高品质的不溶性硫磺及其制造方法技术

本发明专利技术提供高品质的不溶性硫磺及其制造方法，该方法如下：在向冷却器供给硫磺蒸气之前，使硫磺蒸气通过气液分离器而去除液体硫磺，从而制造高品质的不溶性硫磺。在根据本发明专利技术的不溶性硫磺的制造方法中，防止管道堵塞等制造过程中的问题，能够制造筛余物含量低（100目1.5%以下）的高品质的不溶性硫磺。根据本发明专利技术的制造方法制造的不溶性硫磺是IS（不溶性硫磺相对于总硫）含量为90%以上、筛余物为1.5%以下、HTS为71%以上、粒子大小为5μm～30μm的高品质的不溶性硫磺，因此在橡胶产业特别是在制造轮胎时能够作为硫化剂来使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体地讲，本专利技术涉及如下的 方法：在向冷却器供给硫磺蒸气之前使硫磺蒸气通过气液分离器而去除液体硫磺，从而制 造商品质的不溶性硫横。
技术介绍
所谓不溶性硫磺（insoluble sulfur)是指对二硫化碳（CS2)不溶的硫磺，另外也 称为聚合硫（polymeric sulfur)。一般，该形态的硫磺是由数千个硫磺原子构成的分子量 为10万以上且粒子大小为5 μ m?30 μ m的高分子。不溶性硫磺是非晶体，其形态与构成 为晶体的可溶性硫横存在区别。 通常所知的不溶性硫磺的制造方法如下：在对液体硫磺（S8)进行加热而形成硫 磺蒸气之后，使用二硫化碳使硫磺蒸气快速冷却，从而形成高分子（ -[S]n_)硫磺。 不溶性硫磺主要作为橡胶组合物内的交联(硫化）剂来使用。 可溶性硫磺能够执行用于橡胶组合物的基本的交叉结合(交联)，但是由于在橡 胶组合物内包含可溶性硫磺，因此加工处理变得困难，导致所制造的橡胶产品中存在缺 陷。因使用可溶性硫磺而引起的两个最常见的问题点是起霜（bloom)和堆放自硫 (binscorch ) 。硫霜是在橡胶产品的表面上的硫磺的结晶作用。是由于硫磺从橡胶产品的 内部向表面移动而产生的。该现象是因为硫磺在混合（masticating)温度下可溶于橡胶内 而产生。在混合之后，在使其混合物冷却时溶解度下降，从而形成过饱和固体溶液。当混合 物冷却且溶解度下降时，硫磺开始从固体溶液析出，并向橡胶产品的表面移动而形成结晶。 该表面霜是很严重的问题。因为，它破坏受到影响的面积内的橡胶的天然粘接度。在为了 制造轮胎、皮带、软管等而组装多层橡胶时，因硫霜而妨碍相邻层之间的自然结合，从而产 生像气泡这样的缺陷。 与此相比，在将不溶性硫磺作为交联剂来使用时不产生表面霜。在混合步骤中，不 溶性硫磺均匀分布在整个橡胶组合物，不进入到橡胶组合物内的溶液中。不溶性硫磺的分 布以分散的状态残留，不出现浓度变化，不发生硫磺的移动。只有在产品最终被硫化时不溶 性硫磺才被还原成可溶性形态而进入到溶液内。硫化反应是同时发生的，并且硫磺成为橡 胶聚合物生成物的一部分。因此，硫磺被化学地结合，不会在橡胶聚合物冷却的同时起霜。 根据橡胶组合物内的可溶性硫磺的使用而引起的另一重大问题是堆放自硫的现 象。堆放自硫的现象是在未硬化的橡胶组合物被充分混合(即，混合、粉碎等)之后进行储藏 时发生。非-硬化组合物具有温度敏感性，如果未能适当控制储藏温度，则过早开始进行硬 化(即，交联)。将该现象称为堆放自硫。 在使用不溶性硫磺的情况下，可抑制堆放自硫。不溶性硫磺是仅在达到硬化(硫 化）温度时为了进行反应而被利用，因此在低温度下不产生任何反应。在低温度下，不溶性 硫磺仅仅以被橡胶包围的分散的固体来残留，直到发生硫化为止。 如上所述，由于相比于可溶性硫磺，不溶性硫磺具有技术优点，因此大量研发了不 溶性硫磺的制造方法。在根据以往的方法所生成的最终生产物中不溶性硫磺（IS)的含量小 于90%，另外在不溶性硫磺中，具有高温热稳定性（HTS ;在105°C下加热15分钟以上之后， 不会溶解和分解的含量)的不溶性硫磺为70%以下、筛余物（100目（Mesh))超过1. 5%，因此 需要一种在轮胎产业中能够作为硫化剂来使用的高品质（IS含量为90%以上、HTS为71%以 上以及筛余物为1. 5%以下）的不溶性硫磺的制造方法。 在美国专利2, 419, 309号中公开了根据利用二硫化碳的冷却法来制造不溶性硫 磺的方法。其中记载了对硫磺进行加热而形成蒸气，并在60°C以下的温度下对二硫化碳进 行快速冷却的不溶性硫磺的制造方法。根据该方法，可溶性硫磺的大部分被溶解为二硫化 碳溶液，不溶性硫磺被固化(粉末化）而分散残留在二硫化碳中。所得到的硫磺的不溶性粒 子之后通过过滤、离心分离及与此类似的技术而从二硫化碳分离，最后进行干燥。 在欧洲专利0053832号中公开了由如下步骤构成的不溶性硫磺的制造方法：将硫 磺蒸气化之后，将硫化氢和硫磺蒸气混合并快速冷却，在快速冷却介质中分离不溶性硫磺。 在该专利中公开了如下内容：根据该方法，通过在要被处理的硫磺蒸气中追加硫化氢，从而 提1?所处理的材料的流动性，最终提1?不溶性硫横广品的稳定性，实际上抑制了在最终制 造产品中出现污染物的黑色斑点以及避免了拖尾。 另外，当使硫磺蒸气向冷却器移动时，根据硫磺蒸气流动的压力和速度，由于汽水 共沸现象或气体的凝缩现象而产生硫磺液体，在硫磺蒸气中包括大量（20%?30%)的液体 硫磺，当该液体硫磺被快速冷却时，不成为粉末形态，而是成为小颗粒（granules)形态而堵 住管道，使得在所得到的不溶性硫磺(最终生成物）中的筛余物含量增高，导致难以制造高 品质的不溶性硫磺。但是，实情是，在以往的制造方法中，根本没有意识到这些问题，或者未 能解决该问题，从而引起管道被堵塞等制造过程中的问题，或者很难制造出高品质的不溶 性硫磺。 因此，急需研发一种不发生管道堵塞等制造过程中的问题，并且筛余物含量低的 (100目1. 5%以下）高品质的不溶性硫磺的制造方法。 专利文献1 :美国专利2, 419, 309号 专利文献2 :欧洲专利0053832号
技术实现思路
对此，本专利技术人经过持续研究的结果，研发了如下的不溶性硫磺的制造方法，并且 完成了本专利技术。即，在该制造方法中，在向冷却器供给硫磺蒸气之前，使硫磺蒸气通过气液 分离器，从而去除液体硫磺，由此制造出筛余物含量低（100目1.5%以下）且高品质的不溶 性硫磺。 因此，本专利技术的目的在于，提供一种筛余物的含量低（100目1.5%以下）且高品质 的不溶性硫磺的制造方法。 为了实现上述本专利技术的目的，本专利技术提供由下述步骤构成的高品质的不溶性硫磺 的制造方法： i )加热硫磺而使其蒸气化； ? )使硫磺蒸气通过气液分离器而去除液体硫磺； iii)利用30°C?60°C二硫化碳使去除了液体硫磺的硫磺蒸气快速冷却而形成不溶 性硫磺； iv)使二硫化碳悬浮液中的不溶性硫磺熟化；以及 V)使熟化的不溶性硫磺离心分离之后进行干燥。 根据需要，本专利技术的制造方法还可以包括如下步骤vi):对在步骤V )中得到的不溶 性硫磺涂布油。 步骤i )蒸气化 加热硫磺而使其蒸气化。 关于硫磺，优选使用130°C?145°C的液体硫磺，但不限定于此。 关于蒸气化，使用安装有一般锅炉的蒸气化容器，将硫磺加热到500°C?650°C， 优选加热到580°C?635°C而实现蒸气化。 蒸气化容器的压力以与硫磺蒸气的温度呈比例的方式如表1所示那样上升，因此 本领域技术人员能够适当地进行调节。 【表1】 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不溶性硫磺的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：ⅰ）将硫磺加热到500℃～650℃而使其蒸气化；ⅱ）使硫磺蒸气通过气液分离器而去除液体硫磺；ⅲ）利用30℃～60℃的二硫化碳使去除了液体硫磺的硫磺蒸气快速冷却而形成不溶性硫磺；ⅳ）使二硫化碳悬浮液中的不溶性硫磺熟化；以及v）使熟化的不溶性硫磺离心分离之后进行干燥。

【技术特征摘要】
2013.09.16 KR 10-2013-01109471. 一种不溶性硫磺的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： i )将硫磺加热到500°C?650°C而使其蒸气化； ii )使硫磺蒸气通过气液分离器而去除液体硫磺； iii) 利用30°C?60°C的二硫化碳使去除了液体硫磺的硫磺蒸气快速冷却而形成不溶性 硫磺； iv) 使二硫化碳悬浮液中的不溶性硫磺熟化；以及 v) 使熟化的不溶性硫磺离心分离之后进行干燥。2. 根据权利要求1所述的不溶性硫磺的制造方法，其特征在于， 所述制造方法还包括如下步骤：在步骤v )之后，对不溶性硫磺涂布油。3. 根据权利要求1所述的不溶性硫磺的制造方法，其特征在于， 在气液分离器中，在硫磺蒸气流入的入口和硫磺蒸气流出的出口附近设置有一个以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞宣警，金珉吾，
申请(专利权)人：和宾硫黄有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR