Биссилиламиносилил-функционализованные сопряженные диены и их использование при производстве каучуков - RU2019124014A
Код документа: RU2019124014A
Формула
1. Функционализованный сопряженный диен, выбираемый из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic)
где
- R представляет собой линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную гидрокарбиленовую группу, и R является необязательным,
- R1 выбран из
i) одинарной связи,
ii) одного или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8; и
iii) гидрокарбиленовой группы, необязательно содержащей один или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8,
- R2, R3, R6, R7, R8 идентичные или различные и представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода; и
- R4 и R5 идентичные или различные, и каждый из R4 и R5 независимо представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода,
причем функционализованный сопряженный диен формулы (Ia), (Ib), (Ic) является производным от 1,3-бутадиен-2-ила или от сопряженного диена, выбранного из группы соединений, описывающихся формулами (IIa), (IIb), (IIc)
и содержит, по меньшей мере, 10 атомов углерода, причем сопряженный диен, описывающийся формулами (IIa), (IIb), (IIc), выбран из терпенов и 4,8-диметил-1,3,7-нонатриена, и причем терпен выбран из мирцена и оцимена.
2. Диен по п. 1, где R1 представляет собой (iii)
a) -(CH2)m-, где m представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 12; или
b) -((СH2)mY(CH2)n)o-, где m и n независимо представляют собой целое число в диапазоне от 0 до 12, о представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 12, а Y независимо представляет собой один или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8.
3. Диен по п.1 или 2, где R1 представляет собой (i) одинарную связь или представляет собой (iii)b) -(SiR7R8CH2CH2)-.
4. Диен по любому из предшествующих пунктов, где R2, R3, R6, R7 и R8 являются идентичными или различными и представляют собой СН3 или С6Н5.
5. Диен по любому из предшествующих пунктов, где все R4 и R5 представляют собой СН3.
6. Диен по п. 5, описывающийся формулами
7. Диен по любому из пп. от 1 до 5, где терпен представляет собой мирцен, выбранный из α-мирцена и β-мирцена.
8. Диен по п.7, представляющий собой производное мирцена, описывающееся формулами (III), (IV) или (V)
9. Диен по п.7 или 8, где производное мирцена описывается формулами (IIIa), (IVa) или (Va)
10. Композиция, содержащая один или более функционализованных сопряженных диенов по любому из предшествующих пунктов, для применения в производстве эластомерного сополимера.
11. Композиция по п. 10, где эластомерный сополимер содержит, в дополнение к одному или более элементарным звеньям, производным от одного или более функционализованных сопряженных диенов, выбираемых из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic), элементарные звенья, производные от одного или более сопряженных диеновых мономеров,
12. Композиция по п.11, где сопряженный диеновый мономер выбран из 1,3-бутадиена, изопрена, 1,3-пентадиена, 2,3-диметил-1,3-бутадиена, 2-метил-1,3-пентадиена, 2,3-диметил-1,3-пентадиена, 2-фенил-1,3-бутадиена и 4,5-диэтил-1,3-октадиена.
13. Композиция по п. 11 или 12, где производство осуществляют в результате проведения анионной полимеризации или в результате проведения координационной полимеризации.
14. Композиция по п. 11 или 12, где эластомерный сополимер, дополнительно, содержит элементарные звенья, производные от одного или более винилароматических мономеров.
15. Композиция по п.14, где винилароматический мономер представляет собой стирол.
16. Композиция по любому из пп. 10-15, где количество элементарных звеньев, производных от одного или более функционализованных сопряженных диенов, выбираемых из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic), находится в диапазоне от 0,05 до 5% (масс.) при расчете на массу эластомерного сополимера.
17. Производное соли щелочного металла и функционализованного сопряженного диена, выбираемого из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic)
где
- R представляет собой линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную гидрокарбиленовую группу, и R является необязательным,
- R1 выбран из
i) одинарной связи,
ii) одного или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8; и
iii) гидрокарбиленовой группы, необязательно содержащей одно или более представителей из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8,
- R2, R3, R6, R7, R8 идентичные или различные и представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода; и
- R4 и R5 идентичные или различные, и каждый из R4 и R5 независимо представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода,
для применения в качестве инициатора анионной сополимеризации одного или более сопряженных диеновых мономеров, необязательно одного или более винилароматических мономеров и необязательно одного или более функционализованных сопряженных диенов, выбираемых из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic),
причем функционализованный сопряженный диен формулы (Ia), (Ib), (Ic) является производным от 1,3-бутадиен-2-ила или от сопряженного диена, выбранного из группы соединений, описывающихся формулами (IIa), (IIb), (IIc)
и содержит, по меньшей мере, 10 атомов углерода, причем сопряженный диен, описывающийся формулами (IIa), (IIb), (IIc), выбран из терпенов и 4,8-диметил-1,3,7-нонатриена, и причем терпен выбран из мирцена и оцимена.
18. Способ производства сополимерного компонента, содержащего сополимер, подвергнутый реакции сочетания, и сополимер, подвергнутый реакции модифицирования в концевом положении, при этом способ включает следующие стадии:
(1) получение инициаторного компонента, где инициаторный компонент предпочтительно содержит одно или более производных соли щелочного металла и одного или более функционализованных сопряженных диенов, выбираемых из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic)
где
- R представляет собой линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную гидрокарбиленовую группу, и R является необязательным,
- R1 выбран из
i) одинарной связи,
ii) одного или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8; и
iii) гидрокарбиленовой группы, необязательно содержащей одно или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8,
- R2, R3, R6, R7, R8 идентичные или различные и представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода; и
- R4 и R5 идентичные или различные, и каждый из R4 и R5 независимо представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода,
причем функционализованный сопряженный диен формулы (Ia), (Ib), (Ic) является производным от 1,3-бутадиен-2-ила или от сопряженного диена, выбранного из группы соединений, описывающихся формулами (IIa), (IIb), (IIc)
и содержит, по меньшей мере, 10 атомов углерода, причем сопряженный диен, описывающийся формулами (IIa), (IIb), (IIc), выбран из терпенов и 4,8-диметил-1,3,7-нонатриена, и причем терпен выбран из мирцена и оцимена,
где щелочной металл выбран из лития, натрия и калия;
(2) введение мономерного компонента, включающего
i) один или более функционализованных сопряженных диенов, выбираемых из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic),
ii) один или более сопряженных диеновых мономеров и
iii) необязательно один или более винилароматических мономеров,
в контакт с инициаторным компонентом для инициирования анионной сополимеризации;
(3) продолжение сополимеризации для получения сополимера;
(4) необязательно продолжение сополимеризации при получении сополимера в присутствии одного или более функционализованных мономеров для получения в результате функционализованного сополимера;
(5) реакция сочетания между частью сополимера со стадии (3) или функционализованного сополимера со стадии (4) и одним или более реагентами реакции сочетания для получения сополимера, подвергнутого реакции сочетания; и
(6) реакция модифицирования в концевом положении между частью сополимера со стадии (3) или функционализованного сополимера со стадии (4) и одним или более реагентами реакции модифицирования в концевом положении для получения сополимера, подвергнутого реакции модифицирования в концевом положении.
19. Способ производства эластомерного сополимера, включающий воздействие на
i) одного или более функционализованных сопряженных диенов, выбираемых из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic)
где
- R представляет собой линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную гидрокарбиленовую группу, и R является необязательным,
- R1 выбран из
i) одинарной связи,
ii) одного или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8; и
iii) гидрокарбиленовой группы, необязательно содержащей один или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8,
- R2, R3, R6, R7, R8 идентичные или различные и представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода; и
- R4 и R5 могут идентичные или различные, и каждый из R4 и R5 независимо представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода,
причем функционализованный сопряженный диен формулы (Ia), (Ib), (Ic) является производным от 1,3-бутадиен-2-ила или от сопряженного диена, выбранного из группы соединений, описывающихся формулами (IIa), (IIb), (IIc)
и содержит, по меньшей мере, 10 атомов углерода, причем сопряженный диен, описывающийся формулами (IIa), (IIb), (IIc), выбран из терпенов и 4,8-диметил-1,3,7-нонатриена, и причем терпен выбран из мирцена и оцимена
ii) одного или более сопряженных диеновых мономеров и
iii) необязательно одного или более винилароматических мономеров
условий проведения анионной полимеризации.
20. Способ по п.19, где условия проведения анионной полимеризации включают инициирование полимеризации, используя производное соли щелочного металла и одного или более функционализованных сопряженных диенов, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic), где щелочной металл выбран из лития, натрия и калия.
21. Способ производства эластомерного сополимера, включающий воздействие на
i) одного или более функционализованных сопряженных диенов, выбираемых из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic)
где
- R представляет собой линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную гидрокарбиленовую группу, и R является необязательным,
- R1 выбран из
i) одинарной связи,
ii) одного или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8; и
iii) гидрокарбиленовой группы, необязательно содержащей одного или более представителей, выбираемых из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8,
- R2, R3, R6, R7, R8 идентичные или различные и представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода; и
- R4 и R5 идентичные или различные, и каждый из R4 и R5 независимо представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода,
причем функционализованный сопряженный диен формулы (Ia), (Ib), (Ic) является производным от 1,3-бутадиен-2-ила или от сопряженного диена, выбранного из группы соединений, описывающихся формулами (IIa), (IIb), (IIc)
и содержит, по меньшей мере, 10 атомов углерода, причем сопряженный диен, описывающийся формулами (IIa), (IIb), (IIc), выбран из терпенов и 4,8-диметил-1,3,7-нонатриена, и причем терпен выбран из мирцена и оцимена,
и
ii) одного или более сопряженных диеновых мономеров
условий проведения полимеризации Циглера-Натта.
22. Способ по п. 21, где условия проведения полимеризации Циглера-Натта включают катализаторную систему, содержащую 1) хлорид металла и 2) сокатализатор.
23. Способ по п.22, где хлорид металла 1) выбран из хлоридов одного или более представителей, выбираемых из Ni, Co, Ti, Nd, V, Ti, Zr и Fe, и сокатализатор 2) выбран из одного или более алюминий- и магнийалкильных соединений.
24. Способ по п. 21, где условия проведения полимеризации Циглера-Натта включают катализаторную систему, содержащую 1) негалогенидное соединение металла, 2) сокатализатор и 3) соединение донора галогенида.
25. Способ по п.24, где негалогенидное соединение металла 1) представляет собой одно или более соединений Nd.
26. Способ по п.25, где соединение Nd выбрано из карбоксилатов неодима, алкоголятов неодима, фосфатов неодима, фосфонатов неодима, неодималлильных соединений, циклопентадиенильных комплексов неодима, амидов неодима и ацетилацетонатов неодима.
27. Эластомерный сополимер, содержащий повторяющиеся элементарные звенья, производные от
А) от 0,05% (масс.) до 5% (масс.), при расчете на массу сополимера, одного или более функционализованных сопряженных диенов, выбираемых из группы соединений, описывающихся формулами (Ia), (Ib), (Ic)
где
- R представляет собой линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную гидрокарбиленовую группу, и R является необязательным,
- R1 выбран из
i) одинарной связи,
ii) одного или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8; и
iii) гидрокарбиленовой группы, необязательно содержащую одно или более из атома кислорода, атома серы, группы NR6 и группы SiR7R8,
- R2, R3, R6, R7, R8 идентичные или различные и представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода; и
- R4 и R5 идентичные или различные, и каждый из R4 и R5 независимо представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, или арильную или аралкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода;
причем функционализованный сопряженный диен формулы (Ia), (Ib), (Ic) является производным от 1,3-бутадиен-2-ила или от сопряженного диена, выбранного из группы соединений, описывающихся формулами (IIa), (IIb), (IIc)
и содержит, по меньшей мере, 10 атомов углерода, причем сопряженный диен, описывающийся формулами (IIa), (IIb), (IIc), выбран из терпенов и 4,8-диметил-1,3,7-нонатриена, и причем терпен выбран из мирцена и оцимена;
В) от 45% (масс.) до 99,95% (масс.), при расчете на массу сополимера, одного или более сопряженных диеновых мономеров;
С) от 0% (масс.) до 50% (масс.), при расчете на массу сополимера, одного или более винилароматических мономеров.
28. Сополимер по п. 17, где количество В) сопряженного диенового мономера находится в диапазоне от 50 до 92% (масс.) при расчете на массу сополимера.
29. Сополимер по п. 27 или 28, где винилароматический мономер выбран из стирола, 1-винилнафталина, 3-метилстирола, 3,5-диэтилстирола, 4-пропилстирола, 2,4,6-триметилстирола, 4-додецилстирола, 3-метил-5-н-гексилстирола, 4-фенилстирола, 2-этил-4-бензилстирола, 3,5-дифенилстирола, 2,3,4,5-тетраэтилстирола, 3-этил-1-винилнафталина, 6-изопропил-1-винилнафталина, 6-циклогексил-1-винилнафталина, 7-додецил-2-винилнафталина и α-метилстирола.
30. Сополимер по любому одному из пп. 27 -29, где количество С) винилароматического мономера находится в диапазоне от 8 до 45% (масс.) при расчете на массу сополимера.
31. Сополимер по п. 27, включающий менее, чем 1% (масс.) С) винилароматического мономера, где количество В) сопряженного диенового мономера находится в диапазоне от 95 до 99,95% (масс.) при расчете на массу сополимера.
32. Сополимер по любому из пп. 27-31, где сопряженный диеновый мономер выбран из 1,3-бутадиена, изопрена, 1,3-пентадиена, 2,3-диметил-1,3-бутадиена, 2-метил-1,3-пентадиена, 2,3-диметил-1,3-пентадиена, 2-фенил-1,3-бутадиена и 4,5-диэтил-1,3-октадиена.
33. Сополимер по любому одному из пп. 27-32, где сополимер содержит элементарные звенья, обладающие линейной структурой.
34. Сополимер по любому одному из пп. 27-33, где сополимер содержит элементарные звенья, обладающие разветвленной структурой.
35. Сополимер по любому одному из пп. 27-34, где сополимер содержит элементарные звенья, обладающие звездообразной структурой и производимые в результате проведения реакции между живым линейным сополимером, содержащим металлсодержащую концевую группу, и одним или более реагентами реакции сочетания в условиях проведения анионной полимеризации.
36. Сополимер по п.35, где:
а.
I) реагент реакции сочетания представляет собой реагент реакции сочетания на основе галогенида олова,
или
II) реагент реакции сочетания представляет собой реагент реакции сочетания на основе галогенида кремния, выбранный из тетрахлорида кремния, тетрабромида кремния, тетрафторида кремния, тетраиодида кремния, гексахлордисилана, гексабромдисилана, гексафтордисилана, гексаиоддисилана, октахлортрисилана, октабромтрисилана, октафтортрисилана, октаиодтрисилана, гексахлордисилоксана, 2,2,4,4,6,6-гексахлор-2,4,6-трисилагептан-1,2,3,4,5,6-гексакис[2-(метилдихлорсилил)этил]бензол и галогениды алкилкремния, описывающиеся общей формулой (XVI)
R6n-Si-X4 - n, (XVI)
где R6 представляет собой одновалентную алифатическую углеводородную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или одновалентную ароматическую углеводородную группу, содержащую от 6 до 18 атомов углерода; n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 2; а Х представляет собой атом хлора, брома, фтора или иода,
и/или
где:
b. доля элементарных звеньев, обладающих звездообразной структурой, находится в диапазоне от 15 до 75% (масс.) от сополимера.
37. Способ производства каучука, включающий вулканизацию эластомерного сополимера по любому одному из пп. 27-36 в присутствии одного или более вулканизирующих реагентов.
38. Каучук, получаемый способом по п. 37.
39. Каучуковая композиция, содержащая х) каучуковый компонент, содержащий каучук по п. 38.
40. Каучуковая композиция по п.39, где каучуковая композиция, дополнительно, содержит у) один или более наполнителей.
41. Каучуковая композиция по п.40, где наполнитель выбран из группы, состоящей из диоксида кремния и технического углерода..
42. Композиция по п. 40 или 41, где количество наполнителя у) находится в диапазоне от 10 до 150 массовых частей по отношению к 100 массовым частям каучукового компонента х) (ч./сто ч. каучука).
43. Композиция по любому из пп. 39 или п. 42, где каучуковый компонент х) также содержит один или более дополнительных каучуковых полимеров, выбранных из группы, состоящей из натурального каучука, синтетического изопренового каучука, бутадиенового каучука, стирол-бутадиенового каучука, этилен-α-олефинового сополимерного каучука, этилен-α-олефин-диенового сополимерного каучука, акрилонитрил-бутадиенового сополимерного каучука, хлоропренового каучука и галогенированного бутилкаучука.
44. Компонент шины, содержащий каучуковую композицию по любому из пп. 39-43.
45. Компонент шины по п.44, где компонент шины представляет собой протектор шины.
46. Шина, включающая компонент шины по п. 44 или 45.
