[发明专利]一种环氧聚硅氧烷改性的溶聚丁苯橡胶、制备及其应用

说明书

本发明公开了一种环氧聚硅氧烷改性的溶聚丁苯橡胶，为聚硅氧烷链节改性的溶聚丁苯橡胶，由苯乙烯‑丁二烯无规共聚物的末端活性锂与环氧聚硅氧烷偶合得到。本发明还提供了一种所述的溶聚丁苯橡胶的制备方法，以及其在制备轮胎胎面胶中的应用。本发明所述的溶聚丁苯橡胶，在高性能轮胎胎面胶中与白碳黑体现出较好的亲和性和物理性能，环氧聚硅氧烷改性的SSBR与通用型SSBR相比，不仅具有较好的抓地牵引力，同时其滚动阻力改善率提高了23～28％。

技术领域

本发明属于轮胎胎面胶材料制备领域，具体涉及由环氧聚硅氧烷低聚物改性苯乙烯-丁二烯无规共聚物的制备和应用方法。

背景技术

丁苯橡胶分为乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)。与ESBR相比，SSBR可使轮胎的滚动阻力减少20-30％，抗湿滑性能改善率提高30-40％；另外SSBR采用阴离子聚合方法，产品结构易于调节，品牌丰富。SSBR的发展趋势是超高性能化，官能化是实现SSBR高性能化的最为有效方法。而高性能化的意义就在于滚动阻力、抗湿滑性能、耐磨性能达到综合平衡，以制造安全、舒适、节能的绿色轮胎，超高性能轮胎是将滚动阻力和抗湿滑性能均达到双A级标。

官能化聚合物通常分为链端官能化聚合物和链中官能化聚合物。链端官能化聚合物有单端官能化和双端官能化聚合物，单端官能化由丁基锂引发苯乙烯和丁二烯聚合，再用有机硅、有机锡、酮氮化合物等进行链端封端终止来合成，如锡偶联SSBR是最先被人们认知的官能化溶聚丁苯橡胶，其链端封端率只有25-50％；而采用官能化引发剂来引发、官能化封闭剂来终止合成的SSBR称双官能化聚合物。如JP2009287020A介绍了在双四氢糠丙烷和丁基锂的存在下，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)二乙氧基硅烷进行改性得到的橡胶，此种方法属于偶合型，极性氮原子也在聚合物的中间段。如David F.Lawson，Uniontown等US5616704A Solubilized cnionicpolymerization inttiators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”-bis(diethylamino)benzophenone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。其中仲胺基锂有二异丙基胺锂、吡啶锂等烷基或环烷基胺锂类化合物。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。Hergenrother，William L，EP0493839B1.在Tin containing elastomers andproducts having reduced hysteresis properties.一文中使用三丁基锡锂引发聚合，最后用三丁基一氯化锡进行封端聚合物，三丁基锡锂在低温存放下分解速率较快，引发剂使用量大，聚合物分子量控制不稳定，而且还含有有机锡残存在聚合物中，有害作业人员健康。在Carlo kanz，Mamer(LU)等在US2012/0123018A1中描述了采用含胺硅化合来偶合丁基锂引发的丁二烯-苯乙烯的聚合物，这类偶合剂有N，N-双三甲基硅基-胺基丙撑-三乙氧基硅烷、N，N-双三甲基硅基-胺基乙撑-三乙氧基硅烷、N，N-双三甲基硅基-胺基丙撑-甲基二甲氧基硅烷、N，N-双三甲基硅基-胺基丙撑-甲基二甲氧基硅烷等类化合物，所描述的高性能胎面胶配方中有胺基硅氧烷偶合的SSBR外，还含有高cis-BR、白碳黑、增粘树脂等，但这种胺基硅氧烷偶合的SSBR其端基封闭率不到50％。