[发明专利]用于阴离子聚合的官能化引发剂

说明书

本发明公开了一种烯键式不饱和聚合物，所述烯键式不饱和聚合物在末端包括作为仲胺和乙烯基芳族化合物的反应产物的化合物的基团。所述化合物的仲胺部分可以是N为其环原子之一的环状化合物，而乙烯基芳族化合物可包含一个或多个取代基。所述聚合物可用作硫化橡胶生产中使用的各种弹性体化合物的组分。

相关专利申请的交叉引用

本国际申请要求2015年11月13日提交的美国临时专利申请62/255,151的权益，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

橡胶制品(诸如轮胎胎面)通常由包含一种或多种补强材料(诸如例如颗粒炭黑和二氧化硅)的弹性体组合物制成；参见例如The Vanderbilt Rubber Handbook，13th ed.(1990)，pp.603-04(《范德堡橡胶手册》，第13版，1990年，第603-604页)。

良好的牵引力和耐磨性是轮胎胎面的首要考虑因素；然而，对机动车辆燃料效率的考虑要求轮胎胎面的滚动阻力最小化，这与轮胎工作期间的滞后性和热积累的降低相关联。这些因素在很大程度上竞争且一定程度相互矛盾：由被设计成提供良好道路牵引力的组合物制成的胎面通常表现出滚动阻力增大，反之亦然。

通常对填料、聚合物和添加剂进行选择，以便提供所需性质的可接受的折衷或平衡。确保补强填料充分散布于整个弹性体材料中，这不但增强了加工性，还起到改善物理性质的作用。可通过增加它们与弹性体的相互作用和/或降低彼此之间的相互作用来改善填料颗粒的分散。这类尝试的示例包括在存在选择性反应促进剂的情况下进行高温混合、将配混材料的表面氧化、以及表面接枝。

聚合物链的从最后交联的位点到聚合物链末端的部分是滞后损失的主要来源；该自由端不与高分子网络连接，因此不能参与有效的弹性恢复工艺，并且因此，将能量转移到聚合物的该部分(以及将此类聚合物掺入其中的硫化橡胶)作为热量损失。确保这些聚合物链端连接到补强颗粒填料或换句话讲与补强颗粒填料相互作用，对于许多硫化橡胶物理特性而言是重要的，诸如例如减少的滞后。

通常在其末端化学改性聚合物是增加填料和聚合物的相互作用的最有效途径之一。末端化学改性通常通过活聚合物与官能化终止剂的反应来进行。这种方法的许多示例中的一些示例包括美国专利3,109,871、4,647,625、4,677,153、5,109,907、6,977,281等，以及其中引用的参考文献以及引用这些专利的后续出版物。一些用于制造硫化橡胶诸如轮胎组分的最常用的合成弹性体材料包括通常由采用催化剂的工艺制备的高顺式聚丁二烯、以及通常由采用阴离子引发剂的工艺制备的基本上无规的苯乙烯/丁二烯互聚物。可用阴离子引发的聚合物进行的后聚合末端官能化通常不能在配位催化的聚合物上进行，并且在较小的程度上反之亦然。

末端改性也可通过官能化引发剂、隔离或与官能化终止组合来提供。官能化引发剂通常为有机锂化合物，其另外包括能够与一种或多种类型的颗粒填料材料相互作用的官能团，通常包括氮原子的官能团。许多这些官能化引发剂在通常用于阴离子(活性)聚合的类型的烃类溶剂中具有相对差的溶解度，并且许多不会维持活性末端以及更常见的烷基锂引发剂诸如正丁基锂的增殖。这些特性中的两个都会对聚合速率和效率产生负面影响。

通过在较低的温度(即，小于100℃，通常小于90℃或甚至80℃)下进行聚合反应，可在一定程度上抵消增殖活性末端能力的降低。然而，这种温度控制并不总是可行的或实际的，特别是当期望连续或半连续聚合过程时。

在高温下进行的阴离子聚合反应中保持良好引发性能的官能化引发剂仍然是理想的。

发明内容

本文提供了用于提供烯键式不饱和聚合物的阴离子聚合方法。该方法采用官能化引发剂，其在诸如连续或半连续过程所采用的那些温度的温度(例如，至少100℃)下有效地增殖活性末端。

一方面提供了具有以下通式的引发化合物：