三烷基甲硅烷氧基封端的聚合物制造技术

本发明专利技术涉及末端基团官能化的聚合物，这些聚合物在链的末端处具有一个具有化学式(I)的三烷基甲硅烷氧基基团，其中R1、R2以及R3可以相同或不同并且表示烷基、环烷基以及芳烷基残基，这些残基可以包含杂原子如O、N、S、Si。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三院基甲娃院氧基封端的聚合物本专利技术涉及由末端基团官能化的聚合物，并且涉及所述聚合物的生产以及用途。轮胎胎面的重要的所希望的特性是对干和湿表面的良好的附着性、低的滚动阻力、以及还有高的耐磨性，但是非常难以改进轮胎的抗滑性而同时不损害滚动阻力以及耐磨性。低的滚动阻力对于低的燃料消耗量是重要的，并且高的耐磨性对于高的轮胎寿命是决定性因素。轮胎胎面的抗湿滑性以及滚动阻力高度取决于在生产混合物时所使用的橡胶的动态力学特性。在相对高的温度(60°C至IO(TC)下具有高回弹性的橡胶被用于轮胎胎面以便减小滚动阻力。在另一方面，在低温(0°C至23°C)下具有高的阻尼因子并且相应地具有在从(TC至23°C的范围内的低回弹性的橡胶对于改进抗湿滑性是有利的。为了符合多种需求的这种综合性组合，该轮胎胎面使用由不同橡胶制成的混合物。通常使用的这些混合物是由一种或多种具有相对高的玻璃化转变温度的橡胶(例如苯乙烯-丁二烯橡胶)以及一种或多种具有相对低的玻璃化转变温度的橡胶(例如具有高的1，4_顺式含量的聚丁二烯或具有低的苯乙烯含量以及低的乙烯基含量的苯乙烯-丁二烯橡胶或具有中等的1，4-顺式含量以及低的乙烯基含量的在溶液中生成的聚丁二烯)制成。含有双键的阴离子聚合的溶液橡胶(例如溶液聚丁二烯和溶液苯乙烯-丁二烯橡胶)对于生产具有低的滚动阻力的轮胎胎面而言具有超越相应的乳液橡胶的优点。这些优点除其他之外在于乙烯基含量和玻璃化转变温度以及与此相关的分子支化的可控性。这导致了在轮胎的抗湿滑性和滚动阻力之间的关系上特别实用的优点。对轮胎胎面中的能量消散并且因此对滚动阻力的显著贡献来自于自由的聚合物链末端以及来自于由在轮胎胎面混合物中使用的填充剂(大多数是硅石和/或碳黑)形成的填充剂网络的可逆的形成和断开。在聚合物链末 端上官能团的引入允许所述链末端与填充剂表面的物理或化学连接。这导致其运动的自由受限，并且因此当使轮胎胎面经受动态应力时导致减小的能量消散。同时，所述官能末端基团可以改进填充剂在轮胎胎面中的分散，并且这可以导致填充剂网络的弱化并且因此导致滚动阻力的进一步减小。因此，发展了用于末端基团的改性的多种方法。作为举例，EP O 180 141 Al描述了使用4，4’ -双(二甲氨基)二苯甲酮或N-甲基己内酰胺作为官能化试剂。环氧乙烷和N-乙烯基吡咯烷酮的使用也是从EP O 864 606 Al中已知的。US 4，417，029列出了多种其他可能的官能化试剂。在娃上具有总共至少两个齒素取代基和/或烧氧基取代基和/或芳氧基取代基的硅烷对于二烯橡胶的末端基团的官能化特别具有良好的适用性，因为在Si原子上的上述取代基之一可以容易地由一个阴离子的二烯聚合物链末端替代，并且在Si上的其他一个或多个上述取代基是作为官能团可获得的，它们(可任选地在水解之后)可以与轮胎胎面混合物的填充剂相互作用。这种类型的硅烷的例子见于US 3，244，664、US 4，185，042、以及EP O 890 580 Al。然而，上述官能化试剂中有许多都有缺点，例如在处理溶剂中差的溶解性、高的毒性或高的挥发性，并且这可以导致返回的溶剂被污染。此外，所述官能化试剂中有多种可以与多于一种阴离子聚合物链末端进行反应，并且这可以导致经常为破坏性的并且难以控制的偶联反应。对于上述硅烷而言尤其是这样。这些还具有其他缺点:所述硅烷与阴离子聚合物链末端的反应包括组分(如卤化物或烷氧基基团)的裂解(cleavage)并且后者很容易转化为醇。卤化物促进腐蚀；醇可以导致处理溶剂的污染。使用硅烷作为官能化试剂的另外的缺点在于:在官能化过程之后，所得的硅氧烷封端的聚合物可以通过在聚合物链末端处的S1-OR基团(或在S1-OR基团水解之后通过S1-OH基团)通过形成S1-O-Si键来偶联，并且这导致在进行后处理(work-up)和储存过程中橡胶粘度上的不希望的增加。已经描述了多种用于在硅氧烷封端的聚合物中降低所述粘度增加的方法，例子是加入基于酸和酰基卤的稳定试剂(EP O 801 078 Al)、加入硅氧烷(EP I 198 506 BI)、加入长链的醇(EP I 237934 BI)以及加入用于pH控制的试剂(EP I 726 598)。其中键是在OH基团和C而非Si之间的羟基封端的聚合物的优点在于形成了S1-O-Si键的以上描述的偶联反应并不发生。描述了多种不同的方法用于引入这些C键合的OH基团，例如使用环氧乙烷作为官能化试剂。然而，环氧乙烷具有高挥发性和高毒性的缺点。其他方法(如使用酮类)具有以下缺点:多种副反应可以与所希望的反应一起发生以给出羟基封端的聚合物。相比之下，ω-卤-1-链烷醇的叔丁基二甲基甲硅烷基醚(如3-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-1-氯丙烷)通过取代卤素原子与聚二烯和聚乙烯基芳香族化合物的阴离子聚合物链末端定量地反应(通过举例在US 5，965，681、以及还有在M 远山(M.Tohyama)>A.平尾(A.Hirao)> S.中滨(S.Nakahama),高分子化学与物理学(Macromol.Chem.Phys.) 1996，197,3135-3148中描述的)。对应的叔丁基二甲基甲硅烷氧基封端的聚合物可以在一个随后的水解步骤中反应以给出羟基封端的聚合物。这种类型的官能化作用的缺点在于该叔丁基二甲基甲硅烷基基团呈现出高的空间位阻水平，并且因此为了给出OH基团而进行的叔丁基二甲基甲硅烷基基团的水解要求剧烈的条件，如长的反应时间以及低的pH。呈现出更低的空间位阻水平并且允许更容易的水解的保护基团(如三甲基甲硅烷基)不能被用于这种类型的官能化作用，因为更低的空间位阻水平导致了 Si上的阴离子聚合物链末端的攻击。因此一个目的是提供由末端基团官能化的并且不具有现有技术的缺点的聚合物。所述目的通过提出由末端基团官能化的并且在聚合物链的末端具有一个具有化学式(I)的三烷基甲硅烷氧基基团的聚合物而得以实现:权利要求1.由末端基团官能化的聚合物，其特征在于这些聚合物在链的末端具有一个具有化学式(I)的三烷基甲硅烷氧基基团:2.根据权利要求1所述的由末端基团官能化的聚合物，其特征在于所有的部分R都是相同的。3.根据权利要求2所述的由末端基团官能化的聚合物，其特征在于这些部分R是正烷基取代基、优选甲基基团。4.根据权利要求3所述的由末端基团官能化的聚合物，其特征在于这些聚合物具有末端羟基基团，其中这些是通过具有化学式(I)的末端基团的水解可获得的。5.根据权利要求1或4所述的由末端基团官能化的聚合物，其特征在于这些聚合物是二烯聚合物或是通过二烯与乙烯基芳香族单体的共聚作用可获得的二烯共聚物。6.根据权利要求5所述的由末端基团官能化的聚合物，其特征在于该二烯聚合物是聚丁二烯、聚异戊二烯、丁二烯-异戊二烯共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、异戊二烯-苯乙烯共聚物或丁二烯-异戊二烯-苯乙烯三聚物。7.根据权利要求6所述的由末端基团官能化的聚合物，其特征在于使用一种或多种双(三烷基甲硅烷基)过氧化物作为官能化试剂。8.根据权利要求7所述的由末端基团官能化的聚合物，其特征在于这些双(三烷基甲硅烷基)过氧化物是具有通式(II)的化合物:9.根据权利要求8所述的由末端基团官能化的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺贝特·施泰因豪泽，
申请(专利权)人：朗盛德国有限责任公司，
类型：
国别省市：