複合金屬鹽粘合增進劑及其製備方法
2023-05-27 13:27:11
專利名稱：複合金屬鹽粘合增進劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種複合金屬鹽粘合增進劑及製備方法，該增進劑主要用於金屬-橡膠的粘合。
背景技術：
目前國內外市場上使用的熱硫化型金屬一橡膠粘合用增進劑為單一金屬-鈷鹽型產品，隨著國際市場上金屬鈷價格不斷上漲，鈷鹽粘合增進劑價格也隨之提高，因此，降低鈷鹽粘合增進劑的製作成本，成為了眾多同行企業的研究課題，但至今仍未見到解決這一難題、能實現商業化運作的相關報導。
發明內容
本發明的目的是以其它金屬部分取代金屬鈷，製備複合金屬鹽粘合增進劑，以降低該粘合增進劑的製作成本，本發明產品的各項技術指標均達到或高於單一鈷鹽型產品；本發明的另一目的是提供這種複合金屬鹽粘合增進劑的製備方法。
為了實現上述的目的，本發明以含鈣、鋅、鎳的一種或多種金屬化合物與無機鈷鹽相配伍，得到含鈷在50～80％，含其它金屬20～50％的複合金屬鹽型粘合增進劑，即節約鈷20～50％。本發明反應原料包括硫酸鈷或氯化鈷等無機鈷鹽、純鹼、溶劑油和C2～C18有機酸的一種或多種混合物，其特徵是在反應物中至少加入一種含鈣和/或鋅和/或鎳的金屬化合物，製得複合金屬鹽粘合增進劑。
本發明進一步的技術方案是鈣、鋅、鎳的金屬化合物與鈷鹽在增進劑中的金屬摩爾比為鈣∶鋅∶鎳∶鈷＝0～0.2∶0～0.05∶0～0.5∶0.5～0.8，以純金屬計算，各元素的重量比為鈣∶鋅∶鎳∶鈷＝0～8∶0～3∶0～29∶29～48。鈣、鋅、鎳的金屬化合物分別選用氧化鈣、氧化鋅和硫酸鎳。C2～C18有機酸選用乙酸、丙酸、辛酸、戊酸、新癸酸、環烷酸、硬脂酸、松香酸、異辛酸等其中的一種或多種混合物，溶劑油選用80～200#汽油。
本發明以製作癸酸、硬脂酸、環烷酸以及硼醯化複合金屬鹽粘合增進劑系列產品為例，選擇的原料及重量份配比是1、硬脂酸複合金屬鹽粘合增進劑氧化鈣0～10 氧化鋅0～9 硫酸鎳0～100硫酸鈷170～225 硬脂酸260～560 工業純鹼70～13080#溶劑汽油300。
2、環烷酸複合金屬鹽粘合增進劑氧化鈣0～10 氧化鋅0～9 硫酸鎳0～100硫酸鈷170～225 環烷酸380～660 工業純鹼70～130松香酸50～240異辛酸40～100 140#溶劑汽油300。
3、癸酸複合金屬鹽粘合增進劑氧化鈣0～10 氧化鋅0～9 硫酸鎳0～100硫酸鈷170～225工業純鹼70～130140#溶劑汽油300新癸酸105～360戊酸10～90 乙酸5～40。
4、硼醯化複合金屬鹽粘合增進劑氧化鈣0～10 氧化鋅0～9 硫酸鎳0～100硫酸鈷170～225 工業純鹼70～130 140#溶劑汽油300異辛酸80～220 松香酸60～100乙酸10～60硼酸丙酯80～120。
本發明產品的製備方法是按如下步驟進行(1)將硫酸鈷或硫酸鈷與硫酸鎳溶於水，加工業純鹼水溶液製成鹼式碳酸鹽沉澱，將沉澱物水洗至無CO32-SO42-備用；(2)將溼鹼式碳酸鹽直接與有機酸在溶劑油中進行反應，反應溫度40～230℃，反應時間16～24小時；(3)當反應溫度達到90±5℃時選加金屬氧化物，於97～140℃共沸脫水，分水回流，於140～180℃回收溶劑，180±5℃真空蒸出殘餘溶劑和水份得到產品。
本發明在製備硼醯化複合金屬鹽粘合增進劑的過程除按上述步驟(1)～(3)操作外，在真空蒸餾結束後，降溫至140±5℃加入硼酸丙酯進行硼醯化反應，於190±2℃蒸出殘餘硼酯及溶劑後得到硼醯化複合金屬鹽。
本發明以複合金屬癸酸鹽為例與傳統癸酸鈷進行對比，測試鍍黃銅鋼絲與橡膠之間粘合的各項技術試驗數據如下
本發明提供以下實施例來詳細描述其技術方案。
實施例1複合金屬硬脂酸鹽粘合增進劑配比(複合金屬中含鈷80％重量) 實施例2複合金屬固體環烷酸鹽粘合增進劑配比(複合金屬中含鈷80％重量)
實施例3複合金屬癸酸鹽粘合增進劑的配比(複合金屬中含鈷80％重量) 實施例4硼醯化複合金屬粘合增進劑的配比(複合金屬中含鈷80％重量)
實施例5(1)將硫酸鈷溶於水，如加硫酸鎳就與硫酸鈷同時溶於水，再加工業純鹼水溶液製成鹼式碳酸鹽沉澱，將沉澱物水洗至無CO32-SO42-備用；(2)將溼鹼式碳酸鹽直接與有機酸在溶劑油中進行反應，反應溫度40～230℃，反應時間16～24小時；(3)當反應溫度達到90±5℃時選加金屬氧化物，於97～140℃共沸脫水，分水回流，在97℃時水與溶劑油共沸。為了使溼濾餅在溶劑油中分散開，可適當延長攪拌時間，進行全回流操作。當濾餅分散均勻時，開始分水回流；升溫至140℃，水份基本分離完全，於140～180℃回收溶劑，180±5℃真空蒸出殘餘溶劑和水份得到產品。
實施例6步驟(1)～(3)同實施例5，步驟(4)真空蒸餾結束後，降溫至140±5℃加入硼酸丙酯進行硼醯化反應，加熱升溫，保持攪拌速度，使硼醯化反應進行。反應在185℃時完成。然後於190±2℃蒸出殘餘硼酯及溶劑後得到硼醯化複合金屬鹽產品。
權利要求
1.複合金屬鹽粘合增進劑，反應原料包括硫酸鈷、純鹼、溶劑油和硬脂酸，其特徵是在反應物中至少加入一種含鈣和/或鋅和/或鎳的金屬化合物。
2.按照權利要求1所述的複合金屬鹽粘合增進劑，其特徵是鈣、鋅、鎳的金屬化合物與鈷鹽在增進劑中的金屬摩爾比為鈣∶鋅∶鎳∶鈷＝0～0.2∶0～0.05∶0～0.5∶0.5～0.8，以純金屬計算，各元素的重量比為鈣∶鋅∶鎳∶鈷＝0～8∶0～3∶0～29∶29～48。
3.按照權利要求1或2所述的複合金屬鹽粘合增進劑，其特徵是所述鈣、鋅、鎳的金屬化合物分別選用氧化鈣、氧化鋅和硫酸鎳。
4.按照權利要求1所述的複合金屬鹽粘合增進劑，其特徵是增進劑由下列重量份的原料反應製備氧化鈣0～10 氧化鋅0～9 硫酸鎳0～100硫酸鈷170～225硬脂酸260～560 工業純鹼70～13080#溶劑汽油300。
5.按照權利要求1所述的複合金屬鹽粘合增進劑，其特徵是該增進劑由下列重量份的原料反應製備氧化鈣0～10 氧化鋅0～9 硫酸鎳0～100硫酸鈷170～225環烷酸380～660 工業純鹼70～130松香酸50～240 異辛酸40～100140#溶劑汽油300。
6.按照權利要求1所述的複合金屬鹽粘合增進劑，其特徵是該增進劑由下列重量份的原料反應製備氧化鈣0～10 氧化鋅0～9 硫酸鎳0～100硫酸鈷170～225工業純鹼70～130 140#溶劑汽油300新癸酸105～360戊酸10～90 乙酸5～40。
7.按照權利要求1所述的複合金屬鹽粘合增進劑，其特徵是該增進劑由下列重量份的原料反應製備氧化鈣0～10 氧化鋅0～9 硫酸鎳0～100硫酸鈷170～225 工業純鹼70～130 140#溶劑汽油300異辛酸80～220松香酸60～100乙酸10～60硼酸丙酯80～120。
8.一種製備如權利要求4～6所述的複合金屬鹽粘合增進劑的方法，其特徵是該方法按如下步驟進行(1)將硫酸鈷或硫酸鈷與硫酸鎳溶於水，加工業純鹼水溶液製成鹼式碳酸鹽沉澱，將沉澱物水洗至無CO32-SO42-備用；(2)將溼鹼式碳酸鹽直接與有機酸在溶劑油中進行反應，反應溫度40～230℃，反應時間16～24小時；(3)當反應溫度達到90±5℃時選加金屬氧化物，於97～140℃共沸脫水，分水回流，於140～180℃回收溶劑，180±5℃真空蒸出殘餘溶劑和水份得到產品。
9.一種製備如權利要求7所述的複合金屬鹽粘合增進劑的方法，其特徵是該方法按如下步驟進行(1)將硫酸鈷或硫酸鈷與硫酸鎳溶於水，加工業純鹼水溶液製成鹼式碳酸鹽沉澱，將沉澱物水洗至無CO32-SO42-備用；(2)將溼鹼式碳酸鹽直接與有機酸在溶劑油中進行反應，反應溫度40～230℃，反應時間16～24小時；(3)當反應溫度達到90±5℃時選加金屬氧化物，於97～140℃共沸脫水，分水回流，於140～180℃回收溶劑油，180±5℃真空蒸出殘餘溶劑和水份得到產品；(4)真空蒸餾結束後，降溫至140±5℃加入硼酸丙酯進行硼醯化反應，於190±2℃蒸出殘餘硼酯及溶劑後得到硼醯化複合金屬鹽。
全文摘要
本發明涉及一種用於金屬－橡膠粘合的複合金屬鹽粘合增進劑及其製備方法，反應原料包括硫酸鈷或氯化鈷等無機鈷鹽、純鹼、溶劑油和C
文檔編號C08J5/12GK1912040SQ20061004755
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月24日 優先權日2006年8月24日
發明者顏秉舟, 譚昌成, 王心滿 申請人:朝陽市徵和化工有限公司