轮胎中官能化树脂的二氧化硅处理制造技术

本发明专利技术涉及一种制备二氧化硅处理的官能化树脂组合物的方法，其包括使聚合物主链与氢化硅烷化试剂反应以制备硅烷官能化树脂组合物，并且混合硅烷官能化树脂组合物与二氧化硅以制备二氧化硅处理的官能化树脂组合物的步骤，其中聚合物主链选自二环戊二烯(DCPD)‑基聚合物、环戊二烯(CPD)‑基聚合物、DCPD‑苯乙烯共聚物、C5均聚物和共聚物树脂、C5‑苯乙烯共聚物树脂、萜烯均聚物或共聚物树脂、蒎烯均聚物或共聚物树脂、C9均聚物和共聚物树脂、C5/C9共聚物树脂、α‑甲基苯乙烯均聚物或共聚物树脂以及它们的组合中的至少一种。本发明专利技术也涉及由该方法制备的二氧化硅处理的官能化树脂组合物。本发明专利技术也涉及包含二氧化硅处理的官能化树脂组合物的轮胎胎面和包含该胎面的轮胎。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术人：DavidT.HARRIS,IanC.STEWART,OlivierGEORJON,EdwardJ.BLOK相关申请的交叉引用本申请要求2014年03月31日提交的U.S.临时专利申请No.61/972,964的优先权，其公开内容通过参考完全并入本专利技术。专利
本专利技术涉及用二氧化硅处理官能化树脂分子以使其用于轮胎化合物应用中。
技术介绍
对于高性能轮胎的轮胎面希望其具有突出的牵引和操作性质。通常，将轮胎胎面与高填料负载和树脂配混以获得这些期望的性质。对于乘客用轮胎，易混溶树脂典型的用于胎面配混物配方中以便增加牵引特性。虽然这些树脂提高了整体的牵引性，采用这些易混溶树脂配制的胎面配混物倾向于在高速下或在艰难驾驶期间产生的高内部轮胎温度下经受牵引性和操作性的降低。在高速度和温度下在乘客用轮胎中观察到的问题已经通过添加用于赛车轮胎的高软化点不混溶树脂和树脂共混物得到解决。例如，已经观察到使用具有在高温下高G′值(存储模量)并且具有高正切δ(损失模量与存储模量的比)值的树脂包装改进了在高速度和温度下轮胎的性能。然而，由于添加了不混溶树脂降低了轮胎胎面的寿命，使用用于高性能乘客用轮胎的不混溶树脂并不是可行的选择，这是因为与乘客用轮胎的那些相比，对于赛车轮胎稳定性和使用寿命有更高的要求。2013年12月05日提交的U.S.临时专利申请NO.61/912,115公开了通过复分解化学制备的DCPD-基官能化树脂。但是对表现出改进的耐久性以及改进的牵引性和以成本有效的方式进行操作的树脂仍然存在着需求。专利技术概述前述和/或其他挑战通过本专利技术公开的方法和产品得以解决。本专利技术涉及一种用于制备二氧化硅处理的官能化树脂组合物的方法，其包括使聚合物主链与氢化硅烷化试剂反应以制备硅烷官能化的树脂组合物，并且混合硅烷官能化的树脂组合物和二氧化硅以制备二氧化硅处理的官能化树脂组合物的步骤，其中聚合物主链选自二环戊二烯(DCPD)-基聚合物、环戊二烯(CPD)-基聚合物、DCPD-苯乙烯共聚物、C5均聚物和共聚物树脂、C5-苯乙烯共聚物树脂、萜烯均聚物或共聚物树脂、C9均聚物和共聚物树脂、C5/C9共聚物树脂、α-甲基苯乙烯均聚物或共聚物树脂、以及它们的组合中的至少一种。专利技术详述现在将描述本专利技术的多种实施方案，包括在本专利技术中基于理解要求的专利技术的目的而采用的优选实施方案和定义。虽然特别地描述了示例性实施方案，然而可以理解的是多种其他变形对本领域技术人员来说将是显然的并且可以被其容易的制备出来而并不背离本专利技术的精神和范围。对于确定侵权，\专利技术\的范围将指的是附属权利要求中的任意一个或多个，包括它们的等价方式和与引用的那些等价的特征或限定。专利技术人发现通过氢化硅烷化的方法制备官能化树脂分子，并且之后用二氧化硅处理它对于用于高性能轮胎应用的弹性体配混物的树脂来说产生了有利的性质。术语\phr\表示相对每100份橡胶的份数，并且是本领域中常规的量度，其中组合物的组分相对于所有弹性体(橡胶)组分的总量进行测量。对于所有橡胶组分的总phr或份数，不论在给出的配方中存在一种、两种、三种或多种不同的橡胶组分，其通常定义为100phr。所有其他非橡胶组分都相对于100份橡胶来定量并且以phr表示。术语\硅烷\表示取代或未取代烷烃的任何硅类似物。术语\硅烷结构\指的是包含四价硅原子的任何化合物、组成部分或基团。术语\互聚物\表示通过至少两种不同单体的聚合或低聚制备的具有500或更高数均分子量的任何聚合物或低聚物，包括共聚物、三元共聚物、四元共聚物等。正如本专利技术中使用的，引用的互聚物中的单体理解为表示衍生自该单体的作为聚合的和/或作为衍生的单元。术语聚合物和互聚物在本专利技术和权利要求中使用广泛，其包括具有等于或大于500的数均分子量(Mn)的高级低聚物，以及满足根据常规ASTM定义的聚合物分子量要求的化合物。本专利技术中列出的所有树脂组分的百分数都是重量百分数，除非另有说明。\实质上不含\与组合物相关的特殊组分限定为表示在组合物中包含少于0.5wt％的该特殊组分，或者更优选在组合物中包含少于0.25wt％该组分，或者最优选在组合物中包含少于0.1wt％该组分。正如本专利技术中使用的，术语\弹性体\指的是与通过参考并入本专利技术的ASTMD1566定义相一致的任何聚合物或聚合物组合。正如本专利技术中使用的，术语\弹性体\可以与术语\橡胶\互换使用。官能化树脂本专利技术的官能化树脂分子通过现有技术中已知的氢化硅烷化(还已知为硅氢化)的方法制备。国际专利申请No.PCT/US2013/060993公开了将乙烯基封端的大分子采用多烷基氢硅氧烷进行氢化硅烷化以获得高度支化的材料或通过进一步改性获得线性材料。在国际专利申请No.PCT/US2013/060993中公开的组合物和方法都通过参考并入本专利技术。聚合物主链短语\聚合物主链\包括衍生自环戊二烯均聚物或共聚物树脂(称为CPD)、二环戊二烯均聚物或共聚物树脂(称为DCPD或(D)CPD)、萜烯均聚物或共聚物树脂、蒎烯均聚物或共聚物树脂、C5馏分均聚物或共聚物树脂、C9馏分均聚物或共聚物树脂、α-甲基苯乙烯均聚物或共聚物树脂、以及它们的组合的取代或未取代的单元。聚合物主链可以进一步包括衍生自(D)CPD/乙烯基芳香族化合物共聚物树脂、(D)CPD/萜烯共聚物树脂、萜烯/苯酚共聚物树脂、(D)CPD/蒎烯共聚物树脂、蒎烯/苯酚共聚物树脂、(D)CPD/C5馏分共聚物树脂、(D)CPD/C9馏分共聚物树脂、萜烯/乙烯基芳香族化合物共聚物树脂、萜烯/苯酚共聚物树脂、蒎烯/乙烯基芳香族化合物共聚物树脂、蒎烯/苯酚树脂、C5馏分/乙烯基芳香族化合物共聚物树脂以及它们的组合的单元。正如本专利技术中使用的，术语\树脂分子\或\树脂\与短语\聚合物主链\互换使用。短语\衍生自二环戊二烯的单元\包括衍生自取代的DCPD，例如甲基DCPD或二甲基DCPD的单元。优选地，包括衍生自二环戊二烯的单元的聚合物(也称为\DCPD聚合物\)具有在150到10000g/mol(通过GPC确定)范围内的Mw，更优选为200到5000g/mol，最优选为300到1000g/mol。虽然这里涉及DCPD聚合物，然而任何包括本专利技术中提及的单元的聚合物主链都适用于本专利技术。优选地，聚合物主链包括最多100mol％的衍生自二环戊二烯的单元，更优选其包括在5到90mol％范围内的衍生自DCPD的单元，最优选其包括5到70mol％的衍生自DCPD的单元。优选地，基于单体混合物中单体的重量，聚合物主链包括最多15％的戊间二烯组分，最多15％的异戊二烯组分，最多15％的戊烯组分，最多20％的茚组分，在60％到100％范围内的环状组分，以及最多20％的苯乙烯类组分。环状组分通常是馏出物级分或来自馏出物级分的C5和C6到C15环状烯烃、二烯烃、以及二聚体、共-二聚体和三聚体等等的合成混合物。环状组分包括但不限于环戊烯、环戊二烯、DCPD、环己烯、1,3-环己二烯以及1,4-环己二烯。优选的环状组分是环戊二烯。DCPD可以是内-或外-异构体形式。环状组分可以是取代的或可以是未取代的。优选的取代环状组分包括用C1到C40线型、支化或环烷基基团，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化硅处理的官能化树脂组合物的制备方法，其包括以下步骤：(A)使聚合物主链与氢化硅烷化试剂反应以制备硅烷官能化树脂组合物，其中聚合物主链选自二环戊二烯(DCPD)‑基聚合物、环戊二烯(CPD)‑基聚合物、DCPD‑苯乙烯共聚物、C5均聚物和共聚物树脂、C5‑苯乙烯共聚物树脂、萜烯均聚物或共聚物树脂、蒎烯均聚物或共聚物树脂、C9均聚物和共聚物树脂、C5/C9共聚物树脂、α‑甲基苯乙烯均聚物或共聚物树脂以及它们的组合中的至少一种；并且(B)混合硅烷官能化树脂组合物和二氧化硅以制备二氧化硅处理的官能化树脂组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 US 61/972,9641.一种二氧化硅处理的官能化树脂组合物的制备方法，其包括以下步骤：(A)使聚合物主链与氢化硅烷化试剂反应以制备硅烷官能化树脂组合物，其中聚合物主链选自二环戊二烯(DCPD)-基聚合物、环戊二烯(CPD)-基聚合物、DCPD-苯乙烯共聚物、C5均聚物和共聚物树脂、C5-苯乙烯共聚物树脂、萜烯均聚物或共聚物树脂、蒎烯均聚物或共聚物树脂、C9均聚物和共聚物树脂、C5/C9共聚物树脂、α-甲基苯乙烯均聚物或共聚物树脂以及它们的组合中的至少一种；并且(B)混合硅烷官能化树脂组合物和二氧化硅以制备二氧化硅处理的官能化树脂组合物。2.前述权利要求任一项的方法，其中硅烷官能化树脂组合物的wt％与二氧化硅的wt％之比为大约1:3。3.前述权利要求任一项的方法，其中氢化硅烷化试剂选自通过式(I)、(II)或(III)表示的那些中的至少一种：其中\a\是1到大约1000的整数，并且R\是烷基或芳基基团；其中x是大约2到大约40个SiO-基团/组成部分，并且R是烷基或芳基基团；其中Y独立地为氮、氧或硫原子，Z独立地为硼、氮、氧、硅或硫原子，R1独立地为氢原子，或者1到20个碳原子的取代或未取代的烷基或芳香族基团，R2独立地为1到20个碳原子的二价取代或未取代的烷基或芳香族基团，R3独立地为氢原子、卤素原子、磺酸酯基团，1到20个碳原子的取代或未取代的烷基或芳香族基团，R1、R2和R3可以彼此形成单或多核环，a-f独立地为1、2或3的整数，前提是a+b+c和d+e+f都等于3，且对于每个Y和Z都独立地，如果Z是硼原子，则x＝2，如果Y或Z是氮原子，则x＝2，如果Y或Z是氧原子或硫原子，则x＝1，如果Z是硅原子，则x＝3。4.前述权利要求任一项的方法，其中聚合物主链包括：(i)在60-100wt％范围内的环状组分；(ii)小于或等于15wt％的衍生自戊间二烯的组分；(iii)小于或等于15wt％的衍生自戊烯的组分；(iv)小于或等于15wt％的衍生自异戊二烯的组分；(v)小于或等于20wt％的衍生自苯乙烯的组分；以及(vi)小于或等于20wt％的衍生自茚的组分。5.前述权利要求任一项的方法，其中氢化硅烷化试剂和聚合物主链在氢化硅烷化催化剂的存在下接触以制备催化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·T·哈里斯，I·C·斯特瓦特，O·J·F·格欧吉恩，E·J·布劳克，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US