CN101124274B - 利用低voc硅烷的填料处理 - Google Patents

利用低voc硅烷的填料处理 Download PDF

Info

Publication number
CN101124274B
CN101124274B CN2006800043833A CN200680004383A CN101124274B CN 101124274 B CN101124274 B CN 101124274B CN 2006800043833 A CN2006800043833 A CN 2006800043833A CN 200680004383 A CN200680004383 A CN 200680004383A CN 101124274 B CN101124274 B CN 101124274B
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
appearance
independently
silane
glycol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006800043833A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101124274A (zh
Inventor
基思·韦勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Momentive Performance Materials Inc
Original Assignee
Momentive Performance Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Momentive Performance Materials Inc filed Critical Momentive Performance Materials Inc
Publication of CN101124274A publication Critical patent/CN101124274A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101124274B publication Critical patent/CN101124274B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S524/00—Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S524/904—Powder coating compositions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • Y10T428/2995—Silane, siloxane or silicone coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

一种处理填充材料的方法，其包括使填充材料与硅烷接触，所述硅烷在水解时产生硅烷的含硅水解产物和/或基本不产生显著量的挥发性有机化合物，从而提供处理过的填料，然后可将该处理过的填料引入到基质内以提供复合体。

Description

利用低VOC硅烷的填料处理
相关申请的交叉引用
本申请要求2005年2月8日提交的美国临时申请60/650，907的优先权，通过引用将其结合到本文中。
发明背景
通常将微粒填充材料引入基质内来增强复合物的某些性能例如强度、颜色、松密度等等。基质通常为热塑性或热固性高聚合树脂。通常用硅烷处理微粒填料，从而对填料的表面性能进行改性和/或使填料结合至基质材料。硅烷处理可致使填料分散性、耐化学性、抗磨损性、高温形变、湿和干的电性能、抗划伤性、抗张强度、挠曲强度和其它机械性能的改善。
通常使用硅烷作为用于多种无机微粒填料例如二氧化硅、滑石、粘土和氧化铝的处理物。通常的填料包括硅灰石、三水合氧化铝(ATH)、氢氧化镁、高岭土、斑脱土、沉淀或煅制二氧化硅、二氧化钛、玻璃珠和玄武岩。硅烷也较小程度地与填料例如硫酸钙、碳酸钙、硫酸钡、石墨和碳黑一起使用。天然纤维填料例如大麻、亚麻或洋麻也可与硅烷一起使用。
用于填料处理的一些更常用的硅烷包括得自于General ElectricCompany的氨丙基三乙氧基硅烷(
Figure S06804383320070810D000011
A-1100)、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(
Figure S06804383320070810D000012
A-187)、脲基丙基三甲氧基硅烷(A-1524)、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(
Figure S06804383320070810D000014
A-186)、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A-174)、乙烯基-三-(2-甲氧乙氧基)硅烷(
Figure S06804383320070810D000016
A-172)和乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)。
用于无机填料处理的烷氧基官能性硅烷的使用，导致通过硅烷水解或硅烷与填料的反应而释放醇，这种醇通常为甲醇或乙醇，并且能够造成环境、健康和安全隐患。由于挥发性有机化合物的排放受到更加严格管制，已经多次强制填料处理器和混炼机降低产量、安装回收或整治设备、或使用特殊的工程控制，来满足新的、更严格的排放限制以及减轻可燃危害物的爆炸。
在一些情况中，常规的烷氧基官能性硅烷可作为稳定的无醇水溶液而被制得，并且有时可利用这些硅烷溶液作为填料处理物来降低挥发物排放。例如可以是氨丙基三硅烷醇(
Figure S06804383320070810D000021
A-1106)的水溶液。然而，通常仅有少数例子中硅烷可作为稳定的无醇水溶液而被制备。另外，硅烷的水溶液通常给终端用户造成成本增加，因为在它们的生产中需要额外加工步骤，并且增加了与水相关的装运的费用。
可选择地，在一些情况中可在填料处理期间使用硅烷低聚物来降低挥发性有机化合物(VOCs)的排放。此外，仅仅有限类型的硅烷可用作低聚物，并且它们不一定提供与常规硅烷相同水平的性能。
填料处理器和混炼机需要更加有成本效益的方法，以降低来自它们使用常规硅烷的加工处理的VOCs排放。
发明简述
这里提供了一种处理微粒填充材料的方法，其包括使填料与含硅烷的组合物接触，所述硅烷在水解时，基本上不产生显著量的挥发性有机化合物(VOC)和/或硅烷的含硅水解产物。
当与使用包含常规烷氧基官能性硅烷的组合物相比时，该方法有利地提供了降低的VOCs排放。
发明详述
用于处理微粒填充材料的组合物包括低VOC硅烷和/或硅烷的含硅水解产物，它们作为处理剂来改性填料粒子的表面性能和/或使填料粒子结合至其被引入的基质材料。
可使用纯的或与载液一起使用低VOC硅烷。载液可以是水，在这种情况中，低VOC硅烷可水解成含硅水解产物而不产生显著量的挥发性有机化合物副产物。在另一实施方案中，载液可以是有机化合物，在初始的不水解或部分水解的条件下将硅烷应用到到填料。在本发明的填料处理组合物中适合用作载液的有机化合物包括直链或支化的脂肪烃或芳烃、醇、醚和疏质子溶剂例如二甲基甲酰胺或1-甲基-2-吡咯烷酮。
硅烷或含硅水解产物与填充材料表面上的官能团结合。这种官能团包括但不限于，硅烷醇、羧酸和甲醇。这些官能团能够与硅烷的可水解基团或者与硅烷水解产物反应，以在硅烷和填料的表面之间形成共价键。一种这样的共价键的例子可以是由硅烷和存在于硅质填料表面上的硅烷醇反应形成的硅氧烷联接(Si-O-Si)。
低VOC硅烷在水解时产生非显著量的VOCs。这里使用的表述“挥发性有机化合物”(VOC)应理解适用于这样的有机化合物，即当其基本上是纯的时候，在大气压力下具有至多约185℃的沸点。这种VOCs的具体例子包括但不限于，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和2-甲氧基乙醇。适合用低VOC硅烷处理的典型的填料粒子包括但不限于，钙硅石、三水合氧化铝(ATH)、氢氧化镁、高岭土、斑脱土、沉淀或煅制二氧化硅、二氧化钛、玻璃珠、玄武岩、硫酸钙、碳酸钙、硫酸钡、石墨和碳黑。天然填料例如大麻、亚麻或洋麻也可与硅烷一起使用。
在本发明的一个实施方案中，低VOC硅烷(包括它的部分或全部水解的含硅产物)包括水解时提供挥发性非常低的副产物二醇的二醇取代的环状硅烷。这些硅烷以与常规的烷氧基取代硅烷相似的方式水解。在二醇取代的环状硅烷水解时，释放出二醇，形成在组成上与通过常规烷氧基取代硅烷的水解制得的硅烷相似的硅烷。常规硅烷水解的一般可接受产物是含硅烷醇的物质，其然后可进一步与自身或与其它物质反应。由二醇取代的环状硅烷水解产生的二醇副产物由于具有低的蒸汽压，因而没有以显著的量释放进入环境中。因此，二醇取代的环状硅烷水解产生含硅烷醇的物质，它们以与常规硅烷相似的方式反应，但不释放出挥发性有机物例如醇。
根据本发明的另一实施方案，本发明的处理方法和组合物中有用的硅烷由如下通式代表：
[Y[-G(-SiXuMZb vZc w)s]r]n   (式1)
其中每一出现的G独立地选自包括如下的一组基：由烷基、烯基、芳基或芳烷基的一个或多个氢原子被取代所得到的多价基，或者是可通过去掉杂碳(heterocarbon)的一个或多个氢原子而得到的分子部分，G包含约1-约30个碳原子；
每一出现的X独立地选自-Cl、-Br、R1O-、R1C(＝O)O-、R1R2C＝NO-、R1R2NO-或R1R2N-、-R1、-(OSiR1R2)t(OSi R1R2R3)、和-O(R10CR11)fOH，其中每一出现的R1、R2、R3、R10、和R11独立地是R；
每一出现的Zb独立地是(-O-)0.5，和[-O(R10CRu)fO-]0.5，其中每一出现的R10和R11独立地是R；
每一出现的Zc独立地为-O(R10CR11)fO-，其中每一出现的R和R10和R11独立地是R；
每一出现的R独立地选自包含如下的一组基团：氢；直链的、环状或支化的烷基基团并且可包含不饱和的烯基、芳基和芳烷基；或者通过去掉杂碳的一个或多个氢原子而得到分子部分；每一出现的R包含1-约20个碳原子；
每一出现的下标f是1-约15的整数，每一出现的n是1-约100的整数，条件是当n大于1时，v大于0且Zb的所有化合价均为硅原子键合，每一出现的下标u是0-约3的整数，每一出现的下标v是0-约3的整数，每一出现的下标w是0-约1的整数，但须u+v+2w＝3，每一出现的下标r是1-约6的整数，每一出现的下标t是0-约50的整数，及每一出现的下标s是1-约6的整数；每一出现的Y是化合价r的有机官能性基团；
构成环状或桥连的二烷氧基有机官能性硅烷组合物的至少一种环状或桥连二烷氧基有机官能性硅烷包含至少一个出现的Zb或Zc。
更具体地，在这里基团R包括单价的有机官能性基团(r＝1)、二价的有机官能性基团(r＝2)、三价的有机官能性基团(r＝3)、单价的有机官能性基团(r＝4)以及更高化合价的有机官能性基团，这里称之为多价有机官能性基团。术语多价有机官能性基团在这里应理解为包括单价、二价、三价和四价的有机官能性基团。
Y可以是单价基团例如乙烯基基团CH2＝CH-、CHR＝CH-或CR2＝CH-，其中R如上所列。此外，在另一实施方案中，硅烷可包括单价的有机官能性基团例如巯基和例如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基和乙酰氧基的酰氧基，单价环氧基例如环氧丙氧基，-O-CH2-C2H3O；环氧环己基乙基，-CH2-CH2-C6H9O；环氧环己基，-C6H9O；环氧基，-CR6(-O-)CR4R5，单价有机官能性基团例如羟基、氨基甲酸酯基、-NR4C(＝O)OR5；氨基甲酸乙酯基，-OC(＝O)NR4R5；硫代氨基甲酸酯基，-NR4C(＝O)SR5；硫代氨基甲酸乙酯基，-SC(＝O)NR4R5；硫羰氨基甲酸酯基，-NR4C(＝S)OR5；硫羰氨基甲酸乙酯基，-OC(＝S)NR4R5；二硫代氨基甲酸酯基，-NR4C(＝S)SR5；和二硫代氨基甲酸乙酯基，-SC(＝S)NR4R5，单价的有机官能性基团例如马来酰亚胺基；马来酸酯和取代的马来酸酯基；富马酸酯和取代的富马酸酯基；腈，CN；糠柠酰亚胺基，单价有机官能性基团例如氰酸酯基，-OCN；异氰酸酯基，-N＝C＝O；硫氰酸酯基，-SCN；异硫氰酸酯基，-N＝C＝S；和醚，-OR4，单价有机官能性基团氟，-F；氯，-Cl；溴，-Br；碘，-I；和硫醚，-SR4，单价有机官能性基团例如二硫化物，-S-SR4；三硫化物，-S-S-SR4；四硫化物，-S-S-S-SR4；五硫化物，-S-S-S-S-SR4；六硫化物，-S-S-S-S-S-SR4；和多硫化物，-SxR4，单价有机官能性基团如黄原酸酯基，-SC(＝S)OR4；三硫代碳酸酯基，-SC(＝S)SR4；二硫代碳酸酯基，-SC(＝O)SR4；脲基，-NR4C(＝O)NR5R6；硫羰脲基(也称作硫代脲基)，-NR4C(＝S)NR5R6；酰胺，R4C(＝O)NR5-和-C(＝O)NR4R5-；硫羰酰胺(也称作硫代酰胺)，R4C(＝S)NR4-；单价三聚氰胺基；和，单价氰尿酸根合基，单价有机官能性基团例如伯胺基，-NH2；仲胺基，-NHR4；叔氨基，-NR4R5；单价二氨基，-NR4-L1-NR5R6；单价三氨基，-NR4-L1(-NR5R6)2和-NR4-L1-NR5-L2-NR6R7；和单价四氨基，-NR4-L1(-NR5R6)3，-NR4-L1-NR5-L2-NR6-L3-NR7R8，和-NR4-L1-N(-L2NR5R6)2；其中每一出现的L1、L2和L3独立地选自上面给出的用于G的结构组；每一出现的R4、R5、R6、R7和R8由上面列出的R的结构之一独立地给出；和每一出现的下标x独立地为1-10。
在另一实施方案中，硅烷可包括二价有机官能性基团例如环氧基，-(-)C(-O-)CR4R5和-CR5(-O-)CR4-，二价有机官能性基团例如氨基甲酸酯基，-(-)NC(＝O)OR5；氨基甲酸乙酯基，-OC(＝O)NR4-；硫代氨基甲酸酯基，-(-)NC(＝O)SR5；硫代氨基甲酸乙酯基，-SC(＝O)NR4-；硫羰氨基甲酸酯基，-(-)NC(＝S)OR5；硫羰氨基甲酸乙酯基，-OC(＝S)NR4-；二硫代氨基甲酸酯基，-(-)NC(＝S)SR5；二硫代氨基甲酸乙酯基，-SC(＝S)NR4-；和醚，-O-，二价有机官能性基团例如马来酸酯和取代的马来酸酯基；富马酸酯和取代的富马酸酯基，硫醚基，-S-；二硫化物，-S-S-；三硫化合物，-S-S-S-；四硫化物，-S-S-S-S-；五硫化物，-S-S-S-S-S-；六硫化物，-S-S-S-S-S-S-；和多硫化物，-Sx-，二价有机官能性基团例如黄原酸酯基，-SC(＝S)O-；三硫代碳酸酯基，-SC(＝S)S-；二硫代碳酸酯基，-SC(＝O)S-；脲基，-(-)N(C＝O)NR4R5和-NR4C(＝O)NR5-；硫羰脲基，也称作硫代脲基，-(-)NC(＝S)NR4R5和-NR4C(＝S)NR5-；酰胺基，R4C(＝O)N(-)-和-C(＝O)NR4-；硫羰酰胺基，也称作硫代酰胺基，R4C(＝S)N(-)-；二价三聚氰胺基；二价氰尿酸根合基，二价有机官能性基团例如仲氨基，-NH-；叔氨基，-NR4-；二价二氨基，-(-)N-L1-NR4R5和-NR-L1-NR5-；二价三氨基，(-)NR4)2-L1NR5R6，-(-)N-L1-NR5-L2-NR6R7，-NR4-L1-N(-)-L2-NR5R6，和-NR4-L1-NR5-L2-NR6-；和二价四氨基，-(-)N-L1-(NR5R6)3，(-NR4)2-L1-(NR5R6)2，-(-)N-L1-NR4-L2-NR5-L3-NR6R7，-NR4-L1-N(-)-L2-NR5-L3-NR6R7，-NR4-L1-NR5-L2-N(-)-L3-NR6R7，-NR4-L1-NR5-L2-NR6-L3-NR7-，-(-)N-L1-N(-L2NR5R6)2，和(-NR4L1)2N-L2NR5R6；其中每一出现的L1、L2和L3独立地选自上面给出的用于G的结构组；每一出现的R4、R5、R6、R7由上面列出的R的结构之一独立地给出；和每一出现的下标x独立地为1-10。
在另一实施方案中，硅烷可包括三价的有机官能性基团例如环氧基，-(-)C(-O-)CR4-，三价的有机官能性基团例如氨基甲酸酯基，-(-)NC(＝O)O-；硫代氨基甲酸酯基，-(-)NC(＝O)S-；硫羰氨基甲酸酯基，-(-)NC(＝S)O-；和二硫代氨基甲酸酯基，-(-)NC(＝S)S-，脲基，-(-)NC(＝O)NR4-；硫羰脲基，也称作硫代脲基，-(-)NC(＝S)NR4-；酰胺基，-C(＝O)N(-)-；硫羰酰胺基，也称作硫代酰胺基，-C(＝S)N(-)-；三价的三聚氰胺基；和三价的氰尿酸根合基，三价的有机官能性基团例如叔氨基，-N(-)-；三价的二氨基，-(-)N-L1-NR4-；三价的三氨基，(-NR4)3-L1，(-NR4)2-L1-NR5-，-(-)N-L1-N(-)-L2-NR3R4，-NR4-L1-N(-)-L2-NR5-，和-(-)N-L1-NR4-L2-NR5-；和三价的四氨基，-(-)N-L1-N(-)-L2-NR5-L3-NR3R4，-NR4-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-NR3R4，-(-)N-L1-NR5-L2-N(-)-L3-NR3R4，-NR4-L1-N(-)-L2-NR3-L3-NR4-，-(-)N-L1-N(-L2NR3R4)(-L2NR5-)，和(-NR4L1-)3N；其中每一出现的L1、L2和L3独立地选自上面给出的G的结构组；和每一出现的R4、R5和R6由上面列出的R的结构之一独立地给出。
在另一实施方案中，硅烷可包括四价有机官能性基团例如环氧基，-(-)C(-O-)C(-)-；四价有机官能性基团例如脲基，-(-)NC(＝O)N(-)-；硫羰脲基(也称作硫代脲基)，-(-)NC(＝S)N(-)-；和四价三聚氰胺基，四价有机官能性基团，四价二氨基，-(-)N-L1-N(-)-；四价三氨基，(-NR4)4-L1，-(-NR4)2-L1-N(-)-，-(-)N-L1-N(-)-L2-NR3-，和-(-)N-L1-NR4-L2(-)-；和四价四氨基，-(-)N-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-NR4R3，-NR4-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-NR3-，-(-)N-L1-NR4-L2-NR3-L3-N(-)-，和-(-)N-L1-N(-L2NR3-)2；其中每一出现的L1、L2和L3独立地选自上面给出的G的结构组；和每一出现的R4和R5由上面列出的R的结构之一独立地给出。
在另一实施方案中，硅烷可包括多价有机官能性基团例如但不限于，多价烃基；五价三聚氰胺基，(-NR3)(-N-)2C3N3；六价三聚氰胺基，(-N-)3C3N3；五价三氨基，-(-)N-L1-N(-)-L2-N(-)-；五价四氨基，-(-)N-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-NR3-，-(-)N-L1-NR3-L2-N(-)-L3-N(-)-，和[-(-)N-L1-]2N-L2NR3-；和六价四氨基，-(-)N-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-N(-)-和[-(-)N-L1]3N；其中每一出现的L1、L2和L3独立地选自上面给出的G的结构组；和每一出现的R4由上面列出的R的结构之一独立地给出。
如这里所使用的，二醇、烃二醇和双官能醇是指由式2给出的任何结构：
HO(R10CR11)fOH(式2)
其中，f、R10和R11定义如上。根据图2所示结构，这些结构代表其中用OH取代了两个氢原子的烃或杂碳。如这里所使用的，二烷氧基和双官能烷氧基是指任何烃二醇，如这里所定义，其中两个OH的氢原子被去掉来形成二价游离基，整个结构由式3给出：
-O(R10CR11)fO-(式3)
其中，f、R10和R11定义如上。如这里所使用的，环状二烷氧基是指这样的硅烷或基团，即其中的环化作用是在硅附近，由两个氧原子各自连接至共同的二价烃基或杂碳基团，例如通常在二醇中出现。环状二烷氧基在这里由Zc所表示。如这里所使用的，桥连二烷氧基是指其中两个不同的硅原子各自结合至一个氧原子的硅烷或基团，其继而又结合至如这里所定义的共同的二价烃或杂碳基团，例如通常出现在二醇中。桥连二烷氧基基团在这里由Zb所表示。如这里所使用的，环状或桥连是指仅包括环状的硅烷或基团，没有桥连；仅桥连，没有环状；和环状与桥连二者的任何组合。因此，环状或桥连硅烷可表示，例如，具有结合至环状二烷氧基基团的硅原子的硅烷，具有不结合至环状二烷氧基基团和仅结合至桥连二烷氧基基团的硅原子的硅烷，具有既结合至桥连环状二烷氧基基团的一端又结合至环状二烷氧基基团的两端的硅原子的硅烷，具有根本不结合至二烷氧基基团的硅原子的硅烷(只要同一分子中其它至少一个硅原子结合至至少一个环状或桥连二烷氧基基团)，等等。如这里所使用的，基于烃的二醇是指在烃或杂碳结构上包含两个OH基团的二醇。术语“基于烃的二醇”是指这样的事实，两个氧原子之间的主链完全由碳原子、碳原子之间的碳-碳键和构成烷氧基端的两个碳-氧键组成。结构中的杂碳侧挂在碳主链上。
由式2给出的结构在这里是指适当的二醇，在少数特殊情况中，二醇是最常用的术语，由与两个OH基团相关联的特定烃或杂碳基团加上前缀。例子包括新戊二醇、1，3-丁二醇和2-甲基-2，4-戊二醇。其结构由式3给出的基团在这里是指适当的二烷氧基，由与两个OH基团相关联的特定烃或杂碳基团加上前缀。因此，例如二醇、新戊二醇、1，3-丁二醇和2-甲基-2，4-戊二醇，这里分别对应于二烷氧基基团、新戊基二烷氧基、1，3-丁二烷氧基和2-甲基-2，4-戊二烷氧基。
这里使用的环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷，其中硅烷来自于二醇(diol)、通常称之为二元醇(glycol)，相应地为亚烷二氧基硅烷(glycoxylsilane)。同样，这里使用的环状和桥连有机官能性二烷氧基硅烷，其中硅烷来自于二醇、通常称之为二醇，相应地命名为二烷氧基硅烷。
如这里所使用的，符号(-O-)0.5和[-O(R10CR111)fO-]0.5，分别是指一半硅氧烷基，Si-O-Si，和一半桥连二烷氧基基团。这些符号与硅原子一道使用，这里分别用它们来表示半个氧原子，即结合至特定的硅原子的那一半，或指一半的二烷氧基基团，即结合至特定的硅原子的那一半。应理解，其它半个氧原子或二烷氧基基团和它与硅的键出现在所描述的整个分子结构的其它地方。因此，(-O-)0.5硅氧烷基团和[-O(R10CR11)f]-]0.5二烷氧基基团处于将两个分开的硅原子结合到一起的化学键的中间，不管这两个硅原子出现在分子间或分子内。在[-O(R10CR11)f]-]0.5的情况中，如果烃基(R10CR11)f是不对称的，[-O(R10CR11)fO-]0.5的任何一端可结合至完成式1所给出的结构所需的两个碳原子的任一个。
如这里所使用的，烷基包括直链的、支化的和环状的烷基基团；烯基包括任何包含一个或多个碳-碳双键的直链、支化或环状的烯基基团，其中取代位置可在碳-碳双键上或基团的其它地方。同样，炔基包括任何包含一个或多个碳-碳三键的直链、支化或环状的炔基基团，其中还任选包含一个或多个碳-碳双键，其中取代位置可在碳-碳三键上、碳-碳双键上或基团的其它地方。烷基的具体的例子包括甲基、乙基、丙基、异丁基。烯基的具体例子包括乙烯基、丙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、亚乙基降莰烷，亚乙基降冰片基，亚乙基降冰片烯和亚乙基降冰片烯基。炔基的具体例子包括乙炔基，炔丙基和甲基乙炔基。
如这里所使用的，芳基包括任何去掉一个氢原子的芳烃；芳烷基包括其中一个或多个氢原子被同样数目的相同或不同的芳基(如这里所定义)取代基所取代的任何上述烷基；芳烃基包括其中一个或多个氢原子被同样数目的相同或不同的烷基(如这里所定义)取代基所取代的任何上述芳基。芳基的具体例子包括苯基和萘基。芳烷基的具体例子包括苄基和苯乙基。芳烃基的具体例子包括甲苯基和二甲苯基。
如这里所使用的，环状烷基、环状烯基和环状炔基也包括双环状、三环状和更高的环状结构，以及用烷基、烯基和/或炔基基团进一步取代的上述环状结构。代表性的例子包括降冰片基、降冰片烯基、乙基降冰片基、乙基降冰片烯基、乙基环己基、乙基环己烯基、环己基环己基和环十二烷三烯基。
如这里所使用的，术语杂碳，是指其中通过结合进了氮和/或氧原子使碳-碳键主链被阻断的任何烃结构；或者是指其中通过结合进了含氮和/或氧原子的原子基团，使碳-碳键主链被阻断，例如氰尿酸酯。因此，杂碳包括但不限于支化的、直链的、环状和/或多环状脂肪烃，任选包含各自通过氧原子结合至两个分开的碳原子的醚官能团，各自通过氮原子结合至三个分开的碳原子的氮原子的叔胺官能团，或三聚氰胺基基团/或氰尿酸酯基团；芳烃；和通过用支化的或直链的烷基、烯基、炔基、芳基和/或芳烷基基团取代前述芳族物质而得到的芳烃。
G的代表性的例子包括-(CH2)m-，其中m为1-12；二亚乙基环己烷；1，2，4-三亚乙基环己烷；二亚乙基苯；亚苯基；-(CH2)p-其中p是1-20，其代表在另一端进一步被末端取代的末端直链烷基，例如-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-和-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-，和其它β取代类似物，例如-CH2(CH2)qCH(CH3)-，其中q为0-17；-CH2CH2C(CH3)2CH2-；可衍生自甲代烯丙基氯的结构，-CH2CH(CH3)CH2-；可衍生自二乙烯基苯的任意结构，例如-CH2CH2(C6H4)CH2CH2-和CH2CH2(C6H4)CH(CH3)-，其中C6H4表示双取代的苯环；可衍生自二丙烯基苯的任意结构，例如-CH2CH(CH3)(C6H4)CH(CH3)CH2-，其中符号C6H4表示双取代的苯环；可衍生自丁二烯的任意结构，例如-CH2CH2CH2CH2-，-CH2CH2CH(CH3)-，和-CH2CH(CH2CH3)-；可衍生自戊间二烯的任意结构，例如-CH2CH2CH2CH(CH3)-，-CH2CH2CH(CH2CH3)-，和-CH2CH(CH2CH2CH3)-；可衍生自异戊二烯的任意结构，例如-CH2CH(CH3)CH2CH2-，-CH2CH(CH3)CH(CH3)-，-CH2C(CH3)(CH2CH3)-，-CH2CH2CH(CH3)CH2-，-CH2CH2C(CH3)2-和-CH2CH[CH(CH3)2]-；-CH2CH2-降冰片基-和-CH2CH2-环己基-的任意异构体；可得自降莰烷、环己烷、环戊烷、四氢二环戊二烯、或环十二烯、通过失去两个氢原子得到的任何双游离基；可衍生自柠檬烯的结构，-CH2CH(4-甲基-1-C6H9-)CH3，其中符号C6H9表示2位不取代的三取代环己烷的异构体；可衍生自三乙烯基环己烷的包含单乙烯基的任何结构，例如-CH2CH2(乙烯基-C6H9)CH2CH2-和-CH2CH2(乙烯基-C6H9)CH(CH3)-，其中符号表示三取代环己烷环的任何异构体；任何可衍生自含有三取代C＝C的月桂烯的单不饱和结构，例如-CH2CH[CH2CH2CH＝C(CH3)2]CH2CH2-，CH2CH[CH2CH2CH＝C(CH3)2]CH(CH3)-，CH2C[CH2CH2CH＝C(CH3)2](CH2CH3)-，-CH2CH2CH[CH2CH2CH＝C(CH3)2]CH2-，-CH2CH2(C-)(CH3)[CH2CH2CH＝C(CH3)2]，和-CH2CH[CH(CH3)[CH2CH2CH＝C(CH3)2]]-；可衍生自缺少三取代C＝C的月桂烯的任何单不饱和结构，例如-CH2CH(CH＝CH2)CH2CH2CH2C(CH3)2-，CH2CH(CH＝CH2)CH2CH2CH[CH(CH2)2]-，-CH2C(＝CH-CH3)CH2CH2CH2C(CH3)2-，-CH2C(＝CH-CH3)CH2CH2CH[CH(CH3)2]-，CH2CH2C(＝CH2)CH2CH2CH2C(CH3)2-，-CH2CH2C(＝CH2)CH2CH2CH[CH(CH3)2]-，-CH2CH＝C(CH3)2CH2CH2CH2C(CH3)2-，和CH2CH＝C(CH3)2CH2CH2CH[CH(CH3)2]。
R基团代表性的例子是H、支化的和直链的1-20碳原子烷基例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、辛烯基、环己基、苯基、苄基、甲苯基、烯丙基、甲氧基乙基、乙氧乙基、二甲基氨基乙基、氰基乙基，等等。在另一实施方案中，代表性的R10和R11基团是氢、甲基和乙基，其中最优选氢和甲基。在另一个实施方案中，代表性的R1和R2基团可为氢、甲基、乙基、丙基。在另一个实施方案中，R3、R4、R5、R6、R7和R8基团代表性例子可为H2、C1-C4的直链或支化的烷基例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、庚基、辛基，和芳基例如苯基、苄基等等。
X的具体例子为甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、异丁氧基、乙酰氧基、甲氧基乙氧基和肟基，以及衍生自二醇的单价烷氧基团，称作“悬空二醇(dangling diols)”，具体地，包含醇和烷氧基的基团，例如-O-CH2CH-OH)，例如乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，1，3-丁二醇，甲基-2，4-戊二醇，1，4-丁二醇，环己烷二甲醇，频哪醇。在另一实施方案中，X的具体例子是甲氧基，乙酰氧基和乙氧基，以及衍生自二醇的单价烷氧基团，乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，1，3-丁二醇，和2-甲基-2，4-戊二醇。
Zb和Zc的具体实例可为衍生自二醇的二价烷氧基团，例如乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，1，3-丁二醇，2-甲基-2，4-戊二醇，1，4-丁二醇，环己烷二甲醇，频哪醇。在另一实施方案中，Zb和Zc的具体实例是衍生自二醇的二价烷氧基基团例如乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，1，3-丁二醇和2-甲基-2，4-戊二醇是优选的。衍生自二醇的二价烷氧基基团，1，3-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，1，3-丁二醇，和2-甲基-2，4-戊二醇。环状和桥连有机官能性硅烷组合物中桥连(Zb)的含量在这里必须保持足够的低，以防止过大的平均分子量和交联，其会导致凝胶化。
另外的实施方案是，其中式1中的v和w可使得w/v的摩尔比为1-9；X为RO-，RC(＝O)O-；Zb和Zc可衍生自二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，1，3-丁二醇，2-甲基-2，4-戊二醇；R为C1-C4的烷基和H；G为2-18个碳原子的二价直链烷基。其它实施方案包括，其中w/v为2-8；X为乙氧基或一个或多个衍生自二醇的悬空二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，1，3-丁二醇，和2-甲基-2，4-戊二醇；和G为C2-C12直链烷基衍生物。另一实施方案是，其中式1中的v为0；X为RO-，RC(＝O)O-；R为C1-C4的烷基和H；和G为2-18个碳原子的二价直链烷基。
本发明中所描述的环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷包括：
2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺；
2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基硫醇；
2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-丙基氯；
2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基苯基甲硅烷基)-1-丙基溴；
3-(1，3-丁二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基碘；
3-(1，3-丁二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基氯；
N-[3-(1，3-丙二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基]苯胺；
N-[3-(1，3-丙二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基]甲胺；
3-(1，2-丙二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基缩水甘油基醚和
3-(1，2-丙二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基甲基丙烯酸酯，均可衍生自丙二醇；
3-(1，2-乙二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基丙烯酸酯和3-(1，2-乙二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基乙酸酯，均可衍生自乙二醇；
3-(新戊基亚烷二氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺和
3-(新戊基亚烷二氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基缩水甘油基醚，均可衍生自新戊二醇；3-(2，3-二甲基-2，3-丁二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基丙烯酸酯和3-(2，3-二甲基-2，3-丁二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基甲基丙烯酸酯，均可衍生自频哪醇；
3-(2，2-二乙基-1，3-丙二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基硫醇；
S-[3-(2，2-二乙基-1，丙二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基]乙基硫醚；
双[3-(2-甲基-1，3-丙二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基]二硫化物；
双[3-(2-甲基-1，3-丙二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基]三硫化合物；
双[3-(1，3-丁二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-丙基]四硫化物；
双[3-(1，3-丙二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-丙基]硫醚；
3-(1，3-丙二烷氧基苯基甲硅烷基)-1-丙基缩水甘油基硫醚；
三-N，N′，N″-[3-(1，2-丙二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-丙基]三聚氰胺和三-N，N′，N″-[3-(1，2-丙二烷氧基苯基甲硅烷基)-1-丙基]三聚氰胺，均可衍生自丙二醇；3-(1，2-乙二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-丙基氯和3-(1，2-乙二烷氧基苯基甲硅烷基)-1-丙基溴，均可衍生自乙二醇；
3-(新戊基亚烷二氧基甲基甲硅烷基)-1-丙基乙酸酯和3-(新戊基亚烷二氧基苯基甲硅烷基)-1-丙基辛酸酯，均可衍生自新戊二醇；
3-(2，3-二甲基-2，3-丁二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-丙胺和3-(2，3-二甲基-2，3-丁二烷氧基苯基甲硅烷基)-1-丙胺，均可衍生自频哪醇；
3-(2，2-二乙基-1，3-丙二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-丙基丙烯酸酯；
3-(2，2-二乙基-1，3-丙二烷氧基苯基甲硅烷基)-1-丙基甲基丙烯酸酯；
3-(2-甲基-1，3-丙二烷氧基乙基甲硅烷基)-1-丙基缩水甘油基醚；
3-(2-甲基-1，3-丙二烷氧基苯基甲硅烷基)-1-丙基乙酸酯；
2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-乙基丙烯酸酯；
2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基甲氧基甲硅烷基)-1-乙基溴；
2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-乙基苯磺酸酯；
2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基甲基甲基丙烯酸酯；
2-甲基-2，4-戊二烷氧基异丙氧基甲硅烷基甲基溴；新戊基亚烷二氧基丙氧基甲硅烷基甲胺；亚丙基亚烷二氧基甲基甲硅烷基甲硫醇；
新戊基亚烷二氧基乙基甲硅烷基甲基缩水甘油基醚；
2-(新戊基亚烷二氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丁酸乙酯；
2-(新戊基亚烷二氧基甲基甲硅烷基)-1-乙基丙酸酯；
2-(1，3-丁二烷氧基甲基基甲硅烷基)-1-乙基丙烯酸酯；
3-(1，3-丁二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-4-丁基甲基丙烯酸酯；
3-(1，3-丁二烷氧基乙基甲硅烷基)-1-丙基硫醇；
3-(1，3-丁二烷氧基甲基甲硅烷基)-1-丙基甲磺酸酯；
6-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-己胺；
1-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-5-己基丙烯酸酯；
8-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-辛基甲基丙烯酸酯；
10-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-癸基缩水甘油基醚；
3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基三氟甲磺酸酯；
3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基丙氧基甲硅烷基)-1-丙胺；
N-[3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基]乙二胺；
三-N，N′，N″-[3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基丁氧基甲硅烷基)-1-丙基]二乙撑三胺；
四-N，N′，N″，N″′-[3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基异丙氧基甲硅烷基)-1-丙基]三乙基四胺；双-(3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基)硫化物；
6-(1，3-丁二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-己胺；
1-(1，3-丁二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-5-己基缩水甘油醚；
8-(1，3-丁二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-辛基丙烯酸酯；
10-(1，3-丁二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-癸基甲基丙烯酸酯；和双-(3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲硅烷基)-1-丙基)硫醚。
在另一实施方案中，环状二烷氧基有机官能性硅烷是与3-氯-1-丙基三乙氧基硅烷(3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙基氯)类似的环状和桥连二烷氧基物质，其用作硅烷偶联剂制备的起点物质，其中硅烷偶联剂例如，多硫化物硅烷，例如在这里称作TESPT的三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物，在这里称作TESPD的三乙氧基甲硅烷基丙基二硫化物。除了，环状和桥连二烷氧基卤烷基硅烷是对3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙基氯的新型和优良的替代品，用在需要降低的VOC排放的地方。
这里所包括的环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷可包含单独的环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷组分的单一组分或各种混合物，其不仅包含单官能性烷氧基基团，并且任选包含其它物质。合成方法导致了各种硅烷的分布，其中为了产生环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷产品的混合物，使用了起始组分的混合物。此外，这些环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷的部分水解产物和/或缩合物，也称作环状和桥连二烷氧基有机官能性硅氧烷和/或硅烷醇，在本发明中可包括在硅烷中，作为大多数环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷制备方法的副产物。同样，在环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷的贮存时，尤其是在潮湿条件下，或者在其中从它们的制备保留下来的残留水在它们的制备之后没有完全去除的条件下，可出现部分水解产物和/或缩合物。此外，通过将适当化学计量的水或过量的水引入到这里所描述的硅烷的制备方法中，可有意地调制环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷的部分至充分水解。同样，通过将适当化学计量的水或过量的水引入到这里所描述的硅烷制备方法中，可有意地调制环状和桥连二烷氧基有机官能性硅烷的硅氧烷含量。这里包括水解产物和硅氧烷的硅烷结构描述于式1给出的结构，其中Zb＝(-O-)0.5的下标v和/或X＝OH的下标u能够较大，表示显著地大于零。
可使用或不使用催化剂，通过有机官能性的烷氧基取代硅烷与二醇的酯交换反应，通过有机官能性甲硅烷基卤与二醇的酯化作用，或者通过取代烯烃与含有杂环硅基的氢化硅烷的氢化硅烷化，可以制备本文所包括的具有杂环硅基的硅烷化合物，从而产生环状和桥连硅烷组合物。
可使用或不使用催化剂地进行有机官能性的烷氧基取代硅烷与二醇的酯交换反应。催化剂可以是酸、碱或过渡金属催化剂。合适的酸催化剂是盐酸、对甲苯磺酸等。通常的碱催化剂是甲醇钠、乙醇钠。合适的过渡金属催化剂是四异丙基钛酸酯、二丁基锡二月桂酸酯。
在有机官能性甲硅烷基卤与二醇的酯化期间，向甲硅烷基卤中添加二醇，并除去生成的卤化氢。通过用氮气鼓泡或通过使用减压可除去卤化氢。通过添加醇例如甲醇、乙醇、异丙醇等可除去剩余的卤基。
在另一实施方案中，可通过使有机官能性硅烷反应物与二醇的催化混合物反应并同时蒸馏来制备二醇衍生的有机官能性硅烷。该反应导致一个或多个烷氧基选择性地在有机官能性硅烷反应物的硅原子处与二醇的醇交换。该反应由更具挥发性副产物的蒸馏去除所推动。合适的催化剂包括酸例如对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、氯硅烷、氯乙酸、磷酸、它们的混合物等等；碱例如乙醇钠；和包含过渡金属的催化剂例如烷醇钛、含钛鳌合物、烷醇锆、含锆鳌合物及其混合物。
在另一实施方案中，可通过催化有机官能性硅烷与二醇的混合物制备二醇衍生的有机官能性硅烷，在第一实施方案中，在至少约0.5摩尔二醇每摩尔待被酯交换的烷氧基-甲硅烷基基团的摩尔比下，在第二实施方案中，对于三烷氧基硅烷的摩尔比为约0.5-约1.5；和，在第三实施方案中，对于三烷氧基硅烷的摩尔比为约1.0-约1.5。在上述每一实施方式中反应温度可为约10℃-约150℃，并且在另一实施方案中为约30℃-90℃并同时保持压力为约0.1-约2000mm Hg(绝对)，而在另一实施方案中为约1-约80mm Hg(绝对)。可用过量的二醇来增加反应速率。
另一实施方案中，在催化剂存在下于所需的反应温度下并且在真空下，可通过向有机官能性硅烷中缓慢加入二醇来制备二醇衍生的有机官能性硅烷。如果需要，可利用中和步骤来中和使用的任何酸或碱催化剂，从而改善产品的贮藏。
任选地，可在该方法中使用惰性溶剂。惰性溶剂可起到稀释液、载体、稳定剂、回流酸或发热剂的作用。通常，可使用任何惰性溶剂，即不进入到反应体系或不会不利地影响反应的溶剂。在一个实施方案中，所述溶剂是那些在正常状态下是液态并且具有在约150℃以下的沸点的那些溶剂。例子包括芳族物质、烃、醚、疏质子溶剂和氯代烃溶剂例如甲苯、二甲苯、己烷、丁烷、二乙醚、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氯化碳、二氯甲烷等。
在另一实施方案中，可通过连续预混合适当摩尔比的有机官能性硅烷反应物、二醇和催化剂(当使用时)的流动流，并且然后将该预混合的反应物导入反应性蒸馏系统中，从而制备二醇衍生的有机官能性硅烷。在一个实施方案中，薄膜蒸馏装置在所需的反应温度和真空条件下工作。在真空下于薄膜内进行该反应促进了副产物醇的去除并且提高了酯交换反应速率。副产物醇从膜的蒸发和去除使该反应的化学平衡转移向有利于所需产物的形成并使不需要的副反应最小。
本发明方法的前述实施方案在这里包括步骤：
a)在薄膜反应器中使薄膜反应介质进行反应，从而提供衍生自二醇的有机官能化硅烷和副产物醇，所述薄膜反应介质包含有机官能化硅烷(例如硫代羧酸酯硅烷)、二醇和催化剂；
b)从薄膜蒸发掉副产物醇来推动反应；
c)回收二醇衍生的有机官能性硅烷反应产物；
d)任选地，通过冷凝回收副产物醇；和
e)任选地，将二醇衍生的有机官能性硅烷产物中和，从而提高贮藏稳定性。
在前述连续薄膜反应方法中使用的二醇与有机官能性硅烷反应物的摩尔比取决于希望用二醇取代的烷氧基团的数目。在薄膜反应方法的一个实施方案中，使用为1的化学计量的当量摩尔比，其中一个二醇取代两个烷氧基。通常，对于本发明的实施，二醇与有机官能性硅烷的摩尔比可在用于每个待被酯交换的烷氧基-甲硅烷基基团的化学计量当量的约95-约125％的范围内变化。在具体的实施方案中，二醇与有机官能性硅烷的摩尔比可在化学计量当量的约100-约110％的范围内。在另一实施方案中，摩尔比可在用于二醇与有机官能性硅烷的摩尔比的化学计量当量的约100-约105％的范围内。本领域技术人员可认识到，可用过量的二醇来增加反应速率，但是当在薄膜内进行该反应时这通常没有显著的优势，并且只会增加费用。
形成膜的装置和方法不是重要的，其可是任何本领域已知的那些。通常已知的装置包括降膜或刮膜式蒸发器。最小的膜厚度和流速将取决于对成膜表面的润湿速率。最大的膜厚度和流速将取决于膜和装置的泛液点。通过加热膜、通过在膜上的减压或通过二者的组合来影响醇从膜的蒸发。优选使用适度的加热和减压来形成本发明的二醇衍生的有机官能性硅烷。用于运行该薄膜方法的最佳温度和压力(真空)将取决于该方法中所使用的具体的起始有机官能性硅烷的烷氧基和二醇。另外，如果在该方法中使用任选的有机溶剂，这种选择将影响所利用的最佳温度和压力(真空)。
本发明中有用的典型硅烷官能团包括，但不限于，氨基、环氧基、脲基、异氰酸根合基、乙烯基、硫、巯基、氨基甲酸酯、苯乙烯基氨基、甲酰氧基、烷基和聚醚。
采用几种本领域技术人员已知的技术可将硅烷应用于填料。一般的方法包括向混合器中的填料应用纯硅烷、预水解硅烷，或者用适当的有机溶剂稀释了的硅烷。混合器可以是各种类型，包括双壳混合器、Henschel型混合器、Littleford型混合器或带式共混器。处理可包括在烘箱内的干燥步骤。或者，在用于制备填充化合物的常规混配程序期间，可将硅烷应用于填料。例如，在班布里混合机、挤出机、共混炼机或两辊轧机内的加工期间，可原位进行填料的硅烷处理。另一种可能是以硅烷母料的形式加入硅烷，其中硅烷是干燥固体形式，使用标准固体进料设备可容易地将其加入到混合设备内。干燥硅烷母料的例子包括硅烷与蜡的共混物，其中的蜡例如植物蜡(例如，巴西棕榈、日本漆、月桂果实、小烛树等等)，动物蜡(例如，蜂蜡、中国蜡、氢化鲸油蜡等等)，矿物蜡(例如，石蜡、褐煤蜡、地蜡等等)，合成蜡(例如，聚乙烯、聚乙二醇、聚乙烯酯、氯萘、山梨糖醇、聚氯三氟乙烯等等)，和石油蜡(例如，石蜡、微晶蜡等等)。硅烷可负载在例如那些描述于US5,112，919的多孔载体上，其包括但不限于，高密度聚乙烯、低的和线性低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚酰胺，或任何其它通常制备的多孔聚合物载体，或者可吸附在非活性固体载体上。在这些方法的任一项中，可向填料中分批加入硅烷，或一次全部加入。
然后将处理过的填料加入基质内来提供具有所需品质的复合体。该基质通常是聚合材料例如热塑性或热固性聚合物。这种聚合物(包括均聚物、共聚物及其共混物)的非限制性实例包括烯烃聚合物例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯等、聚氯乙烯(PVC)、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧化物、聚酰胺、乙缩醛、聚苯醚(PPO)、聚碳酸酯、硅树脂，及天然的和合成的橡胶与弹性体。将填料加入基质中的方法以及将得到的复合体制成所需的形状或形式是本领域中已知的。
如下非限制性实施例例示了该发明。给出的对比例仅用于对比目的且不说明本发明。除非另外指出，所有的百分比和份数是以重量计。
使用以下程序来配置并加工被测试的材料。
在Henschel高强度混合器内于2000rpm下混合表2所示出的配方较短持续时间。在Henschel内按ATH的四个水平分布氢氧化铝和1％的表1中各种偶联剂配方并且混合九十秒。将鉴别过的聚合物添加到混合物中并另外混合三十秒。
在Werner & Pfleiderer ZSK 30mm相互啮合的共旋转双螺杆挤出机上挤出预共混材料，以一次性投料(starve fed)方式运行。使用计量Ktron加料器控制对挤出机的加料流。挤出机配备螺杆设计以便提供分布的和分散的混合且不导致高的峰值温度，高的峰值温度可导致聚合物与ATH的降解。挤出机与大气连通，以防止挤出机内挥发性物质的累积，该累积可导致挤出物的多孔性并限制挤出机内的进料流。用水使来自四孔模的挤出物骤冷，并且风干和在Cumberland造粒机上造粒。在烘箱中于65℃下干燥粒状材料。在二十八吨Arburg1.2oz注射成型机上将粒状并干燥过的批料注射成型为样本(狗骨)。在下面表3中用温度分布汇总了挤出和注射成型的条件。挤出机是泵也是反应器。必须控制机械和化学变量，以便提供优异的产品。
设定加工温度以便匹配螺杆设计，以得到不大于200℃的熔融温度，其对于稳定操作是必要的，因为螺杆没有冷却能力。也可将螺杆RPM设在150以限制停留时间。
可使成型的狗骨样本在22℃下达到热平衡并持续四十八小时。对于所有样品，使用20英寸/分钟的十字头速度按照ASTM638测定断裂时的抗张强度、伸长率和断裂模量。结果在表4中示出。
对比例1
由包含9份线性低密度聚乙烯和25.8份作为聚合物基质的UltraEthylene Vinyl Acetate LD768的共混聚合物来制备对照样品，其中线性低密度聚乙烯具有2.0g/10min的熔融指数(以Escorene1002的名称得自Exxon Mobil)，所述Ultra Ethylene Vinyl Acetate LD768包含27.5％的醋酸乙烯酯并同样得自Exxon Mobil。对照样品另外包含65份作为填料的氢氧化铝和0.2份作为抗氧化剂的Irganox1010(得自Ciba-Geigy)。按照上述和表3中所列的条件和设置在挤出机内加工该组分，从而提供不含有偶联剂的对照样品用于填料处理。然后按照标准测量技术测试挤出样品的机械性能。在表4中列出了断裂应力(psi)、断裂伸长(％)和断裂模量(psi)。
对比例2
该对比例说明了包括含高VOC硅烷的偶联剂的样品的制备和测试，并非例示本发明。该偶联剂包含160份乙烯基三乙氧基硅烷、10份2，4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、20份乙烯基改性的聚二甲基硅氧烷和10份1，1-二-(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷的混合物。使8.7份的线性低密度聚乙烯(Escorene1002)和25.1份作为聚合物基质的Ultra Ethylene Vinyl Acetate LD768、65份氢氧化铝填料和0.2份Irganox1010抗氧化剂与1.0份该对比例的偶联剂组合，并且按照上述的和表3中所列的条件和设置通过挤出机进行加工，从而提供含有非根据本发明的偶联剂的挤出样品。然后按照对比例1所使用的标准测量技术测试样品的机械性能。在表4中列出了断裂时的应力值(psi)、断裂伸长(％)和断裂模量(psi)。
实施例3
该实施例说明了在本发明中用作偶联剂的低VOC乙烯基硅烷的制备。
这里命名为Vinyl Silane A的低VOC乙烯基硅烷通过如下方法制备：将1173.4克(6.16摩尔)乙烯基三乙氧基硅烷(A-151，得自GE Silicones)和9.5克磺化离子交换树脂(Purolite CT-275催化剂，得自Purolite Co.，Inc.)加入到配有Oldershaw五板蒸馏柱、短程蒸馏头和加料漏斗的3L圆底烧瓶中。将728.3克(6.16摩尔)的己二醇(得自Sigma-Aldrich Chemical Co.)加入到加料漏斗中。在约90mm Hg的真空下将烧瓶内含物加热至约50℃。在约3小时内将己二醇加入到烧瓶中。加入完毕后，缓慢增加真空以维持乙醇的稳定蒸馏。继续蒸馏，直到获得全真空和约56℃的罐温度。然后可使材料冷却12小时并过滤以除去Purolite催化剂。接着，将材料放置到配有Oldershaw五板蒸馏柱的圆底烧瓶内，在环境压力和约80℃的罐温度下除去残留的乙醇，得到约1097克Vinyl Silane A。
实施例4
该实施例说明了样品的制备和测试，其中该样品包括含有根据本发明实施例3的低VOC Vinyl Silane A的偶联剂。该偶联剂包含181.6份Vinyl Silane A、10份2，4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、20份乙烯基改性的聚二甲基硅氧烷和10份1，1-二-(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷的混合物。使8.7份的线性低密度聚乙烯(Escorene1002)、25.1份作为聚合物基质的Ultra Ethylene Vinyl Acetate LD768、65份氢氧化铝填料和0.2份Irganox1010抗氧化剂与1.0份该实施例的偶联剂组合，并且按照上述的和表3中所列的条件和设置通过挤出机进行加工，从而提供含有根据本发明的偶联剂的挤出样品。然后按照对比例1所使用的标准测量技术测试样品的机械性能。在表4中列出了断裂时的应力值(psi)、断裂伸长(％)和断裂模量(psi)。
对比例5
该对比例说明了样品的制备和测试，其中该样品包括含有甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和高VOC硅烷的混合物的偶联剂，因而不作为本发明的例示。该偶联剂包含60份乙烯基三乙氧基硅烷、90份甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、10份2，4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、30份乙烯基改性的聚二甲基硅氧烷和10份1，1-二-(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷的混合物。使8.7份的线性低密度聚乙烯(Escorene1002)和25.1份作为聚合物基质的Ultra Ethylene VinylAcetate LD768、65份氢氧化铝填料和0.2份Irganox1010抗氧化剂与1.0份该对比例的偶联剂组合，并且按照上述和表3中所列的条件和设置通过挤出机进行加工，从而提供含有非根据本发明的偶联剂的挤出样品。然后按照对比例1所使用的标准测量技术测试样品的机械性能。在表4中列出了断裂时的应力值(psi)、断裂伸长(％)和断裂模量(psi)。
实施例6
该实施例说明了样品的制备和测试，其中该样品包括含有甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和实施例3的低VOC Vinyl Silane A的混合物的偶联剂。该偶联剂包含68.19份低VOC Vinyl Silane A、90份甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、10份2，4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、30份乙烯基改性的聚二甲基硅氧烷和10份1，1-二-(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷的混合物。使8.7份线性低密度聚乙烯(Escorene1002)和25.1份作为聚合物基质的Ultra Ethylene VinylAcetate LD768、65份氢氧化铝填料和0.2份Irganox1010抗氧化剂与1.0份该实施例的偶联剂组合，并且按照上述和表3中所列的条件和设置通过挤出机进行加工，从而提供含有非根据本发明的偶联剂的挤出样品。然后按照对比例1所使用的标准测量技术测试样品的机械性能。在表4中列出了断裂时的应力值(psi)、断裂伸长(％)和断裂模量(psi)。
对比例7
该对比例说明了样品的制备和测试，其中该样品包括含有高VOC硅烷的偶联剂，因而并非对本发明的例示。该偶联剂包含200份高VOCγ-氨丙基三乙氧基硅烷。使8.7份的线性低密度聚乙烯(Escorene1002)和25.1份作为聚合物基质的Ultra Ethylene Vinyl Acetate LD768、65份氢氧化铝填料和0.2份Irganox1010抗氧化剂与1.0份该对比例的偶联剂组合，并且按照上述和表3中所列的条件和设置通过挤出机进行加工，从而提供含有非根据本发明的偶联剂的挤出样品。然后按照对比例1所使用的标准测量技术测试样品的机械性能。在表4中列出了断裂时的应力值(psi)、断裂伸长(％)和断裂模量(psi)。
实施例8
该实施例说明了样品的制备和测试，其中该样品包括含有低VOC硅烷的偶联剂。该偶联剂包含200份用2-甲基-1，3-丙二醇改性过的γ-氨丙基硅烷。使8.7份的线性低密度聚乙烯(Escorene1002)、25.1份作为聚合物基质的Ultra Ethylene Vinyl Acetate LD768、65份氢氧化铝填料和0.2份Irganox1010抗氧化剂与0.99份该实施例的偶联剂组合，并且按照上述和表3中所列的条件和设置通过挤出机进行加工，从而提供含有非根据本发明的偶联剂的挤出样品。然后按照对比例1所使用的标准测量技术测试样品的机械性能。在表4中列出了断裂时的应力值(psi)、断裂伸长(％)和断裂模量(psi)。
表1偶联剂配方
 
成分(以重量份计) 对比例2      实施例4      对比例5      实施例6  对比例7      实施例8     
乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)高VOC               160 60
Vinyl Silane A(用己二醇制得)低VOC           181.86 68.19
甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷           90 90
γ-氨丙基三乙氧基硅烷(A-1100)高VOC          200
用2-甲基-1，3-丙二醇制得的γ-氨丙基硅烷(低VOC)                    200
2，4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚[Irganox1141]                   10 10 10 10
乙烯基改性的聚二甲基硅氧烷               20 20 30 30
1，1-二-(叔-丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷 10 10 10 10
表2无卤阻燃剂配方
Figure S06804383320070810D000271
表3挤出机温度分布
Figure S06804383320070810D000281
表4.挤出样品的物理性能
Figure S06804383320070810D000291
表4中列出的结果显示，与对比例1的样品相比，本发明的偶联剂(实施例4、6和8)给产品样品提供了优越的机械性能。实施例4表现出比对比例2更高的断裂应力和伸长。实施例6表现出比对比例5更高的断裂应力和模量。实施例8表现出比对比例7更高的伸长。
尽管上述描述包含了许多具体方式，但这些具体方式不应该解释为本发明的限制，而仅仅作为其优选实施方案。本领域技术人员在本发明的范围和精神内可预见许多其它实施方案。

Claims (21)

1.一种处理填充材料的方法，其包括使填充材料与二醇取代的环状硅烷接触，所述硅烷在水解时产生硅烷的含硅水解产物和/或基本不产生显著量的挥发性有机化合物，从而提供处理过的填料，其中所述硅烷具有通式：
[Y[-G(-SiXuZb vZc w)s]r]n    (式1)
其中
其中每一出现的G独立地选自包括如下的一组基：由烷基、烯基、芳基或芳烷基的一个或多个氢原子被取代所得到的多价基，或者是可通过去掉杂碳的一个或多个氢原子而得到的分子部分，G包含1-30个碳原子；
每一出现的X独立地选自-Cl、-Br、R1O-、R1C(＝O)O-、R1R2C＝NO-、R1R2NO-或R1R2N-、-R1、-(OSiR1R2)t(OSiR1R2R3)、和-O(R10CR11)fOH，其中每一出现的R1、R2、R3、R10、和R11独立地是R；
每一出现的Zb独立地是(-O-)0.5和[-O(R10CR11)fO-]0.5，其中每一出现的R10和R11独立地是R，且每一出现的下标f独立地是1-15的整数；
每一出现的Zc独立地为-O(R10CR11)fO-，其中每一出现的R10和R11独立地是R；每一出现的R独立地选自包含如下的一组基：氢；包含1-20个碳原子的直链、环状或支化的烷基、烯基、芳基和芳烷基；或者通过去掉杂碳的一个或多个氢原子而得到的分子部分；每一出现的下标f独立地是1-15的整数；
每一出现的下标n是1-100的整数，条件是当n大于1时，v是大于0的整数且Zb的所有化合价均为硅原子键合；
每一出现的下标u独立地是0-3的整数；
每一出现的下标v独立地是0-3的整数；
每一出现的下标w独立地是0-1的整数，条件是u+v+2w＝3；
每一出现的下标r独立地是1-6的整数；
每一出现的下标t独立地是0-50的整数；
每一出现的下标s独立地是1-6的整数；
每一出现的Y独立地是化合价r的选自如下的有机官能性基团：
单价的有机官能性基团，其选自CH2＝CH-、CHR＝CH-、CR2＝CH-、巯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙酰氧基、-O-CH2-C2H3O、-CH2-CH2-C6H9O、-C6H9O、-CR6(-O-)CR4R5、-OH、-NR4C(＝O)OR5、-OC(＝O)NR4R5、-CN、糠柠酰亚胺基、-OCN、-N＝C＝O、-SCN、-N＝C＝S、-OR4、-SR4、-S-SR4、-S-S-SR4、-S-S-S-SR4、-S-S-S-S-SR4、-S-S-S-S-S-SR4、-SxR4、-NR4C(＝O)NR5R6、R4C(＝O)NR5-、-C(＝O)NR4R5-、三聚氰胺基、氰尿酸根合基、-NH2、-NHR4、-NR4R5、-NR4-L1-NR5R6、-NR4-L1(-NR5R6)2、-NR4-L1-NR5-L2-NR6R7、-NR4-L1(-NR5R6)3、-NR4-L1-NR5-L2-NR6-L3-NR7R8和-NR4-L1-N(-L2NR5R6)2；
二价的有机官能性基团，其选自-(-)C(-O-)CR4R5、-CR5(-O-)CR4-、-O(R10CR11)fO-、-(-)NC(＝O)OR5、-OC(＝O)NR4-、-O-、-S、-S-S-、-S-S-S-、-S-S-S-S-、-S-S-S-S-S-、-S-S-S-S-S-S-、-Sx-、-(-)NC(＝O)NR4R5、-NR4C(＝O)NR5-、R4C(＝O)N(-)-、-C(＝O)NR4-、二价三聚氰胺基、二价氰尿酸根合基、-NH-、-NR4-、-(-)N-L1-NR4R5、-NR4-L1-NR5-、(-)-NR4)2-L1-NR5R6、-(-)N-L1-NR5-L2-NR6R7、-NR4-L1-N(-)-L2-NR5R6、-NR4-L1-NR5-L2-NR6-、-(-)N-L1-(NR5R6)3、(-NR4)2-L1-(NR5R6)2、-(-)N-L1-NR4-L2-NR5-L3-NR6R7、-NR4-L1-N(-)-L2-NR5-L3-NR6R7、-NR4-L1-NR5-L2-N(-)-L3-NR6R7、-NR4-L1-NR5-L2-NR6-L3-NR7-、-(-)N-L1-N(-L2NR5R6)2和(-NR4L1)2N-L2NR5R6；
三价的有机官能性基团，其选自-(-)C(-O-)CR4-、-(-)NC(＝O)O-、-(-)NC(＝O)NR4-、-C(＝O)N(-)-、三价的三聚氰胺基、三价的氰尿酸根合基、-N(-)-、-(-)N-L1-NR4-、(-NR4)3-L1、(-NR4)2-L1-NR5-、-(-)N-L1-N(-)-L2-NR3R4、-NR4-L1-N(-)-L2-NR5-、-(-)N-L1-NR4-L2-NR5-、-(-)N-L1-N(-)-L2-NR5-L3-NR3R4、-NR4-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-NR3R4、-(-)N-L1-NR5-L2-N(-)-L3-NR3R4、-NR4-L1-N(-)-L2-NR3-L3-NR4-、-(-)N-L1-N(-L2NR3R4)(-L2NR5-)、(-NR4L1-)3N、-(-)C(-O-)C(-)-、-(-)NC(＝O)N(-)、四价三聚氰胺基、-(-)N-L1-N(-)-、(-NR4)4-L1、-(-NR4)2-L1-N(-)-、-(-)N-L1-N(-)-L2-NR3-、-(-)N-L1-NR4-L2(-)-、-(-)N-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-NR4R3、-NR4-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-NR3-、-(-)N-L1-NR4-L2-NR3-L3-N(-)-和-(-)N-L1-N(-L2NR3-)2；
多价的有机官能性基团，其选自多价烃基、(-NR3)(-N-)2C3N3、(-N-)3C3N3、-(-)N-L1-N(-)-L2-N(-)-、-(-)N-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-NR3-、-(-)N-L1-NR3-L2-N(-)-L3-N(-)-、[-(-)N-L1-]2N-L2NR3-、-(-)N-L1-N(-)-L2-N(-)-L3-N(-)-和[-(-)N-L1]3；且
其中每一出现的L1、L2和L3独立地选自上面对于G给出的结构的组；每一出现的R4、R5、R6、R7和R8独立地为上面对于R列出的结构之一；x独立地是1-10的整数；且
条件是含二醇的环状硅烷包含至少一个出现的Zc。
2.权利要求1的方法，其中Y选自单价的有机官能性基团。
3.权利要求2的方法，其中
单价的有机官能性基团选自CH2＝CH-、CHR＝CH-、CR2＝CH-、巯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙酰氧基、-O-CH2-C2H3O、-CH2-CH2-C6H9O、-C6H9O、-CR6(-O-)CR4R5、-OH、-NR4C(＝O)OR5、-OC(＝O)NR4R5、NR4C(＝O)SR5、SC(＝O)NR4R5、-NR4C(＝S)OR5、-OC(＝S)NR4R5、马来酰亚胺基、马来酸酯基、取代的马来酸酯基、富马酸酯基、取代的富马酸酯基、-CN、糠柠酰亚胺基、-OCN、-N＝C＝O、-SCN、-N＝C＝S、-OR4、-F、-Cl、-Br；-I、-SR4、-S-SR4、-S-S-SR4、-S-S-S-SR4、-S-S-S-S-SR4、-S-S-S-S-S-SR4、-SxR4、NR4C(＝O)NR5R6、-NR4C(＝S)NR5R6、R4C(＝O)NR5-、-C(＝O)NR4R5-、R4C(＝S)NR4-、三聚氰胺基、氰尿酸根合基、-NH2、-NHR4、-NR4R5、-NR4-L1-NR5R6、-NR4-L1(-NR5R6)2、-NR4-L1-NR5-L2-NR6R7、-NR4-L1(-NR5R6)3、-NR4-L1-NR5-L2-NR6-L3-NR7R8和-NR4-L1-N(-L2NR5R6)2；
其中每一出现的L1、L2和L3独立地选自上面对于G给出的结构的组；每一出现的R4、R5、R6、R7和R8独立地为上面对于R列出的结构之一；x独立地是1-10的整数。
4.权利要求3的方法，其中所述二烷氧基由下式代表：
-O(R10CR11)fO-    (式3)。
5.权利要求1的方法，其中G选自：
单价的烃基，
CH3(CH2)p-其中p为1-20，
二亚乙基环己烷，
1，2，4-三亚乙基环己烷，
二亚乙基苯，
亚苯基，
-(CH2)m-其中m为1-12，和
CH2(CH2)qCH(CH3)-其中q为0-17。
6.权利要求1的方法，其中R和R1-11独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、辛烯基、环己基、丁基、苯基、苄基、甲苯基、烯丙基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、二甲基氨基乙基和氰基乙基。
7.权利要求1的方法，其中R10和R11各自独立地选自氢、甲基和乙基。
8.权利要求1的方法，其中R1和R2各自独立地选自氢、甲基、乙基和丙基。
9.权利要求1的方法，其中R3、R4、R5、R6、R7和R8独立地选自苯基、甲基、丁基、H和乙基。
10.权利要求1的方法，其中X选自甲氧基、乙氧基、异丁氧基、丙氧基、异丙氧基、乙酰氧基、甲氧基乙氧基、肟基和衍生自二醇的单价烷氧基团。
11.权利要求1的方法，其中Zb和Zc选自衍生自二醇的二价烷氧基团，其中所述二醇选自乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇和2-甲基-2，4-戊二醇。
12.权利要求1的方法，其中w/v之比为1；
X为R1O-，R1C(＝O)O-，
Zb和Zc衍生自选自如下的二醇：1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、2-甲基-2，4-戊二醇；
R1独立地选自C1-C4的烷基和H，和
G为2-18个碳原子的二价直链烷基。
13.权利要求1的方法，其中w/v之比为1；
X为乙氧基，或者一个或多个衍生自二醇的二价烷氧基，其中二醇选自1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、2-甲基-2，4-戊二醇，和
G为C2-C12直链烷基衍生物。
14.权利要求1的方法，其中填充材料包括选自如下的一种或多种材料：二氧化硅、滑石、粘土、和氧化铝、硅灰石、三水合氧化铝(ATH)、氢氧化镁、高岭土、斑脱土、二氧化钛、玻璃珠、玄武岩、硫酸钙、碳酸钙、硫酸钡、石墨、碳黑、大麻、亚麻和洋麻。
15.权利要求1的方法，其中填充材料包含粒子和/或纤维。
16.权利要求1的方法，其中将硅烷与蜡共混。
17.权利要求1的方法，其中硅烷是纯的。
18.权利要求1的方法，其中用水和/或有机溶剂稀释硅烷。
19.权利要求1的方法，其另外包括将处理过的填料引入到聚合物基质内，从而提供复合体。
20.权利要求14的方法，其中所述二氧化硅选自煅制二氧化硅和沉淀二氧化硅。
21.由权利要求19的方法制备的复合体。
CN2006800043833A 2005-02-08 2006-02-07 利用低voc硅烷的填料处理 Expired - Fee Related CN101124274B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65090705P 2005-02-08 2005-02-08
US60/650,907 2005-02-08
US11/288,485 US8987351B2 (en) 2005-02-08 2005-11-23 Filler treatments utilizing low VOC silanes
US11/288,485 2005-11-23
PCT/US2006/004269 WO2006086375A1 (en) 2005-02-08 2006-02-07 Filler treatments utilizing low voc silanes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101124274A CN101124274A (zh) 2008-02-13
CN101124274B true CN101124274B (zh) 2011-12-21

Family

ID=36589152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800043833A Expired - Fee Related CN101124274B (zh) 2005-02-08 2006-02-07 利用低voc硅烷的填料处理

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8987351B2 (zh)
EP (1) EP1858968B1 (zh)
JP (1) JP5684446B2 (zh)
KR (1) KR101296610B1 (zh)
CN (1) CN101124274B (zh)
BR (1) BRPI0607855A2 (zh)
CA (1) CA2596879C (zh)
RU (1) RU2007133605A (zh)
TW (1) TWI409303B (zh)
WO (1) WO2006086375A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8029761B2 (en) * 2006-09-01 2011-10-04 Cabot Corporation Surface-treated metal oxide particles
US8435474B2 (en) 2006-09-15 2013-05-07 Cabot Corporation Surface-treated metal oxide particles
US8202502B2 (en) 2006-09-15 2012-06-19 Cabot Corporation Method of preparing hydrophobic silica
US8455165B2 (en) 2006-09-15 2013-06-04 Cabot Corporation Cyclic-treated metal oxide
US20080070146A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Cabot Corporation Hydrophobic-treated metal oxide
US8088940B2 (en) * 2007-03-30 2012-01-03 Momentive Performance Materials Inc. Hydrolyzable silanes of low VOC-generating potential and resinous compositions containing same
US8575292B2 (en) * 2007-04-24 2013-11-05 Momentive Performance Materials Inc. Hydroxyl-functional carbamoyl organosilicon compounds of low VOC and HAP generating potential, anti-corrosion and/or adhesion promoting coating composition containing same, environmentally benign method of coating metal therewith and resulting coated metal
EP2110415A1 (de) * 2008-04-18 2009-10-21 Nanoresins AG Anorganische Nanopartikel und damit hergestellte Polymerkomposite
BR112016007704B1 (pt) * 2013-10-07 2022-06-21 Ppg Industries Ohio, Inc Processo para produzir sílica precipitada tratada e composição de borracha
CN105086919B (zh) * 2015-08-07 2017-11-17 东莞市新星有机硅科技有限公司 一种纳米氧化钛改性有机硅粘接剂及其制备方法
PL3487899T3 (pl) * 2016-07-21 2021-10-04 Sika Technology Ag Zmniejszające palność spoiwa i uszczelniacze o ulepszonych właściwościach mechanicznych

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6395856B1 (en) * 1998-04-17 2002-05-28 Crompton Corporation Silicone oligomers and curable compositions containing same
US6534568B1 (en) * 1998-04-24 2003-03-18 Crompton Corporation Powder coating or adhesives employing silanes or silane treated fillers
US20030199619A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Crompton Corporation Blocked mercaptosilane hydrolyzates as coupling agents for mineral-filled elastomer compositions

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4151154A (en) 1976-09-29 1979-04-24 Union Carbide Corporation Silicon treated surfaces
FR2382456A1 (fr) 1977-03-03 1978-09-29 Rhone Poulenc Ind Nouveaux silanes derives du pinacol utilisables comme agents antistructures
US5008305A (en) * 1989-02-06 1991-04-16 Dow Corning Corporation Treated silica for reinforcing silicone elastomer
US5112919A (en) 1989-10-30 1992-05-12 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Solid feeding of silane crosslinking agents into extruder
DE4004781A1 (de) * 1990-02-16 1991-08-22 Degussa Verfahren zur herstellung von mit organosiliciumverbindungen modifizierten fuellstoffen, die so hergestellten fuellstoffe und deren verwendung
JP2854096B2 (ja) * 1990-06-25 1999-02-03 東燃株式会社 新規シラン化合物およびその製造法
US5607994A (en) 1994-02-28 1997-03-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Processibility and lacing resistance when silanized pigments are incorporated in polymers
US5501732A (en) 1994-02-28 1996-03-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing silanized TiO2 pigments using a media mill
JPH10292127A (ja) * 1997-04-21 1998-11-04 Yokohama Rubber Co Ltd:The 表面処理されたカーボンブラックおよびそれを用いたゴム組成物
DE19834990B4 (de) 1998-08-03 2005-09-15 Degussa Ag Acryloxypropyl- oder Methacryloxypropyl-Gruppen enthaltende Siloxan-Oligomere, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
US20030027897A1 (en) 2001-04-26 2003-02-06 Mei Henry L. Modified silane treated pigments or fillers and compositions containing the same
DE10238369A1 (de) 2002-08-22 2004-03-04 Degussa Ag Mittel als Haftvermittler für gefüllte und peroxidisch zu vernetzende Gummicompounds
JP2004099351A (ja) * 2002-09-06 2004-04-02 Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd 人工大理石充填剤用の表面処理剤
JP4616583B2 (ja) * 2003-06-18 2011-01-19 石原産業株式会社 二酸化チタン顔料及びこれを用いた樹脂組成物
US20050245753A1 (en) * 2004-05-03 2005-11-03 Cruse Richard W Cyclic diol-derived blocked mercaptofunctional silane compositions
US7960576B2 (en) * 2004-08-13 2011-06-14 Momentive Performance Materials Inc. Diol-derived organofunctional silane and compositions containing same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6395856B1 (en) * 1998-04-17 2002-05-28 Crompton Corporation Silicone oligomers and curable compositions containing same
US6534568B1 (en) * 1998-04-24 2003-03-18 Crompton Corporation Powder coating or adhesives employing silanes or silane treated fillers
US20030199619A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Crompton Corporation Blocked mercaptosilane hydrolyzates as coupling agents for mineral-filled elastomer compositions

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0607855A2 (pt) 2009-06-13
EP1858968B1 (en) 2015-12-09
KR20070120947A (ko) 2007-12-26
JP2008530276A (ja) 2008-08-07
TW200634104A (en) 2006-10-01
EP1858968A1 (en) 2007-11-28
CN101124274A (zh) 2008-02-13
CA2596879C (en) 2015-04-14
RU2007133605A (ru) 2009-03-20
CA2596879A1 (en) 2006-08-17
KR101296610B1 (ko) 2013-08-14
JP5684446B2 (ja) 2015-03-11
US20060178451A1 (en) 2006-08-10
TWI409303B (zh) 2013-09-21
WO2006086375A1 (en) 2006-08-17
US8987351B2 (en) 2015-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101124274B (zh) 利用低voc硅烷的填料处理
CN1293124C (zh) 可交联的硅氧烷－脲共聚物
CN101522696B (zh) 具有低voc水平的巯基官能的硅烷组合物
TWI432502B (zh) 包含巰官能基矽烷之橡膠組成物及由彼製成之物件
TW502050B (en) Alkoxy-crosslinking RTV1 silicone rubber mixtures
TWI434884B (zh) 含有巰基官能性矽烷的彈性體組成物以及製造彼之方法
TWI445773B (zh) 含有巰基官能性矽烷的自由流動之填充劑組成物
CN1272858A (zh) 有机硅低聚物及含该低聚物的可固化组合物
CN109628058A (zh) 一种有机硅胶粘剂
CN101959936A (zh) 室温可硫化的聚合物
KR20130099980A (ko) 광에 의해 가교 가능한 고투과성 실리콘 혼합물
WO1998029473A1 (fr) Polysiloxanes modifies, compositions de caoutchouc et compositions de caoutchouc de bande de roulement les renfermant, et plastifiant reactif
WO2013037148A1 (en) Filled silicone composition, in situ preparation and use thereof
CN1455795A (zh) 液体含硫低聚硅氧烷和其在橡胶混合物中的应用
US20040236056A1 (en) Rtv-1 silicone-rubber blends which cross-link by means of alkoxy groups
JP2006213780A (ja) 室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物
CN1752147A (zh) 硅橡胶组合物
CN102924494B (zh) 一种有机肟基硅化合物及其制备方法和应用
CN101029175A (zh) 室温固化性聚有机硅氧烷组合物
CN108884116B (zh) 新颖的有机硅化合物及其制造方法
CN1931899A (zh) 聚亚芳基硫醚树脂组合物
KR101864504B1 (ko) 유기폴리실록산 조성물
CN102171223A (zh) 含硫硅烷、含该硅烷的填充弹性体组合物及由其制得的制品
JP4196143B2 (ja) 難燃性樹脂組成物
CN1388814A (zh) 橡胶组合物及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111221

Termination date: 20200207

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee