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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-24
(45)【発行日】2023-05-02
(54)【発明の名称】シラン混合物およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C07F 7/18 20060101AFI20230425BHJP
【FI】
C07F7/18 Q
C07F7/18 W
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2020528896
(86)(22)【出願日】2018-11-16
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-02-15
(86)【国際出願番号】 EP2018081485
(87)【国際公開番号】W WO2019105757
(87)【国際公開日】2019-06-06
【審査請求日】2021-10-14
(31)【優先権主張番号】102017221272.1
(32)【優先日】2017-11-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】519414848
【氏名又は名称】エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー
【氏名又は名称原語表記】Evonik Operations GmbH
【住所又は居所原語表記】Rellinghauser Strasse 1-11, 45128 Essen, Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100135633
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 浩康
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー ケプファー
(72)【発明者】
【氏名】カーレン レーベン
(72)【発明者】
【氏名】アンドレ ハッセ
(72)【発明者】
【氏名】フランク フォルスター
【審査官】三須 大樹
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-149189(JP,A)
【文献】特表2014-502658(JP,A)
【文献】国際公開第2013/099825(WO,A1)
【文献】国際公開第2003/055452(WO,A1)
【文献】Mariya Khiterer,Hybrid Polyelectrolyte Materials for Fuel Cell Applications: Design,Synthesis, and Evaluation of Proton-Conducting Bridged Polysilsesquioxanes,Chemistry of Materials,2006年,Vol.18 No.16,p.3665-3673
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07F
C08K
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
式Iのシラン
(R(R3-ySi-R-(S-R-S-R (I)
および式IIのシラン
(R(R3-ySi-R-Si(R(R3-y (II)
[上記式中、
は、同じであるか、または異なっており、かつC~C10-アルコキシ基、フェノキシ基、C~C10-シクロアルコキシ基またはアルキルポリエーテル基-O-(R-O)-Rを表し、Rは、同じであるか、または異なっており、かつ分岐または非分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族または脂肪族/芳香族が混合された二価のC~C30-炭化水素基であり、rは、1~30の整数であり、かつRは、置換されていない、または置換された、分岐または非分岐の一価のアルキル基、アルケニル基、アリール基またはアラルキル基であり、
は、同じであるか、または異なっており、かつC~C20-アリール基、C~C10-アルキル基、C~C20-アルケニル基、C~C20-アラルキル基またはハロゲンであり、
は、同じであるか、または異なっており、かつ分岐または非分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族または脂肪族/芳香族が混合された二価のC~C30-炭化水素基であり、
は、同じであるか、または異なっており、かつ分岐または非分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族、または脂肪族/芳香族が混合された二価のC~C30-炭化水素基であり、
xは、1~10の整数であり、
xが1である場合には、Rは、水素または-C(=O)-R基(Rは水素、~C20のアルキル基、C~C20-アリール基、C~C20-アルケニル基またはC~C20-アラルキル基であり、nは、1、2または3であり、
xが2~10である場合には、Rは、-(R-S)-R-Si(R(R3-yであり、かつnは、1、2または3であり、かつyは、同じであるか、または異なっており、1、2または3である]を含有し、かつ
式Iのシラン対式IIのシランのモル比は、15:85~90:10であるシラン混合物。
【請求項2】
nが1であることを特徴とする、請求項1に記載のシラン混合物。
【請求項3】
式Iのシランが、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-CH、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C15または(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1735であり、かつ式IIのシランが、(EtO)Si-(CH-Si(OEt)であることを特徴とする、請求項2に記載のシラン混合物。
【請求項4】
式Iのシラン対式IIのシランのモル比が、30:70~86:14であることを特徴とする、請求項1に記載のシラン混合物。
【請求項5】
式Iのシラン
(R(R3-ySi-R-(S-R-S-R (I)
および式IIのシラン
(R(R3-ySi-R-Si(R(R3-y (II)
[上記式中、R、R、R、R、R、n、xおよびyは、上記の意味を有する]を、15:85~90:10のモル比で混合することを特徴とする、請求項1に記載のシラン混合物の製造方法。
【請求項6】
nが1であることを特徴とする、請求項5に記載のシラン混合物の製造方法。
【請求項7】
式Iのシラン対式IIのシランのモル比が、30:70~86:14であることを特徴とする、請求項5に記載のシラン混合物の製造方法。
【請求項8】
式Iのシランが、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-CH、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C15または(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1735であり、かつ式IIのシランが、(EtO)Si-(CH-Si(OEt)であることを特徴とする、請求項5に記載のシラン混合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シラン混合物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
欧州特許出願公開第0670347号明細書および欧州特許出願公開第0753549号明細書から、少なくとも1つの架橋剤、充てん剤、場合により他のゴム助剤、ならびに式
Si-X-(-S-Y-)-(-S-X-SiR
の少なくとも1つの強化材を含有するゴム混合物が公知である。
【0003】
特開2012-149189号公報から、式(RO) (3-l)Si-R-(S-S-R(式中、R=-C(=O)-Rであり、R=C1~C20)のシランが公知である。
【0004】
さらに、欧州特許出願公開第1375504号明細書からは、式
(RO)(3-P)(RSi-R-S-R-(S-R-S-R-Si(R(OR(3-P)
のシランが公知である。
【0005】
国際公開第2005/059022号から、式
[RSi-R-S-R-R-]R
のシランを含有するゴム混合物が公知である。
【0006】
さらに、二官能性シランおよび式(Y)G(Z)の別のシランを含有する混合物(国際公開第2012/092062号)、ならびにビストリエトキシシリルプロピルポリスルフィドおよびビストリエトキシシリルプロピルモノスルフィド(欧州特許出願公開第1085045号明細書)が公知である。
【0007】
欧州特許出願公開第1928949号明細書から、シラン(HO)Si-(CH-X-(CH-S-(CH-X-(CH-Si(OCおよび/または(HO)Si-(CH-X-(CH10-S-(CH-X-(CH10-Si(OCおよび(HO)Si-(CH-S-(CH-Si(OCを含有するゴム混合物が公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の課題は、従来技術から公知のシランに対して、ゴム混合物において改善された転がり抵抗および破壊エネルギー密度を有するシラン混合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の対象は、式Iのシラン
(R(R3-ySi-R-(S-R-S-R (I)
および式IIのシラン
(R(R3-ySi-R-Si(R(R3-y (II)
[上記式中、
は、同じであるか、または異なっており、かつC~C10-アルコキシ基、有利にはメトキシ基またはエトキシ基、フェノキシ基、C~C10-シクロアルコキシ基またはアルキルポリエーテル基-O-(R-O)-Rを表し、Rは、同じであるか、または異なっており、かつ分岐または非分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族または脂肪族/芳香族が混合された二価のC~C30-炭化水素基であり、有利には-CH-CH-であり、rは、1~30、有利には3~10の整数であり、かつRは、置換されていない、または置換された、分岐または非分岐の一価のアルキル基、アルケニル基、アリール基またはアラルキル基であり、有利にはC1327のアルキル基であり、
は、同じであるか、または異なっており、かつC~C20-アリール基、有利にはフェニル、C~C10-アルキル基、有利にはメチルまたはエチル、C~C20-アルケニル基、C~C20-アラルキル基またはハロゲン、有利にはClであり、
は、同じであるか、または異なっており、かつ分岐または非分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族または脂肪族/芳香族が混合された二価のC~C30-炭化水素基、有利にはC~C20の、特に有利にはC~C10の、さらに特に有利にはC~Cの基、とりわけ有利にはCHCHおよびCHCHCHおよび(CHであり、
は、同じであるか、または異なっており、かつ分岐または非分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族、または脂肪族/芳香族が混合された二価のC~C30-炭化水素基、有利にはC~C20の、特に有利にはC~C10の、さらに特に有利にはC~Cの基、とりわけ有利には(CHであり、
xは、1~10の整数であり、有利には1~4、特に有利には1または2であり、
xが1である場合には、Rは、水素または-C(=O)-R基(Rは水素、~C20のアルキル基、有利にはC~C17のアルキル基、C~C20-アリール基、有利にはフェニル、C~C20-アルケニル基またはC~C20-アラルキル基であり、nは、1、2または3、有利には1であり、
xが2~10である場合には、Rは、-(R-S)-R-Si(R(R3-yであり、かつnは、0、1、2または3、有利には1であり、かつyは、同じであるか、または異なっており、1、2または3である]を含有し、かつ
式Iのシラン対式IIのシランのモル比は、15:85~90:10、有利には20:80~90:10、特に有利には25:75~90:10、さらに特に有利には30:70~86:14であるシラン混合物である。
【0010】
有利にはシラン混合物は、式Iのシラン
(R(R3-ySi-R-(S-R-S-R (I)
および
式IIのシラン
(R(R3-ySi-R-Si(R(R3-y (II)
を含有しており、式中、nは1であり、かつR、R、R、R、R、xおよびyは、上記と同じ意味を有する。
【0011】
本発明によるシラン混合物は、他の添加剤を含有していてもよいし、式Iのシランと式IIのシランとのみからなっていてもよい。
【0012】
本発明によるシラン混合物は、式Iのシランおよび/または式IIのシランを加水分解し、かつ縮合させることにより生じるオリゴマーを含有していてもよい。
【0013】
本発明によるシラン混合物は、担体、たとえばワックス、ポリマーまたはカーボンブラック上に施与されていてもよい。本発明によるシラン混合物は、シリカ上に担持されていてもよく、その場合、結合は、物理的または化学的に行われていてよい。
【0014】
およびRは、互いに独立して、-CH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-CHCHCHCH-、-CH(CH)-、-CHCH(CH)-、-CH(CH)CH-、-C(CH-、-CH(C)-、-CHCHCH(CH)-、-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-、-CHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCH
または
【化1】
であってよい。
【0015】
は、有利にはメトキシ又はエトキシであってよい。
【0016】
式Iのシランは以下のものが有利でありうる:
(EtO)Si-CH-S-CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-CH-S-CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-CH-S-(CH)-S-(CH)-S-CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-(CH)-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-(CH)-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-CH-S-(CH-S-(CH-S-CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-CH-S-(CH-S-(CH-S-CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-CH-S-(CH-S-(CH-S-CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-CH-S-(CH-S-(CH-S-CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-CH-S-(CH-S-(CH-S-CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-CH
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C11
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C13
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C15
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C19
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C1123
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C1327
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C1531
(EtO)Si-(CH-S-(CH)-S-C(=O)-C1735
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-CH
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C11
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C13
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C15
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C19
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1123
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1327
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1531
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1735
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-CH
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C11
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C13
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C15
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C19
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1123
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1327
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1531
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1735
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-CH
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C11
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C13
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C15
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C19
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1123
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1327
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1531
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1735
特に有利であるのは、式I
(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-CH、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C15および(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1735のシランである。
【0017】
以下の式IIのシランは有利でありうる:
(EtO)Si-(CH)-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
(EtO)Si-(CH10-Si(OEt)
特に有利であるのは、式II
(EtO)Si-(CH-Si(OEt)
のシランである。
【0018】
さらに特に有利であるのは、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-(CH-S-(CH-Si(OEt)、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-CH、(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C15または(EtO)Si-(CH-S-(CH-S-C(=O)-C1735または(EtO)Si-(CH-Si(OEt)のシランの混合物である。
【0019】
本発明のもう1つの対象は、本発明によるシラン混合物を製造する方法であり、この方法は、式Iのシラン
(R(R3-ySi-R-(S-R-S-R (I)
および式IIのシラン
(R(R3-ySi-R-Si(R(R3-y (II)
[上記式中、R、R、R、R、R、n、xおよびyは、上記の意味を有する]を、15:85~90:10、有利には20:80~90:10、特に有利には25:75~90:10、さらに特に有利には30:70~86:14のモル比で混合することを特徴とする。
【0020】
有利には、式Iのシラン
(R(R3-ySi-R-(S-R-S-R (I)
および式IIのシラン
(R(R3-ySi-R-Si(R(R3-y II)
[上記式中、R、R、R、R、R、xおよびyは、上記の意味を有し、かつnは1である]を混合することができる。
【0021】
本発明による方法は、空気の排除下で実施することができる。本発明による方法は、保護ガス雰囲気下で、たとえばアルゴンまたは窒素下で、有利には窒素下で実施することができる。
【0022】
本発明による方法は、常圧、加圧または減圧で実施することができる。たとえば本発明による方法を常圧で実施することができる。加圧は、1.1バール~100バール、有利には1.1バール~50バール、特に有利には1.1バール~10バール、およびさらに特に有利には1.1~5バールであってよい。減圧は、1ミリバール~1000ミリバール、有利には250ミリバール~1000ミリバール、特に有利には500ミリバール~1000ミリバールであってよい。
【0023】
本発明による方法は、20℃~100℃、有利には20℃~50℃、特に有利には20℃~30℃で実施することができる。
【0024】
本発明による方法は、溶剤、たとえばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、アセトン、アセトニトリル、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、テトラクロロエチレン、ジエチルエーテル、メチルt-ブチルエーテル、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ピリジン、または酢酸メチルエステル、または前記の溶剤の混合物中で実施することができる。本発明による方法は有利には溶剤を用いることなく実施することができる。
【0025】
本発明によるシラン混合物は、無機材料、たとえばガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス表面、ガラス繊維、または酸化物充てん剤、有利にはシリカ、たとえば沈降シリカおよび熱分解法シリカと、有機ポリマー、たとえば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、またはエラストマーとの間の付着媒介剤として、もしくは架橋剤または酸化物表面の表面変性剤として使用することができる。
【0026】
本発明によるシラン混合物は、充てん剤を含有するゴム混合物、たとえばタイヤトレッド面、工業用ゴム製品または靴底におけるカップリング試薬として使用することができる。
【0027】
本発明によるシラン混合物の利点は、ゴム混合物において改善された転がり抵抗および改善された強化である。
【実施例
【0028】
NMR法:実施例において分析結果として記載されているモル比および質量割合は、次の指針による13C-NMR測定に由来する:100.6MHz、1000スキャン、溶剤CDCl、較正のための内部標準:テトラメチルシラン、緩和助剤Cr(acac)、生成物中の質量割合を決定するためには、規定量のジメチルスルホンを内部標準として添加し、この標準に対する生成物のモル比から質量割合を算出する。
【0029】
比較例1:3-オクタノイルチオ-1-プロピルトリエトキシシラン Momentive Performance Materials社のNXTシラン
比較例2:ABCR GmbH社のビストリエトキシシリルオクタン
比較例3:Evonik Industries AG社のビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド
比較例4:1-クロロ-6-チオプロピルトリエトキシシリルヘキサン
NaOEt(EtOH中21%、1562g、4.820モル)を、1時間にわたり室温で撹拌しながらメルカプトプロピルトリエトキシシラン(1233g、5.170モル)に計量供給した。添加完了後、反応混合物を還流で2時間加熱し、引き続き室温に冷却した。生じた中間体を30分間にわたり、80℃に加熱した1,6-ジクロロヘキサン(4828g、31.14モル)に計量供給した。添加完了後、反応混合物を還流で3時間加熱し、次いで室温に冷却した。反応混合物をろ過し、フィルターケーキをEtOHで洗浄した。揮発性の成分を減圧下で除去し、中間生成物である1-クロロ-6-チオプロピルトリエトキシシリルヘキサン(収率:89%、モル比:1-クロロ-6-チオプロピルトリエトキシシリルヘキサン 97%、ビス(チオプロピルトリエトキシシリル)ヘキサン 3%;質量%:1-クロロ-6-チオプロピルトリエトキシシリルヘキサン 95質量%、1,6-ビス(チオプロピルトリエトキシシリル)ヘキサン) 5質量%が、無色ないし褐色の液体として得られた。
【0030】
比較例5:6-ビス(チオプロピルトリエトキシシリルヘキシル)ジスルフィド
6-ビス(チオプロピルトリエトキシシリルヘキシル)ジスルフィドを、欧州特許出願公開第1375504号明細書の合成例1および実施例1に従って製造した。
【0031】
欧州特許出願公開第1375504号明細書の合成例1に対して、中間生成物は蒸留しなかった。
分析:(収率88%、モル比:式Iのシラン:(EtO)Si(CHS(CH(CHS(CHSi(OEt) 94%および(EtO)Si(CHS(CHS(CHSi(OEt) 6%、質量%:式Iのシラン:(EtO)Si(CHS(CH(CHS(CHSi(OEt) 95質量%および(EtO)Si(CHS(CHS(CHSi(OEt) 5質量%)。
【0032】
比較例6:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオアセテート
NaCO(59.78g、0.564モル)およびNaSHの水溶液(水中40%、79.04g、0.564モル)を水(97.52g)と共に装入した。次いで、臭化テトラブチルホスホニウム(TBPB)(水中50%、3.190g、0.005モル)を添加し、塩化アセチル(40.58g、0.517モル)を1時間にわたって滴下し、その際、反応温度を25~32℃に維持した。塩化アセチルの添加完了後、室温で1時間撹拌した。次いで、TBPB(水中50%、3.190g、0.005モル)および1-クロロ-6-チオプロピルトリエトキシシリルヘキサン(比較例4からのもの。167.8g、0.470モル)を添加し、還流で3~5時間加熱した。反応の進行は、ガスクロマトグラフィーで追跡した。1-クロロ-6-チオプロピルトリエトキシシリルヘキサンが96%超まで反応し終えたら、すべての塩が溶解するまで水を添加し、かつ相を分離した。有機相の揮発性成分を減圧下で除去し、S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオアセテート(収率:90%、モル比:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオアセテート 97%、ビス(チオプロピルトリエトキシシリル)ヘキサン 3%、質量%:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオアセテート 96質量%、1,6-ビス(チオプロピルトリエトキシシリル)ヘキサン 4質量%)が、黄色ないし褐色の液体として得られた。
【0033】
比較例7:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタノエート
NaCO(220.2g、2.077モル)およびNaSHの水溶液(水中40%、291.2g、2.077モル)を水(339.2g)と共に装入した。次いで、臭化テトラブチルアンモニウム(TBAB)(水中50%、10.96g、0.017モル)を添加し、塩化オクタノイル(307.2g、1.889モル)を2.5時間にわたって滴下し、その際、反応温度を24~28℃に維持した。塩化オクタノイルの添加完了後、室温で1時間撹拌した。次いで、TBAB(水中50%、32.88g、0.051モル)および1-クロロ-6-チオプロピルトリエトキシシリルヘキサン(比較例4からのもの。606.9g、1.700モル)を添加し、還流で10時間加熱した。次いで、すべての塩が溶解するまで水を添加し、かつ相を分離した。有機相の揮発性成分を減圧下で除去し、S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタノエート(収率:95%、モル比:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタノエート 97%、ビス(チオプロピルトリエトキシシリル)ヘキサン 3%、質量%:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタノエート 96質量%、1,6-ビス(チオプロピルトリエトキシシリル)ヘキサン 4質量%)が、黄色ないし褐色の液体として得られた。
【0034】
比較例8:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタデカノエート
特開2012-149189号公報の合成例1および3に従って1-クロロ-6-チオプロピルトリエトキシシリルヘキサン(比較例4からのもの)からS-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタデカノエートを製造した。S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタデカノエート(収率:89%、モル比:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタデカノエート 97%、ビス(チオプロピルトリエトキシシリル)ヘキサン 3%;質量%:S-(6-((3-(トリエトキシシリル)プロピル)チオ)ヘキシル)チオオクタデカノエート 97質量%、1,6-ビス(チオプロピルトリエトキシシリル)ヘキサン 3質量%)が、黄色ないし褐色の液体として得られた。
【0035】
比較例9:平坦なPEバックに、比較例1を6.84質量部、および比較例2を1.65質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHSCO(CHCH 83%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 17%のモル比に相当する。
【0036】
比較例10:平坦なPEバックに、比較例1を6.84質量部、および比較例2を2.47質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHSCO(CHCH 77%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 23%のモル比に相当する。
【0037】
比較例11:平坦なPEバックに、比較例1を6.84質量部、および比較例2を3.29質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHSCO(CHCH 71%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 29%のモル比に相当する。
【0038】
比較例12:平坦なPEバックに、比較例1を6.30質量部、および比較例2を2.53質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHSCO(CHCH 75%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 25%のモル比に相当する。
【0039】
比較例13:平坦なPEバックに、比較例1を4.20質量部、および比較例2を3.79質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHSCO(CHCH 57%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 43%のモル比に相当する。
【0040】
比較例14:平坦なPEバックに、比較例1を2.10質量部、および比較例2を5.06質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHSCO(CHCH 33%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 67%のモル比に相当する。
【0041】
例1:平坦なPEバックに、比較例3を6.84質量部、および比較例3を2.53質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CH(CHSi(OEt) 71%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 29%のモル比に相当する。
【0042】
例2:平坦なPEバックに、比較例3を6.84質量部、および比較例3を3.79質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CH(CHSi(OEt) 71%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 29%のモル比に相当する。
【0043】
例3:平坦なPEバックに、比較例5を6.84質量部、および比較例2を1.70質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CH(CHS(CHSi(OEt) 66%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 34%のモル比に相当する。
【0044】
例4:平坦なPEバックに、比較例5を6.84質量部、および比較例2を2.55質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CH(CHS(CHSi(OEt) 58%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 42%のモル比に相当する。
【0045】
例5:平坦なPEバックに、比較例6を6.84質量部、および比較例2を1.51質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCOCH 80%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 20%のモル比に相当する。
【0046】
例6:平坦なPEバックに、比較例6を6.84質量部、および比較例2を2.27質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCOCH 74%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 26%のモル比に相当する。
【0047】
例7:平坦なPEバックに、比較例7を6.84質量部、および比較例2を1.25質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CHCH 80%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 20%のモル比に相当する。
【0048】
例8:平坦なPEバックに、比較例7を6.84質量部、および比較例2を1.87質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CHCH 74%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 26%のモル比に相当する。
【0049】
例9:平坦なPEバックに、比較例8を6.84質量部、および比較例2を0.97質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CH12CH 80%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 20%のモル比に相当する。
【0050】
例10:平坦なPEバックに、比較例8を6.84質量部、および比較例2を1.45質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CH12CH 74%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 26%のモル比に相当する。
【0051】
例11:平坦なPEバックに、比較例3を5.47質量部、および比較例2を1.26質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CH(CHSi(OEt) 80%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 20%のモル比に相当する。
【0052】
例12:平坦なPEバックに、比較例3を4.10質量部、および比較例2を2.53質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CH(CHSi(OEt) 60%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 40%のモル比に相当する。
【0053】
例13:平坦なPEバックに、比較例3を2.74質量部、および比較例2を3.79質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CH(CHSi(OEt) 40%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 60%のモル比に相当する。
【0054】
例14:平坦なPEバックに、比較例3を1.37質量部、および比較例2を5.06質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CH(CHSi(OEt) 20%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 80%のモル比に相当する。
【0055】
例15:平坦なPEバックに、比較例5を8.15質量部、および比較例2を1.26質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CH(CHS(CHSi(OEt) 74%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 26%のモル比に相当する。
【0056】
例16:平坦なPEバックに、比較例5を6.11質量部、および比較例2を2.53質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CH(CHS(CHSi(OEt) 56%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 44%のモル比に相当する。
【0057】
例17:平坦なPEバックに、比較例5を4.08質量部、および比較例2を3.79質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CH(CHS(CHSi(OEt) 38%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 62%のモル比に相当する。
【0058】
例18:平坦なPEバックに、比較例5を2.04質量部、および比較例2を5.06質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CH(CHS(CHSi(OEt) 19%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 81%のモル比に相当する。
【0059】
例19:平坦なPEバックに、比較例6を9.14質量部、および比較例2を1.26質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCOCH 86%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 14%のモル比に相当する。
【0060】
例20:平坦なPEバックに、比較例6を6.86質量部、および比較例2を2.53質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCOCH 72%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 28%のモル比に相当する。
【0061】
例21:平坦なPEバックに、比較例6を4.57質量部、および比較例2を3.79質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCOCH 55%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 45%のモル比に相当する。
【0062】
例22:平坦なPEバックに、比較例6を2.29質量部、および比較例2を5.06質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCOCH 32%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 68%のモル比に相当する。
【0063】
例23:平坦なPEバックに、比較例7を11.08質量部、および比較例2を1.26質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CHCH 85%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 15%のモル比に相当する。
【0064】
例24:平坦なPEバックに、比較例7を8.31質量部、および比較例2を2.53質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CHCH 72%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 28%のモル比に相当する。
【0065】
例25:平坦なPEバックに、比較例7を5.54質量部、および比較例2を3.79質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CHCH 55%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 45%のモル比に相当する。
【0066】
例26:平坦なPEバックに、比較例7を2.77質量部、および比較例2を5.06質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CHCH 32%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 68%のモル比に相当する。
【0067】
例27:平坦なPEバックに、比較例8を14.32質量部、および比較例2を1.26質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CH16CH 85%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 15%のモル比に相当する。
【0068】
例28:平坦なPEバックに、比較例8を10.74質量部、および比較例2を2.53質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CH16CH 72%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 28%のモル比に相当する。
【0069】
例29:平坦なPEバックに、比較例8を7.16質量部、および比較例2を3.79質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CH16CH 55%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 45%のモル比に相当する。
【0070】
例30:平坦なPEバックに、比較例8を5.06質量部、および比較例2を3.58質量部秤量し、混合した。この混合物は、(EtO)Si(CHS(CHSCO(CH16CH 48%および(EtO)Si(CHSi(OEt) 52%のモル比に相当する。
【0071】
例31:ゴム技術的試験
ゴム混合物のために使用した組成は、以下の第1表に記載されている。この表では、単位phrは、使用した原料ゴム100部に対する質量割合を意味する。これらのシラン混合物はすべて、同一のphr量のシランを含有しており、このシランは加硫反応においてゴムと反応する。第2のシランは追加的に添加される。
【0072】
【表1】
【0073】
使用した物質:
a)NR TSR SMR 10:天然ゴム(TSR=技術的格付けゴム(Technically Specified Rubber);SMR=標準 a)NR TSR:天然ゴム(TSR=技術的格付けゴム)
b)Europrene Neocis BR40、Polimeri社製
c)S-SBR:Sprintan(R) SLR-4601、Trinseo社製
d)シリカ:ULTRASIL(R) VN3 GR、Evonik Industries AG社製(沈降シリカ、BET表面積=175m/g)
e)TDAEオイル:TDAE=処理芳香族抽出蒸留物(Treated Distillate Aromatic Extract)
f)6PPD:N-(1,3-ジメチルブチル)-N´-フェニル-p-フェニレンジアミン(6PPD)
g)DPG:N,N´-ジフェニルグアニジン(DPG)
h)CBS:N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド
i)硫黄:硫黄粉末
【0074】
混合物の製造は、ゴム工業において慣用の方法により3段階で容量300ミリリットル~3リットルの実験室用ミキサー中で行った。その際、まず第1の混合段階(基本混合段階)で、加硫系(硫黄および加硫に影響を与える物質)以外のすべての成分を200~600秒間、145~165℃で、目標温度を152~157℃として撹拌した。第2段階では、第1段階からの混合物を再度、十分に混合し、いわゆる再混錬(Remill)を実施した。第3段階(最終混合段階)で加硫系を添加することにより、最終混合物が得られるが、ここでは180~300秒間、90~120℃で混合した。全混合物から、160~170℃で、t95~t100(ASTM D5289-12/ISO 6502による稼働ディスクレオメーターで測定)の加硫により、試験体を製造した。
【0075】
ゴム混合物および加硫ゴムを製造するための一般的な方法は、Rubber Technology Handbook, W. Hofmann, Hanser Verlag 1994に記載されている。
【0076】
ゴム技術的試験は、第2表に記載されている試験法に従って行った。ゴム技術的試験の結果は、第3表に記載されている。
【0077】
【表2】
【0078】
【表3】
【0079】
比較混合物に対して、本発明による混合物は、改善された転がり抵抗(70℃で測定したtanδ)により特徴付けられる。さらに、本発明によるシラン混合物は、動的剛性(70℃で測定したG′(100%))における利点につながる。
【0080】
例32:ゴム技術的試験
ゴム混合物のために使用した組成は、以下の第4表に記載されている。この表では、単位phrは、使用した原料ゴム100部に対する質量割合を意味する。シラン混合物中で、加硫反応においてゴムと反応したシランの一部を、ゴムに対して反応性ではない第2のシランと交換する。
【0081】
【表4-1】
【表4-2】
【0082】
使用した物質:
a)NR TSR:天然ゴム(TSR=技術的格付けゴム)
b)Europrene Neocis BR40、Polimeri社製
c)S-SBR:Sprintan(R) SLR-4601、Trinseo社製
d)シリカ:ULTRASIL(R) VN3 GR、Evonik Industries AG社製(沈降シリカ、BET表面積=175m/g)
e)TDAEオイル:TDAE=処理芳香族抽出蒸留物(Treated Distillate Aromatic Extract)
f)6PPD:N-(1,3-ジメチルブチル)-N´-フェニル-p-フェニレンジアミン(6PPD)
g)DPG:N,N´-ジフェニルグアニジン(DPG)
h)CBS:N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド
i)硫黄:硫黄粉末
【0083】
混合物の製造は、ゴム工業において慣用の方法により3段階で容量300ミリリットル~3リットルの実験室用ミキサー中で行った。その際、まず第1の混合段階(基本混合段階)で、加硫系(硫黄および加硫に影響を与える物質)以外のすべての成分を200~600秒間、145~165℃で、目標温度を152~157℃として撹拌した。第2段階では、第1段階からの混合物を再度、十分に混合し、いわゆる再混錬(Remill)を実施した。第3段階(最終混合段階)で加硫系を添加することにより、最終混合物が得られるが、ここでは180~300秒間、90~120℃で混合した。全混合物から、160~170℃で、t95~t100(ASTM D5289-12/ISO 6502による稼働ディスクレオメーターで測定)の加硫により、試験体を製造した。
【0084】
ゴム混合物および加硫ゴムを製造するための一般的な方法は、Rubber Technology Handbook, W. Hofmann, Hanser Verlag 1994に記載されている。
【0085】
ゴム技術的試験は、第2表に記載されている試験法に従って行った。ゴム技術的試験の結果は、第5表に記載されている。
【0086】
【表5】
【0087】
ゴムに対して反応性のシランの一部を、第2のシランと交換したことによって、比較混合物に比べて、本発明によるゴム混合物において、転がり抵抗が改善される(70℃で測定したtanδ)。さらに、本発明によるシラン混合物は、動的剛性(70℃で測定したG′(100%))における利点につながる。