JPS61225229A - 変性ゴム組成物 - Google Patents

変性ゴム組成物

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JPS61225229A
JPS61225229A JP6598485A JP6598485A JPS61225229A JP S61225229 A JPS61225229 A JP S61225229A JP 6598485 A JP6598485 A JP 6598485A JP 6598485 A JP6598485 A JP 6598485A JP S61225229 A JPS61225229 A JP S61225229A
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rubber
polyisoprene
lewis acid
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JP6598485A
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Shizuo Kitahara
静夫 北原
Fujito Nakakawaji
藤人 中川路
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はルイス酸変性ポリイソプレンゴムとカルボキシ
ル基含有ブタジェン系ゴムとを混合することにより、そ
のカーボン配合未加硫物におけるグリーン強度と加硫物
における反撥弾性率、耐摩耗性をともに改良させる発明
に関するものである。
(従来の技術) 従来、グリーン強度の改良されたゴム組成物を得る目的
でゴムとしてカルざキシル基の導入されたゴム、例えば
、無水マレイン酸やテレフタロヒドロキサミルクロリド
酸の様なヒドロキサミルクロリド酸を反応させる方法(
特公昭48−10635)が知られている。又、反撥弾
性の改良されたゴム組成物を得る目的で、ポリイソプレ
ンゴムを5nC1aのようなルイス酸で処理する反応が
知られている。
しかしながらこれらの変性反応ではグリーン強度、反撥
弾性、耐摩耗性をバランスよくともに改良させることは
できず、特にタイヤ材料の要求性能を満たす上では不充
分であった。
(発明が解決しようとする問題点) そこで本発明者は、グリーン強度、引張応力、反撥弾性
率および耐摩耗性の優れたコ9ム材料を開発すべく、種
々検討を重ねた結果、ルイス酸変性Iリイソプレンゴム
とカルがキシル基含有ブタジェン系ゴムとを混合するこ
とにより、所期の目的が達成されることを見い出し本発
明に到達した。
(問題点を解決する九めの手段) すなわち本発明は、ルイス酸で変性したポリイソプレン
ゴム及びカルボキシル基含有ブタジェン系ゴムを含有し
てなることを特徴とする変性ゴム組成物を提供するもの
である。
本発明におけるルイス酸で変性し九ポリイソデレンコ9
ムは、ポリインプレンゴムを有機溶剤に溶かした溶液も
しくは重合終了後のポリイソプレンゴムセメントをルイ
ス酸で処理することによシ得られる。
ここで原料として用いられるポリイソプレンゴムとして
は、チーグラー型触媒またはリチウム系触媒などによっ
て重合された、シス1.4結合の割合が90チ以上のポ
リイソプレンが望ましい◎溶剤としては、ベンゼン、ト
ルエン等の芳香族系溶剤、ブタン、ヘキサン等のノ4ラ
フイン系溶剤、シクロヘキサン等のシクロパラフィン系
溶剤、り・ ロロホルム、二塩化エチレン等の710グ
ン化炭化水素系溶剤など任意のものを単独であるいは混
合して用いることが出来る。但し、アルコール類、ケト
ン類、エーテル類など、ルイス酸に対して活性を有する
溶剤は使用量が制限される。ゴムの濃度は溶液中1〜3
0重量%の範囲で適宜決定される。また溶液中の水分は
、通常400 ppm以下であることが望ましい。
本発明におけるルイス酸は一般に知られているものが使
用可能であって、その代表例は金属又は半金属のハロゲ
ン化物、例えばBe、 L Az、 s+。
P、 So Tl、 V、 Fe、 Zn、 Gas 
Gem As、 Se、 Zr* Nb。
Mo、 CcL Snt Sb+ T@、 Ta、 W
、 Hg、 Bl、 Uなどの元素又はPO9SeO−
5O0SO2−VOなとの酸素−元素結合体のハロゲン
化物もしくは有機ハロゲン化物又はこれらの錯体なとで
ある。更に具体的には、BF3. (CH,)2BP、
 AtC1,、AtBr、e (c2u5)Azcz2
゜POCl、; TiCl2. VCl4. MoC1
6,(CH,)SnCt、、 T@Br4など、特に好
ましくは、BF30(C2H5)2.5nC14゜5b
Cj  wct8nBr41BCIs、TeC2aなど
が挙げら5膠     6− れる。
変性に必要なルイス酸の量は、溶剤の種類や溶液中の水
分その他の共存物質の影響を大きく受けるので、一般に
規定できないが、通常ゴム100重量部に対し001〜
5重量部である。なお、トリクロル酢酸、トリブロモ酢
酸、水やメチルアルコールのような活性水素を有する化
合物や、t−ブチルクロライドやベンジルクロライドの
ようなハロゲン化物等を適当量共存させることにより、
ルイス酸の量を大幅に減することが可能である。ルイス
酸で処理する際の反応温度は特に限定されるものではな
く、通常は一20℃〜100℃、好ましくは10℃〜6
0℃である。反応時間も特に限定されるものではなく、
通常2分〜10時間で適宜設定される。ポリイソプレン
ゴムの溶液にルイス酸を添加して、攪拌下所定の時間処
理を行った後、多量のアルコールあるいは熱水1等を加
えることにより、反応を停止させるとともにゴムを凝固
させ、次いで洗浄及び乾燥を行うことによって変性ゴム
が得られる。
以上のルイス酸による変性条件は変性を行り前のポリイ
ソプレンゴムに比較してガラス転移温度が0.3℃〜2
.7℃上昇し、かつウオー、レス可塑度が2〜35ポイ
ント上昇する様に選択することが望ましい。ガラス転移
温度の上昇あるいはウオーレス可塑度の上昇が上記範囲
より低いときは、反撥弾性及び発熱性の改良は不十分で
あり、また上記範囲より高いときはむしろ反撥弾性率の
低下、発熱の増大という性能の悪化をきたす。またルイ
ス酸による変性条件は、rルの発生ができるだけ少ない
様に選択することが望ましい。未変性ポリイソプレンが
ムに比べて、グル量が大幅に(例えば101以上)増加
する場合は、加工性の悪化などをきたす。
本発明におけるカルがキシル基含有ブタジェン系ゴムと
はブタジェン系ゴムを有機溶剤に溶かした溶液中でも、
又は溶剤の不存在下にゴム混線機中でカルざキシル基を
導入させることによシ得られたゴムである。
ここでブタジェン系がムとしては、ポリブタジェンゴム
、スチレンブタジェン共重合ゴム、ブタジェン−ピペリ
レン共重合がム、ブタジェン−アクリロニトリル共重合
ゴム、ブタジェン−イソプレン−アクリロニトリル共重
合ゴムなどが挙げられる。これらはもちろん二種以上併
用することも可能である。これらのブタジェン系ゴムは
用途に応じて適宜選択されるが、タイヤ用としてはポリ
ブタジェンゴム(以下BRということがある)又はスチ
レン−ブタジェン共重合ゴム(以下SBRということが
ある)がもつとも代表的であり、かつ効果も顕著に発揮
される。BRとしては、例えば、チーグラー型触媒又は
有機アルカリ金属触媒等の通常の触媒を用いて溶液重合
により調製された、ビニル結合量が0〜98%、)ラン
ス1.4結合量がO〜95チのものが挙げられる。また
、SBRとしては、例えば、通常の乳化重合又は溶液重
合などにより調製された、スチレン結合量が5〜40重
量%、ブタジェン部分のビニル結合量が0〜98、チの
ものが挙げられる。
カルボキシル基導入反応方法は特に制限されるものでは
ないが、その具体例としては、熱もしくは過酸化物存在
下での無水マレイン酸付加反応(CA’79(2)66
43Z )、テL/ 7 夕k ヒ)F Clキサミル
クロリド酸などのヒドロキサミルクロリド酸を反応させ
る方法(特開昭48−10635)、3−カルボキシル
フェニルマレインイミドの付加反応(KauchRsz
lna 19748−10 Chavchich、 T
 5tal )、金属カルボニル存在下で一酸化炭素と
反応させカルボキシル基を導入させる方法(CA’77
 (12) 76298P )、4−カル?キシル−7
エニルー1.2.4−トリアゾリン−3,5−ジオンを
用いカルボキシル基導入反応(特開昭49−86477
)などが挙げられる。
カルボキシル基導入反応に用いる溶剤や反応条件(温度
、圧力1時間)は、一般には上記のルイス酸による変性
反応におけると同様の範囲から選択されるが、より具体
的には、反応方法に応じて上記の文献や特許に記され念
条件を採用すればよい。
カルボキシル基の導入反応に用いる上記のような変性剤
の使用量は特に制限されないが、通常ゴム100重量部
当た。り 0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜
10重量部である。
ルイス酸変性ポリイソプレンゴムとカルボキシル基含有
ブタジェン系コ0ムとの混合割合は、目的に応じて前者
1〜99重量係、後者99〜1重量%の範囲から適宜選
択される。タイヤ用としては前者50〜95重量%、後
者50〜5重量%が好ましい。
本発明におけるゴムの混合方法は特に制限されないが、
通常は変性反応後のポリマー溶液を攪拌機を用いて混合
するか、あるいは各種コ9ム混練機を用いて混合する方
法が用いられる。
また、特にカーゴンプラ、り及び各種プロセスオイルを
変性ポリイソプレンゴム及びカルゲキシル基含有ブタジ
ェン系ゴムの両方あるいはいずれか一方とあらかじめ混
合してカーゲンマスターパッチ、オイルマスターパッチ
とし次後ゴム同士を混合することもできる。
(発明の効果) 本発明のゴム組成物を加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、
補強剤及び軟化剤などの通常のゴム用配合剤並びに所望
により他の通常のゴムと混合して得られる未加硫配合物
は優れたグリーン強度を示すため成形加工が極めて良好
であり、また、この加硫物は強度特性、耐疲労性、反撥
弾性、耐摩耗性等が優れる九め、一般の用途はもちろん
のこと、これらの特性の要求される用途、例えば、乗用
車タイヤや、トラ、り、パス用大型タイヤのカーカス、
トレッド、サイドウオール、ビードフィラー、インナー
ライナー、各種防振ゴム、工業用ベルト、ホースなどの
用途に好適である。なお、本発明のゴム組成物をラテッ
クス状態として、通常のラテ、クスの用途に使用するこ
とも可能である。
(実施例) 次に本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、各側におけるゴムの分析方法、ゴムの未加硫配合
物及び加硫物の調製方法並びにそれらの物性試験方法は
下記の通りである。
〔ガラス転移温度〕
第二精工金製高感度示差走査熱量計(DSC)SSC−
560を用い、測定曲線の変曲点より求めた。
〔プムウオーレス可塑度〕
ウオーレスのラビッドブラストメーターにより100℃
で測定し友。
〔カルがキシル基のゴムへの導入量〕
がム中の低分子成分を精製除去した後、中和滴定法(ナ
トリウムメチラート/塩酸による逆滴定法)により測定
した。
〔ゴム未加硫配合物の調製〕
変性ゴムを、下記の配合処方中硫黄および加硫促進剤を
除いた各種配合剤とともに小型バンバリーミキサ−中で
混線混合し、得られた混合物に硫黄と加硫促進剤を小型
ロール上で添加、混練してゴム未加硫配合物を調製した
配合処方(重量部) シスポリイソプレンゴム    100   −   
 −シスポリテタジエンゴム          10
0   −ビニルポリブタジェンゴム      −−
100HAFカーボン      50  50  5
0芳香族系油        5  5  5酸化亜鉛
     5 3 ゛3 ステアリン酸           2   2   
2硫   黄             2.5   
 1.5    1.0(加硫促進剤) N−イソプロピル−N′−フェニル− p−7エニレンノアミン         1.0  
  1.0    1.0〔グリーン強度〕 ゴム未加硫配合物を100℃で5分間プレス成型するこ
とにより2鱈厚の未加硫がムシートとし、ダンベル状の
JIS 3号試験片を打抜き、25℃、500m/ml
nの引張速度で引張試験を行ったときの伸び500チに
おける引張応力の値。
〔引張試験〕
がム未加硫配合物を145℃(ビニルポリブタジエンコ
9ム配合物は160℃)で所定時間プレス加硫して、2
露厚シートとし、JIS −K 6301に規定された
ダンベル状3号試験片を打抜き、25℃で500mm/
mlnの引張速度で行った。
〔反撥弾性率〕
がム未加硫配合物を145℃(ビニルポリブタジェンが
ム配合物は160℃)で所定時間加熱して得られた加硫
物についてダンロ、プトリグンメーターを用い、25℃
で測定した。
〔ピコ摩耗〕
ASTM D−2228に従ってグツトリ、チ式ピコ摩
耗試験機を用いて測定した。
実施例1 ポリイソゾレンプム(シス1.4結合g8%)160I
iを4!の脱水ベンゼンに溶解し、ガラス・製置閉容器
(七パラプルフラスコ)内で攪拌しながら窒素雰囲気下
で25℃で第1表記載のルイス酸及び共触媒を各々ベン
ゼン溶液として添加し第1表に示す条件で反応させた後
、100+dのメタノールを加えて反応を停止させた。
得られたゴム溶液をA、B・とする。
一方、ポリブタジェンゴム(シス1.4結合98%)1
60.51を4!のベンゼンに溶解し、ガラス製密閉容
器(七)ぐラブルフラスコ)内で攪拌しながら窒素雰囲
気下60℃で第2表記載の化合物を各々メタノール溶液
として添加し3時間反応させた後、36%HC120−
を溶解したメタノール200−を加えて反応を停止させ
た。得られたカルメキシル基導入ポリブタジェンゴム溶
液をC。
Dとする・ ポリイソプレンゴム溶液A、Bとカルボキシル基導入ポ
リブタジェンゴム溶液C,Dを第3表に示す割合となる
よう混合し友後、反応液を41のメチルアルコール中に
注ぎ、がムを完全に凝固させるとともに、凝固物を細片
として洗浄し次。ついで、約2.9の老化防止剤(2,
6−ジ−ターシャリ−ブチル−4−メチルフェノール)
を含むメチルアルコール3J中に凝固物細片を浸せきし
、洗浄した後、真空乾燥器で一昼夜乾燥することによっ
て、ゴム組成物を得た。
なお、比較のため未変性ポリイソプレンゴムの上記と同
じベンゼン溶液又はこれと未変性ポリブタジェンコ9ム
の上記と同じベンゼン溶液もしくはゴム溶液Cとの混合
溶液を上記と同様に処理してゴム組成物を得九。
次に各コ9ム組成物を用いて未加硫配合物及び加硫物を
調製し、その物性を測定した。結果を第3表に示す〇 実施例2 Iリイソプレンゴム(シス1.4結合98%)1601
f:4Jの脱水ベンゼンに溶解し、ガラス製密閉容器(
セ/4’ラブルフラスコ)内で攪拌しながら、窒素雰囲
気下で25℃で第4表に記載量のルイス酸及び共触媒を
各々ベンゼン溶液として添加し60分反応させた後、1
00−のメタノールを加えて反応を停止した。得られた
コ0ム溶液を8!のメタノール中に注いでコ9ムを凝固
し、凝固物を細片として洗浄し次。ついで2Iの老化防
止剤(2,6−ジ−ターシャリ−ブチル−4−メチルフ
ェノール)を含むメタノール3J中に凝固物細片を浸せ
きし、洗浄した後真空乾燥機で一昼夜乾燥することによ
って試料E、Fを得た。
一方、Iリブタジエンコ0ム(ビニル結合70係)16
01を4jのトルエンに溶解しガラス製密閉容器(七パ
ラプルフラスコ)内で攪拌しながら、窒素雰囲気下にて
第5表記載の反応条件下で反応させた後、反応液を2.
6−ジターシャリ−ブチル−4−メチルフェノール1%
のメタノール溶液3!中に注ぎ、ゴムを完全に凝固させ
るとともに凝固物を細片として洗浄した。その後真空乾
燥機で一昼夜乾燥することによって試料G、Hを得た。
得られた試料E−Hを第6表のような処方で小型ゴム混
線機で混合し、実施例1と同様にして比較例と共に物性
を評価した。
第3表、第6表より本発明例の試料はグリーン強度、反
撥弾性率、ピコ摩耗量のバランスが比較例の試料に比べ
て格段に優れていることが判る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ルイス酸で変性したポリイソプレンゴム及びカルボキシ
    ル基含有ブタジエン系ゴムを含有してなることを特徴と
    する変性ゴム組成物。
JP60065984A 1985-03-29 1985-03-29 変性ゴム組成物 Expired - Lifetime JPH0629337B2 (ja)

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JPH0629337B2 JPH0629337B2 (ja) 1994-04-20

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS646039A (en) * 1987-06-29 1989-01-10 Nippon Zeon Co Rubber composition
JP2011038101A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Rhein Chemie Rheinau Gmbh 加硫促進混合物

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JPS4866645A (ja) * 1971-12-17 1973-09-12
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