[发明专利]制备具有减少的冷流的聚二烯和聚二烯共聚物的方法

说明书

技术领域

本发明的一个或多个实施例涉及用于偶联聚二烯或聚二烯共聚物的方法。某些实施例的所得偶联聚合物表现出有利的耐冷流性和改进的动力学特性。

背景技术

具有线型主链的合成弹性体常被用在轮胎部件如胎侧和胎面的制造中。据信这些聚合物提供有利的拉伸性能、耐磨性、低滞后和抗疲劳性。例如，顺式-1,4-聚二烯已被用于轮胎中。这些聚合物可通过使用镧系元素基催化剂体系来制备，这导致以线型主链为特征的聚合物的形成。具有低或中等顺式-1,4-键含量的聚二烯和聚二烯共聚物如丁二烯、苯乙烯和任选地异戊二烯的无规共聚物也常被用在轮胎中。这些聚合物通常可通过采用阴离子引发剂如正-丁基锂来制备，这产生具有线型主链的聚合物。

虽然具有线型主链的合成弹性体显示出众多有利性质，尤其是对于在轮胎中的用途，但这些聚合物因其线型主链结构而表现出冷流。换句话说，具有线型主链的聚合物在其自重下流动，当试图运输或贮存所述聚合物时，这将导致问题。通常，尤其是对于阴离子聚合的聚合物，冷流问题可通过聚合物偶联来缓解。然而，聚合物偶联提出若干技术挑战。例如，伴随冷流的减少的有益效果必须削弱配混过程中聚合物的可加工性。另外，某些化合物或试剂与聚合物链尤其是聚合物链的反应性端反应的能力可能不可预测。还此外，可能难以预测任何特定的偶联剂是否可对自聚合物寻求的一种或多种性质和/或其在特定组合物如轮胎部件的制造中所采用的那些内的用途具有有害影响。

因为需要减少合成弹性体的冷流而不对聚合物的可加工性和/或用途造成有害影响，尤其是在轮胎部件的制造中，故存在开发新的偶联剂和用于偶联聚合物的方法的需要。

发明内容

本发明的一个或多个实施例提供了一种用于制备偶联聚合物的方法，所述方法包括步骤：(i)使单体聚合以形成反应性聚合物；(ii)使所述反应性聚合物与具有X个官能度的多异氰酸酯反应以形成中间体聚合物产物；和(iii)使所述中间体聚合物产物与具有Y个官能度的多元醇反应以形成偶联聚合物产物，其中X+Y≥5。

本发明的一个或多个实施例还提供了一种用于制备偶联聚合物的方法，所述方法包括步骤：(i)使共轭二烯单体和任选地可与之共聚的单体聚合以形成具有反应性链端的聚合物；(ii)使所述聚合物的反应性链端与具有X个官能度的多异氰酸酯反应以形成中间体聚合物产物；和(iii)使所述中间体聚合物产物与具有Y个官能度的多元醇反应以形成偶联聚合物产物，其中X+Y≥5。

本发明的一个或多个实施例还提供了由下式所定义的偶联聚合物：

其中，R¹⁰为衍生自三醇的多价有机基团，R¹¹为衍生自二异氰酸酯的二价有机基团，并且每个R¹²为聚合物链。

具体实施方式

根据本发明的一个或多个实施例，通过使共轭二烯单体和任选地可与之共聚的单体聚合来制备反应性聚合物，然后使该反应性聚合物与多异氰酸酯反应以形成中间体聚合物产物，接着是与多元醇的反应以形成偶联聚合物。换句话说，本发明的方法包括连续的反应，所述连续的反应最终产生偶联聚合物。所得偶联聚合物可用在轮胎部件的制造中。在一个或多个实施例中，所得偶联聚合物表现出有利的耐冷流性并可用来制备具有有利的动力学特性的硫化产品。

聚合物形成

共轭二烯单体的例子包括1,3-丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯和2,4-己二烯。共聚中也可采用两种或更多种共轭二烯的混合物。

可与共轭二烯单体共聚的单体的例子包括乙烯基取代芳族化合物如苯乙烯、对-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基萘。

配位聚合