JP5424525B2 - ゴム混合物 - Google Patents
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Description
(Q−)kG−Si(−O−CX1X2−CX1X3−)3N (I)
[式中、Qは同じか又は異なり、かつ互いに独立して−ハロゲン、好ましくは塩素、臭素又はヨウ素、−SCN又は−SHであり、
kは1〜5に等しく、好ましくは1及び2であり、
Gは、非分枝鎖状、環状又は分枝鎖状の、置換又は非置換の、飽和又は不飽和の二価、三価、四価又は五価の(C1〜C24)−炭化水素鎖、好ましくは(C2〜C24)−炭化水素鎖、特に好ましくは(C3〜C20)−炭化水素鎖、極めて特に好ましくは(C4〜C18)−炭化水素鎖、殊に好ましくは(C5〜C18)−炭化水素鎖であり、場合により、前記の炭化水素鎖はアルキル芳香族(アラルキル)又は芳香族も有していてよく、又はそれらで置換されていてよく、好ましくは前記の置換された炭化水素鎖はハロゲン、例えばCl又はBr、−COOR又はHS−で置換されていてよく、
X1、X2及びX3は、その都度互いに独立して水素(−H)、直鎖状で非置換の又は分枝鎖状で非置換の(C1〜C16)−アルキル−、好ましくは直鎖状で非置換の又は分枝鎖状で非置換の(C1〜C8)−アルキル−、特に好ましくはメチル又はエチル、又はアリール基、好ましくはフェニルを表す]で示される少なくとも1つの有機ケイ素化合物とを含有することにより特徴付けられている。
Cl−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Cl−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Br−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Br−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Br−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Br−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Br−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Br−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Br−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Br−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
I−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
I−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
I−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
I−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
I−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
I−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
I−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
I−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
NCS−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
NCS−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
HS−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
HS−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
HS−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
HS−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
HS−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
HS−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
HS−CH2−CH2−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N又は、
HS−CH2−CH(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N。
Cl−CH2−CH(Cl)−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH(Cl)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Cl−CH2−C(Cl)(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH(Cl)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Cl−CH2−CH(Cl)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Cl−CH2−C(Cl)(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Br−CH2−CH(Br)−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Br−CH2−CH(Br)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Br−CH2−C(Br)(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
Br−CH2−CH(Br)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Br−CH2−CH(Br)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
Br−CH2−C(Br)(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
I−CH2−CH(I)−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
I−CH2−CH(I)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
I−CH2−C(I)(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
I−CH2−CH(I)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
I−CH2−CH(I)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
I−CH2−C(I)(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH(SCN)−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH(SCN)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
NCS−CH2−C(SCN)(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH(SCN)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
NCS−CH2−CH(SCN)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
NCS−CH2−C(SCN)(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
HS−CH2−CH(SH)−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
HS−CH2−CH(SH)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
HS−CH2−C(SH)(CH3)−CH2−Si(−O−CH2−CH2−)3N、
HS−CH2−CH(SH)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N、
HS−CH2−CH(SH)−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N又は
HS−CH2−C(SH)(CH3)−CH2−Si(−O−CH(CH3)−CH2−)3N。
(Q−)kG−Si(−O−Alk)3 (II)
[式中、G、Q及びkは前記の意味を有し、かつAlkは互いに独立して(C1〜C24)−アルキル、好ましくはメチル、エチル又はプロピルである]で示される少なくとも1つの化合物を、
一般式III
(HO−CX1X2−CX1X3−)3N (III)
[式中、X1、X2、及びX3は前記の意味を有する]で示される化合物と、
Alk−OHの脱離下に反応させ、Alk−OHを反応混合物から分離することによって製造されることができる。
第3主族のハロゲン化物、アミド又はアルコラート(M3+=B、Al、Ga、In、Tl:M3+(OMe)3、M3+(OEt)3、M3+(OC3H7)3、M3+(OC4H9)3)、
ランタニド−族(希土類、元素の周期表中の原子番号58〜71)の化合物上に多重結合された配位子を有するハロゲン化物、酸化物、硫化物、イミド、アルコラート、アミド、チオラート及び前記の置換基クラスの組合せ、
第3副族の化合物上に多重結合された配位子を有するハロゲン化物、酸化物、硫化物、イミド、アルコラート、アミド、チオラート及び前記の置換基クラスの組合せ(M3+=Sc、Y、La:M3+(OMe)3、M3+(OEt)3、M3+(OC3H7)3、M3+(OC4H9)3、cpM3+(Cl)2、cp cpM3+(OMe)2、cpM3+(OEt)2、cpM3+(NMe2)2、ここでcp=シクロペンタジエニル)、
第4主族のハロゲン化物、硫化物、アミド、チオラート又はアルコラート(M4+=Si、Ge、Sn、Pb:M4+(OMe)4、M4+(OEt)4、M4+(OC3H7)4、M4+(OC4H9)4;M2+=Sn、Pb:M2+(OMe)2、M2+(OEt)2、M2+(OC3H7)2、M2+(OC4H9)2)、スズジラウレート、スズジアセテート、Sn(OBu)2、
第4副族の化合物上に多重結合された配位子を有するハロゲン化物、酸化物、硫化物、イミド、アルコラート、アミド、チオラート及び前記の置換基クラスの組合せ(M4+=Ti、Zr、Hf:M4+(F)4、M4+(Cl)4、M4+(Br)4、M4+(I)4、M4+(OMe)4、M4+(OEt)4、M4+(OC3H7)4、M4+(OC4H9)4、cp2Ti(Cl)2、cp2Zr(Cl)2、cp2Hf(Cl)2、cp2Ti(OMe)2、cp2Zr(OMe)2,cp2Hf(OMe)2、cpTi(Cl)3、cpZr(Cl)3、cpHf(Cl)3、cpTi(OMe)3、cpZr(OMe)3、cpHf(OMe)3、M4+(NMe2)4、M4+(NEt2)4、M4+(NHC4H9)4)、
第5副族の化合物上に多重結合された配位子を有するハロゲン化物、酸化物、硫化物、イミド、アルコラート、アミド、チオラート及び前記の置換基クラスの組合せ(M5+、M4+又はM3+=V、Nb、Ta:M5+(OMe)5、M5+(OEt)5、M5+(OC3H7)5、M5+(OC4H9)5、M3+O(OMe)3、M3+O(OEt)3、M3+O(OC3H7)3、M3+O(OC4H9)3、cpV(OMe)4、cpNb(OMe)3、cpTa(OMe)3、cpV(OMe)2、cpNb(OMe)3、cpTa(OMe)3)、
第6副族の化合物上に多重結合された配位子を有するハロゲン化物、酸化物、硫化物、イミド、アルコラート、アミド、チオラート及び前記の置換基クラスの組合せ(M6+、M5+又はM4+=Cr、Mo、W:M6+(OMe)6、M6+(OEt)6、M6+(OC3H7)6、M6+(OC4H9)6、M6+O(OMe)4、M6+O(OEt)4、M6+O(OC3H7)4、M6+O(OC4H9)4、M6+O2(OMe)2、M6+O2(OEt)2、M6+O2(OC3H7)2、M6+O2(OC4H9)2、M6+O2(OSiMe3)2)又は
第7副族の化合物上に多重結合された配位子を有するハロゲン化物、酸化物、硫化物、イミド、アルコラート、アミド、チオラート及び前記の置換基クラスの組合せ(M7+、M6+、M5+又はM4+=Mn,Re:M7+O(OMe)5、M7+O(OEt)5、M7+O(OC3H7)5、M7+O(OC4H9)5、M7+O2(OMe)3、M7+O2(OEt)3、M7+O2(OC3H7)3、M7+O2(OC4H9)3、M7+O2(OSiMe3)3、M7+O3(OSiMe3)、M7+O3(CH3))が使用されることができる。
・ カーボンブラック:この際に使用すべきカーボンブラックは、ランプブラック法、ファーネス法、ガスブラック法又はサーマルブラック法により製造されることができる。前記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。前記カーボンブラックは場合により例えばSiでドープされていてもよい。
・ 例えばケイ酸塩の溶液からの沈殿(沈降ケイ酸)又はハロゲン化ケイ素の火炎加水分解(熱分解法ケイ酸)により製造される、無定形ケイ酸。前記無定形ケイ酸は、5〜1000m2/g、好ましくは20〜400m2/gの比表面積(BET表面積)及び10〜400nmの一次粒度を有していてよい。前記ケイ酸は、場合により他の金属酸化物、例えば酸化Al、酸化Mg、酸化Ca、酸化Ba、酸化Zn及び酸化チタンとの混合酸化物としても存在していてよい。
・ 合成ケイ酸塩、例えばケイ酸アルミニウム又はアルカリ土類金属ケイ酸塩、例えばケイ酸マグネシウム又はケイ酸カルシウム。20〜400m2/gのBET表面積及び10〜400nmの一次粒径を有する前記合成ケイ酸塩。
・ 合成又は天然の酸化アルミニウム類及び水酸化アルミニウム類。
・ 天然ケイ酸塩、例えばカオリン及び他の天然に由来するケイ酸類。
・ ガラス繊維及びガラス繊維製品(マット、ストランド)又はマイクロガラスビーズ。
・ 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、例えば全ポリマーに対して、好ましくは1〜60質量%、特に好ましくは2〜50質量%のスチレン含量を有する、エマルジョン−SBR(E−SBR)又は溶液−SBR(L−SBR)、
・ クロロプレン(CR)、
・ イソブチレン/イソプレン−コポリマー(IIR)、
・ 全ポリマーに対して、5〜60質量%、好ましくは10〜50質量%のアクリロニトリル含量を好ましくは有する、ブタジエン/アクリロニトリル−コポリマー(NBR)、
・ 部分水素化された又は完全に水素化されたNBR−ゴム(HNBR)、
・ エチレン/プロピレン/ジエン−コポリマー(EPDM)又は
・ 付加的に官能基、例えばカルボキシ基、シラノール基又はエポキシ基を有する前記のゴム、例えばエポキシ化されたNR、カルボキシ−官能化されたNBR又はシラノール−(−SiOH)もしくはシロキシ−官能化された(−Si−OR)SBR、
並びにこれらのゴムの混合物を含んでいる。乗用車−タイヤトレッドの製造のためには、−50℃を上回るガラス温度を有するアニオン重合されたL−SBR−ゴム(溶液−SBR)並びにそれらとジエンゴムとの混合物が特に興味深い。
(J. Gen. Chem. USSR (EN), 45, 1975, 1618に従う)
HS−CH2−CH2−CH2−Si(O−CH2−CH2)3Nを、商業的に入手可能なHS−CH2−CH2−CH2−Si(O−CH2−CH3)3から、等モル量のトリエタノールアミンを用いて、Ti(OBu)4の存在で110〜140°で減圧下に180〜360minかけてバルクでの(in Substanz)エステル交換により合成する。生じるエタノールを留去する。
(J. Gen. Chem. USSR (EN), 45, 1975, 1618に従う)
Cl−CH2−CH2−CH2−Si(O−CH2−CH2)3Nを、商業的に入手可能なCl−CH2−CH2−CH2−Si(O−CH2−CH3)3から、等モル量のトリエタノールアミンを用いてTi(OBu)4の存在で120〜160°で減圧下に180〜360minかけてバルクでのエステル交換により合成する。生じるエタノールを留去する。
ゴム混合物に使用される配合表は、次の第1表に記載されている。その際に、単位phrは、使用される原料ゴム100部に対する質量割合を意味する。有機ケイ素化合物は、等モル、すなわち同じ物質量で使用される。
混合物1中:メルカプトプロピルトリエトキシシラン、Degussa AGのVP Si 263(比較例)
混合物2中:例1による有機ケイ素化合物
ゴム混合物及びそれらの加硫物の一般的な製造方法は、書籍:"Rubber Technology Handbook", W. Hofmann, Hanser Verlag 1994に記載されている。
HS−CH2−CH2−CH2−Si(O−CH(CH3)−CH2)3Nを、商業的に入手可能なHS−CH2−CH2−CH2−Si(O−CH2−CH3)3 349gからトリイソプロパノールアミン280gと、NaOH 6gの存在で110〜140°で減圧下にバルクでのエステル交換により合成する。生じるエタノールを留去し、かつ極めて粘稠で無色の油425gが得られる。
混合物を、第1表中の当該配合表及び第2表の混合の指示に従い製造する。前記化合物の配量は、比較例(混合物3)については例3/混合物1と同じ、すなわち3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン2.4phrである。例4からの化合物は、それに対して等モルで、すなわち2.93phrで配量する(混合物4)。ゴム技術的な試験を第3表からの試験条件に従い調査する。ゴム技術的な試験の結果は、第5表に記載されている。
Claims (8)
- ゴム混合物であって、これらの混合物が、少なくとも1つのゴムと、一般式(I)
(Q−)kG−Si(−O−CX1X2−CX1X3−)3N (I)
[式中、Qは同じか又は異なり、かつ互いに独立して−ハロゲン、−SCN又は−SHであり、
kは1に等しく、
Gは非分枝鎖状、環状又は分枝鎖状の、置換又は非置換の、飽和又は不飽和の二価の(C1〜C24)−炭化水素鎖であり、
X1、X2及びX3はその都度互いに独立して水素(−H)、直鎖状で非置換の又は分枝鎖状で非置換の(C1〜C16)−アルキル−又はアリール基を表す]で示される少なくとも1つの有機ケイ素化合物とを含有していることを特徴とする、ゴム混合物。 - 式Iによる有機ケイ素化合物が、不活性な有機又は無機の担体上に付着されてもしくは混合されているか、又は有機又は無機の担体と前反応されている、請求項1記載のゴム混合物。
- 充填剤を含有している、請求項1記載のゴム混合物。
- 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、粘着付与剤、噴射剤、染料、顔料、ろう、エキステンダー、有機酸、遅延剤、金属酸化物並びに活性剤から選択されるゴム助剤を含有している、請求項3記載のゴム混合物。
- ゴムがジエンゴムである、請求項1記載のゴム混合物。
- 請求項1記載のゴム混合物を製造するにあたり、少なくとも1つのゴム及び式(I)の有機ケイ素化合物を混合することを特徴とする、前記ゴム混合物の製造方法。
- 成形体を製造するための、請求項1記載のゴム混合物の使用。
- 空気入りタイヤ、タイヤトレッド、ゴム含有のタイヤ成分、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、パッキンリング及び緩衝要素を製造するための、請求項1記載のゴム混合物の使用。
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