[发明专利]改质的高顺式异戊二烯聚合物、其制造方法及含有前述聚合物的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种改质的高顺式共轭二烯聚合物(modified high cis isoprene polymer)及其制造方法及应用，且特别涉及一种改质的高顺式异戊二烯聚合物及其制造方法及应用。

背景技术

共轭二烯聚合物广泛用于树脂改质及各种工业用品，其中一种用途是制造轮胎。随着近年来环保意识高涨，对轮胎效能的要求变高。例如，希望能达到低的燃料消耗量以及低损耗率。为符合此趋势，必须提升共轭二烯聚合物的滚动阻力、耐湿滑性、抗拉强度等机械性质。另外，习知的轮胎通常是在共轭二烯聚合物中加入碳黑，以增加轮胎的强度。

在习知技术中，通常使用丁二烯来制备适用于轮胎的共轭二烯聚合物。使用丁二烯制备的共轭二烯聚合物主要用在轮胎侧壁，着重在发热性。轮胎除了使用前述丁二烯制备的共轭二烯聚合物之外，还需要天然橡胶，天然橡胶除了用在着重在滚动阻抗的胎面用途之外，还可以用在帘布层，着重在抗撕裂性。虽然一般高顺式异戊二烯聚合物的滚动阻抗以及抗撕裂性没有比天然橡胶好，但在天然橡胶价格高涨，开发具有与天然橡胶相同甚至更佳抗撕裂性的高顺式异戊二烯聚合物，也有其必要性。因此，如何提供具有取代天然橡胶的高顺式异戊二烯聚合物是业界有待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种改质的高顺式异戊二烯聚合物及其制造方法及应用，所制造出的改质的高顺式异戊二烯聚合物具有优异的物理性质且与碳黑具有良好的相容性，可制作品质优良的轮胎。

本发明提出一种改质的高顺式异戊二烯聚合物的制造方法，其包括下列步骤。在有机金属触媒系统的存在下，使异戊二烯单体进行聚合反应，以形成具有有机金属活性部位的高顺式异戊二烯聚合物，其中有机金属活性部位由有机金属触媒系统所构成。有机金属触媒系统包括稀土金属的有机羧酸盐、有机铝化合物以及卤素给体，其中有机铝化合物的分子式为AlR₃或HAlR₂，R为C₁～C₈的烷基，及卤素给体包括卤化烷基铝。使具有有机金属活性部位的高顺式异戊二烯聚合物通过所述有机金属活性部位与改质剂(modifier)混合物进行反应，以形成改质的高顺式异戊二烯聚合物，其中改质剂混合物包括第一改质剂与第二改质剂。第一改质剂是由式1表示的化合物：

X-R1-Si(R2)₃

式1

其中X为环氧丙氧基、异氰酸酯基或2-(3,4-环氧环己基)，R1为C₂～C₃伸烷基，R2为选自由C₂～C₃烷基及C₁～C₃烷氧基所组成的族群中的一者。第二改质剂是由式2表示的化合物：

R3-Si(R4)₃

式2

其中R3为选自由C₁～C₁₂烷氧基及C₁～C₁₂芳氧基(aryloxy)所组成的族群中的一者，R4为选自由C₁～C₁₂烷基、C₁～C₁₂烷氧基、C₁～C₁₂芳氧基及C₁～C₁₂环烷基所组成的族群中的一者。

在本发明的一实施例中，上述的第一改质剂与第二改质剂的用量的摩尔比为1:3至10:1。

在本发明的一实施例中，上述的有机金属触媒系统还包含另一异戊二烯单体。

在本发明的一实施例中，上述的第一改质剂与稀土金属的有机羧酸盐的用量的摩尔比为1:1至5:1。

在本发明的一实施例中，上述的有机铝化合物与稀土金属的有机羧酸盐的用量的摩尔比为10:1至18:1。