[發明專利]硫代氨基甲酰基二硫烷基官能化脂環族化合物、其制備方法、含該化合物的填充的硫可硫化彈性體組合物和由其制造的制品

有效

• 申請號: 200980153400.3
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102272097A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 威廉.M.約克;理查德.W.克魯斯;卡拉.雷克;托馬斯.克拉默;凱瑟琳娜.赫佐格
• 申請（專利權）人: 莫門蒂夫性能材料股份有限公司
• 主分類號: C07C333/32
• 分類號: C07C333/32;C08K5/39
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王國祥

技術領域

本發明涉及有機硫化合物、其制備方法、含有機硫化合物作為交聯劑(硫化劑)和促進劑的填充的硫可硫化組合物和由該組合物制造的制品如輪胎(tires)、輪胎胎面(tire?tread)、擋風雨條(weather?stripping)、軟管(hose)、帶(belts)、密封條(seals)、襯墊(gaskets)、鞋底(shoe?soles)等。

背景技術

通常使用元素硫作為不飽和二烯彈性體(橡膠)的硫化劑。用硫形成的交聯主要是提高彈性體硫化橡膠熱穩定性的多硫化物交聯(polysulfidic?crosslink)。

具有含硫反應性基團的有機化合物作為硫化劑和促進劑用于二烯橡膠的用途是已知的。這些有機硫化合物經常僅含有與橋聯基團化學結合的兩個二硫代氨基甲酸酯基團或硫代磺酸酯基團。由該化合物提供的低數目結合點導致二烯橡膠的不充分交聯，由此不能得到呈令人滿意的摩擦阻力、牽引阻力和滾動阻力的平衡的硫化橡膠。在超過兩個二硫代氨基甲酸酯基團或硫代磺酸酯基團與橋聯基團化學結合的情況中，所述橋聯基團經常含有不穩定連接基如醚或酯連接基，或者當交聯的(固化的)彈性體被施加機械應力時缺乏耗散可傳播龜裂的能量所需要的柔性。

理想的是具有用于硫可硫化彈性體的這樣的交聯劑和促進劑，其改善由硫可硫化彈性體制造的制品(例如，擋風雨條、軟管、帶、密封條、襯墊、鞋底、輪胎和輪胎組件)的磨耗性質(具體地，撕裂和磨損磨耗)，同時維持硬度、在高于40℃的溫度較低的tan?δ值和在5℃--15℃的溫度提高的tan?δ值。在單一含硫脂環族化合物中組合交聯和促進劑性質將提高交聯效率和使對其它硫給體如硫的需要最小化。

發明內容

根據本發明，提供了具有下面通式(1)的硫代氨基甲酰基二硫烷基官能化脂環族化合物及其混合物：

G[-C_aH_2a-S-S-C(＝S)NR₂]_n????????????????????(1)

其中G為含有5-12個碳原子以及任選含有至少一個鹵素的具有化合價n的飽和單環脂族基團，或具有化合價n的飽和單環有機硅[RSiO-]_n[R₂SiO-]_p基團；每個R獨立地為氫或具有至多20個碳原子的單價烴基；下標a在每次出現時獨立地為整數，其中a為2-6；n為3-6的整數；以及p為0-3的整數。

而且，根據本發明，通過下面的方法制備了前述硫代氨基甲酰基二硫烷基官能化脂環族化合物，所述方法包括：

a)在自由基源的存在下，使多-烯基-取代的環烷烴與硫代酸反應，提供多-硫代羧酸酯-取代的烷基環烷烴；

b)使多-硫代羧酸酯-取代的烷基環烷烴與去封端劑反應，形成游離的多-硫醇-官能化烷基環烷烴；

c)使游離的多-硫醇-官能化烷基環烷烴與鹵化劑反應，提供多-鹵化硫基-官能化烷基環烷烴；以及

d)使多-鹵化硫基-官能化烷基環烷烴與由式R₂NC(＝S)S^-M⁺表示的堿金屬鹽反應，其中R為具有至多20個碳原子的單價烴基；以及M⁺為堿金屬陽離子，得到所述硫代氨基甲酰基二硫烷基官能化脂環族化合物。

根據本發明的另一方面，提供了可固化填充的彈性體組合物，其包含：

(i)至少一種硫可硫化彈性體；

(ii)至少一種粒狀填料；和

(iii)交聯有效量的作為硫可硫化彈性體(i)交聯劑的至少一種具有通式(1)的硫代氨基甲酰基二硫烷基官能化脂環族化合物：

G[-C_aH_2a-S-S-C(＝S)NR₂]_n????????????????(1)

其中G為含有5-12個碳原子以及任選含有至少一個鹵素的具有化合價n的飽和單環脂族基團，或具有化合價n的飽和單環有機硅[RSiO-]_n[R₂SiO-]_p基團；每個R獨立地為氫或具有至多20個碳原子的單價烴基；下標a在每次出現時獨立地為整數，其中a為2-6；n為3-6的整數；以及p為0-3的整數。