[發明專利]羥芳基官能化聚合物

有效

• 申請號: 201080038693.3
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN102482382A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 燕遠勇;秦增全;潘曉東
• 申請（專利權）人: 株式會社普利司通
• 主分類號: C08F236/10
• 分類號: C08F236/10;C08F279/02;C08F4/52;C08L53/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

背景技術

對于輪胎胎面首先考慮的是良好的抓地性和耐磨耗性；然而，機動車的燃料效率涉及到最小化其滾動阻力(與輪胎運行期間的滯后和生熱的減少相關)的爭論。這些考慮在很大程度上是競爭的并且有些相互矛盾的：由設計為提供良好的道路抓地性的組合物制成的胎面通常顯示滾動阻力增加，反之亦然。胎面組合物典型地包含一種或多種彈性體和一種或多種補強材料如粒狀炭黑和二氧化硅；參見，如The?Vanderbilt?Rubber?Handbook，第13版.(1990)，pp.603-04。

典型地選擇填料、聚合物和添加劑以便提供期望性質的可接受的折中或平衡。許多用于制造硫化橡膠(例如，如輪胎組分)的聚合物為彈性體的。除了天然橡膠以外，最常采用的一些包括經常通過采用催化劑的方法制備的高順聚丁二烯，以及經常通過采用陰離子引發劑的方法制備的基本無規的苯乙烯/丁二烯共聚體(interpolymer)。

確保補強填料很好地分散遍布于一種或多種彈性體材料，既增強可加工性又起到改進物理性能的作用。填料顆粒的分散可通過增加其與彈性體間的相互作用和/或降低填料顆粒彼此之間的相互作用來改進。該種作用的實例包括在選擇性的反應性促進劑的存在下高溫混合、配混材料的表面氧化、表面接枝以及典型地在聚合物末端的化學修飾。末端化學修飾通常通過末端活性聚合物與官能化終止劑的反應來發生。然而，可與碳負離子聚合物進行的化學修飾通常對經由齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化過程制得的聚合物至少在某種程度上不起作用，反之亦然。

發明內容

在第一方面，官能化聚合物包括反應性聚合物和含芳基的化合物的反應產物，所述芳基具有至少一個直接鍵合的OG_p取代基(其中G_p為保護基團)，和無活性氫原子并且為包括碳-氮多重鍵(如-C≡N或-C＝N-)的部分或者通過包括碳-氮多重鍵的部分與芳基相連的取代基。使用苯基作為例舉的芳基，所述化合物可具有通式

其中G_p為如上所定義；m為從1至5的整數；以及Q為無活性氫原子并為包括碳-氮多重鍵的部分或者通過包括碳-氮多重鍵的部分連接的取代基。

在另一方面，提供用于提供官能化聚合物的方法，其中反應性聚合物與前段所述類型的化合物反應。在包括引發化合物(碳負離子)或催化劑組合物(配位)以及一種或多種包括至少一種類型多烯的烯鍵式不飽和單體的溶液中，引發化合物或催化劑組合物分別允許所述單體的陰離子引發或催化聚合，以便分別提供碳負離子或假活性聚合物。所得聚合物的活性末端可與所述化合物的Q取代基反應，以便提供具有作為末端官能度(functionality)的化合物殘基的聚合物，該化合物包括具有至少一個直接鍵合的OG_p取代基的芳基。

連接末端官能度和聚合物的方式取決于Q基團的同一性。通過非限制性實例，Q為腈基的式I型化合物可提供以下通式的聚合物：

其中G_p和m如上所定義，R為H原子或由聚合物的加工所得的基團(如OH、烷基等)，并且π為聚合物鏈，典型地為包括源自一種或多種多烯的鏈節的聚合物鏈。至少對于那些經陰離子引發技術制成的聚合物，聚合物鏈可選地可包括源自至少一種乙烯基芳族的鏈節。

在前述任一方面中，保護基團可典型地用氫原子經水解而取代，以便提供一種或多種直接鍵合至芳基的羥基取代基。在芳基為苯基的情況下，這可產生直接鍵合至苯基的1至5個羥基取代基。(在除苯基以外的芳基的情況下，羥基取代基的數目可大于5)。

末端活性聚合物可通過聚合烯鍵式不飽和單體來提供，所述烯鍵式不飽和單體典型地包括一種或多種多烯，特別是共軛二烯。在某些實施方案中，至少一種乙烯基芳族化合物也可參與聚合。在這些和/或其他實施方案中，作為多烯鏈節單元引入(優選基本上無規地)聚合物鏈的結果，聚合物可基本上為直鏈和/或在聚合物鏈內和/或側向可包括不飽和度。

無論特征如何，聚合物可與粒狀填料例如，如炭黑和二氧化硅相互作用。還提供包括粒狀填料和此類聚合物的組合物(包括硫化橡膠)，以及提供和使用此類組合物的方法。

在這些方面的任一或每一方面中，該聚合物可包括直接鍵合的芳族側基、可基本為直鏈，和/或在聚合物鏈內和/或側向包括不飽和度。該不飽和度由多烯鏈節單元的引入而產生，并優選沿聚合物鏈基本無規。

從下述說明書中，對于普通技術人員而言，本發明的其他方面將是顯而易見的。為了便于理解說明書，以下緊接著提供某些定義，這些意欲應用于全文，除非上下文明確指出相反的含義：