相容的轮胎胎面组合物制造技术

聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物和包含该聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物的轮胎胎面组合物，该组合物基于该组合物重量计包含15-60wt％的苯乙烯类共聚物，加工油，填料，固化剂和4-20wt％的聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物，其中该聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物是具有通式PO-XL-fPB的嵌段共聚物；其中“PO”是重均分子量为1000-150000g/mol的聚烯烃嵌段，“fPB”是重均分子量为500-30000g/mol的官能化的极性聚丁二烯嵌段，和“XL”是共价连接PO和fPB嵌段的交联部分；和其中该不混溶的聚烯烃畴的最大能量损耗(损耗角正切值)是-30℃到10℃的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年8月16日提交的US61/866702的优先权，其通过引用纳入本申请。专利
本专利技术涉及官能化的聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物，其可用作轮胎胎面中的相容剂。专利技术背景轮胎胎面胶料是轮胎中最重要的胶料，其决定了磨损、牵引力和滚动阻力。赋予优异的牵引性，低滚动阻力，同时提供良好的胎面磨损是一个技术挑战。挑战在于湿牵引与滚动阻力/胎面磨损之间的折衷。提高胶料Tg将提供良好的湿牵引，但是同时增加了滚动阻力和胎面磨损。需要开发一种胎面胶料添加剂，其可以提供湿牵引，但不会降低滚动阻力和胎面磨损。在使用胎面胶料添加剂来独立地调节湿牵引和滚动阻力中通常的工业实践是施用一种添加剂来改进二氧化硅分散和滚动阻力但不影响湿牵引，同时使用另外一种添加剂来增加湿牵引但不改变滚动阻力。官能化的SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)是一种用于改善二氧化硅填料在胎面胶料中的分散并降低滚动阻力但不影响湿牵引的添加剂。NanopreneTM(亚微米到微米尺寸凝胶，来自于Lanxess，具有交联的丁二烯核和丙烯酸类壳)是用于增加湿牵引但不影响滚动阻力的另一添加剂。但是，Nanoprene仅仅会带来湿牵引有限的改进。此外，通过使用Nanoprene而在胶合的胎面内存在凝胶，会根本上使胎面胶料的机械性能变差，特别是耐疲劳和切割性。本专利技术提供一种用于胎面胶料的纳米胶束溶液，其具有改进的湿牵引但不影响滚动阻力。由于这些胶束的精细尺寸，可以期待保持胎面胶料的耐疲劳和切割性。相关参考文献包括US2012-0245293；US2012-0245300；2012年9月24日提交的US61/704611；和2012年9月24日提交的US61/704725。
技术实现思路
本文描述的是聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物和包含聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物的轮胎胎面组合物，该组合物基于该组合物重量计包含15-60wt％的苯乙烯类共聚物，加工油，填料，固化剂和4-20wt％的聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物，其中该聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物是具有通式PO-XL-fPB的嵌段共聚物；其中“PO”是重均分子量为1000-150000g/mol的聚烯烃嵌段，“fPB”是重均分子量为500-30000g/mol的官能化的极性聚丁二烯嵌段，和“XL”是共价连接PO和fPB嵌段的交联部分；和其中不混溶的聚烯烃畴的最大能量损耗(tanΔ)是在-30℃到10℃的温度。附图说明图1是aPP-XL-PB-胺在CDCl2CDCl2中在120℃的1HNMR。图2是aPP-XL-PB-OH在CDCl3中在25℃的1HNMR。图3是aPP-XL-NBR1-胺在CDCl3中在25℃的1HNMR。图4是在BR/SBR混合物中的aPP-XL-PB-胺胶束的SEM图像。图5是在BR/SBR混合物中的aPP-XL-PB-OH/VistamaxxTM丙烯弹性体畴的SEM图像。图6是在BR/SBR混合物中的aPP-XL-NBR-胺/Vistamaxx畴的SEM图像。图7A和7B是在BR/SBR混合物中的aPP-XL-NBR-胺/Vistamaxx畴的AFM图像。图8A和8B是在BR/SBR混合物中的aPP-XL-NBR-胺/Vistamaxx畴的AFM图像。具体实施方式本专利技术涉及含有非晶聚烯烃嵌段和具有链端位官能团的含聚丁二烯嵌段的嵌段共聚物的合成和它们在轮胎胎面组合物中的用途。该嵌段共聚物是某些乙烯基封端的大分子单体(“VTM”)例如具有端位乙烯基的非晶聚丙烯，与官能化的极性聚丁二烯的反应产物。非晶聚烯烃嵌段优选的玻璃化转变温度(Tg)是-50℃到10℃，更优选-45℃到5℃和最优选-40℃到0℃。该非晶聚烯烃嵌段的重均分子量优选是1000-150000g/mol，更优选2500-125000g/mol和最优选5000-100000g/mol。该聚烯烃嵌段直接得自下面进一步描述的VTM，并且优选是选自C2-C12的线性α-烯烃的均聚物或者共聚物。该聚丁二烯嵌段优选是聚丁二烯均聚物，或者是与丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和异戊二烯的共聚物，其中该共聚物嵌段中丁二烯含量大于50wt％，更优选大于55wt％和最优选大于60wt％。该聚丁二烯嵌段优选的分子量是500-30000g/mol，更优选1000-25000g/mol和最优选2000-20000g/mol。该官能化聚丁二烯或者“fPB”的链端位官能团优选是胺、羟基、硫酸酯基(sulfate)、卤素、腈和可以与二氧化硅表面上的硅醇基团发生强的相互作用以改善二氧化硅分散性的其它基团。这些具有不与二烯橡胶混溶的聚烯烃嵌段的非对称嵌段共聚物将形成胶束，该胶束具有在丁二烯基二烯橡胶胶料、例如轮胎胎面胶料中的聚烯烃核和聚丁二烯环(corona)。胶束尺寸优选小于20微米，更优选小于10微米和最优选小于5微米，从而不对丁二烯橡胶胶料的机械性能产生有害效应。该聚烯烃嵌段将增加丁二烯橡胶化合物在低于0℃温度的损耗角正切值以实现更好的湿牵引。乙烯基封端的大分子单体(VTM)可用于本文所述的本专利技术的聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物中的乙烯基封端的大分子单体可以通过任何数目的方式来制造。优选可用于本专利技术的VTM是第一次描述在US2009/0318644中的聚合物，其具有至少一个式(I)表示的端基(CH2CH-CH2-低聚物或聚合物)：其中表示本专利技术的嵌段共聚物的“PO”部分。在优选的实施方案中，该烯丙基链端由式(II)表示：烯丙基链端的量是使用1HNMR在120℃利用氘化的四氯乙烷作为溶剂在500MHz机器上测定的，并且在有选择的情况中通过13CNMR来确认。这些基团(I)和(II)将如上所述与金属反应形成化学键，形成M-CH2CH2-聚合物。在任何情况中，Resconi已经在Resconi等人114J.Am.Chem.Soc.1025-1032(1992)中报告了对于本专利技术有用的乙烯基封端的丙烯聚合物的质子和碳赋值(将纯净的全氘化四氯乙烷用于质谱，同时将普通和全氘化四氯乙烷的50：50混合物用于碳谱；所有谱图都是在100℃在BrukerAM300分光计上记录的，其对于质子来说是在300MHz运行的，对于碳来说是在75.43MHz运行的)。乙烯基封端的丙烯基聚合物也可以包含异丁基链端。“异丁基本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚烯烃‑聚丁二烯嵌段共聚物，其是官能化的极性聚丁二烯(fPB)、乙烯基封端的大分子单体(VTM)和任选的交联剂化合物(XL)的反应产物：其中该乙烯基封端的大分子单体包含重均分子量为1000‑150000g/mol的聚烯烃嵌段(PO)；该官能化的极性聚丁二烯(fPB)的重均分子量是500‑30000g/mol；和该任选的交联剂化合物(XL)包含至少两个交联部分，其中至少一个部分与VTM的乙烯基反应，且至少一个部分与fPB反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.16 US 61/866,7021.聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物，其是官能化的极性聚丁二烯
(fPB)、乙烯基封端的大分子单体(VTM)和任选的交联剂化合物(XL)的
反应产物：
其中该乙烯基封端的大分子单体包含重均分子量为1000-150000
g/mol的聚烯烃嵌段(PO)；
该官能化的极性聚丁二烯(fPB)的重均分子量是500-30000
g/mol；和
该任选的交联剂化合物(XL)包含至少两个交联部分，其中至少一
个部分与VTM的乙烯基反应，且至少一个部分与fPB反应。
2.权利要求1的聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物相容剂，其中包含交
联部分(XL-PO)的VTM与fPB反应形成聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物，
或者包含交联部分(fPB-XL)的fPB与VTM反应形成聚烯烃-聚丁二烯嵌
段共聚物。
3.权利要求1或2的聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物相容剂，其中
XL-PO具有选自下面的通式：
其中每个“R”基团独立地选自C1-C10烷基，和其中“n”的值范
围在50-1000。
4.前述任一项权利要求的聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物，其中该聚
烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物的重均分子量是1000-150000g/mol。
5.前述任一项权利要求的聚烯烃-聚丁二烯嵌段共聚物，其具有通
式：
PO-XL-fPB；
其中“PO”是重均分子量为1000-150000g/mol的聚烯烃嵌段，
“fPB”是重均分子量为500-30000g/mol的官能化的极性聚丁二烯嵌
段，和“XL”是共价连接该PO和fPB嵌段的交联部分。
6.前述任一项权利要求的聚烯烃-聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·J·布劳克，A·H·周，S·罗，E·L·沃克尔，J·张，Y·杨，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US