CN110330424A - 一种新癸酸镍的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新癸酸镍的制备方法及应用,包括下述步骤:(1)反应器中加入新癸酸、特戊酸,混合搅拌均匀;(2)取碳酸镍加入上述反应器中混合;(3)加入丙酸及二甲苯后,升温回流反应;(4)脱水及二甲苯后得产品;(5)产品造粒后包装入库成成品。所述新癸酸镍用于部分替代或完全替代钴盐在胶料中的作用。本发明采用碳酸镍为原材料,制备新癸酸镍,并与钴盐产品进行性能对比,结果表明,胶料物理性能及粘合性能均能达到胶料所需水平,且原料成本降低约20%;本发明具有很好的成本优势,其性能与替代产品相当,甚至优于替代产品,可以部分替代或完全替代。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶助剂,具体地说是涉及一种新癸酸镍的制备方法及应用。
背景技术
橡胶胶粘剂是一类以氯丁、丁腈、丁基硅橡胶、聚硫等合成橡胶或天然橡胶为主体材料配制成的胶粘剂。它具有优良的弹性,适于粘接柔软的或热膨胀系数相差悬殊的材料,例如橡胶与橡胶、橡胶与金属、塑料、皮革、木材等材料之间的粘接。在飞机制造、汽车制造、建筑、轻工、橡胶制品加工等部门有着广泛的应用。
橡胶胶粘剂主要分两大类:即结构型胶粘剂和非结构型胶粘剂。结构型又分溶剂胶液型和胶膜胶带型,它们多为复合体系(除聚氨酯胶外)。非结构型橡胶胶粘剂可分溶液型和乳液型两大类,其中以溶液型橡胶胶粘剂(简称橡胶胶液)为主要类型。橡胶胶液又分为非硫化型和硫化型两种。将生胶经充分塑炼后,直接溶于有机溶剂中,就可制得非硫化型橡胶胶粘剂,如天然橡胶,环化橡胶、再生橡胶等,这类胶液价格低廉,但强度较差。硫化型橡胶胶液是在塑炼后的生橡胶中加入硫化剂、硫化促进剂、补强剂、增粘剂、抗氧剂等配合剂,并经混炼后溶于有机溶剂而制得。这种胶液性能较好,因此应用范围较广。
钴盐是指钴离子和酸根构成的物质,其中也可以含有一定比例的其它离子。钴盐用于增进橡胶与金属的粘合,已得到普遍认可并广泛应用于子午线轮胎和钢丝胶管等产品中。
新癸酸钴产品由于钴含量高和新癸酸基的高度支化,使癸酸钴与橡胶具有良好的互混性和促进粘合的活性。适用于天然橡胶和合成橡胶与镀黄铜、镀锌的钢缆、钢丝帘线以及金属板材和各种裸钢、不同厚度的黄铜底层的粘合,是钢丝子午线轮胎橡胶—金属优异的粘合增进剂。
近年市场钴盐原料价格飞涨,造成了原料成本的大大增加,有必要寻找一种钴盐替代品。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足,本发明提供了一种新癸酸镍的制备方法及应用。镍盐可以实现钴盐的部分替代或完全替代,替代后橡胶性能仍然符合要求,甚至由于钴盐产品,可以大大降低使用成本。
一种新癸酸镍的制备方法,包括下述步骤:
(1)反应器中加入新癸酸、特戊酸,混合搅拌均匀;
(2)取碳酸镍加入上述反应器中混合;
(3)加入丙酸及二甲苯后,升温回流反应;
(4)脱水及二甲苯后得产品;
(5)产品造粒后包装入库成成品。
作为优选,所述新癸酸、特戊酸、碳酸镍质量比为1.1~1.7:0.1~0.3:1。
作为优选,所述新癸酸、特戊酸、碳酸镍质量比为1.48:0.175:1
作为优选,回流反应时间为1~5h。
作为优选,先在常压下,升温至160~180℃脱水和二甲苯;然后进行减压蒸馏,温度控制为180~200℃,真空度-0.07~-0.09Mp;至没有馏出物即为终点。
作为优选,所述新癸酸镍的制备方法,具体包括下述步骤:
(1)称取新癸酸74g、特戊酸8.75g加入四口烧瓶混合搅拌均匀;
(2)称取碳酸镍50g加入四口烧瓶中混合;
(3)加入丙酸16g、二甲苯40g后,开搅拌升温,温度95℃,回流反应1.5h;
(4)常压下升温至170℃脱水及二甲苯,然后升温至190℃进行减压蒸馏,真空度-0.08Mp,至没有馏出物即为终点,得产品;
(5)取样分析,NI含量20~21%为合格,合格产品造粒后包装入库成成品。
本发明还提供了上述制备得到的新癸酸镍的应用,所述新癸酸镍用于部分替代或完全替代钴盐在胶料中的作用。
镍类原料价格远远低于钴类原料,是钴类原料价格的1/4~1/3,本发明产品能部分替代钴盐,而且橡胶性能没有太大变化,但是成本却远远低于钴盐成本,具有很好的成本优势。
作为优选,所述钴盐为新癸酸钴。
作为优选,在取代比例上,钴盐:新癸酸镍的质量比为1~4:1。
作为优选,在取代比例上,钴盐:新癸酸镍的质量比为1~1.5:1。
本发明采用碳酸镍为原材料,制备新癸酸镍,并与钴盐产品进行性能对比,结果表明,胶料物理性能及粘合性能均能达到胶料所需水平,且原料成本降低约20%;本发明具有很好的成本优势,其性能与替代产品相当,甚至优于替代产品,可以部分替代或完全替代。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明作进一步说明,但本发明所要保护的范围并不限于此。
实施例1
一种新癸酸镍的制备方法,具体包括下述步骤:
(1)称取新癸酸74g、特戊酸8.75g加入四口烧瓶混合搅拌均匀;
(2)称取碳酸镍50g加入四口烧瓶中混合;
(3)加入丙酸16g、二甲苯40g后,开搅拌升温,温度95℃,回流反应1.5h;
(4)常压下升温至170℃脱水及二甲苯,然后升温至190℃进行减压蒸馏,真空度-0.08Mp,至没有馏出物即为终点,得产品;
(5)取样分析,NI含量20~21%为合格,合格产品造粒后包装入库成成品。
新癸酸镍外观:绿色颗粒状;熔点℃:101;镍含量%:20.4;加热减量(105℃)%:0.5。
实施例2
一种新癸酸镍的制备方法,具体包括下述步骤:
(1)称取新癸酸652kg、特戊酸61kg加入四口烧瓶混合搅拌均匀;
(2)称取碳酸镍500kg加入四口烧瓶中混合;
(3)加入丙酸166kg、二甲苯400kg后,开搅拌升温,温度95℃,回流反应2h;
(4)常压下升温至175℃脱水及二甲苯,然后升温至195℃进行减压蒸馏,真空度-0.08Mp,至没有馏出物即为终点,得产品;
(5)取样分析,NI含量20~21%为合格,合格产品造粒后包装入库成成品。
新癸酸镍外观:绿色颗粒状;熔点℃:101;镍含量%:20.4;加热减量(105℃)%:0.5。
性能检测:
用生产的新癸酸镍与钴盐不同并用比例进行老化前后钢丝抽出试验,即钴盐用量的20%;30%;40%;50%分别用镍盐替代,其结果如表1所示。
表1
与参比配方相比,老化前的钢丝抽出数据偏低,但是老化后的钢丝抽出数据和保持率均优于使用钴盐的参比配方。因此,镍盐部分取代钴盐产品,在抽出力上有明显效果,而且可以大大降低成本。
新癸酸镍在半钢子午胎应用
在带束层胶料实用配方的试验
在带束层实用配方中,钴盐用量的60%用镍盐替代,分别进行了小配合、大配合、轮胎成品的室内高速和耐久试验。
对于小配合和大配合的胶料采用RPA工艺分析仪和DMA动态力学分析仪做了全面的检测,获得的带束层胶料小配合、大配合老化前后主要物性(150℃*30分)的对比数据如表2所示。
表2
从表2可以看出,使用镍盐的胶料与正常胶料很相近,说明本发明镍盐可以部分替代或等量替代钴盐。
成品轮胎高速、耐久数据(采用了比国家标准更为严苛的企业自定标准)如表3所示。
表3
新癸酸镍粘合增进剂的应用
在全钢子午胎中的试验
在全钢子午线轮胎的粘合胶料配方中用等量的镍盐代替钴盐进行了全面的试验鉴定,包括实验室、车间的小配合、大配合胶料的物性测试;以及用RPA,DMA仪器对胶料动态粘弹性能测定。用RPA,DMA仪器测定的详细数据显示,镍盐和钴盐胶料两者之间差异很小。因测试数据量大,不在此列出,仅列出全钢子午胎粘合配方胶料钢丝抽出试验对比数据,其结果如表4所示。
用本发明镍盐试验胶料制造卡车子午胎TBR的某一规格轮胎,然后进行了成品试验胎高速和耐久试验,所获得数据均高于国家标准。
表4
从表4可以看出,使用镍盐的粘合配方胶料老化前后的钢丝抽出力都很好,说明在在子午线轮胎粘合胶料配方中,新癸酸镍粘合增进剂完全可以等量替代或部分替代钴盐。
本发明采用碳酸镍为原材料,制备新癸酸镍,并与新癸酸钴产品进行性能对比,结果表明,胶料物理性能及粘合性能均能达到胶料所需水平,且原料成本降低约20%;本发明具有很好的成本优势,其性能与替代产品相当,可以实现部分替代或完全替代。
Claims (10)
1.一种新癸酸镍的制备方法,其特征在于包括下述步骤:
(1)反应器中加入新癸酸、特戊酸,混合搅拌均匀;
(2)取碳酸镍加入上述反应器中混合;
(3)加入丙酸及二甲苯后,升温回流反应;
(4)脱水及二甲苯后得产品;
(5)产品造粒后包装入库成成品。
2.根据权利要求1所述新癸酸镍的制备方法,其特征在于:所述新癸酸、特戊酸、碳酸镍质量比为1.1~1.7:0.1~0.3:1。
3.根据权利要求2所述新癸酸镍的制备方法,其特征在于:所述新癸酸、特戊酸、碳酸镍质量比为1.48:0.175:1。
4.根据权利要求1所述新癸酸镍的制备方法,其特征在于:回流反应时间为1~5h。
5.根据权利要求1所述新癸酸镍的制备方法,其特征在于步骤(4)具体操作为:先在常压下,升温至160~180℃脱水和二甲苯;然后进行减压蒸馏,温度控制为180~200℃,真空度-0.07~-0.09Mp;至没有馏出物即为终点。
6.根据权利要求1所述新癸酸镍的制备方法,其特征在于具体包括下述步骤:
(1)称取新癸酸74g、特戊酸8.75g加入四口烧瓶混合搅拌均匀;
(2)称取碳酸镍50g加入四口烧瓶中混合;
(3)加入丙酸16g、二甲苯40g后,开搅拌升温,温度95℃,回流反应1.5h;
(4)常压下升温至170℃脱水及二甲苯,然后升温至190℃进行减压蒸馏,真空度-0.08Mp,至没有馏出物即为终点,得产品;
(5)取样分析,NI含量20~21%为合格,合格产品造粒后包装入库成成品。
7.一种新癸酸镍的应用,其特征在于:所述新癸酸镍用于部分替代或完全替代钴盐在胶料中的作用。
8.根据权利要求7所述新癸酸镍的应用,其特征在于:所述钴盐为新癸酸钴。
9.根据权利要求7或8所述新癸酸镍的应用,其特征在于:在取代比例上,钴盐:新癸酸镍的质量比为1~4:1。
10.根据权利要求9所述新癸酸镍的应用,其特征在于:在取代比例上,钴盐:新癸酸镍的质量比为1~2:1。
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