專利名稱：用于改進(jìn)填料相互作用的共軛三烯單體共聚物的制作方法
用于改進(jìn)填料相互作用的共軛三烯單體共聚物本申請(qǐng)要求2010年8月31日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)No. 61/378，894的權(quán)益。美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)No. 61/378，894的教導(dǎo)全文經(jīng)此引用并入本文。
背景技術(shù)：
用于制造橡膠制品的橡膠組合物通常用炭黑和/或二氧化硅填充以達(dá)到所需物理和化學(xué)特性。此類橡膠組合物中橡膠和填料之間的相互作用對(duì)硫化產(chǎn)品的物理性質(zhì)具有顯著作用。實(shí)際上，橡膠和填料之間的相互作用調(diào)節(jié)填料的分散程度、彈性體-填料界面和填料-填料網(wǎng)絡(luò)的形成。所有這些相互作用顯著影響硫化橡膠組合物的物理性質(zhì)，如應(yīng)力-應(yīng)變性質(zhì)、在循環(huán)載荷下的能量損耗、耐磨性和抗撕裂傳播性。提高的聚合物填料相互作用能使填料分散至更細(xì)程度以實(shí)現(xiàn)更高增強(qiáng)程度。其還允許加入更高量的填料和/或加入無(wú)法適當(dāng)分散到常規(guī)橡膠中的填料。多年來(lái)已認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)更好橡膠/填料相互作用的重要性，并且是橡膠工業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的許多研究項(xiàng)目的主題。實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的橡膠/填料相互作用對(duì)橡膠產(chǎn)品，如輪胎、軟管、傳動(dòng)帶、傳送帶、風(fēng)擋刮水片和大量其它工業(yè)橡膠產(chǎn)品和消費(fèi)品的制造商特別有意義。 實(shí)現(xiàn)橡膠聚合物和填料之間的更好相容性的一種公認(rèn)途徑是用改進(jìn)與填料的相互作用的部分將橡膠聚合物官能化。例如，橡膠聚合物可以用胺官能化以實(shí)現(xiàn)更好的與炭黑和二氧化硅的相互作用。美國(guó)專利4，935，471公開了制備對(duì)炭黑具有高親合力的聚二烯的方法，包括使金屬封端的聚二烯與選自(a)具有結(jié)構(gòu)式X-A-C ε N的鹵化腈，其中X代表鹵素原子且其中A 代表含有1至20個(gè)碳原子的亞烷基，(b)雜環(huán)芳族含氮化合物和(c)苯甲酸烷基酯的封端劑反應(yīng)。美國(guó)專利4，935，471公開的封端劑與金屬封端的聚二烯反應(yīng)并將金屬替換成末端氰基、雜環(huán)芳族含氮基團(tuán)或衍生自苯甲酸烷基酯的端基。例如，如果該金屬封端的聚二烯被腈封端，其產(chǎn)生被氰基封端的聚二烯鏈。使用雜環(huán)芳族含氮化合物作為封端劑可導(dǎo)致聚二烯鏈被吡咯基、咪唑基、吡唑基、批啶基、批嗪基、嘧啶基、噠嗪基、Π引嗪基、異吲哚基、3-H-吲哚基、噌啉基、蝶啶基(pteridinyl)、β -咔啉基、萘嵌間二氮雜苯基(perimidinyl )、菲咯啉基(phenanthrolinyl )等封端。美國(guó)專利4，935，471還公開，氨基化鋰是非常優(yōu)選的引發(fā)劑，因?yàn)樗鼈兛捎糜谥苽湓谒鼈兊木酆衔镦湹膬啥硕急粯O性基團(tuán)封端的聚二烯。由氨基化鋰提供的額外極性官能導(dǎo)致提高的與炭黑的相互作用，從而實(shí)現(xiàn)更好的聚合物-炭黑分散。美國(guó)專利4，935，471 公開的氨基化鋰包括吡咯化鋰。美國(guó)專利4，935，471還指出，優(yōu)選引發(fā)劑包括下列結(jié)構(gòu)式的氨基烷基鋰化合物
權(quán)利要求
1.具有重復(fù)單元的橡膠聚合物，該重復(fù)單元以包括(1)選自共軛二烯烴單體和單烯烴單體的烯烴單體和(2)共軛三烯單體為特征。
2.如權(quán)利要求1中所述的橡膠聚合物，其特征在于該共軛三烯單體是別羅勒烯，且其中至少大約10%的別羅勒烯重復(fù)單元是2，3-別羅勒烯單元和/或6，7-別羅勒烯重復(fù)單元。
3.如權(quán)利要求2中所述的橡膠聚合物，其特征在于至少大約10%的別羅勒烯重復(fù)單元是2，7-別羅勒烯重復(fù)單元。
4.如權(quán)利要求1中所述的橡膠聚合物，其特征在于所述橡膠聚合物具有至少50，000的數(shù)均分子量且其中所述橡膠聚合物是至少95%可溶于甲苯溶劑的。
5.橡膠組合物，其特征在于包括權(quán)利要求1中所述的橡膠聚合物和富勒烯的反應(yīng)產(chǎn)物。
6.橡膠組合物，其特征在于包括權(quán)利要求1中所述的橡膠聚合物和親二烯體和/或被能與選自炭黑、二氧化硅、淀粉和纖維素的填料反應(yīng)的基團(tuán)官能化的親二烯體的反應(yīng)產(chǎn)物。
7.具有重復(fù)單元的橡膠聚合物，該重復(fù)單元以包括(1)至少一種共軛二烯烴單體和 (2)具有選自下列的結(jié)構(gòu)式的反應(yīng)性重復(fù)單元為特征
8.聚合物組合物，其特征在于包括橡膠聚合物和二氧化硅，其中該二氧化硅通過具有選自下列式的重復(fù)單元結(jié)合到橡膠聚合物上其中η是代表該聚合物中鍵合到二氧化硅上的重復(fù)單元數(shù)的整數(shù)且其中(^) 代表二氧化硅粒子。
9.制造填充聚合物組合物的方法，其特征在于(1)使權(quán)利要求1中所述的橡膠聚合物與親二烯體反應(yīng)，其中該親二烯體含有三烷氧基硅烷基團(tuán)，以產(chǎn)生反應(yīng)性聚合物和(2)使該反應(yīng)性聚合物與二氧化硅反應(yīng)以產(chǎn)生填充的聚合物組合物。
10.子午線輪胎，其特征在于包括具有外周胎面的大致環(huán)形胎體、至少兩個(gè)間隔胎圈、 至少一個(gè)從胎圈延伸至胎圈的簾布層、和從所述胎面延伸至所述胎圈并將所述胎面與所述胎圈連接的胎側(cè)，其中所述胎面適合地面接觸，且其中所述胎面包括權(quán)利要求6中所述的橡膠組合物。
全文摘要
本發(fā)明通過在橡膠聚合物的聚合物鏈中無(wú)規(guī)引入或在橡膠聚合物的鏈端引入少量(每條橡膠聚合物鏈幾個(gè)單元)共軛三烯單體，如別羅勒烯來(lái)實(shí)現(xiàn)提高的填料相互作用。共軛三烯單體的引入導(dǎo)致形成含有高反應(yīng)性共軛二烯單元的聚合物。這些共軛二烯單元可與炭黑化學(xué)反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異補(bǔ)強(qiáng)。本發(fā)明更具體公開了具有包括(1)選自共軛二烯烴單體和單烯烴單體的烯烴單體和(2)共軛三烯單體的重復(fù)單元的橡膠聚合物。本發(fā)明進(jìn)一步揭示了包括(I)具有包括(1)選自共軛二烯烴單體和單烯烴單體的烯烴單體和(2)共軛三烯單體的重復(fù)單元的橡膠聚合物和(II)親二烯體和/或被能與選自炭黑、二氧化硅、淀粉和纖維素的填料反應(yīng)的基團(tuán)官能化的親二烯體的反應(yīng)產(chǎn)物的橡膠組合物。
文檔編號(hào)B60C1/00GK102432757SQ20111025439
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者卡薩斯 G., J. 庫(kù)利希 J., 羅德沃德 S. 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司