1,3-丁二烯与苯乙烯的共聚物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种1,3-丁二烯与苯乙烯的共聚物及其制备方法。该共聚物在其主链中含有一个无规片段，其后跟随具有与主链不同结构的一个嵌段，该嵌段是均聚的或共聚的、官能化的，以及由此获得的产物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制备一种1，3-丁二烯与苯乙烯的共聚物的方法，该共聚物在其主链中含有一个无规片段，其后跟随一个嵌段，该嵌段具有一个与主链不同的结构，该嵌段是均聚的或共聚的、官能化的，以及由此获得的产物。
技术介绍
近年来，获得完全适用于它们的使用的材料已经成为对科技的不断挑战。对于在重要的和特定的特性之间具有适当的平衡的材料的增长的需求，加上对于利用而言生态学的限制，已经使科学家们在寻找对这些挑战的创新性解决方案上做出了很大的努力。聚合物科学为这一过程做出了决定性的贡献。由于深入的研究以及复杂的聚合反应方法的使用，已经获得了具有多种特性的组合的新的产品，这些特性至今也没有在传统上已知的材料中发现。对环境方面的强调指导了本项研究并且产生了生态学上越来越适宜的方法和产品。在多种多样的聚合物中，弹性体是最熟知的。由于它们当受到拉伸时大的弹性变形的能力以及随后当拉伸停止时自发地回复到它们的初始形式，当以固化混配料的形式恰当地使用时，弹性体可以用于获得许多重要产品。在这些产品之中主要是轮胎(以它们所有的复杂形式，包括它们的构成部分例如胎面、胎壁等)，连同垫、皮带以及宽范围的工业产品O这些橡胶或弹性体产物，在特定的应用中，需要具有一系列特性，这些特性不能总是被同时组合。在汽车轮胎的情况下，要求有以下特性:在低温和高温下的弹性、低磨损、在不同表面上良好的附着性、以及湿滑阻力。这些特性之一上的性能改进正常的是导致其他特性其中之一上的性能降低。这同样是不希望的并且大多数时候优化所有这些特性是不可能的。多个解决方案已经被轮胎制造厂商使用，目的是它们的产品的不同特性进行组合和改进。这主要包括在不同的增强负荷的使用过程中将不同的弹性体组合使用，这些负荷物理性地以及化学性地与该弹性体相互作用，并且在固化橡胶混配料的制备过程中使用可相容的添加剂。例如，用SBR (1，3_ 丁二烯-苯乙烯共聚物)型的弹性体制造的轮胎，包括在冷乳液中制备的那些弹性体(E-SBR)以及在溶液中制备的那些弹性体(S-SBR)，其组合的苯乙烯的化学含量为约23%，呈现高的湿滑阻力以及还有高的滚动阻力。用常规的弹性体例如1,4-顺式BR (高顺式聚丁二烯)、NR (天然橡胶)和IR (聚异戊二烯)制造的轮胎，呈现低的滚动阻力和低的湿滑阻力(P.L.A.Coutinho, CH.Lira, L.F.Nicolini1AFerreira;Elastomers for the〃Green Tire〃，1st Chemical and Petrochemical IndustryCongress of Mercosur, Buenos Aires, Argentina, 1998)。在固化混配料中，这些不同弹性体的适当组合可以生产具有这些特性的一个改进的平衡的轮胎。此外，用于制备固化混配料时，使用相容的添加剂，或甚至在聚合结构中使用改性的弹性体，包括加入特定的官能团，增加了不同弹性体之间的可混和性、连同它们与增强负荷的相互作用，这显著改进了轮胎的最终特性。如在其他研究中所述，在S-SBR型弹性体的聚二烯片段中1，2_乙烯单元的化学含量的增加导致它的玻璃化转化温度Tg的增加，这在用于轮胎的固化混配料的防滑特性上提供了一 种改进(C.H.Lira, L.F.Nicolini, G.Weinberg, N.Μ.T.Pires, P.L.A.Coutinho-Elastomers For High Performance Tires-Presented at a Meeting ofthe Rubber Division, American Chemical Society, Cleveland, Paper N° 112,2001)。而且，已证明这些单元更高的化学含量有助于S-SBR型弹性体在其他弹性体例如I,4 顺式-BR 和 NR 中的溶解度(R.H.Schuster, H.M.1ssel and V.Peterseim-SelectiveInteractions in Elastomers;A Base for Compatibility and Polymer-FilIerInteractions;Rubber Chem.Technol., 69, 5, 1996)。因此，可以结合到不同弹性体中的、有助于它们之间的可混和性的任何结构的改变，除了提供与用于固化的弹性体混配料中的不同的强化填充剂的改进的相容性之外，还改进了轮胎的最终特性。对于胎面有特殊的兴趣，胎面是轮胎的一部分，在此集中了主要的机械力并且要求就安全性(例如湿/冰滑阻力)而言的多种特性。用于生产轮胎、尤其是用于胎面的弹性体混配料正常地是由共聚物组成，这些共聚物通过一种共轭二烯和 一种具有一个芳香族乙烯基结构的单体形成。主要使用的是S-SBR型的弹性体这些共聚物呈现沿它们的聚合链它们的构成链节的一个主要为无规的分布并且也可以呈现具有嵌段分布、或无规分布和嵌段分布相混合的片段。它们对于获得轮胎的最终特性是决定性的。以下材料涉及目前的工艺水平，并且通过引用以其全文结合于此。如之前所指明的，鉴于给定的汽车和轮胎性能条件，就轮胎(尤其是胎面)的工艺水平而言要求一定水平的研发，该水平的研发允许使用新材料，或更确切地聚合物，这些聚合物提供具有高性能的轮胎(和胎面)。在专利EP0929582(US6, 013，718)和 EP1110998 (US6, 667，362B2)的文献中，描述了聚二烯和共聚物的制备和使用，它们导致共轭二烯和一种具有芳香族乙烯基结构的单体(例如S-SBR)之间的共聚反应，该共聚产物在该聚合链的末端部分含有硅氧烷和硅烷醇的官能团。这些基团与在固化混配料中使用的硅石相互作用，从而改进它的特性。本专利显示了由在几种固化弹性体混配料中使用这些弹性体而获得的对比性结果。专利GB2368069描述了在聚合链的两个末端制备官能化聚合物的方法。它的结构基本上是一个三嵌段，其中中间片段可以是一种聚二烯或一种共聚物，该共聚物是从共轭二烯与一种具有芳香族乙烯结构(例如S-SBR)的单体之间的共聚反应而获得，其中末端片段优选是聚二烷基硅氧烷。专利EP0849333B2描述了在聚二烯或共聚物的制备中取代的硅氧烷的使用，这些聚二烯或共聚物来自共轭二烯与一种具有芳香族乙烯基结构的单体之间的共聚反应。还呈现了这些官能化聚合物在固化的弹性体混配料中的使用以及它们的观察到的特性。鉴于上述工艺水平的研发，本专利技术提供了一种产品和一种制备S-SBR型的新一族弹性体的方法，该新一族的弹性体主要被设计为用于生产高性能轮胎。这些弹性体的生产使用了先进的聚合方法，允许对该聚合物的宏观结构和微观结构进行更大程度的控制。如此制备的弹性体产物允许用于生产具有高度希望的性能规格的轮胎，特别是对胎面而言。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是制备S-SBR型(1，3- 丁二烯-苯乙烯共聚物)的弹性体，在它们的聚合物结构上进行了改性并且在末端进行了官能化，以及制备方法。更确切地说，本专利技术涉及制备具有受控的宏观结构和微观结构的S-SBR型共聚物，在聚合链末端引入具有一个或多个单体的嵌段，其后跟随末端官能化，以及在固化的弹性混配料中使用这些共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1,3?丁二烯和苯乙烯的共聚物产物，在其主链中包含一个无规片段，其后跟随具有一个与官能化主链不同结构的一个嵌段，该嵌段是均聚的，其特征为包含以下结构：其中S?SBR代表一个1,3?丁二烯?苯乙烯的共聚物链；R1和R2=CH3；PBD=聚丁二烯的嵌段，其中链节的数目从5到250单元变化；n=硅氧烷单元的数目，在1和500之间变化。FDA00002932339100011.jpg

【技术特征摘要】
2007.12.14 BR PI0704674-01.1，3-丁二烯和苯乙烯的共聚物产物，在其主链中包含一个无规片段，其后跟随具有一个与官能化主链不同结构的一个嵌段，该嵌段是均聚的，其特征为包含以下结构:2.1，3-丁二烯和苯乙烯的共聚物产物，在其主链中包含一个无规片段，其后跟随具有一个与官能化主链不同结构的一个嵌段，该嵌段是均聚的，其特征为包含以下结构:3.根据权利要求1所述的1，3-丁二烯和苯乙烯的共聚物产物，其特征在于，链节的数目在10和200单元之间。4.根据权利要求1所述的1，3-丁二烯和苯乙烯的共聚物产物，其特征在于，链节的数目在20和180单元之间。5.根据权利要求2所述的1，3-丁二烯和苯乙烯的共聚物产物，其特征在于，链节的数目在10和200单元之间。6.根据权利要求2所述的1，3-丁二烯和苯乙烯的共聚物产物，其特征在于，链节的数目在20和180单元之间。7.一种用于制备如前述权利要求中任一项所述的共聚物的方法，其特征为包括以下步骤: 一个第一无规共聚步骤，该第一步骤对应于一种芳香族乙烯基结构单体与一种共轭二烯具有的百分比关系的范围是对于芳香族乙烯基单体为5%到50%w/w单体，并且对于共轭二烯范围是从50%到95%w/w ； 一个第二步骤，该第二步骤在55° C和90° C之间的温度范围内加入一个确定量的这种或这些种单体，其中反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯·费尔南多·尼科林，克洛维斯·恩里克斯·德利拉，卡洛斯·罗伯托·德阿尔布开克坎波斯，费尔南多·瓦斯康塞洛斯·菲格雷多，毛罗·克雷斯塔·德巴罗斯·多林斯基，内乌莎·玛丽亚·托克切托·皮雷斯，莫妮卡·德阿尔梅达·德圣安娜，
申请(专利权)人：朗盛艾拉托麦罗斯巴西有限公司，
类型：发明
国别省市：