JPH0755998B2 - 油展ブタジエン系ブロック共重合体ゴム組成物 - Google Patents

油展ブタジエン系ブロック共重合体ゴム組成物

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JPH0755998B2
JPH0755998B2 JP60284610A JP28461085A JPH0755998B2 JP H0755998 B2 JPH0755998 B2 JP H0755998B2 JP 60284610 A JP60284610 A JP 60284610A JP 28461085 A JP28461085 A JP 28461085A JP H0755998 B2 JPH0755998 B2 JP H0755998B2
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昭夫 高嶋
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【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明は、ビステリシスロスが大きく破壊強度が優れ、
ヒステリシスロスの温度依存性が小さいタイヤトレッ
ド、防振ゴム工業用品用に好適な油展ブタジエン系共重
合体ゴム組成物に関する。
b. 従来の技術 近年、自動車、オートバイなどの交通手段、産業機械な
どの騒音や振動を防止するために、防振あるいは制振特
性の優れたゴム材料が要求されている。これら防振ある
いは制振材料は極めて過酷な条件下で使用されるので、
ヒステリシスロスが大きい上に破壊特性に優れた、いわ
ゆるタフな材料が要求されている。従来ヒステリシスロ
スの大きいゴム材料として、ブチルゴム、ハロゲン化ブ
チルゴム、高スチレン含量の乳化重合SBRなどが用いら
れてきた。
c. 発明が解決しようとする問題点 しかし前記ブチルゴムなどのヒステリシスロスの大きい
ゴム材料は、高シスポリイソプレンゴム、天然ゴム、高
シスポリブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジエン
ゴムなどの共役ジエン系ゴムとの共加硫性が劣り、破壊
強度も劣っている。またヒステリシスロスの20〜100℃
の範囲での温度依存性が大きい。
本発明は、他の共役ジエン系ゴムとの共加硫性に優れ、
ヒステリシスロスが大きくかつその温度依存性が小さ
い、破壊強度に優れた油展ブタジエン系共重合体ゴム組
成物を得ることを目的とする。
近年、タイヤのウエットスキッド特性、転がり摩擦抵抗
性の改良を図るべく、主として有機リチウム開始剤を用
いて得られるスチレン−ブタジエン共重合ゴムの研究が
活発に行なわれている。
本発明者らは、特願昭55−178226号、同55−186194号、
同55−186195号に示したように、結合スチレン含有率と
ビニル結合含有率の異なるランダム共重合体のブロック
からなるスチレンブタジエンブロック共重合体におい
て、各ブロック部の結合スチレン、ビニル結合含量を特
定の範囲に選ぶことにより、ウエットスキッド特性、転
がり摩擦抵抗特性が改良されることを見出し、さらに粘
弾性スペクトロメーターにて測定されるtanδの温度分
散パターンにおける主分散がブロード化されることを見
出した。本発明者らはこの知見を基に鋭意研究を重ねた
結果、本発明に到達した。
d. 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は、結合スチレン含量の異なる(共)
重合体ブロック(A)、共重合体ブロック(B)よりな
る油展ブタジエン系共重合体ゴム組成物であり、より詳
しくは、 (1) ブタジエンを単独重合、もしくはスチレンと共
重合して得られたスチレン結合含有量が15重量%以下の
(共)重合体ブロック(A)、およびブタジエとスチレ
ンを共重合して得られたスチレン結合含有量が20〜70重
量%のランダム共重合体ブロック(B)よりなるブロッ
ク共重合体であって、 (i)ブロック(A)とブロック(B)のそれぞれのブ
ロックを少なくとも10重量%以上含み、 (ii)該ブロック共重合体の全スチレン結合含有量が15
〜50重量%であり、 (iii)共重合体ブロック(B)は(共)重合体ブロッ
ク(A)より結合スチレン含有量が20重量%以上大き
く、 (iv)該ブロック共重合体の共役ジオレフィン部の平均
ビニル結合含有量が70%以下であり、 (v) 該ブロック共重合体がハロゲン化スズ化合物以
外の化合物で分岐された分岐状重合体を10重量%以上含
み、 該ブロック共重合体100重量部に対し、粘度比重恒数(2
5℃)が0.89〜1.10の芳香族系伸展油10〜100重量部を、
該ブロック共重合体の重合後、乾燥工程前の該ブロック
共重合体溶液に添加して油展した、ムーニー粘度(ML
1+4,100℃)が20〜100の油展ブタジエン系ブロック共重
合体ゴム組成物を提供するものである。
本発明の組成物の優れた諸物性は、異ったモノマー組
成、異ったガラス転移温度を有する二つの(共)重合体
ブロック(A)、(B)を、重合工程を通してブロック
化しして形成し、さらにその一部が分岐ポリマーとなっ
た油展ブロック共重合体を用いることにより得られる。
油展ランダム共重合体(A′)、油展ランダム共重合体
(B′)を単純にブレンドしても本発明の特性を得るこ
とができない。
本発明において、結合スチレン含有量は、(共)重合体
ブロック(A)が15重量%以下、共重合体ブロック
(B)が20〜70重量%、好ましくは25〜60重量%で、ブ
ロック共重合体の全結合スチレン含有量が15〜50重量
%、好ましくは20〜50重量%である。全結合スチレン含
有量が15重量%未満であるとヒステリシスロスが小さ
く、また50重合%を越えると破壊強力が劣る。
(共)重合体ブロック(A)の結合スチレン含有量が15
重量%を越えると、ヒステリシスロスの温度依存性が大
きくなり好ましくない。
共重合体ブロック(B)の結合スチレン含有量が20重量
%未満ではヒステリシスロスレベルが低く、また結合ス
チレン含有量が70重量%を越えると破壊強力が劣る。
また共重合体ブロック(B)は、(共)重合体ブロック
(A)より結合スチレン含有量が20重量%以上、好まし
くは30重量%以上大きい。20重量%未満ではヒステリシ
スロスが大きく、またヒステリシスロスの温度依存性が
小さい組成物を得ることができない。
また本発明の組成物は、(共)重合体ブロック(A)と
共重合体ブロック(B)のそれぞれのブロックを10重量
%以上、好ましくは20重量%以上含む。10重量%未満で
はヒステリシスロスが大きく、またヒステリシスロスの
温度依存性の小さなポリマーを得ることができない。
ブロック共重合体のブタジエン部の平均ビニル結合含有
量は、70%以下である。70%を越えると破壊強力が劣
る。下限は特に限定されないが、12%未満のものを工業
的に製造するのは困難である。
ビニル結合量は目的に応じて適当に変えることができ
る。各ブロック部のブタジエン部のビニル含有量は同一
であっても、異なっていてもよい。より好ましい例とし
ては、(共)重合体ブロック(A)がビニル含有量12〜
40%の低ビニルBR、低ビニルSBR、共重合体ブロック
(B)がビニル含有量40〜70%の中ビニルSBRなどがあ
る。
本発明のブロック共重合体は、分岐状重合体を少なくと
も10重量%含むことが好ましく、分岐状重合体は3分岐
状以上が好ましい。分岐状重合体の含有率は、ゲルパー
ミエーションクロマトグラム測定による分子量分布のパ
ターンより、以下の式で求められる。
本発明の分岐状ブロック共重合体は、次の種々の方法で
得られる。
工業的な製法としては、例えば、槽型または塔型の反応
器を用いて、バッチ方式、連続方式で重合を行なう方法
がある。
重合反応における重合開始剤として有機リチウム化合
物、ミクロ構造コントロール剤としてエーテルまたは第
3級アミン、重合溶媒としてn−ヘキサン、シクロヘキ
サン、n−ヘプタン、ベンゼンなどの炭化水素溶媒を用
いる。
次に重合終了後に多官能性カップリング剤を添加し、カ
ップリング反応を行なわせることにより分岐状ブロック
共重合体が得られる。また分岐状ブロック共重合体は、
重合に際し多官能性モノマーを共重合させることによっ
ても得ることができる。
多官能性カップリング剤は、有機リチウム開始剤のリチ
ウム1原子当量当り0.2〜2.0当量添加される。
多官能性カップリング剤としては、四塩化ケイ素、メチ
ル三塩化ケイ素、エポキシ化大豆油などのポリエポキシ
化合物、ポリメリックタイプのジフェニルメタンジイソ
シアナートなどのポリイソシアナート化合物、ポリアル
デヒド化合物、ポリケトン化合物、ポリエステル化合
物、ポリンアンハイドライド化合物、ポリイミン化合物
などの如く特公昭49−36957号に挙げられた化合物があ
る。
またカップリング剤としてSn化合物が知られているが、
四塩化スズ、メチル三塩化スズなどでカップリングした
ポリマーは、酸価の高い伸展油(たとえばアロマティッ
クオイル)で油展すると、カップリング部位の結合が切
断され、生ゴムの貯蔵安定性、加硫ゴム物性が劣り好ま
しくない。これに対し、ハロゲン化ケイ素等を用いた場
合は、酸価の高い伸展油であってもこのような現象が起
こらない。なお (RCOO)、SnR0〜1(R=C1〜C18のアルキル
基)マレイン化スズなどは酸化の高い伸展油で油展可能
である。
分岐状重合体は、本発明の組成物中に10重量%以上含ま
れる。10重量%未満では生ゴムのコールドフローが大き
く、また加硫後の破壊強力が劣り好ましくない。
本発明においては、上記ブタジエン系ブロック共重合体
をゴムと配合剤の混練時以前に予じめ伸展油で油展して
おくことが、大きな特徴の一つである。上記油展は、ブ
ロック共重合体を重合、カップリング反応後、ポリマー
セメントに伸展油を添加する方法が通常とられる。伸展
油の添加量は、ブロック共重合体100重量部あたり10〜1
00重量部、好ましくは20〜80重量部の範囲である。予じ
め油展することなくバンバリミキサーやロールなどで混
練りするときの他の配合剤とともに伸展油を添加して
も、本発明の目的を達成することはできず、破壊強力が
劣る結果になる。また伸展油の添加量が10重量部未満で
はヒステリシスロスが低く、本発明が目的とする特性を
得ることができない。
本発明に用いられる伸展油は、粘度比重恒数(25℃)が
0.89〜1.10の芳香族オイルである。粘度比重恒数が0.89
未満であると、ヒステリシスロスが小さくなり、本発明
が目的とする物性を得ることができない。
伸展油を添加して得られる油展ブロック共重合体組成物
のムーニー粘度(ML1+4,100℃)は20〜100である。ムー
ニー粘度が20未満では破壊強力が劣り、100を越えると
加工性が劣り、ヒステリシスロスが小さくなるため好ま
しくない。
本発明の油展ブロック共重合体組成物は、単独または天
然ゴム、高シスポリイソプレンゴム、乳化重合スチレン
−ブタジエンゴム、高シスポリブタジエンゴム、ハロゲ
ン化ブチルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンジ
エンゴムなどとブレンドして使用できる。
また本発明の油展ブロック共重合体組成物は、バンバリ
ーミキサーまたはロールで混練りする際に必要に応じて
通常使用される配合剤、例えばカーボンブラック、充填
剤、加硫促進剤、プロセスオイル、加硫剤を配合し、そ
のうち加硫してゴム製品とすることができる。
e. 実施例 以下に本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、
本発明はその主旨をこえない限り、本実施例に限定され
るものではない。なお、引張強力はJIS K 6301に準じて
求め、TB、EBで示した。またtanδはレオメトリックス
社のスペクトロメーターにて測定した。
実施例1〜8、比較例1〜15 表−1の重合処方により、重合溶媒としてシクロヘキサ
ンを用いて5オートクレーブにて重合を実施した。な
お結合スチレン含有量の多いブロック部を重合して形成
する場合、ブロックポリスチレンがポリマー鎖中に生成
しないようにモノマーを追添しながら重合を行なった。
二段目のブロック部を重合する際には、一段目のブロッ
ク部の重合転化率がほぼ100%に達したことを確認して
から重合を実施した。
重合が終了したのち、カップリング剤を添加した。カッ
プリング反応が終了したら、ジ−t−ブチルクレゾール
を0.7重量部添加し、そののち所定量の伸展油を溶液下
で加え、スチームストリッピング法にて脱溶し、熱ロー
ルにて乾燥した。得られたポリマーの特性を表−2に示
した。
次いで表−3の配合処方にて250℃プラストミルで混練
し、145℃−30分で加硫を行なった。
その物性評価結果を表−4に示した。
本発明の実施例は、高ヒステリシスロス(tanδ大き
い)でその温度依存性が小さく、また破壊強力が大き
い。
これに対し、比較例は前記三特性のバランスで劣ってい
る。
比較例13 Exp−2のポリマーを予め油展することなく、脱溶、乾
燥させたところ、ムーニー粘度が110となり、プラスト
ミル等での混粘りが困難となった。
そこで、ムーニー粘度を60とするために、n−ブチルリ
チウムの仕込量を0.30gとして実施した。すなわち、表
−1の重合処方として、伸展油を乾燥工程後の混練時に
添加したことを除いては、実施例1〜8、比較例1〜12
と同様にして重合を実施した。
乾燥工程後に得られたポリマーの特性を表−2に、加硫
後の物性評価を表−4に示す。
表−4から明らかなように、伸展油を後添加すると、予
め油展する場合と比べて破壊強力などの物性が劣る。
f. 発明の効果 本発明の油展ブタジエン系ブロック共重合体組成物は、
その良好な防振特性を活かしてタイヤトレッド、サイド
ウォールあるいは防振材、ベルト、ホース、クツ底など
の各種工業用品に用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高嶋 昭夫 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 森川 明彦 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 ▲榊▼原 満彦 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 濱田 達郎 東京都東村山市秋津町1−13―3 (72)発明者 藤巻 達雄 東京都東村山市富士見町3−2―3 (56)参考文献 特開 昭57−200439(JP,A) 特開 昭60−192739(JP,A) 特開 昭57−200413(JP,A) 特開 昭57−165445(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブタジエンを単独重合、もしくはスチレン
    と共重合して得られたスチレン結合含有量が15重量%以
    下の(共)重合体ブロック(A)、およびブタジエンと
    スチレンを共重合して得られたスチレン結合含有量が20
    〜70重量%のランダム共重合体ブロック(B)よりなる
    ブロック共重合体であって、 (i) (共)重合体ブロック(A)と共重合体ブロッ
    ク(B)のそれぞれのブロックを少なくとも10重量%以
    上含み、 (ii) 該ブロック共重合体の全スチレン結合含有量が
    15〜50重量%であり、 (iii) 共重合体ブロック(B)は(共)重合体ブロ
    ック(A)より結合スチレン含有量が20重量%以上大き
    く、 (iv) 該ブロック共重合体の共役ジオレフィン部の平
    均ビニル結合含有量が70%以下であり、 (v) 該ブロック共重合体がハロゲン化スズ化合物以
    外の化合物で分岐された分岐状重合体を10重量%以上含
    み、 (vi) 該ブロック共重合体100重量部に対し、粘度比
    重恒数(25℃)が0.89〜1.10の芳香族系伸展油10〜100
    重量部を、該ブロック共重合体の重合後、乾燥工程前の
    該ブロック共重合体溶液に添加して油展した、 (vii) ムーニー粘度(ML1+4,100℃)が20〜100の油
    展ブタジエン系ブロック共重合体ゴム組成物。
JP60284610A 1985-12-18 1985-12-18 油展ブタジエン系ブロック共重合体ゴム組成物 Expired - Lifetime JPH0755998B2 (ja)

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