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用于官能化彈性聚合物中的乙烯基硅烷的制作方法_4

文檔序號:9915953閱讀:來源:國知局
0至180mg/g,并且甚 至更優選40至130mg/g,并且根據ASTM D 2414的DBP值是80至200ml/100g,優選100至 200ml/100g,更優選115至200ml/100g(DBP值借助于鄰苯二甲酸二下醋測定炭黑或任何明 亮填料的比吸收體積)。
[0123] 本領域技術人員常規已知并且適合作為輪胎橡膠滲合物的填料的任何類型的二 氧化娃均可W使用。尤其優選使用高度分散的沉淀二氧化娃,其氮氣表面面積(BET表面積; 根據DIN ISO 9277和DIN66132)是35至350m^/g,優選35至260m^/g,更優選 100至260mVg并 且甚至更優選130至235m^/g,并且CTAB表面面積(根據ASTM D3765)是30至400m^/g,優選30 至250mVg,更優選100至250mVg并且甚至更優選125至230mVg。此類二氧化娃例如在用于 輪胎面的橡膠滲合物中產生尤其有益的硫化橡膠物理性質。此外,其可W在滲合物的加工 中產生優勢,即通過減少滲合所需時間,同時保持產品性質,因此提高產率。適用二氧化娃 包括U1仕asd飯VN3化vonik Industries的商標)型W及高度分散型(所謂的皿二氧化娃) (例如化odia的Ze〇sil?1165MP)二氧化娃。
[0124] 穩定劑
[0125] 可W在聚合過程終止之前或之后任選地將一種或多種穩定劑("抗氧化劑")添加 到聚合物中,W防止彈性聚合物由分子氧降解。通常使用基于空間位阻苯酪的抗氧化劑,諸 如2,6-二-叔下基-4-甲基苯酪、6,6'-亞甲基雙(2-叔下基-4-甲基苯酪)、異辛基-3-(3,5- 二-叔下基-4-徑基苯基)丙酸醋、六亞甲基雙[3-(3,5-二-叔下基-4-徑基苯基)丙酸醋]、十 八烷基-3-(3,5-二-叔下基-4-徑基苯基)丙酸醋、異十Ξ烷基-3-( 3,5-二-叔下基-4-徑基 苯基)丙酸醋、1,3,5-Ξ甲基-2,4,6-(3,5-二-叔下基-4-徑基苯甲基)苯、2,2'-亞乙基雙- (4,6-二-叔下基苯酪)、四[亞甲基-3-(3,5-二-叔下基-4-徑基苯基)丙酸醋]甲燒、丙締酸 2-[ 1-(2-?基-3,5-二-叔戊基-苯基)乙基]-4,6-二-叔戊基苯醋W及丙締酸2-叔下基-6- (3-叔下基-2-徑基-5-甲基苯甲基)-4-甲苯醋;W及基于硫代醋的抗氧化劑,諸如4,6-雙 (辛基硫代甲基)-鄰甲酪和季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸醋)。適合的穩定劑的其他實例 可見于尸.1^01:}16処巧巧1',。.5〇11111161',1(日1113油址了6油]1〇1〇旨16,第2版,(化]1361'¥61'1日旨,2006) 第340-344頁W及其中所引用的參考文獻中。
[01%] 其他聚合物
[0127] 除本發明的聚合物、增量劑油、填料等W外,本發明的聚合物組合物可另外含有其 他聚合物,特別是其他彈性聚合物。可W在處理聚合物滲合物之前W溶液形式將其他聚合 物添加到本發明聚合物的溶液中,或者可W在例如布拉本德混合器(Brabender mixer)中 的機械攬拌過程期間添加。
[0128] 如本文所提到的其他(彈性)聚合物是與本發明的聚合物不一致的彈性聚合物,即 其不含衍生自式1的乙締基硅烷化合物的重復單元。
[0129] 硫化劑和硫化促進劑
[0130] 本發明的聚合物組合物可W任選還包含至少一種硫化劑。常規用于制備橡膠產品 的任何硫化劑均可用于本發明中,并且可w使用兩種或更多種硫化劑的組合。
[0131] 硫、充當硫供體的含硫化合物(諸如二硫醇)、硫促進劑體系W及過氧化物是最常 見的硫化劑。充當硫供體的含硫化合物的實例包括二硫代二嗎嘟(DTDM)、二硫化四甲基秋 蘭姆(TMTD)、二硫化四乙基秋蘭姆(TETD) W及四硫化二五亞甲基秋蘭姆(DPTT)。硫促進劑 的實例包括胺衍生物、脈衍生物、醒胺縮合產物、嚷挫、黃原酸醋、硫化秋蘭姆、二硫代氨基 甲酸醋W及硫代憐酸醋。優選使用一種或多種選自W下的橫酷胺促進劑:N-環己基2-苯并 嚷挫亞橫酷胺(CBS)、N,N-二環已基苯并嚷挫2-亞橫酷胺(DCBS)、苯并嚷挫基2-亞橫酷嗎嘟 (MBS) W及N-叔下基2-苯并嚷挫基亞橫酷胺(TBBS)。可W將諸如按W下商標可獲得或公開 于W0 2010/049261中的其他交聯體系添加到聚合物組合物|||: Vu化uren液(I ,6-雙(N,N- 二苯甲基硫代氨基甲酯基二硫代)-己燒:Lanxess)、Dural ink底巧Perkal ink飯(1,3-雙(巧 康亞酷胺甲基)苯;Lanxess)。過氧化物的實例包括二-叔下基-過氧化物、二-(叔下基-過氧 基甲基-環己燒)、二-(叔下基-過氧基-異丙基-)苯、二氯-苯甲酯基過氧化物、二異丙苯 基過氧化物、叔下基-異丙苯基-過氧化物、二甲基-二(叔下基-過氧基)戊酸醋(Rubber Handbook,SGF,The Swedish Institution of Rubber Technolgy 2000)。
[0132] 亞橫酷胺型、脈型或秋蘭姆型硫化促進劑可按需要與硫化劑一起使用。
[0133] 此外,本發明的聚合物組合物可W常規使用比例含有常規添加劑和硫化助劑。此 類添加劑包括:
[0134] a)防老劑,諸如N-苯基N'-α,3-二甲基下基)-對亞苯二胺(6PPD)、N,N'-二苯基- 對苯二胺(DPPD)、N,N'-聯甲苯-對苯二胺(DTPD)、N-異丙基N'-苯基-對苯二胺(IPPD)、2,2, 4-Ξ甲基1,2-二氨哇嘟(TMQ),
[013引b)活化劑,諸如氧化鋒和脂肪酸(例如硬脂酸),
[0136] C)蠟,
[0137] d)樹脂,特別是粘合樹脂,
[013引e)捏煉添加劑,諸如2,2 二苯甲酯氨基二苯基二硫(D抓)W及
[0139] f)加工添加劑,諸如鋒皂和脂肪酸醋W及其衍生物。
[0140] 優選使用氧化鋒(鋒白)作為硫促進劑體系的組分。
[0141] 通常W每100重量份總聚合物0.5至10重量份或在一些實施方案中1至6重量份的 量將硫化劑添加到聚合物組合物中。硫化促進劑和其相對于總聚合物的添加量的實例提供 于W0 2009/148932中,該專利W全文引用的方式并入本文中。
[01創硫化聚合物組合物
[0143] 本發明第六方面的硫化聚合物組合物是通過在各條件下并且使用本領域中常規 已知的機器對包含一種或多種硫化劑的本發明聚合物組合物進行硫化來獲得。
[0144] 包含硫化聚合物組合物的物品
[0145] 由于本發明的硫化聚合物組合物展現低滾動阻力、低動態熱積聚W及增加的濕抓 地力,所W其非常適合用于制備例如輪胎或輪胎的一部分,包括例如:輪胎面、側壁和輪胎 胎體W及其他工業產品,諸如輸送帶、軟管、減震器W及鞋類組件。因此,本發明第屯方面的 物品包含至少一種由本發明的硫化聚合物組合物形成的組分。所述物品可為例如輪胎、輪 胎面、輪胎側壁、輪胎胎體、輸送帶、襯墊、密封墊、軟管、減震器、鞋類組件,諸如鞋底。
[0146] 鞋
[0147] 如本文所定義的烷基基團(其本身或與其他基團結合,諸如燒芳基或烷氧基)包括 直鏈烷基基團,諸如甲基(Me)、乙基巧t)、正丙基(Pr)、正下基(Bu)、正戊基、正己基等;支鏈 烷基基團,諸如異丙基、叔下基等;W及環狀烷基基團,諸如環己基。
[0148] 如本文所定義的芳基基團包括苯基、聯苯W及其他苯環型化合物。芳基基團優選 僅含有一個芳族環并且最優選含有C6芳族環。
[0149] 如本文所定義的燒芳基基團是指一個或多個芳基基團結合于一個或多個烷基基 團的組合,例如呈W下形式:烷基-芳基、芳基-烷基、烷基-芳基-烷基W及芳基-烷基-芳基。 燒芳基基團優選僅含有一個芳族環并且最優選含有C6芳族環。
[0150] 本發明將通過實施例得到更詳細地解釋,運些實施例不意在限制本發明。 實施例
[0151] 式1的乙締基硅烷化合物的制備-通用配方
[0152] 在0-50°C下,將二面代乙締基硅烷的溶液或純二面代乙締基硅烷(1.0當量)逐滴 添加到Ξ烷基硅烷醇或Ξ芳基硅烷醇(0.9-2當量)和適合的質子清除劑(1.5-5當量)于控 溶劑中的溶液中。在0-50°C下將混合物攬拌若干小時(優選大于比)。接著,添加仲胺化合物 (1.0當量),并且在(TC與溶劑的回流溫度之間的溫度下將混合物攬拌若干小時。在過濾之 后,在減壓下去除溶劑。優選通過真空蒸饋或再結晶進行的純化提供所要乙締基硅烷化合 物。
[0153] 在用于制備式1的乙締基硅烷的通用配方中,組分的添加順序可W改變。
[0154] 特定乙締基硅烷化合物的制備和表征
[01巧]4-[(二甲基(乙締基)甲娃烷基]嗎嘟(Mod 1)
[0156]
[0157] bp = 85°C(37毫己)。4 醒R(400MHz,2(TC,C6D6) :S = 6.05(dd,J = 20.0Hz,J = 14.7Hz,lH) ,5.91 (dd,J= 14.7Hz J = 4.2Hz,1H), 5.67 (ddj = 20.0Hz,J = 4.2Hz,lH), 3.44-3.41(m,4H),2.68-2.66(m,4H),0.04(s,細)ppm。Uc醒Rα01MHz,20°C,C6D6):δ = 138.71 (CH,乙締基),132.49(C此,乙締基),68.61 (2C此),45.92(2C此),-2.77(2C曲)ppm。 GC-MS 化I,70eV):m/z(%) = m(]T,70),156(]r-ai3,32),130(19),113(30),85(C4H9Si+, 100),59(65)〇
[015引(叔下基二甲基甲娃烷氧基)甲基-4-嗎嘟基(乙締基)硅烷(Mod 2)
[0159]
[0160] 在室溫下,將二氯乙締基甲基硅烷(15.2旨,108111111〇1,1.0當量)逐滴添加到了85(^ (叔下基二甲基硅烷醇,14.2邑,108111111〇1,1.0當量)和^乙胺(22.9邑,226111111〇1,2.1當量)于二 氯甲燒(DCM; 15Om 1)中的溶液中。在室溫下,將混合物攬拌化。接著添加嗎嘟(9.38g, lOSmmol,1.0當量)并且將混合物再攬拌1她。在過濾之后在減壓下去除溶劑,并且在1毫己 下蒸饋,得到呈無色液體的Mod 2(18.6g,64.7mmol ,60% )。
[0161] 6口 = 95-971:(1毫己)。1!1醒1?(4001化,20°(:,〔6〇6):8 = 6.02((1(1,1=19.3化,1 = 14.7Hz,lH),5.94(dd J= 14.8Hz J = 5.4Hz,1H),5.83(ddJ= 19.0Hz J = 5.4Hz, IH) ,3.47 (t,J = 4.6Hz,4H) ,2.85-2.75(m,4H),0.95(s,9H) ,0.11 (s,3H),0.07(s,細)ppm〇Uc NMR (101MHz,20°C,C6D6):S = 137.06(CH,乙締基),133.73(C此,乙締基),68.56(2C此),45.55 (2C出),25.92(3C出),18.38(C),-2.46(C出),-2.75(2C出)ppm〇GC-MS(EI,70eV):m/z(%) = 287(M+,6),272(M+-CH3,9),230(M+-C4H9,100),202(4),174(6),145(39),117(16),70(22)。 [016。1 -[(叔下基二甲基甲娃烷氧基)甲基(乙締基)甲娃烷基]-4-甲基贓嗦
[0163]
[0164] 在室溫下,將TBS0H(叔下基二甲基硅烷醇,4.68邑,35.4111111〇1,1.0當量)于乙酸乙醋 (20ml)中的溶液逐滴添加到二氯甲基乙締基硅烷(5. Og,35.4mmol,1.0當量)和^乙胺 (7.15g,70.8mmo 1,2.0當量)于乙酸乙醋(70ml)中的溶液中。在室溫下,將混合物攬拌2.化。 接著添加 N-甲基贓嗦(3.72g,37.2mmol,1.05當量)并且將混合物再攬拌20h。在過濾之后在 減壓下去除溶劑并且在6毫己下蒸饋,得到呈無色液體的改性劑(8.57g,28.5mmol,81%)。 [01 化]6口 = 113-115。(:(6毫己)。4醒尺(4001化,20。(:,(:
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