利用低voc矽烷的填料處理的製作方法

2023-05-24 22:17:36 8

專利名稱：：利用低voc矽烷的填料處理的製作方法利用低VOC矽垸的填料處理相關申請的交叉引用本申請要求2005年2月8日提交的美國臨時申請60/650,907的優先權，通過引用將其結合到本文中。發明背景通常將微粒填充材料引入基質內來增強複合物的某些性能例如強度、顏色、松密度等等。基質通常為熱塑性或熱固性高聚合樹脂。通常用矽垸處理微粒填料，從而對填料的表面性能進行改性和/或使填料結合至基質材料。矽烷處理可致使填料分散性、耐化學性、抗磨損性、高溫形變、溼和幹的電性能、抗劃傷性、抗張強度、撓曲強度和其它機械性能的改善。通常使用矽烷作為用於多種無機微粒填料例如二氧化矽、滑石、粘土和氧化鋁的處理物。通常的填料包括矽灰石、三水合氧化鋁(ATH)、氫氧化鎂、高嶺土、斑脫土、沉澱或煅制二氧化矽、二氧化鈦、玻璃珠和玄武巖。矽烷也較小程度地與填料例如硫酸鈣、碳酸鈣、硫酸鋇、石墨和碳黑一起使用。天然纖維填料例如大麻、亞麻或洋麻也可與矽垸一起使用。用於填料處理的一些更常用的矽烷包括得自於GeneralElectricCompany的氨丙基三乙氧基矽烷(Silquest⑧A-llOO)、環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷(Silquest⑧A-187)、脲基丙基三甲氧基矽烷(Silquest⑧A-1524)、卩-(3，4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(8^1^1@A-186)、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽垸(Silquest⑧A-174)、乙烯基-三-(2-甲氧乙氧基)矽烷(SilquestA-172)和乙烯基三乙氧基矽垸(Silquest⑧A-151)。用於無機填料處理的垸氧基官能性矽烷的使用，導致通過矽垸水解或矽烷與填料的反應而釋放醇，這種醇通常為甲醇或乙醇，並且能夠造成環境、健康和安全隱患。由於揮發性有機化合物的排放受到更加嚴格管制，已經多次強制填料處理器和混煉機降低產量、安裝回收或整治設備、或使用特殊的工程控制，來滿足新的、更嚴格的排放限制以及減輕可燃危害物的爆炸。在一些情況中，常規的垸氧基官能性矽垸可作為穩定的無醇水溶液而被製得，並且有時可利用這些矽垸溶液作為填料處理物來降低揮發物排放。例如可以是氨丙基三矽垸醇(31^1^^@八-1106)的水溶液。然而，通常僅有少數例子中矽烷可作為穩定的無醇水溶液而被製備。另外，矽烷的水溶液通常給終端用戶造成成本增加，因為在它們的生產中需要額外加工步驟，並且增加了與水相關的裝運的費用。可選擇地，在一些情況中可在填料處理期間使用矽烷低聚物來降低揮發性有機化合物(VOCs)的排放。此外，僅僅有限類型的矽垸可用作低聚物，並且它們不一定提供與常規矽垸相同水平的性能。填料處理器和混煉機需要更加有成本效益的方法，以降低來自它們使用常規矽烷的加工處理的VOCs排放。發明簡述這裡提供了一種處理微粒填充材料的方法，其包括使填料與含矽垸的組合物接觸，所述矽垸在水解時，基本上不產生顯著量的揮發性有機化合物(VOC)和/或矽垸的含矽水解產物。當與使用包含常規烷氧基官能性矽垸的組合物相比時，該方法有利地提供了降低的VOCs排放。發明詳述用於處理微粒填充材料的組合物包括低VOC矽垸和/或矽垸的含矽水解產物，它們作為處理劑來改性填料粒子的表面性能和/或使填料粒子結合至其被引入的基質材料。可使用純的或與載液一起使用低VOC矽烷。載液可以是水，在這種情況中，低voc矽垸可水解成含矽水解產物而不產生顯著量的揮發性有機化合物副產物。在另一實施方案中，載液可以是有機化合物，在初始的不水解或部分水解的條件下將矽垸應用到到填料。在本發明的填料處理組合物中適合用作載液的有機化合物包括直鏈或支化的脂肪烴或芳烴、醇、醚和疏質子溶劑例如二甲基甲醯胺或l-甲基-2-吡咯烷酮。矽烷或含矽水解產物與填充材料表面上的官能團結合。這種官能團包括但不限於，矽烷醇、羧酸和甲醇。這些官能團能夠與矽烷的可水解基團或者與矽烷水解產物反應，以在矽烷和填料的表面之間形成共價鍵。一種這樣的共價鍵的例子可以是由矽垸和存在於矽質填料表面上的矽垸醇反應形成的矽氧烷聯接(Si-O-Si)。低VOC矽烷在水解時產生非顯著量的VOCs。這裡使用的表述"揮發性有機化合物"(VOC)應理解適用於這樣的有機化合物，即當其基本上是純的時候，在大氣壓力下具有至多約185"C的沸點。這種VOCs的具體例子包括但不限於，甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇和2-甲氧基乙醇。適合用低VOC矽垸處理的典型的填料粒子包括但不限於，鈣矽石、三水合氧化鋁(ATH)、氫氧化鎂、高嶺土、斑脫土、沉澱或煅制二氧化矽、二氧化鈦、玻璃珠、玄武巖、硫酸鈣、碳酸鈣、硫酸鋇、石墨和碳黑。天然填料例如大麻、亞麻或洋麻也可與矽烷一起使用。在本發明的一個實施方案中，低VOC矽烷(包括它的部分或全部水解的含矽產物)包括水解時提供揮發性非常低的副產物二醇的二醇取代的環狀矽烷。這些矽垸以與常規的烷氧基取代矽烷相似的方式水解。在二醇取代的環狀矽垸水解時，釋放出二醇，形成在組成上與通過常規烷氧基取代矽垸的水解製得的矽烷相似的矽垸。常規矽烷水解的一般可接受產物是含矽垸醇的物質，其然後可進一步與自身或與其它物質反應。由二醇取代的環狀矽烷水解產生的二醇副產物由於具有低的蒸汽壓，因而沒有以顯著的量釋放進入環境中。因此，二醇取代的環狀矽垸水解產生含矽烷醇的物質，它們以與常規矽烷相似的方式反應，但不釋放出揮發性有機物例如醇。根據本發明的另一實施方案，本發明的處理方法和組合物中有用的矽烷由如下通式代表[Y[-G(-SiXuMZbvZcw)s]r]n(式1)其中每一出現的G獨立地選自包括如下的一組基由垸基、烯基、芳基或芳烷基的一個或多個氫原子被取代所得到的多價基，或者是可通過去掉雜碳(heterocarbon)的一個或多個氫原子而得到的分子部分，G包含約1-約30個碳原子；每一出現的X獨立地選自-Cl、-Br、R^O-、R'C(-0)0-、R/R2C二NO-、R'R2NO-或RiR2N-、-R1、畫(OSiR!R2)t(OSiR'R2R3)、禾口-0(R"CRU)fOH，其中每一出現的R1、R2、R3、R1Q、和R"獨立地是R;每一出現的Zb獨立地是(-0-)0.5，和[-0(R"CRu)fO-]。.5，其中每一出現的R"和R"獨立地是R;每一出現的Ze獨立地為-0(R"CR")fO-，其中每一出現的R和R1Q和R"獨立地是R;每一出現的R獨立地選自包含如下的一組基團氫；直鏈的、環狀或支化的烷基基團並且可包含不飽和的烯基、芳基和芳垸基；或者通過去掉雜碳的一個或多個氫原子而得到分子部分；每一出現的R包含l-約20個碳原子；每一出現的下標f是1-約15的整數，每一出現的n是1-約100的整數，條件是當n大於l時，v大於0且Zb的所有化合價均為矽原子鍵合，每一出現的下標u是0-約3的整數，每一出現的下標v是0-約3的整數，每一出現的下標w是O-約1的整數，但須u+v+2w二3，每一出現的下標r是1-約6的整數，每一出現的下標t是0-約50的整數，及每一出現的下標s是1-約6的整數；每一出現的Y是化合價r的有機官能性基團；構成環狀或橋連的二烷氧基有機官能性矽垸組合物的至少一種環狀或橋連二烷氧基有機官能性矽垸包含至少一個出現的Zb或Z、更具體地，在這裡基團R包括單價的有機官能性基團(r—)、二價的有機官能性基團(F2)、三價的有機官能性基團(1=3)、單價的有機官能性基團(r-4)以及更高化合價的有機官能性基團，這裡稱之為多價有機官能性基團。術語多價有機官能性基團在這裡應理解為包括單價、二價、三價和四價的有機官能性基團。Y可以是單價基團例如乙烯基基團CH2=CH-、CHR^CH-或CR2=CH-，其中R如上所列。此外，在另一實施方案中，矽烷可包括單價的有機官能性基團例如巰基和例如丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基和乙醯氧基的醯氧基，單價環氧基例如環氧丙氧基，-0-CH2-C2H30;環氧環己基乙基，-CH2-CH2-C6H90;環氧環己基，-C6H90;環氧基，-CR6(-0-)CR4R5，單價有機官能性基團例如羥基、氨基甲酸酯基、-NR4C(=0)OR5;氨基甲酸乙酯基，-OC(=0)NR4R5;硫代氨基甲酸酯基，-NR4C(=0)SR5;硫代氨基甲酸乙酯基，-SC(=0)NR4R5;硫羰氨基甲酸酯基，-NR4C(=S)OR5;硫羰氨基甲酸乙酯基，-OC(=S)NR4R5;二硫代氨基甲酸酯基，-NR4C(=S)SR5;和二硫代氨基甲酸乙酯基，-SC(=S)NR4R5，單價的有機官能性基團例如馬來醯亞胺基；馬來酸酯和取代的馬來酸酯基；富馬酸酯和取代的富馬酸酯基；腈，CN;糠檸醯亞胺基，單價有機官能性基團例如氰酸酯基，-OCN;異氰酸酯基，-N=C=0;硫氰酸酯基，-SCN;異硫氰酸酯基，-N=C=S;和醚，-OR4，單價有機官能性基團氟，-F;氯，-CI;溴，-Br;碘，-I;和硫醚，-SR4，單價有機官能性基團例如二硫化物，-S-SR4;三硫化物，-S-S-SR4;四硫化物，-S-S-S-SR、五硫化物，-S-S-S-S-SR、六硫化物，-S-S-S-S-S-SR、和多硫化物，-SXR4，單價有機官能性基團如黃原酸酯基，-SC(=S)OR4;三硫代碳酸酯基，-SC(=S)SR4;二硫代碳酸酯基，-SC(=0)SR4;脲基，-NR4C(=0)NR5R6;硫羰脲基(也稱作硫代脲基)，-NR4C(=S)NR5R6;醯胺，R4C(=0)NR5^n-C(=0)NR4R5-;硫羰醯胺(也稱作硫代醯胺)，R4C(=S)NR4-;單價三聚氰胺基；禾tl，單價氰尿酸根合基，單價有機官能性基團例如伯胺基，-NH2;仲胺基，-NHR4;叔氨基，-NR4R5;單價二氨基，-NRtL'-NRSR6;單價三氨基，-NRtL^-NRSR6^和-NR4-Li-NR5-L2-NR6R7;和單價四氨基，-NRtlA-NRSR6^，-NRtl^-NRS-lANR^lANRW，[]-NR4-Ll-N(-L2NR5R6)2;其中每一出現的L1、1^和LS獨立地選自上面給出的用於G的結構組；每一出現的R4、R5、R6、R"和RS由上面列出的R的結構之一獨立地給出；和每一出現的下標x獨立地為1-10。在另一實施方案中，矽院可包括二價有機官能性基團例如環氧基，-(-)C(-0-)CR4R5禾口-CR5(-0-)CR4-，二價有機官能性基團例如氨基甲酸酯基，-(-)NC(=0)OR5;氨基甲酸乙酯基，-OC(=0)NR4-;硫代氨基甲酸酯基，-(-)NC(=0)SR5;硫代氨基甲酸乙酯基，-SC(=0)NR4-;硫羰氨基甲酸酯基，-(-)NC(=S)OR5;硫羰氨基甲酸乙酯基，-OC(=S)NR4-;二硫代氨基甲酸酯基，-(-)NC(=S)SR5;二硫代氨基甲酸乙酯基，-SC(=S)NR4-;和醚，-O-，二價有機官能性基團例如馬來酸酯和取代的馬來酸酯基；富馬酸酯和取代的富馬酸酯基，硫醚基，-S-;二硫化物，-S-S-;三硫化合物，-S-S-S-;四硫化物，-S-S-S-S-;五硫化物，-S-S-S-S-S-;六硫化物，-s-s-s-s-s-s-;和多硫化物，-sx-，二價有機官能性基團例如黃原酸酯基，-sc(=s)o-;三硫代碳酸酯基，-sc(=s)s-;二硫代碳酸酯基，-SC(=0)S-;脲基，-(-)N(C=0)NR4R^[]-NR4C(=0)NR5-;硫羰脲基，也稱作硫代脲基，-(-)NC(=S)NR4R5和-NR4c—S)NR5-;醯胺基，R4C(=0)N(-)-和-C(=0)NR4-;硫羰醯胺基，也稱作硫代醯胺基，R4C(=S)N(-)-;二價三聚氰胺基；二價氰尿酸根合基，二價有機官能性基團例如仲氨基，-NH-;叔氨基，-NR4-;二價二氨基，-(-)N-L1-NR4R5和-NR-I^-NR5-;二價三氨基，(-)NR4)2-lJ-NR5R6，陽(-)n-lLnr5-l2-nr6r7，-ni^-lLnc+iAnrSr6，和-NRtL^NRS-lANR6-;和二價四氨基，-(-)N-L、NR5r6)3，(-nr4)2-l'-(nr5r6)2，-on-l'-ni^-lLnrS-iAni^r7，-NRtL'-NO-lANRS-lANR6!^，-NR^L'-NR^iAnG-IAnR^R7，-NRtL'-nrs-I^-NR^lANR7-，-ON-I^-NC-I^NRSr6^，和(-NRVhN-I^NRSR6;其中每一出現的L1、L2和L3獨立地選自上面給出的用於G的結構組；每一出現的R4、R5、R6、R"由上面列出的R的結構之一獨立地給出；和每一出現的下標x獨立地為1-10。在另一實施方案中，矽烷可包括三價的有機官能性基團例如環氧基，-(-)C(-0-)CR4-，三價的有機官能性基團例如氨基甲酸酯基，-(-)nc(=0)0-;硫代氨基甲酸酯基，-(-)nc(=0)s-;硫羰氨基甲酸酯基，-(-)nc(=s)0-;和二硫代氨基甲酸酯基，-(-)nc(=s)s-，脲基，-(-)nc(=0)nr4-;硫羰脲基，也稱作硫代脲基，-(-)nc(=s)nr4-;醯胺基，-c(=0)n(-)-;硫羰醯胺基，也稱作硫代醯胺基，-c(=s)n(-)-;三價的三聚氰胺基；和三價的氰尿酸根合基，三價的有機官能性基團例如叔氨基，-N(-)-;三價的二氨基，-(-)N-L、NR4-;三價的三氨基，(-NR4)3-Li，(-NR4)2-L'-NR5-，-(-)N-L'-N(-)-L2-NR3R4，-NRtl^-NC-h^-NR5-，禾口-(-)N-L'-NR4-L2-NR5-;和三價的四氨基，-ON-l'-nw-iAnrS-iAnrSr4，-nr^l'-nc+iAnc+iAni^r4，-(-)N-Li-nr5國L2-N(-)-L3-NR3R4，-NI^-LLNCO-lANR^-lANR4-，-(ON-I^-NC-I^NRSj^X-I^NR5-),禾口(-NR4L。3N;其中每一出現的L1、y和！^獨立地選自上面給出的G的結構組；和每一出現的R4、115和R6由上面列出的R的結構之一獨立地給出。在另一實施方案中，矽垸可包括四價有機官能性基團例如環氧基，-(-)C(-O-)C(-)-;四價有機官能性基團例如脲基，-(-)NC(=0)N(-)-;硫羰脲基(也稱作硫代脲基)，-(-)nc(=s)n(-)-;和四價三聚氰胺基，四價有機官能性基團，四價二氨基，-(on-lLno-;四價三氨基，(-nr4)4-l1，-(-NI^h-I^-NC-)-,-(-)N-I^-N(隱)丄2-NR3-，，P-(-)N-lJ-NR4-L2(-)-;禾口四價四氨基，-(ON-LLNW-lANO-lANR4!^，-NRtLi-NCO-I^-NO^lANR3-，-(ON-Li-NRtlANRS-lANC-)-，和-(*1^(丄2服3-)2;其中每一出現的L1、L2和L3獨立地選自上面給出的g的結構組；和每一出現的114和r5由上面列出的r的結構之一獨立地給出。在另一實施方案中，矽烷可包括多價有機官能性基團例如但不限於，多價烴基；五價三聚氰胺基，(-NR3)(-N-)2C3N3;六價三聚氰胺基，(-n-)3c3n3;五價三氨基，-on-i^-no-iAnc-)-;五價四氨基，陽(-)n-i^-n(-)-l2-n(-)-l3-nr3-，-(on-l'-nr^lAnc+lS-no)-，和[-(-)N隱lL]2N-L2nr3-;和六價四氨基，-(ON-l'-NG^lANGhlANC-)^^][-(-)n-l']3N;其中每一出現的l1、i和1^獨立地選自上面給出的g的結構組；和每一出現的R4由上面列出的R的結構之一獨立地給出。如這裡所使用的，二醇、烴二醇和雙官能醇是指由式2給出的任何結構HO(R"CR")fOH(式2)其中，f、R"和R"定義如上。根據圖2所示結構，這些結構代表其中用OH取代了兩個氫原子的烴或雜碳。如這裡所使用的，二垸氧基和雙官能垸氧基是指任何烴二醇，如這裡所定義，其中兩個OH的氫原子被去掉來形成二價游離基，整個結構由式3給出-(R^CR^fO-(式3)其中，f、R"和R"定義如上。如這裡所使用的，環狀二垸氧基是指這樣的矽烷或基團，即其中的環化作用是在矽附近，由兩個氧原子各自連接至共同的二價烴基或雜碳基團，例如通常在二醇中出現。環狀二垸氧基在這裡由Zc所表示。如這裡所使用的，橋連二烷氧基是指其中兩個不同的矽原子各自結合至一個氧原子的矽烷或基團，其繼而又結合至如這裡所定義的共同的二價烴或雜碳基團，例如通常出現在二醇中。橋連二垸氧基基團在這裡由Zb所表示。如這裡所使用的，環狀或橋連是指僅包括環狀的矽垸或基團，沒有橋連；僅橋連，沒有環狀；和環狀與橋連二者的任何組合。因此，環狀或橋連矽烷可表示，例如，具有結合至環狀二烷氧基基團的矽原子的矽烷，具有不結合至環狀二烷氧基基團和僅結合至橋連二烷氧基基團的矽原子的矽垸，具有既結合至橋連環狀二烷氧基基團的一端又結合至環狀二烷氧基基團的兩端的矽原子的矽烷，具有根本不結合至二烷氧基基團的矽原子的矽烷(只要同一分子中其它至少一個矽原子結合至至少一個環狀或橋連二垸氧基基團)，等等。如這裡所使用的，基於烴的二醇是指在烴或雜碳結構上包含兩個OH基團的二醇。術語"基於烴的二醇"是指這樣的事實，兩個氧原子之間的主鏈完全由碳原子、碳原子之間的碳-碳鍵和構成垸氧基端的兩個碳-氧鍵組成。結構中的雜碳側掛在碳主鏈上。由式2給出的結構在這裡是指適當的二醇，在少數特殊情況中，二醇是最常用的術語，由與兩個OH基團相關聯的特定烴或雜碳基團加上前綴。例子包括新戊二醇、1,3-丁二醇和2-甲基-2，4-戊二醇。其結構由式3給出的基團在這裡是指適當的二烷氧基，由與兩個OH基團相關聯的特定烴或雜碳基團加上前綴。因此，例如二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇和2-甲基-2，4-戊二醇，這裡分別對應於二垸氧基基團、新戊基二烷氧基、1,3-丁二浣氧基和2-甲基-2，4-戊二垸氧基。這裡使用的環狀和橋連二烷氧基有機官能性矽烷，其中矽垸來自於二醇(diol)、通常稱之為二元醇(glycol)，相應地為亞垸二氧基矽垸(glycoxylsilane)。同樣，這裡使用的環狀和橋連有機官能性二垸氧基矽烷，其中矽烷來自於二醇、通常稱之為二醇，相應地命名為二烷氧基矽院o如這裡所使用的，符號(-0-)0.5禾口[-0(R"CR")fO-]0.5，分別是指一半矽氧烷基，Si-O-Si，和一半橋連二烷氧基基團。這些符號與矽原子一道使用，這裡分別用它們來表示半個氧原子，即結合至特定的矽原子的那一半，或指一半的二垸氧基基團，即結合至特定的矽原子的那一半。應理解，其它半個氧原子或二烷氧基基團和它與矽的鍵出現在所描述的整個分子結構的其它地方。因此，(-0-)。.5矽氧烷基團和[-0(R"CR")f]-](u二烷氧基基團處於將兩個分開的矽原子結合到一起的化學鍵的中間，不管這兩個矽原子出現在分子間或分子內。在[-0(R"CR11》]-]0.5的情況中，如果烴基(R1QCRu)f是不對稱的，[-0(R^CRU)fO-]0.5的任何一端可結合至完成式1所給出的結構所需的兩個碳原子的任一個。如這裡所使用的，垸基包括直鏈的、支化的和環狀的垸基基團；烯基包括任何包含一個或多個碳-碳雙鍵的直鏈、支化或環狀的烯基基團，其中取代位置可在碳-碳雙鍵上或基團的其它地方。同樣，炔基包括任何包含一個或多個碳-碳三鍵的直鏈、支化或環狀的炔基基團，其中還任選包含一個或多個碳-碳雙鍵，其中取代位置可在碳-碳三鍵上、碳-碳雙鍵上或基團的其它地方。垸基的具體的例子包括甲基、乙基、丙基、異丁基。烯基的具體例子包括乙烯基、丙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、亞乙基降莰烷，亞乙基降冰片基，亞乙基降冰片烯和亞乙基降冰片烯基。炔基的具體例子包括乙炔基，炔丙基和甲基乙炔基。如這裡所使用的，芳基包括任何去掉一個氫原子的芳烴；芳垸基包括其中一個或多個氫原子被同樣數目的相同或不同的芳基(如這裡所定義)取代基所取代的任何上述烷基；芳烴基包括其中一個或多個氫原子被同樣數目的相同或不同的垸基(如這裡所定義)取代基所取代的任何上述芳基。芳基的具體例子包括苯基和萘基。芳垸基的具體例子包括苄基和苯乙基。芳烴基的具體例子包括甲苯基和二甲苯基。如這裡所使用的，環狀垸基、環狀烯基和環狀炔基也包括雙環狀、三環狀和更高的環狀結構，以及用垸基、烯基和/或炔基基團進一步取代的上述環狀結構。代表性的例子包括降冰片基、降冰片烯基、乙基降冰片基、乙基降冰片烯基、乙基環己基、乙基環己烯基、環己基環己基和環十二烷三烯基。如這裡所使用的，術語雜碳，是指其中通過結合進了氮和/或氧原子使碳-碳鍵主鏈被阻斷的任何烴結構；或者是指其中通過結合進了含氮和/或氧原子的原子基團，使碳-碳鍵主鏈被阻斷，例如氰尿酸酯。因此，雜碳包括但不限於支化的、直鏈的、環狀和/或多環狀脂肪烴，任選包含各自通過氧原子結合至兩個分開的碳原子的醚官能團，各自通過氮原子結合至三個分開的碳原子的氮原子的叔胺官能團，或三聚氰胺基基團/或氰尿酸酯基團；芳烴；和通過用支化的或直鏈的垸基、烯基、炔基、芳基和/或芳垸基基團取代前述芳族物質而得到的芳烴。G的代表性的例子包括-(CH2)m-，其中m為l-12;二亞乙基環己烷；1,2,4-三亞乙基環己烷；二亞乙基苯；亞苯基；-(0^2)13-其中p是1-20，其代表在另一端進一步被末端取代的末端直鏈烷基，例如-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2^P-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-，和其它/3取代類似物，例如-CH2(CH2)qCH(CH3)-，其中q為0-17;-CH2CH2C(CH3)2CH2-;可衍生自甲代烯丙基氯的結構，-CH2CH(CH3)CH2-;可衍生自二乙烯基苯的任意結構，例如-CH2CH2(C6H4)CH2CH24tlCH2CH2(C6H4)CH(CH3)-，其中C6H4表示雙取代的苯環；可衍生自二丙烯基苯的任意結構，例如-CH2CH(CH3)(C6H4)CH(CH3)CH2-，其中符號(:6114表示雙取代的苯環；可衍生自丁二烯的任意結構，例如-CH2CH2CH2CH2-，-CH2CH2CH(CH3)-，，[I-CH2CH(CH2CH3)-;可衍生自戊間二烯的任意結構，例如-CH2CH2CH2CH(CH3)-，-CH2CH2CH(CH2CH3)-，和-CH2CH(CH2CH2CH3)-;可衍生自異戊二烯的任意結構，例如-CH2CH(CH3)CH2CH2-，-CH2CH(CH3)CH(CH3)-，-CH2C(CH3)(CH2CH3)-，-CH2CH2CH(CH3)CH2-，-CH2CH2C(CH3)2-和-ch2ch[ch(ch3)2]-;-<:112(:112-降冰片基-和-(:112€:112-環己基-的任意異構體；可得自降莰垸、環己垸、環戊烷、四氫二環戊二烯、或環十二烯、通過失去兩個氫原子得到的任何雙游離基；可衍生自檸檬烯的結構，-CH2CH(4-甲基-l-C6H9-)CH3，其中符號C6H9表示2位不取代的三取代環己垸的異構體；可衍生自三乙烯基環己烷的包含單乙烯基的任何結構，例如-CH2CH2(乙烯基-C6H9)CH2CH2-和-CH2CH2(乙烯基-C6H9)CH(CH3)-，其中符號表示三取代環己垸環的任何異構體；任何可衍生自含有三取代C=C的月桂烯的單不飽和結構，例如-CH2CH[CH2CH2CH=C(CH3)2]CH2CH2-，CH2CH[CH2CH2CH=C(CH3)2]CH(CH3)-，CH2C[CH2CH2CH=C(CH3)2](CH2CH3)-，-CH2CH2CH[CH2CH2CH=C(CH3)2]CH2-，-CH2CH2(C-)(CH3)[CH2CH2CH=C(CH3)2]，和-CH2CH[CH(CH3)[CH2CH2CH=C(CH3)2]]-;可衍生自缺少三取代C=C的月桂烯的任何單不飽和結構，例如-CH2CH(CH=CH2)CH2CH2CH2C(CH3)2-，CH2CH(CH=CH2)CH2CH2CH[CH(CH2)2]-，-CH2C(=CH-CH3)CH2CH2CH2C(CH3)2-，-CH2C(=CH-CH3)CH2CH2CH[CH(CH3)2]-，CH2CH2C(=CH2)CH2CH2CH2C(CH3)2-，-CH2CH2C(=CH2)CH2CH2CH[CH(CH3)2]-，-CH2CH=C(CH3)2CH2CH2CH2C(CH3)2-，和CH2CH=C(CH3)2CH2CH2CH[CH(CH3)2]。R基團代表性的例子是H、支化的和直鏈的l-20碳原子垸基例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、辛烯基、環己基、苯基、苄基、甲苯基、烯丙基、甲氧基乙基、乙氧乙基、二甲基氨基乙基、氰基乙基，等等。在另一實施方案中，代表性的R"和R"基團是氫、甲基和乙基，其中最優選氫和甲基。在另一個實施方案中，代表性的Ri和R2基團可為氫、甲基、乙基、丙基。在另一個實施方案中，R3、R4、R5、R6、W和RS基團代表性例子可為H2、C,-C4的直鏈或支化的垸基例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戊基、己基、庚基、辛基，和芳基例如苯基、苄基等等。X的具體例子為甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、異丁氧基、乙醯氧基、甲氧基乙氧基和肟基，以及衍生自二醇的單價垸氧基團，稱作"懸空二醇(danglingdiols)"，具體地，包含醇和烷氧基的基團，例如-0-CH2CH-OH)，例如乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-l,3-丙二醇，1,3-丁二醇，甲基-2，4-戊二醇，1,4-丁二醇，環己垸二甲醇，頻哪醇。在另一實施方案中，X的具體例子是甲氧基，乙醯氧基和乙氧基，以及衍生自二醇的單價烷氧基團，乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1,3-丙二醇，2-甲基-l,3-丙二醇，1，3-丁二醇，和2-甲基-2，4-戊二醇。Zb和Ze的具體實例可為衍生自二醇的二價垸氧基團，例如乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-l,3-丙二醇，1,3-丁二醇，2-甲基-2,4-戊二醇，1，4-丁二醇，環己烷二甲醇，頻哪醇。在另一實施方案中，zb和Ze的具體實例是衍生自二醇的二價垸氧基基團例如乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1,3-丙二醇，2-甲基-l，3-丙二醇，1,3-丁二醇和2-甲基-2，4-戊二醇是優選的。衍生自二醇的二價烷氧基基團，1,3-丙二醇，2-甲基-l，3-丙二醇，1,3-丁二醇，和2-甲基-2,4-戊二醇。環狀和橋連有機官能性矽烷組合物中橋連(Zb)的含量在這裡必須保持足夠的低，以防止過大的平均分子量和交聯，其會導致凝膠化。另外的實施方案是，其中式1中的v和w可使得w/v的摩爾比為1-9;X為RO-，RC(=0)0-;Zb和ze可衍生自二醇，1，3-丙二醇，2-甲基-l，3-丙二醇，1,3-丁二醇，2-甲基-2，4-戊二醇；R為d-Q的烷基和H;G為2-18個碳原子的二價直鏈垸基。其它實施方案包括，其中w/v為2-8;X為乙氧基或一個或多個衍生自二醇的懸空二醇，1,3-丙二醇，2-甲基-l，3-丙二醇，1，3-丁二醇，和2-甲基-2,4-戊二醇;和G為C2-C12直鏈垸基衍生物。另一實施方案是，其中式1中的V為0;X為RO-，RC(=0)0-;R為d-C4的垸基和H;和G為2-18個碳原子的二價直鏈院基o本發明中所描述的環狀和橋連二垸氧基有機官能性矽烷包括2-(2-甲基-2，4-戊二垸氧基乙氧基甲矽垸基)-l-丙胺；2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基異丙氧基甲矽烷基)-l-丙基硫醇；2-(2-甲基-2,4-戊二垸氧基甲基甲矽烷基)-l-丙基氯；2-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基苯基甲矽垸基)-l-丙基溴；3-(l，3-丁二烷氧基乙氧基甲矽垸基)-l-丙基碘；3-(1,3-丁二垸氧基異丙氧基甲矽烷基)-1-丙基氯；N-[3-(l，3-丙二烷氧基乙氧基甲矽烷基)-l-丙基]苯胺；N-[3-(l,3-丙二垸氧基異丙氧基甲矽垸基)-l-丙基]甲胺；3-(l，2-丙二烷氧基乙氧基甲矽烷基)-l-丙基縮水甘油基醚和3-(l,2-丙二垸氧基異丙氧基甲矽烷基)-l-丙基甲基丙烯酸酯，均可衍生自丙二醇；3-(l，2-乙二烷氧基乙氧基甲矽垸基)-l-丙基丙烯酸酯和3-(l，2-乙二烷氧基異丙氧基甲矽垸基)-l-丙基乙酸酯，均可衍生自乙二醇；3-(新戊基亞烷二氧基乙氧基甲矽烷基)-l-丙胺和3-(新戊基亞垸二氧基異丙氧基甲矽垸基)-l-丙基縮水甘油基醚,均可衍生自新戊二醇；3-(2，3-二甲基-2，3-丁二垸氧基乙氧基甲矽垸基)-1-丙基丙烯酸酯和3-(2，3-二甲基-2,3-丁二垸氧基異丙氧基甲矽垸基)-l-丙基甲基丙烯酸酯，均可衍生自頻哪醇；3-(2,2-二乙基-l,3-丙二烷氧基乙氧基甲矽烷基)-l-丙基硫醇；S-[3-(2，2-二乙基-l,丙二烷氧基異丙氧基甲矽烷基)-l-丙基]乙基硫醚；雙[3-(2-甲基-1,3-丙二垸氧基乙氧基甲矽垸基)-1-丙基]二硫化物；雙[3-(2-甲基-l，3-丙二垸氧基異丙氧基甲矽烷基)-l-丙基]三硫化合物；雙[3-(1,3-丁二烷氧基甲基甲矽垸基)-1-丙基]四硫化物；雙[3-(l，3-丙二烷氧基甲基甲矽烷基)-l-丙基]硫醚；3-G，3-丙二烷氧基苯基甲矽垸基)-l-丙基縮水甘油基硫醚；三-N，N'，N"-[3-(l,2-丙二垸氧基甲基甲矽烷基)-l-丙基]三聚氰胺和三-N,N'，N"-[3-(l,2-丙二烷氧基苯基甲矽烷基)-l-丙基]三聚氰胺，均可衍生自丙二醇；3-(l，2-乙二垸氧基甲基甲矽烷基)-l-丙基氯和3-(l,2-乙二烷氧基苯基甲矽烷基)-l-丙基溴，均可衍生自乙二醇；3-(新戊基亞垸二氧基甲基甲矽烷基)-l-丙基乙酸酯和3-(新戊基亞烷二氧基苯基甲矽烷基)-l-丙基辛酸酯，均可衍生自新戊二醇；3-(2，3-二甲基-2，3-丁二垸氧基甲基甲矽烷基)-l-丙胺和3-(2,3-二甲基-2,3-丁二烷氧基苯基甲矽垸基)-l-丙胺，均可衍生自頻哪醇；3-(2，2-二乙基-1,3-丙二烷氧基甲基甲矽垸基)-1-丙基丙烯酸酯；3-(2,2-二乙基-l,3-丙二烷氧基苯基甲矽烷基)-l-丙基甲基丙烯酸酯；3-(2-甲基-l，3-丙二烷氧基乙基甲矽垸基)-l-丙基縮水甘油基醚；3-(2-甲基-1，3-丙二烷氧基苯基甲矽烷基)-1-丙基乙酸酯；2-(2-甲基-2,4-戊二烷氧基乙氧基甲矽烷基)-1-乙基丙烯酸酯；2-(2-甲基-2，4-戊二垸氧基甲氧基甲矽烷基)-1-乙基溴；2-(2-甲基-2，4-戊二垸氧基甲基甲矽烷基)-l-乙基苯磺酸酯；2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲矽垸基甲基甲基丙烯酸酯；2-甲基-2,4-戊二烷氧基異丙氧基甲矽烷基甲基溴；新戊基亞烷二氧基丙氧基甲矽烷基甲胺；亞丙基亞垸二氧基甲基甲矽烷基甲硫醇；新戊基亞烷二氧基乙基甲矽垸基甲基縮水甘油基醚；2-(新戊基亞垸二氧基異丙氧基甲矽垸基)-1-丁酸乙酯；2-(新戊基亞烷二氧基甲基甲矽烷基)-1-乙基丙酸酯；2-(1,3-丁二烷氧基甲基基甲矽垸基)-l-乙基丙烯酸酯；3-(l,3-丁二烷氧基異丙氧基甲矽垸基)-4-丁基甲基丙烯酸酯；3-(1,3-丁二垸氧基乙基甲矽烷基)-1-丙基硫醇；3-(1，3-丁二烷氧基甲基甲矽烷基)-1-丙基甲磺酸酯；6-(2-甲基-2，4-戊二垸氧基乙氧基甲矽垸基)-1-己胺；1-(2-甲基-2,4-戊二烷氧基乙氧基甲矽垸基)-5-己基丙烯酸酯；8-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲矽垸基)-l-辛基甲基丙烯酸酯；10-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲矽垸基)-1-癸基縮水甘油基醚；3-(2-甲基-2,4-戊二垸氧基乙氧基甲矽垸基)-l-丙基三氟甲磺酸酯；3-(2-甲基-2,4-戊二垸氧基丙氧基甲矽烷基)-l-丙胺；N-[3-(2-甲基-2，4-戊二垸氧基異丙氧基甲矽烷基)-l-丙基]乙二胺；三-N,N',N"-[3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基丁氧基甲矽垸基)-l-丙基]二乙撐三胺；四-N,N'，N",N"'-[3-(2-甲基-2，4-戊二垸氧基異丙氧基甲矽烷基)-1-丙基]三乙基四胺；雙-(3-(2-甲基-2，4-戊二烷氧基乙氧基甲矽烷基)-l-丙基)硫化物；6-(l,3-丁二烷氧基乙氧基甲矽烷基)-l-己胺；l-(l，3-丁二烷氧基乙氧基甲矽烷基)-5-己基縮水甘油醚；8-(l，3-丁二烷氧基乙氧基甲矽垸基)-l-辛基丙烯酸酯；10-(1，3-丁二垸氧基乙氧基甲矽垸基)-1-癸基甲基丙烯酸酯；和雙-(3-(2-甲基-2，4-戊二垸氧基乙氧基甲矽垸基)-1-丙基)硫醚。在另一實施方案中，環狀二垸氧基有機官能性矽垸是與3-氯-l-丙基三乙氧基矽垸(3-三乙氧基甲矽垸基-l-丙基氯)類似的環狀和橋連二烷氧基物質，其用作矽烷偶聯劑製備的起點物質，其中矽烷偶聯劑例如，多硫化物矽烷，例如在這裡稱作TESPT的三乙氧基甲矽烷基丙基四硫化物，在這裡稱作TESPD的三乙氧基甲矽烷基丙基二硫化物。除了，環狀和橋連二垸氧基滷烷基矽烷是對3-三乙氧基甲矽烷基-l-丙基氯的新型和優良的替代品，用在需要降低的VOC排放的地方。這裡所包括的環狀和橋連二烷氧基有機官能性矽烷可包含單獨的環狀和橋連二垸氧基有機官能性矽烷組分的單一組分或各種混合物，其不僅包含單官能性垸氧基基團，並且任選包含其它物質。合成方法導致了各種矽垸的分布，其中為了產生環狀和橋連二垸氧基有機官能性矽烷產品的混合物，使用了起始組分的混合物。此外，這些環狀和橋連二垸氧基有機官能性矽烷的部分水解產物和/或縮合物，也稱作環狀和橋連二烷氧基有機官能性矽氧烷和/或矽垸醇，在本發明中可包括在矽垸中，作為大多數環狀和橋連二烷氧基有機官能性矽烷製備方法的副產物。同樣，在環狀和橋連二烷氧基有機官能性矽垸的貯存時，尤其是在潮溼條件下，或者在其中從它們的製備保留下來的殘留水在它們的製備之後沒有完全去除的條件下，可出現部分水解產物和/或縮合物。此外，通過將適當化學計量的水或過量的水引入到這裡所描述的矽烷的製備方法中，可有意地調製環狀和橋連二垸氧基有機官能性矽烷的部分至充分水解。同樣，通過將適當化學計量的水或過量的水引入到這裡所描述的矽垸製備方法中，可有意地調製環狀和橋連二烷氧基有機官能性矽烷的矽氧烷含量。這裡包括水解產物和矽氧烷的矽烷結構描述於式1給出的結構，其中Zb二(-0-)o.5的下標v禾P/或X二OH的下標u能夠較大，表示顯著地大於零。可使用或不使用催化劑，通過有機官能性的烷氧基取代矽垸與二醇的酯交換反應，通過有機官能性甲矽烷基滷與二醇的酯化作用，或者通過取代烯烴與含有雜環矽基的氫化矽浣的氫化矽垸化，可以製備本文所包括的具有雜環矽基的矽垸化合物，從而產生環狀和橋連矽垸組合物。可使用或不使用催化劑地進行有機官能性的烷氧基取代矽烷與二醇的酯交換反應。催化劑可以是酸、鹼或過渡金屬催化劑。合適的酸催化劑是鹽酸、對甲苯磺酸等。通常的鹼催化劑是甲醇鈉、乙醇鈉。合適的過渡金屬催化劑是四異丙基鈦酸酯、二丁基錫二月桂酸酯。在有機官能性甲矽垸基滷與二醇的酯化期間，向甲矽烷基滷中添加二醇，並除去生成的滷化氫。通過用氮氣鼓泡或通過使用減壓可除去滷化氫。通過添加醇例如甲醇、乙醇、異丙醇等可除去剩餘的滷基。在另一實施方案中，可通過使有機官能性矽垸反應物與二醇的催化混合物反應並同時蒸餾來製備二醇衍生的有機官能性矽垸。該反應導致一個或多個烷氧基選擇性地在有機官能性矽垸反應物的矽原子處與二醇的醇交換。該反應由更具揮發性副產物的蒸餾去除所推動。合適的催化劑包括酸例如對甲苯磺酸、硫酸、鹽酸、氯矽垸、氯乙酸、磷酸、它們的混合物等等；鹼例如乙醇鈉；和包含過渡金屬的催化劑例如垸醇鈦、含鈦鰲合物、烷醇鋯、含鋯鰲合物及其混合物。在另一實施方案中，可通過催化有機官能性矽垸與二醇的混合物製備二醇衍生的有機官能性矽烷，在第一實施方案中，在至少約0.5摩爾二醇每摩爾待被酯交換的烷氧基-甲矽烷基基團的摩爾比下，在第二實施方案中，對於三垸氧基矽垸的摩爾比為約0.5-約1.5;和，在第三實施方案中，對於三垸氧基矽垸的摩爾比為約1.0-約1.5。在上述每一實施方式中反應溫度可為約l(TC-約150°C，並且在另一實施方案中為約3(TC-9(TC並同時保持壓力為約0.1-約2000mmHg(絕對)，而在另一實施方案中為約l-約80mmHg(絕對)。可用過量的二醇來增加反應速率。另一實施方案中，在催化劑存在下於所需的反應溫度下並且在真空下，可通過向有機官能性矽烷中緩慢加入二醇來製備二醇衍生的有機官能性矽烷。如果需要，可利用中和步驟來中和使用的任何酸或鹼催化劑，從而改善產品的貯藏。任選地，可在該方法中使用惰性溶劑。惰性溶劑可起到稀釋液、載體、穩定劑、回流酸或發熱劑的作用。通常，可使用任何惰性溶劑，即不進入到反應體系或不會不利地影響反應的溶劑。在一個實施方案中，所述溶劑是那些在正常狀態下是液態並且具有在約15(TC以下的沸點的那些溶劑。例子包括芳族物質、烴、醚、疏質子溶劑和氯代烴溶劑例如甲苯、二甲苯、己垸、丁烷、二乙醚、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、四氯化碳、二氯甲垸等。在另一實施方案中，可通過連續預混合適當摩爾比的有機官能性矽烷反應物、二醇和催化劑(當使用時)的流動流，並且然後將該預混合的反應物導入反應性蒸餾系統中，從而製備二醇衍生的有機官能性矽烷。在一個實施方案中，薄膜蒸餾裝置在所需的反應溫度和真空條件下工作。在真空下於薄膜內進行該反應促進了副產物醇的去除並且提高了酯交換反應速率。副產物醇從膜的蒸發和去除使該反應的化學平衡轉移向有利於所需產物的形成並使不需要的副反應最小。本發明方法的前述實施方案在這裡包括步驟a)在薄膜反應器中使薄膜反應介質進行反應，從而提供衍生自二醇的有機官能化矽垸和副產物醇，所述薄膜反應介質包含有機官能化矽垸(例如硫代羧酸酯矽烷)、二醇和催化劑；b)從薄膜蒸發掉副產物醇來推動反應；C)回收二醇衍生的有機官能性矽垸反應產物；d)任選地，通過冷凝回收副產物醇；和e)任選地，將二醇衍生的有機官能性矽烷產物中和，從而提高貯藏穩定性。在前述連續薄膜反應方法中使用的二醇與有機官能性矽垸反應物的摩爾比取決於希望用二醇取代的烷氧基團的數目。在薄膜反應方法的一個實施方案中，使用為1的化學計量的當量摩爾比，其中一個二醇取代兩個垸氧基。通常，對於本發明的實施，二醇與有機官能性矽烷的摩爾比可在用於每個待被酯交換的垸氧基-甲矽垸基基團的化學計量當量的約95-約125%的範圍內變化。在具體的實施方案中，二醇與有機官能性矽烷的摩爾比可在化學計量當量的約100-約110%的範圍內。在另一實施方案中，摩爾比可在用於二醇與有機官能性矽烷的摩爾比的化學計量當量的約100-約105%的範圍內。本領域技術人員可認識到，可用過量的二醇來增加反應速率，但是當在薄膜內進行該反應時這通常沒有顯著的優勢，並且只會增加費用。形成膜的裝置和方法不是重要的，其可是任何本領域已知的那些。通常已知的裝置包括降膜或刮膜式蒸發器。最小的膜厚度和流速將取決於對成膜表面的潤溼速率。最大的膜厚度和流速將取決於膜和裝置的泛液點。通過加熱膜、通過在膜上的減壓或通過二者的組合來影響醇從膜的蒸發。優選使用適度的加熱和減壓來形成本發明的二醇衍生的有機官能性矽烷。用於運行該薄膜方法的最佳溫度和壓力(真空)將取決於該方法中所使用的具體的起始有機官能性矽烷的垸氧基和二醇。另外，如果在該方法中使用任選的有機溶劑，這種選擇將影響所利用的最佳溫度和壓力(真空)。本發明中有用的典型矽垸官能團包括，但不限於，氨基、環氧基、脲基、異氰酸根合基、乙烯基、硫、巰基、氨基甲酸酯、苯乙烯基氨基、甲醯氧基、烷基和聚醚。採用幾種本領域技術人員已知的技術可將矽烷應用於填料。一般的方法包括向混合器中的填料應用純矽垸、預水解矽垸，或者用適當的有機溶劑稀釋了的矽垸。混合器可以是各種類型，包括雙殼混合器、Henschd型混合器、Littleford型混合器或帶式共混器。處理可包括在烘箱內的乾燥步驟。或者，在用於製備填充化合物的常規混配程序期間，可將矽烷應用於填料。例如，在班布裡混合機、擠出機、共混煉機或兩輥軋機內的加工期間，可原位進行填料的矽烷處理。另一種可能是以矽烷母料的形式加入矽垸，其中矽垸是乾燥固體形式，使用標準固體進料設備可容易地將其加入到混合設備內。乾燥矽烷母料的例子包括矽垸與蠟的共混物，其中的蠟例如植物蠟(例如，巴西棕櫚、日本漆、月桂果實、小燭樹等等)，動物蠟(例如，蜂蠟、中國蠟、氫化鯨油蠟等等)，礦物蠟(例如，石蠟、褐煤蠟、地蠟等等)，合成蠟(例如，聚乙烯、聚乙二醇、聚乙烯酯、氯萘、山梨糖醇、聚氯三氟乙烯等等)，和石油蠟(例如，石蠟、微晶蠟等等)。矽院可負載在例如那些描述於US5,112,919的多孔載體上，其包括但不限於，高密度聚乙烯、低的和線性低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚醯胺，或任何其它通常製備的多孔聚合物載體，或者可吸附在非活性固體載體上。在這些方法的任一項中，可向填料中分批加入矽垸，或一次全部加入.然後將處理過的填料加入基質內來提供具有所需品質的複合體。該基質通常是聚合材料例如熱塑性或熱固性聚合物。這種聚合物(包括均聚物、共聚物及其共混物)的非限制性實例包括烯烴聚合物例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯等、聚氯乙烯(PVC)、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、環氧化物、聚醯胺、乙縮醛、聚苯醚(PPO)、聚碳酸酯、矽樹脂，及天然的和合成的橡膠與彈性體。將填料加入基質中的方法以及將得到的複合體製成所需的形狀或形式是本領域中已知的。如下非限制性實施例例示了該發明。給出的對比例僅用於對比目的且不說明本發明。除非另外指出，所有的百分比和份數是以重量計。使用以下程序來配置並加工被測試的材料。在Henschel高強度混合器內於2000rpm下混合表2所示出的配方較短持續時間。在Henschel內按ATH的四個水平分布氫氧化鋁和1。/。的表1中各種偶聯劑配方並且混合九十秒。將鑑別過的聚合物添加到混合物中並另外混合三十秒。在Werner&PfleidererZSK30mm相互嚙合的共旋轉雙螺杆擠出機上擠出預共混材料，以一次性投料(starvefed)方式運行。使用計量Ktron加料器控制對擠出機的加料流。擠出機配備螺杆設計以便提供分布的和分散的混合且不導致高的峰值溫度，高的峰值溫度可導致聚合物與ATH的降解。擠出機與大氣連通，以防止擠出機內揮發性物質的累積，該累積可導致擠出物的多孔性並限制擠出機內的進料流。用水使來自四孔模的擠出物驟冷，並且風乾和在Cumberland造粒機上造粒。在烘箱中於65°。下乾燥粒狀材料。在二十八噸Arburg1.2oz注射成型機上將粒狀並乾燥過的批料注射成型為樣本(狗骨)。在下面表3中用溫度分布匯總了擠出和注射成型的條件。擠出機是泵也是反應器。必須控制機械和化學變量，以便提供優異的產品。設定加工溫度以便匹配螺杆設計，以得到不大於20(TC的熔融溫度，其對於穩定操作是必要的，因為螺杆沒有冷卻能力。也可將螺杆RPM設在150以限制停留時間。可使成型的狗骨樣本在22"C下達到熱平衡並持續四十八小時。對於所有樣品，使用20英寸/分鐘的十字頭速度按照ASTM638測定斷裂時的抗張強度、伸長率和斷裂模量。結果在表4中示出。對比例1由包含9份線性低密度聚乙烯和25.8份作為聚合物基質的UltraEthyleneVinylAcetateLD768的共混聚合物來製備對照樣品，其中線性低密度聚乙烯具有2.0g/10min的熔融指數(以Escorene1002的名稱得自ExxonMobil)，所述UltraEthyleneVinylAcetateLD768包含27.5%的醋酸乙烯酯並同樣得自ExxonMobil。對照樣品另外包含65份作為填料的氫氧化鋁和0.2份作為抗氧化劑的Irganox1010(得自Ciba-Geigy)。按照上述和表3中所列的條件和設置在擠出機內加工該組分，從而提供不含有偶聯劑的對照樣品用於填料處理。然後按照標準測量技術測試擠出樣品的機械性能。在表4中列出了斷裂應力(psi)、斷裂伸長(％)和斷裂模量(psi)。對比例2該對比例說明了包括含高VOC矽垸的偶聯劑的樣品的製備和測試，並非例示本發明。該偶聯劑包含160份乙烯基三乙氧基矽烷、10份2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、20份乙烯基改性的聚二甲基矽氧垸和10份1，1-二-(叔丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷的混合物。使8.7份的線性低密度聚乙烯(Escorene1002)和25.1份作為聚合物基質的UltraEthyleneVinylAcetateLD768、65份氫氧化鋁填料和0.2份Irganox1010抗氧化劑與1.0份該對比例的偶聯劑組合，並且按照上述的和表3中所列的條件和設置通過擠出機進行加工，從而提供含有非根據本發明的偶聯劑的擠出樣品。然後按照對比例1所使用的標準測量技術測試樣品的機械性能。在表4中列出了斷裂時的應力值(psi)、斷裂伸長(。/。)和斷裂模量(psi)。實施例3該實施例說明了在本發明中用作偶聯劑的低VOC乙烯基矽烷的製備。這裡命名為VinylSilaneA的低VOC乙烯基矽垸通過如下方法製備將1173.4克(6.16摩爾)乙烯基三乙氧基矽烷(Silquest⑧A-151，得自GESilicones)和9.5克磺化離子交換樹脂(PuroliteCT-275催化劑，得自PuroliteCo.，Inc.)加入到配有Oldershaw五板蒸餾柱、短程蒸餾頭和加料漏鬥的3L圓底燒瓶中。將728.3克(6.16摩爾)的己二醇(得自Sigma-AldrichChemicalCo.)加入到加料漏鬥中。在約90mmHg的真空下將燒瓶內含物加熱至約50°C。在約3小時內將己二醇加入到燒瓶中。加入完畢後，緩慢增加真空以維持乙醇的穩定蒸餾。繼續蒸餾，直到獲得全真空和約56'C的罐溫度。然後可使材料冷卻12小時並過濾以除去Purolite催化劑。接著，將材料放置到配有Oldershaw五板蒸餾柱的圓底燒瓶內，在環境壓力和約8(TC的罐溫度下除去殘留的乙醇，得到約1097克VinylSilaneA。實施例4該實施例說明了樣品的製備和測試，其中該樣品包括含有根據本發明實施例3的低VOCVinylSilaneA的偶聯劑。該偶聯劑包含181.6份VinylSilaneA、10份2,4-二甲基-6-(l-甲基十五烷基)苯酚、20份乙烯基改性的聚二甲基矽氧垸和10份1,1-二-(叔丁基過氧基)-3，3，5-三甲基環己垸的混合物。使8.7份的線性低密度聚乙烯(Escorene1002)、25.1份作為聚合物基質的UltraEthyleneVinylAcetateLD768、65份氫氧化鋁填料和0.2份Irganox1010抗氧化劑與1.0份該實施例的偶聯劑組合，並且按照上述的和表3中所列的條件和設置通過擠出機進行加工，從而提供含有根據本發明的偶聯劑的擠出樣品。然後按照對比例1所使用的標準測量技術測試樣品的機械性能。在表4中列出了斷裂時的應力值(psi)、斷裂伸長(。/。)和斷裂模量(psi)。對比例5該對比例說明了樣品的製備和測試，其中該樣品包括含有甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽垸和高VOC矽烷的混合物的偶聯劑，因而不作為本發明的例示。該偶聯劑包含60份乙烯基三乙氧基矽烷、90份甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽垸、10份2,4-二甲基-6-(l-甲基十五垸基)苯酚、30份乙烯基改性的聚二甲基矽氧垸和10份l，l-二-(叔丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己垸的混合物。使8.7份的線性低密度聚乙烯(Escorene1002)和25.1份作為聚合物基質的UltraEthyleneVinylAcetateLD768、65份氫氧化鋁填料和0.2份Irganox1010抗氧化劑與l.O份該對比例的偶聯劑組合，並且按照上述和表3中所列的條件和設置通過擠出機進行加工，從而提供含有非根據本發明的偶聯劑的擠出樣品。然後按照對比例l所使用的標準測量技術測試樣品的機械性能。在表4中列出了斷裂時的應力值(psi)、斷裂伸長(y。)和斷裂模量(psi)。實施例6該實施例說明了樣品的製備和測試，其中該樣品包括含有甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽垸和實施例3的低VOCVinylSilaneA的混合物的偶聯劑。該偶聯劑包含68.19份低VOCVinylSilaneA、90份甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、10份2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、30份乙烯基改性的聚二甲基矽氧垸和10份1,l-二-(叔丁基過氧基)-3,3，5-三甲基環己烷的混合物。使8.7份線性低密度聚乙烯(Escorene1002)和25.1份作為聚合物基質的UltraEthyleneVinylAcetateLD768、65份氫氧化鋁填料和0.2份Irganox1010抗氧化劑與l.O份該實施例的偶聯劑組合，並且按照上述和表3中所列的條件和設置通過擠出機進行加工，從而提供含有非根據本發明的偶聯劑的擠出樣品。然後按照對比例1所使用的標準測量技術測試樣品的機械性能。在表4中列出了斷裂時的應力值(psi)、斷裂伸長(n/。)和斷裂模量(psi)。對比例7該對比例說明了樣品的製備和測試，其中該樣品包括含有高VOC矽烷的偶聯齊ij，因而並非對本發明的例示。該偶聯劑包含200份高VOCY-氨丙基三乙氧基矽烷。使8.7份的線性低密度聚乙烯(Escorene1002)和25.1份作為聚合物基質的UltraEthyleneVinylAcetateLD768、65份氫氧化鋁填料和0.2份Irganox1010抗氧化劑與1.0份該對比例的偶聯劑組合，並且按照上述和表3中所列的條件和設置通過擠出機進行加工，從而提供含有非根據本發明的偶聯劑的擠出樣品。然後按照對比例1所使用的標準測量技術測試樣品的機械性能。在表4中列出了斷裂時的應力值(psi)、斷裂伸長(。/。)和斷裂模量(psi)。實施例8該實施例說明了樣品的製備和測試，其中該樣品包括含有低VOC矽垸的偶聯劑。該偶聯劑包含200份用2-甲基-l,3-丙二醇改性過的Y-氨丙基矽烷。使8.7份的線性低密度聚乙烯(Escorene1002)、25.1份作為聚合物基質的UltraEthyleneVinylAcetateLD768、65份氫氧化鋁填料和0.2份Irganox1010抗氧化劑與0.99份該實施例的偶聯劑組合，並且按照上述和表3中所列的條件和設置通過擠出機進行加工，從而提供含有非根據本發明的偶聯劑的擠出樣品。然後按照對比例1所使用的標準測量技術測試樣品的機械性能。在表4中列出了斷裂時的應力值(psi)、斷裂伸長(。/。)和斷裂模量(psi)。表1偶聯劑配方tableseeoriginaldocumentpage33表2無卣阻燃劑配方tableseeoriginaldocumentpage34表3擠出機溫度分布擠出機W&PZsk30mm特性設定溫度°C實際溫度。CHFER化合物對比例l對比例2實施例4對比例5實施例6對比例7實施例81區1401381371401401391401382區1451431451421451441471493區1501551551571561571541584區1601651631601591651651595區1651671661651621651651656區180182181182180180181181原料溫度716518017016515916216381701751751751751751759195195195185180181190RPM150150150150150150150模具[類型]4-孔4-孔4-孔4-孔4-孔4-孔4-孔4-孔螺杆設計ATHATHATHATHATHATHATHATH扭矩[%]10011095110110110100壓力[psi]600650600500500500500除氣通風ATMATMATMATMATMATMATMATM螺絲鑽尺寸[開口巻繞]小小小小小小,J、小進料器[%]52384854564440造粒機設置1.01.01.01.01.01.01.0輸出[lbs/hr]17.720.217.818.217.816.016.6顏色白色白色白色白色白色白色白色備註表4.擠出樣品的物理性能物理性能擠出的HFFR化合物tableseeoriginaldocumentpage36表4中列出的結果顯示，與對比例1的樣品相比，本發明的偶聯劑(實施例4、6和8)給產品樣品提供了優越的機械性能。實施例4表現出比對比例2更高的斷裂應力和伸長。實施例6表現出比對比例5更高的斷裂應力和模量。實施例8表現出比對比例7更高的伸長。儘管上述描述包含了許多具體方式，但這些具體方式不應該解釋為本發明的限制，而僅僅作為其優選實施方案。本領域技術人員在本發明的範圍和精神內可預見許多其它實施方案。權利要求1.一種處理填充材料的方法，其包括使填充材料與矽垸接觸，所述矽烷在水解時產生矽垸的含矽水解產物和/或基本不產生顯著量的揮發性有機化合物，從而提供處理過的填料。2.權利要求1的方法，其中矽烷是二醇取代的環狀矽垸。3.權利要求1的方法，其中矽烷具有通式[Y[-G(-SiXuZbvZcw)s]r]n(式1)其中每一出現的G獨立地選自包括如下的一組基由烷基、烯基、芳基或芳烷基的一個或多個氫原子被取代所得到的多價基，或者是可通過去掉雜碳的一個或多個氫原子而得到的分子部分，G包含約1-約30個碳原子；每一出現的X獨立地選自-Cl、-Br、R^-、R、(0)0-、RiR2c二NO-、R'R2NO-或R'R2N-、-R1、-(OSiR'I^MOSiR'r2r3)、禾口-0(R"CR")fOH，其中每一出現的R1、R2、R3、R1Q、和R"獨立地是R;每一出現的Zb獨立地是(-0-)o.5和[-0(R'GCR11)(0-]0.5，其中每一出現的R"和RU獨立地是R;每一出現的Ze獨立地為-0(R"CR")fO-，其中每一出現的R"和RU獨立地是R;每一出現的R獨立地選自包含如下的一組基氫；直鏈的、環狀或支化的垸基基團並且可包含不飽和的烯基、芳基和芳烷基；或者通過去掉雜碳的一個或多個氫原子而得到的分子部分；每一出現的R包含1-約20個碳原子；每一出現的下標f獨立地是1-約15的整數，每一出現的n是1-約100的整數，條件是當n大於l時，v是大於0的整數且Zb的所有化合價均為矽原子鍵合，每一出現的下標u獨立地是0-約3的整數，每一出現的下標V獨立地是0-約3的整數，每一出現的下標W獨立地是0-約1的整數，條件是u+v+2w=3，每一出現的下標r獨立地是1-約6的整數，每一出現的下標t獨立地是O-約50的整數，及每一出現的下標s獨立地是1-約6的整數；每一出現的Y獨立地是化合價r的有機官能性基團；構成環狀和橋連的二垸氧基有機官能性矽垸組合物的至少一種環狀和橋連二烷氧基有機官能性矽垸包含至少一個出現的Zb或Z、4.權利要求3的方法，其中Y選自單價的有機官能性基團、二價的有機官能性基團、三價的有機官能性基團、四價的有機官能性基團和多價的有機官能性基團。5.權利要求4的方法，其中單價的有機官能性基團選自CH2=CH-、CHR=CH-、CR2=CH-、巰基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙醯氧基、-0-CH2-C2H30、-CH2-CH2-C6H90、-C6H90、-CR6(-0-)CR4R5、-NR4C(=0)OR5、-OC(=0)NR4R5、NR4C(=0)SR5、SC(=0)NR4R5、-NR4C(=S)OR5、-OC(=S)NR4R5、-NR4C(=S)SR5、-SC(=S)NR4R5、馬來醯亞胺基、馬來酸酯基、取代的馬來酸酯基、富馬酸酯基、取代的富馬酸酯基、-CN、糠擰醯亞胺基、-OCN、-N=C=0、陽SCN、-N=C=S、-OR4、-F、陽C1、曙Br;-1、-SR4、-S-SR4、-S-S-SR4、-S-S-S-SR4、-S-S-S-S-SR4、-S-S-S-S-S-SR4、-SXR4、-SC(=S)OR4、-SC(=S)SR4、-SC(=0)SR4、NR4C(=0)NR5R6、-NR4C(=S)NR5R6、R4C(=0)NR5-、-C(=0)NR4R5-、R4C(=S)NR4-、三聚氰胺基、氰尿酸根合基、-NH2、-NHR4、-NR4R5、-NR4-L'陽NR5r6、陽NR4-L、-NR5r6)2、-NRtl^-NRS-lANR6!^、-NR4-L'(-NR5R6)3、-NR4-IJ-NR5-L2-NR6-L3-NR7r8禾口-NR4-L)-N(-L2nr5r6)2;二價的有機官能性基團選自-(-)C(-0-)CR4R5、-CR5(-0-)CR4-、-(XRWCR11)^-、-(-)NC(=0)OR5、-OC(=0)NR4-、-(-)NC(=0)SR5、-SC(=0)NR4、-(-)NC(=S)OR5、-OC(=S)NR4-、-(-)NC(=S)SR5、-SC(=S)NR4-、--、馬來酸酯基、取代的馬來酸酯基、富馬酸酯基、取代的富馬酸酯基、-s、-s-s-、-s-s-s-、陽s-s-s-s-、-s-s-s-s-s-、-s-s-s-s-s-s-、-sx-、-sc(=s)o-、-sc(=s)s-、陽sc(-o)s-、-(-)nc(=0)nr4r5、-nr4c(=o)nr5-、-(-)nc(=s)nr4r5、-nr4c(=s)nr5-、r4c(=0)n(-)-、-c(=0)nr4-、r4c(=s)n(-)-、二價三聚氰胺基、二價氰尿酸根合基、-nh-、-nr4-、-(-)n-l'-nr4r5、-ni^-l'-nr5-、(-)-NR4)2-LLNR5R6、-ON-L'-NRS-lANR6!^^-NRtl^-NW-lANRSR^-NRtl^-NRS-lANR6-、-(-)N-LL(NR5r6)3、(-NR4)2-L!-(NR5r6)2、-(-)n-l、nr4-l2隱nr5-l3-nr6r7、-nr4-lLn(-)-l2-nr5陽l3-nr6r7、-NRtLANRS-lANC+lANR6!^、-NRtLi-NRS-lANR^lANR7-、-WN-I^-NC-I^NRSr^和(-NR4L"2N-L2NR5R6;三價的有機官能性基團選自-(-)C(-0-)CR4-、-(-)NC(=0)0-、-(-)nc(=0)s-、-(-)nc(=s)0-、-(-)nc(=s)s-、-(-)nc(=0)nr4-、-(-)nc(=s)nr4-、-c(o)n(-)-、-c(=s)n(-)-、三價的三聚氰胺基、三價的氰尿酸根合基、-N(-)-、-(-)N-L'-NR4-、(-NR4)3-L1，(-NR4)2-L、NR5-、-(-)n-l1-n(-)-l2-nr3r4、-nw-l1-n(-)-l2-nr5-、-(-)n-l1-nr4-l2-nr5-、-ON-iJ-no-iAnrS-iAnr^r4、-ni^-lLnw-i^-no-iAnrSr4、-(-)n-l'隱nr5-l2-n(-)-l3-nr3r4、-ni^-iJ-nc+iAnrLiAnr4-、畫(-)N陽L'-N(-L2nr3r4)(-L2nr5-)、(-nr4L'-)3n、-(-)C(-o陽)C(-)-、-(-)nc(=0)n(-)、-(-)nc(=s)n(-)-、四價三聚氰胺基、-ON-i^-NC-)^(-nrVl1、-(-nrVl1*)-、-on-l'-no-iAnr3-、-(on-I^-nr4-!^-)-、-(—N-I^-NO-IAnO-IAnI^R3、-NRtLLNC+lANC+lANR3-、-(ON-LLNRtlANRLlANC-)-禾口-(*1^(丄2皿3-)2;多價的有機官能性基團選自多價烴基、(-NR3)(-N-)2C3N3、(-n-)3c3n3、-(on-lLnc+iAnc-)-、-(on-lLno-lLno-iAnr3-，-ON-Li-NR^lANO-lANC-)-、[-ON-L'-hN-I^NR3-、-(ON-L'-NCO-I^-NCO-L^-NCO^QIXON-L1:^禾口其中每一出現的L1、1^和L^獨立地選自上面對於G給出的結構的組；x獨立地是1-10的整數，且每一出現的R獨立地為上面對於R和R""列出的結構之一。6.權利要求5的方法，其中所述二烷氧基或二官能性垸氧基由下式代表formulaseeoriginaldocumentpage5(式3)。7.權利要求3的方法，其中G選自單價的烴基，CH3(CH2)p-其中p為1-20，二亞乙基環己烷，1，2，4-三亞乙基環己烷，二亞乙基苯，亞苯基，-(CH2)m-其中m為1-12，和CH2(CH2)qCH(CH3)-其中q為0-17。8.權利要求3的方法，其中R和R""獨立地選自甲基、乙基、丙基、異丙基、辛烯基、環己基、丁基、苯基、苄基、甲苯基、烯丙基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、二甲基氨基乙基和氰基乙基。9.權利要求3的方法，其中R"和R"各自獨立地選自氫、甲基和乙基。10.權利要求3的方法，其中Ri和W各自獨立地選自氫、甲基、乙基和丙基。11.權利要求3的方法，其中R3、R4、R5、R6、R7和R8獨立地選自苯基、甲基、丁基、H和乙基。12.權利要求3的方法，其中X選自甲氧基、乙氧基、異丁氧基、丙氧基、異丙氧基、乙醯氧基、甲氧基乙氧基、肟基和衍生自二醇的單價垸氧基團。13.權利要求3的方法，其中Zb和Ze選自衍生自二醇的二價垸氧基團，其中所述二醇選自乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1，3-丙二醇、2-甲基-l，3-丙二醇、1，3-丁二醇和2-甲基-2,4-戊二醇。14.權利要求3的方法，其中w/v之比為l-9;X為R10-，R'C(O)O-，Zb和Ze衍生自選自如下的二醇1，3-丙二醇、2-甲基-l，3-丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-2,4-戊二醇;R1獨立地選自d-C4的垸基和H，和G為2-18個碳原子的二價直鏈垸基。15.權利要求3的方法，其中w/v之比為約2-約8;X為乙氧基，或者一個或多個衍生自二醇的二價垸氧基，其中二醇選自1，3-丙二醇、2-甲基-l，3-丙二醇、1，3-丁二醇、2-甲基-2，4-戊二醇，禾口G為C2-Cu直鏈烷基衍生物。16.權利要求3的方法，其中填充材料包括選自如下的一種或多種材料二氧化矽、滑石、粘土、和氧化鋁、矽灰石、三水合氧化鋁(ATH)、氫氧化鎂、高嶺土、斑脫土、沉澱或煅制二氧化矽、二氧化鈦、玻璃珠、玄武巖、硫酸鈣、碳酸鈣、硫酸鋇、石墨、碳黑、大麻、亞麻和洋麻。17.權利要求3的方法，其中填充材料包含粒子和/或纖維。18.權利要求3的方法，其中將矽垸與蠟共混。19.權利要求l的方法，其中矽烷是純的。20.權利要求l的方法，其中用水和/或有機溶劑稀釋矽烷。21.權利要求1的方法，其另外包括將處理過的填料引入到聚合物基質內，從而提供複合體。22.由權利要求21的方法製備的複合體。全文摘要一種處理填充材料的方法，其包括使填充材料與矽烷接觸，所述矽烷在水解時產生矽烷的含矽水解產物和/或基本不產生顯著量的揮發性有機化合物，從而提供處理過的填料，然後可將該處理過的填料引入到基質內以提供複合體。文檔編號C08K9/06GK101124274SQ200680004383公開日2008年2月13日申請日期2006年2月7日優先權日2005年2月8日發明者基思·韋勒申請人:莫門蒂夫功能性材料公司