官能化聚合物、用于制备该官能化聚合物的方法和含有该官能化聚合物的橡胶组合物技术

本文公开了一种含有第一官能化基团和第二官能化基团的含二烯单体的官能化聚合物、用于制备该官能化聚合物的方法以及含有该官能化聚合物的橡胶组合物。该官能化聚合物含有聚合物链，该聚合物链由任选地与至少一种乙烯基芳族单体组合的至少一种共轭二烯单体组成，其中每条聚合物链在其链末端至少被该第一官能化基团官能化并经由该第一官能化基团与该第二官能化基团偶联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】官能化聚合物、用于制备该官能化聚合物的方法和含有该官能化聚合物的橡胶组合物
本申请涉及一种含有第一官能化基团和第二官能化基团的官能化聚合物，用于制备该官能化聚合物的方法以及含有该官能化聚合物的橡胶组合物。
技术介绍
经常用填料诸如炭黑和/或二氧化硅增强在各种轮胎部件诸如轮胎胎面中利用的橡胶组合物。官能化聚合物的使用可影响此类填料的分散以及填料-聚合物的相互作用，并且可在所得的橡胶组合物中产生改善的性能。
技术实现思路
本文公开了一种含二烯单体的官能化聚合物，该含二烯单体的官能化聚合物包含第一官能化基团和第二官能化基团。还公开了用于制备该官能化聚合物的方法以及含有该官能化聚合物的橡胶组合物。在第一实施方案中，公开了用于制备含二烯单体的官能化聚合物的方法。该方法包括：(a)使至少一种共轭二烯单体和任选的至少一种乙烯基芳族单体聚合，以产生具有活性末端的聚合物链；(b)使来自(a)的所述活性末端聚合物链与选自结构I或结构II的第一官能化化合物反应，从而产生包含被所述第一官能化化合物末端官能化的聚合物链的中间产物；以及(c)使来自(b)的所述中间产物与选自结构V的第二官能化化合物偶联，从而形成最终产物，所述最终产物包括具有不超过60％的反式键含量并且被由所述第一官能化化合物产生的第一官能化基团和由所述第二官能化化合物产生的第二官能化基团两者官能化的含二烯单体的官能化聚合物。在第二实施方案中，公开了一种含二烯单体的官能化聚合物。该官能化聚合物包含至少一条聚合物链，该聚合物链由任选地与至少一种乙烯基芳族单体组合的至少一种共轭二烯单体组成，其中每条聚合物链在其链末端处至少被第一官能化基团官能化，并且经由该第一官能化基团与第二官能化基团偶联。根据第二实施方案，第一官能化基团由选自结构I或结构I的第一官能化化合物产生，并且第二官能化基团由选自结构V的第二官能化化合物产生。进一步根据第二实施方案，含二烯单体的官能化聚合物的第一官能化基团与第二官能化基团相比以1:1至6:1的比率存在。在第三实施方案中，公开了一种橡胶组合物，该橡胶组合物包含(a)10份-100份的至少一种根据第二实施方案所述的或根据第一实施方案所述的方法产生的含二烯单体的官能化聚合物；(b)0份-90份的至少一种含二烯单体的聚合物，优选地选自天然橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、以及它们的组合；和(c)10phr-100phr的至少一种炭黑填料和0phr-100phr的至少一种二氧化硅填料。具体实施方式本文公开了一种含二烯单体的官能化聚合物，该含二烯单体的官能化聚合物包含第一官能化基团和第二官能化基团。还公开了用于制备该官能化聚合物的方法以及含有该官能化聚合物的橡胶组合物。在第一实施方案中，公开了用于制备含二烯单体的官能化聚合物的方法。该方法包括：(a)使至少一种共轭二烯单体和任选的至少一种乙烯基芳族单体聚合，以产生具有活性末端的聚合物链；(b)使来自(a)的所述活性末端聚合物链与选自结构I或结构II的第一官能化化合物反应，从而产生包含被所述第一官能化化合物末端官能化的聚合物链的中间产物；以及(c)使来自(b)的所述中间产物与选自结构V的第二官能化化合物偶联，从而形成最终产物，所述最终产物包括具有不超过60％的反式键含量并且被由所述第一官能化化合物产生的第一官能化基团和由所述第二官能化化合物产生的第二官能化基团两者官能化的含二烯单体的官能化聚合物。在第二实施方案中，公开了一种含二烯单体的官能化聚合物。该官能化聚合物包含至少一条聚合物链，该聚合物链由任选地与至少一种乙烯基芳族单体组合的至少一种共轭二烯单体组成，其中每条聚合物链在其链末端处至少被第一官能化基团官能化，并且经由该第一官能化基团与第二官能化基团偶联。根据第二实施方案，第一官能化基团由选自结构I或结构I的第一官能化化合物产生，并且第二官能化基团由选自结构V的第二官能化化合物产生。进一步根据第二实施方案，含二烯单体的官能化聚合物的第一官能化基团与第二官能化基团相比以1:1至6:1的比率存在。在第三实施方案中，公开了一种橡胶组合物，该橡胶组合物包含(a)10份-100份的至少一种根据第二实施方案所述的或根据第一实施方案所述的方法产生的含二烯单体的官能化聚合物；(b)0份-90份的至少一种含二烯单体的聚合物，优选地选自天然橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、以及它们的组合；和(c)10phr-100phr的至少一种炭黑填料和0phr-100phr的至少一种二氧化硅填料。定义本文所述的术语仅用于描述实施方案，并且不应被解释成作为整体限制本专利技术。如本文所用，术语“活性末端”(例如，聚合物链的活性末端)用于指具有还未封端的活性末端的聚合物物质。所述活性末端能够与官能化化合物反应，并且因此，可被描述为反应性。如本文所用，术语“大部分”是指超过50％(例如，50.5％、51％、60％等)并且可涵盖100％。如本文所用，术语“天然橡胶”是指天然存在的橡胶，诸如可从来源诸如三叶胶(Hevea)橡胶树和非三叶胶来源(例如，银胶菊灌木和蒲公英诸如TKS)收获得到的橡胶。换句话讲，术语“天然橡胶”应被解释为不包括合成聚异戊二烯。如本文所用，术语“phr”是指每一百份橡胶中的份数。100份橡胶是指100份弹性体。作为非限制性示例，在根据第三实施方案的示例性橡胶组合物中，该示例性橡胶组合物含有50份的根据第二实施方案所述的含二烯单体的官能化聚合物、50份的聚丁二烯和50份的二氧化硅填料，二氧化硅填料的量可称为50phr。如本文所用，术语“聚异戊二烯”是指合成聚异戊二烯。换句话讲，该术语用于表示由异戊二烯单体制造的聚合物，并且不应被解释为包括天然存在的橡胶(例如，三叶胶天然橡胶、银胶菊来源的天然橡胶或蒲公英来源的天然橡胶)。然而，术语“聚异戊二烯”应被解释包括由异戊二烯单体的天然来源制造的聚异戊二烯。如本文所用，术语“聚合物”是指涵盖聚合物(即，含有来自一个单体的重复单元)和共聚物(即，含有来自两个或更多个单体的重复单元)两者。含二烯单体的官能化聚合物如以上所讨论的，根据第二实施方案，提供了含二烯单体的官能化聚合物，并且类似地，通过第一实施方案的方法产生了含二烯单体的官能化聚合物。同样，第三实施方案的橡胶组合物利用第二实施方案的含二烯单体的官能化聚合物或由第一实施方案的方法产生的含二烯单体的官能化聚合物。根据第一实施方案至第三实施方案，含二烯单体的官能化聚合物或聚合物链的反式键含量不超过60重量％(例如60重量％或更低、55重量％或更低、50重量％或更低、45重量％或更低、40重量％或更低、35重量％或更低、30重量％或更低)。在第一实施方案至第三实施方案的某些实施方案中，含二烯单体的官能化聚合物或聚合物链的反式键含量按重量计为25％-60％(例如25％、30％、35本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备含二烯单体的官能化聚合物的方法，所述方法包括：/na.使至少一种共轭二烯单体和任选的至少一种乙烯基芳族单体聚合，以产生具有活性末端的聚合物链；/nb.使来自(a)的活性末端聚合物链与选自以下的第一官能化化合物反应：/ni.

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171215 US 62/599,0381.一种用于制备含二烯单体的官能化聚合物的方法，所述方法包括：
a.使至少一种共轭二烯单体和任选的至少一种乙烯基芳族单体聚合，以产生具有活性末端的聚合物链；
b.使来自(a)的活性末端聚合物链与选自以下的第一官能化化合物反应：
i.
其中n为0至16的整数，或
ii.
其中R1选自H和C1-C20优选地C1-C10)的烃基，并且R2选自H和C1-C20的烃基，
从而产生包含被所述第一官能化化合物末端官能化的聚合物链的中间产物；
c.使来自(b)的所述中间产物与选自以下的第二官能化化合物偶联：



其中B是硼，每个R6独立地选自H和C1-C20的烃基，并且每个X为卤素，
从而形成最终产物，所述最终产物包括具有不超过60％的反式键含量并且被由所述第一官能化化合物产生的第一官能化基团和由所述第二官能化化合物产生的第二官能化基团两者官能化的含二烯单体的官能化聚合物。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含二烯单体的官能化聚合物的第一官能化基团与第二官能化基团的摩尔比为1∶1至6∶1，优选地2∶1至6∶1。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中(a)包括包含引发剂的阴离子聚合，并且
i.基于(a)中使用的引发剂的量，按约0.1∶1至约1∶1的摩尔比利用所述第一官能化化合物；并且
ii.基于(a)中使用的引发剂的量，按约1∶1至约0.1:1的摩尔比利用所述第二官能化化合物。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述第一官能化化合物包含(i)，其中n为1-16的整数。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述共轭二烯单体选自1,3-丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、2,4-己二烯、以及它们的组合。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中大部分来自(a)的所述活性末端聚合物链在(b)期间与所述第一官能化化合物反应。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中被来自(b)的所述第一官能化合物末端官能化的5％至95％的所述聚合物链在(c)期间被所述第二官能化化合物官能化。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中(c)的所述最终产物含有至少10％的被所述第一官能化化合物和所述第二官能化化合物两者官能化的聚合物。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述含二烯单体的官能化聚合物包含苯乙烯-丁二烯或聚丁二烯。


10.一种含二烯单体的官能化聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫远勇，秦增全，斋藤光一，丽塔·E·库克，
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