JP2010275427A - Rubber composition and pneumatic tire using the same - Google Patents

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Yasuyuki Saeki
康之 佐伯
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition achieving the reduction of rolling resistance by exhibiting more superior low heat build-up while improving the compatibility between a rubber component and a filler without increasing the amount of a compounded butadiene polymer, and having excellent breaking resistance, and to provide a pneumatic tire using the rubber composition. <P>SOLUTION: The rubber composition include 10-60 pts.mass of the butadiene polymer having a conjugated modifying group, and carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N<SB>2</SB>SA) of 70-160 m<SP>2</SP>/g and a DBP adsorption of 90-180 ml/100 g in 100 pts.mass of the rubber component. The butadiene polymer is modified with a modifier of a heterocyclic nitrile compound represented by formula (I): θ-C≡N or (II): θ-R-C≡N (wherein, θ is a heterocyclic group; and R is a divalent hydrocarbon group), and has ≥40% of the cis content in the rubber composition. The pneumatic tire is obtained by using the rubber composition in a cap rubber part. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、空気入りタイヤのキャップゴム部に採用した場合に優れた物性を発揮し得るゴム組成物、およびそれをキャップゴム部に用いた空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to a rubber composition that can exhibit excellent physical properties when employed in a cap rubber part of a pneumatic tire, and a pneumatic tire using the rubber composition in the cap rubber part.

一般に、空気入りタイヤは、図1に示すように、一対のビード部3と、一対のサイドウォール部4と、トレッド部5とを備え、トロイド状に延びたビードコア2に係止されるカーカス層6と、そのクラウン部外周に位置するベルト層7と、そのタイヤ径方向外側に位置するトレッドゴム層8とを有するものである。トレッドゴム層8は、ベルト層7を覆うベースゴム部9と、トレッド表面を構成するキャップゴム部10と、ベルト層7の端部を覆うウィングゴム部11と、トレッドゴム層8の両幅端部に位置するエンドゴム部12とから構成されている。
近年、空気入りタイヤにあっては、省エネルギー、省資源の社会的要請の下、自動車の燃料消費量を節約するため、優れた耐久性を有することが求められ、キャップゴム部10のゴム組成物としては、従来よりもさらに優れた低発熱性(低ロス性)および耐破壊性を発揮することが強く望まれている。
In general, as shown in FIG. 1, a pneumatic tire includes a pair of bead portions 3, a pair of sidewall portions 4, and a tread portion 5, and is a carcass layer that is locked to a bead core 2 that extends in a toroid shape. 6, a belt layer 7 located on the outer periphery of the crown portion, and a tread rubber layer 8 located on the outer side in the tire radial direction. The tread rubber layer 8 includes a base rubber portion 9 that covers the belt layer 7, a cap rubber portion 10 that constitutes the tread surface, a wing rubber portion 11 that covers the end of the belt layer 7, and both width ends of the tread rubber layer 8. It is comprised from the end rubber part 12 located in a part.
In recent years, pneumatic tires are required to have excellent durability in order to save fuel consumption of automobiles in response to social demands for energy saving and resource saving. As such, it is strongly desired to exhibit low exothermic property (low loss property) and breakage resistance, which are further superior to those of the prior art.

こうした中、タイヤの転がり抵抗を低減する手法として、低発熱性のゴム組成物を用いるのが一般的である。低発熱性を実現するためには充填剤の粒子径を大きくする手段も採り得るが、転がり抵抗を低減し得るものの耐破壊性の悪化が懸念される。また、ブタジエン系重合体の配合量を増大させてガラス転移温度を低下させることで低発熱性を実現するという手段も採り得るが、ブタジエン系重合体の配合量が増すと耐破壊性や熱入れ性が悪化する傾向にあり、作業性も低下するおそれがある。   Under such circumstances, it is common to use a low heat-generating rubber composition as a method for reducing the rolling resistance of the tire. In order to achieve low heat build-up, a means for increasing the particle size of the filler can be taken, but although rolling resistance can be reduced, there is a concern about deterioration of fracture resistance. In addition, it is possible to adopt a means of realizing low heat build-up by increasing the blending amount of the butadiene-based polymer to lower the glass transition temperature. Tend to deteriorate, and workability may also be reduced.

その一方、低発熱性および耐破壊性を共に向上させるには、ゴム組成物中の充填剤と相互作用する官能基を導入した変性重合体をゴム成分として使用することが極めて有効な手段であることが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、このゴム成分を使用しても導入する官能基の種類によっては、充填剤との反応性が異なり、得られるゴム組成物の性能に大きな影響を及ぼしかねない。したがって、低発熱性および耐破壊性ともに一層向上させることのできるゴム組成物を実現するという観点からは、依然として改善されるべき余地が残されている。
On the other hand, in order to improve both low heat buildup and fracture resistance, it is an extremely effective means to use a modified polymer introduced with a functional group that interacts with the filler in the rubber composition as a rubber component. It is known (see, for example, Patent Document 1).
However, even if this rubber component is used, depending on the type of the functional group to be introduced, the reactivity with the filler differs, which may greatly affect the performance of the resulting rubber composition. Therefore, there is still room for improvement from the viewpoint of realizing a rubber composition that can further improve both low heat buildup and fracture resistance.

更に、低燃費性と耐摩耗性を両立することができるタイヤキャップトレッド用ゴム組成物として、例えば、変性前の数平均分子量が15万〜40万である末端変性ジエン系ゴムを15重量%以上含有するゴム成分と、フィラーと、前記ゴム成分100重量部に対して0.5〜5重量部の特定の加硫剤と、を含有するタイヤキャップトレッド用ゴム組成物が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、このタイヤキャップトレッド用ゴム組成物でも、未だ低燃費性と耐摩耗性を両立することは不十分であるのが現状である。
Furthermore, as a rubber composition for a tire cap tread capable of achieving both low fuel consumption and wear resistance, for example, 15% by weight or more of a terminal-modified diene rubber having a number average molecular weight of 150,000 to 400,000 before modification A rubber composition for a tire cap tread containing a rubber component to be contained, a filler, and 0.5 to 5 parts by weight of a specific vulcanizing agent with respect to 100 parts by weight of the rubber component is known (for example, , See Patent Document 2).
However, even with this tire cap tread rubber composition, it is still insufficient to achieve both low fuel consumption and wear resistance.

国際公開第2006/112450号パンフレットInternational Publication No. 2006/112450 Pamphlet 特開2008−111012号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP 2008-1111012 A (Claims, Examples, etc.)

本発明は、上記従来の課題および現状に鑑み、これを解消しようとするものであり、ブタジエン系重合体の配合量を増やすことなく、ゴム成分と充填剤との親和性の向上を図りつつ、より優れた低発熱性を発揮して転がり抵抗の低減を実現すると共に、優れた耐破壊性をも兼ね備えたゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。   In view of the above-described conventional problems and current situation, the present invention intends to solve this problem, and without increasing the blending amount of the butadiene polymer, while improving the affinity between the rubber component and the filler, An object of the present invention is to provide a rubber composition that exhibits superior low heat build-up and realizes reduction in rolling resistance, and also has excellent fracture resistance, and a pneumatic tire using the rubber composition.

本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、ゴム成分中に、特定の変性剤で変性されてなるブタジエン系重合体を特定の範囲で含有すると共に、特定物性のカーボンブラックを含有するゴム組成物とすることにより、上記目的のゴム組成物が得られることを見いだすと共に、このゴム組成物を空気入りタイヤのキャップゴム部に用いることにより、上記目的の空気入りタイヤが得られることを見い出し、本発明を完成させるに至ったのである。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventor contains a butadiene-based polymer modified with a specific modifier in a specific range in a rubber component, and carbon black having specific physical properties. By finding the rubber composition to be contained, it is found that the above-mentioned rubber composition can be obtained, and by using this rubber composition in the cap rubber part of the pneumatic tire, the above-mentioned pneumatic tire can be obtained. The inventors have found out that the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、次の(1)〜(9)に存する。
(1) ゴム成分100質量部中、共役系変性基を有するブタジエン系重合体を10〜60質量部、窒素吸着比表面積(NSA)が70〜160m2/g、かつDBP吸収量が90〜180ml/100gであるカーボンブラックを含むゴム組成物であって、
前記ブタジエン系重合体が、下記式(I)または下記式(II)で表される複素環式ニトリル化合物である変性剤で変性されてなり、かつシス含量が40%以上であることを特徴とするゴム組成物。
θ−C≡N ……(I)
θ−R−C≡N ……(II)
(上記式(I)および(II)中、θは複素環基を示し、Rは2価の炭化水素基を示す。)
(2) 前記ゴム成分100質量部中、天然ゴムを40〜90質量部の量で含むことを特徴とする上記(1)に記載のゴム組成物。
(3) 前記ゴム成分100質量部に対して、前記カーボンブラックを35〜70質量部の量で含むことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のゴム組成物。
(4) 前記式(I)および(II)中、θが窒素原子を含む複素環基であることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか一つに記載のゴム組成物。
(5) 前記式(I)および(II)中、θが酸素原子を含む複素環基、硫黄原子を含む複素環基、2以上のヘテロ原子を含む複素環基、および1以上のシアノ基を含む複素環基からなる群より選ばれる少なくとも1種の複素環基であることを特徴とする上記(1)〜(4)の何れか一つに記載のゴム組成物。
(6) 前記式(I)および(II)中、θが複素芳香環基または複素非芳香環基、あるいは単環式、二環式、三環式、または多環式の複素環基であることを特徴とする上記(1)〜(5)の何れか一つに記載のゴム組成物。
(7) 前記ブタジエン系重合体のシス含量が90%以上であることを特徴とする上記(1)〜(6)の何れか一つに記載のゴム組成物。
(8) 前記ブタジエン系重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が、1.3〜3.5であることを特徴とする上記(1)〜(6)の何れか一つに記載のゴム組成物。
(9) 上記(1)〜(8)の何れか一つに記載のゴム組成物をキャップゴム部に用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
That is, the present invention resides in the following (1) to (9).
(1) 10 to 60 parts by mass of a butadiene-based polymer having a conjugated modifying group in 100 parts by mass of a rubber component, a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 70 to 160 m 2 / g, and a DBP absorption amount of 90 A rubber composition comprising carbon black of ~ 180ml / 100g,
The butadiene polymer is modified with a modifier which is a heterocyclic nitrile compound represented by the following formula (I) or the following formula (II), and has a cis content of 40% or more. Rubber composition.
θ-C≡N (I)
θ-R-C≡N (II)
(In the above formulas (I) and (II), θ represents a heterocyclic group, and R represents a divalent hydrocarbon group.)
(2) The rubber composition as described in (1) above, wherein natural rubber is contained in an amount of 40 to 90 parts by mass in 100 parts by mass of the rubber component.
(3) The rubber composition as described in (1) or (2) above, wherein the carbon black is contained in an amount of 35 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
(4) The rubber composition as described in any one of (1) to (3) above, wherein in the formulas (I) and (II), θ is a heterocyclic group containing a nitrogen atom.
(5) In the formulas (I) and (II), θ represents a heterocyclic group containing an oxygen atom, a heterocyclic group containing a sulfur atom, a heterocyclic group containing two or more heteroatoms, and one or more cyano groups. The rubber composition as described in any one of (1) to (4) above, which is at least one heterocyclic group selected from the group consisting of heterocyclic groups.
(6) In the formulas (I) and (II), θ is a heteroaromatic ring group or a heterononaromatic ring group, or a monocyclic, bicyclic, tricyclic, or polycyclic heterocyclic group. The rubber composition as described in any one of (1) to (5) above.
(7) The rubber composition according to any one of (1) to (6) above, wherein the butadiene polymer has a cis content of 90% or more.
(8) The ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the butadiene-based polymer is 1.3 to 3.5. The rubber composition according to any one of to (6).
(9) A pneumatic tire using the rubber composition according to any one of (1) to (8) above in a cap rubber part.

本発明のゴム組成物によれば、ゴム成分として用いる比較的高シス含量のブタジエン系重合体は、特定の変性剤で変性されてなる重合体であるため、充填剤として用いる特定物性のカーボンブラックの分散性を向上させることができ、ブタジエン系重合体の配合自体を増大させることなく、従来よりも良好な低発熱性を発揮することができ、優れた低転がり抵抗性と耐破壊性とを兼ね備えたゴム組成物を実現することができる。   According to the rubber composition of the present invention, the relatively high cis-content butadiene polymer used as the rubber component is a polymer modified with a specific modifier, so that the carbon black having specific physical properties used as a filler is used. The dispersibility of the butadiene polymer can be improved, and the low heat build-up better than the conventional one can be exhibited without increasing the blending of the butadiene-based polymer itself, and the excellent low rolling resistance and fracture resistance can be achieved. A combined rubber composition can be realized.

また、かかるブタジエン系重合体を含むゴム組成物をキャップゴム部に採用すれば、優れた低転がり抵抗性と耐破壊性とを兼ね備えた高性能な空気入りタイヤを容易に得ることができる。   If a rubber composition containing such a butadiene-based polymer is employed in the cap rubber portion, a high-performance pneumatic tire having both excellent low rolling resistance and fracture resistance can be easily obtained.

一般的な空気入りタイヤの断面概略図である。It is a section schematic diagram of a general pneumatic tire.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量部中、共役系変性基を有するブタジエン系重合体を10〜60質量部、窒素吸着比表面積(NSA)が70〜160m2/g、かつDBP吸収量が90〜180ml/100gであるカーボンブラックを含むゴム組成物であって、前記ブタジエン系重合体が、下記式(I)または下記式(II)で表される複素環式ニトリル化合物である変性剤で変性されてなり、かつシス含量が40%以上であることを特徴とするものである。
θ−C≡N ……(I)
θ−R−C≡N ……(II)
(上記式(I)および(II)中、θは複素環基を示し、Rは2価の炭化水素基を示す。)
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The rubber composition of the present invention comprises 10 to 60 parts by mass of a butadiene-based polymer having a conjugated modifying group, a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 70 to 160 m 2 / g, in 100 parts by mass of a rubber component, and A rubber composition comprising carbon black having a DBP absorption of 90 to 180 ml / 100 g, wherein the butadiene polymer is a heterocyclic nitrile compound represented by the following formula (I) or the following formula (II): It is modified with a certain modifying agent and has a cis content of 40% or more.
θ-C≡N (I)
θ-R-C≡N (II)
(In the above formulas (I) and (II), θ represents a heterocyclic group, and R represents a divalent hydrocarbon group.)

〔ブタジエン系重合体〕
本発明のゴム組成物には、ゴム成分として、シス含量(1,4−シス結合含量)が40%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは96%以上、最も好ましくは98%以上である、共役系変性基を有するブタジエン系重合体(以下、「変性ブタジエン系重合体」ともいう)を用いる。
本発明に用いる変性ブタジエン系重合体において、シス含量が40%未満では、本発明の効果が発現しにくい傾向となり、上記範囲以上であると、伸張結晶性の増加により、優れた耐破壊性を発揮することが可能となるとともに、ガラス転移温度も低下し、低温特性や耐寒特性が向上することとなる。なお、本発明において、「シス含量」とは、ブタジエン系重合体中のブタジエン化合物単位における1,4−シス結合の割合を意味する。
[Butadiene polymer]
In the rubber composition of the present invention, the rubber component has a cis content (1,4-cis bond content) of 40% or more, preferably 90% or more, more preferably 96% or more, and most preferably 98% or more. A butadiene-based polymer having a conjugated modified group (hereinafter also referred to as “modified butadiene-based polymer”) is used.
In the modified butadiene polymer used in the present invention, if the cis content is less than 40%, the effect of the present invention tends to be hardly exhibited. If the cis content is above the above range, an excellent fracture resistance is obtained due to an increase in stretched crystallinity. In addition to being able to exhibit it, the glass transition temperature is also lowered, and the low temperature characteristics and cold resistance characteristics are improved. In the present invention, “cis content” means the proportion of 1,4-cis bonds in the butadiene compound unit in the butadiene polymer.

上記ブタジエン系重合体は、1,3−ブタジエン単量体からなるのが好ましく、1,3−ブタジエン単量体のみからなるのが特に好ましく、いわゆるポリブタジエンゴム(BR)であるのが望ましい。なお、1,3−ブタジエン単量体単位が80〜100質量%で、1,3−ブタジエンと共重合可能なその他の単量体単位が20〜0質量%であるのが好ましい。重合体中の1,3−ブタジエン単量体単位含量が80質量%未満では、重合体全体に対する1,4−シス結合含量が低下するため、本発明の効果が発現しにくくなる。   The butadiene-based polymer is preferably composed of 1,3-butadiene monomer, particularly preferably composed of only 1,3-butadiene monomer, and is desirably so-called polybutadiene rubber (BR). The 1,3-butadiene monomer unit is preferably 80 to 100% by mass, and the other monomer unit copolymerizable with 1,3-butadiene is preferably 20 to 0% by mass. When the 1,3-butadiene monomer unit content in the polymer is less than 80% by mass, the 1,4-cis bond content with respect to the whole polymer is lowered, and thus the effect of the present invention is hardly exhibited.

ここで、1,3−ブタジエンと共重合可能なその他の単量体としては、例えば、炭素数5〜8の共役ジエン単量体、芳香族ビニル単量体等が挙げられ、これらの中でも、炭素数5〜8の共役ジエン単量体が好ましい。上記炭素数5〜8の共役ジエン単量体としては、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等が挙げられる。上記芳香族ビニル単量体としては、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。   Here, other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene include, for example, conjugated diene monomers having 5 to 8 carbon atoms, aromatic vinyl monomers and the like. Among these, A conjugated diene monomer having 5 to 8 carbon atoms is preferred. Examples of the conjugated diene monomer having 5 to 8 carbon atoms include 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, and the like. Can be mentioned. Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, and vinylnaphthalene.

なお、上記ブタジエン系重合体のビニル含量(1,2−ビニル結合含量)は、好ましくは、1.5%以下、より好ましくは1.0%以下である。ビニル含量が上記範囲外であると、重合体の結晶性が低下するおそれがあり、好ましくない。ここで、「ビニル含量」とは、ブタジエン系重合体中のブタジエン化合物単位における1,2−ビニル結合の割合を意味する。   In addition, the vinyl content (1,2-vinyl bond content) of the butadiene polymer is preferably 1.5% or less, more preferably 1.0% or less. If the vinyl content is outside the above range, the crystallinity of the polymer may be lowered, which is not preferable. Here, the “vinyl content” means the proportion of 1,2-vinyl bonds in the butadiene compound unit in the butadiene polymer.

さらに、上記共役系変性基を有するブタジエン系重合体(変性ブタジエン系重合体)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、1.3〜3.5、好ましくは、1.3〜3.0である。ここで、「MnおよびMw/Mn」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレンを標準物質として求められる値を意味する。   Furthermore, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the butadiene-based polymer (modified butadiene-based polymer) having the conjugated modified group is 1.3-3. 5, Preferably, it is 1.3-3.0. Here, “Mn and Mw / Mn” mean values obtained using polystyrene as a standard substance by gel permeation chromatography (GPC).

本発明で用いる共役系変性基を有するブタジエン系重合体(変性ブタジエン系重合体)は、以下に詳述する(A)成分、(B)成分および(C)成分からなる触媒系の存在下、25℃以下の温度で少なくとも1,3−ブタジエンのようなジエン系単量体を含む単量体を重合させることで得られる変性前のブタジエン系重合体を用いる。ここで、単量体としては、例えば、1,3−ブタジエンの他、上述した1,3−ブタジエンと共重合可能なその他の単量体などが挙げられる。   The butadiene-based polymer having a conjugated modified group used in the present invention (modified butadiene-based polymer) is described below in detail in the presence of a catalyst system comprising a component (A), a component (B), and a component (C). A butadiene polymer before modification obtained by polymerizing a monomer containing at least a diene monomer such as 1,3-butadiene at a temperature of 25 ° C. or lower is used. Here, examples of the monomer include 1,3-butadiene and other monomers copolymerizable with the above-described 1,3-butadiene.

上記変性前のブタジエン系重合体の製造に使用する触媒系の(A)成分は、周期律表の原子番号57〜71の希土類元素を含有する化合物、又はこれらの化合物とルイス塩基との反応物である。ここで、原子番号57〜71の希土類元素の中でも、ネオジム、プラセオジウム、セリウム、ランタン、ガドリニウム等、又はこれらの混合物が好ましく、ネオジムが特に好ましい。   The component (A) of the catalyst system used in the production of the butadiene polymer before modification is a compound containing a rare earth element having an atomic number of 57 to 71 in the periodic table, or a reaction product of these compounds and a Lewis base. It is. Here, among the rare earth elements having atomic numbers 57 to 71, neodymium, praseodymium, cerium, lanthanum, gadolinium, or the like, or a mixture thereof is preferable, and neodymium is particularly preferable.

上記希土類元素含有化合物としては、炭化水素溶媒に可溶な塩が好ましく、具体的には、上記希土類元素のカルボン酸塩、アルコキサイド、β−ジケトン錯体、リン酸塩及び亜リン酸塩が挙げられ、これらの中でも、カルボン酸塩及びリン酸塩が好ましく、カルボン酸塩が特に好ましい。ここで、炭化水素溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の炭素数4〜10の飽和脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の炭素数5〜20の飽和脂環式炭化水素、1−ブテン、2−ブテン等のモノオレフィン類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。   The rare earth element-containing compound is preferably a salt soluble in a hydrocarbon solvent, and specifically includes the rare earth element carboxylates, alkoxides, β-diketone complexes, phosphates and phosphites. Of these, carboxylates and phosphates are preferable, and carboxylates are particularly preferable. Here, examples of the hydrocarbon solvent include saturated aliphatic hydrocarbons having 4 to 10 carbon atoms such as butane, pentane, hexane and heptane, saturated alicyclic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms such as cyclopentane and cyclohexane, -Monoolefins such as butene, 2-butene, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methylene chloride, chloroform, trichloroethylene, perchloroethylene, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene, chlorotoluene, etc. A halogenated hydrocarbon is mentioned.

上記希土類元素のカルボン酸塩としては、例えば、下記一般式(III)で表される化合物が挙げられる。
(R−COM ………(III)
〔上記式(III)中、Rは炭素数1〜20の炭化水素基で、Mは周期律表の原子番号57〜71の希土類元素である〕
ここで、Rは、飽和又は不飽和でもよく、アルキル基及びアルケニル基が好ましく、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。また、カルボキシル基は、1級、2級又は3級の炭素原子に結合している。該カルボン酸塩として、具体的には、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ネオデカン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、バーサチック酸〔シェル化学(株)製の商品名であって、カルボキシル基が3級炭素原子に結合しているカルボン酸〕等の塩が挙げられ、これらの中でも、2−エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、ナフテン酸、バーサチック酸の塩が好ましい。
Examples of the rare earth element carboxylates include compounds represented by the following general formula (III).
(R 4 —CO 2 ) 3 M (III)
[In the formula (III), R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and M is a rare earth element having atomic numbers 57 to 71 in the periodic table.]
Here, R 4 may be saturated or unsaturated, is preferably an alkyl group or an alkenyl group, and may be linear, branched or cyclic. The carboxyl group is bonded to a primary, secondary or tertiary carbon atom. As the carboxylate, specifically, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, neodecanoic acid, stearic acid, benzoic acid, naphthenic acid, Versatic acid [trade names of Shell Chemical Co., Ltd. , A carboxylic acid in which a carboxyl group is bonded to a tertiary carbon atom], and the like. Among these, salts of 2-ethylhexanoic acid, neodecanoic acid, naphthenic acid, and versatic acid are preferable.

上記希土類元素のアルコキサイドとしては、例えば、下記一般式(IV)で表される化合物が挙げられる。
(R5O)3M ………(IV)
〔上記式(IV)中、R5は炭素数1〜20の炭化水素基で、Mは周期律表の原子番号57〜71の希土類元素である。〕
上記式(IV)中、R5Oで表されるアルコキシ基としては、例えば、2−エチル−ヘキシルアルコキシ基、オレイルアルコキシ基、ステアリルアルコキシ基、フェノキシ基、ベンジルアルコキシ基等が挙げられる。これらの中でも、2−エチル−ヘキシルアルコキシ基、ベンジルアルコキシ基が好ましい。
Examples of the rare earth element alkoxide include compounds represented by the following general formula (IV).
(R 5 O) 3 M ……… (IV)
[In the above formula (IV), R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and M is a rare earth element having atomic numbers 57 to 71 in the periodic table. ]
In the above formula (IV), examples of the alkoxy group represented by R 5 O include 2-ethyl-hexylalkoxy group, oleylalkoxy group, stearylalkoxy group, phenoxy group, benzylalkoxy group and the like. Among these, a 2-ethyl-hexylalkoxy group and a benzylalkoxy group are preferable.

上記希土類元素のβ−ジケトン錯体としては、上記希土類元素のアセチルアセトン錯体、ベンゾイルアセトン錯体、プロピオニトリルアセトン錯体、バレリルアセトン錯体、エチルアセチルアセトン錯体等が挙げられる。これらの中でも、アセチルアセトン錯体、エチルアセチルアセトン錯体が好ましい。   Examples of the rare earth element β-diketone complex include the rare earth element acetylacetone complex, benzoylacetone complex, propionitrileacetone complex, valerylacetone complex, ethylacetylacetone complex, and the like. Among these, an acetylacetone complex and an ethylacetylacetone complex are preferable.

上記希土類元素のリン酸塩及び亜リン酸塩としては、上記希土類元素と、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ビス(1−メチルヘプチル)、リン酸ビス(p−ノニルフェニル)、リン酸ビス(ポリエチレングリコール−p−ノニルフェニル)、リン酸(1−メチルヘプチル)(2−エチルヘキシル)、リン酸(2−エチルヘキシル)(p−ノニルフェニル)、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシル、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−p−ノニルフェニル、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸、ビス(1−メチルヘプチル)ホスフィン酸、ビス(p−ノニルフェニル)ホスフィン酸、(1−メチルヘプチル)(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸、(2−エチルヘキシル)(p−ノニルフェニル)ホスフィン酸等との塩が挙げられ、これらの中でも、上記希土類元素と、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ビス(1−メチルヘプチル)、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシル、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸との塩が好ましい。   Examples of the rare earth element phosphate and phosphite include the rare earth element, bis (2-ethylhexyl) phosphate, bis (1-methylheptyl phosphate), bis (p-nonylphenyl) phosphate, phosphorus Acid bis (polyethylene glycol-p-nonylphenyl), phosphoric acid (1-methylheptyl) (2-ethylhexyl), phosphoric acid (2-ethylhexyl) (p-nonylphenyl), 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl 2-ethylhexylphosphonic acid mono-p-nonylphenyl, bis (2-ethylhexyl) phosphinic acid, bis (1-methylheptyl) phosphinic acid, bis (p-nonylphenyl) phosphinic acid, (1-methylheptyl) (2 -Ethylhexyl) phosphinic acid, (2-ethylhexyl) (p-nonylphenyl) phosphine Among these, the rare earth elements, bis (2-ethylhexyl) phosphate, bis (1-methylheptyl) phosphate, mono-2-ethylhexyl 2-ethylhexylphosphonate, bis A salt with (2-ethylhexyl) phosphinic acid is preferred.

上記希土類元素含有化合物の中でも、ネオジムのリン酸塩、及びネオジムのカルボン酸塩が更に好ましく、特にネオジムの2−エチルヘキサン酸塩、ネオジムのネオデカン酸塩、ネオジムのバーサチック酸塩等のネオジムの分岐カルボン酸塩が最も好ましい。   Among the rare earth element-containing compounds, neodymium phosphate and neodymium carboxylate are more preferable, and in particular, neodymium branch such as neodymium 2-ethylhexanoate, neodymium neodecanoate, neodymium versatate, etc. Carboxylate is most preferred.

また、(A)成分は、上記希土類元素含有化合物とルイス塩基との反応物でもよい。該反応物は、ルイス塩基によって、希土類元素含有化合物の溶剤への溶解性が向上しており、また、長期間安定に貯蔵することができる。上記希土類元素含有化合物を溶剤に容易に可溶化させるため、また、長期間安定に貯蔵するために用いられるルイス塩基は、希土類元素1モル当り0〜30モル、好ましくは1〜10モルの割合で、両者の混合物として、又は予め両者を反応させた生成物として用いられる。ここで、ルイス塩基としては、アセチルアセトン、テトラヒドロフラン、ピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、チオフェン、ジフェニルエーテル、トリエチルアミン、有機リン化合物、1価又は2価のアルコールが挙げられる。   The component (A) may be a reaction product of the rare earth element-containing compound and a Lewis base. The reaction product has improved solubility of the rare earth element-containing compound in the solvent due to the Lewis base, and can be stably stored for a long period of time. In order to easily solubilize the rare earth element-containing compound in a solvent and to store stably for a long period of time, the Lewis base is used in a proportion of 0 to 30 mol, preferably 1 to 10 mol, per mol of rare earth element. Or as a mixture of the two or as a product obtained by reacting both in advance. Here, examples of the Lewis base include acetylacetone, tetrahydrofuran, pyridine, N, N-dimethylformamide, thiophene, diphenyl ether, triethylamine, an organic phosphorus compound, and a monovalent or divalent alcohol.

以上に述べた(A)成分としての希土類元素含有化合物又はこれらの化合物とルイス塩基との反応物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。   The rare earth element-containing compound as the component (A) described above or a reaction product of these compounds and a Lewis base can be used singly or in combination of two or more.

上記変性前のブタジエン系重合体の製造に使用する触媒系の(B)成分としては、例えば、下記一般式(V)で表される有機アルミニウム化合物が挙げられる。
AlR123 ………(V)
〔式(V)中、R1及びR2は同一又は異なり、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子で、R3は炭素数1〜10の炭化水素基であり、但し、R3は上記R1又はR2と同一又は異なっていてもよい。〕
Examples of the component (B) of the catalyst system used for the production of the butadiene polymer before modification include an organoaluminum compound represented by the following general formula (V).
AlR 1 R 2 R 3 ……… (V)
In [formula (V), R 1 and R 2 are the same or different, a hydrocarbon group or a hydrogen atom having 1 to 10 carbon atoms, R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, provided that, R 3 May be the same as or different from R 1 or R 2 described above. ]

上記式(V)の有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−n−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−t−ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム;水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジ−n−プロピルアルミニウム、水素化ジ−n−ブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム;エチルアルミニウムジハイドライド、n−プロピルアルミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウムが好ましい。以上に述べた(B)成分としての有機アルミニウム化合物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。   Examples of the organoaluminum compound of the above formula (V) include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butylaluminum, tri Pentyl aluminum, trihexyl aluminum, tricyclohexyl aluminum, trioctyl aluminum; diethyl aluminum hydride, di-n-propyl aluminum hydride, di-n-butyl aluminum hydride, diisobutyl aluminum hydride, dihexyl aluminum hydride, hydrogenated Diisohexyl aluminum, dioctyl aluminum hydride, diisooctyl aluminum hydride; ethyl aluminum dihydride, n-propyl Rumi bromide dihydride, include isobutyl aluminum dihydride and the like, among these, triethylaluminum, triisobutylaluminum, hydrogenated diethylaluminum, hydrogenated diisobutylaluminum are preferred. The organoaluminum compound as component (B) described above can be used alone or in combination of two or more.

上記変性前のブタジエン系重合体の製造に使用する触媒系の(C)成分は、ルイス酸、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物、及び活性ハロゲンを含む有機化合物からなる群から選択される少なくとも一種のハロゲン化合物である。   The component (C) of the catalyst system used for the production of the butadiene polymer before modification is selected from the group consisting of Lewis acids, complex compounds of metal halides and Lewis bases, and organic compounds containing active halogens. It is at least one halogen compound.

上記ルイス酸は、ルイス酸性を有し、炭化水素に可溶である。具体的には、二臭化メチルアルミニウム、二塩化メチルアルミニウム、二臭化エチルアルミニウム、二塩化エチルアルミニウム、二臭化ブチルアルミニウム、二塩化ブチルアルミニウム、臭化ジメチルアルミニウム、塩化ジメチルアルミニウム、臭化ジエチルアルミニウム、塩化ジエチルアルミニウム、臭化ジブチルアルミニウム、塩化ジブチルアルミニウム、セスキ臭化メチルアルミニウム、セスキ塩化メチルアルミニウム、セスキ臭化エチルアルミニウム、セスキ塩化エチルアルミニウム、二塩化ジブチルスズ、三臭化アルミニウム、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、三塩化リン、五塩化リン、四塩化スズ、四塩化ケイ素等が例示できる。これらの中でも、塩化ジエチルアルミニウム、セスキ塩化エチルアルミニウム、二塩化エチルアルミニウム、臭化ジエチルアルミニウム、セスキ臭化エチルアルミニウム、及び二臭化エチルアルミニウムが好ましい。また、トリエチルアルミニウムと臭素の反応生成物のようなアルキルアルミニウムとハロゲンの反応生成物を用いることもできる。   The Lewis acid has Lewis acidity and is soluble in hydrocarbons. Specifically, methyl aluminum dibromide, methyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dibromide, ethyl aluminum dichloride, butyl aluminum dibromide, butyl aluminum dichloride, dimethyl aluminum bromide, dimethyl aluminum chloride, diethyl bromide Aluminum, diethylaluminum chloride, dibutylaluminum bromide, dibutylaluminum chloride, methylaluminum sesquibromide, methylaluminum sesquichloride, ethylaluminum sesquibromide, ethylaluminum sesquichloride, dibutyltin dichloride, aluminum tribromide, antimony trichloride, Examples include antimony pentachloride, phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, tin tetrachloride, and silicon tetrachloride. Among these, diethylaluminum chloride, sesquiethylaluminum chloride, ethylaluminum dichloride, diethylaluminum bromide, ethylaluminum sesquibromide, and ethylaluminum dibromide are preferable. Alternatively, a reaction product of an alkylaluminum and a halogen such as a reaction product of triethylaluminum and bromine can be used.

上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物を構成する金属ハロゲン化物としては、塩化ベリリウム、臭化ベリリウム、ヨウ化ベリリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、塩化カドミウム、臭化カドミウム、ヨウ化カドミウム、塩化水銀、臭化水銀、ヨウ化水銀、塩化マンガン、臭化マンガン、ヨウ化マンガン、塩化レニウム、臭化レニウム、ヨウ化レニウム、塩化銅、ヨウ化銅、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、塩化金、ヨウ化金、臭化金等が挙げられ、これらの中でも、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅が好ましく、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅が特に好ましい。   Examples of the metal halide constituting the complex compound of the above metal halide and Lewis base include beryllium chloride, beryllium bromide, beryllium iodide, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, calcium chloride, calcium bromide, iodine. Calcium chloride, barium chloride, barium bromide, barium iodide, zinc chloride, zinc bromide, zinc iodide, cadmium chloride, cadmium bromide, cadmium iodide, mercury chloride, mercury bromide, mercury iodide, manganese chloride, Manganese bromide, manganese iodide, rhenium chloride, rhenium bromide, rhenium iodide, copper chloride, copper iodide, silver chloride, silver bromide, silver iodide, gold chloride, gold iodide, gold bromide, etc. Of these, magnesium chloride, calcium chloride, barium chloride, manganese chloride, zinc chloride, and copper chloride are preferred. , Magnesium chloride, manganese chloride, zinc chloride, copper chloride being particularly preferred.

また、上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物を構成するルイス塩基としては、リン化合物、カルボニル化合物、窒素化合物、エーテル化合物、アルコール等が好ましい。具体的には、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジエチルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノエタン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、プロピオニトリルアセトン、バレリルアセトン、エチルアセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸フェニル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジフェニル、酢酸、オクタン酸、2−エチル−ヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、バーサチック酸、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、2−エチル−ヘキシルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、フェノール、ベンジルアルコール、1−デカノール、ラウリルアルコール等が挙げられ、これらの中でも、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、アセチルアセトン、2−エチルヘキサン酸、バーサチック酸、2−エチルヘキシルアルコール、1−デカノール、ラウリルアルコールが好ましい。   Moreover, as a Lewis base which comprises the complex compound of the said metal halide and a Lewis base, a phosphorus compound, a carbonyl compound, a nitrogen compound, an ether compound, alcohol, etc. are preferable. Specifically, tributyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine, diethylphosphinoethane, diphenylphosphinoethane, acetylacetone, benzoylacetone , Propionitrile acetone, valeryl acetone, ethyl acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, phenyl acetoacetate, dimethyl malonate, diethyl malonate, diphenyl malonate, acetic acid, octanoic acid, 2-ethyl-hexanoic acid, olein Acid, stearic acid, benzoic acid, naphthenic acid, versatic acid, triethylamine, N, N-dimethylacetamide, tetrahydrofuran, diphenyl ether, 2-ethyl-hexyl alcohol Examples include oleyl alcohol, stearyl alcohol, phenol, benzyl alcohol, 1-decanol, and lauryl alcohol. Among these, tri-2-ethylhexyl phosphate, tricresyl phosphate, acetylacetone, 2-ethylhexanoic acid, versatic acid, 2 -Ethylhexyl alcohol, 1-decanol and lauryl alcohol are preferred.

上記ルイス塩基は、上記金属ハロゲン化物1モル当り、0.01〜30モル、好ましくは0.5〜10モルの割合で反応させる。このルイス塩基との反応物を使用すると、ポリマー中に残存する金属を低減することができる。
上記活性ハロゲンを含む有機化合物としては、ベンジルクロライド等が挙げられる。
The Lewis base is reacted at a ratio of 0.01 to 30 mol, preferably 0.5 to 10 mol, per 1 mol of the metal halide. When the reaction product with the Lewis base is used, the metal remaining in the polymer can be reduced.
Examples of the organic compound containing the active halogen include benzyl chloride.

上記変性前のブタジエン系重合体の製造に使用する触媒系には、上記(A)〜(C)成分の他に、更に(D)成分として、有機アルミニウムオキシ化合物、所謂アルミノキサンを添加するのが好ましい。ここで、該アルミノキサンとしては、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、プロピルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン、クロロアルミノキサン等が挙げられる。(D)成分としてアルミノキサンを加えることで、分子量分布がシャープになり、触媒としての活性も向上する。   In addition to the components (A) to (C), an organoaluminum oxy compound, so-called aluminoxane, is further added as a component (D) to the catalyst system used for the production of the butadiene-based polymer before modification. preferable. Here, examples of the aluminoxane include methylaluminoxane, ethylaluminoxane, propylaluminoxane, butylaluminoxane, chloroaluminoxane and the like. By adding aluminoxane as the component (D), the molecular weight distribution becomes sharp and the activity as a catalyst is improved.

本発明で使用する触媒系の各成分の量又は組成比は、その目的又は必要性に応じて適宜選択される。このうち、(A)成分は、例えば、1,3−ブタジエン100gに対し、0.00001〜1.0ミリモル用いるのが好ましく、0.0001〜0.5ミリモル用いるのが更に好ましい。(A)成分の使用量が0.00001ミリモル未満では、重合活性が低くなり、1.0ミリモルを超えると、触媒濃度が高くなり、脱灰工程が必要となる。また、(A)成分と(B)成分の割合は、モル比で、(A)成分:(B)成分が1:1〜1:700、好ましくは1:3〜1:500である。更に、(A)成分と(C)成分中のハロゲンの割合は、モル比で、1:0.1〜1:30、好ましくは1:0.2〜1:15、更に好ましくは1:2.0〜1:5.0である。また、(D)成分中のアルミニウムと(A)成分との割合は、モル比で、1:1〜700:1、好ましくは3:1〜500:1である。これらの触媒量または構成成分比の範囲外では、高活性な触媒として作用せず、または、触媒残渣を除去する工程が必要になるため好ましくない。また、上記の(A)〜(C)成分以外に、重合体の分子量を調節する目的で、水素ガスを共存させて重合反応を行ってもよい。   The amount or composition ratio of each component of the catalyst system used in the present invention is appropriately selected according to its purpose or necessity. Of these, the component (A) is preferably used in an amount of 0.00001 to 1.0 mmol, and more preferably 0.0001 to 0.5 mmol, per 100 g of 1,3-butadiene. When the amount of component (A) used is less than 0.00001 mmol, the polymerization activity is low, and when it exceeds 1.0 mmol, the catalyst concentration increases and a deashing step is required. Moreover, the ratio of (A) component and (B) component is molar ratio, (A) component: (B) component is 1: 1-1: 700, Preferably it is 1: 3-1: 500. Furthermore, the ratio of the halogen in the component (A) and the component (C) is in the molar ratio of 1: 0.1 to 1:30, preferably 1: 0.2 to 1:15, more preferably 1: 2. 0 to 1: 5.0. Moreover, the ratio of the aluminum in (D) component and (A) component is 1: 1-700: 1 by molar ratio, Preferably it is 3: 1-500: 1. Outside the range of these catalyst amounts or component ratios, it is not preferable because it does not act as a highly active catalyst or requires a step of removing the catalyst residue. In addition to the above components (A) to (C), the polymerization reaction may be carried out in the presence of hydrogen gas for the purpose of adjusting the molecular weight of the polymer.

触媒成分として、上記の(A)成分、(B)成分、(C)成分以外に、必要に応じて、1,3−ブタジエン等の共役ジエン単量体を少量、具体的には、(A)成分の化合物1モル当り0〜1000モルの割合で用いてもよい。触媒成分としての1,3−ブタジエン等の共役ジエン単量体は必須ではないが、これを併用すると、触媒活性が一段と向上する利点がある。   As a catalyst component, in addition to the components (A), (B), and (C), a small amount of a conjugated diene monomer such as 1,3-butadiene, if necessary, specifically (A ) You may use in the ratio of 0-1000 mol per 1 mol of compounds of a component. A conjugated diene monomer such as 1,3-butadiene as a catalyst component is not essential, but when used in combination, there is an advantage that the catalytic activity is further improved.

上記触媒の製造は、例えば、溶媒に(A)成分〜(C)成分を溶解させ、さらに必要に応じて、1,3−ブタジエン等の単量体を反応させることによる。その際、各成分の添加順序は、特に限定されず、更に(D)成分としてアルミノキサンを添加してもよい。重合活性の向上、重合開始誘導期間の短縮の観点からは、これら各成分を、予め混合して、反応させ、熟成させることが好ましい。ここで、熟成温度は、0〜100℃であり、20〜80℃が好ましい。0℃未満では、充分に熟成が行われず、100℃を超えると、触媒活性の低下や、分子量分布の広がりが起こる。また、熟成時間は、特に制限なく、重合反応槽に添加する前にライン中で接触させることでも熟成でき、通常は、0.5分以上あれば充分であり、数日間は安定である。   The production of the catalyst is, for example, by dissolving the components (A) to (C) in a solvent and further reacting a monomer such as 1,3-butadiene as necessary. In that case, the addition order of each component is not specifically limited, Furthermore, you may add an aluminoxane as (D) component. From the viewpoint of improving the polymerization activity and shortening the polymerization initiation induction period, it is preferable that these components are mixed in advance, reacted and aged. Here, the aging temperature is 0 to 100 ° C, and preferably 20 to 80 ° C. If the temperature is less than 0 ° C., the aging is not sufficiently performed. If the temperature exceeds 100 ° C., the catalytic activity is lowered and the molecular weight distribution is widened. The aging time is not particularly limited, and can be ripened by contacting in the line before adding to the polymerization reaction tank. Usually, 0.5 minutes or more is sufficient, and stable for several days.

上記変性前のブタジエン系重合体の製造は、溶液重合で行うことが好ましい。ここで、溶液重合の場合、重合溶媒としては、不活性の有機溶媒を用いる。不活性の有機溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の炭素数4〜10の飽和脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の炭素数5〜20の飽和脂環式炭化水素、1−ブテン、2−ブテン等のモノオレフィン類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜6の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素が特に好ましい。これらの溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。   The production of the butadiene-based polymer before modification is preferably performed by solution polymerization. Here, in the case of solution polymerization, an inert organic solvent is used as the polymerization solvent. Examples of the inert organic solvent include saturated aliphatic hydrocarbons having 4 to 10 carbon atoms such as butane, pentane, hexane and heptane, saturated alicyclic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms such as cyclopentane and cyclohexane, 1- Monoolefins such as butene and 2-butene, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethylene, perchloroethylene, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene, chloro And halogenated hydrocarbons such as toluene. Among these, a C5-C6 aliphatic hydrocarbon and alicyclic hydrocarbon are especially preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

上記変性前のブタジエン系重合体の製造は、25℃以下の重合温度で行う必要があり、10〜−78℃で行うのが好ましい。重合温度が25℃を超えると、重合反応を充分に制御することができず、生成したブタジエン系重合体のシス−1,4結合含量が低下し、ビニル結合含量が上昇してしまう。また、重合温度が−78℃未満では、溶媒の凝固点を下まわってしまうため、重合を行うことができない。   The production of the butadiene-based polymer before the modification needs to be performed at a polymerization temperature of 25 ° C. or less, and is preferably performed at 10 to −78 ° C. When the polymerization temperature exceeds 25 ° C., the polymerization reaction cannot be sufficiently controlled, and the cis-1,4 bond content of the produced butadiene polymer is lowered and the vinyl bond content is raised. On the other hand, when the polymerization temperature is lower than -78 ° C, the freezing point of the solvent falls below, so that the polymerization cannot be performed.

上記変性前のブタジエン系重合体の製造は、回分式及び連続式のいずれで行ってもよい。また、上記ブタジエン系重合体の製造において、上記希土類元素化合物系触媒及び重合体を失活させないために、重合の反応系内に酸素、水、炭酸ガス等の失活作用のある化合物の混入を極力なくすような配慮が必要である。   Production of the butadiene-based polymer before the modification may be performed either batchwise or continuously. In addition, in the production of the butadiene-based polymer, in order not to deactivate the rare earth element compound-based catalyst and the polymer, mixing of a deactivating compound such as oxygen, water, carbon dioxide gas in the polymerization reaction system. Consideration to eliminate as much as possible is necessary.

上記共役系変性基を有するブタジエン系重合体(変性ブタジエン系重合体)は、後述する特定の変性剤で上記変性前のブタジエン系重合体が変性されてなる重合体であって、共役系変性基を有する。ここで共役系変性基とは、共役する官能基を意味し、該変性基を介して変性基および該変性基を有する重合体の少なくとも一部が共役することとなる。このような共役系変性基を有するブタジエン系共重合体であると、該重合体に存在する非局在化した電子が作用して、カーボンブラックのような充填剤に対する親和性をより向上させることができ、これら充填剤を極めて効果的に分散させることが可能となって、より優れた低発熱性を実現できる。   The butadiene-based polymer having a conjugated modified group (modified butadiene-based polymer) is a polymer obtained by modifying the butadiene-based polymer before modification with a specific modifying agent described later, which is a conjugated modified group. Have Here, the conjugated modification group means a functional group to be conjugated, and at least a part of the modification group and the polymer having the modification group are conjugated via the modification group. In the case of such a butadiene-based copolymer having a conjugated modification group, delocalized electrons existing in the polymer act to improve the affinity for a filler such as carbon black. It is possible to disperse these fillers extremely effectively, and a more excellent low heat generation property can be realized.

このように、上記ブタジエン系重合体に共役系変性基を導入し得る変性剤は、後述する充填剤の分散性向上に寄与し得る共役系変性基を導入するものであり、下記式(I)または式(II)で表される複素環式ニトリル化合物である。
θ−C≡N ………(I)
θ−R−C≡N ………(II)
Thus, the modifier capable of introducing a conjugated modifying group into the butadiene polymer introduces a conjugated modifying group that can contribute to improving the dispersibility of the filler, which will be described later. Or it is a heterocyclic nitrile compound represented by Formula (II).
θ-C≡N ……… (I)
θ-R-C≡N ……… (II)

上記式(I)および(II)中、θは複素環基を示す。さらにθが窒素原子を含む複素環基であるのが好ましく、また酸素原子を含む複素環基、硫黄原子を含む複素環基、2以上のヘテロ原子を含む複素環基、および1以上のシアノ基を含む複素環基からなる群より選ばれる少なくとも1種の複素環基であるのが好ましい。さらに、チオフェン、ピリジン、フラン、ピペリジン、ジオキサンなどの複素芳香環基または複素非芳香環基であってもよく、さらに単環式、二環式、三環式、または多環式の複素環基であってもよい。   In the above formulas (I) and (II), θ represents a heterocyclic group. Further, θ is preferably a heterocyclic group containing a nitrogen atom, a heterocyclic group containing an oxygen atom, a heterocyclic group containing a sulfur atom, a heterocyclic group containing two or more heteroatoms, and one or more cyano groups. It is preferably at least one heterocyclic group selected from the group consisting of heterocyclic groups containing. Further, it may be a heteroaromatic group or a non-aromatic ring group such as thiophene, pyridine, furan, piperidine, dioxane, and also a monocyclic, bicyclic, tricyclic, or polycyclic heterocyclic group. It may be.

従来、ブタジエン系重合体に導入し得る変性基は−CN、−SiCl、−SiOR、C=Oのような特定の基に限られていたが、本発明では、より優れた低発熱性の実現化という観点から、さらに好適な共役系変性基を導入することができる。このような共役系変性基は、より確実にブタジエン系共重合体等を共役させることができ、充填剤の分散性の向上に寄与することとなる。   Conventionally, the modifying groups that can be introduced into the butadiene-based polymer have been limited to specific groups such as —CN, —SiCl, —SiOR, and C═O. However, in the present invention, more excellent low heat generation is realized. From the viewpoint of conversion, a more preferable conjugated modifying group can be introduced. Such a conjugated modification group can more reliably conjugated a butadiene copolymer or the like, and contributes to an improvement in the dispersibility of the filler.

このようなθとして具体的には、例えば、窒素原子を含む複素環基として、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル、ピラジニル、2−ピリミジニル、4−ピリミジニル、5−ピリミジニル、3−ピリダジニル、4−ピリダジニル、N−メチル−2−ピロリル、N−メチル−3−ピロリル、N−メチル−2−イミダゾリル、N−メチル−4−イミダゾリル、N−メチル−5−イミダゾリル、N−メチル−3−ピラゾリル、N−メチル−4−ピラゾリル、N−メチル−5−ピラゾリル、N−メチル−1,2,3−トリアゾール−4−イル、N−メチル−1,2,3−トリアゾール−5−イル、N−メチル−1,2,4−トリアゾール−3−イル、N−メチル−1,2,4−トリアゾール−5−イル、1,2,4−トリアジン−3−イル、1,2,4−トリアジン−5−イル、1,2,4−トリアジン−6−イル、1,3,5−トリアジニル、N−メチル−2−ピロリン−2−イル、N−メチル−2−ピロリン−3−イル、N−メチル−2−ピロリン−4−イル、N−メチル−2−ピロリン−5−イル、N−メチル−3−ピロリン−2−イル、N−メチル−3−ピロリン−3−イル、N−メチル−2−イミダゾリン−2−イル、N−メチル−2−イミダゾリン−4−イル、N−メチル−2−イミダゾリン−5−イル、N−メチル−2−ピラゾリン−3−イル、N−メチル−2−ピラゾリン−4−イル、N−メチル−2−ピラゾリン−5−イル、2−キノリル、3−キノリル、4−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、N−メチルインドール−2−イル、N−メチルインドール−3−イル、N−メチルイソインドール−1−イル、N−メチルイソインドール−3−イル、1−インドリジニル、2−インドリジニル、3−インドリジニル、1−フタラジニル、2−キナゾリニル、4−キナゾリニル、2−キノキサリニル、3−シンノリニル、4−シンノリニル、1−メチルインダゾール−3−イン、1,5−ナフチリジン−2−イル、1,5−ナフチリジン−3−イル、1,5−ナフチリジン−4−イル、1,8−ナフチリジン−2−イル、1,8−ナフチリジン−3−イル、1,8−ナフチリジン−4−イル、2−プテリジニル、4−プテリジニル、6−プテリジニル、7−プテリジニル、1−メチルベンズイミダゾール−2−イル、6−フェナンスリジニル、N−メチル−2−プリニル、N−メチル−6−プリニル、N−メチル−8−プリニル、N−メチル−β−カルボリン−1−イル、N−メチル−β−カルボリン−3−イル、N−メチル−β−カルボリン−4−イル、9−アクリジニル、1,7−フェナントロリン−2−イル、1,7−フェナントロリン−3−イル、1,7−フェナントロリン−4−イル、1,10−フェナントロリン−2−イル、1,10−フェナントロリン−3−イル、1,10−フェナントロリン−4−イル、4,7−フェナントロリン−1−イル、4,7−フェナントロリン−2−イル、4,7−フェナントロリン−3−イル、1−フェナジニル、2−フェナジニル、ピロリジノ、ピペリジノが挙げられる。   Specific examples of such θ include, for example, 2-pyridyl, 3-pyridyl, 4-pyridyl, pyrazinyl, 2-pyrimidinyl, 4-pyrimidinyl, 5-pyrimidinyl, 3-pyridazinyl as a heterocyclic group containing a nitrogen atom. 4-pyridazinyl, N-methyl-2-pyrrolyl, N-methyl-3-pyrrolyl, N-methyl-2-imidazolyl, N-methyl-4-imidazolyl, N-methyl-5-imidazolyl, N-methyl-3 -Pyrazolyl, N-methyl-4-pyrazolyl, N-methyl-5-pyrazolyl, N-methyl-1,2,3-triazol-4-yl, N-methyl-1,2,3-triazol-5-yl N-methyl-1,2,4-triazol-3-yl, N-methyl-1,2,4-triazol-5-yl, 1,2,4-triazin-3-yl, 2,4-triazin-5-yl, 1,2,4-triazin-6-yl, 1,3,5-triazinyl, N-methyl-2-pyrrolin-2-yl, N-methyl-2-pyrroline- 3-yl, N-methyl-2-pyrrolin-4-yl, N-methyl-2-pyrrolin-5-yl, N-methyl-3-pyrrolin-2-yl, N-methyl-3-pyrrolin-3- Yl, N-methyl-2-imidazolin-2-yl, N-methyl-2-imidazolin-4-yl, N-methyl-2-imidazolin-5-yl, N-methyl-2-pyrazolin-3-yl, N-methyl-2-pyrazolin-4-yl, N-methyl-2-pyrazolin-5-yl, 2-quinolyl, 3-quinolyl, 4-quinolyl, 1-isoquinolyl, 3-isoquinolyl, 4-isoquinolyl, N- Methylindol-2-yl N-methylindol-3-yl, N-methylisoindol-1-yl, N-methylisoindol-3-yl, 1-indolidinyl, 2-indolidinyl, 3-indolidinyl, 1-phthalazinyl, 2-quinazolinyl, 4-quinazolinyl, 2-quinoxalinyl, 3-cinnolinyl, 4-cinnolinyl, 1-methylindazol-3-yne, 1,5-naphthyridin-2-yl, 1,5-naphthyridin-3-yl, 1,5-naphthyridine -4-yl, 1,8-naphthyridin-2-yl, 1,8-naphthyridin-3-yl, 1,8-naphthyridin-4-yl, 2-pteridinyl, 4-pteridinyl, 6-pteridinyl, 7-pteridinyl 1-methylbenzimidazol-2-yl, 6-phenanthridinyl, N-methyl-2-purinyl, N Methyl-6-purinyl, N-methyl-8-purinyl, N-methyl-β-carbolin-1-yl, N-methyl-β-carbolin-3-yl, N-methyl-β-carbolin-4-yl, 9-acridinyl, 1,7-phenanthroline-2-yl, 1,7-phenanthroline-3-yl, 1,7-phenanthroline-4-yl, 1,10-phenanthroline-2-yl, 1,10-phenanthroline- 3-yl, 1,10-phenanthroline-4-yl, 4,7-phenanthroline-1-yl, 4,7-phenanthroline-2-yl, 4,7-phenanthroline-3-yl, 1-phenazinyl, 2- Examples include phenazinyl, pyrrolidino and piperidino.

酸素原子を含む複素環基として、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾ〔b〕フリル、3−ベンゾ〔b〕フリル、1−イソベンゾ〔b〕フリル、3−イソベンゾ〔b〕フリル、2−ナフト〔2,3−b〕フリル、3−ナフト〔2,3−b〕フリルが挙げられる。   Examples of the heterocyclic group containing an oxygen atom include 2-furyl, 3-furyl, 2-benzo [b] furyl, 3-benzo [b] furyl, 1-isobenzo [b] furyl, 3-isobenzo [b] furyl, 2 -Naphtho [2,3-b] furyl, 3-naphtho [2,3-b] furyl.

硫黄原子を含む複素環基として、2−チエニル、3−チエニル、2−ベンゾ〔b〕チエニル、3−ベンゾ〔b〕チエニル、1−イソベンゾ〔b〕チエニル、3−イソベンゾ〔b〕チエニル、2−ナフト〔2,3−b〕チエニル、3−ナフト〔2,3−b〕チエニルが挙げられる。   As the heterocyclic group containing a sulfur atom, 2-thienyl, 3-thienyl, 2-benzo [b] thienyl, 3-benzo [b] thienyl, 1-isobenzo [b] thienyl, 3-isobenzo [b] thienyl, 2 -Naphtho [2,3-b] thienyl, 3-naphtho [2,3-b] thienyl.

2以上のヘテロ原子を含む複素環基として、2−オキサゾリル、4−オキサゾリル、5−オキサゾリル、3−イソオキサゾリル、4−イソオキサゾリル、5−イソオキサゾリル、2−チアゾリル、4−チアゾリル、5−チアゾリル、3−イソチアゾリル、4−イソチアゾリル、5−イソチアゾリル、1,2,3−オキサジアゾール−4−イル、1,2,3−オキサジアゾール−5−イル、1,3,4−オキサジアゾール−2−イル、1,2,3−チアジアゾール−4−イル、1,2,3−チアジアゾール−5−イル、1,3,4−チアジアゾール−2−イル、2−オキサゾリン−2−イル、2−オキサゾリン−4−イル、2−オキサゾリン−5−イル、3−イソオキサゾリニル、4−イソオキサゾリニル、5−イソオキサゾリニル、2−チアゾリン−2−イル、2−チアゾリン−4−イル、2−チアゾリン−5−イル、3−イソチアゾリニル、4−イソチアゾリニル、5−イソチアゾリニル、2−ベンゾチアゾリル、モルホリノが挙げられる。   Examples of the heterocyclic group containing two or more heteroatoms include 2-oxazolyl, 4-oxazolyl, 5-oxazolyl, 3-isoxazolyl, 4-isoxazolyl, 5-isoxazolyl, 2-thiazolyl, 4-thiazolyl, 5-thiazolyl, 3- Isothiazolyl, 4-isothiazolyl, 5-isothiazolyl, 1,2,3-oxadiazol-4-yl, 1,2,3-oxadiazol-5-yl, 1,3,4-oxadiazol-2- Yl, 1,2,3-thiadiazol-4-yl, 1,2,3-thiadiazol-5-yl, 1,3,4-thiadiazol-2-yl, 2-oxazolin-2-yl, 2-oxazoline- 4-yl, 2-oxazolin-5-yl, 3-isoxazolinyl, 4-isoxazolinyl, 5-isoxazolinyl, 2-thia Phosphorus-2-yl, 2-thiazoline-4-yl, 2-thiazoline-5-yl, 3-isothiazolinyl, 4-isothiazolinyl, 5- isothiazolinyl, 2-benzothiazolyl, and morpholino.

これらの中でも、θは窒素原子を含む複素環基であるのが好ましく、特に2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジルであるのが好ましい。   Among these, θ is preferably a heterocyclic group containing a nitrogen atom, and particularly preferably 2-pyridyl, 3-pyridyl, or 4-pyridyl.

上記式(I)および(II)中、Rは2価の炭化水素基を示し、後述する複素環式ニトリル化合物に対応したアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基などに相当する。   In the above formulas (I) and (II), R represents a divalent hydrocarbon group, and corresponds to an alkylene group, alkenylene group, arylene group, or the like corresponding to a heterocyclic nitrile compound described later.

このような複素環式ニトリル化合物としては、具体的には、例えば、窒素原子を含む複素環基を有する化合物として、2−ピリジンカルボニトリル、3−ピリジンカルボニトリル、4−ピリジンカルボニトリル、ピラジンカルボニトリル、2−ピリミジンカルボニトリル、4−ピリミジンカルボニトリル、5−ピリミジンカルボニトリル、3−ピリダジンカルボニトリル、4−ピリダジンカルボニトリル、N−メチル−2−ピロールカルボニトリル、N−メチル−3−ピロールカルボニトリル、N−メチル−2−イミダゾールカルボニトリル、N−メチル−4−イミダゾールカルボニトリル、N−メチル−5−イミダゾールカルボニトリル、N−メチル−3−ピラゾールカルボニトリル、N−メチル−4−ピラゾールカルボニトリル、N−メチル−5−ピラゾールカルボニトリル、N−メチル−1,2,3−トリアゾール−4−カルボニトリル、N−メチル−1,2,3−トリアゾール−5−カルボニトリル、N−メチル−1,2,4−トリアゾール−3−カルボニトリル、N−メチル−1,2,4−トリアゾール−5−カルボニトリル、1,2,4−トリアジン−3−カルボニトリル、1,2,4−トリアジン−5−カルボニトリル、1,2,4−トリアジン−6−カルボニトリル、1,3,5−トリアジンカルボニトリル、N−メチル−2−ピロリン−2−カルボニトリル、N−メチル−2−ピロリン−3−カルボニトリル、N−メチル−2−ピロリン−4−カルボニトリル、N−メチル−2−ピロリン−5−カルボニトリル、N−メチル−3−ピロリン−2−カルボニトリル、N−メチル−3−ピロリン−3−カルボニトリル、N−メチル−2−イミダゾリン−2−カルボニトリル、N−メチル−2−イミダゾリン−4−カルボニトリル、N−メチル−2−イミダゾリン−5−カルボニトリル、N−メチル−2−ピラゾリン−3−カルボニトリル、N−メチル−2−ピラゾリン−4−カルボニトリル、N−メチル−2−ピラゾリン−5−カルボニトリル、2−キノリンカルボニトリル、3−キノリンカルボニトリル、4−キノリンカルボニトリル、1−イソキノリンカルボニトリル、3−イソキノリンカルボニトリル、4−イソキノリンカルボニトリル、N−メチルインドール−2−カルボニトリル、N−メチルインドール−3−カルボニトリル、N−メチルイソインドール−1−カルボニトリル、N−メチルイソインドール−3−カルボニトリル、1−インドリジンカルボニトリル、2−インドリジンカルボニトリル、3−インドリジンカルボニトリル、1−フタラジンカルボニトリル、2−キナゾリンカルボニトリル、4−キナゾリンカルボニトリル、2−キノキサリンカルボニトリル、3−シンノリンカルボニトリル、4−シンノリンカルボニトリル、1−メチルインダゾール−3−カルボニトリル、1,5−ナフチリジン−2−カルボニトリル、1,5−ナフチリジン−3−カルボニトリル、1,5−ナフチリジン−4−カルボニトリル、1,8−ナフチリジン−2−カルボニトリル、1,8−ナフチリジン−3−カルボニトリル、1,8−ナフチリジン−4−カルボニトリル、2−プテリジンカルボニトリル、4−プテリジンカルボニトリル、6−プテリジンカルボニトリル、7−プテリジンカルボニトリル、1−メチルベンズイミダゾール−2−カルボニトリル、フェナントリジン−6−カルボニトリル、N−メチル−2−プリンカルボニトリル、N−メチル−6−プリンカルボニトリル、N−メチル−8−プリンカルボニトリル、N−メチル−β−カルボリン−1−カルボニトリル、N−メチル−β−カルボリン−3−カルボニトリル、N−メチル−β−カルボリン−4−カルボニトリル、9−アクリジンカルボニトリル、1,7−フェナントロリン−2−カルボニトリル、1,7−フェナントロリン−3−カルボニトリル、1,7−フェナントロリン−4−カルボニトリル、1,10−フェナントロリン−2−カルボニトリル、1,10−フェナントロリン−3−カルボニトリル、1,10−フェナントロリン−4−カルボニトリル、4,7−フェナントロリン−1−カルボニトリル、4,7−フェナントロリン−2−カルボニトリル、4,7−フェナントロリン−3−カルボニトリル、1−フェナジンカルボニトリル、2−フェナジンカルボニトリル、1−ピロリジンカルボニトリル、1−ピペリジンカルボニトリルが挙げられる。   Specific examples of such a heterocyclic nitrile compound include, for example, 2-pyridinecarbonitrile, 3-pyridinecarbonitrile, 4-pyridinecarbonitrile, pyrazinecarbohydrate as compounds having a heterocyclic group containing a nitrogen atom. Nitrile, 2-pyrimidinecarbonitrile, 4-pyrimidinecarbonitrile, 5-pyrimidinecarbonitrile, 3-pyridazinecarbonitrile, 4-pyridazinecarbonitrile, N-methyl-2-pyrrolecarbonitrile, N-methyl-3-pyrrolecarb Nitrile, N-methyl-2-imidazolecarbonitrile, N-methyl-4-imidazolecarbonitrile, N-methyl-5-imidazolecarbonitrile, N-methyl-3-pyrazolecarbonitrile, N-methyl-4-pyrazolecarbonitrile Nitrile, N-me Ru-5-pyrazolecarbonitrile, N-methyl-1,2,3-triazole-4-carbonitrile, N-methyl-1,2,3-triazole-5-carbonitrile, N-methyl-1,2, 4-triazole-3-carbonitrile, N-methyl-1,2,4-triazole-5-carbonitrile, 1,2,4-triazine-3-carbonitrile, 1,2,4-triazine-5-carbonitrile Nitrile, 1,2,4-triazine-6-carbonitrile, 1,3,5-triazinecarbonitrile, N-methyl-2-pyrroline-2-carbonitrile, N-methyl-2-pyrroline-3-carbonitrile N-methyl-2-pyrroline-4-carbonitrile, N-methyl-2-pyrroline-5-carbonitrile, N-methyl-3-pyrroline-2-carbonitrile N-methyl-3-pyrroline-3-carbonitrile, N-methyl-2-imidazoline-2-carbonitrile, N-methyl-2-imidazoline-4-carbonitrile, N-methyl-2-imidazoline-5-carbonitrile Nitrile, N-methyl-2-pyrazolin-3-carbonitrile, N-methyl-2-pyrazoline-4-carbonitrile, N-methyl-2-pyrazoline-5-carbonitrile, 2-quinolinecarbonitrile, 3-quinoline Carbonitrile, 4-quinolinecarbonitrile, 1-isoquinolinecarbonitrile, 3-isoquinolinecarbonitrile, 4-isoquinolinecarbonitrile, N-methylindole-2-carbonitrile, N-methylindole-3-carbonitrile, N-methyl Isoindole-1-carbonitrile, N-methylisoi Ndole-3-carbonitrile, 1-indolizinecarbonitrile, 2-indolizinecarbonitrile, 3-indolizinecarbonitrile, 1-phthalazinecarbonitrile, 2-quinazolinecarbonitrile, 4-quinazolinecarbonitrile, 2-quinoxaline Carbonitrile, 3-cinnolinecarbonitrile, 4-cinnolinecarbonitrile, 1-methylindazole-3-carbonitrile, 1,5-naphthyridine-2-carbonitrile, 1,5-naphthyridine-3-carbonitrile, 1 , 5-naphthyridine-4-carbonitrile, 1,8-naphthyridine-2-carbonitrile, 1,8-naphthyridine-3-carbonitrile, 1,8-naphthyridine-4-carbonitrile, 2-pteridinecarbonitrile, 4 -Pteridinecarbonitrile, 6 Pteridinecarbonitrile, 7-pteridinecarbonitrile, 1-methylbenzimidazole-2-carbonitrile, phenanthridine-6-carbonitrile, N-methyl-2-purinecarbonitrile, N-methyl-6-purinecarbonitrile, N-methyl-8-purinecarbonitrile, N-methyl-β-carboline-1-carbonitrile, N-methyl-β-carboline-3-carbonitrile, N-methyl-β-carboline-4-carbonitrile, 9 -Acridinecarbonitrile, 1,7-phenanthroline-2-carbonitrile, 1,7-phenanthroline-3-carbonitrile, 1,7-phenanthroline-4-carbonitrile, 1,10-phenanthroline-2-carbonitrile, 1 , 10-phenanthroline-3-carbonitrile, , 10-phenanthroline-4-carbonitrile, 4,7-phenanthroline-1-carbonitrile, 4,7-phenanthroline-2-carbonitrile, 4,7-phenanthroline-3-carbonitrile, 1-phenazinecarbonitrile, 2, -Phenazinecarbonitrile, 1-pyrrolidinecarbonitrile, 1-piperidinecarbonitrile are mentioned.

酸素原子を含む複素環基を有する化合物としては、2−フロニトリル、3−フロニトリル、2−ベンゾ〔b〕フランカルボニトリル、3−ベンゾ〔b〕フランカルボニトリル、イソベンゾ〔b〕フラン−1−カルボニトリル、イソベンゾ〔b〕フラン−3−カルボニトリル、ナフト〔2,3−b〕フラン−2−カルボニトリル、ナフト〔2,3−b〕フラン−3−カルボニトリルが挙げられる。   Examples of the compound having a heterocyclic group containing an oxygen atom include 2-furonitrile, 3-furonitrile, 2-benzo [b] furancarbonitrile, 3-benzo [b] furancarbonitrile, and isobenzo [b] furan-1-carbohydrate. Examples include nitrile, isobenzo [b] furan-3-carbonitrile, naphth [2,3-b] furan-2-carbonitrile, and naphth [2,3-b] furan-3-carbonitrile.

硫黄原子を含む複素環基を有する化合物として、2−チオフェンカルボニトリル、3−チオフェンカルボニトリル、ベンゾ〔b〕チオフェン−2−カルボニトリル、ベンゾ〔b〕チオフェン−3−カルボニトリル、イソベンゾ〔b〕チオフェン−1−カルボニトリル、イソベンゾ〔b〕チオフェン−3−カルボニトリル、ナフト〔2,3−b〕チオフェン−2−カルボニトリル、ナフト〔2,3−b〕チオフェン−3−カルボニトリルが挙げられる。   As compounds having a heterocyclic group containing a sulfur atom, 2-thiophenecarbonitrile, 3-thiophenecarbonitrile, benzo [b] thiophene-2-carbonitrile, benzo [b] thiophene-3-carbonitrile, isobenzo [b] Examples include thiophene-1-carbonitrile, isobenzo [b] thiophene-3-carbonitrile, naphtho [2,3-b] thiophene-2-carbonitrile, and naphtho [2,3-b] thiophene-3-carbonitrile. .

2以上のヘテロ原子を含む複素環基を有する化合物として、2−オキサゾールカルボニトリル、4−オキサゾールカルボニトリル、5−オキサゾールカルボニトリル、3−イソオキサゾールカルボニトリル、4−イソオキサゾールカルボニトリル、5−イソオキサゾールカルボニトリル、2−チアゾールカルボニトリル、4−チアゾールカルボニトリル、5−チアゾールカルボニトリル、3−イソチアゾールカルボニトリル、4−イソチアゾールカルボニトリル、5−イソチアゾールカルボニトリル、1,2,3−オキサゾール−4−カルボニトリル、1,2,3−オキサゾール−5−カルボニトリル、1,3,4−オキサゾール−2−カルボニトリル、1,2,3−チアゾール−4−カルボニトリル、1,2,3−チアゾール−5−カルボニトリル、1,3,4−チアゾール−2−カルボニトリル、2−オキサゾリン−2−カルボニトリル、2−オキサゾリン−4−カルボニトリル、2−オキサゾリン−5−カルボニトリル、3−イソオキサゾリンカルボニトリル、4−イソオキサゾリンカルボニトリル、5−イソオキサゾリンカルボニトリル、2−チアゾリン−2−カルボニトリル、2−チアゾリン−4−カルボニトリル、2−チアゾリン−5−カルボニトリル、3−イソチアゾリンカルボニトリル、4−イソチアゾリンカルボニトリル、5−イソチアゾリンカルボニトリル、ベンゾチアゾール−2−カルボニトリル、4−モルホリンカルボニトリルが挙げられる。   Compounds having a heterocyclic group containing two or more heteroatoms include 2-oxazolecarbonitrile, 4-oxazolecarbonitrile, 5-oxazolecarbonitrile, 3-isoxazolecarbonitrile, 4-isoxazolecarbonitrile, 5-isoxazole. Oxazolecarbonitrile, 2-thiazolecarbonitrile, 4-thiazolecarbonitrile, 5-thiazolecarbonitrile, 3-isothiazolecarbonitrile, 4-isothiazolecarbonitrile, 5-isothiazolecarbonitrile, 1,2,3-oxazole -4-carbonitrile, 1,2,3-oxazole-5-carbonitrile, 1,3,4-oxazole-2-carbonitrile, 1,2,3-thiazole-4-carbonitrile, 1,2,3 -Thiazole-5-carbo Tolyl, 1,3,4-thiazole-2-carbonitrile, 2-oxazoline-2-carbonitrile, 2-oxazoline-4-carbonitrile, 2-oxazoline-5-carbonitrile, 3-isoxazolinecarbonitrile, 4 -Isoxazoline carbonitrile, 5-isoxazoline carbonitrile, 2-thiazoline-2-carbonitrile, 2-thiazoline-4-carbonitrile, 2-thiazoline-5-carbonitrile, 3-isothiazoline carbonitrile, 4-isothiazoline carbonitrile Nitriles, 5-isothiazolinecarbonitriles, benzothiazole-2-carbonitriles, 4-morpholinecarbonitriles.

2以上のシアノ基を有する化合物として、2,3−ピリジンジカルボニトリル、2,4−ピリジンジカルボニトリル、2,5−ピリジンジカルボニトリル、2,6−ピリジンジカルボニトリル、3,4−ピリジンジカルボニトリル、2,4−ピリミジンジカルボニトリル、2,5−ピリミジンジカルボニトリル、4,5−ピリミジンジカルボニトリル、4,6−ピリミジンジカルボニトリル、2,3−ピラジンジカルボニトリル、2,5−ピラジンジカルボニトリル、2,6−ピラジンジカルボニトリル、2,3−フランジカルボニトリル、2,4−フランジカルボニトリル、2,5−フランジカルボニトリル、2,3−チオフェンジカルボニトリル、2,4−チオフェンジカルボニトリル、2,5−チオフェンジカルボニトリル、N−メチル−2,3−ピロールジカルボニトリル、N−メチル−2,4−ピロールジカルボニトリル、N−メチル−2,5−ピロールジカルボニトリル、1,3,5−トリアジン−2,4−ジカルボニトリル、1,2,4−トリアジン−3,5−ジカルボニトリル、3,2,4−トリアジン−3,6−ジカルボニトリル、2,3,4−ピリジントリカルボニトリル、2,3,5−ピリジントリカルボニトリル、2,3,6−ピリジントリカルボニトリル、2,4,5−ピリジントリカルボニトリル、2,4,6−ピリジントリカルボニトリル、3,4,5−ピリジントリカルボニトリル、2,4,5−ピリミジントリカルボニトリル、2,4,6−ピリミジントリカルボニトリル、4,5,6−ピリミジントリカルボニトリル、ピラジントリカルボニトリル、2,3,4−フラントリカルボニトリル、2,3,5−フラントリカルボニトリル、2,3,4−チオフェントリカルボニトリル、2,3,5−チオフェントリカルボニトリル、N−メチル−2,3,4−ピロールトリカルボニトリル、N−メチル−2,3,5−ピロールトリカルボニトリル、1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリカルボニトリル、1,2,4−トリアジン−3,5,6−トリカルボニトリルが挙げられる。   As compounds having two or more cyano groups, 2,3-pyridinedicarbonitrile, 2,4-pyridinedicarbonitrile, 2,5-pyridinedicarbonitrile, 2,6-pyridinedicarbonitrile, 3,4- Pyridinedicarbonitrile, 2,4-pyrimidinedicarbonitrile, 2,5-pyrimidinedicarbonitrile, 4,5-pyrimidinedicarbonitrile, 4,6-pyrimidinedicarbonitrile, 2,3-pyrazinedicarbonitrile, 2,5-pyrazinedicarbonitrile, 2,6-pyrazinedicarbonitrile, 2,3-furandicarbonitrile, 2,4-furandicarbonitrile, 2,5-furandicarbonitrile, 2,3-thiophenedicarbonitrile 2,4-thiophene dicarbonitrile, 2,5-thiophene dicarbonitrile, N-methyl -2,3-pyrrole dicarbonitrile, N-methyl-2,4-pyrrole dicarbonitrile, N-methyl-2,5-pyrrole dicarbonitrile, 1,3,5-triazine-2,4-dicarb Nitrile, 1,2,4-triazine-3,5-dicarbonitrile, 3,2,4-triazine-3,6-dicarbonitrile, 2,3,4-pyridinetricarbonitrile, 2,3,5 -Pyridine tricarbonitrile, 2,3,6-pyridinetricarbonitrile, 2,4,5-pyridinetricarbonitrile, 2,4,6-pyridinetricarbonitrile, 3,4,5-pyridinetricarbonitrile, 2,4,5-pyrimidine tricarbonitrile, 2,4,6-pyrimidine tricarbonitrile, 4,5,6-pyrimidine tricarbonitrile, pyrazine tricarbonitrile Ril, 2,3,4-furantricarbonitrile, 2,3,5-furantricarbonitrile, 2,3,4-thiophenetricarbonitrile, 2,3,5-thiophenetricarbonitrile, N-methyl- 2,3,4-pyrrole tricarbonitrile, N-methyl-2,3,5-pyrrole tricarbonitrile, 1,3,5-triazine-2,4,6-tricarbonitrile, 1,2,4- Examples include triazine-3,5,6-tricarbonitrile.

これらの中でも、2−シアノピリジン(2−ピリジンカルボニトリル)、3−シアノピリジン(3−ピリジンカルボニトリル)、4−シアノピリジン(4−ピリジンカルボニトリル)が好適なものとして挙げられる。   Among these, 2-cyanopyridine (2-pyridinecarbonitrile), 3-cyanopyridine (3-pyridinecarbonitrile), and 4-cyanopyridine (4-pyridinecarbonitrile) are preferable.

上記のようにブタジエン系重合体を複素環式ニトリル化合物で変性する方法としては、重合体と複素環式ニトリル化合物を反応させればよく、例えば、1,3−ブタジエン単量体を、必要に応じてその他の単量体を加えて触媒または開始剤ともに混合および反応させることで重合混合物を得て、これに複素環式ニトリル化合物を添加する方法が挙げられる。また、活性化された重合混合物に複素環式ニトリル化合物を添加してもよく、1,3−ブタジエン単量体を重合させて形成した反応性ポリマーと複素環式ニトリル化合物とを反応させてもよい。さらに、活性化された重合混合物に複素環式ニトリル化合物を添加し、これに官能化剤を添加してもよい。   As a method for modifying the butadiene polymer with the heterocyclic nitrile compound as described above, the polymer and the heterocyclic nitrile compound may be reacted. For example, a 1,3-butadiene monomer is required. According to the method, a polymerization mixture is obtained by adding other monomers and mixing and reacting together with a catalyst or an initiator, and adding a heterocyclic nitrile compound thereto. Further, a heterocyclic nitrile compound may be added to the activated polymerization mixture, or a reactive polymer formed by polymerizing a 1,3-butadiene monomer may be reacted with the heterocyclic nitrile compound. Good. Further, a heterocyclic nitrile compound may be added to the activated polymerization mixture, and a functionalizing agent may be added thereto.

このようにして得られた重合混合物を冷却し、通常の方法を用いて脱溶媒および乾燥を経ることにより、変性されたブタジエン系重合体を得る。例えば、ポリマーセメントから回収したポリマーを溶媒に流し込み、次いで得られたポリマーをドラムドライヤー等の乾燥機を用いて乾燥する。このとき、ドラムドライヤーで乾燥したポリマーセメントから直接ポリマーを回収してもよい。得られた乾燥ポリマー中の揮発性物質は1重量%以下となる。   The polymerization mixture thus obtained is cooled and subjected to solvent removal and drying using a conventional method to obtain a modified butadiene-based polymer. For example, the polymer recovered from the polymer cement is poured into a solvent, and then the obtained polymer is dried using a dryer such as a drum dryer. At this time, the polymer may be directly recovered from the polymer cement dried with a drum dryer. The volatile substance in the obtained dry polymer is 1% by weight or less.

得られる変性されたブタジエン系重合体の構造は、例えば、触媒や開始剤の種類や添加量のように反応性ポリマーを調製するのに用いた条件や、複素環式ニトリル化合物の種類や配合量のように反応性ポリマーと複素環式ニトリル化合物とを反応させるのに用いた条件に左右される。   The structure of the resulting modified butadiene polymer is, for example, the conditions used to prepare the reactive polymer, such as the type and amount of catalyst and initiator, and the type and amount of the heterocyclic nitrile compound. Thus, it depends on the conditions used to react the reactive polymer with the heterocyclic nitrile compound.

上記変性されたブタジエン系重合体は、下記式(X)または(Y)のような構造を有するものと推定される。   The modified butadiene-based polymer is presumed to have a structure represented by the following formula (X) or (Y).

Figure 2010275427
上記式(X)および(Y)中のAは、水素原子または金属原子を示し、金属原子は上記触媒に起因するものである。Bは単結合またはRを示し、Rは上記式(I)および(II)と同義である。また、θは上記式(I)および(II)と同義であり、θ’はθから1つの原子が脱離した2価の置換基を示す。ただし、θ’はθが有するヘテロ原子にさらに水素原子などが付加した場合も含む。π1およびπ2は共にブタジエン系重合体のポリマー鎖を示す。
Figure 2010275427
A in the above formulas (X) and (Y) represents a hydrogen atom or a metal atom, and the metal atom originates from the catalyst. B represents a single bond or R, and R is as defined in the above formulas (I) and (II). Θ is as defined in the above formulas (I) and (II), and θ ′ represents a divalent substituent in which one atom is eliminated from θ. However, θ ′ includes a case where a hydrogen atom or the like is further added to the hetero atom of θ. π 1 and π 2 both represent a polymer chain of a butadiene polymer.

そして、上記のような構造を有するブタジエン系重合体が水蒸気等にさらされると、加水分解して下記式(X’)または(Y’)のようなケトン系構造に変換されるものと考えられる。   Then, when the butadiene-based polymer having the above structure is exposed to water vapor or the like, it is considered that the butadiene-based polymer is hydrolyzed and converted into a ketone-based structure such as the following formula (X ′) or (Y ′). .

Figure 2010275427
上記式(X’)および(Y’)中のB、θ、およびθ’は、上記式(I)および(II)と同義である。π1およびπ2は共にブタジエン系重合体のポリマー鎖を示す。
Figure 2010275427
B, θ, and θ ′ in the above formulas (X ′) and (Y ′) are synonymous with the above formulas (I) and (II). π 1 and π 2 both represent a polymer chain of a butadiene polymer.

上記ブタジエン系重合体がこのような構造をとり得るため、カーボンブラック等の充填剤の分散性をより向上させる要因となって、さらに優れた低発熱性を実現できるものと推定される。   Since the butadiene-based polymer can take such a structure, it is presumed that the dispersibility of a filler such as carbon black is further improved, and further excellent low heat generation can be realized.

上記ブタジエン系重合体は、ゴム成分100質量部中、10〜60質量部、好ましくは10〜40質量部、より好ましくは30〜40質量部の量で含まれる。上記下限値となる10質量部未満であると、低発熱性効果が充分に発揮できないおそれがあり、上記上限値となる60質量部を超えると、熱入れ性が低下して作業性が悪化するおそれがある。   The butadiene-based polymer is contained in an amount of 10 to 60 parts by mass, preferably 10 to 40 parts by mass, and more preferably 30 to 40 parts by mass in 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 10 parts by mass, which is the lower limit, the low heat build-up effect may not be sufficiently exerted. If the amount exceeds 60 parts by mass, which is the upper limit, the heat insertability is lowered and workability is deteriorated. There is a fear.

〔その他のゴム成分〕
上記ブタジエン系重合体のように官能基を有するブタジエン系重合体以外のその他のゴム成分としては、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム(NBR)等が挙げられる。これらの中でも、天然ゴムまたはポリイソプレンゴムが特に好ましい。これらのゴム成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上をブレンドして用いてもよい。
[Other rubber components]
Examples of other rubber components other than the butadiene polymer having a functional group such as the butadiene polymer include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), and polybutadiene. Examples include rubber (BR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), halogenated butyl rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber (NBR). Among these, natural rubber or polyisoprene rubber is particularly preferable. These rubber components may be used alone or in a blend of two or more.

なお、天然ゴムを配合する場合、かかる天然ゴムとして国際品質包装標準(通称グリーンブック)における格付けによるリブド・スモーク・シート(RSS)や技術的格付けゴム(TSR)を用いてもよく、またリクレームゴムを用いることもできる。これら天然ゴムは、ゴム成分100質量部中、40〜90質量部、好ましくは60〜90質量部、より好ましくは60〜70質量部の量であるのが望ましい。上記下限値となる40質量部未満であると、耐破壊性が充分に発揮できないおそれがあり、上記上限値となる90質量部を超えると、低発熱性が低下するおそれがある。   In addition, when blending natural rubber, you may use a ribbed smoke sheet (RSS) or technical rating rubber (TSR) according to the rating in the international quality packaging standard (commonly known as Green Book), or reclaim. Rubber can also be used. These natural rubbers are desirably 40 to 90 parts by mass, preferably 60 to 90 parts by mass, and more preferably 60 to 70 parts by mass in 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 40 parts by mass, which is the lower limit, the fracture resistance may not be sufficiently exhibited. If the amount exceeds 90 parts by mass, which is the upper limit, low heat build-up may be reduced.

〔充填剤〕
本発明のゴム組成物に用いる充填剤としては、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、窒素吸着比表面積(NSA)が70〜160m2/g、かつ、DBP吸収量が90〜180ml/100gとなるカーボンブラックが用いられ、好ましくは、窒素吸着比表面積が90〜160m2/g、かつ、DBP吸収量が90〜180ml/100gとなるカーボンブラックの使用が望ましい。
上記窒素吸着比表面積およびDBP吸収量が上記下限値(70m2/g、90ml/100g)未満であると、耐破壊性が低下するおそれがあり、上記上限値(160m2/g、180ml/100g)を超えると粒子径が小さくなり過ぎて低発熱性が悪化するおそれがある。上記範囲内の窒素吸着比表面積(NSA)とDBP吸収量とを有するカーボンブラックは、好適な粒子径を有しており、上記ブタジエン系重合体が有する親和性により、良好に分散することができるとともに、低発熱性の向上に充分寄与することができる。
用いることができるカーボンブラックとしては、上記各範囲となる窒素吸着比表面積(NSA)とDBP吸収量を有するものであれば良く、具体的には、HAF以下のグレードのものが好ましく、例えば、HAF、FF、FEF、GPF、SRF、FTグレードのものが挙げられるが、耐破壊性向上の観点から、HAF、FEF、GPFグレードのものが特に好ましい。
本発明では、上記特性のカーボンブラックの他、本発明の効果を損なわない範囲で、シリカ、タルク、水酸化アルミニウム等の無機充填剤を配合してもよい。なお、これら充填剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
〔filler〕
The filler used in the rubber composition of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 70 to 160 m 2 / g and a DBP absorption of 90 to 180 ml from the viewpoint of further exerting the effects of the present invention. Carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 90 to 160 m 2 / g and a DBP absorption of 90 to 180 ml / 100 g is preferably used.
When the nitrogen adsorption specific surface area and the DBP absorption amount are less than the lower limit (70 m 2 / g, 90 ml / 100 g), the fracture resistance may be lowered, and the upper limit (160 m 2 / g, 180 ml / 100 g). ) Exceeds the above range, the particle size becomes too small, and the low heat build-up may be deteriorated. Carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and a DBP absorption amount within the above range has a suitable particle diameter, and is well dispersed due to the affinity of the butadiene polymer. Can be sufficiently contributed to the improvement of low heat generation.
As the carbon black that can be used, any carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and a DBP absorption amount within the above ranges may be used. , HAF, FF, FEF, GPF, SRF, and FT grades are listed, and HAF, FEF, and GPF grades are particularly preferable from the viewpoint of improving fracture resistance.
In this invention, you may mix | blend inorganic fillers, such as a silica, a talc, and aluminum hydroxide, in the range which does not impair the effect of this invention other than the carbon black of the said characteristic. In addition, these fillers may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

上記カーボンブラックは、本発明のゴム組成物のゴム成分100質量部に対し、35〜70質量部、好ましくは、35〜50質量部の量で含まれることが望ましい。上記下限値となる35質量部未満であると、補強効果が不充分となるために耐破壊性が低下するおそれがあり、上記上限値となる70質量部を超えると低発熱性が悪化するおそれがある。   The carbon black is desirably contained in an amount of 35 to 70 parts by mass, preferably 35 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component of the rubber composition of the present invention. If the amount is less than 35 parts by mass, which is the lower limit, the reinforcing effect may be insufficient, and thus the fracture resistance may be reduced. If the amount exceeds 70 parts by mass, which is the upper limit, the low heat build-up may be deteriorated. There is.

〔ゴム組成物〕
本発明のゴム組成物には、上記ブタジエン系重合体を含むゴム成分、充填剤であるカーボンブラックの他、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、作業性改良に寄与するオイル、粘度低減剤、成型作業性改良に寄与する粘着性樹脂、弾性率の向上に寄与する熱硬化性樹脂等のゴム業界で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用することができる。なお、上記ゴム組成物は、ゴム成分に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
(Rubber composition)
The rubber composition of the present invention includes a rubber component containing the above butadiene polymer, carbon black as a filler, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, an oil that contributes to improving workability, and a viscosity. A compounding agent usually used in the rubber industry, such as a reducing agent, an adhesive resin that contributes to improvement of molding workability, and a thermosetting resin that contributes to an improvement in elastic modulus, is appropriately selected within a range that does not impair the purpose of the present invention. Can be blended. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used. In addition, the said rubber composition can be manufactured by mix | blending the various compounding agent suitably selected as needed with the rubber component, kneading | mixing, heating, extrusion, etc.

〔空気入りタイヤ〕
本発明の空気入りタイヤは、上記のゴム組成物をタイヤの上述したトレッド部のキャップゴム部、例えば、図1中ではキャップゴム部10に配するものである。
本発明の空気入りタイヤでは、上記特性のゴム組成物を空気入りタイヤのキャップゴム部に配することにより、優れた低転がり抵抗性と耐破壊性とを兼ね備えた高性能な空気入りタイヤを容易に得ることができる。
[Pneumatic tire]
In the pneumatic tire of the present invention, the above rubber composition is disposed on the cap rubber portion of the above-described tread portion of the tire, for example, the cap rubber portion 10 in FIG.
In the pneumatic tire of the present invention, a high-performance pneumatic tire having both excellent low rolling resistance and fracture resistance can be easily obtained by disposing the rubber composition having the above characteristics on the cap rubber portion of the pneumatic tire. Can get to.

以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例等で用いるブタジエン系重合体A〜Cの各物性は、以下の方法に従って測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
The physical properties of the butadiene polymers A to C used in Examples and the like were measured according to the following methods.

《ミクロ構造〔シス-1,4結合含量(%),1,2-ビニル結合含量(%)〕》
フーリエ変換赤外分光光度計(FT/IR−4100、日本分光社製)を使用し、赤外法(モレロ法)によって測定した。
<< Microstructure [cis-1,4 bond content (%), 1,2-vinyl bond content (%)] >>
A Fourier transform infrared spectrophotometer (FT / IR-4100, manufactured by JASCO Corporation) was used, and measurement was performed by an infrared method (Morello method).

《ブタジエン系重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)》
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(商品名「HLC−8120GPC」、東ソー社製)を使用し、検知器として示差屈折計を用いて、以下の条件で測定し、標準ポリスチレン換算値として算出した。
カラム;商品名「GMHHXL」(東ソー社製) 2本
カラム温度;40℃
移動相;テトラヒドロフラン
流速;1.0ml/min
サンプル濃度;10mg/20ml
<< Ratio (Mw / Mn) of weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of butadiene-based polymer >>
Using gel permeation chromatography (trade name “HLC-8120GPC”, manufactured by Tosoh Corporation), a differential refractometer was used as a detector, and measurement was performed under the following conditions to calculate a standard polystyrene equivalent value.
Column; Trade name “GMHHXL” (manufactured by Tosoh Corporation) 2 Column temperature: 40 ° C.
Mobile phase: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 ml / min
Sample concentration: 10mg / 20ml

〔ブタジエン系重合体Aの製造:製造例1〕
窒素置換された5Lオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン2.4kg、1,3−ブタジエン300gを仕込んだ。該オートクレーブに、触媒成分としてバーサチック酸ネオジム(0.09mmol)のシクロヘキサン溶液、メチルアルミノキサン(MAO、3.6mmol)のトルエン溶液、水素化ジイソブチルアルミニウム(DIBAH、5.5mmol)およびジエチルアルミニウムクロリド(0.18mmol)のトルエン溶液と、1,3−ブタジエン(4.5mmol)とを40℃で30分間反応熟成させて予備調製した触媒組成物を仕込み、60℃で60分間重合を行った。1,3−ブタジエンの反応転化率は、ほぼ100%であった。
[Production of Butadiene Polymer A: Production Example 1]
In a nitrogen atmosphere, a 5 L autoclave was charged with 2.4 kg of cyclohexane and 300 g of 1,3-butadiene under a nitrogen atmosphere. To the autoclave, as a catalyst component, a cyclohexane solution of neodymium versatate (0.09 mmol), a toluene solution of methylaluminoxane (MAO, 3.6 mmol), diisobutylaluminum hydride (DIBAH, 5.5 mmol) and diethylaluminum chloride (0. (18 mmol) in toluene and 1,3-butadiene (4.5 mmol) were aged at 40 ° C. for 30 minutes, and a pre-prepared catalyst composition was charged, followed by polymerization at 60 ° C. for 60 minutes. The reaction conversion of 1,3-butadiene was almost 100%.

さらに重合体溶液を温度60℃に保持し、2−シアノピリジン4.16mmolのトルエン溶液を添加して、15分間反応(一次変性反応)させた。その後、この重合体溶液200gを2,4−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール1.3gを含むメタノール溶液に抜き取り、重合停止させた後、スチームストリッピングにより脱溶媒し、110℃のロールで乾燥させて、重合体A(変性ブタジエン系重合体)を得た。得られた重合体Aのシス−1,4結合含量は96.1%であり、1,2−ビニル結合含量は0.62%、Mw/Mn=2.2であった。   Further, the polymer solution was kept at a temperature of 60 ° C., and a toluene solution of 4.16 mmol of 2-cyanopyridine was added and reacted for 15 minutes (primary modification reaction). Thereafter, 200 g of this polymer solution was extracted into a methanol solution containing 1.3 g of 2,4-di-tert-butyl-p-cresol, and after the polymerization was stopped, the solvent was removed by steam stripping, and a roll at 110 ° C. By drying, a polymer A (modified butadiene-based polymer) was obtained. The obtained polymer A had a cis-1,4 bond content of 96.1%, a 1,2-vinyl bond content of 0.62%, and Mw / Mn = 2.2.

〔ブタジエン系重合体Bの製造:製造例2〕
乾燥し、窒素置換した約900mLの耐圧ガラス容器に、シクロヘキサン283g、1,3−ブタジエン50g、2,2−ジテトラヒドロフリルプロパン0.0057mmol、及びヘキサメチレンイミン0.513mmolを加え、更にn−ブチルリチウム(BuLi)0.57mmolを加えた後、攪拌装置を備えた50℃の温水浴中で4.5時間重合を行った。この際の重合転化率は、ほぼ100%であった。次に、この重合反応系に、変性剤(カップリング剤)として四塩化スズ0.100mmolを速やかに加え、更に50℃で30分間攪拌して変性反応を行った。その後、重合反応系に、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール溶液(BHT濃度:5質量%)0.5mLを加えて、反応を停止させ、更に常法に従って乾燥して変性ポリブタジエンゴム(HMI−BR)を得た。得られたHMI−BRは、ブタジエン部分のビニル結合量が14%で、ガラス転移温度(Tg)が−95℃で、カップリング効率が65%であった。
なお、得られたHMI−BRについて、H−NMRスペクトルの積分比からブタジエン部分のビニル結合量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分子量分布曲線の全体の面積に対する最も高分子量側のピーク面積の割合からカップリング率を、DSCの曲線の変曲点からガラス転移温度を求めた。
〔ブタジエン系重合体C〕
未変性のブタジエン系重合体として、重合体C(JSR BR01、シス−1,4結合含量:96.1%、1,2−ビニル結合含量:0.62%、Mw/Mn=2.2)を用いた。
[Production of butadiene polymer B: Production Example 2]
To about 900 mL of a pressure-resistant glass container that has been dried and purged with nitrogen, 283 g of cyclohexane, 50 g of 1,3-butadiene, 0.0057 mmol of 2,2-ditetrahydrofurylpropane, and 0.513 mmol of hexamethyleneimine are added, and n-butyllithium ( After adding 0.57 mmol of (BuLi), polymerization was carried out in a hot water bath at 50 ° C. equipped with a stirrer for 4.5 hours. The polymerization conversion rate at this time was almost 100%. Next, 0.100 mmol of tin tetrachloride as a modifying agent (coupling agent) was quickly added to the polymerization reaction system, and the mixture was further stirred at 50 ° C. for 30 minutes to carry out a modification reaction. Thereafter, 0.5 mL of an isopropanol solution (BHT concentration: 5% by mass) of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) was added to the polymerization reaction system to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method. Thus, modified polybutadiene rubber (HMI-BR) was obtained. The obtained HMI-BR had a vinyl bond content of the butadiene moiety of 14%, a glass transition temperature (Tg) of -95 ° C, and a coupling efficiency of 65%.
In addition, about the obtained HMI-BR, the peak of the highest molecular weight side with respect to the whole area of the molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography (GPC) is calculated from the integration ratio of the 1 H-NMR spectrum and the vinyl bond amount of the butadiene part. The coupling rate was determined from the area ratio, and the glass transition temperature was determined from the inflection point of the DSC curve.
[Butadiene polymer C]
As an unmodified butadiene-based polymer, polymer C (JSR BR01, cis-1,4 bond content: 96.1%, 1,2-vinyl bond content: 0.62%, Mw / Mn = 2.2) Was used.

〔比較例1〜5、実施例1〜3〕
上記で得られたブタジエン系重合体A〜Cを用い、下記表1に示す配合処方のゴム組成物を調製し、これを図1に示すようにタイヤ1のキャップゴム部10に使用した。
得られた試験タイヤ(サイズ:11R22.5)を用い、下記の方法に従って転がり抵抗性および耐破壊性を測定した。
これらの結果を下記表1に示す。なお、表1中の数値の単位は、質量部を表す。
[Comparative Examples 1-5, Examples 1-3]
Using the butadiene polymers A to C obtained above, a rubber composition having a formulation shown in Table 1 below was prepared, and this was used for the cap rubber portion 10 of the tire 1 as shown in FIG.
Using the obtained test tire (size: 11R22.5), rolling resistance and fracture resistance were measured according to the following methods.
These results are shown in Table 1 below. In addition, the unit of the numerical value in Table 1 represents a mass part.

《転がり抵抗性:RR》
スチール平滑面を有する外径1707.6mm、幅が350mmの回転ドラムを用い、4500N(460kg)の荷重の作用下で、80km/hの速度で回転させたときの惰行法を持って測定し、評価した。測定値は比較例5の値を100として指数化した。数値が小さいほど低転がり抵抗性に優れる(低燃費である)ことを示す。
<< Rolling resistance: RR >>
Using a rotating drum having a steel smooth surface with an outer diameter of 1707.6 mm and a width of 350 mm, under the action of a load of 4500 N (460 kg), measured using the coasting method when rotated at a speed of 80 km / h, evaluated. The measured values were indexed with the value of Comparative Example 5 being 100. Smaller values indicate better rolling resistance (lower fuel consumption).

《耐破壊性》
作成したタイヤを用い、JIS K6251に準拠した引張試験において、100℃における破壊強度(Tb)を測定し、比較例5の値を100として指数化した。数値が大きいほど耐破壊性に優れることを示す。
<< Destruction resistance >>
Using the prepared tire, in a tensile test based on JIS K6251, the breaking strength (Tb) at 100 ° C. was measured, and the value of Comparative Example 5 was indexed to 100. It shows that it is excellent in fracture resistance, so that a numerical value is large.

Figure 2010275427
Figure 2010275427

上記表1の結果によれば、本発明の範囲外の物性となるブタジエン系重合体B,未変性のブタジエン系重合体Cを用いた比較例1〜5よりも、特定の変性剤で変性されてなる本発明範囲となるブタジエン系重合体Aを用いた実施例1〜3は良好な転がり抵抗性と優れた耐破壊性を発揮することがわかる。   According to the results of Table 1 above, the butadiene-based polymer B and the unmodified butadiene-based polymer C, which have physical properties outside the scope of the present invention, were modified with a specific modifier than Comparative Examples 1 to 5. It can be seen that Examples 1 to 3 using the butadiene-based polymer A within the range of the present invention exhibit good rolling resistance and excellent fracture resistance.

1: 空気入りタイヤ
2: ビードコア
3: ビード部
4: サイドウォール部
5: トレッド部
6: カーカス層
7: ベルト層
8: トレッドゴム層
9: ベースゴム部
10:キャップゴム部
11:ウィングゴム部
12:エンドゴム部
1: Pneumatic tire 2: Bead core 3: Bead part 4: Side wall part 5: Tread part 6: Carcass layer 7: Belt layer 8: Tread rubber layer 9: Base rubber part 10: Cap rubber part 11: Wing rubber part 12 : End rubber part

Claims (9)

ゴム成分100質量部中、共役系変性基を有するブタジエン系重合体を10〜60質量部、窒素吸着比表面積(NSA)が70〜160m2/g、かつDBP吸収量が90〜180ml/100gであるカーボンブラックを含むゴム組成物であって、
前記ブタジエン系重合体が、下記式(I)または下記式(II)で表される複素環式ニトリル化合物である変性剤で変性されてなり、かつシス含量が40%以上であることを特徴とするゴム組成物。
θ−C≡N ……(I)
θ−R−C≡N ……(II)
(上記式(I)および(II)中、θは複素環基を示し、Rは2価の炭化水素基を示す。)
10 to 60 parts by mass of a butadiene-based polymer having a conjugated modifying group in 100 parts by mass of the rubber component, a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 70 to 160 m 2 / g, and a DBP absorption of 90 to 180 ml / A rubber composition comprising 100 g of carbon black,
The butadiene polymer is modified with a modifier which is a heterocyclic nitrile compound represented by the following formula (I) or the following formula (II), and has a cis content of 40% or more. Rubber composition.
θ-C≡N (I)
θ-R-C≡N (II)
(In the above formulas (I) and (II), θ represents a heterocyclic group, and R represents a divalent hydrocarbon group.)
前記ゴム成分100質量部中、天然ゴムを40〜90質量部の量で含むことを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 1, wherein the rubber component contains 40 to 90 parts by mass of natural rubber in 100 parts by mass of the rubber component. 前記ゴム成分100質量部に対して、前記カーボンブラックを35〜70質量部の量で含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 1, wherein the carbon black is contained in an amount of 35 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. 前記式(I)および(II)中、θが窒素原子を含む複素環基であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載のゴム組成物。   In said formula (I) and (II), (theta) is a heterocyclic group containing a nitrogen atom, The rubber composition as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記式(I)および(II)中、θが酸素原子を含む複素環基、硫黄原子を含む複素環基、2以上のヘテロ原子を含む複素環基、および1以上のシアノ基を含む複素環基からなる群より選ばれる少なくとも1種の複素環基であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載のゴム組成物。   In the formulas (I) and (II), θ is a heterocyclic group containing an oxygen atom, a heterocyclic group containing a sulfur atom, a heterocyclic group containing two or more heteroatoms, and a heterocyclic ring containing one or more cyano groups. The rubber composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the rubber composition is at least one heterocyclic group selected from the group consisting of groups. 前記式(I)および(II)中、θが複素芳香環基または複素非芳香環基、あるいは単環式、二環式、三環式、または多環式の複素環基であることを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載のゴム組成物。   In the formulas (I) and (II), θ is a heteroaromatic ring group or a heterononaromatic ring group, or a monocyclic, bicyclic, tricyclic or polycyclic heterocyclic group. The rubber composition according to any one of claims 1 to 5. 前記ブタジエン系重合体のシス含量が90%以上であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一つに記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 6, wherein a cis content of the butadiene-based polymer is 90% or more. 前記ブタジエン系重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が、1.3〜3.5であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一つに記載のゴム組成物。   The ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the butadiene-based polymer is 1.3 to 3.5. The rubber composition as described in any one of the above. 請求項1〜8の何れか一つに記載のゴム組成物をキャップゴム部に用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。   A pneumatic tire using the rubber composition according to any one of claims 1 to 8 for a cap rubber part.
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