JP2014129525A - 変性共役ジエン−ビニル芳香族炭化水素共重合体およびその重合方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多官能性ビニルベンゼン化合物を有機アルカリ金属化合物と反応させ、複数の活性部位を有する星状化合物を形成する。共役ジエンモノマー、ビニル芳香族炭化水素モノマー及び前記複数の活性部位を有する星状化合物を反応させ、共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体を形成する。前記共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体を下記式(1)で表される変性剤と反応させた、変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。
[R1はC2〜C4のアルキレン基;R2は少なくともC2〜C4のアルキレン基及びC1〜C3のアルコキシ基から成る有機基;mは5〜30の整数;nは5〜35の整数]
【選択図】なし
Description
……反応スキームI
[動的貯蔵弾性率の差(ΔE’)の測定]
ΔE’は、ペイン効果(Payne Effect)としても知られている。ゴムとシリカの相溶性は、ΔE’の値が小さくなるにつれて良くなる。粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント(TA Instruments)社製、型式DMA Q800)を用いて、ゴムの性質を測定する。測定モードを伸縮モードに設定し、測定周波数を20Hzとする。温度が60℃、変形量が0.5%〜10%の状態で、ゴムの動的貯蔵弾性率(E)を測定する。ΔE’は、変形量が0.5%の動的貯蔵弾性率から変形量が10%の動的貯蔵弾性率を差し引くことによって得られる。ΔE’の単位は、MPaである。
粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント(TA Instruments)社製、型式DMA Q800)を用いて性質を測定する。損失係数(Tanδ)を測定する時の温度上昇率を3℃/分に設定する。損失係数は、0℃と60℃の温度で測定する。0℃の損失係数(すなわち、Tanδ(0℃)は、凍結道路でのタイヤの性能のシミュレーションとみなすことができ、Tanδ(0℃)が高ければ高いほど、優れたゴムの濡れすべり抵抗を有する。60℃の損失係数(すなわち、Tanδ(60℃)は、高速時のタイヤの性能のシミュレーションとみなすことができ、Tanδ(60℃)が高ければ高いほど、優れたゴムの転がり抵抗を有する。
まず、370重量部のシクロヘキサンを溶媒として反応器に追加し、45℃の一定温度を維持する。次に、0.2重量部の2,2‐ジテトラヒドロフリルプロパン(DTHFP)を微細構造調節剤として反応器に追加する。そして、表1に示した量(単位は重量部であり、共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モノマーの総量を100重量部とする)で多官能性ビニルベンゼン化合物(66wt%のメタ‐ジビニルベンゼンおよび34wt%のパラ‐ジビニルベンゼンを含む)を追加する。10分間かき混ぜた後、0.06重量部のn‐ブチルリチウムを重合開始剤として反応器に追加する。そして、n‐ブチルリチウムを多官能性ビニルベンゼン化合物と反応させて、複数の活性部位を有する星状化合物を形成する。複数の活性部位を有する星状化合物の活性部位の数は、3.3である。ここで、微細構造調節剤と開始剤のモル比は、実質的に、約2:1である。
シリカ(ウルトラシルエボニック(ULTRASIL EVONIK)社製)
酸化防止剤(IX‐1076、チバ(CIBA)社製)
Si69(ビス‐(3‐トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、デガッサAG(Degu-ssa AG)社製)
酸化亜鉛(ZnO、HA社製)
N‐シクロヘキシル‐2‐ベンゾチアゾールスルフェンアミド(CBS、フレキシス(FLEXSYS)社製)
硫黄(トライアングル(Triangle Brand))
ステアリン酸(TPSA1865、C. V. Pacific Indochem社製)
老化防止剤(N‐(1,3‐ジメチルブチル)‐N’‐フェニル‐p‐フェニレンジアミン、6PPD、Chuang Yi化学社製)
カーボンブラック(ISAF‐HS N234,CSRC社製)
ジフェニルグアニジン(DPG、フレキシス(FLEXSYS)社製)
Claims (20)
- 多官能性ビニルベンゼン化合物を有機アルカリ金属化合物と反応させて、複数の活性部位を有する星状化合物を形成することと、
共役ジエンモノマー、ビニル芳香族炭化水素モノマーおよび前記複数の活性部位を有する星状化合物を反応させて、共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体を形成することと、そのうち、前記共役ジエンモノマーと前記ビニル芳香族炭化水素モノマーの重量比は2:1〜6:1であり、
前記共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体を下記式(1)で表される変性剤と反応させて、変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体を形成することとを含み、
(式(1)において、R1が、C2〜C4のアルキレン基であり;R2が、少なくともC2〜C4のアルキレン基およびC1〜C3のアルコキシ基からなる有機基を含み;mが、5〜30の整数であり;nが、5〜35の整数である)
前記共役ジエンモノマーと前記ビニル芳香族炭化水素モノマーの総量を100重量部とすると、前記多官能性ビニルベンゼン化合物の使用量が、0.01〜0.1重量部であり、前記有機アルカリ金属化合物の使用量が、0.001〜0.1重量部であり、前記変性剤の使用量が、0.01〜0.8重量部である変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体の重合方法。 - 共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モノマーの総量を100重量部とすると、多官能性ビニルベンゼン化合物の使用量が、0.02〜0.09重量部であり、有機アルカリ金属化合物の使用量が、0.005〜0.05重量部であり、変性剤の使用量が、0.03〜0.6重量部である請求項1に記載の重合方法。
- 共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モノマーの総量を100重量部とすると、多官能性ビニルベンゼン化合物の使用量が、0.03〜0.08重量部であり、有機アルカリ金属化合物の使用量が、0.01〜0.03重量部であり、変性剤の使用量が、0.03〜0.6重量部である請求項2に記載の重合方法。
- 複数の活性部位を有する星状化合物の活性部位の数が、2.0〜4.0である請求項1に記載の重合方法。
- 複数の活性部位を有する星状化合物の活性部位の数が、2.5〜4.0である請求項4に記載の重合方法。
- 複数の活性部位を有する星状化合物の活性部位の数が、3.0〜3.8である請求項5に記載の重合方法。
- 多官能性ビニルベンゼン化合物が、50wt%〜80wt%のメタ‐ジビニルベンゼンおよび20wt%〜50wt%のパラ‐ジビニルベンゼンを含む請求項1に記載の重合方法。
- 多官能性ビニルベンゼン化合物を有機アルカリ金属化合物と反応させて複数の活性部位を有する星状化合物を形成するステップの間に、微細構造調節剤を追加することをさらに含み、共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モノマーの総量を100重量部とすると、前記微細構造調節剤の使用量が、0.05〜0.5重量部である請求項1に記載の重合方法。
- 共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モノマーの総量に対し、共役ジエンモノマーが、74wt%〜84wt%を占め、ビニル芳香族炭化水素モノマーが、16wt%〜26wt%を占める請求項1に記載の重合方法。
- 前記式(1)において、R2が、少なくともC2〜C4のアルキレン基、(O‐C2H4)基、(O‐CH(CH3)CH2)基およびC1〜C3のアルコキシ基からなる有機基を含む請求項1に記載の重合方法。
- 前記式(1)において、R2が、‐(CH2)3‐(O‐C2H4)p‐(O‐CH(CH3)CH2)q‐OR3であり、R3が、水素またはC1〜C6のアルキル基であり;pおよびqのそれぞれが、2〜30の整数である請求項1に記載の重合方法。
- 多官能性ビニルベンゼン化合物を有機アルカリ金属化合物と反応させて、複数の活性部位を有する星状化合物を形成するステップと、
共役ジエンモノマー、ビニル芳香族炭化水素モノマーおよび前記複数の活性部位を有する星状化合物を反応させて、共役ジエン‐ビニル芳香族炭化水素共重合体を形成するステップと、そのうち、前記共役ジエンモノマーと前記ビニル芳香族炭化水素モノマーの重量比は2:1〜6:1であり、
前記共役ジエン‐ビニル芳香族炭化水素共重合体を下記式(1)で表される変性剤と反応させて、変性共役ジエン‐ビニル芳香族炭化水素共重合体を形成するステップとにより形成され、
(式(1)において、R1が、C2〜C4のアルキレン基であり;R2が、少なくともC2〜C4のアルキレン基およびC1〜C3のアルコキシ基からなる有機基を含み;mが、5〜30の整数であり;nが、5〜35の整数である)
前記共役ジエンモノマーと前記ビニル芳香族炭化水素モノマーの総量を100重量部とすると、前記多官能性ビニルベンゼン化合物の使用量が、0.01〜0.1重量部であり、前記有機アルカリ金属化合物の使用量が、0.001〜0.1重量部であり、前記変性剤の使用量が、0.01〜0.8重量部である変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。 - 共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モノマーの総量を100重量部とすると、多官能性ビニルベンゼン化合物の使用量が、0.02〜0.09重量部であり、有機アルカリ金属化合物の使用量が、0.005〜0.5重量部であり、変性剤の使用量が、0.03〜0.6重量部である請求項12に記載の変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。
- 共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モノマーの総量を100重量部とすると、多官能性ビニルベンゼン化合物の使用量が、0.03〜0.08重量部であり、有機アルカリ金属化合物の使用量が、0.01〜0.03重量部であり、変性剤の使用量が、0.03〜0.6重量部である請求項13に記載の変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。
- 複数の活性部位を有する星状化合物の活性部位の数が、2.0〜4.0である請求項12に記載の変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。
- 多官能性ビニルベンゼン化合物が、50wt%〜80wt%のメタ‐ジビニルベンゼンおよび20wt%〜50wt%のパラ‐ジビニルベンゼンを含む請求項12に記載の変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。
- 共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モノマーの総量に対し、共役ジエンモノマーが、74wt%〜84wt%を占め、ビニル芳香族炭化水素モノマーが、16wt%〜26wt%を占める請求項12に記載の変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。
- 前記式(1)において、R2が、少なくともC2〜C4のアルキレン基、(O‐C2‐H4)基、(O‐CH(CH3)CH2)基およびC1〜C3のアルコキシ基からなる有機基を含む請求項12に記載の変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。
- 前記式(1)において、R2が、‐(CH2)3‐(O‐C2H4)p‐(O‐CH(CH3)CH2)q‐OR3であり、R3が、水素またはC1〜C6のアルキル基であり;pおよびqのそれぞれが、2〜30の整数である請求項12に記載の変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体。
- 請求項12乃至19のいずれか1項に記載の前記変性共役ジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体を含むタイヤ部品。
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