[發明專利]2－硫醇基苯并噻唑和氯丙基三乙氧基硅烷制備的苯并噻唑巰基硅烷

有效

• 申請號: 201410189415.8
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN104045664A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 姚翔;彭華龍
• 申請（專利權）人: 江蘇麒祥高新材料有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業) 37231
• 代理人: 王希剛

本案為分案申請，原申請的發明名稱為：一種低揮發性苯并噻唑巰基硅烷及其制備方法，原申請的申請日為：2011年7月20，原申請的申請號為：201110203136.9

技術領域

本發明涉及橡膠助劑技術領域，特別涉及一種2－硫醇基苯并噻唑和氯丙基三乙氧基硅烷制備的苯并噻唑巰基硅烷及制備方法。

背景技術

橡膠配方中廣泛使用各種填料如炭黑、白炭黑、陶土、碳酸鈣、滑石粉、埃洛石、氫氧化鎂、氫氧化鋁等，其中炭黑、白炭黑等屬于補強性填料，陶土、碳酸鈣、滑石粉、埃洛石、氫氧化鎂、氫氧化鋁等屬于非補強性填料。研究表明，補強性填料和橡膠交聯網絡的相互作用，能有效地提高填料的補強效果。即使是非補強性填料，經過適當的表面改性使其與橡膠網絡之間形成強的結合，也能產生程度不同的補強作用。通常市場上用硅烷如雙[3-(三乙氧硅基)丙基]四硫化物Si69、雙[3-(三乙氧硅基)丙基]二硫化物Si75等用于填料填充橡膠中可以起到很好的補強效果。

但是傳統的橡膠用硅烷Si69和Si75其焦燒時間短，功能單一，難以滿足橡膠工業的要求。公開號為CN101445620A的中國專利公開了以下通式的苯并噻唑巰基硅烷：

式中左側為苯并噻唑基團，R₁為亞甲基、亞乙基或亞丙基，R₂為甲基或者乙基，R₃為甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。

該多功能助劑集增塑、分散、促進、補強等多功能，但由于該助劑硅原子上具有三個烷氧基取代基，在與填料混合期間或之后會釋放大量的醇，污染了加工車間的環境，對工人的身體有一定程度的損害；其中，通常使用的三甲氧基硅烷和三乙氧基硅烷會釋放相當多的相應的醇—甲醇和乙醇。

另外，甲氧基取代的硅烷和乙氧基取代的硅烷比相應的長鏈烷氧基取代的硅烷具有更高的反應活性，并能夠更快速地與填料相反應，因此，不能因為其揮發性而完全除去甲氧基和乙氧基。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供了一種2－硫醇基苯并噻唑和氯丙基三乙氧基硅烷制備的苯并噻唑巰基硅烷及制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種2－硫醇基苯并噻唑和氯丙基三乙氧基硅烷制備的苯并噻唑巰基硅烷，其中，硅烷包括如下的分子結構式：

為了更好的實現上述發明目的，本發明又提供了上述苯并噻唑巰基硅烷的制備方法，其中，所述制備方法包括以下步驟：

步驟c：稱取0.2mol(33.4g)2－硫醇基苯并噻唑和600g乙醚，置于三口燒瓶中，加入0.3mol(12g)的氫氧化鈉，攪拌均勻，再將0.25mol(44.86g)氯乙基乙基二乙氧基硅烷加入到上述溶液中，然后在氮氣保護下室溫條件下反應3小時，反應產物經過濾、洗滌、減壓蒸餾，得到3-苯并噻唑硫代-1-丙基乙基二甲氧基硅烷(即半成品硅烷)；

步驟d:將76.4g3-苯并噻唑硫代-1-丙基乙基二甲氧基硅烷和0.4mol(139.6)聚醚HO-(C₂H₄-O)₅-C₈H₁₇，加入1g鈦酸正異丙酯，在175℃下反應4個小時，得到棕紅色液體，收率82.4％。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

(1)本發明的苯并噻唑巰基硅烷分子的一端只帶有一個或兩個烷氧基，在硫化過程中能和白炭黑、粘土、碳酸鈣、埃洛石、氫氧化鎂等填料的表面羥基很容易發生醇解反應，而且其釋放出來的醇的量很低，其另一端的苯并噻唑硫基具有促進硫化的效果并同時與橡膠分子鏈反應，使填料與橡膠分子鏈產生牢固的結合，提高補強效果，大大提高硫化膠的力學性能和動態力學性能，改善胎面膠的滾動阻力和抗濕滑性。

(2)本發明的苯并噻唑巰基硅烷分子中由于聚醚長鏈的存在，在橡膠混煉加工溫度下聚醚長鏈對巰基的屏蔽作用，不易引起橡膠焦燒，其焦燒時間長，而苯并噻唑在硫化溫度下具有促進作用，硫化速度快，可大大改善膠料的硫化性能。

因此，本發明的苯并噻唑巰基硅烷是能夠應用于天然橡膠和各種合成橡膠配方，作為具有促進硫化、提高填料補強效果、改善硫化膠的動態力學性能、防焦燒、增塑等多種功能且具有低揮發性的橡膠助劑；應用于子午線輪胎胎面膠時，能夠得到高抗濕滑、低滾動阻力的胎面；通過將其吸附在惰性有機或無極載體上，或者與有機或無機載體進行預反應，能夠應用在制備成型品、充氣輪胎、輪胎胎面、軟管、傳動皮帶、密封件和減震元件等不同的領域。