[發明專利]一種星形偶聯結構的硅氧功能化SIBR集成橡膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202110602675.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113307912A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李楊;韓麗;冷雪菲;李超;張松波;王艷色
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08F236/08
• 分類號: C08F236/08;C08F236/06;C08F212/08;C08F230/08
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王闖

本發明屬于高分子材料技術領域，本發明提出一種星形偶聯結構的硅氧功能化SIBR集成橡膠及其制備方法，主要是由烷基鋰引發、在極性調劑劑作用下，硅氧基團的1,1?二苯基乙烯功能性單體與苯乙烯、丁二烯、異戊二烯通過多臂星形偶聯劑偶聯四元共聚物。本發明采用三臂、四臂和六臂偶聯的方式，高偶聯效率可顯著提升硅氧代1,1?二苯基乙烯功能單體在共聚物鏈中的相對含量。星形偶聯結構的硅氧功能化SIBR集成橡膠比通用橡膠和線形結構的橡膠性能顯著提升，不僅改善了集成橡膠的加工性能，同時提升了集成橡膠與白炭黑的相容性，降低了橡膠的滾動阻力和能耗，是橡膠的高端產品。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料技術領域，具體涉及一種星形偶聯結構的硅氧功能化SIBR集成橡膠及其制備方法。

背景技術

橡膠是輪胎工業中的重要原料，開發高性能的橡膠是工業發展的必然趨勢，汽車工業對輪胎提出了低滾動阻力、高抗濕滑性能、良好的耐磨性的要求，但是由于橡膠“魔三角”的存在，通用橡膠如丁苯橡膠SBR、聚丁二烯橡膠BR、天然橡膠NR為了得到預期性能的胎面膠往往只能采用不同膠種共混的方法，只能在宏觀上達到均相，存在較為嚴重的微觀相分離，嚴重限制了橡膠的綜合性能。因此通過分子集成化的設計理念，將通用膠種的優勢集成，設計高性能的集成橡膠SIBR，是解決這一問題的重要研究方向。

集成橡膠SIBR是以苯乙烯(S)、異戊二烯(I)、丁二烯(B)為單體共聚而成的共聚物，是一種理想的新型胎面膠，成為近年來橡膠屆研究熱點，通過化學合成的方法原位將不同種類的橡膠引入同一條高分子鏈上，取得正協同效應，實現幾種橡膠優異性能的集成。集成橡膠將聚丁二烯橡膠(BR)、丁苯橡膠(SBR)、聚異戊二烯橡膠(SIR)、丁戊橡膠(IBR)四種橡膠的特性集于一身，實現了鏈端級別的混合，不同結構單元可以滿足胎面膠需要的多種不同性能，克服了通用橡膠難以實現滾動阻力、耐磨性與牽引性三大行駛性能間的矛盾。

專利CN112142915A公開了一種陰離子活性聚合制備填充液體膠型集成橡膠的方法。該方法通過活性聚合和結構調節劑的引入，實現了具有特定結構的低分子量液體集成橡膠和高分子量固體集成橡膠，通過液體集成橡膠來增塑固體集成橡膠。CN103772609A公開了一種通過反應擠出的方法，合成集成橡膠SIBR的方法。目前對于集成橡膠SIBR的研究多局限在未官能化的線形SIBR的合成方法研究，CN使得SIBR產品牌號單一，應用范圍較窄，同時線形SIBR存在門尼粘度高，加工較為困難的問題。

在橡膠的分子結構中，末端自由基團不能被硫化，在硫化橡膠中會形成可自由運動的側基，為輪胎滾動阻力的來源之一，而現如今對于輪胎節能的要求，要求在保證抗濕滑性能的前提下，盡量減小輪胎的滾動阻力，通過減少分子鏈的自由末端，是降低滾動阻力和提高抗濕滑性能的有效方法。

合成星形結構的橡膠是減少分子鏈自由末端，減低輪胎滾動阻力，提高抗濕滑性能的主要方法，合成星形橡膠主要方法有兩種，一種是采用多功能度引發劑引發聚合，直接得到星形結構的橡膠，另一種是在聚合結束之后，加入偶聯劑進行偶連得到星形結構的橡膠。其中，多官能度引發劑方法合成星形結構的橡膠由于引發劑種類少，合成復雜且不易控制，不易于工業生產。而通過后續加入偶聯劑的方法合成星形結構的橡膠雖然無法得到完全星形結構的橡膠，但是由于其操作簡便，可實現性強，是一種有前景的星形橡膠的合成方式。專利CN102120798A公開了一種通過偶聯方法，合成星形溶聚丁苯橡膠的方法，所得的溶聚丁苯橡膠滾動阻力低、抗濕滑性能好。而目前，星形結構集成橡膠的合成方法尚未見報道，是亟需解決的問題。

發明內容

本發明提供一種星形偶聯結構的硅氧功能化SIBR集成橡膠及其制備方法，通過偶聯方法合成星形偶聯結構的硅氧功能化SIBR集成橡膠及其制備方法，提高了SIBR與白炭黑的相容性，改善了SIBR的加工性能。

本發明的技術方案如下：