不溶性硫磺的发展现状及发展前景的立项报告

第一节 不溶性硫磺的定义

不溶性硫黄是将硫黄粉加热至沸腾(444.6摄氏度),倾于冷水中急冷而得的透明、无定形链状结构的弹性硫黄。亦可将过热硫黄蒸气用惰性气体稀释，喷在冷水雾中冷却至90摄氏度以下制得，或将硫黄块溶于氨中立即喷雾干燥获得。（立项报告）

第二节 不溶性硫磺的发展现状与趋势

高温稳定性IS对生产技术和设备要求较高,因此,国外只有少数国家能够生产,主要生产企业Flexsys化学公司,性能最优的是Crystex产品,其主要技术指标为:IS质量分数(占总元素硫)\90%、粒径分布(150Lm)\99.5%、高温稳定性好(在105e条件下,15min其不溶性硫含量)。日本、俄罗斯等虽已经实现了工业化生产,但其产品质量与Crystex相比,尚有明显的差距。

国内每年IS的需求量接近35~40k,tIS的价格比普通硫磺高出近15倍,现市场售价在10000元以上,因此研发生产高温稳定性IS具有广阔的发展前景。在中国,原化工部北京橡胶工业设计院于1974年开始研究IS生产技术,用气化法制出了质量分数为55%的IS产品。目前,全国20多个省市的30多家研究所、高等院校和化工厂在开展IS制造技术研发工作。其中大多数生产厂的规模为500~1000吨/年,年总生产能力为25~30k,t年出口量约6000t。

午线轮胎的发展,对IS的性能及质量指标不断提出新的要求,即含量、高温稳定性、高分散性,法国Micheline,日本Bridgestone,美国Goodyear等轮胎公司提出了IS质量分数\95%,硫磺粒径[63%,且能进行复配的高分散性能的要求,同时,国内各大轮胎公司引进的子午胎生产线,也提出使用/三高0性能IS的要求。由于技术上的原因,目前国内IS产品存在纯度偏低、灰分高、耐热性差等问题,与国外产品和需求方的要求相比差距甚远。因此IS今后的发展趋势是开发新萃取工艺以提高转化率和安全性,开发新的热稳定剂(催化剂)以提高其稳定性,同时还要在工艺和原料上着手降低IS的灰分含量,提高IS产品分散性能。IS的高含量、高温稳定性和高分散性是现代橡胶高温加工技术的要求,也是IS拓展市场应用的根本途径。

第三节 不溶性硫磺的用途

不溶性硫磺，它主要作为一种橡胶工业的高级促进剂和硫化剂被广泛应用于轮胎及其它橡胶复合制品的生产制造中，诸如轮胎的胎体胶料、缓冲胶料、白胎侧胶及翻胎、胶管、胶带等橡胶与骨架材料粘合的胶料中，也可用于电缆、胶辊、油封、胶鞋等橡胶制品的胶料中，同时也应用于硫磺用量大的浅色橡胶制品中。由于不溶性硫磺能使子午线、钢丝与橡胶粘贴更牢固，有效防止胶料喷霜，提高轮胎的耐热、耐磨性能。因此，不溶性硫磺是轮胎生产中必不可少的重要原料。

以硫磺做硫化剂在橡胶工业中用途仍然广泛，作为硫 (S)的一种变体—不溶性硫磺(IS)，在国内外比较广泛用于轮胎、胶鞋、胶管、胶带、杂品制造，并已在橡胶与钢丝的粘合中普遍采用。

不溶性硫磺(IS)，是硫磺(S)深加工的一种线型长链的高分子聚合物，分子链上的硫原子数高达108以上；有高聚物的粘弹性和分子量分布；不溶于二硫化碳，故称不溶性硫磺。不溶性硫磺(IS)主要用于橡胶制品，与普通硫磺相比，具有以下优点：

1．胶料在存放期内不喷霜。保持胶料组份和性能均一；克服因喷霜造成胶料粘合力差的缺点；防止对制品和模具的污染并去掉了为克服喷霜而增添的涂浆工艺，为生产联动化提供条件。

2．在相邻胶层中无迁移现象。特别是在顺丁胶和丁基胶的胶料中，普通硫磺迁移速度很高，配加不溶性硫磺后即可避免。

3．在混炼和存放过程中减少烧焦。

4．缩短硫化时间。当达到硫化温度后，它具有一个“活化阶段”，即链式解聚作用，使硫化速度加快，减少硫磺用量，有利于制品老化性能的改善。

5．有利于橡胶与其他材料的粘合，特殊时与S并用能提高粘合力。

6．子午线轮胎中不可缺少的助剂。在子午线轮胎生产中，能有效的避免喷霜，也不易产生早期硫化，并使胶料保持较好的黏性，有利于成型操作，而且确保硫化胶硫化的均匀性，保证产品质量稳定。

第四节 不溶性硫磺的发展前景

我国硫磺拓展品种不多，仅有硫磺粉、二氧化硫、硫酸、磷肥及二硫化碳等低附加值产品，经济效益较差。随着我国回收硫磺产量的不断增加，积极延伸硫磺产品链、开发高附加值的硫化工产品很有必要。笔者认为，不溶性硫磺是具有较好发展前景的品种之一。

不溶性硫磺是公认的最佳硫磺硫化剂，目前已广泛用于轮胎胎体胶料、缓冲胶料、白胎侧胶料，适合制造轮胎、胶管、运输带、汽车橡胶件、电缆、胶辊、油封、胶鞋、乳胶制品和浅色橡胶制品等，而且潜在市场很大。国内理论市场用量每年可达10万吨，但由于对产品的认知、生产成本等诸多因素的影响，大部分橡胶企业目前使用的硫化剂仍主要为普通硫磺，少数为普通硫磺与不溶性硫磺混用，只有子午线轮胎等产品的生产全用不溶性硫磺。就全国平均水平而言，不溶性硫磺占硫化剂用量的份额尚不到10％，离发达国家的50％～60％差距很远。此外，不溶性硫磺的优异性能，将使其在其他领域内的市场需求逐年增长。

据统计，目前国内不溶性硫磺生产厂家总产能约11万吨，其中部分厂家尽管规模较大，但实际产量很低，年均产量大约4.5万吨。从国际市场来看，国外只有美国、俄罗斯、日本、德国、法国、印度以及东欧少数国家能生产不溶性硫磺。不溶性硫磺市场具有一定的垄断性，如用于子午线轮胎生产的不溶性硫磺国际市场需求量在58万吨/年以上，但中国高端不溶性硫磺市场几乎被美国富莱克斯化学公司独家垄断。由于垄断造成市场价格较高，世界各大轮胎公司和贸易公司都希望其他国家的产品能参与竞争。

目前不溶性硫磺产业的顶尖技术仍多数控制在国外行业龙头企业手中，而国内企业技术相对落后，存在技术壁垒，产品质量差、收率低、成本高。面对前景看好的大市场，笔者建议国内企业积极推进先进工艺的交流合作，集中力量研发不溶性硫磺新工艺，减少国内硫磺产业的低端恶性竞争，一致对外，提高国内不溶性硫磺产业的综合竞争力。要通过自主创新提高不溶性硫磺产品品质，尽快形成规模化生产。同时重点做好三个优化，即优化行业流向、优化区域流向、优化客户结构，增强对不溶性硫磺市场的调控能力。

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