可水解硅烷制造技术

本发明专利技术涉及可水解硅烷，其可用于对弹性体改性，以及可用作含有填料的二烯弹性体组合物的偶联剂。具体地讲，本发明专利技术涉及含有叔胺基团和醚或硫醚键的新型可水解硅烷。

Hydrolyzable silane

The present invention relates to hydrolyzable silane, which can be used for elastic modification and as coupling agents for diene elastomer compositions containing fillers. In particular, the present invention relates to novel hydrolyzable silanes containing tertiary amine groups and ether or thioether bonds.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可水解硅烷
本专利技术涉及可水解硅烷，其可用于对弹性体改性，并可用作含有填料的二烯弹性体组合物的偶联剂。具体地讲，本专利技术涉及含有叔胺基团和醚或硫醚键的新型可水解硅烷。
技术介绍
WO-A-2010/139473描述了作为无机填料与弹性体之间的偶联剂的多种可水解硅烷。所述硅烷包括含有具有不饱和取代基的芳族基团的那些硅烷，诸如三乙氧基(4-乙烯基苯乙基)硅烷和3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基)丙基三乙氧基硅烷，以及含有杂环的那些硅烷，诸如N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-二氢咪唑和1-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-吡咯。已提议被用作偶联剂的可水解硅烷的其他例子包括在WO-A-2010/125124中所述的含有酯基的不饱和硅烷，诸如丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷。JP-A-2008-163283描述了包含有机硅化合物和胺盐的二烯合成橡胶。JP-A-2005-249897描述了式(R1O)3SiR2NH(R3OR4)的化合物，其中R1表示1-3C烷基；R2表示1-8C直链亚烷基链；R3表示1-2C直链亚烷基链；并且R4表示1-4C烷基。这些化合物被用在设置在用作静电潜像显影用载体的磁性细粉粒子表面上的树脂涂层中。US-B-7847117描述了式(R1)3Si-C(R2)2-N(R3)-CH2-OR4的烷基(甲氧基甲基)三甲基硅烷基-甲胺，其中R1表示甲基或乙基，R2表示甲基或氢，R3表示甲基或氢并且R4表示烷基或取代的烷基。这些化合物通过使烷基三甲基硅烷基甲胺与基本上等摩尔量的多聚甲醛和甲醇在存在碱的情况下反应而制备。IzvestiyaAkademiiNauk,SeriyaKhimicheskaya(1995),(2,382-3中的文章描述了(R1O)2RSiCH2NHMe(其中R＝MeO并且R1＝Me；或R＝EtO并且R1＝Et；或R＝Me并且R1＝Et)与ClCH2OR2(R2＝Me或Et)在含Et3N的Et2O中的反应，得到了40-67％的(R1O)2RSiCH2N(Me)CH2OR2。JP2004-085689描述了一种包含粘合剂的干式成像材料，该粘合剂是通过交联剂交联的桥，该交联剂具有乙烯基磺酰基基团、三甲氧基甲硅烷基基团、异氰酸酯基团或环氧基团。JP2004-109586和JP2004-085775描述了一些具有叔胺基团的可水解硅烷。DD206848描述了包含亲水性粘合剂和硬化剂的感光材料，该硬化剂为具有官能化和可水解基团的有机硅化合物。RussianChemicalBulletin,Volume44(2),1995,pages374-375(《俄罗斯化学通报》，第44卷第2期，1995年，第374-375页)描述了N-甲基-N-烷氧基甲基氨乙基)二烷氧基硅烷。
技术实现思路
根据本专利技术的可水解硅烷具有下式：其中各R表示可水解基团；各R”表示具有1至8个碳原子的烃基；n＝1至3；Y表示具有1至20个碳原子的二价有机间隔基键；X表示–O-或–NH-；m＝0或1；R1表示除如上文所定义的式R3-Z-CH(R2)-的基团之外的具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；R2表示氢或具有1至8个碳原子的烃基或取代的烃基；Z表示氧或硫原子；并且R3表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基，前提是当R3为CH3时，Y具有至少2个碳原子。本专利技术的可水解硅烷能够在用于生产弹性体产品(诸如轮胎)的加工条件下强烈键合到二烯弹性体。我们相信，在加热到用于弹性体加工的温度时，本专利技术的可水解硅烷的醚胺部分形成极具反应性的物质，该物质通过[2+3]环加成与存在于二烯弹性体中的C＝C键反应。本专利技术的可水解硅烷还能够通过硅烷基团的水解而强烈键合到具有表面羟基的填料，从而形成非常有效的偶联剂。根据本专利技术用于制备下式的可水解硅烷的方法：其中各R表示可水解基团；各R”表示具有1至8个碳原子的烃基；n＝1至3；Y表示具有1至20个碳原子的二价有机间隔基键；X表示–O-或–NH-；m＝0或1；R1表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；R2表示氢或具有1至8个碳原子的烃基或取代的烃基；Z表示氧或硫原子；并且R3表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基，特征在于使式R1-NH-(CH2-C(O)-X)m-Y-SiRnR”3-n的仲氨基烷基硅烷(其中R、R”、n、Y、X和R1如权利要求1中所定义)与式R2-CHO的醛(其中R2表示氢或具有1至8个碳原子的烃基或取代的烃基)和式R3ZH的醇或硫醇(其中Z表示氧或硫原子；并且R3表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基)反应。其中a＝3的可水解硅烷可以是优选的，因为具有最大数量的可水解基团。其中a＝3的式RaR’3-aSi-A的基团的例子包括三烷氧基甲硅烷基烷基，诸如三乙氧基甲硅烷基烷基或三甲氧基甲硅烷基烷基，或三乙酰氧基甲硅烷基烷基。然而，其中a＝2或a＝1的可水解硅烷也是可用的偶联剂。在此类可水解硅烷中，基团R’为具有1至8个碳原子的烃基。优选的基团R’包括具有1至4个碳原子的烷基，诸如甲基或乙基，但是R’可以为具有更多碳原子的烷基，诸如己基或2-乙基己基，或可以为芳基，诸如苯基。其中a＝2的式RaR’3-aSi-A的基团的例子包括二乙氧基甲基甲硅烷基烷基、二乙氧基乙基甲硅烷基烷基、二甲氧基甲基甲硅烷基烷基或二乙酰氧基甲基甲硅烷基烷基。其中基团R为乙氧基的可水解硅烷通常是优选的。醇或酸RH可在硅烷水解时释放，并且乙醇是醇和酸之中最环保的化合物。在式-Y-SiRnR”3-n的基团中，Y表示具有1至20个碳原子的二价有机间隔基键。优选地，Y具有2至20个碳原子。Y可便利地为烷撑基，尤其是具有2至6个碳原子的烷撑基。键Y的优选例子为-(CH2)3-、-(CH2)4-和-CH2CH(CH3)CH2-基团。式RaR’3-aSi-A的基团可以例如为3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基、4-(三乙氧基甲硅烷基)丁基、2-甲基-3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基、3-三乙酰氧基甲硅烷基丙基、3-(二乙氧基甲基甲硅烷基)丙基、3-(二乙氧基乙基甲硅烷基)丙基或3-(二乙酰氧基甲基甲硅烷基)丙基。与醛和醇或硫醇反应的仲氨基烷基硅烷具有式R1-NH-(CH2-C(O)-X)m-Y-SiRnR”3-n，其中R、R”、n、Y、X如权利要求1中所定义并且R1表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基。基团R1可例如表示具有1至8个碳原子的烃基。例如，基团R1可以为烷基，诸如H(CH2)1-8，例如甲基或乙基。基团R1作为另外一种选择可以为芳基或芳烷基，例如苯基或苄基。当m＝0时，仲氨基烷基硅烷可例如为CH3-NH-(CH2)3-Si(OC2H5)3。作为另外一种选择，当m＝1时，仲氨基烷基硅烷可例如为CH3-NH-CH2-C(O)O-(CH2)3-Si(OC2H5)3。与仲氨基烷基硅烷和醇或硫醇反应的醛具有式R2-CHO，其中R2表示氢或具有1至8个碳原子的烃基或取代的烃基。优选的醛为甲醛，其中R2表示氢。甲醛可例如以多聚甲醛的形式添加到反应中。替代的醛包括乙醛和丁醛。在根据本专利技术的一组优选的可水解硅烷中，Z表示氧原子并且R3表示具有1至8个碳原子的烃基。此类硅烷可通过使式R3OH的醇与仲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下式的可水解硅烷：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.08 GB 1121124.01.一种下式的可水解硅烷：其中各R表示可水解基团；各R”表示具有1至8个碳原子的烃基；n＝1至3；Y表示具有2至6个碳原子的烷撑基；X表示–O-或–NH-；m＝0或1；R2表示氢或具有1至8个碳原子的烃基或取代的烃基；其中：1)Z表示氧原子，R1表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基，R3表示式-((CH2)aO)b-R4的基团，其中a＝1至3；b＝1至6；并且R4表示氢或具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；2)Z表示硫原子，R1表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基，并且R3表示式–Y”-SiRpR”3-p的基团，其中Y”表示具有1至20个碳原子的二价有机间隔基键；各R表示可水解基团；各R”表示具有1至8个碳原子的烃基；并且p＝1至3；3)Z表示氧或硫原子；R1表示式–Y*-SiRqR”3-q的基团，其中Y*表示具有1至20个碳原子的二价有机间隔基键；R和R”如以上定义；q＝1至3；并且R3表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；4)R1表示式的基团，其中d＝1至8；R8表示氢或具有1至8个碳原子的烃基或取代的烃基；Z和Z’独立地表示氧或硫原子；R9表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；X”表示–O-或–NH-；m”＝0或1；Y**表示具有1至20个碳原子的二价有机间隔基键；各R表示可水解基团；各R”表示具有1至8个碳原子的烃基；r＝1至3；并且R3表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；5)R1表示式-(CH2)e-C(O)OR10的基团，其中e＝1至8；Z表示氧或硫原子；R10表示具有1至8个碳原子的烃基；并且R3表示具有1至20个碳原子的烃基或取代的烃基；或6)Z表示氧原子；R1表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·贝克尔，托马斯·乔叟，S·格罗费尔斯，里亚兰·法比安，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：发明
国别省市：美国,US