[發明專利]特定的官能化的有機基硅化合物在包含增強無機填料的異戊二烯彈性體組合物中作為偶聯劑的用途

有效

• 申請號: 201080028343.9
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN102482451A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: L·古埃;V·佩韋雷;T·維達爾
• 申請（專利權）人: 羅地亞管理公司
• 主分類號: C08K3/36
• 分類號: C08K3/36;C08K5/54
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張力更

技術領域

本發明涉及特定的有機基硅化合物(硅烷)在包含異戊二烯彈性體如天然橡膠和作為填強填料的無機填料的彈性體組合物中作為無機填料-彈性體偶聯劑的用途，所述無機填料例如是沉淀二氧化硅，尤其是高分散性的。

本發明還涉及相應的彈性體組合物并且涉及包含所述組合物的制品，尤其是輪胎。

背景技術

已知由彈性體制成的制品通常經歷各種應力，例如溫度的變化，動態狀態下的高頻率負荷變化，高靜應力和/或動態狀態下的不可忽略的彎曲疲勞。這類制品例如是輪胎，鞋底，地板覆層，傳送帶，動力傳輸帶，撓性管，封接物(joints)，尤其是家用電器設備的封接物，起到利用金屬加固件或利用彈性體內部的液壓液提取發動機振動的作用的支架，電纜護套，電纜，架空索道的滑輪。

已經提出尤其使用由特定的無機填料增強的彈性體組合物，所述特定的無機填料被稱作“增強”無機填料，優選具有高的可分散性。這些填料，尤其是白色填料如沉淀二氧化硅，至少從增強性角度來看可與傳統采用的炭黑相媲美甚至更優，并且還為這些組合物提供通常較低的滯后作用，這尤其等于說彈性體制品在其使用過程中內部發熱降低。

本領域技術人員已知的是，通常需要在含有這種增強填料的彈性體組合物中使用也被稱作連接劑(agent?de?liaison)的偶聯劑，它尤其具有的作用是確保彈性體和無機填料(優選沉淀二氧化硅，尤其是高分散性的)的顆粒的表面之間的連接，同時促進這種無機填料在彈性體基質內的分散。

無機填料-彈性體偶聯劑已知被理解為是指能夠在無機填料與彈性體之間建立充分的化學和/或物理性質的連接的試劑。

這種至少為雙官能的偶聯劑具有例如簡化通式“N-V-M”，其中：

-N代表能夠物理和/或化學連接到無機填料上的官能團(官能團“N”)，這種連接可以例如建立在偶聯劑的硅原子與無機填料的表面羥基(OH)(例如在二氧化硅情況下的表面硅烷醇)之間；

-M代表能夠尤其經由合適的原子或原子團(例如硫原子)物理和/或化學連接到彈性體上的官能團(官能團“M”)；

-V代表能夠連接“N”和“M”的(二價/烴)基團。

偶聯劑不應與用于覆蓋無機填料的簡單試劑相混淆，這種簡單試劑按已知方式可以包含對無機填料呈活性的官能團“N”，但缺乏對彈性體呈活性的官能團“M”。

大量的現有技術文獻已經描述了偶聯劑，尤其是(二氧化硅-彈性體)偶聯劑，最為人知的是(多)硫化硅烷，特別是(多)硫化烷氧基硅烷。在這些(多)硫化硅烷當中，尤其可以提及雙-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物(縮寫為TESPT)，其在今天通常仍被視為是為包含無機填料如二氧化硅作為增強填料的硫化產物提供在焦化安全性、實施便利性和增強能力方面的非常好甚至最佳的折衷的產品。

沉淀二氧化硅(尤其是高分散性沉淀二氧化硅)與多硫化硅烷(或者官能化有機基硅化合物)在改性彈性體組合物中的組合使用已經允許開發出用于旅行車(輕型車輛)的“綠色輪胎”。這種組合已經能夠實現與利用炭黑增強的彈性體混合物相當的耐磨性能，同時顯著地改善滾動阻力(因而降低燃料消耗)以及在濕地面上的附著力。

因而有利的是，還能夠在用于載重車的輪胎中使用諸如二氧化硅的無機填料，所述輪胎由基于異戊二烯彈性體(主要是天然橡膠)的組合物獲得。

但是，相比于使用炭黑作為填料時所獲得的，應用于異戊二烯彈性體如天然橡膠的相同二氧化硅/多硫化硅烷組合還不能提供足夠的增強水平(這可通過在單軸向張力中的應力-伸長曲線來揭示)，并且這種在增強方面的下降導致平庸的耐磨性。

發明內容

本發明的目的是尤其提出在于作為已知偶聯劑的替代物的偶聯劑，用于包含異戊二烯彈性體如天然橡膠和增強無機填料的彈性體組合物，所述增強無機填料尤其是白色填料如沉淀二氧化硅，優選具有高分散性，這些偶聯劑還為它們提供非常令人滿意的性能折衷，尤其是在它們的流變性、機械和/或動態(尤其是滯后作用)性能方面。有利地，它們使得能夠改善滯后/增強折衷。

本發明的第一目標涉及至少一種官能化的有機基硅化合物(或者硅烷)在包含以下物質的彈性體組合物中作為無機填料-彈性體偶聯劑的用途(變化形式1)：

-至少一種異戊二烯彈性體，

-至少一種作為增強填料的無機填料，

其特征在于所述化合物選自包含至少一個C＝C或C＝N雙鍵并且與異戊二烯單元(motifs)按照電環化類型的反應進行反應的官能化的有機基硅化合物。