一種3-環(huán)己基硫代-1-丙基-三乙氧基硅烷及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種多功能橡膠助劑，具體設及一種3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧 基硅烷及其制備方法和作為多功能橡膠助劑的應用。
【背景技術】
[0002] 白炭黑是橡膠工業(yè)中重要的一種補強填料，比炭黑有明顯的優(yōu)勢。由于白炭黑表 面存在大量的娃醇徑基，會產生強烈吸潮性容易抱團，并且和控類橡膠的相容性差，導致 分散性不好。因此對白炭黑的表面改性已成為橡膠領域的一個研究熱點。目前使用的白炭 黑表面改性包括使用氯硅烷類、醇類化合物及硅烷偶聯劑等，采用表面氯化、表面接枝聚 合物、格利雅反應及與環(huán)氧化物發(fā)生酸化反應等改性方式，但運些改性方法僅僅能提高白 炭黑與非極性橡膠之間的相容性，運種相容性都是物理作用，并沒有在一定程度上提高二 氧化娃與橡膠基體的化學鍵合作用。因此，研究效果好的改性劑對本領域有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷，該產品對白炭 黑有很好的改性作用，能提高白炭黑在橡膠產品中的分散性和相容性，同時還能促進橡膠 的硫化，使橡膠產品的綜合性能得到提升。
[0004] 本發(fā)明的另一目的是提供該3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷的制備方法， 該方法操作簡單、反應時間短，環(huán)境污染小，便于工業(yè)化應用。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供該3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷的應用，具體 是作為橡膠助劑或白炭黑改性劑的應用。
[0006] 本發(fā)明是通過W下技術方案實現的： 3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷的結構式如下：
從上述結構式可W看出，3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷的一端是硅氧烷，能 與填料白炭黑表面的徑基反應，形成穩(wěn)定的娃氧烷基鍵，避免了白炭黑的吸潮抱團，提高了 其分散性和控類橡膠的相容性；另一端為環(huán)己燒琉基，能促進橡膠的硫化，改性橡膠分子主 鏈，通過橋聯作用提高白炭黑填料與橡膠基體的相互作用，從而達到提高橡膠產品綜合性 能的效果。
[0007] 本發(fā)明3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷的制備方法，包括將環(huán)己硫醇、 3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷和氨氧化鋼在有機溶劑中混合，攬拌反應生成3-環(huán)己基硫代-1-丙 基-二乙氧基硅烷的步驟。
[0008] 上述方法中，將環(huán)己硫醇、3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷、氨氧化鋼和有機溶劑混合攬拌 均勻即可進行反應。反應方程式如下：
上述制備方法中，為了提高反應收率，還可W在催化劑存在下進行。當使用催化劑時， 環(huán)己硫醇、3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷、氨氧化鋼、催化劑和有機溶劑混合攬拌均勻即可進行反 應。
[0009] 上述制備方法中，所述催化劑為ΚΙ、邸r和4-二甲氨基化晚（DMAP)中的至少一種， 優(yōu)選為質量比1-1. 2:3. 5的KI和4-二甲氨基化晚的混合物。經驗證，催化劑的用量為環(huán) 己硫醇質量的0. 86-7. 2%時催化效果較好。
[0010] 上述制備方法中，環(huán)己硫醇：3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷：氨氧化鋼的摩爾比為 1:1. 0-1. 2 :1. 0-1. 2。
[0011] 上述制備方法中，所述有機溶劑是石油酸、乙酸、溶劑油、二氧六環(huán)和甲苯中的至 少一種，優(yōu)選為石油酸和二氧六環(huán)質量比4:1. 5的混合物。
[0012] 上述制備方法中，環(huán)己硫醇與有機溶劑的質量比為1:10-20。
[0013] 上述制備方法中，反應原料混合后，維持溫度在20-60°C進行反應。一般的，反應時 間為1-5小時。
[0014] 上述制備方法中，反應完后，還包括反應后過濾、濃縮濾液得到3-環(huán)己基硫 代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷的步驟。過濾得到的產品為氯化鋼副產，其可W作為工業(yè)產品 使用或直接銷售。
[0015] 本發(fā)明的3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷能夠與白炭黑表面的徑基反應， 還能促進橡膠的硫化，因此可W作為橡膠助劑或白炭黑改性劑，用于橡膠產品制備領域。
[0016] 本發(fā)明提供的了一種3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷，其能提高白炭黑的 分散性和在橡膠制品中的相容性，在一定程度上提高了二氧化娃與橡膠基體的化學鍵合作 用，提高了橡膠制品的綜合性能，作為橡膠助劑或白炭黑改性劑具有很好的應用前景。
[0017] 本發(fā)明3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷的合成方法簡單、工藝流程短，產 生極少量廢水，環(huán)境污染小。反應中加入催化劑進一步促進了反應的進行，所得產品收率 高，可達96%，純度高，同時反應得到的副產物氯化鋼可作為工業(yè)產品使用或銷售，降低了成 本。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但并不W任何方式限制本發(fā)明。
[0019] 實施例1 向1000血Ξ口燒瓶中投入11. 6g環(huán)己硫醇、24g3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷、4.Ig氨氧化 鋼、200g石油酸，在40°C下攬拌反應2小時，反應后過濾，得到白色氯化鋼固體4. 7g，濾液 208g，將濾液濃縮至干后得到產品26. 4g，經HPLC測定，產品中3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ 乙氧基硅烷含量為95. 1%，收率為82. 4%，收率的計算方式為：所得產品的質量/產品的理論 質量，下同。
[0020] 實施例2 向1000血Ξ口燒瓶中投入11. 6g環(huán)己硫醇、28. 9g3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷、4. 9g氨氧 化鋼、200g甲苯，在60°C下攬拌反應2小時，反應后過濾，得到白色氯化鋼固體4. 9g，濾液 209g，將濾液濃縮至干后得到產品27.Ig，經HPLC測定，產品中3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ 乙氧基硅烷含量為95. 9%，收率為84. 6%。 陽OW 實施例3 向1000血Ξ口燒瓶中投入11. 6g環(huán)己硫醇、24g3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷、4.Ig氨氧化 鋼、0. ：3g催化劑KI、200g石油酸，在40°C下攬拌反應2小時，反應后過濾，得到白色氯化鋼 固體5. 2g，濾液210g，將濾液濃縮至干后得到產品28. 3g，經HPLC測定，產品中3-環(huán)己基硫 代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷含量為95. 7%，收率為88. 3%。 陽0巧 實施例4 向1000血Ξ口燒瓶中投入11. 6g環(huán)己硫醇、24g3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷、4.Ig氨氧化 鋼、0. 3g催化劑(質量比1. 2:3. 5的KI和DMAP)、200g石油酸，在40°C下攬拌反應2小時， 反應后過濾，得到白色氯化鋼固體5. 5g，濾液211g，將濾液濃縮至干后得到產品30. 3g，經 HPLC測定，產品中3-環(huán)己基硫代-1-丙基-Ξ乙氧基硅烷含量為96. 5%，收率為94. 5%。 陽〇2引實施例5 向1000血Ξ口燒瓶中投入11. 6g環(huán)己硫醇、24g3-氯丙基Ξ乙氧基硅烷、4.Ig氨氧 化鋼、0. 3g催化劑(質量比1.2:3. 5的KI和DMAP)、145.6g石油酸和54.6g二氧六環(huán)，在 40°C下攬拌反應2小時，反應后過濾，得到白色氯化鋼固體5. 6g，濾液211g，將濾液濃縮至 干后得到產品30. 9g，經HPLC測定，產品中3-環(huán)己基硫代-1-丙基