具有可期望性质的硫化橡胶可由组合物获得，所述组合物包含包括含羟基的芳基官能团的聚合物、二氧化硅或其它粒状填料，所述填料含有或包括硅的氧化物以及可起到将所述填料颗粒和聚合物共价键合的作用的基团或化合物。所述基团可作为所述填料颗粒的取代基而提供，或可在所述组合物中提供一种单独的化合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括硅质填料的橡胶组合物相关申请交叉引用本申请要求2010年2月28日提交的美国临时专利申请61/308，985和2010年6月16日提交的61/355，461的权益，在此将其全部公开内容引入以作参考。
技术介绍
抓地性能是对轮胎胎面的重要评价标准之一，而在湿滑表面如雪地或冰地上的性能是该评价中的重要因素。由路面粗糙所引起的胎面橡胶的变形、胎面与路面之间的排水率以及在胎面与路面之间的界面处可能产生的粘合相互作用是一些复杂的、互相影响的因素，所述因素使得配置胎面配混物所需的定量机械理解(quantitative mechanisticunderstanding)的类型 复杂化。为了进一步改善轮胎性能，参与胎面设计和制造的技术人员不断研究影响湿滑路面抓地性的大量因素。橡胶制品如轮胎胎面由包含一种或多种补强材料的弹性组合物制备；参见，例如The Vanderbilt Rubber Handbook,第 13 版(1990),第 603-04 页。通常用作填料的第一材料为炭黑，其赋予橡胶组合物以良好的补强性质和优异的耐磨耗性。然而，含炭黑的配方通常遭受与轮胎运行期间的滞后和生热性增加相关的滚动阻力的增加，而这些性质需要最小化以增加机动车辆的燃料效率。由使用炭黑所引起的增加的滞后可通过减少炭黑颗粒的量(即，体积)和/或增加炭黑颗粒的粒径而稍微抵消，但补强性和耐磨耗性劣化的风险限制了这些方法可进行的程度。在过去的几十年中，无定形二氧化硅及其经处理的变体单独和与炭黑组合的使用已显著增长。使用二氧化硅填料可得到具有降低的滚动阻力、增加的在湿滑路面上的抓地性、以及其它增强的性质的轮胎。在进一步和/或其它增强的研究中，已研究了替代或非常规填料。实例包括各种金属氢氧化物和氧化物、硬质矿物的宏观(如，10-5000 μ m平均直径)颗粒如CaCOjP石英、含SiO2的浮石、微米尺寸的金属硫酸盐以及粘土和复合氧化物。不论用于橡胶配混物中的补强填料的类型如何，增强填料在聚合物中的分散可改进配混物(橡胶组合物)的可加工性以及由其制备的硫化橡胶的某些物理性质。在这方面的努力包括在选择性反应性促进剂存在下高温混合、配混材料的表面氧化、表面接枝和化学改性聚合物。聚合物的化学改性通常发生在末端。末端化学改性可通过末端活性(即，活性(living) (B卩，阴离子引发)或假活性)聚合物与官能化终止剂的反应来发生。末端改性还可借助官能化引发剂单独或与官能化终止剂(functional termination)组合来提供。官能化引发剂典型地为有机锂化合物，该化合物另外包括其它官能团(functionality),典型地为含氮原子部分。许多官能化引发剂在通常用于阴离子聚合的类型的烃溶剂中具有相对较差的溶解度，并且不能保持活性端(living end)以及更普遍的烷基锂引发剂如丁基锂的增长；两种特性均不幸地负面影响聚合速率和效率。包括3，4-二羟苯丙氨酸(DOPA)的聚合物已合成了一段时间，通常用于粘合用途；参见，例如美国专利4，908，404。由于这些聚合物会是昂贵的并且难以生产，已追求接近其性质的所谓的本体聚合物。一种这样的方法记载于Westwood等的“Simplified PolymerMimics of Cross-Linking AdhesiveProteins”，Macromolecules 2007，40，3960-64,尽管当聚合物含有烯键式不饱和键时不能使用所采用的去保护步骤。限制较少的方法记载于美国专利公布2011/0286348，所述方法提供了与各种补强填料显示优异的相互作用的官能化聚合物。而重要的是，羟芳基部分 的羟基与二氧化硅颗粒的表面之间的相互作用不涉及共价键的形成。通过在羟芳基部分与二氧化硅表面之间形成共价键而向其间提供另外增强的亲合力仍是可期望的。
技术实现思路
具有可期望性质的硫化橡胶可由采用以下物质的配混物获得包括含羟基的芳基官能团的聚合物、二氧化硅(或包含硅的氧化物的其它类型的填料，如高岭土)和可起到使官能团与填料颗粒连接或键合的作用的实体(entity)。在此类配混物中，聚合物显示增强的与补强二氧化硅颗粒的相互作用。一方面提供了制备橡胶组合物的方法。通过将聚合物与下述(I)或(2) 二者之一共混来提供橡胶组合物(I)包括硅的氧化物和具有如下通式的一种或多种化合物的结合残基的填料颗粒，YR1L (I)或⑵一种或多种式I化合物和包括硅的氧化物的填料颗粒。在式I中，Y为包括可与所述聚合物官能团(具体地为如下所述的OR取代的芳基或其氧化产物之一)反应的基团的基团；R1为亚烃基(即，二价烃基)山为包含至少一个Si-O键的基团。在选项(I)中，L共价键合至填料颗粒，而在选项(2)中L能够与填料颗粒形成共价键。所述聚合物包括典型地由多烯链节(polyene mer)提供的烯键式不饱和键，以及包括包含至少一个、优选两个OR取代基的芳基的侧向或末端官能团，其中R为H或可水解的保护基团。所述方法可包括其它步骤使聚合物与式I化合物的结合残基(上述选项(I))或式I化合物(上述选项(2))反应，从而产生一种或多种共价键合至聚合物(即通过式I化合物的自由基(radical)或残基(residue))的颗粒。该聚合物-颗粒配混物的结构的代表以下示于通式VIII。另一方面提供了橡胶组合物，所述橡胶组合物包括聚合物和下述(I)或(2) 二者任一 (I)包括硅的氧化物和一种或多种式I化合物的结合残基的填料颗粒，或(2) —种或多种式I化合物和包括硅的氧化物的填料颗粒。在所述橡胶组合物中，一种或多种颗粒可通过式I化合物的自由基或残基与聚合物连接。所述聚合物具有典型地由多烯链节提供的烯键式不饱和键，以及包括包含至少一个、优选两个OR取代基的芳基的侧向或末端官能团。在前述方面中，可以多种方式来提供包括烯键式不饱和键，以及包括包含至少一个、优选两个OR取代基的芳基的侧向或末端官能团(本文称作“官能化单元(functionalizing unit)”)的聚合物。首先，官能化单元可由具有如下通式的引发化合物来提供R3ZQ-M (II)其中M为碱金属原子；R3为具有至少一种OR4取代基的取代或未取代的芳基，其中各R4为可水解的保护基团，并且对于M是非反应性的；Z为单键或者取代或未取代的亚烷基(无环或环状)或亚芳基；Q为通过C、N或Sn原子键合至M的基团。R3芳基可包括单芳环(苯基)或两个以上稠合芳环。用该种官能化引发剂来引发可产生包括至少一种具有由通式(III)定义的末端官能团的聚合物链的大分子或由通式(IV)定义的官能化聚合物，-Q' ZR5(III)K-Ji--Q' ZR5 (IV) 其中，R5为包括至少一个OR取代基、任选包括一种或多种其它类型取代基的芳基；Z如上述定义；Q'为Q的自由基，即通过C、N或Sn原子键合至聚合物链的引发部分的残基；η为聚合物链；K为氢原子或通过聚合物与终止化合物反应所产生的含官能团的自由基。不止一个OR基团存在于R5中，各OR基团可在相同或不同的环上，在某些实施方案中，至少两个OR取代基可为邻近的。在官能化单元由单体产生的情况下，单体可包括具有至少一个直接键合的OR基团的芳基、优选苯基。所得聚合物可以包括由引入烯烃所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓东，燕远勇，秦增全，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：
国别省市：
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