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DE10240790B3 - A process for preparation of polymerisates using conjugated dienes and vinyl aromatic compounds useful in the production or use of damping materials and/or tires, especially winter, slush, and snow tires, preferably ire treads - Google Patents

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DE10240790B3 DE2002140790 DE10240790A DE10240790B3 DE 10240790 B3 DE10240790 B3 DE 10240790B3 DE 2002140790 DE2002140790 DE 2002140790 DE 10240790 A DE10240790 A DE 10240790A DE 10240790 B3 DE10240790 B3 DE 10240790B3
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Abstract

A process for preparation of polymerisates using conjugated dienes and optionally vinyl aromatic compounds by ionic polymerization at 40-160degreesC in an inert reaction medium in the presence of at least one organic Li compound, at least one amino compound, where the conjugated diene = 1.3-butadiene and/or isoprene, and the organic Li compound is a 1-20C monlithium compound is new. A process for preparation of polymerisates using conjugated dienes and optionally vinyl aromatic compounds by ionic polymerization at 40-160degreesC in an inert reaction medium in the presence of at least one organic Li compound, at least one amino compound of formula (R1(R2)-N-X-O-R3: R1-R3 = 1-10C alkyl,5-8C cycloalkyl, 6010C aryl, 7-15 aralkyl, R1 and R2 form a 4-7C ring with optionally 1-2 O in the form of ether bonds, X = 1-5C hydrocarbon or Y-O-Z, Y and Z = CH2CH2, CH(CH3)CH2, CH2CH(CH3) and/or CH2CH2CH2, and at least one organic alkali compound, where the organic Li compounds comprise up to 0.01-1 parts by weight on 100 parts by weight of monomer, the organic alkali compounds are in a mole ratio of 0.01:1 to 10:1 relative to the number of moles of amino compound, the organic alkali compound is an alkali metal compound of formula R4OM, inclusive of an alkali metal alcoholate of a multihydric alcohol, R5COOM, R6R7NM, R4-R7 = 1-20C hydrocarbon, M = Na or K, R6 or R7 can be H, the conjugated diene = 1.3-butadiene and/or isoprene, and the organic Li compound is a 1-20C monlithium compound. An Independent claim is included for a polymerisate obtainable as above.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten unter Verwendung von konjugierten Dienen und gegebenenfalls vinylaromatischen Verbindungen durch anionische Polymerisation in Gegenwart eines Katalysators, eines Cokatalysators und einer alkaliorganischen Verbindung, nach diesem Verfahren hergestellte Polymerisate und deren Verwendung.The invention relates to a method for the production of polymers using conjugated Serve and optionally vinyl aromatic compounds by anionic Polymerization in the presence of a catalyst, a cocatalyst and an alkali organic compound produced by this method Polymers and their use.

Fahrzeugreifen gehören zu den am meisten beanspruchten Teilen eines Fahrzeuges. Mit einer Aufstandsfläche, die pro Reifen nur etwa Postkartengröße erreicht, obliegt ihnen die Aufgabe, immer größere Motorkräfte in Bewegung umzusetzen, bei schnellen Kurvenfahrten die Bodenhaftung zu gewährleisten und auch auf regennasser Fahrbahn kurze Bremswege zu erreichen.Vehicle tires are among the most stressed parts of a vehicle. With a footprint that only about postcard size per tire, it is their task to keep increasing engine power in motion implement, to ensure traction when cornering fast and to achieve short braking distances even on wet roads.

Dass Fahrzeugreifen mit den ständig steigenden Anforderungen bezüglich Sicherheit, Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit Schritt halten, wird insbesondere dadurch erschwert, dass sich die gewünschten Eigenschaften oft widersprechen. So trägt ein verminderter Rollwiderstand zwar zur Verringerung des Benzinverbrauchs bei, es verschlechtert sich i.d.R. aber die Nasshaftung und damit die Sicherheit. Die Entwicklung von Reifen mit perfektioniertem Eigenschaftsprofil stellt eine komplexe Optimierungsaufgabe dar, bei der sich der Reifenhersteller im Spannungsfeld des „magischen Dreiecks", aus Rollwiderstand, Abriebwiderstand und Nassrutschfestigkeit bewegt.That vehicle tires with the ever increasing Requirements regarding Keep up with safety, environmental protection and economy, is particularly difficult because the desired Properties often contradict each other. So a reduced rolling resistance contributes while reducing gas consumption, it worsens usually but wet grip and therefore safety. The development of tires with a perfected property profile represents a complex Optimization task, in which the tire manufacturer is in the field of tension of the "magic Triangle ", from rolling resistance, Abrasion resistance and wet slip resistance moves.

Die erfolgreiche Entwicklung von Reifen mit geringem Rollwiderstand bei nahezu unverändertem Nassrutsch- und Abriebwiderstand basiert derzeit auf dem optimalen Zusammenspiel von neuartigen Lösungs-SBR (SBR = Styrol Butadien Kautschuk) und dem gleichzeitigen Einsatz von Kieselsäure als Füllstoff. Die Folge ist ein erheblich verminderter Rollwiderstand bei gleichzeitig verbesserter Nasshaftung und weitgehend gleichbleibenden Abriebseigenschaften. Hierdurch ist es möglich den Kraftstoffverbrauch um bis zu fünf Prozent zu verringern.The successful development of Tires with low rolling resistance with almost unchanged wet skid and abrasion resistance is currently based on optimal interaction of innovative solution SBR (SBR = styrene butadiene rubber) and the simultaneous use of silica as a filler. The The result is a significantly reduced rolling resistance at the same time improved wet grip and largely constant abrasion properties. This makes it possible reduce fuel consumption by up to five percent.

Diese Erkenntnisse und die Entwicklung marktreifer Lösungs-SBR-Typen hat bereits heute zu einem Anwachsen des Marktvolumens von Lösungs-SBR gegenüber dem klassischen Emulsions-SBR geführt, der sich für die Zukunft fortsetzen wird. Ein wesentlicher Grund für diese Entwicklung liegt in der höheren Flexibilität des Lösungs- gegenüber dem Emulsionsprozess im Hinblick auf die Variation der Mikrostruktur der Kautschukmoleküle.This knowledge and development Market-ready solution SBR types has already increased the market volume of solution SBR compared to the classic emulsion SBR, who is for the future will continue. An essential reason for this Development lies in the higher flexibility of the solution across from the emulsion process with regard to the variation of the microstructure of the rubber molecules.

Bei der Emulsionspolymerisation ist die Mikrostruktur des Reifenpolymers wenig steuerbar. So kann die vor allem für die Reifentechnologie so wichtige Glastemperatur (Tg) der Kautschukmoleküle nur durch den Styrolanteil im Polymermolekül geregelt werden.In the case of emulsion polymerization the microstructure of the tire polymer is difficult to control. So it can especially for Tire technology only important glass temperature (Tg) of the rubber molecules the styrene content in the polymer molecule be managed.

Hingegen liegen die Verhältnisse beim Lösungs-SBR bei der Initiierung mit Lithium-Katalysatoren wesentlich günstiger. Die Molekulargewichte sind in weiten Bereichen varüerbar und auch der an sich streng lineare Aufbau der Moleküle mit enger Molekulargewichtsverteilung lässt sich durch Zugabe von z.B. Divinylbenzol (DVB) bis hin zu einer dem Emulsions-SBR ähnlichen Charakteristik verschieben. Zusätzlich hat man die Möglichkeit, die Glastemperatur nicht nur durch die eingebaute Styrolmenge, sondern auch durch Einflussnahme auf den Einbau der Dienmonomere, der zur Veränderung des Vinylgehaltes im Polymeren führt, zu verändern.The situation is on the other hand at the solution SBR when initiated with lithium catalysts much cheaper. The molecular weights can be varied and in a wide range also the strictly linear structure of the molecules with a narrow molecular weight distribution let yourself by adding e.g. Divinylbenzene (DVB) up to a similar to the emulsion SBR Shift characteristic. additionally you have the opportunity the glass temperature not only due to the amount of styrene installed, but also also by influencing the incorporation of the diene monomers, which change of the vinyl content in the polymer, to change.

Die weitreichende Steuerung der Mikrostruktur durch Zusatz polarer Substanzen, sogenannter Mikrostrukturregler bzw. Cokatalysatoren, bei der anionischen Polymerisation führt daher zu der Erschließung einer Fülle neuer Kautschukmoleküle.The extensive control of the microstructure by adding polar substances, so-called microstructure regulators or cocatalysts, therefore leads to the anionic polymerization to the opening up an abundance new rubber molecules.

Durch die Polarisierung konjugierter Diene stehen verschiedene Reaktionszentren für den Einbau des Diens in das Polymer zur Verfügung. Beim Butadien ist sowohl ein 1,4- als auch ein 1,2-Einbau möglich. Isopren bietet darüber hinaus die 3,4-Alternative. Das Kettenwachstum über die Addition in 1,4-Stellung führt zu linearem Polymeren, während das Wachstum über die Addition in 1,2- bzw. 3,4-Stellung Vinyl- bzw. Isopropenylsubstituenten entlang der Polymerisationskette erzeugt.Conjugated by polarization There are various reaction centers for the installation of the diene in the Polymer available. Both 1,4 and 1,2 incorporation are possible with butadiene. isoprene offers about it the 3,4 alternative. The chain growth over the addition leads to the 1,4-position to linear polymer while the growth over the addition in the 1,2- or 3,4-position vinyl or isopropenyl substituents generated along the polymerization chain.

Ohne Zugabe des Mikrostrukturreglers entstehen bei Einbau der konjugierten Dienmonomere jeweils Polymere mit überwiegend cis-1.4- und trans-1.4-Mikrostrukturen und deutlich höherer Glastemperatur. Wird die Polymerisation des Butadiens mit Butyllithium in Gegenwart eines geeigneten Mikrostrukturreglers ausgeführt, der in der Regel als Lewis-Base wirkt, dann tritt eine Erhöhung des Vinylgruppengehaltes über den normalen Wert von 10% hinaus ein. Je nach Art und Menge der Lewis-Base liegt der Vinylgehalt zwischen 10 und größer 80%.Without adding the microstructure regulator polymers are formed when the conjugated diene monomers are incorporated with mostly cis 1.4 and trans 1.4 microstructures and significantly higher Glass transition temperature. The polymerization of butadiene with butyllithium carried out in the presence of a suitable microstructure controller, the usually acts as a Lewis base, then an increase in the vinyl group content occurs over the normal value of 10%. Depending on the type and amount of Lewis base the vinyl content is between 10 and greater than 80%.

In der Vergangenheit sind eine Reihe von Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten auf Basis konjugierter Diene entwickelt worden, nach denen unterschiedliche polare Substanzen, die oft auch als Cokatalysatoren bezeichnet werden, als Mikrostukturregler eingesetzt werden.There have been a number in the past of processes for the preparation of polymers based on conjugated Dien have been developed according to which different polar substances, which are often referred to as cocatalysts, as microstructure regulators be used.

Grundsätzlich werden an einen geeigneten Mikrostrukturregler umfangreiche Anforderungen gestellt, wobei je nach den spezifischen Bedingungen der jeweiligen Polymerisationsanlage die Schwerpunkte hinsichtlich der Anforderungen unterschiedlich gewichtet sein können:

  • gute Regelwirkung auch bei hohen Temperaturen und möglichst geringer Konzentration,
  • Steigerung der Polymerisationsgeschwindigkeit,
  • vollständiger Monomerumsatz, gute Stabilität, d.h. kein Abbruch der lebenden Kettenenden, insbesondere auch bei höheren Temperaturen,
  • ausreichende Randomisierwirkung, d.h. statistischer Einbau der unterschiedlichen Monomere bzw. unterschiedlich eingebauten Monomereinheiten,
  • vollständige Abtrennbarkeit des Mikrostrukturreglers vom Polymerisationslösungsmittel.
Fundamentally, extensive requirements are placed on a suitable microstructure controller, although depending on the specific conditions of the respective polymerization plant, the priorities can be weighted differently with regard to the requirements:
  • good control effect even at high temperatures and as low a concentration as possible,
  • Increase in the rate of polymerization,
  • complete monomer conversion, good stability, ie no termination of the living chain ends, especially at higher temperatures,
  • sufficient randomizing effect, ie statistical incorporation of the different monomers or differently installed monomer units,
  • complete separation of the microstructure regulator from the polymerization solvent.

Der Einsatz von großen Mengen an Cokatalysator sowie eine unzureichende Mikrostrukturregelungswirkung hat unmittelbare Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit eines Produktionsverfahrens. Daher sollte die gewünschte Wirkung bereits mit einem Molverhältnis Cokatalysator/Katalysator kleiner 10:1 erreichbar sein.The use of large quantities of cocatalyst and an insufficient microstructure regulation effect has an immediate impact on the profitability of a production process. Therefore, the one you want Effect already with a molar ratio of cocatalyst / catalyst less than 10: 1 can be reached.

Zur Verbesserung des Verarbeitungsverhaltens der Lösungskautschuke beim Reifenhersteller ist es vielfach üblich, verzweigte Kautschuke einzusetzen. Eine besonders bevorzugte Variante der Polymerisationstechnik besteht darin, nach Abschluss der Polymerisation die lebenden Polymerenden mit Hilfe eines Kupplungsmittels zu sternförmigen Polymeren umzusetzen, d.h. mittels Divinylbenzol oder z.B. SiCl4 eine Kupplung zu sternförmigen Blockcopolymeren zu erzielen. Dazu muss der Mikrostrukturregler gegenüber dem „lebenden Kettenende" bei hohen Temperaturen weitgehend inert sein und die lebenden Enden nicht abbrechen.In order to improve the processing behavior of the solution rubbers at the tire manufacturer, it is common to use branched rubbers. A particularly preferred variant of the polymerization technique consists in converting the living polymer ends into star-shaped polymers with the aid of a coupling agent, that is to say using divinylbenzene or, for example, SiCl 4, to achieve a coupling to star-shaped block copolymers. For this purpose, the microstructure regulator must be largely inert to the “living chain end” at high temperatures and must not break off the living ends.

Bei der technischen Produktion von Lösungs-SBR werden häufig Kohlenwasserstoffe, wie Hexan oder Cyclohexan als Lösungsmittel eingesetzt. Damit das Lösungsmittel für eine wirtschaftliche Produktion im Kreis gefahren werden kann, muss die vollständige Abtrennbarkeit des Cokatalysators vom Lösungsmittel gegeben sein.In the technical production of Solution SBR become common Hydrocarbons such as hexane or cyclohexane as a solvent used. So that the solvent for one economic production can be driven in a circle full The cocatalyst can be separated from the solvent.

Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Mikrostrukturreglern beschrieben, die sich im wesentlichen in 2 Gruppen einteilen lassen:

  • a.) aminische Verbindungen und
  • b.) ethergruppenhaltige Verbindungen.
A large number of microstructure controllers are described in the prior art, which can essentially be divided into two groups:
  • a.) aminic compounds and
  • b.) Compounds containing ether groups.

Gängige Vertreter aus der Gruppe der aminischen Verbindungen sind: Trimethylamin, Triethylamin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin und N-Phenylmorpholin.common Representatives from the group of aminic compounds are: trimethylamine, Triethylamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine and N-phenylmorpholine.

Typische Vertreter ethergruppenhaltiger Lewis-Basen sind: Diethylether, Di-n-propylether, Düsopropylether, Di-n-butylether, Tetrahydrofuran, Dioxane, Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykoldiethylether, Diethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldimethylether, Triethylenglykoldimethylether etc.Typical representatives of ether groups Lewis bases are: diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, Tetrahydrofuran, dioxanes, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether Etc.

Aliphatische Dialkylether, wie z.B. Diethylether, und cyclische Ether, wie Tetrahydrofuran (THF), entfalten oft keine ausreichende Mikrostrukturregelung (vgl. T.A. Antkowiak et al, J. of Polymer Science Part A-1, Vol 10, S. 1319 bis 1334 (1972). Bei der anionischen Polymerisation von Butadien mit Butyllithium in Gegenwart eines sogar 85-fachen Überschusses an THF erhält man ein Polybutadien mit lediglich 49% einer 1,2-Struktureinheit. Der Einsatz einer so großen Menge Cokatalysator ist aus ökonomischen Gesichtspunkten nicht akzeptabel.Aliphatic dialkyl ethers, e.g. Diethyl ether, and cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF) unfold often insufficient microstructure control (see T.A. Antkowiak et al, J. of Polymer Science Part A-1, Vol 10, pp. 1319 to 1334 (1972). In the anionic polymerization of butadiene with butyllithium in the presence of an even 85-fold excess of THF, one obtains Polybutadiene with only 49% of a 1,2-structural unit. The stake such a big one Amount of cocatalyst is economic Viewpoint not acceptable.

Ethylenglykoldimethylether zeigt im Gegensatz dazu eine deutlich höhere Regelwirkung bei geringer Einsatzkonzentration. Dieser Mikrostrukturregler ist jedoch mit anderen Nachteilen behaftet. Zum einen ist er von Hexan nicht ausreichend gut abtrennbar, zum anderen beträgt die Kupplungsausbeute 0%. Es ist davon auszugehen, dass die beiden übrigen im Stand der Technik genannten Vertreter dieser Verbindungsklasse, nämlich Ethylenglykoldiethylether und Ethylenglykoldibuty lether, obigen Anforderungen in der Summe ebenfalls nicht ausreichend gerecht werden.Ethylene glycol dimethyl ether shows in contrast, a significantly higher control effect with a low use concentration. However, this microstructure controller has other disadvantages. On the one hand, it is not sufficiently separable from hexane other amounts the coupling yield 0%. It can be assumed that the other two in State of the art representatives of this class of compounds, namely ethylene glycol diethyl ether and ethylene glycol dibuty ether, the above requirements in total also do not do it justice.

Eine Klasse von Mikrostrukturreglern, die dem zuvor definierten Anforderungsprofil bislang am nächsten kommt, ist in der EP 0304589-B1 beschrieben. Gegenstand des Europäischen Patentes ist ein Verfahren zur Herstellung von Lösungs-SBR und Lösungs-ISBR (Isopren Styrol Butadien Kautschuk) unter Verwendung von unsymmetrischen Dialkylethern wie Ethylenglykol-tert-butylether als Cokatalysatoren.A class of microstructure regulators, that comes closest to the previously defined requirement profile, is described in EP 0304589-B1. Subject of the European patent is a process for the production of solution SBR and solution ISBR (Isoprene styrene butadiene rubber) using asymmetrical Dialkyl ethers such as ethylene glycol tert-butyl ether as cocatalysts.

Dennoch sind die bislang im Stand der Technik beschriebenen Mikrostrukturregler verbesserungsbedürftig, insbesondere was ihre Leistung in Bezug auf das Verhältnis Cokatalysator : Initiator, den Aufbau einer möglichst gleichmäßigen Kettenstruktur sowohl bei niedrigen, als auch hohen Polymerisationstemperaturen, die Erzeugung hoher Vinyl- bzw. Isopropenylgehalte sowie die Randomisierung der Monomere anbetrifft. Viele Mikrostrukturreglersysteme haben zudem den Nachteil, dass die Vinylgehalte bei höheren Polymerisationstemperaturen drastisch abfallen und somit einer temperaturempfindlichen Mikrostrukturregelung unterliegen. Eine Folge hiervon ist u.a. auch, dass bei Herstellung hochstyrolhaltiger Kautschuke der Gehalt an Blockstyrol zunimmt, wodurch größere Mengen an Cokatalysator im Verhältnis zum Initiator nötig sind.However, they are still in place Microstructure controllers described in the art need improvement, in particular what their performance in relation to the ratio of cocatalyst: initiator, building one if possible uniform chain structure at both low and high polymerization temperatures Generation of high vinyl or isopropenyl contents and randomization of monomers. Many microstructure control systems have also the disadvantage that the vinyl contents at higher polymerization temperatures drop drastically and thus a temperature-sensitive microstructure control subject. One consequence of this is also that in manufacturing high-styrene rubbers the block styrene content increases, causing larger amounts of cocatalyst in the ratio necessary to the initiator are.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu steilen, dass die genannten Nachteile bisher bekannter Mikrostrukturreglersysteme nicht aufweist und insbesondere die Herstellung von weitgehend blockfreien Polymerisaten mit geringen Mikrostrukturregleranteilen erlaubt.The invention is based on the object a procedure is available to steep that the mentioned disadvantages of previously known microstructure control systems does not have and in particular the production of largely non-blocking Polymers with low microstructure regulator proportions allowed.

Die vorliegende Erfindung stellt überraschend ein Verfahren zur Verfügung, dass die voran geschilderten Aufgaben vorteilhaft löst. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, dass man in einem inerten Reaktionsmedium bei Temperaturen von 40 bis 160 °C durch anionische Polymerisation umsetzt:

  • – konjungierte Diene und gegebenenfalls vinylaromatische Verbindungen in Gegenwart von
  • – zumindest einer lithiumorganischen Verbindung (Katalysator),
  • – zumindest einer Aminoverbindung (Cokatalysator) der Formel (R1)(R2)-N-X-O-R3 worin R1, R2, R3 unabhängig voneinander stehen für Alkylreste mit 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylreste mit 5 bis 8, bevorzugt 5 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylreste mit 6 bis 10, bevorzugt 6 Kohlenstoffatomen, Aralkylreste mit 7 bis 15, bevorzugt 7 bis 9 Kohlenstoffatomen, oder R1 und R2 einen – ggf. verzweigten – Ring mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen und ggf. 1 oder 2 Sauerstoffatomen in der Form von Etherbindungen bilden, X für C1- bis C5-Kohlenwasserstofreste steht, vorzugsweise gesättigte Kohlenwasserstoffreste, oder -Y-O-Z-, worin Y und Z unabhängig voneinander -CH2CH2-, -CH(CH3)CH2-, -CH2CH(CH3)- und/oder -CH2CH2CH2- sind, und
  • – zumindest einer alkaliorganischen Verbindung,
  • – wobei die lithiumorganischen Verbindungen zu 0,01 bis 1 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Monomer,
  • – die alkaliorganische(n) Verbindungen) in einem Molverhältnis von 0,01 1 bis 10 : 1 bezogen auf die Molzahl der Aminoverbindung eingesetzt wird/werden,
  • – die alkaliorganische Verbindung eine Alkalimetallverbindung der Formel R4OM, einschließlich der Alkalimetallalkoholate mehrwertiger Alkohole, R5COOM, R6R7NM ist
  • – worin R4, R5, R6 und R7 unabhängig voneinander für Kohlenwassserstoffgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen und
  • – M für Natrium oder Kalium steht,
  • – wobei ein R6 oder R7 auch Wasserstoff sein kann, und
  • – als konjugiertes Dien 1,3-Butadien und/oder Isopren und
  • – als lithiumorganische Verbindung eine Monolithiumverbindung mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt wird.
The present invention surprisingly provides a method which advantageously achieves the tasks described above. The process according to the invention consists in reacting in an inert reaction medium at temperatures from 40 to 160 ° C. by anionic polymerization:
  • - Conjugated dienes and optionally vinyl aromatic compounds in the presence of
  • - at least one organolithium compound (catalyst),
  • - At least one amino compound (cocatalyst) of the formula (R 1 ) (R 2 ) -NXOR 3 wherein R 1 , R 2 , R 3 independently of one another represent alkyl radicals having 1 to 10, preferably 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl radicals having 5 to 8, preferably 5 to 6 carbon atoms, aryl radicals having 6 to 10, preferably 6 carbon atoms, aralkyl radicals having 7 to 15, preferably 7 to 9 carbon atoms, or R 1 and R 2 form an - optionally branched - ring with 4 to 7 carbon atoms and optionally 1 or 2 oxygen atoms in the form of ether bonds, X represents C1 to C5 hydrocarbon radicals , preferably saturated hydrocarbon radicals, or -YOZ-, where Y and Z independently of one another are -CH 2 CH 2 -, -CH (CH 3 ) CH 2 -, -CH 2 CH (CH 3 ) - and / or -CH 2 CH 2 CH 2 - are, and
  • - at least one organic alkali compound,
  • The organolithium compounds being 0.01 to 1 part by weight per 100 parts by weight of monomer,
  • The alkali organic compounds are used in a molar ratio of 0.01 1 to 10: 1, based on the mol number of the amino compound,
  • - The alkali organic compound is an alkali metal compound of the formula R 4 OM, including the alkali metal alcoholates of polyhydric alcohols, R 5 COOM, R 6 R 7 NM
  • - wherein R 4 , R 5 , R 6 and R 7 independently of one another for hydrocarbon groups with 1 to 20 C atoms and
  • - M stands for sodium or potassium,
  • - wherein an R 6 or R 7 can also be hydrogen, and
  • - As conjugated diene 1,3-butadiene and / or isoprene and
  • - A monolithium compound with 1 to 20 carbon atoms is used as organolithium compound.

Es entstehen im wesentlichen blockfreie, gegebenenfalls gekuppelte, Polymerisate. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.Essentially non-blocking, optionally coupled polymers. Preferred embodiments are the subject of the subclaims.

Das Katalysatorsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Alkalimetallverbindungen, in Kombination mit dem Lithium-Katalysator und dem Mikrostrukturregler (Aminoverbindung) zum Einsatz kommen.The catalyst system stands out characterized in that the alkali metal compounds, in combination with the lithium catalyst and the microstructure regulator (amino compound) are used.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Aminoverbindungen zeichnen sich gegenüber anderen im Stand der Technik bekannten Mikrostrukturreglern insbesondere dadurch aus, dass die Abnahme der Mikrostrukturregelwirkung mit steigender Temperatur gering ist. Dadurch bietet sich die Möglichkeit bei hohen Polymerisationstemperaturen zu arbeiten, wodurch die Raum-Zeitausbeute steigt.The in the inventive method Amino compounds used stand out from others microstructure regulators known in the prior art in particular characterized in that the decrease in the microstructure control effect with rising temperature is low. This offers the opportunity work at high polymerization temperatures, reducing the space-time yield increases.

Ein möglicher Nachteil bei alleinigem Einsatz der erfindungsgemäßen Amino-Cokatalysatoren besteht darin, dass bei der Herstellung von Copolymeren/Terpolymeren, die ein vinylaromatisches Monomer enthalten, der Anteil an Blockstrukturen im Polymer zunimmt.A possible disadvantage with alone The use of the amino cocatalysts according to the invention consists in that in the manufacture of copolymers / terpolymers that are vinyl aromatic Contain monomer, the proportion of block structures in the polymer increases.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch den Zusatz von alkaliorganischen Verbindungen, bevorzugterweise Alkoholaten, einerseits die Blockstrukturbildung unterdrückt werden kann und zudem festgestellt, dass sich der Zusatz der alkaliorganischen Verbindung synergistisch auf die Reaktionsgeschwindigkeit auswirkt.Surprisingly it was found that by adding alkali organic compounds, preferably Alcoholates, on the one hand the block structure formation are suppressed can and also found that the addition of alkali organic Connection synergistically affects the reaction rate.

Die erfindungsgemäße Kombination aus Aminoverbindungen (Cokatalysator) und alkaliorganischer Verbindung bewirkt, dass die Polymerisation bei höheren Temperaturen durchgeführt werden kann, wodurch eine Steigerung der Raum-/Zeitausbeute erreicht wird und gleichzeitig keine Nachteile bezüglich Vinylgruppenregelung und Randomisierung der vinylaromatischen Bausteine auftreten. Hierdurch wird die Wirtschaftlichkeit des Polymerisationsverfahrens deutlich gesteigert.The combination of amino compounds according to the invention (Cocatalyst) and alkali organic compound causes the Polymerization at higher Temperatures performed can be achieved, whereby an increase in space / time yield is achieved and at the same time no downsides regarding Vinyl group regulation and randomization of the vinyl aromatic building blocks occur. This will make the polymerization process more economical significantly increased.

Katalysatorencatalysts

Als Katalysatoren werden Organolithiumverbindungen eingesetzt, die vorzugsweise die Struktur R-Li aufweisen, in der R einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen beschreibt. Generell werden monofunktionelle Organolithiurn-Verbindungen mit 1 bis 10 C-Atomen verwendet. Als repräsentative Beispiele seien an dieser Stelle genannt: Methyllithium, Ethyllithium, Isopropyllithium, n-Butyllithium, sec.-Butyllithium, n-Outyllithium, tert-Outyllithium, n-Decyllithium. Bevorzugt ist dabei der Einsatz von n-Butyllithium oder sec.-Butyllithium.Organolithium compounds are used as catalysts used, which preferably have the structure R-Li, in which R describes a hydrocarbon radical with 1 to 20 carbon atoms. Generally, monofunctional Organolithium compounds with 1 to 10 carbon atoms. As representative examples are: called this point: methyl lithium, ethyl lithium, isopropyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, n-outyllithium, tert-outyllithium, n-decyllithium. The use of n-butyllithium or sec-butyllithium is preferred.

Der Gehalt des Lithiumkatalysators variiert je nach Typ und nach Molekulargewicht des herzustellenden Kautschuks. Als allgemeine Regel gilt hierbei, dass sich das Molekulargewicht des Polymers umgekehrt proportional zur eingesetzten Katalysatormenge verhält. Prinzipiell werden 0,01 bis 1 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Monomer des Lithiumkatalysators eingesetzt.The content of the lithium catalyst varies depending on the type and the molecular weight of the manufactured Rubber. The general rule here is that the molecular weight of the polymer is inversely proportional to the amount of catalyst used behaves. In principle, 0.01 to 1 part by weight per 100 parts by weight Monomer of the lithium catalyst used.

Bei einem gewünschten Molekulargewicht im Bereich von 50.000 bis 400.000 g/mol werden, bezogen auf 100 Gewichtsteile Monomere, vorzugsweise 0,128 bis 0,016 Gewichtsteile n-Butyllithium benötigt.At a desired molecular weight in Range from 50,000 to 400,000 g / mol, based on 100 parts by weight Monomers, preferably 0.128 to 0.016 parts by weight of n-butyllithium needed.

Cokatalysatoren (Mikrostrukturregler)Cocatalysts (microstructure regulator)

Die erfindungsgemäßen Cokatalysatoren (R1)(R2)-N-X-O-R3 weisen die oben definierte Struktur auf.The cocatalysts (R 1 ) (R 2 ) -NXOR 3 according to the invention have the structure defined above.

Bevorzugte Cokatalysatoren sind Verbindungen mit R1, R2, R3 = Methyl und Ethyl und X = -CH2-CH2- bzw. -CH2-CH2-CH2-. Besonders bevorzugte Cokatalysatoren sind 1-(N,N-Dimethylamin)-(2-ethoxy)-ethan und 1-(N,N-Dimethylamin)-(3-ethoxy)-propan. Die Herstellung der im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt als Cokatalysator verwendeten Aminoverbindungen ist im Stand der Technik beschrieben. Ein mögliches Herstellverfahren ist beispielsweise aus der EP 0 518 013-A1 bekannt.Preferred cocatalysts are compounds with R 1 , R 2 , R 3 = methyl and ethyl and X = -CH 2 -CH 2 - or -CH 2 -CH 2 -CH 2 -. Particularly preferred cocatalysts are 1- (N, N-dimethylamine) - (2-ethoxy) ethane and 1- (N, N-dimethylamine) - (3-ethoxy) propane. The preparation of the amino compounds preferably used as cocatalyst in the process according to the invention is described in the prior art. A possible manufacturing process is known for example from EP 0 518 013-A1.

Der Cokatalysator wird in einem Verhältnis von 2 : 1 bis 30 : 1, vorzugsweise 2 : 1 bis 15 : 1, bezogen auf die Molzahl des Katalysators (bezogen auf die Atome an Lithium) eingesetzt.The cocatalyst is used in a ratio of 2: 1 to 30: 1, preferably 2: 1 to 15: 1, based on the Molecular number of the catalyst (based on the atoms of lithium) used.

Der Cokatalysator wirkt als Mikrostrukturregler kann aber auch Einfluss auf die Copolymerisationsparameter und/oder den statistischen Einbau eines Co- oder Terpolymers haben.The cocatalyst acts as a microstructure regulator can also influence the copolymerization parameters and / or have the statistical incorporation of a copolymer or terpolymer.

Alkaliorganische Verbindungenalkali Organic links

Typische Beispiele für alkaliorganische Verbindungen, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden können, sind Verbindungen mit folgender Struktur: R4OM, R5COOM, R6R7NM mit M = Na/K wobei unabhängig voneinander R4, R5, R6, R7 Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen, Cycloalkylgruppen mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkenylgruppen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Phenlygruppen. Einer der Reste R6 und R7 kann auch für Wasserstoff stehen. Als alkaliorganische Verbindungen werden bevorzugt Alkalimetallalkoholate von ein- oder mehrwertigen Alkoholen eingesetzt.Typical examples of alkali organic compounds which can be used in the process according to the invention are compounds having the following structure: R 4 OM, R 5 COOM, R 6 R 7 NM with M = Na / K, where R 4 , R 5 , R 6 , R 7 represent alkyl groups with 1 to 20 carbon atoms, cycloalkyl groups with 3 to 20 carbon atoms, alkenyl groups with 2 to 20 carbon atoms, aryl groups with 6 to 20 carbon atoms or phenyl groups. One of the radicals R 6 and R 7 can also represent hydrogen. Alkali metal alcoholates of mono- or polyhydric alcohols are preferably used as alkali organic compounds.

Bevorzugt ist der Einsatz von Alkalimetallalkoholaten mit der Struktur M-OR, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist. M steht vorzugsweise für Natrium bzw. Kalium. Besonders bevorzugt sind Natri um- bzw. Kaliumalkoholate, die 3 bis 8 Kohlenstoffatome beinhalten. Typische Beispiele sind Natrium/Kalium-tert-butylat und Natrium/Kalium-tert-amylat.The use of alkali metal alcoholates is preferred with the structure M-OR, where R is a linear or branched alkyl group with 1 to 10 carbon atoms. M is preferably sodium or potassium. Sodium or potassium alcoholates are particularly preferred, which contain 3 to 8 carbon atoms. Typical examples are Sodium / potassium tert-butoxide and sodium / potassium tert-amylate.

Eine beschleunigende Wirkung auf die Umsetzung der Monomere wird insbesondere erreicht bei einem molaren Einsatzverhältnis Alkalimetallalkoholat : Cokatalysator von 0,01 : 1 bis 10 : 1. Vorzugsweise liegt das Verhältnis Alkalimetallalkoholat : Cokatalysator bei 0,01 : 1 bis 0,5 : 1.An accelerating effect on the conversion of the monomers is achieved in particular at one molar ratio Alkali metal alcoholate: cocatalyst from 0.01: 1 to 10: 1. Preferably is the relationship Alkali metal alcoholate: cocatalyst at 0.01: 1 to 0.5: 1.

Monomeremonomers

Als konjugierte Diene, die bei der Polymerisation eingesetzt werden können, kommen z.B. in Betracht: 1,3-Butadien, Isopren, 1,3-Pentadien, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, 2-Ethylbutadien, 2-Methyl-1,3-pentadiene, 4-Butyl-1,3-pentadien und 1,3-Hexadien.As a conjugated diene who Polymerization can be used, e.g. considered: 1,3-butadiene, Isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethylbutadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 4-butyl-1,3-pentadiene and 1,3-hexadiene.

Als vinylaromatische Verbindungen, die mit den konjugierten Dienen copolymerisiert werden können, sind die folgenden von Interesse: Styrol, 1-Vinylnaphthalen, 2-Vinylnaphthalen, 3-Methylstyrol, 4-Methylstyrol, 4-Propylstyrol, 4-Cyclohexylstyrol, 4-Dodecylstyrol, 2-Ethyl-4-benzylstryrol, 4-(Phenylbutyl)styral.As vinyl aromatic compounds, which can be copolymerized with the conjugated dienes the following of interest: styrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylstyrene, 2-ethyl-4-benzylstryrene, 4- (phenylbutyl) styral.

Als Monomere werden vorzugsweise Butadien, Isopren, Styrol mit Isopren, Styrol mit Butadien oder Styrol mit Butadien und Isopren eingesetzt.Preferred monomers are Butadiene, isoprene, styrene with isoprene, styrene with butadiene or styrene used with butadiene and isoprene.

Kupplungsmittelcoupling agent

Vor bzw. während der Polymerisationsreaktion können wahlweise entsprechende Kupplungsmittel als Vernetzer eingesetzt werden. Genannt seien hier insbesondere Aromaten die mehrere vinylische Gruppen aufweisen. Typische Vertreter dieser Gruppe sind z.B. Di(vinyl/isopropenyl)benzol und Tri(vinyl/isopropenyl)benzol, insbesondere 1,3,5-Trivinylbenzol und 1,3- und 1,4-Divinylbenzol. Diese Monomere bewirken eine sog. Langkettenverzweigung der einzelnen Polymerketten.Before or during the polymerization reaction can corresponding coupling agents optionally used as crosslinkers become. Aromatics, in particular, are the several vinylic ones Have groups. Typical representatives of this group are e.g. Di (vinyl / isopropenyl) benzene and tri (vinyl / isopropenyl) benzene, especially 1,3,5-trivinylbenzene and 1,3- and 1,4-divinylbenzene. These monomers cause so-called long chain branching of the individual polymer chains.

Eine besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die nach weitgehend vollständiger Umsetzung der Monomeren erhaltenen Polymerisationseinheiten, die sog. lebenden Polymerketten, mit einem Kupplungsmittel zu sternförmigen Polymeren zu kuppeln. Geeignete Kupplungsmittel sind insbesondere Tetrahalogenide der Elemente Silizium, Germanium, Zinn und Blei sowie Aromaten, die mindestens 2 Vinylgruppen tragen, wie z.B. 1,3,5-Trivinylbenzol und 1,3- und 1,4-Divinylbenzol.A particularly preferred variant of the method according to the invention consists in that after largely complete conversion of the monomers polymerization units obtained, the so-called living polymer chains, to couple with a coupling agent to form star-shaped polymers. Suitable coupling agents are in particular tetrahalides Elements silicon, germanium, tin and lead as well as aromatics, the least Carry 2 vinyl groups, e.g. 1,3,5-trivinylbenzene and 1,3- and 1,4-divinylbenzene.

Lösemittelsolvent

Reaktionsmedium ist ein inertes organisches Lösemitten Verdünnungsmittel. Primzipiell sind hierbei Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 15 C-Atomen, wie z.B. Pentan, Hexan, Heptan und Oktan sowie deren cyclische Analoge sowie deren Mischungen geeignet. Weiterhin können auch aromatische Lösemittel, wie Benzol, Toluol etc. verwendet werden. Gesättigte, aliphatische Lösemittel, wie Cyclohexan und Hexan, sind bevorzugt.The reaction medium is an inert organic solvent centers Diluent. Primarily, hydrocarbons with 5 to 15 carbon atoms, such as. Pentane, hexane, heptane and octane and their cyclic analogues as well as their mixtures. Aromatic solvents, such as benzene, toluene etc. can be used. Saturated, aliphatic solvents, such as cyclohexane and hexane are preferred.

Grundsätzlich bestehen unterschiedliche Möglichkeiten der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zum einen können der Cokatalysator sowie das Alkalimetall-Alkoholat einzeln, im Prinzip vor der eigentlichen Polymerisation zugegeben werden. Hierbei empfiehlt sich die Zugabe des Alkoholats in Form einer Lösung. Bevorzugt ist dabei die Abmischung des Alkoholates mit einem inerten Lösungsmittel, wie z.B. Hexan, als Reaktionsmedium.There are basically different ones possibilities the execution of the method according to the invention. For one, can the cocatalyst and the alkali metal alcoholate individually, in principle be added before the actual polymerization. Here recommends the addition of the alcoholate in the form of a solution. The is preferred Mixing the alcoholate with an inert solvent, e.g. Hexane as Reaction medium.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, das Alkoholat in Abmischung der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Cokatalysatoren einzusetzen. Die Mischbarkeit insbesondere der bevorzugten Alkalimetallalkoholate, Natrium/Kalium-tert.-butylat und/oder Natrium/Kalium-tert.-amylat in den entsprechenden Cokatalysatoren ist ausreichend, um die gewünschte Menge an Alkoholat in den Polymerisationsprozess einzubringen. Dadurch wird dem Kautschukhersteller die Möglichkeit gegeben, ein fertiges Compound, bestehend aus Cokatalysator und alkaliorganische Verbindung, dosiert und aufeinander abgestimmt einzusetzen, wodurch sich das Polymerisationsverfahren vereinfachen lässt.Another preferred embodiment consists in mixing the alcoholate in the process according to the invention to use cocatalysts used. Miscibility in particular the preferred alkali metal alcoholates, sodium / potassium tert-butoxide and / or sodium / potassium tert-amylate in the corresponding cocatalysts is sufficient to get the one you want Amount of alcoholate to be included in the polymerization process. Thereby the rubber manufacturer is given the opportunity to produce a finished product Compound, consisting of cocatalyst and alkali organic compound, dosed and coordinated to use, which makes it Polymerization process can be simplified.

Bei der diskontinuierlichen Herstellung der Kautschuke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren empfiehlt es sich, sämtliche Inhaltsstoffe wie Cokatalysator (Aminoverbindung), Lösemittel, Monomere und gegebenenfalls Vernetzerverbindung vorzulegen, im nächsten Schritt mit einer lithiumorganischen Verbindung auszutitrieren und danach die zur Polymerisation benötigte Katalysatormenge hinzuzufü gen. Der lithiumorganische Titer dient hierbei zum Entfernen von Verunreinigungen (Scavenger), insbesondere solchen mit aktiven Wasserstoffatomen.In batch production the rubbers according to the process of the invention recommend it himself, everyone Ingredients such as cocatalyst (amino compound), solvents, Submit monomers and optionally crosslinker compound in the next step titrate with an organolithium compound and then that needed for the polymerization Add amount of catalyst. The organolithium titer is used to remove impurities (Scavenger), especially those with active hydrogen atoms.

Die Polymerisation der Monomerbausteine wird bei 0 bis 160 °C durchgeführt. Ein bevorzugter Temperaturbereich liegt bei 40 bis 120 °C. Dabei kann das Polymerisationsverfahren diskontinuierlich sowie kontinuierlich durchgeführt werden. Die Kupplung erfolgt ebenfalls im bevorzugten Temperaturbereich von 40 bis 120 °C.The polymerization of the monomer units is at 0 to 160 ° C carried out. A preferred temperature range is 40 to 120 ° C. there the polymerization process can be carried out batchwise or continuously carried out become. The coupling also takes place in the preferred temperature range from 40 to 120 ° C.

Die erfindungsgemäßen Polymerisate werden bevorzugt nach an sich bekannten Vulkanisierungsschritten in Reifen, insbesondere in den Reifenlaufflächen, eingesetzt. Entsprechend hergestellte Reifen haben ausgezeichnete Hochgeschwindigkeits-, Nässe und Schneeeigenschaften und eignen sich daher als Matsch- und Schneereifen (M+S Reifen) bzw. Winterreifen.The polymers according to the invention are preferred after known vulcanization steps in tires, in particular in the tire treads, used. Appropriately manufactured tires have excellent High speed, wet and snow properties and are therefore suitable as slush and snow tires (M + S tires) or winter tires.

BeispieleExamples

Als Lösemittel wurde ein Kohlenwasserstoffgemisch eingesetzt, dass zu etwa 50% aus n-Hexan bestand und als C6-Schnitt bezeichnet wird. Weitere Bestandteile dieses Gemisches waren insbesondere Pentan, Heptan und Oktan sowie deren Isomere. Das Lösemittel wurde über einem Molekularsieb der Porenweite 0,4nm getrocknet, so dass der Wasseranteil unter 10 ppm gesenkt wurde, und anschließend mit N2 gestrippt.A hydrocarbon mixture was used as the solvent used that consisted of about 50% of n-hexane and as a C6 cut referred to as. Other constituents of this mixture were in particular Pentane, heptane and octane and their isomers. The solvent was about a molecular sieve with a pore size of 0.4 nm, so that the Water content was reduced below 10 ppm, and then with N2 stripped.

Die organische Lithiumverbindung war n-Butyllithium (BuLi), die in Form einer 15 gewichtsprozentigen Lösung in Hexan zur Anwendung kam. Das Monomer Styrol wurde vom Stabilisator abdestilliert und mit n-Butyllithium in Gegenwart von o-Phenathrolin austitriert. Der Cokatalysator wurde mit n-Butyllithium in Gegenwart von o-Phenathrolin austitriert. Das Na-Alkoholat wurde in dem Cokatalysator gelöst eingesetzt. Das Divinylbenzol (DVB) stellt ein Gemisch des m- und p-Divinylbenzols dar und wurde in Form einer 64 prozentigen Lösung in Hexan eingesetzt.The organic lithium compound was n-butyllithium (BuLi), which was in the form of a 15 percent by weight solution Hexane was used. The styrene monomer was removed from the stabilizer distilled off and with n-butyllithium in the presence of o-phenathroline titrated. The cocatalyst was treated with n-butyllithium in the presence of Titrated o-phenathroline. The Na alcoholate was in the cocatalyst solved used. The divinylbenzene (DVB) represents a mixture of the m- and p-divinylbenzene and was used in the form of a 64 percent solution in hexane.

Die Bestimmung des Umsatzes erfolgte, indem man den Feststoffgehalt nach Abdampfen des Lösemittels und der Monomeren bestimmte. Die Mikrostruktur wurde IR-spektroskopisch bestimmt. Die Bestimmung des Blockstyrolanteils erfolgte nach Houben-Weyl, Methoden der org. Chemie Bd. 14/1 (1961), Seite 698. Teile bedeuten Massenteile, Prozent (%) steht für Massen-%.The sales were determined by changing the solids content after evaporation of the solvent and the monomers determined. The microstructure was determined by IR spectroscopy certainly. The block styrene content was determined according to Houben-Weyl, Methods of org. Chemie Vol. 14/1 (1961), page 698. Parts mean Parts by mass, percent (%) stands for Mass%.

Beispiele 1 bis 3 Butadien/StyrolExamples 1 to 3 butadiene / styrene

In einem mit trockenem Stickstoff gespülten V4A-Autoklaven wurden 475 Teile Hexan, ein Monomergemisch aus 60 Teilen 1,3 Butadien und 40 Teilen Styrol vorgelegt und über Molekularsieb (0,4 nm) getrocknet. Danach erfolgten die Zugaben von 0,02 Teilen DVB sowie die angegebene Menge an Cokatalysator bzw. Cokatalysator + Na-Alkoholate. Unter thermoelektrischer Kontrolle wurde mit Butyllithium titriert. Die Polymerisation wurde bei 40°C bzw. 50°C durch Zugabe von 0,06 Teilen n-Butyllithium gestartet. Die Temperaturen stiegen trotz Kühlung kurzzeitig bis auf maximal 79°C an. Mittels Feststoffbestimmung wurde der Umsatz ermittelt und der Ansatz vollständig auspolymerisiert.In one with dry nitrogen flushed V4A autoclaves were 475 parts hexane, a monomer mixture of 60 Parts of 1.3 butadiene and 40 parts of styrene are introduced and passed through a molecular sieve (0.4 nm) dried. Thereafter, 0.02 parts were added DVB and the specified amount of cocatalyst or cocatalyst Na alcoholates. Under thermoelectric control with butyllithium titrated. The polymerization was carried out at 40 ° C or 50 ° C by adding 0.06 parts n-Butyllithium started. The temperatures rose briefly despite cooling up to a maximum of 79 ° C on. The conversion was determined by means of solids determination and the Approach completely polymerized.

Nach Abkühlung auf 40 °C wurde die Polymerisation durch Zugaben einer Lösung von 0,5 Teilen 2,2'- Methylen-bis(4-methyl-6-tertiär-butylphenol) in 2 Teilen feuchtem Toluol gestoppt. Das Lösemittel wurde mit Wasserdampf abdestilliert und das Polymerisat 24 Stunden bei 70°C im Umlufttrockenschrank getrocknet.After cooling to 40 ° C Polymerization by adding a solution of 0.5 part of 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tertiary-butylphenol) stopped in 2 parts of wet toluene. The solvent was evaporated with water distilled off and the polymer 24 hours at 70 ° C in a forced air drying cabinet dried.

Figure 00140001
Figure 00140001

Claims (13)

Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten unter Verwendung von konjugierten Dienen und gegebenenfalls vinylaromatischen Verbindungen durch anionische Polymerisation bei Temperaturen von 40 bis 160 °C, in einem inerten Reaktionsmedium in Gegenwart von – zumindest einer lithiumorganischen Verbindung, – zumindest einer Aminoverbindung der Formel (R1)(R2)-N-X-O-R3 - worin R1, R2, R3 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 10, Cycloalkylreste mit 5 bis 8, Arylreste mit 6 bis 10, und für Aralkylreste mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen stehen bzw. R1 und R2 einen Ring mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen und ggf. 1 oder 2 Sauerstoffatomen in Form von Etherbindungen bilden, X für einen C1- bis C5-Kohlenwasserstofrest oder -Y-O-Z- steht, worin Y und Z unabhängig voneinander -CH2CH2-, -CH(CH3)CH2-, -CH2CH(CH3)- und/oder – CH2CH2CH2- ist, und – zumindest einer alkaliorganischen Verbindung, – wobei die lithiumorganischen Verbindungen zu 0,01 bis 1 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Monomer, – die alkaliorganische Verbindungen) in einem Molverhältnis von 0,01 : 1 bis 10 : 1 bezogen auf die Molzahl der Aminoverbindung eingesetzt wird (werden), – die alkaliorganische Verbindung eine Alkalimetallverbindung der Formel R4OM, einschließlich der Alkalimetallalkoholate mehrwertiger Alkohole, R5COOM, R6R7NM ist – worin R4, R5, R6 und R7 unabhängig voneinander für Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen und – M für Natrium oder Kalium steht, – wobei ein R6 oder R7 auch Wasserstoff sein kann, – als konjugiertes Dien 1,3-Butadien und/oder Isopren und – als lithiumorganische Verbindung eine Monolithiumverbindung mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt wird.Process for the preparation of polymers using conjugated dienes and otherwise vinyl aromatic compounds by anionic polymerization at temperatures from 40 to 160 ° C, in an inert reaction medium in the presence of - at least one organolithium compound, - at least one amino compound of the formula (R 1 ) (R 2 ) -NXOR 3 - wherein R 1 , R 2 , R 3 independently of one another are alkyl radicals with 1 to 10, cycloalkyl radicals with 5 to 8, aryl radicals with 6 to 10, and aralkyl radicals with 7 to 15 carbon atoms or R 1 and R 2 are a ring with Form 4 to 7 carbon atoms and optionally 1 or 2 oxygen atoms in the form of ether bonds, X represents a C1 to C5 hydrocarbon radical or -YOZ-, where Y and Z independently of one another -CH 2 CH 2 -, -CH (CH 3 ) CH 2 -, -CH 2 CH (CH 3 ) - and / or - CH 2 CH 2 CH 2 -, and - at least one alkali organic compound, - wherein the organolithium compounds to 0.01 to 1 part by weight per 100 parts by weight of monomer , - The alkali organic compounds) are used in a molar ratio of 0.01: 1 to 10: 1 based on the number of moles of the amino compound, - The alkali organic compound is an alkali metal compound of the formula R 4 OM, including the alkali metal alcoholates of polyhydric alcohols, R 5 COOM, R 6 R 7 NM is - w orin R 4 , R 5 , R 6 and R 7 independently of one another for hydrocarbon groups with 1 to 20 C atoms and - M stands for sodium or potassium, - wherein an R 6 or R 7 can also be hydrogen, - as conjugated diene 1 , 3-butadiene and / or isoprene and - a monolithium compound having 1 to 20 carbon atoms is used as organolithium compound. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der vinylaromatischen Verbindungen ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Styrol, 1-Vinylnaphthalen, 2-Vinylnaphthalen, 3-Methylstyrol, 4-Methylstyrol, 4-Propylstyrol, 4-Cyclohexylstyrol, 4-Dodecylstyrol, 2-Ethyl-4-benzylstryrol und 4-(Phenylbutyl)styrol.Method according to claim 1, characterized in that at least one of the vinyl aromatic compounds selected is from the group consisting of styrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylstyrene, 2-ethyl-4-benzylstryrene and 4- (phenylbutyl) styrene. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor bzw. während der Polymerisationsreaktion Aromaten mit mehreren Vinylgruppen bzw. Alkylaromaten mit mehreren Vinylgruppen als vernetzende Kupplungsmittel zugesetzt werden.Procedure according to a of the preceding claims, characterized in that before or during the polymerization reaction Aromatics with several vinyl groups or alkyl aromatics with several Vinyl groups can be added as crosslinking coupling agents. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Polymerisation die lebenden Kettenenden mit Kupplungsmitteln umgesetzt werden, wobei diese ausgewählt sind aus der Gruppe von Aromaten mit mehreren Vinylgruppen, Alkylaromaten mit mehreren Vinylgruppen, Siliciumtetrachlorid und Zinntetrachlorid.Method according to claim 1 or 2, characterized in that at the end of the polymerization the living chain ends are implemented with coupling agents, being selected are from the group of aromatics with several vinyl groups, alkyl aromatics with multiple vinyl groups, silicon tetrachloride and tin tetrachloride. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass R4, R5, R6 und R7 unabhängig voneinander für Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen steht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that R 4 , R 5 , R 6 and R 7 independently of one another are hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die alkaliorganische Verbindung gemeinsam mit der lithiumorganischen Verbindung oder gemeinsam mit der Aminoverbindung in Form einer Fertigmischung der Polymersationsmischung zugesetzt wird.Procedure according to a of the preceding claims, characterized in that the alkali organic compound together with the organolithium compound or together with the amino compound added to the polymerization mixture in the form of a finished mixture becomes. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als inertes Reaktionsmedium Cyclohexan und/oder Hexan eingesetzt werden.Procedure according to a of the preceding claims, characterized in that as the inert reaction medium cyclohexane and / or hexane can be used. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Aminoverbindung 1-(N,N-Dimethylamin)-(2-ethoxy)-ethan und 1-(N,N-Dimethylamin)-(3-ethoxy)-propan eingesetzt werden.Procedure according to a of the preceding claims, characterized in that 1- (N, N-dimethylamine) - (2-ethoxy) -ethane as the amino compound and 1- (N, N-dimethylamine) - (3-ethoxy) propane can be used. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als lithiumorganische Verbindung eine Monolithiumverbindung mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, insbesondere 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, eingesetzt wird.Procedure according to a of the preceding claims, characterized in that as an organolithium compound Monolithium compound with 2 to 12 carbon atoms, in particular 4 to 6 carbon atoms is used. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lithiumorganischen Verbindungen zu 0,01 bis 0,2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Monomer eingesetzt werden.Procedure according to a of the preceding claims, characterized in that the organolithium compounds used to 0.01 to 0.2 parts by weight per 100 parts by weight of monomer become. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die alkaliorganische Verbindung in einem Molverhältnis von 0,01 : 1 bis 0,5 : 1, bezogen auf die Molzahl der Aminoverbindung, eingesetzt wird.Procedure according to a of the preceding claims, characterized in that the alkali organic compound in a molar ratio from 0.01: 1 to 0.5: 1, based on the number of moles of the amino compound, is used. Polymerisate herstellbar gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Polymers can be prepared according to one of the preceding Expectations. Verwendung der gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 12 hergestellten Polymerisate zur Herstellung von oder Verwendung in Dämpfungsmaterialien und/oder Reifen, insbesondere Winterreifen und Matsch- und Schneereifen, vorzugsweise in den Reifenlaufflächen.Use of the according to one of claims 1 to 12 polymers produced for the production of or use in damping materials and / or tires, especially winter tires and slush and snow tires, preferably in the tire treads.
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