DE102012205642A1 - Mercaptosilan-Ruß-Abmischung - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung sind Mercaptosilan-Ruß-Abmischungen, enthaltend mindestens 20 Gew.-% Mercaptosilane der allgemeinen Formel Iund Ruß, wobei die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung einen Eisengehalt von < 15 ppm aufweist. Sie werden hergestellt indem man das Mercaptosilane der allgemeinen Formel I mit dem Ruß mischt. Sie können in Kautschukmischungen verwendet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft Mercaptosilan-Ruß-Abmischung, Verfahren zu deren Herstellung, sowie deren Verwendung.
  • Aus EP 1285926 und EP 1683801 sind Mercaptosilane mit Polyethergruppen bekannt.
  • Ferner sind aus KR 850000081 Silan-/Füllstoffabmischungen bekannt.
  • Nachteil der bekannten Mercaptosilan-/Füllstoffabmischungen ist die schlechte Lagerstabilität.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Abmischungen von Mercaptosilanen mit Ruß zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Lagerstabilität aufweisen.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Mercaptosilan-Ruß-Abmischung, enthaltend mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 25 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, Mercaptosilan der allgemeinen Formel I
    Figure 00010001
    bezogen auf die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung, wobei R1 eine Alkylpolyethergruppe -O-(R5-O)m-R6 ist, mit R5 gleich oder verschieden, eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische zweibindige C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe, vorzugsweise CH2-CH2, CH2-CH(CH3), -CH(CH3)-CH2- oder CH2-CH2-CH2, m im Mittel 1 bis 30, bevorzugt 2 bis 20, besonders bevorzugt 2 bis 15, ganz besonders bevorzugt 3 bis 10, außerordentlich bevorzugt 3,5 bis 7,9, ist, und R6 aus mindestens 1, vorzugsweise mindestens 11, besonders bevorzugt mindestens 12, C-Atomen besteht und eine unsubstituierte oder substituierte, verzweigte oder unverzweigte einbindige Alkyl-, Alkenyl, Aryl oder Aralkylgruppe ist,
    R2 gleich oder verschieden und eine R1-, C1-C12-Alkyl- oder R7O-Gruppe ist, mit R7 gleich H, Methyl, Ethyl, Propyl, C9-C30 verzweigten oder unverzweigten einbindigen Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Aralkylgruppe oder (R8)3Si-Gruppe, mit R8 gleich C1-C30 verzweigte oder unverzweigte Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe,
    R3 eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische /aromatische zweibindige C1-C30, vorzugsweise C1-C6, besonders bevorzugt C3, Kohlenwasserstoffgruppe und
    R4 gleich H, CN oder (C=O)-R9 ist, mit R9 gleich einer verzweigten oder unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatischen /aromatischen einbindigen C1-C30, bevorzugt C5 bis C30, besonders bevorzugt C5 bis C20, ganz besonders bevorzugt C7 bis C15, außerordentlich bevorzugt C7 bis C11, Kohlenwasserstoffgruppe, und Ruß,
    welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung einen Eisengehalt von < 15 ppm, vorzugsweise < 12 ppm, besonders bevorzugt < 9 ppm, ganz besonders bevorzugt von 0,1–6 ppm, aufweist.
  • Die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung kann ein Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I und/oder deren Kondensationsprodukten enthalten.
  • Der Ruß in der Mercaptosilan-Ruß-Abmischung kann einen Siebrückstand ≤ 50 ppm, vorzugsweise < 40 ppm, besonders bevorzugt < 35 ppm, aufweisen.
  • Die Mercaptosilane der allgemeinen Formel I können Verbindungen sein, wobei R1 eine Alkylpolyethergruppe -O-(R5-O)m-R6 ist, mit R5 gleich oder verschieden, eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische zweibindige C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe, m im Mittel 1 bis 30 ist, und R6 aus mindestens 11 C-Atomen besteht und eine unsubstituierte oder substituierte, verzweigte oder unverzweigte einbindige Alkyl-, Alkenyl, Aryl oder Aralkylgruppe ist,
    R2 gleich und eine C1-C12-Alkyl- oder R7O-Gruppe ist, mit R7 gleich H, Ethyl, Propyl, C9-C30 verzweigten oder unverzweigten einbindigen Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Aralkylgruppe oder (R8)3Si-Gruppe, mit R8 gleich C1-C30 verzweigte oder unverzweigte Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe,
    R3 eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische /aromatische zweibindige C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe und
    R4 gleich H, CN oder (C=O)-R9 ist, mit R9 gleich einer verzweigten oder unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatischen /aromatischen einbindigen C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe.
  • Die Mercaptosilane der allgemeinen Formel I können Verbindungen sein, wobei R1 gleich -O-(C2H4-O)5-C11H23, -O-(C2H4-O)5-C12H25, -O-(C2H4-O)5-C13H27, -O-(C2H4-O)5-C14H29, -O-(C2H4-O)5-C15H31, -O-(C2H4-O)3-C13H27, -O-(C2H4-O)4-C13H27, -O-(C2H4-O)6-C13H27, -O-(C2H4-O)7-C13H27, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)10CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)11CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)13CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)14CH3, -O-(CH2CH2-O)3-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)4-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)6-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)7-(CH2)12CH3,
    Figure 00040001
    oder
    Figure 00040002
    ist,
    R2 verschieden und eine R1-, C1-C12-Alkyl- oder R7O-Gruppe ist, mit R7 gleich H, Methyl, Ethyl, Propyl, C9-C30 verzweigten oder unverzweigten einbindigen Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Aralkylgruppe oder (R8)3Si-Gruppe, mit R8 gleich C1-C30 verzweigte oder unverzweigte Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe,
    R3 eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische /aromatische zweibindige C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe und
    R4 gleich H, CN oder (C=O)-R9 ist, mit R9 gleich einer verzweigten oder unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatischen /aromatischen einbindigen C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe.
  • Die Mercaptosilane der allgemeinen Formel I können Verbindungen sein, wobei R1 gleich -O-(C2H4-O)5-C11H23, -O-(C2H4-O)5-C12H25, -O-(C2H4-O)5-C13H27, -O-(C2H4-O)5-C14H29, -O-(C2H4-O)5-C15H31, -O-(C2H4-O)3-C13H27, -O-(C2H4-O)4-C13H27, -O-(C2H4-O)6-C13H27, -O-(C2H4-O)7-C13H27, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)10CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)11CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)13CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)14CH3, -O-(CH2CH2-O)3-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)4-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)6-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)7-(CH2)12CH3,
    Figure 00050001
    Figure 00060001
    oder
    Figure 00060002
    ist,
    R2 gleich R1-Gruppe ist,
    R3 eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische /aromatische zweibindige C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe und
    R4 gleich H, CN oder (C=O)-R9 ist, mit R9 gleich einer verzweigten oder unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatischen /aromatischen einbindigen C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe.
  • Bevorzugte Verbindungen der Formel I mit R4 = H können sein:
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SH,
    [(C15H31-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SH,
    [(C16H33-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SH,
    [(C17H35-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH.
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)2]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)3]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)4]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)5]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C15H31O-(CH2-CH2O)6]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)2]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)3]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)4]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)5]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C16H33O-(CH2-CH2O)6]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)2]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)3]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)4]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH,
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)5]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH oder
    [(C17H35O-(CH2-CH2O)6]3Si-CH2-CH(CH3)-CH2-SH, wobei R6 verzweigt oder unverzweigt sein kann.
  • Bevorzugte Verbindungen der Formel I mit R4 = CN können sein:
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SCN,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SCN,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SCN,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3SCN,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3SCN oder
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3SCN, wobei R6 verzweigt oder unverzweigt sein kann.
  • Bevorzugte Verbindungen der Formel I mit R4 = -C(=O)-R9 und R9 = verzweigte oder unverzweigte -C5H11, -C6H13, -C7H15, -C8H17, -C9H19, -C10H21, -C11H23, -C12H25, -C13H27, -C14H29, -C15H31, -C16H33, -C17H35 und -C6H5 (Phenyl) können sein:
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6](EtO)2Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6]2(EtO)Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C11H23O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C12H25O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C13H27O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)2]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)3]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)4]3Si(CH2)3-C(=O)-R9,
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)5]3Si(CH2)3-C(=O)-R9 oder
    [(C14H29O-(CH2-CH2O)6]3Si(CH2)3-C(=O)-R9.
  • R6 kann bevorzugt C12 bis C17, ganz besonders bevorzugt C12 bis C16, außerordentlich bevorzugt C12 bis C14, unsubstituiertes oder substituiertes, verzweigtes oder unverzweigtes einbindiges Alkyl sein.
  • R6 kann eine -C11H23, -C12H25, -C13H27, -C14H29, -C15H31, -C16H33 oder -C17H35 Alkylgruppe sein.
  • R6 kann bevorzugt C11 bis C35, besonders bevorzugt C11 bis C30, ganz besonders bevorzugt C12 bis C30, außerordentlich bevorzugt C13 bis C20, unsubstituiertes oder substituiertes, verzweigtes oder unverzweigtes einbindiges Alkenyl sein.
  • R6 kann bevorzugt C11 bis C14 und/oder C16 bis C30, ganz besonders bevorzugt C11 bis C14 und/oder C16 bis C25, außerordentlich bevorzugt C12 bis C14 und/oder C16 bis C20, unsubstituiertes oder substituiertes, verzweigtes oder unverzweigtes einbindiges Aralkyl sein.
  • R6 kann als Alkenyl C11H21, -C12H23, -C13H25, -C14H27, -C15H29, -C16H31 oder -C17H33 sein.
  • R1 kann ein alkoxyliertes Ricinusöl (z.B. CAS 61791-12-6) sein.
  • R1 kann ein alkoxyliertes Oleylamin (z.B. CAS 26635-93-8) sein.
  • Die Polyethergruppe (R5O)m kann statistische Ethylen- und Propylenoxideinheiten oder Polyetherblöcke aus Polyethylenoxid und Polypropylenoxid enthalten.
  • Die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung kann ein Gemisch von unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I enthalten.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann eine Molekulargewichtsverteilung der Polyethergruppe aufweisen.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedliche Mercaptosilane der allgemeinen Formel I enthalten, wobei R6 aus unterschiedlichen C-Atomkettenlängen besteht und eine Molekulargewichtsverteilung aufweist.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedlichen Mercaptosilane der allgemeinen Formel I mit R4 gleich -CN oder von deren Kondensationsprodukten enthalten
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedliche Mercaptosilane der allgemeinen Formel I mit R4 gleich (C=O)-R9 oder von deren Kondensationsprodukten enthalten.
  • Die Polyethergruppe (R5-O)m kann bevorzugt sein:
    (-O-CH2-CH2-)a,
    (-O-CH(CH3)-CH2-)a,
    (-O-CH2-CH(CH3)-)a,
    (-O-CH2-CH2-)a(-O-CH(CH3)-CH2-),
    (-O-CH2-CH2-)(-O-CH(CH3)-CH2-)a,
    (-O-CH2-CH2-)a(-O-CH2-CH(CH3)-),
    (-O-CH2-CH2-)(-O-CH2-CH(CH3)-)a,
    (-O-CH(CH3)-CH2-)a(-O-CH2-CH(CH3)-),
    (-O-CH(CH3)-CH2-)(-O-CH2-CH(CH3)-)a,
    (-O-CH2-CH2-)a(-O-CH(CH3)-CH2-)b(-O-CH2-CH(CH3)-)c oder Kombination miteinander,
    wobei a, b und c voneinander unabhängig sind und a gleich 1–50, bevorzugt 2–30, besonders bevorzugt 3–20, ganz besonders bevorzugt 4–15, außerordentlich bevorzugt 5–12,
    b gleich 1–50, bevorzugt 2–30, besonders bevorzugt 3–20, ganz besonders bevorzugt 4–15, außerordentlich bevorzugt 5–12 und
    c gleich 1–50, bevorzugt 2–30, besonders bevorzugt 3–20, ganz besonders bevorzugt 4–15, außerordentlich bevorzugt 5–12 ist.
  • Die Indexe a, b und c sind ganze Zahlen und bezeichnen die Anzahl der Wiederholeinheiten.
  • Die Gruppe (R5-O)m kann für R4 gleich -H, -CN oder -C(=O)-R9 bevorzugt Ethylenoxid-(CH2-CH2-O)a oder Propylenoxid-(CH(CH3)-CH2-O)a bzw. (CH2-CH(CH3)-O)a -Einheiten enthalten.
  • Die Gruppe (R5-O)m kann für R4 gleich -H, -CN oder -C(=O)-R9 bevorzugt Ethylenoxid-(CH2-CH2-O)a und Propylenoxid-(CH(CH3)-CH2-O)a bzw. (CH2-CH(CH3)-O)a-Einheiten statistisch verteilt oder in Blöcken enthalten.
  • Die Alkylpolyethergruppe Gruppe (R5-O)m kann für R4 gleich -H bevorzugt Ethylenoxid-(CH2-CH2-O)a und Propylenoxid-(CH(CH3)-CH2-O)a bzw. (CH2-CH(CH3)-O)a-Einheiten statistisch verteilt oder in Blöcken enthalten.
  • Die Gruppe (R5-O)m kann für R4 gleich -H bevorzugt Propylenoxid-(CH(CH3)-CH2-O)a bzw. (CH2-CH(CH3)-O)a-Einheiten enthalten.
  • Die Alkylpolyethergruppe O-(R5-O)m-R6 kann für R4 gleich -H, -CN oder -C(C=O)-R9 sein:
    O-(CH2-CH2O)2-C11H23, O-(CH2-CH2O)3-C11H23, O-(CH2-CH2O)4-C11H23,
    O-(CH2-CH2O)5-C11H23, O-(CH2-CH2O)6-C11H23, O-(CH2-CH2O)7-C11H23,
    O-(CH(CH3)-CH2O)2-C11H23, O-(CH(CH3)-CH2O)3-C11H23, O-(CH(CH3)-CH2O)4-C11H23, O-(CH(CH3)-CH2O)5-C11H23, O-(CH(CH3)-CH2O)6-C11H23, O-(CH(CH3)-CH2O)7-C11H23,
    O-(CH2-CH2O)2-C12H25, O-(CH2-CH2O)3-C12H25, O-(CH2-CH2O)4-C12H25,
    O-(CH2-CH2O)5-C12H25, O-(CH2-CH2O)6-C12H25, O-(CH2-CH2O)7-C12H25,
    O-(CH(CH3)-CH2O)2-C12H25, O-(CH(CH3)-CH2O)3-C12H25, O-(CH(CH3)-CH2O)4-C12H25, O-(CH(CH3)-CH2O)5-C12H25, O-(CH(CH3)-CH2O)6-C12H25,
    O-(CH(CH3)-CH2O)7-C12H25,
    O-(CH2-CH2O)2-C13H27, O-(CH2-CH2O)3-C13H27, O-(CH2-CH2O)4-C13H27,
    O-(CH2-CH2O)5-C13H27, O-(CH2-CH2O)6-C13H27, O-(CH2-CH2O)7-C13H27,
    O-(CH(CH3)-CH2O)2-C13H27, O-(CH(CH3)-CH2O)3-C13H27, O-(CH(CH3)-CH2O)4-C13H27, O-(CH(CH3)-CH2O)5-C13H27, O-(CH(CH3)-CH2O)6-C13H27,
    O-(CH(CH3)-CH2O)7-C13H27,
    O-(CH2-CH2O)2-C14H29, O-(CH2-CH2O)3-C14H29, O-(CH2-CH2O)4-C14H29,
    O-(CH2-CH2O)5-C14H29, O-(CH2-CH2O)6-C14H29, O-(CH2-CH2O)7-C14H29,
    O-(CH(CH3)-CH2O)2-C14H29, O-(CH(CH3)-CH2O)3-C14H29, O-(CH(CH3)-CH2O)4-C14H29, O-(CH(CH3)-CH2O)5-C14H29, O-(CH(CH3)-CH2O)6-C14H29, O-(CH(CH3)-CH2O)7-C14H29,
    O-(CH2-CH2O)2-C15H31, O-(CH2-CH2O)3-C15H31, O-(CH2-CH2O)4-C15H31, O-(CH2-CH2O)5-C15H31, O-(CH2-CH2O)6-C15H31, O-(CH2-CH2O)7-C15H31,
    O-(CH(CH3)-CH2O)2-C15H31, O-(CH(CH3)-CH2O)3-C15H31, O-(CH(CH3)-CH2O)4-C15H31, O-(CH(CH3)-CH2O)5-C15H31, O-(CH(CH3)-CH2O)6-C15H31,
    O-(CH(CH3)-CH2O)7-C15H31,
    O-(CH2-CH2O)2-C16H33, O-(CH2-CH2O)3-C16H33, O-(CH2-CH2O)4-C16H33,
    O-(CH2-CH2O)5-C16H33, O-(CH2-CH2O)6-C16H33, O-(CH2-CH2O)7-C16H33,
    O-(CH(CH3)-CH2O)2-C16H33, O-(CH(CH3)-CH2O)3-C16H33, O-(CH(CH3)-CH2O)4-C16H33, O-(CH(CH3)-CH2O)5-C16H33, O-(CH(CH3)-CH2O)6-C16H33,
    O-(CH(CH3)-CH2O)7-C16H33,
    O-(CH2-CH2O)2-C17H35, O-(CH2-CH2O)3-C17H35, O-(CH2-CH2O)4-C17H35,
    O-(CH2-CH2O)5-C17H35, O-(CH2-CH2O)6-C17H35, O-(CH2-CH2O)7-C17H35,
    O-(CH(CH3)-CH2O)2-C17H35, O-(CH(CH3)-CH2O)3-C17H35, O-(CH(CH3)-CH2O)4-C17H35, O-(CH(CH3)-CH2O)5-C17H35, O-(CH(CH3)-CH2O)6-C17H35 oder O-(CH(CH3)-CH2O)7-C17H35.
  • Die Gruppe R5 kann substituiert sein. Die Gruppe R6 kann C13H27 sein.
  • R1 kann -O-(C2H4-O)5-C11H23, -O-(C2H4-O)5-C12H25, -O-(C2H4-O)5-C13H27, -O-(C2H4-O)5-C14H29, -O-(C2H4-O)5-C15H31, -O-(C2H4-O)3-C13H27, -O-(C2H4-O)4-C13H27, -O-(C2H4-O)6-C13H27, -O-(C-H4-O)7-C13H27, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)10CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)11CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)13CH3, -O-(CH2CH2-O)5-(CH2)14CH3, -O-(CH2CH2-O)3-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)4-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)6-(CH2)12CH3, -O-(CH2CH2-O)7-(CH2)12CH3,
    Figure 00220001
    sein.
  • Die mittlere Verzweigungszahl der Kohlenstoffkette R6 kann 1 bis 5, vorzugsweise 1,2 bis 4, sein. Die mittlere Verzweigungszahl ist dabei definiert als die Anzahl der CH3-Gruppen-1.
  • R3 kann CH2, CH2CH2, CH2CH2CH2, CH2CH2CH2CH2, CH(CH3),
    CH2CH(CH3), CH(CH3)CH2, C(CH3)2, CH(C2H5), CH2CH2CH(CH3),
    CH2CH(CH3)CH2 oder
    Figure 00230001
    bedeuten.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedliche Mercaptosilane der allgemeinen Formel I mit verschiedenen R1 und R2 Gruppen, wobei die R1 und R2 Gruppen aus Alkoxy und Alkylpolyethergruppen bestehen, enthalten. Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedliche Mercaptosilane der allgemeinen Formel I mit unterschiedlichem R2 enthalten.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedliche Mercaptosilane der allgemeinen Formel I mit verschiedenen R1 und R2 Gruppen, wobei die R1 und R2 Gruppen aus Ethoxy und Alkylpolyethergruppen bestehen und R6 eine Alkylkettenlänge von 13 C-Atomen, R5 Ethylen und m im Mittel 5 ist, enthalten.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedliche Mercaptosilane der allgemeinen Formel I enthalten, wobei R2 gleich oder verschieden und eine Ethoxy- oder Alkylpolyethergruppe (R1) ist, R6 eine Alkylkettenlänge von 13 C-Atomen, R5 gleich Ethylen und m im Mittel 5 ist, und R2 unterschiedlich ist.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedliche Mercaptosilane der allgemeinen Formel I enthalten, wobei R1 und R2 Alkoxy und Alkylpolyethergruppen sind und R6 aus unterschiedlichen C-Atomkettenlängen besteht und eine Molekulargewichtsverteilung aufweist.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann unterschiedliche Mercaptosilane der allgemeinen Formel I enthalten, wobei R2 gleich oder verschieden und eine Alkoxy- oder Alkylpolyethergruppe (R1) ist, und R2 in dem Gemisch unterschiedlich ist, R6 aus unterschiedlichen C-Atomkettenlängen besteht und eine Molekulargewichtsverteilung aufweist.
  • Das Gemisch aus unterschiedlichen Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I kann bevorzugt
    Figure 00240001
    und/oder Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte der vorgenannten Verbindungen enthalten.
  • Aus den Mercaptosilanen der Formel I können durch Wasserzugabe und ggf. Additivzugabe leicht Kondensationsprodukte, das heisst Oligo- und Polysiloxane gebildet werden.
  • Diese oligomeren oder polymeren Siloxane der Verbindungen der Formel I können als Kopplungsreagenzien für dieselben Anwendungen wie die monomeren Verbindungen der Formel I verwendet werden.
  • Die Mercaptosilanverbindungen können auch als Mischung der oligomeren oder polymeren Siloxane von Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I oder als Mischungen von Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I mit Mischungen der oligomeren oder polymeren Siloxane von Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I vorliegen.
  • Der Ruß kann eine STSA-Oberfläche (gemessen nach ASTM D 6556) von 10–150 m2/g, vorzugsweise von 15–90 m2/g, aufweisen. Der Ruß kann eine OAN-Zahl (gemessen nach ASTM D 2414) von 50–150 ml/100g, vorzugsweise von 70–140 ml/100g aufweisen.
  • Besonders bevorzugt kann der Ruß eine STSA-Oberfläche von 20–70 m2/g und eine OAN-Zahl von 100–135 ml/100g haben.
  • Das Gewichtsverhältnis von Mercaptosilan der allgemeinen Formel I zu Ruß kann 30:70 bis 80:20, vorzugsweise 40:60 bis 70:30, betragen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mercaptosilan-Ruß-Abmischung, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 25 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, Mercaptosilane der allgemeinen Formel I, bezogen auf die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung, mit Ruß mischt, wobei der Ruß einen Eisengehalt von < 15 ppm, vorzugsweise < 12 ppm, besonders bevorzugt < 9 ppm, ganz besonders bevorzugt von 0,1–6 ppm, aufweist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.
  • Das Mercaptosilan der allgemeinen Formel I kann zu Ruß in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 80:20, vorzugsweise 40:60 bis 70:30, eingesetzt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann man bei Temperaturen zwischen 5 und 200°C, vorzugsweise zwischen 10 und 100°C, besonders bevorzugt zwischen 15 und 60°C, durchführen. Zur Vermeidung von Kondensationsreaktionen kann es vorteilhaft sein, die Reaktion in einer wasserfreien Umgebung, idealerweise in einer Inertgasatmosphäre, durchzuführen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann man bei Normaldruck oder reduziertem Druck durchführen.
  • Die erfindungsgemäße Mercaptosilan-Ruß-Abmischung kann als Haftvermittler zwischen anorganischen Materialien, zum Beispiel Glasfasern, Metallen, oxidischen Füllstoffen, Kieselsäuren, und organischen Polymeren, zum Beispiel Duroplasten, Thermoplasten oder Elastomeren beziehungsweise als Vernetzungsmittel und Oberflächenmodifizierungsmittel verwendet werden. Die erfindungsgemäße Mercaptosilan-Ruß-Abmischung kann als Kopplungsreagenz in Kautschukmischungen, beispielsweise Reifenlaufflächen, verwendet werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Kautschukmischung, enthaltend
    • (A) einen Kautschuk oder eine Mischung von Kautschuken,
    • (B) einen Füllstoff, vorzugsweise gefällte Kieselsäure, und
    • (C) mindestens eine erfindungsgemäße Mercaptosilan-Ruß-Abmischung.
  • Als Kautschuk können Naturkautschuk und/oder Synthesekautschuke verwendet werden. Bevorzugte Synthesekautschuke sind beispielsweise bei W. Hofmann, Kautschuktechnologie, Genter Verlag, Stuttgart 1980, beschrieben. Sie können unter anderem
    • – Polybutadien (BR),
    • – Polyisopren (IR),
    • – Styrol/Butadien-Copolymerisate, beispielsweise Emulsions-SBR (E-SBR) oder Lösungs-SBR (L-SBR), vorzugsweise mit Styrolgehalten von 1 bis 60 Gew.-%, besonders vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-% (SBR),
    • – Chloropren (CR)
    • – Isobutylen/Isopren-Copolymerisate (IIR),
    • – Butadien/Acrylnitril-Copolymere mit Acrylnitrilgehalten von 5 bis 60, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% (NBR),
    • – teilhydrierter oder vollständig hydrierter NBR-Kautschuk (HNBR)
    • – Ethylen/Propylen/Dien-Copolymerisate (EPDM)
    • – oben genannte Kautschuke, die zusätzlich funktionelle Gruppen besitzen, wie z.B. Carboxy-, Silanol- oder Epoxygruppen, beispielsweise Epoxidierter NR, Carboxyfunktionalisierter NBR oder Silanol- (-SiOH) bzw. Siloxy-funktionalisierter (-Si-OR) SBR,
  • sowie Mischungen dieser Kautschuke sein. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Kautschuke schwefelvulkanisierbar sein. Für die Herstellung von PKW-Reifenlaufflächen können insbesondere anionisch polymerisierte L-SBR-Kautschuke (Lösungs-SBR) mit einer Glastemperatur oberhalb von –50 °C sowie deren Mischungen mit Dienkautschuken eingesetzt werden. Besonders bevorzugt können L-SBR-Kautschuke, deren Butadienteil einen Vinylanteil von über 20 Gew.-% aufweisen, eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt können L-SBR-Kautschuke, deren Butadienteil einen Vinylanteil von über 50 Gew.-% aufweisen, eingesetzt werden.
  • Bevorzugt können Mischungen der oben genannten Kautschuke, die einen L-SBR-Anteil von über 50 Gew.-%, besonders bevorzugt über 60 Gew.-%, aufweisen, eingesetzt werden.
  • Als Füllstoffe können für die erfindungsgemäße Kautschukmischung die folgenden Füllstoffe eingesetzt werden:
    • – Ruße: Die hierbei zu verwendenden Ruße sind nach dem Flammruß-, Furnace-, Gasruß oder Thermal-Verfahren hergestellt und besitzen BET-Oberflächen von 20 bis 200 m2/g. Die Ruße können gegebenenfalls auch Heteroatome wie zum Beispiel Si enthalten.
    • – Amorphe Kieselsäuren, hergestellt zum Beispiel durch Fällung von Lösungen von Silikaten oder Flammenhydrolyse von Siliciumhalogeniden mit spezifischen Oberflächen von 5 bis 1000 m2/g, vorzugsweise 20 bis 400 m2/g (BET-Oberfläche) und mit Primärteilchengrößen von 10 bis 400 nm. Die Kieselsäuren können gegebenenfalls auch als Mischoxide mit anderen Metalloxiden, wie Al-, Mg-, Ca-, Ba-, Zn- und Titanoxiden vorliegen.
    • – Synthetische Silikate, wie Aluminiumsilikat, Erdalkalisilikate, wie Magnesiumsilikat oder Calciumsilikat, mit BET-Oberflächen von 20 bis 400 m2/g und Primärteilchendurchmessern von 10 bis 400 nm.
    • – Synthetische oder natürliche Aluminium-oxide und -hydroxide
    • – Natürliche Silikate, wie Kaolin und andere natürlich vorkommende Kieselsäuren.
    • – Glasfaser und Glasfaserprodukte (Matten, Stränge) oder Mikroglaskugeln.
  • Bevorzugt können amorphe Kieselsäuren, hergestellt durch Fällung von Lösungen von Silikaten, mit BET-Oberflächen von 20 bis 400 m2/g, besonders bevorzugt 100 m2/g bis 250 m2/g, in Mengen von 5 bis 150 Gew.-Teilen, jeweils bezogen auf 100 Teile Kautschuk, eingesetzt werden.
  • Die genannten Füllstoffe können alleine oder im Gemisch eingesetzt werden.
  • Die Kautschukmischung kann 5 bis 150 Gew.-Teile Füllstoff (B) und 0,1 bis 35 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 20 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew.-Teile, erfindungsgemäße Mercaptosilan-Ruß-Abmischung (C), enthalten, wobei die Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile Kautschuk bezogen sind.
  • Die Kautschukmischung kann zusätzlich Silikonöl und/oder Alkylsilan enthalten.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann weitere bekannte Kautschukhilfsmittel, wie zum Beispiel Vernetzer, Vulkisationsbeschleuniger, Reaktionsbeschleuniger, -verzögerer, Alterungsschutzmittel, Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Weichmacher, Wachse oder Metalloxide enthalten, sowie ggf. Aktivatoren, wie Triethanolamin, Polyethylenglykol oder Hexantriol.
  • Die Kautschukhilfsmittel können in üblichen Mengen, die sich unter anderem nach dem Verwendungszweck richten, eingesetzt werden. Übliche Mengen können zum Beispiel Mengen von 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Kautschuk, sein.
  • Als Vernetzer können Schwefel oder organische Schwefelspender eingesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann weitere Vulkanisationsbeschleuniger enthalten. Beispielsweise können als geeignete Vulkanisationsbeschleuniger Mercaptobenzthiazole, Sulfenamide, Guanidine, Dithiocarbamate, Thioharnstoffe, Thiocarbonate sowie deren Zinksalze, wie z.B. Zinkdibutyldithiocarbamat, eingesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann bevorzugt zusätzlich
    • (D) ein Thiuramsulfid- und/oder Carbamatbeschleuniger und/oder die entsprechenden Zinksalze,
    • (E) ein stickstoffhaltigen Co-Aktivator,
    • (F) gegebenenfalls weitere Kautschukhilfsmittel und
    • (G) gegebenenfalls weitere Beschleuniger
  • enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis Beschleuniger (D) zu stickstoffhaltigem Co-Aktivator (E) gleich oder größer 1 ist.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann (D) Tetrabenzylthiuramdisulfid oder Tetramethylthiuramdisulfid mit mindestens 0,25 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, (E) Diphenylguanidin mit maximal 0,25 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, und (G) Cyclohexyl- oder Dicyclohexylsulfenamid mit mehr Gewichtsteilen als (D) enthalten.
  • Bevorzugt können Sulfenamide zusammen mit Guanidinen und Thiuramen, besonders bevorzugt Cyclohexylsulfenamid oder Dicylohexylsulfenamid zusammen mit Diphenylguanidin und Tetrabenzylthiuramdisulfid oder Tetramethylthiuramdisulfid, eingesetzt werden.
  • Die Vulkanisationsbeschleuniger und Schwefel können in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten Kautschuk, eingesetzt werden. Besonders bevorzugt können Schwefel und Sulfenamide in Mengen von 1 bis 4 Gew.-%, Thiurame in Mengen von 0,2 bis 1 Gew.-% und Guanidine in Mengen von 0 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% eingesetzt werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kautschukmischung, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man den Kautschuk oder die Mischung von Kautschuken (A), den Füllstoff (B), mindestens eine erfindungsgemäße Mercaptosilan-Ruß-Abmischung (C) und gegebenenfalls weitere Kautschukhilfsmittel in einem Mischaggregat mischt.
  • Die Abmischung der Kautschuke mit dem Füllstoff, gegebenenfalls Kautschukhilfsmitteln und der erfindungsgemäßen Mercaptosilane kann in üblichen Mischaggregaten, wie Walzen, Innenmischern und Mischextrudern, durchgeführt werden. Üblicherweise können solche Kautschukmischungen in Innenmischern hergestellt werden, wobei zunächst in einer oder mehreren aufeinanderfolgenden thermomechanischen Mischstufen die Kautschuke, der Füllstoff, die erfindungsgemäßen Mercaptosilane und die Kautschukhilfsmittel bei 100 bis 170°C eingemischt werden. Dabei können sich die Zugabereihenfolge und der Zugabezeitpunkt der Einzelkomponenten entscheidend auf die erhaltenen Mischungseigenschaften auswirken. Üblicherweise kann die so erhaltene Kautschukmischung in einem Innenmischer oder auf einer Walze bei 40 bis 110 °C mit den Vernetzungschemikalien versetzt werden und zur sogenannten Rohmischung für die nachfolgenden Prozeßschritte, wie zum Beispiel Formgebung und Vulkanisation, verarbeitet werden.
  • Die Vulkanisation der erfindungsgemäßen Kautschukmischung kann bei Temperaturen von 80 bis 200 °C, bevorzugt 130 bis 180°C, gegebenenfalls unter Druck von 10 bis 200 bar erfolgen.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann zur Herstellung von Formkörpern, zum Beispiel für die Herstellung von Luftreifen, Reifenlaufflächen, Kabelmänteln, Schläuchen, Treibriemen, Förderbändern, Walzenbelägen, Reifen, Schuhsohlen, Dichtungselementen, wie zum Beispiel Dichtungsringe und Dämpfungselemente, verwendet werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Formkörper, erhältlich aus der erfindungsgemäßen Kautschukmischung durch Vulkanisation.
  • Die erfindungsgemäßen Mercaptosilan-Ruß-Abmischungen haben den Vorteil, dass sich auch bei längerer Lagerzeit das Mercaptosilan nicht in dem Maße verändert, wie bei den bekannten Mercapto/Füllstoffabmischungen.
  • Beispiele:
  • Eisengehaltbestimmung von Mercaptosilan-Ruß-Abmischung
  • Gesamteisengehaltbestimmung nach Hochdruckveraschung mittels ICP-MS:
  • Ungefähr 200–300 mg der Mercaptosilan-Ruß-Abmischung wird auf 0,1 mg genau in ein Quarzglas-Behälter eingewogen.
  • 10 mL HNO3 (ungefähr 65 %-Gew., suprapur) werden zugegeben und die Probe wird komplett in einem Druckbehälter aufgeschlossen bei einer Temperatur von min. 280°C bis maximal 500°C.
  • Danach wird der Aufschluss auf 50 mL mit Wasser (ultrapur) in einen Meßkolben (Plastik) aufgefüllt.
  • Der Aufschluss erfolgt mit einer Doppelbestimmung. Von jedem Aufschluss wird 1 mL in ein Probenröhrchen gegeben und mit Wasser (ultrapur) auf 10 mL aufgefüllt.
  • Jede Lösung wird in einem induktiv gekoppelten Plasmamassenspektrometer (ICP-MS) mit einer Kalibrierung gemessen.
  • Für die Kalibirierung werden vier Referenzlösungen und eine Blindwertlösung aus einer Standardlösung, basierend auf ein NIST-Referenzmaterial, hergestellt.
  • Entsprechende Chemikalienblindwerte werden zusammen mit den Probenlösungen gemessen. Ein interner Standard wird in alle Messlösungen in gleicher Konzentration zugegeben.
  • Siebrückstandsbestimmung von Ruß
  • Der Siebrückstand 325 mesh wird nach ASTM D1514 in ppm bestimmt.
  • STSA-Oberfläche
  • Die Bestimmung der STSA erfolgt nach ASTM D 6556.
  • OAN-Zahl
  • Die Bestimmung der OAN erfolgt nach ASTM D 2414.
  • Lagerstabilität, Bestimmung per GPC:
  • Durchführung:
  • Es werden die Acetonitril-Extrakte an einer GPC-Säule untersucht. Zur Quantifizierung der Silan-Gehalte wird eine 1-Punkt-Kalibrierung mit der Reinsubstanz des jeweils zu bestimmenden Silans durchgeführt.
  • Geräteeinstellungen:
    • HPLC-System: HPLC-Pumpe S2100, Firma SFD, Autosampler SIL10-AF, Firma Shimadzu, RI-Detektor 7515A, Firma ERC, Controller CBM-20A, Firma Shimadzu Auswertesoftware Class VP5, Firma Shimadzu
    • Vorsäule: MZ-Gel SDplus 50Å 5µ 50 × 8mm, Firma MZ-Analysentechnik
    • Analyt. Säule: MZ-Gel SDplus 50Å 5µ 300 × 8mm, Firma MZ-Analysentechnik
    • Mobile Phase: 100% Methylethylketon (MEK)
    • Fluß: 1,0 ml/min
    • Dos.-Vol.: 30 µl
    • Analysentemperatur: Raumtemperatur 20°C
  • 10 g Produkt werden mit 180 ml Acetonitril versetzt und 2 h gerührt, anschließend abfiltriert und 1:1 mit Methylethylketon verdünnt und injiziert.
  • Ausgewertet wird die Peakfläche des jeweiligen Silans im HPLC-Chromatogramm des RI-Detektors (keine GPC-Molmassenauswertung).
  • In den Vergleichsbeispielen wird N 330 (Eisengehalt: 16 ppm) als Referenzruß und Purex HS 45 (Eisengehalt: 6 ppm) in den erfindungsgemäßen Beispielen eingesetzt (beides Verkaufsprodukte der Firma Orion Engineered Carbons). Als Mercaptosilan der Formel I wird Si 363 ((R*O)3Si(CH2)3SH mit R* = C13H27(OC2H4)n und C2H5, mittlerer Gehalt an C2H5 = 33%, mittlere Anzahl n = 5) der Firma Evonik Industries eingesetzt.
  • Beispiel 1:
  • In einem Henschelmischer wird 1 kg Ruß (a: N 330, b: Purex HS 45) vorgelegt. Bei einer Durchflußtemperatur von 20 °C wird einstufig bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 1500 U/min mit 40 bar Druck und einem Düsendurchmesser von 0,5mm 462 g Mercaptosilan Si 363 zugegeben, bis eine Mischungsendtemperatur von 62–65°C erreicht ist (Füllgrad: 45%).
  • Zur Bestimmung der Lagerstabiliät werden die Mercaptosilan-Ruß-Abmischungen bei T = 20°C, 60% Luftfeuchte für 18 Tage gelagert.
  • Die Messung der Vergleichs-Mercaptosilan-Ruß-Abmischung (a: N 330 / Si 363) ergibt nach der Lagerung 74 Gew.-% Si 363, bezogen auf den theoretischen Wert. Die Messung der erfindungsgemäßen Mercaptosilan-Ruß-Abmischung (b: Purex 45 / Si 363) ergibt nach der Lagerung 85 Gew.-% Si 363, bezogen auf den theoretischen Wert.
  • Beispiel 2
  • Die für die Kautschukmischungen verwendete Rezeptur ist in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Dabei bedeutet die Einheit phr Gewichtsanteile bezogen auf 100 Teile des eingesetzten Rohkautschuks. Tabelle 1
    Substanz Menge [phr] Menge [phr] Menge [phr]
    1. Stufe Referenzkautschuk mischung I „in situ“ Referenzkautschukmischung II, enthaltend Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Beispiel 1a Erf. Kautschukmischung, enthaltend Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Beispiel 1b
    Buna VSL 5025-1 96 96 96
    Buna CB 24 30 30 30
    Ultrasil 7000 GR 80 80 80
    ZnO 3 3 3
    Stearinsäure 2 2 2
    Naftolen ZD 10 10 10
    Vulkanox 4020 1,5 1,5 1,5
    Corax N 330 10 - -
    Protector G 3108 1 1
    Si 363 10 - -
    Mercaptosilan-Ruß-Abmischung - 20 20
    2. Stufe
    Batch Stufe 1
    3. Stufe
    Batch Stufe 2
    Perkacit TBzTD 0,2 0,2 0,2
    Vulkacit CZ 1,5 1,5 1,5
    Schwefel 2,2 2,2 2,2
  • Bei dem Polymer VSL 5025-1 handelt es sich um ein in Lösung polymerisiertes SBR-Copolymer der Bayer AG, mit einem Styrolgehalt von 25 Gew.-% und einem Butadiengehalt von 75 Gew.-%. Das Copolymer enthält 37,5 phr Öl und weist eine Mooney-Viskosität (ML 1 + 4/100°C) von 50 auf.
  • Bei dem Polymer Buna CB 24 handelt es sich um ein cis-1,4-Polybutadien (Neodymtyp) der Bayer AG, mit cis-1,4-Gehalt von mindestens 96 % und einer Mooney-Viskosität von 44 ± 5.
  • Ultrasil 7000 GR ist eine leicht dispergierbare Kieselsäure der Evonik Industries AG und besitzt eine BET-Oberfläche von 170 m2/g. Corax N330 ist ein Carbon Black der Orion Engineered Carbons mit einer STSA-Oberfläche von 76 m2/g.
  • Als aromatisches Öl wird Naftolen ZD der Chemetall verwendet, bei Vulkanox 4020 handelt es sich um 6PPD der Bayer AG und Protektor G3108 ist ein Ozonschutzwachs der Paramelt B.V. Vulkacit D (DPG) und Vulkacit CZ (CBS) sind Handelsprodukte der Bayer AG. Perkacit TBzTD (Tetrabenzylthiuramdisulfid) ist ein Produkt von Flexsys N.V.
  • Die Kautschukmischung wird dreistufig in einem Innenmischer gemäß Tabelle 2 hergestellt. Tabelle 2:
    Stufe 1
    Einstellungen
    Mischaggregat Werner & Pfleiderer GK 1,5E
    Drehzahl 70 min–1
    Stempeldruck 5,5 bar
    Durchflußtemp. 80 °C
    Mischvorgang
    0 bis 1 min Buna VSL 5025-1 + Buna CB 24
    0 bis 2 min ½ Ultrasil 7000 GR, ZnO, Stearinsäure, Naftolen ZD, Ruß, Silan-Ruß-Abmischung
    0 bis 4 min ½ Ultrasil 7000 GR, Vulkanox 4020, Protector G3108
    0 bis 5 min mischen (eventuell Drehzahl ändern) auf 155°C
    5 min lüften
    5 bis 6 min mischen und ausfahren
    Batch-Temp. 150–160°°C
    Lagerung 24 h bei 20°C
    Stufe 2
    Einstellungen
    Mischaggregat wie in Stufe 1 bis auf:
    Drehzahl 80 min–1
    ischvorgang Batch Stufe 1 aufbrechen
    0 bis 2 min Batchtemperatur 155°C durch Drehzahlvariation halten
    0 bis 5 min
    5 min ausfahren
    Batch-Temp. 150–160°C
    Lagerung 4 h bei 20°C
    Stufe 3
    Einstellungen
    Mischaggregat wie in Stufe 1 bis auf
    Drehzahl 40 min–1
    Durchflußtemp. 50 °C
    Mischvorgang
    0 bis 0,5 min Batch Stufe 2
    0,5 bis 2 min Beschleuniger und Schwefel
    2 min ausfahren und auf Labormischwalzwerk Fell bilden (Durchmesser 200 mm, Länge 450 mm, Durchflußtemperatur 50°C) Homogenisieren: 5* links, 5* rechts einschneiden und umklappen sowie 3* bei engem Walzenspalt (3 mm) und 3* bei weitem Walzenspalt (6 mm) stürzen und anschließend ein Fell ausziehen
    Batch-Temp. < 110°C
  • Das allgemeine Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen und deren Vulkanisate ist in "Rubber Technology Handbook", W. Hofmann, Hanser Verlag 1994 beschrieben.
  • Die gummitechnische Prüfung erfolgt gemäß den in Tabelle 3 angegebenen Prüfmethoden. Tabelle 3:
    Physikalische Testung Norm/Bedingungen
    ML 1 + 4, 100°C (3. Stufe) DIN 53523/3, ISO 667
    Zugversuch am Ring, 23°C Zugfestigkeit Spannungswerte Bruchdehnung DIN 53504, ISO 37
    Shore-A-Härte, 23°C DIN 53 505
    Ball-Rebound, 60°C DIN EN ISO 8307 Stahlkugel 19 mm, 28 g
    DIN-Abrieb, 10 N Kraft DIN 53 516
    Viskoelastische Eigenschaften 0 und 60°C, 16 Hz, 50 N Vorkraft und 25 N Amplitudenkraft Komplexer Modul E* (MPa) Verlustfaktor tan δ (–) DIN 53 513, ISO 2856
  • In der Tabelle 4 sind die gummitechnischen Daten für Rohmischung und Vulkanisat angegeben. Tabelle 4:
    Referenzkautschuk mischung I in-situ Referenzkautschuk mischung II Erf. Kautschuk mischung, enthaltend Mercapto silan- Ruß- Abmischung gemäß Beispiel 1b
    Rohmischungsergebnisse
    ML(1 + 4) bei 100°C, 3. Stufe [ME] 64 107 64
    Vulkanisatergebnisse
    Spannungswert 100% [MPa3] 2 1,9 1,9
    Bruchdehnung [%] 290 305 315
    DIN-Abrieb [mm3] 73 81 77
    Ball-Rebound, 70°C [%] 70,2 61,1 69,1
    MTS, 16Hz, 50N Vorkraft, 25N Ampl. kraft
    Verlustfaktor tan ☐, 60°C [–] 0,088 0,134 0,091
  • Es zeigt sich, dass nur bei der erfindungsgemäßen Kautschukmischung die Werte der in-situ Mischung (Referenzkautschukmischung I) erreicht werden können. Die Referenzkautschukmischung II, die einen Ruß mit einem Eisenanteil größer als 15 ppm enthält, weist deutliche Nachteile in der Viskosität und in den dynamischen Daten auf, was einem deutlich schlechteren Rollwiderstand entspricht.
  • Beispiel 3:
  • Die für die Kautschukmischungen verwendete Rezeptur ist in der folgenden Tabelle 5 angegeben. Dabei bedeutet die Einheit phr Gewichtsanteile bezogen auf 100 Teile des eingesetzten Rohkautschuks.
  • Die für die Referenzkautschukmischungen verwendete Silan-Ruß-Abmischung X 50-S (Si 69 auf N 330) ist kommerziell von der Evonik Industries erhältlich. Tabelle 5:
    Substanz Menge [phr] Menge [phr]
    1. Stufe Referenzkautschukmischung, III Erf. Kautschukmischung enthaltend Mercaptosilan- Ruß-Abmischung gemäß Beispiel 1b
    Buna VSL 5025-1 96 96
    Buna CB 24 30 30
    Ultrasil 7000 GR 80 80
    ZnO 3 3
    Stearinsäure 2 2
    Naftolen ZD 10 10
    Vulkanox 4020 1,5 1,5
    Protector G 3108 1 1
    X 50-S 12,8 -
    Silan-Ruß-Abmischung - 20
    2. Stufe
    Batch Stufe 1
    3. Stufe
    Batch Stufe 2
    Vulkacit D 2 0
    Perkacit TBzTD 0,2 0,5
    Vulkacit CZ 1,5 1,5
    Schwefel 1,5 2,2
  • Bei dem Polymer VSL 5025-1 handelt es sich um ein in Lösung polymerisiertes SBR-Copolymer der Bayer AG, mit einem Styrolgehalt von 25 Gew.-% und einem Butadiengehalt von 75 Gew.-%. Das Copolymer enthält 37,5 phr Öl und weist eine Mooney-Viskosität (ML 1 + 4/100°C) von 50 auf.
  • Bei dem Polymer Buna CB 24 handelt es sich um ein cis-1,4-Polybutadien (Neodymtyp) der Bayer AG, mit cis-1,4-Gehalt von mindestens 96 % und einer Mooney-Viskosität von 44 ± 5.
  • Ultrasil 7000 GR ist eine leicht dispergierbare Kieselsäure der Evonik Industries AG und besitzt eine BET-Oberfläche von 170 m2/g.
  • Als aromatisches Öl wird Naftolen ZD der Chemetall verwendet, bei Vulkanox 4020 handelt es sich um 6PPD der Bayer AG und Protektor G3108 ist ein Ozonschutzwachs der Paramelt B.V. Vulkacit D (DPG) und Vulkacit CZ (CBS) sind Handelsprodukte der Bayer AG. Perkacit TBzTD (Tetrabenzylthiuramdisulfid) ist ein Produkt von Flexsys N.V.
  • Die Kautschukmischung wird dreistufig in einem Innenmischer gemäß Tabelle 2 hergestellt.
  • Das allgemeine Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen und deren Vulkanisate ist in “Rubber Technology Handbook”, W. Hofmann, Hanser Verlag 1994 beschrieben.
  • Die gummitechnische Prüfung erfolgt gemäß den in Tabelle 3 angegebenen Prüfmethoden.
  • In der Tabelle 6 sind die gummitechnischen Daten für Rohmischung und Vulkanisat angegeben. Tabelle 6:
    Methoden (Vulkanisationszeit: 25 min bei 165°C) Referenzkautschukmischung III Erf. Kautschukmischung, enthaltend Mercaptosilan- Ruß-Abmischung gemäß Beispiel 1b
    Zugfestigkeit [MPa] 13,0 14,7
    Modul 100% [MPa] 2,5 2,2
    Modul 300% [MPa] 12,2 10,6
    Modul 300%/100% [–] 4,9 4,8
    Bruchdehnung [%] 310 370
    Shore-A-Härte [SH] 70 71
    Ball-Rebound, RT [%] 36 42
    DIN Abrieb [mm3] 83 77
    Weiterreißwiderstand [N/mm] MTS, 16Hz, 50N +/–25N 18 40
    E*, 0°C [MPa] 33,5 29
    E*, 60°C [MPa] 13,0 13,9
    E'', 0°C [MPa] 12,0 8,8
    E'', 60°C [MPa] 1,5 1,2
    tan δ, 0°C [–] 0,390 0,314
    tan δ, 60°C [–] 0,112 0,088
  • Die erfindungsgemäße Kautschukmischung enthaltend die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Beispiel 1b zeigt im Vergleich zur Referenzkautschukmischung III eine bessere Zugfestigkeit, eine höhere Bruchdehnung, einen niedrigeren DIN Abrieb (entspricht einem geringeren Verschleiß), einen deutlich höheren Weiterreißwiderstand, einen sehr niedrigen tanδ 60 °C (was einem um 20% erniedrigtem Wert gegenüber der Referenz X50-S entspricht), was ein Indiz für einen signifikant verbesserten Rollwiderstand ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1285926 [0002]
    • EP 1683801 [0002]
    • KR 850000081 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • CAS 61791-12-6 [0020]
    • CAS 26635-93-8 [0021]
    • ASTM D 6556 [0048]
    • ASTM D 2414 [0048]
    • W. Hofmann, Kautschuktechnologie, Genter Verlag, Stuttgart 1980 [0058]
    • ASTM D1514 [0088]
    • ASTM D 6556 [0089]
    • ASTM D 2414 [0090]
    • “Rubber Technology Handbook”, W. Hofmann, Hanser Verlag 1994 [0104]
    • DIN 53523/3 [0105]
    • ISO 667 [0105]
    • DIN 53504 [0105]
    • ISO 37 [0105]
    • DIN 53 505 [0105]
    • DIN EN ISO 8307 [0105]
    • DIN 53 516 [0105]
    • DIN 53 513, ISO 2856 [0105]

Claims (9)

  1. Mercaptosilan-Ruß-Abmischung, enthaltend mindestens 20 Gew.-% Mercaptosilan der allgemeinen Formel I
    Figure 00440001
    bezogen auf die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung, wobei R1 eine Alkylpolyethergruppe -O-(R5-O)m-R6 ist, mit R5 gleich oder verschieden, eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische zweibindige C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe, m im Mittel 1 bis 30 ist, und R6 aus mindestens 1 C-Atomen besteht und eine unsubstituierte oder substituierte, verzweigte oder unverzweigte einbindige Alkyl-, Alkenyl, Aryl oder Aralkylgruppe ist, R2 gleich oder verschieden und eine R1-, C1-C12-Alkyl- oder R7O-Gruppe ist, mit R7 gleich H, Methyl, Ethyl, Propyl, C9-C30 verzweigten oder unverzweigten einbindigen Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Aralkylgruppe oder (R8)3Si-Gruppe, mit R8 gleich C1-C30 verzweigte oder unverzweigte Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe, R3 eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische, aromatische oder gemischt aliphatische /aromatische zweibindige C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe und R4 gleich H, CN oder (C=O)-R9 ist, mit R9 gleich einer verzweigten oder unverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatischen /aromatischen einbindigen C1-C30 Kohlenwasserstoffgruppe, und Ruß, dadurch gekennzeichnet, dass die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung einen Eisengehalt von < 15 ppm aufweist.
  2. Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Gemisch von Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I enthält.
  3. Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch von Mercaptosilanen der allgemeinen Formel I
    Figure 00450001
    und/oder Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte der vorgenannten Verbindungen enthält.
  4. Verfahren zur Herstellung von Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens 20 Gew.-% Mercaptosilan der allgemeinen Formel I, bezogen auf die Mercaptosilan-Ruß-Abmischung, mit Ruß mischt, wobei der Ruß einen Eisengehalt von < 15 ppm hat.
  5. Verwendung der Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Kautschukmischungen.
  6. Kautschukmischung, dadurch gekennzeichnet, daß diese (A) einen Kautschuk oder eine Mischung von Kautschuken, (B) einen Füllstoff und (C) mindestens eine Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Anspruch 1 enthält.
  7. Verfahren zur Herstellung der Kautschukmischung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kautschuk oder die Mischung von Kautschuken, den Füllstoff, gegebenenfalls weitere Kautschukhilfsmittel, sowie mindestens ein Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Anspruch 1 mischt.
  8. Verwendung von Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Formkörpern.
  9. Verwendung von Mercaptosilan-Ruß-Abmischung gemäß Anspruch 1 in Luftreifen, Reifenlaufflächen, Kabelmänteln, Schläuchen, Treibriemen, Förderbändern, Walzenbelägen, Reifen, Schuhsohlen, Dichtungsringen und Dämpfungselementen.
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