專利名稱：一種以碳酸鈷與有機(jī)酸混合反應(yīng)制成新癸酸鈷的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備癸酸鈷的工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
新癸酸鈷，其理論分子式為CH3(CH2)8C02C0C02(CH2)8CH3。新癸酸鈷是一種活性較高 的粘合促進(jìn)劑，主要用于天然橡膠、合成橡膠或與黃銅、鋅裸銅及鍍黃銅、鋅的鋼絲簾線、 纜繩、金屬板的粘合促進(jìn)。它是以氫氧化鈷和新癸酸為原料，進(jìn)行酸堿成鹽反應(yīng)而制成。由 該方法制備的新癸酸鈷含鈷量較低，在常溫下是一種粘稠的半固性有機(jī)鈷鹽，在6(TC左右就 成為流動(dòng)體，熔點(diǎn)較低，不方便運(yùn)輸，影響橡膠的理化性能，造成粘合度不穩(wěn)定，不利于橡 膠生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供以碳酸鈷與有機(jī)酸混合反應(yīng)制成新癸酸鈷的制備工 藝，制備出的癸酸鈷，含鈷量高，熔點(diǎn)高。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種以碳酸鈷與有機(jī)酸混合反應(yīng)制成新
癸酸鈷的制備工藝，以碳酸鈷為原料，其特征在于制備工藝按如下步驟依次進(jìn)行
(1) 皂化反應(yīng)
以碳酸鈷和冰醋酸與新癸酸、新戊酸為原料，在常壓密閉的反應(yīng)釜中，在90"10(TC下 回流反應(yīng)》3小時(shí)，反應(yīng)生成新癸酸一新戊酸一冰醋酸鈷組成的混合鈷鹽，其反應(yīng)式為
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其中，n為4或9。
(2) 真空濃縮
在上述反應(yīng)體系中，生成的新癸酸一新戊酸一冰醋酸鈷組成的混合鈷鹽，而冰醋酸鈷在 其中的百分含量多也有缺陷，其分散在橡膠中，硫化離解后，由于游離冰醋酸的酸性較強(qiáng)， 可能會(huì)加速橡膠類制品的老化和鋼絲材料的銹蝕，考慮上述缺陷在反應(yīng)體系中加入松香酸(酸 值164)，控制溫度160—168'C，反應(yīng)時(shí)間》1小時(shí)，置換出冰醋酸，再經(jīng)真空反應(yīng)抽濾，排 出置換出的冰醋酸和水分。松香酸的酸性明顯比冰醋酸弱，可以降低物料中的酸性，降低橡 膠類制品的老化進(jìn)程和對(duì)材料鋼絲的銹蝕，而且不影響混和鈷鹽的鈷含量和熔點(diǎn)。反應(yīng)式為-<formula>formula see original document page 4</formula>
其中，n為4或9，m為4或9或19。 (3滯ij成成品
在上述反應(yīng)體系中，溫度控制在在160—168°C，添加活性碳酸鈣，制成以新癸酸鈷為主 的有機(jī)鈷鹽混合物制成品。
本發(fā)明中，各種原料消耗量為碳酸鈷46—48份，冰醋酸14一16份，新癸酸50"52份， 新戊酸6—8份，松香酸6—8份，活性碳酸鈣4^6份。
皂化反應(yīng)中控制反應(yīng)溫度為95°C;?；磻?yīng)中控制反應(yīng)溫度為165°C;制成成品工藝中 溫度為165°C。
制備本發(fā)明的消耗原料的性能及要求
碳酸鈷分子式CoC03,分子量118.94。
性狀碳酸鈷為紅色單斜結(jié)晶或藍(lán)色粉末。不溶于水、醇，在空氣中氧化成碳酸高鈷(三
價(jià)鈷)，不與冷硝酸和鹽酸起反應(yīng)。
冰醋酸分子式C2H402,分子量60. 05。
性狀無(wú)色透明液體，有強(qiáng)烈的刺激性酸臭，含量>98%，比重1.0492g/cm3 ，熔點(diǎn)16. 6
'C，沸點(diǎn)117.9。C，閃點(diǎn)42.78r，自燃點(diǎn)465。C，酸值935. 35mgK0H/g。溶于水、醚、甘油，
不溶于二硫化碳。與醇起酯化反應(yīng)生成酯，與金屬及氧化物作用生成鹽。遇明火、高溫、氧
化劑有燃燒危險(xiǎn)，其蒸氣濃度達(dá)到爆炸極限時(shí)遇火星會(huì)發(fā)生爆炸，爆炸極限5.4—16%。有較
強(qiáng)的腐蝕性，附著皮膚上后，可用水沖洗，操作時(shí)，穿戴好防護(hù)用具，設(shè)備要密封。
0 II
新癸酸結(jié)構(gòu)通式為R-C-0-0H ,分子式為C10H20O2 ，平均分子量為172. 26。
性狀無(wú)色或淺黃色液體，化學(xué)成分羧酸、新酸，酸價(jià)305—335，含量100%,凝固點(diǎn)-39 。C，沸點(diǎn)幅度介于243和253。C，閃點(diǎn)122°C，自燃點(diǎn)440。C，密度(20°C) 0. 911，粘度(20 °C) 40est,不潮解，對(duì)眼睛與皮膚有刺激性。
新戊酸分子式C5H10O2 ，分子量102. 14。
性狀白色結(jié)晶固態(tài)，微有臭味，含量》99.7%，熔點(diǎn)35.5'C，沸點(diǎn)163.8—165'C，閃 點(diǎn)86。C，密度0.905 g/cm3，折射率1.3931，酸值549 mgK0H/g。
松香C20H3()02等混合物。
性狀微黃至黃紅色透明、硬脆有松脂氣味的玻璃狀固體。軟化點(diǎn)(環(huán)球法)》72—74 'C，沸點(diǎn)約300'C (0.67KPa)。易溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、二硫化碳、二氯乙烷、石油 醚、汽油、松節(jié)油；溶于油類和堿溶液，不溶于水。
活性碳酸鈣分子式CaC03 ，分子量100.087。
性狀是經(jīng)過(guò)表面處理而實(shí)現(xiàn)粒子表面改性的粉體產(chǎn)品。使用的表面處理劑有脂肪酸、
偶聯(lián)劑和表面活性劑。粒子呈紡錘形，長(zhǎng)徑l一3Wn。對(duì)于有機(jī)聚合物具有較好的分散性。 本發(fā)明用碳酸鈷替代常規(guī)的氫氧化鈷與有機(jī)酸反應(yīng)，在新癸酸中添加了松香酸增粘劑和
具有兩性化合物的活性碳酸鈣，有效的平衡體系中的酸堿度，從而使產(chǎn)品有效防止金屬銹蝕，
增強(qiáng)了粘合水平，進(jìn)一步使新癸酸鈷物理性能保持長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
將冰醋酸28g、新癸酸100g、新戊酸12g、碳酸鈷92g依次加入帶有回流冷凝器、調(diào)溫電 熱套和真空泵的1000ml四口燒瓶中，控制反應(yīng)溫度95。C，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，升溫排流、真空 減壓排流，排除反應(yīng)生成的水，在165"C的溫度中加入16g松香酸，反應(yīng)時(shí)間l小時(shí)，在165 。C添加活性碳酸鈣10g,均勻攪拌l小時(shí)后放料，得新癸酸鈷產(chǎn)品，鈷含量20.3%，外觀呈藍(lán) 紫色。
實(shí)施例二
將冰醋酸30g、新癸酸102g、新戊酸16g、碳酸鈷96g依次加入帶有回流冷凝器、調(diào)溫電 熱套和真空泵的1000ml四口燒瓶中，控制反應(yīng)溫度90°C，反應(yīng)時(shí)間3. 5小時(shí)，升溫排流、真 空減壓排流，排除反應(yīng)生成的水，在16(TC的溫度中加入12g松香酸，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，在 16(TC的溫度中添加活性碳酸鈣8g，均勻攪拌1小時(shí)后放料，得新癸酸鈷產(chǎn)品，鈷含量20. 8%， 外觀呈藍(lán)紫色。
實(shí)施例三
將冰醋酸32g、新癸酸104g、新戊酸15g、碳酸鈷93g依次加入帶有回流冷凝器、調(diào)溫電 熱套和真空泵的1000ml四口燒瓶中，控制反應(yīng)溫度IO(TC，反應(yīng)時(shí)間3.5小時(shí),升溫排流、 真空減壓排流，排除反應(yīng)生成的水，在168'C的溫度中加入14g松香酸，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，在 168"C的溫度中添加活性碳酸鈣12g，均勻攪拌1小時(shí)后放料，得新癸酸鈷產(chǎn)品，鈷含量20. 5%， 外觀呈藍(lán)紫色。
權(quán)利要求
1.一種以碳酸鈷與有機(jī)酸混合反應(yīng)制成新癸酸鈷的制備工藝，以碳酸鈷為原料，其特征在于制備工藝按如下步驟依次進(jìn)行(1)皂化反應(yīng)以碳酸鈷和冰醋酸與新癸酸、新戊酸為原料，在常壓密封反應(yīng)器中，控制反應(yīng)溫度90-100℃、反應(yīng)時(shí)間≥3小時(shí)，生成新癸酸-新戊酸-冰醋酸鈷組成的鈷鹽混合物；(2)真空濃縮在上述反應(yīng)體系中加入松香酸，控制反應(yīng)溫度160-168℃，反應(yīng)時(shí)間≥1小時(shí)，置換出冰醋酸，再經(jīng)真空抽濾排除置換出的冰醋酸和水分，生成新癸酸鈷；(3)制成成品在上述反應(yīng)體系中，溫度在160-168℃添加活性碳酸鈣，制成成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以碳酸鈷與有機(jī)酸混合反應(yīng)制成新癸酸鈷的制備工藝，其特征 在于各種原料消耗量為碳酸鈷46—48份，冰醋酸14—16份，新癸酸50—52份，新戊酸 6—8份，松香酸6—8份，活性碳酸鈣4"6份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種以碳酸鈷與有機(jī)羧酸反應(yīng)制成的羧基硼酰化鈷制備工 藝，其特征在于皂化反應(yīng)中控制反應(yīng)溫度為95'C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種以碳酸鈷與有機(jī)羧酸反應(yīng)制成的羧基硼酰化鈷制備工 藝，其特征在于酰化反應(yīng)中控制反應(yīng)溫度為165°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種以碳酸鈷與有機(jī)羧酸反應(yīng)制成的羧基硼酰化鈷制備工 藝，其特征在于制成成品工藝中溫度為165'C。
全文摘要
一種以碳酸鈷與有機(jī)酸混合反應(yīng)制成新癸酸鈷的制備工藝，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。以碳酸鈷為原料，其特征在于按如下步驟依次進(jìn)行(1)以碳酸鈷和冰醋酸與新癸酸、新戊酸為原料，在常壓密封反應(yīng)器中，控制反應(yīng)溫度90-100℃、反應(yīng)時(shí)間≥3小時(shí)；(2)在上述反應(yīng)體系中加入松香酸，控制反應(yīng)溫度160-168℃，反應(yīng)時(shí)間≥1小時(shí)，置換出冰醋酸，再經(jīng)真空反應(yīng)抽濾排除置換出的冰醋酸和水分，生成新癸酸鈷；(3)在上述反應(yīng)體系中，溫度在160-168℃添加活性碳酸鈣，制成成品。本發(fā)明用碳酸鈷替代常規(guī)的氫氧化鈷與有機(jī)酸反應(yīng)，在新癸酸中添加了松香酸增粘劑和具有兩性化合物的活性碳酸鈣，有效的平衡體系中的酸堿度，從而使產(chǎn)品有效防止金屬銹蝕，增強(qiáng)了粘合水平。
文檔編號(hào)C07C51/41GK101348426SQ20081013834
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者明 梅, 逯大成 申請(qǐng)人:逯大成