[发明专利]单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物及其制备方法和应用以及组合物和硫化胶和车用轮胎

说明书

本发明公开了一种单乙烯基芳烃‑共轭二烯烃共聚物及其制备方法和应用，该共聚物的分子链含有支化链和线形链，支化链的支化中心衍生自式I所示的化合物，支化链的支链和线形链含有衍生自单乙烯基芳烃的结构单元和衍生自共轭二烯烃的结构单元。本发明还公开了含有所述共聚物的组合物、硫化胶以及胎面由含有该共聚物的原料制备的车用轮胎。本发明的单乙烯基芳烃‑共轭二烯烃共聚物具有更高的偶联效率，不仅显示出更好的抗湿滑性能，而且具有降低的滚动阻力，同时还具有较好的力学性能，适于作为车用轮胎的胎面胶使用。

技术领域

本发明涉及一种单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物及其制备方法，本发明还涉及一种含有所述单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物的组合物和由所述组合物形成的硫化胶，本发明进一步涉及所述单乙烯基芳烃-共轭二烯烃共聚物、所述组合物和所述硫化胶作为车用轮胎胎面胶的应用，本发明又涉及一种车用轮胎。

背景技术

绿色轮胎是具有安全、节能和环保、耐磨等特点的高性能轮胎的代名词,即要求轮胎具有优异的抗湿滑性能、低的滚动损失和高的耐磨性能，其中，降低轮胎的滚动损失是降低汽车燃油消耗、保护环境的有效措施。

20世纪末,研究人员已经认识到硫化橡胶三维交联网络中未被束缚的自由末端对橡胶滞后损失贡献很大。这些自由末端相当于整个大分子网络的大侧基，尽管能为轮胎提供抗湿滑性能，但其无规热运动产生大量的摩擦热会极大地增加滚动阻力。因此，运用分子设计的方法找到一种最佳的分子结构，既减小硫化胶中自由末端数目，又不损失轮胎的抗湿滑性能是研究人员致力研究的方向。

溶聚丁苯橡胶(SSBR)是以丁二烯、苯乙烯为聚合单体，在烃类溶剂中以烷基锂为引发剂，通过阴离子溶液聚合而制得的共聚物，具有耐磨、耐寒、生热低、回弹性好、收缩性低、灰分少、纯度高以及硫化速度快等优点，在轮胎与轮胎制品，尤其是绿色轮胎、防滑轮胎、超轻量轮胎等高性能轮胎中具有广泛的应用，是目前世界各国重点研究、开发和生产的新型合成橡胶品种之一。

目前报道的以丁二烯与苯乙烯无规共聚反应合成的间歇型溶聚丁苯橡胶多采用偶联法制备，主要是以烷基锂为引发剂，以路易斯碱为极性调节剂，先在烃类溶剂中将丁二烯和苯乙烯共聚合，得到所需微观结构的线型无规丁苯共聚物后，再加入偶联剂进行偶联反应，经偶联后可加宽聚合物分子量分布，以期达到改善加工性能的效果。

US 4,519,431公开了一种采用阴离子聚合合成高苯乙烯含量溶聚丁苯橡胶的方法，该方法以有机锂化合物为引发剂，以路易斯碱为极性调节剂，以四氯化锡为偶联剂，得到的共聚物主链中含有至少30％的锡-碳键结构。

US 4,603,722也公开了一种制备支化丁苯共聚橡胶的方法，该方法以有机锂化合物为引发剂，以乙醚或叔胺作为极性调节剂，以卤化锡化合物为偶联剂，得到的支化共聚物中含有至少20％的锡-丁二烯基键结构。

上述采用四氯化锡为偶联剂制备星型溶聚丁苯橡胶技术主要存在以下不足：

(1)采用四氯化锡偶联溶聚丁苯共聚物，偶联效率较低，工业生产SSBR的偶联效率一般在50％左右；

(2)生胶所含的C-Sn键在混炼过程中易受剪切和热的作用断裂，导致分子量下降，从而使产品的门尼粘度产生波动，影响其物理机械性能；

(3)虽然链末端锡原子断裂可增强炭黑与橡胶之间的作用，有利于降低滚动阻力和减少滞后损失，但C-Sn键的断裂也会使橡胶的自由链末端增加，自由链末端浓度的增加又会提高滚动阻力，增加滞后损失，因而不利于进一步降低滚动阻力。

综上所述，在目前的溶聚丁苯橡胶合成技术中，如何改善丁苯橡胶的产品性能，使得丁苯橡胶能够在抗湿滑性能和滚动损失之间获得良好的平衡，仍然是新型高性能轮胎胎面胶领域研究的热点问题之一。

发明内容