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(℃)：96～98
相對密度（水=1）：1.948(25℃)
沸點(℃)：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，可以單獨用于高性能鋼絲子午線輪胎、高負荷鋼絲膠管的制造。
據(jù)華誠金屬網(wǎng)了解，目前在國內(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?；挼葞追N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
鈷鹽用于增進橡膠與金屬的粘合，已得到普遍認可并廣泛應(yīng)用于子午線輪胎和鋼絲膠管等產(chǎn)品中。鈷鹽可以單獨直接加入橡膠中作為橡膠與金屬粘合的增進劑。由于產(chǎn)品和每個公司在粘合技術(shù)的差異，除了鈷鹽直接作為粘合增進劑外，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。這是因為從粘合的機理上講若膠料中鈷離子含量過高，不僅促進生成大量非活性硫化銅，而且會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）的鈷鹽對粘合是有利的，但鈷鹽的高配比不僅對蒸汽老化后的粘合力是有害的，對熱老化后膠料的強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算出實際配方的份數(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劑體系及特點( y2 p N4 e. ?3 ]' t7 {. B5 S2 u7 o( f, }
１． 鈷粘合體系7 Q) B% i( V3 y- r
即有機鈷鹽：硬脂酸鈷、癸酸鈷、環(huán)烷酸鈷和硼?；挼取? 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)文獻記載，結(jié)合多年實踐證明，間、甲、白體系與鈷鹽體系結(jié)合，在濕氣老化后的粘合強度仍然保持很高，因此被優(yōu)先采用。
三、 鈷鹽型粘合增進劑的主要品種、市場情況1 i& n$ s ]" u3 ?0 ?4 Z) `) J" G5 ], G) h# X6 \
鈷鹽型粘合增進劑包括硬脂酸鈷、癸酸鈷、環(huán)烷酸鈷和硼酰化鈷四個種類。大多數(shù)生產(chǎn)廠家選用癸酸鈷和硼酰化鈷為多，使用時根據(jù)不同品種的鈷含量計算本品的加入量。
１． 癸酸鈷( ~* ?& ~5 ~/ M/ e- ]: @' E: U
癸酸鈷為羧酸型鈷鹽粘合增進劑，鈷含量（質(zhì)量分率％，下同）為２０．５±０．５，軟化點８５～１１０℃。. }; V( ?" e4 {' }+ j
２． 硼?；?amp; z4 m+ L* |+ @4 M, S
硼?；挒榕瘐；聂人嵝锈掻}粘合增進劑，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８０～１００℃。我國的子午胎工業(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口解決，特別是鈷鹽粘合增進劑全部依賴于國外進口。為實現(xiàn)子午線輪胎原材料國產(chǎn)化這一目標原國家計委和化工部連續(xù)組織了國家“七五”、“八五”重點科技攻關(guān)，初步實現(xiàn)了這一系列產(chǎn)品的國產(chǎn)化這一目標。目前，國內(nèi)已有多家公司在生產(chǎn)各種牌號的鈷鹽粘合增進劑，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，隨著我國子午線輪胎業(yè)的迅猛發(fā)展，鈷鹽粘合增進劑的市場需求量逐年增多，２００６年國內(nèi)市場總需求量達２５００～３０００噸，鈷鹽國產(chǎn)化的步伐也在逐年加快，但目前進口量仍占市場需求量的６０％。四、 鈷鹽粘合增進劑的粘合機理所有的鈷鹽粘合增進劑在橡膠與金屬粘接過程中都不直接參與反應(yīng)，只是起到促進粘合作用。鈷鹽粘合增進劑對橡膠與鍍黃銅、鍍鋅鋼絲連線的粘合促進機理為：橡膠在硫化之前，加有鈷鹽粘合增進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)。而鈷鹽粘合增進劑中的二價鈷離子能夠促進鍍銅鋼絲表面的硫化亞銅的增長，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)濟效益。目前，國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，翻新輪胎的使用壽命已接近新輪胎的１００％。
六、 鈷鹽粘合增進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劑廣泛應(yīng)用于子午線輪胎翻新中，促進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，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度遠遠不夠。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，嚴重者還會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劑:
現(xiàn)在國內(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)檢測和處理方法等諸多因素，使產(chǎn)品中的鋅、鐵、銅、錳和三價鈷離子等超標，對產(chǎn)品粘合產(chǎn)生很大負面影響。
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，同時將鈷鹽粘合增進劑按溶入膠片質(zhì)量之３～５％加入，再攪拌機內(nèi)一同浸泡溶脹，大約２４～４８小時，然后充分攪拌，保證粘合增進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存，遠離火源，下次用時需再攪拌均勻。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，盡快進行硫化粘合，一般不超過２小時。, y7 c# 7 h４． 附膠硫化+ k
本品于硫化階段發(fā)生高強度化學(xué)粘合。將涂刷膠漿的胎體附上中墊膠、胎面膠后，進行硫化，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)，加之我國輪胎翻新業(yè)起步較晚，我們從事這方面的經(jīng)驗不足，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。