使用硅烷處理填料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用可水解硅烷處理碳基填料以使所述填料的表面改性。本發(fā)明還涉及用可水解硅烷處理而改性的碳基填料，以及涉及含有這樣的改性碳基填料的聚合物組合物。
【專利說明】使用硅烷處理填料
[0001]本發(fā)明涉及使用可水解硅烷處理碳基填料，以對(duì)填料的表面改性。本發(fā)明還涉及通過用可水解硅烷處理而改性的碳基填料，以及涉及包含這樣的改性碳基填料的聚合物組合物。
[0002]碳基填料的例子包括炭黑，其用作許多聚合物和橡膠組合物中的加強(qiáng)填料，以及碳纖維，其也用于加強(qiáng)聚合物組合物，尤其是得到定向加強(qiáng)。另外的碳基填料包括碳納米管、富勒烯、石墨烯、可膨脹石墨烯和可膨脹石墨。碳基填料通常良好鍵合到有機(jī)聚合物，尤其是烴聚合物，以得到加強(qiáng)，但是對(duì)極性更高的聚合物鍵合不太好。如碳纖維的碳基填料可用于例如替換較重的玻璃纖維，從而以較輕的重量提供相同的強(qiáng)度增強(qiáng)。
[0003]JP2004-085689描述了一種包含粘合劑的干式成像材料，該粘合劑是通過交聯(lián)劑交聯(lián)的橋，該交聯(lián)劑具有乙烯基磺?；鶊F(tuán)、三甲氧基甲硅烷基基團(tuán)、異氰酸酯基團(tuán)或環(huán)氧基團(tuán)。
[0004]JP2004-109586和JP2004-085775描述了一些具有叔胺基團(tuán)的可水解硅烷。
[0005]Russian Chemical Bulletin, Volume44 (2)，1995，pages374_375 (《俄羅斯化學(xué)通報(bào)》，第44卷第2期，1995年，第374-375頁)描述了 N-甲基-N-烷氧基甲基氨乙基)二烷
氧基硅烷。
[0006]根據(jù)本發(fā)明用于通過用可水解硅烷處理而對(duì)碳基填料表面改性的方法的特征在于可水解硅烷是下式的硅烷
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種通過用可水解硅烷處理而對(duì)碳基填料表面改性的方法，其特征在于所述可水解硅烷是下式的硅烷
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于Z表示氧原子并且R3表示具有I至8個(gè)碳原子的烴基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于Z表示氧原子并且R3表示式-((CH2)aO)b-R4的基團(tuán),其中a=l至3;b = l至6 ;并且R4表示氫或具有I至20個(gè)碳原子的烴基或取代的烴基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于Z表示硫原子并且R3表示式-Y”-SiRpR”3-p的基團(tuán)，其中Y”表示具有I至20個(gè)碳原子的二價(jià)有機(jī)間隔基鍵；各R表示可水解基團(tuán)；各R”表示具有I至8個(gè)碳原子的烴基；并且P = I至3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于Rl表示具有I至8個(gè)碳原子的烴基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于Rl表示式-Y*_SiRqR”3-q的基團(tuán)，其中Y*表不具有I至20個(gè)碳原子的二價(jià)有機(jī)間隔基鍵；各R表不可水解基團(tuán)；各R”表示具有I至8個(gè)碳原子的烴基；并且q = I至3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于Rl表示下式的基團(tuán)


8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于Rl表示式-(CH2)e-C(0)0R10的基團(tuán)，其中e = I至8 ;并且RlO表示具有I至8個(gè)碳原子的烴基。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于R2表示氫。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于各基團(tuán)R為具有I至4個(gè)碳原子的烷氧基。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于各基團(tuán)R為乙氧基。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于a= 3。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的方法，其中所述碳基填料包含碳纖維。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的方法，其中所述碳基填料為炭黑。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的方法，其中所述碳基填料選自碳納米管、富勒烯、石墨烯和可膨脹石墨烯。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中將聚合物材料、所述碳基填料和所述可水解硅烷優(yōu)選在120至200°C的溫度下一起加熱，從而所述聚合物材料被交聯(lián)。
17.一種碳基填料，其通過使用根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所定義的式

18.一種填充聚合物組合物，其包含有機(jī)硅聚合物和如權(quán)利要求17中所定義的改性碳基填料。
19.一種填充聚合物組合物，其包含有機(jī)聚合物、含有有機(jī)硅基團(tuán)的交聯(lián)劑以及如權(quán)利要求17中所定義的改性碳基填料。
20.一種填充聚合物組合物，其包含聚合物基質(zhì)、如權(quán)利要求17中所定義的改性碳基填料和任何其他類型的填料或纖維。
21.一種下式的可水解硅烷的用途
【文檔編號(hào)】C01B31/02GK103975026SQ201280059460
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月8日
【發(fā)明者】邁克爾·貝克爾, 托馬斯·喬叟, 奧利維爾·德伯韋, F·德比耶 申請(qǐng)人:道康寧公司