[发明专利]用于制备高顺式聚二烯的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月27日提交并且标题为“PROCESSES FOR T HE PREPARATION OF HIGH-CIS POLYDIENES(用于制备高顺式聚二烯的方法)”的美国临时专利申请序列号61/603,658的优先权和任何其它权益，该申请的整个公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及使用镧系元素基催化剂体系制备具有高顺式-1,4-键含量的聚二烯的聚合方法。

背景技术

用在橡胶组合物中和发生应变诱导结晶的合成聚合物在橡胶组合物中提供有利的性质，包括例如拉伸强度和耐磨性。具有高顺式-1,4-键含量的聚二烯，其表现出提高的发生应变诱导结晶的能力，已被有利地采用在轮胎中，特别是受益于此类性质的轮胎部件例如轮胎的胎侧和胎面部件中。

包含镧系元素化合物、烷基化剂和卤素源的镧系元素基催化剂体系可用于使共轭二烯单体聚合以产生具有高顺式-1,4-键含量的聚二烯。使用此类催化剂体系产生的具有高顺式-1,4-键含量的聚二烯具有线型主链结构，表现出良好的原始强度，并且具有优异的粘弹性质。线型主链结构继而据信将在用这些聚二烯形成的橡胶组合物中提供优异的性质，包括改进的拉伸强度、提高的耐磨性、较低的滞后性和改进的抗疲劳性。因此，使用镧系元素基催化剂体系产生的具有高顺式-1,4-键含量的聚二烯可理想地用于轮胎和轮胎部件如胎侧和胎面中。

本文公开的聚合方法对镧系元素基催化剂体系的使用提供一定的优势和改进以产生具有高顺式-1,4-键含量的聚二烯。如本文所讨论，本发明涉及与镧系元素基催化剂体系组合地使用硫醇化合物来产生与在相同的聚合条件下但无硫醇化合物地制得的聚二烯相比具有更高的顺式-1,4-键含量的聚二烯。

发明内容

本发明提供了用于制备高顺式聚二烯的溶液聚合方法，所述方法包括在有机溶剂中在至少一种硫醇化合物和镧系元素基催化剂组合物的存在下使至少一种共轭二烯单体聚合以产生具有90-99％的顺式-1,4-键含量的聚二烯。所述至少一种硫醇化合物由通式R-S-H表示，其中R为烃基基团或取代的烃基基团。所述镧系元素基催化剂组合物包含(a)镧系元素化合物、(b)烷基化剂和(c)卤素源，其中(c)可任选地由(a)、(b)或(a)和(b)二者提供。所述聚合方法中使用的所述至少一种硫醇化合物相对于镧系元素化合物的摩尔比在0.01:1至100:1的范围内。

本发明的其它实施例提供了在加有镧系元素基催化剂组合物的有机溶剂中使至少一种共轭二烯单体聚合来制备高顺式聚二烯的改进的溶液聚合方法。此改进的方法包括在至少一种硫醇化合物的存在下在加有镧系元素基催化剂组合物的有机溶剂中使至少一种共轭二烯单体聚合以产生具有90-99％的顺式-1,4-键含量的聚二烯。改进在所得聚二烯中示出，其中，与在相同的聚合条件下但无所述至少一种硫醇化合物地产生的聚二烯相比，所产生的聚二烯具有更高的顺式-1,4-键含量。根据本文公开的实施例，所述至少一种硫醇化合物由通式R-S-H表示，其中R为烃基基团或取代的烃基基团。此外，所述改进的聚合方法中使用的所述至少一种硫醇化合物相对于镧系元素化合物的摩尔比在0.01:1至100:1的范围内。

通过随后的描述，本发明的其它方面将是显而易见的。

具体实施方式

本发明涉及与硫醇化合物组合地使用镧系元素基催化剂体系自共轭二烯单体制备高顺式聚二烯的溶液聚合方法。所述镧系元素基催化剂体系包含(a)镧系元素化合物、(b)烷基化剂和(c)卤素源。与在相同的聚合条件下但无硫醇化合物地产生的聚二烯相比，根据本文公开的方法产生的聚二烯具有更高的顺式-1,4-键含量。硫醇化合物充当催化剂改性剂以提高聚二烯的顺式-1,4-键相对含量。因此，硫醇化合物与镧系元素基催化剂体系的使用为在使用镧系元素基催化剂体系来产生高顺式聚二烯的用途中的改进。