硼酰化钴的制备方法技术

本发明专利技术提供一种硼酰化钴的制备方法，属于复合材料促进剂的制备领域。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。该制备方法中，通过新癸酸、异辛酸、及低级脂肪酸冰醋酸、二甲苯配合，与氢氧化钻进行酸碱中和反应生成中间产物，由于冰醋酸与二甲苯的作用，可提高反应速率，加速中间产物的形成；并且，在最后的硼酰化反应时，与硼酸三丁酯一起加入作为添加剂的硼酸钙，有效缩短了反应时间，并提高了最终制得的硼酰化钴的不溶物性能和防静电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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，有环垸酸钴(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。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种，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。本专利技术是通过下述技术方案实现的-本专利技术实施例提供一种，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。本专利技术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，不但有效縮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。具体实施例方式为便于理解，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步清楚、细致的说明。 实施例一本实施例提供一种，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'C时，开始蒸馏出二甲苯和水；升温至155'C 165'C时，进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度从一0.01MPa减至-0.08MPa (可以是逐步降低真空度，蒸馏的真空度从一O.OlMPa开始，每分钟降低一 O.OlMPa，直到真空度降至一0.08MPa)，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16(TC 18(TC;之后升温到165。C 175'C时，进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度从一0.01MPa减 至-0.08MPa (可以是逐步降低真空度，蒸馏的真空度从一0.01MPa开始，每分钟降低— O.OlMPa，直到真空度减至一0.08MPa)，并在真空度-0.08MPa下保持120分钟后，硼酰化 反应完成后得到的反应产物即为硼酰化钴。为使制得的硼酰化钴方便包括与使用，可进一步对硼酰化反应后得到的反应产物进 行造粒，如，可采用回转带式冷凝造粒机进行造粒，造粒的冷却温度为25 35'C。制得 颗粒状的硼酰化钴更宜于包装及在生产橡胶复合材料中添加。本方法中的添加剂采用了 廉价的硼酸钙，其性能稳定，颗粒较小，在造粒的过程中不能堵塞造粒机头，使产品能 够以圆粒形式存在，并且提高了产品中的硼含量。在硼酰化钴的生产中对钴含量的控制是非常重要的。测试表明，钴含量越高使制得 的橡胶复合材料的各种性能越好， 一般钴含量不低于20%的情况下，制得的各种橡胶复合 材料产品均可满足性能测试的要求。但现有硼酰化中钴的含量一般只能达到18°/。左右。因 此，导致利用这种硼酰化钴制得的橡胶复合材料的性能较差，使制得的最终产品性能也 受到影响。在上述方法中，按下述重量配比控制各原料的用量 氢氧化钴 4 4.5重量份；异辛酸 3.4 3.8重量份； 冰醋酸 2.5 3. l重量份；二甲苯加入量与氢氧化钴质量相等；硼酸三丁酯 3.2 5. l重量份；硼酸钙(添加剂)0.7 1.5重量份；由于其中的新癸酸、异辛酸、冰醋酸，三者共同参加的酸碱中和反应(根据反应机理)，实现了只有两种有机酸参加反应的技术突破，可确保制得的硼酰化钴中钴的含量 精确控制在22土0. 5%，从而使制得的硼酰化钴用在橡胶复合材料中时具备很好粘合力， 保证了制得橡胶复合产品的性能。本专利技术实施例的制备方法中，在酸碱中和反应中加入新癸酸、异辛酸两种高级羧 酸，并与低级脂肪酸冰醋酸一起，与氢氧化钴发生酸碱中和反应，提高反应速率，加速 中间产物的形成；并利用得到的中间产物与硼酸三丁酯进行硼酰化反应，同时加入硼酸 钙作为添加剂，有效縮短硼酰化反应时间，并提高了硼酰化钴产品的防静电性能，同时 方便了进一步造粒，制得颗粒状的硼酰化钴易于包装，是一种很好的橡胶复合材料促进 剂，易于在橡胶复合材料生产时的添加过程。并且，在本专利技术实施例的制备方法中，以二甲苯作为除水剂，且采用与氢氧化钴质 量相当的加入量，保证了除水效果，及最后制成硼酰化钴产品的质量。若二甲苯加入量 过少，不能将中和反应生成的水充分带出；加入量若过多，则增加了反应时间，增加了 能耗，并使部分二甲苯残存在最终的产物中，影响了产品质量，降低了产品的终熔点。实施例二本实施例二提供一种，制得的硼酰化钴可作为橡胶复合的促进 剂，该方法包括中和反应将3重量份新癸酸、2.9 3.4重量份的异辛酸、2. 5 3. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硼酰化钴的制备方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马侠，孙延亮，
申请(专利权)人：大连爱柏斯化工有限公司，
类型：发明
国别省市：91[]