用于制造改性二氧化硅產(chǎn)物的方法包括將巰基硅烷和二氧化硅混合以形成疏水化二氧化硅，以及使用氧化劑處理所述疏水化二氧化硅。同樣地，用于制造具有改性二氧化硅產(chǎn)物的二氧化硅母料的方法包括將巰基硅烷溶液和二氧化硅漿料混合以形成疏水化二氧化硅漿料，然后使用氧化劑處理所述疏水化二氧化硅漿料以形成改性二氧化硅漿料。將所述改性二氧化硅漿料與橡膠乳膠摻和，其隨后凝結以形成二氧化硅母料。還公開了使用改性二氧化硅產(chǎn)物和二氧化硅母料之一制造的橡膠配制物和制品。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年6月30日提交的第62/018,886號美國臨時申請的權益。上述申請的全部公開內容通過援引并入本文。

技術領域

本公開案涉及用于橡膠化合物的增強填充劑，更具體地，涉及用于橡膠化合物的改性二氧化硅填充劑。

背景技術

在制造輪胎及其他橡膠產(chǎn)品時，期望將二氧化硅與彈性體或橡膠混合以改進彈性體的某些性質。眾所周知，使用干式混合過程將二氧化硅并入橡膠，其中在混合過程期間將材料置于二氧化硅的表面上以使其摻入橡膠中。當二氧化硅被此類試劑包覆時，二氧化硅被稱為疏水化的，并且用于制造疏水化二氧化硅的任何材料是疏水劑。

已經(jīng)開發(fā)出多種硅烷化合物作為疏水劑。已知的硅烷化合物及用于將二氧化硅并入橡膠的過程描述于Wallen等人的第8,357,733號美國專利。

一種已知類型的硅烷是巰基硅烷，其具有活性硫醇基團并且提供橡膠與二氧化硅之間的優(yōu)異的偶聯(lián)。當水解時具有期望的水溶解度的商購的巰基硅烷是具有以下結構的3-巰丙基三甲氧基硅烷。

使用巰基硅烷作為疏水劑的劣勢是其在常規(guī)的橡膠化合物中及當用于二氧化硅母料過程中趨于促進不良的抗燒焦性或燒焦時間。燒焦是完全配合的橡膠在不過早硫化或交聯(lián)的情況下被熱處理的能力的反映，并且其是處理橡膠中的非常重要的參數(shù)。當橡膠開始交聯(lián)時，其不能再被擠出和/或成形為可用的制品。因此，更長的燒焦時間是期望的。具有更長的燒焦時間的橡膠化合物可以在更高的溫度下處理，并且與具有更短的燒焦時間的橡膠相比可以被重新加工。具有更長的燒焦時間的化合物可以顯著地改進輪胎廠的生產(chǎn)能力。

封端的巰基硅烷也是已知的，其中硫醇基團經(jīng)歷與另一化學成分的初級反應以在正常混合條件下變成基本上不反應的，但當加熱至更高的溫度時，則會反應，如同硫醇基團以其原始狀態(tài)存在一樣。封端的巰基硅烷的處理行為是非常良好的。然而，已知類型的封端的巰基硅烷的使用在許多橡膠應用中是成本高昂的。

不斷需要可以將巰基硅烷用作橡膠化合物和二氧化硅母料過程中的疏水劑的方法。期望地，該方法允許商購的巰基硅烷的使用，同時提供充分的抗燒焦性。

發(fā)明內容

根據(jù)本公開案，令人驚訝地公開了這樣的方法，通過所述方法可以將巰基硅烷用作橡膠化合物和二氧化硅母料過程中的疏水劑，并且所述方法允許商購的巰基硅烷的使用，同時提供充分的抗燒焦性。

本公開案包括這樣的過程，通過所述過程，使用氧化劑處理由巰基硅烷如3-巰丙基三甲氧基硅烷或3-巰丙基甲基二甲氧基硅烷疏水化的二氧化硅以形成改性二氧化硅產(chǎn)物。選擇氧化劑以使二氧化硅結合的巰基硅烷的硫醇(mercaptan)或硫醇(thiol)基團氧化。氧化通常在堿性或基本中性pH條件下進行。更具體地，使用諸如過氧化氫或次氯酸鈉的氧化劑對疏水化二氧化硅的處理提供了改性二氧化硅產(chǎn)物，其當并入橡膠化合物或二氧化硅母料中時，具備帶有改進的燒焦時間的優(yōu)異的配合性質。

在一實施方案中，用于制造改性二氧化硅產(chǎn)物的方法包括將巰基硅烷與二氧化硅混合以形成疏水化二氧化硅的步驟。然后，使用氧化劑處理疏水化二氧化硅以形成改性二氧化硅產(chǎn)物。

由改性二氧化硅產(chǎn)物制得的諸如輪胎的橡膠配制物和制品也在本公開案的范圍內。