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]

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。

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