含有硼基团的官能化弹性体制造技术

本发明专利技术涉及含有硼基团的官能化弹性体。本发明专利技术涉及1,3‑丁二烯或异戊二烯与式I或V的单体的共聚物，

Functionalized elastomers containing boron groups

The present invention relates to functionalized elastomers containing boron groups. The present invention relates to 1,3 and I butadiene or isoprene type or V monomer copolymer,

【技术实现步骤摘要】
含有硼基团的官能化弹性体
本专利技术涉及含有硼基团的官能化弹性体。
技术介绍
在工业上以大规模生产有规立构的二烯聚合物并将其用作轮胎胶料的重要组分。具有高水平的立体有规性的二烯聚合物几乎仅使用配位聚合催化剂来制备，所述催化剂通常容易因极性官能度而中毒。由于该中毒效应，与配位催化剂相容的单体类型通常被限制为简单的烃。在轮胎工业中公知的是，即使将低水平的官能度并入某些轮胎聚合物(经由阴离子聚合或乳液聚合而制备)中，也会显著地改进含有这样的聚合物的轮胎的性能。令人遗憾的是，目前尚不存在将这样的官能化技术应用于有规立构的二烯聚合物的可靠方法，但极可能的是这样的聚合物将显示出与已知的未官能化的聚合物相比更优越的轮胎特性。EP189174公开了2-烷氧基甲硅烷基-1,3-丁二烯单体的聚合和共聚。WO2004/007602公开了用于1,4-二烯、苯乙烯的聚合以及用于两种单体的共聚的催化剂。本专利技术的催化剂的特征包括高度的立体选择性、催化活性和对极性杂质的存在的耐受性。所述催化剂结合了专属于基于Ni的二烯聚合催化剂的特征(高立体选择性和催化活性)以及明确的对极性物质的存在的特点和耐受性。Sunada等人(JournalofAppliedPolymerScience，第97卷，1545—1552(2005)公开了三乙氧基甲硅烷基改性的聚氯丁二烯(CR)胶乳，其通过将2-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-1,3-丁二烯与氯丁二烯的乳液共聚来合成。US8,063,152公开了官能化剂，其特别可用于对活性橡胶聚合物进行官能化从而使聚合物与填料、例如炭黑和二氧化硅更相容。这些官能化剂由具有选自下述的结构式的含硼化合物组成：和其中，R选自氢原子、烷基和芳基，其中，R1、R2和R3可以相同或不同，并且选自烷基和芳基，且其中，R4表示亚烷基或者桥接芳基。
技术实现思路
本专利技术涉及1,3-丁二烯或异戊二烯与式I或V的单体的共聚物，其中，R1为共价键、亚苯基、含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基（alkanediylgroup）、或者一个或多个亚苯基与一个或多个含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基的组合；R2和R3独立地为含有1至10个碳原子的直链或支链烷基；或者R5为含有1至20个碳原子的直链或支链烷二基、或者桥接芳族基团。本专利技术进一步涉及包含共聚物的橡胶组合物、和含有橡胶组合物的充气轮胎。本专利技术进一步涉及制造这样的共聚物的方法。因此，本专利技术公开了以下实施方案。方案1.选自1,3-丁二烯和异戊二烯的单体与选自式I或V的单体的共聚物，其中，R1为共价键、亚苯基、含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基、或者一个或多个亚苯基与一个或多个含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基的组合；R2和R3独立地为含有1至10个碳原子的直链或支链烷基；或者R5为含有1至20个碳原子的直链或支链烷二基、或者桥接芳族基团。方案2.如方案1所述的共聚物，其中，顺式1,4微结构含量大于80重量%。方案3.如方案1所述的共聚物，其包含至少95重量%的顺式1,4微结构含量。方案4.如方案1所述的共聚物，其包含0.1至40重量%的衍生自式I或V的单体的单元。方案5.如方案1所述的共聚物，其包含0.5至20重量%的衍生自式I或V的单体的单元。方案6.如方案1所述的共聚物，其包含1至5重量%的衍生自式I或V的单体的单元。方案7.如方案1所述的共聚物，其中，式I的单体是(E)-4,4,5,5-四甲基-2-(3-甲基丁-1,3-二烯-1-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷。方案8.如方案1所述的共聚物，其中所述单体具有下述结构。方案9.橡胶组合物，其包含方案1所述的共聚物。方案10.充气轮胎，其包含方案9所述的橡胶组合物。方案11.制造共聚物的方法，其包括将选自1,3-丁二烯和异戊二烯的单体与选自式I或V的单体进行聚合的步骤，其中，R1为共价键、亚苯基、含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基、或者一个或多个亚苯基与一个或多个含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基的组合；R2和R3独立地为含有1至10个碳原子的直链或支链烷基；或者R5为含有1至20个碳原子的直链或支链烷二基、或者桥接芳族基团。方案12.如方案11所述的方法，其中，式V的单体是(E)-4,4,5,5-四甲基-2-(3-甲基丁-1,3-二烯-1-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷。方案13.如方案11所述的方法，其中，式V的单体具有下述结构。方案14.如方案11所述的方法，其中，聚合催化剂具有式II，其中BArF4-是四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸根。方案15.如方案11所述的方法，其中，所述芳族桥接基团选自下述结构：描述公开的是1,3-丁二烯或异戊二烯与式I或V的单体的共聚物，其中，R1为共价键、亚苯基、含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基、或者一个或多个亚苯基与一个或多个含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基的组合；R2和R3独立地为含有1至10个碳原子的直链或支链烷基；或者R5为含有1至20个碳原子的直链或支链烷二基、或者桥接芳族基团。还公开的是包含共聚物的橡胶组合物、和含有橡胶组合物的充气轮胎。还公开的是制造这样的共聚物的方法。共聚物是经由将非官能化的二烯单体和官能化的二烯单体进行聚合而生产的。在一个实施方案中，非官能化的二烯单体是1,3-丁二烯或异戊二烯。在一个实施方案中，官能化的二烯单体是式I或V的单体，其中，R1为共价键、亚苯基、含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基、或者一个或多个亚苯基与一个或多个含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基的组合；R2和R3独立地为含有1至10个碳原子的直链或支链烷基；或者R5为含有1至20个碳原子的直链或支链烷二基、或者桥接芳族基团。在一个实施方案中，桥接芳族基团选自下述结构：共聚物具有高度的立体有规性。在一个实施方案中，共聚物具有基于共聚物的聚丁二烯含量计大于80重量%的顺式1,4微结构含量。在一个实施方案中，共聚物具有基于共聚物的聚丁二烯含量计大于95重量%的顺式1,4微结构含量。共聚物具有归属于衍生自非官能化的单体的单元的主要重量部分、以及归属于衍生自官能化的单体的单元的次要重量部分。在一个实施方案中，共聚物包含0.1至40重量%的衍生自官能化的二烯单体的单元。在一个实施方案中，共聚物包含0.5至20重量%的衍生自官能化的二烯单体的单元。在一个实施方案中，共聚物包含1至5重量%的衍生自官能化的二烯单体的单元。共聚物通过在镍配位催化剂的存在下非官能化的单体和官能化的单体的聚合而生产。在一个实施方案中，催化剂是(烯丙基)(芳烃)Ni(II)化合物。适合的(烯丙基)(芳烃)Ni(II)化合物可以如在O’Connor等人(Organometallics2009，282372-2384)中所述地来生产。催化剂通常为具有适合的抗衡阴离子的阳离子形式。在一个实施方案中，抗衡阴离子为四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸根(即BArF4-)。在一个实施方案中，催化剂是如式II中所示的(烯丙基)(均三甲苯)Ni(II)+BArF4-络合物，使用(烯丙基)(芳烃)Ni(II)催化剂的聚合可以按照如在O’Connor等人(JournalofAppliedP本文档来自技高网...

【技术保护点】
选自1,3‑丁二烯和异戊二烯的单体与选自式I或V的单体的共聚物，

【技术特征摘要】
2015.12.18 US 14/9737701.选自1,3-丁二烯和异戊二烯的单体与选自式I或V的单体的共聚物，其中，R1为共价键、亚苯基、含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基、或者一个或多个亚苯基与一个或多个含有1至10个碳原子的直链或支链的烷二基的组合；R2和R3独立地为含有1至10个碳原子的直链或支链烷基；或者R5为含有1至20个碳原子的直链或支链烷二基、或者桥接芳族基团。2.如权利要求1所述的共聚物，其特征在于顺式1,4微结构含量大于80重量%。3.如权利要求1所述的共聚物，其包含0.1至40重量%的衍生自式I或V的单体的单元。4.如权利要求1所述的共聚物，其包含1至5重量%的衍生自式I或V的单体的单元。5.如权利要求1所述的共聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：M麦克圭根弗卢克，IGG施内特曼，H莱希特，S梅金，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：美国,US