[发明专利][双(三烃基硅烷基)氨基硅烷基]官能化苯乙烯及其制备方法

说明书

本发明涉及[双(三烃基硅烷基)氨基硅烷基]官能化苯乙烯及用于其制备的方法。本发明还涉及该苯乙烯衍生物在制备其共聚物中的用途。

技术领域

本发明涉及[双(三烃基硅烷基)氨基硅烷基]官能化苯乙烯及用于其制备的方法。该苯乙烯衍生物尤其可以应用于具有独特理化性质的苯乙烯-丁二烯橡胶的生产。这些橡胶是用于制备用于制造轿车轮胎的复合橡胶。

背景技术

决定苯乙烯-丁二烯橡胶是否可以用于轮胎和其它弹性体商品的制造的一个重要参数是该橡胶与常用填料(例如炭黑和二氧化硅)的相容性。苯乙烯-丁二烯橡胶与无机填料的相互作用的增加可以通过导入增强聚合物与所用填料的亲和性的含适当官能团的高分子片段而实现。

US 4,935,471B公开了将含氮官能团导入聚合物结构中导致官能化聚合物与炭黑的亲和性有大的提高。甚至在将一个含有叔氮原子的末端官能团(例如-CN或-NMe₂)导入聚合物链之后，也可观察到改性聚丁二烯与填料的相容性有明显提高。除了改性聚合物与填料的亲和性的提高外，还观察到填料在橡胶配合物中的分散有明显改善。在US 4,935,471的实例中，描述了用于合成基于芳香族N-杂环化合物(例如吡咯、咪唑、吡唑、吡嗪、嘧啶、哒嗪、和邻菲咯啉衍生物)的活性阴离子聚合的引发剂的方法、及它们在N-官能化聚丁二烯类的生产中的使用。在US 6,515,087B、EP 0590491A1和WO 2011/076377A中公开了一种类似的方法，其中将无环和环胺类用于制备用于阴离子聚合的活性引发剂。在另一个步骤中，将胺类用于二-N-官能化苯乙烯-丁二烯聚合物的制备。

在US 2004/0044202A1、EP 2749575A1、US 2012/0041134A1、EP2277940A1、和US2004/0063884A1中还公开了含有硅和/或氮原子的乙烯基化合物。

在US 4,196,154B、US 4,861,742B和US 3,109,871B中也公开了二-N-官能化苯乙烯-丁二烯聚合物的合成。然而，为了获得以上聚合物，将氨基官能化芳基甲基酮类用作反应物。该氨基官能化芳基甲基酮类也起官能化剂和聚合终止剂的作用。以上的N-改性方法只允许每个聚合物链中含有不多于2个的氨基官能团的聚二烯类的制备。

制备具有不同N-官能团含量的N-官能化聚合物的另一种方法在于将合适的苯乙烯单体导入聚合物链中。将苯乙烯单体受控制地导入反应系统中将形成具有不同N-官能团含量因而具有不同的无机填料分散性的大范围的苯乙烯-丁二烯橡胶。US 2007/0123631A1中公开了，通过多种无环和环状氨基锂类(LiNR¹R²，例如LiNEt₂、LiNMePh、LiN(SiMe₃)₂、LiNC₄H₈、和LiNC₅H₁₀)与1,3-或1,4-二乙烯基苯、1,3-二(异丙烯基)苯、或者在另一步骤中用于制备具有不同含量的氨基官能团的苯乙烯-丁二烯橡胶的异构氯甲基苯乙烯类的混合物的反应，而制备N-官能化苯乙烯单体。

EP 2772515A1公开了通过使包含共轭二烯组分的单体组分与含硅乙烯基化合物发生聚合所获得的共轭二烯烃类聚合物。该含硅乙烯基化合物可以是硅烷基取代的苯乙烯。然而，在典型的加工条件下，根据EP 2772515A1的化合物与在Organic Letters,2001,3,2729中所公开的N,N-双(SiMe₃)₂苯胺衍生物相比更加水解不稳定。

现有技术仅涉及到具有不同含量的可以通过非共价相互作用而与常用填料(即二氧化硅和炭黑)发生相互作用的N-官能团的N-官能化聚二烯类的制备。然而，标准的配方经常以不同的比例包含两种类型的填料，二氧化硅和炭黑。