[发明专利]环状和无环二烯共聚物的制备方法及橡胶组合物

说明书

技术领域

本申请的一个或多个实施方案涉及利用过渡金属或镧系金属催化剂组合物制备环状和无环共轭二烯单体的共聚物的方法，和引入该共聚物的橡胶组合物。

发明内容

本申请描述使用包括(a)过渡金属化合物或镧系金属化合物，(b)烷基化剂和(c)无机卤化物醇化物的聚合催化剂体系来制备至少一种无环共轭二烯和至少一种环状共轭二烯的共聚物的方法，其中所述共聚物包含至少90%的无环共轭二烯单体，具有40,000至300,000的数均分子量，并具有至少92%的顺式键含量。此外，在一个或多个实施方案中，本申请描述包括至少30phr的至少一种通过如前所述的方法制成的共聚物和小于70phr的至少一种橡胶配混物的橡胶组合物。

在一个或多个实施方案中，本申请进一步描述包括含至少一种环状共轭二烯单体和至少一种无环共轭二烯单体的至少一种共聚物和至少一种橡胶配混物的橡胶组合物，其中所述至少一种共聚物包含至少90%的无环共轭二烯单体，具有50,000至150,000的数均分子量，并具有至少92%的顺式键含量。

在一个或多个实施方案中，本申请进一步描述包括胎面组件、内外胎侧组件和壳体组件的充气轮胎，其中选自由内外胎侧组件和壳体组件组成的组的至少一种组件包括通过如此处描述的方法制备的共聚物。

具体实施方式

根据本申请中描述的一个或多个实施方案，至少一种无环共轭二烯单体和至少一种环状共轭二烯单体可以使用聚合催化剂体系聚合，从而形成具有40,000至300,000的数均分子量、至少90%的无环共轭二烯单体含量和至少92%的顺式-1,4键含量的共聚物，所述聚合催化剂体系包括：(a)过渡金属化合物或镧系金属化合物，(b)烷基化剂和(c)无机卤化物醇化物。

至少一种无环共轭二烯单体的实例包括，但不限于，1,3-丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-l,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯和2,4-己二烯。可以在共聚合中使用两种以上的共轭二烯的混合物。

至少一种环状共轭二烯单体的实例包括，但不限于，1,3-环戊二烯、1,3-环己二烯、1,3-环庚二烯和1,3-环辛二烯，及其衍生物。

这里描述的一个或多个实施方案的实施不限于催化剂体系中使用的任何特定镧系金属化合物或过渡金属化合物的选择。

在一个或多个实施方案中，催化剂体系可以包括镧系金属化合物或过渡金属化合物、烷基化剂和包括一个以上不稳定卤素原子的含卤素化合物。在镧系金属化合物或过渡金属化合物和/或烷基化剂包括一个以上不稳定卤素原子的场合，催化剂体系不需要包括单独的含卤素化合物；例如，催化剂体系可仅包括卤化的镧系元素或过渡金属化合物和烷基化剂。在一些实施方案中，烷基化剂可以包括铝氧烷和至少一种其它有机铝化合物二者。在又一其它实施方案中，包含非配位阴离子的化合物，或非配位阴离子前体即能够进行化学反应以形成非配位阴离子的化合物，可以代替包括一个以上不稳定卤素原子的含卤素化合物使用。在这些或其它实施方案中，除了上述示出的成分或组分之外，还可以使用其它有机金属化合物、路易斯碱和/或催化剂改性剂。例如，在一个实施方案中，如在美国专利6,699,813中公开的，可以使用含镍化合物作为分子量调节剂，在此将其引入以作参考。

各种镧系金属化合物或过渡金属化合物或其混合物可以用于催化剂体系。在一个或多个实施方案中，这些化合物可以溶于烃类溶剂如芳香烃、脂族烃或脂环族烃。在其它实施方案中，可在聚合介质中悬浮以形成催化活性物质的烃不溶的镧系元素或过渡金属化合物也是可用的。

催化剂体系中可用的镧系金属化合物可包括至少一种镧、钕、铈、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钕镨混合物的原子。钕镨混合物可包括由独居石砂获得的稀土元素的商购混合物。优选地，可使用镧、钐或钕化合物。

一种或多种镧系金属化合物中的镧系原子可以处于各种氧化态，包括但不限于0、+2、+3和+4氧化态。镧系元素化合物包括但不限于，镧系元素羧酸盐、镧系元素有机磷酸盐、镧系元素有机膦酸盐、镧系元素有机次膦酸盐(organophosphinate)、镧系元素氨基甲酸盐、镧系元素二硫代氨基甲酸盐、镧系元素黄原酸盐、镧系元素β-二酮酸盐(lanthanide β-diketonate)、烷氧化或芳氧化镧系元素、镧系元素卤化物、镧系元素假卤化物、卤氧化镧系元素和有机镧系元素化合物。