DD299187B5 - Process for the preparation of sulfur-containing organosilicon compounds - Google Patents
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Description
A = Alkenyl, Cycloalkenyl, Cycloalkenylalkyl, Alkenylaryl,A = alkenyl, cycloalkenyl, cycloalkenylalkyl, alkenylaryl,
R1 bis R5 = unabhängig voneinander jeweils OR, A, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl,R 1 to R 5 = each independently OR, A, alkyl, cycloalkyl, aryl,
R = A, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl undR = A, alkyl, cycloalkyl, aryl and
η =1 bis 10 bedeutenη = 1 to 10
und mit einem Siedepunkt von mindestens 460K, mit Schwefel oder einem Gemisch aus Schwefelwasserstoff und Schwefel in den Molverhältnissen A:Schwefel bzw. Schwefelwasserstoff = 1:1 bis 1:5 bei Temperaturen oberhalb 420 K direkt umgesetzt wird.and with a boiling point of at least 460K, with sulfur or a mixture of hydrogen sulfide and sulfur in the molar ratios A: sulfur or hydrogen sulfide = 1: 1 to 1: 5 at temperatures above 420 K is reacted directly.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung im Temperaturbereich von 420 bis 500 K erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the reaction takes place in the temperature range of 420 to 500 K.
3. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zugabe eines Gemisches von Schwefelwasserstoff und Schwefel der Massenanteil des Schwefels im Bereich von 10~2 bis 10"1kg/kg bezogen auf eingesetztes Silan bzw. Siloxan liegt.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that when adding a mixture of hydrogen sulfide and sulfur, the mass fraction of sulfur in the range of 10 ~ 2 to 10 " 1 kg / kg based on silane or siloxane used.
Die Erfindung betrifft ein neues einfaches Verfahren zur Herstellung von schwefelhaltigen Organosiliciumverbindungen. Sie sind als Silanhaftmittel oder als Verstärkungsadditive in silikatisch gefüllten Kautschukmischungen, unter anderem für Laufflächen und Karkassen von Fahrzeugreifen, verwendbar. Im weiteren können schwefelhaltige Silanhaftmittel bei der Herstellung von Dichtungsmassen, Gießformen für den Metallguß, Färb- und Schutzanstrichen, Klebstoffen, Asphaltmischungen und silikatisch gefüllten Kunststoffen eingesetzt werden. Schließlich ergeben sich Anwendungsmöglichkeiten bei der Fixierung vonfunktionellen Gruppen und Wirkstoffen auf anorganischen Trägern, z.B. bei der Immobilisierung von Enzymen, bei der Herstellung von Festbettkatalysatoren und bei der Flüssigkeitschromatographie.The invention relates to a novel simple process for the preparation of sulfur-containing organosilicon compounds. They are useful as silane coupling agents or as reinforcing additives in silicate filled rubber compounds, inter alia, for vehicle tire treads and carcasses. Furthermore, sulfur-containing silane coupling agents can be used in the manufacture of sealants, casting molds for metal casting, color and protective coatings, adhesives, asphalt mixtures and silicate-filled plastics. Finally, there are applications in the attachment of functional groups and drugs to inorganic supports, e.g. in the immobilization of enzymes, in the preparation of fixed-bed catalysts and in liquid chromatography.
Die Herstellung von schwefelhaltigen Organosiliciumverbindungen ist mit verschiedenen Verfahren möglich. So ist bekannt, Bisforgano-organooxysilyUoligosulfide, vorzugsweise Bis(alkyl-organooxysilyl) Oligosulfide bzw. Mercaptoalkylalkoxysilane durch Umsetzung von Halogenalkyltrialkoxysilanen, insbesondere von Halogenpropyltrialkoxysilanen und Met2Sx bzw. MetSH (Met = NH4, Na, K; χ = 1 bis 6) herzustellen (DE 2141159, DE 2212239, US 3978103, US 4048206).The preparation of sulfur-containing organosilicon compounds is possible by various methods. Thus, bisforgano-organooxysilyUoligosulfide, preferably bis (alkyl-organooxysilyl) oligosulfides or mercaptoalkylalkoxysilanes by reaction of Halogenalkyltrialkoxysilanen, in particular of Halogenpropyltrialkoxysilanen and Met 2 S x or MetSH (Met = NH 4 , Na, K; χ = 1 to 6 ) (DE 2141159, DE 2212239, US 3978103, US 4048206).
DasPolysulfid Met2Sx kann dabei auch in situ aus MetOR (R = Alkyl, Cycloalkyl), MetSH und S erzeugt werden (DE 2542534, DE 2712966, DE 3311 340).The polysulfide Met 2 S x can also be generated in situ from MetOR (R = alkyl, cycloalkyl), MetSH and S (DE 2542534, DE 2712966, DE 3311 340).
Weiterhin ist die Herstellung von Bis[(ß-trialkoxysilylethyl)benzyl]oligosulfiden durch Umsetzung von ß-Trialkoxysilylethylbenzylhalogeniden mit NaHS und S bekannt (DE 3504241). Auch die Umsetzung von Halogenalkylalkoxysilan mit S und H2S in Gegenwart eines Amins oder NH3 an Alkoxysilylalkylpolysulfiden ist beschrieben worden (DE 2648241).Furthermore, the preparation of bis [(ß-trialkoxysilylethyl) benzyl] oligosulfides by reaction of ß-Trialkoxysilylethylbenzylhalogeniden with NaHS and S known (DE 3504241). The reaction of haloalkylalkoxysilane with S and H 2 S in the presence of an amine or NH 3 of alkoxysilylalkyl polysulfides has also been described (DE 2648241).
Weiterhin werden Mercaptoalkylalkoxysilane, vorzugsweise Mercaptopropylalkoxysilane zu BisforganoorganooxysilyDoligosulfiden, vorzugsweise zu Bis(propyl-organooxysilyl)oligosulfiden umgesetzt. Gemäß DE 2141160 wird dazu Sz HaI2 (z = 1 bis 3, Hai = Cl, Br) oder gemäß DE 2405758 Schwefel verwendet.Furthermore, mercaptoalkylalkoxysilanes, preferably mercaptopropylalkoxysilanes, are converted into bisforganoorganooxysilydigigosulfides, preferably to give bis (propyl-organooxysilyl) oligosulfides. According to DE 2141160 S z HaI 2 (z = 1 to 3, Hai = Cl, Br) or according to DE 2405758 sulfur is used.
Bei den angeführten Verfahren ist es nachteilig, daß spezielle Sulfidierungsagenzien, z. B. Poly- oder Hydrogensulfide bzw. Schwefelhalogenide benötigt werden. Außerdem fallen unerwünschte Reaktionsprodukte wie Metallhalogenide oder Halogenwasserstoffe an, die in einer zusätzlichen Verfahrensstufe abgetrennt werden müssen. Der Einsatz von Mercaptosilanen macht eine vorausgehende, zusätzliche, aufwendige Verfahrensstufe erforderlich.In the cited methods, it is disadvantageous that special Sulfidierungsagenzien, z. B. poly or hydrogen sulfides or sulfur halides are needed. In addition, undesirable reaction products such as metal halides or hydrogen halides, which must be separated in an additional process stage. The use of mercaptosilanes requires a prior, additional, expensive process stage.
Die angeführten Nachteile entfallen bei der Umsetzung von Vinylsilanen mit S bzw. einem Gemisch aus S und H2S an Bis(-silylethyD-oligosulfiden gemäß DE 2856229. Die bei 100 bis 200°C durchgeführte Reaktion führt jedoch nur bei Arbeiten unter erhöhtem Druck und in Gegenwart eines Sulfidierungskatalysators zu den gewünschten Produkten.The mentioned disadvantages are eliminated in the reaction of vinylsilanes with S or a mixture of S and H 2 S to bis (-silylethyD-oligosulfides according to DE 2856229. The carried out at 100 to 200 ° C reaction, however, only when working under elevated pressure and in the presence of a sulphidation catalyst to the desired products.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung schwefelhaltiger Organosiliciumverbindungen, das ohne Anwendung von Druck und ohne Einsatz spezieller Sulfidierungsagenzien oder Sulfidierungskatalysatoren durchführbar ist.The aim of the invention is a process for the preparation of sulfur-containing organosilicon compounds which can be carried out without the use of pressure and without the use of special sulphidation agents or sulphidation catalysts.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein technisch leicht durchführbares Verfahren, ausgehend von zugänglichen Ausgangsstoffen zur Herstellung von schwefelhaltigen Organosiliciumverbindungen zu entwickeln. Die hergestellten Verbindungen sollen als Silanhaftmittel oder als Verstärkungsadditive in silicatisch gefüllten Kautschukmischungen einsetzbarThe invention had the object of developing a technically easily feasible process, starting from accessible starting materials for the production of sulfur-containing organosilicon compounds. The compounds produced should be usable as silane coupling agents or as reinforcing additives in silicate-filled rubber compounds
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Organosilan bzw. Organosiloxan der allgemeinen FormelAccording to the invention the object is achieved in that an organosilane or organosiloxane of the general formula
R1 R1 R 1 R 1
A-Si-R2 bzw. Α-έϊA-Si-R 2 or Α-έϊ
R3 R5 R 3 R 5
-R3 -R 3
A = Alkenyl, Cycloalkenyl, Cycloalkenylalkyl, Alkenylaryl,A = alkenyl, cycloalkenyl, cycloalkenylalkyl, alkenylaryl,
R1 bisR6 = unabhängig voneinanderjeweilsOR,A,Alkyl, Cycloalkyl, Aryl,R 1 to R 6 = each independently OR, A, alkyl, cycloalkyl, aryl,
R = A, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl undR = A, alkyl, cycloalkyl, aryl and
π = 1 bis 10 bedeutenπ = 1 to 10 mean
und mit einem Siedepunkt von mindestens 460K, mit Schwefel oder einem Gemisch aus Schwefelwasserstoff und Schwefel direkt umgesetzt wird. Die Umsetzung erfolgt in Molverhältnissen A:Schwefel bzw. Schwefelwasserstoff =1:1 bis 1:5, bei Normaldruck und Temperaturen oberhalb 420K. Bevorzugt ist der Temperaturbereich von 420 bis 500K. Bei Einsatzeines Gemisches aus Schwefelwasserstoff und Schwefel liegt der Massenanteil des Schwefels vorzugsweise zwischen 10~2 bisand is directly reacted with a boiling point of at least 460K, with sulfur or a mixture of hydrogen sulphide and sulfur. The reaction takes place in molar ratios A: sulfur or hydrogen sulfide = 1: 1 to 1: 5, at normal pressure and temperatures above 420K. The temperature range from 420 to 500K is preferred. When using a mixture of hydrogen sulfide and the mass fraction of sulfur is preferably between 10 ~ 2 to
10"1 kg/kg.10 " 1 kg / kg.
Die erfindungsgemäß hergestellten schwefelhaltigen Organosiliciumverbindungen werden als klare, ölige, gelb bis tiefrot gefärbte Flüssigkeiten erhalten. Sie sind in trockenen, organischen Lösungsmitteln, z. B. Ethanol oder Ν,Ν-Dimethylformamid in jedem Verhältnis unzersetzt löslich. Ohne nachfolgende Reinigungsoperationen können sie sofort für alle Anwendungszwecke eingesetzt werden. Aufgrund ihres hohen Schwefelgehaltes bzw. einer großen Anzahl potentieller Verknüpfungsstellen im Molekül sind sie ausgezeichnete Silanhaftmittel oder Verstärkungsadditive in silikatisch gefüllten Kautschukmischungen.The sulfur-containing organosilicon compounds prepared according to the invention are obtained as clear, oily, yellow to deep red colored liquids. They are in dry, organic solvents, eg. As ethanol or Ν, Ν-dimethylformamide in any ratio undecomposed soluble. Without subsequent cleaning operations, they can be used immediately for all applications. Because of their high sulfur content or a large number of potential linkage sites in the molecule, they are excellent silane coupling agents or reinforcing additives in silicate-filled rubber compounds.
Überraschenderweise ist es erfindungsgemäß gelungen, schwefelhaltige Organosiliciumverbindungen ohne erhöhten Druck und ohne Anwendung von Sulfidierungsagenzien oder-katalysatoren problemlos herzustellen.Surprisingly, according to the invention, it has been possible to prepare sulfur-containing organosilicon compounds without increased pressure and without the use of sulphidation agents or catalysts.
In einem 250-ml-Dreihalskolben mit Rührer, Innenthermometer und Trockenrohr werden Organosilane bzw. Organosiloxane und Schwefelpulver bei 450 bis 480K zur Reaktion gebracht. Nach Ablauf der Reaktionszeit hat sich der Schwefel vollständig gelöst. Das Reaktionsprodukt ist eine klare, ölige, gefärbte Flüssigkeit, die in trockenen organischen Lösungsmitteln wie EthanolIn a 250 ml three-necked flask equipped with stirrer, internal thermometer and drying tube, organosilanes or organosiloxanes and sulfur powder are reacted at 450 to 480K. After the reaction time, the sulfur has completely dissolved. The reaction product is a clear, oily, colored liquid which is dissolved in dry organic solvents such as ethanol
oder N-N-Dimethylformamid, in jedem Verhältnis unzersetzt löslich ist.or N-N-dimethylformamide, is undecomposed soluble in any ratio.
Die Ausgangssubstanzen, Reaktionszeiten sowie Parameter der Reaktionsprodukte sind für die Beispiele 1 bis 23 in TabelleThe starting materials, reaction times and parameters of the reaction products are for Examples 1 to 23 in Table
dargelegt.explained.
In einem 250-ml-Dreihalskolben mit Rührer, Innenthermometer, Trockenrohr und Gaseinleitung werden 120g (0,44 mol) 4(2-Triethoxysilyl-ethyDcycohexen und 4g (0,12 mol) Schwefelpulver vorgelegt. Bei 460 bis 480 K werden innerhalb von 3 h insgesamt 3Ol (1,32 mol) trockener und HCI-freier Schwefelwasserstoff eingeleitet. Als Reaktionsprodukt wird eine gelb-grüne, in trockenen organischen Lösungsmitteln, wie Ethanol oder Ν,Ν-Dimethylformamid, in jedem Verhältnis unzersetzt löslich, klare, ölige Flüssigkeit erhalten. Die Ausbeute beträgt 158g (92,9% d.Th.). Die Elementaranalyse ergab folgende Massenanteile in 10~2kg/kg:120 g (0.44 mol) of 4 (2-triethoxysilyl-ethylcyclohexene and 4 g (0.12 mol) of sulfur powder are placed in a 250 ml three-necked flask equipped with stirrer, internal thermometer, drying tube and gas inlet The reaction product is a yellow-green, in dry organic solvents, such as ethanol or Ν, Ν-dimethylformamide, undecomposed soluble in any ratio, clear, oily liquid obtained The yield is 158 g (92.9% of theory). The elemental analysis gave the following mass fractions in 10 ~ 2 kg / kg:
gef.: C 42,83 H 7,57 S 24,57 ber.: C 42,61 H 7,65 S 25,09Found: C 42.83 H 7.57 S 24.57 calc .: C 42.61 H 7.65 S 25.09
Beisp. Ausgangssubstanzen Reak-Examples of starting substances
Nr. Organo- Organo- Schwefel tionszeitNo organo-organo sulfuric time
silan bzw. siloxan [g] [mol] [g] [mol] [h]silane or siloxane [g] [mol] [g] [mol] [h]
1 4(2-Triethoxysilylethyl) 100 0,3671 4 (2-triethoxysilylethyl) 100 0.367
2 cyclohexen 32 cyclohexene 3
Tabelle 1 (Fortsetzung)Table 1 (continued)
Tabelle 1 (Fortsetzung) ReaktionsprodukteTable 1 (continued) Reaction products
Ausbeuteyield
[%d.Th.[% D.Th.
Analysendaten [10 2 kg/kg]Analytical data [10 2 kg / kg]
C gef. ber. gef.C gef. ber. gef.
gef.gef.
ber.calc.
Farbecolour
Analog Beispiel 24 mit folgenden Abänderungen:Analogously to Example 24 with the following modifications:
- Vorlage: 100g (0,337 mol) S-Triethoxysilyltricyclotö^J.O^ldec-S-en und 4g (0,12 mol) Schwefelpulver- Template: 100 g (0.337 mol) of S-Triethoxysilyltricyclotö ^ J.O ^ ldec-S-en and 4g (0.12 mol) of sulfur powder
- Einleitung von 1,21 (0,675 mol) Schwefelwasserstoff „- Introduction of 1,21 (0,675 mol) hydrogen sulfide "
- Reaktionszeit: 1,5h „- reaction time: 1.5h "
- Ausbeute: 121g (95,0% d. Th.)Yield: 121 g (95.0% of theory)
- Elementaranalyse:- Elemental analysis:
gef.: C 53,24 H 8,27 S 17,41 ber.: C 53,00 H 8,34 S 17,68Found .: C 53.24 H 8.27 S 17.41 calc .: C 53.00 H 8.34 S 17.68
Die erfindungsgemäßen S-haltigen Silane eignen sich besonders als Haftvermittler oder Verstärkungsadditive für Kautschukmischungen auf der Basis natürlicher oder synthetischer Kautschuke oder deren Mischungen, die als Füllstoffe silikatische Füllstoffe und gegebenenfalls Ruß sowie Schwefel und unter anderem allgemein übliche Beschleunigersysteme enthalten. Dabei sind unter dem Begriff „silikatische Füllstoffe" gegenüber Kautschuk verträgliche und in Kautschukmischungen einarbeitbar helle Füllstoffe, die aus Silikaten bestehen, Silikate enthalten oder Silikate chemisch gebunden enthalten, zu verstehen. Insbesondere zählen zu diesen hellen Füllstoffen, natürliche, pyrogene oder gefällte Kieselsäuren und synthetische oder natürlich vorkommende Silikate.The S-containing silanes according to the invention are particularly suitable as adhesion promoters or reinforcing additives for rubber mixtures based on natural or synthetic rubbers or mixtures thereof which contain as fillers silicate fillers and optionally carbon black and sulfur and among other common accelerator systems. The term "siliceous fillers" is understood to mean rubbers that are compatible with rubber and can be incorporated into rubber mixtures which consist of silicates, contain silicates or contain chemically bonded silicates, especially light, natural, pyrogenic or precipitated silicas and synthetic silicates or naturally occurring silicates.
Die genannten Silikatfüllstoffe werden vorzugsweise in Mengen von 1 bis 20OpHR (Gewichtsteile auf 100 GewichtsteileThe silicate fillers mentioned are preferably used in amounts of 1 to 20OpHR (parts by weight per 100 parts by weight
Kautschuk) eingesetzt.Rubber) used.
Die erfindungsgemäßen Silane wurden in verschiedenen Kautschukmischungen folgender Zusammensetzung jeweils gegen eine entsprechende O-Mischung ohne Silanzusatz auf ihre Wirksamkeit als Haftvermittler überprüft. (Angaben der Mengen in Gewichtsteilen):The silanes according to the invention were tested for their effectiveness as adhesion promoters in various rubber mixtures of the following composition, in each case against a corresponding O-blend without added silane. (Details of quantities in parts by weight):
Summetotal
220,50220.50
220,50220.50
223,50223.50
Rezeptur CRecipe C
EPDM RezepturEPDM recipe
EPDM-Kautschuk(BunaAP451 der Bunawerke Huels/BRD)EPDM rubber (BunaAP451 of Bunawerke Huels / FRG)
EPDM-Kautschuk (Buna AP 447 der Bunawerke Huels/BRD)EPDM rubber (Buna AP 447 of Bunawerke Huels / Germany)
gefällte Kieselsäureprecipitated silica
Kreidechalk
Kaolinkaolin
paraffinisches Weichmacherölparaffinic process oil
Emulsionsweichmacher (Dolavon EW960 des VEB ChemiewerkGreiz-Dölau/DDR) PolyethylenglycolEmulsion softener (Dolavon EW960 of VEB ChemiewerkGreiz-Dölau / DDR) Polyethylene glycol
Zinkoxidzinc oxide
Stearinsäurestearic acid
N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamidN-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide
TetramethylthiuramidisulfidTetramethylthiuramidisulfid
Zink-N-ethyl-N-phenyl-dithiocarbamatZinc N-ethyl-N-phenyl-dithiocarbamate
Schwefelsulfur
erfindungsgemäßes Silan entsprechend Herstellungsbeispiel 4 285,00Inventive silane according to Preparation Example 4 285.00
288,00288.00
Rezeptur DRecipe D
Naturkautschuk, No. 1 RSS, mastiziert 100,00Natural Rubber, No. 1 RSS, masts 100,00
ISAF-RuB(P 234) 60,00ISAF-RuB (P 234) 60,00
gefällte Kieselsäure aromatisches Weichmacheröl 3,00precipitated silica aromatic processing oil 3,00
Zinkoxid 5,00Zinc oxide 5.00
Stearinsäure 2,00Stearic acid 2.00
Ozonschutzwachs 2,00Ozone protection wax 2,00
N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin 1,50N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine 1.50
N-Phenyl-2-naphthylamin 1,50N-phenyl-2-naphthylamine 1.50
N-Cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamid 1,50N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide 1.50
N-(Cyclohexylthio)phthalimid 0,50N- (cyclohexylthio) phthalimide 0.50
Schwefel 2,00Sulfur 2.00
erfindungsgemäßes Silan entsprechend Herstellungsbeispiel 4 - Inventive silane according to Preparation Example 4 -
Summe 179,00Total 179.00
100,00 40,00 20,00 3,00 5,00 2,00 2,00 1,50 1,50 1,50 0,50 2,00100.00 40.00 20.00 3.00 5.00 2.00 2.00 1.50 1.50 1.50 0.50 2.00
179,00179.00
100,00 40,00 20,00 3,00 5,00 2,00 2,00 1,50 1,50 1,50 0,50 2,00 3,00 100.00 40.00 20.00 3.00 5.00 2.00 2.00 1.50 1.50 1.50 0.50 2.00 3.00
182,00182.00
Rezeptur FRecipe F
SBR-RezepturSBR recipe
Styren-Butadien-Kautschuk (Type SB 152 H) aromatisches Weichmacheröl Zinkoxid Stearinsäure Ozonschutzwachs N-Cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamid Tetramethylthiuramdisulfid Schwefel 2-Mercaptobenzimidazol gefällte Kieselsäure erfindungsgemäßes Silan entsprechend Herstellungsbeispiel 6Styrene-butadiene rubber (type SB 152 H) aromatic plasticizer oil zinc oxide stearic acid antiozonant wax N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide tetramethylthiuram disulfide sulfur 2-mercaptobenzimidazole precipitated silica Inventive silane according to Preparation Example 6
16 Summe16 total
160,3160.3
163,3163.3
163,3163.3
Alle verwendeten Kautschukmischungen wurden nach gemäß dem Stand der Technik üblichen zweistufigen Mischverfahren auf einem Laborinnenmischer mit anschließender Homogenisierung auf einem Laborwalzwerk hergestellt. Zwischen der Herstellung der ersten und zweiten Mischstufe wurde eine Lagerzeit von mindestens 12 Stunden eingehalten. Die Prüfung der dynamischen und physikalisch-mechanischen Kennwerte der einzelnen Mischungen der jeweiligen Rezepturserien nach den allgemein üblichen TGL ergab, daß durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Silane die Verarbeitungssicherheit, das Vernetzungsverhalten, das phys.-mech. Eigenschaftsbild und damit die Verstärkungseigenschaften der Vulkanisate in einem nicht zu erwartenden Maße verbessert werden. Damit können die erfindungsgemäß erzeugten S-haltigen Silane als ausgezeichnete Verstärkungsadditive oder Haftvermittler für silikalisch gefüllte Kautschukmischungen angesehen werden.All the rubber mixtures used were prepared according to the prior art two-stage mixing method on a laboratory internal mixer with subsequent homogenization on a laboratory roll mill. Between the preparation of the first and second mixing stage a storage time of at least 12 hours was observed. The examination of the dynamic and physical-mechanical characteristics of the individual mixtures of the respective recipe series according to the general TGL showed that the use of silanes of the invention, the processing security, the crosslinking behavior, the phys.-mech. Property profile and thus the reinforcing properties of Vulkanisate be improved to an unexpected extent. Thus, the S-containing silanes produced according to the invention can be regarded as excellent reinforcing additives or adhesion promoters for silically filled rubber mixtures.
Rezeptur A (SBR-Rezeptur) MischungskennwerteFormulation A (SBR recipe) Mixing characteristics
Vulkanisation bei 14O0C (min) Stabprüfung, Normstab 3Vulcanization at 14O 0 C (min) rod test, standard rod 3
3030
3030
3030
3030
In den erfindungsgemäßen Beispielen werden deutlich verbesserte Verstärkungseigenschaften bei gleichzeitig verbesserter Elastizität, Druckverformung und bleibender Dehnung erreicht. Die Mischungen mit Silanzusatz weisen günstige Verarbeitungsund Vernetzungseigenschaften auf.In the examples according to the invention significantly improved reinforcing properties are achieved with simultaneously improved elasticity, compression set and permanent elongation. The silane-added mixtures have favorable processing and crosslinking properties.
Rezeptur B (OeSBR/BR-Rezeptur) MischungskennwerteRecipe B (OeSBR / BR recipe) Mixing characteristics
Vulkanisation bei 1500C 25 min 35 min 30 minVulcanization at 150 ° C. 25 min 35 min 30 min
Ringprüfung, Normring 6mmRing test, standard ring 6mm
Die Vulkanisate der erfindungsgemäßen Mischung weisen wesentlich erhöhte Verstärkungseigenschaften auf. Sie übertreffen in einigen Fällen deutlich die der Ruß-Mischung. Die ausgezeichneten dynamischen Eigenschaften übertreffen das Niveau beider Vergleichsbeispiele erheblich. Gleichzeitig besitzt die erfindungsgemäße Mischung eine erhöhte Verarbeitungssicherheit und ein günstiges Vernetzungsverhalten.The vulcanizates of the mixture according to the invention have significantly increased reinforcing properties. In some cases they clearly exceed that of the soot mixture. The excellent dynamic properties considerably exceed the level of both comparative examples. At the same time, the mixture according to the invention has increased processing safety and a favorable crosslinking behavior.
Rezeptur C (EPDM-Rezeptur) MischungskennwerteRecipe C (EPDM recipe) Mixing characteristics
Nummer 001Number 001
MooneyviskositätMooney
ML1+4 (100°C)ML1 + 4 (100 ° C)
Mooney-scorch (12O0C)Mooney scorch (12O 0 C)
t5 (min.)t5 (min.)
Rheometer (15O0C)Rheometer (15O 0 C)
ML (RE)ML (RE)
t2 (min:sec)t2 (min: sec)
t90 (min:sec)t90 (min: sec)
MH (RE) Vulkanisation (20 min/160 "C)MH (RE) vulcanization (20 min / 160 "C)
Ringprüfung, Normring 6 mmRing test, standard ring 6 mm
M100 (MPa)M100 (MPa)
M 200 (MPa)M 200 (MPa)
M 300 (MPa)M 300 (MPa)
F (MPa)F (MPa)
H (ShA)H (ShA)
bl. D (%)bl. D (%)
RdV (%) (7d/100°C)RdV (%) (7d / 100 ° C)
Im erfindungsgemäßen Beispiel werden deutlich erhöhte Verstärkungseigenschaften bei gleichzeitig verbesserter Druckverformung und bleibender Dehnung erreicht. Die Mischung weist günstige Verarbeitungs- und Vernetzungseigenschaften auf.In the example according to the invention significantly increased reinforcing properties are achieved with simultaneously improved compression set and permanent elongation. The mixture has favorable processing and crosslinking properties.
Rezeptur D (Nitrilkautschuk-Rezeptur) MischungskennwerteRecipe D (nitrile rubber formulation) Mixing characteristics
Vulkanisation (30 min/150 0C) Ringprüfung, Normring 6mmVulcanization (30 min / 150 0 C) Ring testing, standard ring 6mm
• TE-Index = 100 χ F χ D (gealtert) FxD (ungealtert)• TE index = 100 χ F χ D (aged) FxD (unaged)
Im erfindungsgemäßen Beispiel werden bei wesentlich erhöhtem Spannungswert, Druckverformungsrest und bleibende Dehnung, sowie das Alterungsverhalten verbessert, wobei die Mischung eine erhöhte Verarbeitungssicherheit und einen hohen Vernetzungsgrad aufweist.In the example according to the invention substantially improved stress value, compression set and permanent elongation, as well as the aging behavior are improved, wherein the mixture has an increased processing safety and a high degree of crosslinking.
Rezeptur E (Naturkautschuk-Rezeptur) MischungskennwerteRecipe E (natural rubber formulation) Mixing characteristics
Vulkanisation (15 min/150 0C)Vulcanization (15 min / 150 0 C)
Ringprüfung, Normring 6mmRing test, standard ring 6mm
M100 (MPa)M100 (MPa)
M 200 (MPa)M 200 (MPa)
M 300 (MPa)M 300 (MPa)
F (MPa)F (MPa)
H (ShA)H (ShA)
bl.D (%)bl.D (%)
A (mm3)A (mm 3 )
RdV (%) (24 h/100 0C)RdV (%) (24 h / 100 0 C)
Die Vulkanisate der erfindungsgemäßen Mischung weisen wesentlich höhere Verstärkungseigenschaften auf, sie sind vergleichbar mit denen der rußgefüllten Mischung, während diese hinsichtlich der dynamischen Eigenschaften noch wesentlich übertroffen wird. Die erfindungsgemäße Mischung besitzt gunstige Vulkanisations- und Verarbeitungseigenschaften.The vulcanizates of the mixture according to the invention have significantly higher reinforcing properties, they are comparable to those of the carbon black-filled mixture, while this is still significantly exceeded in terms of dynamic properties. The mixture according to the invention has favorable vulcanization and processing properties.
Rezeptur F (SBR-Rezeptur) MischungskennwerteFormulation F (SBR recipe) Mixing characteristics
In den erfindungsgemäßen Beispielen werden durch den Silanzusatz deutlich verbesserte Verstärkungseigenschaften bei gleichzeitig verbesserter Elastizität, Druckverformung und bleibender Dehnung erreicht. Außerdem wird eine Verbesserung des dynamischen Verhaltens (Rolig-Prüfung) bei günstigen Verarbeitungs- und Vernetzungseigenschaften gewährleistet.In the examples according to the invention, significantly improved reinforcing properties are achieved by the addition of silane with simultaneously improved elasticity, compression set and permanent elongation. In addition, an improvement in the dynamic behavior (Rolig test) is ensured with favorable processing and crosslinking properties.
Claims (1)
R-O-Si
R
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