本发明专利技术提供了通式（１）的巯基官能硅烷：［ＨＳＧ↑［１］ＳｉＺ↑［θ］Ｚ↑［β］］↓［ｍ］［ＨＳＧ↑［２］ＳｉＺ↓［３］↑［β］］↓［ｎ］［ＨＳＧ↑［３］ＳｉＺ↓［２］↑［β］Ｘ］↓［ｏ］［ＨＳＧ↑［４］ＳｉＺ↑［β］Ｘ↓［２］］↓［ｐ］（１），其中：Ｇ↑［１］、Ｇ↑［２］、Ｇ↑［３］和Ｇ↑［４］在每次出现时独立为通过取代烷基、烯基、芳基或芳烷基上的氢而得到的含有１至３０个碳原子的亚烃基，或含有２至３０个碳原子且含有一个或多个醚氧（－Ｏ－）和／或硫（－Ｓ－）原子的二价杂烃基；Ｘ在每次出现时独立选自－Ｃｌ、－Ｂｒ、ＲＯ－、ＲＣ（＝Ｏ）Ｏ－、Ｒ↓［２］Ｃ＝ＮＯ－、Ｒ↓［２］ＮＯ－、－Ｒ、（ＨＯ）↓［ｄ－１］Ｇ↑［５］Ｏ－，其中每个Ｒ独立选自氢、可含有或不含不饱和度的直链、环状或支链烷基、烯基、芳基和芳烷基，其中除氢之外的每个Ｒ含有１至１８个碳原子，Ｇ↑［５］独立为含有２至１５个碳原子的取代的亚烃基，或含有４至１５个碳原子且含有一个或多个醚氧原子的取代的杂烃基；在两个硅原子之间形成桥连结构的Ｚ↑［β］在每次出现时为［－ＯＧ↑［５］（ＯＨ）↓［ｄ－２］Ｏ－］↓［０．５］，其中Ｇ↑［５］在每次出现时独立选自含有２至１５个碳原子的亚烃基或含有４至１５个碳原子且含有一个或多个醚氧原子的二价杂烃基；与硅原子形成环状结构的Ｚ↑［θ］在每次出现时独立地表示－ＯＧ↑［５］（ＯＨ）↓［ｄ－２］Ｏ－，其中Ｇ↑［５］独立选自含有２至１５个碳原子的亚烃基或含有４至１５个碳原子且含有一个或多个醚氧原子的二价杂烃基；下标ｄ、ｍ、ｎ、ｏ和ｐ在每次出现时独立为整数，其中在第一个实施方案中ｄ为２至６，在第二个实施方案中为２或３，以及在第三个实施方案中为２；ｍ为０至２０；ｎ为０至１８；ｏ为０至２０；以及ｐ为０至２０，条件是ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ等于或大于２。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及巯基官能硅烷(mercaptoflmctional silane)及其制备方法。这 些硅烷降低或消除了使用过程中挥发性有机化合物(VOCs)的产生，有助于 填充弹性材料(filled elastomeric material)的加工，以及增强所述填充弹性体 (filled elastomer)的最纟冬4吏用性能(end-use property)。
技术介绍
巯基硅烷及其作为填充弹性体中偶联剂的用途是本领域已知的。然而， 迄今已知的硅烷与常规填料(filler)和弹性体非常容易反应，因此难以使用。 当已知的硅烷以实现填料与主体弹性体(host elastomer)最佳偶联所需的水平 使用时，未固化的(uncured)填充弹性体通常显示出短的焦烧时间(scorchtime) 和较差的分散填料。对于将填料和其它成分与弹性体混合、挤出未固化的 弹性体并制造由此产生的物品而不过早交联或形成高粘度化合物而言，长 的焦烧时间是必需的。需要填料的良好分散来实现令人满意的最终使用性 能，如耐候性(weatherability)、耐磨性(wear)、抗撕裂性(tear-resistance)等等。 已知的硅烷也是从一元醇得到的，所述一元醇在其制造和使用期间产生挥 发性有机化合物(VOC)的散发。美国专利6,548,594和6,849,754描述了含有(^9-(:30烷氧基的巯基硅烷 偶联剂。尽管这些化合物提供了减少的VOC散发，但是含有它们的橡胶的 加工和它们作为偶联剂的性能阻滞改进。除了需要在无机填充弹性体制备过程中减少VOC之外，还需要改善无 机填料在弹性体中的分散同时维持所述组合物的加工性。较好的分散通过 降低用填充弹性体制成的硫化物品(如轮胎)的辊炼阻力(rolling resistance)、 生热性(heat build-up)和磨损来改善其性能。有机硅烷的二醇衍生物(glycolderivative)是本领域已知的。最近，本发 明的专利技术人在美国专利申请l 1/358,550、 11/358,818、 11/358,369和11/358,861 中提出了 ，使用含有嵌段硫醇基(mercaptan group)和游离硫醇基的有机官能9硅烷或有机官能硅烷混合物解决填充弹性体的焦烧、VOC散发和偶联性能的问题。本专利技术的专利技术人还在美国专利申请11/505,055、 11/505,166和 11/505,178中提出了 ，使用含有分散硫醇基和游离硫醇基的有机官能硅烷或 有机官能硅烷混合物解决填充弹性体的焦烧、VOC散发和偶联性能的问题。 此外，本专利技术的专利技术人在美国专利申请11/104,103中提出了，解决含有链 烷二氧硅烷基(alkanedioxysilyl)的有机官能硅烷的VOC散发的问题。将美国 专利申请11/358,550、 11/358,818、 11/358,681、 11/505,055、 11/505,166、 11/505,178和11/104,103的全文引入本申请作为参考。然而，仍然需要进一步改善有机官能硅烷的偶联性能以对弹性材料赋 予更好的磨损性能和补强性能(reinforcing property),同时在其制备和使用过 程中维持从填充弹性材料和弹性物品中的低VOC散发。
技术实现思路
在一个实施方案中，本专利技术提供了通式(l)的巯基官能硅烷mnop(1)其中G1、 G2、 tf和G"在每次出现时独立为含有1至30个碳原子的亚烃基 (hydrocarbylene group),所述亚烃基选自通过取代烷基、烯基、芳基或芳烷 基上的氢而得到的二价基团，或G1、 G2、 G"和G"在每次出现时独立为含 有2至30个碳原子且含有一个或多个醚氧(-0-)和/或硫(-S-)原子的取代的二 价杂烃基(di valent heterocarbon);X在每次出现时独立选自-C1、 -Br、 RO-、 RC(=0)0-、 R2C=NO-、 R2NO-、 -R、 (HO)d-,G50-，其中每个R独立选自氢、可含有或不含不饱和度 (unsaturation)的直链、环状或支链烷基、烯基、芳基和芳烷基，其中除氢之 外的每个R含有1至18个碳原子，GS独立为含有2至15个碳原子的亚烃 基或含有约4至约15个碳原子且含有一个或多个醚氧原子的二价杂烃基；在两个硅原子之间形成桥连结构(bridging structure)的ZP在每次出现时 为o.s，其中GS在每次出现时独立选自含有2至15个碳原子 的亚烃基或含有4至15个碳原子且含有一个或多个醚氧原子的二价杂烃基；与硅原子形成环状结构的Ze在每次出现时独立地表示-OGS(OH)d.20,其中GS独立选自含有2至15个碳原子的亚烃基或含有4至15个碳原子且 含有一个或多个醚氧原子的二价杂烃基；下标d、 m、 n、 o和p在每次出现时独立为整数，其中在第一个实施方 案中d为2至6，在第二个实施方案中d为2或3,以及在第三个实施方案 中d为2; m为0至20; n为0至18; o为0至20;以及p为0至20,条 件是m+n+o+p等于或大于2。具体实施例方式本申请使用的表达"有机官能硅烷，，应该理解为表示具有硫醇官能团 的二聚硅烷、低聚硅烷或聚合硅烷，以及硅烷二聚体、低聚物和/或聚合物， 所述硅烷二聚体、低聚物和/或聚合物中相邻的硅烷单元彼此通过由含多羟 基化合物衍生的桥接二烷氧基硅烷结构连接在一起。应该理解的是，本申请的所有范围包括在其间的亚范围(subrange)。还 应理解的是，各组的所有成员列表还可包含任何两种或多种所述组成员的 组合。根据本专利技术，由以下方法制备通式(l)的巯基官能硅烷，所述方法包括a)使选自式(2)、 (3)、 (4)和(5)中中的至少一种巯基官能硅烷与b) —种 或多种通式(6)的含多羟基的化合物在酯交换反应(transesterification reaction) 条件下反应，由此生成巯基官能硅烷(l);式(2)、 (3)、 (4)和(5)的巯基官能硅烷卿-G^(SiX3) (2)(HS)-G2-(SiX3) (3)(HS)-G3-(SiX3) (4)(HS)-G4-(SiX3) (5)其中G1、 G2、 tf和G"在每次出现时独立为通过取代烷基、烯基、芳基或芳 烷基上的氢而得到的含有1至30个碳原子的亚烃基，或含有2至30个碳 原子且含有一个或多个醚氧(-0-)和/或硫(-S-)原子的二价杂烃基；X在每次出现时独立选自-Cl、 -Br、 RO-、 RC(O)O-、 R2C=NO-、 R2NO-、 -R,其中每个R独立选自氢、可含有或不含不饱和度的直链、环状或支链 烷基、烯基、芳基和芳烷基，其中除氢之外的每个R含有1至18个碳原子，条件是至少一个X为可水解的基团，并且有利地是两个X为可水解的基团； 通式(6)的含多羟基的化合物 G5(OH)d (6)其中GS为含有2至15个碳原子的烃基或含有4至15个碳原子且含有 一个或多个醚氧原子的杂烃基；以及d为2至6的整数。在本专利技术的一个具体的实施方案中，所述硅烷反应物为由通式(7)至(10) 中的至少 一个表示的三烷氧基硅烷卿-G-(SiOR)3 (7)(HS)-G2-(SiOR)3本文档来自技高网...
【技术保护点】
通式（１）的巯基官能硅烷： ［ＨＳＧ↑［１］ＳｉＺ↑［θ］Ｚ↑［β］］↓［ｍ］［ＨＳＧ↑［２］ＳｉＺ↑［β］↓［３］］↓［ｎ］［ＨＳＧ↑［３］ＳｉＺ↑［β］↓［２］Ｘ］↓［ｏ］［ＨＳＧ↑［４］ＳｉＺ↑［β］Ｘ↓［２］］↓［ｐ］（１） 其中： Ｇ↑［１］、Ｇ↑［２］、Ｇ↑［３］和Ｇ↑［４］在每次出现时独立为通过取代烷基、烯基、芳基或芳烷基上的氢而得到的含有１至３０个碳原子的亚烃基，或含有２至３０个碳原子且含有一个或多个醚氧（－Ｏ－）和／或硫（－Ｓ－）原子的二价 杂烃基； Ｘ在每次出现时独立选自－Ｃｌ、－Ｂｒ、ＲＯ－、ＲＣ（＝Ｏ）Ｏ－、Ｒ↓［２］Ｃ＝ＮＯ－、Ｒ↓［２］ＮＯ－、－Ｒ、（ＨＯ）↓［ｄ－１］Ｇ↑［５］Ｏ－，其中每个Ｒ独立选自氢、可含有或不含不饱和度的直链、环状或支链烷基、烯基、芳基和 芳烷基，其中除氢之外的每个Ｒ含有１至１８个碳原子，Ｇ↑［５］独立为含有２至１５个碳原子的取代的烃基，或含有约４至１５个碳原子且含有一个或多个醚氧原子的取代的杂烃基； 在两个硅原子之间形成桥连结构的Ｚ↑［β］在每次出现时为［－ＯＧ↑［５ ］（ＯＨ）↓［ｄ－２］Ｏ－］↓［０．５］，其中Ｇ↑［５］在每次出现时独立选自含有２至１５个碳原子的亚烃基或含有４至１５个碳原子且含有一个或多个醚氧原子的二价杂烃基； 与硅原子形成环状结构的Ｚθ在每次出现时独立地表示－ＯＧ↑［５］（ＯＨ ）↓［ｄ－２］Ｏ－，其中Ｇ↑［５］独立选自含有２至１５个碳原子的亚烃基或含有４至１５个碳原子且含有一个或多个醚氧原子的二价杂烃基； 下标ｄ、ｍ、ｎ、ｏ和ｐ在每次出现时独立为整数，其中在第一个实施方案中ｄ为２至６，在第二个实施方案中ｄ为 ２或３，以及在第三个实施方案中ｄ为２；ｍ为０至２０；ｎ为０至１８；ｏ为０至２０；以及ｐ为０至２０，条件是ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ等于或大于２。...
【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：安东尼奥查维斯，埃里克R波尔，理查德W克鲁泽，
申请(专利权)人：莫门蒂夫性能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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