CN104724679B - 充油型不溶性硫磺及其制备方法和应用以及离子液体作为稳定剂的应用 - Google Patents
充油型不溶性硫磺及其制备方法和应用以及离子液体作为稳定剂的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104724679B CN104724679B CN201510116555.7A CN201510116555A CN104724679B CN 104724679 B CN104724679 B CN 104724679B CN 201510116555 A CN201510116555 A CN 201510116555A CN 104724679 B CN104724679 B CN 104724679B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- insoluble sulfur
- oil
- sulfur
- weight portion
- filled type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/12—Insoluble sulfur (mu-sulfur)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
本发明公开了一种充油型不溶性硫磺及其制备方法和应用,本发明进一步提供了离子液体作为用于不溶性硫磺充油过程的稳定剂的应用。本发明以离子液体作为不溶性硫磺充油过程中的稳定剂,由此形成的充油型不溶性硫磺显示出更高的稳定性,即使经较长时间的贮存后,仍然显示出较高的稳定性,明显延长了不溶性硫磺的存放时间。并且,本发明采用离子液体作为稳定剂,可以在温度较低的充油过程中使用,一方面避免了由于稳定剂在高温下挥发甚至分解而产生的计量不准确,另一方面在生产过程中不会由于稳定剂挥发甚至分解而产生有毒有害气体。
Description
技术领域
本发明涉及一种充油型不溶性硫磺及其制备方法和应用,本发明还涉及离子液体作为用于不溶性硫磺充油过程的稳定剂的应用。
背景技术
不溶性硫磺,又称聚合硫,是由普通硫磺(即,原料硫磺)开环聚合而成的长链聚合物,因其不溶于二硫化碳而得名。与普通硫磺不同,不溶性硫磺在橡胶中的溶解性很小,因此,不溶性硫磺主要作为一种橡胶硫化剂而被广泛应用于高等级轮胎等橡胶制品的生产中,而不用担心喷霜。不溶性硫磺的制备方法主要有高温气相法和低温熔融法两种。
不溶性硫磺由普通硫磺聚合而成,形成的聚合物链两端均为硫原子,位于聚合物两端的硫原子的外层电子数只有7个,如不经稳定化处理,聚合物链将从两个端基开始以较快的速度断裂,最终转变成为在常温下稳定的斜方晶体硫。因此,需要对不溶性硫磺进行稳定化处理。通常的稳定化处理方法为在不溶性硫磺的生产过程(一般为熔融聚合反应过程)中引入稳定剂,使不溶性硫磺聚合物链两端硫原子的外层电子数达到为8个的稳定结构,从而抑制聚合物链的断裂。
目前常用的稳定剂主要包括以下几个系列及其复配物:卤素给予体,如卤素单质、含卤素化合物(如S2Cl2、SOCl2、POCl3、SiCl4、TiCl4、KI);烯烃,如十四碳烯、十八碳烯、异戊二烯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、松节油;氧化还原型稳定剂,如使用FeCl3和HNO3的水溶液作为稳定剂等。
但是,现有的稳定剂的稳定效果仍然不理想。并且,现有的稳定剂需要在较高的温度下与不溶性硫磺接触才能实现稳定的目的,因此,稳定剂一般在熔融聚合反应过程中引入。然而,稳定剂在较高的温度下容易发生挥发甚至分解,一方面产生不良气体,另一方面导致计量不准确。
因此,亟需开发具有更高稳定效果,能在较低的温度下应用的不溶性硫磺用稳定剂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的不溶性硫磺用稳定剂的稳定效果仍然不理想的技术问题。
本发明的发明人经过研究和探索,发现:使用离子液体作为不溶性硫磺的稳定剂,特别是在不溶性硫磺充油过程中使用离子液体作为稳定剂,得到的充油型不溶性硫磺具有明显提高的稳定性。在此基础上完成了本发明。
根据本发明的第一个方面,本发明提供了一种充油型不溶性硫磺,该充油型不溶性硫磺含有不溶性硫磺、填充油和离子液体,相对于100重量份不溶性硫磺,所述离子液体的含量为0.1-5重量份。
根据本发明的第二个方面,本发明提供了一种充油型不溶性硫磺的制备方法,该方法包括将不溶性硫磺和离子液体与填充油混合,相对于100重量份不溶性硫磺,所述离子液体的用量为0.1-5重量份。
根据本发明的第三个方面,本发明提供了由本发明的方法制备的充油型不溶性硫磺。
根据本发明的第四个方面,本发明提供了所述充油型不溶性硫磺作为硫化剂的应用。
根据本发明的第五个方面,本发明提供了离子液体作为用于不溶性硫磺充油过程的稳定剂的应用。
本发明以离子液体作为不溶性硫磺充油过程中的稳定剂,由此形成的充油型不溶性硫磺显示出更高的稳定性,即使经较长时间的贮存后,仍然显示出较高的稳定性,明显延长了不溶性硫磺的存放时间。具体地,本发明提供的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性能够达到75%以上,在120℃/15min的稳定性则能够达到35%以上,在30℃存放2个月后的稳定性没有明显下降,在105℃/15min的稳定性仍然能够保持在70%以上,在120℃/15min的稳定性能够达到30%以上。
并且,采用离子液体作为稳定剂,可以在温度较低的充油过程中使用,一方面避免了由于稳定剂在高温下挥发甚至分解而产生的计量不准确,另一方面在生产过程中不会由于稳定剂挥发甚至分解而产生有毒有害气体。
具体实施方式
不溶性硫磺由原料硫磺(如S8)经开环聚合而成,聚合物两端的硫原子为具有7个电子的非饱和结构,该结构为不稳定结构,需要在不溶性硫磺的不同生产环节中引入稳定剂,进行稳定化。不溶性硫磺本身为粉末状,易于产生粉尘,不利于运输,同时还容易发生团聚。因此,通常将不溶性硫磺进行充油,以改善不溶性硫磺的运输性能和分散性能。本发明以离子液体作为不溶性硫磺的稳定剂,在充油过程中添加离子液体,能够明显提高充油型不溶性硫磺的稳定性,同时充油过程通常在较低的温度下进行,能够有效地避免稳定剂在高温下挥发甚至分解。
由此,本发明提供了一种充油型不溶性硫磺,该充油型不溶性硫磺含有不溶性硫磺、填充油和离子液体。
所述离子液体作为稳定剂,其阴离子与不溶性硫磺的两个端基相互作用,使端基硫形成8电子的饱和稳定结构。所述离子液体的阴离子应当为能够与不溶性硫磺的端基硫原子相互作用,使其形成稳定结构的端基。具体地,所述离子液体的阴离子可以选自卤素离子、ClO4 -、AlCl4 -、CuCl2 -、Cu2Cl3 -、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、PO3 -和NO3 -。所述卤素离子优选为Cl-、Br-或I-。
所述离子液体的阳离子可以为离子液体中常见的阳离子,具体可以选自烷基咪唑阳离子、烷基吡咯阳离子、烷基吡啶阳离子、烷基铵阳离子和烷基膦阳离子。
所述离子液体可以商购得到,也可以采用常规方法制备,本文不再详述。
所述离子液体的含量可以根据不溶性硫磺的含量进行选择,以能够将不溶性硫磺的端基硫原子饱和为准。一般地,相对于100重量份不溶性硫磺,所述离子液体的含量可以为0.1-5重量份,优选为0.1-3重量份,更优选为0.1-1重量份,进一步优选为0.2-0.6重量份。
本发明对于所述填充油的含量没有特别限定,可以为常规选择。一般地,相对于100重量份不溶性硫磺,所述填充油的含量可以为10-35重量份。所述填充油的种类可以为常规选择,具体可以为芳烃油和/或环烷油。
优选地,所述充油型不溶性硫磺还含有烷基磺酸盐和/或甘油硬脂酸酯,这样能够获得更好的填充效果。烷基磺酸盐和甘油硬脂酸酯的含量可以根据填充油的用量进行选择。一般地,相对于100重量份不溶性硫磺,烷基磺酸盐的含量可以为0.1-0.5重量份,优选为0.12-0.3重量份;和/或甘油硬脂酸酯的含量可以为0.1-2重量份,优选为0.1-0.5重量份,更优选为0.12-0.3重量份。所述烷基磺酸盐可以为烷基磺酸的金属盐和/或烷基磺酸的铵盐,烷基磺酸的金属盐的具体实例可以为烷基磺酸的碱金属盐(如锂盐和/或钠盐)和烷基磺酸的碱土金属盐(如镁盐和/或钙盐)。烷基磺酸中的烷基的碳原子数可以为12-16个。
所述不溶性硫磺可以为常见的各种通过将原料硫磺进行熔融聚合而得到的不溶性硫磺。具体可以采用下文所述方法制备,此处暂不详述。
本发明还提供了一种充油型不溶性硫磺的制备方法,该方法包括将不溶性硫磺和离子液体与填充油混合。所述离子液体和填充油的种类在前文已经进行了详细的描述,此处不再详述。
所述离子液体的用量以能够实现使不溶性硫磺聚合物链两端的硫原子稳定化为准。一般地,相对于100重量份不溶性硫磺,所述离子液体的用量为0.1-5重量份,优选为0.1-3重量份,更优选为0.1-1重量份,进一步优选为0.2-0.6重量份。
所述填充油的用量可以为常规选择。一般地,相对于100重量份不溶性硫磺,所述填充油的用量可以为10-35重量份。
所述不溶性硫磺可以为采用常见的各种方法将原料硫磺进行聚合而得到的不溶性硫磺。在一种实施方式中,所述不溶性硫磺的制备方法包括:将原料硫磺进行熔融聚合,并将聚合得到的混合物进行急冷。本文中,“原料硫磺”与不溶性硫磺相对,是指用于制备不溶性硫磺的原料,可以为各种用于制备不溶性硫磺的原料硫磺。
优选地,所述聚合在白炭黑的存在下进行,这样能够进一步提高制备的不溶性硫磺的稳定性。所述白炭黑的用量可以根据原料硫磺的量确定。具体地,相对于100重量份原料硫磺,所述白炭黑的用量可以为0.01-1重量份,优选为0.01-0.5重量份,更优选为0.01-0.1重量份,进一步优选为0.02-0.05重量份。
所述白炭黑的粒径优选为20-500nm,更优选为50-100nm。所述粒径是指体积平均粒径,可以采用激光粒度仪测定。
可以通过将白炭黑添加到原料硫磺熔体中,从而实现在白炭黑的存在下进行熔融聚合。一般地,可以在130-155℃的温度下,将原料硫磺熔融,将白炭黑添加到原料硫磺熔体中并混合均匀,然后将熔体温度提高至聚合温度,从而实现在白炭黑的存在下,使原料硫磺进行熔融聚合反应。
本发明对于熔融聚合反应的条件没有特别限定,可以为常规选择。一般地,所述熔融聚合反应可以在180-350℃的温度下进行,优选在200-300℃的温度下进行。所述熔融聚合反应的持续时间可以根据熔融聚合的温度进行选择。一般地,所述熔融聚合反应的持续时间可以为10-60分钟。
将聚合得到的混合物进行急冷,从而得到含有不溶性硫磺的固体混合物。本发明对于急冷的方法没有特别限定,可以采用常规方法。一般地,可以通过将聚合得到的混合物与急冷剂接触,从而实现使处于聚合条件下的液体混合物转变成为固体混合物。所述急冷剂可以为能够实现上述功能的各种物质,例如:水、二硫化碳、四氯化碳、苯、甲苯和丁烷。优选地,所述急冷剂为水,如冰水。可以采用各种方法使聚合得到的混合物与急冷剂接触。具体地,可以利用载气将聚合得到的混合物喷射入急冷剂中,所述载气可以为非活性气体,如氮气和/或零族元素气体(如氩气)。
急冷完成后,可以通过固液分离,分离出固体混合物。固液分离出的固体混合物可以进一步进行干燥,以脱除其中的急冷剂。所述干燥可以在常规条件下进行。一般地,所述干燥可以在50-70℃的温度下进行,所述干燥的时间可以根据进行干燥的温度进行选择。一般地,所述干燥的时间可以为2-24小时。所述干燥可以在常压(即,1个标准大气压)下进行,也可以在减压的条件下进行。
急冷得到的固体混合物在含有不溶性硫磺的同时,还可能含有可溶性硫磺。根据具体需要,可以对急冷得到的固体混合物进行萃取,以提取出其中的可溶性硫磺,从而得到纯度等级更高的不溶性硫磺。萃取所用的萃取剂可以为各种能够将可溶性硫磺从所述固体混合物中提取出来的物质,具体可以为二硫化碳和/或四氯化碳。
从进一步提高萃取效率的角度出发,优选先将所述固体混合物进行破碎后,再进行萃取。更优选地,从破碎物中筛选粒径不大于75μm的颗粒进行萃取,粒径更大的颗粒则可以返回破碎工序中进行进一步破碎。
采用本发明的方法制备的充油型不溶性硫磺具有更高的稳定性。
由此,本发明还提供了一种由本发明的方法制备的充油型不溶性硫磺。
本发明提供的充油型不溶性硫磺具有广泛的用途,特别适于作为硫化剂,特别是作为橡胶的硫化剂。
以下结合实施例详细说明本发明,但不因此限定本发明的范围。
以下实施例和对比例中,采用HGT 2525-2011中规定的方法测定制备的充油型不溶性硫磺的稳定性以及不溶性硫磺的含量。
实施例1-8用于说明本发明。
实施例1
(1)熔融聚合反应
将2.0kg纯度>99.9%的工业硫磺加入到容量为2L的反应釜中,通入氮气保护,升温至140℃,保持20分钟,然后加入白炭黑(体积平均粒径为100nm)。其中,相对于100重量份工业硫磺,白炭黑的用量为0.02重量份。搅拌均匀后,升温至260℃,保持30分钟,以进行聚合反应。
(2)急冷
反应结束后以高压氮气作为载气,将反应釜内的液体混合物喷入10kg冰水浴中。
(3)干燥
从冰水浴中分离出固体混合物,并将其置于温度为65℃的鼓风干燥箱内,干燥24小时。
(4)萃取
将经干燥的固体混合物用破碎机破碎后,筛取粒径不大于75μm的固体颗粒,用二硫化碳进行萃取,将得到的萃余物置于50℃的鼓风干燥箱中干燥3小时,从而得到不溶性硫磺。
(5)充油
将步骤(4)得到的不溶性硫磺与环烷油(购自上海多康实业有限公司,牌号为4010)、十二烷基磺酸钠和[BMIM]I(即,碘化1-丁基-3-甲基咪唑)按重量比3.5:1:0.01:0.01混合,从而得到充油型不溶性硫磺。其中,充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为77.1重量%。
经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为80%,在120℃/15min的稳定性为44%。将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月,测定在其105℃/15min的稳定性为79%,在120℃/15min的稳定性为42%。
对比例1
采用与实施例1相同的方法制备充油型不溶性硫磺,不同的是,步骤(5)中不使用离子液体[BMIM]I。
得到的充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为77.3重量%。经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为56%,在120℃/15min的稳定性为10%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为49%,在120℃/15min的稳定性为1%。
实施例2
采用与实施例1相同的方法制备充油型不溶性硫磺,不同的是,步骤(1)中,不使用白炭黑。
得到的充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为77重量%。经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为74%,在120℃/15min的稳定性为35%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为72%,在120℃/15min的稳定性为34%。
对比例2
采用与实施例2相同的方法制备充油型不溶性硫磺,不同的是,步骤(5)中不使用离子液体[BMIM]I。
得到的充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为77.2重量%。经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为54%,在120℃/15min的稳定性为8%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为30%,在120℃/15min的稳定性为0%。
实施例3
(1)熔融聚合反应
将2.0kg纯度>99.9%的工业硫磺加入到容量为2L的反应釜中,通入氮气保护,升温至140℃,保持20分钟,然后加入白炭黑(体积平均粒径为50nm)。其中,相对于100重量份工业硫磺,白炭黑的用量为0.02重量份。搅拌均匀后,升温至260℃,保持30分钟,以进行聚合反应。
(2)急冷
反应结束后以高压氮气作为载气,将反应釜内的液体混合物喷入10kg冰水浴中。
(3)干燥
从冰水浴中分离出固体混合物,并将其置于温度为80℃的鼓风干燥箱内,干燥4小时。
(4)萃取
将经干燥的固体混合物用破碎机破碎后,筛取粒径不大于75μm的固体颗粒,用二硫化碳进行萃取,将得到的萃余物置于50℃的鼓风干燥箱中干燥3小时,从而得到不溶性硫磺。
(5)充油
将步骤(4)得到的不溶性硫磺与环烷油(购自上海多康实业有限公司,牌号为4010)、甘油硬脂酸酯和[BMIM][Cu2Cl3]按重量比3.5:1:0.01:0.01混合,从而得到充油型不溶性硫磺。其中,充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为77.0重量%。
经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为81%,在120℃/15min的稳定性为46%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为79%,在120℃/15min的稳定性为44%。
实施例4
(1)熔融聚合反应
将2.0kg纯度>99.9%的工业硫磺加入到容量为2L的反应釜中,通入氮气保护,升温至140℃,保持20分钟,然后加入白炭黑(体积平均粒径为100nm)。其中,相对于100重量份工业硫磺,白炭黑的用量为0.04重量份。搅拌均匀后,升温至300℃,保持20分钟,以进行聚合反应。
(2)急冷
反应结束后以高压氮气作为载气,将反应釜内的液体混合物喷入10kg冰水浴中。
(3)干燥
从冰水浴中分离出固体混合物,并将其置于温度为65℃的鼓风干燥箱内,干燥24小时。
(4)萃取
将经干燥的固体混合物用破碎机破碎后,筛取粒径不大于75μm的固体颗粒,用二硫化碳进行萃取,将得到的萃余物置于50℃的鼓风干燥箱中干燥3小时,从而得到不溶性硫磺。
(5)充油
将步骤(4)得到的不溶性硫磺与环烷油(购自上海多康实业有限公司,牌号为4010)、甘油硬脂酸酯和[MPyr]BF4(即,N-甲基吡咯四氟硼酸盐)按重量比3.5:1:0.01:0.01混合,从而得到充油型不溶性硫磺。其中,充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为76.5重量%。
经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为80%,在120℃/15min的稳定性为45%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为78%,在120℃/15min的稳定性为42%。
实施例5
采用与实施例4相同的方法制备充油型不溶性硫磺,不同的是,步骤(5)中不使用甘油硬脂酸酯。
得到的充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为77.1重量%。经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为78%,在120℃/15min的稳定性为42%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为75%,在120℃/15min的稳定性为40%。
实施例6
(1)熔融聚合反应
将2.0kg纯度>99.9%的工业硫磺加入到容量为2L的反应釜中,通入氮气保护,升温至145℃,保持20分钟,然后加入白炭黑(体积平均粒径为100nm)。其中,相对于100重量份工业硫磺,白炭黑的用量为0.05重量份。搅拌均匀后,升温至200℃,保持60分钟,以进行聚合反应。
(2)急冷
反应结束后以高压氮气作为载气,将反应釜内的液体混合物喷入10kg冰水浴中。
(3)干燥
从冰水浴中分离出固体混合物,并将其置于温度为65℃的鼓风干燥箱内,干燥24小时。
(4)萃取
将经干燥的固体混合物用破碎机破碎后,筛取粒径不大于75μm的固体颗粒,用二硫化碳进行萃取,将得到的萃余物置于50℃的鼓风干燥箱中干燥3小时,从而得到不溶性硫磺。
(5)充油
将步骤(4)得到的不溶性硫磺与环烷油(购自上海多康实业有限公司,牌号为4010)、十二烷基磺酸钠、甘油硬脂酸酯、[BMIM]I和[BMIM][Cu2Cl3]按重量比3.5:1:0.01:0.005:0.005:0.005混合,从而得到充油型不溶性硫磺。其中,充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为77.1重量%。
经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为83%,在120℃/15min的稳定性为48%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为82%,在120℃/15min的稳定性为47%。
实施例7
(1)熔融聚合反应
将2.0kg纯度>99.9%的工业硫磺加入到容量为2L的反应釜中,通入氮气保护,升温至150℃,保持10分钟,然后加入白炭黑(体积平均粒径为100nm)。其中,相对于100重量份工业硫磺,白炭黑的用量为0.04重量份。搅拌均匀后,升温至250℃,保持60分钟,以进行聚合反应。
(2)急冷
反应结束后以高压氮气作为载气,将反应釜内的液体混合物喷入10kg冰水浴中。
(3)干燥
从冰水浴中分离出固体混合物,并将其置于温度为65℃的鼓风干燥箱内,干燥24小时。
(4)萃取
将经干燥的固体混合物用破碎机破碎后,筛取粒径不大于75μm的固体颗粒,用二硫化碳进行萃取,将得到的萃余物置于50℃的鼓风干燥箱中干燥3小时,从而得到不溶性硫磺。
(5)充油
将步骤(4)得到的不溶性硫磺与环烷油(购自上海多康实业有限公司,牌号为4010)、[EMIM]BF4、十二烷基磺酸钠和甘油硬脂酸酯按重量比3.5:1:0.02:0.005:0.01混合,从而得到充油型不溶性硫磺。其中,充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为76.4重量%。
经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为82%,在120℃/15min的稳定性为46%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为79%,在120℃/15min的稳定性为42%。
实施例8
(1)熔融聚合反应
将2.0kg纯度>99.9%的工业硫磺加入到容量为2L的反应釜中,通入氮气保护,升温至130℃,保持10分钟,然后加入白炭黑(体积平均粒径为100nm)。其中,相对于100重量份工业硫磺,白炭黑的用量为0.04重量份。搅拌均匀后,升温至250℃,保持60分钟,以进行聚合反应。
(2)急冷
反应结束后以高压氮气作为载气,将反应釜内的液体混合物喷入10kg冰水浴中。
(3)干燥
从冰水浴中分离出固体混合物,并将其置于温度为65℃的鼓风干燥箱内,干燥24小时。
(4)萃取
将经干燥的固体混合物用破碎机破碎后,筛取粒径不大于75μm的固体颗粒,用二硫化碳进行萃取,将得到的萃余物置于50℃的鼓风干燥箱中干燥3小时,从而得到不溶性硫磺。
(5)充油
将步骤(4)得到的不溶性硫磺与环烷油(购自上海多康实业有限公司,牌号为4010)、[BMIM]PF6和甘油硬脂酸酯按重量比4:1:0.015:0.005混合,从而得到充油型不溶性硫磺。其中,充油型不溶性硫磺中,不溶性硫磺的含量为76.9重量%。
经检测,得到的充油型不溶性硫磺在105℃/15min的稳定性为81%,在120℃/15min的稳定性为44%;将制备的充油型不溶性硫磺在30℃下放置2个月后,测定其在105℃/15min的稳定性为79%,在120℃/15min的稳定性为43%。
实施例1-8的结果证实,通过在充油时采用离子液体作为稳定剂,能够明显提高制备的充油型不溶性硫磺的稳定性,延长充油型不溶性硫磺的存放时间。
Claims (16)
1.一种充油型不溶性硫磺,该充油型不溶性硫磺含有不溶性硫磺、填充油和离子液体,相对于100重量份不溶性硫磺,所述离子液体的含量为0.1-5重量份,所述离子液体的阴离子能够与不溶性硫磺的两个端基相互作用,使端基硫形成8电子的饱和稳定结构。
2.根据权利要求1所述的充油型不溶性硫磺,其中,所述离子液体的阴离子选自卤素离子、ClO4 -、AlCl4 -、CuCl2 -、Cu2Cl3 -、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、PO3 -和NO3 -。
3.根据权利要求1所述的充油型不溶性硫磺,其中,相对于100重量份不溶性硫磺,所述填充油的含量为10-35重量份。
4.根据权利要求1或3所述的充油型不溶性硫磺,其中,该不溶性硫磺还含有烷基磺酸盐和/或甘油硬脂酸酯,相对于100重量份填充油,所述烷基磺酸盐的含量为0.1-0.5重量份,和/或所述甘油硬脂酸酯的总量为0.1-2重量份。
5.一种充油型不溶性硫磺的制备方法,该方法包括将不溶性硫磺和离子液体与填充油混合,相对于100重量份不溶性硫磺,所述离子液体的用量为0.1-5重量份,所述离子液体的阴离子能够与不溶性硫磺的两个端基相互作用,使端基硫形成8电子的饱和稳定结构。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述离子液体的阴离子选自卤素离子、ClO4 -、AlCl4 -、CuCl2 -、Cu2Cl3 -、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、PO3 -和NO3 -。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,所述不溶性硫磺的制备方法包括:将原料硫磺进行熔融聚合,并将聚合得到的混合物进行急冷。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述聚合在白炭黑的存在下进行,相对于100重量份原料硫磺,所述白炭黑的用量为0.01-1重量份。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其中,所述聚合在180-350℃的温度下进行,持续时间为10-60分钟。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述不溶性硫磺的制备方法还包括:将急冷得到的固体混合物进行萃取,以除去可溶性硫磺。
11.根据权利要求5所述的方法,其中,相对于100重量份不溶性硫磺,所述填充油的用量为10-35重量份。
12.根据权利要求5-8、10和11中任意一项所述的方法,其中,所述混合在烷基磺酸盐和/或甘油脂肪酸酯的存在下进行,相对于100重量份不溶性硫磺,所述烷基磺酸盐的用量为0.1-0.5重量份,和/或所述甘油脂肪酸酯的用量为0.1-2重量份。
13.一种由权利要求5-12中任意一项所述的方法制备的充油型不溶性硫磺。
14.权利要求1-4中任意一项所述的充油型不溶性硫磺以及权利要求13所述的充油型不溶性硫磺作为硫化剂的应用。
15.离子液体作为用于不溶性硫磺充油过程的稳定剂的应用,所述离子液体的阴离子能够与不溶性硫磺的两个端基相互作用,使端基硫形成8电子的饱和稳定结构。
16.根据权利要求15所述的应用,其中,所述离子液体的阴离子选自卤素离子、ClO4 -、AlCl4 -、CuCl2 -、Cu2Cl3 -、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、PO3 -和NO3 -。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510116555.7A CN104724679B (zh) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | 充油型不溶性硫磺及其制备方法和应用以及离子液体作为稳定剂的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510116555.7A CN104724679B (zh) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | 充油型不溶性硫磺及其制备方法和应用以及离子液体作为稳定剂的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104724679A CN104724679A (zh) | 2015-06-24 |
CN104724679B true CN104724679B (zh) | 2016-08-31 |
Family
ID=53449184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510116555.7A Active CN104724679B (zh) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | 充油型不溶性硫磺及其制备方法和应用以及离子液体作为稳定剂的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104724679B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115417383B (zh) * | 2022-09-22 | 2023-09-01 | 山东海科创新研究院有限公司 | 聚乙二醇脂肪酸酯在提高不溶性硫磺分散性中的应用 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB802964A (en) * | 1956-06-08 | 1958-10-15 | Stauffer Chemical Co | Improvements in or relating to treatment of sulphur |
CN100488870C (zh) * | 2007-03-20 | 2009-05-20 | 南京工业大学 | 一种充油型不溶性硫磺的制备方法 |
CN102633234B (zh) * | 2012-04-06 | 2014-03-19 | 中国石油大学(华东) | 一种不溶性硫磺稳定剂及其制备方法 |
CN102976282B (zh) * | 2012-11-14 | 2015-11-11 | 江南大学 | 一种不溶性硫磺高效稳定剂及其制备方法 |
-
2015
- 2015-03-17 CN CN201510116555.7A patent/CN104724679B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104724679A (zh) | 2015-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Ether-based electrolytes for sodium ion batteries | |
McOwen et al. | Concentrated electrolytes: decrypting electrolyte properties and reassessing Al corrosion mechanisms | |
Rüdorff | Graphite intercalation compounds | |
JP5882335B2 (ja) | 安定化された純リチウム金属粉末の製造方法 | |
Sun et al. | NaV1. 25Ti0. 75O4: A potential post-spinel cathode material for Mg batteries | |
CN104724679B (zh) | 充油型不溶性硫磺及其制备方法和应用以及离子液体作为稳定剂的应用 | |
CN105001467B (zh) | NdBR湿母料及其制备方法和用途 | |
Fedotov et al. | Reversible facile Rb+ and K+ ions de/insertion in a KTiOPO 4-type RbVPO 4 F cathode material | |
Gan et al. | Enhancing the performance of LiMnPO4/C composites through Cr doping | |
Li et al. | In situ induced cation-vacancies in metal sulfides as dynamic electrocatalyst accelerating polysulfides conversion for Li-S battery | |
Hofmann et al. | Electrolyte Mixtures Based on Ethylene Carbonate and Dimethyl Sulfone for Li‐Ion Batteries with Improved Safety Characteristics | |
CN108140836A (zh) | 非水电解质二次电池用碳质材料、非水电解质二次电池用负极、非水电解质二次电池和非水电解质二次电池用碳质材料的制造方法 | |
Shkrob et al. | Allotropic control: How certain fluorinated carbonate electrolytes protect aluminum current collectors by promoting the formation of insoluble coordination polymers | |
CN104724680B (zh) | 不溶性硫磺及其制备方法和充油型不溶性硫磺及应用和离子液体作为稳定剂的应用 | |
Zhang et al. | Lithium polysulfide solvation and speciation in the aprotic lithium-sulfur batteries | |
Li et al. | A safer organic cathode material with overheating self-protection function for lithium batteries | |
Xue et al. | Ab initio calculations of the atomic and electronic structures of crystalline PEO3: LiCF3SO3 electrolytes | |
EP2802429B1 (de) | Phosphorbeschichtete lithiummetallprodukte, verfahren zu deren herstellung und verwendung | |
JP2016065229A (ja) | リン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドと含フッ素リン酸エステルからなる非引火性液体組成物 | |
Li et al. | Enhanced carbon-coating performance of LiMn0. 8Fe0. 2PO4/C via solvothermal method by adding of graphene | |
CN112424886B (zh) | 固体电解质的制造方法 | |
Taylor et al. | Improved solvation routes for the Bunsen reaction in the sulphur iodine thermochemical cycle: Part II–Molecular solvent properties | |
IE52181B1 (en) | Improved non-aqueous cell safety | |
Jiang et al. | Citrate-mediated synthesis of highly crystalline transition metal hexacyanoferrates and their Na ion storage properties | |
Zhang et al. | Ultrastable Na-TiS2 battery enabled by in situ construction of gel polymer electrolyte |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |