[發明專利]法呢烯樹脂、橡膠組合物和輪胎組合物

有效

• 申請號: 201680032079.3
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN107960083B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 史蒂文·K·亨寧;基思·A·納爾遜;讓-馬克·蒙薩利耶;法比安·薩洛爾特
• 申請（專利權）人: 飛納技術有限公司
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L9/00;C08L47/00;C08F36/22;B60C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;蘇虹

提供了玻璃化轉變溫度大于零攝氏度的法呢烯聚合物，該法呢烯聚合物通過以下獲得：將法呢烯單體和溶劑合并，并任選地添加一種或更多種乙烯基芳族共聚單體以提供單體進料，以及用弗里德爾?克拉夫茨催化劑使單體進料聚合。該法呢烯聚合物可作為樹脂包含在用于輪胎應用的橡膠組合物中。

相關申請的交叉引用

本申請與2015年6月3日提交的題為FARNESENE RESINS,RUBBER COMPOSITIONS,AND TIRE COMPOSITIONS的美國申請號14/729,437相關并且要求其權益，其內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及可用于輪胎組件(例如輪胎胎面)的橡膠組合物，其包含合成或天然彈性體、一種或更多種填料、和樹脂。所述樹脂包括使用弗里德爾-克拉夫茨(Friedel-Crafts)催化劑制備的并且玻璃化轉變溫度(“Tg”)大于零攝氏度的低分子量法呢烯類均聚物或共聚物。

背景技術

輪胎通常包括由橡膠組合物制成的胎面。橡膠包含通常為順式1,4-聚丁二烯、苯乙烯/丁二烯共聚物彈性體和/或天然橡膠的組合的多種彈性體，但是還可以存在少量的其他彈性體，包括例如順式1,4-聚異戊二烯、異戊二烯/丁二烯和3,4-聚異戊二烯。當產生用于輪胎的橡膠組合物時，通常使用填料以通過替代橡膠組合物中價格較高的成分來降低成本同時賦予最終橡膠產品以一些附加功能或改進的特性。填料通常是顆粒狀的增強填料，其中炭黑和/或合成二氧化硅的聚集體如沉淀二氧化硅是最常見的。

在維持其他輪胎表現性能的同時增加附著力的需求一直是胎面制定策略的主要焦點。使用低分子量低聚物代替芳族工藝油也一直是中心主題。盡管使用增量工藝油是提供良好加工和固化橡膠性能的便宜方式，但其使用由于原材料的可獲得性和近期要求對某些芳族油等級進行致癌物標記的立法而逐漸下降。因此，需要在輪胎制劑中相容并且可在輪胎中賦予改進的物理性能特征的作為合適的芳族油替代品的樹脂。

由脂族單體獲得的樹脂可賦予一定程度與普通輪胎彈性體的相容性。然而，脂族二烯單體具有局限性。

發明內容

在本發明的第一方面，提供了制備玻璃化轉變溫度大于零攝氏度的法呢烯聚合物的方法，其包括：將法呢烯單體和溶劑合并，并任選地添加選自乙烯基芳族化合物的一種或更多種單體以提供單體進料；以及通過在容器中將單體進料與弗里德爾-克拉夫茨催化劑合并來使單體進料聚合。

在本發明的第二方面，提供了一種橡膠組合物，其包含選自合成和天然彈性體的至少一種彈性體、填料和Tg大于零攝氏度的法呢烯聚合物。

在本發明的第三方面，提供了一種輪胎，其中所述輪胎的至少一部分包含含有Tg大于零攝氏度的法呢烯聚合物的橡膠組合物。

附圖說明

圖1是根據本發明方法可對法呢烯類共聚物發生的環化反應的一個實例。

具體實施方式

已發現，根據本發明通過使用強路易斯酸如弗里德爾-克拉夫茨催化劑使法呢烯單體聚合，聚合物的環化與單體加成競爭并且產生具有高Tg的低分子量樹脂。如在本說明書和權利要求書通篇使用的，“弗里德爾-克拉夫茨催化劑”是指用作聚合引發劑的強路易斯酸及其復合物。根據本發明制備的樹脂與先前法呢烯類聚合物的不同之處在于：通常用于提供先前聚合物樹脂的方法是陰離子聚合或自由基聚合，這二者都產生非常低Tg的材料。當用作用于輪胎胎面應用的橡膠組合物中的添加劑時，與低Tg法呢烯樹脂相比，高Tg法呢烯樹脂產生遠遠更加期望的性能平衡(附著力/滾動阻力)。在不希望受理論束縛時，認為根據本發明的樹脂所實現的高Tg是由于使用弗里德爾-克拉夫茨催化劑作為聚合引發劑所產生的高度環狀分子結構的結果。例如，參照圖1，使用弗里德爾-克拉夫茨催化劑作為聚合引發劑的單體法呢烯和苯乙烯的聚合反應可能促使烯烴在本來是來源于法呢烯單體的無環側鏈中發生分子內反應。圖1所示的環化是可能發生的環化的一個實例。