[发明专利]官能化聚合物、橡胶组合物和充气轮胎

说明书

本发明涉及官能化聚合物、橡胶组合物和充气轮胎。本发明涉及官能化弹性体，其包含活性阴离子弹性体聚合物和聚合终止剂的反应产物，所述聚合终止剂包含式I的多元醇与式II的烷氧基硅烷的反应产物，其中R¹和R²独立地为C1‑C10烷基；k是2‑4的整数；n是2‑3的整数，和n+m=4；条件是当k=2或3时n=2，以及当k=4时n=2或3。

技术领域

本发明涉及官能化聚合物、橡胶组合物和充气轮胎。

背景技术

近年来，对于官能化聚合物存在增长的需求。官能化聚合物可以通过各种活性/受控聚合技术来合成。在基于活性碳负离子(carbanionic)中心的活性聚合方法中，来自元素周期表I和II族的金属通常用来引发单体聚合成为聚合物。例如，锂、钡、镁、钠和钾是经常用于这种聚合中的金属。此类引发剂体系具有商业重要性，因为它们可用于生产立构规整(stereo regulated)的聚合物。例如，锂引发剂可以用来引发异戊二烯阴离子聚合成为合成聚异戊二烯橡胶，或引发1,3-丁二烯聚合成为具有所需微结构的聚丁二烯橡胶。

在这种聚合中形成的聚合物在它们的聚合物链的生长末端具有用来引发聚合的金属，并且有时称为活性聚合物。它们被称为活性聚合物是因为它们的聚合物链(其含有末端金属引发剂)继续生长或是活性的，直到所有的可用单体耗尽。通过使用这种金属引发剂制备的聚合物通常具有基本线型的结构，并且通常不包含可察觉数量的支化。

本发明详述了官能化聚合物的合成以及它们在橡胶胶料(rubber formulation)和轮胎材料中的用途。通常，为实现最佳轮胎工作性能，官能化聚合物是高度需要的。为了降低轮胎的滚动阻力和改善轮胎的胎面耐磨特性，具有高回弹物理性能(低迟滞性)的官能化弹性体已被用于轮胎胎面胶组合物中。但是，为了提高轮胎胎面的抗湿滑性，具有相对较低回弹物理性能(较高迟滞性)(其由此遭受较大能量损失)的橡胶状聚合物有时被用于此类胎面胶组合物中。为实现轮胎胎面胶组合物的这种相对矛盾的粘弹性能，在轮胎胎面中可以使用各种类型的合成和天然橡胶的共混物(混合物)。

由活性聚合技术制备的官能化橡胶状聚合物典型地与硫、促进剂、抗降解剂、填料例如炭黑、二氧化硅或淀粉以及其它所需橡胶化学品进行配混(compounded)，然后随后硫化或固化成有用制品的形式，例如轮胎或传动带。已经证实这种固化橡胶的物理性能取决于填料均匀地分散在整个橡胶中的程度。这进而与填料对于特定橡胶状聚合物所具有的亲合性水平有关。这可在改善使用这种橡胶组合物制造的橡胶制品的物理特性方面具有实用重要性。例如，可以通过改善炭黑和/或二氧化硅对用于其中的橡胶状聚合物的亲合性来改善轮胎的滚动阻力和牵引力特性。因此，改善给定橡胶状聚合物对填料例如炭黑和二氧化硅的亲合性将是高度需要的。

在轮胎胎面胶料中，填料和橡胶状聚合物之间更好的相互作用产生较低的迟滞性，并且因此用这种橡胶胶料制造的轮胎具有较低的滚动阻力。在60℃的低tanδ值是低迟滞性的指示，并且因此使用这种在60℃具有低tanδ值的橡胶胶料制造的轮胎通常显示较低的滚动阻力。轮胎胎面胶料中填料和橡胶状聚合物之间更好的相互作用通常也产生在0℃更高的tanδ值，其是更好的牵引力特性的指示。