[发明专利]单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物及制备方法和苯乙烯-丁二烯共聚物和轮胎

说明书

本发明公开了一种单乙烯基芳烃‑共轭二烯烃共聚物及其制备方法，该方法包括在阴离子溶液聚合条件下，将单乙烯基芳烃和共轭二烯烃与阴离子聚合引发剂和选自式I所示的化合物的极性调节剂接触。本发明还公开了一种苯乙烯‑丁二烯无规共聚物。本发明进一步公开了基于上述共聚物的轮胎。根据本发明的方法，采用便于商业化的极性调节剂，能有效地将单乙烯基芳烃‑共轭二烯烃共聚物的侧基含量控制在更高的水平，同时还能将单乙烯基芳烃‑共轭二烯烃共聚物中的单乙烯基芳烃嵌段的含量控制在更低的水平。采用本发明的制备方法能制备具有更高抗湿滑性和更低滚动阻力的单乙烯基芳烃‑共轭二烯烃橡胶。

技术领域

本发明涉及单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物聚合领域。具体地，本发明涉及一种单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物的制备方法以及由该方法制备的共聚物，本发明还涉及一种苯乙烯-丁二烯无规共聚物，本发明进一步涉及一种基于上述共聚物的轮胎。

背景技术

当前适用于汽车轮胎胎面胶的橡胶材料不仅要有良好的耐磨性能，还要具有高抗湿滑性和低滚动阻力，这样才能满足安全行驶及节能的需求。然而，高抗湿滑性与低滚动阻力这两种性能要求是相互矛盾的，单一品种的橡胶很难同时满足这两种性能要求。用共混的方法将分别具有低滚动阻力和高抗湿滑性的两种橡胶共混只能使两种性能有所改进，很难得到理想的产品。随着研究的深入，科研人员发现通过分子结构的设计，可以合成具有高抗湿滑性和低滚动阻力的共聚物，从而较好地平衡橡胶材料抗湿滑性与滚动阻力之间的矛盾。从目前的资料看，橡胶材料的抗湿滑性和滚动阻力通常可由动态粘弹谱中0℃和60℃时的损耗因子(即，tanδ值)来间接表征，0℃时的tanδ值越高，表明橡胶的抗湿滑性越好，60℃时的tanδ值越低，表明橡胶的低滚动阻力性能好。

橡胶材料性能与其组成和微观结构密切相关，共聚物的结构决定了它们的不同用途。对于单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚橡胶而言，共聚物的微观结构主要是指共聚物的顺、反-1,4-结构、1,2-结构或3,4-结构，以及共聚物的序列分布。影响共聚物微观结构的因素有很多。在聚合体系中引入极性调节剂，从而控制聚合物的微观结构是普遍采用的技术。目前工业上常用的极性调节剂有四氢呋喃(THF)、四甲基乙二胺(TMEDA)、乙二醇二甲醚(1G)、二乙二醇二甲醚(2G)等。但是，这些极性调节剂都存在一些问题，主要表现在：或者是在溶剂中添加量较多且不易分离，影响溶剂体系的循环使用；或者在较高的聚合温度条件下调节能力较差且具有一定刺激性气味，使产品具有污染性；或者易引起链转移，影响反应的进行和偶联效率。

因此，仍然需要开发高效的极性调节剂。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物的制备方法、以及由该方法制备的单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物。

本发明第二个目的在于提供一种苯乙烯-丁二烯无规共聚物。

本发明的第三个目的在于提供一种基于上述共聚物的轮胎。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物的制备方法，该方法包括在阴离子溶液聚合条件下，将至少一种单乙烯基芳烃和至少一种共轭二烯烃与至少一种阴离子聚合引发剂和至少一种极性调节剂接触，所述极性调节剂选自式I所示的化合物，

式I中，n为CH₂的数目，为1-6的整数。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了由本发明第一个方面所述的方法制备的单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种苯乙烯-丁二烯无规共聚物，该共聚物中，衍生自苯乙烯的结构单元的含量为20-40重量％，优选为24-30重量％；衍生自丁二烯的结构单元的含量为60-80重量％，优选为70-76重量％；