[发明专利]一种多双键极性化合物改性SSBR及其制备方法和半钢子午线轮胎胎面胶配方

说明书

本发明公开了一种多双键极性化合物改性SSBR及其制备方法和半钢子午线轮胎胎面胶配方。多双键极性化合物改性SSBR由多双键极性化合物均匀分散在SSBR中构成，其制备方法是在SSBR胶液与多双键极性化合物搅拌溶解均匀后，进行蒸汽凝聚，即得。该多双键极性化合物改性SSBR用于半钢轮胎胎面胶配方中，硫化后的胎面胶体现出良好的抓地性能和较低的滚动阻力，相比于通用型SSBR其滚动阻力改善率达到25～35％。

技术领域

本发明涉及一种改性SSBR及半钢子午线轮胎胎面胶配方，具体涉及通过多双键极性化合物改性SSBR以及包含多双键极性化合物改性SSBR的半钢子午线轮胎胎面胶配方，可以强化橡胶与极性填料的亲和力，降低炭黑等填料在胶料中自行集聚的Payne效应，从而改善橡胶的滞后损失，获得高性能轮胎，属于改性轮胎橡胶领域。

背景技术

传统的第三代溶聚丁苯橡胶(SSBR)尽管分子结构中乙烯基单元含量为40～65％，但分子中无极性基团，采用硅配方制成的半钢轮胎只能达至B/C级标准，而更高等级或标准如双A或A/B的半钢轮胎至目前还没有见文献报到。如固特异轮胎橡胶公司的专利(公开号CN 103483645A)公开了一种充气轮胎的制备方法，具体公开的充气轮胎胎面胶配方中的溶聚丁苯橡胶结合的苯乙烯质量分数为20～50％，1,2-乙烯基质量分数为10～40％100份，低PCA加工油5～60份，二氧化硅90～150份，含硫有机硅化合物10～20份，多萜树脂5～30份，炭黑10份。按上述配方制作半钢轮胎其抓地只能达到B级、滚动阻力为C级。要将轮胎滚动阻力达到更高等级的标准，对SSBR分子进行官能团极性化是一种可行的方法。

如横滨橡胶株式会社在中国申请的专利(公开号CN103221476A)公开了一种轮胎胎面用橡胶组合物，具体公开了改性共轭二烯系聚合物橡胶具有末端改性基，末端改性基是使用有机活性金属化合物作为引发剂、在烃溶剂中使共轭二烯系单体和芳香族乙烯基单体进行共聚，并使所得的活性共轭二烯系聚合物链与具有能够与该聚合物链的活性末端反应的官能团的化合物进行反应而生成的，该末端改性基含有能够与二氧化硅相互作用的官能团。

日本专利(JP2009 287 020A)介绍了将丁二烯和苯乙烯置于环己烷中聚合，用3-N,N-双(三甲基硅烷基)氨基丙基(甲基)二乙氧基硅烷及N-苯亚甲基-3-三乙氧基硅烷基-1-丙胺类物质进行封端偶合得到的橡胶，此种方法属于偶合型，极性氮原子也在聚合物的中间段，此类聚合物属于分子链单端官能化，链端封端率只有25～50％，聚合物分子链末端仍为苯乙烯或丁二烯单元组成的惰性末端，用其制备的胎面胶仍会产生一定的“Payne”效应。美国专利(US5616704A)中描术了采用仲胺类化合物与丁基锂反应生成仲胺基锂作为苯乙烯和丁二烯聚合的引发剂，最后用三烷基一氯化锡或4,4”-双(二乙基氨基)二苯甲酮或其它N,N”-二烷基-胺基-烷基酮或醛类化合物，或N,N”-二烷基-胺基-烷基烯类物质来终止聚合反应来合成SSBR。然而仲胺基锂在制备过程中受温度和平衡反应影响，总有少量仲胺存在仲胺基锂溶液中，严重影响聚合反应动力学，造成聚合反应不完全，聚合物分子量上不去等弊病。在(白碳黑和碳黑填充胎面胶用的改性合成橡胶[J].现代橡胶技术，2012,38(5):12-17.)一文中有建议采用较少的含极性基团的聚合物链构成新的主链改性技术可进一步降低硫化胶的滞后损失和减少轮胎的滚动阻力，如在丁二烯-苯乙烯共聚时，引入生长聚合物链的含单体的极性基团，如4-N-(三甲基)硅基-甲基-乙基-苯乙烯作为共聚单体，其用量为总单体用量的1～2％。不幸的是，额外的单体常常会影响到聚合动力学，因此会改变原有非改性聚合物的性能。在美国专利(US5521309)中描述了采用有机胺类化合物与丁基锂在室温反应制备有机锂化合物作为丁二烯-苯乙烯无规共聚的引发剂，这类官能化的引发剂如有N,N-二辛基氨基-甲基烯丙基锂，六亚甲基氨基烯丙基锂，吡咯烷基-邻二甲苯基铵等，引发的聚合物活性胶液最后用四氯化锡进行50％的偶合，合成的聚合物与非官能化的SSBR同比，结果表明官能化聚合物硫化胶的滞后损失同比下降达43％。