JP2001247719A - ゴム用架橋剤およびそれを用いたゴム組成物 - Google Patents

ゴム用架橋剤およびそれを用いたゴム組成物

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JP2001247719A
JP2001247719A JP2000063320A JP2000063320A JP2001247719A JP 2001247719 A JP2001247719 A JP 2001247719A JP 2000063320 A JP2000063320 A JP 2000063320A JP 2000063320 A JP2000063320 A JP 2000063320A JP 2001247719 A JP2001247719 A JP 2001247719A
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JP
Japan
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rubber
crosslinking agent
maleic acid
same
rubber composition
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JP2000063320A
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Yuko Nakada
優子 中田
Kazunori Ishikawa
和憲 石川
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加硫戻り防止性能に優れ、その他各種加硫ゴ
ム物性を向上させる機能を有するゴム用架橋剤を提供す
る。 【解決手段】 1分子中に2つ以上のマレイン酸エステ
ル構造を有する下記一般式(1)で示される架橋剤。 【化1】 (式中、R1 およびR2 は、同じかもしくは異なる炭素
原子数1〜18個を有するアルキル基であり、Yは、炭
素数2以上で、ヘテロ原子を含むかあるいは芳香族基ま
たは脂環式炭化水素で分断されてよいアルキレン基であ
り、そしてnは、1〜50の整数を表わす。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐リバージョン性
に優れ、かつ各種加硫ゴム物性をも向上する架橋剤に関
する。
【0002】
【従来の技術】ゴム製品の製造工程における加硫の温度
は、生産性向上を求めるニーズから高温化する傾向にあ
る。通常、硫黄/加硫促進剤の加硫系の場合に高温加硫
を行うと、各種物性が低下する加硫戻り(リバージョ
ン)現象が生じるため、加硫戻り防止効果のある架橋剤
が併用される。このような架橋剤としては、N,N′−
m−フェニレンビスマレイミド(MPBM)のようなビ
スマレイミド系化合物が挙げられるが、高温加硫時の架
橋度をアップさせ、加硫戻り現象が抑制されるものの未
だ充分とはいえない。一方、これを改善したものとして
ノルボルナン−ビスメチルマレイミド(BMMBP;川
口化学工業)がある。このBMMBPは、架橋効率、即
ち引張物性、耐発熱性、耐圧縮永久歪性および耐リバー
ジョン性においてMPBMを凌ぐものであるが、破断点
伸び(EB )など至らない物性もあり、架橋剤としてや
はり充分とはいえない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明で
は、加硫戻り防止性能に優れ、その他各種加硫ゴム物性
をも向上させることができるゴム用架橋剤を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、1分子
中に2つ以上のマレイン酸エステル基を有する架橋剤が
提供される。
【0005】また、本発明によれば、下記一般式(1)
で示されるマレイン酸ジエステルとポリオールとを反応
させて得られる、1分子中に2つ以上のマレイン酸エス
テル構造を有する架橋剤が提供される。
【化2】 (式中、R1 およびR2 は、同じかもしくは異なる炭素
原子数1〜18個を有するアルキル基であり、Yは、炭
素数2以上で、ヘテロ原子を含むかあるいは芳香族基ま
たは脂環式炭化水素で分断されてよいアルキレン基であ
り、そしてnは、1〜50の整数を表わす。)
【0006】また、本発明によれば、ジエン系ゴム10
0重量部に対して前記の架橋剤を0.1〜10重量部配
合してなるゴム組成物が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明者は、ポリオールとマレイ
ン酸ジエステルとを反応させて、両末端に不飽和エステ
ルをもつ化合物を合成したが、この化合物の両末端の不
飽和エステルの二重結合が、加硫戻り反応時に生じるゴ
ムのジエン部分と架橋反応をすることで加硫戻り防止効
果を発揮し、また、この化合物は、各種の加硫物性の低
下を防ぎ、あるいは向上させることを見い出した。
【0008】本発明により得られる1分子中に2つ以上
のマレイン酸エステル基を有する架橋剤は、典型的に以
下の一般式(1)により示される化合物を含む。
【化3】 (式中、R1 およびR2 は、同じかもしくは異なる炭素
原子数1〜18個を有するアルキル基であり、Yは炭素
数2以上で、ヘテロ原子を含むかあるいは芳香族基また
は脂環式炭化水素で分断されてよいアルキレン基であ
り、そしてnは、1〜50の整数を表わす。)
【0009】本願発明に係る代表的な架橋剤には、以下
の一般式(2)および(3)で示される化合物が含まれ
る。
【化4】 マレイン酸ジメチルエステルとジチオジエタノールの縮
合物オリゴマー(以下、「MAMS」という。)
【化5】 マレイン酸ジメチルエステルと1,4−ブタンジオール
の縮合物オリゴマー(以下、「BDMM」という。)
【0010】本願発明の上記架橋剤は、無溶媒下で、ポ
リオールとマレイン酸ジエステルとを以下のスキームに
よって縮合反応させることによって得られる。
【化6】
【0011】上記ポリオール成分としては、例えば、エ
チレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4
−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6
−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−
シクロヘキサンジオール等のグリコール類;3,3−ジ
メチル−1,2−ブタンジオール、2−メチル−2,3
−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール等のヘ
キサンジオール異性体、2,2−ジエチル−1,3−プ
ロパンジオール、2−エチル−3−メチル−1,4−ブ
タンジオール、2,3−ジメチル−1,5−ペンタンジ
オール、3−メチル−1,6−ヘキサンジオール、1,
4−ヘプタンジオール等のヘプタンジオール異性体、2
−(2−メチルエチル)−1,3−プロパンジオール、
2−ブチル−1,3−ブタンジオール、2−メチル−2
−プロピル−1,4−ブタンジオール、2−プロピル−
1,3−ペンタンジオール、2,3,4−トリメチル−
1,5−ペンタンジオール、3−エチル−1,4−ヘキ
サンジオール、3,3−ジメチル−2,4−ヘキサンジ
オール、3−メチル−1,5−ヘプタンジオール、5−
メチル−1,6−ヘプタンジオール等のオクタンジオー
ル異性体、3−t−ブチル−2,4−ペンタンジオー
ル、3,3,5−トリメチル−2,5−ヘキサンジオー
ル、ノナンジオール等のノナンジオール異性体、3−
(n−ペンチルオキシ)−1,2−プロパンジオール、
3−(シクロヘキシルオキシ)−1,2−プロパンジオ
ール、2−フェニルオキシ−1,3−プロパンジオール
等のグリセリルエーテル、1−イソプロピル−1,2−
シクロブタンジオール、3−エチル−4−メチル−1,
2−シクロブタンジオール、1−エチル−1,2−シク
ロペンタンジオール、2,4,5−トリメチル−1,3
−シクロペンタンジオール、1,2−ジメチル−1,3
−シクロヘキサンジオール、2,3−ジメチル−1,4
−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジ
オール、2−メチル−1,3−シクロヘプタンジオー
ル、1,3−シクロオクタンジオール等の飽和脂環式ジ
オール;1−エテニル−2−エチル−1,2−シクロヘ
プタンジオール、3,4−ジエチル−3−シクロブテン
−1,2−ジオール、1−エチル−3−メチレン−1,
2−シクロヘプタンジオール、1−エチル−3−メチル
−3−シクロペンテン−1,2−ジオール、1−メチル
−3−メチレン−1,2−シクロヘキサンジオール、
2,6−ジメチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジオ
ール、3−シクロオクテン−1,2−ジオール、1,4
−シクロヘキサンジメタノール等の不飽和脂環式ジオー
ル;キシリレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベ
ンゼン等の芳香族グリコール;グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6−ヘ
キサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、エ
リスリトール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、
ジペンタエリスリトール等の3官能以上の多価アルコー
ル等を使用することができる。
【0012】本発明による架橋剤は、これをタイヤ用、
他のゴム組成物に配合して使用すると、従来公知のノル
ボルナン−ビスメチルマレイミド(BMMBP;川口化
学工業製)以上の加硫戻り防止性能を有し更に各種の加
硫物性をも向上させる効果を有する。
【0013】かかる架橋剤を配合使用するゴム組成物の
ゴム成分としては、任意のジエン系ゴムが用いられ、例
えば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(I
R)、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SB
R)、各種ポリブタジエンゴム(BR)、アクリロニト
リル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、ブチルゴム
(IIR)などのジエン系ゴムを単独で、あるいは任意
のブレンドとして使用することができる。
【0014】本発明の架橋剤は、上記のジエン系ゴム1
00重量部に対して、0.1〜10重量部、好ましくは
0.5〜5重量部を配合して用いられる。この配合量が
0.1未満では、所望の効果を発揮できず、また、10
重量を超えると、加硫ゴム物性、特に引張強さ(TB
が著しく低下する。
【0015】本発明の架橋剤を使用したゴム組成物に
は、他にカーボンブラックやシリカ等の補強剤、加硫ま
たは加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、軟
化剤、可塑化剤等の一般ゴム組成物用に配合されている
各種配合剤および添加剤を配合することができ、これら
配合剤、添加剤の配合量も一般的な量とすることができ
る。
【0016】
【実施例】以下、標準例、比較例および実施例によって
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。
【0017】MAMS(マレイン酸ジメチルエステルと
ジチオジエタノールとの縮合物オリゴマー)の製造 マレイン酸ジメチルエステル(DMM)135.8g
(0.942モル)とジチオジエタノール48.4g
(0.313モル)とを酸触媒Ti(OiPr)40.
5gの存在下、100〜140℃で加熱し、生成するメ
タノールを減圧除去しながら1.5〜8時間撹拌し反応
させた。反応終了後、過剰のDMMを加熱下減圧除去
し、目的とする化合物100g(84.2%)を得た。
【0018】BDMM(マレイン酸ジメチルエステルと
1,4−ブタンジオールとの縮合物オリゴマー)の製造 マレイン酸ジメチルエステル(DMM)756.7g
(5.25モル)と1,4−ブタンジオール157.7
g(1.75モル)とを酸触媒Ti(OiPr) 4 1.
5gの存在下、100〜140℃で加熱し、生成するメ
タノールを減圧除去しながら1.5〜8時間撹拌し反応
させた。反応終了後、過剰のDMMを加熱下減圧除去
し、目的とする化合物503g(91.5%)を得た。
【0019】標準例、実施例1〜4および比較例1〜2 本例では、以下の表1に示す各成分および配合量を用い
て各例に示すゴム組成物を得、その引張試験およびレオ
メーター試験に供した。
【0020】サンプルの作製 加硫促進剤と硫黄と架橋剤を除く成分を1.8リットル
の密閉型ミキサーで3〜5分間混練し、165±5℃の
温度に達したときに放出したマスターバッチに加硫促進
剤と硫黄並びに所定の架橋剤を8インチのオープンロー
ル混練し、ゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物
を15cm×15cm×0.2cmの金型中において160℃
で20分間プレス加硫して、試験片(ゴムシート)を得
た。
【0021】試験方法 1)引張強さ(TB )、伸び(EB )、100%および
300%の引張応力(MPa);JIS K6301の試験
法に準拠した。 2)レオメーターによる架橋試験;SRIS−3102
(日本ゴム協会規格)の試験法に準拠した。
【0022】結果を次の表1に示す。
【表1】
【0023】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の架橋剤を
用いたゴム組成物の加硫物性において、その加硫戻り防
止性能に優れ、その諸物性も向上していて、総合的に優
れていることがわかる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 23/22 C08L 23/22 101/00 101/00 // C07C 323/12 C07C 323/12 (C08L 9/00 (C08L 9/00 67:06) 67:06) Fターム(参考) 4H006 AA01 AA03 AB49 BJ20 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 BB181 BC051 BG101 CF222 EH106 FD142 FD146

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1分子中に2つ以上のマレイン酸エステ
    ル基を有する架橋剤。
  2. 【請求項2】 下記一般式(1)で示されるマレイン酸
    ジエステルとポリオールとを反応させて得られる、1分
    子中に2つ以上のマレイン酸エステル構造を有する架橋
    剤。 【化1】 (式中、R1 およびR2 は、同じかもしくは異なる炭素
    原子数1〜18個を有するアルキル基であり、Yは、炭
    素数2以上で、ヘテロ原子を含むかあるいは芳香族基ま
    たは脂環式炭化水素で分断されてよいアルキレン基であ
    り、そしてnは、1〜50の整数を表わす。)
  3. 【請求項3】 ジエン系ゴム100重量部に対して請求
    項1または2に記載の架橋剤を0.1〜10重量部配合
    してなるゴム組成物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7414087B2 (en) 2003-08-20 2008-08-19 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition and pneumatic tire using the same

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