钴盐粘合机理.docVIP

Shepherd钴盐产品

钴盐的促进粘合作用

钴盐的种类

有机酸钴盐是橡胶与镀黄铜或镀锌钢丝帘线的专用粘合剂～可以单独用于高性能钢丝子午线轮胎、高负荷钢丝胶管的制造。

目前在国内外广泛使用的钴盐品种有环烷酸钴、硬脂酸钴、新癸酸钴和硼酰化钴等几种类型:常用的有环烷酸钴,钴含量:10-11%,～硬脂酸钴,钴含量:9-10%,～新癸酸钴,钴含量:

20-21%,～硼改性新癸酸钴(钴含量:22-23%)～各类钴盐的结构式如下:

硬脂酸钴:

(主要酸基)

环烷酸钴

(主要酸基)

新癸酸钴

(主要酸基)

硼改性新癸酸钴:

钴盐粘合机理

促进粘合的机理:通常认为无论哪种有机钴产品～起促进粘合作用的都是钴离子。

含有钴盐的胶料在硫化之前～胶料与镀黄铜之间只是存在简单的接触～而一旦胶料完成硫化～橡胶与镀黄铜之间便形成了新的物质层～特别是形成了金属硫化物层～即不可计量的硫化亚铜层CuSx

和硫化锌层ZnS,其中只有硫化亚铜CuS才是真正的粘合结构层。因为只有硫化亚铜CuS才具有xx继续反应的活性～它可以扩散到界面层并通过硫桥与橡胶硫化物Rub-S生成硫化亚铜-橡胶硫化物x

Cu—S—S—Rub形式的化学键合～即产生了橡胶与镀黄铜的粘合反应。xy

在橡胶与镀黄铜的粘合键中并没有钴原子或羧基结构。有机钴盐中的二价钴离子只是对活性硫化亚铜的生成起促进作用～即有机钴盐促进粘合的作用。在硫化温度下～粘合反应与硫化反应必须协同进行。其反应历程如下:

橡胶与硫磺的硫化反应:促进剂促进剂

Rub+SYRub-SY促进剂+SY-SY促进剂

Rub-SY+RubRub-SY-Rub-SY+-SY-

橡胶与黄铜的粘合反应:Co++橡胶与黄铜的粘合:Co++

CuZn+2SCuxS+ZnSCuZn+2SCuxS+ZnS

CuxS+-SYCux-S-SY–RubRubCuxS+-SYCux-S-SY–

粘合的控制:

对于橡胶与镀黄铜的粘合关键是控制硫化与粘合两个反应的协同作用。主要控制因素如下:?、控制硫磺量:

在胶料中必须配加较高用量的硫磺～以满足硫化和粘合两个反应对硫磺的需要～硫磺的配合量一般为5-7份。同时～还必须配用迟效性促进剂～否则会使硫化反应超前和过度～影响橡胶与镀黄铜的化学键和～通常采用迟效性的次磺酰胺类促进剂。

?、控制硫化亚铜的生成速率:

如果生成速度过快～活性硫化亚铜会继续反应～生成二价的非活性硫化铜CuS～会直接影响橡胶与镀黄铜的化学键和。要控制硫化亚铜的生成速率～反应选用合适的有机钴盐产品和配合量。由于不同钴盐的溶解性不同～释放金属钴离子的速率也不同。通过测定130?下各种钴盐在含有硫化体系助剂的甲基苯乙稀溶液中的溶解性和生成硫化铜的速率可知～不同钴盐释放出钴离子的速率也是不同的。

各种钴盐的反应活性顺序是:

硼酰化钴,新癸酸钴,环烷酸钴,硬脂酸钴。

?、控制黄铜镀层的铜锌比:

铜原子化学性质活泼～钢丝镀纯铜使生成硫化铜的反应剧烈～难于控制。黄铜中的锌不仅与

铜的合金,通常按70:30,具有满足作为橡胶用金属骨架材料的动态性质～而且是铜的稀释剂～

可以调节黄铜的反应活性。所以对于不同的橡胶-镀黄铜制品～选择具有合适铜锌比的镀黄铜金属

骨架材料也是必要的。

相关性能比较试验

对胶料进行老化性能测试～配方如下:

配方1

天然橡胶100

炭黑50

白炭黑10

石蜡油/环烷油6

Santoflex131.5

硫黄4.7

氧化锌5

硬脂酸1

间苯二酚树脂1.5

HMMM3

硫黄给予体1.5

MBS0.8

PVI0.3

Shepherd钴盐(以金属钴计算)0.32

配方2

天然橡胶100

炭黑60环烷油-Circosol42406

氧化锌5

硬脂酸1

抗降解剂-Santoflex2

间苯二酚树脂1.5HMMM-Cyrez9633

DCBS0.8

硫黄-Crystex20%OT5

PVI0.2

Shepherd钴盐(以金属钴计算)0.16

综合以上实验结果可以看出～使用硼改性的新癸酸钴的胶料～其耐湿气老化性能最为突出～硬脂酸钴、新癸酸钴和硼改性新癸酸钴的胶料其耐盐水老化性能也较好。

Shepherd新癸酸钴盐与竞争产品的对比

CoMEND680-CCoNDA20.5%CN20.5(Sheperd)(竞争产品)(Sheperd)(竞争产品)

钴含量%22.522.520.520.5

硼含量%2.12.5

不溶物含量(甲苯),28,2,2

非挥发性%98