有机硅化合物及使用其的橡胶组合物制造技术

本发明专利技术提供一种有机硅化合物，其可抑制在与无机填充剂反应时产生的挥发性醇的放出，同时与无机填充剂的反应性高，其为下述通式所示的有机硅化合物。在此，Ｒ↑［１］为甲基或乙基，Ｒ↑［２］为碳原子数３～８的直链或支链的饱和或不饱和脂肪族烃基，ｎ以平均组成计为０．５～２．５，Ｒ↑［３］为选自－ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［２］）－、－Ｃ（ＣＨ↓［３］）↓［２］－、－ＣＨ（Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］）－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－以及－ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）ＣＨ↓［２］－中的二价烃基。Ｘ选自Ｓ、Ｓ（Ｃ＝Ｏ）－Ｒ↑［４］、ＳＨ以及ＮＨ↓［（３－ｐ）］，Ｘ为Ｓ的情况下，ｐ＝２且ｍ＝１～１０，Ｘ为Ｓ（Ｃ＝Ｏ）－Ｒ↑［４］的情况下，ｐ＝１且ｍ＝１，Ｘ为ＳＨ的情况下，ｐ＝１且ｍ＝１，Ｘ为ＮＨ↓［（３－ｐ）］的情况下，ｐ＝１～３且ｍ＝１。Ｒ↑［４］为碳原子数１～３０的直链或支链的饱和或不饱和脂肪族烃基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及提高在橡胶中所配合的无机填充剂的补强性的 有机硅化合物、包含它的橡力交组合物以及4吏用该橡胶组合物而 形成的充气轮胎。
技术介绍
近年来，大量提出了用于胎面的各种橡胶组合物在作为 橡胶成分的天然橡胶和/或合成橡胶等二烯系橡胶中配合二氧 化硅等无机填充剂，由此同时兼备低燃费性和湿润路面上的抓着性。使用二氧化硅等无机填充剂的情况下，与以往的使用炭黑 的情况相比的话，无机填充剂-橡胶成分的结合比炭黑-橡胶成 分的结合弱。因此，配合了 二氧化硅等的橡胶组合物为了补强无机填充 剂-橡胶成分的结合，通常使用有机硅化合物、即硅烷偶联剂。 也就是说，硅烷偶联剂强化无机填充剂-橡胶成分的结合并提高 胎面的耐磨耗性。尤其是其分子内含有烷氧基曱硅烷基和硫双 方的有机硅化合物即硅烷偶联剂，由于容易使二氧化硅等无机 填充剂和橡胶成分通过硫化反应结合，因此适宜使用。但是，其分子内具有烷氧基曱硅烷基的有机硅化合物即硅 烷偶联剂在与二氧化硅等无机填充剂反应时，产生醇。产生的 醇在橡胶中挥发，因此产生如下问题在挤压成形的未硫化橡 胶的内部发泡，使尺寸稳定性和生产率降低。另外，从生产者 和消费者的健康方面的缘故以及环境方面的顾虑出发，期望减 少挥发性醇的放出。为了解决这样的问题，提出了减少醇的放出的有机硅化合 物即各种硅烷偶联剂。(参照专利文献l ~ 3 )但是，在这些化合 物中，不能充分兼顾减少挥发性醇的放出和确保与二氧化硅等 无机填充剂的反应性。专利文献l:日本特开2002-275311号公报 专利文献2:日本特表2005-500420号7>才艮 专利文献3:日本特开2005-35889号/>才艮 专利文献4:日本特开2000-103794号公净艮
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的课题在于提供 一 种有机硅化合物，其可抑制在与的反应性高。解决课题的方法
本专利技术人为了解决上述课题进行反复深入研究，结果发现， 通过使有机硅化合物的至少 一 个烷氧基的烃部分为特定范围的 长度，可实现该目的。本专利技术是基于该见解完成的。即，本专利技术是具有下述通式所示的结构的有机硅化合物。<formula>formula see original document page 4</formula>上述通式中，Ri为甲基或乙基，112为碳原子数3 ~ 8的直链 或支链的饱和或不饱和脂肪族烃基，n以平均组成计为0.5 ~ 2.5 ,R3为选自-CH2- 、-CH2CH2- 、-CH2CH2CH2-、 -CH2CH2CH2CH2- 、-CH2CH2CH2CH2CH2- 、-CH(CH3)-、 -CH2CH(CH3)-、 -C(CH3)2-、 -CH(C2H5)-、 -CH2CH2CH(CH3)-以 及國CH2CH(CH3)CH2-中的二价烃基，X选自S、 S(C=0)-R4、 SH 以及NH(3-p)， X为S的情况下，p=2JLm=l~10, X为S(C=0)-R4 的情况下，p=lJ_m=l, X为SH的情况下，p=liLm=l, X为NH(3-。 的情况下，p=l~3Am=l。 R"为碳原子数l ~ 30的直链或支链的 饱和或不饱和脂肪族烃基。专利技术的效果根据本专利技术，可提供一种有机硅化合物，其可抑制在与无 机填充剂反应时产生的挥发性醇的放出，同时与无机填充剂的 反应性高，以及提供包含该有机硅化合物的橡胶组合物和使用 该橡胶组合物而形成的充气轮胎。具体实施例方式在上述通式中，R^所示的碳原子数3 ~ 8的直链或支链的饱 和或不饱和脂肪族烃基优选为碳原子数3 ~ 7的直链或支链的饱 和或不饱和脂肪族烃基，更优选为碳原子数5 ~ 7的直链或支链 的饱和或不饱和脂肪族烃基，特别优选为碳原子数6 7的直链 或支链的饱和或不饱和脂肪族烃基。碳原子数为1或2时，挥发 性醇的放出量变多，不能达到本专利技术的目的。另一方面，碳原 子数为9以上的话，与无机填充剂的反应性降低。不能充分发挥 作为硅烷偶联剂的功能。另外，前述脂肪族烃基还包含环状脂肪族烃基。R"的具体 例子可列举出正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、环戊基、正己基、异己基、 环己基、正庚基、异庚基、正辛基、2-乙基己基、异辛基、丙 烯基、烯丙基、各种丁烯基、各种戊烯基、环戊烯基、各种己 烯基、环己烯基、各种庚烯基、各种辛烯基等。这些当中，尤 其优选正己基、异己基、环己基、正庚基、异庚基、各种己烯 基、环己烯基、各种庚烯基。而且，上述通式中，RV斤表示的二价烃基中，从制造方面 的观点出发，优选-CH2CH2CH2- 、 -CH2CH2CH2CH2-、 -CH2CH2CH2CH2CH2-。另外，在上述通式所表示的有机硅化合物中，X中优选可 通过m的数值适度控制S (硫)与橡胶的反应性的基团。在该S 的情况下，m为l ~ IO的范围。m大的话，与橡胶的反应性变高。 将m为l的有机硅化合物作为硅烷偶联剂使用时，需要在橡胶组 合物中配合适当量的硫。本专利技术的有机硅化合物可使用各种已知的反应方法进行制 造。例如，在专利文献4中公开了得到具有多硫化合物结构的高 纯度的含硫有机硅化合物的方法，其不需要高温处理、真空下 的处理，是简化的方法。例如，用乙醇或甲醇与碳原子数3 ~ 8 的长链醇的混合物将3 -氯代丙基三氯硅烷酯化，然后通过与无 水硫化碱反应，可得到本专利技术的有机硅化合物的一种即含硫有 机硅化合物。另外，使乙醇或曱醇与碳原子数3 8的长链醇的混合物与 三氯硅烷反应得到酯的混合物，然后使烯丙基卣化物进行氢化 硅烷化，与无水硫化碱反应，由此也可得到本专利技术的有机硅化合物。而且，也可以如专利文献3所公开的那样，使垸氧基为短链 (曱氧基和/或乙氧基)的硅烷化合物与长链醇进行酯交换反应，通过蒸馏使生成的短链醇与反应混合物连续地分离，从而 制造本专利技术的有积J圭化合物。配合本专利技术的有机硅化合物的橡胶组合物含有二烯系橡 胶、即天然橡胶和/或合成橡胶中的至少一种作为橡胶成分。作为合成橡胶，可列举出异戊二烯橡胶(IR)、 丁二烯橡胶(BR)、 苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物 橡胶(EPDM)、 丁基橡胶(IIR)、卣代丁基橡月交、丁腈橡胶(NBR) 等。如上所述，可以仅单独使用这些中的l种，也可以将2种以 上组合使用。作为本专利技术的橡胶组合物中所使用的无机填充剂，可使用 含硅酸的无机填充剂，例如二氧化硅、铝硅酸盐、沸石、粘土、 在表面等固定二氧化硅的炭黑等、或者使用氢氧化铝等。这些 当中，优选二氧化硅和氬氧化铝。例示的无^U真充剂可以仅单 独使用1种，也可以组合2种以上使用。相对于100质量^f分含有天然橡胶和/或合成橡胶中的至少一 种的橡胶成分、优选以天然橡胶和/或合成橡胶中的至少一种为 主而形成的橡胶成分，无机填充剂的配合量优选为1 ~ 150质量 份，更优选为3 ~ 130质量份，进一步优选为3 ~ 90质量份。只要 在该范围，就可以发挥本专利技术的效果、即充分的补强性和操作 性。另外，无机填充剂的配合量过少时，出现补强性缺乏的倾 向。另外，无机填充剂的配合量过多时，出现操作性降低的倾 向。作为本专利技术的橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有下述通式所示的结构的有机硅化合物。＊＊＊（式中，Ｒ↑［１］为甲基或乙基，Ｒ↑［２］为碳原子数３～８的直链或支链的饱和或不饱和脂肪族烃基，ｎ以平均组成计为０．５～２．５，Ｒ↑［３］为选自－ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－、－Ｃ（ＣＨ↓［３］）↓［２］－、－ＣＨ（Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］）－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－以及－ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）ＣＨ↓［２］－中的二价的烃基。Ｘ选自Ｓ、Ｓ（Ｃ＝Ｏ）－Ｒ↑［４］、ＳＨ以及ＮＨ↓［（３－ｐ）］，Ｘ为Ｓ的情况下，ｐ＝２且ｍ＝１～１０，Ｘ为Ｓ（Ｃ＝Ｏ）－Ｒ↑［４］的情况下，ｐ＝１且ｍ＝１，Ｘ为ＳＨ的情况下，ｐ＝１且ｍ＝１，Ｘ为ＮＨ↓［（３－ｐ）］的情况下，ｐ＝１～３且ｍ＝１。Ｒ↑［４］为碳原子数１～３０的直链或支链的饱和或不饱和脂肪族烃基。）

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：福岛靖王，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：发明
国别省市：JP[日本]