Обработки наполнителей с применением силанов с низким содержанием летучих органических соединений (voc) - RU2007133605A

Реферат

1. Способ обработки материала-наполнителя, включающий контактирование материала-наполнителя с силаном, который при гидролизе образует, по существу, незначительное количество летучего органического соединения и/или с силиконсодержащим гидролизатом силана, с получением обработанного наполнителя.

2. Способ по п.1, где силаном является циклический диолзамещенный силан.

3. Способ по п.1, где силан имеет общую формулу

[Y[-G(-SiX_uZ^b_vZ^c_w)_s]_r]_n (формула 1)

где в каждом случае G независимо выбран из ряда групп, включающего поливалентную группу, образованную заменой одного или нескольких атомов водорода алкильной, алкенильной, арильной или аралкильной группой, или молекулярный компонент, который может быть получен удалением одного или нескольких атомов водорода у гетероуглерода, причем G содержит от приблизительно 1 до приблизительно 30 атомов углерода; в каждом случае Х независимо выбран из группы, состоящей из -Cl, -Br, R¹O-, R¹C(=O)O-, R¹R²C=NO-, R¹R²NO- или R¹R²N-, -R¹, -(OSiR¹R²)_t(OSiR¹R²R³) и -O(R¹⁰CR¹¹)_fOH, где в каждом случае R¹, R², R³, R¹⁰ и R¹¹ независимо представляют собой R; в каждом случае Z^b независимо представляет собой (-O-)_0,5 и [-О(R¹⁰CR¹¹)_fО-]_0,5, где в каждом случае R¹⁰ и R¹¹ независимо представляют собой R; в каждом случае Z^c независимо представляет собой -О(R¹⁰CR¹¹)_fO-, где в каждом случае R¹⁰ и R¹¹ независимо представляют собой R; в каждом случае R независимо выбран из ряда групп, который включает в себя водород; неразветвленные, циклические или разветвленные алкильные группы, и может содержать ненасыщенные, алкенильные группы, арильные группы и аралкильные группы; или молекулярные компоненты, полученные удалением одного или нескольких атомов водорода у гетероуглерода; причем в каждом случае R содержит от 1 до приблизительно 20 атомов углерода; в каждом случае нижний индекс f независимо равен целому числу от 1 до приблизительно 15, в каждом случае n равно целому числу от 1 до приблизительно 100, с условием, что, когда n равно числу больше, чем 1, v равно целому числу больше, чем 0, и все валентности Z^b имеют атом кремния, связанный с ним, в каждом случае нижний индекс u независимо равен целому числу от 0 до приблизительно 3, в каждом случае нижний индекс v независимо равен целому числу от 0 до приблизительно 3, в каждом случае нижний индекс w независимо равен целому числу от 0 до приблизительно 1, с условием, что u+v+2w=3, в каждом случае нижний индекс r независимо равен целому числу от 1 до приблизительно 6, в каждом случае нижний индекс t независимо равен целому числу от 0 до приблизительно 50, в каждом случае нижний индекс s независимо равен целому числу от 1 до приблизительно 6 и в каждом случае Y независимо представляет собой органофункциональную группу с валентностью r; причем, по меньшей мере, один из циклических и мостиковых диалкоксиорганофункциональных силанов включает в себя композицию циклических и мостиковых диалкоксиорганофункциональных силанов, содержащую, по меньшей мере, в одном случае Z^b или Z^c.

4. Способ по п. 3, где Y выбран из группы, состоящей из одновалентной органофункциональной группы, двухвалентной органофункциональной группы, трехвалентной органофункциональной группы, тетравалентной органофункциональной группы и поливалентной органофункциональной группы.

5. Способ по п. 4, где

одновалентная органофункциональная группа выбрана из группы, состоящей из СН₂=СН-, CHR=СН-, CR₂=СН-, меркапто, акрилокси, метакрилокси, ацетокси, -О-СН₂-С₂Н₃О, -СН₂-СН₂-С₆Н₉О, -С₆Н₉О, -CR⁶(-O-)CR⁴R⁵, -ОН, -NR⁴C(=O)OR⁵, -ОС(=О)NR⁴R⁵, -NR⁴C(=O)SR⁵, -SC(=O)NR⁴R⁵, -NR⁴C(=S)OR⁵, -ОС(=S)NR⁴R⁵, -NR⁴C(=S)SR⁵, -SC(=S)NR⁴R⁵, малеимида, малеата, замещенного малеата, фумарата, замещенного фумарата, -CN, цитраконимида, -OCN, -N=C=O, -SCN, -N=C=S, -OR⁴, -F, -Cl, -Br, -I, -SR⁴, -S-SR⁴, -S-S-SR⁴, -S-S-S-SR⁴, -S-S-S-S-SR⁴, -S-S-S-S-S-SR⁴, -S_xR⁴, -SC(=S)OR⁴, -SC(=S)SR⁴, -SC(=O)SR⁴, -NR⁴C(=O)NR⁵R⁶, -NR⁴C(=S)NR⁵R⁶, R⁴C(=O)NR⁵-, -C(=O)NR⁴R⁵-, R⁴C(=S)NR⁴-, меламина, цианурато, -NH₂, -NHR⁴, -NR⁴R⁵, -NR⁴-L¹-NR⁵R⁶, -NR⁴-L¹(-NR⁵R⁶)₂, -NR⁴-L¹-NR⁵-L²-NR⁶R⁷, -NR⁴-L¹(-NR⁵R⁶)₃, -NR⁴-L¹-NR⁵-L²-NR⁶-L³-NR⁷R⁸ и -NR⁴-L¹-N(-L²NR⁵R⁶)₂;

двухвалентная органофункциональная группа выбрана из группы, состоящей из -(-)С(-О-)CR⁴R⁵, -CR⁵(-O-)CR⁴-, -О(R¹⁰CR¹¹)_fO-, -(-)NC(=O)OR⁵, -ОС(=О)NR⁴-; -(-)NC(=O)SR⁵, -SC(=O)NR⁴-, -(-)NC(=S)OR⁵, -ОС(=S)NR⁴-, -(-)NC(=S)SR⁵, -SC(=S)NR⁴-, -О-, малеата, замещенного малеата, фумарата, замещенного фумарата, -S-, -S-S-, -S-S-S-, -S-S-S-S-, -S-S-S-S-S-, -S-S-S-S-S-S-, -S_x-, -SC(=S)O-, -SC(=S)S-, -SC(=O)S-, -(-)NC(=O)NR⁴R⁵, -NR⁴C(=O)NR⁵-, -(-)NC(=S)NR⁴R⁵, -NR⁴C(=S)NR⁵-, R⁴C(=O)N(-)-, -C(=O)NR⁴-, R⁴C(=S)N(-)-, двухвалентного меламина, двухвалентного цианурато, -NH-, -NR⁴-, -(-)N-L¹-NR⁴R⁵, -NR⁴-L¹-NR⁵-, (-NR⁴)₂-L¹-NR⁵R⁶, -(-)N-L¹-NR⁵-L²-NR⁶R⁷, -NR⁴-L¹-N(-)-L²-NR⁵R⁶, -NR⁴-L¹-NR⁵-L²-NR⁶-, -(-)N-L¹-(NR⁵R⁶)₃, (-NR⁴)₂-L¹-(NR⁵R⁶)₂, -(-)N-L¹-NR⁴-L²-NR⁵-L³-NR⁶R⁷, -NR⁴-L¹-N(-)-L²-NR⁵-L³-NR⁶R⁷, -NR⁴-L¹-NR⁵-L²-N(-)-NR⁶R⁷, -NR⁴-L¹-NR⁵-L²-NR⁶-L³-NR⁷-, -(-)N-L¹-N(-L²NR⁵R⁶)₂ и (-NR⁴L¹-)₂N-L²NR⁵R⁶;

трехвалентная органофункциональная группа выбрана из группы, состоящей из

-(-)С(-О-)CR⁴-, -(-)NC(=O)O-; -(-)NC(=O)S-, -(-)NC(=S)O-, -(-)NC(=S)S-, -(-)NC(=O)NR⁴-, -(-)NC(=S)NR⁴-, -С(=О)N(-)-, -C(=S)N(-)-; трехвалентного меламино; трехвалентного цианурато, -N(-)-, -(-)N-L¹-NR⁴-,(-NR⁴)₃-L¹, (-NR⁴)₂-L¹-NR⁵-, -(-)N-L¹-N(-)-L²-NR³R⁴, -NR⁴-L¹-N(-)-L²-NR⁵-, -(-)N-L¹-NR⁴-L²-NR⁵-, -(-)N-L¹-N(-)-L²-NR⁵-L³-NR³R⁴, -NR⁴-L¹-N(-)-L²-N(-)-L³-NR³R⁴, -(-)N-L¹-NR⁵-L²-N(-)-L³-NR³R⁴, -NR⁴-L¹-N(-)-L²-NR³-L³-NR⁴-, -(-)N-L¹-N(-L²NR³R⁴)(-L²NR⁵-), (-NR⁴L¹-)₃N, -(-)С(-О-)С(-)-, -(-)NC(=O)N(-), -(-)NC(=S)N(-)-, тетравалентного меламино, -(-)N-L¹-N(-)-, (-NR⁴)₄-L¹, (-NR⁴)₂-L¹-N(-)-, -(-)N-L¹-N(-)-L²-NR³-, -(-)N-L¹-NR⁴-L²(-)-, -(-)N-L¹-N(-)-L²-N(-)-L³-NR⁴R⁵, -NR⁴-L¹-N(-)-L²-N(-)-L³-NR³-, -(-)N-L¹-NR⁴-L²-NR⁴-L³-N(-)- и -(-)N-L¹-N(-L²NR³-)₂;

поливалентная органофункциональная группа выбрана из группы, состоящей из

поливалентных углеводородных групп, (-NR³)(-N-)₂C₃N₃, (-N-)₃C₃N₃, -(-)N-L¹-N(-)-L²-N(-)-, -(-)N-L¹-N(-)-L²-N(-)-L³-NR³-, -(-)N-L¹-NR³-L²-N(-)-L³-N(-)-, [-(-)N-L¹-]₂N-L²NR³-, -(-)N-L¹-N(-)-L²-N(-)-L³-N(-)- и [-(-)N-L¹-]₃N; и

где в каждом случае L¹, L² и L³ независимо выбраны из группы структур, указанных выше для G, х независимо равен целому числу от 1 до 10 и в каждом случае R независимо представляет собой одну из структур, указанных выше для R и R^1-11.

6. Способ по п.5, где диалкокси или дифункциональная алкокси представлена формулой

-О(R¹⁰CR¹¹)_fO- (формула 3).

7. Способ по п.3, где G выбран из группы, состоящей из

одновалентной углеводородной группы, СН₃(СН₂)_р-, где р равно 1-20, диэтиленциклогексана, 1,2,4-триэтиленциклогексана, диэтиленбензола, фенилена, -(СН₂)_m-, где m равно 1-12, и СН₂(СН₂)_qСН(СН₃)-, где q равно 0-17.

8. Способ по п.3, где R и R^1-11 независимо выбраны из группы, состоящей из метила, этила, пропила, изопропила, октенила, циклогексила, бутила, фенила, бензила, толила, аллила, метоксиэтила, этоксиэтила, диметиламиноэтила и цианоэтила.

9. Способ по п.3, где каждый из R¹⁰ и R¹¹ независимо выбран из группы, состоящей из водорода, метила и этила.

10. Способ по п.3, где каждый из R¹ и R² независимо выбран из группы, состоящей из водорода, метила, этила и пропила.

11. Способ по п.3, где R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ и R⁸ независимо выбраны из группы, состоящей из фенила, метила, бутила, Н и этила.

12. Способ по п.3, где Х выбран из группы, состоящей из метокси, этокси, изобутокси, пропокси, изопропокси, ацетокси, метоксиэтокси, оксимато и одновалентных алкоксигрупп, образованных из диолов.

13. Способ по п.3, где Z^b и Z^c выбраны из группы, состоящей из двухвалентных алкоксигрупп, образованных из диолов, состоящих из этиленгликоля, пропиленгликоля, неопентилгликоля, 1,3-пропандиола, 2-метил-1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола и 2-метил-2,4-пентандиола.

14. Способ по п.3, где отношение w/v находится между 1 и 9;

Х представляет собой R¹O-, R¹C(=O)O-,

Z^b и Z^c выбраны из группы диолов, состоящей из 1,3-пропандиола, 2-метил-1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола, 2-метил-2,4-пентандиола,

R¹ независимо выбран из группы, состоящей из алкилов С₁-С₄ и Н, и

G представляет собой двухвалентный алкил с неразветвленной цепью и 2-18 атомами углерода.

15. Способ по п.3, где отношение w/v находится между приблизительно 2 и приблизительно 8,

Х представляет собой этокси или одну или несколько двухвалентных алкоксигрупп, образованных из диолов, выбранных из группы, состоящей из 1,3-пропандиола, 2-метил-1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола и 2-метил-2,4-пентандиола, и

G представляет собой С₂-С₁₂-алкил с неразветвленной цепью.

16. Способ по п.3, где материал-наполнитель включает в себя один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из диоксидов кремния, тальков, глин, оксидов алюминия, волластонита, тригидрата оксида алюминия (АТН), гидроксида магния, каолина, бентонита, осажденного или коллоидального диоксида кремния, диоксида титана, стеклянных шариков, базальта, сульфата кальция, карбоната кальция, сульфата бария, графита, углеродной сажи, пеньки, льна и кенафа.

17. Способ по п.3, где материал-наполнитель включает в себя частицы и/или волокна.

18. Способ по п.3, где силан смешивают с воском.

19. Способ по п.1, где силан является неразбавленным.

20. Способ по п.1, где силан разбавляют водой и/или органическим растворителем.

21. Способ по п.1, дополнительно включающий введение обработанного наполнителя в полимерную матрицу с получением композитной массы.

22. Композитная масса, полученная способом по п. 21.