[发明专利]官能化炭黑、其制备和在可硫化橡胶组合物中的用途

权利要求书

1.一种通过用含硫伯胺或仲胺或其盐处理氧化炭黑而获得的官能化炭黑。

2.根据权利要求1所述的官能化炭黑，其中所述含硫伯胺或仲胺的残基通过例如酰胺键的共价键与氧化炭黑结合。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的官能化炭黑，其中所述含硫伯胺或仲胺为单体有机化合物并且/或者具有小于500g/mol的分子量。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的官能化炭黑，其中所述含硫伯胺或仲胺包含式R¹-S_x-Z-NR²R³或S_x(-Z-NR²R³)₂的化合物，其中Z为包含1-20个碳原子的二价有机基团，x为至少为1的整数，R¹、R²和R³各自独立地选自氢和包含1-20个碳原子的一价有机基团，其中Z优选为包含1-8个碳原子的亚烷基，x优选为2-20的整数，例如2-6，优选为2，R¹优选表示C₁-C₁₂烷基，其中一个或多个氢原子任选地可以被例如胺基团-NR⁴R⁵的官能团取代，其中R⁴和R⁵各自独立地选自氢和包含1-20个碳原子的一价有机基团。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的官能化炭黑，其中所述含硫伯胺或仲胺或其盐包括胱胺或其盐，例如相应的卤化铵盐。

6.根据前述权利要求中任一项所述的官能化炭黑，其中所述氧化炭黑包含至少50μmol/g，例如100-300μmol/g的量的羧酸基团。

7.一种制备官能化炭黑的方法，其包括：

(A)提供氧化炭黑，

(B)使所述氧化炭黑与含硫伯胺或仲胺或其盐接触，和

(C)使所得混合物置于所述氧化炭黑与所述含硫伯胺或仲胺或其盐反应的条件下。

8.根据权利要求7所述的方法，其中步骤(C)包括将所述混合物加热至至少100℃的温度，例如100℃-160℃，持续至少1分钟，例如2-10分钟的时间。

9.一种可硫化橡胶组合物，其包括：

(i)可硫化橡胶组分，

(ii)氧化炭黑，和

(iii)含硫伯胺或仲胺或其盐；

或包含(i)可硫化橡胶组分以及由(ii)氧化炭黑和(iii)含硫伯胺或仲胺或其盐形成的官能化炭黑。

10.根据权利要求9所述的可硫化橡胶组合物，其中所述可硫化橡胶组分包括天然橡胶、乳液-丁苯橡胶、溶液-丁苯橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、三元乙丙橡胶EPDM、乙丙橡胶EPM、卤化丁基橡胶、丁基橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、聚氯丁二烯、丙烯酸酯橡胶、乙烯醋酸乙烯酯橡胶、乙烯-丙烯酸橡胶、环氧氯丙烷橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟碳橡胶或它们的组合。

11.根据权利要求9或10所述的可硫化橡胶组合物，其中所述氧化炭黑或由其衍生的官能化炭黑以10-100phr的量存在，和/或其中所述含硫伯胺或仲胺或其盐用量为0.1-10phr，优选为0.3-2phr。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的可硫化橡胶组合物，其中所述含硫伯胺或仲胺以相应铵盐的形式使用，并且/或者所述组合物进一步包含碱，例如碱性金属氧化物或氢氧化物，例如Ca(OH)₂和/或MgO。