[發(fā)明專(zhuān)利]官能化聚合物、橡膠組合物和充氣輪胎

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911268296.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111410707B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬立清
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 固特異輪胎和橡膠公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08F8/42
• 分類(lèi)號(hào): C08F8/42;C08F236/10;C08F212/08;C08L15/00;B60C1/00
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張琦璐;楊思捷

本發(fā)明涉及官能化聚合物、橡膠組合物和充氣輪胎。本發(fā)明涉及官能化彈性體，其包含活性陰離子彈性體聚合物和式I的聚合終止劑的反應(yīng)產(chǎn)物：其中n是1?3的整數(shù)；X是四價(jià)有機(jī)基團(tuán)，選自其中m是1?10的整數(shù)的式C_mH_2m?2的烴基團(tuán)，式II的基團(tuán)其中R³是C1?C10烷二基，和苯二基基團(tuán)；R¹和R²獨(dú)立地選自C1?C10烷基，和式III的基團(tuán)其中R⁴、R⁵獨(dú)立地是C1?C10烷基，以及R⁶是C1?C10烷二基；或者R¹和R²與它們共有的Si原子一起形成選自式IV和V的五元雜環(huán)其中R⁷是C1?C10烷基。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及官能化聚合物、橡膠組合物和充氣輪胎。

背景技術(shù)

近年來(lái)，對(duì)于官能化聚合物存在增長(zhǎng)的需求。官能化聚合物可以通過(guò)各種活性/受控聚合技術(shù)來(lái)合成。在基于活性碳負(fù)離子(carbanionic)中心的活性聚合方法中，來(lái)自元素周期表I和II族的金屬通常用來(lái)引發(fā)單體聚合成為聚合物。例如，鋰、鋇、鎂、鈉和鉀是經(jīng)常用于這種聚合中的金屬。此類(lèi)引發(fā)劑體系具有商業(yè)重要性，因?yàn)樗鼈兛捎糜谏a(chǎn)立構(gòu)規(guī)整(stereo?regulated)的聚合物。例如，鋰引發(fā)劑可以用來(lái)引發(fā)異戊二烯陰離子聚合成為合成聚異戊二烯橡膠，或引發(fā)1,3-丁二烯聚合成為具有所需微結(jié)構(gòu)的聚丁二烯橡膠。

在這種聚合中形成的聚合物在它們的聚合物鏈的生長(zhǎng)末端具有用來(lái)引發(fā)聚合的金屬，并且有時(shí)稱(chēng)為活性聚合物。它們被稱(chēng)為活性聚合物是因?yàn)樗鼈兊木酆衔镦?其含有末端金屬引發(fā)劑)繼續(xù)生長(zhǎng)或是活性的，直到所有的可用單體耗盡。通過(guò)使用這種金屬引發(fā)劑制備的聚合物通常具有基本線型的結(jié)構(gòu)，并且通常不包含可察覺(jué)數(shù)量的支化。

本發(fā)明詳述了官能化聚合物的合成以及它們?cè)谙鹉z膠料(rubber?formulation)和輪胎材料中的用途。通常，為實(shí)現(xiàn)最佳輪胎工作性能，官能化聚合物是高度需要的。為了降低輪胎的滾動(dòng)阻力和改善輪胎的胎面耐磨特性，具有高回彈物理性能(低遲滯性)的官能化彈性體已被用于輪胎胎面膠組合物中。但是，為了提高輪胎胎面的抗?jié)窕裕哂邢鄬?duì)較低回彈物理性能(較高遲滯性)(其由此遭受較大能量損失)的橡膠狀聚合物有時(shí)被用于此類(lèi)胎面膠組合物中。為實(shí)現(xiàn)輪胎胎面膠組合物的這種相對(duì)矛盾的粘彈性能，在輪胎胎面中可以使用各種類(lèi)型的合成和天然橡膠的共混物(混合物)。

由活性聚合技術(shù)制備的官能化橡膠狀聚合物典型地與硫、促進(jìn)劑、抗降解劑、填料例如炭黑、二氧化硅或淀粉以及其它所需橡膠化學(xué)品進(jìn)行配混(compounded)，然后隨后硫化或固化成有用制品的形式，例如輪胎或傳動(dòng)帶。已經(jīng)證實(shí)這種固化橡膠的物理性能取決于填料均勻地分散在整個(gè)橡膠中的程度。這進(jìn)而與填料對(duì)于特定橡膠狀聚合物所具有的親合性水平有關(guān)。這可在改善使用這種橡膠組合物制造的橡膠制品的物理特性方面具有實(shí)用重要性。例如，可以通過(guò)改善炭黑和/或二氧化硅對(duì)用于其中的橡膠狀聚合物的親合性來(lái)改善輪胎的滾動(dòng)阻力和牽引力特性。因此，改善給定橡膠狀聚合物對(duì)填料例如炭黑和二氧化硅的親合性將是高度需要的。

在輪胎胎面膠料中，填料和橡膠狀聚合物之間更好的相互作用產(chǎn)生較低的遲滯性，并且因此用這種橡膠膠料制造的輪胎具有較低的滾動(dòng)阻力。在60℃的低tanδ值是低遲滯性的指示，并且因此使用這種在60℃具有低tanδ值的橡膠膠料制造的輪胎通常顯示較低的滾動(dòng)阻力。輪胎胎面膠料中填料和橡膠狀聚合物之間更好的相互作用通常也產(chǎn)生在0℃更高的tanδ值，其是更好的牽引力特性的指示。