[发明专利]在低碱度环境下制备混合型钴碱的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种在低碱度环境下制备用作橡胶与金属粘合增强的混合型钴碱的方法。属有机化工技术领域。

(二)背景技术

用作橡胶与金属粘合增强的各类有机钴盐，如硼酰化钴、新癸酸钴、环烷酸钴、硬脂酸钴等等钴盐的生产工艺中，其中间产品钴碱的制备是极重要的环节。目前常用的中间产品钴碱有二个，一个是氢氧化钴，其优点是与有机酸反应活性大，反应比较完全，缺点是刚生成的氢氧化钴胶体性很强，因而粘附性也强，结晶又细，很难清洗。由于钴价格昂贵，因而在生成氢氧化钴的复分解反应工艺设计中一般采取液碱过量，反应物终点pH值往往大于12，又因其很难清洗，就使二价钴离子长期置于碱性环境之中，因而易被氧化生成三价钴。而三价钴的稳定性使其不参加与有机酸反应，以金属杂质形式存在于钴盐产品中，与铜、锰等金属杂质一样，进入橡胶硫化体系的钴金属杂质同样会影响橡胶抗老化性能。另一个就是碱式碳酸钴，其优点是生成物晶态易洗涤，因其反应生成环境碱性相对较低，因而其三价钴的生成率也较低，其缺点是与有机酸反应活性低，需相应提高反应温度，而当达到反应温度时，又有大量二氧化碳气体逸出，极易发生冲料事故。若以碱式碳酸钴为原料制备有机钴盐，一般均需添加一定数量的溶剂作为反应缓冲液，以避免反应溢锅；但最终产品溶剂的去除却会延长生产时间，消耗能源，增加生产成本。

有效利用上述二种钴碱的优点，克服其缺点，成为研究重点之一。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能保持反应活性，三价钴生成少又易于漂洗的在低碱度环境下制备混合型钴碱的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种在低碱度环境下制备混合型钴碱的方法，所述方法包括以下工艺过程：

步骤一、复分解反应

将一定量的硫酸钴或氯化钴溶解于水，升温到60℃±10℃，搅拌下缓慢加入占该硫酸钴或氯化钴75％～80％反应当量的液碱，反应液pH值基本呈中性。然后再加入预溶解好的占该硫酸钴或氯化钴19％～24％反应当量的纯碱水溶液，加毕，反应液pH值基本上仍近中性，再滴加纯碱水溶液，直至反应液pH值稳定在8～9为止，其反应式是：

CoSO₄+2NaOH→Co(OH)₂↓+Na₂SO₄

2CoSO₄+2Na₂CO₃+H₂O→Co₂CO₃(OH)₂↓+2Na₂SO₄+CO₂↑

CoCl₂+2NaOH→Co(OH)₂↓+2NaCl

2CoCl₂+2Na₂CO₃+H₂O→Co₂CO₃(OH)₂↓+4NaCl+CO₂↑

步骤二、漂洗离心脱水

将步骤一反应生成的沉淀物放入漂洗罐中，用清水进行多次漂洗，直至以氯化钡或硝酸银溶液检测漂洗水中硫酸根或氯根离子达标为止，再将沉淀物沥干后置离心机甩干备用.

本发明的优点是：

1、为保持钴碱的反应活性，在设计生成混合型钴碱的原料配比中，确保其成分中氢氧化钴含量达到75％。当混合型钴碱中氢氧化钴含量达到这一数量，其与有机酸的反应温度递变，最终反应温度的设定与以纯氢氧化钴为原料基本一样。钴碱与有机酸反应生成物是有机钴盐与水，反应生成水的收集可以看作衡量反应程度的一个标志，当物料反应温度从100℃递变到105℃，以纯氢氧化钴为原料的反应出水量可达理论出水量的45～50％，而以氢氧化钴含量达到75％的混合型钴碱为原料的反应出水量也可达到理论出水量的45％左右，略低1～2个百分点，对整个反应体系影响很小，可以忽略不计。当反应物料温度达到150℃时，混合型钴碱中的碱式碳酸钴活性被激活，其成盐反应中副产物水汽与二氧化碳气体虽然明显增多，但因其在混合型钴碱中的量仅占25％，又因在150℃的反应环境下已大量生成的有机钴盐呈液态，对反应起到稀释与缓冲作用，使反应呈常态可控。以混合型钴碱为原料生产有机钴盐，不需要相关溶剂用作反应缓冲剂，而反应终点温度设定同以纯氢氧化钴为原料的钴碱生产有机钴盐相同。