[發(fā)明專利]雙端改性星型溶聚丁苯橡膠及其制備方法和硫化橡膠及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410817868.0
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN105777946B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜科;馮普凌;解希銘;于國柱;萬宏波;曲亮靚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08C19/25
• 分類號: C08C19/25;C08F236/10;C08F212/36;C08L15/02;C08J3/24;B60C1/00
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 王崇,李婉婉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橡膠及其合成領(lǐng)域，具體地，涉及一種雙端改性星型溶聚丁苯橡膠的制備方法，該方法制得的雙端改性星型溶聚丁苯橡膠，該橡膠形成的硫化橡膠，該雙端改性星型溶聚丁苯橡膠和硫化橡膠作為輪胎材料的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，以及石油、煤炭等不可再生資源的日益枯竭，如何降低汽車輪胎耗油量成為熱點(diǎn)問題，同時人們對汽車的安全性能越來越重視，這就對輪胎的性能提出了更高的要求。輪胎產(chǎn)品從斜交胎發(fā)展到子午線輪胎，進(jìn)而到高性能子午線輪胎和綠色子午線輪胎，對丁苯橡膠的性能提出了越來越高的要求，既要求丁苯橡膠有低的滾動阻力以利于節(jié)能，又要求有很高的抗?jié)窕砸员ＷC車輛的行駛安全，同時還要求有很好的耐磨性能和其他綜合性能。而要想得到具有高性能的丁苯橡膠，必須解決丁苯橡膠自由末端問題。

鏈端改性是解決丁苯橡膠自由末端問題的最好方法。CN1148050A公開了一種利用多官能團(tuán)有機(jī)堿金屬引發(fā)劑合成星型溶聚丁苯橡膠的方法，盡管這些部分偶聯(lián)或全偶聯(lián)的星型聚合物通過對分子鏈一端進(jìn)行改性，一定程度上減少了自由末端數(shù)，但分子鏈另一端并未改性，因此對膠料的性能提升有限。US5521309以六亞甲基亞氨基烯丙基鋰或六亞甲基亞氨基亞二甲苯基鋰作為引發(fā)劑合成含有氨基的溶聚丁苯橡膠，該方法同樣只改性了分子鏈的一端。EP493839采用三正丁基錫鋰為引發(fā)劑制備端基含錫的溶聚丁苯橡膠，同樣也是只進(jìn)行了單端改性。CN101319064A公開了用雙鋰引發(fā)劑合成線性溶聚丁苯，然后用帶有硅氧烷基團(tuán)的官能化劑進(jìn)行雙端改性，該方法雖然可以實(shí)現(xiàn)雙端改性，但聚合物為線性結(jié)構(gòu)，性能要比星型結(jié)構(gòu)差很多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決溶聚丁苯橡膠的自由末端問題，以及為了提高作為輪胎材料的溶聚丁苯橡膠的物理性能和動態(tài)力學(xué)性能，提供一種雙端改性星型溶聚丁苯橡膠的制備方法，該方法制得的雙端改性星型溶聚丁苯橡膠，該橡膠形成的硫化橡膠，以及該雙端改性星型溶聚丁苯橡膠和硫化橡膠作為輪胎材料的應(yīng)用。

本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，使用含硅有機(jī)鋰引發(fā)劑同時結(jié)合使用星型橡膠合成偶聯(lián)劑以及含硅的官能化劑作為封端劑可以獲得具有雙端改性星型溶聚丁苯橡膠，并進(jìn)一步在獲得的雙端改性星型溶聚丁苯橡膠的基礎(chǔ)上獲得了硫化橡膠，該硫化橡膠具有高的抗?jié)窕浴⑤^低的滾動阻力和優(yōu)異的耐磨性能，非常適合作為輪胎材料使用，從而進(jìn)一步完成了本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種雙端改性星型溶聚丁苯橡膠的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)在溶劑中于結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑存在下，將苯乙烯和丁二烯與含硅有機(jī)鋰引發(fā)劑接觸，進(jìn)行溶液聚合，得到苯乙烯-丁二烯無規(guī)共聚物；

其中，所述含硅有機(jī)鋰引發(fā)劑具有如下式(I)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，R₁、R₂和R₃各自獨(dú)立地選自C1～C20的烷基、C2～C20的單烯烴基或C7～C20的芳烷基，R₄選自C1～C20的亞烷基；

(2)向步驟(1)得到的苯乙烯-丁二烯無規(guī)共聚物中添加偶聯(lián)劑，進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，得到偶聯(lián)的苯乙烯-丁二烯無規(guī)共聚物；

(3)向步驟(2)得到的偶聯(lián)的苯乙烯-丁二烯無規(guī)共聚物中添加封端劑，對偶聯(lián)的苯乙烯-丁二烯無規(guī)共聚物進(jìn)行封端。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了根據(jù)上述的方法制備得到的雙端改性星型溶聚丁苯橡膠。

根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明提供了一種硫化橡膠，該硫化橡膠是將根據(jù)本發(fā)明的第二個方面提供的雙端改性星型溶聚丁苯橡膠硫化而形成的。

根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明的第二個方面提供的雙端改性星型溶聚丁苯橡膠和根據(jù)本發(fā)明的第三個方面提供的硫化橡膠作為輪胎材料的應(yīng)用。

本發(fā)明提供的雙端改性星型溶聚丁苯橡膠的制備方法工藝簡單，可以高效的合成雙端改性星型溶聚丁苯橡膠，所獲得的雙端改性星型溶聚丁苯橡膠以及對雙端改性星型溶聚丁苯橡膠進(jìn)行硫化所獲得的硫化橡膠具有高的抗?jié)窕浴⑤^低的滾動阻力和優(yōu)異的耐磨性能。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種雙端改性星型溶聚丁苯橡膠的制備方法，該方法包括如下步驟：