吩噻嗪化合物、其制备及其在橡胶共混物和车辆轮胎中作为老化保护剂、抗氧化剂、抗臭氧剂和着色剂的用途制造技术

本发明专利技术涉及化合物、含有该化合物的橡胶混合物、在至少一个部件中包含该橡胶混合物的车辆轮胎、用于制备该化合物的方法以及该化合物作为老化保护剂和/或抗氧化剂和/或抗臭氧剂和/或染料的用途。根据本发明专利技术的化合物具有式I)。I)I)I)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】吩噻嗪化合物、其制备及其在橡胶共混物和车辆轮胎中作为老化保护剂、抗氧化剂、抗臭氧剂和着色剂的用途


[0001]本专利技术涉及化合物、含有该化合物的橡胶混合物、在至少一个部件中包含该橡胶混合物的车辆轮胎、用于制备该化合物的方法以及该化合物作为老化保护剂和/或抗氧化剂和/或抗臭氧剂和/或染料的用途。

技术介绍

[0002]已知车辆轮胎和工业橡胶制品采用聚合物材料，诸如尤其是橡胶。
[0003]在长期储存的情况下，并且尤其是在通常处于高温的目标应用中，天然橡胶和合成聚合物(诸如IR、BR、SBR、ESBR等)，以及天然和合成油、脂肪和润滑剂，会经历氧化反应，这对原始的所期望的特性具有不利影响。根据聚合物的类型，聚合物链被缩短，直到材料液化或随后发生材料硬化。
[0004]因此，老化稳定剂在车辆轮胎和其他工业橡胶制品的耐久性中起决定性作用。
[0005]已知的老化稳定剂是芳香族胺，例如6
‑
PPD(N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N'
‑
苯基
‑
对苯二胺)、IPPD(N
‑
异丙基
‑
N'
‑
苯基
‑
对苯二胺)或SPPD(N
‑
(1
‑
苯基乙基)
‑
N'
‑
苯基
‑
对苯二胺)。
[0006]这些分子可以与氧气或臭氧或形成的自由基(诸如烷基和烷基过氧化物自由基)反应，并因此清除这些并因此保护橡胶等免于进一步的氧化反应。
[0007]然而，芳香族胺的缺点在于它们被怀疑是致癌的，因此对健康有害，特别是因为可以释放出苯胺或其衍生物。
[0008]此外，必须考虑老化稳定剂在待保护的介质中的溶解性。老化稳定剂(诸如IPPD)的缺点在于它们在某些情况下在橡胶中的溶解性很差，并且因此迁移到表面并形成通常有色的膜。这种效应被称为“起霜”；老化稳定剂从相应的橡胶中析出(blooms out)。除了外观之外，这还具有例如由于雨水而去除了起霜的老化稳定剂的缺点，结果通过进一步迁移分子而重新形成膜，从而导致待保护的介质中老化稳定剂的浓度持续降低。这导致比没有老化稳定剂起霜和损失的情况更差的保护效果。
[0009]尤其与臭氧反应并有效清除臭氧的老化稳定剂也称为“抗臭氧剂”。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种化合物，其特别可用作车辆轮胎或其他工业橡胶制品中的老化稳定剂，从而基于现有技术对这些制品实现改进的保护效果。特别地，起霜行为应该得到改进，并且同时应该提供与现有技术(芳香族胺)相比对健康危害更小的化合物。
[0011]该目的通过根据权利要求1所述的本专利技术化合物、通过含有该化合物的本专利技术橡胶混合物以及通过在至少一个部件中包含本专利技术橡胶混合物的本专利技术车辆轮胎来实现。该目的进一步通过用于制备该化合物的方法和通过该化合物作为老化稳定剂和/或抗氧化剂和/或抗臭氧剂的用途来实现。
[0012]根据权利要求1所述的化合物可以进一步用作染料。
[0013]根据权利要求1所述的化合物具有式I)：
[0014]I)
[0015]因此，具有式I)的化合物是3
‑
(1,3
‑
二甲基丁基氨基)吩噻嗪。
[0016]具有式I)的化合物是吩噻嗪衍生物。吩噻嗪/其衍生物尤其用作药物，例如用于治疗帕金森病，参见US 20130315825 A1，并且与芳香族胺(诸如6PPD或IPPD)相比对健康危害更小。
[0017]然而，吩噻嗪本身不易溶于聚合物(诸如车辆轮胎或其他工业橡胶制品的橡胶)，因此导致所述的起霜问题。因此，根据本专利技术的化合物与吩噻嗪相比具有保护效果更好的优点。
[0018]同时，与已知的老化稳定剂(诸如6PPD)相比，根据本专利技术的具有式I)的化合物展现出改进的保护效果，认为这特别归因于例如对自由基的反应性提高。然而，本专利技术不应限于特定的作用机制或特定的解释。
[0019]US 3413291披露了吩噻嗪衍生物。然而，其中披露的衍生物同样不易溶于橡胶中，例如N
‑
异丙基
‑
10H
‑
吩噻嗪
‑3‑
胺。因此，本专利技术的具有式I)的化合物与已知吩噻嗪衍生物相比，由于1,3
‑
二甲基丁基而在聚合物(诸如橡胶)中展现出更好的溶解性，并因此展现出改进的保护作用。
[0020]CN 108069874同样披露了基于吩噻嗪衍生物的老化稳定剂。然而，其中披露的衍生物由于取代基而同时是具有部分R2C＝NR'(R'不是H，氢)的席夫碱，如例如式S1)中所示。
[0021][0022]这些物质易水解，并展现出较低的保护效果，大概是因为在苯基
‑
N基团附近没有sp3‑
杂化α
‑
H原子(α
‑
氢原子)，如S2)中所示。
[0023][0024]与此类席夫碱吩噻嗪衍生物，诸如具有式S1)的化合物相比，本专利技术的具有式I)的化合物因此具有更稳定、不易水解且允许更好的保护效果的优点。
[0025]CN 106590827披露了具有式S3)的吩噻嗪衍生物：
[0026][0027]然而，具有式S3)的化合物具有
‑
S
‑
CH2‑
NH
‑
部分的缺点，其例如在用于车辆轮胎的橡胶混合物中由于易于水解而可以形成/释放硫醇，这可能导致橡胶混合物的不期望的预交联(焦烧)。
[0028]CN 105272892披露了如式S4)中所示的老化稳定剂，其中苯酚衍生物经由硫代乙酸酯和酰胺接头与吩噻嗪单元连接。这些连接单元也不利于用在待硫化的橡胶混合物中，因为硫代乙酸酯是封端的硫醇，其在硫化期间分解并且例如可以与含二烯的橡胶进行键合。此外，酰胺部分缺乏α
‑
H原子，这
‑
如上文关于式S1)所述
‑
降低了老化稳定剂的作用。
[0029][0030]CN 107935867披露了如式S5)中所示的老化稳定剂，其展现出游离胺基(
‑
NH2)。这增加了在橡胶混合物(例如用于车辆轮胎或其他技术橡胶制品的)中过早交联的风险，过早交联也被称为“焦烧”。
[0031][0032]本专利技术的具有式I)的化合物特别适合作为车辆轮胎和/或工业橡胶制品和/或油和/或润滑剂中的老化稳定剂和/或抗臭氧剂，这些工业橡胶制品诸如特别是空气弹簧、波纹管、传送带、皮带、传动带、软管、橡胶带、型材、密封件、膜、用于医疗应用或机器人应用的触觉传感器、或鞋底或其零件。
[0033]本专利技术的具有式I)的化合物特别适合生产橡胶制品，特别是空气弹簧、波纹管、传送带、皮带、传动带、软管、橡胶带、型材、密封件、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有式I)的化合物：I)2.一种橡胶混合物，该橡胶混合物包含如权利要求1所述的具有式I)的化合物。3.如权利要求2所述的橡胶混合物，其特征在于，该橡胶混合物含有至少一种二烯橡胶。4.如权利要求3所述的橡胶混合物，其特征在于，该橡胶混合物含有至少一种二烯橡胶，该二烯橡胶选自由以下各项组成的组：天然聚异戊二烯(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯橡胶(BR)、溶液聚合的苯乙烯
‑
丁二烯橡胶(SSBR)、乳液聚合的苯乙烯
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丁二烯橡胶(ESBR)、丁基橡胶(IIR)以及卤代丁基橡胶。5.一种车辆轮胎，该车辆轮胎在至少一个部件中包含如权利要求2至4中任一项所述的橡胶混合物。6.如权利要求5所述的车辆轮胎，其特征在于，该车辆轮胎在至少一个外部部件中含有至少一种如权利要求2至4中任一项所述的橡胶混合物，其中，该外部部件优选是胎面、胎侧和/或凸缘型材。7.一种用于制备如权利要求1所述的具有式I)的化合物的方法，该方法包括：至少以下方法步骤：a)提供具有式A)的物质A)b)提供甲基异丁基酮(MIBK)和氢气(H2)；c)使根据步骤a)的物质与根据步骤b)的物质反应，以得到该具有式I)的物质I)8.一种用于制备如权利要求1所述的具有式I)的化合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡拉，
申请(专利权)人：大陆轮胎德国有限公司，
类型：发明
国别省市：