JP2000026662A - ゴムコンパウンドにおける二置換エチレン―マレイミドコポリマ―の適用 - Google Patents

ゴムコンパウンドにおける二置換エチレン―マレイミドコポリマ―の適用

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有益なポリマーの性質を向上させることがで
きるポリ(二置換−エチレン−コ−マレイミド)及びそ
れとエラストマーとのブレンド。 【解決手段】 本発明は高減衰性配合物の形成を可能に
する方法を記載する。該方法は:ポリ(二置換エチレン
−コ−無水マレイン酸)ポリマーをポリ(二置換エチレ
ン−コ−マレイミド)ポリマー可塑剤の生成に十分な実
質的乾燥条件下で第1級アミンと反応させ、ポリ(二置
換エチレン−コ−マレイミド)ポリマー可塑剤をゴム配
合物中で分散させて比較的高い減衰性配合物を形成する
ことを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は引張強さ引裂強さ及び減衰性
(damping properties)を向上させ
るためのゴムコンパウンドにおける添加剤としてのアル
キルマレイミドコポリマーの使用に関する。
【0002】
【発明の背景】ポリ(イソブチレン−コ−無水マレイン
酸)ポリマーは商業的に入手可能であり、当該技術分野
において周知である。さらに無水マレイン酸と第1級ア
ミン基の間のイミド化は通常既知の化学反応である。こ
れらの反応を認知した特許文献(patent pub
lications)にはLeuna−Werke
A.−Gに譲渡されたドイツ特許DE 424153
8;Monsanto Kasel Kkに譲渡された
日本特許JP 94248017;及びMontedi
pe S.p.A.に譲渡されたイタリア特許EP 3
22905 A2が含まれる。種々の他の非−特許文献
もこれらの反応を認知している。それらの中に含まれる
のは:L.E.Colleman,Jr.,J.F.B
ork,andH.Donn,Jr.,J.Org.C
hem.,24,185(1959);A.Matsu
moto,Y.Oki,and T.Otsu,Pol
ymer J.,23(3),201(1991);
L.Haeussler,U.Wienhold,V.
Albricht,and S.Zschoche,T
hemochim.Acta,277,14(196
6);W.Kim,andK.Seo,Macromo
l.Rapid Commun.,17,835(19
96);W.Lee,and G.Hwong,J.A
ppl.Polym.Sci.,59,599(199
6);及びI.Vermeesch andG.Gro
eninckx,J.Appl.Polym.Sc
i.,53,1356(1994)である。
【0003】一官能基性N−アルキル及びN−アリール
マレイミドの合成も当該技術分野において周知である。
それらはビニルモノマーから製造されるホモ−及び特に
コポリマーの熱安定性を向上させるために広く用いられ
てきた。典型的にバルク樹脂(bulk resin
s)はABS(ポリ(アクリロニトリル−コ−ブタジエ
ン−コ−スチレン))又はポリ(アクリロニトリル−コ
−ブタジエン)とポリ(スチレン−コ−アクリロニトリ
ル)のポリブレンド;PVC(ポリ(塩化ビニル));
SAN(ポリ(スチレン−コ−アクリロニトリル));
PMMA(ポリ(メチルメタクリレート));などを含
む。マレイミドを他のモノマー、例えばアクリロニトリ
ル、ブタジエン、スチレン、メチルメタクリレート、塩
化ビニル、酢酸ビニル及び多くの他のコモノマーと共重
合させることができる。工業においてより好ましい実行
は、マレイミドと他のモノマー、例えばスチレン及び場
合によりアクリロニトリルとのコポリマーを製造し、こ
れをABS及びSAN樹脂と配合することである。いず
れの場合も示差走査熱量計(DSC)により決定される
単一のガラス転移点(Tg)の存在により示される通
り、コポリマーがバルク樹脂(例えばABS及び/又は
SAN)と完全に相溶性であるようにポリマー組成を調
整する。
【0004】2種もしくはそれより多いポリマーを一緒
に配合して多様なランダムもしくは組織化(struc
tured)形態を形成し、所望の性質の組み合わせを
与える可能性のある生成物を得られ得ることはずっと以
前から認識されてきた。しかしながら実際には、いくつ
かの固有且つ基本的問題の故に、簡単な配合を介して多
くの有力な(potential)組み合わせを達成す
ることは困難であり得るか又は不可能でさえあり得る。
多くの場合、2種のポリマーは熱力学的に非混和性であ
り、それが真に均一な生成物を生ずることを排除してい
る。この非混和性は問題ではないかも知れず、それは多
くの場合に2−相構造を有することが望ましいからであ
る。しかしながらこれらの2相の間の界面における状況
が非常にしばしば問題に導く。典型的事例は2相の間の
高い界面張力及び低い付着力という事例である。この界
面張力は高い粘度と共にランダム混合物に所望の分散度
を与えることの固有の困難さならびに結果としてのその
安定性の不足に寄与し、後の加工又は使用の間に全体的
分離(gross separation)又は層別を
生ずる。低い付着力は、分散されたブレンドにおいて多
くの場合に観察され、いくつかの高度に組織化された形
態を不可能にし得る非常に弱くて脆い機械的挙動に幾分
か導く。
【0005】ゴムコンパウンドにおいて引張強さ及び引
裂強さを向上させることは特に望ましい。ポリマーエキ
ステンダー又は可塑剤の機能を果たしながら有益なポリ
マーの性質、例えば引張強さ、最大伸び、引裂強さ及び
減衰性を強化する油代用物として有用なコポリマーを製
造することは特に望ましい。
【0006】
【発明の目的】従って本発明の目的は引張強さ、最大伸
び、引裂強さ、減衰性などの有益なポリマーの性質を強
化するポリマーエキステンダーとして用いられるべき可
塑剤又は油代用物として有用なポリ(二置換−エチレン
−コ−マレイミド)を提供することである。
【0007】最後に、本発明のさらに別の目的は、油で
増量されたエラストマーに対して向上した引張強さ、最
大伸び、引裂強さ、減衰性などの性質を示すエラストマ
ーとポリ(二置換−エチレン−コ−マレイミド)コポリ
マーのブレンドを製造することである。
【0008】
【発明の概略】本発明はゴムを増量又は可塑化し、改質
されたゴムの引張強さ、引裂強さ及び減衰性を向上させ
るためのポリ(二置換−エチレン−コ−マレイミド)コ
ポリマーの使用を目的とする。
【0009】本発明は広くはアミンと反応したポリ(二
置換−エチレン−コ−無水マレイン酸)のコポリマー組
成物を目的とする。
【0010】
【発明の詳細な記載】本発明の増量されたエラストマー
ポリマーは:100重量部の固体エラストマーポリマ
ー、例えば熱力学的に混和性のエラストマーポリマーも
しくはコポリマー;ならびに0.5〜200重量部のポ
リ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマー
可塑剤を含有し、ここでR1及びR2はエチレン基の同じ
α−炭素原子上の同一又は異なる置換基であり、非置換
及び置換C1〜C20アルキル基より成る群から選ばれ、
置換された基はC2〜C20原子を有するアルコキシアル
キル基のようにむかでポリマー(centipede
polymer)の残りの成分と非−反応性である。
【0011】ポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミ
ド)は、ポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水マレイン
酸)を第1級アミンを用いてイミド化することにより生
成する「むかで」ポリマーである。「むかで」ポリマー
は第1級アミンの付加から形成される多くの比較的短い
側鎖と連結されている高い分子量の背骨(spine)
を有する。主鎖の長さは通常からみあいの長さ(ent
anglementlength)と等しいか又はそれ
より長く、本明細書でそれは100繰り返し単位の大き
さとして理論的に限定され、一方側鎖の長さはからみあ
いの長さよりずっと短い。
【0012】ポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミ
ド)「むかで」ポリマーのR1(R2)エチレンが寄与し
ているモノマー単位は4〜約40個の炭素原子を含有
し、ここでR1及びR2はエチレン基の同じα−炭素原子
上の同一又は異なる置換基であり、非置換及び置換C1
〜C20アルキル基より成る群から選ばれ、C2〜C20
子を有するアルコキシアルキル基などの置換された基は
むかでポリマーの残りの成分と非−反応性である。R1
(R2)エチレンが寄与しているモノマー単位中の非置
換及び置換アルキル基R1及びR2の例はメチル、エチ
ル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペ
ンチル、イソペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチ
ル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシ
ル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプ
タデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、シ
クロプロピル、2,2−ジメチルシクロプロピル、シク
ロペンチル、シクロヘキシル、メトキシメチル、メトキ
シエチル、メトキシプロピル、メトキシブチル、メトキ
シペンチル、メトキシヘキシル、メトキシヘプチル、メ
トキシオクチル、メトキシノニル、メトキシデシル、エ
トキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、エ
トキシブチル、エトキシペンチル、エトキシヘキシル、
エトキシヘプチル、エトキシオクチル、エトキシノニ
ル、エトキシデシル、プロポキシメチル、プロポキシエ
チル、プロポキシプロピル、プロポキシブチル、プロポ
キシペンチル、プロポキシヘキシル、プロポキシヘプチ
ル、プロポキシオクチル、プロポキシノニル、プロポキ
シデシル、ブトキシブトキシメチル、ブトキシエチル、
ブトキシプロピル、ブトキシブチル、ブトキシペンチ
ル、ブトキシヘキシル、ブトキシヘプチル、ブトキシオ
クチル、ブトキシノニル、ブトキシデシル、ペンチルオ
キシメチル、ペンチルオキシエチル、ペンチルオキシプ
ロピル、ペンチルオキシブチル、ペンチルオキシペンチ
ル、ペンチルオキシヘキシル、ペンチルオキシオクチ
ル、ペンチルオキシノニル、ペンチルオキシデシル、ヘ
キシルオキシメチル、ヘキシルオキシエチル、ヘキシル
オキシプロピル、ヘキシルオキシブチル、ヘキシルオキ
シペンチル、ヘキシルオキシヘキシル、ヘキシルオキシ
ヘプチル、ヘキシルオキシオクチル、ヘキシルオキシノ
ニル、ヘキシルオキシデシル、ヘプチルオキシメチル、
ヘプチルオキシエチル、ヘプチルオキシプロピル、ヘプ
チルオキシブチル、ヘキシルオキシペンチル、ヘプチル
オキシヘキシル、ヘプチルオキシヘプチル、ヘプチルオ
キシオクチル、ヘプチルオキシノニル、ヘプチルオキシ
デシル、オクチルオキシメチル、オクチルオキシエチ
ル、オクチルオキシプロピル、オクチルオキシブチル、
オクチルオキシペンチル、オクチルオキシヘキシル、オ
クチルオキシヘプチル、オクチルオキシノニル、オクチ
ルオキシオクチル、デシルオキシメチル、デシルオキシ
エチル、デシルオキシプロピル、デシルオキシブチル、
デシルオキシペンチル、デシルオキシヘキシル、デシル
オキシヘプチル、1−メチルエチル、1−メチルプロピ
ル、1−メチルブチル、1−メチルペンチル、1−メチ
ルヘキシル、1−メチルヘプチル、1−メチルオクチ
ル、1−メチルノニル、1−メチルデシル、2−メチル
プロピル、2−メチルブチル、2−メチルペンチル、2
−メチルヘキシル、2−メチルヘプチル、2−メチルオ
クチル、2,3−ジメチルブチル、2,3,3−トリメ
チルブチル、3−メチルペンチル、2,3−ジメチルペ
ンチル、2,4−ジメチルペンチル、2,3,3,4−
テトラメチルペンチル、3−メチルヘキシル、2,5−
ジメチルヘキシルなどである。本発明の好ましい実施態
様の場合、R1及びR2はメチル基であり、R1(R2)エ
チレンはイソブチレンである。
【0013】本発明のポリ(R1(R2)エチレン−コ−
マレイミド)は、ポリ(R1(R2)エチレン−コ−(無
水マレイン酸)]を約100℃〜約250℃及び大体わ
ずかに真空より高い圧力から約20気圧において、実質
的に乾燥条件下に、第1級アミンの存在下で反応させる
ことにより生成する。本発明は好ましくはポリ(イソブ
チレン−コ−無水マレイン酸)を第1級アミンと反応さ
せることにより生成するポリ(イソブチレン−コ−マレ
イミド)のポリマー組成物を目的とする。
【0014】本発明の目的の場合、ポリ(R1(R2)エ
チレン−コ−マレイミド)及びポリR1(R2)エチレン
−コ−無水マレイン酸)を、ランダムコポリマーならび
にポリマー主鎖に沿って交互のR1(R2)エチレン寄与
モノマー単位及びマレイミド又は無水マレイン酸寄与モ
ノマー単位を有するコポリマーを含む立体−特異的コポ
リマーを包含すると定義する。そのような交互の構造は
典型的にポリ(R1(R2)エチレン−alt−マレイミ
ド)及びポリ(R1(R2)エチレン−alt−無水マレ
イン酸)と記載される;しかしながらこれらのポリマー
は本明細書においてポリ(R1(R2)エチレン−コ−マ
レイミド)及びポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水マ
レイン酸)という記載内に包含される。
【0015】ポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水マレ
イン酸)ポリマーの形成のための方法は当該技術分野に
おける熟練者に周知である。二置換エチレンなどの電子
供与体モノマー及び無水マレイン酸などの電子受容体モ
ノマーからの、電子受容体モノマーの錯体化の結果とし
てのコポリマーの製造は、バルク中における(inbu
lk)有機ラジカル開始剤の不在下ならびに存在下ある
いは不活性炭化水素又はハロゲン化炭化水素溶媒、例え
ばベンゼン、トルエン、ヘキサン、四塩化炭素、クロロ
ホルム中などで行うことができる(N.G.Gaylo
rd andH.Antropiusova,Jour
nal of Polymer Science,Pa
rt B,7,145(1969)及びMacromo
lecules,2,442(1969);A.Tak
ahashi and N.G.Gaylord,Jo
urnal of MacromolecularSc
ience(Chemistry),A4,127(1
970)。
【0016】ポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水マイ
レン酸)ポリマーはR1(R2)エチレン−コ−マレイミ
ドのモノマーを無水マレイン酸と反応させることにより
製造される。ポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水マイ
レン酸)ポリマーの形成に用いられる好ましいR
1(R2)エチレンモノマーはイソブチレンである。
【0017】本発明で用いるためのポリ(R1(R2)エ
チレン−コ−無水マイレン酸)は約5〜99モルパーセ
ントの無水マイレン酸(及び結果としてのマレイミド)
モノマー寄与単位を含有するポリマーであり、残りの1
〜95モルパーセントはR1(R2)エチレンモノマー寄
与単位である。好ましいポリ(R1(R2)エチレン−コ
−無水マイレン酸)は20〜50モルパーセントの無水
マレイン酸モノマー(及び結果としてのマレイミド)寄
与単位及び80〜50モルパーセントのR1(R2)エチ
レンモノマー寄与単位を含有する。本発明で用いるため
の最も好ましいポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水マ
レイン酸)は50モルパーセントの無水マレイン酸モノ
マー寄与単位及び50モルパーセントのイソブチレンモ
ノマー寄与単位を含有するポリ(イソブチレン−コ−無
水マレイン酸)である。コモノマーである無水マイレン
酸及びR1(R2)エチレンは鎖内でランダムに又は交互
に分布していることができるが、ポリマー主鎖に沿って
交互にこれらのコモノマーがあるのが好ましい。
【0018】ポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水マレ
イン酸)は約1,000から約500,000までか又
はそれ以上、より典型的には約10,000〜500,
000そしてさらにもっと典型的には約150,000
〜450,000の分子量範囲を有し、ここで分子量は
重量−平均(「Mw」)である。
【0019】本発明のポリ(R1(R2)エチレン−コ−
マレイミド)は、ポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水
マレイン酸)をモノ−第1級アミンの存在下に、約10
0℃〜約300℃の温度で及び大体わずかに真空より高
い圧力から約20気圧において、実質的に乾燥条件下で
反応させることにより形成される。反応物を好ましくは
適した混合装置、例えばブラベンダーミキサーにおいて
溶媒の不在下でドライブレンドする。反応物の装填前に
ミキサーに窒素をパージするのが好ましい。第1級アミ
ンはポリ(R1(R2)エチレン−コ−無水マレイン酸)
の装填物を含有する反応器中に1回の装填物として又は
連続的な部分的装填物として加えることができる。好ま
しくは第1級アミンをポリ(R1(R2)エチレン−コ−
無水マレイン酸)中の無水マレイン酸のモノマー寄与単
位当たり0.8〜1.0モルのアミンという比率で装填
する。
【0020】適した第1級アミンには:アルキルアミ
ン;アルキルベンジルアミン;アルキルフェニルアミ
ン;アルコキシベンジルアミン;アミノ安息香酸アルキ
ル;アルコキシアニリン;ならびにこれらの第1級アミ
ン中のアルキル及びアルコキシ置換基中に1〜50個の
炭素原子、好ましくは6〜30個の炭素原子を含有する
他の直鎖状第1級アミンが含まれるがこれらに限られる
わけではない。上記の第1級アミン上のアルキル及びア
ルコキシ置換基は直鎖状もしくは分枝鎖状、好ましくは
直鎖状であることができ、飽和もしくは不飽和、好まし
くは飽和であることができると理解される。そのような
アミンの代表的であるが排他的ではない例は:ヘキシル
アミン、オクチルアミン、ドデシルアミンなどである。
【0021】ポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミ
ド)は好ましくは約1,000から約500,000又
はそれ以上まで、より典型的には約10,000〜50
0,000そしてさらに典型的には約150,000〜
450,000の分子量範囲を有し、ここで分子量は重
量平均(「Mw」)である。
【0022】本発明のむかでポリ(R1(R2)エチレン
−コ−マレイミド)ポリマーは、配合、混練又は密閉式
バッチ混合などのそのような成分を組み合わせるために
当該技術分野において周知のいずれの方法によって製造
することもできる。迅速で簡単な製造法は約50℃〜約
290℃の温度に成分の混合物を加熱することを含む。
【0023】本発明のむかでポリ(R1(R2)エチレン
−コ−マレイミド)ポリマーは好ましくは上記の成分を
混合し、動的に熱−処理することにより、すなわち溶融
混合することにより製造される。混合装置に関し、開放
型混合ロール機、密閉型バンバリーミキサー、密閉型ブ
ラベンダーミキサー、押出機、混練機、連続ミキサーな
どのいずれの通常の一般に既知の装置も許容され得る。
密閉型ブラベンダーミキサーが好ましく、窒素又はアル
ゴンなどの不活性ガス雰囲気中における混合も好まし
い。
【0024】本発明に従うと、本発明のポリ(R
1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマー組成物
を添加剤又は可塑剤としてエラストマーポリマーに、エ
ラストマーポリマー又はコポリマーなどの固体エラスト
マーの100重量部当たり約0.5〜200重量部のポ
リ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマー
可塑剤の範囲の量で;好ましくはエラストマーの100
重量部当たり約0.1〜約50重量部のポリ(R
1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマー、最も
好ましくはエラストマーの100部当たり約0.5〜約
20部のポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)
コポリマーの範囲の量で加えることができる。これらの
重量部はエラストマー中におけるポリ(R1(R2)エチ
レン−コ−マレイミド)コポリマーの有効可塑化量であ
る。
【0025】本発明のグラフトコポリマーと相溶的に配
合されてそれにより増量され得る熱力学的に混和性のエ
ラストマーポリマー及びコポリマーの典型的であるがい
かようにも制限ではない型は:天然ゴム、ポリイソプレ
ン、シス及びトランスの両方のポリブタジエン、ブタジ
エン/スチレンゴム(SBR)、ブチルゴム、エチレン
/プロピレンコポリマーゴム(EPM)、ポリクロロプ
レン、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPD
M)、アクリルエラストマー、ポリウレタンエラストマ
ー、ポリピペリレン、ジエンのコポリマーもしくは共重
合体、例えばイソプレンとブタジエン、ブタジエンとピ
ペリレンのコポリマーなどならびにそれらのブレンドを
含むエラストマーであるすべての天然及び合成ポリマー
ならびにそれらの混合物を含むがそれに限られないエラ
ストマーポリマー含有配合物である。SBR及びポリブ
タジエンが好ましいエラストマーである。
【0026】本発明の合成もしくはゴムエラストマー
は、一般的に当該技術分野における熟練者がゴムエラス
トマーを形成できると考えるモノマーもしくはコモノマ
ーから作られるポリマーもしくはコポリマーである。さ
らに特定的にモノマーは4〜約10個の炭素原子を有す
る共役ジエン、コポリマーが形成されるように4〜10
個の炭素原子を有する種々のジエンのコモノマーならび
に4〜10個の炭素原子を有するジエンのモノマーと2
〜14個の炭素原子を有するオレフィンから成る化合物
の群から選ばれる。オレフィン化合物の好ましい群は8
〜12個の炭素原子を含有するビニル置換芳香族炭化水
素であり、スチレン、α−メチルスチレン、オルト−、
パラ及びメタ−メチル及びエチルスチレンなどが含まれ
る。オレフィンの特定的例にはメテン、プロペン、ブテ
ン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネ
ン、デセン、ドデセンなどが含まれる。ジエン化合物に
関しては、4〜6個の炭素原子を有するジエンが好まし
い。
【0027】合成エラストマーは従来の又は通常の方法
あるいは当該技術分野における熟練者に周知の方法に従
って製造される。一般に乳液法を用いることができるか
あるいはラジカル法を用いることができ、その場合エラ
ストマーモノマーは溶媒中に可溶性である。もちろんさ
らに、有機リチウム化合物などの通常用いられる種々の
触媒を用いるアニオン重合を用いてエラストマーを製造
することができる。
【0028】本発明に従って製造されるポリ(R
1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマーを単独
で又は部分的油代用物としてラエストマーポリマーのた
めの可塑剤として用いると、エラストマーポリマーの減
衰性を、油で増量された匹敵するポリマーより向上させ
る。エラストマーポリマーにおけるエキステンダーとし
てのポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポ
リマーの使用も引張強さ、最大伸び、引裂強さ及び引裂
時移動性(travel at tear chara
cteristics)を匹敵する量の油エキステンダ
ーで増量されたエラストマーに対して向上させる。
【0029】本発明は、通常のエキステンダー油と組み
合わされた本ポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミ
ド)コポリマーのエラストマーへの添加剤としての使用
も包含しているが、1つの実施態様は通常のエキステン
ダーをポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コ
ポリマーにより全体的に置き換えることを意図してい
る。本ポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コ
ポリマーにより置き換えられる典型的先行技術のエキス
テンダーにはエキステンダー油及び低分子量化合物もし
くは成分が含まれる。そのようなエキステンダー油には
ナフテン系、芳香族系及びパラフィン系石油ならびにシ
リコーン油などの当該技術分野において周知のものが含
まれる。本発明のグラフトコポリマーにより置き換えら
れ得る組成物中の低分子量有機化合物又は成分エキステ
ンダーの例は20,000未満、好ましくは10,00
0未満そして最も好ましくは5,000未満の数−平均
分子量を有する低分子量有機材料である。
【0030】先行技術のゴムコンパウンドにおいて本ポ
リ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマー
が置き換わる材料に特定の制限はないが、以下は適した
置き換え可能な材料又はエキステンダーの例のリストで
ある:(1)軟化剤、すなわちゴムもしくは樹脂のため
の芳香族系、ナフテン系及びパラフィン系油軟化剤;な
らびに(2)可塑剤、すなわちフタル酸、混合フタル
酸、脂肪族二塩基性酸、グリコール、脂肪酸、リン酸及
びステアリン酸エステルを含むエステル、エポキシ可塑
剤、プラスチックのための他の可塑剤から成る可塑剤;
ならびに(3)石油炭化水素、すなわち合成テルペン樹
脂、芳香族炭化水素樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂肪族
環状炭化水素樹脂、脂肪族もしくは脂環式石油樹脂、脂
肪族もしくは芳香族石油樹脂、不飽和炭化水素のポリマ
ー及び水素化炭化水素樹脂。本ポリ(R1(R2)エチレ
ン−コ−マレイミド)コポリマーをこれらのエキステン
ダーの1種もしくはそれより多く又はすべてを置き換え
るか又は部分的に置き換えるために用いることができ
る。
【0031】本発明のポリ(R1(R2)エチレン−コ−
マレイミド)コポリマーは、製造されたポリ(R
1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマーに最終
的加工の間に加えられるエキステンダーを有してること
ができる。適したエキステンダーにはエキステンダー油
及び低分子量化合物もしくは成分、例えば:ナフテン
系、芳香族系及びパラフィン系石油ならびにシリコーン
油を含む本明細書上記で議論したエキステンダーが含ま
れる。
【0032】本発明に従うと、本発明のポリ(R
1(R2)エチレン−コ−マレイミド)ポリマー組成物は
ポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマ
ーの100重量部当たり約1〜1,000重量部のエキ
ステンダーがそこに加えられていることができる。加え
られるエキステンダーの最も好ましい量はポリ(R
1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマーの10
0部当たり約1〜約500部の油そして理想的にはポリ
(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマーの
100部当たり約1〜約30部のエキステンダーを含
む。
【0033】ゴム技術分野において周知の他の添加剤を
本発明の組成物に含むのが多くの場合に望ましい。安定
剤、酸化防止剤、通常の充填剤、強化剤、強化樹脂、顔
料、芳香剤などはそのような添加剤のいくつかの例であ
る。有用な酸化防止剤及び安定剤の特定の例には2−
(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾト
リアゾール、ニッケルジブチルジチオカルバメート、亜
鉛ジブチルジチオカルバメート、トリス(ノニルフェニ
ル)ホスファイト、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチ
ルフェノールなどが含まれる。代表的な通常の充填剤及
び顔料にはシリカ、カーボンブラック、二酸化チタン、
酸化鉄などが含まれる。これらの配合成分は意図される
製品の用途に依存する適した量で、好ましくは組み合わ
されたポリ(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コ
ポリマー及びエラストマーポリマーの100部当たり1
〜350部の添加剤又は配合成分という範囲内の量で導
入される。
【0034】強化剤はポリマーの強度を増すために樹脂
性マトリックスに加えられる材料として定義することが
できる。これらの強化材料のほとんどは高分子量の無機
もしくは有機生成物である。種々の例にはガラス繊維、
石綿、ホウ素繊維、炭素及びグラファイト繊維、ホイス
カー、石英及びシリカ繊維、セラミック繊維、金属繊
維、天然有機繊維及び合成有機繊維が含まれる。他のエ
ラストマー及び樹脂も減衰性、付着性及び加工性のよう
な特定の性質を向上させるために有用である。他のエラ
ストマー及び樹脂の例にはReostomer(Rik
en−VinylInc.により製造)を含む接着剤−
様製品、水素化ポリスチレン−(中もしくは高3,4)
ポリイソプレン−ポリスチレンブロックコポリマー、例
えばHybler(Kurare Inc.により製
造)、ポリノルボルネン、例えばNorsorex(N
ippon Zeon Inc.により製造)などが含
まれる。この場合、前記の材料を本むかでポリマー組成
物に等しく適用することができる。
【0035】本発明の組成物は、固体形態のポリ(R1
(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマー及びゴ
ム組成物及び他の成分の溶液配合、混練、密閉式バッチ
混合又は連続押出などの、そのような成分の組み合わせ
のために当該技術において周知のいずれの方法によって
も調製することができる。調製の迅速で簡単な方法は、
成分の混合物を約50℃〜約290℃の温度に加熱する
ことを含む。
【0036】配合された本発明の組成物を、通常約12
0℃〜約300℃の温度範囲内で、好ましくは組成物を
その融点より高く保持して運転されるバンバリーミキサ
ー又はロール練り機又は押出機などのいずれの通常のミ
キサーにおいても、数分から最高で数時間、好ましくは
10〜40分間混合することができる。特に有用な方法
は混合サイクルの開始時に充填剤を加え、加熱時間を最
大に利用し、成形品を作る時の表面ブリーディング(s
urface bleeding)及び過熱を避けるこ
とである。
【0037】要するに、本発明のエラストマー及びポリ
(R1(R2)エチレン−コ−マレイミド)コポリマー組
成物のブレンドから製造される成形ポリマーはエラスト
マー性を保持しており、高い減衰用途において有用であ
る。
【0038】減衰は機械的エネルギーの源と接触してい
る材料によるそのエネルギーの吸収である。例えばモー
ター、エンジン又は出力源からのその回りへの機械的エ
ネルギーの伝達を減衰させるか又は軽減することが望ま
しい。エラストマー材料は多くの場合にこの目的のため
に用いられる。そのような材料はこの機械的エネルギー
を回りに伝達せずにそれを熱に変換することにおいて高
度に有効であることが望ましい。さらにこの減衰又は変
換はモーター、自動車、トラック、列車、飛行機などの
近くで通常見られる広範囲の温度及び周波数に及んで有
効であることが望ましい。
【0039】減衰の簡単な測定は、tanδと呼ばれる
パラメーターの決定である。強制される振動を周波数f
で材料に適用し、伝達される力及び位相シフトを測定す
る。位相シフト角デルタを記録する。tanδの値は
(散逸エネルギー)/(貯蔵エネルギー)の比率に比例
する。測定はいくつかの市販の試験装置のいずれによっ
ても行うことができ、固定した温度において周波数を掃
引し、次いでいくつかの他の温度でその掃引を繰り返
し、続いて曲線整合(curve alignmen
t)によりtanδ対周波数のマスター曲線を展開する
(development)ことにより行うことができ
る。別の方法はある温度範囲に及んで一定の周波数にお
いて(例えば10hzにおいて)tanδを測定するこ
とである。我々は少なくとも周波数の4デケードレンジ
(decade range)、好ましくは6デケード
レンジに及んでtanδ>〜0.3である場合に、非充
填材料を減衰に有用であると定義した。
【0040】さらに、本ポリマーから製造される部品は
種々の環境を介してそして繰り返して圧縮、引張、曲げ
などの種々の力に循環されるので、このエネルギーの高
度の吸収には高い機械的及び熱的安定性が伴っているこ
とが重要である。
【0041】本発明の組成物は以下の性質が有利である
製品の製造において好適に用いられる:軟化度、耐熱
性、適切な(decent)機械的性質、弾性及び/又
は高い減衰性。本発明の組成物はすべての工業的分野に
おいて、特に自動車部品、タイヤトレッドゴム、家庭電
化製品、工業機械、精密計器、輸送機械、建造物、エン
ジニアリング(engineering)、医療用機器
及びタイヤゴム配合物の二次加工において用いることが
できる。
【0042】本発明のグラフトコポリマーゴムブレンド
の用途の代表的例は減衰材料及び防振材料(vibra
tion restraining material
s)の二次加工における用途である。これらの用途には
接続材料、例えば封止材料、パッキング、ガスケット及
びグロメット、支持材料、例えばマウント、ホルダー及
び絶縁体ならびに緩衝材料、例えばストッパー、クッシ
ョン及びバンパーが含まれる。これらの材料を振動又は
ノイズを生ずる装置ならびに家庭電化製品において、例
えばエアコン、洗濯機、冷蔵庫、電気扇風機、掃除機
(vacuums)、ドライヤー、プリンター及び換気
扇において用いることもできる。さらにこれらの材料は
オーディオ装置及び電子的もしくは電気的装置、スポー
ツ用品及び靴における衝撃吸収材料としても適してい
る。さらにこれらの材料はレース用タイヤ配合物におい
て用いるために適している。
【0043】下記において、制限ではない実施例に言及
して本発明をさらに詳細に記載する。以下の実施例及び
表は例示のみの目的で示すものであり、制限の意味とみ
なされるべきではない。
【0044】
【実施例】むかでポリマーの製造 実施例1 バンバリー羽根が備えられ、窒素がパージされたブラベ
ンダーミキサー(〜300グラム容量)を最初に10r
pmに設定し、温度を30℃に設定した。次いでミキサ
ーに120gのポリ(イソブチレン−alt−無水マレ
イン酸)(Kuraray Co.Ltd.,Toky
o,Japanから得たIM−10;350,000の
n)及び99.4gのオクチルアミン(1001 W
estSaint Paul Avenue,Milw
aukee,WiのAldrich Chemical
Companyから入手、純度99%)を装填した。
10分間の連続混合の後、混合物を10℃/分の速度で
加熱した。温度が125℃に達したら、撹拌を中断し
た。素材温度が210℃に達したら、加熱部品を等温条
件に設定し、撹拌速度を10rpm/分の速度で0〜9
0rpmにゆっくり向上させた。撹拌速度が90rpm
に達したら、温度を190℃に再設定した。混合を等温
的にさらに90分続け、次いでミキサーの加熱部品を切
り、ミキサー内のポリマー塊を〜4℃/分の速度で16
0℃に冷ました。次いで撹拌を停止し、ポリマー生成物
塊を次いでミキサーから取り出した。平均分子量
(Mn)、多分散性[数平均分子量(Mw)/平均分子量
(Mn)]ならびにテトラヒドロフラン(THF)中の
20℃における極限粘度数(η0)を含む回収されたポ
リマーの性質を表1に示す。
【0045】実施例2 ミキサーに110gのポリ(イソブチレン−alt−無
水マレイン酸)(IM−10)及び110.9gのデシ
ルアミン(Aldrich ChemicalComp
anyから入手、純度98%)を装填した以外は実施例
1の方法に従った。
【0046】実施例3 ミキサーに100gのポリ(イソブチレン−alt−無
水マレイン酸)(IM−10)及び118.8gのドデ
シルアミン(Aldrich Chemical Co
mpanyから入手、純度95%)を装填した以外は実
施例1の方法に従った。
【0047】実施例4 ミキサーに65gのポリ(イソブチレン−alt−無水
マレイン酸)(IM−10)及び100gのヘキサデシ
ルアミン(Aldrich ChemicalComp
anyから入手、純度99%)を装填した以外は実施例
1の方法に従った。
【0048】実施例5 ミキサーに90gのポリ(イソブチレン−alt−無水
マレイン酸)(IM−10)及び155.4gのオクタ
デシルアミン(Aldrich Chemical C
ompanyから入手、純度99%)を装填した以外は
実施例1の方法に従った。
【0049】実施例1〜5で回収されたポリマー塊に特
徴的なIR吸収ピークは実質的に1701cm-1、17
70cm-1、2855cm-1及び2926cm-1におい
て注目された。無水マレイン酸吸収ピーク又はアミノ−
基ピークの跡はこれらのポリマーに関して検出されなか
った。実施例1〜5で回収されたポリマー塊の性質を表
1に示す。分子量は標準としてポリスチレンを用いるG
PC法により決定した。
【0050】
【表1】 実施例6〜11 ゴムコンパウンドにおける合成されたポリマーの適用 実施例6〜11では、表3に示す方法により調製され
る、表2に示す通り、重量部で示される処方に従ってゴ
ム組成物を調製した。比較実施例6の場合、本発明の方
法に従って製造されるホリマーを加えなかった。実施例
7では、実施例1で製造したポリマーを用い、ゴム配合
物で通常用いられる表2に示す量の芳香族系油を部分的
に(18.25重量部の中の10重量部)置き換えた。
実施例8、9、10及び11では;それぞれ実施例2、
3、4及び5で製造したポリマーを用い、ゴム配合物で
通常用いられる表2に示す量の芳香族系油を部分的に
(18.25重量部の中の10重量部)置き換えた。表
2における処方で用いられるゴムコンパウンドは、−4
7℃のTgを有する33%結合スチレンを含有する油−
増量高−スチレンSBR(20phr芳香族系油)であ
った。用いたシス−BRはシス含有率が96%の高−シ
スポリブタジエンであった。各実施例において、表3に
示す方法により成分を混練した。最終的素材をシートと
し、165℃で〜15分間成形した。
【0051】実施例6〜11の加硫ゴムコンパウンド試
料のそれぞれに関し、弾性率;最大伸び;引張強さ;引
裂強さ及び引裂時移動;ならびにヒステリシス損失の測
定を行った。これらの測定の結果を表4に示す。引張強
さの測定は22℃においてASTM−D 412の条件
に基づいた。試験試料の形は0.05インチの幅及び
0.075インチの厚さを有する輪の形態をとった。
1.0インチの比ゲージ長(specific gau
ge length)において試料を試験した。引裂強
さの測定は170℃においてASTM−D 624に条
件に基づいた。試験試料の形はやはりASTM−624
−Cに限定される条件に従う切り込み付き輪の形態をと
った。1.750インチの比ゲージ長で試料を試験し
た。ヒステリシス損失はDynastat Visco
elastic Analyzerを用いて測定した。
試験試料の形はやはり0.6125インチの長さ及び
0.375インチの直径を有する円筒の形態をとった。
1Hzの周波数及び50℃の温度で試料を試験した。試
験のために2.0MPaの静的質量(static m
ass)及び2.50MPaの動的質量(dynami
c mass)を適用した。
【0052】表4においてわかる通り、実施例7〜11
のゴム組成物は非常に良くバランスがとれた:引張強
さ;引裂強さ;及び減衰性を示した。改質ゴムコンパウ
ンド、すなわち実施例7〜11の引張強さ、引裂強さ及
び減衰性は、同じモジュラス条件(modulus c
ondition)での比較に基づき、比較実施例6の
油増量ゴムコンパウンドと比較して向上した。
【0053】従って本発明に従って開発された改質ポリ
マー(実施例1〜5に示す)はゴムコンパウンドにおけ
る高減衰添加剤として適していることが結論された。さ
らにこれらのポリマーを油及び/又は可塑在のための代
用品として用いることができることが結論された。
【0054】
【表2】
【0055】
【表3】
【0056】
【表4】 a引張試験の結果は3つの試料の平均に基づいた。b 引裂試験の結果は4つの試料の平均に基づいた。
【0057】ある代表的実施態様及び詳細を本発明の例
示の目的で示してきたが、種々の変更及び修正をその中
で、本発明の範囲から逸脱することなく成し得ることは
当該技術分野における熟練者に明らかであろう。
【0058】本発明の主たる特徴及び態様は以下の通り
である。
【0059】1.a)少なくとも1種のエラストマー
(コ)ポリマー、 b)無水マレイン酸とR1及びR2が独立して置換もしく
は非置換C1−C20アルキル基である一般式CH2=CR
12のα−オレフィンのイミド化コポリマーならびに c)場合により1種もしくはそれより多い軟化剤、可塑
剤、粘着付与剤、オリゴマー、潤滑剤、石油炭化水素、
シリコーン油、芳香油、ナフテン系石油及びパラフィン
系石油を含むポリマーブレンド。
【0060】2.該イミド化コポリマーが5〜99モル
パーセントの無水マレイン酸に由来するマー単位及び1
〜95モルパーセントの該α−オレフィンに由来するマ
ー単位を含む上記1項のポリマーブレンド。
【0061】3.該イミド化コポリマーが第1級アミン
を無水マレイン酸に由来するマー単位の無水物官能基と
反応させることにより形成される上記1〜2項のいずれ
かのポリマーブレンド。
【0062】4.該少なくとも1種のエラストマー
(コ)ポリマーが1種もしくはそれより多い天然ゴム、
ポリイソプレン、ポリブタジエン、ブタジエン/スチレ
ンゴム、エチレン/プロピレンコポリマーゴム、ブチル
ゴム、ポリクロロプレン、エチレン/プロピレン/ジエ
ンゴム、アクリルエラストマー、ポリウレタンエラスト
マー、ポリピペリレン及びジエンコポリマーもしくは共
重合体を含む上記1〜3項のいずれかのポリマーブレン
ド。
【0063】5.R1及びR2がメチル基である上記1〜
4項のいずれかのポリマーブレンド。
【0064】6.該少なくとも1種のエラストマー
(コ)ポリマーの100重量部当たり、該イミド化コポ
リマーが0.5〜200重量部の量で存在し、該ブレン
ドがさらに場合により1〜350部の無機充填材料を含
む上記1〜5項のいずれかのポリマーブレンド。
【0065】7.50〜290℃の温度で少なくとも1
種の弾性(コ)ポリマー、無水マレイン酸とR1及びR2
が独立して置換もしくは非置換C1−C20アルキル基で
ある一般式CH2=CR12のα−オレフィンのイミド
化コポリマーならびに場合により1種もしくはそれより
多い軟化剤、可塑剤、粘着付与剤、オリゴマー、潤滑
剤、石油炭化水素、シリコーン油、芳香油、ナフテン系
石油及びパラフィン系石油を混合することを含む優れた
減衰性を示すポリマーブレンドを形成するための方法。
【0066】8.該少なくとも1種のエラストマー
(コ)ポリマーが1種もしくはそれより多い天然ゴム、
ポリイソプレン、ポリブタジエン、ブタジエン/スチレ
ンゴム、エチレン/プロピレンコポリマーゴム、ブチル
ゴム、ポリクロロプレン、エチレン/プロピレン/ジエ
ンゴム、アクリルエラストマー、ポリウレタンエラスト
マー、ポリピペリレン及びジエンコポリマーもしくは共
重合体を含む上記7項の方法。
【0067】9.R1及びR2がメチル基である上記7〜
8項のいずれかの方法。
【0068】10.該イミド化コポリマーが5〜99モ
ルパーセントの無水マレイン酸に由来するマー単位及び
1〜95モルパーセントの該α−オレフィンに由来する
マー単位を含む上記7〜9項のいずれかの方法。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)少なくとも1種のエラストマー
    (コ)ポリマー、 b)無水マレイン酸とR1及びR2が独立して置換もしく
    は非置換C1−C20アルキル基である一般式CH2=CR
    12のα−オレフィンのイミド化コポリマーならびに c)場合により1種もしくはそれより多い軟化剤、可塑
    剤、粘着付与剤、オリゴマー、潤滑剤、石油炭化水素、
    シリコーン油、芳香族系油、ナフテン系石油及びパラフ
    ィン系石油を含むポリマーブレンド。
  2. 【請求項2】 50〜290℃の温度で少なくとも1種
    のエラストマー(コ)ポリマー、無水マレイン酸とR1
    及びR2が独立して置換もしくは非置換C1−C20アルキ
    ル基である一般式CH2=CR12のα−オレフィンの
    イミド化コポリマーならびに場合により1種もしくはそ
    れより多い軟化剤、可塑剤、粘着付与剤、オリゴマー、
    潤滑剤、石油炭化水素、シリコーン油、芳香族系油、ナ
    フテン系石油及びパラフィン系石油を混合することを含
    む優れた減衰性を示すポリマーブレンドを形成するため
    の方法。
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