氨基硅烷引发剂及由其制备的官能化聚合物制造技术

在阴离子聚合中用作官能化引发剂的金属化氨基硅烷化合物，和用于使用所述金属化氨基硅烷化合物引发至少一类阴离子可聚合单体的阴离子聚合从而生产氨基硅烷官能化聚合物的方法。金属化氨基硅烷化合物的优选应用会产生用于轮胎中的包含氨基硅烷官能化聚合物的橡胶组合物。遥爪聚合物可以源自金属化氨基硅烷化合物作为官能终止剂的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氨基硅烷引发剂及由其制备的官能化聚合物本申请要求2010年12月30日递交的美国临时申请号61/428253的优先权，其特此通过引用整体并入。
本申请涉及硅烷官能化聚合物和由其制备的橡胶硫化产品。
技术介绍
在轮胎制造领域中，期望采用显示降低的滞后损耗(即机械能至热的损失较少)的橡胶硫化产品。滞后损耗通常归因于交联橡胶网络内的聚合物游离端以及填充剂附聚物的离解。官能化聚合物已被用于降低滞后损耗并增加结合的橡胶。认为官能化聚合物的官能团会减少聚合物游离端的数目。另外，官能团与填充剂颗粒之间的相互作用会减少填充剂附聚，从而减少可归因于填充剂附聚物的离解的滞后损耗。本申请源自以下认知：已发现橡胶硫化产品的聚合物部分中的氨基硅烷(“硅氮烷”)官能团会改善橡胶硫化产品的物理性能。据推测，聚合物中的氨基硅烷官能度（functionality）会改善聚合物与其它组分（如二氧化硅填充剂）的相互作用。该改善的相互作用通常理解为改善的混合和成分的更好分散。
技术实现思路
本申请提供了用于引发阴离子聚合的金属化氨基硅烷化合物。本申请还提供了用于生产氨基硅烷官能化聚合物的方法，所述方法包括下述步骤：通过制备预形成的或原位的金属化氨基硅烷化合物来提供引发剂，并使用所述金属化氨基硅烷化合物引发聚合，从而使至少一类阴离子可聚合单体聚合。本申请也提供了一种具有官能化的首基和官能化的尾基的遥爪聚合物，其通过包括下述步骤的方法制备：使用金属化氨基硅烷化合物，引发至少一类阴离子可聚合单体的聚合。本申请也提供了一种用于轮胎中的橡胶组合物，所述橡胶组合物包含已根据本文公开的方法制备的氨基硅烷官能化聚合物。本申请另外提供了一种聚合物组合物，其包含满足式(IV)且具有氨基硅烷官能化的链末端的弹性体聚合物。具体实施方式本申请提供了可用于阴离子聚合的特定金属化氨基硅烷化合物的形式的官能化引发剂。使用这些引发剂制备的聚合物含有在聚合物链的头部处的官能团，并且已发现，基于此类官能化聚合物的可硫化弹性体化合物及其制品显示出有用的性能。通常，聚合物的“头”为引发剂残基所位于的链末端，而“尾”是最接近最后单体单元添加到聚合物上的位置的链末端。本文使用的术语“在头部”和“在尾部”分别是指位于或接近头和尾的位置。本文所公开的金属化氨基硅烷化合物用于引发阴离子加成聚合(或共聚合)的用途，允许产生这样的氨基硅烷官能化聚合物：其氨基硅烷基团的硅通过一个或多个碳原子直接键合至聚合物链的末端。氨基硅烷的硅通过一个或多个碳键与聚合物链的头部直接键合，使得以下可能性增加：在整个聚合反应中以及任何随后的用橡胶硫化产品材料加工聚合物的过程中，硅都将保持键合至聚合物链。不希望受理论的约束，认为氨基硅烷官能化聚合物可通过水解来反应，并与橡胶硫化产品配混物中的填充剂缩合，以得到改善的填充剂微分散体，从而产生降低滞后的橡胶硫化产品配混物，所述配混物可用于改善由其制备的轮胎的燃料经济。在一个实施方案中，本申请公开了一种用于引发阴离子聚合的金属化氨基硅烷化合物，所述化合物包括至少一种金属化剂与至少一种具有下式的烯基氨基硅烷化合物的反应产物或其中n是选自0-2的整数，m是选自1-3的整数，前提条件是，m和n之和等于3；其中每个R独立地是氢、烷基或芳基；其中每个R1独立地是烃基；其中每个R2独立地是具有2-12个碳原子的烃基；其中每个R3独立地是具有2-12个碳原子的亚烃基；且其中当m大于1时，一个或多个R2可以在2个氮原子之间形成桥。在另一个实施方案中，本申请公开了一种用于引发阴离子聚合的金属化氨基硅烷化合物，所述化合物包括至少一种金属化剂和至少一种具有下式的烷基氨基硅烷化合物的反应产物或其中n是选自0-2的整数，m是选自1-3的整数，前提条件是，m和n之和等于3；其中T是甲基、乙基、丙基或烯丙型基团；其中每个R4和R5独立地是烃基；其中每个R6独立地是亚烃基；且其中当m大于1时，一个或多个R5可以在2个氮原子之间形成桥。通常，本申请的氨基硅烷化合物可以是含有1个至3个直接键合至硅原子的二烃基氨基的任何化合物。除二烃基氨基以外，所述氨基硅烷化合物还可以含有各种其它的烃基或苯基。在本申请中描述的烯基氨基硅烷化合物是这样的氨基硅烷化合物：其包括与硅原子键合的支链或直链烯基所述烯基可以含有一个或多个取代基(A)。通常，选择所述烯基，使得金属化剂将跨不饱和键加成，且优选地，每个取代基(A)独立地是氢、烷基或芳基。典型的烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基和叔丁基。典型的芳基包括苯基。优选地，所述烯基是乙烯基(即，A是氢)。在一个实施方案中，所述烯基氨基硅烷选自：亚烷基亚氨基烯基二甲基硅烷、二(亚烷基亚氨基)烯基甲基硅烷、三(亚烷基亚氨基)烯基硅烷、亚芳基亚氨基烯基二甲基硅烷、二(亚芳基亚氨基)烯基甲基硅烷、三(亚芳基亚氨基)烯基硅烷、二芳基氨基烯基二甲基硅烷、二(二芳基氨基)烯基甲基硅烷、三(二芳基氨基)烯基氨基硅烷和它们的组合。优选地，所述烯基氨基硅烷化合物选自：六亚甲基亚氨基烯基二甲基硅烷、二(六亚甲基亚氨基)烯基甲基硅烷、三(六亚甲基亚氨基)烯基硅烷、二苯基氨基烯基二甲基硅烷、二(二苯基氨基)烯基甲基硅烷、三(二苯基氨基)烯基氨基硅烷、二异丁基氨基烯基二甲基硅烷、二(二异丁基氨基)烯基甲基硅烷、三(二异丁基氨基)烯基硅烷和它们的组合。在另一个实施方案中，所述烯基氨基硅烷化合物选自：亚烷基亚氨基乙烯基二甲基硅烷、二(亚烷基亚氨基)乙烯基甲基硅烷、三(亚烷基亚氨基)乙烯基硅烷、亚芳基亚氨基乙烯基二甲基硅烷、二(亚芳基亚氨基)乙烯基甲基硅烷、三(亚芳基亚氨基)乙烯基硅烷、二芳基氨基乙烯基二甲基硅烷、二(二芳基氨基)乙烯基甲基硅烷、三(二芳基氨基)乙烯基氨基硅烷和它们的组合。优选地，所述烯基氨基硅烷化合物选自：六亚甲基亚氨基乙烯基二甲基硅烷、二(六亚甲基亚氨基)乙烯基甲基硅烷、三(六亚甲基亚氨基)乙烯基硅烷、二苯基氨基乙烯基二甲基硅烷、二(二苯基氨基)乙烯基甲基硅烷、三(二苯基氨基)乙烯基氨基硅烷、二异丁基氨基乙烯基二甲基硅烷、二(二异丁基氨基)乙烯基甲基硅烷、三(二异丁基氨基)乙烯基硅烷和它们的组合。特别地预见到，可以使用其它烯基氨基硅烷化合物。在本申请中描述的烷基氨基硅烷化合物是这样的氨基硅烷化合物：其具有至少一个直接键合至硅原子的烷基或烯丙型基团(“T”或“接合(tether)”基团)。本文使用的术语“烯丙型基团”表示键合至硅原子的任何被取代的或未被取代的烯丙型基团所述烯丙型基团可以含有一个或多个氢、烷基或芳基取代基(B)。通常，以使金属化试剂可吸引质子并且所产生的金属-烷基键引发聚合这样的方式来选择T。T的非限制性例子是甲基、乙基、丙基和烯丙基。在一个实施方案中，所述烷基氨基硅烷化合物选自：亚烷基亚氨基二烃基烷基硅烷、二(亚烷基亚氨基)烃基烷基硅烷、三(亚烷基亚氨基)烷基硅烷、亚芳基亚氨基二烃基烷基硅烷、二(亚芳基亚氨基)烃基烷基硅烷、三(亚芳基亚氨基)烷基硅烷、二烷基氨基二烃基烷基硅烷、二(二烷基氨基)烃基烷基硅烷、三(二烷基氨基)烷基硅烷、二芳基氨基二烃基烷基硅烷、二(二芳基氨基)烃基烷基硅烷、三(二芳基氨基)烷基硅烷和它们的组合。在另一个实施方案中，所述烷基氨基硅烷化合物选自：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.30 US 61/428,2531.一种用于生产在聚合物的头部处具有至少一种氨基硅烷基团的官能化聚合物的方法，所述方法包括下述步骤：(a)通过混合至少一类阴离子可聚合单体和至少一种具有下式的烯基氨基硅烷化合物，提供在原位形成的引发剂，其中n是选自0-2的整数，m是选自1-3的整数，前提条件是，m和n之和等于3；其中每个R独立地是氢、烷基或芳基；其中每个R1独立地是烃基；其中每个R2独立地是具有1-12个碳原子的烃基；其中每个R3独立地是具有2-12个碳原子的亚烃基；且其中当m大于1时，一个或多个R2可以在2个氮原子之间形成桥；然后(b)将至少一种金属化剂加入混合物，由此使所述烯基氨基硅烷金属化，并引发所述至少一类阴离子可聚合单体的聚合，由此产生聚合物，所述聚合物包括在所述聚合物的头部处的至少一种氨基硅烷基团。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种金属化剂选自：烃基锂化合物、烃基钠化合物、烃基钾化合物、烃基镁化合物和它们的组合。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种烯基氨基硅烷化合物选自：亚烷基亚氨基烯基二甲基硅烷、二(亚烷基亚氨基)烯基甲基硅烷、三(亚烷基亚氨基)烯基硅烷、亚芳基亚氨基烯基二甲基硅烷、二(亚芳基亚氨基)烯基甲基硅烷、三(亚芳基亚氨基)烯基硅烷、二芳基氨基烯基二甲基硅烷、二(二芳基氨基)烯基甲基硅烷、三(二芳基)烯基氨基硅烷和它们的组合。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种烯基氨基硅烷化合物选自：六亚甲基亚氨基乙烯基二甲基硅烷、二(六亚甲基亚氨基)乙烯基甲基硅烷、三(六亚甲基亚氨基)乙烯基硅烷、二苯基氨基乙烯基二甲基硅烷、二(二苯基氨基)乙烯基甲基硅烷、三(二苯基)乙烯基氨基硅烷、二异丁基氨基乙烯基二甲基硅烷、二(二异丁基氨基)乙烯基甲基硅烷、三(二异丁基氨基)乙烯基硅烷和它们的组合。5.一种遥爪聚合物，其通过包括下述步骤的方法制备：(a)通过使用引发剂引发至少一类阴离子可聚合单体的聚合，所述引发剂包括至少一种金属化剂和至少一种具有下式的氨基硅烷化合物的原位反应产物，其中n是选自0-2的整数，m是选自1-3的整数，前提条件是，m和n之和等于3；其中X是烯基；其中每个R7和R8独立地是烃基；其中每个R9独立地是亚烃基；且其中当m大于1时，一个或多个R8可以在2个氮原子之间形成桥，(b)使至少一类阴离子可聚合单体的聚合增长；和(c)提供官能终止剂，由此产生聚合物，所述聚合物包括在所述聚合物的头部处的至少一种氨基硅烷基团和在所述聚合物的尾部处的至少一种额外官能团。6.根据权利要求5所述的聚合物，其中以1:10-1:20,000的金属与单体的摩尔比提...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·F·劳森，特伦斯·E·霍根，克里斯汀·雷德马克，大卫·M·罗格曼，太田文德，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：
国别省市：