[发明专利]硼酰化钴的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粘合促进剂的制备领域，特别是涉及一种可作为橡胶粘合促进剂的硼酰化钴的制备方法。

背景技术

从金属与橡胶的粘合机理上看，只要是含钴的盐，都能在不同程度上改善金属与橡胶的粘合性。人们最早使用的钴盐是水溶性的无机钴盐，如氯化钴、硫酸钴，将这些钴盐混合在胶料或涂在金属表面，可在一定程度上改善金属与橡胶的粘合力，但同时发现。当经热老化后，其粘合力急剧下降。随后，人们改用钴盐做橡胶粘合促进剂，经研究发现，钴盐类粘合促进剂较原先的无机钴盐相比，可在很大程度上提高金属与橡胶的粘合力。

市场上常见的橡胶复合材料促进剂的种类很多，有环烷酸钴(含钴量10％)、硬脂酸钴(含钴量9.5％)、癸酸钴(含钴量20.5％)、硼酰化钴(含钴量22.5％)。其中硼酰化钴是公认的具有最好粘合性能的橡胶复合材料促进剂。就老化后的粘合保持率和附胶率而言，硼酰化钴要明显优于环烷酸钴、癸酸钴和硬脂酸钴，使制得橡胶复合材料的性能热空气老化后提高16.9％，蒸汽老化后提高12.3％，盐水老化后提高22.9％。因此，硼酰化钴可广泛应用在橡胶工业、轮胎工业中用作橡胶与钢丝帘线(包括镀铜、镀锌、赤裸钢丝等)的粘合促进剂，用于子午线轮胎、橡胶钢丝运输带、液压输油管等橡胶与金属复合材料的生产中；也可用于涂料工业中静电金属粉末、粉末涂料催干剂的制造等。

但现有制备硼酰化钴过程中，一般采用中和、硼酰化、添加添加剂的方法，由于在该方法中，酸碱中和不是十分强烈，即采用的短链酸为其它的低级脂肪酸，其中和效果不稳定，也不能实现生产时间的缩短，最终产品的稳定性较差，因此，使制得的硼酰化钴耐老化性能不好，影响制得橡胶复合材料的性能；且现有技术制得的硼酰化钴由于添加剂的选择受限，所以存在造粒难的问题，不利于后续生产包装及在橡胶复合材料生产时添加。

发明内容

本发明实施例提供一种硼酰化钴的制备方法，制得硼酰化钴性能好，可保证利用它制得橡胶复合材料的耐老化性能；且易于造粒，方便后续包装及向橡胶复合材料中添加。

本发明是通过下述技术方案实现的：

本发明实施例提供一种硼酰化钴的制备方法，包括：

将新癸酸、异辛酸、冰醋酸、二甲苯与氢氧化钴混合进行酸碱中和反应，中和反应完成后得到中间产物；

向所述得到的中间产物中加入硼酸三丁酯进行硼酰化反应，同时加入硼酸钙作为添加剂，硼酰化反应完成后得到的反应产物即为硼酰化钴。

本发明实施方式中的硼酰化钴制备方法中，通过新癸酸(长链酸)、异辛酸(长链酸)、冰醋酸(低级脂肪酸)和二甲苯(除水剂)配合，与氢氧化钴进行酸碱中和反应生成中间产物，由于冰醋酸与二甲苯作用，可提高中和反应速率，加快水的去除，加速中间产物的形成；并且，在中间产物与硼酸三丁酯的硼酰化反应中，同时加入硼酸钙作为添加剂，不但有效缩短了硼酰化反应时间，并且提高了最终制得的硼酰化钴的防静电性能，用在橡胶复合材料可提高耐老化性能；并且由于添加硼酸钙作为添加剂，使制得的硼酰化钴易于造粒，易于在橡胶复合材料生产时添加。

具体实施方式

为便于理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步清楚、细致的说明。

实施例一

本实施例提供一种硼酰化钴的制备方法，可作为性能优良的橡胶复合材料促进剂，该方法包括：

将新癸酸、异辛酸、冰醋酸、二甲苯与氢氧化钴混合进行酸碱中和反应，中和反应完成后得到中间产物；

向所述得到的中间产物中加入硼酸三丁酯进行硼酰化反应，同时加入硼酸钙作为添加剂，硼酰化反应完成后得到的反应产物即为硼酰化钴。

上述方法具体包括中和反应和硼酰化反应两步：

中和反应：将新癸酸、异辛酸、冰醋酸、二甲苯搅拌混合后，在搅拌且通入氮气状态下加入氢氧化钴；

氢氧化钴加入后，升温进行反应；升温到85～95℃时，开始蒸馏出二甲苯和水；

升温至155℃～165℃时，进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度从-0.01MPa减至-0.08MPa(可以是逐步降低真空度，蒸馏的真空度从-0.01MPa开始，每分钟降低-0.01MPa，直到真空度降至-0.08MPa)，并在真空度-0.08MPa下保持120分钟后，完成酸碱中和反应得到中和后的中间产物；

硼酰化反应：在常压下向中和反应后得到的中间产物中加入硼酸三丁酯和硼酸钙的混合物，所述混合物在60～120分钟加完，加料过程中保持全回流状态；加料完成后保持全回流状态60分钟，同时加热，加热温度为160℃～180℃；