[發明專利]封端的巰基硅烷偶聯劑

有效

• 申請號: 200980156472.3
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN102307884A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: N·西博特;K·隆尚邦;L·別林;J·C·阿勞若達席爾瓦
• 申請（專利權）人: 米其林技術公司;米其林研究和技術股份有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C08K3/36
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;于高瞻

技術領域

本發明涉及巰基硅烷偶聯劑，其尤其可用于偶聯橡膠組合物中的增強無機填料和二烯彈性體，該橡膠組合物例如用于制造輪胎。

背景技術

公知為了得到由填料賦予的最佳增強性能，該填料應當在彈性體基體中以既盡量磨碎又盡量均勻分布的最終形式存在。然而，該條件僅僅在填料具有很好的性能(一方面，在與彈性體混合的過程中加入基體并解附聚，另一方面，在該基體中均勻分散)時才能達到。

公知炭黑顯示出該性能，而對無機填料通常并非如此。的確，由于相互吸引的原因，無機填料顆粒具有在彈性體基體中附聚在一起的惱人趨勢。這些相互作用具有限制填料分散并由此將增強性能限制至實質低于理論上可能達到的水平(如果實際得到在復合操作過程中能建立的所有結合(無機填料/彈性體))的有害后果。此外，這些相互作用傾向于增加彈性體組合物在原料態下的稠度，并因此使得其加工(“加工性能”)比存在炭黑時更為困難。

迄今，由于節約燃料和保護環境的需要被優先考慮，已經證明必須制備具有減少的滾動阻力而不對其耐磨性產生不利影響的輪胎。特別地，通過發現用無機填料增強的新型橡膠組合物而使其成為可能，該無機填料特別描述為，從增強觀點來看，能夠與常規輪胎級炭黑相比的增強，而同時給予這些組合物較低的滯后，等同于對含有它們的輪胎而言較低的滾動阻力。

這類包含硅類或鋁類增強無機填料的橡膠組合物已例如描述于專利或專利申請EP?A-0501227(或US-A-5227425)、EP-A-0735088(或US-A-5852099)、EP-A-0810258(或US-A-5900449)、EP-A-0881252、WO99/02590、WO99/02601、WO99/02602、WO99/28376、WO00/05300和WO00/05301。

特別提及的是文獻EP-A-0501227、EP-A-0735088或EP-A-0881252，其公開了用高度可分散沉淀二氧化硅增強的二烯橡膠組合物，該組合物使得可能制造具有實質改進的滾動阻力的胎面，而不負面影響其他性能，特別是抓地力、耐久性和耐磨性性能。顯示矛盾性能的折中的該組合物也描述于申請EP-A-0810258和WO99/28376，具有特定的高度可分散鋁質填料(氧化鋁或氫氧化鋁(氧化鋁))作為增強無機填料，或描述于申請WO00/73372和WO00/73373，其描述了特定增強類型的氧化鈦。

使用這些特定高度可分散無機填料，無論作為主增強填料與否，已經當然地減少了加工含有它們的橡膠組合物的難度，但該加工無論如何仍然難于常規用炭黑填充的橡膠組合物。

特別地，必須使用偶聯劑(也稱作結合劑)，其作用是提供無機填料顆粒表面和彈性體之間的結合，同時有利于該無機填料在彈性體基體內的分散。

在此應該記住的是，表述“偶聯劑”(無機填料/彈性體偶聯劑)以公知的方式理解為是指能夠在無機填料和二烯彈性體之間建立足夠的化學和/或物理性質的連接的制劑；至少是雙官能的這樣的偶聯劑具有例如簡化的通式“Y-W-X”，其中：

-Y表示能夠物理地和/或化學地結合至無機填料的官能團(“Y”官能團)，這樣的結合有可能例如在偶聯劑的硅原子與無機填料的表面羥基(OH)(例如，當涉及二氧化硅時為表面硅烷醇)之間建立；

-X表示能夠例如通過硫原子物理地和/或化學地結合至二烯彈性體的官能團(“X”官能團)；和

-W表示使得Y連接至X的二價基團。

特別不能混淆偶聯劑與用于覆蓋無機填料的簡單試劑，該試劑以已知的方式可包括對無機填料活性的Y官能，但不包括對二烯彈性體活性的X官能。

偶聯劑，特別是二氧化硅/二烯彈性體偶聯劑，已經于大量文獻中描述，最廣為人知的是帶有至少一個烷氧基官能作為Y官能、并帶有至少一個能夠與二烯彈性體反應的官能(例如硫化的(即，含硫)官能)作為X官能的雙官能有機硅烷。

因此，在專利申請FR-A-2094859或GB-A-1310379中建議使用巰基烷氧基硅烷偶聯劑來制造輪胎胎面。其已被迅速證明，并且目前公知巰基烷氧基硅烷能夠提供優異的二氧化硅/彈性體偶聯性能，但是這些偶聯劑的工業應用是不可能的，因為硫醇-SH型硫化的官能(X官能)非常高的反應性，很快致使橡膠組合物在內部混合器中的制備過程中過早硫化(也稱作“焦化”)，致使在原料態非常高的粘度，并最終得到幾乎不可能使用和工業加工的橡膠組合物。為解釋說明這個問題，可提及例如文獻FR-A-2206330，USA3873489和US-A-4002594。