JP2005179456A - Thermoplastic elastomer and thermoplastic elastomer composition - Google Patents

Thermoplastic elastomer and thermoplastic elastomer composition Download PDF

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JP2005179456A JP2003420492A JP2003420492A JP2005179456A JP 2005179456 A JP2005179456 A JP 2005179456A JP 2003420492 A JP2003420492 A JP 2003420492A JP 2003420492 A JP2003420492 A JP 2003420492A JP 2005179456 A JP2005179456 A JP 2005179456A
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Keisuke Chino
圭介 知野
Makoto Ashiura
誠 芦浦
Reiko Uehara
礼子 上原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoplastic elastomer which has high levels of oil resistance and recyclability and is excellent in mechanical properties, and a thermoplastic elastomer composition containing the same. <P>SOLUTION: The thermoplastic elastomer has a copolymer containing acrylonitrile as a monomer and a side chain containing 0.1-50 mol% carbonyl-containing group and a nitrogen-containing hetero ring against 100 mol% monomer composing the copolymer. The thermoplastic elastomer composition contains the thermoplastic elastomer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性エラストマー組成物に関し、詳しくは、耐油性に優れ、温度変化により架橋形成および架橋解離を繰り返し再現しうる特性(以下、単に「リサイクル性」という場合がある)をも有する熱可塑性エラストマーおよびそれを含有する熱可塑性エラストマー組成物に関する。   The present invention relates to a thermoplastic elastomer and a thermoplastic elastomer composition, and more specifically, has excellent oil resistance and can repeatedly reproduce cross-linking and dissociation due to temperature change (hereinafter sometimes simply referred to as “recyclability”). And a thermoplastic elastomer composition containing the same.

近年、環境保護や省資源等の立場から、使用済み材料の再利用が望まれている。加硫ゴムは、高分子物質と加硫剤とが共有結合した安定な三次元網目構造を有し、非常に高い強度を示すが、強い共有結合による架橋のため再成形が難しい。一方、熱可塑性エラストマーは、物理的架橋を利用するものであり、予備成形等を含む煩雑な加硫・成形工程を必要とせずに、加熱溶融により容易に成形加工することができる。
このような熱可塑性エラストマーの典型例としては、樹脂成分とゴム成分とを含み、常温では微結晶樹脂成分が三次元網目構造の架橋点の役割を果たすハードセグメントとなり、ゴム成分(ソフトセグメント)の塑性変形を阻止し、昇温により樹脂成分の軟化または融解により塑性変形する熱可塑性エラストマーが知られている。しかし、このような熱可塑性エラストマーでは、樹脂成分を含んでいるためゴム弾性が低下しやすい。そのため、樹脂成分を含まずに熱可塑性が付与できる材料が求められている。
In recent years, reuse of used materials is desired from the standpoints of environmental protection and resource saving. Vulcanized rubber has a stable three-dimensional network structure in which a polymer substance and a vulcanizing agent are covalently bonded, and exhibits very high strength. However, re-molding is difficult due to strong covalent bonding. On the other hand, a thermoplastic elastomer utilizes physical cross-linking and can be easily molded by heating and melting without requiring a complicated vulcanization / molding process including pre-molding.
A typical example of such a thermoplastic elastomer includes a resin component and a rubber component. At room temperature, the microcrystalline resin component serves as a hard segment serving as a crosslinking point of a three-dimensional network structure, and the rubber component (soft segment) A thermoplastic elastomer is known that prevents plastic deformation and plastically deforms by softening or melting of a resin component when the temperature rises. However, since such a thermoplastic elastomer contains a resin component, the rubber elasticity tends to be lowered. Therefore, a material that can impart thermoplasticity without containing a resin component is required.

かかる課題に対し、本発明者らは先に、カルボニル基含有基と複素環アミン含有基とを側鎖に有するエラストマー性ポリマーからなる水素結合性の熱可塑性エラストマーが、水素結合を利用して温度変化により架橋形成と架橋解離とを繰り返すことができることを提案している(特許文献1参照。)。   In response to this problem, the present inventors have previously described that a hydrogen-bonding thermoplastic elastomer composed of an elastomeric polymer having a carbonyl group-containing group and a heterocyclic amine-containing group in the side chain has a temperature utilizing hydrogen bonding. It has been proposed that crosslink formation and crosslink dissociation can be repeated by change (see Patent Document 1).

このような特性を有する熱可塑性エラストマーは、その産業上の利用価値、および環境保護上の価値は高く、さらに高い架橋強度が得られるとともに、架橋形成および架橋解離を繰り返しても物性変化のない、リサイクル性に優れた材料として期待されている。   The thermoplastic elastomer having such characteristics has high industrial utility value and environmental protection value, and further has high cross-linking strength, and there is no change in physical properties even after repeated cross-linking and cross-linking. It is expected as a material with excellent recyclability.

一方、自動車産業、電気産業等においては、ゴム組成物やエラストマー組成物等が種々の部品等に用いられている。耐油性等が要求される部品等についても例外ではない。しかし、この部品等に用いられる耐油性を持つゴム組成物やエラストマー組成物は熱可塑性を持たないものが多く、上記した使用済み材料の再利用という要求を十分に満足できない。例えば、このようなゴム組成物として、数平均分子量50,000〜150,000のα,β−エチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合ゴム(A)50〜79質量%、数平均分子量1,000〜20,000のα,β−エチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合ゴム(B)1〜30質量%およびエチレン−α−オレフィン系共重合ゴム(C)14〜49質量%を含有するゴム組成物が挙げられる(特許文献2参照。)。   On the other hand, in the automobile industry, the electric industry, etc., rubber compositions, elastomer compositions and the like are used for various parts. Parts that require oil resistance are no exception. However, many rubber compositions and elastomer compositions having oil resistance used for these parts and the like do not have thermoplasticity, and the above-described requirement for reuse of used materials cannot be sufficiently satisfied. For example, as such a rubber composition, an α, β-ethylenically unsaturated nitrile-conjugated diene copolymer rubber (A) having a number average molecular weight of 50,000 to 150,000 is 50 to 79% by mass, and a number average molecular weight is 1. 1 to 30 mass% of α, β-ethylenically unsaturated nitrile-conjugated diene copolymer rubber (B) and 14 to 49 mass% of ethylene-α-olefin copolymer rubber (C). Examples thereof include a rubber composition (see Patent Document 2).

特開2000−169527号公報JP 2000-169527 A 特開2003−128842号公報JP 2003-128842 A

本発明は、耐油性とリサイクル性を高い水準で両立でき、さらに、機械的特性にも優れる熱可塑性エラストマーおよびそれを含有する熱可塑性エラストマー組成物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a thermoplastic elastomer that can achieve both oil resistance and recyclability at a high level, and that is excellent in mechanical properties, and a thermoplastic elastomer composition containing the thermoplastic elastomer.

本発明者らは、かかる課題を解決するために鋭意検討した結果、主鎖を構成する単量体としてアクリロニトリルを含有する共重合体に、カルボニル含有基と含窒素複素環を含有する側鎖を特定の割合で有する熱可塑性エラストマーが、耐油性とリサイクル性を高い水準で両立できることを知見した。
すなわち、本発明は、上記知見を基になされたものであり、以下の(I)〜(X)を提供する。
As a result of intensive studies to solve such problems, the present inventors have added a side chain containing a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocyclic ring to a copolymer containing acrylonitrile as a monomer constituting the main chain. It has been found that a thermoplastic elastomer having a specific ratio can achieve both oil resistance and recyclability at a high level.
That is, this invention is made | formed based on the said knowledge, and provides the following (I)-(X).

(I)アクリロニトリルを単量体として含有する共重合体に、該共重合体を構成する単量体100モル%に対して0.1〜50モル%の割合で、カルボニル含有基と含窒素複素環を含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー(以下、「本発明の熱可塑性エラストマー」という。)。
ここで、上記共重合体は、アクリロニトリルを単量体として含有すればよく、好ましくはアクリロニトリルを15〜50質量%の割合で該共重合体を構成する単量体の1つとする。なお、該共重合体は水素化されたものであってもよい。
(I) A copolymer containing acrylonitrile as a monomer is added in a proportion of 0.1 to 50 mol% with respect to 100 mol% of the monomer constituting the copolymer, and a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing complex. A thermoplastic elastomer having a side chain containing a ring (hereinafter referred to as “the thermoplastic elastomer of the present invention”).
Here, the said copolymer should just contain acrylonitrile as a monomer, Preferably let acrylonitrile be one of the monomers which comprise this copolymer in the ratio of 15-50 mass%. The copolymer may be hydrogenated.

(II)前記共重合体が、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体または水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体である上記(I)に記載の熱可塑性エラストマー。 (II) The thermoplastic elastomer according to (I), wherein the copolymer is an acrylonitrile-butadiene copolymer or a hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer.

(III)前記側鎖が、下記式(1)で表される構造を含有する上記(I)または(II)に記載の熱可塑性エラストマー。

Figure 2005179456

(式中、Aは含窒素複素環であり、Bは単結合;酸素原子、アミノ基NR’(R’は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。) (III) The thermoplastic elastomer according to (I) or (II), wherein the side chain contains a structure represented by the following formula (1).
Figure 2005179456

Wherein A is a nitrogen-containing heterocyclic ring, B is a single bond; an oxygen atom, an amino group NR ′ (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) or a sulfur atom; or these An organic group that may contain any atom or group of

(IV)前記側鎖が、α位またはβ位で前記共重合体に結合する、下記式(2)または(3)で表される構造を含有する上記(I)〜(III)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー。

Figure 2005179456

(式中、Aは含窒素複素環であり、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR’(R’は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。) (IV) Any of the above (I) to (III) containing a structure represented by the following formula (2) or (3), wherein the side chain is bonded to the copolymer at the α-position or β-position The thermoplastic elastomer described in 1.
Figure 2005179456

(Wherein A is a nitrogen-containing heterocyclic ring, B and D are each independently a single bond; an oxygen atom, an amino group NR ′ (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms)) or A sulfur atom; or an organic group that may contain these atoms or groups.)

(V)前記含窒素複素環が、5または6員環である上記(I)〜(IV)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー。 (V) The thermoplastic elastomer according to any one of (I) to (IV), wherein the nitrogen-containing heterocycle is a 5- or 6-membered ring.

(VI)前記含窒素複素環が、トリアゾール環、チアジアゾール環、ピリジン環、イミダゾール環またはヒダントイン環である上記(V)に記載の熱可塑性エラストマー。 (VI) The thermoplastic elastomer according to (V), wherein the nitrogen-containing heterocycle is a triazole ring, a thiadiazole ring, a pyridine ring, an imidazole ring or a hydantoin ring.

(VII)上記(I)〜(VI)に記載の熱可塑性エラストマーを含有する熱可塑性エラストマー組成物(以下、「本発明の組成物」という。)。 (VII) A thermoplastic elastomer composition containing the thermoplastic elastomer described in the above (I) to (VI) (hereinafter referred to as “the composition of the present invention”).

(VIII)さらに、カーボンブラックおよび/またはシリカを、前記熱可塑性エラストマー100質量部に対して1〜200質量部含有する上記(VII)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。 (VIII) The thermoplastic elastomer composition according to (VII), further containing 1 to 200 parts by mass of carbon black and / or silica with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer.

(IX)耐油性部品に用いられる上記(I)〜(VIII)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性エラストマー組成物。 (IX) The thermoplastic elastomer or thermoplastic elastomer composition according to any one of (I) to (VIII), which is used for oil-resistant parts.

(X)環状酸無水物基を側鎖に有し、アクリロニトリルを単量体として含有する共重合体に、含窒素複素環を導入しうる化合物を反応させる上記(I)〜(VI)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマーの製造方法。 (X) Any of the above (I) to (VI), wherein a copolymer having a cyclic acid anhydride group in the side chain and containing acrylonitrile as a monomer is reacted with a compound capable of introducing a nitrogen-containing heterocyclic ring A method for producing the thermoplastic elastomer according to claim 1.

本発明により、耐油性とリサイクル性を高い水準で両立でき、さらに、機械的特性にも優れる熱可塑性エラストマーおよびそれを含有する熱可塑性エラストマー組成物を提供できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a thermoplastic elastomer that can achieve both oil resistance and recyclability at a high level and that is excellent in mechanical properties, and a thermoplastic elastomer composition containing the thermoplastic elastomer.

特に、本発明の熱可塑性エラストマーは、加硫アクリロニトリル−ブタジエンゴム組成物に比して、同等程度の機械的特性を保持し、耐油性をさらに向上させられ、かつ、該アクリロニトリル−ブタジエンゴム組成物にはない優れたリサイクル性をも有するため、上記要求を十分に満足でき、その産業上の利用価値および環境保護上の価値は極めて高い。本発明の熱可塑性エラストマーを含有する本発明の組成物も同様の効果を奏し、その価値も極めて高い。   In particular, the thermoplastic elastomer of the present invention retains mechanical properties comparable to those of a vulcanized acrylonitrile-butadiene rubber composition, further improves oil resistance, and the acrylonitrile-butadiene rubber composition. Because of its excellent recyclability, it can sufficiently satisfy the above requirements, and its industrial utility value and environmental protection value are extremely high. The composition of the present invention containing the thermoplastic elastomer of the present invention also exhibits the same effect and has an extremely high value.

以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の熱可塑性エラストマーは、アクリロニトリルを単量体として含有する共重合体に、該共重合体を構成する単量体100モル%に対して0.1〜50モル%の割合で、カルボニル含有基と含窒素複素環を含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマーである。
The present invention is described in detail below.
The thermoplastic elastomer of the present invention is a copolymer containing acrylonitrile as a monomer in a proportion of 0.1 to 50 mol% with respect to 100 mol% of the monomer constituting the copolymer. It is a thermoplastic elastomer having a side chain containing a group and a nitrogen-containing heterocycle.

本発明の熱可塑性エラストマーが、耐油性とリサイクル性を高い水準で両立でき、さらに、機械的特性にも優れる理由は、詳細には明らかではないが、発明者らは、以下のように考えている。
すなわち、共重合体に、好ましくは特定の割合で、含有されるアクリロニトリルにより耐油性をある程度向上させることができるがリサイクル性を付与することはできない。しかし、側鎖にカルボニル含有基と含窒素複素環を含有させ架橋時の架橋密度を特定範囲に高めること等により、より高い水準に耐油性を向上させることができ、さらには、機械的特性を大きく損なわず、優れたリサイクル性までをも付与することができる。
The reason why the thermoplastic elastomer of the present invention can achieve both oil resistance and recyclability at a high level and is excellent in mechanical properties is not clear in detail, but the inventors consider as follows. Yes.
That is, the acrylonitrile contained in the copolymer, preferably at a specific ratio, can improve the oil resistance to some extent, but cannot impart recyclability. However, oil resistance can be improved to a higher level by including a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocyclic ring in the side chain and increasing the crosslinking density at the time of crosslinking to a specific range, etc. It can impart even excellent recyclability without significant loss.

本発明の熱可塑性エラストマーの主鎖である共重合体は、それを構成する単量体の1つとしてアクリロニトリルを含有する。アクリロニトリルを単量体として含有する本発明の熱可塑性エラストマーは、加硫アクリロニトリル−ブタジエンゴム組成物が有する耐油性を改善でき、より高い水準の耐油性を実現できる。
アクリロニトリルの含有量は、特に限定されないが、より高い水準の耐油性を実現できる点で、該共重合体を構成する単量体に対して15〜50質量%であるのが好ましく、20〜50質量%であるのがより好ましく、22〜50質量%であるのが特に好ましい。
The copolymer which is the main chain of the thermoplastic elastomer of the present invention contains acrylonitrile as one of the monomers constituting the copolymer. The thermoplastic elastomer of the present invention containing acrylonitrile as a monomer can improve the oil resistance of the vulcanized acrylonitrile-butadiene rubber composition and can realize a higher level of oil resistance.
Although content of acrylonitrile is not specifically limited, It is preferable that it is 15-50 mass% with respect to the monomer which comprises this copolymer by the point which can implement | achieve a higher level of oil resistance. More preferably, it is mass%, and it is especially preferable that it is 22-50 mass%.

上記アクリロニトリル含有量は、共重合体を製造するときの全単量体の質量に対するアクリロニトリルの質量から求めてもよく、また、共重合体における結合ニトリル量を算出してもよい。結合ニトリル量は、各種共重合体等に一般的に用いられるパラメータであり、市販の共重合体を用いる場合にはそのグレードにより容易に知ることができ、または、JIS K6384−1995に記載のアクリロニトリル−ブタジエン系ゴムについての測定方法に準拠して求めることもできる。   The acrylonitrile content may be determined from the mass of acrylonitrile with respect to the mass of all monomers when the copolymer is produced, or the amount of bound nitrile in the copolymer may be calculated. The amount of bound nitrile is a parameter generally used for various copolymers and the like, and when a commercially available copolymer is used, it can be easily known by its grade, or acrylonitrile described in JIS K6384-1995. -It can also obtain | require based on the measuring method about a butadiene-type rubber.

本発明の熱可塑性エラストマーの主鎖である共重合体は、好ましくは上記した割合で、アクリロニトリルを単量体の少なくとも1つとする共重合体であれば、特に限定されない。
本発明において、「アクリロニトリル」は、不飽和ニトリルであれば、アクリロニトリルに限定されず、置換基を有するアクリロニトリル、例えば、メタクリロニトリル等も含まれる。
共重合体を構成するアクリロニトリル以外の単量体としては、エチレン性不飽和結合を持つ単量体であれば、特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、イソプレン、ビニルピリジン、アクリル酸、メタクリル酸およびそれらのエステル等が挙げられる。
The copolymer which is the main chain of the thermoplastic elastomer of the present invention is not particularly limited as long as it is a copolymer having acrylonitrile as at least one monomer, preferably in the above-described ratio.
In the present invention, “acrylonitrile” is not limited to acrylonitrile as long as it is an unsaturated nitrile, and includes acrylonitrile having a substituent, for example, methacrylonitrile.
The monomer other than acrylonitrile constituting the copolymer is not particularly limited as long as it is a monomer having an ethylenically unsaturated bond. For example, ethylene, propylene, butene, butadiene, isoprene, vinylpyridine, acrylic Examples include acids, methacrylic acid and esters thereof.

共重合体として、具体的には、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリル−イソプレンゴム(NIR)、アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレンゴム(NBIR)、アクリロニトリル−エチレン−ブタジエンゴム(NBER)、アクリロニトリル−ブタジエン−ビニルピリジン共重合体等のニトリルゴム;メチルアクリレート−アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリル酸−アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。
これらのなかでも、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリル−イソプレンゴム(NIR)、アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレンゴム(NBIR)、アクリロニトリル−ブタジエン−エチレンゴム(NBER)等のニトリルゴムが好ましく、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)が特に好ましい。
Specific examples of the copolymer include acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-isoprene rubber (NIR), acrylonitrile-butadiene-isoprene rubber (NBIR), acrylonitrile-ethylene-butadiene rubber (NBER), and acrylonitrile- Nitrile rubber such as butadiene-vinylpyridine copolymer; methyl acrylate-acrylonitrile-butadiene rubber, acrylic acid-acrylonitrile-butadiene rubber, and the like.
Among these, nitrile rubbers such as acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-isoprene rubber (NIR), acrylonitrile-butadiene-isoprene rubber (NBIR), acrylonitrile-butadiene-ethylene rubber (NBER) are preferable, and acrylonitrile-butadiene is preferable. Rubber (NBR) is particularly preferred.

共重合体は、市販されている共重合体等を用いることもでき、または、アクリロニトリルおよびエチレン性不飽和結合を持つ単量体等を通常用いられる方法で共重合して製造してもよい。   As the copolymer, a commercially available copolymer or the like may be used, or the copolymer may be produced by copolymerizing acrylonitrile, a monomer having an ethylenically unsaturated bond, or the like by a commonly used method.

市販されている共重合体としては、例えば、Nipol1041、Nipol1312、Nipol1411、Nipol1034(いずれも日本ゼオン(株)製)等のアクリロニトリル−ブタジエンゴム;Zetpol0020、Zetpol2000、PBZ123(いずれも日本ゼオン(株)製)等の水素化ニトリルゴム;Nipol1072J、Nipol DN631(いずれも日本ゼオン(株)製)等のカルボキシ化ニトリルゴム(メタクリル酸等のアクリル単量体を共重合させたもの);Nipol DN1201L、Nipol DN224(いずれも日本ゼオン(株)製)等のカルボキシ化ニトリルゴム(エステル基や老化防止機能を有する単量体を共重合させたもの);Niopl1203JNS、Nipol PB5501NF(いずれも日本ゼオン(株)製)等のニトリルゴム/塩化ビニル樹脂ブレンド物;JSR NE、JSR(いずれも日本ゼオン(株)製)等のニトリルゴム/EPDMブレンド物等が挙げられる。   Examples of commercially available copolymers include acrylonitrile-butadiene rubber such as Nipol1041, Nipol1312, Nipol1411, and Nipol1034 (all manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.); Zetpol0020, Zetpol2000, PBZ123 (all manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) Hydrogenated nitrile rubber such as Nipol 1072J, Nipol DN631 (all manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), etc. Carboxylated nitrile rubber (copolymerized acrylic monomer such as methacrylic acid); Nipol DN1201L, Nipol DN224 Carboxylated nitrile rubber such as those produced by Nippon Zeon Co., Ltd. (copolymerized with an ester group or a monomer having an anti-aging function); Niopl1203JNS, Nipol PB55 1NF nitrile rubber / vinyl chloride resin blends such as (all by Nippon Zeon Co., Ltd.); JSR NE, JSR (all manufactured by Nippon Zeon Co.) nitrile rubber / EPDM blend, such as and the like.

また、本発明においては、上記共重合体は、アクリロニトリルとエチレン性不飽和結合を持つ単量体からなる共重合体の全部または一部を水素化したものも用いることもできる。水素化した共重合体としては、特に限定されないが、水素化率(水添率)が、70%以上であるのが、二重結合が少なく老化防止効果が高い点で好ましい。該効果により優れる点で、水素化率は80%以上であるのがより好ましく、85%以上であるのが特に好ましい。   In the present invention, as the copolymer, a copolymer obtained by hydrogenating all or part of a copolymer composed of a monomer having acrylonitrile and an ethylenically unsaturated bond can also be used. The hydrogenated copolymer is not particularly limited, but a hydrogenation rate (hydrogenation rate) of 70% or more is preferable in that it has a small number of double bonds and a high anti-aging effect. The hydrogenation rate is more preferably 80% or more, and particularly preferably 85% or more in that the effect is superior.

ここで、水素化率とは、水素化前の共重合体中に有する二重結合量に対する、水素化により飽和結合へと変化した二重結合量の割合をいう。
水素化率は、水素化共重合体を製造する場合には、例えば、水素化共重合体のクロロホルムまたは四塩化炭素溶液にヨウ素と塩化水銀(II)のアルコール溶液または塩化ヨウ素の氷酢酸溶液を加えて、放置後反応しないで残ったヨウ素をチオ硫酸ナトリウム標準液で滴定してヨウ素価を求め、ヨウ素価と水素化率の対応表を作成して算出することができる。また、市販の水素化共重合体を用いる場合にはそのグレードにより容易に知ることができる。
Here, the hydrogenation rate refers to the ratio of the amount of double bonds changed to saturated bonds by hydrogenation to the amount of double bonds in the copolymer before hydrogenation.
When the hydrogenated copolymer is produced, the hydrogenation rate is determined, for example, by adding an alcohol solution of iodine and mercury (II) or a glacial acetic acid solution of iodine chloride to a chloroform or carbon tetrachloride solution of the hydrogenated copolymer. In addition, iodine left unreacted after standing can be titrated with a sodium thiosulfate standard solution to obtain an iodine value, and a correspondence table between iodine value and hydrogenation rate can be created and calculated. Further, when a commercially available hydrogenated copolymer is used, it can be easily known by its grade.

水素化共重合体は、好ましくは上記した割合で、アクリロニトリルを単量体の少なくとも1つとする上記共重合体を水素化したものであれば、特に限定されない。
水素化共重合体として、具体的には、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリル−イソプレンゴム(NIR)、アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレンゴム(NBIR)、アクリロニトリル−ブタジエン−エチレンゴム(NBER)、アクリロニトリル−ブタジエン−ビニルピリジン共重合体等の二重結合の全部または一部を水素化したもの;メチルアクリレート−アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリル酸−アクリロニトリル−ブタジエンゴム等の二重結合の全部または一部を水素化したもの等が挙げられる。
これらのなかでも、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリル−イソプレンゴム(NIR)、アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレンゴム(NBIR)、アクリロニトリル−ブタジエン−エチレンゴム(NBER)等の二重結合の全部または一部を水素化したものが好ましく、特にアクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)の二重結合の全部または一部を水素化したものが好ましい。
The hydrogenated copolymer is not particularly limited as long as it is obtained by hydrogenating the above copolymer having acrylonitrile as at least one monomer, preferably in the above-described ratio.
Specific examples of the hydrogenated copolymer include acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-isoprene rubber (NIR), acrylonitrile-butadiene-isoprene rubber (NIR), acrylonitrile-butadiene-ethylene rubber (NBER), Hydrogenated all or part of double bonds such as acrylonitrile-butadiene-vinylpyridine copolymer; all or part of double bonds such as methyl acrylate-acrylonitrile-butadiene rubber, acrylic acid-acrylonitrile-butadiene rubber And the like obtained by hydrogenation.
Among these, all or part of double bonds such as acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-isoprene rubber (NIR), acrylonitrile-butadiene-isoprene rubber (NIR), acrylonitrile-butadiene-ethylene rubber (NBER), etc. Hydrogenated is preferable, and in particular, all or a part of double bonds of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) are hydrogenated.

水素化共重合体は、市販されている水素化共重合体等を用いることもでき、または、上記共重合体を通常用いられる方法で水素化して製造してもよい。   The hydrogenated copolymer may be a commercially available hydrogenated copolymer or the like, or may be produced by hydrogenating the above copolymer by a commonly used method.

市販されている水素化共重合体としては、例えば、Zetpol2030L(結合ニトリル量36.2%、水素化率80%)、Zetpol3110(結合ニトリル量24.6%、水素化率93%)、Zetpol3310(結合ニトリル量23.6%、水素化率95%)、Zetpol4110(結合ニトリル量16.7%、水素化率93%)(いずれも日本ゼオン(株)製)等が挙げられる。   Examples of commercially available hydrogenated copolymers include Zetpol 2030L (bound nitrile amount 36.2%, hydrogenation rate 80%), Zetpol 3110 (bound nitrile amount 24.6%, hydrogenation rate 93%), Zetpol 3310 ( Bonded nitrile amount 23.6%, hydrogenation rate 95%), Zetpol 4110 (bonded nitrile amount 16.7%, hydrogenation rate 93%) (all manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) and the like.

上記共重合体を水素化する方法は特に限定されず、通常の水素化方法を用いることにより行われる。例えば、特公昭36−3895号公報、特公昭42−8933号公報、特公昭42−25304号公報、特公昭45−39274号公報、特開平09−157442号公報、特開平09−241431号公報、特許第3069173号明細書等に記載されている方法が挙げられる。
また、水素化に際し使用される触媒としては、例えば、パラジウム/シリカおよびパラジウム錯体(特開平3−252405号公報)等が挙げられる。さらに、特開昭62−125858号公報、特開昭62−42937号公報、特開平1−45402号公報、特開平1−45403号公報、特開平1−45404号公報、特開平1−45405号公報等に記載されているようなロジウムまたはルテニウム化合物を使用することもできる。
The method for hydrogenating the copolymer is not particularly limited, and is performed by using a normal hydrogenation method. For example, JP-B 36-3895, JP-B 42-8933, JP-B 42-25304, JP-B 45-39274, JP-A 09-157442, JP-A 09-241431, Examples include the method described in Japanese Patent No. 3069173.
Examples of the catalyst used for hydrogenation include palladium / silica and a palladium complex (Japanese Patent Laid-Open No. 3-252405). Further, JP-A Nos. 62-125858, 62-42937, 1-445402, 1-445403, 1-445404, and 1-445405 are disclosed. Rhodium or ruthenium compounds such as those described in the publications can also be used.

水素化反応は、一般には共重合体を水素または不活性雰囲気下、所定の温度に保持し、攪拌下または不攪拌下にて水添触媒を添加し、次いで水素ガスを導入して所定圧に加圧することによって実施される。不活性雰囲気とは、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の水素化反応のいかなる関与体とも反応しない雰囲気を意味する。空気や酸素は触媒を酸化したりして触媒の失活を招くので好ましくない。また窒素は水素化反応時触媒毒として作用し、水素化反応の活性を低下させるので好ましくない。特に、水素化反応器内は水素ガス単独の雰囲気であることが最も好適である。水素化共重合体を得る水素化反応プロセスは、バッチプロセス、連続プロセス、それらの組合せのいずれでも用いることができる。   In the hydrogenation reaction, the copolymer is generally maintained at a predetermined temperature in hydrogen or an inert atmosphere, a hydrogenation catalyst is added with stirring or under stirring, and hydrogen gas is then introduced to a predetermined pressure. It is carried out by applying pressure. The inert atmosphere means an atmosphere that does not react with any participant in the hydrogenation reaction such as helium, neon, or argon. Air or oxygen is not preferable because it oxidizes the catalyst and deactivates the catalyst. Nitrogen is not preferable because it acts as a catalyst poison during the hydrogenation reaction and reduces the activity of the hydrogenation reaction. In particular, the hydrogenation reactor is most preferably an atmosphere of hydrogen gas alone. The hydrogenation reaction process for obtaining the hydrogenated copolymer can be any of a batch process, a continuous process, and a combination thereof.

上記共重合体および上記水素化共重合体は、液状または固体状であってもよい。その分子量は特に限定されず、使用目的、要求される架橋密度等の物性に応じて適宜選択することができる。具体的には、本発明の熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性エラストマー組成物を加熱(脱架橋)した時の流動性を重視する場合は、上記共重合体および上記水素化共重合体は液状であるのが好ましく、例えば、重量平均分子量が1,000〜100,000であるのが好ましく、1,000〜50,000であるのが特に好ましい。一方、本発明の熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性エラストマー組成物の強度を重視する場合は、上記共重合体および上記水素化共重合体は固体ゴムであるのが好ましく、例えば、重量平均分子量が100,000以上であるのが好ましく、500,000〜1,500,000であるのが特に好ましい。
本発明において、重量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフィー(Gel permeation chromatography(GPC))により測定した重量平均分子量(ポリスチレン換算)である。測定にはテトラヒドロフラン(THF)を溶媒として用いるのが好ましい。
The copolymer and the hydrogenated copolymer may be liquid or solid. The molecular weight is not particularly limited, and can be appropriately selected according to physical properties such as intended use and required crosslinking density. Specifically, when emphasizing the fluidity when the thermoplastic elastomer and the thermoplastic elastomer composition of the present invention are heated (decrosslinked), the copolymer and the hydrogenated copolymer are in a liquid state. For example, the weight average molecular weight is preferably 1,000 to 100,000, and particularly preferably 1,000 to 50,000. On the other hand, when emphasizing the strength of the thermoplastic elastomer and thermoplastic elastomer composition of the present invention, the copolymer and the hydrogenated copolymer are preferably solid rubber, and have a weight average molecular weight of 100, for example. 000 or more is preferable, and 500,000 to 1,500,000 is particularly preferable.
In the present invention, the weight average molecular weight is a weight average molecular weight (polystyrene conversion) measured by gel permeation chromatography (GPC). For the measurement, tetrahydrofuran (THF) is preferably used as a solvent.

上記共重合体および上記水素化共重合体は、ガラス転移点が室温(25℃)以下のポリマー、つまりエラストマーであるのが好ましい。また、本発明で用いる共重合体が2以上のガラス転移点を有する場合または2種以上の共重合体を併用する場合はガラス転移点の少なくとも1つが25℃以下であるのが好ましい。この範囲であると成形物が室温でゴム状弾性を示す。
本発明において、ガラス転移点は、示差走査熱量測定(DSC−Differential Scanning Calorimetry)により測定したガラス転移点である。昇温速度は10℃/minにするのが好ましい。
The copolymer and the hydrogenated copolymer are preferably polymers having a glass transition point of room temperature (25 ° C.) or less, that is, elastomers. When the copolymer used in the present invention has two or more glass transition points or when two or more kinds of copolymers are used in combination, it is preferable that at least one of the glass transition points is 25 ° C. or lower. Within this range, the molded product exhibits rubber-like elasticity at room temperature.
In the present invention, the glass transition point is a glass transition point measured by differential scanning calorimetry (DSC-Differential Scanning Calorimetry). The temperature raising rate is preferably 10 ° C./min.

上記共重合体および上記水素化共重合体は、それぞれ1種単独でまたは2種以上を併用して使用してもよく、また、これらを任意に組合わせて用いてもよく、さらには、必要により本発明の目的が損われない範囲で他のゴムと併用して使用してもよい。   The above copolymer and the above hydrogenated copolymer may be used singly or in combination of two or more kinds, and may be used in any combination thereof, and further required. Therefore, it may be used in combination with other rubbers as long as the object of the present invention is not impaired.

本発明の熱可塑性エラストマーは、上記した共重合体または水素化共重合体に、特定の割合で、カルボニル含有基と含窒素複素環を含有する側鎖を有する。
本発明において、「側鎖」とは、共重合体の側鎖および末端をいう。また「側鎖にカルボニル含有基と含窒素複素環を含有する」とは、共重合体を形成する原子(通常炭素原子)に、カルボニル含有基と含窒素複素環が化学的に安定な結合(共有結合)をしていることを意味する。
The thermoplastic elastomer of the present invention has a side chain containing a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocycle at a specific ratio in the above-described copolymer or hydrogenated copolymer.
In the present invention, “side chain” refers to a side chain and a terminal of a copolymer. “The side chain contains a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocycle” means that the carbonyl-containing group and the nitrogen-containing heterocycle are chemically stable bonds to atoms (usually carbon atoms) that form the copolymer ( Means a covalent bond).

カルボニル含有基は、カルボニル基を含むものであれば特に限定されず、その具体例としては、アミド基、エステル基、イミド基、カルボキシ基、カルボニル基等が挙げられる。このような基を導入しうる化合物は特に限定されず、その具体例としては、ケトン、カルボン酸およびその誘導体等が挙げられる。
カルボン酸としては、例えば、飽和または不飽和の炭化水素基を有する有機酸が挙げられ、該炭化水素基は、脂肪族、脂環族、芳香族等のいずれであってもよい。また、カルボン酸誘導体としては、具体的には、例えば、カルボン酸無水物、アミノ酸、チオカルボン酸(メルカプト基含有カルボン酸)、エステル類、アミノ酸、ケトン類、アミド類、イミド類、ジカルボン酸およびそのモノエステル等が挙げられる。
The carbonyl-containing group is not particularly limited as long as it contains a carbonyl group, and specific examples thereof include an amide group, an ester group, an imide group, a carboxy group, and a carbonyl group. The compound into which such a group can be introduced is not particularly limited, and specific examples thereof include ketones, carboxylic acids and derivatives thereof.
Examples of the carboxylic acid include organic acids having a saturated or unsaturated hydrocarbon group, and the hydrocarbon group may be any of aliphatic, alicyclic, aromatic and the like. Specific examples of carboxylic acid derivatives include carboxylic acid anhydrides, amino acids, thiocarboxylic acids (mercapto group-containing carboxylic acids), esters, amino acids, ketones, amides, imides, dicarboxylic acids, and the like. A monoester etc. are mentioned.

カルボン酸およびその誘導体等としては、具体的には、例えば、マロン酸、マレイン酸、スクシン酸、グルタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、p−フェニレンジ酢酸、p−ヒドロキシ安息香酸、p−アミノ安息香酸、メルカプト酢酸等のカルボン酸および置換基含有するこれらのカルボン酸;無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水フタル酸、無水プロピオン酸、無水安息香酸等の酸無水物;マレイン酸エステル、マロン酸エステル、コハク酸エステル、グルタル酸エステル、酢酸エチル等の脂肪族エステル;フタル酸エステル、イソフタル酸エステル、テレフタル酸エステル、エチル−m−アミノベンゾエート、メチル−p−ヒドロキシベンゾエート等の芳香族エステル;キノン、アントラキノン、ナフトキノン等のケトン;グリシン、チロシン、ビシン、アラニン、バリン、ロイシン、セリン、スレオニン、リシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、システイン、メチオニン、プロリン、N−(p−アミノベンゾイル)−β−アラニン等のアミノ酸;マレインアミド、マレインアミド酸(マレインモノアミド)、コハク酸モノアミド、5−ヒドロキシバレルアミド、N−アセチルエタノールアミン、N,N’−ヘキサメチレンビス(アセトアミド)、マロンアミド、シクロセリン、4−アセトアミドフェノール、p−アセトアミド安息香酸等のアミド類;マレインイミド、スクシンイミド、ウラゾール(3,5−ジオキソ−1,2,4−トリアゾリジン)等のイミド類等が挙げられる。
これらのうち、カルボニル基(カルボニル含有基)を導入しうる化合物として、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水フタル酸等の環状酸無水物、ウラゾール等のイミドであるのが好ましく、無水マレイン酸、ウラゾールであるのが特に好ましい。
Specific examples of the carboxylic acid and derivatives thereof include malonic acid, maleic acid, succinic acid, glutaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, p-phenylenediacetic acid, p-hydroxybenzoic acid, p -Carboxylic acids such as aminobenzoic acid and mercaptoacetic acid and these carboxylic acids containing substituents; Acid anhydrides such as succinic anhydride, maleic anhydride, glutaric anhydride, phthalic anhydride, propionic anhydride, benzoic anhydride; Aliphatic esters such as maleic acid ester, malonic acid ester, succinic acid ester, glutaric acid ester, ethyl acetate; phthalic acid ester, isophthalic acid ester, terephthalic acid ester, ethyl-m-aminobenzoate, methyl-p-hydroxybenzoate, etc. Aromatic esters of quinone, anthraquinone, naphtho Ketones such as glycine, amino acids such as glycine, tyrosine, bicine, alanine, valine, leucine, serine, threonine, lysine, aspartic acid, glutamic acid, cysteine, methionine, proline, N- (p-aminobenzoyl) -β-alanine; Maleamide, maleamic acid (maleic monoamide), succinic monoamide, 5-hydroxyvaleramide, N-acetylethanolamine, N, N′-hexamethylenebis (acetamide), malonamide, cycloserine, 4-acetamidophenol, p- Amides such as acetamide benzoic acid; imides such as maleimide, succinimide, and urazole (3,5-dioxo-1,2,4-triazolidine).
Of these, the compound capable of introducing a carbonyl group (carbonyl-containing group) is preferably a cyclic acid anhydride such as succinic anhydride, maleic anhydride, glutaric anhydride or phthalic anhydride, or an imide such as urazole, Particularly preferred are maleic anhydride and urazole.

熱可塑性エラストマーの側鎖に含有する含窒素複素環は、直接または有機基を介して共重合体に導入される。
該含窒素複素環は、複素環内に窒素原子を含むものであれば複素環内に窒素原子以外のヘテロ原子、例えば、イオウ原子、酸素原子、リン原子等を有するものでも用いることができる。ここで、複素環化合物を用いるのは、複素環構造を有すると後述する架橋を形成する水素結合が強くなり組成物の引張強度が向上するためである。
また、該複素環は置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、(イソ)プロピル基、ヘキシル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、(イソ)プロポキシ基等のアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子からなる基;シアノ基;アミノ基;芳香族炭化水素基;エステル基;エーテル基;アシル基;チオエーテル基等が挙げられ、これらを組合せて用いることもできる。
これらの置換基の置換位置は特に限定されず、また置換基数も限定されない。また、該複素環は、芳香族性を有していても、有していなくてもよいが、芳香族性を有していると架橋時の引張強度がより高まり組成物の強度がより向上するので好ましい。
The nitrogen-containing heterocycle contained in the side chain of the thermoplastic elastomer is introduced into the copolymer directly or via an organic group.
As the nitrogen-containing heterocycle, those having a heteroatom other than a nitrogen atom in the heterocycle, for example, a sulfur atom, an oxygen atom, a phosphorus atom, etc. can be used as long as the heterocycle contains a nitrogen atom. Here, the reason why the heterocyclic compound is used is that if it has a heterocyclic structure, hydrogen bonds that form a bridge, which will be described later, become stronger and the tensile strength of the composition is improved.
The heterocyclic ring may have a substituent, for example, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a (iso) propyl group, or a hexyl group; a methoxy group, an ethoxy group, a (iso) propoxy group, or the like. An alkoxy group; a group consisting of a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom; a cyano group; an amino group; an aromatic hydrocarbon group; an ester group; an ether group; an acyl group; A combination of these can also be used.
The substitution position of these substituents is not particularly limited, and the number of substituents is not limited. Further, the heterocyclic ring may or may not have aromaticity, but if it has aromaticity, the tensile strength at the time of crosslinking is further increased and the strength of the composition is further improved. This is preferable.

このような含窒素複素環としては、5員環または6員環であるのが好ましい。
含窒素複素環として、例えば、ピロロリン、ピロリドン、オキシインドール(2−オキシインドール)、インドキシル(3−オキシインドール)、ジオキシインドール、イサチン、インドリル、フタルイミジン、β−イソインジゴ、モノポルフィリン、ジポルフィリン、トリポルフィリン、アザポルフィリン、フタロシアニン、ヘモグロビン、ウロポルフィリン、クロロフィル、フィロエリトリン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾピラゾール、ベンゾトリアゾール、イミダゾリン、イミダゾロン、イミダゾリドン、ヒダントイン、ピラゾリン、ピラゾロン、ピラゾリドン、インダゾール、ピリドインドール、プリン、シンノリン、ピロール、ピロリン、インドール、インドリン、オキシルインドール、カルバゾール、フェノチアジン、インドレニン、イソインドール、オキサゾール、チアゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、オキサトリアゾール、チアトリアゾール、フェナントロリン、オキサジン、ベンゾオキサジン、フタラジン、プテリジン、ピラジン、フェナジン、テトラジン、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、アントラニル、ベンゾチアゾール、ベンゾフラザン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フェナントリジン、アントラゾリン、ナフチリジン、チアジン、ピリダジン、ピリミジン、キナゾリン、キノキサリン、トリアジン、ヒスチジン、トリアゾリジン、メラミン、アデニン、グアニン、チミン、シトシン、ウラゾール等が挙げられる。このような含窒素複素環のうち、特に含窒素5員環については、下記の化合物が好ましく例示される。これらは上記した種々の置換基を有していてもよいし、水素原子が付加または脱離されたものであってもよい。
Such a nitrogen-containing heterocycle is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring.
Examples of the nitrogen-containing heterocyclic ring include pyrrololine, pyrrolidone, oxindole (2-oxindole), indoxyl (3-oxindole), dioxindole, isatin, indolyl, phthalimidine, β-isoindigo, monoporphyrin, diporphyrin, Triporphyrin, azaporphyrin, phthalocyanine, hemoglobin, uroporphyrin, chlorophyll, phyroerythrin, imidazole, pyrazole, triazole, tetrazole, benzimidazole, benzopyrazole, benzotriazole, imidazoline, imidazolone, imidazolidone, hydantoin, pyrazoline, pyrazolone, pyrazolidone, Indazole, pyridoindole, purine, cinnoline, pyrrole, pyrroline, indole, indoline, oxy Luindole, carbazole, phenothiazine, indolenine, isoindole, oxazole, thiazole, isoxazole, isothiazole, oxadiazole, thiadiazole, oxatriazole, thiatriazole, phenanthroline, oxazine, benzoxazine, phthalazine, pteridine, pyrazine, phenazine, Tetrazine, benzoxazole, benzisoxazole, anthranyl, benzothiazole, benzofurazan, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, phenanthridine, anthrazolin, naphthyridine, thiazine, pyridazine, pyrimidine, quinazoline, quinoxaline, triazine, histidine, triazolidine, melamine, Adenine, guanine, thymine, cytosine, urazole etc. It is. Among such nitrogen-containing heterocycles, the following compounds are preferably exemplified particularly for nitrogen-containing 5-membered rings. These may have the above-described various substituents, and may be those in which a hydrogen atom is added or eliminated.

Figure 2005179456
Figure 2005179456

また、含窒素6員環については、下記の化合物が好ましく例示される。これらについても上記した種々の置換基を有していてもよいし、水素原子が付加または脱離されたものであってもよい。   Moreover, about a nitrogen-containing 6-membered ring, the following compound is illustrated preferably. These may also have the above-mentioned various substituents, and may be those in which a hydrogen atom is added or eliminated.

Figure 2005179456
Figure 2005179456

また、上記含窒素複素環とベンゼン環または含窒素複素環同士が縮合したものも用いることができ、例えば下記の縮合環が好ましく例示される。これらについても上記した種々の置換基を有していてもよいし、水素原子が付加または脱離されたものであってもよい。   Moreover, what condensed the said nitrogen-containing heterocyclic ring, a benzene ring, or nitrogen-containing heterocyclic rings can also be used, for example, the following condensed rings are illustrated preferably. These may also have the above-mentioned various substituents, and may be those in which a hydrogen atom is added or eliminated.

Figure 2005179456
Figure 2005179456

上記した含窒素複素環の中でも、トリアゾール環、ピリジン環、チアジアゾール環、イミダゾール環およびヒダントイン環であるのが、熱可塑性エラストマーのリサイクル性および機械的強度に優れるため好ましい。   Among the nitrogen-containing heterocycles described above, a triazole ring, a pyridine ring, a thiadiazole ring, an imidazole ring and a hydantoin ring are preferable because of excellent recyclability and mechanical strength of the thermoplastic elastomer.

本発明の熱可塑性エラストマーは、上記含窒素複素環が直接または有機基を介して共重合体に導入されるが、好ましくは有機基を介して共重合体に導入される。
また、本発明の熱可塑性エラストマーは、カルボニル含有基および含窒素複素環が、互いに独立の側鎖として共重合体に導入されていてもよく、またカルボニル含有基と含窒素複素環とが互いに異なる基を介して1つの側鎖に結合し共重合体に導入されていてもよい。
カルボニル含有基および含窒素複素環が、下記式(1)で表される1つの側鎖として上記共重合体に直接または有機基を介して導入されるのが好ましい。
In the thermoplastic elastomer of the present invention, the nitrogen-containing heterocycle is introduced into the copolymer directly or via an organic group, but is preferably introduced into the copolymer via an organic group.
In the thermoplastic elastomer of the present invention, the carbonyl-containing group and the nitrogen-containing heterocyclic ring may be introduced into the copolymer as mutually independent side chains, and the carbonyl-containing group and the nitrogen-containing heterocyclic ring are different from each other. It may be bonded to one side chain via a group and introduced into the copolymer.
A carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocycle are preferably introduced into the copolymer directly or via an organic group as one side chain represented by the following formula (1).

Figure 2005179456

(式中、Aは含窒素複素環であり、Bは単結合;酸素原子、アミノ基NR’(R’は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。)
Figure 2005179456

(Wherein A is a nitrogen-containing heterocyclic ring, B is a single bond; oxygen atom, amino group NR ′ (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) or sulfur atom; or these atoms or An organic group that may contain a group.)

含窒素複素環Aは、具体的には上記した含窒素複素環である。
置換基Bは、単結合;酸素原子、アミノ基NR’(R’は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基)もしくはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基であり、具体的には、例えば、単結合;酸素原子、イオウ原子またはアミノ基NR’(R’は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基);これらの原子または基を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレン基またはアラルキレン基;これらの原子または基を末端に有する、炭素数1〜20のアルキレンエーテル基(アルキレンオキシ基、例えば、−O−CHCH−基)、アルキレンアミノ基(例えば、−NH−CHCH−基等)またはアルキレンチオエーテル基(アルキレンチオ基、例えば、−S−CHCH−基);これらを末端に有する、炭素数1〜20のアラルキレンエーテル基(アラルキレンオキシ基)、アラルキレンアミノ基またはアラルキレンチオエーテル基;等が挙げられる。
The nitrogen-containing heterocyclic ring A is specifically the nitrogen-containing heterocyclic ring described above.
Substituent B is a single bond; an oxygen atom, an amino group NR ′ (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) or a sulfur atom; or an organic group that may contain these atoms or groups, Specifically, for example, a single bond; an oxygen atom, a sulfur atom, or an amino group NR ′ (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms); 20 alkylene group or aralkylene group; an alkylene ether group having 1 to 20 carbon atoms (an alkyleneoxy group, for example, —O—CH 2 CH 2 — group) or an alkyleneamino group (for example, having such an atom or group as a terminal) , —NH—CH 2 CH 2 — group or the like) or alkylene thioether group (alkylene thio group, for example, —S—CH 2 CH 2 — group); And an aralkylene ether group having 1 to 20 carbon atoms (aralkyleneoxy group), an aralkyleneamino group, or an aralkylenethioether group.

ここで、上記アミノ基NR’の炭素数1〜10のアルキル基としては、異性体を含む、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
上記置換基Bの酸素原子、イオウ原子およびアミノ基NR’;ならびに;これらの原子または基を末端に有する炭素数1〜20の、アルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基、アルキレンチオエーテル基、または、アラルキレンエーテル基、アラルキレンアミノ基、アラルキレンチオエーテル基等の酸素原子、アミノ基NR’およびイオウ原子は、隣接するカルボニル基と組み合わされ共役系のエステル基、アミド基、イミド基、チオエステル基等を形成するのが好ましい。
置換基Bは、上記した中でも、共役系を形成する、酸素原子、イオウ原子またはアミノ基;これらの原子または基を末端に有する、炭素数1〜20のアルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基またはアルキレンチオエーテル基が好ましく、アミノ基(NH)、アルキレンアミノ基(−NH−CH−基、−NH−CHCH−基、−NH−CHCHCH−基)、アルキレンエーテル基(−O−CH−基、−O−CHCH−基、−O−CHCHCH−基)が特に好ましい。
Here, the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of the amino group NR ′ includes methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, including isomers. Group, decyl group and the like.
An oxygen atom, a sulfur atom and an amino group NR ′ of the substituent B; and; an alkylene ether group, an alkylene amino group, an alkylene thioether group or an aralkylene having 1 to 20 carbon atoms terminated with these atoms or groups. Oxygen atom such as ether group, aralkyleneamino group, aralkylenethioether group, amino group NR 'and sulfur atom are combined with adjacent carbonyl group to form conjugated ester group, amide group, imide group, thioester group, etc. It is preferable to do this.
Substituent B is an oxygen atom, a sulfur atom or an amino group that forms a conjugated system, among those described above; an alkylene ether group, alkyleneamino group or alkylenethioether having 1 to 20 carbon atoms having these atoms or groups at the terminal Group is preferred, an amino group (NH), an alkyleneamino group (—NH—CH 2 — group, —NH—CH 2 CH 2 — group, —NH—CH 2 CH 2 CH 2 — group), an alkylene ether group (— O-CH 2 - group, -O-CH 2 CH 2 - group, -O-CH 2 CH 2 CH 2 - group) is particularly preferred.

カルボニル含有基と含窒素複素環は、下記式(2)または(3)で表される1つの側鎖として、そのα位またはβ位で上記共重合体に導入されるのがより好ましい。   The carbonyl-containing group and the nitrogen-containing heterocycle are more preferably introduced into the copolymer at the α-position or β-position thereof as one side chain represented by the following formula (2) or (3).

Figure 2005179456

(式中、Aは含窒素複素環であり、BおよびDはそれぞれ独立に、単結合;酸素原子、アミノ基NR’(R’は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。)
Figure 2005179456

(In the formula, A is a nitrogen-containing heterocyclic ring, B and D are each independently a single bond; an oxygen atom, an amino group NR ′ (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) or a sulfur atom. Or an organic group that may contain these atoms or groups.)

ここで、含窒素複素環Aは上記式(1)の含窒素複素環Aと基本的に同様であり、置換基BおよびDはそれぞれ独立に、上記式(1)の置換基Bと基本的に同様である。
ただし、上記式(3)における置換基Dは、上記式(1)の置換基Bで例示した中でも、単結合;酸素原子、アミノ基NR’またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレン基またはアラルキレン基のイミド窒素と共役系を形成するものであるのが好ましく、単結合が特に好ましい。すなわち、上記式(3)のイミド窒素と共に、酸素原子、アミノ基NR’またはイオウ原子を含んでもよい炭素数1〜20のアルキレンアミノ基またはアラルキレンアミノ基を形成するのが好ましく、上記式(3)のイミド窒素に含窒素複素環が直接結合する(単結合)のが特に好ましい。具体的には、置換基Dは、単結合;上記した酸素原子、イオウ原子またはアミノ基を末端に有する炭素数1〜20の、アルキレンエーテル基、アルキレンアミノ基、アルキレンチオエーテル基またはアラルキレンエーテル基、アラルキレンアミノ基、アラルキレンチオエーテル基等;異性体を含む、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、フェニレン基、キシリレン基等が挙げられる。
Here, the nitrogen-containing heterocyclic ring A is basically the same as the nitrogen-containing heterocyclic ring A of the above formula (1), and the substituents B and D are each independently of the substituent B of the above formula (1). The same as above.
However, the substituent D in the above formula (3) is a C 1-20 which may contain a single bond; an oxygen atom, an amino group NR ′ or a sulfur atom, as exemplified by the substituent B in the above formula (1). It preferably forms a conjugated system with an imide nitrogen of an alkylene group or an aralkylene group, and a single bond is particularly preferable. That is, it is preferable to form an alkyleneamino group or an aralkyleneamino group having 1 to 20 carbon atoms which may contain an oxygen atom, an amino group NR ′ or a sulfur atom together with the imide nitrogen of the above formula (3). It is particularly preferable that the nitrogen-containing heterocycle is directly bonded to the imide nitrogen of 3) (single bond). Specifically, the substituent D is a single bond; an alkylene ether group, an alkylene amino group, an alkylene thioether group, or an aralkylene ether group having 1 to 20 carbon atoms having the above-described oxygen atom, sulfur atom, or amino group as a terminal. , Aralkylene amino group, aralkylene thioether group and the like; methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, phenylene group, xylylene group and the like including isomers.

熱可塑性エラストマーに含有される上記カルボニル含有基と上記含窒素複素環との割合は特に限定されないが、2:1(上記式(3)のイミド構造等の場合は1:1)であると相補的な相互作用を形成しやすくなり、また、容易に製造できるため好ましい。   The ratio of the carbonyl-containing group and the nitrogen-containing heterocyclic ring contained in the thermoplastic elastomer is not particularly limited, but it is complementary if it is 2: 1 (1: 1 in the case of the imide structure of the above formula (3)). This is preferable because it is easy to form a natural interaction and can be easily manufactured.

カルボニル含有基と含窒素複素環を含有する側鎖は、上記共重合体を構成する単量体100モル%に対して0.1〜50モル%の割合(導入率)で導入されていることが好ましい。0.1mol%未満では架橋時の強度が十分でない場合があり、50mol%を超えると架橋密度が高くなりゴム弾性が失われる場合がある。すなわち、上記した範囲内であれば、熱可塑性エラストマーの側鎖同士の相互作用が、分子間または分子内で起こり、これらがバランスがよく形成されるため、架橋時の引張強度が非常に高く、リサイクル性にも優れ、さらに、耐油性を向上させられる。これらの特性により優れる点で、0.1〜30mol%の割合で側鎖が導入されているのがより好ましく、0.5〜20mol%の割合で側鎖が導入されているのがより好ましい。   The side chain containing a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocyclic ring is introduced at a ratio (introduction ratio) of 0.1 to 50 mol% with respect to 100 mol% of the monomer constituting the copolymer. Is preferred. If it is less than 0.1 mol%, the strength at the time of crosslinking may not be sufficient, and if it exceeds 50 mol%, the crosslinking density may increase and rubber elasticity may be lost. That is, if it is within the above-mentioned range, the interaction between the side chains of the thermoplastic elastomer occurs between molecules or within the molecule, and since these are well-balanced, the tensile strength at the time of crosslinking is very high, Excellent recyclability and oil resistance can be improved. It is more preferable that the side chain is introduced at a ratio of 0.1 to 30 mol%, and it is more preferable that the side chain is introduced at a ratio of 0.5 to 20 mol% from the viewpoint that these characteristics are more excellent.

上記導入率は、カルボニル含有基と含窒素複素環が独立に導入されている場合には、上記カルボニル含有基と上記含窒素複素環との割合に従って、両基を一組として考えればよく、何れかの基が過剰の場合は、多い方の基を基準として考えればよい。   When the carbonyl-containing group and the nitrogen-containing heterocycle are independently introduced, the introduction ratio may be considered as a set of both groups according to the ratio of the carbonyl-containing group and the nitrogen-containing heterocycle. When such a group is excessive, the larger group may be considered as a reference.

本発明の熱可塑性エラストマーは、そのガラス転移点が25℃以下であるのが好ましく、該熱可塑性エラストマーが2以上のガラス転移点を有する場合または2種以上の熱可塑性エラストマーを併用する場合はガラス転移点の少なくとも1つは25℃以下であるのが好ましい。ガラス転移点が25℃以下であれば、成形物が室温でゴム状弾性を示す。   The thermoplastic elastomer of the present invention preferably has a glass transition point of 25 ° C. or lower. When the thermoplastic elastomer has two or more glass transition points, or when two or more thermoplastic elastomers are used in combination, glass is used. At least one of the transition points is preferably 25 ° C. or lower. If the glass transition point is 25 ° C. or lower, the molded article exhibits rubber-like elasticity at room temperature.

本発明の熱可塑性エラストマーの製造方法は特に限定されず、通常の方法を選択することができる。
本発明の熱可塑性エラストマーのうちでも、カルボニル含有基と含窒素複素環を同一側鎖に有するものは、例えば、環状酸無水物基を側鎖に有する上記共重合体に、含窒素複素環を導入しうる化合物を反応させることにより得られる。具体的には、環状酸無水物基を側鎖に有する上記共重合体と含窒素複素環を導入しうる化合物を混合し、該環状酸無水物基と該化合物が化学結合しうる温度にて加熱下反応させることにより得られる。
The method for producing the thermoplastic elastomer of the present invention is not particularly limited, and a normal method can be selected.
Among the thermoplastic elastomers of the present invention, those having a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocyclic ring in the same side chain include, for example, a nitrogen-containing heterocyclic ring in the copolymer having a cyclic acid anhydride group in the side chain. It can be obtained by reacting a compound that can be introduced. Specifically, the copolymer having a cyclic acid anhydride group in the side chain is mixed with a compound capable of introducing a nitrogen-containing heterocyclic ring, and the cyclic acid anhydride group and the compound are chemically bonded at a temperature. It can be obtained by reacting under heating.

ここで、含窒素複素環を導入しうる化合物とは、含窒素複素環そのものであってもよく、無水マレイン酸等の環状酸無水物基と反応する置換基(例えば、水酸基、チオール基、アミノ基等)を有する含窒素複素環であってもよい。また、含窒素複素環を導入しうる化合物は、上記共重合体に有する環状酸無水物基の一部または全量と反応させればよい。一部とは、環状酸無水物基100mol%に対して1mol%以上が好ましく、50mol%以上であるのがより好ましく、80mol%以上であるのが特に好ましい。この範囲であれば、含窒素複素環を導入した効果が発現し、架橋時の引張強度がより高まる。リサイクル性および引張強度に優れる点で、環状酸無水物基の全量(100mol%)を該化合物と反応させるのが特に好ましい。   Here, the compound capable of introducing a nitrogen-containing heterocycle may be a nitrogen-containing heterocycle itself, or a substituent that reacts with a cyclic acid anhydride group such as maleic anhydride (for example, a hydroxyl group, a thiol group, an amino acid). A nitrogen-containing heterocyclic ring having a group or the like). Moreover, what is necessary is just to make the compound which can introduce | transduce a nitrogen-containing heterocyclic ring react with a part or whole quantity of the cyclic acid anhydride group which the said copolymer has. The part is preferably 1 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and particularly preferably 80 mol% or more with respect to 100 mol% of the cyclic acid anhydride group. If it is this range, the effect which introduce | transduced the nitrogen-containing heterocyclic ring will express, and the tensile strength at the time of bridge | crosslinking will increase more. In view of excellent recyclability and tensile strength, it is particularly preferable to react the total amount (100 mol%) of the cyclic acid anhydride group with the compound.

上記製造方法に用いる環状酸無水物基を側鎖に有する共重合体は、通常行われる方法、例えば、上記共重合体に、通常行われる条件、例えば、加熱下での攪拌等により環状酸無水物をグラフト重合させる方法で製造してもよく、また市販品を用いてもよい。
市販品としては、例えば、クライナック110、221、231(ポリサー(株)製)等のカルボキシ変性ニトリルゴム;Nipol1072J、DN631(いずれも日本ゼオン(株)製)等のカルボキシ基含有アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。
The copolymer having a cyclic acid anhydride group in the side chain used in the above production method is prepared by a usual method, for example, cyclic acid anhydride by the usual conditions such as stirring under heating. The product may be produced by graft polymerization, or a commercially available product may be used.
Examples of commercially available products include carboxy-modified nitrile rubbers such as Clinac 110, 221 and 231 (manufactured by Policer Co.); carboxy group-containing acrylonitrile-butadiene rubbers such as Nipol 1072J and DN631 (both manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), and the like. Is mentioned.

また、本発明においては、カルボニル含有基と含窒素複素環を導入しうる化合物同士を反応させた後、上記共重合体の側鎖に、または、側鎖として導入してもよい。   Moreover, in this invention, after making the compound which can introduce | transduce a carbonyl containing group and a nitrogen-containing heterocyclic ring react, you may introduce | transduce into the side chain of the said copolymer, or as a side chain.

カルボニル含有基と含窒素複素環を、それぞれ独立して側鎖に有する熱可塑性エラストマーを合成する場合には、該共重合体を形成しうる単量体とカルボニル含有基を含む単量体と含窒素複素環を含む単量体とを共重合させて、上記熱可塑性エラストマーを直接製造してもよく、あらかじめ共重合等により共重合体を形成し、次いで、上記カルボニル含有基および含窒素複素環を導入しうる化合物でグラフト変性してもよい。
上記の各製造方法においては、熱可塑性エラストマーの側鎖の各基は、独立に結合しているか、または互いに結合したものであるかは、NMR、IRスペクトル等の通常用いられる分析手段により確認することができる。
When synthesizing a thermoplastic elastomer having a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocyclic ring independently in the side chain, a monomer capable of forming the copolymer and a monomer containing a carbonyl-containing group are included. The thermoplastic elastomer may be directly produced by copolymerizing with a monomer containing a nitrogen heterocycle, and a copolymer is formed in advance by copolymerization or the like, and then the carbonyl-containing group and the nitrogen-containing heterocycle are formed. Graft modification may be performed with a compound capable of introducing.
In each of the above production methods, whether each group of the side chain of the thermoplastic elastomer is independently bonded or bonded to each other is confirmed by a commonly used analytical means such as NMR or IR spectrum. be able to.

本発明の熱可塑性エラストマーは、上記の製造方法でも、環状酸無水物を側鎖に有する上記共重合体に、含窒素複素環を導入しうる化合物を、含窒素複素環を導入しうる化合物が環状酸無水物基と化学結合(例えば共有結合、イオン結合)しうる温度にて反応させることにより、カルボニル含有基と含窒素複素環を共重合体に導入(環状酸無水物基は開環する)させるのが好ましい。   The thermoplastic elastomer of the present invention is a compound capable of introducing a nitrogen-containing heterocycle into the above copolymer having a cyclic acid anhydride in the side chain, and a compound capable of introducing a nitrogen-containing heterocycle. A carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocycle are introduced into the copolymer by reaction at a temperature at which a cyclic acid anhydride group can chemically bond (for example, a covalent bond or an ionic bond) (the cyclic acid anhydride group is ring-opened). ).

本発明の窒素複素環を便宜上「含窒素n員環化合物(n≧3)」とし、含窒素複素環の結合位置について説明する。
以下説明する結合位置(「1〜n位」)は、IUPAC命名法に基づくものである。例えば、非共有電子対を有する窒素原子を3個有する化合物の場合、IUPAC命名法に基づく順位によって結合位置を決定する。具体的には、上記例示した5員環、6員環および縮合環の含窒素複素環に結合位置を記した。
熱可塑性エラストマーでは、直接または有機基を介して共重合体と結合する含窒素n員環化合物の結合位置は、特に限定されず、いずれの結合位置(1位〜n位)でもよい。好ましくは、その1位または3位〜n位である。
For convenience, the nitrogen heterocycle of the present invention is referred to as “nitrogen-containing n-membered ring compound (n ≧ 3)”, and the bonding position of the nitrogen-containing heterocycle will be described.
The bonding positions described below (“1 to n position”) are based on the IUPAC nomenclature. For example, in the case of a compound having three nitrogen atoms having an unshared electron pair, the bonding position is determined by the order based on the IUPAC nomenclature. Specifically, the bonding positions are indicated on the 5-membered, 6-membered and condensed nitrogen-containing heterocycles exemplified above.
In the thermoplastic elastomer, the bonding position of the nitrogen-containing n-membered ring compound bonded to the copolymer directly or through an organic group is not particularly limited, and may be any bonding position (position 1 to position n). Preferably, it is the 1-position or 3-position to n-position.

含窒素n員環化合物に含まれる窒素原子が1個(例えば、ピリジン環等)の場合は、分子内でキレートが形成されやすく組成物としたときの引張強度等の物性に優れるため、3位〜(n−1)位が好ましい。
含窒素n員環化合物の結合位置を選択することにより熱可塑性エラストマーは、該熱可塑性エラストマー同士の分子間で、水素結合、イオン結合、配位結合等による架橋が形成されやすく、リサイクル性に優れ、機械的特性に優れる。
When the nitrogen-containing n-membered ring compound contains one nitrogen atom (for example, a pyridine ring), the chelate is easily formed in the molecule, and the physical properties such as tensile strength when the composition is obtained are excellent. The (n-1) position is preferred.
By selecting the bonding position of the nitrogen-containing n-membered ring compound, the thermoplastic elastomer is easy to form crosslinks due to hydrogen bond, ionic bond, coordination bond, etc. between the molecules of the thermoplastic elastomer, and is excellent in recyclability. Excellent mechanical properties.

次に、本発明の組成物について説明する。
本発明の組成物は、上記本発明の熱可塑性エラストマーを1種以上含有する。2種以上含有する場合の混合比は、組成物が用いられる用途、組成物に要求される物性等に応じて、任意の比率とすることができる。
Next, the composition of the present invention will be described.
The composition of the present invention contains at least one thermoplastic elastomer of the present invention. The mixing ratio in the case of containing two or more kinds can be set to any ratio depending on the use of the composition, the physical properties required for the composition, and the like.

本発明の組成物は、補強剤としてカーボンブラックおよび/またはシリカを含有するのが好ましい。該カーボンブラックの種類は、用途に応じて適宜選択される。一般に、カーボンブラックは粒子径に基づいて、ハードカーボンとソフトカーボンとに分類される。ソフトカーボンはゴムに対する補強性が低く、ハードカーボンはゴムに対する補強性が強い。本発明では、特に、補強性の強いハードカーボンを用いるのが好ましい。
カーボンブラックの含量(カーボンブラック単独で用いる場合)は、本発明の熱可塑性エラストマー100質量部に対して、1〜200質量部であり、好ましくは10〜100質量部であり、より好ましくは20〜80質量部である。
The composition of the present invention preferably contains carbon black and / or silica as a reinforcing agent. The type of the carbon black is appropriately selected according to the use. Generally, carbon black is classified into hard carbon and soft carbon based on the particle diameter. Soft carbon has low reinforcement to rubber, and hard carbon has strong reinforcement to rubber. In the present invention, it is particularly preferable to use hard carbon having strong reinforcing properties.
The content of carbon black (when used alone) is 1 to 200 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, more preferably 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic elastomer of the present invention. 80 parts by mass.

シリカは、特に限定されず、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、けいそう土等が挙げられ、その含量(シリカ単独で用いる場合)は本発明の熱可塑性エラストマー100質量部に対して、1〜200質量部であり、好ましくは10〜100質量部であり、より好ましくは20〜80質量部である。このなかでも、沈降シリカが好ましい。
補強剤としてシリカを用いる場合には、シランカップリング剤を併用できる。シランカップリング剤としては、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(Si69)、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド(Si75)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、上記したアミノシラン化合物も用いることができる。
The silica is not particularly limited, and examples thereof include fumed silica, calcined silica, precipitated silica, pulverized silica, fused silica, diatomaceous earth and the like, and the content thereof (when silica is used alone) is the thermoplastic elastomer of the present invention. It is 1-200 mass parts with respect to 100 mass parts, Preferably it is 10-100 mass parts, More preferably, it is 20-80 mass parts. Of these, precipitated silica is preferable.
When silica is used as the reinforcing agent, a silane coupling agent can be used in combination. Examples of the silane coupling agent include bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (Si69), bis (triethoxysilylpropyl) disulfide (Si75), γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and the like. Moreover, the above-mentioned aminosilane compound can also be used.

カーボンブラックおよびシリカを併用する場合の含量(カーボンブラックおよびシリカの合計量)は、本発明の熱可塑性エラストマー100質量部に対して、1〜200質量部であり、好ましくは10〜100質量部であり、より好ましくは20〜80質量部である。   When carbon black and silica are used in combination, the content (total amount of carbon black and silica) is 1 to 200 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermoplastic elastomer of the present invention. Yes, more preferably 20 to 80 parts by mass.

本発明の組成物は、必要に応じて、本発明の目的を損わない範囲で、本発明に用いる熱可塑性エラストマー以外のポリマー、カーボンブラックおよびシリカ以外の補強剤(充填剤)、老化防止剤、酸化防止剤、顔料(染料)、可塑剤、揺変性付与剤、紫外線吸収剤、難燃剤、溶剤、界面活性剤(レベリング剤を含む)、分散剤、脱水剤、防錆剤、接着付与剤、帯電防止剤、フィラー等の各種添加剤等を含有することができる。   The composition of the present invention includes, if necessary, a polymer other than the thermoplastic elastomer used in the present invention, a reinforcing agent (filler) other than carbon black and silica, and an antioxidant, as long as the object of the present invention is not impaired. , Antioxidants, pigments (dyes), plasticizers, thixotropic agents, UV absorbers, flame retardants, solvents, surfactants (including leveling agents), dispersants, dehydrating agents, rust inhibitors, adhesion promoters Further, various additives such as an antistatic agent and a filler can be contained.

上記添加剤等は、一般に用いられるものを使用することができ、以下に具体的に、その一部を例示するが、これら例示したものに限られない。
本発明に用いる熱可塑性エラストマー以外のポリマーとしては、上記した理由と同様にガラス転移温度が25℃以下のポリマーが好ましい。具体的には、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)等が挙げられ、特にIIR、EPM、EBMの不飽和結合を有さないポリマーまたは不飽和結合の少ないポリマー(例えば、EPDM)が好ましい。また、水素結合可能な部位を有するポリマーも好ましく、例えば、ポリエステル、ポリラクトン、ポリアミド等が挙げられる。該他のポリマーは1種または2種以上を含有させてもよい。該ポリマーの含量は、本発明の熱可塑性エラストマー100質量部に対して、0.1〜100質量部が好ましく、1〜50質量部がより好ましい。
As the additive and the like, commonly used ones can be used, and specific examples thereof are shown below, but are not limited to those exemplified.
As the polymer other than the thermoplastic elastomer used in the present invention, a polymer having a glass transition temperature of 25 ° C. or lower is preferable as described above. Specifically, for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), 1,2-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butyl rubber ( IIR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-butene rubber (EBM), etc., particularly polymers or unsaturated bonds having no unsaturated bond of IIR, EPM, EBM Polymer with low content (eg, EPDM) is preferred. A polymer having a site capable of hydrogen bonding is also preferable, and examples thereof include polyester, polylactone, and polyamide. The other polymer may contain one kind or two or more kinds. The content of the polymer is preferably 0.1 to 100 parts by mass, and more preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer of the present invention.

カーボンブラックおよびシリカ以外の補強剤としては、例えば、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ろう石クレー、カオリンクレー、焼成クレー等が挙げられる。これらの含量は、本発明の熱可塑性エラストマー100質量部に対して、10〜100質量部が好ましく、20〜80質量部がより好ましい。   As reinforcing agents other than carbon black and silica, for example, iron oxide, zinc oxide, aluminum oxide, titanium oxide, barium oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, wax stone clay, kaolin clay, calcined clay, etc. Is mentioned. 10-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of thermoplastic elastomers of this invention, and, as for these content, 20-80 mass parts is more preferable.

老化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系、脂肪族および芳香族のヒンダードアミン系等の化合物が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)等が挙げられる。
顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩、硫酸塩等の無機顔料、アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料等の有機顔料等が挙げられる。
Examples of the antioxidant include hindered phenol compounds, aliphatic and aromatic hindered amine compounds, and the like.
Examples of the antioxidant include butylhydroxytoluene (BHT) and butylhydroxyanisole (BHA).
Examples of the pigment include titanium dioxide, zinc oxide, ultramarine, bengara, lithopone, lead, cadmium, iron, cobalt, aluminum, hydrochloride, sulfate, and other inorganic pigments, azo pigments, copper phthalocyanine pigments, and the like. .

可塑剤としては、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アジピン酸、セバチン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クエン酸等の誘導体をはじめ、ポリエステル、ポリエーテル、エポキシ系等が挙げられる。
揺変性付与剤としては、ベントン、無水ケイ酸、ケイ酸誘導体、尿素誘導体等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、2−ヒドロキシベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系等が挙げられる。
難燃剤としては、TCP等のリン系、塩素化パラフィン、パークロルペンタシクロデカン等のハロゲン系、酸化アンチモン等のアンチモン系、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
Plasticizers include derivatives such as benzoic acid, phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, adipic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, citric acid, polyester, polyether, epoxy, etc. Is mentioned.
Examples of thixotropic agents include benton, silicic anhydride, silicic acid derivatives, urea derivatives and the like.
Examples of the ultraviolet absorber include 2-hydroxybenzophenone, benzotriazole, and salicylic acid ester.
Examples of the flame retardant include phosphorus series such as TCP, halogen series such as chlorinated paraffin and perchlorpentacyclodecane, antimony series such as antimony oxide, and aluminum hydroxide.

溶剤としては、ヘキサン、トルエン等の炭化水素系;テトラクロロメタン等のハロゲン化炭化水素系;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系;酢酸エチル等のエステル系等が挙げられる。
界面活性剤(レベリング剤)としては、ポリブチルアクリレート、ポリジメチルシロキサン、変性シリコーン化合物、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。
脱水剤としては、ビニルシラン等が挙げられる。
Solvents include hydrocarbons such as hexane and toluene; halogenated hydrocarbons such as tetrachloromethane; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; esters such as ethyl acetate; It is done.
Examples of the surfactant (leveling agent) include polybutyl acrylate, polydimethylsiloxane, a modified silicone compound, and a fluorine-based surfactant.
Examples of the dehydrating agent include vinyl silane.

防錆剤としては、ジンクホスフェート、タンニン酸誘導体、リン酸エステル、塩基性スルホン酸塩、各種防錆顔料等が挙げられる。
接着付与剤としては、公知のシランカップリング剤、アルコキシシリル基を有するシラン化合物、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤等が挙げられる。より具体的には、例えば、トリメトキシビニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
帯電防止剤としては、一般的に、第4級アンモニウム塩、あるいはポリグリコールやエチレンオキサイド誘導体等の親水性化合物が挙げられる。
Examples of the rust inhibitor include zinc phosphate, tannic acid derivatives, phosphate esters, basic sulfonates, and various rust preventive pigments.
Examples of the adhesion imparting agent include known silane coupling agents, silane compounds having an alkoxysilyl group, titanium coupling agents, zirconium coupling agents and the like. More specifically, for example, trimethoxyvinylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.
Generally as an antistatic agent, hydrophilic compounds, such as a quaternary ammonium salt or polyglycol and an ethylene oxide derivative, are mentioned.

可塑剤の含量は、上記本発明の熱可塑性エラストマー100質量部に対して、0.1〜50質量部が好ましく、1〜30質量部がより好ましい。その他の添加剤の含量は、上記本発明の熱可塑性エラストマー100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましく、1〜5質量部がより好ましい。   The content of the plasticizer is preferably 0.1 to 50 parts by mass, and more preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer of the present invention. The content of other additives is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer of the present invention.

本発明の熱可塑性エラストマーは自己架橋できるものもあるが、本発明の目的を損わない範囲で加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等を併用することもできる。
加硫剤としては、イオウ系、有機過酸化物系、金属酸化物系、フェノール樹脂、キノンジオキシム等の加硫剤が挙げられる。
イオウ系加硫剤としては、例えば、粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等が挙げられる。
有機過酸化物系の加硫剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ(パーオキシルベンゾエート)等が挙げられる。
その他として、酸化マグネシウム、リサージ(酸化鉛)、p−キノンジオキシム、テトラクロロ−p−ベンゾキノン、p−ジベンゾイルキノンジオキシム、ポリ−p−ジニトロソベンゼン、メチレンジアニリン等が挙げられる。
Some of the thermoplastic elastomers of the present invention can self-crosslink, but vulcanizing agents, vulcanization aids, vulcanization accelerators, vulcanization retarders, etc. can be used in combination as long as the object of the present invention is not impaired. .
Examples of the vulcanizing agent include sulfur-based, organic peroxide-based, metal oxide-based, phenolic resin, quinone dioxime and other vulcanizing agents.
Examples of the sulfur vulcanizing agent include powdered sulfur, precipitated sulfur, highly dispersible sulfur, surface-treated sulfur, insoluble sulfur, dimorpholine disulfide, alkylphenol disulfide, and the like.
Examples of organic peroxide vulcanizing agents include benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butyl peroxide). Oxy) hexane, 2,5-dimethylhexane-2,5-di (peroxylbenzoate), and the like.
Other examples include magnesium oxide, risurge (lead oxide), p-quinonedioxime, tetrachloro-p-benzoquinone, p-dibenzoylquinonedioxime, poly-p-dinitrosobenzene, and methylenedianiline.

加硫助剤としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アミン類;アセチル酸、プロピオン酸、ブタン酸、ステアリン酸、アクリル酸、マレイン酸等の脂肪酸;アセチル酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、ブタン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、アクリル酸亜鉛、マレイン酸亜鉛等の脂肪酸亜鉛等が挙げられる。
加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)等のチウラム系;ヘキサメチレンテトラミン等のアルデヒド・アンモニア系;ジフェニルグアニジン等のグアニジン系;2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド(DM)等のチアゾール系;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系;等が挙げられる。さらにアルキルフェノール樹脂やそのハロゲン化物等を用いることもできる。
加硫遅延剤としては、例えば、無水フタル酸、安息香酸、サリチル酸、アセチルサリチル酸等の有機酸;N−ニトロソージフェニルアミン、N−ニトロソーフェニル−β−ナフチルアミン、N−ニトロソ−トリメチル−ジヒドロキノリンの重合体等のニトロソ化合物;トリクロルメラニン等のハロゲン化物;2−メルカプトベンツイミダゾール;N−(シクロヘキシルチオ)フタルイミド(サントガードPVI)等が挙げられる。
これら加硫剤等の含量は、熱可塑性エラストマー100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましい。
Vulcanization aids include zinc oxide, magnesium oxide, amines; fatty acids such as acetyl acid, propionic acid, butanoic acid, stearic acid, acrylic acid, maleic acid; zinc acetylate, zinc propionate, zinc butanoate, stearin Examples include zinc acid, zinc acrylate, and fatty acid zinc such as zinc maleate.
Vulcanization accelerators include thiurams such as tetramethylthiuram disulfide (TMTD) and tetraethylthiuram disulfide (TETD); aldehydes and ammonia such as hexamethylenetetramine; guanidines such as diphenylguanidine; 2-mercaptobenzothiazole, dibenzo Thiazoles such as thiazyl disulfide (DM); sulfenamides such as N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, Nt-butyl-2-benzothiazylsulfenamide; . Furthermore, alkylphenol resins and their halides can also be used.
Examples of the vulcanization retarder include organic acids such as phthalic anhydride, benzoic acid, salicylic acid, acetylsalicylic acid; N-nitrosodiphenylamine, N-nitrosophenyl-β-naphthylamine, N-nitroso-trimethyl-dihydroquinoline. Nitroso compounds such as polymers; halides such as trichloromelanin; 2-mercaptobenzimidazole; N- (cyclohexylthio) phthalimide (Santgard PVI) and the like.
The content of these vulcanizing agents is preferably 0.1 to 20 parts by mass and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer.

本発明の組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、上記本発明の熱可塑性エラストマー、必要に応じて各種添加剤等を、ロール、ニーダー、押出し機、万能攪拌機等により混合すればよい。   The method for producing the composition of the present invention is not particularly limited. For example, the thermoplastic elastomer of the present invention and various additives as necessary may be mixed by a roll, a kneader, an extruder, a universal stirrer, or the like.

本発明の組成物を(加硫剤により)永久架橋させる場合の硬化条件は、配合する各種成分等に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。例えば、130〜200℃の温度で、5〜30分で硬化させる硬化条件が好ましい。   The curing conditions when the composition of the present invention is permanently crosslinked (with a vulcanizing agent) can be appropriately selected according to various components to be blended, and are not particularly limited. For example, curing conditions for curing at a temperature of 130 to 200 ° C. for 5 to 30 minutes are preferable.

本発明の熱可塑性エラストマーおよび本発明の組成物は、約80〜200℃に加熱することにより三次元の架橋結合(架橋構造)が解離して軟化し、流動性が付与される。分子間または分子内で形成されている側鎖同士の相互作用が弱まるためであると考えられる。この軟化し、流動性が付与された本発明の熱可塑性エラストマーおよび本発明の組成物を約80℃以下に放置にすると、解離した三次元の架橋結合(架橋構造)が再び結合して硬化する。この繰り返しにより、本発明の熱可塑性エラストマーおよび本発明の組成物はリサイクル性が発現する。   When the thermoplastic elastomer of the present invention and the composition of the present invention are heated to about 80 to 200 ° C., the three-dimensional crosslinked bond (crosslinked structure) is dissociated and softened to impart fluidity. This is considered to be because the interaction between the side chains formed between the molecules or within the molecule is weakened. When the thermoplastic elastomer of the present invention and the composition of the present invention to which the softness and fluidity are imparted are allowed to stand at about 80 ° C. or less, the dissociated three-dimensional cross-linked bond (cross-linked structure) is bonded again and cured. . By repeating this, the thermoplastic elastomer of the present invention and the composition of the present invention exhibit recyclability.

本発明の熱可塑性エラストマーおよび本発明の組成物は、例えば、ゴム弾性を活用して種々のゴム用途に使用することができる。またホットメルト接着剤として、またはこれに含ませる添加剤として使用すると、耐熱性およびリサイクル性を向上させることができるので好ましい。本発明の熱可塑性エラストマーおよび本発明の組成物は、自動車周り等により好適に用いることができる。   The thermoplastic elastomer of the present invention and the composition of the present invention can be used for various rubber applications utilizing, for example, rubber elasticity. Moreover, since it can improve heat resistance and recyclability, it is preferable to use it as a hot melt adhesive or as an additive contained therein. The thermoplastic elastomer of the present invention and the composition of the present invention can be suitably used around an automobile or the like.

上記自動車周りとしては、具体的には、例えば、タイヤのトレッド、カーカス、サイドウォール、インナーライナー、アンダートレッド、ベルト部等のタイヤ各部;外装のラジエータグリル、サイドモール、ガーニッシュ(ピラー、 リア、カウルトップ)、エアロパーツ(エアダム、スポイラー)、ホイールカバー、ウェザーストリップ、カウベルトグリル、エアアウトレット・ルーバー、エアスクープ、フードバルジ、換気口部品、防触対策部品(オーバーフェンダー、サイドシールパネル、モール(ウインドー、フード、ドアベルト))、マーク類;ドア、ライト、ワイパーのウェザーストリップ、グラスラン、グラスランチャンネル等の内装窓枠用部品;エアダクトホース、ラジエターホース、ブレーキホース;クランクシャフトシール、バルブステムシール、ヘッドカバーガスケット、A/Tオイルクーラーホース、ミッションオイルシール、P/Sホース、P/Sオイルシール等の潤滑油系部品;燃料ホース、エミッションコントロールホース、インレットフィラーホース、ダイヤフラム類等の燃料系部品;エンジンマウント、インタンクポンプマウント等の防振用部品;CVJブーツ、ラック&ピニオンブーツ等のブーツ類;A/Cホース、A/Cシール等のエアコンデショニング用部品;タイミングベルト、補機用ベルト等のベルト部品;ウィンドシールドシーラー、ビニルプラスチゾルシーラー、嫌気性シーラー、ボディシーラー、スポットウェルドシーラー等のシーラー類;等が挙げられる。   Specific examples of the vehicle periphery include, for example, tire treads, carcass, sidewalls, inner liners, under treads, belt portions, and other tire parts; exterior radiator grilles, side moldings, garnishes (pillars, rears, cowls). Top), aero parts (air dam, spoiler), wheel cover, weather strip, cow belt grille, air outlet louver, air scoop, hood bulge, vent parts, anti-corrosion parts (over fender, side seal panel, molding ( Window, hood, door belt)), marks; door, light, wiper weather strip, glass run, glass run channel and other interior window frame parts; air duct hose, radiator hose, brake hose; crankshaft seat , Valve stem seal, head cover gasket, A / T oil cooler hose, mission oil seal, P / S hose, P / S oil seal and other lubricating oil parts; fuel hose, emission control hose, inlet filler hose, diaphragms Anti-vibration parts such as engine mounts and in-tank pump mounts; Boots such as CVJ boots and rack & pinion boots; Air-conditioning parts such as A / C hoses and A / C seals; Timing Belt parts such as belts and auxiliary belts; sealers such as windshield sealers, vinyl plastisol sealers, anaerobic sealers, body sealers, spot weld sealers; and the like.

またゴムの改質剤として、例えば流れ防止剤として、室温でコールドフローを起こす樹脂あるいはゴムに含ませると、押出し時の流れやコールドフローを防止することができる。   Further, when a rubber modifier, for example, a flow preventing agent, is included in a resin or rubber that causes a cold flow at room temperature, it is possible to prevent a flow during extrusion or a cold flow.

さらに本発明の熱可塑性エラストマーとカーボンブラックおよび/またはシリカ等とを含む本発明の組成物は、引張強度、引裂き強度、曲げ強度が改善され、特にタイヤ、ホース、ベルト、シート、防振ゴム、ローラー、ライニング、ゴム引布、シール材、手袋、防舷材、医療用ゴム(シリンジガスケット、チューブ、カテーテル)、ガスケット(家電用、建築用)、アスファルト改質剤、ホットメルト接着剤、ブーツ類、グリップ類、玩具、靴、サンダル、キーパッド、ギア、ペットボトルキャプライナー等の用途に好適に用いられる。   Furthermore, the composition of the present invention comprising the thermoplastic elastomer of the present invention and carbon black and / or silica has improved tensile strength, tear strength, bending strength, and in particular, tires, hoses, belts, sheets, vibration-proof rubbers, Rollers, linings, rubberized fabrics, sealing materials, gloves, fenders, medical rubber (syringe gaskets, tubes, catheters), gaskets (for home appliances and construction), asphalt modifiers, hot melt adhesives, boots , Grips, toys, shoes, sandals, keypads, gears, PET bottle cap liners and the like.

本発明の熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性エラストマー組成物は、従来の加硫アクリロニトリル−ブタジエンゴム組成物に比して、同等程度の機械的特性を保持し、さらに優れた耐油性を有するため、上記した中でも、リサイクル性と耐油性が特に要求される用途に好適に用いられる。   The thermoplastic elastomer and the thermoplastic elastomer composition of the present invention have the same mechanical properties as those of the conventional vulcanized acrylonitrile-butadiene rubber composition, and have excellent oil resistance. Among them, it is suitably used for applications requiring particularly recyclability and oil resistance.

次に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.

熱可塑性エラストマーを以下の方法により合成した。
(合成例1:熱可塑性エラストマー1)
90℃に設定した加圧ニーダーに、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム1(HNBR1、結合ニトリル量36.2%、水素化率(水添率)80%、ヨウ素価57mg/100mg、Zetpol2030L、日本ゼオン(株)製)120gを投入し、数分間素練りした後、無水マレイン酸3.93g(0.0401モル)、および老化防止剤(ノクラック6C、大内新興化学(株)製)1.20gを加え、5分間混合した。混合物を加圧ニーダーから取り出し、加圧ニーダーの温度を260℃に設定して取り出した混合物を再度投入して50分間混合した。得られた混合物をメチルエチルケトンに溶解した後、アセトニトリルを加えて結晶化させて、変性ゴムを得た。
得られた変性ゴムをH−NMRおよびIRにより分析し、無水マレイン酸を側鎖として有する水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴムであることを確認し、また、無水マレイン酸の導入量を確認したところ、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴムの全単量体100モル%に対して0.62モル%であった。
A thermoplastic elastomer was synthesized by the following method.
(Synthesis Example 1: Thermoplastic Elastomer 1)
To a pressure kneader set at 90 ° C., hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber 1 (HNBR1, 36.2% bonded nitrile, hydrogenation rate (hydrogenation rate) 80%, iodine value 57 mg / 100 mg, Zetpol 2030 L, Nippon Zeon ( 120 g), and after masticating for several minutes, 3.93 g (0.0401 mol) of maleic anhydride and 1.20 g of anti-aging agent (NOCRACK 6C, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) Added and mixed for 5 minutes. The mixture was taken out from the pressure kneader, the temperature of the pressure kneader was set to 260 ° C., and the mixture taken out was charged again and mixed for 50 minutes. The obtained mixture was dissolved in methyl ethyl ketone and then crystallized by adding acetonitrile to obtain a modified rubber.
The obtained modified rubber was analyzed by 1 H-NMR and IR to confirm that it was a hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber having maleic anhydride as a side chain, and the amount of maleic anhydride introduced was confirmed. It was 0.62 mol% with respect to 100 mol% of all monomers of hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber.

この変性ゴム120gを、140℃に調整した加圧ニーダに投入後、1分間攪拌し、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール(日本カーバイド(株)製)1.2g(変性ゴム120g中に含有する無水マレイン酸量と等モル量)を加え、50分間、同温度を維持しながら混練し、熱可塑性エラストマー1を得た(熱可塑性エラストマー1における側鎖の導入率は0.62モル%であった。)。   120 g of this modified rubber was put into a pressure kneader adjusted to 140 ° C. and stirred for 1 minute, and 1.2 g of 3-amino-1,2,4-triazole (manufactured by Nippon Carbide Co., Ltd.) (in 120 g of modified rubber) And equimolar amount of maleic anhydride contained in the mixture, and kneaded for 50 minutes while maintaining the same temperature to obtain a thermoplastic elastomer 1 (the introduction rate of side chains in the thermoplastic elastomer 1 is 0.62 mol) %Met.).

(合成例2:熱可塑性エラストマー2)
HNBR1の代わりに、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム2(結合ニトリル量23.6%、水素化率(水添率)95%、ヨウ素価15mg/100mg、Zetpol3310、日本ゼオン(株)製)を用いた以外は、上記熱可塑性エラストマー1と同様にして熱可塑性エラストマー2を得た。
熱可塑性エラストマー2の無水マレイン酸の導入量および側鎖の導入率は0.60モル%であった。
(Synthesis Example 2: Thermoplastic Elastomer 2)
Instead of HNBR1, hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber 2 (bound nitrile content 23.6%, hydrogenation rate (hydrogenation rate) 95%, iodine value 15 mg / 100 mg, Zetpol 3310, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was used. Except for the above, a thermoplastic elastomer 2 was obtained in the same manner as the thermoplastic elastomer 1 described above.
The amount of maleic anhydride introduced and the side chain introduction rate of the thermoplastic elastomer 2 were 0.60 mol%.

(合成例3:熱可塑性エラストマー3)
NBR1の代わりに、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム3(結合ニトリル量18.6%、水素化率(水添率)93%、ヨウ素価15mg/100mg、Zetpol4310、日本ゼオン(株)製)を用いた以外は、上記熱可塑性エラストマー1と同様にして熱可塑性エラストマー2を得た。
熱可塑性エラストマー3の無水マレイン酸の導入量および側鎖の導入率は0.63モル%であった。
(Synthesis Example 3: Thermoplastic Elastomer 3)
Instead of NBR1, hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber 3 (bound nitrile amount 18.6%, hydrogenation rate (hydrogenation rate) 93%, iodine value 15 mg / 100 mg, Zetpol 4310, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was used. Except for the above, a thermoplastic elastomer 2 was obtained in the same manner as the thermoplastic elastomer 1 described above.
The amount of maleic anhydride introduced and the side chain introduction rate of the thermoplastic elastomer 3 were 0.63 mol%.

(合成例4:熱可塑性エラストマー4)
無水マレイン酸変性エチレン−プロピレン共重合体(DSM(株)製、試作品、エチレン含有量60mol%、無水マレイン酸変性率0.8mol%、重量平均分子量90,000)100g(無水マレイン酸骨格22.4mmol)に、4H−3−アミノ−1,2,4−トリアゾール1.88g(22.4mmol)を加え、加圧ニーダーにて170℃で30〜35分間で加熱攪拌し、熱可塑性エラストマー4を得た。
(Synthesis Example 4: Thermoplastic Elastomer 4)
Maleic anhydride-modified ethylene-propylene copolymer (manufactured by DSM Co., Ltd., prototype, ethylene content 60 mol%, maleic anhydride modification rate 0.8 mol%, weight average molecular weight 90,000) 100 g (maleic anhydride skeleton 22 .4 mmol), 1.88 g (22.4 mmol) of 4H-3-amino-1,2,4-triazole was added, and the mixture was heated and stirred at 170 ° C. for 30 to 35 minutes with a pressure kneader. Got.

<実施例1〜3および比較例1、2>
上記合成例で得た熱可塑性エラストマー(第1表において、単に「エラストマー」と表記する。)1〜4およびHNBR1を単独で用いた。
<実施例4、5および比較例3、4>
上記合成例で得た熱可塑性エラストマー1またはHNBR1と、シリカまたはカーボンブラックとを、第1表に示す配合(質量部)による組合せで、200℃で25分間加熱混合し、各熱可塑性エラストマー組成物を得た。
<Examples 1-3 and Comparative Examples 1, 2>
The thermoplastic elastomers obtained in the above synthesis examples (simply referred to as “elastomer” in Table 1) 1 to 4 and HNBR1 were used alone.
<Examples 4 and 5 and Comparative Examples 3 and 4>
Each thermoplastic elastomer composition obtained by mixing the thermoplastic elastomer 1 or HNBR1 obtained in the above synthesis example with silica or carbon black by heating and mixing at 200 ° C. for 25 minutes in the combination (part by mass) shown in Table 1. Got.

Figure 2005179456
Figure 2005179456

本発明において、シリカ等は以下のものを用いた。
シリカ:nipsil LP、日本シリカ(株)製
カーボンブラック:ダイアブラックG、東海カーボン(株)製
酸化亜鉛:、亜鉛華3号、正同化学工業(株)製
ステアリン酸:ビーズステアリン酸、日本油脂(株)
イオウ:粉末イオウ、軽井沢精錬所製
加硫促進剤:ジベンゾチアジルジサルファイド
In the present invention, the following silica and the like were used.
Silica: nipsil LP, manufactured by Nippon Silica Co., Ltd. Carbon black: Dia Black G, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. Zinc oxide: Zinc Hana 3, manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd. Stearic acid: Bead stearic acid, Nippon Oil & Fats (stock)
Sulfur: powdered sulfur, manufactured by Karuizawa Refinery, vulcanization accelerator: dibenzothiazyl disulfide

得られた各熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性エラストマー組成物のリサイクル性、耐油性の評価および引張試験を行った。その結果を第2表に示す。   Each thermoplastic elastomer and thermoplastic elastomer composition obtained were evaluated for recyclability and oil resistance, and a tensile test. The results are shown in Table 2.

<引張試験>
180℃にて10分間熱プレスし、厚さ2mmのシートを作製した。該シートから3号ダンベル状の試験片を打ち抜き、JIS K 6251に準拠して、引張速度500mm/分にて引張試験を行った。100%モジュラス(M100)、300%モジュラス(M300)、破断強度(T)および破断伸び(E)を室温にて測定した。
<Tensile test>
Hot pressing was performed at 180 ° C. for 10 minutes to prepare a sheet having a thickness of 2 mm. A No. 3 dumbbell-shaped test piece was punched from the sheet, and a tensile test was performed at a tensile speed of 500 mm / min in accordance with JIS K 6251. The 100% modulus (M100), 300% modulus (M300), breaking strength (T B ) and breaking elongation (E B ) were measured at room temperature.

<耐油性>
上記各熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性エラストマー組成物について、縦25cm、横3.4cm、厚さ0.2cm(体積1.7cm)の試験片を作製し、JIS K6258−1993に準拠して、70℃にて、試験用潤滑油(JIS No.3油)に72時間浸せきさせて、体積変化率を測定した。
<Oil resistance>
About each said thermoplastic elastomer and thermoplastic elastomer composition, the test piece of length 25cm, width 3.4cm, thickness 0.2cm (volume 1.7cm < 3 >) was produced, and based on JISK6258-1993, it was 70. The volume change rate was measured by immersing in a test lubricant (JIS No. 3 oil) at 72 ° C. for 72 hours.

<リサイクル性>
上記各熱可塑性エラストマーおよび熱可塑性エラストマー組成物について、180℃にて10分間熱プレスし厚さ2mmのシートを作製後、このサンプルを細かく切断して再度プレス成形し、継ぎ目のない一体化したサンプルが作製できる回数で評価した。
評価は、10回以上繰り返し作製できた場合を「◎」、一体化したサンプルを再度作製できなかった場合を「×」として表した。
<Recyclability>
About each said thermoplastic elastomer and thermoplastic elastomer composition, after heat-pressing at 180 degreeC for 10 minute (s) and producing a sheet | seat of thickness 2mm, this sample is cut | disconnected finely and press-molded again, and the sample which is seamless and integrated It evaluated by the frequency | count which can be manufactured.
Evaluation was expressed as “◎” when it was repeatedly produced 10 times or more, and “x” when the integrated sample could not be produced again.

Figure 2005179456
Figure 2005179456

第2表から明らかなように、本発明の熱可塑性エラストマー(実施例1〜3)は、エチレン−プロピレン共重合体を主鎖とする熱可塑性エラストマー4(比較例1)に比して、優れたリサイクル性を保持したまま耐油性に極めて優れ、加硫アクリロニトリル−ブタジエンゴム(比較例2)に比して、同等程度の機械的特性を保持し、耐油性をさらに向上させられ、かつ、該アクリロニトリル−ブタジエンゴムにはない優れたリサイクル性をも有した。
特に、共重合体の結合ニトリル量が20%以上であると、耐油性にきわめて優れた。
また、熱可塑性エラストマー組成物(実施例4および5)についても、同様の傾向が得られた。
As is apparent from Table 2, the thermoplastic elastomer of the present invention (Examples 1 to 3) is superior to the thermoplastic elastomer 4 (Comparative Example 1) having an ethylene-propylene copolymer as the main chain. It is extremely excellent in oil resistance while maintaining recyclability, retains the same mechanical properties as vulcanized acrylonitrile-butadiene rubber (Comparative Example 2), and can further improve oil resistance, and It also had excellent recyclability not found in acrylonitrile-butadiene rubber.
In particular, when the amount of bound nitrile of the copolymer is 20% or more, the oil resistance is extremely excellent.
The same tendency was obtained for the thermoplastic elastomer compositions (Examples 4 and 5).

Claims (10)

アクリロニトリルを単量体として含有する共重合体に、
該共重合体を構成する単量体100モル%に対して0.1〜50モル%の割合で、カルボニル含有基と含窒素複素環を含有する側鎖を有する熱可塑性エラストマー。
To a copolymer containing acrylonitrile as a monomer,
A thermoplastic elastomer having a side chain containing a carbonyl-containing group and a nitrogen-containing heterocycle in a proportion of 0.1 to 50 mol% with respect to 100 mol% of the monomer constituting the copolymer.
前記共重合体が、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体または水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体である請求項1に記載の熱可塑性エラストマー。   The thermoplastic elastomer according to claim 1, wherein the copolymer is an acrylonitrile-butadiene copolymer or a hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer. 前記側鎖が、下記式(1)で表される構造を含有する請求項1または2に記載の熱可塑性エラストマー。
Figure 2005179456

(式中、Aは含窒素複素環であり、Bは単結合;酸素原子、アミノ基NR’(R’は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。)
The thermoplastic elastomer according to claim 1 or 2, wherein the side chain contains a structure represented by the following formula (1).
Figure 2005179456

Wherein A is a nitrogen-containing heterocyclic ring, B is a single bond; an oxygen atom, an amino group NR ′ (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) or a sulfur atom; or these An organic group that may contain any atom or group of
前記側鎖が、α位またはβ位で前記共重合体に結合する、下記式(2)または(3)で表される構造を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー。
Figure 2005179456

(式中、Aは含窒素複素環であり、BおよびDはそれぞれ独立に単結合;酸素原子、アミノ基NR’(R’は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)またはイオウ原子;あるいはこれらの原子または基を含んでもよい有機基である。)
The thermoplastic elastomer according to any one of claims 1 to 3, wherein the side chain contains a structure represented by the following formula (2) or (3) bonded to the copolymer at the α-position or β-position. .
Figure 2005179456

(Wherein A is a nitrogen-containing heterocyclic ring, B and D are each independently a single bond; an oxygen atom, an amino group NR ′ (R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms)) or A sulfur atom; or an organic group that may contain these atoms or groups.)
前記含窒素複素環が、5または6員環である請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー。   The thermoplastic elastomer according to any one of claims 1 to 4, wherein the nitrogen-containing heterocycle is a 5- or 6-membered ring. 前記含窒素複素環が、トリアゾール環、チアジアゾール環、ピリジン環、イミダゾール環またはヒダントイン環である請求項5に記載の熱可塑性エラストマー。   The thermoplastic elastomer according to claim 5, wherein the nitrogen-containing heterocycle is a triazole ring, a thiadiazole ring, a pyridine ring, an imidazole ring or a hydantoin ring. 請求項1〜6に記載の熱可塑性エラストマーを含有する熱可塑性エラストマー組成物。   A thermoplastic elastomer composition containing the thermoplastic elastomer according to claim 1. さらに、カーボンブラックおよび/またはシリカを、前記熱可塑性エラストマー100質量部に対して1〜200質量部含有する請求項7に記載の熱可塑性エラストマー組成物。   The thermoplastic elastomer composition according to claim 7, further comprising 1 to 200 parts by mass of carbon black and / or silica with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer. 耐油性部品に用いられる請求項1〜8のいずれかに記載の熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性エラストマー組成物。   The thermoplastic elastomer or thermoplastic elastomer composition according to any one of claims 1 to 8, which is used for oil-resistant parts. 環状酸無水物基を側鎖に有し、アクリロニトリルを単量体として含有する共重合体に、含窒素複素環を導入しうる化合物を反応させる請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性エラストマーの製造方法。   The thermoplastic resin according to any one of claims 1 to 6, wherein a compound having a cyclic acid anhydride group in the side chain and containing acrylonitrile as a monomer is reacted with a compound capable of introducing a nitrogen-containing heterocyclic ring. Elastomer production method.
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