JP2001335662A - ジエン系ゴム用新規加硫剤およびそれを用いたゴム組成物 - Google Patents

ジエン系ゴム用新規加硫剤およびそれを用いたゴム組成物

Info

Publication number
JP2001335662A
JP2001335662A JP2000318360A JP2000318360A JP2001335662A JP 2001335662 A JP2001335662 A JP 2001335662A JP 2000318360 A JP2000318360 A JP 2000318360A JP 2000318360 A JP2000318360 A JP 2000318360A JP 2001335662 A JP2001335662 A JP 2001335662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vulcanizing agent
sulfur
rubber
norbornene
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000318360A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4432249B2 (ja
Inventor
Yuko Nakada
優子 中田
Kazunori Ishikawa
和憲 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP2000318360A priority Critical patent/JP4432249B2/ja
Priority to US09/797,679 priority patent/US20020188082A1/en
Priority to DE10114025A priority patent/DE10114025A1/de
Publication of JP2001335662A publication Critical patent/JP2001335662A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4432249B2 publication Critical patent/JP4432249B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/14Polysulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/37Thiols
    • C08K5/372Sulfides, e.g. R-(S)x-R'

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱老化性、耐加硫戻り性に優れた加硫ゴム
が得られる新規加硫剤を提供する。 【解決手段】 硫黄とノルボルネンまたはその誘導体、
またはジシクロペンタジエンとを、触媒量の加硫促進剤
および加硫促進助剤の存在下で反応させて得られる有機
硫黄加硫剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機硫黄化合物の
新規加硫剤に関し、更に詳しくは、この加硫剤にて加硫
したゴムは、一般のゴム物性の低下を招くことなく、高
モジュラスで耐熱老化性、耐加硫戻り性に優れた加硫ゴ
ムが得られるような加硫剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ゴムの加硫には、主に硫黄が加硫
剤として使用されているが、硫黄で加硫されたゴムの架
橋はポリスルフィド結合であることが知られている。こ
のポリスルフィド結合は、その硫黄数が増えるに従って
熱的に不安定になるため、耐熱性の点で問題がある。こ
の問題に対して、ポリスルフィド結合の硫黄数をテトラ
スルフィド結合程度にまで抑えたポリスルフィド重合体
を加硫剤として用いる方法などが提案されているもの
の、発熱性など今一歩の点もある。一方、有機硫黄化合
物の加硫剤として、硫黄とオレフィンとの反応物が知ら
れているが(特開平7−309977号公報)、その製
法において、硫黄に対するオレフィン重量は30重量%
以下と少なく、反応の触媒としては塩基触媒を用いてい
る。これらの多くは、硫黄のゴム中への分散性改善のた
め(耐ブルーミングのため)に提案されており、その硫
黄含有量は多く、生成物中のポリスルフィド結合の硫黄
数も平均6.5程度である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
このようなゴム加硫用ポリスルフィド重合体中の硫黄結
合数が加硫ゴムの架橋形態、つまりポリスルフィド結合
の硫黄数にそのまま反映されることに着目し、テトラス
ルフィド結合程度の硫黄結合数をもつ有機硫黄化合物を
合成し、これを新規加硫剤として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】本発明では、硫黄とノル
ボルネンまたはその誘導体、またはジシクロペンタジエ
ンとを、触媒量の加硫促進剤および加硫促進助剤の存在
下で反応させて得られる有機硫黄加硫剤が提供される。
【0005】また、本発明では、硫黄が30〜70重量
%含まれる前記有機硫黄加硫剤が提供される。
【0006】また、本発明では、ジエン系ゴム100重
量部に対して前記有機硫黄加硫剤を0.5〜10重量
部、あるいは該有機硫黄加硫剤0.5〜10重量部およ
び硫黄0〜10重量部を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】本発明では、所定量の硫黄とノル
ボルネンまたはその誘導体、またはジシクロペンタジエ
ンとを、触媒量の加硫促進剤および加硫促進助剤の存在
下で撹拌しながら100〜130℃で反応させることに
より得られる有機硫黄化合物を加硫剤として、従来の硫
黄加硫剤に代えてゴム組成物に使用するときは、破断強
度、破断伸張などの一般ゴム物性の低下を招くことな
く、耐熱老化性および耐加硫戻り性に優れた加硫ゴムが
得られることを見出したものである。
【0008】本発明の加硫剤の合成に用いられる触媒と
しては、アミン類または従来より一般のゴム用加硫促進
剤および加硫促進助剤として用いられているものが使用
でき、例えば、その加硫促進剤としては、スルフェンア
ミド系、グアニジン系、チアゾール系、チウラム系の各
種加硫促進剤が、また、その加硫促進助剤としては、粒
度が0.05〜0.2μmの活性亜鉛華や0.3〜1μ
mの亜鉛華を挙げることができる。そして、これらの触
媒量の添加量としては、ノルボルネンまたはその誘導
体、またはジシクロペンタジエンに対し通常0.1〜5
重量%の量が使用される。
【0009】本発明で使用するノルボルネンまたはその
誘導体としては、ノルボルネン、5−ノルボルネン−2
−カルボン酸メチルエステル、5−ノルボルネン−2−
カルボン酸ブチルエステル、5−ノルボルネン−2−カ
ルボン酸オクチルエステル、5−ノルボルネン−2−カ
ルボン酸オクタデシルエステル、5−ノルボルネン−2
−メチロール、5−ノルボルネン−2−ジメチロール、
5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物などが
例示され、特に、ノルボルネンから得られた加硫剤がゴ
ム加硫物性の点で好ましい。
【0010】本発明に用いられる硫黄−ノルボルネン
(NB)反応物は、NB1モルに硫黄3モルを反応さ
せ、上記式(2)の加硫剤を合成する。また、硫黄が3
モルを超えるものは、上記式(2)の化合物にアミン等
塩基触媒存在下硫黄をさらに反応させることにより合成
される。この硫黄が3モルを超える硫黄−ノルボルネン
反応物の具体的な構造としては、上記式(1)または
(3)で表される。こうして得られる加硫剤には硫黄が
50〜70%含まれ、特に上記式(1)でnは平均4と
なるものが好ましく、優れた耐熱老化性を示す。
【0011】本発明の加硫剤の合成に用いられる原料の
硫黄対ジシクロペンタジエン(DCPD)の、モル比
(硫黄/DCPD)は、硫黄/DCPD≦5/1とす
る。このモル比が5/1を超える場合には、生成する有
機硫黄化合物中に存在するポリスルフィド結合の硫黄数
が平均5を超え、そのため、このような加硫剤を用いた
ゴム組成物の耐熱老化性が劣ることとなる。そして得ら
れる有機硫黄加硫剤の分子中に硫黄が30〜70重量%
含まれるものは、かかる耐熱老化性並びにその他の耐加
硫戻り性に優れるという効果を有する。
【0012】本発明のゴム組成物では、ジエン系ゴム1
00重量部に対して、前記有機硫黄加硫剤を0.5〜1
0重量部、好ましくは1〜5重量部、あるいは有機硫黄
加硫剤0.5〜10重量部および硫黄0〜10重量部
(好ましくは、0.3〜2重量部)を配合して使用す
る。これらの加硫剤の配合量が少な過ぎるときは、所期
の耐熱老化性および耐加硫戻り性を発揮することができ
ず、また、その配合量が多過ぎる場合には、ゴムの硬化
が進み過ぎて好ましくない。
【0013】本発明のゴム組成物に用いられるジエン系
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】本発明の加硫剤を使用するゴム組成物に
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、可塑剤等の一般ゴム組成物用に配合される各種配
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。
また、シリカを配合したゴム組成物において、含硫黄シ
ランカップリング剤(例えば、Si69またはSi7
5、デクサ、ヒュルス製)が使用されるが、このような
場合も本発明の加硫剤が有効に使用できる。
【0015】
【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いうまでもない。
【0016】表1で用いたIR(マスターバッチ)の配
合組成は、以下のとおりである。 配合成分 重量部 ────────────────────────────────── IR(日本ゼオン(株)製、ニポールIR2200) 100 N339カーボンブラック(東海カーボン製、シーストKH) 50 酸化亜鉛(亜鉛華3号) 3 工業用ステアリン酸 1 老化防止剤(N−フェニル−N′−(1,3−ジメチルブチル) −P−フェニレンジアミン 1
【0017】表1のNB3S(NB/S=1/3(モル
比))有機硫黄加硫剤の製造 (1)ノルボルネントリスルフィドの合成 反応管にDMF溶媒100ml中硫黄96g(3.0モ
ル)およびノルボルネン94.15g(1.0モル)を
入れ、触媒として加硫促進剤(N−シクロヘキシル−2
−ベンゾチアゾールスルフェンアミド)および加硫促進
助剤(酸化亜鉛)をそれぞれ0.8gを添加した後、1
20〜130℃で加熱し26時間撹拌した。反応終了後
DMFを減圧除去し、黒色液体のノルボルネントリスル
フィド(式2)を183.4g(96.5%)得た。
【0018】表1のNB4S(NB/S=1/4(モル
比))有機硫黄加硫剤の製造 (2)ノルボルネンテトラスルフィドの合成 反応管に硫黄1.68g(0.053モル)およびノル
ボルネントリスルフィド10g(0.053モル)を入
れ、触媒としてトリエチルアミン(Et3 N)を0.0
2g添加した後、50〜90℃で加熱し6時間撹拌し
た。反応終了後、黒色粘稠体のノルボルネンテトラスル
フィドを11.2g(95.9%)得た。ポリマー上記
式(1)とNB3S(2)、NB5S(3)の混合物。
NB3SとNB5S(3)とで52重量%。
【0019】表1のNBPS(NB/S=1/5(モル
比))有機硫黄加硫剤の製造 (3)ノルボルネンポリスルフィドの合成 反応管に硫黄3.37g(0.105モル)およびノル
ボルネントリスルフィド10g(0.053モル)を入
れ、触媒としてEt3 Nを0.02g添加した後、50
〜90℃で加熱し6時間撹拌した。反応終了後、黒色高
粘稠体のノルボルネンポリスルフィドを12.5g(9
3.5%)得た。ポリマー上記式(1)とNB3S
(2)、NB5S(3)の混合物。NB3SとNB5S
(3)とで31重量%。
【0020】表1のDCPD/S(1)(50/50重
量%比)有機硫黄加硫剤の製造 反応管に硫黄60g(1.875モル)およびDCPD
60g(0.455モル)と触媒としてN−シクロヘキ
シル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド加硫促進
剤および酸化亜鉛加硫促進助剤をそれぞれ0.2〜0.
8gを添加した後、100〜130℃で加熱し8時間撹
拌した。反応終了後に黒色粘稠物質の有機硫黄化合物5
8gを得た。
【0021】表1のDCPD/S(2)(60/40重
量%比)有機硫黄加硫剤の製造 反応管に硫黄60g(1.875モル)およびDCPD
90g(0.683モル)と、触媒としてN−シクロヘ
キシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド加硫促
進剤および酸化亜鉛加硫促進助剤をそれぞれ0.2〜
0.8gを添加した後、100〜130℃で加熱し8時
間撹拌した。反応終了後、黒色粘稠物質の有機硫黄化合
物150gを得た。
【0022】実施例1〜8および比較例1 本例では、表1に示す配合例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。
【0023】試験サンプルの作製 加硫促進剤と硫黄と本発明の加硫剤(NB3S、NB4
S、NBPS、DCPD/S(1)、DCPD/S
(2))を除くIRマスターバッチ配合成分を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IRマスターバッチ
に、加硫促進剤と硫黄並びに所定の加硫剤を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)を作製した。
【0024】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
試験法に準拠して測定した。 2)レオメーターによる加硫試験:SRIS−3102
(日本ゴム協会規格)の試験法に準拠して測定した。
【0025】結果を以下の表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】以上説明したとおり、本発明の加硫剤を用
いたゴム組成物は、耐熱老化性および耐加硫戻り性にお
いて優れるという効果を有し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 9/00 (C08L 9/00 81:04) 81:04) Fターム(参考) 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 BB181 CN012 CN022 DA047 EV046 EV306 FD142 FD146 FD147 4J030 BA04 BA05 BB24 BC21 BC24 BG11

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫黄とノルボルネンまたはその誘導体と
    を反応させて得られる有機硫黄加硫剤。
  2. 【請求項2】 前記請求項1に記載の有機硫黄加硫剤が
    下記式1で表わされる有機硫黄加硫剤。 【化1】 式中、xは、1〜10の整数であり、nは、1〜200
    の整数である。
  3. 【請求項3】 前記請求項1に記載の有機硫黄加硫剤が
    下記式2または3の化合物である有機硫黄加硫剤。 【化2】
  4. 【請求項4】 硫黄とジシクロペンタジエンとを、触媒
    量の加硫促進剤および加硫促進助剤の存在下で反応させ
    て得られる有機硫黄加硫剤。
  5. 【請求項5】 硫黄が30〜70重量%含まれる、請求
    項1〜4のいずれか1項に記載の有機硫黄加硫剤。
  6. 【請求項6】 ジエン系ゴム100重量部に対して請求
    項1〜5のいずれか1項に記載の有機硫黄加硫剤を0.
    5〜10重量部、あるいは該有機硫黄加硫剤0.5〜1
    0重量部および硫黄0〜10重量部を配合してなるゴム
    組成物。
JP2000318360A 2000-03-23 2000-10-18 ジエン系ゴム用新規加硫剤およびそれを用いたゴム組成物 Expired - Fee Related JP4432249B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000318360A JP4432249B2 (ja) 2000-03-23 2000-10-18 ジエン系ゴム用新規加硫剤およびそれを用いたゴム組成物
US09/797,679 US20020188082A1 (en) 2000-03-23 2001-03-05 Novel vulcanizing agent for diene-based rubber and rubber composition using the same
DE10114025A DE10114025A1 (de) 2000-03-23 2001-03-22 Neues Vulkanisierungsmittel für Kautschuke auf Dien-Basis und Kautschukzusammensetzung mit diesem

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000087131 2000-03-23
JP2000-87131 2000-03-23
JP2000318360A JP4432249B2 (ja) 2000-03-23 2000-10-18 ジエン系ゴム用新規加硫剤およびそれを用いたゴム組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001335662A true JP2001335662A (ja) 2001-12-04
JP4432249B2 JP4432249B2 (ja) 2010-03-17

Family

ID=26588468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000318360A Expired - Fee Related JP4432249B2 (ja) 2000-03-23 2000-10-18 ジエン系ゴム用新規加硫剤およびそれを用いたゴム組成物

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20020188082A1 (ja)
JP (1) JP4432249B2 (ja)
DE (1) DE10114025A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002371156A (ja) * 2001-04-10 2002-12-26 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物
JP2021105155A (ja) * 2019-12-27 2021-07-26 横浜ゴム株式会社 加硫剤、ゴム組成物、加硫ゴム

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7416834B2 (en) * 2006-09-27 2008-08-26 Az Electronic Materials Usa Corp. Antireflective coating compositions
JP5830898B2 (ja) * 2011-03-31 2015-12-09 Nok株式会社 Nbr組成物及びゴム金属積層体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002371156A (ja) * 2001-04-10 2002-12-26 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物
JP2021105155A (ja) * 2019-12-27 2021-07-26 横浜ゴム株式会社 加硫剤、ゴム組成物、加硫ゴム
JP7428878B2 (ja) 2019-12-27 2024-02-07 横浜ゴム株式会社 加硫剤、ゴム組成物、加硫ゴム

Also Published As

Publication number Publication date
DE10114025A1 (de) 2001-10-25
JP4432249B2 (ja) 2010-03-17
US20020188082A1 (en) 2002-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050222317A1 (en) Rubber composition
CN107429005A (zh) 橡胶组合物及充气轮胎
JP2000230080A (ja) ジシクロペンタジエン/リモネン重合体樹脂
JPH03190943A (ja) ゴム組成物
KR102332756B1 (ko) 실란 화합물, 고무 조성물 및 타이어
JPS61225230A (ja) 防振ゴム
JPH0967469A (ja) ゴム組成物の製造方法
JP2001335662A (ja) ジエン系ゴム用新規加硫剤およびそれを用いたゴム組成物
JP2001226532A (ja) 有機ゴム組成物
JP2001048929A (ja) 変性ポリブテン重合体及びそれを含むゴム組成物
JPH10139934A (ja) 低発熱性ゴム組成物
JP2000169523A (ja) ポリイソブチレン系重合体およびそれを用いたゴム組成物
US6653409B2 (en) Radical-modified polymer and polymer composition containing the same
JPH1053707A (ja) ゴム用配合剤及びそれを用いたゴム組成物
JP2009185164A (ja) 変性ジエン系ゴムの製造法
JP2853986B2 (ja) ゴム用配合剤及びそれを用いたゴム組成物
JP2731863B2 (ja) ゴム組成物
JP3469376B2 (ja) ゴム組成物
JP4496682B2 (ja) 高硬度ゴム組成物
JP2542147B2 (ja) 耐衝撃性に優れたポリアミド樹脂組成物
JP7428878B2 (ja) 加硫剤、ゴム組成物、加硫ゴム
JP2003063205A (ja) 大型車両用ラジアルタイヤ及びゴム組成物
JP2718065B2 (ja) 新規なカップリング剤およびそれを用いる加硫ゴムの物性改良方法
JP2646665B2 (ja) ホワイトカーボン充填ゴムの加硫ゴム物性改良方法
JP2022098877A (ja) 変性ゴムの製造方法、ゴム組成物及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061003

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090609

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091201

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees