[发明专利]一种聚合物包覆硫磺微胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种可用作橡胶硫化剂的包覆改性硫磺的工艺与配方，特别涉及一种聚合物包覆改性硫磺的工艺与配方。

背景技术

硫磺作为一种重要的橡胶助剂，应用于天然橡胶和各种合成橡胶的生产中以提高胶料的性能使其满足在生产实践中的应用。硫磺在一定的温度和压力下，能够参与橡胶的硫化过程，通过与橡胶发生化学作用生成一个或多个硫原子的连接使之交联形成三维空间网状结构，硫化后的橡胶其弹性、硬度、拉伸等性能都能得到很大的改善。硫磺在轮胎行业中属于最重要的硫化剂，也是最优异的交联剂，以硫磺作为交联剂制备的硫化胶具有良好的弹性以及抗屈挠性能。

目前大量用于橡胶工业中的硫磺硫化剂主要是单质硫，具有稳定的斜方晶型，每个硫分子由八个硫原子构成，呈环状结构。但由于胶料在混炼过程中，随着温度的不断升高，普通硫磺在胶料中的溶解度也越来越大，从而造成在混料阶段已经形成良好分散的硫磺在停放温度下，由于温度的降低重新离开胶料体系，迁移到胶料的表面，即形成轮胎生产中所谓的“喷霜”现象。正是由于其在橡胶中溶解度的缺陷，使混炼胶在停放冷却过程当中，制品中过量的硫磺会以结晶形式迁移到橡胶表面，影响了产品的外观并降低了制品的粘合性。

不溶性硫磺是一种聚合物硫磺，分子链由几千至几万个硫原子构成，其相对分子量较大，并且可以很好的分散于橡胶中，能够有效的避免“喷霜”，已经广泛的应用于子午线轮胎的生产中，但是不溶性硫磺仍然存在着大量的问题，包括纯度低、分散性不好、成本高、高温稳定性差、萃取过程中运用大量高挥发性有机溶剂等，制约了不溶性硫磺的应用。

硫磺微胶囊在橡胶混炼阶段有效的包覆硫磺并使其良好的分散于混炼胶中，达到硫化温度以上时，包壳层软化或者破裂降解释放出硫磺，或者使熔融硫磺通过壳材的多孔结构流出，从而实现硫化橡胶的目的。该产品可解决普通硫磺用于混炼胶时产生的“喷霜”问题，同时又能避免不溶性硫磺生产中成本高、能耗大、设备腐蚀严重、操作危险等问题。

发明内容

本发明公开了一种生产聚合物包覆硫磺的工艺及配方，聚合物主要由聚甲基丙烯酸甲酯组成。本发明经原位接枝聚合法制备出聚合物包覆硫磺的微胶囊，其芯材是在保护胶体聚乙烯醇的存在下生成的硫磺单质，硫磺表面经改性后在表面形成活性位点，聚甲基丙烯酸甲酯在引发剂存在下在表面活性位点进行原位接枝聚合，生成聚甲基丙烯酸甲酯包覆材料。复合材料的优点是有效得将硫磺包覆在内，避免混炼胶的喷霜现象。本发明制备出的包覆硫磺生产过程中安全环保，释放率高，硫磺含量高，成本低廉，可以用作橡胶硫化剂。

1.一种生产包覆性硫磺的工艺及配方，其特征在于：它由以下原料组成，且其各组分的重量份数比为：

聚合物包覆硫磺的制备方法如下：

(1)将10ml质量分数为1％～5％的PVA溶液与90ml水均匀混合，加入1g～5g五水硫代硫酸钠溶解后加入0.8ml质量分数为37％的盐酸，室温下反应3小时后，离心水洗三次；

(2)将上述硫磺单质分散到含有0.01g～0.05gPVP分散剂的100ml乙醇中，加入5ml水，超声分散30分钟，制备硫磺的乙醇分散液；

(3)将上述硫磺分散液转移到烧杯中，室温下调节转速400转/分钟，加入氨水0.5～4ml，搅拌条件下加入1～8mlKH570，反应12小时，生成改性硫磺；

(4)将上述改性硫磺转移到三口烧瓶中，转移到70℃油浴中，充氮气30分钟，用恒压滴液漏斗滴加含有0.5～8ml甲基丙烯酸甲酯和0.01～0.05gAIBN的10ml乙醇溶液，待滴加完毕后，恒温反应4小时；

(5)反应结束后，将产物冰浴搅拌30分钟，抽滤，醇洗，放入烘箱中干燥，可得聚甲基丙烯酸甲酯包覆硫磺产品。

1.据权利要求1所述的包覆性硫磺的制备方法，其特征在于：外层的PMMA壳层与硫磺表面形成化学作用，紧密包覆在硫磺表面。

2.据权利要求1所述的包覆性硫磺的制备方法，其特征在于：外层壳材的存在使硫磺的热稳定性提高。

3.据权利要求1所述的包覆性硫磺的制备方法，其特征在于：硫磺经过外层壳材包覆改性后物理分散性提高。

4.据权利要求1所述的包覆性硫磺的制备方法，其特征在于：应用本发明方法制备的硫磺微胶囊的粒径可以随意调节。

5.据权利要求1所述的包覆性硫磺的制备方法，其特征在于：所制备的硫磺微胶囊的硫磺含量为90％以上。