含脲硅烷、其制备方法和其用途技术

本发明专利技术涉及式I的含脲硅烷，其通过以下方式来制备：使式II的含脲二硫化物硅烷与硫反应，或在第一步骤中，使式III的氨基硅烷与式IV的异氰酸酯反应以及在第二步骤中，使来自第一方法步骤的产物与式(V)的多硫化钠反应Na2Sx(V)，或在第一步骤中，使式VII的异氰酸基硅烷与式VIII的胺反应以及在第二步骤中，使来自第一方法步骤的产物与式(V)的多硫化钠反应Na2S  (V)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含脲硅烷、其制备方法和其用途。
技术介绍
CAS 1184961-62-3、442527-46-0和498553-03-0公开下式的化合物：另外，US 20030191270 A1公开下式的硅烷：JP 2002201312 A公开下式的橡胶改性剂：另外，J.Mat.Chem.2009,19,4746-4752公开由介孔二氧化硅形成的SH官能化的框架结构内的金纳米颗粒和含脲硅烷的制备。在已知方法中，使用有机溶剂。已知的含脲二硫化物硅烷的缺点是不良的补强特征和高滚动阻力。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供含脲硅烷，其与从现有技术已知的含脲硅烷相比在橡胶混合物中具有改进的补强特征和滚动阻力。本专利技术提供一种式I的含脲硅烷，其中R1相同或不同，并且是C1-C10烷氧基，优选地甲氧基或乙氧基、C2-C10环二烷氧基、苯氧基、C4-C10环烷氧基、C6-C20芳基，优选地苯基、C1-C10烷基，优选地甲基或乙基、C2-C20烯基、C7-C20芳烷基或卤素，优选地Cl；R相同或不同，并且是任选地经F-、Cl-、Br-、I-、-CN或HS-取代的支链或非支链、饱和或不饱和的脂肪族、芳香族或混合脂肪族/芳香族二价C1-C30、优选地C1-C20、更优选地C1-C10、甚至更优选地C1-C7、尤其优选地C2和C3的烃基，并且x是3到8的整数、优选3或4。含脲硅烷可以是式I的含脲硅烷的混合物。过程产物可以包含通过使式I的含脲硅烷的烷氧基硅烷官能团水解和缩合而形成的低聚物。式I的含脲硅烷可以施用于载体，例如蜡、聚合物或炭黑。式I的含脲硅烷可以施用于二氧化硅，在所述情况下，结合可以是物理或化学的。R可以优选地是：-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH(CH3)-、-CH2CH(CH3)-、-CH(CH3)CH2-、-C(CH3)2-、-CH(C2H5)-、-CH2CH2CH(CH3)-、-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、
-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2R1可以优选地是甲氧基或乙氧基。式I的含脲硅烷可以优选地是：((EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2或((MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2。一种尤其优选的化合物具有下式：(EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-S4-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Si(OEt)3。本专利技术进一步提供制备式I的本专利技术的含脲硅烷的第一方法，其中R1、R和x各自如上文所定义，其特征在于使式II的含脲二硫化物硅烷与硫反应反应可以在排除空气的情况下进行。反应可以在保护性气体氛围下进行，例如在氩气或氮气下进行，优选地在氮气下进行。根据本专利技术的第一方法可以在标准压力、升高的压力下或减压下进行。优选地，根据本专利技术的方法可以在标准压力下进行。升高的压力可以是1.1巴到100巴、优选地1.5巴到50巴、更优选地2巴到20巴并且极优选地2到10巴的压力。减压可以是1毫巴到1000毫巴、优选地1毫巴到500毫巴、更优选地1毫巴到250毫巴、极优选地5毫巴到100毫巴的压力。根据本专利技术的第一方法可以在30℃与180℃之间、优选地在80℃与165℃之间、更优选地在120℃与160℃之间进行。反应可以在溶剂中进行，所述溶剂例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、环己醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、丙酮、乙腈、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯甲烷、四氯乙烯、二乙醚、甲基叔丁基醚、甲基甲基酮、四氢呋喃、二噁烷、吡啶或乙酸甲酯。反应可以优选地在无溶剂的情况下进行。反应可以在没有有机溶剂的情况下进行。溶剂可以是水。可通过根据本专利技术的第一方法得到的式I的含脲硅烷可以以大于50％、优选地大于60％、极优选地大于70％的收率得到。本专利技术进一步提供制备式I的本专利技术含脲硅烷的第二方法，其中R1、R和x各自如上文所定义，其特征在于在第一步骤中，使式III的氨基硅烷与式IV的异氰酸酯反应其中R和R1各自如上文所定义，Hal是F、Cl、Br或I，优选地Cl，以及在第二步骤中，使来自第一方法步骤的产物与式(V)的多硫化钠反应Na2Sx (V)，其中x如上文所定义。式III的氨基硅烷可以优选地是：(C2H5O)3Si-CH2-NH2、(C2H5O)3Si-CH2CH2-NH2、(C2H5O)3Si-CH2CH2CH2-NH2、(CH3O)3Si-CH2-NH2、(CH3O)3Si-CH2CH2-NH2或(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NH2。式IV的异氰酸酯可以优选地是：OCN-CH2-Cl、OCN-CH2CH2-Cl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种式I的含脲硅烷，其中R1相同或不同，并且是C1‑C10烷氧基、C2‑C10环二烷氧基、苯氧基、C4‑C10环烷氧基、C6‑C18芳基、C1‑C10烷基、C2‑C20烯基、C7‑C20芳烷基或卤素；R相同或不同，并且是支链或非支链、饱和或不饱和的脂肪族、芳香族或混合脂肪族/芳香族二价C1‑C30烃基，并且x是3到8的整数。

【技术特征摘要】
2014.05.15 DE 102014209226.41.一种式I的含脲硅烷，其中R1相同或不同，并且是C1-C10烷氧基、C2-C10环二烷氧基、苯氧基、C4-C10环烷氧基、C6-C18芳基、C1-C10烷基、C2-C20烯基、C7-C20芳烷基或卤素；R相同或不同，并且是支链或非支链、饱和或不饱和的脂肪族、芳香族或混合脂肪族/芳香族二价C1-C30烃基，并且x是3到8的整数。2.根据权利要求1所述的含脲硅烷，其特征在于所述含脲硅烷具有以下式I：((EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2、((EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2、((MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2或((MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Sx/2)2。3.根据权利要求1所述的含脲硅烷，其特征在于所述含脲硅烷具有以下式I：(EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-S4-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Si(OEt)3。4.一种制备根据权利要求1所述的式I的含脲硅烷的方法，其特征在于使式II的含脲二硫化物硅烷与硫反应：其中R和R1各自如权利要求1中所定义。5.根据权利要求4所述的制备式I的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·勒本，R·莫泽，F·福斯特，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE