[发明专利]一种高性能有机钴类混合盐及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能有机钴类混合盐及其制备方法。

背景技术

随着我国高速公路的迅速发展，汽车产量的迅猛增加，对子午线轮胎的需求将大幅度增加，那么对生产子午线轮胎的必备原料-有机钴盐粘合增进剂的需求量越来越大，对质量要求越来越高。就目前而言，不论是国内还国外所生产的有机钴盐粘合增进剂均是采用钴与不同的有机酸反应得到的产品，属于有机酸钴混合物，钴的含量按不同牌号的产品标准有所不同，但在橡胶制品的配方设计时，不同有机钴盐粘合增进剂的使用量是以钴含量来计算，也就是在每百份数橡胶中所占有的纯钴量。因为有机钴粘合增进剂在应用过程中作用原理是：有机钴盐粘合增进剂在炼胶过程中加入并且均匀地分散到整个体系中，此时只是物理性分散，当生胶进行硫化时，有机钴盐粘合增进剂在一定温度下与金属表面的镀层表面发生了置换反应，生成自由基的钴离子，钴离子催化橡胶和金属与硫之间形成稳定的化学键，达到橡胶与金属之间的强力粘合，不仅确保轮胎拥有高速行驶性能，而且还延长轮胎的使用寿命。而有机钴盐粘合增进剂中钴是一种有色金属，又是有色金属中的小品种，全国从原矿生产的钴不足千吨，大部分依靠从国外进口钴矿，故而钴的价格始终处于高端价位，从钴盐粘合增进剂产品中其成本占总原料价格的80％。随着市场竞争日趋激烈情形下，钴盐粘合增进剂在用量上将会成几何级增长，但价位却不会成比例上升，同时现有的钴盐粘合增进剂制备方法中虽然硼酰化钴含钴量较高，它们在橡胶硫化时，反应活性大，对橡胶与钢丝的粘合增强起主要作用，但反应产生的游离脂肪酸总酸度较高，不利橡胶与钢丝的粘合的持久，且对金属表面有腐蚀性，故研究开发代钴新原料或新工艺是极其必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种含钴量较高、对防腐增粘有利的高性能有机钴类混合盐的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高性能有机钴类混合盐，该有机钴类混合盐外观呈蓝紫色固体，其含钴量为15％～16％，熔点为103～104℃，该有机钴类混合盐由以下原料按重量份配比而成：氢氧化钴26～28份、硬脂酸63～66份、丙酸19～21份、异壬酸39～41份、硼酸丁脂20～22份、偏硼酸钙8～9份。

一种高性能有机钴类混合盐的制备方法，按以下步骤完成：

1)成盐反应：以氢氧化钴、丙酸、异壬酸与硬脂酸的混合酸为原料，在常压密封容器中，温度170～180℃，反应时间≥2.5小时，反应生成丙酸-硬脂酸钴混合盐，其总的反应式为：

其中，m为8或17；

2)硼酰化反应：在上述反应体系中加入硼酸丁脂，控制温度190～195℃，反应时间≥2小时，反应生成硼酰化钴，副产品为丙酸丁脂，其反应式为：

其中，m为8或17；

3)制成成品：在上述反应体系中，温度控制在180～185℃，添加偏硼酸钙，制成以硼酰化钴为主的有机钴类混合盐制成品。

所述的成盐反应的温度为175℃。

所述的硼酰化反应的温度为193℃。

所述的制成成品的温度为183℃。

一种高性能钴类混合盐，其各原料优选比例为：氢氧化钴27份、硬脂酸65份、丙酸20份、异壬酸40份、硼酸丁脂21份、偏硼酸钙8.5份。

本发明的有益效果是：

本发明中的丙酸大大降低了产品总酸度，避免了对胶类制品耐腐蚀与老化性能，同时，本发明中添加的硬脂酸可有效替代轮胎配方中常用的部分硬脂酸，有利于炭黑、氧化锌等橡胶(轮胎)主要成分的充分扩散，另外，在钴盐中添加偏硼酸钙，偏硼酸钙是一种二性化合物，可以有效平衡体系中的酸碱度，提高了防腐性，增强了胶黏性，增进橡胶与金属的粘合，从而大大提高这类钴盐的含钴量与反应活性。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一

一种高性能有机钴类混合盐，该有机钴类混合盐外观呈蓝紫色固体，其含钴量为15.2％，熔点为103℃，该有机钴类混合盐由以下原料按重量份配比而成：氢氧化钴26份、硬脂酸65份、丙酸19份、异壬酸39份、硼酸丁脂20份、偏硼酸钙8份。

一种高性能有机钴类混合盐的制备方法，按以下步骤完成：

1)成盐反应：以氢氧化钴、丙酸、异壬酸与硬脂酸的混合酸为原料，在常压密封容器中，温度175℃，反应时间≥2.5小时，反应生成丙酸-硬脂酸钴混合盐，其总的反应式为：

其中，m为8或17；