[发明专利]含硫脂环族化合物、含有含硫脂环族化合物的填充的硫可硫化弹性体组合物和由其制造的制品

说明书

技术领域

本发明涉及含硫脂环族化合物和含有机硫化合物作为交联剂(硫化剂)的填充的硫可硫化组合物和由该组合物制造的制品如轮胎(tires)、轮胎胎面(tire tread)、挡风雨条(weather stripping)、软管(hose)、带(belts)、密封条(seals)、垫片(gaskets)、鞋底(shoe soles)等。

背景技术

通常使用单质硫作为不饱和二烯弹性体(橡胶)的硫化剂。用硫形成的交联主要是提高弹性体硫化橡胶热稳定性的聚硫交联。

具有含硫反应性基团的有机化合物作为硫化剂用于二烯橡胶的用途是已知的。这些有机硫化合物经常仅含有与桥联基团化学结合的两个二硫代氨基甲酸酯或硫代磺酸酯基团。由该化合物提供的低数目结合点导致二烯橡胶的交联不充分，由此不能得到呈令人满意的耐磨、耐牵引和耐滚动的平衡的硫化橡胶。在超过两个二硫代氨基甲酸酯或硫代磺酸酯基团与桥联基团化学结合的情况中，桥连基团通常含有不稳定的键(例如醚键或酯键)或缺乏分散当交联的(固化的)弹性体经受机械应力时能扩展裂纹的能量所需的柔韧性。

期望获得如下用于硫可硫化弹性体的交联剂，该交联剂改善由该弹性体制造的制品(例如，挡风雨条、软管、带、密封条、垫片、鞋底、轮胎和轮胎组件)的磨损性质(具体地，撕裂和摩擦磨损)，同时维持硬度，在高于40℃的温度下较低的tan δ值和在5℃--15℃的温度下提高的tan δ值。

发明内容

本发明的一个方面涉及具有通式(1)的含硫脂环族化合物：

G[-C_aH_2a-S[C(＝O)]_bR]_n    (1)

其中G选自：

-含有5-12个碳原子以及任选含有至少一个卤素的具有化合价n的饱和单环脂族基团，和

-具有化合价n的饱和单环有机硅[RSiO-]_n[R₂SiO-]_p基团；

其中每个R独立地为氢或具有至多20个碳原子的单价烃基；下标a和b在每次出现时独立地为整数，其中a为2-6以及b为0或1；p为0-3的整数；以及n为3-6的整数，条件是：当b为0时，R为氢原子，以及当G为具有6个碳原子的非卤化的饱和单环脂族基团时，n不能为3。

根据本发明的另一方面，提供了可固化填充的弹性体组合物，其包含：

(i)至少一种硫可硫化弹性体；

(ii)至少一种粒状填料；和

(iii)交联有效量的作为硫可硫化弹性体(i)的交联剂的至少一种具有通式(1)的含硫脂环族化合物：

G[-C_aH_2a-S[C(＝O)]_bR]_n    (1)

其中G选自：

-含有5-12个碳原子以及任选含有至少一个卤素的具有化合价n的饱和单环脂族基团，和

-具有化合价n的饱和单环有机硅[RSiO-]_n[R₂SiO-]_p基团；

其中每个R独立地为氢或具有至多20个碳原子的单价烃基；下标a和b在每次出现时独立地为整数，其中a为2-6以及b为0或1；p为0-3的整数；以及n为3-6的整数，条件是：当b为0时，R为氢原子。

根据本发明的另一方面，通过将一些前述可固化填充的弹性体组合物模制成期望制品的形状，然后固化所述组合物，制造制品，例如轮胎或轮胎组件如胎面、软管、带、密封条、垫片等。

在本申请的说明书和权利要求中，下列术语和表述应如下所述理解。

术语″弹性体″与″橡胶″同义，并因此可互换。

表述″偶联剂″表示能够在可硫化弹性体和它的填料之间建立有效的化学和/或物理结合的试剂。有效的偶联剂具有能够与填料物理和/或化学结合的官能团，例如，在偶联剂的硅原子和填料的表面羟基(OH)基团之间结合形成表面-O-Si键(例如，当所述表面含有硅醇时(如在二氧化硅的情况中一样)，形成硅氧烷)，以及，例如由于硫化(固化)能够与弹性体物理和/或化学结合的硫原子。