[发明专利]一种炭黑用偶联剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种炭黑用偶联剂，其结构式为

HS—R²—Si(OR¹NH₂)_X(OC_nH_2n+1)_3-X

式中，R¹为碳原子数为1~20的饱和或不饱和的脂肪烃基或芳烃基；

R²为碳原子数为1~15的饱和烷基链；

n=1~15；

X=1~3。

2.根据权利要求1所述的炭黑用偶联剂，其特征在于，所述结构式中，R¹为碳原子数为2~12的饱和或不饱和的脂肪烃基或芳烃基。

3.根据权利要求2所述的炭黑用偶联剂，其特征在于，所述的R¹选自亚乙基、亚丙基、亚丁基、苯基亚乙基、苯基亚丙基、苯基亚丁基中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的炭黑用偶联剂的制备方法，包含将含有巯基硅烷偶联剂和氨基醇类化合物在内的组分混合反应后，即得到所述的炭黑用偶联剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述的巯基硅烷偶联剂和氨基醇类化合物的摩尔比为3:1~1:3；和/或，

所述的巯基硅烷偶联剂结构式为HS—R²—Si(OC_nH_2n+1)₃，式中R²为碳原子数为1~15的饱和烷基链，n=1~15；和/或，

所述的氨基醇类化合物选自乙醇胺、4-氨基-1-丁醇、3-氨基-3-苯基-1-丙醇、4-氨基苯乙醇中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

所述的巯基硅烷偶联剂选自γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述的反应还加入催化剂；和/或，

所述的反应在惰性气体条件下进行；和/或，

所述反应的反应温度为80~200℃，反应时间为2~40h。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

所述的催化剂用量为巯基硅烷偶联剂和氨基醇类化合物总重量的1~10%；和/或，

所述的催化剂为酸性化合物、碱性化合物、金属化合物中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的催化剂选自酸性化合物、碱性化合物、钛系化合物中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的催化剂选自氢氧化钾、对甲苯磺酸、钛酸正丁酯中的至少一种。

11.一种橡胶组合物，含有权利要求1~3任一项所述的炭黑用偶联剂或者由权利要求4~10任一项所述的制备方法得到的炭黑用偶联剂。

12.根据权利要求11所述的橡胶组合物，其特征在于，以橡胶重量100份计，炭黑用量为10~100份；炭黑用偶联剂用量为1~30份。

13.根据权利要求12所述的橡胶组合物，其特征在于，以橡胶重量100份计，炭黑用量为50~70份；炭黑用偶联剂用量为1~14份。

14.根据权利要求11~13任一项所述的橡胶组合物，其特征在于，

所述的橡胶选自天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶中的至少一种；和/或，

所述的炭黑选自炉黑、乙炔黑、热裂解炭黑、槽法炭黑中的至少一种。