异戊二烯共聚物及其制造方法技术

提供了一种具有天然橡胶的性能(耐久性(耐断裂性、耐磨耗性和耐裂纹生长性))的共聚物；和所述共聚物的制造方法。一种异戊二烯共聚物，在其末端具有苯乙烯嵌段或丁二烯嵌段，其中苯乙烯单体占形成具有苯乙烯嵌段的异戊二烯共聚物的全部单体的小于5mol％，丁二烯单体占形成具有丁二烯嵌段的异戊二烯共聚物的全部单体的10mol％以下，并且来源于异戊二烯组分的顺式-1,4键的含量是全部的95％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种异戊二烯共聚物，和所述异戊二烯共聚物的制造方法。
技术介绍
近年来，在对节能的社会需要下，为了改善车辆的燃料消耗，已经需要轮胎的耐久 性，并且因此已经期望具有优异的耐断裂性、耐磨耗性和耐裂纹生长性的各种橡胶材料。同 时，由于天然橡胶的价格暴涨，已经需要开发具有与天然橡胶相似的耐久性的合成橡胶。虽 然合成聚异戊二烯已经传统地用作天然橡胶的代替品，但已经存在一个问题：相对于天然 橡胶，用作橡胶组合物的合成聚异戊二烯具有差的耐久性。因此，为了改善合成聚异戊二烯 的耐久性，已经传统地进行：将拉伸结晶性通过构成具有较高顺式的合成聚异戊二烯来改 善（例如，参见专利文献1和2)。 也已经存在已知的技术：将期望的橡胶性能通过将合成聚异戊二烯与其它聚合物 组分一起混炼，或通过使用由异戊二烯和其它单体组成的共聚物来改善。例如，专利文献3 公开了一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，其由苯乙烯-异戊二烯共聚物和苯乙烯-丁二烯 共聚物组成。同时，专利文献4公开了一种橡胶组合物，其含有丁二烯-异戊二烯作为橡胶 组分。 相关技术文献 专利文献 专利文献1 :日本专利申请公开No. 2004-27179 专利文献 2 :TO2006/078021 专利文献3:日本专利申请公开No. 5-255540 专利文献4 :日本专利申请公开No. 2009-191100
技术实现思路
专利技术要解决的问题 本专利技术的一个目的是提供一种异戊二烯共聚物，其能够获得具有与天然橡胶相似 的性能（耐久性（耐断裂性、耐磨耗性和耐裂纹生长性））的橡胶组合物；和所述异戊二烯 共聚物的制造方法。本专利技术的另一目的是提供一种橡胶组合物和轮胎，其具有优异耐久性 (耐断裂性、耐磨耗性和耐裂纹生长性）。 用于解决问题的方案 为了解决以上问题，本专利技术提供一种异戊二烯共聚物，在其末端具有苯乙烯嵌段 或丁二烯嵌段，其中 苯乙烯单体占形成具有所述苯乙烯嵌段的所述异戊二烯共聚物的全部单体的小 于5mol%;丁二烯单体占形成具有所述丁二烯嵌段的所述异戊二烯共聚物的全部单体的 IOmol%以下；并且来源于异戊二烯的部分的顺式-1，4键的含量占全部的95%以上。因为 包含于所述异戊二烯共聚物的苯乙烯或丁二烯保持在一定量以下，保持了与天然橡胶相似 的聚异戊二烯的性能。同时，所述来源于异戊二烯的部分的所述顺式-1，4键的含量增加， 因此能够获得具有与天然橡胶更相似的性能并且因此具有优异的耐久性的橡胶。 -种在末端具有苯乙烯嵌段的异戊二烯（苯乙烯-异戊二烯）共聚物的制造方 法，所述共聚物通过在催化剂的存在下，使苯乙烯单体聚合而合成聚合物或低聚物，并且将 异戊二烯单体添加至所述聚合物或所述低聚物来聚合而生产，其中 苯乙稀单体占形成苯乙稀-异戊二稀共聚物的全部单体的小于5mol%，并且来源 于异戊二烯的部分的顺式-1，4键的含量占全部的95%以上。 -种在末端具有丁二烯嵌段的异戊二烯（丁二烯-异戊二烯）共聚物的制造方 法，所述共聚物通过在催化剂的存在下，使丁二烯单体聚合而合成聚合物或低聚物，并且将 异戊二烯单体添加至所述聚合物或所述低聚物来聚合而生产，其中 丁二烯单体占形成丁二烯-异戊二烯共聚物的全部单体的IOmol%以下，并且来 源于异戊二烯的部分的顺式-1，4键的含量占全部的95%以上。 另一种制造丁二烯-异戊二烯共聚物的方法，所述共聚物通过在催化剂的存在 下，将丁二烯单体和异戊二烯单体混合来聚合而生产，其中 丁二烯单体占形成所述丁二烯-异戊二烯共聚物的全部单体的IOmol%以下，并 且来源于异戊二烯的部分的顺式-1，4键的含量占全部的95%以上。 专利技术的效果 根据本专利技术，可以生产能够获得具有与天然橡胶相似的性能（耐久性（耐断裂性、 耐磨耗性和耐裂纹生长性））的橡胶组合物的异戊二烯共聚物。同时，可以提供具有优异耐 久性（耐断裂性、耐磨耗性和耐裂纹生长性）的橡胶组合物和轮胎。 【具体实施方式】 (异戊二烯共聚物） 根据本专利技术的异戊二烯共聚物是苯乙烯-异戊二烯共聚物或丁二烯-异戊二烯共 聚物，并且下文中也简称为共聚物。 该共聚物的特征在于：在其末端具有苯乙烯嵌段或丁二烯嵌段。此处，该末端是指 共聚物主链的一端或两端。即，该共聚物主链在其至少一端具有苯乙烯嵌段或丁二烯嵌段。 当异戊二烯共聚物的苯乙烯部分或丁二烯部分（硬链段）的比太高时，不会充分 地展示出与天然橡胶相似的聚异戊二烯的性能例如耐久性的优势。为了具有与天然橡胶相 似的性能，聚异戊二烯需要在其微观结构中具有高顺式含量。然而，对于传统的异戊二烯共 聚物，尚未研宄在形成具有高顺式含量的异戊二烯的部分的同时，调节共聚物的苯乙烯或 丁二烯含量的技术。 共聚物中的苯乙烯通过NMR和GPC的方法来检测。在使用NMR时，因为苯乙烯的 苯基质子可以在7ppm附近观察到，计算了其与异戊二烯的检测值的比，因此获得了苯乙烯 的存在率。另一方面，在使用GPC时，苯乙烯在254nm下的吸收峰用于计算异戊二烯的检测 值与苯乙烯的检测值（254nm的吸收）的比。 进一步，共聚物中的丁二烯的存在通过使用1H-NMR来确认。在聚异戊二烯的单一 物质中，1，4键质子的信号在5.Ippm附近观察到，并且3, 4键质子的信号在4. 7ppm附近观 察到。另一方面，在丁二烯共聚物中，1，4键质子的信号在5. 4ppm附近观察到，并且3, 4键 质子的信号在4. 8ppm附近观察到。 在上述异戊二烯共聚物中，每一个苯乙烯嵌段或每一个丁二烯嵌段的单体单元数 优选1至10。同时，每一个苯乙烯嵌段或每一个丁二烯嵌段的分子量优选1000以下。当共 聚物中的苯乙烯嵌段或丁二烯嵌段太大时，非常可能损害聚异戊二烯的性能。因此，苯乙烯 嵌段或丁二烯嵌段的尺寸限于一定的值以下以致可以保持聚异戊二烯的耐久性（耐断裂 性、耐磨耗性和耐裂纹生长性）。注意的是将苯乙烯嵌段和丁二烯嵌段的单体单元的数量和 分子量通过使用 1H-NMR从异戊二烯嵌段的信号与苯乙烯嵌段或丁二烯嵌段的信号的比来 计算。 -链结构_ 对于共聚物的除了其末端部分以外的链结构没有特别限制，并且任何链结构可以 根据预期目的来选择。例如，可以提及嵌段共聚物、无规共聚物、递变共聚物和交替共聚物。 如下所述，然而，因为本专利技术的共聚物包括小单元量的丁二烯单体，除了其末端部分以外的 共聚物优选具有与所谓嵌段共聚物相似的聚异戊二烯的结构。 -嵌段共聚物- 嵌段共聚物的结构是（A-B)x、A-(B-A)jPB-(A-B)x的任何一种（此处，A表示由 异戊二烯的单体单元形成的嵌段部分；B表示由除了异戊二烯以外的化合物的单体单元形 成的嵌段部分；并且X表示至少1的整数）。注意的是包括多个（A-B)或（B-A)结构的嵌 段共聚物称为多嵌段共聚物。 -无规共聚物- 无规共聚物具有其中将异戊二烯的单体单元和除了异戊二烯以外的化合物的单 体单元无规排列的结构。 -递变共聚物- 递变共聚物是具有无规共聚物和嵌段共聚物的混合物的共聚物，其中将由异戊二 烯的单体单元组成的嵌段部分（也称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异戊二烯共聚物，所述异戊二烯共聚物在其末端具有苯乙烯嵌段或丁二烯嵌段，其中苯乙烯单体占形成具有所述苯乙烯嵌段的所述异戊二烯共聚物的全部单体的小于5mol％；丁二烯单体占形成具有所述丁二烯嵌段的所述异戊二烯共聚物的全部单体的10mol％以下；和来源于异戊二烯的部分的顺式‑1,4键的含量占全部的95％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.12 JP 2012-156911;2012.07.12 JP 2012-156911. 一种异戊二烯共聚物，所述异戊二烯共聚物在其末端具有苯乙烯嵌段或丁二烯嵌 段，其中 苯乙烯单体占形成具有所述苯乙烯嵌段的所述异戊二烯共聚物的全部单体的小于 5mol % ； 丁二烯单体占形成具有所述丁二烯嵌段的所述异戊二烯共聚物的全部单体的lOmol % 以下；和 来源于异戊二烯的部分的顺式-1，4键的含量占全部的95%以上。2. 根据权利要求1所述的异戊二烯共聚物，其中所述异戊二烯共聚物是在末端具有苯 乙烯嵌段的苯乙烯-异戊二烯共聚物。3. 根据权利要求2所述的异戊二烯共聚物，其中每个苯乙烯嵌段中的苯乙烯单体单元 数是10以下。4. 根据权利要求2所述的异戊二烯共聚物，其中每个苯乙烯嵌段的分子量是1000以 下。5. 根据权利要求2所述的异戊二烯共聚物，其通过在催化剂的存在下，使苯乙烯单体 聚合而合成聚合物或低聚物，并且将异戊二烯单体添加至所述聚合物或所述低聚物来聚合 而生产。6. 根据权利要求1所述的异戊二烯共聚物，其中所述异戊二烯共聚物是在末端具有丁 二烯嵌段的丁二烯-异戊二烯共聚物。7. 根据权利要求6所述的异戊二烯共聚物，其通过在催化剂的存在下，使丁二烯单体 聚合而合成聚合物或低聚物，并且将异戊二烯单体添加至所述聚合物或所述低聚物来聚合 而生产。8. 根据权利要求6所述的异戊二烯共聚物，其通过在催化剂的存在下，将所述丁二烯 单体和所述异戊二烯单体混合来聚合以致所述丁二烯单体的摩尔量占所述丁二烯单体和 所述异戊二烯单体的总摩尔量的10...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉木悟，松下纯子，会田昭二郎，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：发明
国别省市：日本;JP