[发明专利]一种多功能硅烷偶联剂及其制备方法和应用

说明书

本发明的一种多功能硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂分子结构中同时含有氨基、烷氧硅基和含硫官能团；所述氨基官能团包括伯氨基、仲氨基和叔氨基中的一种或多种；所述含硫官能团包括巯基、单硫键、双硫键、三硫键和四硫键中的一种或几种。本发明的硅烷偶联剂中含氨基、烷氧硅基和含硫官能团，可以同时对炭黑、白炭黑和橡胶进行改性，充分实现炭黑和/或白炭黑混合填充补强橡胶的效果，有效提高橡胶的拉伸强度、拉断伸长率和定伸应力，显著降低压缩永久变形，并显著改善生热性能。

技术领域

本发明属于硅烷偶联剂合成技术领域，尤其涉及一种多功能硅烷偶联剂及其制备方法和应用。

背景技术

硅烷偶联剂是一类分子内同时具有能与橡胶等有机材料结合的有机官能团，也能与填料等无机材料结合的可水解官能团的低分子有机硅烷，其能通过化学反应或物理作用使相互惰性的有机材料与无机材料之间形成“桥键”，将两者结合起来，从而起到增强无机材料与有机材料界面之间结合力、提高复合材料性能的作用。

目前，橡胶工业中生产炭黑或者白炭黑填充的胶料时，多采用含硫硅烷偶联剂(例如Si69)或者氨基硅烷偶联剂(例如KH550)对其进行改性。但这类含硫硅烷偶联剂或者氨基硅烷偶联剂所具有的官能团种类较为单一，对于炭黑和白炭黑混合填充的胶料，无法同时实现对炭黑、白炭黑与橡胶进行改性，炭黑和白炭黑混合填充补强的效果还有待于进一步提高。因此，设计并合成一种能同时对炭黑、白炭黑和橡胶进行改性的多功能硅烷偶联剂，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种同时含有氨基、烷氧硅基和含硫官能团的多功能硅烷偶联剂及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种多功能硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂分子结构中同时含有氨基、烷氧硅基和含硫官能团。

上述的硅烷偶联剂，优选的，所述氨基官能团包括伯氨基、仲氨基和叔氨基中的一种或多种；所述含硫官能团包括巯基、单硫键、双硫键、三硫键和四硫键中的一种或几种。

上述的硅烷偶联剂，优选的，所述多功能硅烷偶联剂的分子结构式为下述两种结构通式(i)和(ii)中的任一种：

其中，x为0、1或2，y为1、2、3或4，z为0或1，R¹、R²为相同或不同的1-10个碳原子的直链或支链烷基，R³为1-15个碳原子的直链或支链烷基，R⁴、R⁵为1-15个碳原子的直链或支链烷基或7-9个碳原子的芳亚烷基或7-9个碳原子的烷亚芳基。

进一步优选的，所述多功能硅烷偶联剂的分子结构式为