[发明专利]交联的含多硫化物的脂环族化合物

说明书

本申请是申请日为2009年10月30日、申请号为200980153384.8(PCT/US2009/062668)、题目为“交联的含多硫化物的脂环族化合物”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及有机硫化合物、其制备方法、含有有机硫化合物作为交联剂(硫化剂)的填充的硫-可硫化的组合物以及由所述组合物制造的制品，例如轮胎、轮胎胎面、挡风条、软管、带、密封条、垫片、鞋底，等。

背景技术

元素硫通常用作不饱和二烯弹性体(橡胶)的硫化剂。与硫形成的交联主要为增加弹性体硫化橡胶的热稳定性的多硫交联。

使用具有含硫反应性基团的有机化合物作为二烯橡胶的硫化剂是已知的。这些有机硫化合物通常仅含有两个与桥连基团化学键合的二硫代氨基甲酸酯或硫代磺酸酯基团。这种化合物所提供的交联点的数量少导致二烯橡胶的交联不充分，因此不能获得表现出令人满意的耐磨、耐牵引和耐滚动的平衡的硫化橡胶。在其中多于两个二硫代氨基甲酸酯或硫代磺酸酯基团与桥连基团化学键合的情况下，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。当这些硫化剂固化二烯橡胶时，产生副产物，例如胺和硫代磺酸，这些副产物影响固化速率、腐蚀钢带、影响固化弹性体的物理性能。

期望用于硫-可硫化的弹性体的交联剂，其改善由其制造的制品的耐磨性，所述制品例如挡风条、软管、带、密封条、垫片、鞋底、轮胎和轮胎元件，尤其是，具有耐撕裂性和耐磨性，同时保持硬度，在超过40℃的温度下较低的tanδ值以及在5℃至-15℃温度下提高的tanδ值，而不会在固化反应过程中产生不期望的副产物。

发明内容

根据本发明，提供了一种具有以下通式的交联的含多硫化物的脂环族化合物，及其混合物：

[(C_aH_2a-)_mG¹(-C_bH_2bS_x-)_n-m]_o[C_cH_2c-G²-C_dH_2dS_y-]_p[R]_q     (1)

其中G¹为含有5-12个碳原子并任选含有至少一个卤素的化合价为n的饱和的单环脂族基团或化合价为n的饱和的单环有机硅[RSiO-]_n[R₂SiO-]_r基团；G²为含有5-12个碳原子并任选含有至少一个卤素的化合价为2的饱和的二价环状脂族基团或化合价为n的饱和的单环有机硅[RSiO-]_n[R₂SiO-]_r基团；R各自独立地选自氢原子、具有至多20个碳原子一价烃基和卤素原子；每次出现时下标a、b、c、d、m、n、o、p、q、x和y独立地为整数，其中a为2-6；b为2-6；c为1-6；d为1-6；m为1或2；n为3-5；o为正整数；p为0或正整数；q为正整数；r为0-3的整数；x为1-10并且y为1-10，条件是，

(i)至少一个x为2-10；

(ii)p与o的比率小于1:5；以及

(iii)q等于(C_aH_2a-)_mG¹(-C_bH_2bS_x-)_n-m和C_cH_2c-G²-C_dH_2dS_y-基团的空缺的化合价的总和。

此外，根据本发明，前述交联的含多硫化物的脂环族化合物通过这样一种方法制备，所述方法包括：

a)使多烯基取代的环烷烃与硫代酸在自由基源存在下反应，以提供多-硫代羧酸酯取代的烷基环烷烃；

b)使所述多-硫代羧酸酯取代的烷基环烷烃与去封端试剂反应，以形成游离的多-巯基-官能的烷基环烷烃；

c)使所述游离的多-巯基-官能的烷基环烷烃与氧化剂反应，所述氧化剂选自以下通式(2)表示的卤代含硫化合物；过氧化物；氢过氧化物；和氧：