[发明专利]有机钴盐粘合增进剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料工程技术领域，具体涉及有机钴盐粘合增进剂的制备方法。

背景技术

在钢丝子午线轮胎、钢丝增强运输带、钢编胶管等橡胶制品行业，需要橡胶等弹性体与金属骨架材料高强力粘合。为有效保证橡胶与金属骨架的高强力粘合性能，以及较高的抗老化、耐热氧、耐湿热、耐盐水腐蚀等性能，现有技术通常采用直接添加型有机钴盐粘合增进剂(主要包括硬脂酸钴、环烷酸钴、癸酸钴及硼酰化钴四大类)，而此类钴盐粘合增进剂产品的制造方法是：无机可溶性钴盐转化成为无机沉淀钴盐，再通过除杂后干燥制成细粉，最后与相应的有机酸进行复分解反应，得到所需产品。而上述所指的沉淀钴无非是氢氧化钴或碱式碳酸钴(以下简称钴粉)，众所周知，氢氧化钴和碱式碳酸钴都是一种弱碱，而制取钴盐粘合增进剂时，和这些弱碱反应的有机酸都是弱酸(如硬脂酸、环烷酸、癸酸等多个碳原子的有机酸)，弱酸和弱碱的反应要求较强的反应条件，反应速度慢且难以进行到底。加上有机酸和生成的有机钴盐都具有粘稠性，因此，钴粉的反应活性和分散性就显得特别重要，它是反应能否顺利进行、能否受控进行到底的关键因素。

由于钴的特殊性，即氢氧化钴胶体性很强，吸附性也很强，在制粉过程中所生成钠盐及过量的碱不易洗净，不仅需要大量的水同时还延长漂洗时间，从而使二价的钴离子在碱性条件下时间较长，而二价钴离子在碱性条件下又非常容易被空气中的氧所氧化，变成稳定的高价钴，为非还原性的酸所不能溶解的高价钴。其产品质量不容易控制，专利号为200610039605.7、200710019326.9都是采用此法制造的。为此，目前在国内有些钴盐制造厂家多采用碱式碳酸钴作为生产有机钴盐粘合增进剂的主要原材料。但采用碱式碳酸钴法，虽然减少了有二价钴转换三价钴的可能，但在后期的干燥制粉过程中如果控制不好，仍会存在上述二价钴被氧化成三价钴的可能，因此个别厂家采用湿法合成，湿法合成是利用湿的碱式碳酸钴直接与有机酸反应，得到的有机酸钴。湿法合成虽然避开了三价钴氧化的问题，但从其投钴量是根据经验数值来计算配方，不仅数据不够准确，且不好分散、反应时间长，在投入有机酸时不仅按酸性强弱顺序还要控制好投料温度、速度等，要求条件苛刻，操作难度大等，产品质量无法保证。如专利号为200310105264.5。也有的厂家采用干法生产，但其采用烘房类静态干燥，此类钴粉中三价钴成份较高、活性较差，在质量上并没有优于湿法合成的产品，可以说国内目前钴盐产品质量良莠不齐，根本无法和国外产品相抗衡，这也就是钴盐产品至今仍有60％以上的依赖进口的根本原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供有机钴盐粘合增进剂的改进的制备方法，以克服上述钴粉制作困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种有机钴盐粘合增进剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将无机可溶性钴盐溶解于水，配置钴浓度达15～45g/L的钴溶液(以含纯钴量计)，再分别配置浓度为100～300g/L的氢氧化钠溶液和浓度为150～300g/L的碳酸钠溶液，上述三种溶液分别经过滤后备用；

(2)将钴溶液加热至85±5℃，搅拌条件下，缓慢加入温度为40～50℃的氢氧化钠溶液，当反应液的pH值为7时，搅拌条件下，再缓慢加入温度为40～50℃的碳酸钠溶液，当反应液的pH值为9.5时，停止加碳酸钠溶液，维持温度在50～60℃，继续搅拌至pH值不发生变化；

(3)将步骤(2)得到的反应液静置，取沉淀用水漂洗，直至漂洗液的pH值达到7；

(4)将漂洗好的沉淀无机钴盐进行第一次脱水，使其含水量达到50％以下；

(5)将经第一次脱水后的沉淀无机钴盐，采用旋转闪蒸干燥系统进行第二次脱水；

(6)将经过两次脱水的沉淀无机钴盐在有机溶剂中与弱的有机酸反应10～24小时，反应温度由室温缓慢升至160℃；

(7)步骤(6)的反应结束后，蒸出残余的有机溶剂，进行造粒，得到有机钴盐粘合增进剂产品。

步骤(1)中，所述的无机可溶性钴盐为硫酸钴、氯化钴或硝酸钴。

步骤(2)中，加入氢氧化钠溶液时的搅拌条件为50～60rpm；加入碳酸钠溶液时的搅拌条件为20～40rpm。

步骤(4)中，所述的第一次脱水采用离心或压滤的方式。