本發(fā)明涉及硫磺領(lǐng)域，具體涉及一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝。

背景技術(shù)：

不溶性硫磺(insolublesulfur)是一種無毒、可燃的黃色粉末，因其不溶于二硫化碳而得名。它經(jīng)普通硫磺熱聚合制得,分子鏈上的硫原子數(shù)高達108以上，有高聚物的粘彈性和分子量分布，因此也稱彈性硫或聚合硫，屬于無機高分子化工原料。

不溶性硫磺，它主要作為一種橡膠工業(yè)的高級促進劑和硫化劑被廣泛應(yīng)用于輪胎及其它橡膠復(fù)合制品的生產(chǎn)制造中，諸如輪胎的胎體膠料、緩沖膠料、白胎側(cè)膠及翻胎、膠管、膠帶等橡膠與骨架材料粘合的膠料中，也可用于電纜、膠輥、油封、膠鞋等橡膠制品的膠料中，同時也應(yīng)用于硫磺用量大的淺色橡膠制品中。由于不溶性硫磺能使子午線、鋼絲與橡膠粘貼更牢固，有效防止膠料噴霜，提高輪胎的耐熱、耐磨性能。因此，不溶性硫磺是輪胎生產(chǎn)中必不可少的重要原料。硫磺的粒徑越小各種功能也越突出，但硫磺很容易團聚，密度也比較大，更不易溶于各種溶劑中，從而限制了硫磺在各個領(lǐng)域的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，可有效改善不溶性硫磺的穩(wěn)定性和分散性。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于溶劑中，再加入四針狀納米氧化鋅、氣相白碳黑，攪拌分散后超聲分散，之后再攪拌分散，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機中進行混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與穩(wěn)定助劑放入研磨機研磨，使硫磺粒徑達到240-280目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至140-160℃進行熔硫，保溫攪拌15-20min，將熔融液體用計量泵打入升溫灌中，升溫至420-460℃，保溫2-3h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進行固化，之后過濾、萃取，過濾后再加入穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)將不溶性硫磺粉經(jīng)過篩分、充油后分即得成品，包裝入庫。

優(yōu)選地，所述四針狀納米氧化鋅的粒徑為60-90nm，氣相白碳黑的粒徑為10-30nm。

優(yōu)選地，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑、四針狀納米氧化鋅、氣相白碳黑、原料硫磺的質(zhì)量比為1：4-6：1-2：200-240。

優(yōu)選地，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑為單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑或配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述溶劑為石油醚。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中攪拌分散20-30min后超聲分散10-15min，之后再攪拌分散10-15min。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中穩(wěn)定助劑為混合料量的0.1-0.2％。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中的穩(wěn)定助劑與步驟(5)中穩(wěn)定助劑的質(zhì)量比為1：0.5-2。

本發(fā)明中的穩(wěn)定助劑為常用的穩(wěn)定助劑鹵素給予體、烯烴或氧化還原體。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明了采用四針狀納米氧化鋅、氣相白碳黑為主要改性劑對硫磺進行改性，其中四針狀納米氧化鋅由于其獨特的空間效應(yīng)，對硫磺具有完全各向同性的改性作用，再配合加入適量的氣象白碳黑，兩種納米粒子相結(jié)合，并采用鈦酸酯偶對兩種納米粒子改性，可有效加強不溶性硫磺的高溫穩(wěn)定性。將原料硫磺與改性納米粉末高速混合后，再與穩(wěn)定助劑再研磨機中研磨，可有效增強各原料組分之間的接觸，之后再進行熔硫、升溫、固化、萃取，再于干燥前加入一定量的穩(wěn)定助劑，可使不溶性硫磺的穩(wěn)定性更好，分散性更高。由本發(fā)明制備工藝制備得到的不溶性硫磺，穩(wěn)定性高，分散性好，所得成品不溶性硫磺含量為93-95％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性在83％以上，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性在54％以上。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將1份單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于石油醚中，再加入6份粒徑為80nm的四針狀納米氧化鋅、1.5份粒徑為30nm的氣相白碳黑，攪拌分散30min后超聲分散15min，之后再攪拌分散12min，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將200份原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機中進行高速混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與4份穩(wěn)定助劑放入研磨機中進行研磨，使硫磺粒徑達到240目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至160℃進行熔硫，保溫攪拌20min，將熔融液體用計量泵打入升溫灌中，升溫至420℃，保溫3h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進行固化，之后過濾、萃取，過濾后再加入2份穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)不溶性硫磺粉經(jīng)過篩分、充油后分即得成品，包裝入庫。

經(jīng)檢測，上述成品不溶性硫磺含量為95％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性為85％，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性為56％。

實施例2：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將1份單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于石油醚中，再加入5份粒徑為60nm的四針狀納米氧化鋅、1份粒徑為10nm的氣相白碳黑，攪拌分散20min后超聲分散12min，之后再攪拌分散10min，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將240份原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機中進行高速混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與2.4份穩(wěn)定助劑放入研磨機中進行研磨，使硫磺粒徑達到280目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至150℃進行熔硫，保溫攪拌15min，將熔融液體用計量泵打入升溫灌中，升溫至450℃，保溫2.5h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進行固化，之后過濾、萃取，過濾后再加入4.8份穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)不溶性硫磺粉經(jīng)過篩分、充油后分即得成品，包裝入庫。

經(jīng)檢測，上述成品不溶性硫磺含量為94.5％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性為83％，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性為55％。

實施例3：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將1份配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于石油醚中，再加入4份粒徑為90nm的四針狀納米氧化鋅、2份粒徑為20nm的氣相白碳黑，攪拌分散25min后超聲分散10min，之后再攪拌分散15min，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將200份原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機中進行高速混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與2份穩(wěn)定助劑放入研磨機中進行研磨，使硫磺粒徑達到260目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至140℃進行熔硫，保溫攪拌18min，將熔融液體用計量泵打入升溫灌中，升溫至460℃，保溫2h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進行固化，之后過濾、萃取，過濾后再加入2份的穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)不溶性硫磺粉經(jīng)過篩分、充油后分即得成品，包裝入庫。

經(jīng)檢測，上述成品不溶性硫磺含量為93％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性為84％，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性為54％。

實施例4：

一種改性高分散性不溶性硫磺的制備工藝，包括以下步驟：

(1)先將1份配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于石油醚中，再加入6份粒徑為60nm的四針狀納米氧化鋅、2份粒徑為20nm的氣相白碳黑，攪拌分散30min后超聲分散10min，之后再攪拌分散15min，最后經(jīng)減壓干燥得改性納米粉末；

(2)將220份原料硫磺與改性納米粉末一起于高速混合機中進行高速混合，直至混合均勻，得混合料；之后將混合料與4.5份穩(wěn)定助劑放入研磨機中進行研磨，使硫磺粒徑達到260目，得研磨料；

(3)將研磨料加熱至140℃進行熔硫，保溫攪拌20min，將熔融液體用計量泵打入升溫灌中，升溫至430℃，保溫2h；

(4)將上述高溫熔體霧化后迅速噴入水溶液中急速冷卻，得到懸濁液；

(5)將該懸濁液送入帶有攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進行固化，之后過濾、萃取，過濾后再加入4.5份穩(wěn)定助劑，加熱減壓干燥，得不溶性硫磺粉；

(6)不溶性硫磺粉經(jīng)過篩分、充油后分即得成品，包裝入庫。

經(jīng)檢測，上述成品不溶性硫磺含量為94％，105℃/15min的高熱穩(wěn)定性為85％，120℃/15min的高熱穩(wěn)定性為56％。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。