本發(fā)明專利技術(shù)公開了用于二氧化硅膠料的含非活性硫的官能硅烷。一種硫
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于二氧化硅膠料的含非活性硫的官能硅烷
[0001]本專利技術(shù)涉及一種含非活性硫的單官能、雙官能和多官能偶聯(lián)劑以及包含其的橡膠膠料。發(fā)現(xiàn)了與官能聚合物結(jié)合的特定應(yīng)用，并將特別關(guān)于其進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本示例性實(shí)施方案也可適應(yīng)于其它類似的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
[0002]二氧化硅廣泛用于輪胎中以促進(jìn)某些性能優(yōu)點(diǎn)。然而，其具有親水性表面，使得其難以分散在彈性體中。一種改進(jìn)在混合物中的分散性的方法是用有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑處理二氧化硅。幾十年來，含硫硅烷偶聯(lián)劑已經(jīng)用于將可硫化二氧化硅填充的橡膠膠料（rubber stock）中的二氧化硅與聚合物連接。通常，偶聯(lián)劑是雙官能的。它具有與二氧化硅表面反應(yīng)的部分(例如甲硅烷基)和與彈性體結(jié)合的另一部分(通常為活性硫基團(tuán))。這些類型的偶聯(lián)劑的公知實(shí)例是烷氧基硅烷多硫化物(例如雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(TESPT))和巰基硅烷(例如S
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(辛酰基)巰基丙基三乙氧基硅烷(NXT))。
[0003]二氧化硅和這些試劑之間的偶聯(lián)反應(yīng)可以分為兩個(gè)方案：(1)硅烷化改性反應(yīng)，其中三乙氧基甲硅烷基與二氧化硅上的硅烷醇基團(tuán)反應(yīng)；和(2)硅烷
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聚合物偶聯(lián)反應(yīng)，其中硫基團(tuán)與聚合物在固化條件下反應(yīng)以形成橡膠
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填料鍵。在常規(guī)的官能化的硅烷偶聯(lián)劑中，硫被認(rèn)為是發(fā)生交聯(lián)鍵所必需的。
[0004]然而，高昂的成本與配混所需的大量試劑(相對(duì)于二氧化硅含量)相關(guān)聯(lián)。多硫化物鏈的另一個(gè)缺點(diǎn)是硅烷化必須在有限的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行以促進(jìn)快速反應(yīng)，否則將發(fā)生偶聯(lián)劑的不可逆的熱降解。這將尤其導(dǎo)致混合物的焦燒。
[0005]出于這些連同其它原因，需要另外的技術(shù)將二氧化硅填料結(jié)合到聚合物組合物中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0006]本公開的一個(gè)實(shí)施方案涉及硫
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可硫化的橡膠膠料，其包含：至少一種二烯彈性體；包含二氧化硅的增強(qiáng)填料；和硅烷偶聯(lián)劑。在考慮的實(shí)施方案中，二烯彈性體是硅烷官能化的彈性體。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，硅烷偶聯(lián)劑不包含活性硫部分。
[0007]本公開的另一個(gè)實(shí)施方案涉及用于結(jié)合到輪胎中的含有二氧化硅的橡膠膠料。橡膠膠料包含聚合物，所述聚合物為硅烷官能化的二烯彈性體和不含硫的硅烷偶聯(lián)劑之間的甲硅烷氧基縮合反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0008]本公開的另一實(shí)施方案涉及含非活性硫的雙官能硅烷偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑包含至少一個(gè)與沉淀二氧化硅上所含的羥基和基于二烯的彈性體上所含的硅烷部分反應(yīng)的末端封端基團(tuán)。
[0009]本專利技術(shù)公開了以下實(shí)施方案：方案1. 一種硫
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可硫化的橡膠膠料，其包含：至少一種二烯彈性體；
包含二氧化硅的增強(qiáng)填料；以及硅烷偶聯(lián)劑；其中所述二烯彈性體為硅烷官能化的彈性體；以及其中硅烷偶聯(lián)劑不包含活性硫部分。
[0010]方案2. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述橡膠膠料為所述二氧化硅與所述偶聯(lián)劑之間的硅烷化反應(yīng)和所述硅烷官能化的彈性體與所述偶聯(lián)劑之間的甲硅烷氧基縮合反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0011]方案3. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述偶聯(lián)劑具有通式A
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R
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A '，其中A和A '各自獨(dú)立地表示能夠與二氧化硅和二烯彈性體兩者鍵合的部分，并且R任選地為烴鏈。
[0012]方案4. 根據(jù)實(shí)施方案3所述的橡膠膠料，其中所述烴鏈或含雜原子(O，N，P)的烴，所述烴具有1至10個(gè)碳。
[0013]方案5. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述偶聯(lián)劑是在硅原子上具有至少兩個(gè)離去基團(tuán)的單官能和/或雙官能有機(jī)硅烷。
[0014]方案6. 根據(jù)實(shí)施方案5所述的橡膠膠料，其中所述離去基團(tuán)各自獨(dú)立地選自烷氧基、環(huán)烷氧基和苯氧基。
[0015]方案7. 根據(jù)實(shí)施方案5所述的橡膠膠料，其中離去基團(tuán)中的第一離去基團(tuán)通過硅原子提供與所述增強(qiáng)填料的鍵，并且離去基團(tuán)中的第二離去基團(tuán)提供與所述官能化的彈性體的鍵。
[0016]方案8. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述偶聯(lián)劑是具有通式Q
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A的雙官能有機(jī)硅烷；其中A基團(tuán)表示能夠與硅和二烯彈性體兩者鍵合的部分；以及其中Q任選地是烴鏈或含雜原子(O，N，P)的烴。
[0017]方案9. 根據(jù)實(shí)施方案8所述的橡膠膠料，其中所述部分包含在硅原子上的至少兩個(gè)離去基團(tuán)，離去基團(tuán)各自獨(dú)立地選自烷氧基、環(huán)烷氧基和苯氧基。
[0018]方案10. 根據(jù)實(shí)施方案8所述的橡膠膠料，其中所述部分包含：第一離去基團(tuán)，其通過硅原子提供與所述增強(qiáng)填料的鍵；以及第二離去基團(tuán)，其通過硅原子提供與所述官能化的彈性體的鍵。
[0019]方案11. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述硅烷偶聯(lián)劑為正辛基三乙氧基硅烷(EtO)3Si
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C8H7。
[0020]方案12. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述硅烷偶聯(lián)劑為雙(三乙氧基甲硅烷基)辛烷((EtO)3Si
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(CH2)8Si(OEt)3。
[0021]方案13. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述官能化的二烯彈性體的特征在于封端官能團(tuán)，其包含單個(gè)硅烷醇官能團(tuán)或具有單個(gè)硅烷醇末端的聚硅氧烷嵌段。
[0022]方案14. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述官能化的二烯彈性體是丁二烯苯乙烯或丁二烯
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苯乙烯
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異戊二烯共聚物。
[0023]方案15. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述橡膠膠料被結(jié)合到輪胎部件、橡膠帶或軟管中。
[0024]方案16. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的橡膠膠料，其中所述橡膠組合物是包含硅氧烷
(Si
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O
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Si)鍵的官能聚合物，其中所述二氧化硅填料和所述官能彈性體鍵合至偶聯(lián)劑。
[0025]方案17. 一種不含硫的雙官能硅烷偶聯(lián)劑，其包含：至少一個(gè)與沉淀二氧化硅上所含的羥基和基于二烯的彈性體上所含的硅烷部分反應(yīng)的末端封端基團(tuán)。
[0026]方案18. 根據(jù)實(shí)施方案17所述的偶聯(lián)劑，進(jìn)一步包含：至少第二末端封端基團(tuán)，其選擇性地與沉淀二氧化硅上含有的至少一個(gè)羥基和基于二烯的彈性體上含有的硅烷部分反應(yīng)，所述至少第一和第二末端封端基團(tuán)相同或不同。
[0027]方案19. 根據(jù)實(shí)施方案1所述的偶聯(lián)劑，其中所述偶聯(lián)劑被結(jié)合到輪胎橡膠膠料中。
[0028]方案20. 一種用于結(jié)合到輪胎中的含非活性二氧化硅的橡膠膠料，所述橡膠膠料包含：聚合物，其為硅烷官能化的二烯彈性體和不含硫的硅烷偶聯(lián)劑之間的甲硅烷氧基縮合反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物。
附圖說明
[0029]將通過實(shí)例并參考附圖來描述本專利技術(shù)，其中：圖1A是硅烷化改性反應(yīng)，其中三乙氧基甲硅烷基與二氧化硅上的硅烷醇基團(tuán)反應(yīng)；圖1B是硅烷
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聚合物偶聯(lián)反應(yīng)，其中硫基團(tuán)與聚合物在固化條件下反應(yīng)形成橡膠
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填料鍵；圖2顯示了實(shí)驗(yàn)的第二系列單個(gè)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種硫
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可硫化的橡膠膠料，其包含：至少一種二烯彈性體；包含二氧化硅的增強(qiáng)填料；以及硅烷偶聯(lián)劑；其中所述二烯彈性體為硅烷官能化的彈性體；以及其中硅烷偶聯(lián)劑不包含活性硫部分。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠膠料，其中所述橡膠膠料為所述二氧化硅與所述偶聯(lián)劑之間的硅烷化反應(yīng)和所述硅烷官能化的彈性體與所述偶聯(lián)劑之間的甲硅烷氧基縮合反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠膠料，其中所述偶聯(lián)劑具有通式A
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R
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A '，其中A和A '各自獨(dú)立地表示能夠與二氧化硅和二烯彈性體兩者鍵合的部分，并且R任選地為烴鏈。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橡膠膠料，其中所述烴鏈或含雜原子(O，N，P)的烴，所述烴具有1至10個(gè)碳。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：YY，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：固特異輪胎和橡膠公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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