JPH0755964B2 - Method for producing improved rubbery polymer - Google Patents
Method for producing improved rubbery polymerInfo
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- JPH0755964B2 JPH0755964B2 JP29361385A JP29361385A JPH0755964B2 JP H0755964 B2 JPH0755964 B2 JP H0755964B2 JP 29361385 A JP29361385 A JP 29361385A JP 29361385 A JP29361385 A JP 29361385A JP H0755964 B2 JPH0755964 B2 JP H0755964B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加工性ならびに加硫物性の改良された共役ジ
エン系ゴム状重合体に関し、詳しくは、配合・混練時に
おける加工性がすぐれ、かつ加硫物の反撥弾性、発熱性
等のすぐれたゴム状重合体の製造方法に関する。該ゴム
状重合体を使用した加硫ゴムは、タイヤトレッドを中心
とするタイヤ用途に好適なものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a conjugated diene rubbery polymer having improved processability and vulcanization properties, and more specifically, excellent processability during compounding and kneading, The present invention also relates to a method for producing a rubber-like polymer having excellent impact resilience and heat generation of a vulcanized product. The vulcanized rubber using the rubber-like polymer is suitable for tire applications centered on tire treads.
近年、原油の価格の高騰により、産業の各方面におい
て、省エネルギーが提唱されており、自動車に関して
も、ガソリンの消費量を少なくする試みが数多く実施さ
れ、エンジンの改良、車体およびタイヤの軽量化、車体
の空気抵抗およびタイヤのころがり抵抗の低減化などが
行なわれている。In recent years, due to the soaring price of crude oil, energy conservation has been advocated in various fields of industry, and many attempts have been made to reduce gasoline consumption in automobiles as well, improvements in engines, weight reduction of car bodies and tires, Air resistance of vehicle bodies and rolling resistance of tires have been reduced.
これらの自動車に関連した省エネルギーの試みの中で、
自動車用タイヤのころがり抵抗を低減化する方法として
各種の試みがなされており、たとえばタイヤの構造を改
良する方法、タイヤのトレッドに使用される加硫ゴムの
改良などが挙げられる。Among the energy-saving efforts associated with these cars,
Various attempts have been made to reduce the rolling resistance of automobile tires, including, for example, a method of improving the tire structure and an improvement of vulcanized rubber used in the tire tread.
これらのタイヤのころがり抵抗を低減化する試みの中
で、加硫ゴムを改良する方法、すなわち加硫ゴムのエネ
ルギーロスを少なくして反撥弾性の向上ないしは発熱性
を改良する方法としては、加硫ゴムに使用する原料ゴム
を改良する方法、カーボンブラックの種類を変える方
法、加硫ゴムに使用されるカーボンブラックないしオイ
ルの量を減らして高反撥弾性とする方法などが検討され
ている。Among these attempts to reduce rolling resistance of tires, as a method for improving vulcanized rubber, that is, a method for reducing the energy loss of vulcanized rubber to improve impact resilience or heat generation, Methods for improving the raw material rubber used for rubber, changing the type of carbon black, and reducing the amount of carbon black or oil used for vulcanized rubber to achieve high impact resilience have been studied.
上記の改良の方法のうち、原料ゴムを改良する方法とし
ては、これまでの原料ゴムの物性と加硫ゴムの物性に関
する知見より、従来よりも高分子量の重合体を使用する
ことで、反撥弾性の改良は、はかれるものの、ゴムおよ
び配合物のムーニー粘度が増加して加工性が低下するた
め大幅な改良はできない。一方、配合処方を変更して、
オイルならびにカーボンブラックの配合量を減少する方
法においても、配合物のムーニー粘度が上がり、この場
合においても加工性は悪くなり、いずれの方法において
も加工性を犠牲とせずに、改良することは難しい。Among the above-mentioned methods of improvement, as a method of improving the raw material rubber, from the knowledge about the physical properties of the raw material rubber and the physical properties of the vulcanized rubber to date, by using a polymer having a higher molecular weight than before, the impact resilience Although the above-mentioned improvement can be made, it cannot be greatly improved because the Mooney viscosity of the rubber and the compound increases and the processability decreases. On the other hand, change the recipe
Even in the method of reducing the blending amount of oil and carbon black, the Mooney viscosity of the blend is increased, and in this case, the processability is deteriorated. In any method, it is difficult to improve without sacrificing the processability. .
一方、原料ゴムとして使用される重合体の構造を変化さ
せることで加工性を改良する公知の技術もいくつかあ
る。例えば特公昭49−36957号公報には、テトラハロシ
ラン、またはトリハロアルキルシランなどをカップリン
グ剤として使用することで枝分れ重合体とし、加工性を
改良する方法が示されているが、この方法による重合体
の場合加硫物の反撥弾性が十分でなく、ころがり抵抗の
改良には不満足なものである。On the other hand, there are some known techniques for improving processability by changing the structure of a polymer used as a raw material rubber. For example, Japanese Examined Patent Publication (Kokoku) No. 49-36957 discloses a method for improving processability by using a branched polymer by using tetrahalosilane, trihaloalkylsilane or the like as a coupling agent. In the case of the polymer obtained by the method, the impact resilience of the vulcanized product is not sufficient and it is unsatisfactory for improving the rolling resistance.
また、重合体の分子量分布を広げることや、分岐の程度
を大きくすることで加工性を改良できることも公知であ
るが、これらの方法によって得られたゴム状重合体を使
用した場合にも、加硫物の反撥弾性は加工性改良前と比
較して、同等程度である。It is also known that the processability can be improved by broadening the molecular weight distribution of the polymer or increasing the degree of branching. However, when the rubber-like polymer obtained by these methods is used, The impact resilience of sulphur is comparable to that before the improvement of workability.
特開昭57−87407号公報、特開昭58−162605号公報に
は、ビニル含量を高めたスチレン−ブタジエン共重合ゴ
ムをスズカップリングして分岐状スチレン−ブタジエン
共重合ゴムとする際、カップリング反応直前にブタジエ
ン類を添加して重合を行なうことによりころがり抵抗が
改良される方法が示されている。しかしながら、この方
法によってもころがり抵抗の改良は未だ十分とはいえ
ず、また製造方法が煩雑となるなどの問題があった。JP-A-57-87407 and JP-A-58-162605 disclose that when a styrene-butadiene copolymer rubber having an increased vinyl content is tin-coupled to form a branched styrene-butadiene copolymer rubber, a cup is used. It has been shown that rolling resistance is improved by adding butadienes immediately before the ring reaction and conducting polymerization. However, even with this method, the rolling resistance cannot be said to be sufficiently improved, and there is a problem that the manufacturing method becomes complicated.
また、有機リチウム化合物とルイス塩基からなる触媒に
より80℃以上の温度に制御された高い撹拌効率を有する
重合域にモノマーを連続的に導入し、重合を進行させる
ことにより製造された完全ランダムスチレン−ブタジエ
ン共重合ゴムが提案されている(特開昭57−100112)。
このポリマーは、引張強度、反発弾性、低発熱性、耐摩
耗性、ウェットスキッド性などで優れた性能を示した。
しかしながら、反発弾性、低発熱性などに関しては更に
改善される必要があった。Further, a completely random styrene produced by continuously introducing a monomer into a polymerization zone having a high stirring efficiency controlled at a temperature of 80 ° C. or higher by a catalyst composed of an organolithium compound and a Lewis base, and allowing the polymerization to proceed. A butadiene copolymer rubber has been proposed (JP-A-57-100112).
This polymer exhibited excellent properties such as tensile strength, impact resilience, low heat buildup, abrasion resistance, and wet skid resistance.
However, the impact resilience and the low heat buildup have to be further improved.
また、有機リチウム化合物とルイス塩基からなる触媒に
より、スチレンの全部とブタジエンの一部とを共重合を
開始せしめた後、残部のブタジエンを特定の条件で連続
的、又は断続的に供給し、共重合が終了後、次いで多官
能カップリング剤を添加することにより得られる分岐状
ランダムスチレン−ブタジエン共重合体が提案されてい
る(特開昭59−140211)。このポリマーは反発弾性及び
低発熱性などである程度優れた性能を示したが、タイヤ
市場のニーズは高度なものとなっており更に改善が必要
である。Moreover, after the copolymerization of all of styrene and a part of butadiene is initiated by a catalyst composed of an organolithium compound and a Lewis base, the remaining butadiene is continuously or intermittently supplied under specific conditions, and A branched random styrene-butadiene copolymer obtained by adding a polyfunctional coupling agent after the completion of the polymerization has been proposed (JP-A-59-140211). Although this polymer showed some excellent performances such as impact resilience and low heat buildup, the tire market needs are advanced and further improvement is needed.
このため、製造方法が煩雑とならず、加工性を低下させ
ることなく、更にころがり抵抗の改良ができるゴム状重
合体の出現が要望されていた。Therefore, there has been a demand for the appearance of a rubber-like polymer that does not complicate the manufacturing method, does not reduce the workability, and can further improve the rolling resistance.
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、配合・混練
時における加工性、加硫物の反撥弾性、発熱性等が改良
されたゴム状重合体を得るためになされたものである。The present invention has been made in view of the above points, and has been made to obtain a rubber-like polymer having improved processability at the time of compounding and kneading, impact resilience of a vulcanized product, heat generation property, and the like.
本発明は、特定のポリマー構造のスチレン−ブタジエン
共重合ゴムが上記目的を満足させることを見出し、これ
に基づき完成された。The present invention has been completed based on the finding that a styrene-butadiene copolymer rubber having a specific polymer structure satisfies the above object.
即ち、本発明は有機リチウム触媒を用いて炭化水素溶媒
中でブタジエンとスチレンを共重合し、 (1)結合スチレン含有量が10〜50重量%であり、ブタ
ジエン部の1,2−ビニル結合含有量が50%以下であり、
オゾン分解のGPCによって分析される単離スチレンが全
結合スチレンの40重量%以上、長鎖ブロックスチレンが
全結合スチレンの5重量%以下であり、 (2)重合体を構成する分子の10〜50重量%が3官能性
以上の分岐剤によって分岐状に結合され、 (3)重合体を構成する分子の少なくとも20重量%に一
般式(R1)l(R2)mSn(X)n〔式中R1R2はアルキル
基、アリール基、ベンジル基、アルコキシ基、Xはハロ
ゲン原子を示し、l、m、は0又は1以上の整数、nは
1又は2、l+m+n=4〕で示される活性スズ化合物
を付加し、且つ該構成分子は直鎖状に結合され、 (4)(2)又は(3)の処理がなされた分子のうち活
性スズ化合物と結合した分子が、重合体を構成する分子
の少なくとも30重量%であり、 (5)ムーニー粘度が25〜150 であるゴム状スチレンブタジエン共重合体の製造方法を
提供するものである。That is, the present invention copolymerizes butadiene and styrene in a hydrocarbon solvent using an organolithium catalyst. (1) The content of bound styrene is 10 to 50% by weight, and the content of 1,2-vinyl bond in the butadiene portion is The amount is less than 50%,
The isolated styrene analyzed by GPC of ozonolysis is 40% by weight or more of the total bound styrene, and the long-chain block styrene is 5% by weight or less of the fully bound styrene. (2) 10 to 50 of the molecules constituting the polymer % By weight is branchedly bonded by a trifunctional or higher functional branching agent, and (3) at least 20% by weight of the molecule constituting the polymer has the general formula (R 1 ) l (R 2 ) m Sn (X) n [ In the formula, R 1 R 2 is an alkyl group, an aryl group, a benzyl group, an alkoxy group, X is a halogen atom, l and m are 0 or an integer of 1 or more, and n is 1 or 2, l + m + n = 4] The active tin compound is added and the constituent molecules are linearly bound, and among the molecules subjected to the treatment of (4), (2) or (3), the molecule bound to the active tin compound is a polymer. At least 30% by weight of the constituent molecules, (5) Mooney viscosity Is 25 to 150 is to provide a method of manufacturing a rubber-like styrene-butadiene copolymer.
この共重合体をゴム成分中に少なくとも10重量%含む原
料ゴム100重量部に対し、カーボンブラック10〜100重量
部、硫黄0.3〜5重量部、加硫促進剤及び有機カルボン
酸を配合してなる組成物はタイヤトレッドを中心とする
タイヤ用途に好適なゴム組成物である。10 to 100 parts by weight of carbon black, 0.3 to 5 parts by weight of sulfur, a vulcanization accelerator and an organic carboxylic acid are mixed with 100 parts by weight of a raw rubber containing at least 10% by weight of this copolymer in a rubber component. The composition is a rubber composition suitable for tire applications, mainly tire treads.
以下本発明に関して詳しく述べる。The present invention will be described in detail below.
本発明の製造方法によって得られるゴム状スチレン−ブ
タジエン共重合体(以下これを本発明のゴム状共重合体
という)は有機リチウムとルイス塩基からなる触媒によ
り炭化水素溶媒中でスチレンとブタジエンを特定の方法
で共重合し、得られた完全ランダム−ゴム状リビング重
合体に3官能性以上の分岐剤と実質的に1官能性または
2官能性の特定の活性スズ化合物とを反応させることに
より、上記リビング重合体の一部を分岐状重合体とする
と共に残りの一部又は大部分を非分岐状のスズ付加重合
体とすることによって得られる。The rubber-like styrene-butadiene copolymer obtained by the production method of the present invention (hereinafter referred to as the rubber-like copolymer of the present invention) specifies styrene and butadiene in a hydrocarbon solvent with a catalyst composed of organic lithium and a Lewis base. By copolymerizing the obtained completely random-rubbery living polymer with a trifunctional or higher functional branching agent and a monofunctional or difunctional specific active tin compound. It can be obtained by using a part of the living polymer as a branched polymer and the remaining part or most of the living polymer as an unbranched tin addition polymer.
本発明に用いられる有機リチウム触媒としては、n−ブ
チルリチウム、sec−ブチルリチウム、n−プロピルリ
チウムなどのモノアルキルリチウム化合物等が用いられ
る。Examples of the organolithium catalyst used in the present invention include monoalkyllithium compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium and n-propyllithium.
重合に際しては、助触媒成分として、ジエチルエーテ
ル、ジメトキシエタン、ジグライム、テトラハイドロフ
ランなどのエーテル類、トリエチルアミン、テトラメチ
ルエチレンジアミンなどのアミン類、ヘキサメチルホス
ホルトリアミド、ドデシルベンゼンスルホン酸のナトリ
ウム塩やカリウム塩、ナトリウムブトキサイドなどのア
ルコラート等、ルイス塩基を添加する。In the polymerization, as a co-catalyst component, diethyl ether, dimethoxyethane, diglyme, ethers such as tetrahydrofuranyl, triethylamine, amines such as tetramethylethylenediamine, hexamethylphosphortriamide, sodium salt or potassium dodecylbenzenesulfonic acid. Add Lewis base, such as salt, alcoholate such as sodium butoxide.
重合は、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサ
ンなどの不活性炭化水素溶媒中で行なわれる。重合温度
は30℃〜180℃の範囲が一般的であり、活性末端の失活
を防ぐために30℃〜150℃が好ましい。The polymerization is carried out in an inert hydrocarbon solvent such as benzene, toluene, hexane and cyclohexane. The polymerization temperature is generally in the range of 30 ° C to 180 ° C, and preferably 30 ° C to 150 ° C in order to prevent deactivation of the active end.
本発明のゴム状共重合体の結合スチレン含有量は10〜50
重量%であり、好ましくは13〜40重量%である。ゴム状
共重合体の結合スチレン含有量は重合時のモノマーのフ
イード組成によって決まり10重量%未満では引張強度、
モジュラス、耐磨耗性が不足し、50重量%を越えると発
熱性、反撥弾性等の性能が低下する。更に好ましくは、
15〜35重量%である。また、ブタジエン部の1,2−ビニ
ル結合は50%以下であり、好ましくは13〜48%であっ
て、ブタジエン部の1,2−ビニル結合が50%を越えると
耐磨耗性が低下し、1,2−ビニル結合が減るとウエット
スキッド性能が低下し、いずれも本発明の共重合体の優
れた性能が得られない。更に好ましくは15〜45重量%で
ある。1,2−ビニル結合は助触媒成分であるルイス塩基
の量及び重合温度により制御される。The bound styrene content of the rubbery copolymer of the present invention is 10 to 50.
%, Preferably 13-40% by weight. The bound styrene content of the rubbery copolymer is determined by the feed composition of the monomer during polymerization, and the tensile strength is less than 10% by weight,
The modulus and abrasion resistance are insufficient, and when it exceeds 50% by weight, performances such as heat generation and impact resilience deteriorate. More preferably,
15 to 35% by weight. Further, the 1,2-vinyl bond in the butadiene portion is 50% or less, preferably 13 to 48%, and when the 1,2-vinyl bond in the butadiene portion exceeds 50%, the abrasion resistance decreases. If the 1,2-vinyl bond is reduced, the wet skid performance is deteriorated, and in either case, the excellent performance of the copolymer of the present invention cannot be obtained. More preferably, it is 15 to 45% by weight. The 1,2-vinyl bond is controlled by the amount of Lewis base which is a promoter component and the polymerization temperature.
本発明のスチレン−ブタジエン共重合体のランダム性の
尺度となるスチレンの連鎖分布は、共重合体の低温オゾ
ン分解物のゲルパーミエイションクロマトグラフィーに
よって分析される。この方法は田中らによって開発され
た方法であって、スチレンの連鎖分布はブタジエンの2
重結合を全てオゾン開裂して得た分解物のGPCによって
分析される。(Macromolecules,1983,16,1925)。The styrene chain distribution, which is a measure of the randomness of the styrene-butadiene copolymer of the present invention, is analyzed by gel permeation chromatography of the low temperature ozonolysis product of the copolymer. This method was developed by Tanaka et al., And the chain distribution of styrene is 2
All the heavy bonds are analyzed by GPC by decomposing products obtained by ozone cleavage. (Macromolecules, 1983,16,1925).
本発明のゴム状重合体は、この方法で分析された単離ス
チレンが全スチレンの40重量%以上であり、好ましくは
50重量%以上であり、長鎖ブロックスチレン、すなわち
スチレン単位の連鎖が8以上のスチレンが全スチレンの
5重量%以下であり、好ましくは2.5重量%以下であ
る。単離スチレンが40重量%未満であっても、長鎖ブロ
ックスチレンが5重量%を越える場合であっても本発明
のゴムの優れた特性である高い反撥弾性と低発熱性及び
高ウエットスキット抵抗性のバランスは低下し、好まし
くない。The rubber-like polymer of the present invention has 40% by weight or more of the total styrene content of isolated styrene analyzed by this method, preferably
The content of long-chain block styrene, that is, styrene having a chain of styrene units of 8 or more, is 50% by weight or more, and 5% by weight or less, preferably 2.5% by weight or less, based on the total styrene. Whether the isolated styrene is less than 40% by weight or the long-chain block styrene is more than 5% by weight, the rubber of the present invention has excellent properties such as high impact resilience, low heat buildup and high wet skit resistance. The balance of sex is lowered, which is not preferable.
本発明において、スチレンとブタジエンを共重合し、完
全ランダム−ゴム状リビング重合体を得る方法は特開昭
57−100112の方法又は特開昭59−140211の方法が好まし
い。In the present invention, a method of copolymerizing styrene and butadiene to obtain a completely random-rubbery living polymer is disclosed in JP-A-2006-29187.
The method of 57-100112 or the method of JP-A-59-140211 is preferable.
活性化合物との反応を行なう前のリビング重合体の、ム
ーニー粘度は3〜60程度の範囲が、最終的に得られる重
合体の加硫物性ないしは加工性の上から好ましい。特に
10〜50の範囲が好ましい。The Mooney viscosity of the living polymer before the reaction with the active compound is preferably in the range of about 3 to 60 from the viewpoint of vulcanization properties or processability of the finally obtained polymer. In particular
A range of 10-50 is preferred.
また、このリビング重合体の分子量分布は、最終重合体
の加硫物の反撥弾性ないし発熱性を重視する場合には比
較的狭いほうが好ましく、その範囲はMw/Mnが1.6以下好
ましくは1.4以下であり、最終重合体の加硫物の反撥弾
性ないしは発熱性と加工性のバランスを重視する場合に
は、その範囲は、Mw/Mnが1.6以上3以下好ましくは1.8
〜2.5である。Further, the molecular weight distribution of this living polymer is preferably relatively narrow when the impact resilience or exothermicity of the vulcanizate of the final polymer is important, and the range is Mw / Mn of 1.6 or less, preferably 1.4 or less. When the impact resilience of the vulcanized product of the final polymer or the balance between heat generation and processability is emphasized, the range is such that Mw / Mn is 1.6 or more and 3 or less, preferably 1.8 or less.
~ 2.5.
本発明のゴム状重合体は、上述の重合方法によって得ら
れたリビング活性末端を有する重合体に3官能性以上の
分岐剤と実質的に1官能性又は2官能性の特定の活性ス
ズ化合物とを反応させることにより、上記リビング重合
体の一部を分岐状重合体とすると共に残りの一部または
大部分を非分岐状のスズ付加重合体とすることによって
得られる。The rubber-like polymer of the present invention comprises a polymer having a living active terminal obtained by the above-mentioned polymerization method, a trifunctional or higher functional branching agent, and a monofunctional or difunctional specific active tin compound. Can be obtained by converting a part of the living polymer into a branched polymer and the remaining part or most of the living polymer into a non-branched tin addition polymer.
反応に使用される3官能性以上の分岐剤は1分子内に3
個以上のハロゲン−スズ結合、ハロゲン−珪素結合、ハ
ロゲン−ゲルマニウム結合、アルコキシ−スズ結合、ア
リール−スズ結合、ベンジル−スズ結合を含有する化合
物、ジカルボン酸ジエステル、3個以上のエポキシ基を
含有する化合物、3個以上のカルボニル基を含有する化
合物、3個以上のイソシアネート基を有する化合物など
が用いられる。これらの化合物のうち好ましくは、リビ
ングリチウム末端との反応速度が極めて速いハロゲン−
スズ結合、ハロゲン−珪素結合を分子内に3個以上含有
する化合物、ジカルボン酸ジエステル、3個以上のエポ
キシ基を含有する化合物などである。特に好適なのは1
分子内に3個以上のハロゲン−スズ結合、ハロゲン−珪
素結合を有する化合物である。The number of trifunctional or higher branching agents used in the reaction is 3 in one molecule.
Compounds containing three or more halogen-tin bonds, halogen-silicon bonds, halogen-germanium bonds, alkoxy-tin bonds, aryl-tin bonds, benzyl-tin bonds, dicarboxylic acid diesters, and three or more epoxy groups A compound, a compound containing three or more carbonyl groups, a compound containing three or more isocyanate groups, and the like are used. Of these compounds, halogen-containing compounds having a very fast reaction rate with a living lithium terminal are preferred.
Examples thereof include compounds containing 3 or more tin bonds and halogen-silicon bonds in the molecule, dicarboxylic acid diesters and compounds containing 3 or more epoxy groups. 1 is particularly suitable
It is a compound having three or more halogen-tin bonds or halogen-silicon bonds in the molecule.
具体的には、四塩化スズ、モノブチル三塩化スズ、四塩
化珪素、エチレンビストリクロルシラン、アジピン酸ジ
エチルなどが好適に用いられる。Specifically, tin tetrachloride, monobutyl tin trichloride, silicon tetrachloride, ethylenebistrichlorosilane, diethyl adipate, etc. are preferably used.
3官能性以上の分岐剤と反応して、分岐状に結合された
重合体は、ゴム状重合体を構成する分子の少なくとも10
重量%である。A polymer bonded in a branched form by reacting with a trifunctional or higher functional branching agent is at least 10% of the molecules constituting the rubber-like polymer.
% By weight.
3官能性以上の分岐剤でカップリングされた重合体分子
が10重量%未満では、コールドフローしやすく、加工性
が不十分であり、好ましくは15重量%以上更に好ましく
は20重量%以上である。If the amount of the polymer molecule coupled with a trifunctional or higher functional branching agent is less than 10% by weight, cold flow easily occurs and the processability is insufficient, preferably 15% by weight or more, more preferably 20% by weight or more. .
一方、3官能性以上の分岐剤でカップリングされた分岐
状重合体分子は50%未満である。本発明の高い反撥弾性
と低発熱性を得る為には、好ましくは40%未満である。On the other hand, less than 50% of branched polymer molecules are coupled with a trifunctional or higher functional branching agent. In order to obtain the high impact resilience and low heat buildup of the present invention, it is preferably less than 40%.
一方、本発明においてスズを結合した直鎖状重合体分子
を形成されるのに用いられる実質的に1官能性又は2官
能性の特定のスズ化合物は、一般式(R1)l(R2)mSn
(X)n[R1,R2はアルキル基、アリール基、ベンジル
基、アルコキシ基、Xはハロゲン原子を示し、l,mは0
又は1以上の整数、n=1又は2、l+m+n=4]で
示される化合物である。具体的化合物としては、トリメ
チルスズクロライド、トリブチルスズクロライド、トリ
オクチルスズクロライド、トリフェニルスズクロライ
ド、ジブチルスズジクロライド、ジオクチルスズジクロ
ライド、ジフェニルスズクロライド、フェニルトリブチ
ルスズ、メトキシトリブチルスズ、などがあげられる。On the other hand, the substantially monofunctional or difunctional specific tin compound used to form the linear polymer molecule having tin bound thereto in the present invention has the general formula (R 1 ) l (R 2 ) M Sn
(X) n [R 1 and R 2 are an alkyl group, an aryl group, a benzyl group, an alkoxy group, X is a halogen atom, and l and m are 0.
Or a compound represented by an integer of 1 or more, n = 1 or 2, l + m + n = 4]. Specific compounds include trimethyltin chloride, tributyltin chloride, trioctyltin chloride, triphenyltin chloride, dibutyltin dichloride, dioctyltin dichloride, diphenyltin chloride, phenyltributyltin, methoxytributyltin, and the like.
本発明におけるスズと結合した直鎖状重合体分子は、重
合体を構成する分子の少なくとも20重量%である。これ
らのスズ化合物が付加した直鎖状の重合体分子が20重量
%未満では、反撥弾性改良の効果が小さく、その量は少
なくとも30重量%が好ましい。The linear polymer molecule bound to tin in the present invention is at least 20% by weight of the molecule constituting the polymer. If the amount of the linear polymer molecule to which these tin compounds are added is less than 20% by weight, the effect of improving the impact resilience is small, and the amount is preferably at least 30% by weight.
そして、3官能性以上の分岐剤が活性スズ化合物の場合
は、3官能性以上の活性スズ化合物によってカップリン
グされた分子と実質的に1官能性又は2官能性の特定の
スズ化合物が付加した直鎖状の重合体分子の合計すなわ
ち活性スズ化合物と結合した重合体分子が重合体を構成
する分子の少なくとも30重量%であり、3官能性以上の
分岐剤が活性スズ化合物以外の化合物である場合は、実
質的に1官能性又は2官能性の特定のスズ化合物が付加
した直鎖状の重合体分子が重合体を構成する分子の少な
くとも30重量%であることが、最終的ゴム組成物の加工
性と、加硫物の反撥弾性ないしは耐発熱性とのバランス
の上で必要であり、少なくとも50重量%の重合体分子に
活性スズ化合物との処理がなされていることが好ましい
といえる。When the trifunctional or higher functional branching agent is an active tin compound, a monofunctional or bifunctional specific tin compound is substantially added to the molecule coupled by the trifunctional or higher functional tin compound. The total of the linear polymer molecules, that is, the polymer molecules bound to the active tin compound is at least 30% by weight of the molecules constituting the polymer, and the trifunctional or higher functional branching agent is a compound other than the active tin compound. In this case, the final rubber composition is such that the linear polymer molecule to which the specific monofunctional or difunctional tin compound is added is at least 30% by weight of the molecule constituting the polymer. It is necessary in terms of the balance between the processability and the impact resilience or heat resistance of the vulcanizate, and it can be said that at least 50% by weight of the polymer molecules are preferably treated with the active tin compound.
かかる活性化合物との反応は、前述の重合反応に引き続
いて行なわれ、反応温度は重合反応とほぼ同じ範囲内で
ある。The reaction with such an active compound is carried out subsequent to the above-mentioned polymerization reaction, and the reaction temperature is within the same range as the polymerization reaction.
リビング重合体とスズ−ハロゲン結合の反応は極めて速
く瞬時に反応し、アリール−スズ結合、アルコキシ−ス
ズ結合、ベンジル−スズ結合がそれよりやや遅い速度で
反応する。従って本発明の分岐状成分及び活性スズ化合
物が付加した直鎖状成分から成るゴム状重合体とするた
めに、リビング重合体との反応は、3官能性以上の分岐
剤と実質的に1官能性又は2官能性の特定のスズ化合物
とを同時に反応させてもよいが、好ましくは3官能性以
上の分岐剤を先に添加した後に、実質的に1官能性又は
2官能性の特定のスズ化合物を残存リビング重合体1モ
ルに対し0.5モル以上の量を反応させる。リビング重合
体と実質的に1官能性又は2官能性の特定のスズ化合物
のモル比がこの範囲から外れて、少いと分岐状重合体が
増加して、重合体のムーニー粘度が上昇して加工性が低
下するほか、反撥弾性、低発熱性などの性能が低下す
る。一方、スズ化合物を1モル以上反応させると未反応
で残る化合物が多くなってロスとなり、場合により、装
置の腐食等の問題が生じる。The reaction between the living polymer and the tin-halogen bond reacts very quickly and instantaneously, and the aryl-tin bond, the alkoxy-tin bond and the benzyl-tin bond react at a slightly slower rate. Therefore, in order to obtain a rubber-like polymer composed of the branched component of the present invention and the linear component to which the active tin compound is added, the reaction with the living polymer is substantially monofunctional with the trifunctional or higher functional branching agent. A specific or bifunctional tin compound may be reacted at the same time, but a trifunctional or higher functional branching agent is preferably added first, and then substantially monofunctional or difunctional specific tin compound is added. The compound is reacted in an amount of 0.5 mol or more based on 1 mol of the residual living polymer. When the molar ratio of the living polymer to the specific monofunctional or bifunctional tin compound is out of this range and the molar ratio is too small, the number of branched polymers increases and the Mooney viscosity of the polymer increases, resulting in processing. In addition to the decrease in heat resistance, the properties such as impact resilience and low heat build-up decrease. On the other hand, if the tin compound is reacted in an amount of 1 mol or more, the amount of unreacted compound remains, resulting in loss, which may cause problems such as corrosion of the apparatus.
以上の活性スズ化合物によって処理される量は、リビン
グ重合体と活性スズ化合物との反応がほぼ定量的である
ことから、活性リチウムと各々のスズ化合物の当量比に
よって制御することが可能である。しかし、重合開始時
に使用されるリチウム化合物の量に比べて、活性リチウ
ムの量は、重合系内に含まれる微量の不純物の影響によ
って少ないのが一般的であり、これらを考慮して、活性
スズ化合物の使用量は調節される。Since the reaction between the living polymer and the active tin compound is almost quantitative, the amount treated with the above active tin compound can be controlled by the equivalent ratio of active lithium and each tin compound. However, compared to the amount of lithium compound used at the start of polymerization, the amount of active lithium is generally small due to the influence of trace impurities contained in the polymerization system. The amount of compound used is adjusted.
3官能性以上の分岐剤によってカップリングされた重合
体分子の量、2官能スズ化合物によって直鎖状に結合さ
れた重合体分子の量、及び1官能スズ化合物が付加した
重合体又は無処理の重合体の量は、G.P.C(ゲル−パー
ミュエーション・クロマトグラフ)によってこれらを分
離することや、反応前後のG.P.Cのカーブを比較するこ
とによって求めることが可能である。Amount of polymer molecules coupled by a trifunctional or higher functional branching agent, amount of polymer molecules linearly linked by a bifunctional tin compound, and a polymer with or without a monofunctional tin compound added. The amount of the polymer can be determined by separating them by GPC (gel-permeation chromatograph) or comparing GPC curves before and after the reaction.
前記の如くして得られた本発明のゴム状重合体は、その
加工性および加硫物性の性能から、ムーニー粘度 は、25〜150の範囲である。ムーニー粘度が25未満で
は、得られる加硫物の引張強度ないし耐摩耗性が問題と
なり、ムーニー粘度が、150を超えると加工性が悪くな
る。ムーニー粘度は30〜100が好ましく、更に好適なの
は35〜80である。The rubbery polymer of the present invention obtained as described above has a Mooney viscosity due to its processability and vulcanization physical properties. Is in the range of 25 to 150. If the Mooney viscosity is less than 25, the resulting vulcanizate has a problem of tensile strength or abrasion resistance, and if the Mooney viscosity exceeds 150, the processability is poor. The Mooney viscosity is preferably 30 to 100, and more preferably 35 to 80.
また、本発明のゴム状重合体のG.P.Cによって測定され
た重量平均分子量(▲▼)と、数平均分子量(▲
▼)との比(▲▼/▲▼)は、前記の製造方
法によれば、1.3〜3.5の範囲となるのが一般的であり、
特に▲▼/▲▼が1.3〜2.0の範囲が、得られる
加硫ゴムの反撥弾性および発熱性の面から考えて好まし
く、反撥弾性および発熱性と加工性のバランスを重視す
る場合には▲▼/▲▼は2.0〜3.0の範囲が好ま
しい。The weight average molecular weight (▲ ▼) of the rubber-like polymer of the present invention measured by GPC and the number average molecular weight (▲ ▼)
The ratio (▲ ▼ / ▲ ▼) to ▼) is generally in the range of 1.3 to 3.5 according to the above manufacturing method,
In particular, it is preferable that ▲ ▼ / ▲ ▼ is in the range of 1.3 to 2.0 in view of impact resilience and exothermicity of the obtained vulcanized rubber, and when importance is attached to the balance between impact resilience and exothermicity and processability, / ▲ ▼ is preferably in the range of 2.0 to 3.0.
本発明のゴム状重合体は単独又は他のゴムとブレンドし
て用いられる。他のゴムとブレンドして用いられる場合
には、本発明のゴム状重合体は、原料ゴムに対し10重量
%以上用いられる。10重量%未満では本発明の組成物の
優れた特性である高い反撥弾性と低発熱性及び高ウエッ
トスキッド抵抗性のバランスが低下する。The rubber-like polymer of the present invention may be used alone or in a blend with another rubber. When blended with another rubber, the rubber-like polymer of the present invention is used in an amount of 10% by weight or more based on the raw rubber. If it is less than 10% by weight, the balance of high impact resilience, low heat buildup and high wet skid resistance, which are excellent properties of the composition of the present invention, is deteriorated.
本発明のゴム状重合体と共に用いられる他のゴムとして
は、天然ゴム、合成シスポリイソプレン、スチレン−ブ
タジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴムなど硫黄によ
って加硫される種々のジエン系ゴムが含まれる。本発明
のゴム状重合体は単独又は他のゴムとブレンドして、カ
ーボンブラック、加硫剤加硫促進剤及び有機カルボン酸
からなるタイヤトレッドに好適な組成物となる。Other rubbers that can be used with the rubbery polymer of the present invention include various rubbers such as natural rubber, synthetic cis-polyisoprene, styrene-butadiene copolymer rubber, and polybutadiene rubber which are vulcanized by sulfur. The rubber-like polymer of the present invention, alone or blended with another rubber, becomes a composition suitable for a tire tread composed of carbon black, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and an organic carboxylic acid.
本発明のゴム状重合体を用いた組成物を作成するのに用
いられるカーボンブラックの量は、好ましくはゴム100
重量部に対し、カーボンブラックが10〜100重量部用い
られる。10重量部未満では引長強度、耐磨耗性などが充
分でなく、逆に100重量部を超えるとゴム弾性の著しい
低下をもたらし好ましくない。更に好ましくは20〜80重
量部である。The amount of carbon black used to make the composition using the rubbery polymer of the present invention is preferably 100% rubber.
10 to 100 parts by weight of carbon black is used with respect to parts by weight. If it is less than 10 parts by weight, the tensile strength and abrasion resistance are not sufficient, and if it exceeds 100 parts by weight, the rubber elasticity is significantly lowered, which is not preferable. It is more preferably 20 to 80 parts by weight.
本発明のゴム状重合体を用いた組成物の作成において用
いられるカーボンブラックのヨウ素吸着量(IA)40mg/g
以上で且つジブチルフタレート吸油量(DBP)70ml/100g
以上のカーボンブラックが用いられる。この様なカーボ
ンブラックは小粒径、ハイストラクチャーのカーボンブ
ラックであって、これ以外のものでは、本発明の高引張
強度、高反撥弾性、耐磨耗性の高いバランスが得られな
い場合がある。好適にはIAが60mg/g以上でかつDBPが80m
l/100g以上のカーボンブラックである。これらのカーボ
ンブラックとしては、例えばHAF、ISAF、SAFと称される
ものがある。Iodine adsorption amount (IA) of carbon black used in preparing a composition using the rubber-like polymer of the present invention 40 mg / g
Above and oil absorption of dibutyl phthalate (DBP) 70ml / 100g
The above carbon black is used. Such a carbon black is a carbon black having a small particle size and a high structure, and in other cases, the high balance of high tensile strength, high impact resilience and abrasion resistance of the present invention may not be obtained. . IA is 60mg / g or more and DBP is 80m
It is carbon black of l / 100g or more. Examples of these carbon blacks include those called HAF, ISAF, and SAF.
本発明のゴム状重合体を用いた組成物の作成において、
原料ゴム100重量部に対し、加硫剤として硫黄が0.1〜5
重量部用いられる。In preparing a composition using the rubbery polymer of the present invention,
Sulfur is 0.1 to 5 as a vulcanizing agent for 100 parts by weight of the raw rubber.
Used in parts by weight.
硫黄が少ないと、引張強度、反撥弾性、耐磨耗性が不足
し、多すぎるとゴム弾性が低下する。好ましくは0.5〜
2.5重量部である。又、加硫促進剤としてスルフエンア
ミド系、グアニジン系、チウラム系等から選ばれた1種
又は2種以上を原料ゴム成分100重量部当たり0.05〜2
重量部用いることができる。When the amount of sulfur is small, tensile strength, impact resilience and abrasion resistance are insufficient, and when it is too large, rubber elasticity is reduced. Preferably 0.5 to
2.5 parts by weight. Further, as a vulcanization accelerator, one or more selected from sulfenamide-based, guanidine-based, thiuram-based and the like is used in an amount of 0.05 to 2 per 100 parts by weight of the raw rubber component.
Parts by weight can be used.
加硫ゴム組成物には加硫助剤又は加工助剤としてステア
リン酸を代表的なものとする有機カルボン酸が用いられ
るが、本発明のゴム状重合体においては、かかる有機カ
ルボン酸は、特に、ポリマーと結合したスズ化合物と反
応し、その反応生成物がゴム状重合体と補強性カーボン
ブラックの相互作用を増加させ、その結果として反撥弾
性、低発熱性、引張強度等の特徴が発揮される。In the vulcanized rubber composition, an organic carboxylic acid typified by stearic acid is used as a vulcanization aid or a processing aid. In the rubbery polymer of the present invention, such an organic carboxylic acid is particularly preferable. , Reacts with the tin compound bound to the polymer, and the reaction product increases the interaction between the rubbery polymer and the reinforcing carbon black, and as a result, features such as impact resilience, low heat buildup, and tensile strength are exhibited. It
有機カルボン酸は原料ゴム100重量部当たり0.5〜5重量
部使用される。The organic carboxylic acid is used in an amount of 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the raw rubber.
本発明のゴム状重合体を用いた組成物にはプロセス油と
して通常ゴム配合物として用いられているものが目的、
用途に合わせて用いられる。プロセス油はその化学構造
によってパラフイン系、ナフテン系及びアロマチック系
に分けられ引張強度、耐磨耗性を重視する用途ではアロ
マチック系が、反撥弾性、低温特性を重視する用途では
ナフテン系から更にパラフイン系までが好適に用いられ
る。その量は原料ゴム100重量部に対し5〜100重量部が
好適であり、5重量部未満では加工性が悪くカーボンブ
ラックの分散が悪くなるため、引張強度、伸び等の性能
が発現せず、一方100重量部を超えると引張強度、反撥
弾性、硬さの著しい低下をもたらし好ましくない。The composition using the rubbery polymer of the present invention is intended to be one that is usually used as a rubber compound as a process oil,
It is used according to the application. Process oils are divided into paraffinic, naphthenic and aromatic based on their chemical structure. Aromatics are used in applications where tensile strength and wear resistance are important, and naphthenes are used in applications where impact resilience and low temperature properties are important. A paraffin type is preferably used. The amount is preferably 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw rubber, and if it is less than 5 parts by weight, the workability is poor and the dispersion of carbon black is poor, so that the performance such as tensile strength and elongation is not expressed, On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, the tensile strength, impact resilience and hardness are significantly lowered, which is not preferable.
更に必要に応じて、通常のゴム組成物に使用されるゴム
用配合物は本発明のゴム組成物にもその使用目的に応じ
適当な量が使用される。Further, if necessary, the rubber composition used in a usual rubber composition is used in the rubber composition of the present invention in an appropriate amount depending on the purpose of use.
本発明の共重合ゴムの組成物は上述の各成分をゴム工業
用として公知の混合機、例えばオーブンロール、インタ
ーナルミキサー等を用い公知の種々の方法によって混練
することによって得られるものであり、加硫工程を経て
得られるゴム製品は従来から知られるゴム組成物から得
られるゴム製品に比して優れた性能を示す。中でも特に
高い反撥弾性、低発熱性、引張強度、ウエットスキッド
性を示す。従って、前述のごとくタイヤのトレッドに好
適であり、特に低燃費タイヤ、オールシーズンタイヤ、
高性能タイヤのキャップトレッド、アンダートレッド等
に使用され、そのほかに優れた性能を生かして、タイヤ
のサイドウォール、カーカス、クッションゴム等のタイ
ヤの部分や、防振ゴム、工業用品等の用途においても使
用可能であることは言うまでもない。The composition of the copolymer rubber of the present invention is obtained by kneading the above-mentioned components by a known mixer using a known mixer for the rubber industry, such as an oven roll and an internal mixer. The rubber product obtained through the vulcanization process exhibits excellent performance as compared with the rubber products obtained from conventionally known rubber compositions. Above all, it exhibits particularly high impact resilience, low heat build-up, tensile strength, and wet skid properties. Therefore, as described above, it is suitable for the tread of tires, particularly fuel-efficient tires, all-season tires,
It is used for cap treads and under treads of high-performance tires. In addition to its excellent performance, it is also used for tire parts such as tire sidewalls, carcasses, cushion rubbers, anti-vibration rubbers, industrial products, etc. It goes without saying that it can be used.
[実施例] 以下、実施例を示すが、これらは本発明をより具体的に
示すものであって、本発明の範囲を限定するものではな
い。[Examples] Examples will be shown below, but these show the present invention more specifically and do not limit the scope of the present invention.
実施例1及び比較例1 内容積10の撹拌機付反応機に、シクロヘキサン4598
g、精製1,3ブタジエン780g、精製スチレン162g、テトラ
ハイドロフラン38gを仕込み、温度を40℃に保持した
後、0.52gのnブチルリチウムを注入して重合を開始さ
せ、以後断熱的に重合温度を上昇せしめた。内温が75℃
になった時点から、138gのブタジエンと322gのシクロヘ
キサンの混合物を定量ポンプを用いて15分間にわたって
添加し、添加終了後1分後に0.185gの4塩化スズ(Liに
対し0.35当量)を添加し、更に1分後1.726gのトリフェ
ニルスズクロライド(Liに対し0.55モル)を添加し、20
分間反応させた後、重合体溶液に酸化防止剤として8gの
BHTを加えた後溶剤を加熱除去し、ポリマーを回収し
た。得られた重合体(資料A) はムーニー粘度 は55、スチレン含有量が15重量%、ブタジエン部分のミ
クロ構造は、1,4−トランス結合34%、1,4−シス結合23
%、1,2ビニール結合43%であった。又、Mw/Mn=1.60で
あり、GPCの曲線は2山であることを示していた。Example 1 and Comparative Example 1 Cyclohexane 4598 was placed in a reactor equipped with a stirrer with an internal volume of 10.
g, purified 1,3 butadiene 780 g, purified styrene 162 g, and tetrahydrofuran 38 g, the temperature was kept at 40 ° C., and then 0.52 g of n-butyl lithium was injected to start the polymerization, and thereafter the polymerization temperature was adiabatically changed. Was raised. Internal temperature is 75 ° C
Then, a mixture of 138 g of butadiene and 322 g of cyclohexane was added over 15 minutes using a metering pump, and 1 minute after the end of addition, 0.185 g of tin tetrachloride (0.35 equivalent to Li) was added, After 1 minute, 1.726 g of triphenyl tin chloride (0.55 mol with respect to Li) was added, and 20
After reacting for 8 minutes, the polymer solution was added with 8 g of antioxidant.
After adding BHT, the solvent was removed by heating and the polymer was recovered. The polymer obtained (Material A) has a Mooney viscosity. 55, the styrene content is 15% by weight, the microstructure of the butadiene part is 1,4-trans bonds 34%, 1,4-cis bonds 23
%, 1,2 vinyl bond was 43%. Also, Mw / Mn = 1.60, indicating that the GPC curve has two peaks.
尚、スチレン含有量およびブタジエン部分のミクロ構造
は、IRスペクトルを測定し、ハンプトンの方法で計算し
て求めた。Mw/MnはG.P.C(島津製作所、LC−5A、カラム
104,105,106,各1本、溶媒、テトラハイドロフラン、検
出器:示差屈折計)を使用し、ポリスチレンを標準物質
として較正曲線を使用する方法によって計算して求め
た。The styrene content and the microstructure of the butadiene portion were obtained by measuring the IR spectrum and calculating by the method of Hampton. Mw / Mn is GPC (Shimadzu Corporation, LC-5A, column
10 4 , 10 5 , 10 6 , 1 each, solvent, tetrahydrofuran, detector: differential refractometer) were used and calculated by a method using a calibration curve with polystyrene as a standard substance.
又、オゾン分解物のGPCより求めた単離スチレンは全ス
チレンに対して67重量%であり長鎖ブロックスチレンは
0.8重量%であった。In addition, the isolated styrene obtained from GPC of ozone decomposition products was 67% by weight based on the total styrene, and long-chain block styrene was
It was 0.8% by weight.
尚、4塩化スズを添加する直前の重合体のムーニー粘度
は22であり、Mw/Mn=1.10であった。The Mooney viscosity of the polymer immediately before the addition of tin tetrachloride was 22, and the Mw / Mn = 1.10.
さらに、試料Aを得たのと同様に、各種の方法を用い、
バッチ重合法によって表1に示す如く、本発明の範囲内
の重合体および比較のための重合体を得た。Further, as in the case of obtaining the sample A, various methods are used,
Polymers within the scope of the invention and polymers for comparison were obtained by batch polymerization as shown in Table 1.
分析値を表1に示す。The analytical values are shown in Table 1.
表1における略記 THF:テトラハイドロフラン phm:モノマー100重量部当りの重量部。Abbreviations in Table 1 THF: Tetrahydrofuran phm: parts by weight per 100 parts by weight of monomer.
コールドフロー性の評価は、直方体のゴムを、斜面上に
はり付け、室温で8hr後の状態を観察することによって
行なう。著しく変形したものは劣、変形がわずかなもの
は良とする。The cold flow property is evaluated by sticking a rectangular parallelepiped rubber on the slope and observing the state after 8 hours at room temperature. Those that are significantly deformed are inferior, and those that are slightly deformed are good.
尚、比較例1−3(試料F)はモノマーをすべて重合開
始時に反応器に仕込み、その後n−ブチルリチウムを注
入して重合を開始させたものであり、長鎖ブロックスチ
レンが多く本発明の範囲外である。In Comparative Example 1-3 (Sample F), all of the monomers were charged into the reactor at the start of polymerization, and then n-butyllithium was injected to initiate the polymerization. It is out of range.
実施例2及び比較例2 表2に示す配合No.1、表3の各種ゴム状重合体を原料ゴ
ムとして内容積1.7の試験用バンバリーミキサーを使
用して、ASTM−D−3403−75の標準配合混合手順の方法
Bによって、配合物を得、これらを加硫し、各物性を測
定した。測定は、以下に示す方法で行なった。 Example 2 and Comparative Example 2 A standard of ASTM-D-3403-75 was prepared by using various rubber-like polymers shown in Table 2 as raw rubbers and using a Banbury mixer for testing having an internal volume of 1.7. Compounds were obtained by the method B of the compounding and mixing procedure, these were vulcanized, and each physical property was measured. The measurement was performed by the method described below.
(1)硬さ、引張強度:JIS−K−6301に従った。(1) Hardness and tensile strength: In accordance with JIS-K-6301.
(2)反撥弾性:JIS−K−6301によるリュプケ法、但
し、70℃における反撥弾性は、試料を70℃オーブン中で
1時間予熱後、素早く取り出して測定。(2) Impact resilience: Lupke method according to JIS-K-6301, except that the impact resilience at 70 ° C is measured by preheating the sample in an oven at 70 ° C for 1 hour and then quickly taking it out.
(3)グッドリッチ発熱 グッドリッチフレンクソメーターを使用し、荷重48ポン
ド、変位0.225インチ、スタート50℃、回転数1800rpmの
条件で試験を行ない、20分後の上昇温度差を表わした。(3) Goodrich heat generation Using a Goodrich Frenxometer, a test was conducted under the conditions of a load of 48 lbs, a displacement of 0.225 inch, a start of 50 ° C and a rotation speed of 1800 rpm, and the difference in temperature rise after 20 minutes was expressed.
(4)ウエット・スキッド抵抗 スタンレー・ロンドンのポータブル・スキッドテスター
を使用し、路面としてセーフティ・ウォーク(3M製)を
使用して、ASTM−E−808−74の方法に従い測定した。S
BR1502の測定値を100とした指数で表示した。(4) Wet skid resistance A Skidley London portable skid tester was used, and a safety walk (3M) was used as the road surface, and the measurement was performed according to the method of ASTM-E-808-74. S
It was displayed as an index with the measured value of BR1502 as 100.
表3に示される結果より、以下の如く本発明のゴム状重
合体を使用したゴムの特徴が明らかである。From the results shown in Table 3, the characteristics of the rubber using the rubber-like polymer of the present invention are clear as follows.
実施例2−1(試料A)と比較例2−1(試料D)と比
較より、4官能性の化合物と1官能性の化合物とを併用
することにより、反撥弾性と発熱性が改良されている。
これに対し、比較例2−2(試料E)では、反撥弾性な
いし発熱性は良好であるものの、配合物ムーニー粘度が
高く加工性が劣り、コールドフロー性も悪く1官能性化
合物だけの場合の欠点が表われている。From the comparison between Example 2-1 (Sample A) and Comparative Example 2-1 (Sample D), the combined use of the tetrafunctional compound and the monofunctional compound improved the impact resilience and heat generation. There is.
On the other hand, in Comparative Example 2-2 (Sample E), although the impact resilience or exothermicity was good, the compound Mooney viscosity was high, the processability was poor, the cold flow property was poor, and only the monofunctional compound was used. It shows some drawbacks.
比較例2−3(試料F)は長鎖ブロックスチレンが多い
ため本発明の範囲外であり反撥弾性、発熱性が劣る。比
較例2−4(試料G)はポリブタジエンであり、本発明
の範囲外であって、引張強度が劣る。比較例2−5(試
料H)はスチレン含有量が本発明の範囲外であって、反
撥弾性、発熱性が劣る。Comparative Example 2-3 (Sample F) is out of the scope of the present invention because it has a large amount of long-chain block styrene, and is inferior in impact resilience and heat generation. Comparative Example 2-4 (Sample G) is polybutadiene, which is outside the scope of the present invention, and the tensile strength is poor. Comparative Example 2-5 (Sample H) has a styrene content outside the range of the present invention, and is inferior in impact resilience and heat generation.
他の実施例においても、本発明の効果が発揮され、反撥
弾性が高く、発熱性が低い。The effect of the present invention is exhibited in other examples as well, and the impact resilience is high and the exothermicity is low.
これら実施例の加硫ゴムは、ころがり抵抗の尺度とされ
る反撥弾性および発熱性と、ウエット・スキッド抵抗と
のバランスが良好であり、特にタイヤ用に好適であると
いえる。The vulcanized rubbers of these examples have a good balance between impact resilience and heat buildup, which are measures of rolling resistance, and wet skid resistance, and can be said to be particularly suitable for tires.
表−2 配合No.1 原料ゴム 100 重量部 アロマチックオイル*1 10 重量部 N−339カーボンブラック*2 50 重量部 ステアリン酸 2 重量部 亜鉛華 3.5重量部 促進剤CZ*3 1.3重量部 イオウ 2 重量部 *1 共同石油 X−140 *2 ヨウ素吸着量(IA)90mg/g ジブチルフタレート吸着量(DBP)119ml/100g *3 N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフ
ェンアミド 加硫条件:160℃×20分 実施例3及び比較例3 表−4に示す如く、試料AまたはDと他のゴムとをブレ
ンドしてゴム成分とし、表2の配合で組成物とし、実施
例2と同様にして物性を測定した。Table-2 Formulation No. 1 Raw rubber 100 parts by weight Aromatic oil * 1 10 parts by weight N-339 Carbon black * 2 50 parts by weight Stearic acid 2 parts by weight Zinc white 3.5 parts by weight Accelerator CZ * 3 1.3 parts by weight Sulfur 2 Parts by weight * 1 Kyodo Petroleum X-140 * 2 Iodine adsorption amount (IA) 90mg / g Dibutylphthalate adsorption amount (DBP) 119ml / 100g * 3 N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide Vulcanization condition: 160 ° C × 20 minutes Example 3 and Comparative Example 3 As shown in Table 4, sample A or D and another rubber were blended to form a rubber component, and a composition was prepared according to the formulation shown in Table 2. Physical properties were measured in the same manner as in Example 2. did.
表4の結果から明らかな如く、本発明の重合体は、他の
ゴムとのブレンドにおいても、加硫物の反撥弾性とウエ
ット・スキッド特性とのバランスにおいてすぐれてお
り、有用な加硫ゴムをもたらすものである。As is clear from the results in Table 4, the polymer of the present invention is excellent in the balance between the impact resilience of the vulcanizate and the wet skid characteristics even when blended with other rubbers, and is useful as a vulcanized rubber. To bring.
実施例4 内容積10の撹拌機、ジャケット付反応器を2基直列に
接続し、単量体として精製1,3−ブタジエン17.9g/min,
精製スチレン7.5g/min,溶媒としてn−ヘキサン109.3g/
min,触媒としてn−ブチルリチウムを全モノマーに対し
0.065phm,テトラメチルエチレンジアミンを0.030phmを
1期目のボトムからそれぞれ定量ポンプでフィードし、
更に1基目のリアクターの高さの2/3の位置から精製1,3
−ブタジエン4.6g/min及びn−ヘキサン10.7g/minをフ
ィードし、撹拌回転数250rpm,内温を105℃平均滞留時間
45分間となるようにして重合を行わせた。1基目の出口
でポリマーをサンプリングし、ムーニー粘度を測定し、 を得た。更に重合体溶液を2基目のボトムに連続的に導
入し、ボトムから4塩化ケイ素0.0065phm(Liに対し0.1
5当量)を連続的に添加し、更に2基目のリアクターの
高さの2/3の位置にトリフェニルスズクロライド0.293ph
m(Liに対し0.59当量)の溶液を連続的に添加し、反応
を行わせた。2基目の温度は100℃にコントロールされ
た。2基目を出たポリマー溶液に、連続的にBHT0.75phm
を添加し、溶媒を加熱除去して、ポリマーを回収した。
得られた重合体はムーニー粘度 スチレン含有量25重量%、ブタジエン部分のミクロ構造
は、1,4−トランス結合46%,1,4−シス結合32%,1,2−
ビニル結合22%であった。又Mw/Mnは2.2であり、GPCの
曲線は1山であることを示していた。又、オゾン分解物
のGPCより求めた単離スチレンは全スチレンに対して65
重量%であり、長鎖ブロックスチレンは0.2重量%であ
った。得られた重合体を実施例2と同様の方法で配合物
を得、これを加硫し、各物性を測定した。結果を表−5
に示す。Example 4 Two stirrers having an internal volume of 10 and reactors with jackets were connected in series, and purified 1,3-butadiene as a monomer 17.9 g / min,
Purified styrene 7.5g / min, n-hexane as solvent 109.3g /
min, n-butyllithium as catalyst for all monomers
0.065phm, 0.030phm of tetramethylethylenediamine are fed from the bottom of the 1st phase by a metering pump,
Purification from 2/3 of the height of the first reactor 1,3
-Butadiene 4.6 g / min and n-hexane 10.7 g / min were fed, stirring rotation speed 250 rpm, internal temperature 105 ° C average residence time
Polymerization was carried out for 45 minutes. Polymer is sampled at the first outlet, Mooney viscosity is measured, Got Further, the polymer solution was continuously introduced into the bottom of the second unit, and 0.0065 phm of silicon tetrachloride (0.1 to Li was added from the bottom).
(5 equivalents) were added continuously, and 0.293 ph of triphenyl tin chloride was added at a position 2/3 of the height of the second reactor.
A solution of m (0.59 equivalent to Li) was continuously added to carry out the reaction. The temperature of the second unit was controlled at 100 ° C. BHT0.75phm continuously to the polymer solution that came out of the second unit.
Was added, the solvent was removed by heating, and the polymer was recovered.
The polymer obtained has a Mooney viscosity. Styrene content 25% by weight, the microstructure of the butadiene part is 1,4-trans bond 46%, 1,4-cis bond 32%, 1,2-
The vinyl bond was 22%. The Mw / Mn was 2.2, indicating that the GPC curve had one peak. In addition, the isolated styrene obtained from GPC of ozone decomposition products was 65% of the total styrene.
%, And long-chain block styrene was 0.2% by weight. A compound was obtained from the obtained polymer in the same manner as in Example 2, and the compound was vulcanized to measure each physical property. The results are shown in Table-5.
Shown in.
比較例4−1 実施例4と同様に行った。ただしモノマーのフィードを
すべて1基目リアウターボトムより行ったのと、1基目
の撹拌回転数を1/10の25rpmとした。得られたポリマー
は長鎖ブロックスチレンが多い。結果を表−5に示す。Comparative Example 4-1 The same procedure as in Example 4 was performed. However, all of the monomers were fed from the first reouter bottom, and the stirring speed of the first set was set to 25 rpm, which was 1/10. The obtained polymer has many long-chain block styrenes. The results are shown in Table-5.
比較例4−2 実施例4と同様に行った。但し2基目のリアクターにお
けるトリフェニルスズクロライドの添加を行わなかっ
た。結果は表−5に示す。Comparative Example 4-2 The same procedure as in Example 4 was performed. However, the addition of triphenyltin chloride in the second reactor was not performed. The results are shown in Table-5.
表5の結果から明らかな如く、本発明の重合体は加硫物
の反撥弾性とウエットスキッドのバランスにおいて極め
て優れ、更に引張強度においても優れる。As is clear from the results in Table 5, the polymer of the present invention is extremely excellent in the balance of impact resilience and wet skid of the vulcanized product, and is also excellent in tensile strength.
〔発明の効果〕 本発明に係るゴム状重合体は、上記のように、コールド
フロー性、ロール加工性が改善され、加硫物はころがり
抵抗の尺度とされる反撥弾性および発熱性とウエット・
スキッド抵抗のバランスが良好であり、また、他のゴム
とのブレンドにおいてもこれらの良好な性質を示す。本
発明のゴム状重合体を使用した加硫ゴムは、殊にタイヤ
トレッドを中心とするタイヤ用途に好適であり、工業的
意義は大きい。 [Effects of the Invention] The rubber-like polymer according to the present invention has improved cold flow properties and roll processability as described above, and the vulcanized product has impact resilience and exothermic properties and wetness which are measures of rolling resistance.
It has a good balance of skid resistance and also exhibits these good properties in blends with other rubbers. The vulcanized rubber using the rubbery polymer of the present invention is particularly suitable for tire applications centering on tire treads and has great industrial significance.
Claims (1)
でブタジエンとスチレンを共重合し、 (1)結合スチレン含有量が10〜50重量%であり、ブタ
ジエン部の1,2−ビニル結合含有量が50%以下であり、
オゾン分解のGPCによって分析される単離スチレンが全
結合スチレンの40重量%以上、長鎖ブロックスチレンが
全結合スチレンの5重量%以下であり、 (2)重合体を構成する分子の10〜50重量%が3官能性
以上の分岐剤によって分岐状に結合され、 (3)重合体を構成する分子の少なくとも20重量%に一
般式(R1)l(R2)mSn(X)n〔式中R1R2はアルキル
基、アリール基、ベンジル基、アルコキシ基、Xはハロ
ゲン原子を示し、l、m、は0又は1以上の整数、nは
1又は2、l+m+n=4〕で示される活性スズ化合物
を付加し、且つ該構成分子は直鎖状に結合され、 (4) (2)又は(3)の処理がなされた分子のうち
活性スズ化合物と結合した分子が、重合体を構成する分
子の少なくとも30重量%であり、 (5)ムーニー粘度が25〜150 であるゴム状スチレンブタジエン共重合体を製造する方
法。1. Copolymerizing butadiene and styrene in a hydrocarbon solvent using an organolithium catalyst. (1) The bound styrene content is 10 to 50% by weight, and the butadiene portion contains 1,2-vinyl bonds. The amount is less than 50%,
The isolated styrene analyzed by GPC of ozonolysis is 40% by weight or more of the total bound styrene, and the long-chain block styrene is 5% by weight or less of the fully bound styrene. (2) 10 to 50 of the molecules constituting the polymer % By weight is branchedly bonded by a trifunctional or higher functional branching agent, and (3) at least 20% by weight of the molecule constituting the polymer has the general formula (R 1 ) l (R 2 ) m Sn (X) n [ In the formula, R 1 R 2 is an alkyl group, an aryl group, a benzyl group, an alkoxy group, X is a halogen atom, l and m are 0 or an integer of 1 or more, and n is 1 or 2, l + m + n = 4] The active tin compound is added and the constituent molecules are linearly bonded, and among the molecules subjected to the treatment of (4) (2) or (3), the molecule bonded to the active tin compound is a polymer. At least 30% by weight of the constituent molecules, (5) Mooney viscosity Process for preparing a rubbery styrene-butadiene copolymer is 25 to 150.
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JP29361385A JPH0755964B2 (en) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | Method for producing improved rubbery polymer |
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1985
- 1985-12-28 JP JP29361385A patent/JPH0755964B2/en not_active Expired - Fee Related
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