JP2021533120A - チオエーテルシラン、それらの製造方法およびそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、式I (R1)x(R2)3−xSi−R3−S−C(CH2R4)y(R5)3−y(I)のチオエーテルシランに関し、式II (R1)x(R2)3−xSi−R3−SH (II)のシランを式III R4−HC=C(CH2R4)y−1(R5)3−y(III)のアルケンと反応させることにより製造される。該チオエーテルシランは、ゴム混合物の製造に使用することができる。
Description
本発明は、チオエーテルシラン、それらの製造方法ならびにそれらの使用に関する。
さらに、国際公開第2005/059022号(WO 2005059022 A1)および国際公開第2007/039416号(WO 2007039416 A1)からは、式
のシランおよびゴム混合物におけるそれらの使用が公知である。
Chem. Commun. 2011, 47, 11113-11115からは、式
のシランが、かつ独国特許出願公開第2340886号明細書(DE 2340886 A1)からは、式
のシランが、公知である。
公知のシランの欠点は、ゴム混合物における不足した摩耗抵抗および低い動剛性である。
本発明の課題は、ゴム混合物において従来技術から公知のシランに比べて、摩耗抵抗および動剛性における利点を有する、チオエーテルシランを提供することである。
本発明の対象は、式I
(R1)x(R2)3−xSi−R3−S−C(CH2R4)y(R5)3−y (I)
のチオエーテルシランであり、
式中、R1は、同じかまたは異なり、かつC1〜C10−アルコキシ基、好ましくはエトキシ、フェノキシ基、C4〜C10−シクロアルコキシ基またはアルキルポリエーテル基−O−(R6−O)r−R7であり、ここで、R6は、同じかまたは異なり、かつ分岐状または非分岐状、飽和または不飽和、脂肪族、芳香族または混合脂肪族/芳香族の2価C1〜C30−炭化水素基であり、rは、1〜30の整数であり、かつR7は、非置換または置換、分岐状または非分岐状の1価のアルキル、アルケニル、アリールまたはアラルキル基であり、
R2は、同じかまたは異なり、かつC6〜C20−アリール基、C1〜C10−アルキル基、C2〜C20−アルケニル基、C7〜C20−アラルキル基またはハロゲンであり、
R3は、分岐状または非分岐状、飽和または不飽和、脂肪族、芳香族または混合脂肪族/芳香族の2価C1〜C30−炭化水素基であり、
R4は、同じかまたは異なり、かつH、分岐状または非分岐状、飽和または不飽和の脂肪族C1〜C30−炭化水素基であり、
R5は、同じかまたは異なり、かつ非置換C6〜C20−アリール基、アルキル置換C6〜C20−アリール基または−C≡C−R8基、好ましくは非置換C6〜C20−アリール基、特に好ましくはフェニル基であり、ここで、R8は、H、非置換または置換、分岐状または非分岐状の1価のアルキル基であるか、またはC6〜C20−アリール基であり、
かつx=1、2または3、好ましくは3であり、y=1または2、好ましくは2である。
(R1)x(R2)3−xSi−R3−S−C(CH2R4)y(R5)3−y (I)
のチオエーテルシランであり、
式中、R1は、同じかまたは異なり、かつC1〜C10−アルコキシ基、好ましくはエトキシ、フェノキシ基、C4〜C10−シクロアルコキシ基またはアルキルポリエーテル基−O−(R6−O)r−R7であり、ここで、R6は、同じかまたは異なり、かつ分岐状または非分岐状、飽和または不飽和、脂肪族、芳香族または混合脂肪族/芳香族の2価C1〜C30−炭化水素基であり、rは、1〜30の整数であり、かつR7は、非置換または置換、分岐状または非分岐状の1価のアルキル、アルケニル、アリールまたはアラルキル基であり、
R2は、同じかまたは異なり、かつC6〜C20−アリール基、C1〜C10−アルキル基、C2〜C20−アルケニル基、C7〜C20−アラルキル基またはハロゲンであり、
R3は、分岐状または非分岐状、飽和または不飽和、脂肪族、芳香族または混合脂肪族/芳香族の2価C1〜C30−炭化水素基であり、
R4は、同じかまたは異なり、かつH、分岐状または非分岐状、飽和または不飽和の脂肪族C1〜C30−炭化水素基であり、
R5は、同じかまたは異なり、かつ非置換C6〜C20−アリール基、アルキル置換C6〜C20−アリール基または−C≡C−R8基、好ましくは非置換C6〜C20−アリール基、特に好ましくはフェニル基であり、ここで、R8は、H、非置換または置換、分岐状または非分岐状の1価のアルキル基であるか、またはC6〜C20−アリール基であり、
かつx=1、2または3、好ましくは3であり、y=1または2、好ましくは2である。
チオエーテルシランは、式Iのチオエーテルシランの混合物であってよい。
本発明による式Iのチオエーテルシランは、式Iのチオエーテルシランのアルコキシシラン官能基の加水分解および縮合により生じるオリゴマー、好ましくはダイマーを含有していてよい。
本発明による式Iのチオエーテルシランは、式Iのチオエーテルシランの製造の際の異なる位置選択性により生じる異性体を含有していてよい。
前記の式Iのチオエーテルシランは、担体、例えばワックス、ポリマーまたはカーボンブラック上に、適用されていてよい。前記の式Iのチオエーテルシランは、シリカ上に適用されていてよく、その際に、該結合は物理的にまたは化学的に行われていてよい。
R3は、好ましくは、−CH2−、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2−、−CH(CH3)−、−CH2CH(CH3)−、−CH(CH3)CH2−、−C(CH3)2−、−CH(C2H5)−、−CH2CH2CH(CH3)−、−CH(CH3)CH2CH2−、
−CH2CH(CH3)CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、
−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、
−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−
を意味していてよい。
R1は、好ましくはメトキシまたはエトキシ、特に好ましくはエトキシであってよい。
R4は、好ましくはH、メチルまたはエチル、特に好ましくはHであってよい。
R5は、好ましくはフェニル、ナフチルまたはトリル、特に好ましくはフェニルであってよい。
式Iのチオエーテルシランは、好ましくは、R1がエトキシであり、R4がHであり、かつR5がフェニルまたはトリルである化合物であってよい。
式Iのチオエーテルシランは、特に好ましくは、R1がエトキシであり、x=3、R3がCH2CH2CH2であり、R4がHであり、かつR5がフェニルである化合物であってよい。
−CH2CH(CH3)CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、
−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、
−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−
R1は、好ましくはメトキシまたはエトキシ、特に好ましくはエトキシであってよい。
R4は、好ましくはH、メチルまたはエチル、特に好ましくはHであってよい。
R5は、好ましくはフェニル、ナフチルまたはトリル、特に好ましくはフェニルであってよい。
式Iのチオエーテルシランは、好ましくは、R1がエトキシであり、R4がHであり、かつR5がフェニルまたはトリルである化合物であってよい。
式Iのチオエーテルシランは、特に好ましくは、R1がエトキシであり、x=3、R3がCH2CH2CH2であり、R4がHであり、かつR5がフェニルである化合物であってよい。
式Iのチオエーテルシランは、好ましくは次のものであってよい:
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph。
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(EtO)2Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(ナフチル)、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(ナフチル)2、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(トリル)、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(トリル)2、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(EtO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(EtO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡CH、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH2CH3、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−CH3、
(MeO)3Si−CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(MeO)3Si−CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph、
(MeO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2C≡C−Ph。
殊に好ましいのは、式
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)および(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2
の化合物である。
(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)2(フェニル)および(EtO)3Si−CH2CH2CH2−S−C(CH3)(フェニル)2
の化合物である。
本発明のさらなる対象は、本発明による式I
(R1)x(R2)3−xSi−R3−S−C(CH2R4)y(R5)3−y (I)
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、xおよびyは、上記の意味を有する]のチオエーテルシランの製造方法であって、式II
(R1)x(R2)3−xSi−R3−SH (II)
のシランを、式III
R4−HC=C(CH2R4)y−1(R5)3−y (III)
のアルケンと反応させることによって特徴付けられている。
式IIのシランは、好ましくは次のものであってよい:
(C2H5O)3Si−CH2−SH、
(C2H5O)3Si−CH2CH2−SH、
(C2H5O)3Si−CH2CH2CH2−SH、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(C2H5O)2Si−CH2−SH、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(C2H5O)2Si−CH2CH2−SH、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(C2H5O)2Si−CH2CH2CH2−SH、
(CH3O)3Si−CH2−SH、
(CH3O)3Si−CH2CH2−SHまたは
(CH3O)3Si−CH2CH2CH2−SH。
(R1)x(R2)3−xSi−R3−S−C(CH2R4)y(R5)3−y (I)
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、xおよびyは、上記の意味を有する]のチオエーテルシランの製造方法であって、式II
(R1)x(R2)3−xSi−R3−SH (II)
のシランを、式III
R4−HC=C(CH2R4)y−1(R5)3−y (III)
のアルケンと反応させることによって特徴付けられている。
式IIのシランは、好ましくは次のものであってよい:
(C2H5O)3Si−CH2−SH、
(C2H5O)3Si−CH2CH2−SH、
(C2H5O)3Si−CH2CH2CH2−SH、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(C2H5O)2Si−CH2−SH、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(C2H5O)2Si−CH2CH2−SH、
(H27C13−(O−C2H4)5−O)(C2H5O)2Si−CH2CH2CH2−SH、
(CH3O)3Si−CH2−SH、
(CH3O)3Si−CH2CH2−SHまたは
(CH3O)3Si−CH2CH2CH2−SH。
式IIIの化合物は、好ましくは次のものであってよい:
H2C=C(Me)(フェニル)、
H2C=C(Me)(ナフチル)、
H2C=C(Me)(トリル)、
H2C=C(フェニル)(フェニル)、
H2C=C(ナフチル)(ナフチル)、
H2C=C(トリル)(トリル)、
H2C=C(Me)C≡CH、
H2C=C(Me)C≡CCH3、
H2C=C(Me)C≡CCH2CH3または
H2C=C(Me)C≡C(フェニル)。
H2C=C(Me)(フェニル)、
H2C=C(Me)(ナフチル)、
H2C=C(Me)(トリル)、
H2C=C(フェニル)(フェニル)、
H2C=C(ナフチル)(ナフチル)、
H2C=C(トリル)(トリル)、
H2C=C(Me)C≡CH、
H2C=C(Me)C≡CCH3、
H2C=C(Me)C≡CCH2CH3または
H2C=C(Me)C≡C(フェニル)。
該反応は、空気の排除下で実施することができる。
該反応は、保護ガス雰囲気下で、例えばアルゴンまたは窒素下、好ましくは窒素下で、実施することができる。
本発明による方法は、標準圧力、高めた圧力または減圧で実施することができる。好ましくは、本発明による方法は、標準圧力で実施することができる。
高めた圧力は、1.1bar〜100bar、好ましくは1.1bar〜50bar、特に好ましくは1.1bar〜20barおよび極めて特に好ましくは1.1〜10barの圧力であってよい。
減圧は、1mbar〜1000mbar、好ましくは1mbar〜500mbar、特に好ましくは1mbar〜250mbar、極めて特に好ましくは1mbar〜100mbarの圧力であってよい。
本発明による方法は、20℃〜180℃、好ましくは60℃〜140℃、特に好ましくは70℃〜110℃で実施することができる。
該反応は、溶剤、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、アセトン、アセトニトリル、ジエチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ピリジンまたは 酢酸エチルエステル中で、実施することができる。
該反応は、好ましくは溶剤なしで実施することができる。
該反応は、好ましくは溶剤なしで実施することができる。
該反応は、触媒作用下で実施することができる。触媒として、BF3、SO3、SnCl4、TiCl4、SiCl4、ZnCl2、FeCl3またはAlCl3を使用することができる。
好ましくは、FeCl3、AlCl3またはZnCl2を使用することができる。
特に好ましくは、AlCl3を使用することができる。
好ましくは、FeCl3、AlCl3またはZnCl2を使用することができる。
特に好ましくは、AlCl3を使用することができる。
前記の反応相手を、全て一緒に装入してよく、または相互に計量供給してよい。好ましくは、式IIIの化合物を式IIのシランに添加してよい。
本発明による方法の場合に、副生物、例えば、式Iのチオエーテルシランのダイマー、式IIIのアルケンのダイマーおよびチオエーテルの形成を伴う式IIのシランとR1置換基との反応生成物が生じうる。
前記の式Iのチオエーテルシランは、無機材料、例えばガラスビーズ、ガラス破片、ガラス表面、ガラス繊維、または酸化物充填剤、好ましくはシリカ、例えば沈降シリカおよびヒュームドシリカと、
有機ポリマー、例えば熱硬化性プラスチック、熱可塑性プラスチックまたはエラストマーとの間の接着促進剤として、もしくは架橋剤および酸化物表面用の表面変性剤として、使用することができる。
有機ポリマー、例えば熱硬化性プラスチック、熱可塑性プラスチックまたはエラストマーとの間の接着促進剤として、もしくは架橋剤および酸化物表面用の表面変性剤として、使用することができる。
前記の式Iのチオエーテルシランは、充填剤入りのゴム混合物、例えばタイヤトレッド、工業用ゴム製品または靴底における、カップリング試薬として使用することができる。
本発明のさらなる対象は、ゴム混合物であって、このゴム混合物が、少なくとも1種のゴムと、少なくとも1種の、本発明による式Iのチオエーテルシランとを含有することによって特徴付けられている。
本発明によるゴム混合物は、メルカプトシランを含有していてよい。該メルカプトシランは、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、例えば、Evonik Resource Efficiency GmbH社のVP Si 263、ブロックトメルカプトシラン、好ましくは3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、例えば、Momentive Performance Materials Inc.社のNXT(商標)、またはエステル交換されたメルカプトプロピルトリエトキシシラン、好ましくは4−((3,6,9,12,15−ペンタオキサオクタコシル)オキシ)−4−エトキシ−5,8,11,14,17,20−ヘキサオキサ−4−シラトリトリアコンタン−1−チオール、例えば、Evonik Resource Efficiency GmbH社のSi 363(商標)、であってよい。
該ゴム混合物は、少なくとも1種の充填剤を含有していてよい。
充填剤として、本発明によるゴム混合物に、次の充填剤を使用することができる:
− カーボンブラック:この際に使用されうるカーボンブラックは、ランプブラック、ファーネスブラック、ガスブラックまたはサーマルブラック法によって製造することができる。該カーボンブラックは、20〜200m2/gのBET表面積を有していてよい。該カーボンブラックは、任意に、例えばSiで、ドープされていてもよい。
− 非晶質シリカ、好ましくは沈降シリカまたはヒュームドシリカ。該非晶質シリカは、5〜1000m2/g、好ましくは20〜400m2/gの比表面積(BET表面積)および10〜400nmの一次粒子サイズを有していてよい。該シリカは、任意に、他の金属酸化物、例えばAl、Mg、Ca、Ba、Znおよびチタンの酸化物との混合酸化物として存在していてもよい。
− 合成シリケート、例えばケイ酸アルミニウムまたはアルカリ土類金属シリケート、例えばケイ酸マグネシウムまたはケイ酸カルシウム。該合成シリケートは、20〜400m2/gのBET表面積および10〜400nmの一次粒子直径を有する。
− 合成または天然の酸化および水酸化アルミニウム。
− 天然シリケート、例えばカオリンおよび天然に存在する他のシリカ。
− ガラス繊維およびガラス繊維製品(マット、ストランド)またはマイクロガラスビーズ。
− カーボンブラック:この際に使用されうるカーボンブラックは、ランプブラック、ファーネスブラック、ガスブラックまたはサーマルブラック法によって製造することができる。該カーボンブラックは、20〜200m2/gのBET表面積を有していてよい。該カーボンブラックは、任意に、例えばSiで、ドープされていてもよい。
− 非晶質シリカ、好ましくは沈降シリカまたはヒュームドシリカ。該非晶質シリカは、5〜1000m2/g、好ましくは20〜400m2/gの比表面積(BET表面積)および10〜400nmの一次粒子サイズを有していてよい。該シリカは、任意に、他の金属酸化物、例えばAl、Mg、Ca、Ba、Znおよびチタンの酸化物との混合酸化物として存在していてもよい。
− 合成シリケート、例えばケイ酸アルミニウムまたはアルカリ土類金属シリケート、例えばケイ酸マグネシウムまたはケイ酸カルシウム。該合成シリケートは、20〜400m2/gのBET表面積および10〜400nmの一次粒子直径を有する。
− 合成または天然の酸化および水酸化アルミニウム。
− 天然シリケート、例えばカオリンおよび天然に存在する他のシリカ。
− ガラス繊維およびガラス繊維製品(マット、ストランド)またはマイクロガラスビーズ。
好ましくは、非晶質シリカ、特に好ましくは沈降シリカまたはシリケート、殊に好ましくは20〜400m2/gのBET表面積を有する沈降シリカを、それぞれゴム100部を基準として、5〜180質量部の量で使用することができる。
上記の充填剤は、単独でまたは混合物で使用することができる。本方法の特に好ましい実施態様において、ゴム100質量部を基準としてそれぞれ、10〜180質量部の充填剤、好ましくは沈降シリカ、任意に0〜100質量部のカーボンブラックと一緒に、ならびに0.1〜20質量部の一般式Iのチオエーテルシランを、該混合物の製造のために使用することができる。
本発明によるゴム混合物の製造のためには、天然ゴムに加え、合成ゴムも適している。好ましい合成ゴムは、例えば、W. Hofmann, Kautschuktechnologie, Genter Verlag, Stuttgart 1980に記載されている。これらは、とりわけ、
− ポリブタジエン(BR)、
− ポリイソプレン(IR)、
− スチレン/ブタジエンコポリマー、例えば乳化重合SBR(E−SBR)または溶液重合SBR(S−SBR)、好ましくは、全ポリマーを基準として、1〜60質量%、特に好ましくは2〜50質量%のスチレン含有率を有する、
− クロロプレン(CR)、
− イソブチレン/イソプレンコポリマー(IIR)、
− ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー(NBR)、好ましくは、全ポリマーを基準として、5〜60質量%、好ましくは10〜50質量%のアクリロニトリル含有率を有する、
− 部分水素化または完全水素化NBRゴム(HNBR)、
− エチレン/プロピレン/ジエンコポリマー(EPDM)または
− 付加的に官能基、例えばカルボキシ、シラノールまたはエポキシ基を有する上記のゴム、例えばエポキシ化NR、カルボキシ官能基付与NBRまたはシラノール(−SiOH)もしくはシロキシ官能基付与(−Si−OR)、アミノ、エポキシ、メルカプト、ヒドロキシ官能基付与SBR、
ならびにこれらのゴムの混合物を含む。乗用車タイヤトレッドの製造には、殊に、−50℃を上回るガラス転移温度を有するアニオン重合S−SBRゴム(溶液重合SBR)ならびにそれらとジエンゴムとの混合物が興味深い。
− ポリブタジエン(BR)、
− ポリイソプレン(IR)、
− スチレン/ブタジエンコポリマー、例えば乳化重合SBR(E−SBR)または溶液重合SBR(S−SBR)、好ましくは、全ポリマーを基準として、1〜60質量%、特に好ましくは2〜50質量%のスチレン含有率を有する、
− クロロプレン(CR)、
− イソブチレン/イソプレンコポリマー(IIR)、
− ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー(NBR)、好ましくは、全ポリマーを基準として、5〜60質量%、好ましくは10〜50質量%のアクリロニトリル含有率を有する、
− 部分水素化または完全水素化NBRゴム(HNBR)、
− エチレン/プロピレン/ジエンコポリマー(EPDM)または
− 付加的に官能基、例えばカルボキシ、シラノールまたはエポキシ基を有する上記のゴム、例えばエポキシ化NR、カルボキシ官能基付与NBRまたはシラノール(−SiOH)もしくはシロキシ官能基付与(−Si−OR)、アミノ、エポキシ、メルカプト、ヒドロキシ官能基付与SBR、
ならびにこれらのゴムの混合物を含む。乗用車タイヤトレッドの製造には、殊に、−50℃を上回るガラス転移温度を有するアニオン重合S−SBRゴム(溶液重合SBR)ならびにそれらとジエンゴムとの混合物が興味深い。
特に好ましくは、ゴムとして、NRまたは官能基付与されたまたは官能基付与されていないS−SBR/BRを使用することができる。
本発明によるゴム混合物は、さらなるゴム助剤、例えば反応促進剤、老化防止剤、熱安定剤、光安定剤、オゾン劣化防止剤、加工助剤、可塑剤、樹脂、粘着付与剤、発泡剤、染料、顔料、ワックス、エクステンダー、有機酸、加硫遅延剤、金属酸化物ならびに活性剤、例えばジフェニルグアニジン、トリエタノールアミン、ポリエチレングリコール、アルコキシを末端基とするポリエチレングリコール:アルキル−O−(CH2−CH2−O)yI−H(ここで、yI=2〜25、好ましくはyI=2〜15、特に好ましくはyI=3〜10、極めて特に好ましくはyI=3〜6)、またはヘキサントリオールを含有していてよく、これらはゴム工業において公知である。
該ゴム助剤は、とりわけその使用目的に従う公知の量で使用することができる。通常の量は、例えば、ゴムを基準として、0.1〜50質量%の量であってよい。架橋剤として、過酸化物、硫黄または硫黄供与性物質を使用することができる。本発明によるゴム混合物は、さらにまた加硫促進剤を含有していてよい。適した加硫促進剤の例は、メルカプトベンゾチアゾール、スルフェンアミド、チウラム、ジチオカルバメート、チオ尿素およびチオカーボネートであってよい。該加硫促進剤および硫黄は、ゴム100質量部を基準として、0.1〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%の量で、使用することができる。
本発明によるゴム混合物の加硫は、100〜200℃、好ましくは120〜180℃の温度で、任意に10〜200barの圧力下で、行うことができる。該ゴムと、該充填剤、任意にゴム助剤および該チオエーテルシランとの配合は、公知の混合ユニット、例えばロール、インターナルミキサーおよび混合押出機中で、実施することができる。
本発明によるゴム混合物は、成形体を製造するため、例えばタイヤ、殊に空気入りタイヤまたはタイヤトレッド、ケーブル外装、ホース、駆動ベルト、コンベヤーベルト、ロールカバー、靴底、ガスケットリングおよび緩衝要素の製造に、使用することができる。
本発明による式Iのチオエーテルシランの利点は、ゴム混合物における改善された摩耗抵抗、ならびに高められた動剛性である。
純度測定を、ガスクロマトグラフィーまたはNMRによって行った。
ガスクロマトグラフィー:温度プログラム:70℃−5min−20℃/min−260℃−15min;カラム:Agilent HP5、長さ:30m−直径:230μm−膜厚:0.25μm;検出器:TCD。NMRスペクトルを、BRUKER社の400MHz NMR機器で記録した。該スペクトルをそれぞれ、1H、13Cおよび29Siスペクトルについて0.00ppmでのテトラメチルシランの信号に校正した。純度測定の際に、テトラメチルベンゼンまたはジメチルスルホンを内標準として使用した。
ガスクロマトグラフィー:温度プログラム:70℃−5min−20℃/min−260℃−15min;カラム:Agilent HP5、長さ:30m−直径:230μm−膜厚:0.25μm;検出器:TCD。NMRスペクトルを、BRUKER社の400MHz NMR機器で記録した。該スペクトルをそれぞれ、1H、13Cおよび29Siスペクトルについて0.00ppmでのテトラメチルシランの信号に校正した。純度測定の際に、テトラメチルベンゼンまたはジメチルスルホンを内標準として使用した。
比較例1:(3−(tert−ブチルチオ)プロピル)トリエトキシシラン
tert−ブチルチオール(119g;1.10当量)を装入し、ナトリウムエタノラート(w=21%;408g;1.05当量)を滴加した。混合物を60℃で約1h撹拌した。続いて、CPTEO(289g;1.00当量)を60℃で滴加した。ついで、反応混合物を5h還流し、続いて過剰の低沸成分ならびに溶剤を標準圧力で蒸留により除去した。蒸留した懸濁液をろ過し、粗生成物(ろ液)を、真空蒸留により塔頂を経て蒸留した(0.6mbarで沸点90〜95℃)。(3−(tert−ブチルチオ)プロピル)トリエトキシシラン(収率72%、純度:99.6A%、GCにより算出)が、澄明な無色油状物として得ることができた。
tert−ブチルチオール(119g;1.10当量)を装入し、ナトリウムエタノラート(w=21%;408g;1.05当量)を滴加した。混合物を60℃で約1h撹拌した。続いて、CPTEO(289g;1.00当量)を60℃で滴加した。ついで、反応混合物を5h還流し、続いて過剰の低沸成分ならびに溶剤を標準圧力で蒸留により除去した。蒸留した懸濁液をろ過し、粗生成物(ろ液)を、真空蒸留により塔頂を経て蒸留した(0.6mbarで沸点90〜95℃)。(3−(tert−ブチルチオ)プロピル)トリエトキシシラン(収率72%、純度:99.6A%、GCにより算出)が、澄明な無色油状物として得ることができた。
比較例2:トリエトキシ(3−((1−フェニルエチル)チオ)プロピル)シラン
保護ガス雰囲気下で、エタノール(260g;11.9当量)および単体ナトリウム(11.5g;1.00当量)から、エタノール性ナトリウムエタノラート溶液を製造した。続いて、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランを滴加した。添加が行われた後に、30min後撹拌した。反応溶液を、油浴によって60℃に加熱し、1−ブロモエチルベンゼンを20min以内に滴加した。反応混合物を60℃で11h後撹拌した。反応が終了した後に、懸濁液をろ別し、蒸留により低沸成分を除去した。トリエトキシ(3−((1−フェニルエチル)チオ)プロピル)シラン(収率93%、純度:>95%(NMR))が、澄明な黄色油状物として得られた。
保護ガス雰囲気下で、エタノール(260g;11.9当量)および単体ナトリウム(11.5g;1.00当量)から、エタノール性ナトリウムエタノラート溶液を製造した。続いて、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランを滴加した。添加が行われた後に、30min後撹拌した。反応溶液を、油浴によって60℃に加熱し、1−ブロモエチルベンゼンを20min以内に滴加した。反応混合物を60℃で11h後撹拌した。反応が終了した後に、懸濁液をろ別し、蒸留により低沸成分を除去した。トリエトキシ(3−((1−フェニルエチル)チオ)プロピル)シラン(収率93%、純度:>95%(NMR))が、澄明な黄色油状物として得られた。
例1:(3−((1,1−ジフェニルエチル)チオ)プロピル)トリエトキシシラン
3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(327g;1.0当量)、1,1−ジフェニルエチレン(247g;1.0当量)および塩化アルミニウム(10.1g;2.0質量%)を室温で装入し、撹拌し、かつ油浴によって80℃に加熱した。この温度で、33時間後撹拌し、続いて室温に冷却した。最後に、低沸成分を蒸留によって分離除去した。
(3−((1,1−ジフェニルエチル)チオ)プロピル)トリエトキシシラン(収率:63%、純度:61.8質量%(内標準としてのジメチルスルホンを用いる13C−および29Si−NMRの組み合わせから))が、淡黄色液体として得られた。
副成分は、
1,3−ビス(3−((1,1−ジフェニルエチル)チオ)プロピル)−1,1,3,3−テトラエトキシジシロキサン(28.2質量%)、
トリエトキシ(3−(エチルチオ)プロピル)シラン(4.6質量%)、
3−(トリエトキシシリル)プロパンチオール(0.3質量%)、
ジフェニルエチレン(5.1質量%)
であった。
3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(327g;1.0当量)、1,1−ジフェニルエチレン(247g;1.0当量)および塩化アルミニウム(10.1g;2.0質量%)を室温で装入し、撹拌し、かつ油浴によって80℃に加熱した。この温度で、33時間後撹拌し、続いて室温に冷却した。最後に、低沸成分を蒸留によって分離除去した。
(3−((1,1−ジフェニルエチル)チオ)プロピル)トリエトキシシラン(収率:63%、純度:61.8質量%(内標準としてのジメチルスルホンを用いる13C−および29Si−NMRの組み合わせから))が、淡黄色液体として得られた。
副成分は、
1,3−ビス(3−((1,1−ジフェニルエチル)チオ)プロピル)−1,1,3,3−テトラエトキシジシロキサン(28.2質量%)、
トリエトキシ(3−(エチルチオ)プロピル)シラン(4.6質量%)、
3−(トリエトキシシリル)プロパンチオール(0.3質量%)、
ジフェニルエチレン(5.1質量%)
であった。
例2:トリエトキシ(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)シラン
3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(403g;1.0当量)、α−メチルスチレン(200g;1.0当量)および塩化アルミニウム(8.12g;2.0mol%)を室温で装入し、撹拌し、かつ油浴によって100℃に加熱した。この温度で、16時間撹拌し、続いて室温へと冷却した。ついで、ろ過し、低沸成分を蒸留によって分離除去した。
トリエトキシ(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)シラン(収率:99%、純度:80.1質量%(内標準としてのジメチルスルホンを用いた13C−および29Si−NMRの組み合わせから))が、無色液体として得られた。
副成分は、
1,1,3,3−テトラエトキシ−1,3−ビス(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)ジシロキサン(11.6質量%)、
トリエトキシ(3−(エチルチオ)プロピル)シラン(5.1質量%)、
3−(トリエトキシシリル)プロパンチオール(0.9質量%)、
α−メチルスチレン(0.7質量%)、
α−メチルスチレンダイマー(1.6質量%)
であった。
3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(403g;1.0当量)、α−メチルスチレン(200g;1.0当量)および塩化アルミニウム(8.12g;2.0mol%)を室温で装入し、撹拌し、かつ油浴によって100℃に加熱した。この温度で、16時間撹拌し、続いて室温へと冷却した。ついで、ろ過し、低沸成分を蒸留によって分離除去した。
トリエトキシ(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)シラン(収率:99%、純度:80.1質量%(内標準としてのジメチルスルホンを用いた13C−および29Si−NMRの組み合わせから))が、無色液体として得られた。
副成分は、
1,1,3,3−テトラエトキシ−1,3−ビス(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)ジシロキサン(11.6質量%)、
トリエトキシ(3−(エチルチオ)プロピル)シラン(5.1質量%)、
3−(トリエトキシシリル)プロパンチオール(0.9質量%)、
α−メチルスチレン(0.7質量%)、
α−メチルスチレンダイマー(1.6質量%)
であった。
例3:7,7−ジエトキシ−2−メチル−2−フェニル−8,11,14,17,20,23−ヘキサオキサ−3−チア−7−シラヘキサトリアコンタン
トリエトキシ(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)シラン(例2から、106.2g;1.0当量)、3,6,9,12,15−ペンタオキサオクタコサン−1−オール(125.3g;1.0当量)およびチタンテトラブトキシド(53μL;0.05質量%/トリエトキシ(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)シラン)を添加した。140℃に加熱し、生じたエタノールを留去し、1h後に400〜600mbarの圧力が生じた。1h後に、該圧力は16〜200mbarに減少し、かつ4h撹拌した。続いて、該反応混合物を室温へと冷却し、反応生成物をろ過した。7,7−ジエトキシ−2−メチル−2−フェニル−8,11,14,17,20,23−ヘキサオキサ−3−チア−7−シラヘキサトリアコンタン(収率:99%、エステル交換度33%ポリエーテルアルコール/Si)が、粘稠な液体として得られた。
該純度測定および該エステル交換度の分析を、13C−NMRによって行う。そこでは、61.9〜62.1ppmの結合された変型と比べて61.8ppmのCH2基(OH基の隣)のシフトが特徴的であり、かつケイ素原子上の残りのエトキシ基に対する比較は58.0〜58.5ppmで行うことができる。
トリエトキシ(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)シラン(例2から、106.2g;1.0当量)、3,6,9,12,15−ペンタオキサオクタコサン−1−オール(125.3g;1.0当量)およびチタンテトラブトキシド(53μL;0.05質量%/トリエトキシ(3−((2−フェニルプロパン−2−イル)チオ)プロピル)シラン)を添加した。140℃に加熱し、生じたエタノールを留去し、1h後に400〜600mbarの圧力が生じた。1h後に、該圧力は16〜200mbarに減少し、かつ4h撹拌した。続いて、該反応混合物を室温へと冷却し、反応生成物をろ過した。7,7−ジエトキシ−2−メチル−2−フェニル−8,11,14,17,20,23−ヘキサオキサ−3−チア−7−シラヘキサトリアコンタン(収率:99%、エステル交換度33%ポリエーテルアルコール/Si)が、粘稠な液体として得られた。
該純度測定および該エステル交換度の分析を、13C−NMRによって行う。そこでは、61.9〜62.1ppmの結合された変型と比べて61.8ppmのCH2基(OH基の隣)のシフトが特徴的であり、かつケイ素原子上の残りのエトキシ基に対する比較は58.0〜58.5ppmで行うことができる。
例4〜6:ゴム特性試験
使用される材料は、第1表に列記されている。該混合物およびそれらの加硫物のために使用される測定方法は、第2表に従って行った。該ゴム混合物を、Harburg Freudenberger Maschinenbau GmbH社のGK 1.5 E インターナルミキサーを用いて製造した。
使用される材料は、第1表に列記されている。該混合物およびそれらの加硫物のために使用される測定方法は、第2表に従って行った。該ゴム混合物を、Harburg Freudenberger Maschinenbau GmbH社のGK 1.5 E インターナルミキサーを用いて製造した。
例4:比較例1および2ならびに例1〜3のシランを有する溶液重合スチレン−ブタジエンゴム/ブタジエンゴム混合物(S−SBR/BR)
その混合物配合表は、第3表に列記されている。
その混合物配合表は、第3表に列記されている。
その混合物製造は、第4表に記載されている。
ここで挙げたゴム混合物およびそれらの加硫物についての物理試験の結果は、第5表に列記されている。該加硫物を、第3段階の未加硫混合物から、130bar下で165℃で14min加熱することにより製造した。
第5表から分かるように、本発明によるシランを有する混合物3〜6は、比較混合物1および2に比べて、RPA Strain Sweepにおけるより低いモジュラス差を示し、このことは、低下された充填剤網目構造を示唆する。さらに、これらの混合物の加硫物は、DIN試験における有意に低下された摩耗を示す。
例5:比較例1および2ならびに例2のシランを有する官能基付与溶液重合スチレン−ブタジエンゴム/ブタジエンゴム混合物(f−S−SBR/BR)
その混合物配合表は、第6表に列記されている。
その混合物配合表は、第6表に列記されている。
ここで挙げたゴム混合物もしくはそれらの加硫物についての物理試験の結果は、第9表に列記されている。該加硫物を、第3段階の未加硫混合物から、130bar下で165℃で17min加熱することにより製造した。
第9表から分かるように、本発明によるシランを有する混合物9もしくは12の加硫物は、比較混合物7および8もしくは10および11に比べて、より高い動剛性と同時にDINによる摩耗抵抗における改善を示す。
例6:比較例1および2ならびに例1および2のシランを有する天然ゴム混合物(NR)
その混合物配合表は、第10表に列記されている。
その混合物配合表は、第10表に列記されている。
その混合物製造は、第11表に記載されている。
ここで挙げたゴム混合物もしくはそれらの加硫物についての物理試験の結果は、第12表に列記されている。該加硫物を、その未加硫混合物から、130bar下で150℃で17min加熱することにより製造した。
第12表からは、本発明によるシランを有する混合物15〜17の加硫物が、改善された引張強さ、改善されたモジュラス300%、ならびに補強係数(M300%/M100%)を有することが分かる。さらに、該混合物は、より高い動剛性と同時にDINによる摩耗抵抗における利点を示す。
Claims (10)
- 式I
(R1)x(R2)3−xSi−R3−S−C(CH2R4)y(R5)3−y (I)
[式中、R1は、同じかまたは異なり、かつC1〜C10−アルコキシ基、フェノキシ基、C4〜C10−シクロアルコキシ基またはアルキルポリエーテル基−O−(R6−O)r−R7であり、ここで、R6は、同じかまたは異なり、かつ分岐状または非分岐状、飽和または不飽和、脂肪族、芳香族または混合脂肪族/芳香族の2価C1〜C30−炭化水素基であり、rは、1〜30の整数であり、かつR7は、非置換または置換、分岐状または非分岐状の1価のアルキル、アルケニル、アリールまたはアラルキル基であり、
R2は、同じかまたは異なり、かつC6〜C20−アリール基、C1〜C10−アルキル基、C2〜C20−アルケニル基、C7〜C20−アラルキル基またはハロゲンであり、
R3は、分岐状または非分岐状、飽和または不飽和、脂肪族、芳香族または混合脂肪族/芳香族の2価C1〜C30−炭化水素基であり、
R4は、同じかまたは異なり、かつH、分岐状または非分岐状、飽和または不飽和の、脂肪族C1〜C30−炭化水素基であり、
R5は、同じかまたは異なり、かつ非置換C6〜C20−アリール基、アルキル置換C6〜C20−アリール基または−C≡C−R8−基であり、ここで、R8は、H、非置換または置換、分岐状または非分岐状の1価のアルキル基またはC6〜C20−アリール基であり、かつx=1、2または3であり、y=1または2である]のチオエーテルシラン。 - R5が、同じかまたは異なり、かつ非置換C6〜C20−アリール基またはアルキル置換C6〜C20−アリール基であることを特徴とする、請求項1に記載のチオエーテルシラン。
- R5がフェニルであることを特徴とする、請求項2に記載のチオエーテルシラン。
- y=2であることを特徴とする、請求項3に記載のチオエーテルシラン。
- 請求項1に記載のシランの製造方法であって、
式II
(R1)x(R2)3−xSi−R3−SH (II)
のシランを、式III
R4−HC=C(CH2R4)y−1(R5)3−y (III)
のアルケンと反応させることを特徴とし、ここで、R1、R2、R3、R4、R5、xおよびyは、請求項1と同じ意味を有する、前記方法。 - AlCl3を触媒として使用することを特徴とする、請求項5に記載のシランの製造方法。
- R4がHであり、かつR5がフェニルであることを特徴とする、請求項5または6に記載のシランの製造方法。
- 少なくとも1種のゴムと、請求項1に記載の少なくとも1種のチオエーテルシランとを含有することを特徴とする、ゴム混合物。
- メルカプトシランを含有することを特徴とする、請求項8に記載のゴム混合物。
- 空気入りタイヤ、タイヤトレッド、ケーブル外装、ホース、駆動ベルト、コンベヤーベルト、ロールカバー、タイヤ、靴底、ガスケットリングおよび緩衝要素における、請求項8に記載のゴム混合物の使用。
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