用于弹性体组合物的新的偶联剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了无机填料和具有如下式（I）的化合物在包含异戊二烯弹性体的弹性体组合物中的应用，所述式（I）的化合物任选全部或部分为聚合形式，其中所述基团如本发明所定义的。
【专利说明】用于弹性体组合物的新的偶联剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于弹性体组合物的新的偶联剂。具体地，本发明涉及特定的共轭二烯化合物，例如膦酸酯(或盐)或者亚膦酸酯(或盐)共轭二烯化合物，在弹性体组合物中的应用。
【背景技术】[0002]多数弹性体制品特别易遭受多种应力:例如温度变化，动态制度下的大频率应力变化；大的静态应力和/或动态制度下的大的应变疲劳。这种类型的制品为，例如:轮胎、鞋底、地板、输送带、传动带、柔性管、密封件、特别是用于家用电器的密封件、在弹性体内与金属电枢或与液压流体一起作为发动机振动提取器起作用的支撑件、电缆鞘、电缆车的电缆和棍。
[0003]人们已经提出了使用称为“增强”填料的特定无机填料增强的弹性体组合物，优选具有高分散性的无机填料。这些填料，尤其是白色填料，例如沉淀二氧化硅，从增强的角度来说与常规炭黑相当，甚至优于常规炭黑，并且其还为这些组合物提供更低的滞后效应，这尤其与减少使用期间弹性体制品内部发热类似。
[0004]本领域技术人员已知，在含有这种增强无机填料的弹性体组合物中，通常需要使用无机填料-弹性体偶联剂，其也被称为结合剂，其功能是确保在无机填料粒子(例如沉淀二氧化硅)与弹性体的表面之间，足够的化学和/或物理类型的连接，同时促进这种无机填料在弹性体基质中的分散。
[0005]这种偶合剂，其至少是双官能的，具有例如“N-V-M”的简化通式，其中:
[0006]-N表示能够与无机填料物理和/或化学地结合的官能基(官能“N”)，这样的结合可能，例如，在偶联剂的硅原子与无机填料的表面羟基(OH)基团(例如，当无机填料是二氧化娃时表面的硅烷醇)之间建立。
[0007]-M表示能够与弹性体物理和/或化学地结合的官能基(官能“M”)，例如，通过合适的原子或原子基团(例如，硫原子)。
[0008]-V表示允许将“N”和“M”连接的(二价/烃)基团。
[0009]偶联剂尤其不应与用于覆盖无机填料的简单试剂混淆，其以已知的方式可能包括对无机填料为活性的官能“N”，但在任何情况下不含对弹性体为活性的官能“M”。
[0010]在大量的现有技术文献中描述了偶联剂，特别是二氧化硅-弹性体偶联剂，最广为人知的是(聚)硫化硅烷，特别的是(聚)硫化烷氧基硅烷。在这些(聚)硫化硅烷中，应该特别提到二-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物(缩写为TESPT)，TESPT目前被认为是对于添加二氧化硅的硫化橡胶提供灼烧安全性、易用性以及增强力方面提供最佳折衷的产品。
[0011]沉淀二氧化硅，特别是具有高分散性的沉淀二氧化硅与聚硫化硅烷(或官能化的有机硅烷化合物)在改性的弹性体组合物中的组合使用，已经使得乘用车(轻型汽车)的“绿色轮胎”得以发展。这种组合导致了与用炭黑增强的弹性体混合物中之一相当的耐磨损性，同时显著提高了耐滚动性能(因此减少燃料消耗)和湿牵引性能(因此减少了在潮湿道路上的制动距离)。
[0012]因此，在重型车辆(如货车)的轮胎中同样使用二氧化硅类无机填料将是有价值的，所述轮胎由含有异戊二烯弹性体，大都为天然橡胶，的组合物制得。
[0013]然而，将相同的组合二氧化硅/聚硫化硅烷应用于类似天然橡胶的异戊二烯弹性体与用炭黑作为填料所获得的强化水平相比没有引起足够的强化水平(其可用应力-单轴牵引伸长曲线说明)，这种强化的降低导致了差的耐磨损性。
【发明内容】
[0014]本发明的一个目的是特别提供用于含有弹性体的弹性体组合物的特定偶联剂和填料的组合，所述弹性体优选为异戊二烯弹性体，如天然橡胶。
[0015]这种组合是已知的偶联剂与已知的增强无机填料的用途的可替代物，并且还为所述弹性体组合物提供，如流变学、机械和/或动力学性质，特别是滞后性质等性能的非常令人满意的调和。一般情况下，这样的组合可导致改进滞后/增强的调和。此外，所得到的弹性体组合物优选对增强无机填料和对其所应用的底物具有良好的粘附性。
[0016]更精确地，本发明提供含有填料的弹性体组合物，所述弹性体组合物优选是基于异戊二烯弹性体，例如基于天然橡胶，这特别适合于重型车辆的轮胎，例如卡车的轮胎。这些弹性体组合物含有无机填料和特定化合物，所述特定化合物作为无机填料与弹性体之间的偶联剂起作用。
[0017]因此，根据第一个具体方面，本发明的一个主题是无机填料和具有下述式(I)的化合物在弹性体组合物中的用途，所述式(I)化合物任选全部或部分为聚合的形式:
[0018]
【权利要求】
1.无机填料和具有如下式(I)的化合物在弹性体组合物中的应用，所述式(I)的化合物任选全部或部分为聚合形式:
2.根据权利要求1所述的应用，其中，任选地全部或部分为聚合形式的式(I)化合物用作无机填料和弹性体之间的偶联剂。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述弹性体组合物包含至少一种异戊二烯弹性体，例如天然橡胶。
4.根据权利要求1至3中任一所述的应用，其中，式(I)化合物的全部或部分为聚合指数低于20，更优选低于10的聚合物形式。
5.权利要求1至4中任一所述的应用，其中R是R6。`
6.权利要求1至4中任一所述的应用，其中R是0R8。
7.权利要求1至6中任一所述的应用，其中，RpR2和R4为H。
8.权利要求1至7中任一所述的应用，其中，R3和R5为甲基。
9.根据权利要求1至8中任一所述的应用，其中，所述无机填料是沉淀二氧化硅。
10.权利要求1至9中任一所述的应用，其中，所述无机填料是含铝的沉淀二氧化硅，优选其铝含量以重量计大于0.5%。
11.一种组合物，包含(i)弹性体，优选为异戊二烯弹性体，如天然橡胶，(ii)无机填料及(iii)如权利要求1中所定义的式(I)化合物，所述式(I)化合物任选全部或部分为聚合形式。
12.基于权利要求11所述的组合物的固体制品，所述固体制品优选为轮胎，例如用于重型车辆的轮胎。
【文档编号】C07F9/38GK103619857SQ201280030872
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年4月28日 优先权日:2011年4月29日
【发明者】刘昭清, F·德坎波, L·居伊, D·J·威尔逊, P·若斯特 申请人:罗地亚（中国）投资有限公司