高分散不溶性硫磺用抗静电剂及其制备方法和所得产品技术

本发明专利技术提供了一种高分散不溶性硫磺用抗静电剂及其制备方法和所得产品，属于硫磺生产技术领域。本发明专利技术提供的高分散不溶性硫磺用抗静电剂为聚乙二醇脂肪酸酯类物质，一方面该物质含有聚乙二醇链段，可以有效将静电导出；另一方面该物质还含有烷基链，可以与橡胶分子很好的融合，进而提高混炼过程不溶性硫磺的分散性；第三方面，可以通过调节聚乙二醇链段与烷基链段的比例，调节该物质的抗静电性和分散性性能。本发明专利技术基于所得高分散不溶性硫磺用抗静电剂，还制备得到了不溶性硫磺，其具有良好的分散性，可保证其在后续应用时与橡胶的混合均匀性，减少橡胶的焦烧和喷霜的可能性，进而提升所制备的橡胶的品质。升所制备的橡胶的品质。

【技术实现步骤摘要】
高分散不溶性硫磺用抗静电剂及其制备方法和所得产品


[0001]本专利技术属于硫磺生产
，尤其涉及到一种高分散不溶性硫磺用抗静电剂及其制备方法和所得产品。

技术介绍

[0002]不溶性硫磺又称为弹性硫或聚合硫，是普通硫磺的高聚合形态的同素异形体和高分子改性品种。不溶性硫磺作为橡胶工业的重要硫化剂，具有优异的硫化性能，能够提高胶料与骨架材料的粘合强度，因此被广泛应用于轮胎部件及橡胶制品，如轮胎胎体、缓冲层、胎侧及胶管、胶带等要求与骨架材料粘合强度高的胶料中，也可以用于电缆、胶辑、胶鞋、油封以及硫黄用量大的其他浅色橡胶制品的胶料中。
[0003]随着道路交通的改善和汽车工业的发展，不断提高的汽车速度对轮胎提出了更高要求，子午线轮胎将取代普通斜胶胎，成为轮胎工业发展的必然趋势，作为子午线轮胎的首选橡胶硫化剂，不溶性硫磺的需求量随之逐年增加。通过多年的研究改进，虽然我国的不溶性硫磺工艺取得了长足的进步，生产规模逐渐扩大，产品性能逐渐提高，但是和国外性能优异的产品相比，还是不具备竞争能力。其中，不溶性硫磺的分散性能可以说对产品的应用起到至关重要的作用，其直接影响到硫磺与胶料的混合均匀性，从而对橡胶制品，如车轮轮胎的使用性能和寿命具有较大的影响。因此，如何提高我国生产所得不溶性硫磺的分散性能，减小我国硫磺产品与国外产品的性能差距就具有重要的意义。
[0004]针对不溶性硫磺的分散性能相对较差的问题，我国不溶性硫磺生产厂家主要是通过在硫磺生产过程中添加一定的抗静电剂来提高其抗静电性能。如CN 201810399770.6选择脂肪醇聚氧乙烯醚和聚丁乙烯混合物作为抗静电剂，然后进行充油处理，其虽在一定程度上能够提高所得不溶性硫磺产品的分散性能，但该方法操作较为复杂，更重要的是脂肪醇聚氧乙烯醚易爆，在制备/运输和使用上多有不便。此外，现有技术中也有选择熔点或软化点在40
‑
100℃的有机物作为分散性材料，通过在不溶性硫磺充油前，加热使分散性材料保持熔融态，然后将熔融的分散性材料以雾状均匀喷至不溶性硫磺表面，对不溶性硫磺表面的微孔进行填封，待分散性材料与不溶性硫磺充分混合后再进行充油。该方法虽在一定程度上也能够提高所得不溶性硫磺产品的分散性能，但其操作较为复杂，需要额外增加一道工序。因此，如何在国内现有工艺条件下，提供一种工艺简化的高分散不溶性硫磺用抗静电剂，以克服生产所得不溶性硫磺分散性相对较差的问题将成为本领域关键所在。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种高分散不溶性硫磺用抗静电剂及其制备方法和所得产品，所得抗静电剂为聚乙二醇脂肪酸酯类物质，不仅具有良好的抗静电性和分散性，还具有反应温和、易生产运输的优势符合低碳和绿色化学理念。此外，基于上述抗静电剂还制备得到了不溶性硫磺，可保证其在后续应用时与橡胶的混合均匀性，进而提升所制备的橡胶的品质。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种高分散不溶性硫磺用抗静电剂的制备方
法，包括以下步骤：
[0007]将聚乙二醇和脂肪酸按比例投入反应釜中，使两者混合均匀；
[0008]向反应釜中加入酸性催化剂，启动真空泵，在小于2000Pa的真空度下升温反应；
[0009]待反应结束后，用三乙醇胺中和未反应的脂肪酸和酸性催化剂，得到聚乙二醇脂肪酸酯，即高分散不溶性硫磺用抗静电剂。
[0010]作为优选，所加入的聚乙二醇和脂肪酸的摩尔比为1：(1.1
‑
2.1)。
[0011]作为优选，所述聚乙二醇因聚合度不同，其摩尔质量为200
‑
8000；
[0012]所述脂肪酸为饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸，选自所述的脂肪酸为月桂酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和硬脂酸中的至少一种。
[0013]作为优选，所述酸性催化剂选自对甲苯磺酸、亚磷酸、固体酸EC
‑
205、固体酸HND
‑
26和硫酸中的至少一种，其加入量为聚乙二醇和脂肪酸总量的0.3％
‑
0.8％。
[0014]作为优选，将温度升温到120℃
‑
150℃，反应时间2
‑
6h。
[0015]本专利技术还提供了一种高分散不溶性硫磺用抗静电剂，采用上述任一项技术方案所述的制备方法制备得到。
[0016]作为优选，所述高分散不溶性硫磺用抗静电剂为聚乙二醇脂肪酸单酯和/或聚乙二醇脂肪酸双酯，选自聚乙二醇月桂酸酯、聚乙二醇硬脂酸酯、聚乙二醇油酸酯、聚乙二醇棕榈酸酯、聚乙二醇亚油酸酯、聚乙二醇亚麻酸酯聚乙二醇十三烷酸酯、聚乙二醇十四烷酸酯、聚乙二醇十五烷酸酯和聚乙二醇十七烷酸酯中的至少一种。
[0017]本专利技术还提供了一种高分散性不溶性硫磺，采用上述任一项技术方案所述的高分散不溶性硫磺用抗静电剂制备得到，包括以下步骤：
[0018]以硫磺粉为原料，经低温
‑
熔融法制备得到不溶性硫磺粗品，萃取、充油和过筛后，得到高分散性不溶性硫磺成品；
[0019]其中，在充油时加入高分散不溶性硫磺用抗静电剂。
[0020]作为优选，所述高分散不溶性硫磺用抗静电剂的添加量为所得高分散不溶性硫磺干粉重量的0.3
‑
0.5％。
[0021]作为优选，所得不溶性硫磺粗品经萃取后利用热水加热使产品温度由15℃升至60℃进行干燥处理。
[0022]作为优选，将所得不溶性硫磺粗利用CS2进行萃取，将萃取后的不溶性硫磺于55
‑
65℃下干燥。
[0023]作为优选，所述充油为高分散不溶性硫磺用抗静电剂与橡胶油搅拌混合均匀的步骤；
[0024]其中，所述橡胶油为环烷油，且高分散不溶性硫磺用抗静电剂与橡胶油的混合质量百分比为(79
‑
81)％：(19
‑
21)％。
[0025]作为优选，将充油完成的样品过100目筛，得到所述高分散性不溶性硫磺。
[0026]作为优选，经低温
‑
熔融法制备得到不溶性硫磺粗品包括以下步骤：
[0027]原料液化：以硫磺为原料，将其升温至120
‑
150℃融化，得到液态硫磺；
[0028]急冷处理：向所得液态硫磺中加入0.1％
‑
2％稳定剂，升温至200
‑
250℃，保持一定时间，在水介质进行急冷处理，得到粘弹性聚合体；
[0029]压片：采用压片机对所得粘弹性聚合体进行压片处理；
[0030]干燥：将压制后的粘弹性聚合体置于烘箱中进行烘干；
[0031]粉碎、过筛：将干燥后的产品进行粉碎、过筛，得到不溶性硫磺粗品。
[0032]作为优选，干燥处理的温度为55
‑
60℃，时间为4
‑
6h；
[0033]本专利技术还提供了一种轮胎部件或橡胶制品，采用上述任一项技术方案所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高分散不溶性硫磺用抗静电剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚乙二醇和脂肪酸按比例投入反应釜中，混合均匀；向反应釜中加入酸性催化剂，启动真空泵，在小于2000Pa的真空度下升温反应；待反应结束后，用三乙醇胺中和未反应的脂肪酸和酸性催化剂，得到聚乙二醇脂肪酸酯，即高分散不溶性硫磺用抗静电剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所加入的聚乙二醇和脂肪酸的摩尔比为1：(1.1
‑
2.1)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇因聚合度不同，其摩尔质量为200
‑
8000；所述脂肪酸为饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸，选自所述的脂肪酸为月桂酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和硬脂酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性催化剂选自对甲苯磺酸、亚磷酸、固体酸EC
‑
205、固体酸HND
‑
26和硫酸中的至少一种，其加入量为聚乙二醇和脂肪酸总量的0.3％
‑
0.8％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将温度升温到120℃
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：周景艳，苏凯民，鞠署元，刘天雷，王明华，
申请(专利权)人：山东海科创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：