[发明专利]橡胶用不溶性硫的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫磺制备技术领域，具体涉及一种橡胶用不溶性硫的制备方法。

背景技术

单质硫俗称硫磺，块状硫磺为淡黄色块状结，粉末为淡黄色粉末，有特殊臭味，能溶于二硫化碳，不溶于水。工业硫磺呈黄色或淡黄色，有块状、粉状、粒状或片状等。有多种同素异形体，斜方硫又叫菱形硫或α～硫，在95.5℃以下最稳定，密度2.1g/cm3，熔点112.8℃，沸点445℃，质脆，不易传热导电；单斜硫又称β～硫，在95.5°以上时稳定，密度1.96g/cm3；弹性硫又称γ～硫是无定形的，不稳定，易转变为α～硫。斜方硫和单斜硫都是由S8环状分子组成，液态时为链状分子组成，蒸气中有S8、S4、S2等分子，1000℃以上时蒸气由S2组成。硫磺作为一种建筑材料中常见的辅助材料，广泛应用于化工厂耐腐蚀结构、公路、桥梁、食品加工厂由抗菌功能的工程结构、排水管和窖井、铁路轨枕机构、路面快速修补等。单质硫有多种同素异形体，在室温下硫的分子以环状S8最为稳定，晶型为斜方相，而当温度变化时，这种环状分子中每个硫原子会出现不等性杂化，与另外两个硫原子之间的键长和键角都会发生变化，导致硫单质的晶格点阵发生变形。硫磺在升温至130～160℃时变为粘度小流动性好的流体，冷却时复原变为固体，而速冷时可生成无定形硫。

现有技术制备的不溶性硫存在稳定性差，不溶性硫含量低的缺点，对于如何提高不溶性硫的稳定性、增加不溶性硫含量缺少技术性解决方案。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种橡胶用不溶性硫的制备方法，具有稳定性好，不溶性硫含量高的优点。

为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种橡胶用不溶性硫的制备方法，所述橡胶用不溶性硫的制备包括以下步骤：

S1：熔融：将硫磺原料粉碎后加热至120～135℃，使硫磺固体变为熔融体；

S2：淬火：向步骤S1中熔融的硫磺中加入防老剂264，升温至210～230℃，加热时间为25～40min，所述防老剂264与硫磺的质量比为1～2:950～2100；然后将高温硫磺液体迅速倒入淬冷剂中急速冷却，得到含有硫磺粒子的悬浊液；

S3：固化：将步骤S2中的悬浊液置于反应器中不断搅拌并加热，控制温度在65～85℃范围内，固化处理140～260min，得到不溶性硫粗产品；

S4：搅拌和粉碎：向步骤S3中的硫磺粗产品中加入分散剂、抗氧化剂和促进剂在转速为600～800r/min的条件下，搅拌30～40min，干燥处理后粉碎，得到硫磺粗组份；

S5：萃取和干燥：向硫磺粗组份中加入甲苯和萘在萃取釜内充分混合，加热萃取釜至65～75℃，混合时间为120～160min，将萃取后的样品经过真空干燥得到固体A；

S6：蒸馏和淬火：称取一定量的氯化聚苯乙烯溶解在氯仿中，并向氯仿中加入固体A，进行蒸馏，待氯仿蒸馏干净后升温到110～120℃，恒温20～40min后降温度缓慢升高至220～250℃，恒温一段时间后将熔融状态的产物迅速倒入淬冷剂中，得到固体样品；

S7：干燥和充油：将淬冷剂中析出的固体样品经过真空干燥、研磨、筛分和充油得到橡胶用不溶性硫。

优选的，所述淬冷剂选用含有碘化钾的冰水混合物。

优选的，所述分散剂选用石蜡和硬脂酸的混合物，所述石蜡与硬脂酸的质量比为1:1.3。

优选的，所述促进剂选用硫化促进剂H。

优选的，所述抗氧化剂选用抗氧剂1010、抗氧剂DLTP和抗氧化剂168质量比为1:1.2:1.4的混合物。

优选的，所述甲苯和萘的投入量的质量比例为1.6:1。

优选的，所述氯化聚苯乙烯与固体A用量的质量比为1:110。

采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：

1、甲苯和萘的溶解度参数与硫磺的溶解度参数非常接近，而且甲苯和萘的极性较低，当两者混合在一起时，混合液的溶解度参数和极性均是可以调节的，使其在极性尽可能小的情况下溶解度参数更加接近硫磺的溶解度参数。

2、选用抗氧剂1010、抗氧剂DLTP和抗氧化剂168质量比为1:1.2:1.4的混合物，是因为三者之间在抗氧化方面存在协同作用。三者按照质量比为抗氧剂1010：抗氧剂DLTP：168＝1:1.2:1.4的比例进行配比时，所制得的产品的抗氧化性更强，防止硫磺被氧化剂氧化。