[發(fā)明專利]一種環(huán)保型復(fù)合粘合增進(jìn)劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210178797.5
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102702573A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周江淮;傅秋明
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇卡歐化工有限公司
• 主分類號: C08K5/098
• 分類號: C08K5/098;C07C51/41;C07C61/29;C07C53/126
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 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，具體涉及環(huán)保型高純度的復(fù)合粘合增進(jìn)劑的制備方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)保壓力越來越大，環(huán)境污染問題已成為制約我國橡膠助劑發(fā)展的瓶頸之一。在加強(qiáng)末端治理的同時，環(huán)境污染治理的根本出路在于開發(fā)與推廣應(yīng)用清潔工藝，將污染消滅在合成工藝中。因此，綠色清潔工藝的開發(fā)與應(yīng)用是我國橡膠助劑未來競爭的關(guān)鍵。清潔工藝的開發(fā)不只是單純地解決環(huán)境污染問題，也是提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)國際競爭力的基礎(chǔ)。故此本發(fā)明人一直致力于產(chǎn)品綠色化，工藝清潔化的開發(fā)與研究。

硬脂酸鈷也是橡膠助劑主要品種之一，其主要用于子午線輪胎、鋼絲運(yùn)輸帶及金屬橡膠復(fù)合制品的制造，起到增加橡膠與金屬骨架材料之間的粘合性能的作用。

目前市場上流通的硬脂酸鈷有單一硬脂酸與鈷結(jié)合的純硬脂酸鈷，也有為降低制造成本而選用其它金屬離子代替鈷離子的復(fù)合金屬硬脂酸鹽粘合增進(jìn)劑（專利號為200610047556.1），也有為增加硬脂酸鈷的使用性能而適當(dāng)增加部分帶有支鏈烴的有機(jī)酸替代部分硬脂酸的復(fù)合酸型硬脂酸鈷（專利號為201010201667.X），還有一種為提高鈷含量采用妥爾油脂肪酸與無機(jī)鈷結(jié)合與硬脂酸鈷相近產(chǎn)品（專利號為20110189532.0），但不論哪個類型的鈷鹽，制造方法均是采用無機(jī)可溶性鈷鹽轉(zhuǎn)換成不溶性的氫氧化鈷再在有機(jī)溶劑存在的條件下與弱的有機(jī)酸反應(yīng)得到相應(yīng)的產(chǎn)品。在無機(jī)鈷轉(zhuǎn)換成氫氧化鈷過程中有漂洗過程，洗去多余的堿液及生成的可溶性的鈉鹽（氯化鈉、硫酸鈉或硝酸鈉），而重點(diǎn)在于氫氧化鈷是一種膠體，吸附能力較強(qiáng)，所以要用大量的水間歇式或連續(xù)式洗滌，如果以生產(chǎn)1噸氫氧化鈷來計(jì)，用水量約為40噸左右。之后再與有機(jī)酸反應(yīng)過程中，由于硬脂酸鈷為非晶形化合物，沒有固定熔點(diǎn)，只有軟化點(diǎn)，在80-100℃，所以在熔溶狀態(tài)下是粘稠狀液體，為增大反應(yīng)機(jī)率及反應(yīng)完全程度，必須使用一種與硬脂酸鈷相溶的稀釋劑及與水不溶的帶水劑，而且其沸點(diǎn)要高于硬脂酸鈷的的軟化點(diǎn)，故此傳統(tǒng)的制造方法就選擇了二甲苯或高沸點(diǎn)的汽油，但不論使哪種溶劑，對環(huán)境及產(chǎn)品肯定都會有一定的揮發(fā)及殘留，以及經(jīng)多次循環(huán)使用也會產(chǎn)生一定量的蒸餾殘液，形成危險廢棄物；同時也會生產(chǎn)者身體造成傷害（眾所周知苯類溶劑人體吸入會導(dǎo)致癌變）。而此類產(chǎn)品的純度最高也只能達(dá)到99%，還有約為1%的無機(jī)鈷存在，而此鈷由于在中性條件高溫情況下又易于生成高價鈷，即只能與具有還原性的鹽酸反應(yīng)的三價鈷，它在橡膠制品中與金屬骨架材料之間的形成原電池反應(yīng)，使鍍鋅鋼絲骨架材料產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而降低其耐老化性能。又由于通過此工序生產(chǎn)所得產(chǎn)品均為熔滴造粒，其粒型為直徑約4mm的半球狀顆粒，在膠料進(jìn)行混煉過程存在壓碎、分散問題，如果分散不均，那么在膠料進(jìn)行硫化過程中鈷鹽就不能起到充分的粘合性能，金屬與橡膠只能是局部或是片段間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達(dá)到粘合效果，此類型粘合在抽出力體現(xiàn)不明顯，但此產(chǎn)品在使用過程中就會發(fā)生脫落現(xiàn)象，最直接例子就是現(xiàn)市場上輪胎使用沒多久就發(fā)生鼓包現(xiàn)象，使輪胎廠家被迫召回。鑒于以上幾點(diǎn)，研制一種環(huán)保型高純度的復(fù)合硬脂酸鈷生產(chǎn)工藝，使產(chǎn)品滿足指標(biāo)要求，提高使用性能，同時還降低能耗，無廢棄物產(chǎn)生，就顯得非常迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明突破了傳統(tǒng)的技術(shù)工藝，提供一種環(huán)保型復(fù)合粘合增進(jìn)劑的制備方法，該方法全面采用綠色無污染技術(shù)生產(chǎn)，使產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到同類產(chǎn)品。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種環(huán)保型復(fù)合粘合增進(jìn)劑的制備方法，該方法包括如下步驟：

（1）配置硫酸鈷水溶液，經(jīng)過濾后備用；

（2）配置氫氧化鈉水溶液，過濾后備用；

（3）將硬脂酸加入水中，升溫?cái)嚢钘l件下至硬脂酸全部熔化后加入步驟（2）得到的氫氧化鈉水溶液維持反應(yīng)液的pH值為8，再加入松香酸，繼續(xù)加入步驟（2）得到的氫氧化鈉水溶液維持反應(yīng)液的pH值為8，最后加入異辛酸，攪拌均勻，繼續(xù)緩慢間歇式加入步驟（2）得到的氫氧化鈉水溶液，使反應(yīng)液的最終pH值接近或等于為8，步驟（3）整個反應(yīng)過程反應(yīng)溫度以20~30℃/h的速率升溫至97±2℃；

（4）向步驟（3）得到的反應(yīng)液中加入步驟（1）得到的硫酸鈷水溶液，以10~20℃/h的速率升溫至80~85℃，保溫1~1.5小時，繼續(xù)以10~20℃/h的速率升溫至100℃；

（5）將步驟（4）得到的反應(yīng)液離心脫水，沉淀部分用清水沖洗2~3次去除硫酸根離子得到有機(jī)鈷；

（6）將步驟（5）沖洗好的有機(jī)鈷加入水中，攪拌條件下加入醋酸水溶液，以40~50℃/h的速率升溫至105℃結(jié)束；