專利名稱：有機硅化合物及其制備方法，用于橡膠的配混劑，和橡膠組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及在分子內具有可水解的甲硅烷基和硫-硅鍵的有機硅化合物，和含有該化合物的用于橡膠的配混劑，和還涉及采用用于橡膠的配混劑配制的橡膠組合物，和由該橡膠組合物獲得的輪胎。
背景技術：
含硫的有機硅化合物可用作制造由二氧化硅填充的橡膠組合物制造的輪胎的重要成分。二氧化硅填充的輪胎在機動車應用中具有改進的性能，且尤其耐水性，滾動阻力，和濕抓地性能優良。這種改進的性能與輪胎的低燃料消耗的改進密切相關，且最近已進行了深入的研究。 對于改進的低燃料消耗來說，重要的是提高二氧化硅在橡膠組合物內的填充速度。盡管二氧化硅填充的橡膠組合物降低輪胎的滾動阻力，且濕抓地性能得到改進，但這種橡膠組合物的未硫化粘度高，且需要多段捏合，從而在可操作性方面存在問題。因此，在僅僅采用無機填料，例如二氧化硅配制的橡膠組合物中，填料的缺點是缺乏分散性，從而導致斷裂強度和耐磨性顯著下降的問題。為了避免這一問題，重要的是使用含硫的有機硅化合物，它能改進無機填料在橡膠內的可分散性且還起到化學鍵合填料與橡膠基體的作用(參見專利文獻 I:JP-B S51-20208)。現有技術已知含硫的有機娃化合物，其中包括分子內具有燒氧基甲娃燒基和多硫化甲硅烷基的化合物，例如雙-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物，和雙-三乙氧基甲硅烷基丙基二硫化物是有效的(參見專利文獻2-5 JP-T 2004-525230, JP-A 2004-18511和JP-A2002-145890，和 USP6229036)。除了具有多硫基團的有機硅化合物以外，還存在下述化合物的已知應用:硫酯類的嵌段含巰基的有機硅化合物，它對二氧化硅的分散有利，和其中氨基醇化合物在可水解的甲娃燒基的位置處內酯化(interesterified)的含硫有機娃化合物類型，它有益于通過氫鍵對二氧化硅具有親合性(參見專利文獻6-10 JP-A 2008-150546和JP-A2010-132604, JP4571125 和 USP6414061)。然而，使用這種含硫的有機硅化合物從未達到獲得能實現所需的低燃料消耗的用于輪胎的橡膠組合物。另外，當與硫化物-基化合物相比時，成本較高且留下許多其他問題，其中包括歸因于復雜生產工藝的生產率問題。關于形成硫-硅鍵的技術，已知(I)在胺堿，例如三乙胺或類似物存在下，使具有巰基的化合物與氯代硅烷反應的技術，(2)通過使具有巰基的化合物與金屬堿，例如甲醇鈉反應，形成硫-金屬鍵，接著隨后與氯代硅烷反應的技術，(3)通過使具有多硫基的化合物與鈉反應，形成硫-鈉鍵，和隨后與氯代硅烷反應的技術，和(4)在胺催化劑，例如咪唑或類似物存在下，使具有巰基的化合物與硅氮烷化合物反應的技術。然而，在以上的(I)和⑵中，要求不小于等摩爾量的堿，并產生大量的濾液。另夕卜，需要大量的溶劑，結果生產率非常低。在(3)中使用難于處理的鈉和有大量濾液形成，以致其產率極低。在(4)中，存在下述問題:由于硅氮烷用作起始材料，因此可僅僅制備具有簡單取代基的化合物。發明內容
本發明的目的是提供含硫的有機硅化合物，它可解決上述現有技術的問題，允許所得橡膠組合物的滯后損失顯著下降，且可突出地改進可操作性。本發明的相關目的是提供含有以上提及的這種含硫有機硅化合物的用于橡膠的配混劑，含有該用于橡膠的配混劑的橡膠組合物，和由該橡膠組合物形成的輪胎。本發明另一目的是提供制備含硫的有機硅化合物的方法，該方法的生產率比常規的對應方法高。
為了實現上述目的，我們進行了深入研究，結果發現利用主要由具有可水解的甲硅烷基和硫-硅鍵的含硫有機硅化合物組成的用于橡膠的配混劑的橡膠組合物滿足低燃料消耗輪胎的特征且可突出地改進可操作性。
因此，本發明提供以下列出的有機硅化合物，和制備該化合物的方法，用于橡膠的配混劑，橡膠組合物，和輪胎。
[I]下述通式(I)的有機硅化合物:
權利要求
1.下述通式(1)的有機硅化合物:
2.權利要求1的有機硅化合物，其中所述有機硅化合物用下述通式(2)表示:
3.權利要求1的有機硅化合物，其中所述有機硅化合物用下述通式(3)表示:
4.權利要求1的有機硅化合物，其中所述有機硅化合物用下述通式(4)-(9)中任一個表不:
5.權利要求1的有機硅化合物，其中R1表示CH3CH2。
6.制備權利要求1中定義的有機硅化合物的方法，該方法包括: 在催化劑存在下，使具有巰基的下述通式(i)的有機硅化合物與具有S1-H鍵的下述通式(ii)的有機硅化合物反應，形成硫-硅鍵:
7.權利要求6的制備有機硅化合物的方法，其中催化劑是過渡金屬催化劑或路易斯酸催化劑。
8.權利要求7的制備有機硅化合物的方法，其中過渡金屬催化劑是RhCl(PPh3) 3。
9.權利要求7的制備有機硅化合物的方法，其中路易斯酸催化劑是(五氟苯基)硼酸。
10.用于橡膠的配混劑，它包括權利要求1中定義的有機硅化合物。
11.權利要求10的用于橡膠的配混劑，進一步包括至少一類粉末，其中作為組分(A)的有機硅化合物與作為組分(B)的至少一類粉末的重量比使得(A)/(B) =70/30-5/95。
12.—種橡膠組合物，它包括權利要求10中定義的用于橡膠的配混劑和橡膠。
13.通過使用權利要求12 中定義的橡膠組合物形成的輪胎。
全文摘要
本發明公開了下述通式(1)的有機硅化合物其中R1是烷基，或芳基，R2是烷基，芳基，芳烷基，烯基，或有機基氧基，R3是烷基，或芳基，n是1-3的整數，和m是1-3的整數。
文檔編號C08K5/548GK103145750SQ201210524719
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者廣神宗直 申請人:信越化學工業株式會社