CN105621371B - 一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺及制备工艺，涉及橡胶品加工助剂技术领域，该不溶性硫磺由下列原料制成：普通工业硫磺粉、光稳定剂、硫化活性剂、分散剂、抗静电剂、偶联剂、促进剂、蒙脱石、云母粉、抗氧剂、硬脂酸锌、卵磷脂，生产工艺步骤包括：熔融液化、淬火、固化、粉碎、萃取、干燥、充油，本发明制备的延长胶料存放时间的不溶性硫磺质量好，热稳定性高，分散性好，耐磨，耐老化，用于橡胶硫化时不易发生迁移，能够使硫化橡胶增粘、不喷霜、减少焦烧，能够提高橡胶制品的耐老化、耐磨性能，延长胶料存放时间，生产过程中操作安全，成本低。

Description

一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺及制备工艺

技术领域

本发明涉及橡胶品加工助剂技术领域，具体涉及一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺及制备工艺。

背景技术

不溶性硫磺(Insoluble Sulfur)，分子式：Su，是一种无毒、可燃的黄色粉末，因其不溶于二硫化碳而得名。它经普通硫磺热聚合制得,分子链上的硫原子数高达108以上，有高聚物的粘弹性和分子量分布，因此也称弹性硫或聚合硫，属于无机高分子化工原料。不溶性硫磺(简称IS)，为一种具有热塑性的线性高分子均聚物，不溶性硫磺作为一种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，诸如轮胎的胎体胶料、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的胶料中，也可用于电缆、胶辊、油封、胶鞋等橡胶制品的胶料中，同时也应用于硫磺用量大的浅色橡胶制品中。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，国内在不溶性硫磺生产中操作欠安全，成本较高，质量较差，用于橡胶硫化时容易发生迁移，热稳定性差，胶料存放时间短，寻找一种具有较好的力学性能、耐磨、耐老化，且用于橡胶硫化时能够胶料存放时间的不溶性硫磺很重要。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术不足，本发明提供一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺及制备工艺，生产过程中操作安全，成本低，质量好，用于橡胶硫化时不易发生迁移，能够使硫化橡胶增粘、不喷霜、减少焦烧，能够提高橡胶制品的耐老化、耐磨性能，延长胶料存放时间。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉60-100份、光稳定剂4-8份、硫化活性剂1-3份、分散剂1-3份、抗静电剂1-4份、偶联剂1-3份、促进剂1-3份、蒙脱石5-12份、云母粉5-12份、抗氧剂3-6份、硬脂酸锌5-13份、卵磷脂6-12份。

优选的，所述延长胶料存放时间的不溶性硫磺由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉70-90份、光稳定剂5-8份、硫化活性剂2-3份、分散剂2-3份、抗静电剂2-4份、偶联剂2-3份、促进剂2-3份、蒙脱石5-11份、云母粉5-10份、抗氧剂4-6份、硬脂酸锌5-12份、卵磷脂6-10份。

优选的，所述硫化活性剂为纳米氧化锌。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂-69，促进剂为CZ、TMTD、DM或M中的任一种。

优选的，所述抗静电剂为椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺。

优选的，所述光稳定剂为水杨酸乙酯或杨酸苄酯。

一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺的制备工艺，包括以下步骤：

S1、熔融液化：称取重量份的普通工业硫磺粉，将硫磺粉于110-140℃下加热至熔融状态，升温至160℃得到高温硫磺液体；

S2、淬火：向步骤S1的高温硫磺液体中加入抗静电剂、偶联剂、硫化活性剂、硬脂酸锌搅拌均匀，继续升温至200-300℃，保温聚合反应1-1.5h，再将得到的高温硫磺液体迅速倒入常温淬冷液中急速冷却，形成均匀的不溶性硫磺粒子并悬浮于淬冷液中；

S3、固化：将步骤S2淬冷后得到的悬浊液放置到带有搅拌装置的反应器内于70-80℃下进行固化2-3h，得到不溶性硫磺粗产品；

S5、粉碎：将步骤S3制得的不溶性硫磺粗产品加入蒙脱石、云母粉、光稳定剂、分散剂、促进剂、抗氧剂和卵磷脂混合高速搅拌20-30min，干燥、粉碎；

S6、萃取：采用二硫化碳在20-50℃条件下进行萃取；

S7、干燥、充油：将萃取后的样品经过真空干燥、研磨、筛分、充油得到不溶性硫磺粉。

优选的，步骤S3淬火中所述淬冷液为水。

(三)有益效果

本发明提供一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺及制备工艺，制得的不溶性硫磺能够在胶料中分布稳定性好，分散性好，橡胶制品硫化交联点均匀能克服胶料表面“喷霜”现象，用于橡胶硫化时不易发生迁移，因而能使硫化橡胶增粘、不喷霜；而且本发明不溶性硫磺生产过程中操作安全，成本低，制得的不溶性硫磺质量好，具有较好的力学性能，耐磨，耐老化，用于橡胶硫化时不易发生迁移，能够使硫化橡胶增粘、不喷霜、减少焦烧，能够提高橡胶制品的耐老化、耐磨性能，延长胶料存放时间。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉60份、光稳定剂4份、硫化活性剂1份、分散剂1份、抗静电剂1份、偶联剂1份、促进剂1份、蒙脱石5份、云母粉5份、抗氧剂3份、硬脂酸锌5份、卵磷脂6份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺，包括以下步骤：

S1、熔融液化：称取重量份的普通工业硫磺粉，将硫磺粉于110-140℃下加热至熔融状态，升温至160℃得到高温硫磺液体；

S2、淬火：向步骤S1的高温硫磺液体中加入抗静电剂、偶联剂、硫化活性剂、硬脂酸锌搅拌均匀，继续升温至200-300℃，保温聚合反应1-1.5h，再将得到的高温硫磺液体迅速倒入常温淬冷液中急速冷却，形成均匀的不溶性硫磺粒子并悬浮于淬冷液中；

S3、固化：将步骤S2淬冷后得到的悬浊液放置到带有搅拌装置的反应器内于70-80℃下进行固化2-3h，得到不溶性硫磺粗产品；

S5、粉碎：将步骤S3制得的不溶性硫磺粗产品加入蒙脱石、云母粉、光稳定剂、分散剂、促进剂、抗氧剂和卵磷脂混合高速搅拌20-30min，干燥、粉碎；

S6、萃取：采用二硫化碳在20-50℃条件下进行萃取；

S7、干燥、充油：将萃取后的样品经过真空干燥、研磨、筛分、充油得到不溶性硫磺粉。

实施例2：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉60份、水杨酸乙酯4份、纳米氧化锌1份、分散剂1份、椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺1份、硅烷偶联剂1份、促进剂CZ1份、蒙脱石5份、云母粉5份、抗氧剂3份、硬脂酸锌5份、卵磷脂6份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺，包括以下步骤：

S1、熔融液化：称取重量份的普通工业硫磺粉，将硫磺粉于110-140℃下加热至熔融状态，升温至160℃得到高温硫磺液体；

S2、淬火：向步骤S1的高温硫磺液体中加入椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺、硅烷偶联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌搅拌均匀，继续升温至200-300℃，保温聚合反应1-1.5h，再将得到的高温硫磺液体迅速倒入常温水中急速冷却，形成均匀的不溶性硫磺粒子并悬浮于淬冷液中；

S3、固化：将步骤S2淬冷后得到的悬浊液放置到带有搅拌装置的反应器内于70-80℃下进行固化2-3h，得到不溶性硫磺粗产品；

S5、粉碎：将步骤S3制得的不溶性硫磺粗产品加入蒙脱石、云母粉、水杨酸乙酯、分散剂、促进剂CZ、抗氧剂和卵磷脂混合高速搅拌20-30min，干燥、粉碎；

S6、萃取：采用二硫化碳在20-50℃条件下进行萃取；

S7、干燥、充油：将萃取后的样品经过真空干燥、研磨、筛分、充油得到不溶性硫磺粉。

实施例3：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉100份、水杨酸乙酯8份、纳米氧化锌3份、分散剂3份、椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺4份、硅烷偶联剂3份、促进剂TMTD3份、蒙脱石12份、云母粉12份、抗氧剂6份、硬脂酸锌13份、卵磷脂12份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺，包括以下步骤：

S1、熔融液化：称取重量份的普通工业硫磺粉，将硫磺粉于110-140℃下加热至熔融状态，升温至160℃得到高温硫磺液体；

S2、淬火：向步骤S1的高温硫磺液体中加入椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺、硅烷偶联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌搅拌均匀，继续升温至200-300℃，保温聚合反应1-1.5h，再将得到的高温硫磺液体迅速倒入常温水中急速冷却，形成均匀的不溶性硫磺粒子并悬浮于淬冷液中；

S3、固化：将步骤S2淬冷后得到的悬浊液放置到带有搅拌装置的反应器内于70-80℃下进行固化2-3h，得到不溶性硫磺粗产品；

S5、粉碎：将步骤S3制得的不溶性硫磺粗产品加入蒙脱石、云母粉、水杨酸乙酯、分散剂、促进剂TMTD、抗氧剂和卵磷脂混合高速搅拌20-30min，干燥、粉碎；

S6、萃取：采用二硫化碳在20-50℃条件下进行萃取；

S7、干燥、充油：将萃取后的样品经过真空干燥、研磨、筛分、充油得到不溶性硫磺粉。

实施例4：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉100份、水杨酸乙酯8份、纳米氧化锌3份、分散剂3份、椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺4份、硅烷偶联剂3份、促进剂DM3份、蒙脱石12份、云母粉12份、抗氧剂6份、硬脂酸锌13份、卵磷脂12份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺，包括以下步骤：

S1、熔融液化：称取重量份的普通工业硫磺粉，将硫磺粉于110-140℃下加热至熔融状态，升温至160℃得到高温硫磺液体；

S2、淬火：向步骤S1的高温硫磺液体中加入椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺、硅烷偶联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌搅拌均匀，继续升温至200-300℃，保温聚合反应1-1.5h，再将得到的高温硫磺液体迅速倒入常温水中急速冷却，形成均匀的不溶性硫磺粒子并悬浮于淬冷液中；

S3、固化：将步骤S2淬冷后得到的悬浊液放置到带有搅拌装置的反应器内于70-80℃下进行固化2-3h，得到不溶性硫磺粗产品；

S5、粉碎：将步骤S3制得的不溶性硫磺粗产品加入蒙脱石、云母粉、水杨酸乙酯、分散剂、促进剂DM、抗氧剂和卵磷脂混合高速搅拌20-30min，干燥、粉碎；

S6、萃取：采用二硫化碳在20-50℃条件下进行萃取；

S7、干燥、充油：将萃取后的样品经过真空干燥、研磨、筛分、充油得到不溶性硫磺粉。

实施例5：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉100份、水杨酸乙酯8份、纳米氧化锌3份、分散剂3份、椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺4份、硅烷偶联剂3份、促进剂M3份、蒙脱石12份、云母粉12份、抗氧剂6份、硬脂酸锌13份、卵磷脂12份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺，包括以下步骤：

S1、熔融液化：称取重量份的普通工业硫磺粉，将硫磺粉于110-140℃下加热至熔融状态，升温至160℃得到高温硫磺液体；

S2、淬火：向步骤S1的高温硫磺液体中加入椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺、硅烷偶联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌搅拌均匀，继续升温至200-300℃，保温聚合反应1-1.5h，再将得到的高温硫磺液体迅速倒入常温水中急速冷却，形成均匀的不溶性硫磺粒子并悬浮于淬冷液中；

S3、固化：将步骤S2淬冷后得到的悬浊液放置到带有搅拌装置的反应器内于70-80℃下进行固化2-3h，得到不溶性硫磺粗产品；

S5、粉碎：将步骤S3制得的不溶性硫磺粗产品加入蒙脱石、云母粉、水杨酸乙酯、分散剂、促进剂M、抗氧剂和卵磷脂混合高速搅拌20-30min，干燥、粉碎；

S6、萃取：采用二硫化碳在20-50℃条件下进行萃取；

S7、干燥、充油：将萃取后的样品经过真空干燥、研磨、筛分、充油得到不溶性硫磺粉。

实施例6：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉100份、光稳定剂8份、硫化活性剂3份、分散剂3份、抗静电剂4份、偶联剂3份、促进剂3份、蒙脱石12份、云母粉12份、抗氧剂6份、硬脂酸锌13份、卵磷脂12份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺同实施例1。

实施例7：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉80份、光稳定剂6份、硫化活性剂2份、分散剂2份、抗静电剂3份、偶联剂2份、促进剂2份、蒙脱石8份、云母粉8份、抗氧剂5份、硬脂酸锌9份、卵磷脂9份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺同实施例1。

实施例8：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉70份、光稳定剂5份、硫化活性剂2份、分散剂2份、抗静电剂2份、偶联剂2份、促进剂2份、蒙脱石5份、云母粉5份、抗氧剂4份、硬脂酸锌5份、卵磷脂6份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺同实施例1。

实施例9：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉90份、光稳定剂8份、硫化活性剂3份、分散剂3份、抗静电剂4份、偶联剂3份、促进剂3份、蒙脱石11份、云母粉10份、抗氧剂6份、硬脂酸锌12份、卵磷脂10份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺同实施例1。

实施例10：

本实施例延长胶料存放时间的不溶性硫磺，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉80份、光稳定剂7份、硫化活性剂2份、分散剂3份、抗静电剂2份、偶联剂2份、促进剂3份、蒙脱石6份、云母粉7份、抗氧剂5份、硬脂酸锌6份、卵磷脂7份。

其中延长胶料存放时间的不溶性硫磺的生产工艺同实施例1。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种延长胶料存放时间的不溶性硫磺，其特征在于，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉60-100份、光稳定剂4-8份、纳米氧化锌1-3份、分散剂1-3份、椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺1-4份、硅烷偶联剂-69 1-3份、促进剂1-3份、蒙脱石5-12份、云母粉5-12份、抗氧剂3-6份、硬脂酸锌5-13份、卵磷脂6-12份；

所述促进剂为CZ、TMTD、DM或M中的任一种；

所述光稳定剂为水杨酸乙酯或杨酸苄酯。

2.根据权利要求1所述的延长胶料存放时间的不溶性硫磺，其特征在于，由下列重量份的原料制成：普通工业硫磺粉70-90份、光稳定剂5-8份、纳米氧化锌2-3份、分散剂2-3份、椰子油脂肪酸二乙二醇酰胺2-4份、硅烷偶联剂-69 2-3份、促进剂2-3份、蒙脱石5-11份、云母粉5-10份、抗氧剂4-6份、硬脂酸锌5-12份、卵磷脂6-10份；

所述促进剂为CZ、TMTD、DM或M中的任一种；

所述光稳定剂为水杨酸乙酯或杨酸苄酯。

3.一种如权利要求1-2中任一所述的延长胶料存放时间的不溶性硫磺的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、熔融液化：称取上述重量份的普通工业硫磺粉，将硫磺粉于110-140℃下加热至熔融状态，升温至160℃得到高温硫磺液体；

S2、淬火：向步骤S1的高温硫磺液体中加入抗静电剂、偶联剂、硫化活性剂、硬脂酸锌搅拌均匀，继续升温至200-300℃，保温聚合反应1-1.5h，再将得到的高温硫磺液体迅速倒入常温淬冷液中急速冷却，形成均匀的不溶性硫磺粒子并悬浮于淬冷液中；

S3、固化：将步骤S2淬冷后得到的悬浊液放置到带有搅拌装置的反应器内于70-80℃下进行固化2-3h，得到不溶性硫磺粗产品；

S4、粉碎：将步骤S3制得的不溶性硫磺粗产品加入蒙脱石、云母粉、光稳定剂、分散剂、促进剂、抗氧剂和卵磷脂混合高速搅拌20-30min，干燥、粉碎；

S5、萃取：采用二硫化碳在20-50℃条件下进行萃取；

S6、干燥、充油：将萃取后的样品经过真空干燥、研磨、筛分、充油得到不溶性硫磺粉。

4.根据权利要求3所述的延长胶料存放时间的不溶性硫磺的制备工艺，其特征在于，步骤S2淬火中所述淬冷液为水。