本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域,特別是涉及特定構(gòu)造的改性共軛二烯類聚合物及其制備方法、包含該改性共軛二烯類聚合物的組合物以及輪胎。
背景技術(shù):
1、當(dāng)前,由于提高了針對汽車的低燃油消費(fèi)的要求,需要對汽車用輪胎特別是與地面接觸的輪胎胎面所使用的材料進(jìn)行改良。近年來,需要開發(fā)具有輪胎的滾動阻力小即低滯變損耗性(hysteresis?loss)也即低燃油消費(fèi)性能的材料。另一方面,從安全性的觀點(diǎn)出發(fā),輪胎胎面所使用的材料要求具有優(yōu)異的防打滑的性能,并且為了確保操縱穩(wěn)定性還需要充分的剛性。
2、作為滿足如上所述要求的材料,現(xiàn)有技術(shù)中可例舉出包含橡膠、碳黑、硅等增強(qiáng)性填料的材料。例如,通過使用含硅的材料,能夠?qū)崿F(xiàn)提高低滯變損耗性及防打滑性的平衡。另外,通過在活性高的橡膠的分子末端部導(dǎo)入與硅具有親和性或反應(yīng)性的官能團(tuán),來改良材料中的硅的分散性,進(jìn)一步通過與硅粒子的鍵合來降低橡膠分子末端部的活性,由此嘗試著降低滯變損耗。
3、在專利文獻(xiàn)1~3中,提出使含有氨基的烷氧基硅烷類與聚合物活性末端反應(yīng)得到的改性二烯類橡膠及其與硅的組合物。在橡膠的分子末端導(dǎo)入了與硅的反應(yīng)性高的官能團(tuán)的改性聚合物在混練工序中發(fā)生與硅粒子的反應(yīng),由于橡膠組合物中的硅發(fā)生微分散,能夠提高低滯變損耗性。
4、然而,對使用了現(xiàn)有改性聚合物的橡膠組合物加硫后用作輪胎胎面時,會存在防打滑性與低滯變損耗性的平衡不充分的問題。
5、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
6、專利文獻(xiàn)
7、專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-290355號公報
8、專利文獻(xiàn)2:日本特開平11-189616號公報
9、專利文獻(xiàn)3:日本特開2003-171418號公報
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、用于解決技術(shù)問題的手段
2、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)問題,本發(fā)明者等經(jīng)過深入研究后,發(fā)現(xiàn)重均分子量與分子量分布滿足特定的關(guān)系式的改性共軛二烯類聚合物與硅類無機(jī)填料的加硫橡膠組合物的抗打滑性與低滯變損耗性的平衡優(yōu)異,在實(shí)際應(yīng)用時具有充分的破壞強(qiáng)度,從而能夠解決上述技術(shù)問題,直至完成本發(fā)明。
3、本發(fā)明目的在于,提供一種將特定構(gòu)造的改性共軛二烯類聚合物與硅類填料的橡膠組合物制成加硫物后,防打滑性及低滯變損耗性優(yōu)異的輪胎胎面用橡膠組合物。
4、具體而言,本發(fā)明為如下所述:
5、本發(fā)明的第一方面涉及一種改性共軛二烯類聚合物,其特征在于,所述改性共軛二烯類聚合物包括芳香族乙烯基單體結(jié)構(gòu)單元與共軛二烯單體結(jié)構(gòu)單元,其中,具有8個以上連續(xù)的芳香族乙烯基單體的分子鏈的所述芳香族乙烯基單體結(jié)構(gòu)單元的含量占所述芳香族乙烯基單體結(jié)構(gòu)單元的總量的10質(zhì)量%以下,基于凝膠滲透色譜法測定,所述改性共軛二烯類聚合物的重均分子量即mw為30萬以上且70萬以下,該重均分子量即mw與數(shù)均分子量即mn之比(mw/mn:md)為1.15至1.35的范圍,且mw與md的關(guān)系滿足下述式(1):
6、mw≥200×md-210…(1)。
7、在上述改性共軛二烯類聚合物中,具有8個以上連續(xù)的芳香族乙烯基單體的分子鏈的所述芳香族乙烯基單體結(jié)構(gòu)單元的含量占所述芳香族乙烯基單體結(jié)構(gòu)單元的總量的為8質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為5質(zhì)量%以下。
8、在上述改性共軛二烯類聚合物中,芳香族乙烯基單體選自由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、3-乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯、4-環(huán)己基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯構(gòu)成的組中的一種以上。
9、在上述改性共軛二烯類聚合物中,共軛二烯單體選自由1,3-丁二烯、異戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、2-苯基-1,3-丁二烯、1,3-己二烯構(gòu)成的組中的一種以上。
10、在上述改性共軛二烯類聚合物中,在所述改性共軛二烯類聚合物中,芳香族乙烯基單體結(jié)構(gòu)單元的含量為15質(zhì)量%以上或20質(zhì)量%以上且45質(zhì)量%以下或40質(zhì)量%以下。
11、在上述改性共軛二烯類聚合物中,在所述改性共軛二烯類聚合物中,乙烯基鍵合量為30摩爾%以上、或35摩爾%以上、或40摩爾%以上、或45摩爾%以上,且70摩爾%以下、或65摩爾%以下、或60摩爾%以下。
12、本發(fā)明的第二方面涉及一種改性共軛二烯類聚合物的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:s1:引發(fā)劑的存在下,使至少一種共軛二烯單體與至少一種芳香族乙烯基單體進(jìn)行共聚,得到共軛二烯類聚合物;s2:使用改性劑對所述共軛二烯類聚合物進(jìn)行改性,得到改性共軛二烯類聚合物。
13、在上改性共軛二烯類聚合物的制備方法中,所述引發(fā)劑為具有碳原子數(shù)為2~20的烷基的有機(jī)鋰化合物,優(yōu)選選自由乙基鋰、正丙基鋰、異丙基鋰、正丁基鋰、仲丁基鋰、叔丁基鋰、叔辛基鋰、正癸基鋰、苯基鋰、2-萘基鋰、2-丁基-苯基鋰、4-苯基-丁基鋰、環(huán)己基鋰、環(huán)己基鋰、二異戊基苯與丁基鋰的反應(yīng)生成物構(gòu)成的組中的一種以上。
14、在上改性共軛二烯類聚合物的制備方法中,所述改性劑的分子結(jié)構(gòu)中具有至少一個氮原子及一個三烷氧基硅基。
15、在上改性共軛二烯類聚合物的制備方法中,所述改性劑選自由[3-(二甲基氨基)丙基]三乙氧基硅烷、[3-(二甲基氨基)丙基]三甲氧基硅烷、[3-(二乙基氨基)丙基]三乙氧基硅烷、[3-(二乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷、[2-(二甲基氨基)乙基]三乙氧基硅烷、[2-(二甲基氨基)乙基]三甲氧基硅烷、[3-(二甲基氨基)丙基]二乙氧基甲基硅烷,[3-二丁基氨基丙基]三乙氧基硅烷、3-六亞甲基亞氨基丙基三乙氧基硅烷、3-六亞甲基亞氨基丙基三甲氧基硅烷、六亞甲基亞氨基甲基三甲氧基硅烷、六亞甲基亞氨基甲基三乙氧基硅烷、2-六亞甲基亞氨基乙基三乙氧基硅烷、2-六亞甲基亞氨基乙基三甲氧基硅烷、3-吡咯烷基丙基三乙氧基硅烷、3-吡咯烷基丙基三甲氧基硅烷、3-七亞甲基亞氨基丙基三乙氧基硅烷、3-十二亞甲基亞氨基丙基三乙氧基硅烷、1-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-4-甲基哌嗪構(gòu)成的組中的一種以上。
16、在上改性共軛二烯類聚合物的制備方法中,所述改性劑包括具有非環(huán)狀氨基的烷氧基硅烷化合物和/或具有環(huán)狀氨基的烷氧基硅烷化合物。
17、本發(fā)明的第三方面涉及一種改性共軛二烯類聚合物組合物,其特征在于,包括上述改性共軛二烯類聚合物以及硅類無機(jī)填料,相對于100質(zhì)量份的所述改性共軛二烯類聚合物,包含60~200質(zhì)量份的硅類無機(jī)填料。
18、在上述改性共軛二烯類聚合物組合物中,根據(jù)bet吸附法測定,硅類無機(jī)填料的氮吸附比表面積為170~300m2/g,優(yōu)選為200~300m2/g。
19、在上述改性共軛二烯類聚合物組合物中,還可以包括炭黑、金屬氧化物、金屬氫氧化物、硅烷偶聯(lián)劑、加硫劑、加硫促進(jìn)劑、加硫助劑、橡膠用軟化劑中的一種以上。
20、本發(fā)明的第四方面涉及一種輪胎,其特征在于,包含上述改性共軛二烯類聚合物組合物。
21、發(fā)明的效果
22、根據(jù)本發(fā)明,提供一改性共軛二烯類聚合物及其制備方法、改性共軛二烯類聚合物組合物以及輪胎,通過將包含特定構(gòu)造的改性共軛二烯類聚合物和硅類無機(jī)填料的橡膠組合物制成加硫物,得到共軛二烯類聚合物組合物。該組合物應(yīng)用于輪胎時,能夠?qū)崿F(xiàn)防打滑性與低滯變損耗性的平衡,且具有充分的破壞強(qiáng)度。