[发明专利]封端的巯基硅烷偶联剂

说明书

技术领域

本发明涉及巯基硅烷偶联剂，其可特别地用于偶联在旨在例如用于制造轮胎的橡胶组合物中的增强无机填料和二烯弹性体。

背景技术

通常已知的是，为了获得由填料所赋予的最佳增强性质，适当的是填料以尽可能微细且尽可能均匀分布的最终形式存在于弹性体基质中。实际上，这种条件仅可在如下情况中实现：填料在一方面显示出在与弹性体混合的过程中掺入基质并解附聚的极好能力，在另一方面显示出均匀分散于所述基质的极好能力。

以完全已知的方式，炭黑显示出这种能力，这通常并非无机填料的情况。这是因为由于相互的亲合力的原因，无机填料粒子具有在弹性体基质中团聚在一起的不利趋势。这些相互作用具有限制填料的分散的不良后果，因此将增强性质限制至相比于如果实际上获得了能够在配混操作过程中产生的所有(无机填料/弹性体)结合而理论上可能实现的水平显著更低的水平。此外，这些相互作用往往增加橡胶组合物的未加工态的稠度，因此使得橡胶组合物相比于在炭黑的存在下更难以加工。

由于燃料节约和保护环境的需要变得优先，然而，已证实必要的是制备具有降低的滚动阻力的轮胎而不会不利地影响它们的耐磨性。这已特别地通过发现由特定无机填料增强的新型橡胶组合物而成为可能，所述特定无机填料被描述为“增强的”，其就增强角度而言能够与常规轮胎级炭黑竞争，并另外提供给这些组合物更低的滞后性(这与包含它们的轮胎的更低的滚动阻力同义)。

包含硅质或铝质类型的增强无机填料的这种橡胶组合物已例如描述于专利或专利申请EP-A-0501227(或US-A-5227425)、EP-A-0735088(或US-A-5852099)、EP-A-0810258(或US-A-5900449)、EP-A-0881252、WO99/02590、WO99/02601、WO99/02602、WO99/28376、WO00/05300或WO00/05301中。

特别地提及公开了由高分散性沉淀二氧化硅增强的二烯橡胶组合物的文献EP-A-0501227、EP-A-0735088或EP-A-0881252，这种组合物有可能制造具有显著改进的滚动阻力的胎面，而不影响其他性质，特别是抓着力、耐久性和耐磨性的那些性质。显示出这种相互矛盾的性质的折中的这种组合物也描述于申请EP-A-0810258和WO99/28376(其具有特定的高分散性铝质填料(矾土或氢氧化铝(氧化铝))作为增强无机填料)中，或者申请WO00/73372和WO00/73373(其描述了增强类型的特定氧化钛)中。

这些特定的高分散性无机填料用作主要的或非主要的增强填料公认地降低了加工包含它们的橡胶组合物的难度，但所述加工仍然比常规包含炭黑作为填料的橡胶组合物更难。

特别地，必须使用偶联剂(也称为结合剂)，所述偶联剂的作用在于提供无机填料粒子的表面与弹性体之间的结合，并同时促进该无机填料在弹性体基质内的分散。

这里应记住，术语“偶联剂”(无机填料/弹性体)必须理解为以已知的方式意指能够在无机填料与二烯弹性体之间建立化学和/或物理性质的令人满意的结合的试剂；这种至少双官能的偶联剂具有例如简化通式“Y-W-X”，其中：

-Y表示能够物理地和/或化学地结合至无机填料的官能团(“Y”官能团)，这种结合有可能例如在偶联剂的硅原子与无机填料的表面羟基(OH)(例如，当涉及二氧化硅时为表面硅烷醇)之间建立；

-X表示能够例如经由硫原子物理地和/或化学地结合至二烯弹性体的官能团(“X”官能团)；

-W表示有可能连接Y和X的二价基团。

所述偶联剂特别地不应与用于无机填料的简单的覆盖剂混淆，所述覆盖剂以已知的方式可包含对于无机填料而言为活性的Y官能团，但不含对于二烯弹性体而言为活性的X官能团。

在许多现有的偶联剂中，巯基硅烷经证实为特别有利的；然而，考虑到它们极高的反应性，通常使用封端的巯基硅烷。