[发明专利]一种双酰硫基硅烷偶联剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双酰硫基硅烷偶联剂及其制备方法。

背景技术

含硫硅烷偶联剂是橡胶工业的重要助剂，可以起到增强橡胶与填料之间粘接力的作用，对橡胶制品的拉伸强度、耐磨性、耐湿滑性等多项性能有显著的优化效果。含硫硅烷偶联剂，如双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物（商品名为Si-69），已经成为橡胶行业，尤其是轮胎制造行业中不可或缺的产品。当前橡胶行业最常用的含硫硅烷偶联剂是聚硫硅烷，其中又以Si-69用量最大，聚硫硅烷中通常含有多个硫原子相连的多硫键，在高温下，多硫键可以断裂，从而使不饱和双键聚合。但是，目前被大量使用的聚硫硅烷，以Si-69为例，在橡胶混炼过程中，多硫键容易提前断裂而造成橡胶的提前硫化，导致橡胶性能下降甚至出现废料。同样，活性更大的3-巯丙基三乙氧基硅烷也存在这一问题。

发明内容

本发明为了解决橡胶提前硫化的问题，结合现有的多种含硫硅烷偶联剂，提出了一种双酰硫基硅烷偶联剂及其制备方法。

本发明为解决上述问题提供了的技术方案为：一种双酰硫基硅烷偶联剂，具体结构通式如下：

式中，R^l为甲基或乙基;X为草酰基或具有结构通式的一类基团，其中G为芳基、枝化或直链的烃基、饱和或不饱和的烃基、取代或未取代的烃基或芳香族/脂肪族混合的烃基中的一种。

所述结构通式的一类基团选自反丁烯二酸、丁二酰基、戊二酰基、己二酰基、邻/间/对苯二甲酰基或癸二酰基中的一种。

本发明还提供了合成这类双酰硫基硅烷偶联剂的两种路线，两种路线以不同的反应方式、不同的原料均可以得到相同的产品，两条路线涉及到的硅烷原料均为易得的、已经大规模工业生产的产品，可以依据实际生产情况选择合适的路线合成目标产品，两种路线分别如下：

路线一：

将3-巯丙基三烷氧基硅烷与二酰氯通过脱氯化氢的方式反应，过滤、脱低沸后得到。

当3-巯丙基三烷氧基硅烷与二酰氯通过脱氯化氢的方式反应所使用的溶剂为不与3-巯丙基三烷氧基硅烷或二酰氯反应的溶剂，包括甲苯、四氢呋喃、烷烃溶剂或丙酮中的一种。

将3-巯丙基三烷氧基硅烷与二酰氯通过脱氯化氢的方式反应后，脱除的氯化氢以气体方式排走或用碱吸收。

路线二：

1）用硫化钠或硫氢化钠水溶液，与二酰氯反应制备得到硫代二羧酸钠水溶液；

2）3-氯丙基三烷氧基硅烷与步骤1）制备得到的硫代二羧酸钠水溶液在相转移催化剂存在下反应，经过过滤、减压蒸馏精制后得到产品。

所述的相转移催化剂为季铵盐或季膦盐中的一种，

包括苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、四己基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、氯化四苯鏻或氯化十六烷基三丁基鏻中的一种。

本发明的有益效果体现为：

1、本发明涉及的双酰硫基硅烷偶联剂合成路线设计合理，设备要求低，绝大部分工厂或实验室均可实现生产；

2、本发明所需原料易得；

3、本发明所提供的双酰硫基硅烷偶联剂可用于橡胶助剂，尤其是轮胎助剂，可以克服Si-69等聚硫硅烷偶联剂作为橡胶助剂时，橡胶提前硫化的问题；

4、本发明所提供的双酰硫基硅烷偶联剂用于橡胶助剂，与传统硅烷偶联剂一样含有可反应基团，同样可以提高橡胶与填料间的相互作用，提高轮胎的各项性能。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

实施例1

本实施例按路线一实行。