JPH066639B2 - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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JPH066639B2
JPH066639B2 JP59108601A JP10860184A JPH066639B2 JP H066639 B2 JPH066639 B2 JP H066639B2 JP 59108601 A JP59108601 A JP 59108601A JP 10860184 A JP10860184 A JP 10860184A JP H066639 B2 JPH066639 B2 JP H066639B2
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JP
Japan
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rubber composition
diene
copolymer
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満彦 榊原
文雄 堤
昇 大嶋
吉久 藤永
達雄 藤巻
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Bridgestone Corp
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
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Bridgestone Corp
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は芳香族ビニル化合物とジエン系化合物よりなる
ランダム共重合体の水素添加重合体にかんする。
従来、水添重合体としては、たとえば特開昭56-30401,
同57-2344,同56-30404,同56-30447,同56-30455に水
添ポリブタジエンが開示されている。またスチレン−ブ
タジエン系ブロック共重合体の水添物も知られている。
しかし乍らこれら水添重合体は一般に耐老化性の面で改
良されているが、破壊強度、永久歪などの面で満足すべ
きものでなかった。
本発明の目的は耐老化性にすぐれ、良好な加工性、破壊
強度を有する芳香族ビニル化合物/ジエンランダム共重
合体の水添物を含有するゴム組成物を提供することにあ
る。
本発明に従って結合芳香族ビニル化合物の含有量が3〜
70重量%でありジエン部の側鎖の不飽和結合含有量が
12%以上90%以下であり分子量分布のパターンがバ
イモーダル又はトリモーダルである芳香族ビニル化合物
/ジエンランダム共重合体を、そのジエン部分の不飽和
結合の30%以上90%以下まで水素添加した共重合
体、および他のゴム成分からなるゴム組成物であって、
上記共重体を20重量%以上含有するゴム組成物が提供
される。
本発明に用いられる芳香族ビニル化合物/ジエン共重合
体はアニオン重合により有利に製造される。
芳香族ビニル化合物としてはスチレン、p−メチルスチ
レン、m−メチルスチレン、p−ターシャリーブチルス
チレン、α−メチルスチレン、クロロメチルスチレン、
ビニルトルエン等が挙げられる。
好ましい例としては、スチレン、p−メチルスチレン、
α−メチルスチレンがあげられる。
ジエン化合物としては、ブタジエン、イソプレン、ペン
タジエン、2,3−ジメチルブタジエン等が用いられ
る。
アニオン重合は通常の方法を用い既知の条件下で行なわ
れ、アルカリ金属やアルカリ土類金属を重合触媒として
用いることができる。とくに有機リチウム化合物触媒を
用いるリビング重合が好ましい。更に重合体中の高分子
量域として分岐状重合体を含有させるため(i)重合反応
後更にカップリング反応を行なわせるか、あるいは(ii)
重合にさいし多官能性モノマーを共重合反応として用い
ることができる。
カップリング反応を用いるカップリング剤としては、少
なくとも3官能基のハロゲン化物、エステル化合物、エ
ポキ化合物、アルデヒド、ケトン化合物、等があげられ
る。
具体的には、ハロゲン化物としては、CCl4、SiCl4、RSi
Cl3(ここでRは炭素数1〜20のアルキル基)、SnC
l4、GeCl4、CBr4、テトラクロルエタン、ヘキサクロロ
ブタジエン等の脂肪族ハロゲン化物、トリクロロベンゼ
ン、トリブロムベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、ヘキ
サブロムベンゼン等の炭香族ハロゲン化物、あるいは、
各種のハロゲン含有難燃剤が使用される。
エステル化合物としては、アジピン酸ジエステル、テレ
フタール酸エステル、イソフタール酸エステル、エチレ
ン炭酸エステル、プロピレン炭酸エステル等が用いられ
る。
エポキシ化合物としては、エポキシ化液状ポリブタジエ
ン、エポキシ化液状ポリイソプレン、エポキシ化大豆
油、エポキシ化亜麻仁油などが用いられる。
ポリイソシアネートとしては、ベンゼン-1,2,4-トリイ
ソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート
などがあげられる。
また上記(ii)の共重合成分として多官能性モノマとして
はたとえばジビニルベンゼンなどが用いられる。多官能
性モノマーの使用割合は全モノマー100重量部に対し
て0.02〜5重量部である。これをこえるとゲル化
し、これより少ないと分岐状重合体が得難い。
本発明においてバイモーダル又はトリモーダルはゲルパ
ーミエーションクロマトグラフ法(GPC)による分子量
分布が2個所又は3個所に山が見られるパターンを与え
ることを意味する。高分子量域がとくに、少なくとも3
官能性の分岐状重合体である場合、分子量分布が広がり
加工性の面でメリットが大きい。分岐状重合体の含有量
は、特に限定されないが、20重量%以上含有されてい
ることが加工性の点から好ましい。
次に水添重合体は上記の芳香族ビニル化合物/ジエンラ
ンダム共重合体の有機溶媒中溶液を水素加圧下で触媒の
存在下に水添反応を行わせて得られる。
反応温度は通常20〜150℃、圧力は特に規定しない
が、水素圧を高くした方が反応が速くて好ましい。水添
反応の時間は任意に選ぶことができる。水添反応用触媒
としては、パラジウム−カーボン、還元ニッケル、ロジ
ウム系等不均一系触媒:または、ナフテン酸ニッケル、
オクタン酸ニッケル等の有機ニッケル化合物あるいはナ
フテン酸コバルト、オクタン酸コバルト等の有機コバル
ト化合物とトリエチルアルミニウム、トリイソブチルア
ルミニウムなどの有機アルミニウム化合物もしくはn−
ブチルリチウム、sec-ブチルリチウムのような有機リチ
ウム化合物を組合せた均一触媒が使用できる。共触媒と
して、テトラハイドロフラン、エチレグリコールジメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等
のエーテル化合物を用いてもよい。
本発明の水添共重合体は結合芳香族ビニル化合物の含有
量が3−70重量%好ましくは5〜55重量%でジエン
部分の1,2もしくは3,4−ビニル構造で表わされる側鎖の
不飽和結合の含有量が12%以上90%以下好ましくは6
0%以上90%以下のポリモーダルなランダム共重合体
の水添生成物である。結合芳香族ビニル化合物の含有量
が3重量%未満では破壊強度が低く実用的でなく、一方
70重量%をこえるとゴム的性質がなくなり強度も低下
する外永久歪が大きくなる。
また側鎖の不飽和結合の含有量が12%未満の重合体を
得ることは工業的に困難であり、水添量合体に加工性及
び物性のバランスを付与するため更にヒステリシスロス
を大きくするため側鎖の不飽和結合量は60%以上が好
ましい。
本発明において水添は上記共重合体のジエン部分の不飽
和結合量の30%以上90%以下、好ましくは50〜9
0%の割合で行なわれる。この水添率が30%未満では
耐候性、耐熱性の改良効果が不十分でありできるだけ水
添率をあげることが好ましい。しかし乍ら用途によって
は加硫のため未水添部分を少なくとも10%残すことが
好ましい。
また水添重合体が高分子量域に分岐状重合体を含有する
場合、加工性が向上しまた耐老化性、破壊強度の外にヒ
ステリシスロスが大きくなり防振材用途には好適な素材
となる。これは分岐状重合体の導入により直鎖状重合体
と対比して同一分子量の場合、自由末端鎖がふえるため
ヒステリシスロスが大きくなると考えられる。
本発明の水添重合体は単独で、また他のゴム成分とブレ
ンドして用いることができる。かかるゴムとしては天然
ゴム、ポリイソプレンゴム、乳化重合スチレン/ブタジ
エンゴム、溶液重合スチレン/ブタジエンゴム、高ビニ
ルのポリブタジエン中、高ビニルの未水添SBR及び星型
重合体、ブタジエン/アクリルニトリルゴム、エチレン
−プロピレンあるいはエチレン−プロピレン−ジエン共
重合体、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなどが挙げ
られる。ブレンドの場合は水添ポリマーが20重量%未
満であれば耐候性、耐熱性、強度が十分に改良されな
い。
本発明の組成物は必要に応じて、ゴム工業で通常使用さ
れる配合剤たとえばカーボンブラック、伸展油、イオ
ウ、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤などを添加する
ことができる。
ゴム組成物の配合、加硫応報は特に制限はなく各成分を
ロール、バンバリーなどの混合機で充分に配合混合した
のち、加硫プレスなど通常の方法を用いて加硫すること
ができる。
本発明のゴム組成物はタイヤ材料をはじめ防振ゴムなど
各種工業用品に使用される。
以下実施例を用いて本発明を更に説明する。実施例にお
いて、水添率は次の如くして測定された100MHzのH′
-NMRの不飽和結合部のスペクトルの減少から算出する。
溶媒は四塩化炭素を用い15重量%の濃度で測定した。ま
た分岐状ポリマー量の測定はGPC(Waters社ゲルパーミ
エーションクロマトグラフ)の高分子部分のピーク面積
より算出した。カラムはSTYRAGEL10,10,10
,10(4フィート×4)を使用しキャリヤーとし
てテトラヒドロフランを用いた。ヒステリシスロスの指
標としてダンロップRbを用いた。この測定法はBS903に
よった。耐熱老化性はJISK6301により測定した。
実施例 5オートクレーブに脱気脱水したシクロヘキサンを2
000g、スチレンを100g、ブタジエンを400g
仕込んだ後、テトラヒドロフラン5g、n−ブチルリチ
ウム0.28gを加えて重合を行なった。重合温度が3
0〜80℃の昇温重合とした。転化率がほぼ100%と
なった後、SiCl4を0.16g加えた。その後2,6−
ジーターシャリーブチルカテコールを加えてスチームス
トリッピング法により脱溶媒し、120℃熱ロールにて
乾燥してサンプルAを得た。
同様の方法でモノマー組成、分岐剤種、テトラヒドロフ
ランの使用量を変えて表−1のサンプルB−Kの水添前
のポリマーを得た。
上記で得られた結合スチレン(%)、ブタジエン部のビニ
ル含量(%)、分岐剤種の異なる各種ポリマーを3オー
トクレーブに仕込み、15%トルエン溶液とした。系内
を窒素で置換したのち、あらかじめ、別容器で調製した
ナフテン酸ニッケル:n−ブチルリチウム:テトラヒド
ロフラン=1:8:20(モル比)の触媒液をポリマー1
000モルに対しニッケル1モルとなるように仕込ん
だ。その後、反応系内に水素を導入し、60℃で反応し
た。所望量の水添後、系内の水素を窒素で追い出し5ml
のアルコールにとかした2−6−ジーターシャリーブチ
ルハラクレゾールを添加し、反応をとめ、常法により脱
溶媒後110℃のロールで乾燥してサンプルA〜Kを得
た。
結果を表−1にまとめた。表−2の配合処方により混練
りし、160℃−20分の条件で加硫を行なった。加工
性、物性の結果を表−3,表−4に示した。本発明のポ
リマーは加工性、物性のバランスに優れている。比較例
−1,2及び3は破壊強度あるいは加工性に於いて実施
例に劣る。比較例−4は耐熱老化性に劣る。更には実施
例2に比べてヒステリシスロスが劣る。他のジエン系ゴ
ムとのブレンドに於いても同様の結果が得られている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶋 昇 東京都中央区築地2丁目11番24号 日本合 成ゴム株式会社内 (72)発明者 藤永 吉久 東京都中央区築地2丁目11番24号 日本合 成ゴム株式会社内 (72)発明者 藤巻 達雄 東京都東村山市富士見町3−2―3 新武 蔵野スカイハイツ613号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結合芳香族ビニル化合物の含有量が3〜7
    0重量%でありジエン部の側鎖の不飽和結合含有量が1
    2%以上90%以下であり分子量分布のパターンがバイ
    モーダル又はトリモーダルである芳香族ビニル化合物/
    ジエンランダム共重合体を、そのジエン部分の不飽和結
    合の30%以上90%以下まで水素添加した共重合体、
    および他のゴム成分からなるゴム組成物であって、上記
    共共重合体を20重量%以上含有するゴム組成物。
  2. 【請求項2】上記芳香族ビニル化合物/ジエンランダム
    共重合体中の高分子量域が生成重合体が3官能基以上の
    カップリング剤と反応させて得られた分岐状重合体であ
    る特許請求の範囲第1項記載のゴム組成物。
  3. 【請求項3】該ランダム共重合体のジエン部の側鎖の不
    飽和結合含有量が60%以上90%以下、結合芳香族化
    合物含有量が5〜55重量%である特許請求の範囲第1
    項記載のゴム組成物。
  4. 【請求項4】上記水素添加した共重合体の水添率が50
    〜90%である特許請求の範囲第1項記載のゴム組成
    物。
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