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61789-51-3 / 环烷酸钴的制备

背景及概述[1][2]

环烷酸钴又名萘酸钴。紫红色粘稠液体。不溶于水,微溶于乙醇,溶于苯、二甲苯、松节油及汽油等。环烷酸钴常用于不饱和聚酯树脂的促进剂和氧化反应的催化剂,油漆油墨的催平剂,也用于油漆的紫色颜料。诸多轮胎厂家也将其作为一种橡胶粘合促进剂,用于轮胎的制造。固体环烷酸钴可作为钢丝子午线轮胎的一种粘合增进剂,用于提高钢丝与橡胶之间的结合强度。

目前国内市场上国产环烷酸钴中的钴含量较低,这是由于合成原料环烷酸中酸值低、含有高沸点烃类、胶质等非皂化物,酸值约为180KOH/mg中和值,非皂化物含量5%以上。这些非皂化物不但降低环烷酸钴的钴含量,增加了杂质成份,也降低了钢丝与橡胶之间的结合强度。因此国内生产轮胎的独资或合资企业全部从国外进口环烷酸钴。

针对国产环烷酸杂质含量高、酸值小、成份复杂这一特点,采取萃取和减压精馏的方法提高环烷酸的纯度,使合成的环烷酸钴含量大大提高,同时也提高了橡胶与钢丝之间的结合强度。经过萃取后,原料的纯度有较大幅度的提高,但酸值还没有达到指定数值,需要经过进一步蒸馏处理,蒸馏除去低沸物,再经减压蒸馏除去高沸物,即得到酸值高,符合生产要求的高纯度环烷酸,并合成钴含量较高的环烷酸钴。

质量标准[3]

环烷酸钴的制备

用途[4]

环烷酸钴常用于不饱和聚酯树脂的促进剂和氧化反应的催化剂,油漆油墨的催平剂,也用于油漆的紫色颜料。诸多轮胎厂家也将其作为一种橡胶粘合促进剂,用于轮胎的制造。环烷酸钴系紫色、蓝色、红色的固体或稠状液体,是目前用处最多的一种油漆催干剂。与其它环烷酸盐相比,具有可以迅速使涂层的表面干燥,同时使漆膜干性、硬度有明显提高等特点。其应用举例如下:

一种含环烷酸钴的耐磨防水涂料,其特征在于:由以下重量份数的原料制成:环烷酸钴1.5-3.5份、环氧丙烯酸树脂3-8份、苯丙乳液7-9份、硅酸铝纤维1.5-3.5份、硬化剂1-3份、珍珠岩粉3-5份、成膜助剂0.1-0.3份、双甘油聚丙二醇醚2-4份、醋丁纤维素溶液2-3份、余量为水。

上述含环烷酸钴的耐磨防水涂料不仅原料来源方便,而且无论原材料本身还是涂料成品均具有优秀的稳定性,便于工业化推广和应用,并且该涂料具有固化速度快、制备工艺简单等特点,能够大大降低生产成本。由该涂料制成的涂层具有硬度适中、透光性好等特点,提高了耐磨和防水性能,同时赋予涂料优良有环保性能,易于推广应用。

制备[1][2][5]

方法1:由环烷酸皂与无机酸钴盐经过复分解反应而得。

环烷酸钴的制备

方法2:一种固体环烷酸钴的制备方法,包括:将环烷酸、松香、二甲苯与氢氧化钴混合进行酸碱中和反应,反应完成后得到的产物即为固体环烷酸钴。

所述的环烷酸、松香、二甲苯与氢氧化钴的含量重量份比例为:环烷酸:65~75份;松香:15~25份;二甲苯:50~60份;氢氧化钴:15~17份。所述的环烷酸的酸值为190~210。所述的中和反应包括:将环烷酸、松香、二甲苯搅拌混合后,在搅拌抽真空的状态下加入氢氧化钴;氢氧化钴加入后,升温至85~95℃时,蒸馏排出二甲苯和水;升温至165~175℃时,保持60分钟后进行减压蒸馏,减压过程中真空度从-0.01MPa降至-0.09MPa,并在真空度-0.09MPa下保持120分钟后,完成酸碱中和反应得到的产物即为固体环烷酸钴。

方法3:一种环烷酸钴的合成方法,是将环烷酸用极性有机溶剂溶解、分离出溶解度小的下层不溶物,萃取溶剂与环烷酸按60∶30~35的重量比混合;蒸馏:将萃取相转入蒸馏釜中蒸馏,回流比小于3,塔板层数为8~10层,于130~150℃温度下回收溶剂;精馏提纯:减压精馏于-0.07~0.09MPa条例下保持20min以上。

然后在140~150℃温度下收集中间馏分和环烷酸;将湿碱式碳酸钴直接与溶剂油和环烷酸反应生成环烷酸钴,反应温度为40~215℃,反应时间为16~22小时;按化学计算量加入的环烷酸分2~4次投入。本发明合成环烷酸钴含量显著提高,合成温度降低20℃,溶剂用量减少15%,反应时间降低约2小时,实现了环烷酸钴的国产化。

主要参考资料

[1] 简明精细化工大辞典

[2] 张艳玲;马侠.一种固体环烷酸钴的制备方法.CN201510013843.X,申请日20150101

[3] 化工助剂

[4] 吕世宁.一种含环烷酸钴的耐磨防水涂料.CN201711487136.X,申请日20171229

[5] 颜秉舟.一种环烷酸钴的合成方法.CN200710158988.4,申请日20071212