[发明专利]具有非极性侧基的溶聚橡胶

说明书

本发明涉及通过溶液聚合制造的和以具有经硫原子连接的非极性侧烃基的二烯烃为基础的橡胶(S-二烯烃系橡胶)，还涉及所述橡胶用于制造具有改进的动态阻尼、改进的机械强度和改进的磨耗性能的硫化橡胶的应用。尤其是，按照本发明的橡胶适于制造全补强橡胶制品，特别是轮胎，其具有非常高的热容量和机械负荷能力(mechanical load-bearing capacity)，高抗湿滑性、低滚动阻力和高耐磨性。

已经研究出许多方法，用于制造具有较低滚动阻力、改进的抗湿滑性、较低磨耗和较高热稳定性的汽车轮胎。已经证明，应用含有双键的阴离子聚合溶聚橡胶是特别有利的，例如，溶聚聚丁二烯和溶聚丁苯橡胶。其优点特别在于乙烯基含量的可控制性，以及与此相关的玻璃化转变温度的可控制性、良好的顺/反双键比例关系和支化的分子。在实际应用中，这些优点导致了在轮胎的抗湿滑性和滚动阻力相互关系方面的特别优越性。例如，US-A 5227425叙述了由溶聚SBR橡胶和硅酸制造轮胎胎面。本发明的目的是提供具有适宜含量的能导致轮胎性能更好的、特别廉价而有效的侧基的溶聚橡胶。

在DE-A 2653144和EP-A 464478中特别叙述了含羟烷基或羧烷基的溶聚聚丁二烯橡胶和溶聚丁苯橡胶的制造方法。由于含有极性羟基和羧基，这些橡胶在混炼性能和可混性方面不同于非极性橡胶。

另外，在《橡胶与塑料时代》(Rubber Plast.Age)38(1957)，第592～599页和还有第708～719页中，叙述了乳聚丁二烯橡胶、NBR和SBR乳聚橡胶与烷基硫醇的反应。然而，以这种方法改性的橡胶，按照所引文献，仅仅应用于耐油的工业橡胶制品。如果将所述改性SBR乳聚橡胶应用于轮胎和轮胎胎面，无论如何都发现，上述物理性能，即使达到了，也只是达到了不足够的程度。

所以，本发明的目的在于，提供以二烯烃为基础的、通过溶液聚合制造的、导致上述轮胎性能改善的橡胶。

令人惊异地发现，由具有一定含量的非极性饱和烃基的二烯烃制成的溶聚橡胶，特别是对于制造轮胎而言，具有特别良好的性能。

所以本发明提供以二烯烃为基础的橡胶，其特征在于，其含有0.1～40wt％经硫原子连接的、含1～22个碳原子的饱和的线形、支化或环状的非极性侧烃基或含6～22个碳原子的芳烃基，以橡胶总量为基准计；其中该橡胶经溶液聚合制造。

按照本发明，所优选橡胶的上述经硫原子连接的非极性侧烃基含量为0.5～25wt％，以橡胶总量为基准计。

按照本发明的优选橡胶，还含有0.1～50wt％优选10～40wt％经聚合混入的乙烯基芳族单体，以橡胶总量为基准计。

另外，按照本发明的橡胶可以含有10～70wt％，优选20～60wt％的1,2-结合二烯烃(乙烯基含量)，和0～50wt％，优选10～40wt％1,4-反-结合二烯烃，以橡胶总量为基准计。

按照本发明特别优选的橡胶，含有上述烃基1.0～15wt％、含有通过聚合而加入的乙烯基芳族单体10～40wt％、含有二烯烃89～45wt％，其中1,2-结合二烯烃的含量(乙烯基含量)为10～60wt％，而1,4-反-结合二烯烃的含量为10～40wt％。上述含量也以橡胶总量为基准计，且加起来总和为100wt％。

按照本发明，1,3-丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、1-乙烯基-1,3-丁二烯和/或1,3-己二烯烃特别用作合成制造橡胶的二烯烃。特别优选1,3-丁二烯和异戊二烯。

能够用于聚合的乙烯基芳族单体的例子，可以叙述为，例如，苯乙烯、邻、间和对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基萘、二乙烯基苯、三乙烯基苯和/或二乙烯基萘。特别优选苯乙烯。

按照本发明的橡胶的分子量(数均)为50,000至2,000,000，优选为100,000～1,000,000，玻璃化转变温度为-110℃～+20℃，优选为-60℃～0℃，门尼粘度ML 1+4(100℃)为10～200，优选为30～150。在按照本发明橡胶的情况下，优选二烯烃以1,4-反式存在的量小于40wt％，以橡胶总量为基准计。

除了上述非极性侧基之外，按照本发明的橡胶还可以含有橡胶技术已知的其它官能基，例如氨基、羧酸酯、氨甲酰(carboxamide)和/或磺酸基团。特别是，按照本发明的橡胶可以含有羟基和/或羧酸基或其盐，优选含量为0.1～2wt％，以橡胶总量为基准计。这个量的范围除了提到的也涉及其它已知的官能基团。