通过硅烷改性的聚丁二烯改进二烯橡胶轮胎的滚动阻力制造技术

本发明专利技术涉及硅烷改性的聚丁二烯在橡胶混合物中的用途，特别是用于改进二烯橡胶轮胎的滚动阻力。

Improving the rolling resistance of diene rubber tyres by polybutadiene modified by silane

The present invention relates to the use of polybutadiene modified polybutadiene in rubber mixture, especially for improving the rolling resistance of diene rubber tires.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过硅烷改性的聚丁二烯改进二烯橡胶轮胎的滚动阻力本专利技术涉及硅烷改性的聚丁二烯在橡胶混合物中的用途，特别是用于改进二烯橡胶轮胎的滚动阻力。绿色轮胎是汽车行业的趋势。主要目标是降低滚动阻力，因此降低燃油消耗，在保持磨损恒定的同时还能减少湿滑。向制剂中加入沉淀二氧化硅可以达到这个目的，但所用的二氧化硅与橡胶基质的相容性差。目前这个问题是通过添加硅烷作为增容剂来改进的。填充剂和聚合物之间的共价键合使二氧化硅填充的轮胎的磨损水平与炭黑填充的轮胎的磨损水平一致。因此，JP2008-031244公开了一种轮胎胎面橡胶组合物，其由天然橡胶或合成橡胶中的至少一种和排他地由二氧化硅组成或由二氧化硅和炭黑组成的填料组分组成，其中所述二氧化硅至少由平均粒径在0.05至1.00μm范围的无定形球形二氧化硅微粒组成。P2015083649、US2014/0121316或EP2266819描述了阴离子聚合的聚丁二烯的官能化。EP1479698描述了乙烯基含量低于2％的聚丁二烯的官能化。EP2818505提出了一种橡胶混合物，其中二烯橡胶与丙烯酰胺和/或与硅烷或锡改性的丙烯酰胺反应。现有技术中描述的系统的生产非常复杂。因此需要以简单方式得到并显示出改进的磨损性能的改进的橡胶混合物。在本专利技术的上下文中，对于本领域技术人员来说令人意外的是，可以表明在橡胶混合物中使用具有特定微结构的硅烷改性的聚丁二烯导致具有改进性能的轮胎。因此，本专利技术首先提供了硅烷改性的、特别是硅烷封端的聚丁二烯在橡胶混合物中的用途，其中所述聚丁二烯包含衍生自1,3-丁二烯的单体单元(A)(B)和(C)并且其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A的比例为10至60摩尔％，并且其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中B和C的比例之和为40至90摩尔％。根据本专利技术使用的硅烷改性的聚丁二烯的优点是改进了能量耗散，例如滚动阻力，以及DIN磨损。根据本专利技术使用的硅烷改性的聚丁二烯通过使由自由基聚合产生的羟基封端的聚丁二烯与允许与聚丁二烯的末端羟基键合的一种或多种有机硅烷化合物反应而得到。在本专利技术的上下文中，所述通过自由基聚合产生的羟基封端的聚丁二烯已经包含所述衍生自1,3-丁二烯的单体单元：(A)(B)和(C)并且其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A的比例为10至60摩尔％，并且其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中B和C的比例之和为40至90摩尔％。上述羟基封端的聚丁二烯是通过1,3-丁二烯的自由基聚合产生的具有羟基的聚丁二烯，每种情况下包含存在于1,3-丁二烯中的衍生自1,3-丁二烯的单体单元A)、B)和C)，其中在本申请中用于对于存在于聚丁二烯中的所述衍生自1,3-丁二烯的单体单元A)、B)和C)的公式表达中的方括号表示用相应的方括号标记的键没有被(例如甲基)封端，而是该键将相关的单体单元与另一个单体单元或羟基连接。这些单体单元A)、B)和C)可以以任何期望的顺序排列在聚合物中。无规排列是优选的。在一个优选的实施方案中，存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A)、B)和C)的比例在每种情况下且彼此独立地为至少10摩尔％。特别优选当存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A)的比例为15至30摩尔％时，存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中B)的比例为50至70摩尔％且存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中C)的比例为15至30摩尔％。通过凝胶渗透色谱法测定的羟基封端的聚丁二烯的平均分子量通常为1000至10000g/mol，优选1500至5000g/mol，特别优选1500至3500g/mol。在另一个实施方案中，除了存在于聚丁二烯中的衍生自1,3-丁二烯的单体单元A)、B)和C)之外，还可存在其他单体单元，特别是非衍生自1,3-丁二烯的那些。然而，在一个最优选的实施方案中，存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元A)、B)和C)占引入聚合物中并且包括衍生自1,3-丁二烯的单元和其他单元的全部单体单元的至少80摩尔％、优选90摩尔％、更优选95摩尔％且最优选100摩尔％的比例。如上所述，根据本专利技术使用的硅烷改性的聚丁二烯通过包括以下步骤的方法制备：a)提供通过自由基聚合产生并具有羟基、优选末端羟基的聚丁二烯，b)使来自步骤a)的具有羟基的聚丁二烯与一种或多种有机硅烷化合物反应。所述具有末端羟基的聚丁二烯包含衍生自1，3-丁二烯的单体单元，(A)(B)和(c)其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A的比例为10至60摩尔％，且在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中B和C的比例之和为40至90摩尔％，其中优选在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A、B和C的比例在每种情况中且各自独立地为至少10％，其中更优选在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A的比例为10至30摩尔％，在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中B的比例为50至70摩尔％，且在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中C的比例为15至30摩尔％。本专利技术的方法需要提供通过自由基聚合产生并具有羟基的聚丁二烯作为步骤a)。这种具有羟基的聚丁二烯可以例如通过在过氧化氢、水和有机溶剂存在下使1,3-丁二烯聚合而产生，如EP12169794中所述。在一个优选的实施方案中，本文使用的术语“聚丁二烯”应理解为是指可通过各自具有至少两个共轭双键的单体单元聚合得到的产物，其中以递增优选的顺序，至少80％、85％、90％、95％、98％、99％或99.9％的单体单元是1,3-丁二烯。所述羟基封端的聚丁二烯的OH官能度在1和4之间，优选在2和3之间。根据本专利技术的方法的步骤b)包括使所述具有羟基、优选末端羟基的羟基封端的聚丁二烯与一种或多种有机硅烷化合物反应。所述有机硅烷化合物特别地选自包含式I的化合物的组OCN-R-Si(OR1)x(R2)3-xI其中R代表具有1-4个碳原子的直链或支化的亚烷基链，并且R1和R2同时或彼此独立地代表具有1-4个碳原子的直链或支化的烷基链。在所提到的反应中，式I的化合物的NCO基团与羟基封端的聚丁二烯的OH基团反应形成-NH-CO-O-基团，将式I化合物和羟基封端的聚丁二烯连接在一起。式IOCN-R-Si(OR1)x(R2)3-x的合适化合物原则上包括上文所述的所有可能的化合物。当x＝3、R1选自甲基和乙基时是特别优选的。适合的式I化合物包括例如异氰酸酯基烷基烷氧基硅烷(isocyanatoalkylalkoxysilane)，特别是选自3-异氰酸酯基(isocyanato)丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三异丙氧基硅烷、2-异氰酸酯基乙基三甲氧基硅烷、2-异氰酸酯基乙基三乙氧基硅烷、2-异氰酸酯基乙基三异丙氧基硅烷、4-异氰酸酯基丁基三甲氧基硅烷、4-异氰酸酯基丁基三乙氧基硅烷、4-异氰酸酯基丁基三异丙氧基硅烷、异氰酸酯基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基甲基三乙氧基硅烷和/或异氰酸酯基甲基三本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅烷改性的聚丁二烯在橡胶混合物中的用途，其中所述聚丁二烯包含衍生自1,3‑丁二烯的单体单元

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.13 EP 15167620.21.硅烷改性的聚丁二烯在橡胶混合物中的用途，其中所述聚丁二烯包含衍生自1,3-丁二烯的单体单元并且其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A的比例为10-60摩尔％，并且其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中B和C的比例之和为40-90摩尔％。2.根据权利要求1的用途，其特征在于所述硅烷改性的聚丁二烯能够通过使由自由基聚合产生的羟基封端的聚丁二烯与一种或多种有机硅烷化合物反应得到。3.根据权利要求1或2的用途，其特征在于在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A)的比例为15-30摩尔％，在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中B)的比例为50-70摩尔％，且在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中C)的比例为15-30摩尔％。4.根据权利要求2或3的用途，其特征在于所述有机硅烷化合物选自包含式I化合物的组：OCN-R-Si(OR1)x(R2)3-xI其中R代表具有1-4个碳原子的直链或支化的亚烷基链，并且R1和R2同时或彼此独立地代表具有1-5个碳原子的直链或支化的烷基链。5.包含硅烷改性的聚丁二烯的橡胶混合物，其中所述聚丁二烯包含衍生自1,3-丁二烯的单体单元并且其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中A的比例为10-60摩尔％，并且其中在存在于聚丁二烯中的全部衍生自1,3-丁二烯的单体单元中B和C的比例之和为40-90摩尔％。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·哈伯科恩，C·勒本，KS·克兰尼格，A·韦迈尔，A·贝利纳努，C·拜尔莱因，P·格勒克纳，D·马施克，R·默泽，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE