Composiciones y métodos para producir iniciadores de polimerización poliaminofuncionalizados y los correspondientes polímeros.

Un iniciador de la polimerización que comprende: al menos dos grupos amina primaria protegidos y al menos unmetal seleccionado del grupo que consiste en metales alcalinos o alcalino-térreos,

en el que al menos dicho metal noestá situado en ninguno de dichos grupos amina primaria protegidos.

Composiciones y métodos para producir iniciadores de polimerización poliaminofuncionalizados y los correspondientes polímeros Antecedentes

1. Campo

Una o más realizaciones de la invención se refieren a iniciadores de polimerización poliaminofuncionalizados y polímeros producidos a partir de ahí.

2. Descripción de la técnica relacionada.

En estos últimos años, ha habido una creciente necesidad de reducir el consumo de combustible de los automóviles, impulsada en parte por el aumento de interés en cuestiones medioambientales. Una manera de hacer frente a dicha demanda ha sido reducir la resistencia a la rodadura de los neumáticos. Se han probado diversos métodos para reducir la resistencia a la rodadura de los neumáticos, incluyendo el uso de una variedad de aditivos del caucho. También, se sabe que la realización de composiciones de caucho sobre una superficie de carretera húmeda se puede mejorar en gran parte usando una carga inorgánica, tal como sílice o similares, junto con una carga de negro de carbón. De acuerdo con esto, se han desarrollado aditivos y polímeros con interacción aumentada con dichas cargas para uso en la fabricación de neumáticos. Sin embargo, aún se requieren mejoras.

Sumario Una realización de la invención se refiere a un iniciador de la polimerización que comprende al menos dos grupos amina primaria protegidos, donde el iniciador de la polimerización comprende además al menos un metal seleccionado de metales alcalinos o alcalino-térreos y donde el metal no está situado en ninguno de los grupos amina primaria protegidos.

Otra realización de la invención se refiere a una composición que comprende un polímero que comprende al menos un resto de un iniciador de la polimerización, donde el iniciador de la polimerización comprende al menos dos grupos amina primaria protegidos.

Otra realización más de la invención se refiere a un método para preparar un polímero. El método de esta realización comprende combinar al menos un tipo de monómero con al menos un iniciador de la polimerización para formar de ese modo el polímero. El iniciador de la polimerización comprende al menos dos grupos amina primaria protegidos y el polímero comprende al menos un resto del iniciador de la polimerización.

Descripción detallada Según una o más realizaciones de la presente invención, se proporciona un iniciador de la polimerización que comprende al menos dos grupos amina primaria protegidos y al menos un metal. Los iniciadores de la polimerización se pueden emplear en producir un polímero, que pueda contener al menos un resto del iniciador de la polimerización. Adicionalmente, dichos polímeros se pueden emplear como al menos una porción de un componente de caucho usado para formar una composición de caucho adecuada para uso en una variedad de aplicaciones, tales como, por ejemplo, fabricación de neumáticos.

Como se mencionó anteriormente, el iniciador de la polimerización puede comprender al menos dos grupos amina primaria protegidos. Como se usa en la presente memoria, el término "grupo amina primaria" indicará un grupo amino que tiene dos átomos de hidrógeno (es decir, R-NH2) . También, como se usa en la presente memoria, el término "grupo amina primaria protegido" indicará un grupo amina primaria que tiene uno o los dos de sus átomos de hidrógeno sustituidos con un grupo protector. El término "grupo protector, " como se usa en la presente memoria, indicará un resto que inhibe la reacción de la amina primaria en las condiciones de la polimerización, pero es movible mediante un procedimiento de desprotección. En una o más realizaciones, el grupo protector puede ser adecuado para evitar la reacción de un grupo amina primaria protegido en las condiciones de polimerización aniónica viva.

En una o más realizaciones, el iniciador de la polimerización puede comprender al menos un grupo protector por grupo amina primaria protegido. En otras realizaciones, cada grupo amina primaria protegido en el iniciador de la polimerización puede comprender dos grupos protectores. Los grupos protectores adecuados pueden comprender un grupo sililo o un grupo silileno, sustituido o no sustituido. En una o más realizaciones, al menos una porción de los grupos sililo o silileno empleados puede ser grupos sililo o silileno. Adicionalmente, sustancialmente todos los grupos sililo o silileno pueden ser grupos sililo o silileno sustituidos. Dichos grupos sililo o silileno sustituidos pueden comprender uno o más grupos alquilo o arilo. Como se usa en la presente memoria, el término "alquilo" indicará un grupo univalente formado por eliminación de un átomo de hidrógeno de un hidrocarburo y puede incluir heteroátomos. Como se usa en la presente memoria, el término "arilo" indicará un grupo univalente formado por eliminación de un átomo de hidrógeno de un carbono del anillo en un areno (es decir, un hidrocarburo aromático mono- o policíclico) y puede incluir heteroátomos. Los grupos alquilo o arilo adecuados para uso en grupos sililo o

silileno sustituidos incluyen cualquier grupo alquilo o arilo C1 a C20 sustituido o no sustituido. Adicionalmente, los grupos alquilo adecuados para uso pueden ser lineales, ramificados o cíclicos y pueden ser saturados o insaturados. Ejemplos de sustituyentes alquilo adecuados incluyen, pero no se limitan a, grupos metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, sec-butilo, terc-butilo, pentilo, hexilo octilo, decilo, dodecilo, ciclopentilo y ciclohexilo. También, el grupo arilo puede tener un sustituyente tal como un grupo alquilo inferior en su anillo aromático, e incluye, por ejemplo, grupos fenilo, tolilo, xililo y naftilo. Ejemplos específicos de grupos sililo sustituidos adecuados para uso incluyen, pero no se limitan a, grupos trimetilsililo, trietilsililo, metildietilsililo, dimetiletilsililo y terc-butildimetilsililo. Ejemplos específicos de grupos silileno sustituidos incluyen, pero no se limitan a, grupos dimetilsilileno, metiletilsilileno y dietilsilileno.

En una o más realizaciones, los grupos protectores adecuados para uso pueden estar unidos directamente o indirectamente entre sí para formar una estructura cíclica. Por ejemplo, dos átomos del sililo unidos directamente a la amina primaria protegida pueden estar unidos entre sí mediante un grupo alquileno o arileno de enlace. Como se usa en la presente memoria, el término "alquileno" indicará un grupo divalente formado por eliminación de dos átomos de hidrógeno de un hidrocarburo, las valencias libres del cual no están ocupadas en un doble enlace y pueden incluir heteroátomos. Como se usa en la presente memoria, el término "arileno" indicará un grupo divalente formado por eliminación de dos átomos de hidrógeno de un carbono del anillo en un areno (es decir, un hidrocarburo aromático mono- o policíclico) y puede incluir heteroátomos. Los grupos alquileno y arileno de enlace adecuados para uso incluyen cualquier grupo alquileno o arileno C1 a C20 sustituido o no sustituido. Adicionalmente, los grupos alquileno adecuados para uso pueden ser lineales, ramificados o cíclicos y pueden ser saturados o insaturados. En una o más realizaciones, los grupos de enlace pueden comprender un grupo alquileno C1 a C12 de cadena lineal. En aún otras realizaciones, el grupo de enlace puede ser seleccionado del grupo que consiste en: 1, 2- etileno, 1, 3-npropileno y 1, 4-n-butileno.

Como se mencionó anteriormente, el iniciador de la polimerización comprende al menos un metal. En diversas realizaciones, el metal del iniciador de la polimerización no está situado en ninguno de los grupos amina primaria protegidos ya mencionados. En una o más realizaciones, el metal puede estar situado en una posición en el iniciador de la polimerización que será el sitio de la polimerización inicial cuando se emplee el iniciador de la polimerización en una reacción de polimerización, tal como las que se discuten a continuación. Adicionalmente, el metal puede estar situado sobre un átomo de carbono, un átomo de silicio, un átomo de estaño o un átomo de nitrógeno. En una o más realizaciones, el metal puede estar situado en lugar del átomo de hidrógeno en un grupo amina secundaria en el iniciador de la polimerización. Como se usa en la presente memoria, el término grupo amina secundaria indicará un grupo amino que tiene sólo un átomo de hidrógeno (es decir, R2-NH) .

El metal del iniciador de la polimerización puede ser seleccionado de metales con una valencia en el intervalo de desde 1 a 4 o en el intervalo de desde 1 a 2. Adicionalmente, el metal del iniciador puede comprender un metal alcalino o un metal alcalino-térreo. Ejemplos de metales adecuados incluyen, pero no se limitan a, litio, sodio, potasio, magnesio... [Seguir leyendo]

1. Un iniciador de la polimerización que comprende: al menos dos grupos amina primaria protegidos y al menos un metal seleccionado del grupo que consiste en metales alcalinos o alcalino-térreos, en el que al menos dicho metal no está situado en ninguno de dichos grupos amina primaria protegidos.

2. Una composición que comprende: un polímero que comprende al menos un resto de un iniciador de la polimerización, en la que dicho iniciador de la polimerización comprende al menos dos grupos amina primaria protegidos.

3. La composición según la reivindicación 2, en la que dicho polímero comprende un homopolímero de un compuesto diénico conjugado o un copolímero de un compuesto diénico conjugado y un compuesto vinílico 10 aromático.

4. La composición según la reivindicación 2, en la que dicho polímero tiene una estructura de:

o en las que Y1, Y2, Y3 e Y4 son independientemente grupos sililo sustituidos o átomos de hidrógeno en los que R1 y R2 son independientemente cualquier grupo alquileno o arileno con un número de carbonos de desde 0 a 20 y pueden incluir heteroátomos; en las que R3 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo o arilo con un número de carbonos de desde 1 a 20 y puede incluir heteroátomos, en las que Y1, Y2, Y3, Y4, R1, R2 y/o R3 pueden estar directamente o indirectamente unidos entre sí para formar una o más estructuras cíclicas; en las que Z1 es un metal alcalino, un metal alcalino-térreo o un resto de un finalizador de la polimerización; en las que X es un átomo de carbono o un átomo de estaño, en las que Poli es un homopolímero de un compuesto diénico conjugado o un copolímero de un compuesto diénico conjugado y un compuesto vinílico aromático.

5. La composición según la reivindicación 4, en la que dicho polímero presenta la estructura de fórmula (IX) , en la que cada uno de Y1, Y2, Y3 e Y4 es un átomo de hidrógeno, en la que cada uno de R1 y R2 es un grupo alquileno C3

a C9 de cadena lineal, en la que R1 y R2 comprenden estructuras similares, en la que Z1 es un resto de un finalizador de la polimerización, en la que dicho finalizador de la polimerización comprende un compuesto reactivo de carbaniones.

6. La composición según la reivindicación 2, en la que dicho polímero presenta una viscosidad Mooney (ML1+4, 100°C) en el intervalo de desde 5 a 100 MU, en la que dicho polímero presenta un peso molecular medio numérico ( ("Mn") en el intervalo de desde 5.000 a 500.000 g/mol.

7. La composición según la reivindicación 3, en la que dicha composición comprende al menos un componente adicional de caucho seleccionado del grupo que consiste en: caucho natural, poliisopreno, polibutadieno y caucho de copolímero estireno-butadieno.

8. La composición según la reivindicación 3, en la que dicha composición comprende además negro de carbón y/o una carga inorgánica en una cantidad en el intervalo de desde 10 a 100 pcc.

9. Un método para preparar la composición de las reivindicaciones 2 y 3, comprendiendo dicho método: combinar al menos un tipo de monómero con al menos un iniciador de la polimerización para formar de ese modo dicho polímero, en el que dicho iniciador de la polimerización comprende al menos dos grupos amina primaria protegidos, en el que dicho polímero comprende al menos un resto de dicho iniciador de la polimerización.

10. El método según la reivindicación 9, en el que dicho iniciador de la polimerización se combina inicialmente con una porción polimérica de dicho monómero para formar de ese modo un oligómero, en el que dicho oligómero se combina después con una segunda porción de dicho monómero para formar de ese modo dicho polímero.

11. El método, según la reivindicación 9, en el que dicho iniciador de la polimerización se forma in situ con dicho monómero combinando al menos un metal alcalino o metal alcalino-térreo con un precursor de iniciador de la polimerización para formar de ese modo dicho iniciador de la polimerización.

12. El método según la reivindicación 9, en el que dicho iniciador de la polimerización está presente en una cantidad en el intervalo de desde 0, 2 a 20 mmoles por 100 g de dicho monómero.

13. El iniciador de la polimerización según la reivindicación 1 o el método según la reivindicación 9, en el que dicho iniciador de la polimerización presenta una estructura de:

en las que Y1, Y2, Y3 e Y4 son independientemente grupos sililo o silileno sustituidos; en las que R1 y R2 son independientemente cualquier grupo alquileno o arileno con un número de carbonos de desde 0 a 20 y pueden incluir heteroátomos; en las que R3 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo o arilo con un número de carbonos de desde 1 a 20 y pueden incluir heteroátomos; en las que Y1, Y2, Y3, Y4, R1, R2 y/o R3 pueden estar directamente o indirectamente unidos entre sí para formar una o más estructuras cíclicas; en las que M es un metal alcalino o un metal alcalino-térreo; en las que X es un átomo de carbono, un átomo de silicio o un átomo de estaño, opcionalmente en las que M es litio.

14. El iniciador de la polimerización según la reivindicación 13, en la que dicho iniciador de la polimerización presenta una estructura de:

en las que cada uno de Y1, Y2, Y3 e Y4 es un grupo silileno dialquilsustituido, en las que cada uno de R4 y R5 es un grupo alquileno o arileno con un número de carbonos de desde 1 a 20 y pueden incluir heteroátomos.

15. La composición según la reivindicación 2 o el método según la reivindicación 13, en la que dicho iniciador de la polimerización presenta una estructura de:

en las que cada uno de Y1, Y2, Y3 e Y4 es un dimetilsilileno, en las que cada uno de R4 y R5 es un grupo alquileno o arileno con un número de carbonos de desde 1 a 20 y pueden incluir heteroátomos, en las que cada uno de R1 y R2 es un grupo alquileno C3 a C9 de cadena lineal, en las que R1 y R2 comprenden estructuras similares.