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TWI883201B - 矽烷偶合劑組合物及包含其之橡膠組合物 - Google Patents

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TWI883201B
TWI883201B TW110120401A TW110120401A TWI883201B TW I883201 B TWI883201 B TW I883201B TW 110120401 A TW110120401 A TW 110120401A TW 110120401 A TW110120401 A TW 110120401A TW I883201 B TWI883201 B TW I883201B
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芦浦誠
知野圭介
松尾雄介
堤俊幸
岩﨑慶太郎
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日商引能仕材料股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可獲得耐焦化性優異之橡膠組合物及黏彈性特性優異之橡膠組合物之交聯物的矽烷偶合劑組合物等。 本發明之矽烷偶合劑組合物包含矽烷化合物、蛋白質改性劑及/或矽烷化反應促進劑，上述矽烷化合物包含下述式(1)所表示之第1矽烷化合物及下述式(11)所表示之第2矽烷化合物。

Description

矽烷偶合劑組合物及包含其之橡膠組合物
本發明係關於一種矽烷偶合劑組合物及包含其之橡膠組合物。又，本發明亦關於一種該橡膠組合物之交聯物及使用該橡膠組合物之輪胎。
先前，具有反應性官能基及水解性基之矽烷化合物被用作矽烷偶合劑之構成成分，以提高橡膠等有機高分子材料與二氧化矽等無機材料於橡膠組合物中之分散性。
通常情況下，此種矽烷化合物具有巰基、多硫基、胺基或環氧基等取代基作為與橡膠等有機高分子材料之反應性較高之反應性官能基，且具有烷氧基矽烷基等取代基作為與二氧化矽等無機材料之反應性較高之水解性基。例如，於專利文獻1中揭示一種含有多硫化物系矽烷偶合劑之橡膠組合物。又，於專利文獻2中提出一種具有胺基作為反應性官能基、具有甲氧基作為水解性基之矽烷化合物。
進而，於專利文獻3中提出一種橡膠組合物，其係為了改善橡膠組合物之耐焦化性或橡膠組合物之交聯物之發熱特性(黏彈性特性)而調配具有單硫鍵之有機矽烷化合物而成者。
又，針對天然橡膠中所包含之雜質會抑制矽烷偶合劑之反應之課題，於專利文獻4中揭示一種橡膠組合物，其係以特定量調配具有特定之比表面積之二氧化矽、及特定之甘油單脂肪酸酯而成者。又，於專利文獻5中揭示一種輪胎用橡膠組合物，其使用藉由蛋白質分解酵素進行酵素處理後，進而利用脂質分解酵素及/或磷脂質分解酵素進行酵素處理而獲得之改質天然橡膠。進而，於專利文獻6中揭示一種脫蛋白質化天然橡膠乳膠之製造方法，其特徵在於：向天然橡膠乳膠中添加選自由脲系化合物及NaClO所組成之群中之蛋白質改性劑，對乳膠中之蛋白質進行改性處理後將其去除。進而，於專利文獻7中揭示一種改質天然橡膠之製造方法，其係向天然橡膠乳膠中添加脲系化合物，藉此使蛋白質自上述天然橡膠乳膠中之橡膠粒子游離，並以包含該經游離之蛋白質之方式進行乾燥。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平8-259736號公報
[專利文獻2]日本專利特開平11-335381號公報
[專利文獻3]日本專利特開2014-177432號公報
[專利文獻4]日本專利特開2016-113515號公報
[專利文獻5]日本專利特開2016-74844號公報
[專利文獻6]日本專利特開2004-99696號公報
[專利文獻7]日本專利特開2010-111722號公報
然而，於專利文獻1及2中提出之矽烷化合物所具有之反應性官能基之極性較高，於所混合之有機高分子材料為低極性之情形時，有矽烷化合物與有機高分子材料之親和性較低而導致產生分散不良或混合不良之傾向。因此，於使橡膠組合物含有包含此種矽烷化合物之矽烷偶合劑組合物之情形時，有無法充分地改善對該橡膠組合物進行成形而獲得之橡膠組合物之交聯物之黏彈性特性之傾向。另一方面，於為了提高與低極性有機高分子材料之親和性而添加具有極性較低之反應性官能基之先前之矽烷化合物之情形時，與有機高分子材料之反應性較低，作為矽烷偶合劑之性能不足。
又，專利文獻3所記載之矽烷化合物並非對有機高分子材料具有適度之反應性者。
又，專利文獻4所記載之以特定量調配具有特定之比表面積之二氧化矽、及特定之甘油單脂肪酸酯而成之橡膠組合物的模數等拉伸特性具有進一步改善之餘地。又，專利文獻5所記載之使用藉由蛋白質分解酵素進行酵素處理後，利用脂質分解酵素及/或磷脂質分解酵素進行酵素處理而獲得之改質天然橡膠的輪胎用橡膠組合物存在如下顧慮：步驟變複雜，並且成為成本增加之要因。
進而，專利文獻6雖使用蛋白質改性劑，但係與液狀之天然橡膠乳膠 之製造相關之技術，並未提及乾燥橡膠狀之天然橡膠。又，亦無特定之矽烷偶合劑之記載。專利文獻7係與向天然橡膠乳膠中投入蛋白質改性劑後使用特殊裝置之固體天然橡膠之製造相關者，並無特定之矽烷偶合劑之記載。
本發明者等人瞭解到天然橡膠之雜質(蛋白質及磷脂質等)會抑制偶合反應，從而導致產生包含天然橡膠等有機高分子材料與二氧化矽等無機材料之混合不良、分散不良之課題。本發明者等人對解決此種課題之手段進行了努力研究，結果發現藉由於包含二烯系橡膠(尤其是天然橡膠或合成異戊二烯橡膠)之橡膠組合物等中調配具有特定結構且其本身具有作為偶合劑之功能的矽烷化合物及蛋白質改性劑，偶合反應得到促進，其結果二氧化矽等無機材料之分散性提高，由該橡膠組合物等獲得之橡膠製品等之黏彈性特性得到改良。又，本發明者等人發現藉由於包含二烯系橡膠(尤其是天然橡膠或合成異戊二烯橡膠)之橡膠組合物等中調配上述矽烷化合物及矽烷化反應促進劑，偶合反應得到促進，其結果二氧化矽等無機材料之分散性提高，由該橡膠組合物等獲得之橡膠製品等之黏彈性特性得到改良。本發明係基於該見解而成者。
因此，本發明之目的在於提供一種對橡膠等有機高分子材料具有適度之反應性，並且可獲得耐焦化性優異之橡膠組合物及黏彈性特性優異之橡膠組合物之交聯物的矽烷偶合劑組合物。又，本發明之目的在於提供一種耐焦化性優異之橡膠組合物、黏彈性特性優異之橡膠組合物之交聯物、及使用該等之濕地抓地性及低燃料效率性之平衡性優異之輪胎。
本發明者等人進行了努力研究，結果發現藉由將具有與有機高分子材料之親和性及適度之反應性的，具有含有烯烴結構之脂環式烴部分之矽烷化合物與具有矽烷基之脂環式之矽烷化合物用作矽烷偶合劑，偶合反應得到促進，其結果於調配物為橡膠組合物之情形時，二氧化矽等無機材料之分散性提高，由該橡膠組合物等獲得之交聯物(橡膠製品)等之黏彈性特性得到改良。本發明係基於該見解而成者。
本發明包含以下發明。
[1]一種矽烷偶合劑組合物，其係包含矽烷化合物、蛋白質改性劑及/或矽烷化反應促進劑者，上述矽烷化合物包含下述式(1)所表示之第1矽烷化合物、及下述式(11)所表示之第2矽烷化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0005-1
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，L為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴 基，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R16為氫原子、甲基或碳數2~8之烷基，且R17為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，此處，R12及R13相互鍵結而形成雙鍵，且R14、R15及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者，R16及R17可相互鍵結而形成4~9員之脂環式烴，此處，R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]
[化2]
Figure 110120401-A0305-12-0007-2
[式中，各R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，各L分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R26、R27及R28分別獨立地表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]。
[2]如[1]之矽烷偶合劑組合物，其中上述第1矽烷化合物係下述式(2)所表示之化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0008-3
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，h為1~10之整數，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R16為氫原子、甲基或碳數2~8之烷基，且R17為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，此處，R12及R13相互鍵結而形成雙鍵，且R14、R15及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或R14及R15相互鍵結而形成雙鍵， 且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者，R16及R17可相互鍵結而形成4~9員之脂環式烴，此處，R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]。
[3]如[1]或[2]之矽烷偶合劑組合物，其中上述第2矽烷化合物係下述式(12)所表示之化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0009-4
[式中，各R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，h為1~10之整數，m為1~10之整數，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或 R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R26、R27及R28分別獨立地表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]。
[4]如[1]至[3]中任一項之矽烷偶合劑組合物，其中相對於上述第1矽烷化合物及第2矽烷化合物之合計含量，上述第2矽烷化合物之含量為1~50質量%。
[5]如[1]至[4]中任一項之矽烷偶合劑組合物，其中上述矽烷化合物進而包含第1矽烷化合物及第2矽烷化合物以外之其他矽烷化合物而成。
[6]如[5]之矽烷偶合劑組合物，其中上述其他矽烷化合物係式(13)所表示之矽烷化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0010-5
[式中，t及v分別獨立地為0~10之整數，u為2~10之整數，q及r分別獨立地為1~3之整數，w及z分別獨立地為0或1之整數，L2及L3分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，R21及R23分別獨立地為烷氧基或經1個以上烷基取代之胺基， R22及R24分別獨立地為氫或烷基]。
[7]如[1]至[6]中任一項之矽烷偶合劑組合物，其中上述蛋白質改性劑係選自由胺甲醯胺類化合物、胍類化合物及界面活性劑所組成之群中之至少1種。
[8]如[1]至[6]中任一項之矽烷偶合劑組合物，其中上述矽烷化反應促進劑係選自由胺甲醯胺類化合物及胍類化合物所組成之群中之至少1種。
[9]如[7]或[8]之矽烷偶合劑組合物，其中上述胺甲醯胺類化合物為脲。
[10]如[7]或[8]之矽烷偶合劑組合物，其中上述胍類化合物為二苯胍。
[11]如[1]至[10]中任一項之矽烷偶合劑組合物，其進而包含碳黑而成。
[12]如[1]至[11]中任一項之矽烷偶合劑組合物，其用於天然橡膠及/或合成異戊二烯橡膠。
[13]一種橡膠組合物，其係包含如[1]至[12]中任一項之矽烷偶合劑組合物、二烯系橡膠、及二氧化矽者，上述二烯系橡膠至少包含天然橡膠及/或合成異戊二烯橡膠，相對於上述二氧化矽100質量份，上述第1矽烷化合物及上述第2矽烷化合物之合計含量為0.5~30質量份。
[14]如[13]之橡膠組合物，其中相對於上述二烯系橡膠100質量份，上述二氧化矽之含量為0.5~300質量份。
[15]如[13]或[14]之橡膠組合物，其用於輪胎。
[16]一種交聯物，其係如[13]至[15]中任一項之橡膠組合物之交聯物。
[17]一種充氣輪胎，其將如[16]之交聯物用於輪胎面。
根據本發明，可提供一種對橡膠等有機高分子材料具有適度之反應性，並且可獲得耐焦化性優異之橡膠組合物及黏彈性特性優異之橡膠組合物之交聯物的矽烷偶合劑組合物。又，根據本發明，可提供一種耐焦化性優異之橡膠組合物、黏彈性特性優異之橡膠組合物之交聯物、及使用該等之濕地抓地性及低燃料效率性之平衡性優異之輪胎。
圖1表示製備例1中所合成之矽烷化合物1之1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance，核磁共振)圖。
圖2表示利用氣相層析法將製備例1中所合成之矽烷化合物1劃分為(1A)部分與(1B)部分並分別分取之層析圖。
圖3表示製備例1中所合成之矽烷化合物1之(1A)部分之1H-NMR圖。a~g及圓形所包圍之整數1~7所示之波峰表示鍵結於式(1A)所表示之化合物之各碳原子(示於圖3中)之質子之波峰。
圖4表示製備例1中所合成之矽烷化合物1之(1A)部分之13C-NMR圖。a~g及圓形所包圍之整數1~7所示之波峰表示式(1A)所表示之化合物之各碳原子(示於圖4中)之波峰。
圖5表示製備例1中所合成之矽烷化合物1之(1B)部分之1H-NMR圖。 A~G及圓形所包圍之1~7所示之波峰表示鍵結於式(1B)所表示之化合物之各碳原子(示於圖5中)之質子之波峰。
圖6表示製備例1中所合成之矽烷化合物1之(1B)部分之13C-NMR圖。A~G及圓形所包圍之1~7所示之波峰表示鍵結於式(1B)所表示之化合物之各碳原子(示於圖6中)之質子之波峰。
圖7表示製備例2中所合成之矽烷化合物2之1H-NMR圖。
[定義]
於本說明書中，表示組成之「份」、「%」等只要未特別說明，則為質量基準。
[矽烷偶合劑組合物]
本發明之矽烷偶合劑組合物之特徵在於包含第1矽烷化合物、第2矽烷化合物、以及蛋白質改性劑及/或矽烷化反應促進劑。本發明之矽烷偶合劑組合物對橡膠等有機高分子材料具有適度之反應性，並且可獲得耐焦化性優異之橡膠組合物及黏彈性特性優異之橡膠組合物之交聯物。
相對於矽烷偶合劑組合物之總質量，矽烷偶合劑組合物中之第1矽烷化合物及第2矽烷化合物之合計含量較佳為20~99質量%，更佳為50~95質量%，進而較佳為60~90質量%。又，相對於矽烷偶合劑組合物之總質量，矽烷偶合劑組合物中之蛋白質改性劑及矽烷化反應促進劑之合計含量較佳為0.1~50質量%，更佳為1~45質量%，進而較佳為5~40質量%。
相對於第1矽烷化合物及第2矽烷化合物之合計含量，矽烷偶合劑組合物中之第2矽烷化合物之含量較佳為1~50質量%，更佳為2~40質量%，進而較佳為5~30質量%。只要矽烷偶合劑組合物中之第2矽烷化合物之含量之比率為上述數值範圍內，則對橡膠等有機高分子材料具有適度之反應性，並且容易獲得耐焦化性優異之橡膠組合物及黏彈性特性優異之橡膠組合物之交聯物。
矽烷偶合劑組合物亦可進而包含碳黑。作為碳黑，可使用下文中說明之無機材料中所記載之碳黑。以下，對矽烷偶合劑組合物之各成分進行詳細說明。
(第1矽烷化合物)
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物係下述之式(1)所表示之化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0014-6
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子， L為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R16為氫原子、甲基或碳數2~8之烷基，且R17為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，此處，R12及R13相互鍵結而形成雙鍵，且R14、R15及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者，R16及R17可相互鍵結而形成4~9員之脂環式烴，此處，R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]。
於上述式(1)中，a為0或1之整數，較佳為1。
又，b為0或1之整數，較佳為1。
又，c分別獨立地為0或1之整數，較佳為1。
又，d分別獨立地為0或1之整數，較佳為1。
又，e為0~5之整數，較佳為0~3之整數，更佳為0~2之整數，進而較佳為0或1之整數。
又，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構。
又，f為1~5之整數，較佳為1~4之整數，更佳為1~3之整數，進而較佳為1。
又，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構。
又，g為1~5之整數，較佳為1~4之整數，更佳為1~3之整數，進而較佳為1。
又，R16為氫原子、甲基或碳數2~8之烷基，較佳為氫原子、甲基或碳數2或3之烷基，更佳為氫原子或甲基，進而更佳為氫原子，且R17為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，較佳為氫原子、甲基或碳數2~5之烷基，更佳為氫原子或甲基，進而更佳為氫原子，此處，R12及R13相互鍵結而形成雙鍵，且R14、R15及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者，R16及R17可相互鍵結而形成4~9員之脂環式烴、較佳為4~7員之脂環式烴、更佳為5員或6員之脂環式烴、進而較佳為5員之脂環式烴，此 處，R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基。
又，於上述式(1)中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子。烴基例如可例舉烷基、芳烷基或芳基等。
作為烷基，例如可例舉：甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、第三丁基、2-乙基己基、環戊基、環己基等；烷基之碳原子數較佳為1~60，更佳為1~30，其中，較佳為甲基或乙基。
作為芳烷基，例如可例舉：苄基、苯乙基、萘基甲基、聯苯基甲基等。芳烷基之碳原子數較佳為7~60，更佳為7~20，進而較佳為7~14。
作為芳基，可例舉：苯基、聯苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基等。芳基之碳原子數較佳為6~60，更佳為6~24，進而較佳為6~12。
所謂包含氧原子或氮原子之烴基，係具有烴基中之碳原子被取代為氧原子或氮原子之結構之基。
於本發明之進而較佳之實施態樣中，上述R1、R2及R3中之可包含氧原子或氮原子之烴基為烷氧基、經1個以上之烷基取代之胺基或烷基。更佳為碳數1~30之烷氧基，進而較佳為碳數1~20之烷氧基，更佳為經1個以上之碳數1~30之烷基取代之胺基，進而較佳為經1個以上之碳數1~20之烷基取代之胺基，或更佳為碳數1~30之烷基，進而較佳為碳數1~20之烷基。作為烷氧基，可例舉：甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基及異丁氧基等；該等之中，較佳為甲氧基或乙氧基。又，作為經1個以上之烷基取代之胺基，可例舉：N-甲基胺基、N,N-二甲基胺基、N-乙 基胺基、N,N-二乙基胺基及N-異丙基胺基等；該等之中，較佳為N-甲基胺基或N-乙基胺基。又，作為烷基，可例舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、環戊基、己基及環己基等；該等之中，較佳為甲基及乙基。
又，於上述式(1)中，L為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，較佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~30之烴基，更佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~20之烴基，進而較佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~10之烴基。其中，L尤佳為包含硫之烴基。該烴基中之連接矽烷基與脂環式烴部分之直鏈部分之長度以碳、氮、氧或硫之原子數之總和計，較佳為設為3~8，更佳為設為4~7，進而較佳為設為4~6。
本發明之矽烷偶合劑組合物中之第1矽烷化合物較佳為含硫矽烷化合物。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物較佳為式(2)所表示之化合物：[化7]
Figure 110120401-A0305-12-0019-7
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，h為1~10之整數，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R16為氫原子、甲基或碳數2~8之烷基，且R17為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，此處，R12及R13相互鍵結而形成雙鍵，且R14、R15及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基， 或者，R16及R17可相互鍵結而形成4~9員之脂環式烴，此處，R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]。
上述式(2)所表示之化合物中之h為1~10之整數，較佳為1~8，更佳為2~7，進而較佳為3~6，進而更佳為3~5之整數，尤佳為3。又，關於a~g及R1~R18，如上述式(1)中所說明。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物更佳為式(3)所表示之化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0020-8
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，h為1~10之整數，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數， d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R31為氫原子、甲基或碳數2~8之烷基]。
關於上述式(3)所表示之化合物中之a~g及R1~R11，如上述式(1)中所說明，關於h，如上述式(2)中所說明。
式(3)中之R31為氫原子、甲基或碳數2~8之烷基，較佳為氫原子、甲基或碳數2~5之烷基，更佳為氫原子、甲基或碳數1或2之烷基，進而較佳為氫原子。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物更佳為式(4)所表示之化合物：[化9]
Figure 110120401-A0305-12-0022-9
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，h為1~10之整數，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R32為氫原子、甲基或碳數2~9之烷基]。
關於上述式(4)所表示之化合物中之a~g及R1~R11，如上述式(1)中 所說明，關於h，如上述式(2)中所說明。
式(4)中之R32為氫原子、甲基或碳數2~9之烷基，較佳為甲基或碳數2~5之烷基，更佳為甲基或碳數1或2之烷基，進而較佳為甲基。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物更佳為式(5)所表示之化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0023-10
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，h為1~10之整數，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或 R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，x為0~5之整數]
關於上述式(5)所表示之化合物中之a~g及R1~R11，如上述式(1)中所說明，關於h，如上述式(2)中所說明。
式(5)中之x為0~5之整數，較佳為0~3之整數，更佳為1或2，進而較佳為1。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物進而較佳為式(6)：
Figure 110120401-A0305-12-0024-11
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子]、或式(7)：[化12]
Figure 110120401-A0305-12-0025-12
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子]、或式(8)：
Figure 110120401-A0305-12-0025-13
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子]、或式(9)：
Figure 110120401-A0305-12-0025-14
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子]所表示之化合物。
於上述式(6)~式(9)所表示之化合物中，關於R1~R3，如上述式(1)中所說明。
作為本發明之矽烷偶合劑組合物中之第1矽烷化合物之另一較佳之態樣，可例舉下述式所表示之化合物。於下述式所表示之化合物中，關於R1~R3，如上述式(1)中所說明。
Figure 110120401-A0305-12-0026-15
[各式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子]
作為本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物之進而更佳之態樣，可例舉於上述式(1)~式(9)中，R1R2R3Si基具有式(10)之化學結構之矽烷化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0026-16
[式中， R19分別獨立地為烷氧基或經1個以上烷基取代之胺基，R20分別獨立地為氫原子或烷基，L1分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，j分別獨立地為0或1之整數，k為1~3之整數，星號(*)表示與上述矽烷化合物之矽烷基以外之部分鍵結之部位]。
於上述式(10)中，R19分別獨立地為烷氧基或經1個以上烷基取代之胺基。作為較佳之一實施態樣，R19分別獨立地為水解性基且為烷氧基，更佳為碳數1~30之烷氧基，進而較佳為碳數1~20之烷氧基或經1個以上烷基取代之胺基，更佳為經1個以上之碳數1~30之烷基取代之胺基，進而較佳為經1個以上之碳數1~20之烷基取代之胺基。具體而言，作為烷氧基，可例舉：甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基及異丁氧基等；該等之中，較佳為甲氧基或乙氧基。又，作為經1個以上之烷基取代之胺基，可例舉：N-甲基胺基、N,N-二甲基胺基、N-乙基胺基、N,N-二乙基胺基及N-異丙基胺基等；該等之中，較佳為N-甲基胺基或N-乙基胺基。再者，烷氧基及胺基亦可經由包含烴基之連結基而與矽(Si)鍵結，該烴基可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子。
又，R20分別獨立地為氫原子或烷基，更佳為碳數1~30之烷基，進而較佳為碳數1~20之烷基，具體而言，可例舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、環戊基、己基及環己基等；該等之中，較佳為甲基及乙基。
於上述式(10)中，L1分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，較佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~30之烴基，更佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~20之烴基，進而較佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~10之烴基。
於上述式(10)中，k為1~3之整數，較佳為2~3之整數，更佳為3。
又，j分別獨立地為0或1之整數，較佳為0。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物進一步較佳為於上述式(1)~式(9)中R1R2R3Si基為三乙氧基矽烷基或三甲氧基矽烷基之矽烷化合物，進一步更佳為R1R2R3Si基為三乙氧基矽烷基之矽烷化合物。
作為本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第1矽烷化合物之尤佳之實施態樣，可例舉下述式所表示之化合物。
[化17]
Figure 110120401-A0305-12-0029-17
本發明之第1矽烷化合物較佳為其立體異構物或其等立體異構物之任意混合物。
(第1矽烷化合物之製造方法)
對本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之式(1)所表示之第1矽烷化合 物之製造方法之一實施方式進行說明，但並不限定於以下製造方法。例如，第1矽烷化合物可藉由使式(14)：
Figure 110120401-A0305-12-0030-18
[式中，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R16為氫原子、甲基或碳數2~8之烷基，且R17為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，此處，R12及R13相互鍵結而形成雙鍵，且R14、R15及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或R14及R15相互鍵結而形成雙鍵， 且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者，R16及R17可相互鍵結而形成4~9員之脂環式烴，此處，R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，且R12、R13及R18為氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]
所表示之化合物與式(15)：[化19]R1R2R3Si-Y (15)
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，Y為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基]
所表示之化合物反應而製造。
於上述式(14)及式(15)中，R1~R18及a~g如式(1)所表示之第1矽烷化合物中所說明。
又，於上述式(15)中，Y為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，較佳為可包含選自由碳數1~30之氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，更佳為可包含選自由碳數1~20之氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，進而較佳為可包含選自由碳數1~10之氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基。其中，Y尤佳為包含硫之烴基。該烴基中之連接矽烷基與鍵結於脂環式烴部分之部位之直鏈部分之長度以碳、氮、氧或硫之原子數之總和計，較佳為 設為3~8，更佳為設為4~7，進而較佳為設為4~6。
此處，於上述式(1)所表示之第1矽烷化合物之製造中，可藉由將式(14)所表示之化合物與式(15)所表示之化合物供於加成反應或縮合反應而合成。作為此處之加成反應，可使用自由基加成反應、共軛加成反應、親核加成反應、親電子加成反應等，例如可使用歸類於周環性反應之反應、矽氫化反應、氫胺化反應等。作為縮合反應，例如可使用酯化反應、醯胺化反應、硫酯化反應、硫醯胺化反應、佛瑞德-克來福特反應等。
再者，上述式(14)所表示之化合物可基於業者已知之知識，並藉由相同或者不同之共軛二烯類化合物彼此所產生之狄爾斯-阿爾德反應、或共軛二烯類化合物與烯烴類化合物之狄爾斯-阿爾德反應而合成。又，式(14)所表示之化合物可藉由視需要使藉由該狄爾斯-阿爾德反應而合成之化合物熱改性及/或視需要對藉由該狄爾斯-阿爾德反應而合成之化合物進行精製而製備。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之式(2)所表示之第1矽烷化合物可藉由使上述式(14)所表示之化合物與式(16)：
Figure 110120401-A0305-12-0032-19
[式中，R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原 子，h為1~10之整數]
所表示之化合物反應而製造。
於上述式(14)及式(16)中，R1~R18及a~g如式(1)所表示之第1矽烷化合物中所說明。進而，h如式(2)所表示之化合物中所說明。
此處，認為上述式(2)所表示之化合物係藉由如下方式合成：將上述式(14)所表示之化合物與上述式(16)所表示之化合物加以混合並進行加熱，藉此使上述式(16)所表示之化合物中之巰基與上述式(14)所表示之化合物中之碳-碳不飽和鍵部分反應。較佳為以上述式(16)所表示之化合物相對於上述式(14)所表示之化合物1莫耳成為0.1~4莫耳之方式進行混合，更佳為以成為0.2~3莫耳之方式進行混合。又，加熱溫度較佳為設為40~300℃，更佳為設為50~200℃。
作為上述式(16)所表示之化合物，例如可例舉具有巰基之烷氧基矽烷化合物。作為具有巰基之烷氧基矽烷化合物，可例舉：巰基三甲氧基矽烷、巰基三乙氧基矽烷、巰基甲基三甲氧基矽烷、巰基甲基三乙氧基矽烷、巰基甲基三丙氧基矽烷、2-巰基乙基三甲氧基矽烷、2-巰基乙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、4-巰基丁基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、4-巰基丁基三乙氧基矽烷、2-巰基乙基三丙氧基矽烷、3-巰基丙基三丙氧基矽烷、4-巰基丁基三丙氧基矽烷、2-巰基乙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、4-巰基丁基甲基二甲氧 基矽烷、2-巰基乙基甲基二乙氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二乙氧基矽烷、4-巰基丁基甲基二乙氧基矽烷等。
又，上述式(2)所表示之化合物亦可藉由將上述式(14)所表示之化合物與下述式(13)所表示之化合物加以混合並進行加熱而合成。認為下述式(13)所表示之化合物中之多硫鍵裂解，且其與上述式(14)所表示之化合物中之碳-碳不飽和鍵部分反應，藉此合成上述式(2)所表示之化合物。較佳為以下述式(13)所表示之化合物相對於上述式(14)所表示之化合物1莫耳成為0.1~4莫耳之方式進行混合，更佳為以成為0.3~3莫耳之方式進行混合。又，加熱溫度較佳為設為40~300℃，更佳為設為50~200℃
亦可視需要併用自由基起始劑。作為自由基起始劑，亦可使用偶氮二異丁腈(AIBN)或1,1'-偶氮二(環己甲腈)(ABCN)等偶氮化合物、過氧化二-第三丁基(t-BuOOBu-t)或氫過氧化第三丁基(t-BuOOH)、過氧化苯甲醯(BPO，PhC(=O)OOC(=O)pH)、過氧化甲基乙基酮、過氧化二異丙苯(DCP)等過氧化物、氯分子等二鹵化合物、作為低溫下產生自由基之試劑之過氧化氫與鐵(II)鹽、過硫酸鹽與亞硫酸氫鈉等氧化劑與還原劑之組合之氧化還原起始劑、三乙基硼烷(Et3B)或二乙基鋅(Et2Zn)。
再者，下述式(13)所表示之化合物中，雙[3-(三乙氧基矽烷基)丙基]四硫化物可使用經市售者，例如可例舉Evonik公司製造之Si-69。又，雙[3-(三乙氧基烯丙基)丙基]二硫化物亦可使用經市售者，例如可例舉Evonik公司製造之Si-75。
(第2矽烷化合物)
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第2矽烷化合物係下述式(11)所表示之化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0035-20
[式中，各R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子，各L分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或 R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R26、R27及R28分別獨立地表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]。
於上述式(11)中，各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11之較佳之實施態樣如上述式(1)中所說明。
又，各L之較佳之實施態樣如上述式(1)中所說明。
又，a、b、c、d、e之較佳之態樣如上述式(1)中所說明。
R26、R27及R28分別獨立地表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，較佳為氫原子。
本發明之矽烷偶合劑組合物中之第2矽烷化合物較佳為含硫矽烷化合物。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之式(11)所表示之第2矽烷化合物較佳為式(12)所表示之化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0036-21
[式中，各R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原 子，h為1~10之整數，m為1~10之整數，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R26、R27及R28分別獨立地表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基]。
於上述式(12)中，各R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R26、R27及R28之較佳之實施態樣如上述式(11)中所說明。
又，各L之較佳之實施態樣如上述式(11)中所說明。
又，a、b、c、d、e之較佳之態樣如上述式(11)中所說明。
又，h之較佳之實施態樣如上述式(2)中所說明。
又，於上述式(12)中，m為1~10之整數，較佳為1~8，更佳為1~6，進而較佳為1~4，進而更佳為1~3之整數。
本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第2矽烷化合物進而較佳為式(17)：
Figure 110120401-A0305-12-0038-22
[式中，各R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子]、或式(18)：
Figure 110120401-A0305-12-0038-23
[式中，各R1、R2及R3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子]
所表示之化合物。
於上述式(17)、式(18)所表示之化合物中，各R1、R2及R3如上述式(11)中所說明。
作為本發明之矽烷偶合劑組合物中之第2矽烷化合物之另一進而較佳之態樣，可例舉下述式所表示之化合物。於下述式所表示之化合物中，R1~R3如上述式(1)中所說明。
[化25]
Figure 110120401-A0305-12-0039-24
Figure 110120401-A0305-12-0040-25
作為本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之上述式(11)所表示之第2矽烷化合物之進而更佳之態樣，可例舉R1R2R3Si基具有上述式(10)之化學結構之矽烷化合物。尤其是第2矽烷化合物進一步較佳為R1R2R3Si基為三乙氧基矽烷基或三甲氧基矽烷基之矽烷化合物，進一步更佳為R1R2R3Si基為三乙氧基矽烷基之矽烷化合物。
作為本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之第2矽烷化合物之尤佳之實施態樣，可例舉下述式所表示之化合物。
[化26]
Figure 110120401-A0305-12-0041-26
Figure 110120401-A0305-12-0042-27
本發明之第2矽烷化合物較佳為其立體異構物或其等立體異構物之任意混合物。
(第2矽烷化合物之製造方法)
對本發明之矽烷偶合劑組合物中所包含之式(11)所表示之第2矽烷化合物之製造方法之一實施方式進行說明，但並不限定於以下製造方法。例如，第2矽烷化合物可藉由使下述式(14)所表示之化合物與上述式(15)所 表示之化合物反應而製造：
Figure 110120401-A0305-12-0043-28
[式中，a為0或1之整數，b為0或1之整數，c分別獨立地為0或1之整數，d分別獨立地為0或1之整數，e為0~5之整數，R4、R5、R6及R7表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R4或R5及R6或R7之一個可形成-(CH2)f-所表示之交聯結構，f為1~5之整數，R8、R9、R10及R11表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，或者R8或R9及R10或R11之一個可形成-(CH2)g-所表示之交聯結構，g為1~5之整數，R12、R13、R14、R15、R16、R17及R18分別獨立地表示氫原子、甲基或碳數2~10之烷基，其中，可為R12及R13相互鍵結而形成雙鍵，或R14及R15相互鍵結而形成雙鍵，又，R16及R17相互鍵結而形成4~9員之脂環式烴]。
再者，關於上述式(14)及(15)之較佳之實施態樣，如第1矽烷化合物中所說明。
此處，於第2矽烷化合物之製造中，可藉由將式(14)所表示之化合物與式(15)所表示之化合物供於加成反應或縮合反應而合成。作為此處之加成反應，可使用自由基加成反應、共軛加成反應、親核加成反應、親電子加成反應等，例如可使用歸類於周環性反應之反應、矽氫化反應、氫胺化反應等。作為縮合反應，例如可使用酯化反應、醯胺化反應、硫酯化反應、硫醯胺化反應、佛瑞德-克來福特反應等。
再者，上述式(14)所表示之化合物可基於業者已知之知識，並藉由相同或者不同之共軛二烯類化合物彼此所產生之狄爾斯-阿爾德反應、或共軛二烯類化合物與烯烴類化合物之狄爾斯-阿爾德反應而合成。又，上述式(14)所表示之化合物可藉由視需要使藉由該狄爾斯-阿爾德反應而合成之化合物熱改性及/或視需要對藉由該狄爾斯-阿爾德反應而合成之化合物進行精製而製備。
又，第2矽烷化合物可藉由使上述式(14)所表示之化合物與上述式(16)所表示之化合物反應而製造。再者，關於上述式(16)之較佳之實施態樣，如第1矽烷化合物中所說明。
此處，認為第2矽烷化合物係藉由如下方式合成：將上述式(14)所表示之化合物與上述式(16)所表示之化合物加以混合並進行加熱，藉此使上 述式(16)所表示之化合物中之巰基與上述式(14)所表示之化合物中之2處碳-碳不飽和鍵部分反應。較佳為以上述式(16)所表示之化合物相對於上述式(14)所表示之化合物1莫耳成為0.1~4莫耳之方式進行混合，更佳為以成為0.3~3莫耳之方式進行混合。又，加熱溫度較佳為設為40~300℃，更佳為設為50~200℃。
又，第2矽烷化合物亦可藉由將上述式(14)所表示之化合物與下述式(13)所表示之化合物加以混合並進行加熱而合成。認為下述式(13)所表示之化合物中之多硫鍵裂解，且其與上述式(14)所表示之化合物中之2處碳-碳不飽和鍵部分反應，藉此而合成者。較佳為以下述式(13)所表示之化合物相對於上述式(14)所表示之化合物1莫耳成為0.1~4莫耳之方式進行混合，更佳為以成為0.3~3莫耳之方式進行混合。又，加熱溫度較佳為設為40~300℃，更佳為設為50~200℃。
亦可視需要併用自由基起始劑。作為自由基起始劑，亦可使用偶氮二異丁腈(AIBN)或1,1'-偶氮二(環己甲腈)(ABCN)等偶氮化合物、過氧化二-第三丁基(t-BuOOBu-t)或氫過氧化第三丁基(t-BuOOH)、過氧化苯甲醯(BPO，PhC(=O)OOC(=O)pH)、過氧化甲基乙基酮、過氧化二異丙苯(DCP)等過氧化物、氯分子等二鹵化合物、作為低溫下產生自由基之試劑之過氧化氫與鐵(II)鹽、過硫酸鹽與亞硫酸氫鈉等氧化劑與還原劑之組合之氧化還原起始劑、三乙基硼烷(Et3B)或二乙基鋅(Et2Zn)。
再者，下述式(13)所表示之化合物中，雙[3-(三乙氧基矽烷基)丙基] 四硫化物可使用經市售者，例如可例舉Evonik公司製造之Si-69。又，雙[3-(三乙氧基烯丙基)丙基]二硫化物亦可使用經市售者，例如可例舉Evonik公司製造之Si-75。
(其他矽烷化合物)
本發明之矽烷偶合劑組合物亦可進而包含第1矽烷化合物及第2矽烷化合物以外之其他矽烷化合物(於本說明書中有時亦稱為「其他矽烷化合物」)。若使包含本發明之矽烷偶合劑組合物之橡膠組合物進行硫化反應，則其他矽烷化合物亦會加入硫化反應，故而作為矽烷偶合劑發揮功能之第1矽烷化合物及第2矽烷化合物會與其他矽烷化合物反應。認為藉由該反應產生偶合效率提高之協同效應。於本發明之橡膠組合物中，其他矽烷化合物較佳為第1矽烷化合物及第2矽烷化合物以外之含硫矽烷化合物。
作為其他矽烷化合物，例如可使用式(13)所表示之化合物：
Figure 110120401-A0305-12-0046-29
[式中，t及v分別獨立地為0~10之整數，u為2~10之整數，q及r分別獨立地為1~3之整數，w及z分別獨立地為0或1之整數，L2及L3分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基， R21及R23分別獨立地為烷氧基或經1個以上烷基取代之胺基，R22及R24分別獨立地為氫原子或烷基]。
上述式(13)中，t及v分別獨立地為0~10之整數，較佳為0~5之整數，更佳為1~3之整數，進而較佳為2。
又，u為2~10之整數，更佳為2~8之整數。
又，q及r分別獨立地為1~3之整數，較佳為2~3之整數，更佳為3。
又，w及z分別獨立地為0或1之整數，較佳為0。
又，L2及L3分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基，較佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~30之烴基，更佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~20之烴基，進而較佳為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之碳數1~10之烴基。
又，R21及R23分別獨立地為水解性基且為烷氧基，更佳為碳數1~30之烷氧基，進而較佳為碳數1~20之烷氧基或經1個以上烷基取代之胺基，更佳為經1個以上之碳數1~30之烷基取代之胺基，更佳為經1個以上之碳數1~20之烷基取代之胺基。具體而言，作為烷氧基，可例舉：甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基及異丁氧基等；該等之中，較佳為甲氧基或乙氧基。又，作為經1個以上之烷基取代之胺基，可例舉：N-甲基胺基、N,N-二甲基胺基、N-乙基胺基、N,N-二乙基胺基及N-異丙基胺基等；該等之中，較佳為N-甲基胺基或N-乙基胺基。再者，烷氧基及胺基亦可經由包含可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基之連結基與矽(Si)鍵結。
又，R22及R24分別獨立地為氫原子或烷基，更佳為碳數1~30之烷基，進而較佳為碳數1~20之烷基，具體而言，可例舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、環戊基、己基及環己基等；該等之中，較佳為甲基及乙基。
作為其他矽烷化合物，除上述式(13)所表示之化合物以外，亦可使用上述式(16)所表示之化合物、尤其是具有如以下之結構之矽烷化合物。
Figure 110120401-A0305-12-0048-30
相對於第1矽烷化合物、第2矽烷化合物、及其他矽烷化合物之合計含量，本發明之矽烷偶合劑組合物中之其他矽烷化合物之含量以質量比計較佳為0.1~0.9，進而較佳為0.2~0.8。
(蛋白質改性劑)
本發明之矽烷偶合劑組合物中可使用業者已知之蛋白質改性劑作為蛋白質改性劑。蛋白質改性劑只要為可使二烯系橡膠、尤其是天然橡膠中之蛋白質之高次結構之穩定性降低者，則可為任何蛋白質改性劑。作為代表性蛋白質改性劑，可例舉：脲衍生物、硫脲等胺甲醯胺類化合物；胍鹽酸鹽、硫氰酸胍鎓、胍、二苯胍等胍類化合物；十二烷基硫酸鈉等界面活性劑；戊二醛、辛二亞胺酸二甲酯二鹽酸鹽、β巰基乙醇、二硫蘇糖醇 等。該等蛋白質改性劑可使用其中任1種，亦可將2種以上併用。該等之中，較佳為使用胺甲醯胺類化合物、胍類化合物、界面活性劑、戊二醛、及辛二亞胺酸二甲酯二鹽酸鹽，更佳為使用脲衍生物、胍鹽酸鹽、二苯胍、十二烷基硫酸鈉、戊二醛、及辛二亞胺酸二甲酯二鹽酸鹽。作為脲衍生物，例如可例舉：脲、甲基脲、乙基脲、丙基脲、丁基脲、戊基脲、己基脲、環己基脲、N,N'-二甲基脲、N,N'-二乙基脲、N,N,N',N'-四甲基脲、N,N-二甲基-N',N'-二苯基脲、二乙基脲、二丙基脲、二丁基脲、二戊基脲、二己基脲及其等之鹽等。該等之中，較佳為脲。藉由使用蛋白質改性劑，可提高橡膠組合物之耐焦化性。進而，本發明之矽烷偶合劑組合物較佳為包含胺甲醯胺類化合物及胍類化合物之兩者。
(矽烷化反應促進劑)
本發明之矽烷偶合劑組合物中可使用矽烷化反應促進劑。矽烷化反應促進劑只要為促進二氧化矽與矽烷偶合劑之矽烷化反應者，則可為任何矽烷化反應促進劑。作為矽烷化反應促進劑，可例舉：脲衍生物、硫脲等胺甲醯胺類化合物；胍鹽酸鹽、硫氰酸胍鎓、胍、二苯胍等胍類化合物等。該等矽烷化反應促進劑可使用其中任1種，亦可將2種以上併用。作為脲衍生物，例如可例舉：脲、甲基脲、乙基脲、丙基脲、丁基脲、戊基脲、己基脲、環己基脲、N,N'-二甲基脲、N,N'-二乙基脲、N,N,N',N'-四甲基脲、N,N-二甲基-N',N'-二苯基脲、二乙基脲、二丙基脲、二丁基脲、二戊基脲、二己基脲及其等之鹽等。該等之中，較佳為脲。
於二氧化矽與矽烷偶合劑之矽烷化反應之第一階段反應中，存在矽 烷偶合劑之烷氧基與二氧化矽表面之矽烷醇基之直接反應(脫醇縮合)、及矽烷偶合劑之烷氧基水解後與二氧化矽表面之矽烷醇基脫水縮合之兩個反應過程。繼而，於矽烷化反應之第二階段反應中，產生化學鍵結於二氧化矽表面之相鄰矽烷偶合劑彼此之縮合反應。認為第一階段反應中之矽烷偶合劑之水解會限速反應速度，但若存在脲衍生物等矽烷化反應促進劑，則水解反應之速度增加而矽烷化反應得到促進。
於本發明中，胺甲醯胺類化合物或胍類化合物等可發揮蛋白質改性劑及矽烷化反應促進劑之兩者之功能。例如，於將包含脲之矽烷偶合劑組合物添加至橡膠組合物中之情形時，脲可發揮對天然橡膠等之蛋白質改性效果、及二氧化矽與矽烷偶合劑之矽烷化反應之促進效果之兩者。於該情形時，於脲之含量相對於矽烷偶合劑組合物之總質量為X質量%時，上述「蛋白質改性劑及矽烷化反應促進劑之合計含量」設為相對於矽烷偶合劑組合物之總質量為X質量%(即，脲之含量於蛋白質改性劑及矽烷化反應促進劑之兩者中不重複計算)
[橡膠組合物]
本發明之橡膠組合物之特徵在於包含本發明之矽烷偶合劑組合物、二烯系橡膠、及二氧化矽。本發明之橡膠組合物由於耐焦化性優異，故而加工性良好。進而，藉由使用本發明之橡膠組合物，可獲得黏彈性特性優異之交聯物。此種橡膠組合物可較佳地用作輪胎。以下，對橡膠組合物之各成分進行詳細說明。再者，矽烷偶合劑組合物如上文中詳細所述。
相對於二氧化矽100質量份，橡膠組合物中之第1矽烷化合物及第2矽烷化合物之合計含量較佳為0.5~30質量份，更佳為1~20質量份，進而較佳為2~15質量份。只要第1矽烷化合物及第2矽烷化合物之合計含量為上述數值範圍內，便可提高橡膠組合物之交聯物之黏彈性特性，從而獲得濕地抓地性與低燃料效率性之平衡性優異之輪胎。
相對於二氧化矽100質量份，橡膠組合物中之其他矽烷化合物之含量較佳為0.01~20質量份，更佳為0.05~10質量份。
橡膠組合物中之蛋白質改性劑之含量視蛋白質改性劑之種類而有所不同，只要可降低蛋白質之高次結構之穩定性，則可為任何量。相對於二烯系橡膠100質量份，橡膠組合物中之蛋白質改性劑之含量較佳為0.01~10質量份，更佳為0.1~5質量份，進而較佳為0.2~3.0質量份。再者，於包含2種以上之蛋白質改性劑之情形時，其合計含量可為上述數值範圍內。只要蛋白質改性劑之含量為上述數值範圍內，便可提高橡膠組合物之耐焦化性。又，例如於使用脲等胺甲醯胺類化合物作為蛋白質改性劑之情形時，相對於二烯系橡膠100質量份，可含有較佳為0.01~10質量份、更佳為0.05~5質量份、進而較佳為0.1~3質量份。又，例如於使用胍鹽酸鹽等胍類化合物作為蛋白質改性劑之情形時，相對於二烯系橡膠100質量份，可含有較佳為0.01~10質量份、更佳為0.05~5質量份、進而較佳為0.1~3質量份。尤其是若對胺甲醯胺類化合物併用胍類化合物，則可降低橡膠組合物之未交聯複合物時之黏度，故而加工性變良好。於該情形時，胍類化合物之含量相對於胺甲醯胺類化合物之含量之比(胍類化合物/胺甲 醯胺類化合物)較佳為0.01~3，更佳為0.05~2，進而較佳為0.1~1。
橡膠組合物中之矽烷化反應促進劑之含量視矽烷化反應促進劑之種類而所有不同，但只要為促進矽烷化反應者，則可為任何量。相對於二烯系橡膠100質量份，橡膠組合物中之矽烷化反應促進劑之含量較佳為0.01~10質量份，更佳為0.1~5質量份，進而較佳為0.2~3.0質量份。再者，於包含2種以上之矽烷化反應促進劑之情形時，其合計含量可為上述數值範圍內。只要矽烷化反應促進劑之含量為上述數值範圍內，便可提高橡膠組合物之耐焦化性。又，例如於使用脲等胺甲醯胺類化合物作為矽烷化反應促進劑之情形時，相對於二烯系橡膠100質量份，可含有較佳為0.01~10質量份、更佳為0.05~5質量份、進而較佳為0.1~3質量份。又，例如於使用胍鹽酸鹽等胍類化合物作為矽烷化反應促進劑之情形時，相對於二烯系橡膠100質量份，可含有較佳為0.01~10質量份、更佳為0.05~5質量份、進而較佳為0.1~3質量份。尤其是若對胺甲醯胺類化合物併用胍類化合物，則效果變得顯著，於該情形時，胍類化合物之含量相對於胺甲醯胺類化合物之含量之比(胍類化合物/胺甲醯胺類化合物)較佳為0.01~3，更佳為0.05~2，進而較佳為0.1~1。
(二烯系橡膠)
本發明之橡膠組合物中所包含之二烯系橡膠可例舉異戊二烯系橡膠及其他二烯系橡膠。作為異戊二烯系橡膠，可例舉：天然橡膠(NR)、脫蛋白質天然橡膠、及合成異戊二烯橡膠等。此處，脫蛋白質天然橡膠係實施脫蛋白處理後之天然橡膠，與普通天然橡膠相比，蛋白質含量減少，但 並未完全去除。天然橡膠或脫蛋白質天然橡膠中包含源自天然橡膠之雜質(蛋白質、磷脂質等)，其會抑制矽烷偶合劑之偶合反應，而產生所調配之二氧化矽等無機材料於橡膠組合物中不會充分地分散之問題。於本發明中，為了解決此種問題，於使用天然橡膠及/或合成異戊二烯橡膠作為二烯系橡膠之情形時，於矽烷偶合劑組合物中調配蛋白質改性劑及/或矽烷化反應促進劑。作為天然橡膠，可例舉：天然橡膠乳膠、技術分級橡膠(TSR)、菸膠片(RSS)、杜仲膠、源自杜仲之天然橡膠、源自灰白銀膠菊之天然橡膠、源自橡膠草之天然橡膠、植物成分醱酵橡膠等；進而對該等天然橡膠進行改性而成之環氧化天然橡膠、甲基丙烯酸改性天然橡膠、苯乙烯改性天然橡膠、磺酸改性天然橡膠、磺酸鋅改性天然橡膠等改性天然橡膠等亦包含於天然橡膠中。天然橡膠之雙鍵部之順式/反式/乙烯基之比率並無特別限制，於任意比率下均可較佳地使用。作為合成異戊二烯橡膠，可例舉：順式-1,4異戊二烯、反式-1,4異戊二烯、及3,4異戊二烯之共聚物(所謂之異戊二烯橡膠(IR))。又，作為局部具有合成異戊二烯橡膠之結構者，可例舉：異戊二烯-丁二烯橡膠、及鹵化異戊二烯橡膠等。於本發明中，作為二烯系橡膠，較佳為使用異戊二烯橡膠(IR)，進而較佳為使用包含75%以上之順式-1,4異戊二烯結構之合成異戊二烯橡膠。又，二烯系橡膠之數量平均分子量及分子量分佈並無特別限制，較佳為數量平均分子量500~3000000、分子量分佈1.5~15。
作為其他二烯系橡膠，可例舉：丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯橡膠、苯乙烯-異戊二烯橡膠、局部氫化苯乙烯-丁二烯橡膠、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丁二烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠 等。
二烯系橡膠之製造方法並無特別限制，可列舉：乳化聚合、溶液聚合、自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合等。又，玻璃轉移點亦無特別限制。
相對於橡膠組合物之固形物成分總質量，二烯系橡膠之含量較佳為20~80質量%，更佳為25~75質量%，進而較佳為30~70質量%。
(無機材料)
作為本發明之橡膠組合物中所包含之無機材料，例如可例舉：二氧化矽、碳黑、碳酸鈣、氧化鈦、黏土及滑石等；可將該等單獨或組合使用。該等之中，就可進一步提高機械特性及耐熱性之方面而言，於本發明中，至少使用二氧化矽。相對於二烯系橡膠100質量份，無機材料之添加量較佳為0.1~500質量份，更佳為1~300質量份。
作為二氧化矽，並無特別限定，例如可例舉：乾式二氧化矽、濕式二氧化矽、膠體二氧化矽、及沈澱二氧化矽等。該等之中，較佳為將含水矽酸作為主成分之濕式二氧化矽。該等二氧化矽可分別單獨使用1種或將2種以上組合使用。該等二氧化矽之比表面積並無特別限制，於以氮吸附比表面積(BET(Brunauer-Emmett-Teller，布厄特)法)計通常為10~400m2/g、較佳為20~300m2/g、進而較佳為120~190m2/g之範圍時，充分地達成補強性、耐磨耗性及發熱性等之改善而較佳。此處，氮吸附比表面 積係依據ASTM D3037-81並利用BET法所測得之值。相對於二烯系橡膠100質量份，二氧化矽之添加量較佳為1~300質量份，更佳為5~200質量份，進而較佳為10~150質量份。
根據用途適當選擇使用碳黑。一般而言，碳黑基於粒徑被分類成硬碳與軟碳。軟碳對橡膠之補強性較低，硬碳對橡膠之補強性較高。於本發明之橡膠組合物中，較佳為使用補強性尤其高之硬碳。相對於二烯系橡膠100質量份，碳黑之添加量較佳為1~300質量份，更佳為5~200質量份，進而較佳為10~150質量份。再者，碳黑可添加至橡膠組合物中，亦可添加至矽烷偶合劑組合物中。
(其他加工助劑)
本發明之橡膠組合物亦可於不脫離本發明之主旨之範圍內添加硫等硫化劑、硫化促進劑、硫化促進助劑、抗老化劑、著色劑、軟化劑、各種油、抗氧化劑、填充劑及塑化材等其他加工助劑。
作為硫化劑，可例舉：粉末硫、沈澱性硫、高分散性硫、表面處理硫、不溶性硫、二嗎啉二硫化物、烷酚二硫化物等硫系硫化劑或氧化鋅、氧化鎂、氧化鉛、對醌二肟、對二苯甲醯基醌二肟、四氯對苯醌、聚對二硝基苯、亞甲基二苯胺、酚樹脂、溴化烷酚樹脂、氯化烷酚樹脂等。相對於二烯系橡膠100質量份，硫化劑之添加量較佳為0.1~10質量份，更佳為0.5~5質量份。
作為硫化促進劑，可例舉：四甲基秋蘭姆二硫化物(TMTD)、四乙基秋蘭姆二硫化物(TETD)、四甲基秋蘭姆單硫化物(TMTM)等秋蘭姆系，六亞甲基四胺等醛/氨系，二苯胍等胍系，2-巰基苯并噻唑(MBT)、二硫化二苯并噻唑(DM)等噻唑系，N-環己基-2-苯并噻唑次磺醯胺(CBS)、N-第三丁基-2-苯并噻唑次磺醯胺(BBS)等次磺醯胺系，二甲基二硫代胺基甲酸鋅(ZnPDC)等二硫代胺基甲酸鹽系硫化促進劑。相對於二烯系橡膠100質量份，硫化促進劑之添加量較佳為0.01~10質量份，更佳為0.1~5質量份。
作為硫化促進助劑，可例舉：乙酸、丙酸、丁酸、硬脂酸、丙烯酸、順丁烯二酸等脂肪酸、乙酸鋅、丙酸鋅、丁酸鋅、硬脂酸鋅、丙烯酸鋅、順丁烯二酸鋅等脂肪酸鋅、氧化鋅等。相對於二烯系橡膠100質量份，硫化促進助劑之添加量較佳為0.01~10質量份，更佳為0.1~5質量份。
作為抗老化劑，例如可例舉：受阻酚系、脂肪族及芳香族受阻胺系等化合物。相對於二烯系橡膠100質量份，抗老化劑之添加量較佳為0.01~10質量份，更佳為0.1~5質量份。
作為抗氧化劑，例如可例舉：丁基羥基甲苯(BHT)、丁基羥基甲氧苯(BHA)等。相對於二烯系橡膠100質量份，抗氧化劑之添加量較佳為0.1~10質量份，更佳為0.5~5質量份。
作為著色劑，可例舉：二氧化鈦、氧化鋅、群青、鐵丹、鋅鋇白、鉛、鎘、鐵、鈷、鋁、鹽酸鹽、硫酸鹽等無機顏料、偶氮顏料、酞菁銅顏料等。相對於二烯系橡膠100質量份，著色劑之添加量較佳為0.1~10質量份，更佳為0.5~5質量份。
於本發明中，其他加工助劑可利用公知之橡膠用混練機、例如輥、班布里混合機、捏合機等進行混練，並於任意條件下硫化後用作橡膠組合物。該等其他加工助劑之添加量可於不脫離本發明之主旨之範圍內設為先前之一般添加量。
[橡膠組合物之製造方法]
製造本發明之橡膠組合物之方法係包含對上述矽烷偶合劑、上述二烯系橡膠及上述無機材料進行混練之步驟而成者。製造本發明之橡膠組合物之方法較佳為包含對上述矽烷偶合劑、上述二烯系橡膠、上述無機材料及上述硫化促進助劑進行混練之步驟而成者。
製造本發明之橡膠組合物之方法較佳為亦可進而包含對上述硫化劑進行混練之步驟而成者。更佳為亦可進而包含對上述硫化劑與上述硫化促進劑進行混練之步驟而成者。
又，於上述各步驟中，橡膠組合物可於不脫離本發明之主旨之範圍內適當調配上述其他加工助劑。
橡膠組合物之製造可使用先前公知之混練裝置，且可適當選擇混練溫度及時間、調配順序等。
[橡膠組合物之交聯物]
可使用本發明之橡膠組合物，並依據先前公知之方法及業者廣泛知曉之技術常識製造橡膠組合物之交聯物。例如，可將上述橡膠組合物擠出，繼而使用成型機成形後，使用硫化機進行加熱、加壓，藉此形成交聯，而製造交聯物。
[輪胎]
本發明之輪胎包含本發明之橡膠組合物之交聯物。關於本發明之輪胎，可使用上述橡膠組合物，並藉由先前公知之方法及業者廣泛知曉之技術常識製造輪胎。例如，可將上述橡膠組合物擠出，繼而使用輪胎成型機成形後，使用硫化機進行加熱、加壓，藉此形成交聯，而製造輪胎。使用本發明之橡膠組合物製造輪胎，藉此可平衡性良好地提高輪胎性能中之濕地抓地性及低燃料效率性。
作為輪胎之用途，並無特別限制，例如可例舉：客車用輪胎、高負載用輪胎、機車(motorcycle)用輪胎、無釘輪胎等。
作為輪胎之形狀、結構、大小及材質，並無特別限制，可根據目的適當選擇。又，可應用於輪胎之各部，作為輪胎之應用部，並無特別限制，可根據目的適當選擇輪胎之胎面、胎體、側壁、氣密層、胎面基部、 傳送帶部等。於本發明中，較佳為將橡膠組合物用於輪胎面之充氣輪胎。
[實施例]
以下，藉由實施例對本發明進而詳細地進行說明，但本發明並不限定於該等實施例。
[製備例1：矽烷化合物1(VNB-SSi)之合成]
將連接有球旋塞、真空/乾燥氮氣管之三向旋塞、隔墊安裝於100mL之三口燒瓶後，放入攪拌棒，一面於乾燥機中進行加熱，一面將體系內之脫氣-氮氣置換重複進行10次，使之成為常壓氮氣氛圍。使用注射器向該燒瓶內注入2-乙烯基降莰烯(VNB)27.5g(0.225mol)，並於氮氣氛圍添加偶氮二異丁腈0.074g(0.45mmol)後，通入氮氣20分鐘。繼而，利用氣密注射器抽吸10.7g(0.045mol)巰基丙基三乙氧基矽烷並安裝於定量泵，並以於3小時內滴加所有量之方式設定。最後，利用矽潤滑油將連接部密閉，將氣密注射器之針頭穿過隔墊導入燒瓶中，將燒瓶浸漬於油浴中，使浴溫緩慢上升，於內溫到達50℃之時點使定量泵運作，滴加巰基丙基三乙氧基矽烷進行反應。完成所有量之滴加起2小時後將燒瓶自油浴中取出，並放置直至變成室溫為止。繼而，將剩餘VNB於減壓下蒸餾去除後，獲得目標無色清澈透明液體37.4g。將所獲得之化合物之1H-NMR之測定結果示於圖1。藉由1H-NMR之測定及13C-NMR之測定確認到矽烷之導入率為100%，降
Figure 110120401-A0305-12-0059-43
烯環之雙鍵消失。
[化30]
Figure 110120401-A0305-12-0060-31
[矽烷化合物1之立體異構物之檢測]
藉由氣相層析法將所獲得之矽烷化合物1劃分為大量包含上述式(1A)所表示之化合物之部分(「(1A)部分」)與大量包含上述式(1B)所表示之化合物之部分(「(1B)部分」)，並進行分取(圖2)。將(1A)部分之1H-NMR之測定結果示於圖3，將13C-NMR之測定結果示於圖4。又，將(1B)部分之1H-NMR之測定結果示於圖5，將13C-NMR之測定結果示於圖6。確認到於式(1A)及(1B)所表示之化學結構中，鍵結於乙烯基之雙鍵直接鍵結於降
Figure 110120401-A0305-12-0060-44
烯環之碳原子(於圖3或圖5中係由圓形所包圍之整數2所表示之碳原子)之質子之波峰分裂。根據該資料推測，存在鍵結於降
Figure 110120401-A0305-12-0060-45
烯環之乙烯基與降
Figure 110120401-A0305-12-0060-46
烯環之交聯結構同樣地朝向紙面向前側延伸之異構物(順式異構物)、及鍵結於降
Figure 110120401-A0305-12-0060-47
烯環之乙烯基與降
Figure 110120401-A0305-12-0060-48
烯環之交聯結構相反地朝向紙面向後側延伸之異構物(反式異構物)之2種立體異構物。同樣地推測，存在鍵結於降
Figure 110120401-A0305-12-0060-49
烯環之硫原子與降
Figure 110120401-A0305-12-0060-50
烯環之交聯結構同樣地朝向紙面向前側延伸之異構物(順式異構物)、及鍵結於降
Figure 110120401-A0305-12-0060-51
烯環之硫原子與降
Figure 110120401-A0305-12-0060-52
烯環之交聯結構相反地朝向紙面向後側延伸之異構物(反式異構物)之2種立體異構物。根據以上推測，所獲得之矽烷化合物1為以下式所表示之8種立體異構物之混合物。
[化31]
Figure 110120401-A0305-12-0061-32
[製備例2：矽烷化合物2(VNB-2SSi)之合成]
將連接有球旋塞、真空/乾燥氮氣管之三向旋塞、隔墊安裝於50mL之三口燒瓶後，放入攪拌棒，一面於乾燥機中進行加熱，一面將體系內之脫氣-氮氣置換反覆進行10次，使之成為常壓氮氣氛圍。使用注射器向該燒瓶內注入2-乙烯基降莰烯(VNB)5.2g(0.043mol)、巰基丙基三乙氧基矽烷20.3g(0.085mol)，並於氮氣氛圍添加偶氮二異丁腈0.14g(0.85mmol)後，通入氮氣20分鐘。利用矽潤滑油使連接部密閉後，將燒瓶浸漬於油浴中，使浴溫緩慢上升至50℃反應13小時後，進而升溫至70℃反應5小時。繼而，針對巰基丙基三乙氧基矽烷，進行總計2次追加添加(第一次：0.10g(0.85mmol)、第二次：0.26g(2.13mmol))，並分別於70℃下反應5小時後，放冷至室溫為止，獲得目標無色~淡黃色清澈透明液體25.0g。
將所獲得之化合物之1H-NMR之測定結果示於圖7。藉由1H-NMR之測定確認到矽烷之導入率為100%，降
Figure 110120401-A0305-12-0061-53
烯環及乙烯基之兩者之雙鍵消 失。
Figure 110120401-A0305-12-0062-33
[矽烷化合物2之立體異構物之檢測]
將所獲得之矽烷化合物2之1H-NMR之測定結果示於圖7。根據1H-NMR之測定結果確認到乙烯基之雙鍵消失。此處，推測矽烷化合物2係巰基矽烷進而與製備例1中所合成之矽烷化合物1之8種立體異構物(1加成體)之乙烯基反應，生成2加成體而獲得。此時，推測向乙烯基之加成僅產生向位阻較少之乙烯基之1位(外側)之反應，於向乙烯基之加成中，矽烷化合物1之立體異構性得到保持。根據以上推測，所獲得之矽烷化合物2係以下式所表示之8種立體異構物之混合物。
[化33]
Figure 110120401-A0305-12-0063-34
[製備例3：矽烷偶合劑組合物1之製造]
將連接有球旋塞、乾燥氮氣管之三向旋塞、攪拌翼、三一馬達安裝於100mL之三口燒瓶後，自氮氣管中流出氮氣將體系內置換，使之成為常壓氮氣氛圍。向該燒瓶內添加碳黑(東海碳素公司製之Seast KH)6.0g、脲3.0g，並以60rpm使攪拌翼旋轉而進行混合。自攪拌開始起15分鐘 後，使用滴管逐次少量滴加添加矽烷化合物1(VNB-SSi)5.18g及矽烷化合物2(VNB-2SSi)0.825g，添加所有量後，使攪拌翼之轉速上升至200rpm，進一步進行混合。於1小時後停止攪拌，獲得直徑約為1~3mm之黑色顆粒狀固體(矽烷偶合劑組合物1)14.9g。
[實施例1-1] (矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片之製作)
首先，將矽烷化合物1(VNB-SSi)之所有量、矽烷化合物2(VNB-2SSi)之所有量、及蛋白質改性劑1(脲)之所有量加以混合，獲得矽烷偶合劑組合物。繼而，使用100mL捏合機(東洋精機公司製造之Labo Plastomill)將以下各成分進行混練，獲得橡膠組合物。所實施之混練操作之詳細內容如以下之(i)~(iii)所述。
(i)混合機混練：向加熱至150℃之密閉式加壓捏合機中投入天然橡膠，並以30rpm進行1分鐘素煉後，投入量取二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之1/2量所得者、及上述所製備之矽烷偶合劑組合物之所有量，將轉速提昇至50rpm並進行1分30秒混練。進而添加剩餘1/2量之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物，並繼續進行1分30秒混練後，提起撞錘(上頂栓)並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而繼續進行1分鐘混練後，再次提起撞錘，並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而混練3分鐘後釋出。
(ii)回練：為了使二氧化矽良好地分散，將向加熱至120℃之密閉式 加壓捏合機釋出而使溫度充分降低之混練物進而以50rpm進行2分鐘混練後釋出。
(iii)輥混練(添加硫化系)：釋出而使溫度充分降低後，利用雙輥向上述混練物中添加硫、硫化促進劑等並進行混練，獲得橡膠組合物。
其後，將所獲得之未硫化橡膠組合物放入至模具(150mm×150mm×2mm)中，並於150℃下加熱加壓25分鐘，獲得厚度2mm之硫化橡膠片。
‧天然橡膠(泰國製造、RSS # 3) 100質量份
‧二氧化矽AQ(Tosoh公司製造、商品名：Nipsil AQ) 40質量份
‧氧化鋅3號(東邦亞鉛公司製造、商品名：銀嶺R) 3質量份
‧硬脂酸(新日本理化製造、商品名：硬脂酸300) 1質量份
‧抗老化劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocrack 6C) 1質量份
‧蛋白質改性劑1(和光純藥工業公司製造、商品名：脲) 1質量份
‧矽烷化合物1(VNB-SSi)(製備例1) 3.14質量份
‧矽烷化合物2(VNB-2SSi)(製備例2) 0.064質量份
‧硫(細井化學公司製造、5%油處理硫) 2.76質 量份
‧硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocceler CZ) 1質量份
‧硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocceler D) 0.5質量份
[實施例1-2]
將矽烷化合物1(VNB-SSi)之添加量變更為3.04質量份，將矽烷化合物2(VNB-2SSi)之添加量變更為0.16質量份，除此以外，以與實施例1-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[實施例1-3]
將矽烷化合物1(VNB-SSi)之添加量變更為2.88質量份，將矽烷化合物2(VNB-2SSi)之添加量變更為0.32質量份，除此以外，以與實施例1-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[實施例1-4]
將矽烷化合物1(VNB-SSi)之添加量變更為2.72質量份，將矽烷化合物2(VNB-2SSi)之添加量變更為0.48質量份，除此以外，以與實施例1-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[實施例1-5]
將矽烷化合物1(VNB-SSi)之添加量變更為2.40質量份，將矽烷化合 物2(VNB-2SSi)之添加量變更為0.80質量份，除此以外，以與實施例1-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[實施例1-6]
將脲之添加量變更為0.5質量份，除此以外，以與實施例1-4相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[實施例1-7]
將矽烷化合物1(VNB-SSi)之添加量變更為1.36質量份，將矽烷化合物2(VNB-2SSi)之添加量變更為0.24質量份，添加其他矽烷化合物(Si69)1.60質量份，將硫之添加量變更為2.38質量份，除此以外，以與實施例1-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例1-1]
未添加矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加其他矽烷化合物(Si69)3.20質量份，將硫之添加量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例1-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例1-2]
未添加矽烷化合物1(VNB-SSi)，將矽烷化合物2(VNB-2SSi)之添加量變更為3.20質量份，除此以外，以與實施例1-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例1-3]
未添加脲，除此以外，以與實施例1-4相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[物性評價]
藉由下述方法對上述實施例1-1~1-7及比較例1-1~1-3中所獲得之橡膠組合物及橡膠片之物性進行評價。
(黏彈性)
使用黏彈性測定裝置(UBM公司製造REOGEL E-4000)，依據JIS K 6394，於變形約為0.1%、頻率10Hz之條件下求出實施例1-1~1-7及比較例1-1~1-3中所獲得之橡膠片之測定溫度0℃及60℃下之tanδ，並根據該值算出tanδ平衡性(=tanδ(0℃)/tanδ(60℃))。tanδ平衡性越大，意味著橡膠片之黏彈性特性越優異，作為輪胎之濕地抓地性與低燃料效率性之平衡性越優異。
(耐焦化性)
依據JIS K6300並使用東洋精機(股)製造之Rotorless Mooney測定機，測定將未硫化之橡膠組合物於125℃下預熱1分鐘後自最低黏度Vm上升5慕尼單位所需之時間t5。測定結果越大，意味著焦化時間越長，橡膠組合物之加工性越優異。
將以上測定結果及算出結果(tanδ平衡性)示於表1。再者，各測定值及各算出值係以將比較例1-1中之各值設為100之指數來表示。
Figure 110120401-A0305-12-0069-36
根據實施例1-1~1-7及比較例1-1~1-3之結果，發現藉由使用包含矽烷化合物1、矽烷化合物2、及脲之矽烷偶合劑組合物，橡膠組合物之耐焦化性得到改善，進而發現橡膠片之黏彈性特性提高。因此判明若使用本發明之矽烷偶合劑組合物及橡膠組合物，則橡膠之加工性提高，進而，可製 造實際使用上濕地抓地性與低燃料效率性之平衡性優異之輪胎。
[實施例2-1] (矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片之製作)
使用100mL捏合機(東洋精機公司製造之Labo Plastomill)將以下各成分進行混練，獲得橡膠組合物。所實施之混練操作之詳細內容如以下(i)~(iii)。
(i)混合機混練：向加熱至150℃之密閉式加壓捏合機中投入天然橡膠，並以30rpm進行1分鐘素煉後，投入量取二氧化矽、碳黑、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之1/2量所得者、及矽烷偶合劑(矽烷化合物1(VNB-SSi))之所有量及矽烷化合物2(VNB-2SSi)之所有量)、及蛋白質改性劑1(脲)之所有量，將轉速提昇至50rpm並進行1分30秒混練。進而添加剩餘1/2量之上述二氧化矽、碳黑、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物，並繼續進行1分30秒混練後，提起撞錘(上頂栓)並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而繼續進行1分鐘混練後，再次提起撞錘，並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、碳黑、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而混練3分鐘後釋出。
(ii)回練：為了使二氧化矽良好地分散，將向加熱至120℃之密閉式加壓捏合機釋出而使溫度充分降低之混練物進而以50rpm進行2分鐘混練後釋出。
(iii)輥混練(添加硫化系)：釋出而溫度充分降低後，利用雙輥向上述混練物中添加硫、硫化促進劑等並進行混練，獲得橡膠組合物。
其後，將所獲得之未硫化橡膠組合物放入至模具(150mm×150 mm×2mm)中，並於150℃下加熱加壓25分鐘，獲得厚度2mm之硫化橡膠片。
．天然橡膠(泰國製造、RSS # 3) 100質量份
．二氧化矽AQ(Tosoh公司製造、商品名：Nipsil AQ) 36.8質量份
．碳黑(東海碳素公司製造、商品名：Seast KH) 3.2質量份
．氧化鋅3號(東邦亞鉛公司製造、商品名：銀嶺R) 3質量份
．硬脂酸(新日本理化製造、商品名：硬脂酸300) 1質量份
．抗老化劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocrack 6C) 1質量份
．蛋白質改性劑1(和光純藥工業公司製造、商品名：脲) 1質量份
．矽烷化合物1(VNB-SSi)(製備例1) 2.76質量份
．矽烷化合物2(VNB-2SSi)(製備例2) 0.44質量份
．硫(細井化學公司製造、5%油處理硫) 2.76質量份
．硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：NoccelerCZ) 1質量份
．硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：NoccelerD) 0.5質 量份
[實施例2-2]
如下述般變更實施例2-1之(i)混合機混練之操作，除此以外，以與實施例2-1相同之方式獲得橡膠組合物及橡膠片。
(i)混合機混練：向加熱至150℃之密閉式加壓捏合機中投入天然橡膠，並以30rpm進行1分鐘素煉後，投入量取二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之1/2量所得者、及矽烷偶合劑組合物1(7.4質量份、製備例3)之所有量，將轉速提昇至50rpm並進行1分30秒混練。將轉速提昇至50rpm並進行1分30秒混練。進而添加剩餘1/2量之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物，並繼續進行1分30秒混練後，提起撞錘(上頂栓)並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而繼續進行1分鐘混練後，再次提起撞錘，並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而混練3分鐘後釋出。
[比較例2-1]
未添加矽烷化合物1(VNB-SSi)、矽烷化合物2(VNB-2SSi)及脲，添加3.2質量份之其他矽烷化合物(Si69)(德固賽公司製造)，進而將硫之含量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例2-1相同之方式獲得橡膠組合物及橡膠片。
[比較例2-2]
未添加矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加3.2質量份之其他矽烷化合物(Si69)(德固賽公司製造)，進而將硫之含量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例2-1相同之方式獲得橡膠組合物及橡膠片。
[物性評價]
藉由上述實施例1之物性評價所記載之方法對上述實施例2-1~2-2及比較例2-1~2-2中所獲得之橡膠組合物及橡膠片之物性進行評價。將以上測定結果及算出結果(tanδ平衡性)示於表2。再者，各測定值及各算出值係以將比較例2-1中之各值設為100之指數表示。
Figure 110120401-A0305-12-0073-37
根據實施例2-1~2-2及比較例2-1~2-2之結果，發現包含矽烷化合物1、矽烷化合物2、碳黑、脲、及天然橡膠之橡膠組合物之耐焦化性得到改善，進而發現橡膠片之黏彈性特性提高。因此判明若使用本發明之矽烷偶合劑組合物及橡膠組合物，則橡膠之加工性提高，進而可製造實際使用上濕地抓地性與低燃料效率性之平衡性優異之輪胎。
[實施例3-1] (矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片之製作)
首先，將矽烷化合物1(VNB-SSi)之所有量、矽烷化合物2(VNB-2SSi)之所有量、及蛋白質改性劑2(戊二醛50%水溶液)之所有量加以混合，獲得矽烷偶合劑組合物。繼而，使用100mL捏合機(東洋精機公司製造之Labo Plastomill)將以下各成分進行混練，獲得橡膠組合物。所實施之混練操作之詳細內容如以下之(i)~(iii)所述。
(i)混合機混練：向加熱至150℃之密閉式加壓捏合機中投入天然橡膠，並以30rpm進行1分鐘素煉後，投入量取二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之1/2量所得者、及上述所製備之矽烷偶合劑組合物之所有量，將轉速提昇至50rpm並進行1分30秒混練。進而添加剩餘1/2量之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物，並繼續進行1分30秒混練後，提起撞錘(上頂栓)並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而繼續進行1分鐘混練後，再次提起撞錘，並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入 至混練物中，進而混練3分鐘後釋出。
(ii)回練：為了使二氧化矽良好地分散，將向加熱至120℃之密閉式加壓捏合機釋出而使溫度充分降低之混練物進而以50rpm進行2分鐘混練後釋出。
(iii)輥混練(添加硫化系)：釋出而溫度充分降低後，利用雙輥向上述混練物中添加硫、硫化促進劑等並進行混練，獲得橡膠組合物。
其後，將所獲得之未硫化橡膠組合物放入至模具(150mm×150mm×2mm)中，並於150℃下加熱加壓25分鐘，獲得厚度2mm之硫化橡膠片。
‧天然橡膠(泰國製造、RSS # 3) 100質量份
‧二氧化矽AQ(Tosoh公司製造、商品名：Nipsil AQ) 40質量份
‧氧化鋅3號(東邦亞鉛公司製造、商品名：銀嶺R) 3質量份
‧硬脂酸(新日本理化製造、商品名：硬脂酸300) 1質量份
‧抗老化劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocrack 6C) 1質量份
‧蛋白質改性劑2(東京化成工業公司製造、商品名：戊二醛50%水溶液) 2質量份
‧矽烷化合物1(VNB-SSi)(製備例1) 2.72質量份
‧矽烷化合物2(VNB-2SSi)(製備例2) 0.48質量 份
‧硫(細井化學公司製造、5%油處理硫) 2.76質量份
‧硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocceler CZ) 1質量份
‧硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocceler D) 0.5質量份
[實施例3-2]
未添加蛋白質改性劑2，添加蛋白質改性劑3(東京化成工業公司製造、商品名：辛二亞胺酸二甲酯二鹽酸鹽)1質量份，除此以外，以與實施例3-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[實施例3-3]
未添加蛋白質改性劑2，添加蛋白質改性劑4(東京化成工業公司製造、商品名：十二烷基硫酸鈉)1質量份，除此以外，以與實施例3-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[實施例3-4]
未添加蛋白質改性劑2，添加蛋白質改性劑5(東京化成工業公司製造、商品名：胍鹽酸鹽)1質量份，除此以外，以與實施例3-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例3-1]
未添加矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加其他矽烷化合物(Si69)3.20質量份，將硫之添加量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例3-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例3-2]
未添加矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加其他矽烷化合物(Si69)3.20質量份，將硫之添加量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例3-2相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例3-3]
未添加矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加其他矽烷化合物(Si69)3.20質量份，將硫之添加量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例3-3相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例3-4]
未添加矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加其他矽烷化合物(Si69)3.20質量份，將硫之添加量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例3-4相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例3-5]
未添加蛋白質改性劑2，除此以外，以與比較例3-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[物性評價]
針對上述實施例3-1~3-4及比較例3-1~3-5中所獲得之橡膠片，以與實施例1-1相同之方式並藉由上述方法對黏彈性進行評價，針對橡膠組合物，以與實施例1-1相同之方式並藉由上述方法對耐焦化性進行評價。將以上測定結果及算出結果(tanδ平衡性)示於表3。再者，各測定值及各算出值係以將比較例3-5中之各值設為100之指數表示。
Figure 110120401-A0305-12-0078-38
Figure 110120401-A0305-12-0079-39
根據實施例3-1~3-4及比較例3-1~3-5之結果，發現藉由使用包含矽烷化合物1(VNB-SSi)、矽烷化合物2(VNB-2SSi)及蛋白質改性劑2~5之矽烷偶合劑組合物，包含天然橡膠之橡膠組合物之耐焦化性得到改善，進而發現橡膠片之黏彈性特性提高。因此判明若使用本發明之矽烷偶合劑組合物及橡膠組合物，則橡膠之加工性提高，進而可製造實際使用上濕地抓地性與低燃料效率性之平衡性優異之輪胎。
[實施例4-1] (矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片之製作)
首先，將矽烷化合物1(VNB-SSi)之所有量、矽烷化合物2(VNB-2SSi)之所有量、蛋白質改性劑1(脲)之所有量、蛋白質改性劑6(二苯胍)之所有量加以混合，獲得矽烷偶合劑組合物。繼而，使用100mL捏合機(東洋精機公司製造之Labo Plastomill)將以下各成分進行混練，獲得橡膠組合物。所實施之混練操作之詳細內容如以下之(i)~(iii)所述。
(i)混合機混練：向加熱至150℃之密閉式加壓捏合機中投入天然橡膠，並以30rpm進行1分鐘素煉後，投入量取二氧化矽、碳黑、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之1/2量所得者、及上述所製備之矽烷偶合劑組合物之所有量，將轉速提昇至50rpm並進行1分30秒混練。進而添加 剩餘1/2量之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物，並繼續進行1分30秒混練後，提起撞錘(上頂栓)並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、碳黑、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而繼續進行1分鐘混練後，再次提起撞錘，並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而混練3分鐘後釋出。
(ii)回練：為了使二氧化矽良好地分散，將向加熱至120℃之密閉式加壓捏合機釋出而使溫度充分降低之混練物進而以50rpm進行2分鐘混練後釋出。
(iii)輥混練(添加硫化系)：釋出而溫度充分降低後，利用雙輥向上述混練物中添加硫、硫化促進劑等並進行混練，獲得橡膠組合物。
其後，將所獲得之未硫化橡膠組合物放入至模具(150mm×150mm×2mm)中，並於160℃下加熱加壓30分鐘，獲得厚度2mm之硫化橡膠片。
．天然橡膠(泰國製造、RSS # 3) 100質量份
．二氧化矽AQ(Tosoh公司製造、商品名：Nipsil AQ) 40質量份
．碳黑(東海碳素公司製造、商品名：Seast KH) 3.2質量份
．氧化鋅3號(東邦亞鉛公司製造、商品名：銀嶺R) 3質量份
．硬脂酸(新日本理化製造、商品名：硬脂酸300) 1質量份
．抗老化劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocrack 6C) 1質量份
．蛋白質改性劑1(和光純藥工業公司製造、商品名：脲) 1質量 份
‧蛋白質改性劑6(大內新興化學公司製造、商品名：二苯胍(DPG)) 1質量份
．矽烷化合物1(VNB-SSi)(製備例1) 2.72質量份
．矽烷化合物2(VNB-2SSi)(製備例2) 0.48質量份
．硫(細井化學公司製造、5%油處理硫) 2.76質量份
．硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：NoccelerCZ) 1質量份
．硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：NoccelerD) 0.5質量份
[實施例4-2]
將二苯胍之添加量變更為0.05質量份，除此以外，以與實施例4-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例4-1]
未添加脲、二苯胍、矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加其他矽烷化合物(Si69)3.20質量份，將硫之添加量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例4-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例4-2]
添加1質量份脲，除此以外，以與比較例4-1相同之方式獲得矽烷偶 合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例4-3]
添加1質量份脲，添加1質量份二苯胍，除此以外，以與比較例4-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[實施例4-3]
使用以下各成分，除此以外，以與實施例4-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
‧天然橡膠(泰國製造、RSS # 3) 100質量份
‧二氧化矽AQ(Tosoh公司製造、商品名：Nipsil AQ) 50質量份
‧氧化鋅3號(東邦亞鉛公司製造、商品名：銀嶺R) 3質量份
‧硬脂酸(新日本理化製造、商品名：硬脂酸300) 1質量份
‧抗老化劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocrack 6C) 1質量份
‧蛋白質改性劑1(和光純藥工業公司製造、商品名：脲) 1.25質量份
‧蛋白質改性劑6(大內新興化學公司製造、商品名：二苯胍(DPG)) 1質量份
‧矽烷化合物1(VNB-SSi)(製備例1) 3.40質量份
‧矽烷化合物2(VNB-2SSi)(製備例2) 0.60質量份
‧硫(細井化學公司製造、5%油處理硫) 2.95質量份
‧硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：NoccelerCZ) 1質量份
‧硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：NoccelerD) 0.5質量份
[比較例4-4]
未添加脲、二苯胍、矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加其他矽烷化合物(Si69)4.00質量份，將硫之添加量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例4-3相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例4-5]
添加1.25質量份脲，除此以外，以與比較例4-4相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[物性評價]
針對上述實施例4-1~4-3及比較例4-1~4-5中所獲得之橡膠片，以與實施例1-1相同之方式並藉由上述方法對黏彈性進行評價，針對橡膠組合物，以與實施例1-1相同之方式並藉由上述方法對耐焦化性進行評價。
(未交聯複合物黏度)
依據JIS K6300，利用慕尼黏度計並使用L型滾筒(直徑38.1mm、厚度5.5mm)，於預熱時間1分鐘、滾筒之旋轉時間4分鐘、100℃、2rpm之條件下測定上述實施例4-1~4-3及比較例4-1~4-5中所獲得之橡膠組合物之慕尼黏度。測定結果越小，意味著橡膠組合物之黏度越小，加工性越優異。
將以上測定結果及算出結果(tanδ平衡性)示於表4。再者，實施例4-1、實施例4-2、比較例4-2、及比較例4-3之各測定值及各算出值作為將比較例4-1中之各值設為100之情形時之相對值而記載。又，實施例4-3及比較例4-5之各測定值及各算出值作為將比較例4-4中之各值設為100之情形時之相對值而記載。
Figure 110120401-A0305-12-0084-40
Figure 110120401-A0305-12-0085-41
根據實施例4-1~4-3及比較例4-1~4-5之結果，發現藉由使用包含矽烷化合物1(VNB-SSi)、矽烷化合物2(VNB-SSi)、蛋白質改性劑1(脲)、及蛋白質改性劑6(二苯胍)之矽烷偶合劑組合物，包含天然橡膠之橡膠組合物於未交聯複合物時之黏度降低，且耐焦化性得到改善，進而發現橡膠片之黏彈性特性提高。因此判明若使用本發明之矽烷偶合劑組合物及橡膠組合物，則橡膠之加工性提高，進而可製造實際使用上濕地抓地性與低燃料效率性之平衡性優異之輪胎。
[實施例5-1] (矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片之製作)
首先，將矽烷化合物1(VNB-SSi)之所有量、矽烷化合物2(VNB-2SSi)之所有量、矽烷化反應促進劑(脲)之所有量加以混合，獲得矽烷偶合劑組合物。繼而，使用100mL捏合機(東洋精機公司製造之Labo Plastomill)將以下各成分進行混練，獲得橡膠組合物。所實施之混練操作之詳細內容如以下之(i)~(iii)所述。
(i)混合機混練：向加熱至150℃之密閉式加壓捏合機中投入天然橡 膠，並以30rpm進行1分鐘素煉後，投入量取二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之1/2量所得者、及上述所製備之矽烷偶合劑組合物之所有量，將轉速提昇至50rpm並進行1分30秒混練。進而添加剩餘1/2量之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物，並繼續進行1分30秒混練後，提起撞錘(上頂栓)並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而繼續進行1分鐘混練後，再次提起撞錘，並使用刷子將撞錘周圍所附之上述二氧化矽、氧化鋅、硬脂酸、及抗老化劑之混合物之粉體投入至混練物中，進而混練3分鐘後釋出。
(ii)回練：為了使二氧化矽良好地分散，將向加熱至120℃之密閉式加壓捏合機釋出而使溫度充分降低之混練物進而以50rpm進行2分鐘混練後釋出。
(iii)輥混練(添加硫化系)：釋出而溫度充分降低後，利用雙輥向上述混練物中添加硫、硫化促進劑等並進行混練，獲得橡膠組合物。
其後，將所獲得之未硫化橡膠組合物放入至模具(150mm×150mm×2mm)中，並於160℃下加熱加壓30分鐘，獲得厚度2mm之硫化橡膠片。
‧合成異戊二烯橡膠(日本ZEON公司製造、商品名：IR-2200) 100質量份
‧二氧化矽AQ(Tosoh公司製造、商品名：Nipsil AQ) 60質量份
‧氧化鋅3號(東邦亞鉛公司製造、商品名：銀嶺R) 3質量份
‧硬脂酸(新日本理化製造、商品名：硬脂酸300) 1質量份
‧抗老化劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocrack 6C) 1質量份
‧矽烷化反應促進劑(和光純藥工業公司製造、商品名：脲) 1.50質量份
‧矽烷化合物1(VNB-SSi)(製備例1) 4.27質量份
‧矽烷化合物2(VNB-2SSi)(製備例2) 0.53質量份
‧硫(細井化學公司製造、5%油處理硫) 3.14質量份
‧硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocceler CZ) 1.00質量份
‧硫化促進劑(大內新興化學公司製造、商品名：Nocceler D) 0.5質量份
[比較例5-1]
未添加矽烷化反應促進劑、矽烷化合物1(VNB-SSi)及矽烷化合物2(VNB-2SSi)，添加其他矽烷化合物(Si69)4.80質量份，將硫之添加量變更為2.00質量份，除此以外，以與實施例5-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[比較例5-2]
添加矽烷化反應促進劑1.50質量份，除此以外，以與比較例5-1相同之方式獲得矽烷偶合劑組合物、橡膠組合物、及橡膠片。
[物性評價]
針對上述實施例5-1及比較例5-1~5-2中所獲得之橡膠片，以與實施例1-1相同之方式並藉由上述方法對黏彈性進行評價，針對橡膠組合物，以與實施例1-1相同之方式並藉由上述方法對耐焦化性進行評價。又，以與實施例4-1相同之方式並藉由上述方法對橡膠組合物之未交聯複合物黏度進行評價。將以上測定結果及算出結果(tanδ平衡性)示於表5。再者，各測定值及各算出值係以將比較例5-1中之各值設為100之指數表示。
Figure 110120401-A0305-12-0088-42
根據實施例5-1及比較例5-1~5-2之結果，發現藉由使用包含矽烷化合物1(VNB-SSi)、矽烷化合物2(VNB-SSi)、及矽烷化反應促進劑(脲)之矽烷偶合劑組合物，包含合成異戊二烯橡膠之橡膠組合物於未交聯複合物 時之黏度降低，且耐焦化性得到改善，進而發現橡膠片之黏彈性特性提高。因此判明若使用本發明之矽烷偶合劑組合物及橡膠組合物，則橡膠之加工性提高，進而可製造實際使用上濕地抓地性與低燃料效率性之平衡性優異之輪胎。

Claims (19)

  1. 一種矽烷偶合劑組合物，其係包含矽烷化合物、及蛋白質改性劑及/或矽烷化反應促進劑者， 上述矽烷化合物包含下述式(1)所表示之第1矽烷化合物、及下述式(11)所表示之第2矽烷化合物： [化1] [式中， R 1、R 2及R 3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子， L為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基， a為0或1之整數， b為0或1之整數， c分別獨立地為0或1之整數， d分別獨立地為0或1之整數， e為0～5之整數， R 4、R 5、R 6及R 7表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或者R 4或R 5及R 6或R 7之一個可形成-(CH 2) f-所表示之交聯結構， f為1～5之整數， R 8、R 9、R 10及R 11表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或者R 8或R 9及R 10或R 11之一個可形成-(CH 2) g-所表示之交聯結構， g為1～5之整數， R 16為氫原子、甲基或碳數2～8之烷基，且R 17為氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，此處，R 12及R 13相互鍵結而形成雙鍵，且R 14、R 15及R 18為氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或R 14及R 15相互鍵結而形成雙鍵，且R 12、R 13及R 18為氫原子、甲基或碳數2～10之烷基， 或者， R 16及R 17可相互鍵結而形成4～9員之脂環式烴，此處，R 14及R 15相互鍵結而形成雙鍵，且R 12、R 13及R 18為氫原子、甲基或碳數2～10之烷基] [化2] [式中， 各R 1、R 2及R 3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子， 各L分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基， a為0或1之整數， b為0或1之整數， c分別獨立地為0或1之整數， d分別獨立地為0或1之整數， e為0～5之整數， R 4、R 5、R 6及R 7表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或者R 4或R 5及R 6或R 7之一個可形成-(CH 2) f-所表示之交聯結構， f為1～5之整數， R 8、R 9、R 10及R 11表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或者R 8或R 9及R 10或R 11之一個可形成-(CH 2) g-所表示之交聯結構， g為1～5之整數， R 26、R 27及R 28分別獨立地表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基]。
  2. 如請求項1之矽烷偶合劑組合物，其中上述第1矽烷化合物係下述式(2)所表示之化合物： [化3] [式中， R 1、R 2及R 3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子， h為1～10之整數， a為0或1之整數， b為0或1之整數， c分別獨立地為0或1之整數， d分別獨立地為0或1之整數， e為0～5之整數， R 4、R 5、R 6及R 7表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或者R 4或R 5及R 6或R 7之一個可形成-(CH 2) f-所表示之交聯結構， f為1～5之整數， R 8、R 9、R 10及R 11表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或者R 8或R 9及R 10或R 11之一個可形成-(CH 2) g-所表示之交聯結構， g為1～5之整數， R 16為氫原子、甲基或碳數2～8之烷基，且R 17為氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，此處，R 12及R 13相互鍵結而形成雙鍵，且R 14、R 15及R 18為氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或R 14及R 15相互鍵結而形成雙鍵，且R 12、R 13及R 18為氫原子、甲基或碳數2～10之烷基， 或者， R 16及R 17可相互鍵結而形成4～9員之脂環式烴，此處，R 14及R 15相互鍵結而形成雙鍵，且R 12、R 13及R 18為氫原子、甲基或碳數2～10之烷基]。
  3. 如請求項1或2之矽烷偶合劑組合物，其中上述第2矽烷化合物係下述式(12)所表示之化合物： [化4] [式中， 各R 1、R 2及R 3分別獨立地表示可包含氧原子或氮原子之烴基或氫原子， h為1～10之整數， m為1～10之整數， a為0或1之整數， b為0或1之整數， c分別獨立地為0或1之整數， d分別獨立地為0或1之整數， e為0～5之整數， R 4、R 5、R 6及R 7表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或者R 4或R 5及R 6或R 7之一個可形成-(CH 2) f-所表示之交聯結構， f為1～5之整數， R 8、R 9、R 10及R 11表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基，或者R 8或R 9及R 10或R 11之一個可形成-(CH 2) g-所表示之交聯結構， g為1～5之整數， R 26、R 27及R 28分別獨立地表示氫原子、甲基或碳數2～10之烷基]。
  4. 如請求項1或2之矽烷偶合劑組合物，其中相對於上述第1矽烷化合物及第2矽烷化合物之合計含量，上述第2矽烷化合物之含量為1～50質量%。
  5. 如請求項1或2之矽烷偶合劑組合物，其中上述矽烷化合物進而包含第1矽烷化合物及第2矽烷化合物以外之其他矽烷化合物而成。
  6. 如請求項5之矽烷偶合劑組合物，其中上述其他矽烷化合物係式(13)所表示之矽烷化合物： [化5] [式中， t及v分別獨立地為0～10之整數， u為2～10之整數， q及r分別獨立地為1～3之整數， w及z分別獨立地為0或1之整數， L 2及L 3分別獨立地為可包含選自由氮、氧及硫所組成之群中之至少1個雜原子之烴基， R 21及R 23分別獨立地為烷氧基或經1個以上烷基取代之胺基， R 22及R 24分別獨立地為氫或烷基]。
  7. 如請求項1或2之矽烷偶合劑組合物，其中上述蛋白質改性劑係選自由胺甲醯胺類化合物、胍類化合物及界面活性劑所組成之群中之至少1種。
  8. 如請求項1或2之矽烷偶合劑組合物，其中上述矽烷化反應促進劑係選自由胺甲醯胺類化合物及胍類化合物所組成之群中之至少1種。
  9. 如請求項7之矽烷偶合劑組合物，其中上述胺甲醯胺類化合物為脲。
  10. 如請求項8之矽烷偶合劑組合物，其中上述胺甲醯胺類化合物為脲。
  11. 如請求項7之矽烷偶合劑組合物，其中上述胍類化合物為二苯胍。
  12. 如請求項8之矽烷偶合劑組合物，其中上述胍類化合物為二苯胍。
  13. 如請求項1或2之矽烷偶合劑組合物，其進而包含碳黑而成。
  14. 如請求項1或2之矽烷偶合劑組合物，其用於天然橡膠及/或合成異戊二烯橡膠。
  15. 一種橡膠組合物，其係包含如請求項1至14中任一項之矽烷偶合劑組合物、二烯系橡膠、及二氧化矽者， 上述二烯系橡膠至少包含天然橡膠及/或合成異戊二烯橡膠，且 相對於上述二氧化矽100質量份，上述第1矽烷化合物及上述第2矽烷化合物之合計含量為0.5～30質量份。
  16. 如請求項15之橡膠組合物，其中相對於上述二烯系橡膠100質量份，上述二氧化矽之含量為0.5～300質量份。
  17. 如請求項15或16之橡膠組合物，其用於輪胎。
  18. 一種交聯物，其係如請求項15至17中任一項之橡膠組合物之交聯物。
  19. 一種充氣輪胎，其將如請求項18之交聯物用於輪胎面。
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