[发明专利]橡胶组合物和使用其的轮胎以及改性共轭二烯类聚合物及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性共轭二烯类聚合物及其生产方法，以及使用此聚合物的橡胶组合物和轮胎，更具体地涉及具有优良的低发热性和断裂性(耐裂纹生长性)的橡胶组合物。

背景技术

近年来，在节约能源和节约资源的社会需求下，为了节约机动车的燃料消耗，需要具有低滚动阻力的轮胎，因而与常规橡胶组合物相比期望具有优良的低发热性(低损耗系数)和断裂性的橡胶组合物。为了减少轮胎的滚动阻力，通常使用具有低发热性的橡胶组合物。特别地，将在橡胶组合物中引入有与填料相互作用的官能团的聚合物用作橡胶组分是非常有效的方法。例如，研究将引入有与填料相互作用的官能团的改性高顺式聚丁二烯橡胶等应用至橡胶组合物(WO 2006/112450说明书)。

然而，在工业条件下通过配位聚合生产的高顺式聚丁二烯橡胶中，改性剂与聚合物末端的反应性低，以致仅能够以对总的聚合物末端约30％的反应效率获得与填料具有高亲和性的官能团的引入。因而，当使用高顺式聚丁二烯橡胶时，难以改善橡胶组合物的低损耗系数。另一方面，在能够将与填料具有高亲和性的官能团以约100％的反应效率下引入至聚合物末端的阴离子聚合体系中，能够很大程度地改善橡胶组合物的低损耗系数，但是确认与用在配位聚合体系中获得的未改性高顺式聚丁二烯橡胶配混的橡胶组合物相比，该断裂性低。

此外，已知引入有与填料相互作用的官能团的改性高顺式聚丁二烯橡胶在断裂性上优于未改性的高顺式聚丁二烯橡胶，因而期待能够改善橡胶组合物的低损耗系数的改性高顺式聚丁二烯橡胶。

发明内容

如上所述，引入有与填料相互作用的官能团的改性高顺式聚丁二烯橡胶改善橡胶组合物的低损耗系数和断裂性，从而通过认真的研究和开发取得了一些措施的成功结果。然而，聚合物末端和改性剂之间的反应效率仍然低，通过增加反应效率来改善低损耗系数存在限制。

本发明人已对待引入至聚合物末端的官能团进行研究，并发现了能够通过将与炭黑具有非常高的亲和性的含活性氢的氨基引入至聚合物末端使低损耗系数改善至新水平。作为进一步研究的结果，已发现将伯氨基引入至聚合物末端与引入仲氨基或叔氨基相比，在低损耗系数方面具有显著意义。

因此，本发明的目的是提供能够改善橡胶组合物的低发热性和断裂性(耐裂纹生长性)的改性共轭二烯类聚合物，和生产此改性共轭二烯类聚合物的方法。此外，本发明的另一目的是提供使用该改性共轭二烯类聚合物作为橡胶组分的橡胶组合物以及使用此橡胶组合物的轮胎。

为了达到上述目的，本发明人已进行了各种研究，并发现了通过以下步骤获得具有特定顺式-1，4键含量和乙烯基键含量以及伯氨基的改性共轭二烯类聚合物：(1)使具有两种以上预定官能团的化合物与给定的具有活性末端的共轭二烯类聚合物反应和(2)使所得产物与具有伯氨基的化合物进一步反应，还发现了通过应用使用作为橡胶组分的改性共轭二烯类聚合物的橡胶组合物并进一步将特定填料配混至轮胎中，低发热性和断裂性能够很大程度地改善，结果，完成了本发明。

即，根据本发明的橡胶组合物的特征在于配混10-100质量份无机填料和/或炭黑，基于100质量份橡胶组分，所述橡胶组分包括不小于10质量％的改性共轭二烯类聚合物，所述改性共轭二烯类聚合物具有不小于90％的顺式-1，4键含量、不大于1.2％的乙烯基键含量和伯氨基。

此外，顺式-1，4键含量是指顺式-1，4键在聚合物的共轭二烯化合物单元中的比例，乙烯基键含量是指乙烯基键在聚合物的共轭二烯化合物单元中的比例。

在根据本发明的橡胶组合物中，改性共轭二烯类聚合物优选具有不大于0.8％的乙烯基键含量。

在根据本发明的橡胶组合物中，炭黑优选具有20-180m²/g，更优选20-100m²/g的氮吸附比表面积。

在根据本发明的橡胶组合物的优选实施方案中，橡胶组分包含10-90质量％的改性共轭二烯类聚合物和90-10质量％的除改性共轭二烯类聚合物以外的二烯类聚合物。在此情况下，所述除改性共轭二烯类聚合物以外的二烯类聚合物优选为天然橡胶。

根据本发明的橡胶组合物优选为硫磺交联性的。

此外，根据本发明的轮胎的特征在于将上述橡胶组合物用于任何橡胶构件中。

此外，根据本发明的改性共轭二烯类聚合物的生产方法的特征在于包括：