CN103849007A - 一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途 - Google Patents

一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN103849007A
CN103849007A CN201210496703.9A CN201210496703A CN103849007A CN 103849007 A CN103849007 A CN 103849007A CN 201210496703 A CN201210496703 A CN 201210496703A CN 103849007 A CN103849007 A CN 103849007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
rubber
nickel
cobalt
borate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210496703.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张爱玲
冯银凤
李三喜
吕震乾
王松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang University of Technology
Original Assignee
Shenyang University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang University of Technology filed Critical Shenyang University of Technology
Priority to CN201210496703.9A priority Critical patent/CN103849007A/zh
Publication of CN103849007A publication Critical patent/CN103849007A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种橡胶/金属复合密封板用粘结剂及其制备方法和用途，其特点是：该橡胶/金属复合密封板用粘结剂有硫酸镍、硫酸钴、碳酸钠、冰乙酸、异辛酸、硼酸三正丁酯配制而成；其制备方法为：将碳酸钠溶液注入硫酸镍/钴溶液中进行反应，得到碳酸镍/钴；将制得的碳酸钴和碳酸镍混合，制备混合羧酸钴镍；再进行硼酰化反应，得到硼酰化钴镍；其用途是粘结金属橡胶复合板。本发明同时含有钴和镍，分子结构同硼酰化钴和硼酰化镍都相似，并且耐蚀和耐老化性能可以与现有的硼酰化钴相比拟，既提高橡胶与金属之间的粘结强度，又降低生产成本，还可充分利用我国丰富的镍资源。

Description

一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种化工制剂及其制备方法和用途，特别是涉及一种含镍和钴金属的橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途，该粘结促进剂主要用于金属橡胶复合板的粘结。
背景技术
橡胶/金属复合密封板即具有橡胶材料的高压缩回弹性和致密性，同时还具有金属材料的稳定性和高强度，因此被广泛应用在密封、隔音、防振等工业行业中。由于橡胶/金属复合密封板具有的诸多的性能优势，国内外许多著名的高校和厂家都在研究和生产不同的橡胶/金属复合密封板。就目前的研究表明：橡胶与金属的表面张力和反应点等方面存在着明显的不同，导致了氟橡胶与金属之间的粘结存在着一些问题。研究高效可靠的粘结促进剂就成了提高橡胶/金属复合密封板质量的关键。
氟橡胶/金属复合密封板是一种广泛使用的密封材料。但由于金属和橡胶是两种不同的材料，其化学结构和机械性能有着很大的差别，如何将二者有效的粘结起来，就成为影响复合密封板性能的关键。在已经开发的胶粘剂中，钴盐类粘结增进剂是效果最好的。
硼酰化钴类粘结促进剂的分子结构中含有具有硼原子，因此其有良好的耐热性能。而且在硫化条件下，硼酰化钴类粘结促进剂中B-O-Co键比皂化钴类粘结促进剂中C-O-Co键更容易打开并生成硫化钴，进而促进橡胶与金属之间的连接。硼酰钴类粘结促进剂中酸基和盐基比(COO/Co)分别为1，而普通皂化钴类粘结促进剂中其比值是2。因为脂肪酸对钢丝有腐蚀性，所以脂肪酸含量越少就越有利于橡胶与金属之间的粘结。此外硼酰化钴在硫化条件下解离出活性钴的同时，还释放出活性硼酸基，由于硼酸基具有两性性质，可以吸收胶料介质中的酸性或碱性物，因而有效地减缓了具有锈蚀性的分子残片或水对金属的锈蚀。因此可以说明硼酰化钴类粘结促进剂是一种耐热、耐湿和耐蚀等综合性能优良的粘结促进剂。它也被国际上公认为橡胶粘结促进剂的新水平和粘结技术的突破。硼酰化钴类粘结促进剂已经成为当今世界上橡胶粘结领域主流的粘结促进剂，并极具发展前景。
但由于国际市场上钴资源价格的不断升高，使得钴盐类粘结促进剂的价格也越来越高。因此，人们迫切期盼能有一种可以降低粘结促进剂成本的钴盐类粘结增进剂出现。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足，给出了一种同时含有钴和镍的橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其合成方法，本发明在提高了粘结性能的同时也减少了粘结促进剂的成本。
为达到本发明的目的而给出的技术方案是：
这种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂，其特点是该橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂有硫酸镍、硫酸钴、碳酸钠、冰乙酸、异辛酸、硼酸三正丁酯按重量百分比计配制而成：
硫酸镍：15％-20％；硫酸钴：15％-20％；
碳酸钠：4％-8％；冰乙酸：1％-5％；
异辛酸：5％-10％；硼酸三正丁酯：40％-60％。
本发明给出的这种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂的制备方法，其特点是由以下步骤实现：
(1)将碳酸钠溶液注入硫酸镍溶液中，该反应按照如下化学方程式进行：
Na2CO3+NiSO4→Na2SO4+NiCO3↓
Na2CO3+CoSO4→Na2SO4+CoCO3↓
共混后，沉淀反应迅速进行，沉淀反应完毕后，抽虑45分钟，然后在60℃下，烘干4个小时，得到浅绿色的碳酸镍和浅紫色的碳酸钴粉末，反应产率为93％和94％；
(2)将制得的碳酸钴和碳酸镍按以下化学方程式混合，制备混合羧酸钴镍，此反应需要强烈搅拌，反应温度60℃，回流；为了使下一步硼酰化反应能顺利进行，当混合羧酸化反应结束后，应将反应产生的副产物水完全除去，否则水会使硼酸三丁酯发生水解，影响反应转化率；
Figure BDA00002489100000031
(3)最后是硼酰化反应，反应按以下化学方程式进行，得到硼酰化钴镍。
Figure BDA00002489100000032
此反应需在较高温度，强烈搅拌条件下进行，反应温度200℃，此步反应中，硼酸三丁酯需过量；
(4)第三步反应结束后，对生成的乙酸丁酯进行减压蒸馏，直到蒸馏后产物出现粘度剧增的现象，反应停止。
本发明给出的这种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂的用途是：制备金属橡胶复合板，通过大量单因素实验和正交实验优化出最佳的实验条件，包括硫化时间、硫化温度、粘结促进剂加入量、粘结促进剂烘干温度等，具体条件为：
硫化温度：170℃；
硫化时间：35min；
混合粘结促进剂/新型粘结促进剂：1∶1.5；
粘结促进剂烘干温度：75℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明主要合成了一种同时含有钴和镍，分子结构同硼酰化钴和硼酰化镍都相似，并且耐蚀和耐老化性能可以与硼酰化钴相比拟的新型粘结促进剂。这即提高橡胶与金属之间的粘结强度又降低生产成本，也充分利用我国丰富的镍资源。具体数据见表1。
表1本发明与现有技术性能对比
Figure BDA00002489100000041
附图说明
图1为红外光谱分析图；
图2为硼酰化镍的偏光显微镜观察图：图2(a)偏光图，图2(b)自然光图；
图3为本发明粘结促进剂的偏光显微镜观察图：图3(a)偏光图，图3(b)自然光图；
图4为采用本发明粘结促进剂的金属橡胶复合板和普通金属橡胶复合板的阻抗高低比较图。
具体实施方式
实施例1
Figure BDA00002489100000042
Figure BDA00002489100000051
实施例2
Figure BDA00002489100000061
实施例3
Figure BDA00002489100000062
实施例4
Figure BDA00002489100000063
Figure BDA00002489100000071
在实施例1中，由以上反应最后获得的产物质量为10.02g，与理论产物质量11.68g相差1.66g。因此在本实验中由碳酸镍制备硼酰化钴镍，钴和镍在反应过程中无任何损失，理论上其收率应为100％，但实际上单程收率为85.83％。其原因是在高温下粘稠物倒出时，少量残留在反应瓶壁上的产品不能全部倒出。另外，由于实验室条件有限，如研磨等操作，无可避免地会损失一部分产品，实际生产中，优良的设备会一定程度地减少这些损失。(其它实施例情况相同)
在以上实施例中，橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂的制备方法，由以下步骤实现：
(1)将碳酸钠溶液分别注入硫酸镍溶液与硫酸钴溶液中，该反应按照如下化学方程式进行：
Na2CO3+NiSO4→Na2SO4+NiCO3↓
Na2CO3+CoSO4→Na2SO4+CoCO3↓
共混后，沉淀反应迅速进行，沉淀反应完毕后，抽虑45分钟，然后在60℃下，烘干4个小时，得到浅绿色的碳酸镍和浅紫色的碳酸钴粉末，反应产率约为93％～94％；
(2)将制得的碳酸钴和碳酸镍按以下化学方程式混合，制备混合羧酸钴镍，此反应需要强烈搅拌，反应温度60℃，回流；为了使下一步硼酰化反应能顺利进行，当混合羧酸化反应结束后，应将反应产生的副产物水完全除去，否则水会使硼酸三丁酯发生水解，影响反应转化率；此步反应投料摩尔比需按1∶1∶2∶3.5进行；
Figure BDA00002489100000081
(3)最后是硼酰化反应，反应按以下化学方程式进行，得到硼酰化钴镍。
Figure BDA00002489100000082
此反应需在较高温度，强烈搅拌条件下进行，反应温度200℃，此步反应中，硼酸三丁酯需过量，在给出的实施例中是在步骤(2)的产物中按3∶1的比例加入硼酸三正丁酯；
(4)第三步反应结束后，对生成的乙酸丁酯进行减压蒸馏，直到蒸馏后产物出现粘度剧增的现象，反应停止。
橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂的性能检测：
粘结促进剂的性能
1.1红外
将合成的橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂进行红外光谱分析，其结果如图1所示。
从图1可以发现，在1298cm-1处都存在B-O的特征吸收峰，在1417cm-1和1569cm-1处存在COO-的特征吸收峰。
1.2偏光
将制得的本发明粘结促进剂和一般的硼酰化镍粘结促进剂进行偏光显微镜观察，比较二者的微观形貌，其结果如图2和图3所示
从图2和图3中对比显示，本发明粘结促进剂比普通硼酰化镍粘结促进剂更粘，粘结性能更好。
采用本发明粘结促进剂的复合板性能
本发明使用新型粘结促进剂制备金属橡胶复合板，通过多次实验，得到了最佳的实验条件，包括硫化时间、硫化温度、粘结促进剂加入量、粘结促进剂烘干温度等。具体条件为：
硫化温度：170℃；
硫化时间：35min；
混合粘结促进剂/本发明粘结促进剂：1∶1.5；
粘结促进剂烘干温度：75℃。
氟橡胶/金属复合密封板示意图
2.1扫描电镜
对采用本发明粘结促进剂的金属橡胶复合板截面进行扫描电镜，结果显示金属与橡胶复合良好。
2.2涂膜划痕测试
采用本发明粘结促进剂的金属橡胶复合板表现出良好的耐划擦性能，使用QHZ型涂抹划痕测试仪，将其珠型划针替换成针尖型，划痕实验结果为划抗值350g，普通金属橡胶复合板划抗值为200g。
2.3耐热、耐防冻液性能
采用本发明粘结促进剂的金属橡胶复合板表现出良好的耐热性能，在200℃的温度下烘烤5个小时，与普通金属橡胶复合板相比，采用本发明粘结促进剂的金属橡胶复合板的失重较少。
在乙二醇与水等比例的耐防冻液中加热煮沸5小时，采用本发明粘结促进剂的金属橡胶复合板比普通金属橡胶复合板厚度变化少，不起皮。表现出更好的耐防冻液性能。
2.4交流阻抗实验
通过交流阻抗实验，测试采用本发明粘结促进剂的金属橡胶复合板和普通金属橡胶复合板的阻抗高低。采用常规三电极体系进行交流阻抗的测定，辅助电池为铂电极，参比电极为饱和甘共电极。测量频率范围10～105Hz，测量自腐蚀电位下进行。结果图4所示。采用本发明粘结促进剂的金属橡胶复合板比普通金属橡胶复合板有更好的阻抗值，这就意味着其抗腐蚀性能更好。

Claims (3)

1.一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂，其特征在于该橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂剂有硫酸镍、硫酸钴、碳酸钠、冰乙酸、异辛酸、硼酸三正丁酯按重量百分比计配制而成：
硫酸镍：15％-20％；硫酸钴：15％-20％；
碳酸钠：4％-8％；冰乙酸：1％-5％；
异辛酸：5％-10％；硼酸三正丁酯：40％-60％。
2.权利要求1所述的橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂的制备方法，其特征在于由以下步骤实现：
(1)将碳酸钠溶液注入硫酸镍溶液中，该反应按照如下化学方程式进行：
Na2CO3+NiSO4→Na2SO4+NiCO3↓
Na2CO3+CoSO4→Na2SO4+CoCO3↓
共混后，沉淀反应迅速进行，沉淀反应完毕后，抽虑45分钟，然后在60℃下，烘干4个小时，得到浅绿色的碳酸镍和浅紫色的碳酸钴粉末，反应产率为93％和94％；
(2)将制得的碳酸钴和碳酸镍按以下化学方程式混合，制备混合羧酸钴镍，此反应需要强烈搅拌，反应温度60℃，回流；为了使下一步硼酰化反应能顺利进行，当混合羧酸化反应结束后，应将反应产生的副产物水完全除去，否则水会使硼酸三丁酯发生水解，影响反应转化率；
Figure FDA00002489099900011
(3)最后是硼酰化反应，反应按以下化学方程式进行，得到硼酰化钴镍；
Figure FDA00002489099900012
此反应需在较高温度，强烈搅拌条件下进行，反应温度200℃，此步反应中，硼酸三丁酯需过量；
(4)第三步反应结束后，对生成的乙酸丁酯进行减压蒸馏，直到蒸馏后产物出现粘度剧增的现象，反应停止。
3.权利要求1所述橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂的用途是：制备金属橡胶复合板，具体技术条件为：
硫化温度：170℃；
硫化时间：35min；
混合粘结促进剂/新型粘结促进剂：1∶1.5；
粘结促进剂烘干温度：75℃。
CN201210496703.9A 2012-11-29 2012-11-29 一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途 Pending CN103849007A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210496703.9A CN103849007A (zh) 2012-11-29 2012-11-29 一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210496703.9A CN103849007A (zh) 2012-11-29 2012-11-29 一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103849007A true CN103849007A (zh) 2014-06-11

Family

ID=50857151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210496703.9A Pending CN103849007A (zh) 2012-11-29 2012-11-29 一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103849007A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105729971A (zh) * 2014-12-06 2016-07-06 沈阳工业大学 发泡橡胶金属复合密封板的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101130672A (zh) * 2006-08-24 2008-02-27 朝阳市征和化工有限公司 硼酰化复合金属盐粘合增进剂

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101130672A (zh) * 2006-08-24 2008-02-27 朝阳市征和化工有限公司 硼酰化复合金属盐粘合增进剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡浩: ""粘合增进剂硼酰化钴-镍的制备与性能研究"", 《橡胶工业》, vol. 56, 25 January 2009 (2009-01-25), pages 40 - 42 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105729971A (zh) * 2014-12-06 2016-07-06 沈阳工业大学 发泡橡胶金属复合密封板的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103641370B (zh) 含酰胺多胺聚羧酸的复合水泥增强助磨剂及其制备方法
CN102154000B (zh) 过渡金属磺酸盐络合物稠油水热催化降粘剂及其制备方法
CN109337503A (zh) 一种含石墨烯的水性环氧导静电防腐蚀涂料及其制备方法
CN103467672B (zh) 水性有机硅改性环氧树脂及其制备方法
CN109957309A (zh) 一种石墨烯改性环氧树脂重防腐涂料及其制备方法
CN108976977A (zh) 石墨烯原位聚合改性导电防腐水性胶乳液及其制造方法
CN110128910A (zh) 防腐涂料及其制备方法
CN103122048B (zh) 热塑性丙烯酸树脂
CN103396782A (zh) 一种酸化用防膨剂及其制备方法
CN103849007A (zh) 一种橡胶/金属复合密封板用粘结促进剂及其制备方法和用途
CN106277077B (zh) 一种中空花状氢氧化镍微球复合材料及其制备方法与应用
CN109148846A (zh) 一种管式电池正极铅膏及其制备方法
CN105820805A (zh) 一种油田清洁压裂液及其制备方法
CN102559011A (zh) 一种环氧防腐涂层的制备方法
CN103382378A (zh) 耐候性环氧胶黏剂
CN101289593A (zh) 环氧无溶剂整体浸渍漆及其制备方法
CN103911135A (zh) 一种驱油剂
CN100543117C (zh) 单相催化高比例甲醇汽油
CN113078001B (zh) 一种氧化石墨烯/聚苯胺/纳米铜复合电极涂料
CN102559003B (zh) 一种透明保温涂料及其制备与应用
CN104231985A (zh) 一种用于金属板材胶接的高强度胶粘剂及其制备方法
CN107936477B (zh) 一种石墨烯/环氧树脂复合高分子材料
CN106280519A (zh) 一种木地板基材
CN102718966B (zh) 一种电化学合成氧化钴/聚苯胺复合材料的制备方法
CN109681171B (zh) 采用固体泡沫排水剂组合物排液采气的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140611