JP2007031569A - Rubber composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規なゴムであって、産業用自動車タイヤなどの部材に好適な高硬度、高弾性率ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition having a high hardness and a high elastic modulus which is a novel rubber and is suitable for members such as industrial automobile tires.
近年、自動車業界においては、省資源、省エネルギーの観点から、ゴムの硬度、弾性、耐摩耗性、機械的性質、及び動的特性(発熱特性やtanδ)を改良することが検討されてきた。このようなゴムとして、高シス−1,4−ポリブタジエン(以下「高シスポリブタジエン」)のマトリックス中にシンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン(SPBD)を分散させた改良ポリブタジエンゴムが提案された(特公昭49−17666号(特許文献1))。このポリブタジエンゴムは、SPBDが高シスポリブタジエンのマトリックス中に繊維状に分散した構造を有しているため、従来のゴム、例えば高シスポリブタジエン単味のゴム等と比較して硬度及び弾性が高く耐屈曲亀裂成長性に優れているという特徴を有している。 In recent years, in the automobile industry, from the viewpoint of resource saving and energy saving, improvement of rubber hardness, elasticity, wear resistance, mechanical properties, and dynamic characteristics (heat generation characteristics and tan δ) has been studied. As such a rubber, an improved polybutadiene rubber in which syndiotactic-1,2-polybutadiene (SPBD) is dispersed in a matrix of high cis-1,4-polybutadiene (hereinafter “high cis polybutadiene”) has been proposed ( Japanese Patent Publication No.49-17666 (Patent Document 1)). Since this polybutadiene rubber has a structure in which SPBD is dispersed in a fiber form in a high cis polybutadiene matrix, it has higher hardness and elasticity than conventional rubbers such as high cis polybutadiene plain rubber. It has the feature of excellent bending crack growth.
このため、この改良ポリブタジエンを用いたタイヤ部材も各種提案されている。このようなものとして、例えばトレッドに使用した例(特公昭63−1355号(特許文献2))やサイドウォールに使用した例(特公昭55−17059号(特許文献3))等がある。 For this reason, various tire members using this improved polybutadiene have been proposed. For example, there are an example used for a tread (Japanese Patent Publication No. 63-1355 (Patent Document 2)) and an example used for a sidewall (Japanese Patent Publication No. 55-17059 (Patent Document 3)).
特許2763480号公報(特許文献4)には、シンジオ結晶を含有するジエン系ゴム成分と充填剤、イオウを配合してなる高硬質ゴム組成物をベース部に用いた産業用トラクッシュタイヤが開示されている。特開平6−192479号公報(特許文献5)には、熱可塑性ポリアミド短繊維とジエン系ゴムとを化学結合してなるマスターバッチゴム、ジエン系ゴム、カーボンブラック、ノボラック型変性フェノール系樹脂を含有するゴム組成物が開示されている。 Japanese Patent No. 2763480 (Patent Document 4) discloses an industrial truck tire using a high-hardness rubber composition containing a diene rubber component containing a syndio crystal, a filler, and sulfur as a base portion. ing. JP-A-6-192479 (Patent Document 5) contains a masterbatch rubber obtained by chemically bonding a thermoplastic polyamide short fiber and a diene rubber, a diene rubber, carbon black, and a novolac modified phenolic resin. A rubber composition is disclosed.
しかし、フォークリフト用タイヤ、ソリッドタイヤ、あるいは、ビードフィラ−やチェーファーなどビードゴムなどには、走行安定性、形状維持、低ロス化の観点から、低伸長時での弾性率、硬度などがさらに高いゴム組成物が望まれていた。 However, forklift tires, solid tires, or bead rubbers such as bead fillers and chafers are rubbers that have higher elastic modulus and hardness at low elongation from the viewpoint of running stability, shape maintenance, and low loss. A composition was desired.
一般にラジアルタイヤでは、高速耐久性や高速操縦性の点からスチールコードも使用されている。スチールコードを使用する場合、タイヤ走行時にスチールコード近傍のゴムに非常に大きな歪み集中が生じやすい。従って、スチールコード用ゴムとしては高弾性率で金属との接着性に優れることが必要とされる。有機繊維コードを用いるラジアルタイヤ、バイアスタイヤにおいても耐久性の観点からコード用ゴムとしては高弾性率のものが好ましい。 Generally, radial cords also use steel cords in terms of high-speed durability and high-speed maneuverability. When a steel cord is used, a very large strain concentration tends to occur in the rubber near the steel cord when the tire is running. Accordingly, the steel cord rubber is required to have a high elastic modulus and excellent adhesion to metal. Also in radial tires and bias tires using organic fiber cords, the rubber for cords preferably has a high elastic modulus from the viewpoint of durability.
高弾性率のゴムを得る方法としては従来から種々の方法が試みられている。カーボンブラックを多量配合する方法は、加工工程でのゴムのまとまりが悪いこと、混練や押出時に電力負荷が増大すること、配合物MLが大きくなるので押出成形時に困難が伴うため好ましくない。硫黄を多量配合する方法は、硫黄がブルームすること、架橋密度の増大によって亀裂成長が速くなる等の欠点を有する。熱硬化性樹脂の添加は、熱硬化性樹脂がコードコーティングゴムとして一般的に用いられる天然ゴムやジエン系ゴムとの相溶性が低いので分散不良になりやすく耐クラック性に劣る。また、従来公知のタイヤコードコーティングゴム組成物はグリーンストレングスが小さく、成形加工性の点からさらにグリーンストレングスの大きいものが要求されている。 Various methods have been tried to obtain a high elastic modulus rubber. A method of blending a large amount of carbon black is not preferable because the rubber is not well-organized in the processing step, the power load is increased during kneading or extrusion, and the blend ML becomes large, which is difficult during extrusion. The method of blending a large amount of sulfur has drawbacks such as blooming of sulfur and increased crack growth due to increased crosslinking density. Addition of the thermosetting resin tends to cause poor dispersion because the thermosetting resin has low compatibility with natural rubber or diene rubber generally used as a cord coating rubber, and is inferior in crack resistance. Further, conventionally known tire cord coating rubber compositions have a small green strength and are required to have a larger green strength from the viewpoint of moldability.
特開2002−47376(特許文献6)には、(A)特定の天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム成分10〜80重量%、(B)特定の補強ポリブタジエンゴム成分5〜60重量%、並びに(C)特定の繊維強化ゴム成分5〜70重量%からなるゴム組成物であって、(B)成分が還元比粘度が0.5〜4であるシンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンを主成分とする沸騰n−ヘキサン不溶分1〜30重量%と、高シス−1,4−ポリブタジエンを主成分とする沸騰n−ヘキサン可溶分70〜99重量%からなる補強ポリブタジエンゴムであり、(C)成分が加硫可能なエラストマ−からなるマトリックス中に、主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマーが微細繊維状に分散しており、該熱可塑性ポリマーがマトリックスと結合している繊維強化ゴムであって、硬度及び弾性(特に低伸長化での弾性)などの特性に優れたポリブタジエンゴムが開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-47376 (Patent Document 6) includes (A) a specific natural rubber and / or diene-based synthetic rubber component of 10 to 80% by weight, (B) a specific reinforced polybutadiene rubber component of 5 to 60% by weight, and (C) A rubber composition comprising 5 to 70% by weight of a specific fiber-reinforced rubber component, wherein (B) component is mainly syndiotactic-1,2-polybutadiene having a reduced specific viscosity of 0.5 to 4. A reinforced polybutadiene rubber comprising 1 to 30% by weight of a boiling n-hexane insoluble component as a component and 70 to 99% by weight of a boiling n-hexane soluble component mainly composed of high cis-1,4-polybutadiene, C) A thermoplastic polymer having an amide group in the main chain is dispersed in a fine fiber form in a matrix composed of an elastomer that can be vulcanized, and the thermoplastic polymer is bonded to the matrix. That a fiber-reinforced rubber, polybutadiene rubber is disclosed which is excellent in properties such as hardness and elasticity (especially elasticity at low elongation reduction).
本発明は、従来の改良ポリブタジエンゴムの長所をそのまま保持しつつ、硬度及び弾性(特に低伸長化での弾性)などの特性に優れたゴム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 rubber composition excellent in properties such as hardness and elasticity (especially elasticity at low elongation) while retaining the advantages of the conventional improved polybutadiene rubber.
本発明は、(A)天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム成分10〜80重量%、(B)補強ポリブタジエンゴム成分5〜60重量%、並びに(C)繊維強化ゴム成分5〜70重量%からなるゴム組成物であって、該(B)成分及び(C)成分が下記の特徴を有するゴム組成物に関する。
(B)成分:(a)(1)水分の濃度が調節された、1,3−ブタジエンと炭化水素系有機溶剤を主成分としてなる混合物に、有機アルミニウム化合物と可溶性コバルト化合物から得られるシス−1,4重合触媒を添加して1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する工程、引き続き、(2)得られた重合反応混合物中に可溶性コバルト化合物と一般式AlR3(但し、Rは炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基である)で表される有機アルミニウム化合物とニ硫化炭素とから得られる触媒を存在させて、1,3−ブタジエンを1,2重合する工程から得られたビニル・シス−ポリブタジエン、及び、
(b)上記シス−1,4重合触媒を添加して1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する工程で得られたシス−ポリブタジエン
を混合することを特徴とする補強ポリブタジエンゴム成分。
(C)成分:(c−1)加硫可能なエラストマ−からなるマトリックス中に、熱可塑性ポリアミドが微細繊維状に分散しており、該熱可塑性ポリアミドがマトリックスと結合している繊維強化ゴム、(c−2)天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム及び(c−3)カーボンブラックを配合してなる繊維強化ゴム組成物。
The present invention includes (A) natural rubber and / or diene synthetic rubber component 10 to 80% by weight, (B) reinforced polybutadiene rubber component 5 to 60% by weight, and (C) fiber reinforced rubber component 5 to 70% by weight. It is related with the rubber composition in which this (B) component and (C) component have the following characteristics.
Component (B): (a) (1) A cis-obtained from an organoaluminum compound and a soluble cobalt compound in a mixture of water-adjusted 1,3-butadiene and hydrocarbon organic solvent as main components A step of adding 1,4 polymerization catalyst to polymerize 1,3-butadiene in cis-1,4 polymerization, and then (2) soluble cobalt compound and general formula AlR 3 (where R is 1,3-butadiene is polymerized in the presence of a catalyst obtained from an organoaluminum compound represented by an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group or a cycloalkyl group and carbon disulfide. Vinyl cis-polybutadiene obtained from the process, and
(B) A reinforced polybutadiene rubber component obtained by adding the cis-1,4 polymerization catalyst and mixing the cis-polybutadiene obtained by cis-1,4 polymerization of 1,3-butadiene.
(C) component: (c-1) a fiber reinforced rubber in which a thermoplastic polyamide is dispersed in a fine fiber form in a matrix composed of a vulcanizable elastomer, and the thermoplastic polyamide is bonded to the matrix; (C-2) A fiber-reinforced rubber composition obtained by blending natural rubber and / or diene-based synthetic rubber and (c-3) carbon black.
また、本発明は、当該(a)(2)の1,3−ブタジエンを1,2重合する工程の重合温度が−5〜50℃であることを特徴とする上記のゴム組成物に関する。 The present invention also relates to the rubber composition described above, wherein the polymerization temperature in the step (1) of polymerizing 1,3-butadiene of (a) (2) is -5 to 50 ° C.
本発明は、当該(a)で得られたビニル・シス−ポリブタジエンの沸騰n−ヘキサン不溶分の割合(HI)が10〜60重量%であることを特徴とする上記のゴム組成物に関する。 The present invention relates to the rubber composition as described above, wherein the vinyl cis-polybutadiene obtained in (a) has a boiling n-hexane insoluble fraction (HI) of 10 to 60% by weight.
本発明により、高硬度、高弾性率、低ロス性、低圧縮歪に優れているゴム組成物を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber composition excellent in high hardness, high elastic modulus, low loss, and low compressive strain.
本発明のゴム組成物の(A)成分としては、天然ゴム、ジエン系合成ゴムが挙げられる。具体的には、天然ゴム、高シスポリブタジエンゴム、低シスポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルーブタジエンゴムなどのジエン系ゴム等があげられる。これらの中でも、天然ゴムが好ましい。又、これらのゴムをエポキシ変性、シラン変性、マレイン変性などをしたものも用いられる。 Examples of the component (A) of the rubber composition of the present invention include natural rubber and diene synthetic rubber. Specific examples include diene rubbers such as natural rubber, high cis polybutadiene rubber, low cis polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber. Among these, natural rubber is preferable. In addition, those obtained by modifying these rubbers with epoxy modification, silane modification, male modification and the like can also be used.
本発明のゴム組成物の(B)成分は、(a)(1)水分の濃度が調節された、1,3−ブタジエンと炭化水素系有機溶剤を主成分としてなる混合物に、有機アルミニウム化合物と可溶性コバルト化合物から得られるシス−1,4重合触媒を添加して1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する工程、引き続き、(2)得られた重合反応混合物中に可溶性コバルト化合物と一般式AlR3(但し、Rは炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基である)で表される有機アルミニウム化合物とニ硫化炭素とから得られる触媒を存在させて、1,3−ブタジエンを1,2重合する工程から得られたビニル・シス−ポリブタジエン、及び、
(b)上記シス−1,4重合触媒を添加して1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する工程で得られたシス−ポリブタジエン
を混合することにより製造される。
The component (B) of the rubber composition of the present invention comprises (a) (1) a mixture of 1,3-butadiene and a hydrocarbon-based organic solvent in which the water concentration is adjusted, and an organoaluminum compound. A step of adding a cis-1,4 polymerization catalyst obtained from a soluble cobalt compound to polymerize 1,3-butadiene in cis-1,4, and subsequently (2) a soluble cobalt compound and a general compound in the resulting polymerization reaction mixture. In the presence of a catalyst obtained from an organoaluminum compound represented by the formula AlR 3 (wherein R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group or a cycloalkyl group) and carbon disulfide, -Vinyl cis-polybutadiene obtained from the process of 1,2-polymerizing butadiene, and
(B) It is produced by adding the cis-1,4 polymerization catalyst and mixing cis-polybutadiene obtained in the step of cis-1,4 polymerization of 1,3-butadiene.
(a)ビニル・シス−ポリブタジエンの製造
炭化水素系溶媒としては,トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族系炭化水素、n−ヘキサン、ブタン、ヘプタン、ペンタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素、上記のオレフィン化合物やシス−2−ブテン、トランス−2−ブテン等のオレフィン系炭化水素、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、ケロシン等の炭化水素系溶媒、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。1,3−ブタジエンモノマ−そのものを重合溶媒として用いてもよい。
(A) Production of vinyl cis-polybutadiene Hydrocarbon solvents include aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, butane, heptane and pentane, cyclopentane and cyclohexane. Alicyclic hydrocarbons such as olefin compounds, olefinic hydrocarbons such as cis-2-butene and trans-2-butene, hydrocarbon solvents such as mineral spirits, solvent naphtha and kerosene, and halogens such as methylene chloride. And hydrocarbon-based solvents. 1,3-butadiene monomer itself may be used as a polymerization solvent.
中でも、トルエン、シクロヘキサン、あるいは、シス−2−ブテンとトランス−2−ブテンとの混合物などが好適に用いられる。 Among these, toluene, cyclohexane, or a mixture of cis-2-butene and trans-2-butene is preferably used.
次に1,3−ブタジエンと前記溶媒とを混合して得られた混合媒体中の水分の濃度を調節する。水分は前記媒体中の有機アルミニウムクロライド1モル当たり,好ましくは0.1〜1.0モル,特に好ましくは0.2〜1.0モルの範囲である。この範囲以外では触媒活性が低下したり,シス1,4構造含有率が低下したり,分子量が異常に低下又は高くなったり,重合時のゲルの発生を抑制することができず,このため重合槽などへのゲルの付着が起り,更に連続重合時間を延ばすことができないので好ましくない。水分の濃度を調節する方法は公知の方法が適用できる。多孔質濾過材を通して添加・分散させる方法(特開平4−85304号公報)も有効である。 Next, the concentration of water in the mixed medium obtained by mixing 1,3-butadiene and the solvent is adjusted. The water content is preferably in the range of 0.1 to 1.0 mol, particularly preferably 0.2 to 1.0 mol, per mol of organoaluminum chloride in the medium. Outside this range, the catalytic activity is decreased, the cis 1,4 structure content is decreased, the molecular weight is abnormally decreased or increased, and the generation of gel during polymerization cannot be suppressed. This is not preferable because gel adheres to the tank and the continuous polymerization time cannot be extended. A known method can be applied as a method of adjusting the moisture concentration. A method of adding and dispersing through a porous filter medium (Japanese Patent Laid-Open No. 4-85304) is also effective.
水分の濃度を調節して得られた溶液には有機アルミニウム化合物を添加する。有機アルミニウム化合物としては,トリアルキルアルミニウムやジアルキルアルミニウムクロライド、ジアルキルアルミニウムブロマイド、アルキルアルミニウムセスキクロライド、アルキルアルミニウムセスキブロマイド、アルキルアルミニウムジクロライド等である。 An organoaluminum compound is added to the solution obtained by adjusting the water concentration. Examples of the organoaluminum compound include trialkylaluminum, dialkylaluminum chloride, dialkylaluminum bromide, alkylaluminum sesquibromide, alkylaluminum sesquibromide, and alkylaluminum dichloride.
具体的な化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウムを挙げることができる。 Specific examples of the compound include trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, trihexylaluminum, trioctylaluminum, and tridecylaluminum.
さらに、ジメチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムクロライドなどのジアルキルアルミニウムクロライド、セスキエチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムジクロライドなどのような有機アルミニウムハロゲン化合物、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、セスキエチルアルミニウムハイドライドのような水素化有機アルミニウム化合物も含まれる。これらの有機アルミニウム化合物は、二種類以上併用することができる。
有機アルミニウム化合物の使用量の具体例としては,1,3−ブタジエンの全量1モル当たり0.1ミリモル以上,特に0.5〜50ミリモルが好ましい。
In addition, dialkylaluminum chlorides such as dimethylaluminum chloride and diethylaluminum chloride, organoaluminum halogen compounds such as sesquiethylaluminum chloride and ethylaluminum dichloride, hydrogenated organics such as diethylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride and sesquiethylaluminum hydride Aluminum compounds are also included. Two or more of these organoaluminum compounds can be used in combination.
As a specific example of the amount of the organoaluminum compound used, 0.1 mmol or more, particularly 0.5 to 50 mmol is preferable per 1 mol of the total amount of 1,3-butadiene.
次いで,有機アルミニウム化合物を添加した混合媒体に可溶性コバルト化合物を添加してシス1,4重合する。可溶性コバルト化合物としては,炭化水素系溶媒を主成分とする不活性媒体又は液体1,3−ブタジエンに可溶なものであるか又は,均一に分散できる,例えばコバルト(II)アセチルアセトナート,コバルト(III )アセチルアセトナートなどコバルトのβ−ジケトン錯体,コバルトアセト酢酸エチルエステル錯体のようなコバルトのβ−ケト酸エステル錯体,コバルトオクトエート、コバルトナフテネート、コバルトベンゾエートなどの炭素数6以上の有機カルボン酸のコバルト塩,塩化コバルトピリジン錯体、塩化コバルトエチルアルコール錯体などのハロゲン化コバルト錯体などを挙げることができる。可溶性コバルト化合物の使用量は1,3−ブタジエンの1モル当たり0.001ミリモル以上,特に0.005ミリモル以上であることが好ましい。また可溶性コバルト化合物に対する有機アルミニウムクロライドのモル比(Al/Co)は10以上であり,特に50以上であることが好ましい。また,可溶性コバルト化合物以外にもニッケルの有機カルボン酸塩,ニッケルの有機錯塩,有機リチウム化合物,ネオジウムの有機カルボン酸塩,ネオジウムの有機錯塩を使用することも可能である。 Next, a soluble cobalt compound is added to the mixed medium to which the organoaluminum compound is added, and cis 1,4 polymerization is performed. Soluble cobalt compounds are those that are soluble in an inert medium or liquid 1,3-butadiene containing a hydrocarbon solvent as a main component, or can be uniformly dispersed, such as cobalt (II) acetylacetonate, cobalt (III) Cobalt β-diketone complexes such as acetylacetonate, cobalt β-keto acid ester complexes such as cobalt acetoacetate ethyl ester complex, organic compounds having 6 or more carbon atoms such as cobalt octoate, cobalt naphthenate, and cobalt benzoate Examples thereof include cobalt halides such as cobalt salts of carboxylic acids, cobalt chloride pyridine complexes, and cobalt chloride ethyl alcohol complexes. The amount of the soluble cobalt compound used is preferably 0.001 mmol or more, more preferably 0.005 mmol or more, per mol of 1,3-butadiene. The molar ratio (Al / Co) of the organoaluminum chloride to the soluble cobalt compound is 10 or more, and particularly preferably 50 or more. In addition to soluble cobalt compounds, nickel organic carboxylates, nickel organic complexes, organolithium compounds, neodymium organic carboxylates, and neodymium organic complexes can also be used.
シス1,4重合する温度は0℃を超える温度〜100℃,好ましくは10〜100℃、更に好ましくは20〜100℃までの温度範囲で1,3−ブタジエンをシス1,4重合する。重合時間(平均滞留時間)は10分〜2時間の範囲が好ましい。シス1,4重合後のポリマー濃度は5〜26重量%となるようにシス1,4重合を行うことが好ましい。重合槽は1槽,又は2槽以上の槽を連結して行われる。重合は重合槽(重合器)内にて溶液を攪拌混合して行う。重合に用いる重合槽としては高粘度液攪拌装置付きの重合槽,例えば特公昭40−2645号に記載された装置を用いることができる。 The temperature at which cis 1,4 polymerization is carried out is such that 1,3-butadiene is cis 1,4 polymerized in a temperature range of more than 0 ° C. to 100 ° C., preferably 10 to 100 ° C., more preferably 20 to 100 ° C. The polymerization time (average residence time) is preferably in the range of 10 minutes to 2 hours. The cis 1,4 polymerization is preferably performed so that the polymer concentration after the cis 1,4 polymerization is 5 to 26% by weight. The polymerization tank is performed by connecting one tank or two or more tanks. The polymerization is carried out by stirring and mixing the solution in a polymerization tank (polymerizer). As a polymerization tank used for the polymerization, a polymerization tank equipped with a high-viscosity liquid stirring apparatus, for example, an apparatus described in JP-B-40-2645 can be used.
本発明のシス1,4重合時に公知の分子量調節剤,例えばシクロオクタジエン,アレン,メチルアレン(1,2−ブタジエン)などの非共役ジエン類,又はエチレン,プロピレン,ブテン−1などのα−オレフィン類を使用することができる。又重合時のゲルの生成を更に抑制するために公知のゲル化防止剤を使用することができる。シス1,4−構造含有率が一般に90%以上,特に95%以上であることが好ましい。 Known molecular weight regulators in the cis 1,4 polymerization of the present invention, for example, non-conjugated dienes such as cyclooctadiene, allene, and methylallene (1,2-butadiene), or α- such as ethylene, propylene, and butene-1. Olefins can be used. In order to further suppress the formation of gel during polymerization, a known gelation inhibitor can be used. It is preferable that the cis 1,4-structure content is generally 90% or more, particularly 95% or more.
ムーニー粘度(ML1+4 ,100℃,以下,MLと略す)10〜130,特に15〜80が好ましい。実質的にゲル分を含有しない。 Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C., hereinafter abbreviated as ML) 10 to 130, particularly 15 to 80 is preferable. Contains substantially no gel content.
5%トルエン溶液粘度(Tcp)が150〜250であることが好ましい。 The 5% toluene solution viscosity (Tcp) is preferably 150 to 250.
前記の如くして得られたシス1,4重合物に1,3−ブタジエンを添加しても添加しなくてもよい。そして,一般式AlR3 で表せる有機アルミニウム化合物と二硫化炭素,必要なら前記の可溶性コバルト化合物を添加して1,3−ブタジエンを1,2重合してビニル・シスポリブタジエンゴム(VCR)を製造する。一般式AlR3 で表せる有機アルミニウム化合物としてはトリメチルアルミニウム,トリエチルアルミニウム,トリイソブチルアルミニウム,トリn−ヘキシルアルミニウム,トリフェニルアルミニウムなどを好適に挙げることができる。有機アルミニウム化合物は1,3−ブタジエン1モル当たり0.1ミリモル以上,特に0.5〜50ミリモル以上である。二硫化炭素は特に限定されないが水分を含まないものであることが好ましい。二硫化炭素の濃度は20ミリモル/L以下,特に好ましくは0.01〜10ミリモル/Lである。二硫化炭素の代替として公知のイソチオシアン酸フェニルやキサントゲン酸化合物を使用してもよい。 1,3-butadiene may or may not be added to the cis 1,4 polymer obtained as described above. Then, an organoaluminum compound represented by the general formula AlR 3 , carbon disulfide, and, if necessary, the above-mentioned soluble cobalt compound are added to produce 1,3-butadiene by 1,2 polymerization to produce vinyl cis polybutadiene rubber (VCR). . Preferable examples of the organoaluminum compound represented by the general formula AlR 3 include trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tri-n-hexylaluminum, and triphenylaluminum. The organoaluminum compound is at least 0.1 mmol, especially 0.5 to 50 mmol, per mole of 1,3-butadiene. The carbon disulfide is not particularly limited, but is preferably one that does not contain moisture. The concentration of carbon disulfide is 20 mmol / L or less, particularly preferably 0.01 to 10 mmol / L. A known phenyl isothiocyanate or xanthate compound may be used as an alternative to carbon disulfide.
1,2重合する温度は−5〜100℃が好ましく,特に−5〜50℃が好ましい。1,2重合する際の重合系には前記のシス重合液100重量部当たり1〜50重量部,好ましくは1〜20重量部の1,3−ブタジエンを添加することで1,2重合時の1,2−ポリブタジエンの収量を増大させることができる。重合時間(平均滞留時間)は10分〜2時間の範囲が好ましい。1,2重合後のポリマー濃度は9〜29重量%となるように1,2重合を行うことが好ましい。重合槽は1槽,又は2槽以上の槽を連結して行われる。重合は重合槽(重合器)内にて重合溶液を攪拌混合して行う。1,2重合に用いる重合槽としては1,2重合中に更に高粘度となり,ポリマーが付着しやすいので高粘度液攪拌装置付きの重合槽,例えば特公昭40−2645号公報に記載された装置を用いることができる。 The temperature for the 1,2 polymerization is preferably from -5 to 100 ° C, particularly preferably from -5 to 50 ° C. 1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight of 1,3-butadiene per 100 parts by weight of the cis polymerization solution is added to the polymerization system for the 1,2 polymerization. The yield of 1,2-polybutadiene can be increased. The polymerization time (average residence time) is preferably in the range of 10 minutes to 2 hours. The 1,2 polymerization is preferably performed so that the polymer concentration after the 1,2 polymerization is 9 to 29% by weight. The polymerization tank is performed by connecting one tank or two or more tanks. The polymerization is carried out by stirring and mixing the polymerization solution in a polymerization tank (polymerizer). As a polymerization tank used for 1,2 polymerization, a higher viscosity is obtained during the 1,2 polymerization, and the polymer tends to adhere to it. Can be used.
得られたビニル・シス−ポリブタジエンの沸騰n−ヘキサン不溶分の割合(HI)が10〜60重量%、特に30〜40であることが好ましく、特に30〜50重量%が好ましい。 The proportion (HI) of boiling n-hexane insoluble matter in the obtained vinyl cis-polybutadiene is preferably 10 to 60% by weight, particularly preferably 30 to 40%, particularly preferably 30 to 50% by weight.
重合反応が所定の重合率に達した後,常法に従って公知の老化防止剤を添加することができる。老化防止剤の代表としてはフェノール系の2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT),リン系のトリノニルフェニルフォスファイト(TNP),硫黄系の4.6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート(TPL)などが挙げられる。単独でも2種以上組み合わせて用いてもよく,老化防止剤の添加はVCR100重量部に対して0.001〜5重量部である。次に重合停止剤を重合系に加えて停止する。例えば重合反応終了後,重合停止槽に供給し,この重合溶液にメタノール,エタノールなどのアルコール,水などの極性溶媒を大量に投入する方法,塩酸,硫酸などの無機酸,酢酸,安息香酸などの有機酸,塩化水素ガスを重合溶液に導入する方法などの,それ自体公知の方法である。次いで通常の方法に従い生成したビニル・シスポリブタジエン(以下、VCRと略)を分離,洗浄,乾燥する。 After the polymerization reaction reaches a predetermined polymerization rate, a known anti-aging agent can be added according to a conventional method. Typical antioxidants include phenolic 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT), phosphorous trinonylphenyl phosphite (TNP), sulfur-based 4.6-bis (octylthio). Methyl) -o-cresol, dilauryl-3,3′-thiodipropionate (TPL) and the like. It may be used alone or in combination of two or more, and the addition of the antioxidant is 0.001 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the VCR. Next, a polymerization terminator is added to the polymerization system and stopped. For example, after the polymerization reaction is completed, the polymerization solution is supplied to a polymerization stop tank, and a large amount of a polar solvent such as methanol or ethanol or water or a polar solvent such as water, inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, acetic acid, benzoic acid, etc. This is a method known per se, such as a method of introducing an organic acid or hydrogen chloride gas into the polymerization solution. Subsequently, vinyl cis polybutadiene (hereinafter abbreviated as VCR) produced according to a usual method is separated, washed and dried.
このようにして得られたビニル・シス−ポリブタジエンの沸騰n−ヘキサン不溶分の割合(HI)が10〜60重量%であることが好ましく、特に30〜50重量%が好ましい。
沸騰n−ヘキサン可溶分はミクロ構造が90%以上のシス1,4−ポリブタジエンである。
The proportion of boiling n-hexane insoluble matter (HI) in the vinyl cis-polybutadiene thus obtained is preferably 10 to 60% by weight, particularly preferably 30 to 50% by weight.
The boiling n-hexane soluble component is cis 1,4-polybutadiene having a microstructure of 90% or more.
このようにして得られたVCRを分離取得した残部の未反応の1,3−ブタジエン,不活性媒体及び二硫化炭素を含有する混合物から蒸留により1,3−ブタジエン,不活性媒体として分離して,一方,二硫化炭素を吸着分離処理,あるいは二硫化炭素付加物の分離処理によって二硫化炭素を分離除去し,二硫化炭素を実質的に含有しない1,3−ブタジエンと不活性媒体とを回収する。また,前記の混合物から蒸留によって3成分を回収して,この蒸留から前記の吸着分離あるいは二硫化炭素付着物分離処理によって二硫化炭素を分離除去することによっても,二硫化炭素を実質的に含有しない1,3−ブタジエンと不活性媒体とを回収することもできる。前記のようにして回収された二硫化炭素と不活性媒体とは新たに補充した1,3−ブタジエンを混合して使用される。 The VCR thus obtained was separated from the remaining unreacted 1,3-butadiene, inert medium and carbon disulfide-containing mixture by distillation as 1,3-butadiene, an inert medium. On the other hand, carbon disulfide is separated and removed by adsorption separation treatment of carbon disulfide or separation treatment of carbon disulfide adduct, and 1,3-butadiene and an inert medium substantially free of carbon disulfide are recovered. To do. Further, carbon disulfide is substantially contained by recovering three components from the mixture by distillation and separating and removing carbon disulfide from the distillation by the adsorption separation or carbon disulfide deposit separation treatment. Unrecovered 1,3-butadiene and inert media can also be recovered. The carbon disulfide recovered as described above and the inert medium are used by mixing freshly replenished 1,3-butadiene.
本発明による方法で連続運転すると,触媒成分の操作性に優れ,高い触媒効率で工業的に有利にVCRを連続的に長時間製造することができる。特に,重合槽内の内壁や攪拌翼,その他攪拌が緩慢な部分に付着することもなく,高い転化率で工業的に有利に連続製造できる。 When continuously operated by the method according to the present invention, the operability of catalyst components is excellent, and a VCR can be produced continuously for a long time with high catalyst efficiency and industrially advantageously. In particular, it can be continuously produced industrially advantageously at a high conversion without adhering to the inner wall of the polymerization tank, the stirring blade, and other parts where the stirring is slow.
(b)シス−ポリブタジエンの製造
上記(a)(1)の製造方法、すなわち、シス−1,4重合触媒を添加して1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する工程と同様にして製造できる。
(B) Production of cis-polybutadiene In the same manner as the production method of (a) and (1) above, that is, the step of adding cis-1,4 polymerization catalyst to polymerize 1,3-butadiene in cis-1,4. Can be manufactured.
得られたシス−ポリブタジエンは、シス1,4−構造含有率が一般に90%以上,特に95%以上であることが好ましい。 The obtained cis-polybutadiene preferably has a cis 1,4-structure content of generally 90% or more, particularly 95% or more.
ムーニー粘度(ML1+4 ,100℃,以下,MLと略す)10〜130,特に15〜80が好ましい。実質的にゲル分を含有しない。 Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C., hereinafter abbreviated as ML) 10 to 130, particularly 15 to 80 is preferable. Contains substantially no gel content.
5%トルエン溶液粘度(Tcp))が30〜250であることが好ましい。 The 5% toluene solution viscosity (Tcp) is preferably 30 to 250.
(a)ビニル・シス−ポリブタジエンと(b)シス−ポリブタジエンとを溶液混合して得られるビニル・シス−ポリブタジエンゴムにおける(A)と(B)の割合は(A)/(B)=10〜50重量%/90〜50重量%であることが好ましい。 The ratio of (A) and (B) in the vinyl cis-polybutadiene rubber obtained by solution-mixing (a) vinyl cis-polybutadiene and (b) cis-polybutadiene is (A) / (B) = 10 It is preferable that it is 50 weight% / 90-50 weight%.
本発明のゴム組成物の(C)成分は、(c−1)加硫可能なエラストマ−からなるマトリックス中に、熱可塑性ポリアミドが微細繊維状に分散しており、該熱可塑性ポリアミドがマトリックスと結合している繊維強化ゴム、(c−2)天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム及び(c−3)カーボンブラックを配合してなる繊維強化ゴム組成物である。(c−1)成分のマトリックスを形成する加硫可能なエラストマーとしては、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等を挙げることができる。これらの中でも天然ゴムが好ましい。又、これらのゴムをエポキシ変性したものや、シラン変性、或いはマレイン化したものも用いられる。 Component (C) of the rubber composition of the present invention comprises (c-1) a thermoplastic polyamide dispersed in a fine fiber form in a matrix made of a vulcanizable elastomer, and the thermoplastic polyamide is a matrix. It is a fiber reinforced rubber composition comprising a bonded fiber reinforced rubber, (c-2) natural rubber and / or diene synthetic rubber and (c-3) carbon black. Examples of the vulcanizable elastomer forming the matrix of component (c-1) include natural rubber, polyisoprene, polybutadiene, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, chlorinated butyl rubber, brominated butyl rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber. Can do. Among these, natural rubber is preferable. Also, those obtained by modifying these rubbers with epoxy, silane-modified, or maleated may be used.
上記のマトリックスには、ポリオレフィンを含有してもよい。ポリオレフィンは、80〜250℃の融点を有することがこのましく、又、50℃以上のビカット軟化点、特に50〜200℃のビカット軟化点をもつものも好ましい。 The matrix may contain a polyolefin. The polyolefin preferably has a melting point of 80 to 250 ° C., and preferably has a Vicat softening point of 50 ° C. or more, particularly a Vicat softening point of 50 to 200 ° C.
このようなポリオレフィンとしては、炭素数2〜8のオレフィンの単独重合体や共重合体、及び、炭素数2〜8のオレフィンと、スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物との共重合体、炭素数2〜8のオレフィンと、酢酸ビニル、アクリル酸或いはそのエステル、メタアクリル酸或いはそのエステルとの共重合体、炭素数2〜8のオレフィンと、ビニルシラン化合物などとの共重合体が挙げられる。 Examples of such polyolefins include homopolymers and copolymers of olefins having 2 to 8 carbon atoms, olefins having 2 to 8 carbon atoms, and aromatic vinyl compounds such as styrene, chlorostyrene, α-methylstyrene, and the like. A copolymer of olefins having 2 to 8 carbon atoms and vinyl acetate, acrylic acid or esters thereof, methacrylic acid or esters thereof, copolymers of olefins having 2 to 8 carbon atoms and vinylsilane compounds, etc. A polymer is mentioned.
具体的には、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンのブロックまたはランダム共重合体、線状低密度ポリエチレン、ポリ4−メチルペンテン−1、ポリブテン−1、ポリヘキセン−1などのポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニル共重合体、アクリル酸、アクリル酸メチルなどとの共重合体、エチレンとビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどとの共重合体、エチレンあるいはプロピレンとスチレン共重合体等がある。又、塩素化ポリエチレンなどのハロゲン化ポリオレフィンも好ましく用いられる。これらのポリオレフィンは1種のみ用いてもよく、2種以上を組合せてもよい。 Specifically, for example, high density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene, ethylene / propylene block or random copolymer, linear low density polyethylene, poly-4-methylpentene-1, polybutene-1, polyhexene-1, etc. Polyolefins, copolymers of ethylene and vinyl acetate, copolymers of acrylic acid, methyl acrylate, etc., copolymers of ethylene and vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc., ethylene or propylene and styrene copolymers Etc. Further, halogenated polyolefins such as chlorinated polyethylene are also preferably used. These polyolefins may be used alone or in combination of two or more.
上記のマトリックス中に微細繊維状に分散しマトリックスと結合している該熱可塑性ポリアミドとしては、主鎖中にアミド基を有する熱可塑性ポリマーである。シランカップリング剤で変性されたものが好ましい。 The thermoplastic polyamide dispersed in the form of fine fibers in the matrix and bonded to the matrix is a thermoplastic polymer having an amide group in the main chain. Those modified with a silane coupling agent are preferred.
主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマーとしては、熱可塑性ポリアミド及び尿素樹脂が挙げられる。融点が135℃〜350℃のものが好ましく、150℃〜300℃が特に好ましい。 Examples of the thermoplastic polymer having an amide group in the main chain include thermoplastic polyamide and urea resin. A melting point of 135 ° C to 350 ° C is preferable, and 150 ° C to 300 ° C is particularly preferable.
熱可塑性ポリアミドとしては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6−ナイロン66共重合体、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン46、ナイロン11、ナイロン12、ナイロンMXD6、キシリレンジアミンとアジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などとの重縮合体、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンなどとテレフタル酸の重縮合体、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンなどとイソフタル酸の重縮合体等が挙げられる。 The thermoplastic polyamides include nylon 6, nylon 66, nylon 6-nylon 66 copolymer, nylon 610, nylon 612, nylon 46, nylon 11, nylon 12, nylon MXD6, xylylenediamine and adipic acid, pimelic acid, and spellin. Polycondensates of acid, azelaic acid, sebacic acid, etc., polycondensation of terephthalic acid with tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, octamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, etc. Body, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, octamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, etc. Polycondensate of Sofutaru acid.
これらの熱可塑性ポリアミドの内、最も好ましいものとしては融点160〜265℃の熱可塑性ポリアミドが挙げられ、具体的にはナイロン6、ナイロン66、ナイロン6−ナイロン66共重合体、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン46、ナイロン11、及びナイロン12等が挙げられる。 Among these thermoplastic polyamides, the most preferable one is thermoplastic polyamide having a melting point of 160 to 265 ° C., specifically, nylon 6, nylon 66, nylon 6-nylon 66 copolymer, nylon 610, nylon 612. , Nylon 46, nylon 11, nylon 12 and the like.
(c−1)のマトリックスが加硫可能なエラストマ−とポリオレフィンから形成する場合は、加硫可能なエラストマ−中にポリオレフィンが島状に分散した構造を採っていてもよく、又、その逆にポリオレフィン中に加硫可能なエラストマ−が島状に分散した構造を採っていてもよい。各成分はその界面で互いに結合していることが好ましい。 When the matrix of (c-1) is formed from a vulcanizable elastomer and a polyolefin, it may have a structure in which the polyolefin is dispersed in islands in the vulcanizable elastomer, and vice versa. A structure in which vulcanizable elastomer is dispersed in an island shape in polyolefin may be adopted. Each component is preferably bonded to each other at the interface.
主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマーは、その殆どが微細な繊維として上記マトリックス中に分散している。具体的には、その70重量%、好ましくは80重量%、特に好ましくは90重量%以上が微細な繊維として分散している。該繊維は、平均繊維径が1μm以下であることが好ましい。 Most thermoplastic polymers having an amide group in the main chain are dispersed in the matrix as fine fibers. Specifically, 70% by weight, preferably 80% by weight, particularly preferably 90% by weight or more is dispersed as fine fibers. The fibers preferably have an average fiber diameter of 1 μm or less.
上記の(c−1)繊維強化ゴムは、例えば、特開平8−3368号公報に記載の工程により製造できる。即ち、工程1:マトリックスを調製する工程、工程2:主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマーを結合剤と反応させる工程、工程3:上記マトリックスと、結合剤と反応させた熱可塑性ポリマーとを溶融、混練する工程、工程4:得られた混練物を、熱可塑性ポリマーの融点以上の温度で押出し、次いで熱可塑性ポリマーの融点より低い温度で延伸及び/又は圧延する工程により製造できる。溶融、混練は、樹脂やゴムの混練に通常用いられている装置で行うことができる。例えば、バンバリー型ミキサー、ニーダー、ニーダーエキストルーダー、オープンロール、一軸混練機、二軸混練機等が挙げられる。 Said (c-1) fiber reinforced rubber can be manufactured by the process of Unexamined-Japanese-Patent No. 8-3368, for example. That is, Step 1: A step of preparing a matrix, Step 2: A step of reacting a thermoplastic polymer having an amide group in the main chain with a binder, Step 3: A step of reacting the matrix with a thermoplastic polymer reacted with the binder. Melting and kneading step, step 4: The obtained kneaded product can be produced by extruding at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic polymer and then stretching and / or rolling at a temperature lower than the melting point of the thermoplastic polymer. Melting and kneading can be performed by an apparatus usually used for kneading resin and rubber. Examples include Banbury mixers, kneaders, kneader extruders, open rolls, uniaxial kneaders, and biaxial kneaders.
結合剤としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ノボラック型アルキルフェノールホルムアルデヒド初期縮合物、レゾール型アルキルフェノールホルムアルデヒド初期縮合物、ノボラック型フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、レゾール型フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、不飽和カルボン酸及びその誘導体、有機過酸化物等、高分子のカップリング剤として通常用いられているものを用いることができる。これら中で、(シランカップリング剤が好ましい。シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等のビニルアルコキシシラン、ビニルトリアセチルシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−〔N−(β−メタクリロキシエチル)−N,N−ジメチルアンモニウム(クロライド)〕プロピルメトキシシラン、並びにスチリルジアミノシラン等、ビニル基、アルキロキシ基等他から水素原子を奪って脱離し易い基及び/又は極性基を有するシランカップリング剤が好ましく用いられる。結合剤としてシランカップリング剤を用いる際は、有機過酸化物を併用することができる。 Binders include silane coupling agents, titanate coupling agents, novolak-type alkylphenol formaldehyde initial condensates, resol-type alkylphenol formaldehyde initial condensates, novolac-type phenolformaldehyde initial condensates, resol-type phenolformaldehyde initial condensates, unsaturated carboxylic acids. What is normally used as a high molecular coupling agent, such as an acid, its derivative (s), and an organic peroxide, can be used. Among these, (a silane coupling agent is preferable. Examples of the silane coupling agent include vinyl alkoxysilanes such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltriacetylsilane, γ- Hydrogen atoms from methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ- [N- (β-methacryloxyethyl) -N, N-dimethylammonium (chloride)] propylmethoxysilane, styryldiaminosilane, vinyl group, alkyloxy group, etc. A silane coupling agent having a group and / or a polar group that easily desorbs and desorbs is preferably used, and when a silane coupling agent is used as a binder, an organic peroxide can be used in combination.
熱可塑性ポリマー成分は、予め結合剤と溶融混練して反応させてから上記マトリックスと溶融混練してもよいし、結合剤の存在下で上記マトリックスと溶融混練してもよい。 The thermoplastic polymer component may be melt kneaded and reacted with a binder in advance and then melt kneaded with the matrix, or may be melt kneaded with the matrix in the presence of the binder.
熱可塑性ポリマー成分に対する結合剤の場合は、熱可塑性ポリマー成分と結合剤の合計量を100重量%としたとき、0.1〜5.5重量%の範囲が好ましい。 In the case of the binder for the thermoplastic polymer component, the range of 0.1 to 5.5% by weight is preferable when the total amount of the thermoplastic polymer component and the binder is 100% by weight.
この工程において、マトリックスと熱可塑性ポリマー成分とを溶融、混練する温度は、熱可塑性ポリマー成分の融点以上が好ましい。融点よりも低い温度で溶融、混練を行っても、混練物は、マトリックス中に熱可塑性ポリマー成分の微細な粒子が分散した構造にはならない。又、混練温度は、ポリオレフィンの融点又はビカット軟化点以上の温度であることが好ましい。 In this step, the temperature at which the matrix and the thermoplastic polymer component are melted and kneaded is preferably equal to or higher than the melting point of the thermoplastic polymer component. Even when melting and kneading are performed at a temperature lower than the melting point, the kneaded product does not have a structure in which fine particles of the thermoplastic polymer component are dispersed in the matrix. The kneading temperature is preferably a temperature equal to or higher than the melting point of the polyolefin or the Vicat softening point.
上記工程で得られた混練物を、紡糸口金或いはインフレーションダイ又はTダイから押出し、次いでこれを延伸又は圧延する。この工程においては、紡糸又は押出によって、混練物中の熱可塑性ポリマー成分の微粒子が繊維に変形する。この繊維は、それに引続く延伸又は圧延によって延伸処理され、より強固な繊維となる。従って、紡糸及び押出は、熱可塑性ポリマー成分の融点以上の温度で実施し、延伸及び圧延は熱可塑性ポリマー成分の融点よりも低い温度で実施することが好ましい。 The kneaded product obtained in the above step is extruded from a spinneret, an inflation die or a T die, and then stretched or rolled. In this step, the fine particles of the thermoplastic polymer component in the kneaded product are transformed into fibers by spinning or extrusion. This fiber is drawn by subsequent drawing or rolling to become a stronger fiber. Accordingly, spinning and extrusion are preferably performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic polymer component, and stretching and rolling are preferably performed at a temperature lower than the melting point of the thermoplastic polymer component.
紡糸又は押出、及びこれに引続く延伸或いは圧延は、例えば、混練物を紡糸口金から押出して紐状乃至糸状に紡糸し、ドラフトを掛けつつボビン等に巻取る等の方法で実施できる。ここでドラフトを掛けるとは、紡糸速度よりも巻取速度を高くとることをいう。巻取速度/紡糸速度の比(ドラフト比)は1.5〜100の範囲とすることが好ましい。 Spinning or extrusion, and subsequent stretching or rolling can be performed by, for example, a method of extruding a kneaded material from a spinneret, spinning it into a string or thread, and winding it on a bobbin or the like while drafting. Here, “drafting” means that the winding speed is higher than the spinning speed. The ratio of winding speed / spinning speed (draft ratio) is preferably in the range of 1.5-100.
この工程は、この他、紡糸した混練物を圧延ロール等で連続的に圧延することによっても実施できる。更に、混練物をインフレーション用ダイやTダイから押出し、ドラフトを掛けつつロール等に巻取ることによっても実施できる。又、ドラフトを掛けつつロールに巻取る代わりに圧延ロール等で圧延してもよい。 In addition, this step can also be carried out by continuously rolling the spun kneaded material with a rolling roll or the like. Further, the kneaded product can be extruded from an inflation die or a T die and wound on a roll or the like while being drafted. Moreover, you may roll with a rolling roll etc. instead of winding on a roll, applying a draft.
延伸或いは圧延後の上記(c−1)繊維強化ゴムは、ペレットとすることが好ましい。ペレットとすることによって、下記の(c−2)天然ゴム、ジエン系ゴム、及び(c−3)カーボンブラック等と、均一に混練しやすくなる。 The (c-1) fiber-reinforced rubber after stretching or rolling is preferably pelletized. By using pellets, it becomes easy to uniformly knead with the following (c-2) natural rubber, diene rubber, and (c-3) carbon black.
本発明の(C)成分の繊維強化ゴム組成物には、上記の(c−1)繊維強化ゴムと共に、(c−2)天然ゴム及び/又はジエン系ゴム、並びに(c−3)カーボンブラックを配合してなるものが好ましい。 The fiber reinforced rubber composition of the component (C) of the present invention includes (c-2) the fiber reinforced rubber, (c-2) natural rubber and / or diene rubber, and (c-3) carbon black. What mix | blends is preferable.
前記の(c−2)ジエン系ゴムとしては、高シス−1,4−ポリブタジエン、低シス−1,4−ポリブタジエン、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−イソブチレン共重合体等が挙げられる。(c−3)カーボンブラックとしては、粒子径90μm以下、ジブチルフタレート(DBP)吸油量70ml/100g以上のものが好適に使用される。例えばHAF、FF、FEF、GPF、SAF、ISAF、SRF等の各種カーボンブラックが使用される。 Examples of the (c-2) diene rubber include high cis-1,4-polybutadiene, low cis-1,4-polybutadiene, isoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, and isoprene-isobutylene copolymer. Can be mentioned. (C-3) Carbon black having a particle diameter of 90 μm or less and dibutyl phthalate (DBP) oil absorption of 70 ml / 100 g or more is preferably used. For example, various carbon blacks such as HAF, FF, FEF, GPF, SAF, ISAF, and SRF are used.
前記熱可塑性ポリマーの量が前記下限より少ないと、MLが小さく加硫物の弾性率及び屈曲回数の大きいゴム組成物が得られず、熱可塑性ポリマーの量が前記上限より多いと、組成物のMLが大きくなり、加工が難しくなる。天然ゴム又はポリイソプレンの配合割合が前記範囲外であると加硫物の屈曲回数が小さくなる傾向にある。カーボンブラックの量が前記下限より少ないと加硫物のピコ摩耗指数が小さくなり、カーボンブラックの量が前記上限より多いと組成物のMLが大きくなる。 When the amount of the thermoplastic polymer is less than the lower limit, a rubber composition having a small ML and a large modulus of elasticity and a large number of bendings cannot be obtained, and when the amount of the thermoplastic polymer is larger than the upper limit, ML becomes large and processing becomes difficult. If the blending ratio of natural rubber or polyisoprene is outside the above range, the number of flexures of the vulcanizate tends to be small. If the amount of carbon black is less than the above lower limit, the pico abrasion index of the vulcanizate will be small, and if the amount of carbon black is larger than the above upper limit, the ML of the composition will be large.
本発明の上記の(C)繊維強化ゴム組成物は、前記各成分をバンバリーミキサー、ニーダー、オープンロール、二軸混練機等の混練機を用い、混合することで得られる。混練温度は、当該繊維強化熱可塑性組成物中の微細な短繊維を構成する熱可塑性ポリマーの融点よりは低いことが好ましい。熱可塑性ポリマーの融点より高い温度で混練すると、繊維強化熱可塑性組成物中の微細な短繊維が溶けて球状の粒子等に変形する場合がある。 The (C) fiber-reinforced rubber composition of the present invention can be obtained by mixing the above components using a kneader such as a Banbury mixer, a kneader, an open roll, or a biaxial kneader. The kneading temperature is preferably lower than the melting point of the thermoplastic polymer constituting the fine short fibers in the fiber reinforced thermoplastic composition. When kneaded at a temperature higher than the melting point of the thermoplastic polymer, fine short fibers in the fiber-reinforced thermoplastic composition may melt and deform into spherical particles or the like.
(C)繊維強化ゴム組成物はペレット状のものが好ましい。ペレット状の繊維強化ゴム組成物は(A)成分及び(B)の成分と均一に混練でき、微細な繊維が均一に分散した組成物が得られやすい。 (C) The fiber reinforced rubber composition is preferably in a pellet form. The pellet-like fiber reinforced rubber composition can be uniformly kneaded with the component (A) and the component (B), and a composition in which fine fibers are uniformly dispersed is easily obtained.
本発明の各成分の配合割合は、(A)天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム成分10〜80重量%、好ましくは、10〜60重量%、特に好ましくは10〜30重量%(B)補強ポリブタジエンゴム成分5〜60重量%、好ましくは、5〜50重量%、特に好ましくは10〜50重量%、並びに(C)繊維強化ゴム成分5〜70重量%、好ましくは20〜70重量%である。 The blending ratio of each component of the present invention is (A) natural rubber and / or diene synthetic rubber component 10 to 80% by weight, preferably 10 to 60% by weight, particularly preferably 10 to 30% by weight (B) reinforcement. The polybutadiene rubber component is 5 to 60% by weight, preferably 5 to 50% by weight, particularly preferably 10 to 50% by weight, and (C) the fiber reinforced rubber component 5 to 70% by weight, preferably 20 to 70% by weight. .
本発明のゴム組成物は、以下の工程で製造することが好ましい。すなわち、加硫可能なエラストマ−、ポリオレフィン及び主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマーを混練し、ポリオレフィンの連続相に加硫可能なエラストマ−が分散しているマトリックスに主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマーが微細繊維状に分散しているペレットを調整する第1工程、さらに、加硫可能なエラストマ−を添加して混練し、加硫可能なエラストマ−の連続相にポリオレフィンが分散しているマトリックスの相構造が転移したマスターバッチを調整する第2工程、さらに、補強ポリブタジエンゴム成分を添加して混練する第3工程ことからなる工程で製造することが好ましい。 The rubber composition of the present invention is preferably produced by the following steps. That is, a vulcanizable elastomer, a polyolefin, and a thermoplastic polymer having an amide group in the main chain are kneaded, and the main chain has an amide group in a matrix in which the vulcanizable elastomer is dispersed in the continuous phase of the polyolefin. The first step of preparing pellets in which the thermoplastic polymer is dispersed in the form of fine fibers. Furthermore, a vulcanizable elastomer is added and kneaded, and the polyolefin is dispersed in the continuous phase of the vulcanizable elastomer. It is preferable to produce in a second step of adjusting the master batch in which the phase structure of the matrix is changed, and a third step of adding and kneading the reinforced polybutadiene rubber component.
本発明のゴム用組成物には加硫剤等の添加剤が配合される。加硫剤としては公知の加硫剤、例えばイオウ、有機過酸化剤、含イオウ化合物等を使用することができる。加硫剤をゴム組成物に配合する方法については特に制限はなく、それ自体公知の配合方法を採用することができる。加硫剤とともに、ホワイトカーボン、活性化炭酸カルシウム、超微粉けい酸マグネシウム、ハイスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂、フェノール樹脂、リグニン、変性メラミン樹脂、石油樹脂等の補強剤、各種グレードの炭酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、クレー、亜鉛華、けいそう土、再生ゴム、粉末ゴム、エボナイト粉末等の充填剤、アルデヒド、アンモニア類、アルデヒド・アミン類、グアニジン類、チオウレア類、チアゾール類、チウラム類、ジチオカーバメート類、キサンテート類等の加硫促進剤、金属酸化物、脂肪酸等の加硫促進助剤、アミン・アルデヒド類、アミン・ケトン類、アミン類、フェノール類、イミダゾール類、含イオウ系或いは含リン系老化防止剤、ナフテン系、アロマティック系、パラフィン系のプロセス油等を、この発明の効果を損なわない範囲で配合して組成物を調製することができる。特に、この発明の組成物には、ゴム100重量部に対して1〜30重量部のプロセス油を配合するのが好ましい。 Additives such as vulcanizing agents are blended in the rubber composition of the present invention. As the vulcanizing agent, known vulcanizing agents such as sulfur, organic peroxides, sulfur-containing compounds and the like can be used. There is no restriction | limiting in particular about the method of mix | blending a vulcanizing agent with a rubber composition, The compounding method known per se is employable. Along with vulcanizing agent, white carbon, activated calcium carbonate, super fine magnesium silicate, high styrene resin, coumarone indene resin, phenol resin, lignin, modified melamine resin, petroleum resin and other reinforcing agents, various grades of calcium carbonate, Fillers such as basic magnesium carbonate, clay, zinc white, diatomaceous earth, recycled rubber, powder rubber, ebonite powder, aldehydes, ammonia, aldehydes / amines, guanidines, thioureas, thiazoles, thiurams, dithio Vulcanization accelerators such as carbamates and xanthates, vulcanization accelerators such as metal oxides and fatty acids, amines / aldehydes, amines / ketones, amines, phenols, imidazoles, sulfur-containing or phosphorus-containing Anti-aging agent, naphthenic, aromatic, paraffinic Seth oil, can be prepared to compositions formulated without impairing the effect of the present invention. In particular, the composition of the present invention preferably contains 1 to 30 parts by weight of process oil with respect to 100 parts by weight of rubber.
本発明のゴム組成物の加硫温度は100〜190℃程度が好ましい。但し加硫温度は、ゴム組成物中の微細な繊維を構成する熱可塑性ポリマーの融点よりも低い温度である必要がある。この熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加硫を行うと、繊維強化熱可塑性ゴム組成物の調製時に形成された繊維が溶けてしまい、加工性に優れ、加硫物の引張弾性率の大きいゴム組成物が得られない場合がある。 The vulcanization temperature of the rubber composition of the present invention is preferably about 100 to 190 ° C. However, the vulcanization temperature needs to be lower than the melting point of the thermoplastic polymer constituting the fine fibers in the rubber composition. When vulcanization is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of this thermoplastic resin, the fibers formed during the preparation of the fiber reinforced thermoplastic rubber composition are melted, resulting in a rubber having excellent workability and a large tensile elastic modulus of the vulcanizate. A composition may not be obtained.
この発明の組成物は、加硫物のM10が30kg/cm2以上、好ましくは100〜30kg/cm2、あるいは、3Mpa以上、好ましくは10〜3Mpa、硬度が85以上、好ましくは150〜85、圧縮永久歪(CS)が70%以下など、低伸長時での弾性率が大きく、タイヤなどが優れている特性を有している。 The composition of this invention, vulcanizates M10 is 30kg / cm 2 or more, preferably 100~30kg / cm 2 or,, 3 Mpa or more, preferably 10~3Mpa, hardness 85 or more, preferably 150 to 85, The compression set (CS) is 70% or less, such as a high elastic modulus at low elongation, and tires have excellent characteristics.
産業用タイヤ、乗用車、バス、トラック、飛行機等のタイヤ部材、特にビードフィラーやチェーファーゴム、電線保護カバー、側溝ゴムジョイント、ゴムシート、防振ゴム、コンベアーベルトなどに用いることができる。 It can be used for tire members for industrial tires, passenger cars, buses, trucks, airplanes, etc., especially bead fillers, chafer rubbers, electric wire protection covers, side groove rubber joints, rubber sheets, vibration-proof rubbers, conveyor belts, and the like.
(1)1,2ポリブタジエン結晶繊維含有量;2gのビニル・シスポリブタジエンゴムを200mlのn−ヘキサンにて4時間ソックスレー抽出器によって沸騰抽出した抽出残部を重量部で示した。
(2)1,2ポリブタジエン結晶繊維の融点;沸騰n−ヘキサン抽出残部を示差走査熱量計(DSC)による吸熱曲線のピーク温度により決定した。
(3)結晶繊維形態;ビニル・シスポリブタジエンゴムを一塩化硫黄と二硫化炭素で加硫し、加硫物を超薄切片で切り出して四塩化オスミウム蒸気でビニル・シスポリブタジエンのゴム分の二重結合を染色して、透過型電子顕微鏡で観察して求めた。
(4)ビニル・シスポリブタジエンゴム中のゴム分のミクロ構造;赤外吸収スペクトル分析によって行った。シス740cm-1、トランス967cm-1、ビニル910cm-1の吸収強度比からミクロ構造を算出した。
(5)ビニル・シスポリブタジエンゴム中のゴム分のトルエン溶液粘度;25℃における5重量%トルエン溶液の粘度を測定してセンチポイズ(cp)で示した。
(6)ビニル・シスポリブタジエンゴム中のゴム分の[η];沸騰n−ヘキサン可溶分を乾燥採取し、トルエン溶液にて30℃の温度で測定した。
(7)ムーニー粘度;JIS K6300に準じて100℃にて測定した値である。
(8)ダイ・スウェル;加工性測定装置(モンサント社、MPT)を用いて配合物の押出加工性の目安として100℃、100sec-1のせん断速度で押出時の配合物の径とダイオリフィス径(但し、L/D=1.5mm/1.5mm)の比を測定して求めた。
(9)グリーンモジュラス;未加硫ゴムを3号ダンベルに打ち抜いて試験片とし、室温、200mm/minの引張速度で測定した。
(10)引張弾性率;JIS K6301に従い、引張弾性率M300を測定した。
(11)金属との接着強さ;ASTM D2229に準じて測定した。
(1) Content of 1,2 polybutadiene crystal fiber: The remainder of the extraction of 2 g of vinyl cis polybutadiene rubber with 200 ml of n-hexane by boiling for 4 hours using a Soxhlet extractor is shown in parts by weight.
(2) Melting point of 1,2 polybutadiene crystal fiber: The boiling n-hexane extraction remainder was determined by the peak temperature of the endothermic curve by a differential scanning calorimeter (DSC).
(3) Crystal fiber form: Vinyl cis polybutadiene rubber is vulcanized with sulfur monochloride and carbon disulfide, and the vulcanized product is cut into ultrathin sections and doubled as rubber of vinyl cis polybutadiene with osmium tetrachloride vapor. The binding was stained and determined by observation with a transmission electron microscope.
(4) Microstructure of rubber content in vinyl cis-polybutadiene rubber; this was performed by infrared absorption spectrum analysis. The microstructure was calculated from the absorption intensity ratio of cis 740 cm −1 , trans 967 cm −1 and vinyl 910 cm −1 .
(5) Viscosity of toluene solution in vinyl cis polybutadiene rubber; viscosity of 5 wt% toluene solution at 25 ° C. was measured and expressed in centipoise (cp).
(6) [η] of rubber content in vinyl-cis-polybutadiene rubber; boiling n-hexane soluble content was collected by drying and measured with a toluene solution at a temperature of 30 ° C.
(7) Mooney viscosity; a value measured at 100 ° C. according to JIS K6300.
(8) Die swell: The diameter of the compound and the die orifice diameter at the time of extrusion at a shear rate of 100 ° C. and 100 sec −1 as an indication of the extrudability of the compound using a processability measuring device (Monsanto, MPT) (However, the ratio L / D = 1.5 mm / 1.5 mm) was measured to obtain.
(9) Green modulus: Unvulcanized rubber was punched out into a No. 3 dumbbell to obtain a test piece, which was measured at room temperature and a tensile speed of 200 mm / min.
(10) Tensile modulus: Tensile modulus M300 was measured according to JIS K6301.
(11) Adhesion strength with metal; measured according to ASTM D2229.
(B成分)
(実施例1)
(a)ビニル・シスポリブタジエンの製造
窒素ガスで置換した内容1.5Lの撹拌機つきステンレス製反応槽中に重合溶液1.0L(ブタジエン;31.5wt%、2‐ブテン類;28.8wt%、シクロヘキサン;39.7wt%)を入れ、水1.7mmol、ジエチルアルミニウムクロライド2.9mmol、二硫化炭素0.3mmol、シクロオクタジエン13.0mmol、コバルトオクトエート0.005mmolを加え、40℃で20分間撹拌し、1,4シス重合を行った。この時少量のシスポリブタジエン重合液を反応槽より取り出し、乾燥した後得られたシス−ポリブタジエンゴムのトルエン溶液粘度を測定したところ175であった。その後、ブタジエン150ml、水1.1mmol、トリエチルアルムニウムクロライド3.5mmol、コバルトオクトエート0.04mmolを加え、40℃で20分間撹拌し、1,2シンジオ重合を行った。これに老化防止剤エタノール溶液を加えた。その後、未反応のブタジエン及び2‐ブテン類を蒸発除去し、収量66gで、HI;40.5%のビニル・シスポリブタジエンを得た。このうち58gのビニル・シスポリブタジエンをシクロヘキサンに溶解させ、ビニル・シスポリブタジエンスラリーを作製した。
(B component)
(Example 1)
(A) Manufacture of vinyl cis polybutadiene Content of nitrogen gas substituted in a 1.5 L stainless steel reaction vessel with a stirrer 1.0 L of polymerization solution (butadiene; 31.5 wt%, 2-butenes: 28.8 wt% , Cyclohexane; 39.7 wt%), water 1.7 mmol, diethylaluminum chloride 2.9 mmol, carbon disulfide 0.3 mmol, cyclooctadiene 13.0 mmol, cobalt octoate 0.005 mmol, and 20 ° C. at 20 ° C. The mixture was stirred for 1 minute to carry out 1,4 cis polymerization. At this time, a small amount of the cis-polybutadiene polymerization solution was taken out of the reaction vessel and dried, and the viscosity of the toluene solution of the cis-polybutadiene rubber obtained was measured and found to be 175. Thereafter, 150 ml of butadiene, 1.1 mmol of water, 3.5 mmol of triethylalumonium chloride and 0.04 mmol of cobalt octoate were added, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 20 minutes to carry out 1,2 syndiopolymerization. To this was added an anti-aging ethanol solution. Thereafter, unreacted butadiene and 2-butenes were removed by evaporation to obtain a vinyl cis polybutadiene having a yield of 66 g and HI; 40.5%. Of this, 58 g of vinyl cis polybutadiene was dissolved in cyclohexane to prepare a vinyl cis polybutadiene slurry.
(b)シスポリブタジエンの製造
窒素ガスで置換した内容1.5Lの撹拌機つきステンレス製反応槽中に、重合溶液1.0L(ブタジエン;31.5wt%、2‐ブテン類;28.8wt%、シクロヘキサン;39.7wt%)を入れ、水1.7mmol、ジエチルアルミニウムクロライド2.9mmol、シクロオクタジエン20.0mmol、コバルトオクトエート0.005mmolを加え、60℃で20分間撹拌し、1,4シス重合を行った。これに老化防止剤エタノール溶液を加えて重合を停止した。その後、未反応のブタジエン及び2‐ブテン類を蒸発除去し、81gのムーニー粘度 29.0、トルエン溶液粘度48.3のシスポリブタジエンを得た。この操作を2回実施し、合わせて162gのシス−ポリブタジエンをシクロヘキサンに溶解させ、シス−ポリブタジエンシクロヘキサン溶液を作製した。
(B) Production of cis-polybutadiene In a 1.5 L stainless steel reactor equipped with a stirrer and substituted with nitrogen gas, 1.0 L of a polymerization solution (butadiene; 31.5 wt%, 2-butenes; 28.8 wt%, Cyclohexane; 39.7 wt%), 1.7 mmol of water, 2.9 mmol of diethylaluminum chloride, 20.0 mmol of cyclooctadiene, 0.005 mmol of cobalt octoate, and the mixture is stirred at 60 ° C. for 20 minutes. Polymerization was performed. The polymerization was stopped by adding an anti-aging agent ethanol solution thereto. Thereafter, unreacted butadiene and 2-butenes were removed by evaporation to obtain 81 g of cis-polybutadiene having a Mooney viscosity of 29.0 and a toluene solution viscosity of 48.3. This operation was performed twice and a total of 162 g of cis-polybutadiene was dissolved in cyclohexane to prepare a cis-polybutadiene cyclohexane solution.
(a)+(b)混合物ビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造
窒素ガスで置換した内容5.0Lの攪拌機つきステンレス製反応槽中に前述で述べたシスポリブタジエン162gが溶解したシス−ポリブタジエンシクロヘキサン溶液を入れ、そこに前述で述べたビニル・シスポリブタジエン58gを含むビニル・シスポリブタジエンシクロヘキサンスラリーを撹拌しながら添加した。スラリー添加後1時間撹拌した後、105℃で60分間真空乾燥して、(a)+(b)混合物ビニル・シス−ポリブタジエンゴム220gを得た。この重合体混合物は、ML;61.1、HI;11.9%であった。
(A) + (b) Production of mixture vinyl cis-polybutadiene rubber A cis-polybutadiene cyclohexane solution in which 162 g of cis polybutadiene described above was dissolved in a 5.0 liter stainless steel reactor equipped with a stirrer was replaced with nitrogen gas. A vinyl cis polybutadiene cyclohexane slurry containing 58 g of the vinyl cis polybutadiene described above was added thereto with stirring. After adding the slurry, the mixture was stirred for 1 hour and then vacuum-dried at 105 ° C. for 60 minutes to obtain 220 g of (a) + (b) mixture vinyl cis-polybutadiene rubber. This polymer mixture was ML; 61.1, HI; 11.9%.
(C成分)繊維強化ゴム成分の調製ポリエチレン(宇部興産株式会社製、F522)、天然ゴム(NR、SMR−L)、ナイロン6(宇部興産株式会社製、宇部ナイロン1030B、融点215〜220℃、分子量30,000)を用いた。ポリエチレンは、100重量部に対し、0.5重量部のγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、及び0.1重量部の4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレリン酸n−ブチルエーテルと溶融混練して変性した。ナイロン6は、100重量部に対し、1.0重量部のN−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシランと溶融混練して変性した。 (C component) Preparation of fiber reinforced rubber component Polyethylene (manufactured by Ube Industries, F522), natural rubber (NR, SMR-L), nylon 6 (manufactured by Ube Industries, Ltd., Ube nylon 1030B, melting point 215-220 ° C, Molecular weight 30,000) was used. Polyethylene is melt kneaded with 0.5 parts by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.1 parts by weight of 4,4-di-tert-butylperoxyvaleric acid n-butyl ether with respect to 100 parts by weight. And denatured. Nylon 6 was modified by melting and kneading with 1.0 part by weight of N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane with respect to 100 parts by weight.
先ず、上記のようにして変性したポリエチレン100重量部を、天然ゴム100重量部とバンバリー型ミキサーで混練しマトリックスを調製した。これを170℃でダンプ後ペレット化した。次いで、このマトリックスとナイロン6の100重量部を、240℃に加温した二軸混練機で混練し、混練物をペレット化した。得られた混練物を245℃にセットした一軸押出機で紐状に押出し、ドラフト比10で引取りつつペレタイザーでペレット化した。得られたペレットをo−ジクロルベンゼンとキシレンの混合溶媒中で還流して、ポリオレフィン及びNRを除去し、残った繊維の形状や直径を電子顕微鏡で観察したところ、平均繊維径0.2μmの繊維で有ることが確認できた。得られたペレット50重量部、油展S−SBR(日本ゼオン製)150重量部、ISAF カーボン 50重量部の割合で配合して(C)成分を調製した。 First, 100 parts by weight of polyethylene modified as described above was kneaded with 100 parts by weight of natural rubber using a Banbury mixer to prepare a matrix. This was dumped at 170 ° C. and pelletized. Next, 100 parts by weight of this matrix and nylon 6 were kneaded with a biaxial kneader heated to 240 ° C., and the kneaded product was pelletized. The obtained kneaded material was extruded into a string shape with a single screw extruder set at 245 ° C., and pelletized with a pelletizer while being drawn at a draft ratio of 10. The obtained pellet was refluxed in a mixed solvent of o-dichlorobenzene and xylene to remove polyolefin and NR, and when the shape and diameter of the remaining fiber were observed with an electron microscope, the average fiber diameter was 0.2 μm. It was confirmed that it was a fiber. Component (C) was prepared by blending 50 parts by weight of the obtained pellets, 150 parts by weight of oil-extended S-SBR (manufactured by Zeon Corporation) and 50 parts by weight of ISAF carbon.
Claims (4)
(B)成分:(a)(1)水分の濃度が調節された、1,3−ブタジエンと炭化水素系有機溶剤を主成分としてなる混合物に、有機アルミニウム化合物と可溶性コバルト化合物から得られるシス−1,4重合触媒を添加して1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する工程、引き続き、(2)得られた重合反応混合物中に可溶性コバルト化合物と一般式AlR3(但し、Rは炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基である)で表される有機アルミニウム化合物とニ硫化炭素とから得られる触媒を存在させて、1,3−ブタジエンを1,2重合する工程から得られたビニル・シス−ポリブタジエン、及び、
(b)上記シス−1,4重合触媒を添加して1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する工程で得られたシス−ポリブタジエン
を混合することを特徴とする補強ポリブタジエンゴム成分。
(C)成分:(c−1)加硫可能なエラストマ−からなるマトリックス中に、熱可塑性ポリアミドが微細繊維状に分散しており、該熱可塑性ポリアミドがマトリックスと結合している繊維強化ゴム、(c−2)天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム及び(c−3)カーボンブラックを配合してなる繊維強化ゴム組成物。 A rubber composition comprising (A) natural rubber and / or diene-based synthetic rubber component 10 to 80% by weight, (B) reinforced polybutadiene rubber component 5 to 60% by weight, and (C) fiber reinforced rubber component 5 to 70% by weight. A rubber composition in which the component (B) and the component (C) have the following characteristics.
Component (B): (a) (1) A cis-obtained from an organoaluminum compound and a soluble cobalt compound in a mixture of water-adjusted 1,3-butadiene and hydrocarbon organic solvent as main components A step of adding 1,4 polymerization catalyst to cis-1,4 polymerization of 1,3-butadiene, and then (2) soluble cobalt compound and general formula AlR3 (where R is carbon in the polymerization reaction mixture obtained) A step of polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a catalyst obtained from an organoaluminum compound represented by formula (1-6) alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group and carbon disulfide. Vinyl cis-polybutadiene obtained from
(B) A reinforced polybutadiene rubber component obtained by adding the cis-1,4 polymerization catalyst and mixing the cis-polybutadiene obtained by cis-1,4 polymerization of 1,3-butadiene.
(C) component: (c-1) a fiber reinforced rubber in which a thermoplastic polyamide is dispersed in a fine fiber form in a matrix composed of a vulcanizable elastomer, and the thermoplastic polyamide is bonded to the matrix; (C-2) A fiber-reinforced rubber composition obtained by blending natural rubber and / or diene-based synthetic rubber and (c-3) carbon black.
The cis-polybutadiene obtained in the cis-1,4 polymerization step (a) (1) has a 5% toluene solution viscosity (Tcp) of 150 to 250. The rubber composition as described.
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