专利名称：有机硅化合物,使用该有机硅化合物的橡胶组合物、轮胎、底漆组合物、涂料组合物和粘合剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机硅化合物，各自含有机硅化合物的橡胶组合物、底漆组合物、涂料 组合物和粘合剂，和使用该橡胶组合物的轮胎，特别涉及能够降低橡胶组合物的滞后损耗、 并提高其耐磨耗性的有机硅化合物。
背景技术：
近年来，从车辆安全性的观点，要求提高轮胎在潮湿路面上的安全性。另外，从减 少与日益受关注的环境问题有关的二氧化碳排放量的观点，要求进一步降低车辆的燃料消耗。迄今为止，作为为满足这些要求而提高轮胎在潮湿路面上的性能以及降低滚动阻 力所采取的技术，已知以下方法此方法使用无机填料如二氧化硅等作为轮胎胎面用橡胶 组合物的填料是有效的。然而，配混有无机填料如二氧化硅等的橡胶组合物在加工性上存 在问题，这是因为尽管轮胎的滚动阻力降低，在潮湿路面上的制动性和驾驶稳定性得到改 进，但是未硫化状态时其粘度高，需要多段混炼等。因此，在配混有无机填料如二氧化硅等 的橡胶组合物中，其断裂强度、耐磨耗性大大劣化，从而引起问题诸如硫化延迟、填料分散 性差等。为此，当无机填料如二氧化硅等配混入胎面用橡胶组合物时，为了降低橡胶组合 物未硫化状态的粘度以确保模量和耐磨耗性以及进一步降低滞后损耗，加入硅烷偶联剂是 必要的(美国专利3，842，111和美国专利3，873，489)。另外，在用途如底漆组合物、涂料组 合物和粘合剂等中使用除了橡胶组合物之外的硅烷偶联剂。
发明内容
然而，因为硅烷偶联剂昂贵，所以配料成本可能依赖于配混硅烷偶联剂而增加。另 外，即使通过加入分散改进剂也降低了橡胶组合物未硫化状态的粘度，因而加工性得到改 进，但耐磨耗性被降低。而且，当分散改进剂是高度离子性的化合物时，发现加工性恶化，如 对辊粘着等。另外，本发明人已经做了研究并发现，即使添加常规硅烷偶联剂，同时配混无 机填料如二氧化硅等作为填料，橡胶组合物滞后损耗的降低、耐磨耗性的改进也不能达到 完全令人满意的水平，仍然存在改进的空间。另外，硅烷偶联剂也用于如上所述的底漆组合 物、涂料组合物和粘合剂等，但是如果被粘物是由有机材料和无机材料组成的杂化材料，底 漆组合物、涂料组合物或粘合剂等中的常规硅烷偶联剂在有机材料和无机材料之间界面处 的粘着性或亲合性方面是不充分的，因而发现仍然存在改进的空间。因此，本发明的目的是解决常规技术上的问题，并提供一种新型化合物，其能够大 幅降低橡胶组合物的滞后损耗和大幅改进其耐磨耗性。此外，本发明的另一个目的是提供 一种各自含有这种化合物的橡胶组合物、底漆组合物、涂料组合物和粘合剂，以及使用这种 橡胶组合物的轮胎。
为了实现上述目的，本发明人已经进行各种研究并发现在其分子中具有一个或 多个、优选1-6个硅_氧键和1-10个硫原子，和在距离硅原子3-8个原子的位置具有一个 或多个氮原子的有机硅化合物，与无机填料如二氧化硅等的反应速度高，从而当该有机硅 化合物与无机填料一起配混入橡胶组分时，偶联反应效率提高，从而大幅降低了橡胶组合 物的滞后损耗和大幅改进了其耐磨耗性，而且该有机硅化合物具有改进杂化材料中有机材 料和无机材料之间界面处的粘着性或亲合性的效果，结果完成本发明。也就是说，根据本发明的有机硅化合物，其特征在于其分子中具有一个或多个 硅-氧键和1-10个硫原子，和包括一个或多个链烷氧基，以及在距离硅原子3-8个原子的 位置具有一个或多个氮原子。根据本发明的有机硅化合物中，硅-氧键的数目优选是1-6。
根据本发明的有机硅化合物，优选具有包含氮原子和硅原子的环状结构。
作为根据本发明的有机硅化合物，优选是以下通式(I)表示的有机硅化合物
权利要求
1.一种有机硅化合物，其特征在于，其分子中具有一个或多个硅-氧键和1-10个硫原 子，包括一个或多个链烷氧基，以及在距离硅原子3-8个原子的位置具有一个或多个氮原 子。
2.根据权利要求1所述的有机硅化合物，其中硅-氧键的数目为1-6。
3.根据权利要求1所述的有机硅化合物，其具有包含氮原子和硅原子的环状结构。
4.根据权利要求1所述的有机硅化合物，其由以下通式(I)表示
5.根据权利要求1所述的有机硅化合物，其由以下通式(VIII)表示
6.根据权利要求4或5所述的有机硅化合物，其中M是-O-。
7.根据权利要求4或6所述的有机硅化合物，其中R1、R2和R3中的至少一个 由-O-C1H21-R7表示(其中R7和1与前面的含义相同)，其余的由-O-C1H2w表示(其中1与 前面的含义相同)，R4由-C1H21-表示(其中1与前面的含义相同)，和 R5由-C1H21-R11表示(其中R11和1与前面的含义相同)。
8.根据权利要求4、6或7所述的有机硅化合物，其中R1、R2和R3中的至少一个 由-O-C1H21-NR8R9表示(其中R8、R9和1与前面的含义相同)，和R5由-C1H2w表示(其中1与前面的含义相同)。
9.根据权利要求5所述的有机硅化合物，其中W由-NR8-表示，且R8是具有碳数为1-10 的烷基。
10.根据权利要求5或6所述的有机硅化合物，其中W由-NR8-表示(其中R8与前面 的含义相同)，R12和R13独立地由-O-C1H21-表示(其中1与前面的含义相同)， R14由-O-C1H21-R7表示(其中R7和1与前面的含义相同)， R4由-C1H21-表示(其中1与前面的含义相同)，和 R5由-C1H2w表示(其中1与前面的含义相同)。
11.根据权利要求10所述的有机硅化合物，其中W由-NR8-表示，且R8是具有碳数为 1-10的烷基，和A2由通式(III)表示。
12.根据权利要求5或6所述的有机硅化合物，其中W由-0-或-CR8R9-表示(其中R8 和R9与前面的含义相同)，R12和R13独立地由-O-C1H21-表示(其中1与前面的含义相同)， R14由-O-C1H21-NR8R9表示(其中R8、R9和1与前面的含义相同)， R4由-C1H21-表示(其中1与前面的含义相同)，和 R5由-C1H2w表示(其中1与前面的含义相同)。
13.一种橡胶组合物，其特征在于将无机填料(B)和根据权利要求1-12任一项所述的 有机硅化合物(C)配混入包括天然橡胶和/或二烯类合成橡胶的橡胶组分(A)。
14.根据权利要求13所述的橡胶组合物，其中每100重量份包括天然橡胶和/或二烯 类合成橡胶的橡胶组分(A)中，配混5-140重量份的所述无机填料(B)，并进一步包括基于 所述无机填料(B)配混量为1-20重量％的所述有机硅化合物(C)。
15.根据权利要求13所述的橡胶组合物，其中所述无机填料是二氧化硅或氢氧化铝。
16.根据权利要求15所述的橡胶组合物，其中二氧化硅具有BET比表面积40-350m2/g。
17.一种轮胎，其特征在于使用根据权利要求13-16任一项所述的橡胶组合物。
18.一种底漆组合物，其特征在于包括根据权利要求1-12任一项所述的有机硅化合物。
19.一种涂料组合物，其特征在于包括根据权利要求1-12任一项所述的有机硅化合物。
20.一种粘合剂，其特征在于包括根据权利要求1-12任一项所述的有机硅化合物。
全文摘要
提供一种新型化合物，其能够充分降低橡胶组合物的滞后损耗，而且能够充分提高其耐磨耗性。更具体地，此化合物是一种有机硅化合物，其特征在于其分子中包括以下具有一个或多个Si-O键和1至10个硫原子(S)；一个或多个链烷氧基；和位于距离硅原子3-8个原子的位置的一个或多个氮原子。
文档编号C09D183/00GK102007135SQ200980113578
公开日2011年4月6日 申请日期2009年2月20日 优先权日2008年2月22日
发明者幸村宪明, 福岛靖王 申请人:株式会社普利司通