专利名称：：一种以碳酸钴与有机羧酸混合反应制成羧基硼酰化钴的制备工艺的制作方法
技术领域：
：本发明属于有机合成
技术领域：
，具体涉及一种制备羧基硼酰化钴的工艺技术。
背景技术：
：硼酰化钴，其理论分子式为B(0"Co-0-Rn)3。硼酰化钴是一种活性较高的粘合促进剂，主要用于天然橡胶、合成橡胶或与黄铜、锌裸铜及镀黄铜、锌的钢丝帘线、缆绳、金属板的粘合促进。它是以氢氧化钴和丙酸及相关的有机酸为原料，先进行酸碱成盐反应，而后再进行酸置换反应而制成。由该方法制备的硼酰化钴含钴量较高。它们在橡胶硫化时，反应活性大，对橡胶与钢丝的粘合增强起主要作用，但反应生成的游离脂肪酸总酸度较高，降低了橡胶与钢丝粘合的稳定性，不利于橡胶与钢丝持久的粘合，且对金属表面有腐蚀性。
发明内容为克服现有技术的不足，本发明提供一种以碳酸钴与有机羧酸混合反应制成羧基硼酰化钴的制备工艺，制备出的硼酰化钴，其粘合度持久稳定，具有耐热氧、耐温、耐蒸气老化的性能。本发明解决其技术问题采用的技术方案是设计一种以碳酸钴与有机羧酸混合反应制成羧基硼酰化钴的制备工艺，以碳酸钴为原料，其特征在于制备工艺按如下步骤依次进行(l)皂化反应以碳酸钴中、冰醋酸、新癸酸和异辛酸为原料，在常压密封反应器中，控制反应温度10H1(TC、反应时间不低于3小时，反应后生成新癸酸一异辛酸一冰醋酸钴组成的钴盐混合物；其反应式为<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>其中，n为7或9。本工序以碳酸钴替代氢氧化钴与冰醋酸参加反应，产品在橡胶硫化使用后，总酸度降低,对橡胶与钢丝的粘合与防止金属锈蚀有利，物理性能的粘合度保持稳定。(2)酰化反应在上述反应体系中加入硼酸三丁酯，控制反应温度160"180"C，反应时间不低于2小时，生成羧基硼酰化钴和副产品醋酸丁酯；其反应式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，n为7或9。本反应关键是控制酰化温度，酰化温度过高，则熔点过高，酰化温度过低，酰化反应不好，不溶物过多，对胶类制品耐腐蚀与耐老化性能不利，影响使用。(3)制成成品控制温度175—185'C，然后添加活性碳酸钙和树脂酸，制成成品。本发明制备工艺中的各种原料消耗量为碳酸钴48—50份，新癸酸35—37份，异辛酸17—19份，冰醋酸30—32份，硼酸三丁酯30—32份，活性碳酸钙8—10份，树脂酸10~12份。其中在皂化反应中控制反应温度为105°C;酰化反应中控制反应温度为170°C:制成成品工艺中温度为18(TC。制备本发明的消耗原料的性能及要求碳酸钴分子式CoC03，分子量118.94。性状碳酸钴为红色单斜结晶或蓝色粉末。不溶于水、醇，在空气中氧化成碳酸高钴(三价钴)，不与冷硝酸和盐酸反应。冰醋酸分子式C2H402,分子量60.05。性状无色透明液体，有强烈的刺激性酸臭，含量》98%，比重1.0492g/cm3，熔点16.6'C，沸点117.9。C，闪点42.78。C,自燃点465。C,酸值935.35mgK0H/g。溶于水、醚、甘油，不溶于二硫化碳。与醇起酯化反应生成酯，与金属及氧化物作用生成盐。遇明火、高温、氧化剂有燃烧危险，其蒸气浓度达到爆炸极限时遇火星会发生爆炸，爆炸极限5.4—16%。有较强的腐蚀性，附着皮肤上后，可用水冲洗，操作时，穿戴好防护用具，设备要密封。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>新癸酸结构通式为R-C0-0H，分子式为C10H2O3，平均分子量为172.26。性状无色或浅黄色液体，化学成分羧酸、新酸，酸价305—335，含量100%，凝固点-39°C，沸点幅度介于243和253。C，闪点122°C，自燃点440。C'密度(20°C)0.911，粘度(20°C)40est，不潮解，对眼睛与皮肤有刺激性。异辛酸分子式C8Hi602，分子量144.22。性状稍有气味的无色液体，凝固点-83t:，沸点226.9'C，闪点127。C,密度0.9077，折射率1.4252，酸值389.04mgK0H/g，微溶于水。可燃。低毒，对皮肤有刺激。树脂酸分子式C20H3002，分子量302.44。性状淡黄至褐红无定形固体，常温下透明而质脆，表面稍具光泽，带松脂香气。密度1.05—1.10g/cm3，熔点110~135°C，软化点(环球法)大于72°C，酸值164mgKOH/g，遇热即变软而粘，沸点300。C(65Pa)，闪点216。C，着火点480~500°C，玻璃化温度30。C，折射率1.5453。不溶于水，微溶于热水，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、二硫化碳、二氯乙烷、石油醚、汽油和松节油等有机溶剂。空气中易氧化，色泽变深、易燃。蒸汽有毒。加入橡胶制品和再生胶，可提高产品的粘力和弹性。硼酸三丁酯分子式Ci2H27B03，分子量203.16。性状无色透明液体，熔点-7(TC，沸点232-C，闪点93"C，密度0.85(28/ll°C)，能与甲醇等一般溶剂向混溶，遇水分解。活性碳酸钙分子式CaC03,分子量100.087。性状是经过表面处理而实现粒子表面改性的粉体产品。使用的表面处理剂有脂肪酸、偶联剂和表面活性剂。粒子呈纺锤形，长径l一3Mm。对于有机聚合物具有较好的分散性。制备本发明的各种原料消耗量(质量份)为碳酸钴(45%)48—50份冰醋酸(98%)30~32份新癸酸(100%)35—37份异辛酸(98%)17—19份硼酸三丁酯(》98%)30~32份活性碳酸钙(》95%)8—10份树脂酸10—12份本发明利用碳酸钴替代氢氧化钴，在羧基硼酰化钴中添加了增粘剂和具有两性化合物的活性碳酸钙，有效的平衡体系中的酸碱度，从而使产品有效防止金属锈蚀，增强了粘合水平，提高了耐热氧、耐温、耐蒸气老化的性能，更进一步使羧基硼酰化钴物理性能保持长期的稳定性。具体实施例方式实施例一将冰醋酸60g、新癸酸70g、异辛酸34g、碳酸钴100g依次加入带有回流冷凝器、调温电热套和真空泵的1000ml四口烧瓶中，控制反应温度105'C，反应时间3小时，升温排流，排除反应生成的水。在17(TC的温度下加入60g硼酸二丁酯，反应时间2小时，升温排流、真空减压排流，排出醋酸丁酯，在18(TC的温度下添加活性碳酸钙16g、树脂酸20g，均匀搅拌1小时后放料，得到硼酰化钴产品。制得的硼酰化钴，其钴含量22.7%，外观呈蓝紫色。实施例二将冰醋酸64g、新癸酸74g、异辛酸36g、碳酸钴989依次加入带有回流冷凝器、调温电热套和真空泵的1000ml四口烧瓶中，控制反应温度IO(TC，反应时间4小时，升温排流，排除反应生成的水，在160。C的温度下，加入64g硼酸三丁酯，反应时间2.5小时，升温排流、真空减压排流，排出醋酸丁酯，在175'C添加活性碳酸钙18g、树脂酸24g，均匀搅拌1小时后放料，得硼酰化钴产品，钴含量22.5%，外观呈蓝紫色。实施例三将冰醋酸62g、新癸酸73g、异辛酸38g、碳酸钴96g依次加入带有回流冷凝器、调温电热套和真空泵的1000ml四口烧瓶中，控制反应温度IIO'C，反应时间4小时，升温排流，排除反应生成的水，在18(TC的温度下，加入62g硼酸三丁酯，反应时间3小时，升温排流、真空减压排流，排出醋酸丁酯，在185。C添加活性碳酸钙20g、树脂酸22g，均匀搅拌1小时后放料，得硼酰化钴产品，钴含量22.1%，外观呈蓝紫色。权利要求1.一种以碳酸钴与有机羧酸混合反应制成羧基硼酰化钴的制备工艺，以碳酸钴为原料，其特征在于制备工艺按如下步骤依次进行(1)皂化反应以碳酸钴、冰醋酸、新癸酸和异辛酸为原料，在常压密封反应器中，控制反应温度100℃-110℃，反应时间不低于3小时，反应后生成新癸酸-异辛酸-冰醋酸钴组成的钴盐混合物；(2)酰化反应在上述反应体系中加入硼酸三丁酯，控制反应温度160-180℃，反应时间不低于2小时，生成羧基硼酰化钴和副产品醋酸丁酯；(3)制成成品控制温度175-185℃，然后添加活性碳酸钙和树脂酸，制成成品。2.根据权利要求1所述的一种以碳酸钴与有机羧酸反应制成的羧基硼酰化钴制备工艺，其特征在于制备工艺中的各种原料消耗量为碳酸钴48—50份，新癸酸35—37份，异辛酸17—19份，冰醋酸30—32份，硼酸三丁酯30—32份，活性碳酸钙8—10份，树脂酸10_12份。3.根据权利要求1或2所述的一种以碳酸钴与有机羧酸反应制成的羧基硼酰化钴制备工艺，其特征在于皂化反应中控制反应温度为105°C。4.根据权利要求1或2所述的一种以碳酸钴与有机羧酸反应制成的羧基硼酰化钴制备工艺，其特征在于酰化反应中控制反应温度为17(TC。5.根据权利要求1或2所述的一种以碳酸钴与有机羧酸反应制成的羧基硼酰化钴制备工艺，其特征在于制成成品工艺中温度为1S(TC全文摘要一种以碳酸钴与有机羧酸混合反应制成羧基硼酰化钴的制备工艺，属于有机合成
技术领域：
。以碳酸钴为原料，其特征在于制备工艺按如下步骤依次进行(1)以碳酸钴、冰醋酸、新癸酸和异辛酸为原料，在常压密封反应器中，控制反应温度100-110℃、反应时间不低于3小时；(2)在上述反应体系中加入硼酸三丁酯，控制反应温度160-180℃，反应时间不低于2小时，生成羧基硼酰化钴和副产品醋酸丁酯；(3)控制温度175-185℃，然后添加活性碳酸钙和树脂酸，制成成品。本发明利用碳酸钴替代氢氧化钴，在羧基硼酰化钴中添加了增粘剂和具有两性化合物的活性碳酸钙，有效的平衡体系中的酸碱度，从而使产品有效防止金属锈蚀，增强了粘合水平，提高了耐热氧、耐温、耐蒸气老化的性能。文档编号C07F15/00GK101348505SQ20081013834公开日2009年1月21日申请日期2008年7月18日优先权日2008年7月18日发明者明梅,逯大成申请人:逯大成