[发明专利]一种不溶性硫磺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不溶性硫磺的制备方法以及采用该方法得到的不溶性硫磺。

背景技术

不溶性硫磺作为橡胶工业的高级促进剂和硫化剂被广泛应用于轮胎及其它橡胶复合制品的生产制造中，例如轮胎的胎体胶料、缓冲胶料、白胎侧胶及翻胎、胶管、胶带等橡胶与骨架材料粘合剂的胶料中，也可以用于电缆、胶辊、油封、胶鞋等橡胶制品的胶料中。另外，由于不溶性硫磺能使子午线、钢丝与橡胶粘贴更牢固，有效防止胶料喷霜，提高轮胎的耐热、耐磨性能，因此，不溶性硫磺是轮胎生产中必不可少的重要原料。

目前，不溶性硫磺的制备方法主要有接触法、气化法、熔融法。其中，接触法由于使用H₂S和SO₂为原料，因此对设备的要求高，设备必须严格密封；气化法的工艺过程复杂，能耗高，且投资大；熔融法虽然设备和操作要求简单，反应条件温和，操作相对安全，但是该方法的单程收率较低。

中国专利CN101837958B公开了一种高温稳定性不溶性硫磺的制备方法，该方法将硫磺在极性溶剂中，在强碱作用下，经碱化制得硫化物与亚硫酸盐的混盐，再经过酸化、陈化、萃取和包覆处理，制得高温稳定性不溶性硫磺。该方法具有硫磺利用效率高（大于70%），不经液态或气态硫磺过程，安全性较高等优点，但是，碱化和酸化过程会产生低附加值的盐从而造成成本升高，同时该方法需要使用极易燃、易爆的萃取剂，因此也存在安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的缺陷，提供一种工艺条件温和、生产安全且成本低的不溶性硫磺的制备方法。

一方面，本发明提供了一种不溶性硫磺的制备方法，该方法包括：

（1）碳化合成：向多硫化物溶液中通入CO₂气体，进行反应，直至溶液中S^2-的含量小于500ppm，收集反应过程中产生的H₂S气体；

（2）分离：对步骤（1）得到的浆料进行过滤分离；

（3）洗涤：对步骤（2）分离得到的滤饼进行洗涤，之后分离；

（4）烘干：对步骤（3）分离得到的滤饼进行烘干。

前述的不溶性硫磺的制备方法，在步骤（1）中，所述多硫化物是一价阳离子多硫化物，一价阳离子多硫化物是多硫化钾、多硫化钠、多硫化锂或多硫化铵中的至少一种。

前述的不溶性硫磺的制备方法，在步骤（1）中，所述多硫化物是二价阳离子多硫化物，或者一价阳离子多硫化物与二价阳离子多硫化物的混合物，二价阳离子多硫化物是多硫化钡或多硫化锶中的至少一种；该方法进一步包括：向步骤（2）分离得到的滤饼加入盐酸或硝酸，反应至固体不再溶解，进行分离，得到的滤饼进入所述洗涤步骤。

前述的不溶性硫磺的制备方法，所述多硫化钠的[Na]/[S]为2.0/2.5-3.5，优选2.0/2.71，所述多硫化铵的[NH₄]/[S]为2.0/2.4-3.0，优选2.0/2.43。

前述的不溶性硫磺的制备方法，所述多硫化钡的[Ba]/[S]为1.0/1.5-5.0，优选1.0/4.11，所述多硫化锶的[Sr]/[S]为1.0/1.5-4.0，优选1.0/3.07。

前述的不溶性硫磺的制备方法，在步骤（1）中，所述CO₂气体为窑气或纯CO₂气体，所述CO₂气体的通入速度为2.0-2.5kg/h。

前述的不溶性硫磺的制备方法，在步骤（3）中，所述对步骤（2）分离得到的滤饼进行洗涤包括：按照滤饼与水的质量比为1:4-5，在40-70℃搅拌洗涤1-2小时。

前述的不溶性硫磺的制备方法，在步骤（3）中，所述分离采用压榨压滤。

前述的不溶性硫磺的制备方法，在步骤（4）中，在45-55℃对所述滤饼进行烘干4-6小时。

另一方面，本发明提供了一种不溶性硫磺，通过前述的制备方法得到。

前述的不溶性硫磺，不溶性硫磺（IS）含量为91.35-96.20wt.%，D₅₀为1.28-1.47μm。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：采用本发明的方法制备不溶性硫磺，不需要萃取分离，无需消耗萃取剂，使得本发明的方法工艺条件温和，生产过程安全，此外，还缩短了工艺流程，降低了成本。

附图说明

图1是一价阳离子多硫化物制备不溶性硫磺的工艺流程图。

图2是二价阳离子多硫化物制备不溶性硫磺的工艺流程图。

具体实施方式