[发明专利]用于制备官能化聚合物的方法

说明书

本文公开了膦基‑和磷酸根‑硅烷官能化聚合物、制备用具有含磷基团的烷氧基硅烷作为官能化试剂官能化的反应性聚合物的方法、所得聚合物及其硫化橡胶。所述官能化聚合物的硫化橡胶可用于生产硫化产品，包括轮胎。

技术领域

本公开涉及膦基-和磷酸根-硅烷官能化聚合物及其制备方法。本公开还涉及官能化聚合物在生产硫化产品例如轮胎中的用途。

背景技术

在轮胎工业中，希望采用橡胶硫化橡胶，其表现出减少的滞后损失，即减少机械能对热的损失。已经使用官能化聚合物来减少橡胶化合物中的滞后损失并增加结合橡胶。据信官能化聚合物的官能团通过与填充剂颗粒相互作用而减少了聚合物自由端的数量。此外，这种相互作用可减少填充剂团聚，这可由此减少归因于填充剂团聚物解离的滞后损失。

由于官能化聚合物是有利的，特别是在轮胎橡胶组合物的制备中，存在对额外的官能化聚合物的需求。而且，因为沉淀二氧化硅越来越多地用作轮胎中的增强颗粒填充剂，所以需要对二氧化硅填充剂具有亲和性的官能化弹性体。

发明内容

本文提供了包含通过包括以下步骤的方法制备的官能化聚合物的硫化产物的硫化橡胶。单体聚合形成反应性聚合物。要聚合的单体可包括共轭二烯单体。反应性聚合物与具有含磷基团的烷氧基硅烷反应以形成包含膦基或磷酸根硅烷基团的聚合物。将形成的包含膦基或磷酸根硅烷基团的聚合物加入到可硫化橡胶组合物中，该硫化橡胶组合物可进一步硫化成硫化产品，例如轮胎。本公开还包括制备如本文所述的包含膦基-或磷酸根-硅烷基团的官能化聚合物的方法。

在一个实施方案中，聚合单体的步骤可包括使用配位催化剂或阴离子引发剂。例如，反应性聚合物可以是阴离子聚合的聚合物。

阴离子聚合的聚合物可通过使用有机锂引发剂使共轭二烯单体任选地与乙烯基芳族单体一起聚合来制备。阴离子聚合的聚合物链可以是中-或低-顺式聚二烯或聚二烯共聚物。例如，阴离子聚合的聚合物链可选自聚丁二烯、聚异戊二烯、聚(苯乙烯-共-丁二烯)、聚(苯乙烯-共-丁二烯-共-异戊二烯)、聚(异戊二烯-共-苯乙烯)和聚(丁二烯-共-异戊二烯)。

在另一个实施方案中，制备包含膦基-或磷酸根-硅烷基团的聚合物的方法还可包括在将聚合物加入到可硫化橡胶组合物中之前，干燥聚合物。制备聚合物的方法还可包括在将聚合物加入到可硫化橡胶组合物中之前，分离包含膦基或磷酸根-硅烷基团的聚合物。

为了形成硫化橡胶，例如可通过向组合物施加热量或使组合物经受固化条件来硫化可硫化橡胶组合物。

在另一个实施方案中，制备包含膦基-或磷酸根-硅烷基团的聚合物的方法还可包括在将聚合物加入到可硫化橡胶组合物中之前，淬火聚合物。

在又一个实施方案中，制备聚合物的方法可包括使聚合物不与共官能化试剂反应。

制备聚合物的方法可在溶剂中发生，然后在反应之后分离包含膦基或磷酸根-硅烷基团的聚合物并通过过滤或干燥从溶剂中除去。

在一个实施方案中，烷氧基硅烷官能化试剂的含磷基团含有P＝O。P＝O基团还可具有与其键合的烷氧基。

在另一个实施方案中，烷氧基硅烷官能化试剂的含磷基团可以是膦基或受保护的膦基。

在又一个实施方案中，具有含磷基团的烷氧基硅烷可包含至少两个键合到硅烷的Si的烷氧基基团。