橡膠金屬黏合-鈷鹽詳解
鈷鹽是指鈷離子和酸根構(gòu)成的物質(zhì),其中也可以含有一定比例的其它離子。鈷鹽的種類十分繁多，有許多不同的種類。鈷鹽有CoX2，CoF2，CoCl2， CoBr2，CoI2，CoOCo(OH)2，CoCO3，Co(NO3)2 ，CoSO4 等等許多的類型。

1 簡(jiǎn)介
鈷鹽是指鈷離子和酸根構(gòu)成的物質(zhì),其中也可以含有一定比例的其它離子。鈷鹽的種類十分繁多，有許多不同的種類。鈷鹽有CoX2，CoF2，CoCl2，CoBr2，CoI2，CoOCo(OH)2，CoCO3，Co(NO3)2，CoSO4等等許多的類型。
英文名：cobaltsalt
外觀與性狀：玫瑰紅色單斜晶體。
熔點(diǎn)(℃)：96～98
相對(duì)密度（水=1）：1.948(25℃)
沸點(diǎn)(℃)：420(-7H2O)
分子式：CoSO4?7H2O
分子量：281.15
溶解性：溶于水、甲醇，微溶于乙醇。鈷鹽
2 鈷鹽的品種
有機(jī)酸鈷鹽是橡膠與鍍黃銅或鍍鋅鋼絲簾線的專用粘合劑，可以單獨(dú)用于高性能鋼絲子午線輪胎、高負(fù)荷鋼絲膠管的制造。
據(jù)華誠(chéng)金屬網(wǎng)了解，目前在國(guó)內(nèi)外廣泛使用的鈷鹽品種有環(huán)烷酸鈷、硬脂酸鈷、新癸酸鈷和硼酰化鈷等幾種類型：常用的有環(huán)烷酸鈷（鈷含量：10-11%），硬脂酸鈷（鈷含量：9-10%），新癸酸鈷（鈷含量：20-21%），硼改性新癸酸鈷（鈷含量：22-23%）。

3 鈷鹽用量
鈷鹽用于增進(jìn)橡膠與金屬的粘合，已得到普遍認(rèn)可并廣泛應(yīng)用于子午線輪胎和鋼絲膠管等產(chǎn)品中。鈷鹽可以單獨(dú)直接加入橡膠中作為橡膠與金屬粘合的增進(jìn)劑。由于產(chǎn)品和每個(gè)公司在粘合技術(shù)的差異，除了鈷鹽直接作為粘合增進(jìn)劑外，也有很多公司采用了鈷鹽與間甲（白）樹脂粘合體系并用的用法。但無論是單用還是并用，也無論哪種鈷鹽都必須控制膠料中的金屬鈷含量。這是因?yàn)閺恼澈系臋C(jī)理上講若膠料中鈷離子含量過高，不僅促進(jìn)生成大量非活性硫化銅，而且會(huì)催化橡膠烴加速老化；而鈷離子含量過低，黃銅難于與硫磺生成活性硫化亞銅，以致于不能獲得良好的粘合。從橡膠配方本身的性能考慮，添加少量（適量）的鈷鹽對(duì)粘合是有利的，但鈷鹽的高配比不僅對(duì)蒸汽老化后的粘合力是有害的，對(duì)熱老化后膠料的強(qiáng)伸性能也有不利的影響。
通常建議鈷鹽的用量不宜超過配方中橡膠烴質(zhì)量的0.3%，即100份橡膠烴中的金屬鈷含量不超過0.3份。由于每個(gè)公司技術(shù)的差異，此用量只作為參考。
由于各種鈷鹽粘合劑平均分子量不同，這就需要把實(shí)際需要的金屬鈷的量折合成配方中鈷鹽粘合劑的份數(shù)。為此通過下式可以計(jì)算出實(shí)際配方的份數(shù)：
配方份數(shù)=金屬鈷份數(shù)/產(chǎn)品中鈷百分含量(式中金屬鈷的配合量應(yīng)在0.15-0.35分之間)
例：計(jì)算在配方中加入0.25份金屬鈷的RC—B23（鈷含量：23%）粘合劑的配方份數(shù)。
配方份數(shù)=0.25/23%=1.08份
二、 幾種常見的粘合增進(jìn)劑體系及特點(diǎn)( y2 p N4 e. ?3 ]' t7 {. B5 S2 u7 o( f, }
１． 鈷粘合體系7 Q) B% i( V3 y- r
即有機(jī)鈷鹽：硬脂酸鈷、癸酸鈷、環(huán)烷酸鈷和硼酰化鈷等。+ B7 m, _, `( ?. ?" ?
２． 間、甲、白粘合體系; k) ]9 l0 T) L+ i1 G
橡膠中添加的一種常見粘合劑，其組成為間苯二酚給予體、亞甲基給予體和白碳黑。能將橡膠與纖維、金屬等粘合在一起。
３． 開母洛克、列克鈉等涂敷型粘合劑) S7 [9 t; c5 O6 v& j. t$ I2 Y5 o
該粘合體系對(duì)裸鋼及橡膠間粘合效果較為理想，但耐熱性較差，制品由于常時(shí)間接觸熱環(huán)境和制品本身內(nèi)生熱而失去應(yīng)有效果。: i, |" O( z- U+ L! B
４． 間、甲、白－鈷體系2 e8 s! q8 B: D. `& b& Q
具有關(guān)文獻(xiàn)記載，結(jié)合多年實(shí)踐證明，間、甲、白體系與鈷鹽體系結(jié)合，在濕氣老化后的粘合強(qiáng)度仍然保持很高，因此被優(yōu)先采用。
三、 鈷鹽型粘合增進(jìn)劑的主要品種、市場(chǎng)情況1 i& n$ s ]" u3 ?0 ?4 Z) `) J" G5 ], G) h# X6 \
鈷鹽型粘合增進(jìn)劑包括硬脂酸鈷、癸酸鈷、環(huán)烷酸鈷和硼?；捤膫€(gè)種類。大多數(shù)生產(chǎn)廠家選用癸酸鈷和硼?；挒槎啵褂脮r(shí)根據(jù)不同品種的鈷含量計(jì)算本品的加入量。
１． 癸酸鈷( ~* ?& ~5 ~/ M/ e- ]: @' E: U
癸酸鈷為羧酸型鈷鹽粘合增進(jìn)劑，鈷含量（質(zhì)量分率％，下同）為２０．５±０．５，軟化點(diǎn)８５～１１０℃。. }; V( ?" e4 {' }+ j
２． 硼?；?amp; z4 m+ L* |+ @4 M, S
硼酰化鈷為硼?；聂人嵝锈掻}粘合增進(jìn)劑，鈷含量為２２．５±０．５。含有硼，有較好的耐腐蝕性和阻燃性。7 D( c+ d+ ~/ h
３． 硬脂酸鈷硬脂酸鈷為單一羧酸型鈷鹽，鈷含量為９．５±０．５，軟化點(diǎn)８０～１００℃。. D( w2 F1 O! `& f$ S
４． 環(huán)烷酸鈷2 g3 o&B'. ~0 _- l9 U/ O8 a1
Z環(huán)烷酸鈷為高酸值環(huán)烷酸與鈷合成的產(chǎn)品，鈷含量≥１０．０，軟化點(diǎn)８０～１００℃。我國(guó)的子午胎工業(yè)起步較晚，生產(chǎn)子午線輪胎所需原輔材料大部分也靠進(jìn)口解決，特別是鈷鹽粘合增進(jìn)劑全部依賴于國(guó)外進(jìn)口。為實(shí)現(xiàn)子午線輪胎原材料國(guó)產(chǎn)化這一目標(biāo)原國(guó)家計(jì)委和化工部連續(xù)組織了國(guó)家“七五”、“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)，初步實(shí)現(xiàn)了這一系列產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化這一目標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)已有多家公司在生產(chǎn)各種牌號(hào)的鈷鹽粘合增進(jìn)劑，但規(guī)模、技術(shù)水平各異。5 O! m- _ Q( S& h6 T- B: b# U- _) J近幾年，隨著我國(guó)子午線輪胎業(yè)的迅猛發(fā)展，鈷鹽粘合增進(jìn)劑的市場(chǎng)需求量逐年增多，２００６年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總需求量達(dá)２５００～３０００噸，鈷鹽國(guó)產(chǎn)化的步伐也在逐年加快，但目前進(jìn)口量仍占市場(chǎng)需求量的６０％。四、 鈷鹽粘合增進(jìn)劑的粘合機(jī)理所有的鈷鹽粘合增進(jìn)劑在橡膠與金屬粘接過程中都不直接參與反應(yīng)，只是起到促進(jìn)粘合作用。鈷鹽粘合增進(jìn)劑對(duì)橡膠與鍍黃銅、鍍鋅鋼絲連線的粘合促進(jìn)機(jī)理為：橡膠在硫化之前，加有鈷鹽粘合增進(jìn)劑的膠料與鍍層只是單純的接觸，沒有任何的穿插連接；在硫化之后，橡膠與鍍層之間就形成了一個(gè)新的物質(zhì)層，也就是新形成的金屬硫化物層，既不能以化學(xué)計(jì)量的硫化亞銅層和硫化鋅層。由于它們具有繼續(xù)反應(yīng)的活性，可以擴(kuò)散到界面層通過硫化橋與橡膠硫化物生成硫化亞銅－－橡膠硫化物的化學(xué)鍵合，即產(chǎn)生了橡膠與鍍層的粘合反應(yīng)。而鈷鹽粘合增進(jìn)劑中的二價(jià)鈷離子能夠促進(jìn)鍍銅鋼絲表面的硫化亞銅的增長(zhǎng)，有助于把硫化膠料固定在鍍銅鋼絲上。% I% f/ J% ^% r7 o) ^
五、 輪胎翻新的工藝方法目前，輪胎翻新方法通常采用傳統(tǒng)熱流化法和預(yù)硫化翻新工藝。我國(guó)翻胎行業(yè)總體技術(shù)水平較低，仍以傳統(tǒng)熱翻新法為主，翻胎企業(yè)多，規(guī)模較小。采用傳統(tǒng)翻新法翻新輪胎成本比預(yù)化翻新工藝低得多。預(yù)硫化翻新工藝由于生產(chǎn)預(yù)硫化胎面膠的壓力遠(yuǎn)大于熱翻新的壓力，故生產(chǎn)出的翻新輪胎美觀、胎面特別耐刺扎、耐磨性能好、行駛里程高，又因輪胎在低溫下硫化，對(duì)胎體損害程度小，可大大增加輪胎的翻新次數(shù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。目前，國(guó)外輪胎翻新基本完成了從熱硫化向冷硫化的轉(zhuǎn)移，由于技術(shù)先進(jìn)，翻新輪胎的使用壽命已接近新輪胎的１００％。
六、 鈷鹽粘合增進(jìn)劑在輪胎翻新中的使用范圍和重要性" R' + H
１． 本品的使用范圍該品種粘合增進(jìn)劑廣泛應(yīng)用于子午線輪胎翻新中，促進(jìn)鍍黃銅鋼絲與橡膠間粘合。根據(jù)子午線輪胎生產(chǎn)情況，推薦使用癸酸鈷為佳。0 w+ g( o" X$ X/ ]$ q8 I, O#
R- ２． 本品在制品中的重要性

J待翻新的子午線輪胎，根據(jù)它的破損程度，很大部分胎體已裸露出金屬簾線，翻新處理時(shí)，必然涉及到金屬簾線與中墊橡膠之間的粘合，這就要求添加使用鈷鹽粘合增進(jìn)劑。否則，輪胎經(jīng)硫化后，只完成了橡膠之間的粘合，橡膠與金屬簾線間的粘合強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而帶有骨架材料的橡膠制品中，骨架材料與橡膠間粘合尤為重要，特別是子午線輪胎，要求具有良好的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，橡膠與金屬簾線間的粘合不夠理想，不僅影響翻新后輪胎的使用壽命，嚴(yán)重者還會(huì)造成暴胎等惡性后果。
３． 要選擇品質(zhì)優(yōu)良的鈷鹽型粘合增進(jìn)劑:
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)雖有多家生產(chǎn)廠家，但生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平參差不齊，由于選用原材料的品位、生產(chǎn)工藝控制手段、技術(shù)檢測(cè)和處理方法等諸多因素，使產(chǎn)品中的鋅、鐵、銅、錳和三價(jià)鈷離子等超標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品粘合產(chǎn)生很大負(fù)面影響。
七、 使用方法7 b0 a" k* m0 p# f/ G! g4 e9 Z, M) y8 Y4 C
１． 配制膠漿: i:
C將待制膠漿的中墊膠片加入一定比例的１２０＃溶劑油中，同時(shí)將鈷鹽粘合增進(jìn)劑按溶入膠片質(zhì)量之３～５％加入，再攪拌機(jī)內(nèi)一同浸泡溶脹，大約２４～４８小時(shí)，然后充分?jǐn)嚢?，保證粘合增進(jìn)劑充分分散到膠漿中。為了提高打漿效率和減少溶劑損失，可先加５０～７０％的溶劑，待膠片溶脹均勻后，再加入其余溶劑，快速攪勻。膠漿濃度的調(diào)配：噴涂可調(diào)到１０～１５％，刷涂可調(diào)到２５～３０％。& ^7 ^/ y8 Y/ \ L( d! V+ k
２． 涂刷膠漿. c
將調(diào)均后的膠漿，噴涂或刷涂于胎體裸露金屬線部位，（打磨、除污處理時(shí)盡量保證金屬簾線鍍層不破壞），為了便于控制附膠量，一般要涂刷２至３次，要確保膠漿涂刷均勻。用后剩余的膠漿要密封常溫儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，下次用時(shí)需再攪拌均勻。2 b' r2 q r$ G3

３． 自然晾曬常溫下晾曬３０～４５分鐘，使溶劑徹底揮發(fā)掉。殘留溶劑會(huì)造成粘合處產(chǎn)生氣孔，從而影響粘合效果。涂膠、干燥完畢，盡快進(jìn)行硫化粘合，一般不超過２小時(shí)。, y7 c# 7 h４． 附膠硫化+ k
本品于硫化階段發(fā)生高強(qiáng)度化學(xué)粘合。將涂刷膠漿的胎體附上中墊膠、胎面膠后，進(jìn)行硫化，若采用傳統(tǒng)熱硫化翻新法，硫化溫度為１４５～１５０℃，硫化時(shí)間為４５～６０分鐘；若采用預(yù)硫化翻新工藝，硫化溫度為１００～１１５℃，硫化時(shí)間為１５０～１８０分鐘，硫化罐壓力為０．８Ｍｐａ，即完成了翻新過程。 X) S% V [5 h7 I! V. \ W9 s+ r- x% @9 d7 g; H1 |8 H2 @. s! H上述方法，基于我公司幾年來同橡膠各界同仁服務(wù)交流、從實(shí)踐中積累得出，由于影響金屬與橡膠間粘合的因素很多，與橡膠的配方體系、操作工藝等都有關(guān)聯(lián)，加之我國(guó)輪胎翻新業(yè)起步較晚，我們從事這方面的經(jīng)驗(yàn)不足，究其以怎樣制做工藝，怎樣的操作條件及裝備狀況，才能使其達(dá)到佳粘合效果，還有待于我們橡膠界的同仁們共同探討、研究。