[发明专利]通过自由基引发聚合制备羟芳基-官能化共聚体的方法

说明书

背景技术

良好的牵引力和耐磨性为轮胎胎面的首要考虑事项；然而，机动车辆燃油效率涉及关于其滚动阻力最小化的争论，在轮胎运转期间所述滚动阻力与滞后和生热性的降低相关联。这些考虑在很大程度上竞争并且有些矛盾：由设计为提供良好的道路牵引力的组合物制成的胎面通常显示增大的滚动阻力，反之亦然。用于降低滞后的努力不应当妥协牵引性，特别是在潮湿条件下的牵引性能，结合例如以下多种复合因素的性能：由路面不平整导致的胎面橡胶变形、排水速率、在橡胶和路面之间的界面处可能的粘合相互作用、以及填料颗粒和路面成分之间的可能的相互作用。

胎面组合物通常包含一种或多种弹性体和一种或多种补强材料例如粒状炭黑和二氧化硅；参见，例如，The Vanderbilt Rubber Handbook，第13版(1990)，第603-04页。通常地选择一种或多种填料、一种或多种聚合物和添加剂以提供期望的性质可接受的妥协或平衡。确保一种或多种补强填料很好地分散于整个(一种或多种)弹性材料中既提高加工性又起到改进物理性质的作用。填料颗粒的分散可以通过增强它们与一种或多种弹性体的相互作用和/或降低它们彼此的相互作用来改进。

增强颗粒分散的一种方法是通常是在末端借助活性(例如，阴离子引发的)聚合物与官能化封端剂的反应，通过一种或多种弹性体的化学改性；参见，例如美国专利3,109,871、4,647,625、4,677,153、5,109,907和6,977,281，以及在此引用的参考文献和引用这些专利的在后公开。

近来的方法涉及与包括包含多个羟基官能团的芳基的化合物的官能化，该方法具有在通常的填料颗粒如二氧化硅和炭黑、以及非常规的矿物颗粒如各种金属氧化物和氢氧化物的情况下为有效的优点；参见WO 09/086490PC T/US2008/088384。该方法还显示提供甚至在潮湿条件下也显示良好的牵引性的硫化橡胶的证据。

在阴离子引发和配位催化作为可能的增长技术的情况下，在WO 09/086490中描述的官能化聚合物被认为能够经由溶液技术制备。然而，某些种类的单体难以或者不可能通过这些增长机理聚合。因此，仍然期望制备包括链节的聚合物的可选择的方法，所述链节源自引入包含具有多个羟基部分的芳基的化合物。

发明内容

具有期望性能的硫化橡胶可以从采用聚合物的化合物获得，所述聚合物包括包含羟基的芳基官能团。此类聚合物提高与常规的和非常规的填料两者的相互作用。

这里提供的是提供包括衍生自一类羟芳基化合物中的一种或多种成分的链节的聚合物的方法。该方法涉及多个单体的自由基引发。要聚合的单体可以包括至少一种包含具有至少一个和优选地多于一个直接键合的羟基和/或其中R是可水解的保护基团的-OR部分的芳基的单体。可选地，所得的“活性”聚合物可以与封端化合物反应。

该方法可以包括其中各个保护基团水解从而提供具有至少一个直接键合的羟基的一个或多个芳基的额外反应步骤。该额外的步骤可以包括“活性”聚合物与一种或多种封端化合物的反应。该方法可以导致包括多个A链节单元和至少一个B链节单元的聚合物，A链节单元包括烯键式不饱和键，B链节单元包括具有一个或多个直接键合的羟基的侧芳基(在R部分水解之后)；也可以任选地包括其它类型的链节。当在所得聚合物中包括多于一个B链节时，B链节可以为分离的或者邻接的，即，形成嵌段。如果存在B单元的嵌段，其可以相对地接近聚合物的末端，即，距末端单元不多于6个、4个或2个聚合物链原子。衍生B链节的一种或多种单体的选择性引入可以控制所得的B链节沿着聚合物链的位置。例如，一种或多种B单元可以在其它单体已经完成聚合之后、任选地接着猝灭或者与能够提供额外的末端官能团至聚合物的化合物反应来引入至聚合物。

还提供了使用这些种类的聚合物、其中可以利用这些组合物的组合物如硫化橡胶、和引入和/或由这些组合物制造的产品如轮胎组件的方法。

在某些实施方案中，要聚合的单体可以包括一种或多种多烯，其部分或全部可以为共轭二烯。在这些和其它实施方案中，聚合物还可以包括乙烯基芳香族链节，该链节优选地沿着聚合物链基本上无规地引入有共轭二烯链节。

聚合物可以采取任何多种构造，包括基本上线性的、支化的、星型的，等。特别地，但是不完全地，当聚合物是基本上线性的时，其可以包括官能化化合物的残基作为末端部分，其一个实例是包括至少一个具有一个或多个羟基和/或-OR部分的芳基的化合物。

不论构造或者无规化程度如何，发现这些类型的聚合物显示优异的与包括炭黑和二氧化硅以及非常规填料如无机氧化物和氢氧化物以及粘土等多种粒状填料的相互作用。