一種制備聚合硫的方法，屬于精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域，該方法用溶劑Ａ分散液態(tài)硫，所述溶劑Ａ與液態(tài)硫不互溶，標(biāo)準(zhǔn)壓力下沸點(diǎn)高于２５０℃；用溶劑Ｂ對(duì)體系進(jìn)行驟冷使溫度降至硫熔點(diǎn)下，所述溶劑Ｂ與溶劑Ａ互溶。所述溶劑Ａ為甘油、三甘醇或四甘醇中的任何一種或多種；溶劑Ｂ為甘油、三甘醇、四甘醇、水中的任何一種或多種；過(guò)濾，將所得固體干燥，干燥物研磨過(guò)篩，用二硫化碳萃取過(guò)篩物質(zhì)，所得固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即制備得到聚合硫。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)用與液態(tài)硫不互溶的高沸點(diǎn)溶劑Ａ對(duì)液態(tài)硫進(jìn)行分散，可靈活地控制分散和聚合溫度，避免溶劑和硫揮發(fā)帶來(lái)的安全和環(huán)保問(wèn)題，克服液態(tài)硫聚合后分散和輸送困難，能夠提高冷卻效率，提高聚合硫轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品品質(zhì)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及，屬于精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域的聚合硫制備技術(shù)。
技術(shù)介紹
硫磺有可溶性硫和不溶性硫兩種形態(tài)。其中不溶性硫?qū)贌o(wú)定形結(jié)構(gòu)，不溶于二硫化碳， 是硫磺的聚合體，又稱(chēng)聚合硫。聚合硫是一種高效橡膠硫化劑，具有在膠料中分布穩(wěn)定性好， 制品硫化交聯(lián)點(diǎn)均勻，能克服膠料表面"噴霜"，增進(jìn)橡膠與鋼絲或化纖簾子線(xiàn)的粘結(jié)等優(yōu)點(diǎn)， 是生產(chǎn)子午線(xiàn)輪胎等高性能產(chǎn)品的必需助劑。聚合硫是利用溫度引發(fā)的硫形態(tài)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)的。固體硫磺加熱熔化后，溫度達(dá)到16(TC時(shí)， Ss環(huán)打開(kāi)，形成兩端帶不飽和硫原子的鏈狀自由基單體，它們進(jìn)行可逆聚合反應(yīng)生成聚合物，其平衡狀態(tài)下的聚合度與溫度有關(guān)，在i9crc時(shí)達(dá)到最大。生產(chǎn)聚合硫的關(guān)鍵是在硫由液態(tài) 轉(zhuǎn)化為固態(tài)的過(guò)程中盡可能使聚合物的形態(tài)得到保持，由于溫度變化較慢時(shí)硫形態(tài)變化是可 逆過(guò)程，這一點(diǎn)只能在急冷條件下實(shí)現(xiàn)。聚合硫的生產(chǎn)方法主要有汽化法和熔融法。汽化法的單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)60%，所得產(chǎn)品品 質(zhì)好，但對(duì)設(shè)備要求較高，能耗高。熔融法的投資少、操作相對(duì)安全，但由于現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù) 的急冷效果不好，轉(zhuǎn)化率一般只有30%左右，產(chǎn)品穩(wěn)定性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種具有較轉(zhuǎn)化率的熔融法制備聚合硫的方法，包括a) 用溶劑A分散液態(tài)硫，所述溶劑A與液態(tài)硫不互溶，標(biāo)準(zhǔn)壓力下沸點(diǎn)高于25(TC;b) 用溶劑B對(duì)a)中得到的分散體系進(jìn)行驟冷使溫度降至硫的熔點(diǎn)之下。 所述溶劑A為甘油，三甘醇，四甘醇。所述溶劑B為甘油，三甘醇，四甘醇，水和它們混合溶液。 所述溶劑A分散液態(tài)硫的溫度為120 25(TC。所述溶劑A分散液態(tài)硫的方法是攪拌法、銳孔法和流體剪切法。過(guò)濾，將所得固體干燥，干燥物經(jīng)研磨后過(guò)100目篩。用二硫化碳萃取過(guò)篩物質(zhì)，所得 固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即制備得到聚合硫。本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于a) 用與液態(tài)硫不互溶的高沸點(diǎn)溶劑A對(duì)液態(tài)硫進(jìn)行分散，可靈活地控制分散和聚合溫度， 避免溶劑和硫揮發(fā)帶來(lái)的安全和環(huán)保問(wèn)題，克服液態(tài)硫聚合后分散和輸送困難問(wèn)題。b) 用與溶劑A互溶的溶劑B對(duì)分散體系進(jìn)行驟冷，兩者間相互溶解能夠提高冷卻效率， 對(duì)提高聚合硫轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品品質(zhì)有利。具體實(shí)施例方式本專(zhuān)利技術(shù)提供的。本專(zhuān)利技術(shù)方法的起始原料為液態(tài)硫。優(yōu)選純度至少為99wt%，更優(yōu)選至少為99. 7wt%。 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下沸點(diǎn)高于25(TC的溶劑A與液態(tài)硫不互溶，溫度低于250'C時(shí)也不與液態(tài)硫發(fā)生反應(yīng)。優(yōu)選是甘油，三甘醇，四甘醇和它們的混合溶劑。驟冷溶劑B與溶劑A互溶。優(yōu)選是三甘醇，四甘醇，水和它們的混合溶液。 用溶劑A對(duì)液態(tài)硫進(jìn)行分散，分散方法可以是攪拌法、銳孔法或流體剪切法；分散溫度為120 25(TC，優(yōu)選為初始分散溫度為120 15(TC，再在保持分散狀態(tài)的情況下升高至160 250 。C。對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)方法步驟a)中得到的分散體系的驟冷是通過(guò)使該分散體系與溶劑B接觸而進(jìn) 行的。為此，分散體系可直接引入到溶劑B中，或者將溶劑B引入分散體系中，引入方法可 以滴入、流入或在各自流道出口流動(dòng)混合。溶劑B的溫度在10(TC以下，優(yōu)選在8CTC以下，更優(yōu)選在6(TC以下。實(shí)施例1:溶劑A為甘油。溶劑B是水。采用攪拌法將20g液態(tài)硫在12(TC下分散在同溫度下、50g 的甘油中，繼續(xù)攪拌，加熱至分散體系至25(TC。將分散體系通入到500g、 3(TC的水中，驟 冷。過(guò)濾，將所得固體干燥，干燥物經(jīng)研磨后過(guò)IOO目篩。用二硫化碳萃取過(guò)篩物質(zhì)，所得 固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即制備得到聚合硫。單程收率為48%。實(shí)施例2:溶劑A為三甘醇。溶劑B是三甘醇。將20g液態(tài)硫在13(TC下通過(guò)銳孔分散到同溫度下、 50g的三甘醇中，攪拌使之保持分散狀態(tài)，加熱至分散體系至2(KTC。將分散體系通入到500g、 6(TC的水中，驟冷。過(guò)濾，將所得固體干燥，干燥物經(jīng)研磨后過(guò)IOO目篩。用二硫化碳萃取 過(guò)篩物質(zhì)，所得固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即制備得到聚合硫。單程收率為42%。實(shí)施例3-溶劑A為四甘醇。溶劑B是10%wt的四甘醇水溶液。釆用流體剪切法將20g液態(tài)硫在125 t:下分散在同溫度下、50g的甘油中，利用管道流動(dòng)使之保持分散狀態(tài)，加熱至分散體系至19crc。將分散體系通入到500g、 3crc的四甘醇水溶液中，驟冷。過(guò)濾，將所得固體干燥，干燥物經(jīng)研磨后過(guò)ioo目篩。用二硫化碳萃取過(guò)篩物質(zhì)，所得固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即 制備得到聚合硫。單程收率為45%。實(shí)施例4:溶劑A為甘油和三甘醇的混合溶液(體積比1/1)。溶劑B是甘油。采用攪拌法將20g液 態(tài)硫在12(TC下分散在同溫度下、50g的甘油中，繼續(xù)攪拌，加熱至分散體系至16(TC。將分 散體系通入到500g、 8(TC的甘油中，驟冷。過(guò)濾，將所得固體干燥，干燥物經(jīng)研磨后過(guò)ioo 目篩。用二硫化碳萃取過(guò)篩物質(zhì)，所得固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即制備得到聚合硫。單程 收率為35%。權(quán)利要求1.，其特征在于，該方法包括a)用溶劑A分散液態(tài)硫，所述溶劑A與液態(tài)硫不互溶，標(biāo)準(zhǔn)壓力下沸點(diǎn)高于250℃；b)用溶劑B對(duì)a)中得到的分散體系進(jìn)行驟冷使溫度降至硫的熔點(diǎn)之下，所述溶劑B與溶劑A互溶；過(guò)濾，將所得固體干燥，干燥物研磨過(guò)篩，用二硫化碳萃取過(guò)篩物質(zhì)，所得固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即制備得到聚合硫。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的，其特征在于，所述溶劑A為甘油，三甘醇 或四甘醇中的任何一種或多種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1的，其特征在于，所述溶劑B為甘油，三甘醇， 四甘醇或水中的任何一種或多種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1的，其特征在于，所述溶劑A分散液態(tài)硫的溫 度為120 250°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1的，其特征在于，所述溶劑A分散液態(tài)硫的方 法是攪拌法、銳孔法和流體剪切法。全文摘要，屬于精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域，該方法用溶劑A分散液態(tài)硫，所述溶劑A與液態(tài)硫不互溶，標(biāo)準(zhǔn)壓力下沸點(diǎn)高于250℃；用溶劑B對(duì)體系進(jìn)行驟冷使溫度降至硫熔點(diǎn)下，所述溶劑B與溶劑A互溶。所述溶劑A為甘油、三甘醇或四甘醇中的任何一種或多種；溶劑B為甘油、三甘醇、四甘醇、水中的任何一種或多種；過(guò)濾，將所得固體干燥，干燥物研磨過(guò)篩，用二硫化碳萃取過(guò)篩物質(zhì)，所得固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即制備得到聚合硫。本專(zhuān)利技術(shù)用與液態(tài)硫不互溶的高沸點(diǎn)溶劑A對(duì)液態(tài)硫進(jìn)行分散，可靈活地控制分散和聚合溫度，避免溶劑和硫揮發(fā)帶來(lái)的安全和環(huán)保問(wèn)題，克服液態(tài)硫聚合后分散和輸送困難，能夠提高冷卻效率，提高聚合硫轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品品質(zhì)。文檔編號(hào)C01B17/00GK101602490SQ200910086130公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日專(zhuān)利技術(shù)者呂陽(yáng)成, 凱 王, 駱廣生 申請(qǐng)人:清華大學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制備聚合硫的方法，其特征在于，該方法包括： ａ）用溶劑Ａ分散液態(tài)硫，所述溶劑Ａ與液態(tài)硫不互溶，標(biāo)準(zhǔn)壓力下沸點(diǎn)高于２５０℃； ｂ）用溶劑Ｂ對(duì)ａ）中得到的分散體系進(jìn)行驟冷使溫度降至硫的熔點(diǎn)之下，所述溶劑Ｂ與溶劑Ａ互溶； 過(guò) 濾，將所得固體干燥，干燥物研磨過(guò)篩，用二硫化碳萃取過(guò)篩物質(zhì)，所得固體萃余物經(jīng)干燥、粉碎，即制備得到聚合硫。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂陽(yáng)成，駱廣生，王凱，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：清華大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：11[中國(guó)|北京]
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