TW588073B - Liquid sulfur-containing oligosiloxanes and their use in rubber mixtures - Google Patents
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Description
588073 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 五、發明說明(1 ) 本發明有關一種在-25至10〇〇c ^ 矽氧烷、其製備方法、及其使用於w下係為液態之含硫寡 混合物中的用途。 聯之含矽橡膠 聚合物與強化二氧化矽及含硫矽浐 5使用於製備橡膠混合物,此混合①調配之混合物經常 低機械阻尼損失。 ’、<吏用琉交聯,且具有 此種低阻尼橡膠可用於製造例如低 情況下,製備混合物之特別需求(黏度二動阻力輪胎。此 性質諸如耐磨性及防濕滑性、及所需之六另外需要之橡膠 性)使得業界同時對於聚合物及填二盘=性(防過早硫化 程度的需求。 、人聯系統具有相當 含硫烷基矽烷之製備及用途係先前 利編號 US-A-4 100 172、DD-A5_299 18/、’ 比較美國專 229、EP-A1466 066 及 EP-A1-731 824。 βΕ-Α1-2 856 DE-A-28 37 117描述—種含硫化物之石夕 基-或烯基烷氧基矽烷之組合物,其係於含二 ^ 混合物中用以增加其對於熱風之安定性 b石夕之橡膠 二29 :3 247描述一種具有咖或si〇R基口 在3有一氧化矽之橡膠混合物中的用途。 虱烷 /S-A-4 474 _描述一種交聯_活性與交聯情 烷氧基矽烷之組合物,用以改善橡膠混合物之黏戶 土 硫化。 &夂過早 JP-B-62 48 116描述一種聚合物、碳黑與二氧化矽 橡膠混合物,其係經甲基氫矽氧烷及含硫矽烷處理。 ίο 15 20 卜紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐 2,0〇〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
588073 A7 B7 暖齊卽智慧时產局員工消費合阼· 社印製 五、發明說明(2 ) EP-A2-761 748楛述一種含有二氧化矽之混合物的黏 性改良,其係摻合矽氧烧與氫原子及烷氧基及醯氧基,視 情況使用含硫矽烷。此情況下,該矽烷之鏈長係為約4〇 之聚合度。埽基•或氫-石夕氧烧基團相對於甲基烧氧基石夕氧 5 烷基團之比例係介於10:90至21:79之間。EP-A2-784 072 亦描述矽氧烷與含硫矽烷之混合物,用以降低該混合物之 黏度。 WO 96/16125及WO 99/02580亦描述一種經官能化之 聚有機-矽氧烷及其製造與其於橡膠混合物中之用途,其可 10 使矽氧烷鏈具有最多300個矽氧單元之長度。此外,硫官 能性聚有機矽氧烷、其製法及含彼之橡膠混合物係描述於 EP-A2 964021 及 EP-A2 997489 中。 因此,先前技藝採用矽氧烷與含硫矽烷之混合物。此 種情況具有以下缺點:首先,消費者需藉混合步驟極準確地 15 摻合該物質,其次,在處理期間因為矽氧烷之烷氧基與醯 氧基而釋出大量不期望之醇,此種情況係生態上所無法接 受。 此外,先前技藝製造含硫之募矽氧烷。然而,此方法 碟實具有以下缺點:藉已知硫化方法自烯基募矽氧烷及硫 20 直接製造產生南度黏桐及/或膠凝之產物。其他方法相對較 複雜。 因此,本發明之目的係提出一種烷氧基矽氧烷與硫予 體之混合物,其易於計量且可均勻混合,至少不具有部分 先前技藝之缺點。 --------------^--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •trt*,·. 線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 91. 1. 2,000 588073 A7 B7 組齊郎智慧財產局員X.消費合阼Fi印製 五、發明說明(3 此項目的係根據藉、具有通式(I)之含硫矽氧烷達成 R,v〇-
R >i-〇- R·
Jx
R·"I 卞-0· 0RM •R· y ①, 其中 R及R”個別表示CrC24-烷基、C6-C24-芳基或R”’, 10 R’係表示含硫之2-(對-甲基環己基)丙基、含硫之2-環己 基乙基、含硫之2-正葙基乙基、含硫之2-正葙基丙 基、含硫之C4-C24-烧基或含硫之二環戊基, R”’係表示R、OR或Η,其中基團R及R”’可相同或相異, RiV係表示R、SiR3’’’或Η,其中基團R、R’”及RIV可相同 15 或相異, X與y之和係為由2至200範圍内之數, 其先決條件為每個矽氧烷分子始終僅含有一個單基團R’。 此處之含硫意指藉雙鍵與硫及/或硫化氫之反應而形 成之對應基團。該含硫基團因此帶有-SH、Sx或其他硫取 20 代基。此等基團亦可視情況缔合配位於該雙鍵上。此處之 Sx係表示具有介於1-100硫原子範圍内之長度的硫鏈或 環。 若R係表不含硫之C4-C24烧基’則該C4-C24-烧基係 表示例如丁烧、戊烧、己烧、庚烧、辛烧或壬烧基團,以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 588073 A7 B7 經濟部智慧財產局員X.消費合作·社印製 五、發明說明(4 ) 丁烧、己烧或辛烧為佳 R及R”係表不C1-C24-烧基’其可為直鍵、分支鍵或 環狀結構,諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、 環戊基、環己基或第三丁基。R及R”以甲基、乙基、丙基、 5 環戊基、環己基、及第三丁基為佳,尤其是甲基、乙基、 環己基及第三丁基。烷基亦可經鹵素取代,以C1-甲基及 C1-丙基為佳。 R及R”亦可表示C6-C24-芳基,其本身可被前述C1-C24-烷基或其他芳基所取代,諸如苯基、環戊二烯基、萘基、 10 甲基-苯基、乙基苯基或第三丁基苯基。以苯基特佳。 前述烷基本身當然亦可經芳基所取代,諸如苯基甲 基、苯基乙基或三苯基甲基。 X與y之和係為介於2至200範圍内之數,以2至50 為佳,尤其是2至20,2至10特佳。· 15 X對y之比例較佳係等於或大於1:1,例如1:2、1:3、 1:4等等。 X個具有結構[RR’SiO]之單元及y個具有結構 [OR”R’”SiO]之單元當然各沿著矽氧烷鏈依連續方式或規 則方式或任意分佈方式的排列成嵌段。 20 若RIV = H或OR,則可形成環狀縮合物。若RIV =位 於兩鏈末端上之Η,則該縮合物係於該混合物中自發性地 消去水而形成。若一鍵末端RIV = Η且另一鍵末端RIV = OR,則該縮合物係於混合物中自發性地消去醇ROH而形 成。若RIV=位於兩鏈末端之OR,則該縮合物係於該混合 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂: --線_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 588073 A7 B7 五、發明說明(5 物中觸媒及/或水存在;F,例如大氣濕氣下,消去醇ROH 地形成。 x:y之比例以1:1或1:2特佳。 此項問題亦可根據本發明藉由包含以下結構單元 (K)、(L)、(M)及(N)之含硫矽氧烷(la)而解決。 本發明含硫之矽氧烷可根據已知方法製備,如US-A-4 100 172 或 DE-A-4 435 311 所描述。 然而,本發明含硫之矽氧烷較佳係自具有通式(II)及/ 或(Ila)之矽氧烷製備 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 15 20
Rv, -Si-O- lv Rv (K,) -Si-O- R·" I 卞-Ο· OR" _R" (π),
Rvn R,X (j)Rx,士 -。卡 +f·-。士 . -。士 ORV"丨 fr 〇Rx" (L) 十,·-o (M) (N) (Ha) -------訂---------線· 其中 RVi係表示CrC24烷基、C6-C24-芳基、CrC24-烷氧基 C6-C24-芳氧基、H或OH, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 588073 經濟部智慧財產局員X.消費合阼fi印製 五、發明說明( 10 R’具有前述定義,· R-^-,Rlx.Rx;RX^RXIIj^^^Ci_c^^ C6-C24-芳基或η, 前述限制適用於Χ及y且 W及Z個別可騎於〇及刚之間的整數。 可依任何所需順序且線性或環狀地連續排列。若 鍵,則可另外存有末端鏈基團RlV及⑽V, 前述意義。 /、中R具有 合物構⑴之含硫錢院可為純化合物或各種化 純化合物本發明結構(Ia)之含_氧燒可為 1有^^ 合物之混合物形式。當然亦可為 其中、-構(I)切氧駿所含之具有結構㈣者之現合物,
R、R R, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 15 20 一 * RlV、RVI ' RVn、Rvin、RIX、Rx、P 及 Rxn 係:表不別述之基®,且〜及^具有前述定義且 Rv 係砉 、叹•檬基、乙烯環己烯基團、乙烯_正菇烯基團或 正雈基亞乙基或正葙基乙烯基、(VC24·烯基或二環 戊埽基且 月^文疋義之限制係適用於χ與y之和,其先決條件為每個 ^刀子始終僅含有一個基團Rv,具通式(II)及/或(Ila)之矽氧 與元素琉進行反應或與硫與硫化氫之混合物於觸媒存在 下進行反應。 、本發明具有結構(II)之含硫之矽氧烷可為純化合物形 式或為各種化合物之混合物形式。本發明具有結構(Ila)之 訂---------線. 本紙張尺度適用中國^^_〉Α4規格⑵〇χ 297公釐〉 91. 1· 2,000 經齊即智臻財轰咼員X.省費合阼fi印製 588073 A7 B7 五、發明說明(7 ) 含硫之矽氧烷亦可為純化合物形式或為各種化合物之混合 物形式。當然亦可有具有結構(I)之矽氧烷與具有結構(la) 者之混合物。 元素硫之用量係介於每莫耳RV由1至8莫耳硫之範 5 圍内,以每莫耳Rv由1至6莫耳硫之範圍内的量為佳, 尤其每莫耳RV是1至4莫耳硫之量。 若使用硫與硫化氫之混合物,則此等物質之用量同樣 為每莫耳Rv為1至8莫耳總硫含量,以每莫耳1^為1至 6莫耳總硫含量為佳,尤其每莫耳Rv是1至4莫耳總硫含 10 量。硫相對於H2S之比例係為1:0.01至1,尤其是1:0.2。 W087/00833第6頁1·24以下所述之胺類、氫硫基苯 并噻唑、鹽類、二氣化二硫或其他熟習此技藝者已知用以 催化硫於雙鍵上之加成的觸媒皆可作為該觸媒,比較 ΕΡ-Α2-531 842、ΕΡ-Α1-25 944、DE 2 111 842。然而,以 15 使用胺類諸如三級C12-C14-胺類或氫硫基苯并噻唑或二氯 化二硫為佳。 該觸媒之用量係介於每莫耳硫由0·001至0·1莫耳之 範圍内,尤其每莫耳硫是0.005至0·(Π莫耳。觸媒之混合 物當然亦可使用。 20 矽氧烷(Π)及/或(Ila)與硫或硫/H2S於觸媒存在下之反 應可於任何熟習此技藝者已知之適當裝置卡進行。較佳係 確定良好充分混合。 該反應係於介於0至200°c範圍内之溫度下進行,以 120-180°C 為佳,120-160°C 特佳。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------_ 588073 A7 ___ B7 _____ 五、發明說明(8 ) 該反應係於介於Q至100巴範圍内之壓力下進行,以 0至30為佳,0.5至15特佳。 本發明亦同時提出前述具有通式(II)及/或(Ila)之石夕氧 烷,及所述使用於硫或硫/H2S之反應的方法。 5 本發明通式(Π)及/或(Ila)之矽氧烷主要可藉文獻所述 之習用方法製備。參照例如EP-A1 2 59 526、EP-A1 4310 及 EP-A1 3 514。 本發明通式(II)之矽氧烷較佳係自具有通式(III)之石夕 氧烷製備 10 ρΜ _ R 1 ~Rm 十0- -ShO- 1 Η 一 Y Η mm mm (ΠΙ), (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) y 15 暖齊卽智慧材轰笱員11省費合咋:ϋ中製 20 其中該基團係具有前述定義且 χ+y係表示介於2至200範圍内之數,以2至5〇為佳,尤 其是2至20,2至10特佳。 ^ 是故’本發明通式(Ila)切氧烧較佳係 藉通式(Ilia)之 矽氧烷製備 10 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x29^^ 91. 1. 2,000 -------訂---------線 588073 A7 B7 ^濟郎智慧財查局員x.^費合阼fi印製 五、發明說明(
士 + 卜。士 +fx-。士 M H RX
卜0七 0RX" (Ilia) Η (Κ-) (L·) (M) (N) 5 其中 該基團係具有前述意義,且該限制適用於x+y、Z及W。 此情況下’矽氧烧(ΙΠ)及/或(IIIa)係於觸媒存在下與醇 類與二稀類進行反應。 此情況下,熟習此技藝者已知之任何醇基本上皆可: 10 為醇,可提出之實例有CrC24醇’諸如曱醇、乙醇、丙醇、 丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、癸醇、紛,尤其是甲醇、 乙醇、丙醇、及丁醇’以乙醇及丙醇特佳。 對應於R之一却係作為一烤。此專實例有益二烯、 乙烯基環己烯、亞乙基正葙烯、乙烯基正菇烯及C4-C24-15二烯,尤其是丁.二稀、己二烯、庚二浠、辛二稀及二環戊 二稀。 所有熟習此技藝者已知催化矽原子上藉二烯置換氫原 子之過程的觸媒皆可作為觸媒’尤其是麵、錢、釕或鎳, 及其鹽類及/或錯合物。 該觸媒之用量以二烯及矽氧烷之總量計係介於百萬分 之卜100份金屬的範圍内,以百萬分之5至500份為佳, 百萬分之10至50份特佳。 OR”相對於Rv之比例係由該醇相對於二烯之理想配 比及離析物之添加順序而決定。 20 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 91. 1. 2,000 ------II —---· I-----I ^-----— II —^wi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 588073 A7 ____ B7 ___ 五、發明說明(10 ) 該矽氧烷(III)及/或(Ilia)以先與該醇反應,隨之與該二 烯反應為佳。此外,該矽氧烧(III)以同時與該醇及該二烯 反應為佳。 當然亦可採用不同醇之混合物及/或不同二烯之混合 5 物。 該反應係於介於-20至+200°C範圍内之溫度下進行, 以20至l〇〇°C為佳。 該反應係於〇至50巴壓力下進行,以〇至5巴為佳。 該反應可在任何熟習此技藝者已知適於氫矽烷化反應 10 的裝置中進行。 該反應產物係視情況例如藉蒸餾純化,視情況於減壓 下進行或藉其他適當之方法純化,以移除過量、未反應之 物質及副產物。 本發明亦提出具有通式(I)及/或(la)之含硫矽氧烧及具 15有通式(II)及/或(Ha)之矽氧烷於含有二氧化矽之橡膠混合 物中的用途。 本發明另外亦提出一種本發明具有通式⑴之含硫矽 氧烧與先前技藝之碎氧燒及/或含硫吩淀的混合物。描述於 例如 US-A 4 100 172、EP-A 1 466 066、DE-A 2 837 117、 I 20 DE-A 2 933 247、US-A 4 474 908、JP-A 6 248 116、EP-A 1 i 761 748及EP-A 1 784 072中之矽氧烷及/或含硫矽烷可使 I 用於此種情況。 I 含硫矽氧烷⑴及/或(la)亦可於與矽氧烷(π)及/或(Ila) Μ 之混合物形式下使用。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 --------------裝--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· --線 588073 A7 B7 經齊部智慧財產咼員X.消費合阼fi印製 五、發明說明(11 ) 若使用具有通式(JI)及/或(Ila)之矽氧烷,而不使用具 有通式(I)及/或(la)之含硫矽氧烷,則需採用分子具有至少 一個可在混合條件下與二氧化矽表面之Si-OH基團反應的 烷氧基,且分子令具有至少一個可在混合或硫化條件下與 5 不飽和橡膠反應的含硫基團之含硫的烷氧基矽氧烷。 此情況下,較佳之含硫的烷氧基矽氧烷特別是雙(三烷 氧基甲矽烷基-烷基)多硫化物,如DE 2 141 159及DE-AS 2 255 577 所描述,及/或 DE-OS 4 435 311 及 EP-A 670 347 之寡聚及/或聚合之含硫的烧氧基石夕烧。 10 該含硫之烷氧基矽烷之用量以100重量份數橡膠計係 為0.1至20重量份數,以0.5至10重量份數為佳。 使用於含二氧化矽之橡膠混合物令的二氧化矽有·· - 藉矽酸鹽之溶液沉澱析出所製備之二氧化矽,比表面 積係為30至1,000,以30至400米2/克為佳(BET表 15 面積),主要粒徑係為10至400奈米。該二氧化矽亦 可視情況為與其他金屬氧化物之混合氧化物形式,諸 如鋁、鎂、鈣、鋇、鋅、锆或鈦之氧化物。 - 矽酸鹽例如矽酸鋁及鹼土金屬矽峰鹽諸如矽酸鎂或石夕 酸鈣,BET表面積係為30至400米2/克,主要粒徑係 20 為10至400奈米。 該產物係詳述於例如 J· Franta,Elastomers and Rubber Compounding Materials,Elsevier 1989,第 401-447 頁。 除了天然橡膠之外,適當之橡膠亦有已知之合成橡 勝。其特別包括聚丁二稀、丁二稀/丙稀酸C| -C4烧醋、聚 13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂· 線· 588073 A7 B7 五、發明說明(12 唆齊郎智¾材轰¾員x-省費全咋Fi-:p^ 氣丁烯、聚異戊間二稀及聚異戊間二烯共聚物、笨 丁二烯共聚物一笨乙烯含量為1至60,較佳20至5〇重e 百分比、笨乙烯/丁二烯共聚物一含有1至20重量百八= 之其他極性不飽和單體,尤其是苯乙烯/ 丁二埽/丙歸#妓 聚物“笨乙烯含量為1至40百分比且丙烯腈含量最高 百分比、異丁烯/異戊間二烯共聚物、丁二烯/丙稀骑共聚 物一丙烯腈含量為5至60,較佳10至40重量百分比、^ 分氫化或完全氫化之NBR橡膠、乙稀/丙烯/二婦共聚物及 此等橡膠之混合物。 天然橡膠、BR、SBR及笨乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物 特別有利於製造機動車輛輪胎,借助本發明通式⑴之含硫 的矽氧烷或本發明通式(II)之矽氧烷。 橡膠相對於二氧化矽之較佳比例係為1〇〇._1〇至 100:150,100:20 至 1〇〇:1〇〇 特佳。 15 可另外添加碳黑及習用橡膠輔劑,諸如例如安定劑、 脫模劑、增塑劑等。 橡膠辅劑之添加量係視特定用途而定。以每100重量 份數橡膠計,碳黑之較佳用量係為〇至30重量份數,安定 1 劑之用量係為〇·1至1.5重量份數,而增塑劑之用量係為5 20至75重量份數。已知礦油增塑劑係意指鏈烷、環烷或芳族 礦油,VDC數(黏度-密度常數)係為〇 791至丨〇5〇,以〇 85 至1.0為佳,而折射阻斷Ri係約1·〇48至1.065。 該礦油增塑劑係市售可得。芳族礦油增塑劑係較佳增 塑劑。 10 14 -------------- ___ r靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) =0· -線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱 91. 1. 2,000 588073 A7 五、發明說明(13 ) 該橡膠混合物可依習用方式製備,例如,使用捏和機、 軋製機或擠塑機。 該橡膠混合物可視情況亦包含其他填料,諸如 _天然矽酸鹽,諸如高嶺土及其他天然二氧化矽; 5 -玻璃纖維及玻璃纖維產物(墊、索)或玻璃微珠粒; -金屬氧化物,諸如氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂或氧化鋁; - 金屬碳酸鹽,諸如碳酸鎂、碳酸鈣或碳酸辞; - 金屬氫氧化物,諸如例如氫氧化鋁或氫氧化鎂; -碳黑;使用於此種情況之碳黑係藉火焰黑或爐製或氣 10 黑方法製備,具有20至200米2/克之BET表面積, 諸如例如SAF、ISAF、HAF、FEF或GPF碳黑。 採用高度分散性之沉澱析出二氧化矽及碳黑特佳。可 使用所述之填料本身或混合物形式。 經蒉邡智慧財轰¾員x-凊費合泎fi卬¾ • I I 1111111 · 11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --線- 其他橡膠可另外依習用方式摻於該橡膠混合物中:天 15然橡膠、乳化SBR及溶液SBR橡膠,玻璃態化溫度高於 -50C,可視情況經烷氧基矽烷或其他官能基所修飾,如例 如EP-A 447 066所述,具有高丨,4_順式含量(>9〇%)之聚丁 二烯橡膠一使用以Ni、Co、Ti或Nd今底質之觸媒製備及 乙烯基含量為0至75%之聚丁二雜膠及其混合物特別可 20用於製備機動車輛輪胎。特別可使用乙烯基含量為2〇至 6〇重量百分比之溶液SBR橡膠及高14•順式含量(>9〇%) 之聚丁二烯橡膠。 該橡膠混合物當然亦可另外包含橡膠工業已知且習用 之其他橡膠辅產物,諸如反應加速劑、防老化劑、熱安定
588073 A7 B7 五、發明說明(14 ) 劑、光安定劑、臭氧安,定劑、加工輔劑、增塑劑、增稠劑、 發泡劑、染料、顏料、壤、增量劑、有機酸、延遲劑、金 屬氧化物及活化劑,諸如三乙醇胺、聚乙二醇及己烷三醇。 該橡膠辅劑係於習用量下摻合,且視特定用途而定。習用 5 量係為例如以所使用之橡膠總量計為0.1至50重量百分 比0 除了前述橡膠輔產物之外,可添加已知之交聯劑諸如 硫、硫予體或過氧化物於本發明橡膠混合物中。本發明橡 膠混合物可另外包含硫化加速劑諸如氫硫基苯并噻唑、氫 10 硫基亞磺醯胺、胍、秋蘭姆(thiuram)、二硫代胺基甲酸酯、 硫脲及/或硫代碳酸酯。所述之硫化加速劑及交聯劑習用量 以所使用之特定橡膠總量計係為〇·1至10重量百分比, 以0.1至5重量百分比為佳。 本發明橡膠混合物之硫化可在1〇〇至200°C的習用溫 15 度下進行,以130至180°C為佳(視情況於10至200巴之 壓力下)。 該橡膠與其他橡膠辅產物、交聯劑及加速劑之進一步 摻合可依習用方式借助適當之混合單元諸如軋製機、内混 i 機及混合擠塑機進行。 經濟部智慧財產局S Η消費合阼Fi印製 20 可自此等物質製備之橡膠硫化產物適於製造所有類型 之成形物件,例如,用以製造電纜外皮、軟管、驅動帶、 傳送帶、滾筒覆層、鞋底、密封環及阻震元件。其特別適 用於製造輪胎,因為此等輪胎具有特別低之滾動阻力,尤 其是良好之抗濕滑性及高度耐磨性。 16 91. 1. 2,000 _________________ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 588073
五、發明說明(I5 ) 以下貝施例係用%更詳細地說明本發明。 實施你丨 橡膠聚合物及化學用品係於拜耳廠股份有限公司橡膠 商業機構(Bayer AG Rubber Business Unit)所購得之產 扣,除非另有陳述。該橡膠-機械測試係根據DIN 53523、 53504、53505、53512、53513 及 ASTM D 2084 進行。 實施例1 具有通式(I)/(Ia)之含硫的矽氧烷之製備 15 實施例la 具有氮入口、溫度計、攪拌器及連接於氣體洗滌器(充 填有750毫升之30% NaOH水溶液)之回流冷凝器的四頸燒 瓶,於氮氛圍下先導入250克烯基烷氧基矽氧烷混合物 經濟部智慧財轰局員X.消費合阼fi印製 莫耳% 116.8 20 24.9二矽氧烷 13 化學名稱 四乙氧基矽烷 I 甲基-(2-ί衣己稀基-乙基)_二乙氧基-發烧 1-甲基-1-(2-環己烯基-乙基)-1,3,3,3-四乙氧基- 2-甲基-2_(2-環己烯基-乙基)-1,1,1,5,5,5-六乙 氧基-三ί夕氧烧8.4 丨,3·二甲基_1,3_雙-(2-環己烯基-乙基)-1,3-二乙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
588073 A7 B7 五、發明說明( 10 15 20 氧基-二矽氧烷 17·4 I3·二甲基_1,3·雙-(2-環己烯基-乙基)-1,5,5,5- 四乙氧基-三矽氧烷 7.5 3,5_二甲基_3,5-雙-(2-環己烯基-乙 基)"·1,1,1,5,5,5-六乙氧基四梦氧烧 4.2 丨,3,5-三甲基-1,3,5-三-(2-環己烯基·乙基)_1,3_ 二乙氧基-三矽氧烷 6·8 I3,5-三甲基_1,3,5·三-(2-環己烯基-乙 基)-1,7,7,7-四乙氧基-四碎氧院 雙鍵含量係為3.47毫莫耳/克(iH-NMR)。 於原始25°C下添加83·4克(2.60莫耳)硫及〇·8克第三 十"一碳基胺及1 · 7克氣硫基苯并嗔σ坐。 混合物隨之加熱至l5〇°C,且於150°C下800 hPa輕度 減壓下保持1.5小時。藉著於90°C下於20-30 hPa下脫氣 45分鐘,而移除氣體成份。該粗產物充入氮,冷卻至室溫。 經乾燥之甲苯於1:1之混合比例(體積份數)下添加,混人 物保持放置8小時。 σ 抽氣濾出已沉澱析出之硫,使用少量已乾燥之甲笨於 密閉抽氣濾器上洗滌。所結合之甲苯溶離部分於50。^下於 20 mbar下於旋轉蒸發器中蒸發之後,得到所需之矽氧境。 得到280.1克硫含量為19·9百分比之產物。該硫含量係使 用元素分析測定。23°C下之黏度係為1,776 mPas,使用| 魯克非(Brookfield)旋轉黏度度測量。 實驗顯示形成不含凝膠之物質。顯然當每個Si鍵之_ 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 2.000 ----------I---裝—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· -線· 588073 A7 _B7 五、發明說明(17 ) 基增加時,可能發生賤凝。 此項實驗顯示在製備不含凝膠之液態含硫寡矽氧烧 時,本發明每個矽氧烷鏈僅具有一個含雙鍵之基團的化合 物含量高時較佳。 ----I------------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .線· 經濟部智慧財產局員Η消費合泎fi印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 588073 A7 B7 五、發明說明(18 ) 20 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 αΒΤ>4歡)尜册棊^茸批OVijs^ν^σΙΝ 5324Γ1) WIT棼琴芪眾凉穿6^>呤SHcr。4f湮爿命濰鴒 '淨緻 '命嵙筘。 Η—* P- H-* cr 0:100 |91:9 1 丨65:35 1 〇棼聲 o w _命 工業矽氧烷混合物; 式(Π) U) ίο to U) b DB含 量 2 [mmol/ g] to o Η-* Ξ速 !*Φ 32.6 On H-a |32.6 1 oq1 3B |φ 0.80 1 10.64 | [0.80 1 !第三· 十二 破基-胺[g] 觸媒 0.90 |0.70 | 10.90 1 r—1 ^ CTQ Sn "-* ts H 私 U% H-A a U\ T[°C] 反應條件 U\ Ut Ui Os Ιλ Os U\ f-K r^jn P [bar] 173.1 1135.2 | |173.8 | oq' 鐵 U»>J 1Φ 產物;式(I) Η-Λ b 00 v〇 呈命 一 On 〇 H-k l/l u> H-* ί-Λ g g# 二|雒~窗 M ® 雜 to 黏度 [mPas] vr-bA^it#二tawM蛑萘宣鲜涩: i4^±lb-ld: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 裝--------tr---------線一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 588073 A7 B7 五、發明說明(l9 ) 膠凝之產物僅限使用於該橡膠混合方法中,因為其可 包括相對大、未確定或變化量之硫,而產生不均勻之橡膠 混合物。 實施例2 混合物之製備 在 Werner & Pfleiderer(型號 GK 1·5Ε)之 1·5 升内混機 中,先依以下方式導入聚合物、填料及添加劑成份: 混合時間,分鐘 -n n n I n -1 I I -I I i-i -I I · n ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1〇 聚合物 填料,防老化劑,ΖηΟ 蠟,矽烷,油 分散劑 柱塞沖洗 15 混合 0.5分鐘 3.0分鐘 1.5分鐘 0.25分鐘 1.25分鐘 總混合時間6.5分鐘 訂· · •線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 喷射溫度係為140至16〇t 〇 之後,混合物於軋製機上冷卻,再於捏合機中混合3·5 20 分鐘。之後在約60至90°C下,於軋製機上混入硫及加速 劑。 所採用之成份··
Si69 DEGUSSA-Hiils AG所製之雙(三乙氧 甲矽烷基丙基)四硫烷 21 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 588073 A7 B7 經濟部智慧財產局員Μ消費合作钍印製 五、發明說明(2G)
Vulkanox® 4042 Vulkanox® HS Vulkacit® CZ Vulkacit® D
Bayer AG之苯二胺產物 Bayer AG之二氫喳啉(聚合)產物 Bayer AG之亞續醯胺產物 Bayer AG之二苯基脈產物 5 10
Enerthene 1894-1 BP Deutschland GmbH Antihix® 654 Rhein Chemie Rheinau 之鏈烧微蟻產物 Vulkasil® S Bayer AG之沉殿析出二氧化矽產物 Buna® VSL 5025 Bayer AG 之 SSBR 產物 Buna® CB 24 Bayer AG 之聚丁二稀產物 Degussa AG之碳黑 Henkel KGaA 之產物 Zinkwei β Forschungsgesellschaft 之產
Corax N 339 硬脂酸 ZnORS 物 混合物之特定組成係列示於下表1中: 15 ο 2 22 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 91. 1. 2,000 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
588073 五、發明說明(21 ) Α7Β7 表1 實施例2 a b Buna VSL 5025-1 96 96 Buna CB 24 30 30 Corax N 339 6.5 6.5 Vulkasil S 80 80 硬脂酸 1 1 ZnO RS 2.5 2.5 Enertherne 1849-1 8 8 Vulkanox 4020 1 1 Vulkanox HS 1 1 Antilux 654 1.5 1.5 硫 1.5 1.5 Vulkacit CZ 1.5 1.5 Vulkacit D 2 2 Si 69 6.5 實施例1之產物 6.5 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 試樣之製備 各種試樣皆依熟習此技藝者所習用之方式於160°C下 5 在加壓硫化下製得。 試樣隨之依習用方式自此等板片打印出來,以進行表 lib所列之橡膠機械試驗。 混合物2a-b之橡膠機械性質係列示於下表2中。 10 實施例2 a b ME(DIN 53 523) ME 78.9 88.1 5ME+min 分鐘 15 12.8 23 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91. 1. 2,000 Μ--------^---------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 588073 A7 B7 五、發明說明(22) 經濟部智慧財產局員工消費合泎社印製 tsOl 分鐘 0.33 0.18 t90 ' 分鐘 16.40 19.38 Μ 100% (DIN 53 504) MPas 2.7 2.1 Μ 300% (DIN 53 504) MPas 10.5 8.9 拉伸強度ODEN 53 504) MPas 18.8 20.2 伸長度(DIN 53 504) MPas 470 540 硬度 23°C(DIN 53 505) ° Sha 72 68 硬度 70°C(DIN 53 512) ° Sha 68 64 RP 23〇C(DIN 53 512) 27 26 RP 70°C(DIN 53 512) 50 50 WRF DIN 53 515 23〇C N/mm 53 42 磨蝕性DIN 53 516 mm6 87 86 阻尼 DIN 53 513 Roeling tan 5 〇°C 0.384 0.424 tna5 60°C 0.164 0.154 在60°C下之低機械阻尼(tan 5 )及在介於0至60°C間之 tan 5值的劇烈變化通常係為硫化產物達到低滚動阻力及 其他最佳輪胎性質的標準 本發明混合物與先前技藝比較之下具有以下優點: 1 ·較高之強化效果(模數300/模數100之比例); 2 ·相同磨姓性; 3 ·於60°C下較低之tna6,因此較低之滾動阻力。 24 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 91· 1. 2,000 -n ϋ n n n 1« n I fl— n ϋ ϋ I · I .1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-· -線'
Claims (1)
- 588073 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 專利申請案第90122168號 ROC Patent Appln. No.90122168 修正後無劃線之申請專利範圍中文本-附件(二) Amended Claims in Chinese - Encl.(II) (民國93年1月 q日送呈) (Submitted on January a , 2004) 1. 一種具有通式(I)之含硫的矽氧烷, 10 R〜- R Ϊί-Ο- R, γ· · -Si-O- OR" •R3IV y 00, i 其中 15 R及R”個別表不Ci_C24_烧基、C6-C24-芳基或R’” ’ R’係表示含硫之2-(對-甲基環己基)丙基、含硫之2-環己基乙基、含硫之2-正搖基乙基、含硫之2-正 搖基丙基、含硫之C4-C24-烷基或含硫之二環戊 基, 20 R”’係表示R、OR或Η,其中基團R及R”’可相同或 相異, RIV係表示R、SiR3’”或Η,其中基團R、R”’及RIV 可相同或相異, X與y之和係為由2至200範圍内之數, 25 其先決條件為每個矽氧烷分子始終僅含有一個單基團 R,。 2. —種製備如申請專利範圍第1項之含硫的矽氧烷之方 法,其特徵為具有通式(II)之矽氧烷 -25 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 90412B-接 588073睛專利範圍 A8 B8 C8 D8R,v—Ο ΐ 一 Si-O— .Rv X OR” •Riv (Π), 5 ο IX 5 11 3. 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5. 20 6. 其中 R、R、R及R係表示前述基團且 Rv表示檸檬基、乙稀環已缔基團、乙稀正基團 或正孩基亞乙基或正縣乙稀基、C4-C24-烯基或 二環戊烯基,且 前述限制適用於X A y之和,其先決條件為每個分子 始終僅含有一個基團Rv, 與硫或與疏及硫化氫各於㈣存在下崎反應,其中 硫或硫與魏氫之齡物_量係介騎莫耳…由! f 8莫耳總硫含量之範_,域觸媒之用量係介於 每莫耳硫由0.001至0.1莫耳之範圍内。 如申請專圍第2項之方法,其舰為採用比 1:0.01至1之硫與硫化氫的混合物。 … 專職圍第2項之方法,其賴為該使用胺類 或一氣化二硫或氫硫基苯并噻唑作為觸媒。 如申請專利範圍第i項之含硫的魏烧,其 石夕之橡膠混合物。 、3 如申請專職圍第5項之含硫_魏,其特 各一氧化石夕之橡膠混合物係包含bet表面積大於Λ 米/克^ —氧化石夕,及視情況使用之碳黑。 ; 騎 訂 適 度 尺 張 紙 本 -26 - 中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公董)經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 588073 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 7. —種具有通式(la)之含硫的矽氧烷,其係包括結構單元 (K)、(L)、(Μ)、(N) 0 士 +?H04w 0RXI< (K) (L) (Μ) (N) (la) 10 其中 R’係表示含硫之2-(對·曱基環己基)丙基、含硫之2-環己基乙基、含硫之2-正葙基乙基、含硫之2-正 葙基丙基、含硫之C4-C24-烷基或含硫之二環戊 基, 15 RVI係表示CrC24烷基、C6-C24-芳基、CrC24-烷氧 基、C6-C24-芳氧基、Η或OH, Rvn、Rvm、RIX、Rx、RXI 及 Rxn 個別表示 CVCw烷 基、C6-C24-芳基或Η, χ與y之和係為由2至200範圍内之數,且w及ζ個 20 別可為介於0及100之間的整數, 其先決條件為每個矽氧烷分子始終僅含有一個基團 R,。 8. —種製備如申請專利範圍第7項之含硫的矽氧烷之方 法,其特徵為具有通式(Ila)之矽氧烷係包含結構單元 -27 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐)588073 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 (K,)、(L)、(Μ)、(N)Rv (K,) ORv(L) rx。士 士 (M) (Ila) (N) 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 其中 RVI pVH VIII IX x κ R、R 、R、Rx、RXI 及 10 團,且 係表不前述基 Rv表示檸檬基、乙稀環己稀基團、乙稀正簡 或正福基亞乙基或場乙婦 : 二環戊烯基,且 佈基或 前述限制適用於X與y之和及w與z, 每個分子始終僅含有一個基團Rv, /、先决條件為 與硫或與硫及硫化氫各於觸媒存在下進行反應,盆 該觸媒之用量係介於每莫耳硫由0 〇〇1至^ i苴其^ 圍内。 ·昊耳之範 9. 如申請專利範圍第8項之方法,其特徵為該硫之用量 係介於每莫耳Rv由1至8莫耳範圍内。 10. 如申請專祕圍第9項之方法,其特徵為該硫與硫化 氫之混合物的用量係介於每莫耳所使用之RV由1至8 莫耳總硫含量之範圍内。 11. 如申請專利範圍第10項之方法,其特徵為採用比例為 -28 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 588073 A8 B8 C8 _D8_ 六、申請專利範圍 1:0.01至1之硫與硫化氫的混合物。 12. 如申請專利範圍第11項之方法,其特徵為該使用胺類 或二氯化二硫或氫硫基苯并噻唑作為觸媒。 13. 如申請專利範圍第7項之含硫的矽氧烷,其係用於含 5 矽之橡膠混合物。 14. 如申請專利範圍第13項之含硫的矽氧烷,其特徵為該 含二氧化矽之橡膠混合物係包含BET表面積大於30 米2/克之二氧化矽,及視情況使用之碳黑。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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