JP2000169523A - Polyisobutylene polymer and rubber composition containing same - Google Patents
Polyisobutylene polymer and rubber composition containing sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、変性ポリイソブチ
レン系重合体およびそれを含むゴム組成物に関し、更に
詳しくは、粘弾性特性および耐摩耗性が改良された変性
ポリイソブチレン系重合体およびそれを含むゴム組成物
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a modified polyisobutylene polymer and a rubber composition containing the same, and more particularly, to a modified polyisobutylene polymer having improved viscoelastic properties and abrasion resistance, and a modified polyisobutylene polymer. And a rubber composition containing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】ブチルゴムは、広い温度領域で高いta
nδを示すため高グリップ性能を発揮し、特に、0℃で
のtanδが高いため、ウェット性能が向上するものと
期待される。しかしながら、二重結合が少ないため、架
橋による補強やフィラーによる補強性が低いという問題
がある。2. Description of the Related Art Butyl rubber has a high ta in a wide temperature range.
Since it exhibits nδ, it exhibits high grip performance. In particular, since tan δ at 0 ° C. is high, it is expected that wet performance is improved. However, since there are few double bonds, there is a problem that reinforcement by crosslinking and reinforcement by filler are low.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、前述の従来のブチルゴムの問題点を排除して、
補強性の向上を図り、粘弾性特性および耐摩耗性の改良
されたタイヤ用として有用な変性ポリイソブチレン系重
合体およびそれを含むゴム組成物を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the conventional butyl rubber,
It is an object of the present invention to provide a modified polyisobutylene-based polymer which is useful for a tire having improved viscoelasticity and abrasion resistance while improving the reinforcing property, and a rubber composition containing the same.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、アルコ
キシシランと、カルボン酸、アミド、エステル、水酸基
およびアミノ基の群より選ばれる少なくとも1種の水素
結合可能な部位とを分子内に有し、かつイソブチレンを
モノマーとして少なくとも1種有する重合体が提供され
る。According to the present invention, an alkoxysilane and at least one site capable of hydrogen bonding selected from the group consisting of a carboxylic acid, an amide, an ester, a hydroxyl group and an amino group are present in the molecule. And a polymer having at least one isobutylene as a monomer.
【0005】本発明によれば、また、アルコキシシラン
を末端に有し、カルボン酸、アミド、エステル、水酸基
およびアミノ基の群より選ばれる少なくとも1種の水素
結合可能な部位を分子内に有し、かつイソブチレンをモ
ノマーとして少なくとも1種有する重合体が提供され
る。According to the present invention, there is also provided a compound having at least one site capable of hydrogen bonding selected from the group consisting of a carboxylic acid, an amide, an ester, a hydroxyl group and an amino group. And a polymer having at least one isobutylene as a monomer.
【0006】本発明によれば、また、アルコキシシラ
ン、カルボン酸およびアミドを分子内に有し、かつイソ
ブチレンをモノマーとして少なくとも1種有する重合体
が提供される。According to the present invention, there is also provided a polymer having an alkoxysilane, a carboxylic acid and an amide in a molecule and having at least one kind of isobutylene as a monomer.
【0007】本発明によれば、イソブチレンをモノマー
として少なくとも1種有し、下記式(I)で示される構
造を分子内または末端に有する重合体が提供される。According to the present invention, there is provided a polymer having at least one kind of isobutylene as a monomer and having a structure represented by the following formula (I) in a molecule or at a terminal.
【化3】 (式中、R1 ,R2 ,R3 およびR4 は同一であっても
異なっていてもよく、R 1 は、1〜18個の炭素原子を
有する炭化水素基、R2 ,R3 およびR4 は、1〜18
個の炭素原子を有する炭化水素基または1〜18個の炭
素原子を有するアルコキシル基を表わし、そしてR
5 は、水素または1〜18個の炭素原子を有する炭化水
素基を表わす。)Embedded image(Where R1, RTwo, RThreeAnd RFourAre the same
May be different, R 1Represents 1 to 18 carbon atoms
Having a hydrocarbon group, RTwo, RThreeAnd RFourIs 1-18
Hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or 1 to 18 carbon atoms
An alkoxyl group having a hydrogen atom;
FiveIs hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 18 carbon atoms
Represents an elementary group. )
【0008】本発明によれば、前記のいずれかの重合体
を少なくとも1種含むゴム組成物が提供される。According to the present invention, there is provided a rubber composition comprising at least one of the above polymers.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明では、ポリイソブチレンの
末端あるいは分子内にアルコキシシランを導入すること
でフィラーとの補強性を向上させると同時に、分子内に
水素結合可能な部位(カルボン酸、アミド、エステル、
水酸基、アミノ基)を導入してゴム間で疑似架橋させる
ことによって補強性を図ったところ、粘弾性特性および
耐摩耗性に優れた改良効果があることを見出したもので
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, the reinforcing property with a filler is improved by introducing an alkoxysilane into the terminal or in the molecule of polyisobutylene, and at the same time, a site capable of hydrogen bonding in the molecule (carboxylic acid, amide or the like). ,ester,
When a reinforcing property was achieved by introducing pseudo-crosslinking between rubbers by introducing a hydroxyl group or an amino group), it was found that there was an effect of improving viscoelastic properties and abrasion resistance.
【0010】本発明において使用するイソブチレンをモ
ノマーとして少なくとも1種有する重合体としては、ポ
リイソブチレン、ポリブテン、ブチルゴム、臭素化ブチ
ルゴム、イソブチレン・無水マレイン酸共重合体、イソ
ブチレン・p−メチルスチレン・p−ブロモメチルスチ
レン共重合体などを挙げることができ、これらは単独ま
たは2種以上の混合物として使用することができる。The polymer having at least one isobutylene used as a monomer in the present invention includes polyisobutylene, polybutene, butyl rubber, brominated butyl rubber, isobutylene / maleic anhydride copolymer, isobutylene / p-methylstyrene / p-butylene. Bromomethylstyrene copolymers and the like can be mentioned, and these can be used alone or as a mixture of two or more.
【0011】本発明における変性ポリイソブチレン重合
体は、上述したイソブチレンをモノマーとして少なくと
も1種有する重合体の末端または分子内に、アルコキシ
シランとカルボン酸、アミド、エステル、水酸基および
アミノ基等の水素結合可能な基を少なくとも1種有する
所定の化合物とを、当該技術分野で周知の方法を用いて
導入することによって得ることができる。The modified polyisobutylene polymer according to the present invention is characterized in that the above-mentioned polymer having at least one kind of isobutylene as a monomer has alkoxysilane and a carboxylic acid, an amide, an ester, a hydroxyl group, an amino group or the like hydrogen bond at the terminal or in the molecule. A given compound having at least one possible group can be obtained by introduction using methods well known in the art.
【0012】本発明の変性ポリイソブチレン重合体の代
表的なものを挙げると、以下に示すものを含む重合体が
ある。Typical modified polyisobutylene polymers of the present invention include the following polymers.
【化4】 Embedded image
【0013】[0013]
【化5】 Embedded image
【0014】[0014]
【化6】 Embedded image
【0015】[0015]
【化7】 Embedded image
【0016】[0016]
【化8】 Embedded image
【0017】[0017]
【化9】 Embedded image
【0018】[0018]
【化10】 Embedded image
【0019】[0019]
【化11】 Embedded image
【0020】[0020]
【化12】 Embedded image
【0021】[0021]
【化13】 Embedded image
【0022】(注)上記式中、Et:−C2 H5 (エチ
ル基)、Me:−CH3 (メチル基)、Ph:−C6 H
5 (フェニル基)を表わす。(Note) In the above formula, Et: -C 2 H 5 (ethyl group), Me: -CH 3 (methyl group), Ph: -C 6 H
5 represents a (phenyl group).
【0023】本発明の変性ポリイソブチレン重合体は、
従来からゴム組成物として一般的に使用されるゴム、特
にジエン系原料ゴム100重量部に対し好ましくは1〜
100重量部、更に好ましくは10〜50重量部配合す
ることができる。この配合量が少な過ぎると本発明の効
果がないので好ましくなく、逆に多過ぎるとtanδバ
ランス、耐摩耗性が低下するので好ましくない。The modified polyisobutylene polymer of the present invention comprises
Conventionally, a rubber generally used as a rubber composition, particularly preferably 1 to 100 parts by weight of a diene-based raw rubber is preferably used.
100 parts by weight, more preferably 10 to 50 parts by weight can be blended. If the amount is too small, the effects of the present invention will not be obtained, which is not preferable.
【0024】本発明に係るゴム組成物に主成分として配
合されるゴムは従来から各種ゴム組成物に一般的に配合
されている任意のジエン系ゴム、例えば天然ゴム(N
R)、ポリイソプレンゴム(IR)、各種スチレン−ブ
タジエン共重合体ゴム(SBR)、各種ポリブタジエン
ゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体
ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)などのジエン系
ゴムを単独または任意のブレンドとして使用することが
できる。The rubber compounded as the main component in the rubber composition according to the present invention may be any diene rubber conventionally compounded in various rubber compositions, for example, natural rubber (N
R), polyisoprene rubber (IR), various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), various polybutadiene rubbers (BR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), and diene rubbers such as butyl rubber (IIR). It can be used alone or as any blend.
【0025】本発明に係るゴム組成物には、更に一般的
な補強剤が配合される。補強剤としては、例えばカーボ
ンブラック、シリカなどがあげられ、ジエン系ゴム10
0重量部に対し、補強剤として40重量部以上、好まし
くは50〜120重量部配合する。この配合量が少な過
ぎるとゴム組成物として必要な補強性が得られないので
好ましくない。The rubber composition according to the present invention further contains a general reinforcing agent. Examples of the reinforcing agent include carbon black and silica.
40 parts by weight or more, preferably 50 to 120 parts by weight, of a reinforcing agent is added to 0 parts by weight. If the amount is too small, the reinforcing properties required for the rubber composition cannot be obtained, which is not preferable.
【0026】本発明に係るゴム組成物には、前記した必
須成分に加えて、加硫または架橋剤、加硫または架橋促
進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑性剤などのタイヤ
用、その他一般ゴム用に一般的に配合されている各種添
加剤を配合することができ、かかる配合物は一般的な方
法で混練、加硫して組成物とし、加硫または架橋するの
に使用することができる。これらの添加剤の配合量も本
発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とす
ることができる。In the rubber composition according to the present invention, in addition to the above essential components, a vulcanizing or crosslinking agent, a vulcanizing or crosslinking accelerator, various oils, an antioxidant, a plasticizer, etc. Various additives generally compounded for rubber can be compounded, and such a compound can be kneaded and vulcanized into a composition by a general method and used for vulcanization or crosslinking. it can. The compounding amounts of these additives can also be conventional general compounding amounts as long as they do not contradict the object of the present invention.
【0027】[0027]
【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定
するものでないことは言うまでもない。EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to Examples and Comparative Examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these Examples.
【0028】実施例1〜2および比較例1〜4 (変性ポリブテンの合成例)マレイン化ポリブテン(数
平均分子量2,900、マレイン化率70%、(日本石
油化学製))100gおよび3−アミノプロピルトリメ
トキシシラン(日本ユニカー製のA1110)9.13
g(0.0509mol )を80℃で、12時間加熱撹拌
して合成した。反応生成物のIR分析を行ったところ、
1715cm-1のカルボニルの吸収が1738cm-1にシフ
トし、次の反応が進行していることを確認した。 Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4 ( Examples of synthesis of modified polybutene) 100 g of maleated polybutene (number average molecular weight 2,900, maleation ratio 70%, (Nippon Petrochemical)) and 3-amino Propyltrimethoxysilane (Nippon Unicar A1110) 9.13
g (0.0509 mol) was synthesized by heating and stirring at 80 ° C. for 12 hours. When IR analysis of the reaction product was performed,
Absorption of the carbonyl of 1715 cm -1 is shifted to 1738 cm -1, it was confirmed that the following reaction proceeds.
【化14】 Embedded image
【0029】試験用サンプルの作製 表Iに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分
を1.8リットルの密閉型ミキサーで3〜5分間混練
し、165±5℃に達したときに放出したマスターバッ
チに加硫促進剤と硫黄を8インチのオープンロール混練
し、ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物の未加硫物
性(ムーニー粘度)を測定した。次に、この組成物を1
5×15×0.2cmの金型中で160℃で20分間プレ
ス加硫して目的とする試験片(ゴムシート)を調製し、
加硫物性(伸張型粘弾性、耐摩耗性)を評価した。Preparation of Test Samples In the formulation shown in Table I, the components other than the vulcanization accelerator and sulfur were kneaded in a 1.8-liter closed mixer for 3 to 5 minutes, and when the temperature reached 165 ± 5 ° C. The released masterbatch was kneaded with an 8-inch open roll with a vulcanization accelerator and sulfur to obtain a rubber composition. The unvulcanized physical properties (Mooney viscosity) of the obtained rubber composition were measured. Next, this composition is
Press vulcanization at 160 ° C. for 20 minutes in a mold of 5 × 15 × 0.2 cm to prepare a target test piece (rubber sheet),
The vulcanization properties (stretch viscoelasticity, wear resistance) were evaluated.
【0030】上記測定および評価に用いた試験方法は、
以下のとおりである。未加硫物性 1)ムーニー粘度:JIS K6300に基づき100
℃にて測定した。加硫物性 2)tanδ(0℃および60℃):東洋精機製作所製
レオログラフソリッドを用い、初期歪み=10%、動的
歪み=2%、周波数=20Hzで粘弾性を測定(試料幅:
5mm)。 3)耐摩耗性:ランボーン摩耗試験機(岩本製作所
(株)製)を用いて、温度20℃、スリップ率50%の
条件で摩耗減量を測定し、標準例を100として指数表
示した。数値は大なる程、耐摩耗性が良好であることを
示す。The test method used for the above measurement and evaluation is as follows:
It is as follows. Unvulcanized properties 1) Mooney viscosity: 100 based on JIS K6300
Measured at ° C. Vulcanization properties 2) tan δ (0 ° C. and 60 ° C.): Using a rheograph solid manufactured by Toyo Seiki Seisaku-sho, viscoelasticity was measured at an initial strain of 10%, a dynamic strain of 2%, and a frequency of 20 Hz (sample width:
5mm). 3) Abrasion resistance: Abrasion loss was measured using a Lambourn abrasion tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) at a temperature of 20 ° C. and a slip rate of 50%. The larger the value, the better the wear resistance.
【0031】結果を表Iに示す。The results are shown in Table I.
【表1】 [Table 1]
【0032】表Iの結果より、本発明に係る変性ポリブ
テンを配合したゴム組成物(実施例1および2)は、従
来例のマレイン化ポリブテンを配合したゴム組成物(比
較例2および比較例4)およびこれらを全く配合しない
ゴム組成物(比較例1および比較例3)に比して、ムー
ニー粘度が優れ、また、tanδバランスに優れ、かつ
耐摩耗性が大巾に向上していることがわかる。From the results shown in Table I, the rubber compositions containing the modified polybutene according to the present invention (Examples 1 and 2) were the same as the rubber compositions containing the maleated polybutene of the conventional example (Comparative Examples 2 and 4). ) And rubber compositions not containing any of these (Comparative Examples 1 and 3), have excellent Mooney viscosity, excellent tan δ balance, and greatly improved abrasion resistance. Understand.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るアル
コキシシランと水素結合可能な部位を分子内あるいは末
端に有するように導入された重合体を配合したゴム組成
物は、その粘弾性特性および耐摩耗性が向上するが、タ
イヤ用ゴム組成物等として有用である。As described above, the rubber composition containing the alkoxysilane according to the present invention and the polymer introduced so as to have a hydrogen bondable site in the molecule or at the end thereof is obtained. Although the abrasion is improved, it is useful as a rubber composition for tires and the like.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 AC00W AC01W AC05W AC06W AC08W BB18W BB18X BB20X BB21X DA030 DJ010 FD010 GN01 4J100 AA04P AA05P AA06P AB04Q AB09R AK32Q CA01 CA04 CA05 CA31 HC77 HC78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4J002 AC00W AC01W AC05W AC06W AC08W BB18W BB18X BB20X BB21X DA030 DJ010 FD010 GN01 4J100 AA04P AA05P AA06P AB04Q AB09R AK32Q CA01 CA04 CA05 CA31 HC77 HC78
Claims (6)
ド、エステル、水酸基およびアミノ基の群より選ばれる
少なくとも1種の水素結合可能な部位とを分子内に有
し、かつイソブチレンをモノマーとして少なくとも1種
有する重合体。Claims: 1. An alkoxysilane having at least one hydrogen bondable site selected from the group consisting of a carboxylic acid, an amide, an ester, a hydroxyl group and an amino group in a molecule thereof, and at least one type of isobutylene as a monomer. Having a polymer.
ン酸、アミド、エステル、水酸基およびアミノ基の群よ
り選ばれる少なくとも1種の水素結合可能な部位を分子
内に有し、かつイソブチレンをモノマーとして少なくと
も1種有する重合体。2. A compound having an alkoxysilane at its terminal, having at least one site capable of hydrogen bonding selected from the group consisting of a carboxylic acid, an amide, an ester, a hydroxyl group and an amino group in a molecule, and isobutylene as a monomer. A polymer having at least one kind.
ミドを分子内に有し、かつイソブチレンをモノマーとし
て少なくとも1種有する重合体。3. A polymer having an alkoxysilane, a carboxylic acid and an amide in a molecule and having at least one kind of isobutylene as a monomer.
も1種有し、下記式(I)で示される構造を分子内に有
する重合体。 【化1】 (式中、R1 ,R2 ,R3 およびR4 は同一であっても
異なっていてもよく、R 1 は、1〜18個の炭素原子を
有する炭化水素基、R2 ,R3 およびR4 は、1〜18
個の炭素原子を有する炭化水素基または1〜18個の炭
素原子を有するアルコキシル基を表わし、そしてR
5 は、水素または1〜18個の炭素原子を有する炭化水
素基を表わす。)4. Isobutylene as a monomer at least
And has a structure represented by the following formula (I) in the molecule.
Polymer. Embedded image(Where R1, RTwo, RThreeAnd RFourAre the same
May be different, R 1Represents 1 to 18 carbon atoms
Having a hydrocarbon group, RTwo, RThreeAnd RFourIs 1-18
Hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or 1 to 18 carbon atoms
An alkoxyl group having a hydrogen atom;
FiveIs hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 18 carbon atoms
Represents an elementary group. )
も1種有し、下記式(I)で示される構造を末端に有す
る重合体。 【化2】 (式中、R1 ,R2 ,R3 およびR4 は、同一であって
も異なっていてもよく、R1 は、1〜18個の炭素原子
を有する炭化水素基、R2 ,R3 およびR4 は、1〜1
8個の炭素原子を有する炭化水素基または1〜18個の
炭素原子を有するアルコキシル基を表わし、そしてR5
は、水素または1〜18個の炭素原子を有する炭化水素
基を表わす。)5. A polymer having at least one isobutylene as a monomer and having a terminal represented by the following formula (I). Embedded image (Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different, and R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, R 2 , R 3 And R 4 is 1 to 1
It represents eight hydrocarbon group or 1 to 18 alkoxyl groups having a carbon atom having carbon atoms, and R 5
Represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. )
合体を少なくとも1種含むゴム組成物。6. A rubber composition comprising at least one polymer according to any one of claims 1 to 5.
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