[發(fā)明專利]有機(jī)鈷鹽粘合增進(jìn)劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910025533.4
• 申請(qǐng)日: 2009-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN101481591A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅秋明;于立珍;周江淮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜興市卡歐化工有限公司
• 主分類號(hào): C09J11/06
• 分類號(hào): C09J11/06;C07C51/41
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙）
• 代理人: 肖明芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及有機(jī)鈷鹽粘合增進(jìn)劑的制備方法。

背景技術(shù)

在鋼絲子午線輪胎、鋼絲增強(qiáng)運(yùn)輸帶、鋼編膠管等橡膠制品行業(yè)，需要橡膠等彈性體與金屬骨架材料高強(qiáng)力粘合。為有效保證橡膠與金屬骨架的高強(qiáng)力粘合性能，以及較高的抗老化、耐熱氧、耐濕熱、耐鹽水腐蝕等性能，現(xiàn)有技術(shù)通常采用直接添加型有機(jī)鈷鹽粘合增進(jìn)劑(主要包括硬脂酸鈷、環(huán)烷酸鈷、癸酸鈷及硼酰化鈷四大類)，而此類鈷鹽粘合增進(jìn)劑產(chǎn)品的制造方法是：無(wú)機(jī)可溶性鈷鹽轉(zhuǎn)化成為無(wú)機(jī)沉淀鈷鹽，再通過除雜后干燥制成細(xì)粉，最后與相應(yīng)的有機(jī)酸進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，得到所需產(chǎn)品。而上述所指的沉淀鈷無(wú)非是氫氧化鈷或堿式碳酸鈷(以下簡(jiǎn)稱鈷粉)，眾所周知，氫氧化鈷和堿式碳酸鈷都是一種弱堿，而制取鈷鹽粘合增進(jìn)劑時(shí)，和這些弱堿反應(yīng)的有機(jī)酸都是弱酸(如硬脂酸、環(huán)烷酸、癸酸等多個(gè)碳原子的有機(jī)酸)，弱酸和弱堿的反應(yīng)要求較強(qiáng)的反應(yīng)條件，反應(yīng)速度慢且難以進(jìn)行到底。加上有機(jī)酸和生成的有機(jī)鈷鹽都具有粘稠性，因此，鈷粉的反應(yīng)活性和分散性就顯得特別重要，它是反應(yīng)能否順利進(jìn)行、能否受控進(jìn)行到底的關(guān)鍵因素。

由于鈷的特殊性，即氫氧化鈷膠體性很強(qiáng)，吸附性也很強(qiáng)，在制粉過程中所生成鈉鹽及過量的堿不易洗凈，不僅需要大量的水同時(shí)還延長(zhǎng)漂洗時(shí)間，從而使二價(jià)的鈷離子在堿性條件下時(shí)間較長(zhǎng)，而二價(jià)鈷離子在堿性條件下又非常容易被空氣中的氧所氧化，變成穩(wěn)定的高價(jià)鈷，為非還原性的酸所不能溶解的高價(jià)鈷。其產(chǎn)品質(zhì)量不容易控制，專利號(hào)為200610039605.7、200710019326.9都是采用此法制造的。為此，目前在國(guó)內(nèi)有些鈷鹽制造廠家多采用堿式碳酸鈷作為生產(chǎn)有機(jī)鈷鹽粘合增進(jìn)劑的主要原材料。但采用堿式碳酸鈷法，雖然減少了有二價(jià)鈷轉(zhuǎn)換三價(jià)鈷的可能，但在后期的干燥制粉過程中如果控制不好，仍會(huì)存在上述二價(jià)鈷被氧化成三價(jià)鈷的可能，因此個(gè)別廠家采用濕法合成，濕法合成是利用濕的堿式碳酸鈷直接與有機(jī)酸反應(yīng)，得到的有機(jī)酸鈷。濕法合成雖然避開了三價(jià)鈷氧化的問題，但從其投鈷量是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來計(jì)算配方，不僅數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，且不好分散、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，在投入有機(jī)酸時(shí)不僅按酸性強(qiáng)弱順序還要控制好投料溫度、速度等，要求條件苛刻，操作難度大等，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證。如專利號(hào)為200310105264.5。也有的廠家采用干法生產(chǎn)，但其采用烘房類靜態(tài)干燥，此類鈷粉中三價(jià)鈷成份較高、活性較差，在質(zhì)量上并沒有優(yōu)于濕法合成的產(chǎn)品，可以說國(guó)內(nèi)目前鈷鹽產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，根本無(wú)法和國(guó)外產(chǎn)品相抗衡，這也就是鈷鹽產(chǎn)品至今仍有60％以上的依賴進(jìn)口的根本原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供有機(jī)鈷鹽粘合增進(jìn)劑的改進(jìn)的制備方法，以克服上述鈷粉制作困難的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種有機(jī)鈷鹽粘合增進(jìn)劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將無(wú)機(jī)可溶性鈷鹽溶解于水，配置鈷濃度達(dá)15～45g/L的鈷溶液(以含純鈷量計(jì))，再分別配置濃度為100～300g/L的氫氧化鈉溶液和濃度為150～300g/L的碳酸鈉溶液，上述三種溶液分別經(jīng)過濾后備用；

(2)將鈷溶液加熱至85±5℃，攪拌條件下，緩慢加入溫度為40～50℃的氫氧化鈉溶液，當(dāng)反應(yīng)液的pH值為7時(shí)，攪拌條件下，再緩慢加入溫度為40～50℃的碳酸鈉溶液，當(dāng)反應(yīng)液的pH值為9.5時(shí)，停止加碳酸鈉溶液，維持溫度在50～60℃，繼續(xù)攪拌至pH值不發(fā)生變化；

(3)將步驟(2)得到的反應(yīng)液靜置，取沉淀用水漂洗，直至漂洗液的pH值達(dá)到7；

(4)將漂洗好的沉淀無(wú)機(jī)鈷鹽進(jìn)行第一次脫水，使其含水量達(dá)到50％以下；

(5)將經(jīng)第一次脫水后的沉淀無(wú)機(jī)鈷鹽，采用旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥系統(tǒng)進(jìn)行第二次脫水；

(6)將經(jīng)過兩次脫水的沉淀無(wú)機(jī)鈷鹽在有機(jī)溶劑中與弱的有機(jī)酸反應(yīng)10～24小時(shí)，反應(yīng)溫度由室溫緩慢升至160℃；

(7)步驟(6)的反應(yīng)結(jié)束后，蒸出殘余的有機(jī)溶劑，進(jìn)行造粒，得到有機(jī)鈷鹽粘合增進(jìn)劑產(chǎn)品。

步驟(1)中，所述的無(wú)機(jī)可溶性鈷鹽為硫酸鈷、氯化鈷或硝酸鈷。

步驟(2)中，加入氫氧化鈉溶液時(shí)的攪拌條件為50～60rpm；加入碳酸鈉溶液時(shí)的攪拌條件為20～40rpm。

步驟(4)中，所述的第一次脫水采用離心或壓濾的方式。