Меркаптосиланы, способ их получения, каучуковые смеси, содержащие меркаптосиланы, и их применение

В заявке описываются меркаптосиланы общей формулы I

в которой R¹ представляет собой остаток простого алкилового полиэфира -O(R⁵-O)_m-R⁶. Их получают катализируемым взаимодействием соответствующего силана с алкоксилированным спиртом R¹-H при отщеплении группы R⁷-OH и эту группу R⁷-OH отделяют от реакционной смеси в непрерывном или периодическом режиме. Указанные меркаптосиланы применяют в составе каучуковых смесей. Каучуковую смесь получают путем смешения в соответствующем смесителе каучука или смеси каучуков, наполнителя, при необходимости дополнительных ингредиентов и, по меньшей мере, одного указанного меркаптосилана. Заявленные меркаптосиланы применяют для изготовления формованных изделий, для пневматических шин, беговых дорожек протекторов, оболочек кабелей, шлангов, приводных ремней, конвейерных лент, покрытий для различных валков, шин, подошв для обуви, уплотнительных колец и амортизаторов. При приемлемой с экономической точки зрения короткой продолжительности процесса смешения компонентов и при обеспечении возможности последующей переработки заявленные меркаптосиланы позволяют достичь высокой степени упрочнения, минимизировать гистерезисные потери и повысить стойкость к истиранию при одновременном снижении по сравнению с триметокси- и триэтоксизамещенными меркаптосиланами выброса спиртов в окружающую среду, 6 н. и 10 з.п.ф-лы, 16 табл.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Меркаптосиланы общей формулы I

в которой R¹ представляет собой остаток простого алкилового полиэфира -O-(R⁵-O)_m-R⁶, где R⁵ имеет идентичные либо разные значения и представляет собой разветвленную или неразветвленную, насыщенную алифатическую C₁-С₃₀углеводородную группу, m обозначает в среднем число от 1 до 30, а R⁶ содержит по меньшей мере 11 атомов углерода и представляет собой незамещенную или замещенную, разветвленную или неразветвленную алкильную или аралкильную группу с простой (одинарной) связью;

R² имеет идентичные либо разные значения и представляет собой R¹-, С₁-С₁₂алкильную или R⁷O-группу, где R⁷ представляет собой Н, метил, этил, пропил, разветвленную или неразветвленную С₉-С₃₀алкильную группу с простой связью;

R³ представляет собой разветвленную или неразветвленную, насыщенную алифатическую или смешанную алифатическую/ароматическую C₁-С₃₀углеводородную группу;

R⁴ представляет собой Н, CN или (С=О)-R⁹, где R⁹ представляет собой разветвленную или неразветвленную, насыщенную алифатическую C₁-С₃₀углеводородную группу с простой связью,

могут представлять собой смесь и/или продукты гидролиза и/или конденсации.

2. Меркаптосиланы по п.1, отличающиеся тем, что они представляют собой смесь меркаптосиланов общей формулы I и R¹ характеризуется соответствующим молекулярно-массовым распределением.

3. Меркаптосиланы по пп.1 и 2, отличающиеся тем, что R⁶ представляет собой группу С₁₃Н₂₇.

4. Меркаптосиланы по п.1, отличающиеся тем, что они представляют собой смесь меркаптосиланов общей формулы I и содержат

и/или

и/или продукты гидролиза и/или продукты конденсации указанных соединений.

5. Меркаптосиланы по п.1, отличающиеся тем, что R² имеет идентичные значения и представляет собой С₁С₁₂алкильную или R⁷O-группу, где R⁷ представляет собой Н, этил, пропил, разветвленную или неразветвленную С₉-С₃₀алкильную группу с простой связью.

6. Меркаптосиланы по п.1, отличающиеся тем, что R² имеет разные значения и представляет собой R¹-, С₁-С₁₂алкильную или R⁷O-группу, a R¹ представляет собой -O-(С₂Н₄-O)₅-С₁₁Н₂₃, -О-(C₂Н₄-O)₅-С₁₂Н₂₅,

-O-(С₂Н₄-О)₅-С₁₃Н₂₇, -O-(С₂Н₄-O)₅-С₁₄Н₂₉, -О-(C₂H₄-O)₅-С₁₅Н₃₁,

-O-(С₂Н₄-O)₃-С₁₃Н₂₇, -O-(С₂Н₄-O)₄-С₁₃Н₂₇, -O-(С₂Н₄-O)₆-С₁₃Н₂₇,

-O-(С₂Н₄-О)₇-С₁₃Н₂₇, -O-(СН₂СН₂-О)₅-(СН₂)₁₀CH₃, -O-(СН₂СН₂-О)₅-(СН₂)₁₁CH₃, -O-(СН₂СН₂-О)₅-(СН₂)₁₂CH₃, -O-(СН₂СН₂-О)₅-(СН₂)₁₃CH₃,

-O-(СН₂СН₂-О)₅-(СН₂)₁₄CH₃, -O-(СН₂СН₂-О)₃-(СН₂)₁₂CH₃,

-O-(СН₂СН₂-О)₄-(СН₂)₁₂CH₃, -O-(СН₂СН₂-О)₆-(СН₂)₁₂CH₃,

-O-(СН₂СН₂-О)₇-(СН₂)₁₂CH₃,

или

7. Меркаптосиланы по п.1, отличающиеся тем, что R² имеет значения, идентичные значениям R¹, а R¹ представляет собой -O-(С₂Н₄-O)₅-С₁₁H₂₃,

-O-(С₂Н₄-O)₅-С₁₂Н₂₅, -O-(С₂Н₄-O)₅-С₁₃Н₂₇, -O-(С₂Н₄-O)₅-С-₁₄Н₂₉,

-O-(С₂Н₄-O)₅-С₁₅Н₃₁, -O-(С₂Н₄-O)₃-С₁₃Н₂₇, -O-(С₂Н₄-O)₄-С₁₃Н₂₇,

-O-(С₂Н₄-O)₆-С₁₃Н₂₇, -O-(С₂Н₄-O)₇-С₁₃Н₂₇, -O-(СН₂СН₂-O)₅-(СН₂)₁₀СН₃,

-O-(CH₂CH₂-O)₅-(CH₂)₁₁СН₃, -O-(СН₂СН₂-O)₅-(СН₂)₁₂СН₃,

-O-(СН₂СН₂-O)₅-(СН₂)₁₃СН₃, -O-(СН₂СН₂-O)₅-(СН₂)₁₄СН₃,

-O-(СН₂СН₂-O)₃-(СН₂)₁₂СН₃, -O-(СН₂СН₂-O)₄-(СН₂)₁₂СН₃,

-O-(СН₂СН₂-O)₆-(СН₂)₁₂СН₃, -O-(СН₂СН₂-O)₇-(СН₂)₁₂СН₃,

или

8. Меркаптосиланы по одному из п.п.1-7, отличающиеся тем, что они дополнительно нанесены на инертный органический либо неорганический носитель или введены в процесс после предварительной реакции с органическим либо неорганическим носителем.

9. Способ получения меркаптосиланов по одному из п.п.1-7, отличающийся тем, что силаны общей формулы II

в которой R¹⁰ представляет собой R⁷O-группу, a R⁷ имеет указанные выше значения, R¹¹ имеет идентичные или разные значения и представляет собой R¹⁰- или С₁-С₁₂алкильную группу, а R³ и R⁴ имеют указанные выше значения, подвергают в присутствии катализатора взаимодействию с алкоксилированным спиртом R¹-H, где R¹ имеет указанные выше значения, при отщеплении группы R⁷-OH и эту группу R⁷-OH отделяют от реакционной смеси в непрерывном или периодическом режиме.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве алкоксилированного спирта R¹-H используют соответствующий этоксилированный спирт.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве алкоксилированного спирта R¹-H используют соответствующий пропоксилированный спирт.

12. Каучуковые смеси, отличающиеся тем, что они содержат

(A) каучук либо смесь каучуков,

(Б) наполнитель и

(B) меркаптосилан по одному из пп.1-8.

13. Каучуковые смеси по п.12, отличающиеся тем, что они дополнительно содержат

(Г) тиурамсульфиды и/или карбаматы в качестве ускорителей и/или соответствующие цинковые соли,

(Д) азотсодержащий соактиватор,

(Е) при необходимости еще и другие ингредиенты и

(Ж) при необходимости еще и другие ускорители, при этом массовое соотношение между ускорителем (Г) и азотсодержащим соактиватором (Д) равно или больше 1.

14. Способ получения каучуковых смесей по пп.12 и 13, отличающийся тем, что каучук или смесь каучуков, наполнитель, используемые при необходимости дополнительные ингредиенты и по меньшей мере один меркаптосилан по п.1 смешивают между собой в соответствующем смесителе.

15. Применение меркаптосиланов по одному из пп.1-8 для изготовления формованных изделий.

16. Применение меркаптосиланов по одному из пп.1-8 для пневматических шин, беговых дорожек протекторов, оболочек кабелей, шлангов, приводных ремней, конвейерных лент, покрытий для различных валков, шин, подошв для обуви, уплотнительных колец и амортизаторов.

Приорит по пунктам:

20.01.2005 по пп.1-4,8,10,12-16;

13.07.2005 по п.9;

03.12.2005 по пп.5-9,11-16.