德国、俄罗斯、日本等能够生产。我国每年要靠大量进口才能满足需求。因此，国内不溶性硫磺的市场前景非常看好。

国内外制备IS的方法从温度上分主要有高温气化法和低温熔融法，从淬火剂上又可以分为水浴法和溶剂法。高温气化法制备IS的优点是产品中IS的含量相对较高,缺点是整个反应过程处在高温高压条件下,对反应设备的要求比较苛刻,生产过程中安全隐患大。低温熔融法与气化法的区别在于淬火的是硫磺熔体而不是过热硫蒸气，所以具有反应温度低，设备腐蚀小，常压操作，投资少，见效快，操作相对安全等优点，但产品中IS的含量较低，因此研制出一种合理高效的稳定剂和制备方法非常必要。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种高分散中品位不溶性硫磺及其制备方法，制得的中品位不溶性硫磺具有高含量、高分散性和高热稳定性，相较于传统制备大大提高了不溶性硫磺的收率。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种高分散中品位不溶性硫磺，由以下质量份数制成：硫磺原料100-110份、复合稳定剂0.5-1.2份、活化剂0.1-0.15份、气相白炭黑0.05-0.5份、聚苯乙烯1-3份、间氯过氧苯甲酸0.5-1.5份、硅丙乳液0.05-0.1份、甘油硬脂酸酯0.1-1份。

优选的，所述复合稳定剂为质量比1:3:15的六次甲基四胺、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和四氯化硅的组合物。

优选的，所述活化剂为质量比1:1:4纳米氧化锌、硬脂酸锌和二乙醇胺的组合物。

优选的，高分散中品位不溶性硫磺的制备方法，步骤如下：

1)将硫磺原料与气相白炭黑混合均匀后加入高温反应釜中，先升温至142℃预熔融1-1.5h，然后在搅拌条件下加入复合稳定剂、活化剂、甘油硬脂酸酯，升温至210-215℃，熔融搅拌2-3h，得熔融态物料；

2)将聚苯乙烯溶于四氯化碳，然后将间氯过氧苯甲酸加入其中，升温至70℃搅拌反应30-40min，然后降温至40℃静置保温1h，得混合物一；

3)将硅丙乳液缓慢加入混合物一中，超声分散处理20-25min，得混合物二；

4)将混合物二加入急冷液中高速搅拌8-10min，然后再将熔融态物料倒入急冷液中，得固化不溶性硫磺粗品，过滤、洗涤后在55℃条件下真空干燥3-5h，然后球磨粉碎即得高分散中品位不溶性硫磺。

优选的，步骤3)中超声处理具体为25-28KHz。

优选的，步骤4)中急冷液为水，温度为8℃。

优选的，步骤4)中球磨后粒径小于70μm。

优选的，步骤4)中高分散中品位不溶性硫磺中不溶性硫磺含量大于60％。