KR20080080101A - 불포화 이미도알콕시실란들을 포함하여 구성되는 러버조성물들 - Google Patents

불포화 이미도알콕시실란들을 포함하여 구성되는 러버조성물들 Download PDF

Info

Publication number
KR20080080101A
KR20080080101A KR1020087012877A KR20087012877A KR20080080101A KR 20080080101 A KR20080080101 A KR 20080080101A KR 1020087012877 A KR1020087012877 A KR 1020087012877A KR 20087012877 A KR20087012877 A KR 20087012877A KR 20080080101 A KR20080080101 A KR 20080080101A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rubber
group
styrene
butadiene
carbon atoms
Prior art date
Application number
KR1020087012877A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101391824B1 (ko
Inventor
벤 파텔
브레낸 스미스
Original Assignee
모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 인크. filed Critical 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 인크.
Publication of KR20080080101A publication Critical patent/KR20080080101A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101391824B1 publication Critical patent/KR101391824B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/544Silicon-containing compounds containing nitrogen
    • C08K5/5477Silicon-containing compounds containing nitrogen containing nitrogen in a heterocyclic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

하나의 실란, 하나의 필러 그리고, 약 10 내지 약 80 %의 비닐 함량을 갖는 용액 중합-유도 스티렌-부타다이엔 러버 (S-SBR); (ii) 에멀젼 중합-유도 러버; 및 (iii) 약 5 내지 약 99 %의 시스 함량 및 약 O 내지 약 60 %의 비닐 함량을 갖는 부타다이엔 러버로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 러버;를 포함하여 구성되는 러버.

Description

불포화 이미도알콕시실란들을 포함하여 구성되는 러버 조성물들{RUBBER COMPOSITIONS COMPRISING UNSATURATED IMIDOALKOXYSILANES}
발명의 분야
본 발명은 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란들을 포함하여 구성되는 러버 조성물들에 관한 것이다.
발명의 배경
이 분야에 공지된 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란들을 제조하기 위한 여러가지 방법들이 있다. 이 방법들은, 무수물 프리커서들의 1차 아미노알콕시실란들과의 축합을 기초로 하고, 반응 부산물들 중의 하나로서 물이 생긴다. 일반적으로, 이렇게 생긴 물은, 예를 들어, 헥사메틸다이실라잔 (HMDZ) 또는 트리메틸실릴 클로라이드 (TMSCI)와 같은, 하나 또는 그보다 많은 화학 건조제들을 사용하여 반응으로부터 제거된다. 이러한 화학 건조제들은, 적어도 화학량론적 양들로 사용되어야 하는데, 이것은 이러한 방법들을 큰 상업적 규모로 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란들을 제조하는데 사용할 때 공정들을 경제적으로 실시하기 어렵게 만 든다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 본 발명의 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란들을 포함하여 구성되는 독특한 러버 조성물들에 관한 것이다. 이러한 그리고 다른 목적들은 아래에 더 상세히 설명하기로 한다.
발명의 요약
본 발명은 하기 일반식을 갖는 적어도 하나의 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란 화합물을 포함하여 구성되는 러버 조성물들에 관한 것이다:
Figure 112008038334407-PCT00001
상기 식에서, R1 은 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴렌 기이고, R2 및 R3 는 각기 독립적으로 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알콕시, 알킬 또는 사이클로알킬 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴 기이며, 그리고 n은 약 1 내지 약 20의 정수이다. 이러한 러버 조성물은 또한 (i) 약 10 내지 약 80 %의 비닐 함량을 갖는 용액 중합-유도 스티렌-부타다이엔 러버 (S-SBR); (ii) 에멀젼 중합-유도 러버; 및 (iii) 약 5 내지 약 99 %의 시스 함량(cis content)과 약 0 내지 약 50 %의 비닐 함량을 갖는 부타다이엔 러버로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 러버 그리고 적어도 하나의 필러를 포함한다.
본 발명의 다른 구체예는, 러버 조성물에 첨가되기 전에 본 발명의 적어도 하나의 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란들로 예비처리되는 필러를 포함하는 러버 조성물에 관한 것이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 하기 일반식을 갖는 적어도 하나의 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란 화합물을 포함하여 구성되는 러버 조성물들에 관한 것이다:
Figure 112008038334407-PCT00002
상기 식에서, R1 은 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴렌 기이며, R2 및 R3 는 각기 독립적으로 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알콕시, 알킬 또는 사이클로알킬 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴 기이며, 그리고 n 은 약 1 내지 약 20의 정수 이다.
본 발명의 러버 조성물은 또한, (i) 약 10 내지 약 80 %의 비닐 함량을 갖는 용액 중합-유도(solution polymerization-derived) 스티렌-부타다이엔 러버 (S-SBR); (ii) 에멀젼 중합-유도(emulsion polymerization-derived) 러버; 및 (iii) 약 5 내지 약 99 %의 시스 함량 및 약 0 내지 약 50 %의 비닐 함량을 갖는 부타다이엔 러버로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 러버 그리고 적어도 하나의 필러를 포함한다.
본 발명에 사용되는 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란들이, 상이한 방식으로 제조될 수 있으나, 실란을 제조하기 위한 하나의 경제적인 방법은 딜스-알더(Diels-Alder) 반응 메커니즘을 사용하는 것이다. 이 메커니즘은 값비싼 화학 건조제들을 사용하지 않고 본 발명의 러버 조성물들에 사용되는 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란 화합물들을 제조한다. 특히, 본 발명의 α,β- 불포화 고리형 이미도알콕시실란 화합물들은, 이미데이션(imidation) 단계, 딜스-알더 프로텍션(protection) 단계, 트랜스이미데이션(transimidation) 단계 및 디프로텍션 단계(deprotection step)를 사용하여 하나의 고리형 무수물 프리커서로부터 제조될 수 있다. 본 발명의 러버 조성물들에 사용되는 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란 화합물들을 제조하기 위해 사용될 수 있는 하나의 메커니즘이 아래에 나타낸 반응 메커니즘에 설명되어 있다.
Figure 112008038334407-PCT00003
이미데이션 단계는, 물을 포함하는 공비혼합물(azeotrope)을 형성하는 유기 용제에서 수행되며, 그것은 공비 증류에 의해 혼합 생성물로부터 물을 제거시킨다. 이 단계는 여하한 유형의 화학 건조제의 필요성도 없게 만든다. 딜스-알더 반응 (또한 4+2 고리첨가 반응으로도 불리움)은, 6 멤버 고리들의 합성을 위해 잘 알려진 기술이다. 이 반응은 하나의 6 멤버 고리를 만들기 위해 하나의 친다이엔체(dienophile)의 이중 결합의 하나의 공액(conjugated) 다이엔에의 1,4-첨가를 포함한다. 본 발명에 있어서, 딜스-알더 프로텍션 방법(Diels-Alder protection strategy)의 사용은, 이 α,β-불포화 이중 결합이 최종 생성물에 손상되지 않고 남아있도록 보장하기 위해, 친핵성 환원(nucleophilic reduction)으로부터, 방향족 이미드 생성물에서의 불포화를 프로텍트하기 위해 사용된다. 그 결과로 얻은 딜스-알더 프로텍트된 불포화 N-치환 방향족 고리형 이미드는, 그 다음에 원하는 생성물의 프로텍트된 유도체를 만들기 위해, 아미노알콕시실란, 예컨대, 아미노프로필트리에톡시실란과 같은 친핵체(nucleophile)와 반응될 수 있으며, 그것은 그 다음에 열적으로 디프로텍트될(deprotected) 수 있다.
이러한 다이엔은 만약 "유사(psuedo) 방향족"이라면 고리형, 헤테로고리형 및 고도로 치환된 물질들을 포함할 수 있다. 이러한 "유사 방향족" 다이엔들은 아래에 더 상세히 설명하기로 한다.
실질적으로 물을 포함하지 않는 딜스-알더 프로텍트된 불포화 방향족 N-치환 고리형 이미드를 적어도 하나의 아미노알콕시실란으로 트랜스이미데이트하는(transimidating) 단계를 포함하여 구성되는 본 발명의 방법은, 하기 일반식을 갖는 적어도 하나의 딜스-알더 프로텍트된 불포화 고리형 이미도알콕시실란 중간물:
Figure 112008038334407-PCT00004
(상기 식에서, R 은 1차 방향족 아민, 1차 아릴아민 또는 1차 헤테로아릴아민임)을 제공하며, 이것은, 적어도 하나의 불포화 방향족 N-치환 고리형 이미드를 제공하기 위해 하나의 α,β- 불포화 카복실산 무수물을 적어도 하나의 1차 방향족 아민으로 이미데이트하는(imidating) 단계를 포함하여 구성되는 방법에 의해 얻어질 수 있다. 불포화 방향족 N-치환 이미드의 공액 이중 결합은, 그 다음에 이중 결합을 반응으로부터 보호하기 위하여 딜스-알더 반응 조건들 하에서 유사 방향족 다이엔과 반응된다. 예를 들어, 불포화 방향족 N-치환 고리형 이미드의 공액 이중 결합을 프로텍트하는 것은, 이중 결합에 친핵체에 의한 마이클(Michael) 반응 또는 "엔-형(ene-type)" 반응들이 일어날 가능성을 제거하고, 그에 따라 디블로킹(deblocking) 단계가 완료되면 생성물에 이중 결합이 유지된다.
딜스-알더 프로텍트된 α,β-불포화 방향족 N-치환 고리형 이미드를 제조하기 위한 다른 수단(way)은, 딜스-알더 프로텍트된 불포화 고리형 무수물을 제공하기 위해 딜스-알더 반응 조건들하에서 하나의 α,β-불포화 고리형 무수물의 이중 결합을 "유사 방향족" 다이엔으로 프로텍트하는 단계를 포함하여 구성되는 방법에 의해 얻어진다. 딜스-알더 프로텍트된 불포화 고리형 무수물은 그 다음에 적어도 하나의 딜스-알더 부가생성물(adduct), 즉, 딜스-알더 프로텍트된 불포화 방향족 N-치환 고리형 이미드를 제조하기 위해 적어도 하나의 1차 방향족 아민으로 이미데이트된다.
물은, 반응 메커니즘의 트랜스이미데이팅 단계의 일환(part)으로서 제조되며, 제거되지 않으면 알콕시실란들의 조기종결 가수분해를 가져올 수 있다. 화학 건조제들은, 물이 혼합물의 다른 반응물들과 반응하여 원하지 않는 부산물들을 만들어내는 것을 막기 위해서, 물을 반응 혼합물로부터 제거하기 위해 통상적으로 사 용되어 왔다. 상술한 바와 같이, 이러한 건조제들은 아주 값비싸며, 그리고, 그에 따라, 큰 상업적 규모로 생산될 때 반응을 경제적으로 어렵게 만든다. 본 발명의 방법은, 공비 증류를 사용하여 물이 제거되게 하는 용제들에서 반응을 수행함으로써 이러한 값비싼 건조제들의 사용을 피한다. 달리 말하면, 이미데이팅 단계의 N-치환 방향족 고리형 이미드는, 반응 메커니즘을 완료하기 전에 공비 증류에 의해 물로부터 분리된다.
반응에 사용될 수 있는 가능한 공비 용제들(azeotropic solvents)은, 톨루엔; 크실렌들; 오르토다이클로로벤젠; 또는 반응의 출발 물질들, 즉, 불포화 고리형 무수물과 1차 방향족 아민이 용해될 수 있으며, 물과 공비혼합물을 만드는, 여하한 다른 비교적 높은 비등점의 유기 용제;를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 물을 함유하는 공비혼합물을 만드는 것은, 물이 공비 증류에 의해 반응 용기로부터 제거되는 것을 가능하게 한다.
상술한 바와 같이, 딜스-알더 반응에 사용되는 다이엔은, "유사-방향족"이어야 하는데, 즉, 다이엔이 실질적으로 방향족이 아니면서 방향족 특성들을 가져야 한다. "유사 방향족"이라는 용어는, 엄밀히 말해 방향족은 아니나, 파이-전자들(pi-electrons)의 비편재화(delocalization)에 의해 안정화되고, 그리고 방향족 고리들과 유사한 방식으로 거동하는(behave) 공액 시스템(conjugated system)을 의미한다. 유사 방향족 고리들의 예들은 푸란, 티오펜, 파이롤, 안트라센들, 풀벤들, 및 그 동등물을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서, "유사-방향족" 다이엔이라는 용어는, 공액 전자들의 고리 전체에 걸친 적어도 부분적인 비편재화를 가 능하게 하기 위해 고리형의 원자들, 탄소 및 헤테로 원자들 모두가, sp2-혼성 특성을 갖는, 그러한 고리형 다이엔들을 포함하는 것을 의미한다. 딜스-알더 반응의 블록킹 단계를 위해 전형적인 다이엔 대신에 "유사 방향족" 다이엔을 사용하는 것의 중요성은, 유사-방향족 다이엔이 전형적인 다이엔들보다 아주 낮은 온도들에서 딜스-알더 역반응들을 일반적으로 겪을 수 있다는 점이다. 본 발명에서, 다이엔 모이어티(moiety)의 제거를 위한 비교적 낮은 온도는 약 200 ℃ 아래이다. 달리 말하면, 딜스-알더 반응에서 방향족 다이엔을 보호 기로서 사용하는 것은, 디프로텍팅 단계가 약 200 ℃ 보다 높은 온도에서 수행되는 것을 필요로 할 것이며, 여기서, 유사 방향족 다이엔을 보호기로서 사용하는 것은 디프로텍팅 단계가 약 200 ℃ 보다 낮은 온도에서 일어나는 것을 가능하게 할 것이다. 더 낮은 온도는 에너지를 절약할 뿐만 아니라 잠재적인 부산물들의 제조를 또한 감소시켜 정제를 더 용이하게 한다.
블록킹 기로서 딜스-알더 반응에 사용될 수 있는 가능한 "유사-방향족" 다이엔들은, 다음을 포함하되 이에 한정되지 않는다: 푸란; 2,3-비스하이드록시메틸 푸란, 3,4-비스하이드록시메틸 푸란, 및 2,5-비스하이드록시메틸 푸란을 포함하되 이에 한정되지 않는 치환 푸란들; 풀벤; 6,6-다이메틸풀벤, 안트라센 및 치환 안트라센들을 포함하되 이에 한정되지 않는 치환 풀벤들. 다이엔들은 여러 가지 작용기들로 단일치환 또는 다중치환될 수 있다. 이 작용기들은, 예를 들어, 알킬 사슬들 (C2-C20, 메틸, 에틸, 이소-프로필, 터트-부틸, 등), OH, SH, 할로겐들, 아릴, 카복 실, 카보닐, 니트로, 카복시아미도, 케토, 술폭사이드, 술폰, 술폰산, 인산 또는 아미노 기들로부터 선택될 수 있으며, 이들은 직접적으로 또는 알킬 잔기들(residues)에 의해 결합된다.
중간물로서 생성된 딜스-알더 프로텍트된 불포화 방향족 N-치환 고리형 이미드는, 나중에 사용하기 위해 저장될 수 있거나 딜스-알더 프로텍트된 불포화 고리형 이미도알콕시실란을 제조하기 위해 적합한 루이스 산의 존재하에 아미노프로필트리알콕시실란 분자와 같은 친핵체와 더 반응될 수 있다. 다른 아미노알콕시실란들은 적어도 하나의 알콕시 기를 가진다면 사용될 수 있다. 트랜스이미데이팅 단계 C에 사용될 수 있는 적합한 아미노알콕시실란들의 예들은, 다음의 화학식 I을 갖는 아미노알콕시실란들을 포함하되 이에 한정되지 않는다:
Figure 112008038334407-PCT00005
상기 식에서, R1은 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴렌 기이고, R2 및 R3 은 각기 독립적으로 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알콕시, 알킬 또는 사이클로알킬 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴 기이며, 그리고 n은 약 1 내지 약 20의 정수이 다.
더욱 구체적으로는, 트랜스이미데이팅 단계에 사용되는 아미노알콕시실란은, 아미노메틸-트리에톡시-실란, (3-아미노-프로필)트리에톡시-실란, (3-아미노-프로필-메틸-다이에톡시-실란, (3-아미노-프로필)-페닐-다이메톡시-실란, (4-아미노-부틸)트리에톡시-실란, (3-아미노-2-메틸-프로필)-트리에톡시-실란, (4-아미노-부틸)-메틸-다이에톡시-실란, (3-아미노프로폭시프로필)-트리에톡시-실란, (3-아미노-프로폭시프로필)-트리메톡시-실란, (3-아미노-프로폭시프로필)-메틸-다이에톡시실란, (3-아미노-프로폭시프로필)-에틸-다이에톡시-실란, (p-아미노페닐)-트리에톡시-실란, (2-아미노-에틸아미노메틸)-(메톡시에톡시)-비스-(1-메틸프로필리덴 아미녹시)-실란 및 [(.오메가.-아미노- 알킬아미노)-알킬]-트리알콕시-실란들, 그리고, 특히, [3-(2-아미노-에틸아미노)- 프로필]-트리메톡시실란, [3-(3-아미노-프로필아미노)-프로필]-트리에톡시-실란, [(2-아미노-에틸아미노)-메틸]-트리에톡시-실란 및 [(6-아미노헥실아미노)-메틸]-트리메톡시-실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 아미노실란일 수 있다.
상술한 바와 같이, 트랜스이미데이팅 단계는 루이스 산의 존재하에 수행될 수 있다. 적합한 루이스 산의 예는, ZnCl2 를 포함하되 이에 한정되지 않는다. 다른 적합한 루이스 산들은 알칼리 금속 염들 및 산화물들, 알칼리 토금속 할로겐 염들 및 산화물들, 란탄족(lanthanide) 할로겐 염들 및 산화물들, 및 그 혼합물들을 포함하되 이에 한정되지 않는다.
상기 반응들은 적합한 화학적 촉매의 존재하에 또는 부재하에 일어날 수 있다. 또한, 반응의 각 단계들은, 열 및/또는 압력에 의해 제어될 수 있다. 특히, 트랜스이미데이팅 단계는 약 0.1 atm 내지 약 20 atm 의 압력 및 약 25 ℃ 내지 약 200 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 본 발명의 디프로텍팅 단계는, 약 0.1 atm 내지 약 20 atm의 압력 및 약 25 ℃ 내지 약 200 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.
α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란 화합물들이 일단 제조되거나 다른 방식으로 얻어지면, 그들은 본 발명의 러버 조성물을 제조하기 위해 (i) 약 10 내지 약 80 %의 비닐 함량을 갖는 용액 중합-유도 스티렌-부타다이엔 러버 (S-SBR); (ii) 에멀젼 중합-유도 러버; 및 (iii) 약 5 내지 약 99 %의 시스 함량 및 약 0 내지 약 50 %의 비닐 함량을 갖는 부타다이엔 러버;로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 러버 그리고 적어도 하나의 필러와 블렌딩될 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 유기 폴리머들 및 필러들은, 이 분야에 잘 알려져 있으며 수많은 문헌들에 기술되어 있는데, 그들 중의 두가지 예들은, The Vanderbilt Rubber Handbook; R.F. Ohm, ed.; R.T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, CT (1990년) 및 Manual For The Rubber Industry; T. Kempermann, S. Koch, J. Sumner, eds.; Bayer AG, Leverkusen, Germany (1993년)를 포함한다. 적합한 폴리머들의 대표적인 예들은, 용액 스티렌-부타다이엔 러버 (SSBR), 스티렌-부타다이엔 러버 (SBR), 천연 러버 (NR), 폴리부타다이엔 러버 (BR), 에틸렌-프로필렌 코-폴리머 및 터-폴리머 (EP, EPDM), 및 아크릴로나이트릴-부타다이엔 러버 (NBR)를 포함한다.
일반적으로, 러버 조성물은,적어도 하나의 다이엔-베이스 엘라스토머, 또는 러버를 포함하여 구성될 수 있다. 적합한 공액 다이엔들은, 이소프렌, 1,3-부타다이엔 및 그 동등물 및 그 혼합물들을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 적합한 비닐 방향족 화합물들은, 스티렌, 알파 메틸 스티렌 및 그 동등물 및 그 혼합물들을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 따라서, 러버는 황 경화성(sulfur curable) 러버이다. 그러한 다이엔 베이스 엘라스토머, 또는 러버는, 예를 들어, 하나의 구체예의 약 10 내지 약 80 중량%의 비닐 함량의, 제2 구체예의 약 25 내지 약 48 중량%의 비닐 함량의 그리고 제3 구체예의 약 53 내지 약 75 중량%의 비닐 함량의, 적어도 하나의 시스-1,4-폴리이소프렌 러버 (천연 및/또는 합성), 및 천연 러버), 에멀젼 중합 제조 스티렌/부타다이엔 코폴리머 러버, 유기 용액 중합 제조 스티렌/부타다이엔 러버; 낮은 시스-1,4 함량 (즉, 약 5 내지 약 19 중량%), 중간 시스-1,4 함량 (즉, 약 20 내지 약 89 중량%) 또는 높은 시스-1,4 함량 (즉, 적어도 약 90 중량%) 그리고 0 내지 약 50 중량%의 비닐 함량의, 3,4-폴리이소프렌 러버, 이소프렌/부타다이엔 러버, 스티렌/이소프렌/부타다이엔 터폴리머 러버, 폴리부타다이엔 러버; 스티렌/이소프렌 코폴리머들, 에멀젼 중합 제조 스티렌/부타다이엔/아크릴로나이트릴 터폴리머 러버 및 부타다이엔/아크릴로나이트릴 코폴리머 러버로부터 선택될 수 있다. 에멀젼 중합 유도 스티렌/부타다이엔 (E-SBR)은, 약 20 내지 약 28 중량% 결합(bound) 스티렌의 비교적 일반적인 스티렌 함량을 갖도록 사용될 수 있거나, 몇몇 용도들에 있어서, E-SBR은, 비교적 높은 결합 스티렌 함량의 중간, 즉, 약 30 내지 약 45 중량%의 결합 스티렌 함량을 갖도록 사용될 수 있다. 터폴리머에 2 내 지 약 40 중량%의 결합(bound) 아크릴로나이트릴을 포함하여 구성되는 에멀젼 중합 제조 스티렌/부타다이엔/아크릴로나이트릴 터폴리머 러버들이 또한 본 발명에 사용하기 위한 다이엔 베이스 러버들로 고려된다.
용액 중합 제조 SBR (S-SBR)은 일반적으로, 하나의 구체예에서 약 50 %까지의, 그리고 다른 구체예에서 약 5 내지 약 36 %의 결합 스티렌 함량과, 하나의 구체예에서 약 60%까지의 그리고 다른 구체예에서 약 40 내지 약 55%의 의 비닐 함량을 가진다.
적합한 필러 물질들의 대표적인 예들은, 산화물들, 예컨대, [발열성 및 침전(precipitated)] 실리카, 티타늄 다이옥사이드, 알루미노실리케이트, 및 알루미나, 점토들과 활석을 포함하는, 규토질 물질들(siliceous materials), 및 카본 블랙을 포함한다. 분말상의 침전 실리카가 또한 종종 그러한 목적을 위해, 특히 실란과 관련하여 사용된다. 몇몇 경우에 실리카 및 카본 블랙의 하나의 조합이, 타이어의 트레드들을 포함하는 여러 가지 러버 제품들을 위한 보강 필러들을 위해 사용된다. 알루미나는 단독으로 또는 실리카와 함께 사용될 수 있다. "알루미나"라는 용어는 본 명세서에서 산화알루미늄, 또는 Al2O3 로 기술될 수 있다. 필러들은 수화된 형태 또는 무수물 형태일 수 있다.
가황처리(vulcanized) 러버 조성물은, 상당히 높은 모듈러스와 인열(tear)에 대한 높은 저항성에 기여하는 충분한 양의 필러를 포함하여 구성되어야 한다. 필러의 결합 중량(combined weight)은, 약 5 phr 내지 약 100 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들(subranges) 만큼 낮을 수 있으나, 다른 구체예에서는 약 25 phr 내지 약 85 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있을 수 있다.
하나의 구체예에서 침전 실리카들이 필러로 사용된다. 실리카는, 질소 가스를 사용하여 측정된 바와 같이, 약 40 내지 약 600 m2/g의 범위의, 그리고 더 일반적으로는 약 50 내지 약 300 m2/g의 범위의 BET 표면적을 가지는 것으로 특성지어질 수 있다. 표면적을 측정하는 BET 방법은, Journal of the American Chemical Society, 제60권, 304 페이지(1930년)에 기술되어 있다. 실리카는, 일반적으로 약 100 내지 약 350, 그리고 더욱 일반적으로는 약 150 내지 약 300의 범위에 있는 다이부틸프탈레이트 (DBP) 흡수값(absorption value)을 가지는 것으로 특성지어질 수 있다. 또한, 상술한 알루미나 및 알루미노실리케이트 뿐만 아니라 실리카가 약 100 내지 약 220의 범위에 있는 CTAB 표면적을 가지는 것으로 예상될 수 있다. CTAB 표면적은 약 9의 pH를 가지는 세틸 트리메틸암모늄 브로마이드에 의해 평가된 외부 표면적이다. 이 방법은 ASTM D 3849에 기술되어 있다.
수은 기공 표면적(mercury porosity surface area)은, 수은 기공 측정장치에 의해 측정된 비표면적이다. 그러한 기술에 있어서, 휘발성 물질들을 제거하기 위해 열 처리 후에 수은을 샘플의 기공들로 침투시킨다. 셋 업 조건들은, 약 100 mg 샘플을 사용하여 약 105 ℃ 및 약 2000 바아(bars) 압력 측정 범위까지의 주위 대기압에서 약 2시간 동안 휘발성 물질들을 제거하는 것으로 알맞게 설명될 수 있다. 그러한 평가는 Winslow, Shapiro (ASTM bulletin) p.39 (1959년)에 기술되어 있는 방 법에 따라 또는 DIN 66133에 따라 수행될 수 있다. 그러한 평가를 위해, CARLO-ERBA Porosimeter 2000이 사용될 수 있다. 실리카에 대한 평균 수은 기공 비표면적은 약 100 내지 약 300 m2/g의 범위에 있어야 한다.
하나의 구체예에서, 그러한 수은 기공도 평가에 따른 실리카, 알루미나 및 알루미노실리케이트에 있어서의 적합한 기공 치수 분포는, 그 기공들의 5% 또는 그보다 적은 기공들이 약 10 nm 보다 작은 직경; 그 기공들의 약 60 내지 약 90 %가 약 10 내지 약 100 nm의 직경; 그 기공들의 약 10 내지 약 30 %가 약 100 내지 약 1,000 nm의 직경; 그리고 그 기공들의 약 5 내지 약 20 %가 약 1,000 nm 보다 큰 직경을 가지는 것으로 생각된다.
다른 구체예에서, 실리카가, 전자 현미경에 의해 측정된 바와 같이, 예를 들어, 약 0.01 내지 약 0.05 μm의 범위에 있는 궁극적인 평균 입자 치수를 가지는 것으로 예상될 수 있으나, 실리카 입자들이 심지어 더 작거나 가능한 한 더 큰 치수를 가지는 것도 가능하다. "PPG Industries" 회사의 HI-SIL 210, 243 등의 명칭을 갖는 HI-SIL 상표하의 실리카들; "Rhone-Poulenc" 회사로부터 구입가능한, 예컨대, ZEOSIL 1165MP 라는 상품명의 실리카들; "Degussa" 회사로부터 구입가능한, 예컨대, VN2 및 VN3 라는 상품명을 갖는 실리카들 그리고 "Huber" 회사로부터 상업적으로 구입가능한, 예컨대, HUBERSIL 8745라는 상품명을 갖는 실리카들과 같은, 여러 가지 상업적으로 구입가능한 실리카들을 본 발명에 사용하는 것을 고려할 수 있다.
러버 조성물이, 실리카, 알루미나 및/또는 알루미노실리케이트들과 같은 규토질 필러 그리고 또한 카본 블랙 보강 안료들을 둘다 포함하여 구성되어, 보강 안료로서의 실리카와 함께 일차적으로(primarily) 보강되는 것이 바람직한 경우, 그러한 규토질 필러들의 카본 블랙에 대한 중량비는 하나의 실시예에서 적어도 약 3/1, 다른 실시예에서 적어도 약 10/1 그리고, 그에 따라, 약 3/1 내지 약 30/1의 범위에 있을 수 있다. 필러는 약 15 내지 약 95 중량%의 침전 실리카, 알루미나 및/또는 알루미노실리케이트 그리고, 이에 상응하여 약 5 내지 약 85 중량%의 카본 블랙으로 구성될 수 있으며, 여기서 카본 블랙은 약 80 내지 약 150의 범위에 있는 CTAB 값을 가진다. 이와 달리, 필러는, 약 60 내지 약 95 중량% 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 실리카, 알루미나 및/또는 알루미노실리케이트 그리고, 그에 따라, 약 40 내지 약 5 중량% 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 카본 블랙으로 구성될 수 있다. 규토질 필러 및 카본 블랙은 사전에 블랜딩되거나 가황처리 러버의 제조에서 함께 블렌딩될 수 있다.
러버 조성물은, 여러 가지 가황성 성분 러버들(sulfur-vulcanizable constituent rubbers)을, 예컨대, 황, 활성화제들, 지연제들 및 촉진제들과 같은 경화 보조제들, 오일들과 같은 가공 첨가제들, 점착성 강화 레진들을 포함하는 레진들, 실리카들, 가소제들, 필러들, 안료들, 지방산, 산화 아연, 왁스들, 산화방지제들 및 오존분해방지제들, 해교제들(peptizing agents)과 같은 여러 가지 일반적으로 사용되는 첨가제들 그리고 예컨대, 카본 블랙과 같은 보강 물질들과 혼합하는 것과 같은 러버 컴파운딩 분야에 공지되어 있는 방법들에 의해 합성될 수 있다. 가 황성(sulfur vulcanizable) 및 가황처리된(and sulfur vulcanized) 물질 또는 러버의 의도된 사용에 따라, 상술된 첨가제들이 선택되어 전통적인 양들로 일반적으로 사용된다.
가황(vulcanization)은 추가적인 가황처리제(sulfur-vulcanizing agent)의 존재하에 수행될 수 있다. 적합한 가황처리제들의 예들은, 예를 들어, 원소 황 [자유 황(free sulfur)] 또는 황 도네이팅 가황처리제들(sulfur donating vulcanizing agent), 예컨대, 아미노 다이술피드, 폴리머 폴리술피드 또는 최종 생산 러버 조성물(final, productive, rubber composition) 혼합 단계에 통상적으로 첨가되는 황 올레핀 첨가생성물들을 포함한다. 이 분야에서 일반적인 가황처리제들은, 약 0.4 내지 약 3 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로, 또는 심지어, 몇몇 경우에, 약 8 phr 까지의 범위에 있는 양으로, 하나의 실시예에서는 약 1.5 내지 약 2.5 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 그리고 다른 실시예에서는 약 2 내지 약 2.5 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 사용되거나 생산적인(productive) 혼합 단계에 첨가된다.
가황처리 촉진제들, 즉, 부가적인 황 도너들(donors)이 본 발명에 사용될 수 있다. 그것은, 다음의 예들, 벤조티아졸, 알킬 티우람 다이술피드, 구아니딘 유도체들 및 티오카바메이트들을 포함할 수 있는 것으로 여겨진다. 그러한 촉진제들의 대표적인 예들은 머캅토 벤조티아졸, 테트라메틸 티우람 다이술피드, 벤조티아졸 다이술피드, 다이페닐구아니딘, 징크 다이티오카바메이트, 알킬페놀다이술피드, 징크 부틸 크산테이트, N-다이사이클로헥실-2-벤조티아졸술펜아마이드, N-사이클로헥 실-벤조티아졸술펜아마이드, N-옥시다이에틸렌벤조티아졸-2-술펜아마이드, N,N-다이페닐티오우레아, 다이티오카바밀술펜아마이드, N,N-다이이소프로필-벤조티오졸-2-술펜아마이드, 징크-2-머캅토톨루이미다졸, 다이티오비스(N-메틸 피페라진), 다이티오비스(N-베타-하이드록시 에틸 피페라진) 및 다이티오비스(다이벤질 아민)을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 다른 부가적인 황 도너들은, 예를 들어, 티우람 및 모르폴린 유도체들일 수 있다. 그러한 도너들의 대표적인 예들은, 다이모르폴린 다이술피드, 다이모르폴린 테트라술피드, 테트라메틸 티우람 테트라술피드, 벤조티아질-2, N-다이티오모르폴리드, 티오플라스트들, 다이펜타메틸렌티우람 헥사술피드, 및 다이술피드카프로락탐이나 이에 한정되지 않는다.
가황처리에 필요한 시간 및/또는 온도를 제어하기 위해 그리고 가황물의 특성들을 개선시키기 위해 촉진제들이 사용된다. 하나의 구체예에서, 단일 촉진제 시스템, 즉, 제1 촉진제가 사용될 수 있다. 통상적으로, 제1 촉진제(들)는, 하나의 실시예에서 약 0.5 내지 약 4 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 전체량으로 그리고 다른 실시예에서 약 0.8 내지 약 1.5 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 전체량으로 사용된다. 제2 촉진제가 가황물의 특성들을 활성화시키고 개선하기 위해 (약 0.05 내지 약 3 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는) 더 작은 양들로 사용되게 하여, 제1 및 제2 촉진제의 조합들이 사용될 수 있다. 지효성 촉진제들(delayed action accelerators)이 사용될 수 있다. 가황 지연제들이 또한 사용될 수 있다. 적합한 유형들의 촉진제들은, 아민들, 다이술피드들, 구아니딘들, 티오우레아들, 티아졸들, 티우람들, 술펜아마이드들, 다이티오 카바메이트들 및 크산테이 트들이다. 하나의 실시예에서, 제1 촉진제는 술펜아마이드이다. 만약 제2 촉진제가 사용되면, 제2 촉진제는 구아니딘, 다이티오카바메이트 또는 티우람 화합물일 수 있다.
점착성 강화 레진들은, 만약 사용된다면, 약 0.5 내지 약 10 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들, 통상적으로는 약 1 내지 약 5 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 포함되는 것이 일반적이다. 가공 보조제들은 약 1 내지 약 50 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 포함되는 것이 일반적이다. 그러한 가공 보조제들은, 예를 들어, 방향족, 나프테닉, 및/또는 파라피닉 프로세싱 오일들을 포함할 수 있다. 산화방지제들은 약 1 내지 약 5 phr의 양으로 포함되는 것이 일반적이다. 대표적인 산화방지제들은, 예를 들어, 다이페닐-p-페닐렌다이아민 그리고 예컨대, Vanderbilt Rubber Handbook (1978), 344-346 페이지에 개시되어 있는 것들과 같은 다른 것들일 수 있다. 오존분해방지제들은, 약 1 내지 약 5 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 포함되는 것이 일반적이다. 스테아르산을 포함할 수 있는, 지방산들은, 만약 사용된다면, 약 0.5 내지 약 3 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 포함되는 것이 일반적이다. 산화아연은 약 2 내지 약 5 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 포함되는 것이 일반적이다. 왁스들은 약 1 내지 약 5 phr 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 포함되는 것이 일반적이다. 종종 미결정질 왁스들이 사용된다. 펩타이저들은 약 0.1 내지 약 1 ph 및 그 사이의 모든 하위범위들에 있는 양으로 포함되는 것이 일반적이다. 일반적인 펩타이저들은, 예를 들어, 펜타클로로티오페놀 및 다이벤자미 도다이페닐 다이술피드일 수 있다.
본 발명의 러버 조성물들은 여러 가지 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 여러 가지 타이어 화합물들을 위해 사용될 수 있다. 그러한 타이어들은, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 공지되어 있고 아주 명백할 여러 가지 방법들에 의해 형성되고, 성형되고, 몰딩되고 그리고 경화될 수 있다. 본 발명의 러버 조성물들의 특히 유용한 하나의 용도는 타이어 트레드들의 제조를 위한 용도이다. 본 발명의 러버 조성물들로부터 만든, 타이어들, 타이어 트레드들 및 다른 제품들의 하나의 장점은, 그들이 공지되고 현재 실시되는 분야의 러버 화합물들 보다 적은 잔류 실란 에톡시 기들을 포함하여 구성되는 러버 화합물로부터 제조된 결과로서, 그들의 수명 및 사용 동안에 더 적은 VOC 방출을 겪는다는 점이다. 이는, 현재 공지되고 실시되는 기술의 실란 커플링제들에 비해 규소에 더 적은 에톡시기들을 포함하여 구성되거나 본질적으로 포함하지 않는, 다이알콕시 기능성 실란 커플링제들을 그들의 제조에 사용하여 얻은 직접적인 결과이다. 사용된 커플링제들에서 에톡시실란 기들의 부족 또는 감소는, 제품이 제조된 후에 규소에 더 적은 잔류 에톡시 기들을 포함하게 하는데, 그로 인해, 사용하는 동안 제품이 물에 노출되면 잔류 에톡시실란 기들의 가수분해에 의해 에탄올이 더 적게 배출되거나 전혀 배출되지 않는다.
본 명세서에 기술된 본 발명의 러버 조성물들 및 그로부터 제조될 수 있는 제품들은 둘다, 본 명세서에 정의된 탄화수소 백본 베이스 다이올들을 포함하여 구성된다는 점에서 공지되고 일반적으로 실시되는 분야의 것들과 다른 신규한 것들이 다. 본 명세서에 설명된 러버 조성물들 및 그 제품들에 있어서의 그러한 종류(species)의 일반적인 예들은, 다이올들, 예컨대, 프로판다이올의 이성질체, 펜탄 다이올, 그리고 예컨대, 에틸렌 글리콜, 및 프로필렌 글리콜을 포함한다. 부가적인 종들은 스테아레이트 모노에스테르들 및/또는 이러한 다이올들의 다이에스테르들을 포함할 것이다. 이러한 종류는, 러버 폴리머들 및 필러의 극성들 사이의 중간 극성들을 가지며, 그에 따라, 필러 재응집(reagglomeration) 및 이로 인한 그 특성들과 성능 파라미터들의 열화(degradation)로부터 조성물들과 제품들을 안정화시키는 것을 돕는다.
본 발명은 다음의 실시예들을 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이며, 여기서 부(parts) 및 %는 달리 나타내지 않는 한 중량에 의한 것이다.
실시예 1 : 다음의 러버 포뮬레이션을 ASTM 법 D3182-89로 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 공지되어 있는 표준 방법들에 따라 300 mL들이 브라벤더(Brabender) 믹서 보울에서 먼저 혼합하고, 비생산적인 최종 혼합물(final nonproductive mixture)을 약 3분 동안 약 145 ℃로 유지시켰다. 2-롤 밀 상에서 경화 성분들(curing ingredients)을 이 물질에 첨가하고, 생산적인 최종 혼합물(final productive mix)을 149 ℃에서 T90으로 경화시켰다. 변형(strain) 및 온도 스윕(sweeps) 실험을 "레오메트릭" 회사의 동적 기계적 분석 장치[Rheometric's Dynamic Mechanical Analysis (DMA) instrument]에서 다음과 같이 수행하였다: 변형 스윕을 위한 약 10 Hertz 및 약 100g의 수직력(normal force)으로, 약 0.01 - 50% 사이의 변형, 60 ℃의 온도; 온도 스윕을 위한 약 10 Hertz 그리고 약 200g의 수직력에서, 약 2%의 변형, 약 -100 및 약 80 ℃ 사이의 온도.
명칭 화합물 PHR 그램
SMR-L 러버 100 150
1165MP 실리카 50 75
N110 탄소 3.0 4.5
Sundex 프로세스 오일 5.0 7.5
ZnO 산화아연 4.0 6
Industrene R 스테아르산 2.0 3
Naugard Q AntiOx 2.0 3
Flexzone 7P AntiOz 2.5 3.75
Sunproof Wax 왁스 1.0 1.5
Maleimide Silane 실란 2.5 3.75
Rubbermarkers 1.4 2.1
Santocure TBBS 1.6 2.4
DPG DPG 2.0 3.0
G'initial (dyn/cm2) {.11% 변형} △G' (dyn/cm2) {.11-10% 변형} G"max (dyn/cm2 tanδmax tanδ-40° C./마모 (wear) tanδ0° C./PS 에서의 습식 마찰력 G'0°C. (dyn/cm2) G'60°C. (dyn/cm2) tanδ60° C./RR에 대해 우수
1.66E+07 3.56E+06 9.63E+05 0.06800 1.13618 0.11911 2.18E+07 1.40E+07 0.05425
비교예 2: 다음의 러버 포뮬레이션을 ASTM 방법 D3182-89로 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 공지되어 있는 표준 방법들에 따라 300 mL들이 브라벤더 믹서 보울에서 먼저 혼합하고, 비생산적인 최종 혼합물을 약 3분 동안 약 145 ℃로 유지시켰다. 2-롤 밀 상에서 경화 성분들을 이 물질에 첨가하고, 생산적인 최종 혼합물을 149 ℃에서 T90으로 경화시켰다. 변형 및 온도 스윕 실험을 "레오메트릭" 회사의 동적 기계적 분석 장치에서 다음과 같이 수행하였다: 변형 스윕 실험을 위 해 약 10 Hertz 및 약 100g의 수직력으로, 약 0.01 - 50% 사이의 변형, 60 ℃의 온도; 그리고 온도 스윕 실험을 위해 약 10 Hertz 및 약 200g의 수직력으로, 약 2%의 변형으로, 약 -100 및 약 80 ℃ 사이의 온도.
명칭 화합물 PHR 그램
SMR-L 러버 100 150
1165MP 실리카 50 75
N110 탄소 3.0 4.5
Sundex 프로세스 오일 5.0 7.5
ZnO 산화아연 4.0 6
Industrene R 스테아르산 2.0 3
Naugard Q AntiOx 2.0 3
Flexzone 7P AntiOz 2.5 3.75
Sunproof Wax 왁스 1.0 1.5
A-1289 S4-Silane Rubbermakers Santocure DPG 실란 황 TBBS DPG 4.4 1.4 1.6 2.0 6.6 2.1 2.4 3.0
G'initial (dyn/cm2) {.11% 변형} △G' (dyn/cm2) {.11-10% 변형} G"max (dyn/cm2) tanδmax tanδ- 40℃./ 마모 tanδ0° C./PS 에서의 습식 마찰력 G'0℃. (dyn/cm2) G'60°C. (dyn/cm2) tanδ60° C./RR에 대해 우수
4.34E+07 2.40E+07 5.37E+06 0.1938 0.7031 0.1258 7.25E+07 3.58E+07 0.1092
상기 실시예 1은, 비교예 2에 나타나 있는 통상적인 상업적 실란 커플링제에 비해, 이미도알콕시실란 커플링제와 침전 실리카 보강 필러를 포함하여 구성되는 대표적인 러버 포뮬레이션이 더 유용함을 보여주는데, 등온 변형 스윕 실험에서 저장 탄성율(storage modulus)이 주로 감소되고, 온도 스윕 실험의 롤링 저항 체제(rolling resistance regime)에서 탄젠트 델타(tan delta)가 감소된다.
본 발명의 방법을 특정 실시예들을 참조하여 설명하였으나, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 가능하고 그 구성 요소를 상응하는 것으로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고 특정 상황 또는 물질을 개시된 가르침에 맞게 여러 가지 변형이 만들어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 방법의 실시를 위해 예상되는 최적 모드로서 개시된 특정 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구항들의 보호 범위 내의 모든 구체예들을 포함할 것이다.

Claims (18)

  1. (a) 하기 일반식의 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란:
    Figure 112008038334407-PCT00006
    (상기 식에서, R1 은 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴렌 기이고, R2 및 R3 는 각기 독립적으로 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알콕시, 알킬 또는 사이클로알킬 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴 기이며, 그리고 n은 약 1 내지 약 20의 정수임);
    (a) 적어도 하나의 필러; 및
    (b) (i) 약 10 내지 약 80 %의 비닐 함량을 갖는 용액 중합-유도 스티렌-부타다이엔 러버 (S-SBR); (ii) 에멀젼 중합-유도 러버; 및 (iii) 약 5 내지 약 99 %의 시스 함량 및 약 0 내지 약 50 %의 비닐 함량을 갖는 부타다이엔 러버; (iv) 합성 이소프렌 러버; (v) 천연 러버; 및 (vi) 여하한 그 혼합물들로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 러버;를 포함하여 구성되는, 러버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란이 N-(프로필 트리에톡시실란) 말레이미드인, 러버.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필러가, 산화물들, 예컨대, (발열성, 퓸드 및 침전) 실리카, 티타늄 다이옥사이드, 알루미노실리케이트, 알루미나, 규토질 물질들, 점토들, 활석, 및 카본 블랙으로 구성되는 군으로부터 선택되는, 러버.
  4. 제3항에 있어서, 상기 필러가, 러버에 첨가되기 전에 적어도 하나의 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란들로 예비처리되는, 러버.
  5. 제4항에 있어서, 상기 필러를 예비처리하기 위해 사용된 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란이 하기 일반식을 가지는, 러버.
    Figure 112008038334407-PCT00007
    (상기 식에서, R1 은 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알킬렌 또는 사이클로알킬렌 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴렌 기이고, R2 및 R3 는 각기 독립적으로 1 내지 약 20의 탄소 원자들의 알콕시, 알킬 또는 사이클로알킬 기이거나 6 내지 약 20의 탄소 원자들의 아릴 기이며, 그리고 n은 약 1 내지 약 20의 정수임)
  6. 제5항에 있어서, 상기 필러를 예비처리하기 위해 사용된 α,β-불포화 고리형 이미도알콕시실란이 N-(프로필 트리에톡시실란) 말레이미드인, 러버.
  7. 약 25 내지 약 75 %의 비닐 함량을 갖는 청구항 1의 용액 중합-유도 스티렌-부타다이엔 러버 (S-SBR).
  8. 약 50 % 까지의 결합 스티렌 함량을 갖는 청구항 1의 용액 중합-유도 스티렌-부타다이엔 러버 (S-SBR).
  9. 약 5 내지 약 36 %의 결합 스티렌 함량을 갖는 청구항 8의 용액 중합-유도 스티렌-부타다이엔 러버 (S-SBR).
  10. 약 5 % 내지 약 99 %의 시스 함량 및 약 0 % 내지 약 60 %의 비닐 함량을 갖는 청구항 1의 부타다이엔 러버 (SBR).
  11. 스티렌/부타다이엔 러버, 부타다이엔/아크릴로나이트릴 러버 및 스티렌/부타다이엔/아크릴로나이트릴 러버로 구성되는 군으로부터 선택되는, 청구항 1의 에멀 젼 중합-유도 러버.
  12. 제11항에 있어서, 약 30 내지 약 45 중량%의 결합 스티렌(bound styrene)을 함유하는, 에멀젼 중합-유도 러버.
  13. 제11항에 있어서, 약 20 내지 약 28 중량%의 결합 스티렌을 함유하는, 에멀젼 중합-유도 러버.
  14. 제11항에 있어서, 상기 에멀젼 중합 제조 스티렌/부타다이엔/아크릴로나이트릴 터폴리머 러버가 약 2 내지 약 40 중량%의 아크릴로나이트릴을 함유하는, 에멀젼 중합-유도 러버.
  15. 치료제 그리고, 선택적으로, 황 화합물들, 활성화제들, 지연제들, 촉진제들, 가공 첨가제들, 오일들, 가교제들, 점착성 강화 레진들, 실리카들, 필러들, 안료들, 지방산들, 산화아연, 왁스들, 산화방지제들 및 오존분해방지제들, 해교제들(peptizing agents), 보강 물질들, 및 그 혼합물들로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 다른 첨가제를 더 포함하여 구성되는, 청구항 1의 러버 조성물.
  16. 치료제 그리고, 선택적으로, 황 화합물들, 활성화제들, 지연제들, 촉진제들, 가공 첨가제들, 오일들, 가교제들, 점착성 강화 레진들, 실리카들, 필러들, 안료들, 지방산들, 산화아연, 왁스들, 산화방지제들 및 오존분해방지제들, 해교제들, 보강 물질들, 및 그 혼합물들로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 다른 첨가제를 더 포함하여 구성되는, 청구항 2의 러버 조성물.
  17. 치료제 그리고, 선택적으로, 황 화합물들, 활성화제들, 지연제들, 촉진제들, 가공 첨가제들, 오일들, 가교제들, 점착성 강화 레진들, 실리카들, 필러들, 안료들, 지방산들, 산화아연, 왁스들, 산화방지제들 및 오존분해방지제들, 해교제들, 보강 물질들, 및 그 혼합물들로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 다른 첨가제를 더 포함하여 구성되는, 청구항 5의 러버 조성물.
  18. 치료제 그리고, 선택적으로, 황 화합물들, 활성화제들, 지연제들, 촉진제들, 가공 첨가제들, 오일들, 가교제들, 점착성 강화 레진들, 실리카들, 필러들, 안료들, 지방산들, 산화아연, 왁스들, 산화방지제들 및 오존분해방지제들, 해교제들, 보강 물질들, 및 그 혼합물들로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 다른 첨가제를 더 포함하여 구성되는, 청구항 6의 러버 조성물.
KR1020087012877A 2005-11-28 2008-05-28 불포화 이미도알콕시실란들을 포함하여 구성되는 러버조성물들 KR101391824B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/287,757 2005-11-28
US11/287,757 US7368490B2 (en) 2005-11-28 2005-11-28 Rubber compositions comprising unsaturated imidoalkoxysilanes
PCT/US2006/045086 WO2007062053A1 (en) 2005-11-28 2006-11-21 Rubber compositions comprising unsaturated imidoalkoxysilanes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080080101A true KR20080080101A (ko) 2008-09-02
KR101391824B1 KR101391824B1 (ko) 2014-05-07

Family

ID=37734323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087012877A KR101391824B1 (ko) 2005-11-28 2008-05-28 불포화 이미도알콕시실란들을 포함하여 구성되는 러버조성물들

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7368490B2 (ko)
EP (1) EP1969044B1 (ko)
JP (1) JP5689583B2 (ko)
KR (1) KR101391824B1 (ko)
CN (1) CN101336266B (ko)
AU (1) AU2006318596A1 (ko)
BR (1) BRPI0619360B1 (ko)
CA (1) CA2631147A1 (ko)
RU (1) RU2008126234A (ko)
TW (1) TW200734390A (ko)
WO (1) WO2007062053A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200927794A (en) * 2007-10-26 2009-07-01 Toagosei Co Ltd Curing type composition containing alkoxysilane condensation compound
EP2227497A1 (en) * 2008-01-04 2010-09-15 C.R. Bard, INC. Synthetic polyisoprene foley catheter
CN102131531A (zh) * 2008-06-30 2011-07-20 Cr巴德公司 聚氨酯/聚异戊二烯共混物导管
US8334340B2 (en) * 2008-10-30 2012-12-18 Momentive Performance Materials, Inc. Sulfur-containing cycloaliphatic compound, process for its preparation, filled sulfur-vulcanizable elastomer composition containing same and articles fabricated therefrom
CA3030871C (en) 2016-07-20 2021-03-30 Hexion Inc. Materials and methods of use as additives for oilwell cementing
US11643588B2 (en) 2017-12-04 2023-05-09 Hexion Inc. Multiple functional wellbore fluid additive
BR112021008694A2 (pt) * 2018-11-05 2021-08-10 Momentive Performance Materials Inc. composições de silano de formação de rede de polímero

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2630596B2 (ja) * 1987-07-27 1997-07-16 株式会社ブリヂストン シランカップリング剤
JP3574292B2 (ja) * 1997-05-26 2004-10-06 株式会社ブリヂストン ゴム組成物
JPH1171479A (ja) * 1997-08-28 1999-03-16 Inoac Corp ゴム組成物
US6191286B1 (en) 1998-08-26 2001-02-20 Osi Specialties Inc. Imidosilane compositions
JP2000239452A (ja) * 1999-02-24 2000-09-05 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2001072690A (ja) * 1999-08-27 2001-03-21 Ck Witco Corp イミドシラン化合物
US6469089B2 (en) * 1999-10-08 2002-10-22 Cabot Corporation Elastomeric compounds with improved wet skid resistance and methods to improve wet skid resistance
JP3530088B2 (ja) * 1999-10-25 2004-05-24 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物およびその製造方法
FR2810328B1 (fr) * 2000-06-16 2003-07-25 Rhodia Chimie Sa Nouveaux composes organosiliciques comprenant un polyorganosiloxane multifonctionnel, porteur d'au moins une double liaison activee de type imide et leurs procedes de preparation
MXPA03000658A (es) * 2000-07-31 2003-09-10 Michelin Rech Tech Material compuesto (metal/caucho) para neumatico.
JP2002069084A (ja) * 2000-08-30 2002-03-08 Toagosei Co Ltd 新規化合物とその製造方法及びシランカップリング剤並びに硬化性組成物
CA2422370A1 (fr) * 2000-09-15 2002-03-21 Michelin Recherche Et Technique S.A. Composition de caoutchouc pour pneumatique comportant un citraconimido-alkoxysilane a titre d'agent de couplage

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008126234A (ru) 2010-01-10
CN101336266A (zh) 2008-12-31
JP2009517501A (ja) 2009-04-30
BRPI0619360A2 (pt) 2011-09-27
US20070123616A1 (en) 2007-05-31
AU2006318596A1 (en) 2007-05-31
CN101336266B (zh) 2013-04-03
US7368490B2 (en) 2008-05-06
JP5689583B2 (ja) 2015-03-25
BRPI0619360B1 (pt) 2018-05-08
WO2007062053A1 (en) 2007-05-31
EP1969044A1 (en) 2008-09-17
TW200734390A (en) 2007-09-16
KR101391824B1 (ko) 2014-05-07
CA2631147A1 (en) 2007-05-31
EP1969044B1 (en) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1341843B2 (en) Mineral-filled elastomer compositions
US7968634B2 (en) Tire compositions and components containing silated core polysulfides
US7968636B2 (en) Tire compositions and components containing silated cyclic core polysulfides
US7968635B2 (en) Tire compositions and components containing free-flowing filler compositions
US7902391B2 (en) Rubber compositions comprising coupling agents for mineral-filled elastomer compositions
JP5603771B2 (ja) ゴム組成物の調製プロセスならびにそれらから作製される製品
KR101391824B1 (ko) 불포화 이미도알콕시실란들을 포함하여 구성되는 러버조성물들
US6465581B1 (en) Silica reinforced rubber composition which contains stabilized unsymmetrical coupling agents and article of manufacture, including a tire, having at least one component comprised of such rubber composition
US6534584B2 (en) Silica reinforced rubber composition which contains carbon black supported thioglycerol coupling agent and article of manufacture, including a tire, having at least one component comprised of such rubber composition
EP2310397B1 (en) Sulfur-containing silane, filled elastomeric compositions containing same and articles made therefrom
US20060247337A1 (en) Functionalized siloxy compound, silica reinforced rubber compositions thereof and tire with component comprised thereof
MX2008006743A (es) Composiciones de caucho que comprenden imidoalcoxisilanos insaturados

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170414

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180413

Year of fee payment: 5