[发明专利]极性硅氧烷改性的共轭二烯橡胶、其制法及含其的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种共轭二烯橡胶，特别涉及以硅氧烷改性的共轭二烯橡胶。

背景技术

溶液丁苯橡胶(solution styrene butadiene rubber，SSBR)由丁二烯与苯乙烯单元组成。首先由美国Phillips公司提出批次式制备方法及Firestone公司提出连续式制备方法，并率先实现工业化生产。由于溶液丁苯橡胶具有比乳液丁苯橡胶(emulsion styrene butadiene rubber，ESBR)更优异的机械性能和滚动阻力，因而更能广泛应用于汽车工业及其它橡胶制品。

随着近来汽车对耗油量的要求降低，对用于轮胎的橡胶材料的特性需求亦随之增加。共轭二烯橡胶具有低的滚动阻抗、优良的磨耗阻抗，并因抗湿滑而产生更优异的操纵稳定性，使其需求性增加。另一方面，业界(本领域)还提出于轮胎的橡胶组合物中添加二氧化硅(silica compound)或二氧化硅与炭黑(carbon black)以作为补强剂。含有二氧化硅或二氧化硅与炭黑的混合物的轮胎胎面具有低滚动阻抗及由抗湿滑而产生的更优异的操纵稳定性。

为了使共轭二烯橡胶可与补强剂进行更好的结合，业界已产生许多对共轭二烯橡胶进行改性的技术。美国专利US4,185,042公开了一种用于SBS嵌段共聚物的偶合剂，将含锂的聚合物与含硅偶合剂反应，所获得的聚合物的偶合率>90%且无Si-OR基存在于聚合物中。美国专利US5,219,938公开了一种两阶段改性的步骤，通过使用两种改性剂，先将含锂聚合物的二烯聚合物链末端与偶合剂R_nSiCl_4-n或R_nSnCl_4-n反应，接着再与偶合剂(R⁵R⁶R⁷-Si-(CH₂)_n-N-R⁸R⁹)反应改性。美国专利US7,288,594公开了以两种不同的硅烷化合物对含锂的丁苯橡胶进行两阶段改性。另外，美国专利US7,807,747公开了以相同的硅烷化合物对含锂的丁苯橡胶进行两阶段改性。

然而，上述现有技术所合成的改性共轭二烯橡胶的制备方法多半困难复杂而不易实施，所以业界仍需要新颖的共轭二烯橡胶改性技术以解决现有技术所产生的问题。

发明内容

本发明公开一种以硅氧烷改性的共轭二烯橡胶的制造方法、其所制成的改性共轭二烯橡胶及含此改性共轭二烯橡胶的组合物。

依据一个实施例，本发明提供一种改性共轭二烯橡胶的制造方法，包括步骤(a)：提供含碱金属离子的共轭二烯橡胶；及步骤(b)：将该含碱金属离子的共轭二烯橡胶与硅氧烷反应，以生成该改性共轭二烯橡胶，该硅氧烷的结构式如下：

R¹、R²、R³各自独立地选自C₂~C₁₂的含氧基团及C₁~C₁₂的含氮基团。该C₂~C₁₂的含氧基团以其碳原子直接与该硅氧烷的氧原子结合，并优选为以下通式的醚类基团：-C_mH_2m-O-C_nH_2n+1，其中m及n为正整数，且m+n=2～12。该C₁~C₁₂的含氮基团以其氮原子直接与该硅氧烷的氧原子结合，并优选为以下通式的亚胺基团(imine group)：(C_nH_2n+1)(C_mH_2m+1)C=N-，其中m=0至10的整数，n=1至11的整数。R⁴选自C₁~C₁₂的烷基、C₂~C₁₂的烯基、C₆~C₁₂的芳香基及C₁~C₁₂的烷氧基。

依据一个实施例，本发明提供一种改性共轭二烯橡胶，其结构式如下：