CN109485917A - 一种可用作橡胶生产的包覆硫磺硫化剂的制备方法 - Google Patents

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王永伟
陆铭
王婷
李岩磊
陈宏�
李花婷
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Abstract

本发明公开了一种生产可用作橡胶生产的包覆硫磺硫化剂的制备方法，以普通硫黄为芯材，橡胶胶乳为壁材，采用物理沉降法制备了包覆硫磺产品。其工艺简单，成本低廉。本发明制备出的包覆硫磺产品，在一定温度下包覆壳层可熔化释放出硫磺，可以用作橡胶硫化剂。

Description

一种可用作橡胶生产的包覆硫磺硫化剂的制备方法
技术领域
本发明属于一种可用作橡胶生产的包覆硫磺硫化剂的制备方法，特别涉及一种胶乳包覆硫磺微胶囊的制备方法。
背景技术
硫磺是一种主要的橡胶硫化剂，广泛用于橡胶制品的硫化。当硫磺用量小于在橡胶中的溶解度时，硫磺处于稳定的溶解状态，不会迁移喷出。当硫磺用量大于饱和溶解度为过饱和时，硫磺在胶料中处于不稳定溶解状态，这时温度降低会导致硫磺结晶析出，并迁移到橡胶表面，形成喷硫。硫磺在橡胶中的溶解度受其结晶形态的影响，普通硫磺在常温下呈S8 环状结构，为斜方-硫晶体，可溶于橡胶，当加热至96℃后再冷却，即变为β- 硫晶体，其在橡胶中的溶解度减小，β-硫晶体加热到120℃则变成液体γ- 硫，γ- 硫加热至沸腾，并迅速冷却，则变成弹性硫磺，即不溶性硫磺(IS)，不溶性硫磺具有在橡胶中不溶解、不结晶、不迁移的特点，不会迁移喷出造成喷硫现象。但是，不溶性硫磺的生产方法是采用二硫化碳浸取来提高产品的含量。该方法存在能耗大、设备腐蚀严重等缺点；同时二硫化碳易燃、易爆、毒性大，使得生产操作十分危险。此外，IS的价格非常昂贵，一般是普通硫磺的几倍到十几倍，不利于橡胶产品的广泛应用。
包覆硫磺不仅可以解决喷硫问题，同时可以避免IS 生产中存在的问题。采用物理沉降法可制备出包覆硫磺产品。
包覆硫磺是在普通硫磺表面包覆一层高分子或小分子膜，使其与胶料具有良好的相容性，在一定温度下包覆壳层均匀熔化释放出硫磺，实现硫化橡胶的作用，并且能够避免在较低温度下硫磺与有机硫化剂反应而造成的早期硫化问题。目前中国石油大学( 北京)汪树军、魏斌等人以甲苯二异氰酸酯和乙二胺的聚合物为壳材采用界面聚合法制备了硫磺微胶囊产品( 专利公开号CN101481472，CN101475730)。本发明采用橡胶胶乳为壳材包覆硫磺制备出了可用于橡胶硫化的硫磺微胶囊产品。
发明内容
（1）稳定胶乳溶液的制备： 向容器中加入一定质量比的胶乳溶液，水，稳定剂，在高速剪切下进行搅拌，转速≤400 rpm，搅拌10min后，得到稳定的胶乳溶液；
（2）硫磺悬浮液的制备：将普通硫磺加入到水相溶液中，用剪切乳化机以4000 ～6000rpm 转速搅拌分散15min，形成稳定的硫磺分散悬浮液；
（3）胶乳溶液与硫磺悬浮液的混合：将硫磺悬浮液和胶乳溶液在高速搅拌下，加入乳化剂混合，搅拌速度为500～2000rpm，时间为20～30min；
（4）硫磺悬浮液和胶乳溶液混合后，经凝固、洗涤、干燥，得到包覆硫磺硫化剂产品。
本发明的工艺简单可行，包覆硫磺的硫含量在48～72％范围内，该产品选用胶乳作为壁材，其与橡胶兼容性好，分布均匀，添加到橡胶中很难从胶料中迁移、析出，可以有效地防止胶料“喷霜”现象，并且能够避免在较低温度下硫磺与有机硫化剂反应而造成的早期硫化问题。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法, 通常按照常规条件, 或按照制造厂商所建议的条件。
实施例一
（1）稳定天然胶乳溶液的制备：向容器中加入200g天然胶乳溶液（干含28.0%），80g水，0.2g明胶水溶液（质量分数10%），在高速剪切下进行搅拌，转速300 rpm，搅拌10min后，得到稳定的天然胶乳溶液（干含20%），备用；
（2）硫磺悬浮液的制备：向容器中加入50g普通硫磺，450g水，用剪切乳化机以4000 rpm转速搅拌分散15min，得到稳定的硫磺分散悬浮液（质量分数10%），备用；
（3）胶乳溶液与硫磺悬浮液的混合：将200g硫磺悬浮液与60g天然胶乳溶液在高速搅拌下，加入0.01g十二烷基硫酸钠，进行高速搅拌，搅拌速度为1500rpm，搅拌20min；
（4）硫磺悬浮液和胶乳溶液混合后，经凝固、洗涤、干燥，得到包覆硫黄的硫含量为55.47%的包覆硫磺硫化剂产品。
实施例二
（1）稳定天然胶乳溶液的制备：向容器中加入175g天然胶乳溶液（干含31.2%），73.2g水，0.175g明胶水溶液（质量分数10%），在高速剪切下进行搅拌，转速200 rpm，搅拌10min后，得到稳定的天然胶乳溶液（干含22%），备用；
（2）硫磺悬浮液的制备：向容器中加入50g普通硫磺，450g水，用剪切乳化机以4000 rpm转速搅拌分散15min，得到稳定的硫磺分散悬浮液（质量分数10%），备用；
（3）胶乳溶液与硫磺悬浮液的混合：将200g硫磺悬浮液与63.63g天然胶乳溶液在高速搅拌下，加入0.01g十二烷基硫酸钠，进行高速搅拌，搅拌速度为1500rpm，搅拌20min；
（4）硫磺悬浮液和胶乳溶液混合后，经凝固、洗涤、干燥，得到包覆硫含量为64.32%的包覆硫磺硫化剂产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1. 一种生产可用作橡胶生产的包覆硫磺硫化剂的制备方法，其特征在于有以下制备步骤：
（1）稳定胶乳溶液的制备
向容器中加入一定质量比的胶乳溶液，水，稳定剂，在高速剪切下进行搅拌，转速≤400rpm，搅拌10min后，得到稳定的胶乳溶液；
（2）硫磺悬浮液的制备
将普通硫磺加入到水相溶液中，用剪切乳化机以4000 ～ 6000rpm 转速搅拌分散15min，形成稳定的硫磺悬浮液，
（3）胶乳溶液与硫磺悬浮液的混合
将硫磺悬浮液和胶乳溶液在高速搅拌下，加入乳化剂混合，搅拌速度为500～2000rpm，时间为20～30min ；
（4）硫磺悬浮液和胶乳溶液混合后，经凝固、洗涤、干燥，得到包覆硫磺硫化剂产品。
2.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于步骤（1） 中，胶乳为天然胶乳。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中，胶乳固含量质量分数20%～25%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中，稳定剂为明胶。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中， 硫磺悬浮液质量分数为10%～15%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（3）中：乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所制备的包覆硫磺硫化剂产品的硫含量在48 ～ 72％。
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KR101418460B1 (ko) * 2013-01-10 2014-07-14 엄진용 내구성이 우수한 피톤치드 마이크로 캡슐을 포함하는 라텍스 포움 및 이의 제조방법
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