[发明专利]官能二烯聚合物及其制备方法和其在轮胎上的应用

说明书

本发明涉及官能二烯聚合物，该聚合物在含有氧化硅作为填料的弹性体组合物中，在未硫化状态的性质及在硫化状态的滞后性能都得到了改进，此外还涉及所述聚合物在轮胎上的应用及制备所述官能化聚合物的新方法。

由于节约燃料和环境保护已成为优先考虑的问题，所以必须生产有良好机械性能且滞后性尽可能小的聚合物，从而能以橡胶组合物的形式使用它们，这些橡胶组合物能用来生产进入轮胎结构的各种半成品，例如底层，不同种类的橡胶之间的粘合橡胶或用于金属或织物增强层的压延橡胶，轮胎侧壁，或外胎面，以获得具有改进性能，特别是降低了滚动阻力的轮胎。

为了实现这一点，已经提出了各种解决办法，它们特别包括，改进，尤其是二烯聚合物和借助偶合或星形螯合(Starring)剂或官能剂进行聚合的共聚物的性质。这些解决办法大都集中在用碳黑作为增强填料改进的聚合物的使用上，以在改进的聚合物和碳黑之间获得良好的相互作用，这是因为白色的增强填料，特别是氧化硅，由于这些组合物的某些性质及使用这些组合物的轮胎的某些性质的低水平，被证明是不合适的。而且，由于氧化硅/氧化硅的相互作用，在其原始状态，在混合前、甚至在混合后趋于产生氧化硅颗粒的附聚，从而升高了橡胶组合物的稠度，氧化硅的使用增加了加工的难度，在任何使用它们的场合比使用碳黑更加困难。作为现有技术中的实例，我们引用US3，135，716，它描述了活性二烯聚合物在链端和多官能有机偶合剂反应获得具有改进性能的聚合物；US3，281，383，作为活性二烯聚合物的偶合或接枝剂，它描述了聚环氧化合物、聚异氰酸酯、聚酰亚胺、聚醛、聚酮、聚酐、聚酯、和多囟化物，包括硅的多囱化组合物；US3，244，664，它描述了作为二烯聚合物的偶合和/或星形螯合剂的四烷氧基硅烷；法国专利FR6924444，作为星形螯合剂，它描述了含有-O-C(O)-O-基团或者-O-C(O)-R-C(O)-O-基团的组合物，它使得二烯聚合物有改进的使用性能和在硫化状态下有改进的性能。在US4，185，042中，描述了含有环氧化基的硅化合物作为二烯聚合物的偶合和/或星形螯合剂来制备偶合的和/或星形螯合的聚合物的应用。该偶合和/或星形螯合剂以0.05-4摩尔/摩尔活性聚合物或共聚物的量存在，在能导致偶合和/或星形螯合反应的操作温度下与活性聚合物反应。在该专利里描述的偶合的或星形螯合的聚合物既有弹性体的性质又有热塑性塑料的性质。没有任何填充混合物的提示，没有任何东西能使本领域内的技术人员相信这些偶合的或星形螯合的聚合物对含有氧化硅作为增强填料的组合物是有利的。最近，在European Polymer Journal第17卷(1981)的第213-220页上，A.Crespy和M.J.Abadie描述了通过用3-环氧丙烷丙基三甲氧基硅烷(GPTSI)打开环氧环进行官能化的聚苯乙烯和聚异戊二烯低聚物，它是通过将由阴离子催化作用制备的活性低聚物一滴一滴地倾注到官能剂上，再用甲醇失活获得的。并且指出，当GPTSI放在四氢呋喃(THF)溶液中时，其产量得到提高。在同一卷的221-227页上，作者描述了用GPTSI官能化的某些聚合物，它们是这样获得的，首先，阴离子聚合作用制备聚合物，然后用过量的荼锂(naphthalene lithium)使其进行金属化作用，再将活性聚合物一滴一滴地倾注到过量的GPTSI溶液上。作者所描述的这些官能化方法完全不能用在工业上。