一種生產(chǎn)可溶性聚合硫磺的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生產(chǎn)硫磺的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，輪胎的安全性問題受到越來越多的重視，最重要的安全性問題就是脫層和爆胎。輪胎屬于層狀結(jié)構(gòu)制品，各層之間強(qiáng)力的和均勻的粘合才能保證輪胎不脫層不爆胎，為此需要加入硫化劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。只有采用高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)硫化劑，同時(shí)進(jìn)行恰如其分的硫化反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn)有效的粘合。目前普遍采用的硫化劑為不溶性聚合硫磺。國際上不溶性聚合硫磺的生產(chǎn)存在三大技術(shù)瓶頸:使用大量有毒溶劑、危險(xiǎn)性高，難以實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)；聚合轉(zhuǎn)化率低，國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)化率在40%左右，國外先進(jìn)技術(shù)的轉(zhuǎn)化率也僅達(dá)到70% ;高溫穩(wěn)定性差。
[0003]從理論上講，目前的工藝方法無法生產(chǎn)出高溫穩(wěn)定的、高質(zhì)量的聚合硫磺。制備質(zhì)量優(yōu)異的聚合硫磺產(chǎn)品，始終是各輪胎制造國攻關(guān)的主要目標(biāo)。
[0004]國內(nèi)聚合硫磺市場容量為10萬噸，產(chǎn)量不足3萬噸，且為低品質(zhì)產(chǎn)品，更重要的是不噴霜性、熱穩(wěn)定性差，嚴(yán)重影響輪胎的合格率和安全性，不能適應(yīng)制造高品質(zhì)輪胎的工藝要求。因此，急需開發(fā)生產(chǎn)工藝綠色、產(chǎn)率高且具有高溫穩(wěn)定性的聚合硫磺產(chǎn)品，以適應(yīng)人們對高品質(zhì)、高安全性輪胎的需求，從而更有效地保證人們的生命安全。
[0005]鑒于制造高品質(zhì)輪胎的需求，伴隨著我國輪胎制造業(yè)的發(fā)展，我國不溶性聚合硫磺的制備已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)，全國已有專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)34家，其中6家企業(yè)產(chǎn)能達(dá)到了 I千噸，全行業(yè)生產(chǎn)能力達(dá)到了 3萬噸。2011年國產(chǎn)聚合硫磺總量約為1.5萬噸。國內(nèi)聚合硫磺產(chǎn)能不能釋放的因素很多，主要原因是我國聚合硫磺生產(chǎn)大都采用熔融法，此法聚合轉(zhuǎn)化率低，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低。另外，沒有掌握先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量低，不能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，無法滿足高品質(zhì)輪胎制造的需求，也限制了我國不溶性聚合硫磺的大量生產(chǎn)。
[0006]更重要的是，從科學(xué)性上講，當(dāng)前使用的氣化法、熔融法、接觸法等技術(shù)，無法生產(chǎn)出理想的聚合硫磺產(chǎn)品。必須結(jié)合輪胎制造工藝，從聚合硫磺的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，對制備原理進(jìn)行研宄使其更具科學(xué)合理性，創(chuàng)新工藝技術(shù)才能完全克服目前聚合硫生產(chǎn)的三大技術(shù)瓶頸，提高我國聚合硫磺制造業(yè)的整體水平，進(jìn)而提高我國輪胎制造業(yè)的整體水平。
[0007]當(dāng)前國際上生產(chǎn)的聚合硫磺均為不溶性聚合硫磺。不溶性聚合硫的生產(chǎn)方法主要有氣化法、熔融法、接觸法等。氣化法是將干燥的硫磺加熱到110°c -160°c熔化后，繼續(xù)升溫至500°C -700°C產(chǎn)生過熱蒸氣，再噴射到急冷液中迅速冷卻，可得到聚合硫磺和硫磺的混合物，再用二硫化碳(CS2)溶劑萃取，將其中的不溶解部分作為有效產(chǎn)物，稱作不溶性聚合硫磺。氣化法轉(zhuǎn)化率高，但對設(shè)備要求高，危險(xiǎn)性大。國內(nèi)普遍采用熔融法聚合。硫磺在120 °0下熔融，升溫至160 °C時(shí)，原有的八元環(huán)單元結(jié)構(gòu)開環(huán)，形成相對分子質(zhì)量不等的直鏈結(jié)構(gòu)，在220°C，經(jīng)進(jìn)一步反應(yīng)后，添加一定量的穩(wěn)定劑封閉鏈端，經(jīng)淬冷液急冷，水洗至中性后，干燥，粉碎至80?100目，得到含量40%左右的不溶性聚合硫磺，最后再用CS2溶劑萃取得到盡可能高含量的不溶性聚合硫磺。聚合硫磺的生產(chǎn)工藝不同，硫磺轉(zhuǎn)化成不溶性聚合硫的產(chǎn)率是不同的。國內(nèi)熔融法生產(chǎn)的聚合硫磺的轉(zhuǎn)化率大都在40%左右，國外先進(jìn)技術(shù)聚合硫磺轉(zhuǎn)化率也僅達(dá)到70%。
[0008]本公司開發(fā)了一種可溶性聚合硫磺生產(chǎn)工藝，但由于所采用原料的特殊性，現(xiàn)有的設(shè)備無法利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)可溶性聚合硫磺的設(shè)備。
[0010]本實(shí)用新型主要由釜體、攪拌軸、電動(dòng)機(jī)、雙螺旋攪拌葉片、刮鏟、刮鏈、水套、電加熱器、溫度傳感器和控制顯示器構(gòu)成，釜體上蓋有進(jìn)料口，釜體下蓋有出料口，釜體有軸向的攪拌軸，攪拌軸通過設(shè)在釜體上下蓋的軸承安裝在釜體上，攪拌軸連接電動(dòng)機(jī)，攪拌軸上裝有雙螺旋攪拌葉片，攪拌軸底部接近釜體下蓋處有刮鏟，雙螺旋攪拌葉片外端有軸向的刮鏈，釜體外側(cè)安裝有水套，水套的底部有進(jìn)水口，水套的頂部有出水口，水套內(nèi)裝有電加熱器和溫度傳感器，電加熱器和溫度傳感器分別連接控制顯示器，控制顯示器在釜體外部。通過雙螺旋攪拌葉片可以將物料由下向上翻動(dòng)進(jìn)行攪拌，刮鏟和刮鏈能夠刮掉粘貼在釜體底部的內(nèi)壁的物料，通過電加熱器加熱水套中的水加熱釜體內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的物料，當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測到反應(yīng)溫度過高時(shí)，通過更換涼水進(jìn)行降溫。本發(fā)明設(shè)備是針對物料加工過程中粘性大的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，雙螺旋攪拌葉片、刮鏟和刮鏈?zhǔn)窃O(shè)計(jì)的重點(diǎn)，溫度控制部分則是反應(yīng)釜的常規(guī)技術(shù)。
[0011]利用本設(shè)備生產(chǎn)的可溶性聚合硫磺采用以下步驟完成:
[0012]制備預(yù)混料
[0013]一.將混合反應(yīng)釜A的攪拌頻率設(shè)定為20Hz，打開攪拌開關(guān)并攪拌8_12min ;向混合反應(yīng)釜A中投入300重量份的硫磺粉，提高轉(zhuǎn)速到30Hz，攪拌8-12min，將22-25重量份苯胺甲基三乙氧基硅烷和33-37重量份的Y-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷投入反應(yīng)釜A中，攪拌1.5h，待釜內(nèi)料品攪拌均勻后，打開出料門開關(guān)，將預(yù)混料放出裝袋待用；
[0014]二.成品料的制備
[0015]1.將混合反應(yīng)釜B的攪拌頻率設(shè)定為20Hz，加熱水溫度設(shè)定為92_98°C，打開反應(yīng)? B的攪拌開關(guān)和加熱開關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)1min ；
[0016]2.向反應(yīng)釜B中投入700重量份的硫磺粉，攪拌5min，再投入350-370重量份的預(yù)混料及27-30重量份的2- (2，4- 二硝基苯基硫代)苯并噻唑，22-25重量份的2-硫醇基噻唑啉，7-9重量份的1，1,3-三(2-甲基4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷，將反應(yīng)釜B的轉(zhuǎn)速提高到35Hz進(jìn)行攪拌；
[0017]3.當(dāng)釜內(nèi)料溫達(dá)到反應(yīng)溫度95°C時(shí)，關(guān)閉加熱器，并提高攪拌頻率到40Hz，攪拌4h ；
[0018]三.出料包裝
[0019]當(dāng)反應(yīng)釜B內(nèi)的物料攪拌4h后，向反應(yīng)釜B注入》1的冷卻水，對反應(yīng)釜內(nèi)的物料進(jìn)行降溫。降溫時(shí)的攪拌頻率設(shè)定在50Hz ;當(dāng)反應(yīng)釜B內(nèi)的物料溫度降低至室溫時(shí)，打開反應(yīng)釜B出料門開關(guān)，將成品料全部輸送至成品料倉內(nèi)。
[0020]另外反應(yīng)釜A和反應(yīng)釜B都可以采用這種設(shè)備，但反應(yīng)釜A不需要升溫。
[0021]本實(shí)用新型能夠均勻地對原料進(jìn)行攪拌，并且能有效去除粘貼在釜底和釜壁上的原料。其產(chǎn)品為可溶性聚合硫磺，其帶有長鏈有機(jī)基團(tuán)，能與橡膠大分子有非常好的相容性，使所得到的聚合硫具有優(yōu)異的不噴霜性和優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性。本產(chǎn)品采用低溫常壓生產(chǎn)工藝，安全、能耗低，硫磺轉(zhuǎn)化率高，有效硫含量達(dá)95%~98%以上，并且配方完全剔除了易燃易爆的有毒溶劑，實(shí)現(xiàn)了資源節(jié)約的綠色化工過程?？扇苄跃酆狭蚧堑纳a(chǎn)對于我國輪胎制造業(yè)整體水平提升具有重要意義。
【附圖說明】
[0022]附圖1為本發(fā)明設(shè)備的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)用新型主要由釜體1、攪拌軸4、電動(dòng)機(jī)5、雙螺旋攪拌葉片6、刮鏟8、刮鏈9、水套10、電加熱器13、溫度傳感器14和控制顯示器7構(gòu)成，釜體I上蓋有進(jìn)料口 2，釜體I下蓋有出料口 3，釜體I有軸向的攪拌軸4，攪拌軸4通過設(shè)在釜體I上下蓋的軸承安裝在釜體I上，攪拌軸4連接電動(dòng)機(jī)5，攪拌軸4上裝有雙螺旋攪拌葉片6，攪拌軸4底部接近釜體I下蓋處有刮鏟8，雙螺旋攪拌葉片6外端有軸向的刮鏈9，釜體I外側(cè)安裝有水套10，水套10的底部有進(jìn)水口 11，水套10的頂部有出水口 12，水套10內(nèi)裝有電加熱器13和溫度傳感器14，電加熱器10和溫度傳感器14分別連接控制顯示器7，控制顯示器在釜體I外部。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生產(chǎn)可溶性聚合硫磺的設(shè)備，其特征在于:它由釜體、攪拌軸、電動(dòng)機(jī)、雙螺旋攪拌葉片、刮鏟、刮鏈、水套、點(diǎn)加熱器、溫度傳感器和控制顯示器構(gòu)成，釜體上蓋有進(jìn)料口，釜體下蓋有出料口，釜體有軸向的攪拌軸，攪拌軸通過設(shè)在釜體上下蓋的軸承安裝在釜體上，攪拌軸連接電動(dòng)機(jī)，攪拌軸上裝有雙螺旋攪拌葉片，攪拌軸底部接近釜體下蓋處有刮鏟，雙螺旋攪拌葉片外端有軸向的刮鏈，釜體外側(cè)安裝有水套，水套的底部有進(jìn)水口，水套的頂部有出水口，水套內(nèi)裝有電加熱器和溫度傳感器，電加熱器和溫度傳感器分別連接控制顯示器，控制顯示器在釜體外部。
【專利摘要】一種生產(chǎn)可溶性聚合硫磺的設(shè)備，屬于化工設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，由釜體、攪拌軸、電動(dòng)機(jī)、雙螺旋攪拌葉片、刮鏟、刮鏈、水套、電加熱器、溫度傳感器和控制顯示器構(gòu)成，釜體有軸向的攪拌軸，攪拌軸上裝有雙螺旋攪拌葉片，攪拌軸底部接近釜體下蓋處有刮鏟，雙螺旋攪拌葉片外端有軸向的刮鏈，釜體外側(cè)安裝有水套，水套內(nèi)裝有電加熱器和溫度傳感器,電加熱器和溫度傳感器分別連接控制顯示器,控制顯示器在釜體外部。通過雙螺旋攪拌葉片可以將物料由下向上翻動(dòng)進(jìn)行攪拌,刮鏟和刮鏈能夠刮掉粘貼在釜體底部的內(nèi)壁的物料,通過電加熱器加熱水套中的水加熱釜體內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的物料。本實(shí)用新型能夠均勻地對原料進(jìn)行攪拌,并且能有效去除粘貼在釜底和釜壁上的原料。
【IPC分類】C01B17-02
【公開號】CN204454583
【申請?zhí)枴緾N201520134486
【發(fā)明人】趙敏, 姜元清, 張峰, 孫鴻麗
【申請人】長春帝博科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月10日