[发明专利]具有烯属侧链取代基的基于异丁烯的聚合物及含有它的可固化组合物

说明书

这里提供了包含具有烯属侧链取代基的官能化基于异丁烯的聚合物和硫供体和/或促进剂固化体系的基于异丁烯的聚合物组合物。经由在溶液中的亲核取代反应制备所述官能化聚合物。本发明官能化基于异丁烯的聚合物组合物连同各种促进剂和硫供体可以在不使用锌或氧化锌活化剂的情况下形成可用于药物和轮胎应用的热固性材料。

相关申请的交叉引用

本发明要求于2018年4月3日提交的USSN 62/651,980和于2018年5月16日提交的EP申请号18172741.3的优先权和利益，它们全文通过参考引入本文。

技术领域

本公开内容总体上涉及可用于可固化组合物的官能化基于异丁烯的聚合物，更尤其涉及具有烯属侧链取代基的基于异丁烯的聚合物和含有它的可固化组合物。

背景技术

使基于异丁烯的弹性体固化一般比使通用橡胶固化更加复杂。Powers,K.W.等的“通过亲核取代制备的对烷基苯乙烯/异烯烃的官能化共聚物(FunctionalizedCopolymers of Para-AlkylStyrene/Isoolefin Prepared by NucleophilicSubstitution)”,CA 2009681。例如，虽然异丁烯-共聚-对甲基苯乙烯弹性体组合物为最终产物提供改进的渗透特性，但是当与其它基于丁基的组合物相比时聚(异丁烯-共聚-对甲基苯乙烯)(“BIMSM”)组合物的使用具有缺陷。这些缺陷包括有限的固化通用性。

另外，无论固化体系如何，相邻组分之间的硫化速度在基于异丁烯的聚合物组合物中必须是相似的。虽然另外有其它优异的机械性能，但是所述组合物中各种聚合物的不相容的固化速率可能引起复合材料的分离，原因在于在交联和固化期间没有产生好的界面粘附。

虽然特定固化体系的选择与聚合物类型和热固性产物的特定使用要求有关，但是用于基于异丁烯的弹性体的固化体系通常是基于硫的并使用金属氧化物例如氧化锌体系。此外，因为基于异丁烯的弹性体的主链是高度饱和的，所以为了有效硫化要求超快促进剂。许多超快促进剂是亚硝胺产生剂，并且此类促进剂的使用不受推荐的。

另外，许多类型的基于异丁烯的聚合物的硫化化学可能改变。例如，由于主链中不存在碳-碳双键和存在反应性苄型溴，BIMSM的硫化化学不同于其它基于异丁烯的弹性体。参见S.Solis等的How to Pick Proper Model Vulcanization Systems:Part 2of 2,Rubber World,2007年7月9日。溴化的聚(异丁烯-共聚-对甲基苯乙烯)不会与单独的硫供体或硫/硫供体体系充分交联。

因而，BIMSM的交联一般包括经由被卤化锌催化的Friedel-Crafts烷基化反应而形成碳-碳键。然后，硬脂酸充当BIMSM硫化的促进剂。作为氧化锌和硬脂酸之间的反应产物形成的硬脂酸锌能与BIMSM反应并置换苄型溴。如报道那样，在没有硬脂酸的情况下，固化速率非常低。

因此，仍需要官能化基于异丁烯的聚合物，其能与常规促进剂和硫供体形成热固性材料，而无需使用锌或氧化锌活化剂。

发明内容

这里提供了包含具有烯属侧链取代基的基于异丁烯的聚合物和硫供体和/或促进剂固化体系的基于异丁烯的聚合物组合物。在一个方面中，官能化聚合物是含烯属侧链取代基的聚(异丁烯-共聚-对甲基苯乙烯)。所述基于异丁烯的聚合物组合物可以进一步包含至少一种填料。在一个方面中，所述填料选自炭黑、白色填料和/或它们的混合物。在一个方面中，所述硫供体选自二硫化四甲基秋兰姆(“TMTD”)、4,4'-二硫代二吗啉、四硫化双五亚甲基秋兰姆(“DPTT”)和硫代氨基甲酰基磺酰胺。在一个方面中，所述促进剂固化体系包含噻唑、胺、胍、次磺酰胺、秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐(dithiocarbamate)和/或黄原酸盐(zanthate)中的一种或多种。在一个方面中，所述促进剂固化体系是N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(“CBS”)或二苯胍。