WO2010116712A1 - 有機ケイ素化合物、並びにそれを用いたゴム組成物、タイヤ、プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤 - Google Patents

有機ケイ素化合物、並びにそれを用いたゴム組成物、タイヤ、プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤 Download PDF

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group
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憲明 幸村
堀川 泰郎
加藤 誠一
暁 堀江
靖王 福島
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株式会社ブリヂストン
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/548Silicon-containing compounds containing sulfur
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/002Priming paints

Definitions

  • the present invention relates to an organosilicon compound, a rubber composition containing the organosilicon compound, a primer composition, a coating composition and an adhesive, and a tire using the rubber composition, and in particular, hysteresis loss of the rubber composition. It is related with the organosilicon compound which can improve abrasion resistance while lowering.
  • a technique of using an inorganic filler such as silica as a filler of a rubber composition used for a tire tread is known. It is known to be effective.
  • rubber compositions containing inorganic fillers such as silica reduce tire rolling resistance, improve braking performance on wet road surfaces, and improve steering stability, but have high unvulcanized viscosity and multi-stage kneading. Therefore, there is a problem in workability. Therefore, in a rubber composition containing an inorganic filler such as silica, the breaking strength and wear resistance are greatly reduced, and problems such as vulcanization delay and poor filler dispersion occur.
  • silica when blended with the rubber composition for tread, the unvulcanized viscosity of the rubber composition is reduced, the modulus and wear resistance are ensured, and the hysteresis loss is further reduced. It is essential to add a silane coupling agent.
  • the silane coupling agent is also widely used for applications other than rubber compositions such as a primer composition, a coating composition, and an adhesive.
  • the silane coupling agent is expensive, the blending cost increases due to the blending of the silane coupling agent.
  • the addition of a dispersion improver decreases the unvulcanized viscosity of the rubber composition and improves workability, but also reduces the wear resistance.
  • the dispersion improver is a highly ionic compound, a decrease in workability such as roll adhesion is also observed.
  • the present inventors even when an inorganic filler such as silica is blended as a filler, even when a conventional silane coupling agent is added, the hysteresis loss of the rubber composition is reduced and the wear resistance is reduced. However, it was found that there was still room for improvement.
  • Silane coupling agents are also used in primer compositions, coating compositions, adhesives, etc. as described above.
  • the adherend is a hybrid material composed of an organic material and an inorganic material
  • a conventional silane cup is used. It has been found that primer compositions, coating compositions, adhesives, and the like using a ring agent do not have sufficient adhesion and affinity at the interface between the organic material and the inorganic material, and still have room for improvement.
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a novel compound capable of greatly reducing the hysteresis loss of the rubber composition and greatly improving the wear resistance.
  • Another object of the present invention is to provide a rubber composition, a primer composition, a coating composition and an adhesive containing such a compound, and a tire using the rubber composition.
  • the present inventors have found that the organosilicon compound represented by a specific structural formula has a high reaction rate with an inorganic filler such as silica.
  • an inorganic filler such as silica.
  • the organosilicon compound of the present invention has the following general formula (I): [Wherein A is a group containing a sulfur atom and reacting with a rubber component; W is —CR 5 R 6 — or —NR 6 — (where R 5 is —NR 6 R 7 , —NR 6 —NR 6 R 7 or —N ⁇ NR 6 , and R 6 is —C n H 2n + 1 , R 7 is —C q H 2q + 1 , and n and q are each independently 0 to 10), R 1 and R 2 are each independently represented by —M—C 1 H 2 1 — (wherein M is —O— or —CH 2 —, and 1 is 0 to 10), R 3 is represented by — (O—C 1 H 2l ) y C s H 2s + 1 (wherein l is as defined above, and y and s are each independently 1 to 20), Provided that M is —O— in one or more of R 1 , R 1
  • a in the formula (I) is the following general formula (IV), formula (V), formula (VI), formula (VII), formula (VIII), formula (IX) or formula (X): [W, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the formulas (IV) and (VIII) are as defined above, R 10 in the formula (V) is the following general formula (XI) or formula (XII): (Wherein M, X, Y 1 , R 8 , R 5 , l and m are as defined above) or —C 1 H 2l —R 17 (where l is as defined above and R 17 Is —NR 6 R 7 , —NR 6 —NR 6 R 7 , —N ⁇ NR 6 or —Z—C m H 2m + 1 , provided that R 6 , R 7 , Z and m are as defined above.
  • R 11 in the formula (VII) is the above general formula (XI), the formula (XII), or —C r H 2r —R 18 (where R 18 is —NR 6 R 7 , —NR 6 —NR 6 R 7).
  • R 6 , R 7 and M are as defined above, r and t are each independently 0 to 20, and Y 2 in the formula (VIII) represents O, S or CH 2 , R 12 and R 13 are each independently hydrogen or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, R 14 in the formula (IX) is hydrogen or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 15 is a linear or branched divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, R 16 in the formula (X) is each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, Y 3 is O or S, X in Formula (IV) and Formula (V) is 1 to 10.]
  • the M is preferably —O— and the Z is preferably —CH 2 —.
  • W is represented by —NR 6 — (wherein R 6 has the same meaning as above), R 1 and R 2 are each independently represented by —O—C 1 H 2l — (wherein l is as defined above); R 3 is represented by — (O—C 1 H 2l ) y C s H 2s + 1 (wherein l, y and s are as defined above), R 4 is represented by —C 1 H 2l — (wherein l is as defined above), The R 10 is preferably represented by —C 1 H 2l + 1 (where l is as defined above).
  • W is represented by —CR 5 R 6 — (wherein R 5 and R 6 are as defined above), R 1 and R 2 are each independently represented by —O—C 1 H 2l — (wherein l is as defined above); R 3 is represented by — (O—C 1 H 2l ) y C s H 2s + 1 (wherein l, y and s are as defined above), R 4 is represented by —C 1 H 2l — (wherein l is as defined above), It is also preferable that R 10 is represented by —C l H 2l + 1 (where l is as defined above).
  • W is represented by —NR 6 — (wherein R 6 has the same meaning as above), R 1 and R 2 are each independently represented by —O—C 1 H 2l — (wherein l is as defined above); R 3 is represented by — (O—C 1 H 2l ) y C s H 2s + 1 (wherein l, y and s are as defined above), The R 4 is preferably represented by —C 1 H 2l — (wherein l is as defined above).
  • W is represented by —CR 5 R 6 — (wherein R 5 and R 6 are as defined above), R 1 and R 2 are each independently represented by —O—C 1 H 2l — (wherein l is as defined above); R 3 is represented by — (O—C 1 H 2l ) y C s H 2s + 1 (wherein l, y and s are as defined above), It is also preferable that R 4 is represented by —C 1 H 2l — (wherein l is as defined above).
  • W is represented by —NR 6 — (wherein R 6 has the same meaning as above), R 1 and R 2 are each independently represented by —O—C 1 H 2l — (wherein l is as defined above); R 3 is represented by — (O—C 1 H 2l ) y C s H 2s + 1 (wherein l, y and s are as defined above), R 4 is represented by —C 1 H 2l — (wherein l is as defined above), R 11 is a linear or branched alkyl group represented by —C r H 2r + 1 (wherein r is as defined above), or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. Preferably there is.
  • W is represented by —CR 5 R 6 — (wherein R 5 and R 6 are as defined above), R 1 and R 2 are each independently represented by —O—C 1 H 2l — (wherein l is as defined above); R 3 is represented by — (O—C 1 H 2l ) y C s H 2s + 1 (wherein l, y and s are as defined above), R 4 is represented by —C 1 H 2l — (wherein l is as defined above), It is also preferable that R 11 is represented by —C r H 2r + 1 (where r is as defined above).
  • the rubber composition of the present invention comprises an inorganic filler (B) and the above organosilicon compound (C) in a rubber component (A) made of natural rubber and / or a diene synthetic rubber. It is characterized by becoming.
  • the rubber composition of the present invention is obtained by blending 5 to 140 parts by mass of the inorganic filler (B) with 100 parts by mass of the rubber component (A) composed of the natural rubber and / or the diene synthetic rubber. Further, the organosilicon compound (C) is preferably contained in an amount of 1 to 20% by mass based on the amount of the inorganic filler (B).
  • the inorganic filler (B) is silica or aluminum hydroxide.
  • the silica preferably has a BET surface area of 40 to 350 m 2 / g.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above rubber composition.
  • the primer composition of the present invention is characterized by containing the above organosilicon compound
  • the coating composition of the present invention is characterized by comprising the above organosilicon compound
  • the adhesive of the present invention comprises the above organosilicon compound. It is characterized by including a compound.
  • an organosilicon compound which is represented by a specific structural formula and can significantly reduce the hysteresis loss of the rubber composition and can greatly improve the wear resistance.
  • the rubber composition containing this organosilicon compound, the tire using this rubber composition, and the primer composition, coating composition, and adhesive agent containing this organosilicon compound can be provided.
  • the present invention is described in detail below.
  • the organosilicon compound of the present invention is represented by the above general formula (I), and may be used alone or in combination of two or more. Since the organosilicon compound of the present invention contains a nitrogen-containing functional group such as an amino group, an imino group, a substituted amino group, or a substituted imino group that has a high affinity with the surface of an inorganic filler such as silica, the nitrogen atom is not shared. The electron pair can participate in the reaction between the organosilicon compound and the inorganic filler, and the coupling reaction rate is fast.
  • the organosilicon compound of the present invention by adding the organosilicon compound of the present invention to the inorganic filler-containing rubber composition instead of the conventional silane coupling agent, the coupling efficiency is improved, and as a result, the hysteresis loss of the rubber composition is reduced. It is possible to greatly improve the wear resistance while greatly reducing.
  • the organosilicon compound of the present invention since the organosilicon compound of the present invention has high addition efficiency, a high effect can be obtained even in a small amount, which contributes to a reduction in blending cost.
  • the organosilicon compound of the present invention preferably has 1 to 6 silicon-oxygen bonds (Si—O).
  • Si—O silicon-oxygen bonds
  • the reactivity with inorganic fillers such as silica is high, and the coupling efficiency is further improved.
  • A is a group containing a sulfur atom (S) and reacting with a rubber component.
  • S sulfur atom
  • the organosilicon compound represented by the formula (I) since the cyclic structure portion reacts with an inorganic filler such as silica, it has a group that reacts with the rubber component in the molecule, so that the rubber component and the inorganic filler It will have coupling ability.
  • A is preferably represented by the general formula (IV), formula (V), formula (VI), formula (VII), formula (VIII), formula (IX) or formula (XI).
  • x is 1 to 10, preferably 2 to 4.
  • examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, and a decyl group. It may be linear or branched.
  • R 1 and R 2 are each independently represented by —M—C 1 H 2l —, and R 3 is — (O—C 1 H). 2l ) y C s H 2s + 1 , where M is —O— or —CH 2 —, l is 0 to 10, y and s are each independently 1 to 20 is there. However, in one or more of R 1 , R 2 and R 3 , M is —O—. Note that —C l H 2l — is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms because l is 0 to 10.
  • examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and a propylene group.
  • the alkylene group may be linear or branched.
  • -C s H 2s + 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms because s is 1 to 20.
  • examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, Examples include a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, a stearyl group, and the like.
  • the alkyl group may be linear or branched.
  • Y is the number of repeating (O—C 1 H 2l ) units and is 1 to 20.
  • R 4 is represented by the above general formula (II) or formula (III), or —Z—C 1 H 2l —. It is preferably represented by —C 1 H 2l —, wherein Z is —O—, —NR 6 — or —CH 2 —, wherein R 6 is —C n H 2n + 1 l and n are 0-10. Note that —C 1 H 2l — and —C n H 2n + 1 are as described above.
  • M is —O— or —CH 2 —
  • l and m are each independently 0-10.
  • X and Y 1 are each independently —O—, —NR 6 — or —CH 2 —
  • R 8 is —OR 6 , —NR 6 R 7 or —R 6.
  • R 6 is —C n H 2n + 1
  • R 7 is —C q H 2q + 1 .
  • R 9 is —NR 6 —, —NR 6 —NR 6 — or —N ⁇ N—, wherein R 6 is —C n H 2n + 1 .
  • —C m H 2m — is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and a propylene group.
  • the alkylene group may be linear or branched.
  • —C 1 H 2l — is as described above.
  • R 10 in the above formula (V) is represented by the above general formula (XI) or (XII), or —C 1 H 2l —R 17 , particularly represented by —C 1 H 2l + 1 .
  • R 17 is —NR 6 R 7 , —NR 6 —NR 6 R 7 , —N ⁇ NR 6 or —Z—C m H 2m + 1 , provided that R 6 , R 7 , Z, l and m are as defined above.
  • —C 1 H 2l — is as described above, and —C m H 2m + 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms because m is 0 to 10.
  • examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, and a decyl group. It may be linear or branched.
  • R 11 in the above formula (VII) is represented by the above general formula (XI) or (XII), or —C r H 2r —R 18 , particularly represented by —C r H 2r + 1 .
  • R 18 is —NR 6 R 7 , —NR 6 —NR 6 R 7 , —N ⁇ NR 6 , H, or —M—C t H 2t + 1, or 6 to 6 carbon atoms.
  • examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, Ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, stearyl group, etc.
  • the alkyl group may be linear or branched.
  • -C r H 2r - is a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms because r is 0 to 20, wherein the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms includes a methylene group, And ethylene group, trimethylene group, propylene group, tetramethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, decamethylene group, dodecamethylene group, tetradecamethylene group, hexadecamethylene group, octadecamethylene group, etc. May be linear or branched.
  • —C t H 2t + 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms includes a methyl group, Ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, stearyl group, etc.
  • the alkyl group may be linear or branched.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms examples include aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthylene group and tolylene group, and aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group. .
  • Y 2 in the above formula (VIII) is O, S or CH 2 , preferably O or CH 2 from the viewpoint of the cost of the raw material compound, and further CH 2 from the viewpoint of ease of production. Is most preferred.
  • R 12 and R 13 in the above formula (VIII) are each independently hydrogen or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or a pentyl group.
  • alkynyl group is included, and a plurality of these unsaturated bonds and triple bonds may be included.
  • These monovalent hydrocarbon groups may be linear, branched or cyclic.
  • R 12 and R 13 in the formula (VIII) may be the same or different, and may be connected to each other by an alkylene bond and cyclized.
  • R 14 in the above formula (IX) is hydrogen or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, Alkyl groups such as butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, allyl group containing unsaturated bond in the alkyl group, alkenyl group such as butenyl group, alkynyl group containing triple bond And a plurality of these unsaturated bonds and triple bonds may be contained.
  • These monovalent hydrocarbon groups may be linear or branched or cyclic.
  • R 15 in the above formula (IX) is a linear or branched divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
  • these divalent hydrocarbon groups include alkylene groups such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a butylene group, and a heptylene group.
  • the alkylene group contains an unsaturated bond or a triple bond. Also good.
  • R 16 in the above formula (X) is each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, Examples thereof include alkyl groups such as octyl group and decyl group, allyl groups containing unsaturated bonds in the alkyl groups, alkenyl groups such as butenyl groups, and alkynyl groups containing triple bonds. These unsaturated bonds and triple bonds are A plurality may be included. These monovalent hydrocarbon groups may be linear or branched or cyclic. R 16 in the formula (X) may be the same or different, and may be connected to each other to be cyclized.
  • Y 3 in the above formula (X) is O or S, and is preferably O from the viewpoint of cost of the raw material compound and ease of handling.
  • M is preferably —O— (oxygen).
  • the reactivity with an inorganic filler such as silica is higher than that of a compound in which M is —CH 2 —.
  • R 1 and R 2 are each independently —O— C l H 2l - is preferably represented by the above R 3 is - is preferably represented by (O-C l H 2l) y C s H 2s + 1, the R 4 is -C l H 2l - in Preferably, R 10 is represented by —C 1 H 2l + 1 .
  • the above R 1 and R 2 are each independently- O-C l H 2l - is preferably represented by the above R 3 is - is preferably represented by (O-C l H 2l) y C s H 2s + 1, the R 4 is -C l H 2l
  • the above R 10 is preferably represented by —C 1 H 2l + 1 .
  • R 1 and R 2 are each independently —O— C l H 2l - is preferably represented by the above R 3 is - is preferably represented by (O-C l H 2l) y C s H 2s + 1, the R 4 is -C l H 2l - in Preferably represented.
  • the above R 1 and R 2 are each independently- O-C l H 2l - is preferably represented by the above R 3 is - is preferably represented by (O-C l H 2l) y C s H 2s + 1, the R 4 is -C l H 2l It is preferably represented by-.
  • R 1 and R 2 are each independently —O— C l H 2l - is preferably represented by the above R 3 is - is preferably represented by (O-C l H 2l) y C s H 2s + 1, the R 4 is -C l H 2l - in R 11 is preferably a linear or branched alkyl group represented by —C r H 2r + 1 , or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
  • the above R 1 and R 2 are each independently- O-C l H 2l - is preferably represented by the above R 3 is - is preferably represented by (O-C l H 2l) y C s H 2s + 1, the R 4 is -C l H 2l
  • the above R 11 is preferably represented by —C r H 2r + 1 .
  • the organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (IV) or formula (V) is, for example, (C l H 2l + 1 M) 3 Si—R 4 -A [where A Is represented by —S x —R 4 —Si (MC 1 H 2l + 1 ) 3 or formula (V), and l, M, x and R 4 are as defined above]
  • An amine compound such as N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, or N-lauryldiethanolamine is added to a compound in which one or more is —O—, and p-toluenesulfonic acid, hydrochloric acid, etc.
  • C l H 2l + 1 M- are added as catalysts
  • two or four C l H 2l + 1 M- are represented by one or two —R 1 —W—R 2 — by adding a titanium alkoxide such as titanium tetra n-butoxide and heating.
  • a divalent nitrogen-containing group such as 2- (2-butoxyethoxy) ethanol.
  • was added call compounds, heated to the rest of the -MC l H 2l + 1 - synthesized by substituting (O-C l H 2l) y C s H 2s + 1 represented by a monovalent group it can.
  • the organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (VI) is, for example, (C 1 H 2l + 1 M) 3 Si—R 4 —A [wherein A is the formula (VI) Wherein l, M and R 4 are as defined above], and N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N— butyl diethanolamine, the N- lauryl diethanolamine amine compounds such as addition, further p- toluenesulfonic acid as a catalyst, and an acid such as hydrochloric acid, was added titanium tetra n- butoxide and titanium alkoxide, by heating, the two C l H the 2l + 1 M- -R 1 -W- R 2 - substituted divalent nitrogen-containing group represented by, further, adding a 2- (2-butoxyethoxy) alcohol compounds such as ethanol, heated to , remaining -MC l H 2l + 1 - ( O-C l Can be synthe
  • the organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (VII) is, for example, (C 1 H 2l + 1 M) 3 Si—R 4 —A [where A is the formula (VII) Wherein l, M and R 4 are as defined above], and one or more of M is —O—, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N— butyl diethanolamine, the N- lauryl diethanolamine amine compounds such as addition, further p- toluenesulfonic acid as a catalyst, and an acid such as hydrochloric acid, was added titanium tetra n- butoxide and titanium alkoxide, by heating, the two C l H the 2l + 1 M- -R 1 -W- R 2 - substituted divalent nitrogen-containing group represented by, further, adding a 2- (2-butoxyethoxy) alcohol compounds such as ethanol, heated to , remaining -MC l H 2l + 1
  • the organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (VIII) includes, for example, mercaptomethyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyl Silane compounds having mercapto groups such as triethoxysilane, 3-mercaptopropyldiethoxymethylsilane, 3-mercaptopropyldiethoxydecanoxysilane, 3-mercaptopropylethoxy (N-methylaminodiethoxy) silane, aldehydes and ketones Such as N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, N-lauryldiethanolamine, etc.
  • 2- (2-butoxyethoxy) can be prepared by reacting an alcohol compound such as ethanol, production method is not particularly limited.
  • a catalyst in the above reaction is optional, for example, p-toluenesulfonic acid, carboxylic acid and inorganic acid, such as protic (Bronsted) acid, boron trifluoride, aluminum chloride, tetraisopropoxy titanium, hafnium
  • Various catalysts such as aprotic (Lewis) acids such as triflate, zinc chloride and tin chloride, and solid catalysts such as zeolite, alumina and ion exchange resin can be used as required, and are not particularly limited.
  • a solvent for the above reaction is optional, and examples thereof include various hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane, benzene, toluene, xylene, tetrahydrofuran, and dioxane methylene chloride. Most preferably, no solvent is used.
  • the production method of the organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (IX) is not particularly limited, but for example, 1,3-dithianes such as 1,3-dithiolane and 1,3-dithiane.
  • a strong base such as butyllithium is allowed to act on the cycloalkane compound to produce an anionic intermediate, which is used as a nucleophile for 3-chloropropylethoxy (N-methylaminodiethoxy) silane, 3-chloropropyldecano React with a silane compound such as xyl (N-methylaminodiethoxy) silane, 3-chloropropyl (N-methylaminodiethoxy) methylsilane, and further with an alcohol compound such as 2- (2-butoxyethoxy) ethanol. Can be manufactured.
  • the target organosilicon compound can also be produced by a hydrosilylation reaction with a silane compound such as N-methylaminodiethoxy) methylsilane and further with an alcohol compound such as 2- (2-butoxyethoxy) ethanol.
  • a catalyst is optional.
  • p-toluenesulfonic acid and carboxylic acid and inorganic acid such as protic (Bronsted) acid, three Aprotic (Lewis) acids such as boron fluoride, aluminum chloride, tetraisopropoxy titanium, hafnium triflate, zinc chloride, tin chloride, and solid catalysts such as zeolite, alumina, ion exchange resin, etc.
  • Any catalyst can be used and is not particularly limited.
  • the use of a catalyst is essential, and a Ru catalyst such as (Ph 3 P) 3 RuCl or a platinum catalyst such as H 2 PtCl 3 is preferably used.
  • a solvent for the above reaction is arbitrary, and examples thereof include various hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane, benzene, toluene, xylene, tetrahydrofuran, and dioxane methylene chloride, and are not particularly limited.
  • the production method of the organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (X) is not particularly limited, and examples thereof include 3-mercaptopropylethoxy (N-methylaminodiethoxy) silane and 3-mercaptopropyl.
  • Silane compounds having a nitrogen-containing group and a mercapto group such as decanoxy (N-methylaminodiethoxy) silane, 3-mercaptopropyl (N-methylaminodiethoxy) methylsilane, acetal compounds, dithioacetal compounds, or vinyl ethers It can be produced by reacting a compound, a vinyl thioether compound or the like and further reacting with an alcohol compound such as 2- (2-butoxyethoxy) ethanol.
  • a catalyst in the above reaction is optional, for example, p-toluenesulfonic acid, carboxylic acid and inorganic acid, such as protic (Bronsted) acid, boron trifluoride, aluminum chloride, tetraisopropoxy titanium, hafnium
  • Various catalysts such as aprotic (Lewis) acids such as triflate, zinc chloride and tin chloride, and solid catalysts such as zeolite, alumina and ion exchange resin can be used as required, and are not particularly limited.
  • a solvent for the above reaction is optional, and examples thereof include various hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane, benzene, toluene, xylene, tetrahydrofuran, and dioxane methylene chloride. Most preferably, no solvent is used.
  • Organosilicon Compounds As the organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (IV), specifically, bis (3- (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-methylaza- 2-Silacyclooctyl-propyl) tetrasulfide, bis (3- (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-ethylaza-2-silacyclooctyl-propyl) tetrasulfide, bis (3- ( 2- (Butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-butylaza-2-silacyclooctyl-propyl) tetrasulfide, bis (2- (hexyloxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-butylaza- 2-Silacyclooctyl
  • organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (V) specifically, 3-octanoylthio-propyl (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-methylaza -2-Silacyclooctane, 3-octanoylthio-propyl (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-ethylaza-2-silacyclooctane, 3-octanoylthio-propyl (2- (butoxyethoxy) ethoxy) ) 1,3-Dioxa-6-butylaza-2-silacyclooctane, 3-octanoylthio-propyl (2- (hexyloxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-butylaza-2-silacyclooctane, 3- Oct
  • organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (VI) specifically, (3-mercaptopentyl) (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6- Methylaza-2-silacyclooctane, (3-mercaptodecyl) (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-methylaza-2-silacyclooctane, (3-mercaptopropyl) (2- (butoxy Ethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-ethylaza-2-silacyclooctane, (3-mercaptopropyl) (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-butylaza-2-silacyclooctane , (3-Mercaptopropyl) (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-
  • organosilicon compound in which A in the above formula (I) is represented by the above formula (VII) specifically, 3-methylxanthogenate-propyl (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa- 6-Methylaza-2-silacyclooctane, 3-ethylxanthogenate-propyl (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-methylaza-2-silacyclooctane, 3-pentylxanthogenate- Propyl (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6-methylaza-2-silacyclooctane, 3-octylxanthogenate-propyl (2- (butoxyethoxy) ethoxy) 1,3-dioxa-6 -Methylaza-2-silacyclooctane, 3-decylxanthogen
  • the rubber composition of the present invention is obtained by blending an inorganic filler (B) and the above-mentioned organosilicon compound (C) with a rubber component (A) made of natural rubber and / or a diene synthetic rubber.
  • a rubber component (A) made of natural rubber and / or diene synthetic rubber is blended with 5 to 140 parts by weight of the inorganic filler (B), and the above-mentioned organic
  • the silicon compound (C) is blended in an amount of 1 to 20% by mass of the blending amount of the inorganic filler (B).
  • the content of the organosilicon compound (C) is less than 1% by mass of the blending amount of the inorganic filler (B), the effect of reducing the hysteresis loss of the rubber composition and the effect of improving the wear resistance are ineffective. On the other hand, if it exceeds 20% by mass, the effect is saturated.
  • the rubber component (A) of the rubber composition of the present invention comprises natural rubber and / or diene synthetic rubber.
  • the diene synthetic rubber include styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), and ethylene-propylene copolymer.
  • SBR styrene-butadiene copolymer rubber
  • BR polybutadiene rubber
  • IR polyisoprene rubber
  • IIR butyl rubber
  • ethylene-propylene copolymer ethylene-propylene copolymer
  • Examples of the inorganic filler (B) used in the rubber composition of the present invention include silica, aluminum hydroxide, alumina, clay, calcium carbonate, etc. Among these, silica and aluminum hydroxide are preferable from the viewpoint of reinforcement. Silica is preferred and particularly preferred.
  • the organosilicon compound (C) has a functional group having a high affinity for the silanol group on the silica surface and / or a functional group having a high affinity for the silicon atom (Si). For this reason, the coupling efficiency is greatly improved, the hysteresis loss of the rubber composition is reduced, and the effect of improving the wear resistance becomes more remarkable.
  • silica wet silica (hydrous silicic acid), dry-type silica (anhydrous silicic acid), etc.
  • aluminum hydroxide As aluminum hydroxide, Heidilite (registered trademark, Showa Denko) Are preferably used.
  • the silica preferably has a BET surface area of 40 to 350 m 2 / g.
  • the BET surface area of silica is 40 m 2 / g or less, the particle size of the silica is too large and wear resistance is greatly reduced.
  • the BET surface area of silica is 350 m 2 / g or more, Since the particle size of the silica is too small, hysteresis loss is greatly increased.
  • the blending amount of the inorganic filler (B) is preferably in the range of 5 to 140 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). If the blending amount of the inorganic filler (B) is less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A), the effect of reducing the hysteresis is insufficient, while if it exceeds 140 parts by mass, the workability is increased. This is because of the remarkable deterioration.
  • the rubber composition of the present invention contains compounding agents commonly used in the rubber industry, such as carbon black, softeners. Vulcanizing agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, zinc white, stearic acid and the like can be appropriately blended depending on the purpose. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used.
  • the rubber composition of the present invention is blended with the rubber component (A), together with the inorganic filler (B) and the organosilicon compound (C), and various compounding agents appropriately selected as necessary. It can be produced by hot-pressing, extruding or the like.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above rubber composition, and the above rubber composition is preferably used for the tread.
  • the rolling resistance is greatly reduced, and the wear resistance is also greatly improved.
  • the tire of the present invention has a conventionally known structure and is not particularly limited, and can be produced by an ordinary method.
  • an inert gas such as nitrogen, argon, helium, etc. can be used in addition to normal or air with adjusted oxygen partial pressure. .
  • the primer composition of the present invention is characterized by containing the above organosilicon compound
  • the coating composition of the present invention is characterized by comprising the above organosilicon compound
  • the adhesive of the present invention comprises the above organosilicon compound. It is characterized by including a compound.
  • the above-described organosilicon compound of the present invention has high affinity even if it is a hydroxy group other than a silanol group. Therefore, it can promote the reaction with various inorganic compounds having a hydroxy group, and a hybrid material of an organic material and an inorganic material. It is effective in improving the adhesion and affinity at the interface. Therefore, the primer composition, coating composition, and adhesive containing the organosilicon compound can improve the adhesion and affinity at the interface between the organic material and the inorganic material.
  • the primer composition of the present invention may contain a catalyst composed of a metal or a metal compound such as tin or titanium as a curing accelerating component in addition to the organosilicon compound, and the viscosity of the primer composition.
  • an organic solvent may be contained.
  • the coating composition of this invention can contain a pigment, a metal particle, resin, and also an organic solvent and water other than the said organosilicon compound.
  • the adhesive of the present invention can contain a resin, and further an organic solvent for adjusting the viscosity of the adhesive, in addition to the organosilicon compound.
  • the primer composition, the coating composition, and the adhesive of the present invention can be prepared by a known method by mixing a compounding agent and a solvent appropriately selected according to the purpose, together with the organosilicon compound.
  • tan ⁇ of the rubber composition is greatly reduced by blending the organosilicon compound (C) of the present invention in place of the conventional silane coupling agents (* 4, * 5 and * 15). That is, it can be seen that the wear resistance can be greatly improved while the hysteresis loss is greatly reduced to reduce heat generation.

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Abstract

 本発明は、ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させると共に、耐摩耗性を大幅に向上させることが可能な、下記一般式(I)で表わされる新規有機ケイ素化合物と、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分(A)に対して、無機充填剤(B)と前記有機ケイ素化合物(C)とを配合してなるゴム組成物と、該ゴム組成物を用いたタイヤに関するものである。 (式中の記号は請求の範囲に記載のとおりである)

Description

有機ケイ素化合物、並びにそれを用いたゴム組成物、タイヤ、プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤
 本発明は、有機ケイ素化合物、該有機ケイ素化合物を含むゴム組成物、プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤、並びに、該ゴム組成物を用いたタイヤに関し、特には、ゴム組成物のヒステリシスロスを低下させると共に、耐摩耗性を向上させることが可能な有機ケイ素化合物に関するものである。
 昨今、車両の安全性の観点から、タイヤの湿潤路面における安全性を向上させることが求められている。また、環境問題への関心の高まりに伴う二酸化炭素の排出量の削減の観点から、車両を更に低燃費化することも求められている。
 これらの要求に対し、従来、タイヤの湿潤路面における性能の向上と転がり抵抗の低減とを両立する技術として、タイヤのトレッドに用いるゴム組成物の充填剤としてシリカ等の無機充填剤を用いる手法が有効であることが知られている。しかしながら、シリカ等の無機充填剤を配合したゴム組成物は、タイヤの転がり抵抗を低減し、湿潤路面における制動性を向上させ、操縦安定性を向上させるものの、未加硫粘度が高く、多段練り等を要するため、作業性に問題がある。そのため、シリカ等の無機充填剤を配合したゴム組成物においては、破壊強力及び耐摩耗性が大幅に低下し、加硫遅延や充填剤の分散不良等の問題を生じる。
 そこで、トレッド用ゴム組成物にシリカ等の無機充填剤を配合した場合、ゴム組成物の未加硫粘度を低下させ、モジュラスや耐摩耗性を確保し、また、ヒステリシスロスを更に低下させるためには、シランカップリング剤を添加することが必須となっている。また、該シランカップリング剤は、プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤等のゴム組成物以外の用途にも広く用いられている。
米国特許第3,842,111号 米国特許第3,873,489号
 しかしながら、シランカップリング剤は高価であるため、シランカップリング剤の配合によって、配合コストが上昇してしまう。また、分散改良剤の添加によっても、ゴム組成物の未加硫粘度が低下し、作業性が向上するが、耐摩耗性が低下してしまう。更に、分散改良剤がイオン性の高い化合物の場合には、ロール密着等の加工性の低下も見られる。また更に、本発明者らが検討したところ、充填剤としてシリカ等の無機充填剤を配合しつつ、従来のシランカップリング剤を添加しても、ゴム組成物のヒステリシスロスの低減と耐摩耗性の向上とを十分満足できるレベルにすることができず、依然として改良の余地が有ることが分かった。また、シランカップリング剤は、上述のように、プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤等にも用いられるが、被着体が有機材料と無機材料からなるハイブリッド材料の場合、従来のシランカップリング剤を用いたプライマー組成物、塗料組成物及び接着剤等では、有機材料と無機材料との界面の接着性や親和性が十分とはいえず、依然として改良の余地が有ることが分かった。
 そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させると共に、耐摩耗性を大幅に向上させることが可能な新規化合物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる化合物を含むゴム組成物、プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤、並びに、該ゴム組成物を用いたタイヤを提供することにある。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の構造式で表わされる有機ケイ素化合物は、シリカ等の無機充填剤との反応速度が高いため、該有機ケイ素化合物を無機充填剤と共にゴム成分に配合することで、カップリング反応の効率が向上して、ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させつつ、耐摩耗性を大幅に向上させられる上、該有機ケイ素化合物が有機材料と無機材料からなるハイブリッド材料の界面の接着改善や親和性向上にも効果があることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 即ち、本発明の有機ケイ素化合物は、下記一般式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

[式中、Aは硫黄原子を含み且つゴム成分と反応する基であり、
 Wは-CR56-又は-NR6-(ここで、R5は-NR67、-NR6-NR67又は-N=NR6であり、R6は-Cn2n+1で、R7は-Cq2q+1で、n及びqはそれぞれ独立して0~10である)で表わされ、
 R1及びR2はそれぞれ独立して-M-Cl2l-(ここで、Mは-O-又は-CH2-で、lは0~10である)で表わされ、
 R3は-(O-Cl2lys2s+1(ここで、lは上記と同義であり、y及びsはそれぞれ独立して1~20である)で表わされ、但し、R1、R2及びR3の一つ以上はMが-O-であり、
 R4は下記一般式(II)又は式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

(式中、M及びlは上記と同義であり、mは0~10であり、X及びY1はそれぞれ独立して-O-、-NR6-又は-CH2-で、R8は-OR6、-NR67又は-R6で、R9は-NR6-、-NR6-NR6-又は-N=N-であり、但し、R6及びR7は上記と同義である)或いは-Z-Cl2l-(ここで、lは上記と同義であり、Zは-O-、-NR6-又は-CH2-で、但し、R6は上記と同義である)で表される]で表わされることを特徴とする。
 本発明の有機ケイ素化合物の好適例においては、前記式(I)中のAが、下記一般式(IV)、式(V)、式(VI)、式(VII)、式(VIII)、式(IX)又は式(X):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

[式(IV)及び式(VIII)中のW、R1、R2、R3及びR4は上記と同義であり、
 式(V)中のR10は下記一般式(XI)又は式(XII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

(式中、M、X、Y1、R8、R5、l及びmは上記と同義である)或いは-Cl2l-R17(ここで、lは上記と同義であり、R17は-NR67、-NR6-NR67、-N=NR6又は-Z-Cm2m+1であり、但し、R6、R7、Z及びmは上記と同義である)で表わされ、
 式(VII)中のR11は上記一般式(XI)又は式(XII)或いは-Cr2r-R18(ここで、R18は-NR67、-NR6-NR67、-N=NR6、H、又は-M-Ct2t+1或いは炭素数6~20の芳香族炭化水素基であり、但し、R6、R7及びMは上記と同義であり、r及びtはそれぞれ独立して0~20である)で表わされ、
 式(VIII)中のY2はO、S又はCH2を表し、R12及びR13はそれぞれ独立して水素又は炭素数1~18の1価炭化水素基であり、
 式(IX)中のR14は水素又は炭素数1~10の1価炭化水素基であり、R15は炭素数1~5の直鎖状若しくは分岐状の2価炭化水素基であり、
 式(X)中のR16はそれぞれ独立して炭素数1~10の1価炭化水素基であり、Y3はO又はSであり、
 式(IV)及び式(V)中のxは1~10である]で表わされる。
 本発明の有機ケイ素化合物において、前記Mは-O-であり、前記Zは-CH2-であることが好ましい。
 前記式(I)中のAが前記式(V)で表わされる有機ケイ素化合物においては、
 前記Wが-NR6-(ここで、R6は上記と同義である)で表わされ、
 前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
 前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R10が-Cl2l+1(ここで、lは上記と同義である)で表わされることが好ましい。
 また、前記式(I)中のAが前記式(V)で表わされる有機ケイ素化合物においては、
 前記Wが-CR56-(ここで、R5及びR6は上記と同義である)で表わされ、
 前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
 前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R10が-Cl2l+1(ここで、lは上記と同義である)で表わされることも好ましい。
 前記式(I)中のAが前記式(VI)で表わされる有機ケイ素化合物においては、
 前記Wが-NR6-(ここで、R6は上記と同義である)で表わされ、
 前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
 前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされることが好ましい。
 また、前記式(I)中のAが前記式(VI)で表わされる有機ケイ素化合物においては、
 前記Wが-CR56-(ここで、R5及びR6は上記と同義である)で表わされ、
 前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
 前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされることも好ましい。
 前記式(I)中のAが前記式(VII)で表わされる有機ケイ素化合物においては、
 前記Wが-NR6-(ここで、R6は上記と同義である)で表わされ、
 前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
 前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R11が-Cr2r+1(ここで、rは上記と同義である)で表わされる直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は炭素数6~20の芳香族炭化水素基であることが好ましい。
 また、前記式(I)中のAが前記式(VII)で表わされる有機ケイ素化合物においては、
 前記Wが-CR56-(ここで、R5及びR6は上記と同義である)で表わされ、
 前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
 前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
 前記R11が-Cr2r+1(ここで、rは上記と同義である)で表わされることも好ましい。
 また、本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分(A)に対して、無機充填剤(B)と上記の有機ケイ素化合物(C)とを配合してなることを特徴とする。
 本発明のゴム組成物は、前記天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分(A)100質量部に対して、前記無機充填剤(B)5~140質量部を配合してなり、
 更に、前記有機ケイ素化合物(C)を、前記無機充填剤(B)の配合量の1~20質量%含むことが好ましい。
 本発明のゴム組成物の好適例においては、前記無機充填剤(B)がシリカ又は水酸化アルミニウムである。ここで、該シリカは、BET表面積が40~350 m2/gであることが好ましい。
 また、本発明のタイヤは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 更に、本発明のプライマー組成物は、上記有機ケイ素化合物を含むことを特徴とし、本発明の塗料組成物は、上記有機ケイ素化合物を含むことを特徴とし、本発明の接着剤は、上記有機ケイ素化合物を含むことを特徴とする。
 本発明によれば、特定の構造式で表わされ、ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させると共に、耐摩耗性を大幅に向上させることが可能な有機ケイ素化合物を提供することができる。また、かかる有機ケイ素化合物を含むゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤ、更には、かかる有機ケイ素化合物を含むプライマー組成物、塗料組成物及び接着剤を提供することができる。
<有機ケイ素化合物>
 以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の有機ケイ素化合物は、上記一般式(I)で表わされることを特徴とし、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明の有機ケイ素化合物は、シリカ等の無機充填剤の表面との親和性が高いアミノ基、イミノ基、置換アミノ基、置換イミノ基等の含窒素官能基を含むため、窒素原子の非共有電子対が、有機ケイ素化合物と無機充填剤の反応に関与でき、カップリング反応の速度が速い。そのため、従来のシランカップリング剤に代えて、本発明の有機ケイ素化合物を無機充填剤配合ゴム組成物に添加することで、カップリング効率が向上し、その結果として、ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させつつ、耐摩耗性を大幅に向上させることが可能となる。また、本発明の有機ケイ素化合物は、添加効率が高いため、少量でも高い効果が得られ、配合コストの低減にも寄与する。
 本発明の有機ケイ素化合物は、ケイ素-酸素結合(Si-O)を1~6個有することが好ましい。有機ケイ素化合物がケイ素-酸素結合(Si-O)を1~6個有する場合、シリカ等の無機充填剤との反応性が高く、カップリング効率が更に向上する。
 上記式(I)において、Aは、硫黄原子(S)を含み且つゴム成分と反応する基である。式(I)で表わされる有機ケイ素化合物は、環状構造部分がシリカ等の無機充填剤と反応するため、分子内に更にゴム成分と反応する基を有することで、ゴム成分と無機充填剤とのカップリング能力を有することとなる。ここで、Aは、上記一般式(IV)、式(V)、式(VI)、式(VII)、式(VIII)、式(IX)又は式(XI)で表わされることが好ましい。
 上記式(IV)及び式(V)において、xは1~10であり、2~4の範囲が好ましい。
 上記式(I)、式(IV)及び式(VIII)において、Wは、-CR56-又は-NR6-で表わされ、ここで、R5は-NR67、-NR6-NR67又は-N=NR6であり、R6は-Cn2n+1で、R7は-Cq2q+1で、n及びqはそれぞれ独立して0~10である。なお、-Cn2n+1及び-Cq2q+1は、n及びqが0~10であるため、水素又は炭素数1~10のアルキル基である。ここで、炭素数1~10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられ、該アルキル基は、直鎖状でも、分岐状でもよい。
 上記式(I)、式(IV)及び式(VIII)において、R1及びR2はそれぞれ独立して-M-Cl2l-で表わされ、R3は-(O-Cl2lys2s+1で表わされ、ここで、Mは-O-又は-CH2-であり、lは0~10であり、y及びsはそれぞれ独立して1~20である。但し、R1、R2及びR3の一つ以上は、Mが-O-である。なお、-Cl2l-は、lが0~10であるため、単結合又は炭素数1~10のアルキレン基である。ここで、炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基等が挙げられ、該アルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもよい。また、-Cs2s+1は、sが1~20であるため、炭素数1~20のアルキル基である。ここで、炭素数1~20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられ、該アルキル基は、直鎖状でも、分岐状でもよい。また、yは、(O-Cl2l)単位の繰り返し数であり、1~20である。
 また、上記式(I)、式(IV)及び式(VIII)において、R4は上記一般式(II)又は式(III)、或いは-Z-Cl2l-で表わされ、特には-Cl2l-で表わされることが好ましく、ここで、Zは-O-、-NR6-又は-CH2-であり、ここで、R6は-Cn2n+1であり、l及びnは0~10である。なお、-Cl2l-及び-Cn2n+1については、上述の通りである。
 上記式(II)及び式(III)において、Mは-O-又は-CH2-であり、l及びmはそれぞれ独立して0~10である。また、上記式(II)において、X及びY1はそれぞれ独立して-O-、-NR6-又は-CH2-であり、R8は-OR6、-NR67又は-R6であり、ここで、R6は-Cn2n+1で、R7は-Cq2q+1である。更に、上記式(III)において、R9は、-NR6-、-NR6-NR6-又は-N=N-であり、ここで、R6は-Cn2n+1である。なお、-Cn2n+1及び-Cq2q+1については、上述の通りである。また、-Cm2m-は、mが0~10であるため、単結合又は炭素数1~10のアルキレン基である。ここで、炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基等が挙げられ、該アルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもよい。また、-Cl2l-については、上述の通りである。
 また、上記式(V)中のR10は、上記一般式(XI)又は式(XII)、或いは-Cl2l-R17で表わされ、特には-Cl2l+1で表わされることが好ましく、ここで、R17は、-NR67、-NR6-NR67、-N=NR6又は-Z-Cm2m+1であり、但し、R6、R7、Z、l及びmは上記と同義である。なお、-Cl2l-については、上述の通りであり、また、-Cm2m+1は、mが0~10であるため、水素又は炭素数1~10のアルキル基であり、ここで、炭素数1~10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられ、該アルキル基は、直鎖状でも、分岐状でもよい。
 また、上記式(VII)中のR11は、上記一般式(XI)又は式(XII)、或いは-Cr2r-R18で表わされ、特には-Cr2r+1で表わされることが好ましく、ここで、R18は、-NR67、-NR6-NR67、-N=NR6、H、又は-M-Ct2t+1或いは炭素数6~20の芳香族炭化水素基であり、但し、R6、R7及びMは上記と同義であり、r及びtはそれぞれ独立して0~20である。なお、-Cr2r+1は、rが0~20であるため、水素又は炭素数1~20のアルキル基であり、ここで、炭素数1~20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられ、該アルキル基は、直鎖状でも、分岐状でもよい。また、-Cr2r-は、rが0~20であるため、単結合又は炭素数1~20のアルキレン基であり、ここで、炭素数1~20のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、オクタデカメチレン基等が挙げられ、該アルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもよい。また、-Ct2t+1は、tが0~20であるため、水素又は炭素数1~20のアルキル基であり、ここで、炭素数1~20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられ、該アルキル基は、直鎖状でも、分岐状でもよい。また、炭素数6~20の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチレン基、トリレン基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が挙げられる。
 上記式(VIII)中のY2はO、S又はCH2であるが、原料化合物のコストの点でO又はCH2であることが好ましく、さらに製造の容易さの点からCH2であることが最も好ましい。
 また、上記式(VIII)中のR12及びR13は、それぞれ独立して水素又は炭素数1~18の1価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデカニル基、ヘキサデカニル基、オクタデカニル基等のアルキル基や、該アルキル基に不飽和結合を含んだアリル基、ブテニル基等のアルケニル基、三重結合を含んだアルキニル基が挙げられ、これら不飽和結合や三重結合は複数個含んでいてもよい。これら1価炭化水素基は、直鎖状でも、分岐状でも、環状でもよい。式(VIII)中のR12及びR13は、同一でも異なってもよく、また互いにアルキレン結合等で連結して環化していてもよい。
 上記式(IX)中のR14は、水素又は炭素数1~10の1価炭化水素基であり、炭素数1~10の1価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基や、該アルキル基に不飽和結合を含んだアリル基、ブテニル基等のアルケニル基、三重結合を含んだアルキニル基が挙げられ、これら不飽和結合や三重結合は複数個含んでいてもよい。これら1価炭化水素基は、直鎖状または分岐状であってもよく、環状であってもよい。
 また、上記式(IX)中のR15は、炭素数1~5の直鎖状若しくは分岐状の2価炭化水素基である。これら2価炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基、へプチレン基等のアルキレン基が挙げられ、該アルキレン基には不飽和結合や三重結合を含んでいてもよい。
 上記式(X)中のR16は、それぞれ独立して炭素数1~10の1価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基や、該アルキル基に不飽和結合を含んだアリル基、ブテニル基等のアルケニル基、三重結合を含んだアルキニル基が挙げられ、これら不飽和結合や三重結合は複数個含んでいてもよい。これら1価炭化水素基は、直鎖状または分岐状であってもよく、環状であってもよい。式(X)中のR16は、同一でも異なってもよく、また互いに連結して環化していてもよい。
 また、上記式(X)中のY3は、O又はSであり、原料化合物のコストの点や取り扱いの容易さの点でOであるのが好ましい。
 上記式(I)の化合物において、Mは-O-(酸素)であることが好ましい。この場合、Mが-CH2-である化合物と比べてシリカ等の無機充填剤との反応性が高い。
 また、上記式(I)中のAが前記式(V)で表わされ、Wが-NR6-で表わされる有機ケイ素化合物においては、上記R1及びR2はそれぞれ独立して-O-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R3は-(O-Cl2lys2s+1で表わされることが好ましく、上記R4は-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R10は-Cl2l+1で表わされることが好ましい。
 一方、上記式(I)中のAが前記式(V)で表わされ、Wが-CR56-で表わされる有機ケイ素化合物においては、上記R1及びR2はそれぞれ独立して-O-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R3は-(O-Cl2lys2s+1で表わされることが好ましく、上記R4は-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R10は-Cl2l+1で表わされることが好ましい。
 また、上記式(I)中のAが前記式(VI)で表わされ、Wが-NR6-で表わされる有機ケイ素化合物においては、上記R1及びR2はそれぞれ独立して-O-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R3は-(O-Cl2lys2s+1で表わされることが好ましく、上記R4は-Cl2l-で表わされることが好ましい。
 一方、上記式(I)中のAが前記式(VI)で表わされ、Wが-CR56-で表わされる有機ケイ素化合物においては、上記R1及びR2はそれぞれ独立して-O-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R3は-(O-Cl2lys2s+1で表わされることが好ましく、上記R4は-Cl2l-で表わされることが好ましい。
 また、上記式(I)中のAが前記式(VII)で表わされ、Wが-NR6-で表わされる有機ケイ素化合物においては、上記R1及びR2はそれぞれ独立して-O-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R3は-(O-Cl2lys2s+1で表わされることが好ましく、上記R4は-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R11は-Cr2r+1で表わされる直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は炭素数6~20の芳香族炭化水素基であることが好ましい。
 一方、上記式(I)中のAが前記式(VII)で表わされ、Wが-CR56-で表わされる有機ケイ素化合物においては、上記R1及びR2はそれぞれ独立して-O-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R3は-(O-Cl2lys2s+1で表わされることが好ましく、上記R4は-Cl2l-で表わされることが好ましく、上記R11は-Cr2r+1で表わされることが好ましい。
<<有機ケイ素化合物の合成方法>>
 上記式(I)中のAが前記式(IV)又は式(V)で表わされる有機ケイ素化合物は、例えば、(Cl2l+1M)3Si-R4-A[式中、Aは-Sx-R4-Si(MCl2l+13又は式(V)で表わされ、l、M、x及びR4は上記と同義である]で表わされ、Mの一つ以上が-O-である化合物に対し、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-ラウリルジエタノールアミン等のアミン化合物を加え、更に触媒としてp-トルエンスルホン酸、塩酸等の酸や、チタンテトラn-ブトキシド等チタンアルコキシドを添加し、加熱して、2つ又は4つのCl2l+1M-を1つ又は2つの-R1-W-R2-で表わされる二価の窒素含有基で置換し、更に、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール等のアルコール化合物を添加し、加熱して、残りの-MCl2l+1を-(O-Cl2lys2s+1で表される一価の基で置換することで合成できる。
 上記式(I)中のAが前記式(VI)で表わされる有機ケイ素化合物は、例えば、(Cl2l+1M)3Si-R4-A[式中、Aは式(VI)で表わされ、l、M及びR4は上記と同義である]で表わされ、Mの一つ以上が-O-である化合物に対し、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-ラウリルジエタノールアミン等のアミン化合物を加え、更に触媒としてp-トルエンスルホン酸、塩酸等の酸や、チタンテトラn-ブトキシド等チタンアルコキシドを添加し、加熱して、2つのCl2l+1M-を-R1-W-R2-で表わされる二価の窒素含有基で置換し、更に、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール等のアルコール化合物を添加し、加熱して、残りの-MCl2l+1を-(O-Cl2lys2s+1で表される一価の基で置換することで合成できる。
 上記式(I)中のAが前記式(VII)で表わされる有機ケイ素化合物は、例えば、(Cl2l+1M)3Si-R4-A[式中、Aは式(VII)で表わされ、l、M及びR4は上記と同義である]で表わされ、Mの一つ以上が-O-である化合物に対し、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-ラウリルジエタノールアミン等のアミン化合物を加え、更に触媒としてp-トルエンスルホン酸、塩酸等の酸や、チタンテトラn-ブトキシド等チタンアルコキシドを添加し、加熱して、2つのCl2l+1M-を-R1-W-R2-で表わされる二価の窒素含有基で置換し、更に、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール等のアルコール化合物を添加し、加熱して、残りの-MCl2l+1を-(O-Cl2lys2s+1で表される一価の基で置換することで合成できる。
 上記式(I)中のAが前記式(VIII)で表わされる有機ケイ素化合物は、例えば、メルカプトメチルトリエトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルジエトキシメチルシラン、3-メルカプトプロピルジエトキシデカノキシシラン、3-メルカプトプロピルエトキシ(N-メチルアミノジエトキシ)シラン等のメルカプト基を有するシラン化合物とアルデヒド、ケトンのようなカルボニル化合物やアルキン化合物、アセタール化合物やオルトエステル化合物等と反応させ、更に、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-ラウリルジエタノールアミン等のアミン化合物と反応させ、更に、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール等のアルコール化合物と反応させることで製造することができ、製造法は特に限定されない。また、上記反応において触媒の使用は任意であり、例えば、p-トルエンスルホン酸およびカルボン酸および無機酸などのプロトン性(ブレンステッド)酸、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、テトライソプロポキシチタン、ハフニウムトリフレート、塩化亜鉛、塩化スズなどの非プロトン性(ルイス)酸、さらにはゼオライト、アルミナ、イオン交換樹脂などの固体触媒等必要に応じて様々な触媒を用いることができ、特に限定されない。また、上記反応の溶媒の使用は任意であり、たとえば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン塩化メチレンなど種々の炭化水素溶媒が挙げられ、特に限定されないが、製造コストの点で溶媒を使用しないことが最も好ましい。
 上記式(I)中のAが前記式(IX)で表わされる有機ケイ素化合物の製造法は特に限定されないが、例えば、1,3-ジチオランや1,3-ジチアンなどの1,3-ジチアシクロアルカン化合物にブチルリチウムのような強塩基を作用させて陰イオン中間体を生成させ、これを求核剤として3-クロロプロピルエトキシ(N-メチルアミノジエトキシ)シラン、3-クロロプロピルデカノキシ(N-メチルアミノジエトキシ)シラン、3-クロロプロピル(N-メチルアミノジエトキシ)メチルシラン等のシラン化合物と反応させ、更に、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール等のアルコール化合物と反応させることにより製造することができる。また他の例として、10-ウンデセナールや5-ヘキセン-2-オンなどの不飽和結合を有するアルデヒド化合物やケトン化合物、またはアクロレインジエチルアセタールなどの不飽和結合を有するアセタール化合物にエタンジチオールやプロパンジチオールなどのジチオール化合物を作用させて不飽和結合を有する1,3-ジチアシクロアルカン化合物をあらかじめ調製した後に、エトキシ(N-メチルアミノジエトキシ)シラン、デカノキシ(N-メチルアミノジエトキシ)シラン、(N-メチルアミノジエトキシ)メチルシラン等のシラン化合物とヒドロシリル化反応させ、更に、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール等のアルコール化合物と反応させることによって目的の有機ケイ素化合物を製造することもできる。上記不飽和結合を有する1,3-ジチアシクロアルカン化合物の調製において触媒の使用は任意であり、例えば、p-トルエンスルホン酸およびカルボン酸および無機酸などのプロトン性(ブレンステッド)酸、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、テトライソプロポキシチタン、ハフニウムトリフレート、塩化亜鉛、塩化スズなどの非プロトン性(ルイス)酸、さらにはゼオライト、アルミナ、イオン交換樹脂などの固体触媒等必要に応じて様々な触媒を用いることができ、特に限定されない。さらに上記ヒドロシリル化反応においては、触媒の使用は必須であり、(Ph3P)3RuClなどのRu触媒やH2PtCl3などの白金触媒等が好適に用いられる。また、上記反応の溶媒の使用は任意であり、たとえば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン塩化メチレンなど種々の炭化水素溶媒が挙げられ、特に限定されない。
 上記式(I)中のAが前記式(X)で表わされる有機ケイ素化合物の製造法は特に限定されないが、例えば、3-メルカプトプロピルエトキシ(N-メチルアミノジエトキシ)シラン、3-メルカプトプロピルデカノキシ(N-メチルアミノジエトキシ)シラン、3-メルカプトプロピル(N-メチルアミノジエトキシ)メチルシラン等の窒素含有基とメルカプト基とを有するシラン化合物と、アセタール化合物やジチオアセタール化合物、またはビニルエーテル化合物、ビニルチオエーテル化合物等とを反応させ、更に、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール等のアルコール化合物と反応させることによって製造することができる。また、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプト基を有するシラン化合物と、アセタール化合物やジチオアセタール化合物、またはビニルエーテル化合物、ビニルチオエーテル化合物等と反応によって得られた化合物に、さらにN-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-ラウリルジエタノールアミン等の含窒素化合物を反応させ、更に、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール等のアルコール化合物と反応させることによっても製造することができ、特に限定されない。また、上記反応において触媒の使用は任意であり、例えば、p-トルエンスルホン酸およびカルボン酸および無機酸などのプロトン性(ブレンステッド)酸、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、テトライソプロポキシチタン、ハフニウムトリフレート、塩化亜鉛、塩化スズなどの非プロトン性(ルイス)酸、さらにはゼオライト、アルミナ、イオン交換樹脂などの固体触媒等必要に応じて様々な触媒を用いることができ、特に限定されない。また、上記反応の溶媒の使用は任意であり、たとえば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン塩化メチレンなど種々の炭化水素溶媒が挙げられ、特に限定されないが、製造コストの点で溶媒を使用しないことが最も好ましい。
<<有機ケイ素化合物の具体例>>
 上記式(I)中のAが前記式(IV)で表わされる有機ケイ素化合物として、具体的には、ビス(3-(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)テトラスルフィド、ビス(3-(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-エチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)テトラスルフィド、ビス(3-(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)テトラスルフィド、ビス(2-(ヘキシロキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)テトラスルフィド、ビス(3-(ヘキシロキシプロポキシ)プロポキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)テトラスルフィド、ビス(3-(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-オクチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)テトラスルフィド、ビス(3-(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)ジスルフィド、ビス(3-(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-エチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)ジスルフィド、ビス(3-(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)ジスルフィド、ビス(2-(ヘキシロキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)ジスルフィド、ビス(3-(ヘキシロキシプロポキシ)プロポキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)ジスルフィド、ビス(3-(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-オクチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)ジスルフィド等が挙げられる。
 上記式(I)中のAが前記式(V)で表わされる有機ケイ素化合物として、具体的には、3-オクタノイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-オクタノイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-エチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-オクタノイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-オクタノイルチオ-プロピル(2-(ヘキシロキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-オクタノイルチオ-プロピル(3-(ヘキシロキシプロポキシ)プロポキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-オクタノイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-オクチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ラウロイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ラウロイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-エチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ラウロイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ラウロイルチオ-プロピル(2-(ヘキシロキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ラウロイルチオ-プロピル(3-(ヘキシロキシプロポキシ)プロポキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ラウロイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-オクチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エタノイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エタノイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-エチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エタノイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エタノイルチオ-プロピル(2-(ヘキシロキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エタノイルチオ-プロピル(3-(ヘキシロキシプロポキシ)プロポキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エタノイルチオ-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-オクチルアザ-2-シラシクロオクタン等が挙げられる。
 上記式(I)中のAが前記式(VI)で表わされる有機ケイ素化合物として、具体的には、(3-メルカプトペンチル)(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、(3-メルカプトデシル)(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、(3-メルカプトプロピル)(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-エチルアザ-2-シラシクロオクタン、(3-メルカプトプロピル)(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、(3-メルカプトプロピル)(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-デシルアザ-2-シラシクロオクタン、(3-メルカプトプロピル)(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ドデシルアザ-2-シラシクロオクタン、(3-メルカプトプロピル)(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-オクタデシルアザ-2-シラシクロオクタン等が挙げられる。
 上記式(I)中のAが前記式(VII)で表わされる有機ケイ素化合物として、具体的には、3-メチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ペンチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-オクチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-デシルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-メチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-メチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ドデシルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-エチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ドデシルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ペンチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ペンチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ1,3-ジオキサ-6-エチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ペンチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-ペンチルキサントゲネート-プロピル(2-(ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-ドデシルアザ-2-シラシクロオクタン等が挙げられる。
 上記中のAが前記式(VIII)で表わされる有機ケイ素化合物として、具体的には、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-CH(CH3)-S-(CH2)3-Si[O2(C2H4)2NCH3][O(C2H4O)C4H9]、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(CH3)2-S-(CH2)3-Si[O2(C2H4)2NCH3][O(C2H4O)C4H9]、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(CH3)(C6H13)-S-(CH2)3-Si[O2(C2H4)2NCH3][O(C2H4O)C4H9]等が挙げられる。
 上記式(I)中のAが前記式(IX)で表わされる有機ケイ素化合物として、具体的には、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)2-C3H5S2、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)2-C4H7S2、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)2-C5H9S2、[CH3(C2H4O)6][CH3N(C2H4)2O2]Si-CH(CH3)-CH2-C3H5S2、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-C3H5S2、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-C4H7S2、 [C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-C3H4S2-(CH2)7CH3、 [C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)4-C4H6S2-CH3、 [C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)6-C4H6S2-CH3、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)8-C5H9S2、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)9-C3H5S2等が挙げられる。
 上記式(I)中のAが前記式(X)で表わされる有機ケイ素化合物として、具体的には、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(C8H17)2-OCH3、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(CH3)(C10H21)-OC2H5、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(CH3)(C4H9)-OC6H13、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(C5H10)-OC8H17、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(CH3)2-OC8H17、[C4H9O(C2H4O)2][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(C4H9)2-OC10H21、[CH3(C2H4O)6][CH3N(C2H4)2O2]Si-(CH2)3-S-C(CH3)2-OC2H5等が挙げられる。
<ゴム組成物>
 本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分(A)に対して、無機充填剤(B)と上述の有機ケイ素化合物(C)とを配合してなることを特徴とし、好ましくは、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分(A)100質量部に対して、無機充填剤(B)5~140質量部を配合し、更に、上述の有機ケイ素化合物(C)を、前記無機充填剤(B)の配合量の1~20質量%配合してなる。
 ここで、有機ケイ素化合物(C)の含有量が無機充填剤(B)の配合量の1質量%未満では、ゴム組成物のヒステリシスロスを低下させる効果、並びに耐摩耗性を向上させる効果が不十分であり、一方、20質量%を超えると、効果が飽和してしまう。
 本発明のゴム組成物のゴム成分(A)は、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなる。ここで、ジエン系合成ゴムとしては、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン-プロピレン共重合体等が挙げられる。これらゴム成分(A)は、一種単独で用いても、二種以上をブレンドして用いてもよい。
 本発明のゴム組成物に用いる無機充填剤(B)としては、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、クレー、炭酸カルシウム等が挙げられ、これらの中でも、補強性の観点から、シリカ及び水酸化アルミニウムが好ましく、シリカが特に好ましい。無機充填剤(B)がシリカの場合は、有機ケイ素化合物(C)は、シリカ表面のシラノール基との親和力の高い官能基及び/又はケイ素原子(Si)との親和性が高い官能基を有するため、カップリング効率が大幅に向上して、ゴム組成物のヒステリシスロスを低下させ、耐摩耗性を向上させる効果が一層顕著になる。なお、シリカとしては、特に制限はなく、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)等を使用することができ、一方、水酸化アルミニウムとしては、ハイジライト(登録商標、昭和電工製)を用いることが好ましい。
 上記シリカは、BET表面積が40~350 m2/gであることが好ましい。シリカのBET表面積が40 m2/g以下の場合、該シリカの粒子径が大きすぎるために耐摩耗性が大きく低下してしまい、また、シリカのBET表面積が350 m2/g以上の場合、該シリカの粒子径が小さすぎるためにヒステリシスロスが大きく増加してしまう。
 上記無機充填剤(B)の配合量は、上記ゴム成分(A)100質量部に対して5~140質量部の範囲が好ましい。無機充填剤(B)の配合量が上記ゴム成分(A)100質量部に対して5質量部未満では、ヒステリシスを低下させる効果が不十分であり、一方、140質量部を超えると、作業性が著しく悪化するためである。
 本発明のゴム組成物には、上記ゴム成分(A)、無機充填剤(B)、有機ケイ素化合物(C)の他に、ゴム業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等を目的に応じて適宜配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。なお、本発明のゴム組成物は、ゴム成分(A)に、無機充填剤(B)及び有機ケイ素化合物(C)と共に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
<タイヤ>
 また、本発明のタイヤは、上述のゴム組成物を用いたことを特徴とし、上述のゴム組成物がトレッドに用いられていることが好ましい。本発明のタイヤは、転がり抵抗が大幅に低減されていることに加え、耐摩耗性も大幅に向上している。なお、本発明のタイヤは、従来公知の構造で、特に限定はなく、通常の方法で製造できる。また、本発明のタイヤが空気入りタイヤの場合、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
<プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤>
 更に、本発明のプライマー組成物は、上記有機ケイ素化合物を含むことを特徴とし、本発明の塗料組成物は、上記有機ケイ素化合物を含むことを特徴とし、本発明の接着剤は、上記有機ケイ素化合物を含むことを特徴とする。上述した本発明の有機ケイ素化合物は、シラノール基以外のヒドロキシ基であっても高い親和性を有するため、ヒドロキシ基を有する種々の無機化合物との反応も促進でき、有機材料と無機材料のハイブリッド材料の界面の接着改善や親和性向上に効果がある。従って、上記有機ケイ素化合物を含むプライマー組成物、塗料組成物、接着剤は、有機材料と無機材料の界面の接着性及び親和性を向上させることができる。
 ここで、本発明のプライマー組成物は、上記有機ケイ素化合物の他に、硬化促進成分として、スズ、チタン等の金属又は金属化合物からなる触媒を含有させてもよく、また、プライマー組成物の粘度を調整するために、有機溶剤を含有させてもよい。また、本発明の塗料組成物は、上記有機ケイ素化合物の他に、顔料、金属粒子、樹脂、更には、有機溶剤や水を含有させることができる。更に、本発明の接着剤は、上記有機ケイ素化合物の他に、樹脂、更には、接着剤の粘度を調整するための有機溶剤を含有させることができる。なお、本発明のプライマー組成物、塗料組成物、接着剤は、それぞれ、上記有機ケイ素化合物と共に、目的に応じて適宜選択した配合剤や溶剤を混合して、公知の方法で作製できる。
 以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
<有機ケイ素化合物の製造例1>
 500mLの四つ口ナスフラスコに、窒素雰囲気下3-メルカプト-プロピルトリエトキシシラン 23.8g、N-メチルジエタノールアミン 11.9g、チタンテトラn-ブトキシド 0.05gをキシレン 200mL中に溶解した。150℃まで昇温し、6時間攪拌した。続いて2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール16.2gを滴下し、2時間攪拌した。その後、20 hPa/40℃にてロータリーエバポレーターにより溶媒を除去し、続いて、ロータリーポンプ(10 Pa)とコールドトラップ(ドライアイス+エタノール)にて残存する揮発分を除去し、有機ケイ素化合物30.5gを得た。
 1Lの四つ口ナスフラスコに、窒素雰囲気下得られた有機ケイ素化合物 30.5g、トリエチルアミン 8.9gをトルエン300mL中に溶かした。この溶液にオクタン酸クロリド 13.0gを30分かけて滴下し、2時間攪拌した。その後、沈殿物を濾別しかつ20 hPa/40℃にてロータリーエバポレーターにより溶媒を除去し、3-オクタノイルチオ-プロピル (2-(2-ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン[有機ケイ素化合物(C-1)]38.5gを得た。生成物の1H-NMRでの分析結果を以下に示す。
 1H-NMR(CDCl3, 700MHz, δ;ppm) = 3.8(m;6H), 3.5(m;8H), 2.8(t;2H), 2.5(m;6H), 2.4(m;3H), 1.6(m;4H), 1.5(m;2H), 1.3(m;10H), 0.9(t;3H), 0.8(t;3H), 0.7(t;2H)
<有機ケイ素化合物の製造例2>
 200mLの四つ口ナスフラスコに、窒素雰囲気下二酸化マンガン 36.0gを3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン 47.6g中に加えた。110℃まで昇温し、4時間攪拌した。その後、沈殿物を濾別しかつ、ロータリーポンプとコールドトラップ(ドライアイス+エタノール)を用いて10 Pa/150℃にて残存する低沸分を除去し、ビス(3-トリエトキシシリル-プロピル)ジスルフィド 40.0gを得た。
 500mLの四つ口ナスフラスコに、窒素雰囲気下ビス(3-トリエトキシシリル-プロピル)ジスルフィド 23.7g、N-メチルジエタノールアミン 11.9g、チタンテトラn-ブトキシド 0.05gをキシレン200mL中に溶解した。150℃まで昇温し、6時間攪拌した。続いて2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール 16.2gを滴下し、2時間攪拌した。その後、20 hPa/40℃にてロータリーエバポレーターにより溶媒を除去し、続いて、ロータリーポンプ(10 Pa)とコールドトラップ(ドライアイス+エタノール)にて残存する揮発分を除去し、ビス(3-(2-(2-ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクチル-プロピル)ジスルフィド[有機ケイ素化合物(C-2)]29.1gを得た。生成物の1H-NMRでの分析結果を以下に示す。
 1H-NMR(CDCl3, 700MHz, δ;ppm) = 3.8(m;12H), 3.5(m;16H), 2.7(t;4H), 2.5(m;8H), 2.4(m;6H), 1.8(m;4H), 1.5(m;4H), 1.3(m;4H), 0.9(t;6H), 0.7(t;4H)
<有機ケイ素化合物の製造例3>
 500mLの四つ口ナスフラスコに、窒素雰囲気下3-メルカプト-プロピルトリエトキシシラン23.8g、N-メチルジエタノールアミン11.9g、チタンテトラn-ブトキシド 0.05gをキシレン200mL中に溶解した。150℃まで昇温し、6時間攪拌した。続いて2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール16.2gを滴下し、2時間攪拌した。その後、20 hPa/40℃にてロータリーエバポレーターにより溶媒を除去し、続いて、ロータリーポンプ(10 Pa)とコールドトラップ(ドライアイス+エタノール)にて残存する揮発分を除去し、下記化学式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

で表わされる3-メルカプトプロピル(2-(2-ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン[有機ケイ素化合物(C-3)]35.5gを得た。生成物の1H-NMRでの分析結果を以下に示す。
 1H-NMR(CDCl3, 700MHz, δ;ppm)= 3.7(m;6H), 3.5(m;8H), 2.6(t;4H), 2.5(m;2H), 2.4(s;3H), 1.6(m;2H), 1.5(m;2H), 1.3(m;2H), 0.8(t;3H), 0.6(t;2H)
<有機ケイ素化合物の製造例4>
 500mLの四つ口ナスフラスコに、窒素雰囲気下3-エチルキサントゲネート-プロピルトリエトキシシラン32.6g、N-メチルジエタノールアミン11.9g、チタンテトラn-ブトキシド 0.05gをキシレン200mL中に溶解した。150℃まで昇温し、6時間攪拌した。続いて2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール16.2gを滴下し、2時間攪拌した。その後、20 hPa/40℃にてロータリーエバポレーターにより溶媒を除去し、続いて、ロータリーポンプ(10 Pa)とコールドトラップ(ドライアイス+エタノール)にて残存する揮発分を除去し、下記化学式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

で表わされる3-エチルキサントゲネート-プロピル(2-(2-ブトキシエトキシ)エトキシ)1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン[有機ケイ素化合物(C-4)]47.7gを得た。生成物の1H-NMRでの分析結果を以下に示す。
 1H-NMR(CDCl3, 700MHz, δ;ppm)= 4.6(q;2H), 3.8(m;6H), 3.5(m;8H), 3.1(t;2H), 2.5(m;4H), 2.4(s;3H), 1.8(m;2H), 1.4(m;7H), 0.9(t;3H), 0.7(t;2H)
<ゴム組成物の調製及び評価>
 表1~6に従う配合処方のゴム組成物を、バンバリーミキサーにて混練して調製した。次に、得られたゴム組成物の加硫物性を下記の方法で測定した。結果を表1~6に示す。
(1)動的粘弾性
 上島製作所製スペクトロメーター(動的粘弾性測定試験機)を用い、周波数52 Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で、加硫ゴムのtanδを測定し、表1、表4及び表6においては比較例1のtanδの値を100として指数表示し、表2においては比較例5のtanδの値を100として指数表示し、表3及び表5においては比較例9のtanδの値を100として指数表示した。指数値が小さい程、tanδが低く、ゴム組成物が低発熱性であることを示す。
(2)耐摩耗性試験
 JIS K 6264-2:2005に準拠し、ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、スリップ率25%の条件で試験を行い、表1、表4及び表6においては比較例1の摩耗量の逆数を100として指数表示し、表2においては比較例5の摩耗量の逆数を100として指数表示し、表3及び表5においては比較例9の摩耗量の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
*1 JSR製, 乳化重合SBR, #1500
*2 旭カーボン製, #80
*3 日本シリカ工業(株)製, ニップシールAQ, BET表面積=220 m2/g
*4 ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド
*5 3-オクタノイルチオ-プロピルトリエトキシシラン
*6 大内新興化学工業製, ノクラック6C
*7 大内新興化学工業製, ノクラック224
*8 三新化学工業製, サンセラーD
*9 三新化学工業製, サンセラーDM
*10 三新化学工業製, サンセラーNS
*11 JSR製, 乳化重合SBR, #1712, ゴム成分100質量部に対して37.5質量部のアロマティックオイルで油展
*12 RSS#3
*13 旭カーボン製, #78
*14 N-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド
*15 東京化成(株)製, (3-メルカプトプロピル)トリエトキシシラン
 表1~6から、従来のシランカップリング剤(*4、*5及び*15)に代えて、本発明の有機ケイ素化合物(C)を配合することで、ゴム組成物のtanδを大幅に低減、即ち、ヒステリシスロスを大幅に低減して、低発熱性にしつつ、耐摩耗性を大幅に改善できることが分かる。

Claims (17)

  1.  下記一般式(I):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

    [式中、Aは硫黄原子を含み且つゴム成分と反応する基であり、
     Wは-CR56-又は-NR6-(ここで、R5は-NR67、-NR6-NR67又は-N=NR6であり、R6は-Cn2n+1で、R7は-Cq2q+1で、n及びqはそれぞれ独立して0~10である)で表わされ、
     R1及びR2はそれぞれ独立して-M-Cl2l-(ここで、Mは-O-又は-CH2-で、lは0~10である)で表わされ、
     R3は-(O-Cl2lys2s+1(ここで、lは上記と同義であり、y及びsはそれぞれ独立して1~20である)で表わされ、但し、R1、R2及びR3の一つ以上はMが-O-であり、
     R4は下記一般式(II)又は式(III):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

    (式中、M及びlは上記と同義であり、mは0~10であり、X及びY1はそれぞれ独立して-O-、-NR6-又は-CH2-で、R8は-OR6、-NR67又は-R6で、R9は-NR6-、-NR6-NR6-又は-N=N-であり、但し、R6及びR7は上記と同義である)或いは-Z-Cl2l-(ここで、lは上記と同義であり、Zは-O-、-NR6-又は-CH2-で、但し、R6は上記と同義である)で表される]で表わされることを特徴とする有機ケイ素化合物。
  2.  前記式(I)中のAが、下記一般式(IV)、式(V)、式(VI)、式(VII)、式(VIII)、式(IX)又は式(X):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

    [式(IV)及び式(VIII)中のW、R1、R2、R3及びR4は上記と同義であり、
     式(V)中のR10は下記一般式(XI)又は式(XII):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

    (式中、M、X、Y1、R8、R5、l及びmは上記と同義である)或いは-Cl2l-R17(ここで、lは上記と同義であり、R17は-NR67、-NR6-NR67、-N=NR6又は-Z-Cm2m+1であり、但し、R6、R7、Z及びmは上記と同義である)で表わされ、
     式(VII)中のR11は上記一般式(XI)又は式(XII)或いは-Cr2r-R18(ここで、R18は-NR67、-NR6-NR67、-N=NR6、H、又は-M-Ct2t+1或いは炭素数6~20の芳香族炭化水素基であり、但し、R6、R7及びMは上記と同義であり、r及びtはそれぞれ独立して0~20である)で表わされ、
     式(VIII)中のY2はO、S又はCH2を表し、R12及びR13はそれぞれ独立して水素又は炭素数1~18の1価炭化水素基であり、
     式(IX)中のR14は水素又は炭素数1~10の1価炭化水素基であり、R15は炭素数1~5の直鎖状若しくは分岐状の2価炭化水素基であり、
     式(X)中のR16はそれぞれ独立して炭素数1~10の1価炭化水素基であり、Y3はO又はSであり、
     式(IV)及び式(V)中のxは1~10である]で表わされることを特徴とする請求項1に記載の有機ケイ素化合物。
  3.  前記Mが-O-であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機ケイ素化合物。
  4.  前記式(I)中のAが前記式(V)で表わされ、
     前記Wが-NR6-(ここで、R6は上記と同義である)で表わされ、
     前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
     前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R10が-Cl2l+1(ここで、lは上記と同義である)で表わされることを特徴とする請求項2に記載の有機ケイ素化合物。
  5.  前記式(I)中のAが前記式(V)で表わされ、
     前記Wが-CR56-(ここで、R5及びR6は上記と同義である)で表わされ、
     前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
     前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R10が-Cl2l+1(ここで、lは上記と同義である)で表わされることを特徴とする請求項2に記載の有機ケイ素化合物。
  6.  前記式(I)中のAが前記式(VI)で表わされ、
     前記Wが-NR6-(ここで、R6は上記と同義である)で表わされ、
     前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
     前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされることを特徴とする請求項2に記載の有機ケイ素化合物。
  7.  前記式(I)中のAが前記式(VI)で表わされ、
     前記Wが-CR56-(ここで、R5及びR6は上記と同義である)で表わされ、
     前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
     前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされることを特徴とする請求項2に記載の有機ケイ素化合物。
  8.  前記式(I)中のAが前記式(VII)で表わされ、
     前記Wが-NR6-(ここで、R6は上記と同義である)で表わされ、
     前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
     前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R11が-Cr2r+1(ここで、rは上記と同義である)で表わされる直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は炭素数6~20の芳香族炭化水素基であることを特徴とする請求項2に記載の有機ケイ素化合物。
  9.  前記式(I)中のAが前記式(VII)で表わされ、
     前記Wが-CR56-(ここで、R5及びR6は上記と同義である)で表わされ、
     前記R1及びR2がそれぞれ独立して-O-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R3が-(O-Cl2lys2s+1(ここで、l、y及びsは上記と同義である)で表わされ、
     前記R4が-Cl2l-(ここで、lは上記と同義である)で表わされ、
     前記R11が-Cr2r+1(ここで、rは上記と同義である)で表わされることを特徴とする請求項2に記載の有機ケイ素化合物。
  10.  天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分(A)に対して、無機充填剤(B)と請求項1~9のいずれかに記載の有機ケイ素化合物(C)とを配合してなるゴム組成物。
  11.  前記天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分(A)100質量部に対して、前記無機充填剤(B)5~140質量部を配合してなり、
     更に、前記有機ケイ素化合物(C)を、前記無機充填剤(B)の配合量の1~20質量%含むことを特徴とする請求項10に記載のゴム組成物。
  12.  前記無機充填剤(B)がシリカ又は水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項10又は11に記載のゴム組成物。
  13.  前記シリカのBET表面積が40~350 m2/gであることを特徴とする請求項12に記載のゴム組成物。
  14.  請求項10~13のいずれかに記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
  15.  請求項1~9のいずれかに記載の有機ケイ素化合物を含むプライマー組成物。
  16.  請求項1~9のいずれかに記載の有機ケイ素化合物を含む塗料組成物。
  17.  請求項1~9のいずれかに記載の有機ケイ素化合物を含む接着剤。
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