[发明专利]氨基硅烷引发剂及由其制备的官能化聚合物

说明书

本申请要求2009年12月31日递交的美国临时申请61/291635号的优先权，在此以其整体将其引入以作参考。

技术领域

本申请涉及硅烷官能化聚合物和由其制备的橡胶硫化产品。

背景技术

在轮胎制造领域中，期望采用显示降低的滞后损失(即机械能至热的损失较少)的橡胶硫化产品。滞后损失通常归因于交联橡胶网络内的聚合物自由端，以及填料附聚物的离解。

官能化聚合物已被用于降低滞后损失并增加结合橡胶。官能化聚合物的官能团被认为降低聚合物自由端的数量。另外，官能团与填料颗粒之间的相互作用减少填料附聚，从而降低归因于填料附聚物的离解的滞后损失。本申请源自以下认知：已发现橡胶硫化产品的聚合物部分中的氨基硅烷(“硅氮烷”)官能团改进了橡胶硫化产品的物理性质。可推测聚合物中的氨基硅烷官能度改进聚合物与附加组分如二氧化硅填料的相互作用。该改进的相互作用通常理解为改进的混炼和成分的更好分散。

发明内容

本发明提供用于引发阴离子聚合的金属化氨基硅烷化合物。

本申请还提供用于生产氨基硅烷官能化聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：通过制备预先形成的或原位的金属化氨基硅烷化合物来提供引发剂，并使用所述金属化氨基硅烷化合物引发聚合来使至少一种阴离子可聚合单体聚合。

本申请还提供轮胎用橡胶组合物，所述橡胶组合物包括已根据本申请所公开的方法制备的氨基硅烷官能化聚合物。

具体实施方式

本申请以用于阴离子聚合的特定的金属化氨基硅烷化合物的形式提供官能化引发剂。使用这些引发剂制备的聚合物在聚合物链的头部含有官能团，并且已发现基于此类官能化聚合物的可硫化弹性体化合物及其制品显示有用的性质。通常，聚合物的“头”为引发剂残基所位于的链端，而“尾”是最接近最后单体单元添加到聚合物的位置的链端。如本文所使用的，术语“在头部”和“在尾部”分别意指位于或接近头和尾的位置。

使用本文所公开的金属化氨基硅烷化合物来引发阴离子加成聚合(或共聚合)允许产生具有氨基硅烷基团的硅的氨基硅烷官能化聚合物，所述硅通过一个或多个碳原子直接键合至聚合物链端。通过一个或多个碳原子将氨基硅烷的硅直接键合至聚合物链的头部使得以下的可能性增加：在整个聚合反应以及任何随后的聚合物与橡胶硫化产品材料的加工中，硅都将保持键合至聚合物链。不希望受理论的束缚，认为氨基硅烷官能化聚合物可通过水解来反应并与橡胶硫化产品配混物中的填料缩合以给出改进的填料微分散，产生降低滞后的橡胶硫化产品配混物，该配混物在改进由其制备的轮胎的燃料经济中是有用的。

在一个实施方案中，本申请公开了一种用于引发阴离子聚合的金属化氨基硅烷化合物，所述化合物包括至少一种金属化剂与至少一种具有式(IA)或(IB)的烷氨基硅烷化合物的反应产物

其中n为选自由0-2组成的组的整数，m为选自由1-3组成的组的整数，条件是m和n的和等于3；其中T为甲基、乙基、丙基或烯丙型基团(allylic group)；其中各R⁴和R⁵独立地为烃基；其中各R⁶独立地为亚烃基(hydrocarbylene)；和其中当m大于1时，一个或多个R⁵可在两个氮原子之间形成桥。

通常，本申请的氨基硅烷化合物可为含有1至3个直接键合至硅原子的二烃基氨基的任何化合物。氨基硅烷化合物可含有除二烃基氨基以外的各种其他烃基或苯基。

本申请所述的烷氨基硅烷化合物为具有至少一个直接键合至硅原子的烷基或烯丙型基团(“T”或“接合(tether)”基团)的氨基硅烷化合物。如本文所使用的，术语“烯丙型基团”是指任何键合至硅原子的取代或未取代的烯丙型基团烯丙型基团可含有一个或多个氢、烷基或芳基取代基(B)。通常，以使金属化试剂可提取质子并且所产生的金属-烷基键引发聚合这样的方式来选择T。T的非限制性实例为甲基、乙基、丙基和烯丙基(allyl group)。