TWI606974B - 奈米硫磺漿之製造與應用 - Google Patents
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Description
一種奈米級硫磺水漿的製造及應用方法
把水和硫磺粉及分散劑放在球磨機裡研磨,硫磺的顆粒磨到10微米之後,無論再怎麼磨,都不會更細。
液態氨可以溶解25%的硫磺;氨水卻不能溶解硫磺,利用這個性質製造顆粒極細的硫磺水漿。
先將硫磺溶於液態氨,再把這個溶液噴入水中,則液態氨快速溶於水中,溶成氨水,硫磺不溶於氨水所以快速變成不溶解的固體微粒,其粒徑在1微米(微米=μm=10-6m)以下。靜置等待硫磺沈澱,上下層分開,上層是澄清的氨水,蒸餾得到乾燥氨氣,再將其加壓冷凍成為液態氨,成為下一循環的原料,下層是含有氨水的硫磺漿,可以直接添加在乳膠裡面,因為天然乳膠本來就會被添加氨水。
將上述的水預先加入0.2%乙醇胺,則產生的硫磺顆粒之粒徑在20~90奈米之間(1奈米=1nm=10-9m),將其添加在天然乳膠裡面,不需「加硫促進劑」就可以進行加硫反應。
因為不需添加「加硫促進劑」,所以就沒有它的副產品致癌物亞硝胺(nitrosamine)
圖1:流程圖
圖2:硫磺顆粒分散在水中示意圖
將乾燥氨氣加壓到10大氣壓(atm)冷卻到常溫成液體,將其與粉狀硫磺混合,則每100公斤氨液體可以溶解約25公斤硫磺,將此溶液過濾後,經由噴嘴噴入純水中,同時高速攪拌,乾燥氨液溶解成氨水,硫磺不溶於氨水,所以沈澱成固體,用「粒徑分析儀」分析,得知其粒徑分佈在0.1~0.9微米之間,平均數為0.5微米。將此混合液靜置約一小時,分離成上下兩層,上層為氨水,下層為硫磺水漿,將上層氨水用幫浦輸送到蒸餾機,蒸餾出乾燥氨氣,再循環回去,加壓冷卻成乾燥氨液,做為下一循環的原料。
將第[0009]項中純水改為0℃,含0.2%乙醇胺的水溶液,其餘不變,則產生的硫磺水漿的粒徑在20到100奈米之間,平均粒徑為60奈米。已經合乎奈米級產品之定義。
將上述的硫磺漿(含15%氨水)與天然橡膠液(latex)混合其比例為:硫磺為乾膠的0.5%,在室溫中靜置一個星期,則橡膠液已經有「預硫化」性質(pre-vulcanization,crosslinking)(又叫做交聯或架橋反應)
將上述橡膠液用來製造氣球、手套、保險套,再測其亞硝胺
(nitrosamine)含量,結果為ND(測不出,測量極限為10ppb;1ppb=10-9)
Claims (4)
- 一種奈米粒徑的硫磺水漿之製造法,包括:一製程:以無水液態氨為溶劑,溶解硫磺粉末,成為溶液,將其過濾,再將此溶液與含分散劑之水混合,同時佐以激烈的攪拌,則無水氨液溶於水,變成氨水,硫磺不溶於氨水,所以沈澱成奈米級微細顆粒,這些顆粒被分散劑包覆,不會聚集成大顆粒;將混合液靜置分離,下層就是奈米硫磺水漿,上層是澄清氨水,該氨水被幫浦輸送到蒸餾器,蒸餾成無水氨氣,再加壓冷凍成無水氨液,成為下一循環的原料;一分散劑:上述製程中所述的分散劑,就是醇胺類化合物,其分子中的醇基是親水基,胺基是親硫基,故可以一端拉水一端拉硫,把硫分散在水中,使硫的微細顆粒不會聚集成大顆粒。
- 一種奈米粒徑的硫磺水漿之應用,將由申請項1所得到的奈米硫磺水漿和乳膠(latex)和氧化鋅(ZnO)混合,在常溫中,間歇攪拌,不需促進劑,一星期後,就會發生「預硫化」,也就是一種「交聯反應」,俗稱「熟成」,用這種乳膠製造氣球、手套、保險套,結構強韌,由於不含促進劑,故不會副產致癌物亞硝胺(nitrosamine)。
- 如請求項2之奈米粒徑的硫磺水漿之製造法,其中之分散劑醇胺類化合物之分子式為:H2N-(CH2)n-OH,其中之n為2~20之間之自 然數。
- 如請求項2之奈米粒徑的硫磺水漿之應用,其添加比例,以乾硫磺與乾橡膠之重量為計算基準,前者為後者之0.1%到5%。
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CN1403497A (zh) * | 2002-10-28 | 2003-03-19 | 南通如昌乳胶制品有限公司 | 芦荟橡胶手套及其生产工艺 |
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CN101838378A (zh) * | 2009-03-19 | 2010-09-22 | 上海生大医保股份有限公司 | 一种异腈水性乳液及用来制备手套和相关产品的方法 |
CN101838360A (zh) * | 2009-03-19 | 2010-09-22 | 上海生大医保股份有限公司 | 一种聚异戊二烯水性乳液及用来制备手套和相关产品的方法 |
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