[发明专利]含硅烷的甲醇封端的聚合物

说明书

本发明涉及由末端基团功能化的聚合物，并且涉及其生产以及用途。

轮胎胎面中所希望的重要特性是在干表面和湿表面上的良好的附着性以及还有高的耐磨性。在此非常难以改进轮胎的滑动阻力而不同时损害滚动阻力以及耐磨性。低滚动阻力对于低燃料消耗是重要的，并且高耐磨性对于长轮胎寿命是决定性的因素。

轮胎胎面的抗湿滑性以及滚动阻力高度取决于在生产混合物时所使用的橡胶的动态力学特性。在较高温度（60°C至100°C）下具有高回弹性的橡胶被用于轮胎胎面以便减小滚动阻力。在另一方面，在低温（0°C至23°C）下具有高的阻尼因子并且相应地具有在从0°C至23°C的范围内的低回弹性的橡胶对于改进抗湿滑性是有利的。为了符合多种需求的这种综合性组合，该轮胎胎面使用由不同橡胶制成的混合物。通常使用的这些混合物由一种或多种具有相对较高的玻璃化转变温度的橡胶（例如苯乙烯-丁二烯橡胶）以及一种或多种具有相对较低的玻璃化转变温度的橡胶（例如具有高的1,4-顺式含量的聚丁二烯或具有低的苯乙烯含量以及低的乙烯基含量的苯乙烯-丁二烯橡胶或具有中等的1,4-顺式含量以及低的乙烯基含量的在溶液中生成的聚丁二烯）制成。

含有双键的阴离子聚合的溶液橡胶（例如溶液聚丁二烯和溶液苯乙烯-丁二烯橡胶）对于生产具有低的滚动阻力的轮胎胎面而言具有超越相应的乳液橡胶的优点。这些优点除其他之外在于乙烯基含量和玻璃化转变温度以及与之相关的分子支化的可控性。这导致了在轮胎的耐湿滑性和滚动阻力之间的关系上特别实用的优点。对轮胎胎面中的能量消散并且因此对滚动阻力的显著贡献来自于自由的聚合物链末端以及来自于由在轮胎胎面混合物中使用的填充剂（大多数是硅石和/或碳黑）形成的填充剂网络的可逆的形成和断开。

在聚合物链末端上官能团的引入允许所述链末端与填充剂表面的物理或化学连接。这导致其运动的自由受限，并且因此当使轮胎胎面经受动态应力时导致减小的能量消散。同时，所述官能末端基团可以改进填充剂在轮胎胎面中的分散，并且这可以导致填充剂网络的弱化并且因此导致滚动阻力的进一步减小。

因此，发展了用于末端基团的改性的多种方法。作为举例，EP 0 180 141 A1描述了使用4,4’-二(二甲氨基)苯甲酮或N-甲基己内酰胺作为功能化试剂。环氧乙烷和N-乙烯基吡咯烷酮同样是从EP 0 864 606 A1中已知的。US 4,417,029列出了多种其他可能的功能化试剂。

在硅上具有总共至少两个卤素取代基和/或烷氧基取代基和/或芳氧基取代基的硅烷对于二烯橡胶的末端基团的功能化特别具有良好的实用性，因为在Si原子上的上述取代基之一可以容易地由一个阴离子的二烯聚合物链末端替代，并且在Si上的其他一个或多个上述取代基是作为官能团可得的，它们（可任选地在水解之后）可以与轮胎胎面混合物的填充剂相互作用。这种类型的硅烷的例子见于US 3,244,664、US 4,185,042、以及EP 0 890 580 A1。

然而，上述功能化试剂中有许多都有缺点，例如在处理溶剂中差的溶解性、高的毒性或高的挥发性，并且这可以导致返回的溶剂被污染。此外，所述功能化试剂中有多种可以与多于一种阴离子聚合物链末端进行反应，并且这可以导致经常为破坏性的并且难以控制的偶联反应。对于上述硅烷而言尤其是这样。这些同样具有其他缺点：所述硅烷与阴离子聚合物链末端的反应包括组分（如卤化物或烷氧基基团）的开裂（cleavage）并且后者很容易转化为醇。卤化物促进腐蚀；醇可以导致处理溶剂的污染。使用硅烷作为功能化试剂的另外的缺点在于：在功能化过程之后，所得的硅氧烷封端的聚合物可以通过Si-OR基团的方式（或在Si-OR基团水解之后通过Si-OH基团的方式）在聚合物链末端偶联，其中形成了Si-O-Si键，并且这导致在进行处理和储存过程中橡胶粘度上的不希望的增加。已经描述了多种用于在硅氧烷封端的聚合物的情况下降低所述粘度增加的方法，例如加入基于酸和酰基卤的稳定试剂（EP 0 801 078 A1）、加入硅氧烷（EP 1 198 506 B1）、加入长链的醇（EP 1 237 934 B1）、或加入用于pH控制的试剂（EP 1 726 598）。