專利名稱：二烯聚合物及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二烯聚合物及其生產(chǎn)方法；各自含有所述二烯聚合物的聚合物乳液以及橡膠組合物；以及含有所述橡膠組合物的充氣輪胎。
背景技術(shù)：
用于輪胎組件的橡膠組合物需要具有包括燃料經(jīng)濟(jì)性和濕抓地性能的更好的性能。已知作為用于改進(jìn)這些性能的技術(shù)是將極性官能團(tuán)引入橡膠(二烯聚合物)主鏈或末端從而控制橡膠性能的技術(shù)。特別是在將極性官能團(tuán)引入到橡膠末端的情況下，由末端移動引起的能量損耗減少，由此導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性的顯著改進(jìn)。橡膠通常通過離子聚合或自由基聚合進(jìn)行聚合。因為離子聚合在橡膠的微觀結(jié)構(gòu)的分子設(shè)計中具有高靈活性(flexibility)，所以上述將極性官能團(tuán)引入橡膠主鏈或末端的技術(shù)已經(jīng)經(jīng)由離子聚合實現(xiàn)了。例如，專利文獻(xiàn)I公開了其中將極性官能團(tuán)引入末端的橡膠，并且專利文獻(xiàn)2公開了其中將極性官能團(tuán)同時引入主鏈和末端的橡膠。然而，通常，因為所獲得的分子量分布較窄，加工性可能下降，并且生產(chǎn)成本較高，故離子聚合仍然具有改進(jìn)的空間。另一方面，由于其易于操作，故自由基聚合已經(jīng)被廣泛地工業(yè)化使用。自由基聚合的使用能夠生產(chǎn)具有較寬且單峰的分子量分布和良好加工性的聚合物。然而，就還沒有實現(xiàn)的自由基聚合來說，盡管已知通過二烯單體和含有極性官能團(tuán)的單體的共聚將極性官能團(tuán)引入橡膠主鏈的技術(shù)，但是將極性官能團(tuán)引入末端從而增加二烯聚合物功能的技術(shù)還沒有實現(xiàn)。專利文獻(xiàn)I JP 2005-126604A專利文獻(xiàn)2 JP 2010-11654以

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述問題，并且其目標(biāo)在于提供一種二烯聚合物及其生產(chǎn)方法，其中所述二烯聚合物通過自由基聚合將極性官能團(tuán)引入其末端；各自含有該二烯聚合物的聚合物乳液以及橡膠組合物；以及含有該橡膠組合物的充氣輪胎。本發(fā)明人已經(jīng)研究了通過通用的自由基聚合將極性官能團(tuán)引入聚合物末端的技術(shù)，并且注意到在自由基聚合中為了控制聚合物的分子量所使用的分子量調(diào)節(jié)劑。他們發(fā)現(xiàn)在含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物用作分子量調(diào)節(jié)劑的情況下，易于通過自由基聚合獲得其中極性官能團(tuán)被引入其末端的二烯聚合物。亦即，本發(fā)明涉及一種二烯聚合物，所述二烯聚合物通過至少一種自由基聚合單體在至少一種含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物的存在下進(jìn)行自由基聚合而獲得，并且所述二烯聚合物在其至少一個末端處具有極性官能團(tuán)。所述含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物優(yōu)選通過式(I)來表示X-R1-SH ⑴
其中，X表不酷基、輕基、竣基、氣基、或者燒氧基甲娃燒基，并且R1表不可以具有取代基的亞烷基或亞芳基。所述二烯聚合物優(yōu)選在其主鏈和至少一個末端處具有極性官能團(tuán)。所述自由基聚合單體優(yōu)選為至少一種二烯單體和至少一種苯乙烯單體的組合。所述自由基聚合單體優(yōu)選為至少一種二烯單體、至少一種苯乙烯單體、以及至少一種含有極性官能團(tuán)的單體的組合。本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)所述二烯聚合物的方法，其包含在所述含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物的存在下，在水中使用至少一種乳化劑對所述自由基聚合單體進(jìn)行乳化，并將至少一種自由基引發(fā)劑添加到所獲得的乳液中以進(jìn)行自由基聚合。
本發(fā)明還涉及含有所述二烯聚合物的聚合物乳液。本發(fā)明還涉及含有所述二烯聚合物的橡膠組合物。本發(fā)明還涉及含有所述二烯聚合物的充氣輪胎。本發(fā)明提供一種二烯聚合物及其生產(chǎn)方法，所述二烯聚合物通過至少一種自由基聚合單體在至少一種含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物的存在下進(jìn)行自由基聚合而獲得，并且所述二烯聚合物在其至少一個末端處具有極性官能團(tuán)。根據(jù)本發(fā)明，可同時實現(xiàn)二烯聚合物的較高性能及其制造成本的進(jìn)一步下降。此外，在含有所述二烯聚合物的聚合物乳液用于濕母料的情況下，通過常規(guī)捏合方法(例如，使用高分子聚合物產(chǎn)生新型材料和通過形態(tài)控制發(fā)展新功能)難以實現(xiàn)的進(jìn)步以及在捏合加工中環(huán)境負(fù)載的下降是可預(yù)期的。此外，含有所述二烯聚合物的橡膠組合物可以平衡方式獲得高水準(zhǔn)的燃料經(jīng)濟(jì)性、耐磨性和濕抓地性能。因此，可以通過使用該橡膠組合物提供在這些性能上出色的充氣輪胎。
具體實施例方式< 二烯聚合物>本發(fā)明的二烯聚合物可通過自由基聚合單體在含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物的存在下進(jìn)行自由基聚合來獲得。因為含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物中的硫醇質(zhì)子被提取以產(chǎn)生自由基，故所述含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物能以與通常的分子量調(diào)節(jié)劑例如叔十二硫醇相同的方式用作分子量調(diào)節(jié)劑(鏈轉(zhuǎn)移劑)。此外，由含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物產(chǎn)生的自由基與自由基聚合單體反應(yīng)，從而引發(fā)鏈反應(yīng)，這意味著含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物中的極性官能團(tuán)被引入到二烯聚合物的引發(fā)末端。因此，在末端具有極性官能團(tuán)的二烯聚合物可以通過通用的自由基聚合獲得。含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物沒有特別限制，只要是具有極性官能團(tuán)(-X)和硫醇基(-SH)的化合物即可?？蓛?yōu)選使用式(I)所示化合物。X-R1-SH (I)其中，X是酯基、羥基(-0H)、羧基(-C00H)、氨基、或烷氧基甲硅烷基，并且R1表示可以具有取代基的亞烷基或亞芳基。R1的亞烷基可以是直鏈的、支鏈的、或環(huán)狀的。直鏈亞烷基的例子包括亞甲基、亞乙基、亞正丙基、亞正丁基、亞正戊基、和亞正己基。支鏈亞烷基的例子包括亞異丙基和2-乙基亞己基。環(huán)狀亞烷基的例子包括亞環(huán)丙基以及亞環(huán)丁基。亞烷基可以具有取代基。亞烷基優(yōu)選具有I 20個碳原子數(shù)，更優(yōu)選2 18個碳原子數(shù)，因為這可以有利地發(fā)揮本發(fā)明的作用。R1的亞芳基的例子包括亞苯基、亞甲苯基、亞二甲苯基(xylene)、亞萘基、和亞聯(lián)苯基。亞芳基可以具有取代基。X的酯基的例子包括式(2-1)或(2-2)所示基團(tuán)
權(quán)利要求
1.二烯聚合物， 其由至少一種自由基聚合單體在至少一種含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物的存在下通過自由基聚合而獲得，并且所述二烯聚合物在其至少一個末端處具有極性官能團(tuán)。
2.如權(quán)利要求I所述的二烯聚合物，其特征在于， 所述含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物由式(I)表示 X-R1-SH (I) 其中，X表不酷基、輕基、竣基、氣基、或者燒氧基甲娃燒基，R1表不可以具有取代基的亞烷基或亞芳基。
3.如權(quán)利要求I或2所述的二烯聚合物，其特征在于， 所述二烯聚合物在其主鏈和至少一個末端處具有極性官能團(tuán)。
4.如權(quán)利要求I所述的二烯聚合物，其特征在于， 所述自由基聚合單體是至少一種二烯單體和至少一種苯乙烯單體的組合。
5.如權(quán)利要求I所述的二烯聚合物，其特征在于， 所述自由基聚合單體是至少一種二烯單體、至少一種苯乙烯單體、以及至少一種含有極性官能團(tuán)的單體的組合。
6.用于生產(chǎn)如權(quán)利要求I所述的二烯聚合物的方法，其包含 在所述含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物的存在下，在水中使用至少一種乳化劑對所述自由基聚合單體進(jìn)行乳化，并將至少一種自由基引發(fā)劑添加到所獲得的乳液中以進(jìn)行自由基 口 O
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 所述含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物由式(I)表示 X-R1-SH (I) 其中，X表不酷基、輕基、竣基、氣基、或者燒氧基甲娃燒基，R1表不可以具有取代基的亞烷基或亞芳基。
8.聚合物乳液，其包含如權(quán)利要求I所述的二烯聚合物。
9.橡膠組合物，其包含如權(quán)利要求I所述的二烯聚合物。
10.充氣輪胎，其包含如權(quán)利要求I所述的二烯聚合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種二烯聚合物及其制造方法，其中所述二烯聚合物通過自由基聚合將極性官能團(tuán)引入到其末端；各自包含該二烯聚合物的聚合物乳液和橡膠組合物；以及含有該橡膠組合物的充氣輪胎。本發(fā)明涉及一種二烯聚合物，其通過至少一種自由基聚合單體在至少一種含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物的存在下進(jìn)行自由基聚合而獲得，并且所述二烯聚合物的至少一個末端具有極性官能團(tuán)。所述含有極性官能團(tuán)的硫醇化合物通過式(1)來表示X-R1-SH (1)其中，X表示酯基、羥基、羧基、氨基、或者烷氧基甲硅烷基，并且R1表示可以具有取代基的亞烷基或亞芳基。
文檔編號C08F220/28GK102731723SQ20121009052
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者井上智, 西岡和幸 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社