JP2011184512A - Rubber composition comprising rubber reinforcing agent and method for manufacturing the same - Google Patents

Rubber composition comprising rubber reinforcing agent and method for manufacturing the same Download PDF

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Mushikabunma Kitteichooto
キッテイチョート・ムシカブンマ
Risa Akatsu
理沙 赤津
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition comprising a rubber reinforcing agent, which can be safely and economically manufactured due to high scorching safety at vulcanization and high vulcanization rate. <P>SOLUTION: The rubber composition comprising the rubber reinforcing agent comprises: 1-50 pts.wt. conjugated diene rubber (A) that is obtained by graft-modifying an acrylamide polymer by radical polymerization (NMP method) using a nitroxide compound, provided that the conjugated diene rubber (A) has a graft rate of 30-100%; 50-99 pts.wt. vulcanizable rubber (B) other than (A); and 30-70 pts.wt. rubber reinforcing agent (C). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、1,4−シスポリブタジエンゴムをポリアクリルアミドでグラフト変性した共役ジエン重合体変性物が含まれたゴム補強剤配合ゴム組成物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a rubber reinforcing agent-containing rubber composition containing a modified conjugated diene polymer obtained by graft-modifying 1,4-cis polybutadiene rubber with polyacrylamide and a method for producing the same.

産業上、ほとんどのゴムへの利用可能性のため加硫ゴムの製造において充分に長いスコーチ安全時間と速い加硫時間を良好なバランスで保持すること強く求められてきた。   Industrially, due to its availability to most rubbers, there has been a strong demand for maintaining a good balance between sufficiently long scorch safety time and fast vulcanization time in the production of vulcanized rubber.

一般に、スコーチ安全性(scorch safety)とはゴム配合物が昇温時や加硫時温度であっても、熱可塑性ポリマーのままで保持されうる時間の長さの事である。スコーチの初期に、熱可塑性ポリマー中のゴム成分が、架橋ネットワーク構造へと化学変化し始める。即ち、ゴム成分が所望の形状に成形される前にスコーチが起きてしまうと、ゴム加工がうまくいかず、ゴムは使用できなくなってしまう。したがって、スコーチ安全時間がより長いことが、常にゴム加工工程において好まれる。 In general, the scorch safety is the length of time that a rubber compound can be held as a thermoplastic polymer even at elevated temperatures or vulcanization temperatures. Early in the scorch, the rubber component in the thermoplastic polymer begins to undergo a chemical change to a crosslinked network structure. That is, if the scorch occurs before the rubber component is formed into a desired shape, the rubber processing is not successful and the rubber cannot be used. Therefore, a longer scorch safety time is always preferred in the rubber processing process.

一方、スコーチ安全時間経過後、ゴム加硫物の加硫がさらに進行すると、高温で熱可塑性ポリマーから架橋ネットワーク構造に変化する。また、加硫速度はゴム加硫物の所望の架橋もしくは加硫状態に達するのに、どれだけの時間を必要とするかによって決定される。したがって、製造に関する経済的な面において加硫速度が速く、かつ短い加硫時間が好まれている(非特許文献1)。 On the other hand, when the vulcanization of the rubber vulcanizate further proceeds after the scorch safety time has elapsed, the thermoplastic polymer changes to a crosslinked network structure at a high temperature. Also, the vulcanization rate is determined by how long it takes to reach the desired cross-linked or vulcanized state of the rubber vulcanizate. Therefore, a vulcanization speed is fast and a short vulcanization time is preferred in terms of production cost (Non-Patent Document 1).

スコーチ安全時間と加硫時間との良好なバランスを達成するために、ゴム配合物に添加剤を添加することが求められてきた。N−シクロヘキシルチオフタルイミドのようなスコーチ防止剤(prevulcanization inhibitors、PVI)は、加工中のスコーチ安全時間を延ばすためにゴム組成物中に少量添加することにより、使用されている。一方、スルフェンアミド、チアゾール、グアニジンなどの加硫促進剤は一般に加硫速度を速めるため、若しくは加硫時間を短くするために使用されてきた(非特許文献1)。 In order to achieve a good balance between scorch safety time and vulcanization time, it has been sought to add additives to rubber compounds. Scorch inhibitors (PVI), such as N-cyclohexylthiophthalimide, have been used by adding small amounts in the rubber composition to increase the scorch safety time during processing. On the other hand, vulcanization accelerators such as sulfenamide, thiazole, and guanidine have generally been used to increase the vulcanization speed or shorten the vulcanization time (Non-patent Document 1).

今までのようにスコーチ防止剤(加硫遅延剤)と加硫促進剤を使用せずにできる、スコーチ防止剤(加硫遅延剤)と加硫促進剤に含まれる官能基と同様な極性官能基を持つゴム組成物に使用されているジエンをベースとしたエラストマー自体を変性するグラフト共重合技術が最近注目を浴びている可能な一つの方法である。 Polar functionality similar to the functional groups contained in scorch inhibitors (vulcanization retarders) and vulcanization accelerators, which can be used without using scorch inhibitors (vulcanization retarders) and vulcanization accelerators Graft copolymerization techniques that modify the diene-based elastomers themselves that are used in rubber compositions with groups are one possible method that has recently received attention.

これまで大学や企業においてかなり研究されてきた、最もよく知られている例としては、モルフォロジーを制御した天然ゴムラテックス粒子を得るのに、メチルメタクリレート(MMA)とスチレンのフリーラジカルグラフト共重合体エマルジョンによる天然ゴムラテックスの変性である。形成されたラテックス粒子複合体は、塗料、ゴム接着剤、手袋、有機乳白剤、生体分子のキャリアーおよび熱可塑性樹脂の衝撃改質剤など幅広い用途に適用されている(非特許文献2〜5および特許文献1)。   The most well-known example that has been studied extensively in universities and companies is the free radical graft copolymer emulsion of methyl methacrylate (MMA) and styrene to obtain natural rubber latex particles with controlled morphology. Is a modification of natural rubber latex. The formed latex particle composite has been applied to a wide range of uses such as paints, rubber adhesives, gloves, organic opacifiers, biomolecule carriers, and thermoplastic resin impact modifiers (Non-Patent Documents 2 to 5 and Patent Document 1).

また、有機過酸化物やアゾ化合物のような一般的なラジカル開始剤を用いて、シス-ブタジエンゴムやビニル−1,2−ポリブタジエンのような合成ゴムの主鎖を極性モノマーでフリーラジカルグラフト化した共重合体も報告されている。しかしながら、グラフト効率やグラフトした後のポリブタジエンの構造を制御することが難しい。特に、ビニル−1,2−ポリブタジエンは、一般的により高いグラフト効率を示すことが知られている。(非特許文献6、7)   Free radical grafting of the main chain of synthetic rubbers such as cis-butadiene rubber and vinyl-1,2-polybutadiene with polar monomers using common radical initiators such as organic peroxides and azo compounds Copolymers have also been reported. However, it is difficult to control the graft efficiency and the structure of polybutadiene after grafting. In particular, vinyl-1,2-polybutadiene is generally known to exhibit higher grafting efficiency. (Non-Patent Documents 6 and 7)

安定ニトロキシドフリーラジカルを含む化合物、いわゆるニトロキシドを介したラジカル重合(NMPと略記)を使用することによる制御されたラジカル重合体(CRPと略記)の発見以来(非特許文献8、9)、極性共重合体の側鎖をグラフトする化学変性を目的としたNMPの適用は、分子鎖の長さや合成ゴム上への分散性のコントロールを伴っており、従来のフリーラジカルグラフト共重合より優れたものとなっている。   Since the discovery of controlled radical polymers (abbreviated as CRP) by using compounds containing stable nitroxide free radicals, so-called nitroxide-mediated radical polymerization (abbreviated as NMP) (Non-Patent Documents 8 and 9), Application of NMP for the purpose of chemical modification to graft the side chain of the polymer is accompanied by control of molecular chain length and dispersibility on synthetic rubber, which is superior to conventional free radical graft copolymerization. It has become.

例えば、初期に開示されている研究のひとつは、有機過酸化物のような従来のラジカル開始剤によりアリル水素を引き抜くことでポリブタジエンの主鎖にメチルアクリレートのような極性モノマーをグラフトするNMP法であった。そして、ジ−tert−ブチルニトロキシドのようなニトロキシドの働きによって、分子鎖の長さやグラフトした側鎖の分散性を制御がされる。   For example, one of the researches disclosed at an early stage is the NMP method in which a polar monomer such as methyl acrylate is grafted onto the main chain of polybutadiene by extracting allyl hydrogen with a conventional radical initiator such as an organic peroxide. there were. The length of the molecular chain and the dispersibility of the grafted side chain are controlled by the action of a nitroxide such as di-tert-butyl nitroxide.

しかし、水素引き抜きの副反応を防ぐために、溶媒として毒性の含塩素炭化水素を使用しなければならない不都合が有った(特許文献2)。   However, in order to prevent a side reaction of hydrogen abstraction, there is a disadvantage that a toxic chlorinated hydrocarbon must be used as a solvent (Patent Document 2).

近年、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(TEMPOと略記)のような分子中に安定フリーラジカルを持った化合物を使用した、合成ゴムへのグラフト化が報告されている。
この目的は、加工性や耐摩耗性のようなゴム化合物の物理特性を改善することにある(特許文献3および4)。更に可逆架橋剤としての使用を目的とした従来のラジカル開始剤の存在下、多機能ニトロキシドを用いたゴムへのグラフト化研究が報告されている。
しかし、ゴム中へ極性基を導入する化学的変性を目的とした報告は未だされていない(特許文献5)。
In recent years, grafting to a synthetic rubber using a compound having a stable free radical in a molecule such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (abbreviated as TEMPO) has been reported. .
The purpose is to improve the physical properties of rubber compounds such as processability and wear resistance (Patent Documents 3 and 4). Furthermore, research on grafting to rubber using multifunctional nitroxide in the presence of a conventional radical initiator intended for use as a reversible cross-linking agent has been reported.
However, there has been no report for the purpose of chemical modification that introduces a polar group into rubber (Patent Document 5).

更に近年、従来のフリーラジカル開始剤の存在下、溶媒を使用せずにミキサー中にて、ブチルゴムとニトロキシドフリーラジカルでグラフトしたエチレン-プロピレン共重合体に基づく合成ゴムの化学的変性の研究が開示されている。
ゴムへの極性基の導入は成功したものの、グラフトしたゴムの分子量は徐々に減少し、グラフト効率も低くなる不具合が生じた(特許文献6)。
More recently, studies on chemical modification of synthetic rubbers based on ethylene-propylene copolymers grafted with butyl rubber and nitroxide free radicals in a mixer without the use of solvents in the presence of conventional free radical initiators have been disclosed. Has been.
Although the introduction of polar groups into rubber was successful, the molecular weight of the grafted rubber gradually decreased, resulting in a problem that the grafting efficiency was lowered (Patent Document 6).

そこで、グラフトしたゴムの分子量の減少を抑えるための改善策として、機能化したニトロキシドフリーラジカルとラジカル開始剤のモル比を1.5以上にすることが効果的である(特許文献7)。
更に、前述の非溶媒系により、ゴムの主鎖にラジカル重合可能な極性モノマーをグラフト共重合したジエン系エラストマーである合成ゴムの化学的変性が報告されている。
グラフトしたゴムを含んだシリカ配合ゴム組成物では、シリカの分散性が改善され、ヒステリシスロスが更に低くなり、また耐摩耗性もわずかに改善される(特許文献8)。
Therefore, as an improvement measure for suppressing the decrease in the molecular weight of the grafted rubber, it is effective to set the molar ratio of the functionalized nitroxide free radical to the radical initiator to 1.5 or more (Patent Document 7).
Furthermore, chemical modification of a synthetic rubber, which is a diene elastomer obtained by graft-copolymerizing a polar monomer capable of radical polymerization on the main chain of the rubber by the non-solvent system, has been reported.
In the silica-containing rubber composition containing the grafted rubber, the dispersibility of silica is improved, the hysteresis loss is further reduced, and the wear resistance is slightly improved (Patent Document 8).

米国特許第6423783号公報U.S. Patent No. 6423783 米国特許第4581429号公報US Patent No. 4581429 特開平10-182881号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-182881 特開2004-182926号公報JP 2004-182926 A 特開2003-524037号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-524037 特許第3963917号公報(米国特許第7282542号公報)Japanese Patent No. 3993917 (US Pat. No. 7,282,542) 特許第4101242号公報Japanese Patent No. 4101242 特開2008-297559号公報JP 2008-297559 A Ignatz-Hoover, F., To, B.H., Rubber Compounding: Chemistry and Applications, Brendan Rodgers Edt., Marcel Dekker Inc., 2004, p. 505.Ignatz-Hoover, F., To, B.H., Rubber Compounding: Chemistry and Applications, Brendan Rodgers Edt., Marcel Dekker Inc., 2004, p. 505. Schneider, M., Pith, T. and Lambla, M., J. Appl. Polym. Sci., 62: 273 (1996).Schneider, M., Pith, T. and Lambla, M., J. Appl. Polym. Sci., 62: 273 (1996). Schneider, M., Pith, T. and Lambla, M., Polym. Adv. Technol., 7: 577 (1996).Schneider, M., Pith, T. and Lambla, M., Polym. Adv. Technol., 7: 577 (1996). Teng, G. and Soucek, M.D., Polymer, 42: 2849 (2001).Teng, G. and Soucek, M.D., Polymer, 42: 2849 (2001). Benny, G., Maiti, S.N., and Varma, I.K., J. Elastomers and Plastics, 38: 319 (2006).Benny, G., Maiti, S.N., and Varma, I.K., J. Elastomers and Plastics, 38: 319 (2006). Huang, N.J., Sundberg, D.C., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 33, 2571 (1995).Huang, N.J., Sundberg, D.C., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 33, 2571 (1995). Huang, N.J., Sundberg, D.C., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 33, 2587 (1995).Huang, N.J., Sundberg, D.C., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 33, 2587 (1995). Georges, M. K.; Veregin, R. P. N.; Kazmaier, P. M.; Hamer, G. K., Macromolecules, 26, 2987-2988 (1993).Georges, M. K .; Veregin, R. P. N .; Kazmaier, P. M .; Hamer, G. K., Macromolecules, 26, 2987-2988 (1993). Hawker, C. J.; Bosman, A. W.; Harth, E. Chem. Rev., 101, 3661-3688 (2001).Hawker, C. J .; Bosman, A. W .; Harth, E. Chem. Rev., 101, 3661-3688 (2001).

本願発明では、1,4−シス構造が94〜99%の1,4−シス-ポリブタジエンゴムを有機過酸化物及びアゾ化合物のような既存のラジカル開始剤を使用したニトロキシドを介した制御ラジカルグラフト共重合による技術で調製したグラフト変性共役ジエン系ゴムのグラフト率が30〜100%、かつ1〜50重量部で、(A)以外の加硫可能なゴム(B)さらにゴム補強剤(C)を加える事を特徴とするゴム補強剤配合ゴム組成物を用いることで、加硫時におけるスコーチ安全性が高く、速い加硫速度による、安全かつ経済的な製造をすることができる。
さらに、製造されたゴム補強剤配合ゴム組成物は、100%引張弾性、300%引張弾性が高く、すぐれた引張弾性を創出することができる。
In the present invention, 1,4-cis-polybutadiene rubber having a 1,4-cis structure of 94 to 99% is controlled radical grafting via nitroxide using existing radical initiators such as organic peroxides and azo compounds. The graft ratio of the graft-modified conjugated diene rubber prepared by the copolymerization technique is 30 to 100% and 1 to 50 parts by weight. The vulcanizable rubber (B) other than (A) and the rubber reinforcing agent (C) By using a rubber composition blended with a rubber reinforcing agent characterized by the addition of the above, scorch safety at the time of vulcanization is high, and safe and economical production with a fast vulcanization speed can be achieved.
Furthermore, the manufactured rubber reinforcing agent-containing rubber composition has high 100% tensile elasticity and 300% tensile elasticity, and can create excellent tensile elasticity.

以上の目的を達成するため、本願発明は1,4−シス構造が94〜99%の1,4−シス-ポリブタジエンゴムをNMP法によりポリアクリルアミドでグラフト率を30〜100%でグラフト変性したゴムを用いることで、ゴム配合物はスコーチ防止剤(加硫遅延剤)としての機能と促進剤としての機能との良好なバランス特性を示し、長いスコーチ安全時間とかつ速い加硫速度を達成する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a rubber obtained by graft-modifying 1,4-cis-polybutadiene rubber having a 1,4-cis structure of 94 to 99% with polyacrylamide by NMP method at a graft ratio of 30 to 100%. By using the rubber compound, the rubber compound exhibits a good balance between the function as a scorch inhibitor (vulcanization retarder) and the function as an accelerator, and achieves a long scorch safety time and a fast vulcanization rate.

アクリルアミド系重合体を、ニトロキシド化合物を用いたラジカル重合(NMP法)を使用することによりグラフト変性した共役ジエン系ゴム(A)のグラフト率が30〜100%、かつ1〜50重量部で、(A)以外の加硫可能なゴム(B)が50〜99重量部であり、さらにゴム補強剤(C)を30〜70重量部加える事を特徴とするゴム補強剤配合ゴム組成物に関する。 Graft ratio of the conjugated diene rubber (A) obtained by graft modification of the acrylamide polymer by using radical polymerization (NMP method) using a nitroxide compound is 30 to 100% and 1 to 50 parts by weight ( The present invention relates to a rubber composition containing a rubber reinforcing agent, characterized in that the vulcanizable rubber (B) other than A) is 50 to 99 parts by weight, and further 30 to 70 parts by weight of a rubber reinforcing agent (C) is added.

該アクリルアミド系重合体がポリアクリルアミドであることを特徴とする前記のゴム補強剤配合ゴム組成物に関する。 The acrylamide polymer is polyacrylamide, and the rubber reinforcing agent-containing rubber composition is characterized.

該共役ジエン系ゴムが1,4−シス構造を持ち、かつその割合が94〜99%である事を特徴とする前記のゴム補強剤配合ゴム組成物に関する。 The conjugated diene rubber has a 1,4-cis structure, and the ratio thereof is 94 to 99%.

アクリルアミド系重合体を、ニトロキシド化合物を用いたラジカル重合(NMP法)を使用することによりグラフト変性した共役ジエン系ゴム(A)のグラフト率が30〜100%、かつ1〜50重量部で、(A)以外の加硫可能なゴム(B)が50〜99重量部であり、さらにゴム補強剤(C)を30〜70重量部加える事を特徴とするゴム補強剤配合ゴム組成物の製造方法に関する。 Graft ratio of the conjugated diene rubber (A) obtained by graft modification of the acrylamide polymer by using radical polymerization (NMP method) using a nitroxide compound is 30 to 100% and 1 to 50 parts by weight ( A method for producing a rubber composition containing a rubber reinforcing agent, characterized in that the vulcanizable rubber (B) other than A) is 50 to 99 parts by weight, and further 30 to 70 parts by weight of a rubber reinforcing agent (C) is added. About.

該ゴム補強剤(C)がシリカであることを特徴とする前記のゴム補強剤配合ゴム組成物に関する。   The rubber reinforcing agent (C) is a silica composition containing the rubber reinforcing agent described above, wherein the rubber reinforcing agent (C) is silica.

以上のように、本発明によれば、芳香族炭化水素溶媒に溶解したゴム溶液中に、既存のフリーラジカル開始剤とニトロキシドフリーラジカルを共存させ、ゴム分子主鎖にアクリルアミド類であるラジカル重合可能な極性モノマーをグラフト変性した1,4−ポリブタジエンを効率よく化学変性する方法を提供する事が出来る。
また、ラジカル開始剤、温度、重合度、さらにニトロキシドとラジカル開始剤のモル比などの重合条件を適当に調整することで、グラフトしたポリアクリルアミド側鎖の分子量を制御したグラフト変性1,4−シス-ポリブタジエンを製造することが出来る。
スコーチ防止剤(加硫遅延剤)としての機能と加硫促進剤としての機能との良好なバランス特性を得た該グラフト変性1,4−シス-ポリブタジエンを含んだシリカ配合ゴム組成物を提供することができる。
As described above, according to the present invention, an existing free radical initiator and a nitroxide free radical are allowed to coexist in a rubber solution dissolved in an aromatic hydrocarbon solvent, and radical polymerization that is an acrylamide is possible in the rubber molecule main chain. It is possible to provide a method for efficiently chemically modifying 1,4-polybutadiene obtained by graft-modifying various polar monomers.
In addition, by appropriately adjusting the polymerization conditions such as radical initiator, temperature, degree of polymerization, and molar ratio of nitroxide to radical initiator, graft modified 1,4-cis with controlled molecular weight of the grafted polyacrylamide side chain. -Polybutadiene can be produced.
Provided is a silica-containing rubber composition containing the graft-modified 1,4-cis-polybutadiene having a good balance between the function as a scorch inhibitor (vulcanization retarder) and the function as a vulcanization accelerator. be able to.

ポリアクリルアミドを用いてグラフト変性した1,4−シス−ポリブタジエンを製造する方法の概念図。The conceptual diagram of the method of manufacturing the 1, 4-cis-polybutadiene graft-modified using polyacrylamide. 参考例Aに関わるPMMAグラフト化BR150L(グラフト率14.16%)のFT−IRスペクトルである。4 is an FT-IR spectrum of PMMA-grafted BR150L (graft rate: 14.16%) according to Reference Example A. 参考例8に関わるPDMAグラフト化BR150L(グラフト率56.59%)のFT−IRスペクトルである。7 is an FT-IR spectrum of PDMA-grafted BR150L (graft rate 56.59%) according to Reference Example 8. PMMAグラフト化BR150L(比較例1)とPDMAグラフト化BR150L(実施例1)の配合物における加硫特性の比較を示す。A comparison of the vulcanization characteristics of the blends of PMMA grafted BR150L (Comparative Example 1) and PDMA grafted BR150L (Example 1) is shown. PMMAグラフト化BR150L(比較例1)とPDMAグラフト化BR150L(実施例1)の加硫物における網目密度の比較を示す。The comparison of the network density in the vulcanizate of PMMA grafting BR150L (comparative example 1) and PDMA grafting BR150L (example 1) is shown. 加硫促進剤であるCZの補助による加硫の一般的機構を示す。The general mechanism of vulcanization with the aid of CZ, a vulcanization accelerator, is shown. ポリアクリルアミドの存在のもと起こる加硫の提案された機構を示す。2 shows the proposed mechanism of vulcanization occurring in the presence of polyacrylamide.

ポリブタジエン
本発明に係る共役ジエン重合体変性物に用いられるポリブタジエンにおいて、特徴的であるのは高シスポリブタジエン(1,4−シス構造94〜99.9mol%)を適用したことにある。本発明に係る共役ジエン重合体変性物によれば、高シスポリブタジエンを適用することで、シリカ-ゴム相互作用を改善し、分子末端変性と比較して高シス構造のもつ高性能とポリブタジエン主鎖への変性の度合いのバランスを保つことができる。
Polybutadiene The polybutadiene used in the modified conjugated diene polymer according to the present invention is characterized in that high cis polybutadiene (1,4-cis structure 94-99.9 mol%) is applied. . According to the modified conjugated diene polymer according to the present invention, by applying high cis polybutadiene, the silica-rubber interaction is improved, and the high performance of the high cis structure compared to the molecular terminal modification and the polybutadiene main chain. The balance of the degree of denaturation can be maintained.

1,4−シス-ポリブタジエンゴムとしては、市販の宇部興産社製(UBEPOL BR150L)あるいは特殊合成した1,4−シス−ポリブタジエンゴムを使用することが出来るが、これらに限定されるものではない。
該1,4−シス-ポリブタジエンゴムの1,4−シス構造の割合は、好ましくは94〜99.9%であり、より好ましくは94.5〜99%、最も好ましくは95〜98%である。
As the 1,4-cis-polybutadiene rubber, commercially available Ube Industries (UBEPOL BR150L) or specially synthesized 1,4-cis-polybutadiene rubber can be used, but is not limited thereto.
The proportion of 1,4-cis structure of the 1,4-cis-polybutadiene rubber is preferably 94-99.9%, more preferably 94.5-99%, most preferably 95-98%. .

またムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、好ましくは37〜48が好ましく、39〜46がより好ましく、42〜44が特に好ましい。更にゴムのリニアリティー(直鎖性)の指標である5wt%のトルエン溶液粘度(Tcp cps)は、98〜110が好ましく、100〜108がより好ましく、103〜107が特に好ましい。
1,4−シス構造の割合が、94%より低い場合、あるいはTcpが98より低いと、ゴムの粘弾性特性と同様に耐摩耗性も劣るので好ましくない。
The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) is preferably 37 to 48, more preferably 39 to 46, and particularly preferably 42 to 44. Furthermore, the 5 wt% toluene solution viscosity (Tcp cps), which is an index of rubber linearity (linearity), is preferably 98 to 110, more preferably 100 to 108, and particularly preferably 103 to 107.
When the ratio of the 1,4-cis structure is lower than 94%, or when the Tcp is lower than 98, the wear resistance is inferior as well as the viscoelastic properties of rubber, which is not preferable.

その他、適用出来るゴムとしては、加硫可能なゴムを使用する事が可能である。例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、アクリロニトリル−クロロプレンゴム、アクリロニトリル−イソプレンゴム、スチレン−クロロプレンゴム、スチレン−イソプレンゴムなどのジエン系ゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−ブテンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などのエチレン-α-オレフィン系共重合ゴムが挙げられる。これらを単独でもよいし複数組み合わせて使用してもよい。 In addition, as applicable rubber, vulcanizable rubber can be used. For example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butyl rubber (IIR), acrylonitrile-chloroprene rubber, acrylonitrile-isoprene rubber , Ethylene-α- such as diene rubber such as styrene-chloroprene rubber, styrene-isoprene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-butene rubber, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) Examples include olefin copolymer rubber. These may be used alone or in combination.

好ましくは本願発明の狙いでもある高シス構造を持ったゴム成分であり、より好ましくは、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)などである。
特に高シス−ブタジエンゴム(BR)が好ましい。
A rubber component having a high cis structure, which is also an aim of the present invention, is preferable, and natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), and the like are more preferable.
High cis-butadiene rubber (BR) is particularly preferable.

ラジカル開始剤
また、本願発明で用いられるラジカル開始剤は、フリーラジカルを得るために熱分解を経て、1,4−シス-ポリブタジエン主鎖上に炭素ラジカルを発生させるものである。ラジカル開始剤には、有機過酸化物やアゾ化合物類を使用することが出来る。
Radical initiator The radical initiator used in the present invention generates carbon radicals on the 1,4-cis-polybutadiene main chain through thermal decomposition in order to obtain free radicals. As the radical initiator, organic peroxides and azo compounds can be used.

例えば、ジベンゾイルパーオキシド、ジラウロイルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシピバレート、tert−ヘキシルペルオキシピバレート、ジ−n−オクタノイルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、ジクミルペルオキシド、tert−ブチルクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−tert−ブチルペルオキシ−3−ヘキシン、2,4−ジクロロジベンゾイルパーオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシ−ジイソプロピルベンゼン、1,1−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルペルオキシ)バレレート、2,2−ビス(tert−ブチルペルオキシ)ブタン、ジイソブチルペルオキシド、クミルペルオキシネオデカネート、ジ−n−プロピルペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルペルオキシジカーボネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシネオデカネート、ジ(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、1−シクロヘキシルジカーボネート、tert−ヘキシルペルオキシネオデカネート、ジメトキシブチルペルオキシカーボネート、tert−ブチルペルオキシネオデカネート、tert−ヘキシルペルオキシネオカーボネート、ジメトキシブチルペルオキシカーボネート、ジ−(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)ペルオキシドがある。さらに、アゾ化合物類も使用することが出来る。
例えば、1,1’−アゾビス(シアノシクロヘキサン)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)などがある。
For example, dibenzoyl peroxide, dilauroyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxypivalate, tert-hexyl peroxypivalate, di-n-octanoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, dicumyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di-tert-butylperoxy-3-hexyne, 2,4-dichlorodibenzoyl peroxide, di-tert-butylperoxy-diisopropylbenzene, 1, 1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate, 2,2-bis (tert-butylperoxy) butyl , Diisobutyl peroxide, cumyl peroxyneodecanate, di-n-propyl peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, di-sec-butylperoxydicarbonate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanate , Di (4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, 1-cyclohexyldicarbonate, tert-hexylperoxyneodecanate, dimethoxybutylperoxycarbonate, tert-butylperoxyneodecanate, tert-hexylperoxyneocarbonate, dimethoxybutyl There are peroxycarbonates, di- (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide. Furthermore, azo compounds can also be used.
For example, 1,1′-azobis (cyanocyclohexane), 2,2′-azobis (2-methylpropane), 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis (iso Butyronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4) -Dimethylvaleronitrile).

これらラジカル開始剤の中で、ジベンゾイルパーオキシドおよび2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBNと略記)がより好ましい。さらに、AIBNが特に好ましい。 Among these radical initiators, dibenzoyl peroxide and 2,2'-azobis (isobutyronitrile) (abbreviated as AIBN) are more preferable. Furthermore, AIBN is particularly preferred.

安定化ニトロキシドフリーラジカルに含まれる化合物
安定化ニトロキシドフリーラジカルに含まれる化合物は、市販のTEMPOやTEMPO誘導体を使用することが出来る。ここにTEMPOは、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルであり、TEMPO誘導体とは、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(OH−TEMPO)や4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(OXO−TEMPO)である。特にTEMPOの使用が好ましい。
Compound contained in stabilized nitroxide free radical As the compound contained in stabilized nitroxide free radical, commercially available TEMPO and TEMPO derivatives can be used. Here, TEMPO is 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, and the TEMPO derivative is 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (OH—). TEMPO) and 4-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (OXO-TEMPO). The use of TEMPO is particularly preferable.

ラジカル重合可能な極性モノマー
ラジカル重合可能な極性モノマーは、特に限定されるものではないが、アクリルアミド類の使用が好ましい。アクリルアミド類としては、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N−ヘキシルアクリルアミド、N−(イソ−ブトキシメチル)アクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジイソプロピルアクリルアミド、N,N−ジ−n−ブチルアクリルアミド、N,N−ジヘキシルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−エチル−N−ヘキシルアクリルアミドと4−アクリロイルモルフォリン、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N,N−ジイソプロピルメタクリルアミド、N,N−ジ−n−ブチルメタクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ジアセトンアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド、イソ−ブトキシメタアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリルアミドが上げられる。これらを単独であるいは2つ以上組み合わせて使用しても良い。
Polar monomer capable of radical polymerization The polar monomer capable of radical polymerization is not particularly limited, but acrylamides are preferably used. Acrylamides include acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-butylacrylamide, N-hexylacrylamide, N- (iso-butoxymethyl) acrylamide, N-butoxymethylacrylamide, N- Methylolacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-diisopropylacrylamide, N, N-di-n-butylacrylamide, N, N-dihexylacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide N-ethyl-N-hexylacrylamide and 4-acryloylmorpholine, N, N-dimethylaminoethylacrylamide, methacrylamide, N-methylmethacrylamide, N, N Dimethylmethacrylamide, N, N-diethylmethacrylamide, N, N-diisopropylmethacrylamide, N, N-di-n-butylmethacrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, diacetone acrylamide, N- ( 2-hydroxypropyl) methacrylamide, iso-butoxymethacrylamide, dimethylaminoethylmethacrylamide. You may use these individually or in combination of 2 or more.

溶媒
本願発明において制御ラジカルグラフト共重合をする際に、1,4−シス-ポリブタジエンを溶解する溶媒としては、芳香族炭化水素類が好ましく、特にベンゼン、トルエンおよびキシレンが好ましく、最も好ましくはトルエンである。
Solvent When the controlled radical graft copolymerization is carried out in the present invention, the solvent for dissolving 1,4-cis-polybutadiene is preferably an aromatic hydrocarbon, particularly preferably benzene, toluene and xylene. Preferably it is toluene.

1,4−シス-ポリブタジエンの主鎖同士を架橋することなく、かつ分子鎖の長さを制御したポリアクリルアミドを用いてグラフト変性した1,4−シス-ポリブタジエンを製造する方法を、図1に示す。以下に操作の手順示す。 FIG. 1 shows a method for producing 1,4-cis-polybutadiene which is graft-modified using polyacrylamide which does not crosslink main chains of 1,4-cis-polybutadiene and whose molecular chain length is controlled. Show. The operation procedure is shown below.

(反応操作方法)
(1)均一のゴム溶液が得られるまで、1,4−シス-ポリブタジエンを芳香族炭化水素溶媒に溶解する。
(2)所望のグラフト変性共重合温度にて前述した熱分解性ラジカル開始剤により水素引き抜きを経由して1,4−シス-ポリブタジエン主鎖上に炭素ラジカルを発生させる。
この段階で、分子安定ニトロキシドフリーラジカルを含む化合物あるいはTEMPO誘導体が、可逆反応にて炭素ラジカルを消滅させるために1,4−シス-ポリブタジエン主鎖上の炭素ラジカルを攻撃する。
(3)所望の重合時間にてゴム溶液中の1,4−シス-ポリブタジエン主鎖を、グラフト共重合を行うためにアクリルアミドモノマーを加える。
(4)所望のポリアクリルアミドのホモポリマーとグラフトした1,4−シス-ポリブタジエンを含んだゴム溶液を大容量のメタノールを用いて沈殿させる。それをろ過、乾燥する。
(5)室温で大容量のメタノール中の攪拌にてグラフトした1,4−シス-ポリブタジエンからポリアクリルアミドのホモポリマーを簡単に抽出する。
得られたグラフト化1,4−シス-ポリブタジエン生成物は、ポリアクリルアミド含量、グラフト率、分子量、分子量分布、ゲル量などの諸物性が評価された。
(Reaction operation method)
(1) Dissolve 1,4-cis-polybutadiene in an aromatic hydrocarbon solvent until a uniform rubber solution is obtained.
(2) A carbon radical is generated on the 1,4-cis-polybutadiene main chain via hydrogen abstraction by the above-described thermally decomposable radical initiator at a desired graft-modified copolymerization temperature.
At this stage, a compound containing a molecular stable nitroxide free radical or a TEMPO derivative attacks the carbon radical on the 1,4-cis-polybutadiene main chain in order to extinguish the carbon radical by a reversible reaction.
(3) Add acrylamide monomer to graft copolymerize 1,4-cis-polybutadiene main chain in rubber solution at desired polymerization time.
(4) A rubber solution containing 1,4-cis-polybutadiene grafted with a desired polyacrylamide homopolymer is precipitated using a large volume of methanol. It is filtered and dried.
(5) A polyacrylamide homopolymer is easily extracted from 1,4-cis-polybutadiene grafted by stirring in a large volume of methanol at room temperature.
The obtained grafted 1,4-cis-polybutadiene product was evaluated for various physical properties such as polyacrylamide content, graft ratio, molecular weight, molecular weight distribution, and gel amount.

トルエン溶液中の1,4−シス-ポリブタジエンゴムの濃度は、制御されたグラフト共重合に大いに影響を及ぼす重要な要素である。好ましいゴム濃度は、0.015〜0.07g/ml、より好ましくは0.02〜0.06g/ml,最も好ましくは0.025〜0.045g/mlである。
0.07g/ml以上のゴム濃度では、粘度が高すぎるために不均一な重合溶液となるため好ましくない。特に制御できないグラフト共重合体や高すぎるゲル含量の原因になる。
逆に0.015g/ml以下では、ゴム濃度が低すぎるためグラフト率が低くなり、あるいは溶液中のゴムにグラフトするモノマーの反応率が、均一重合速度より低くなるため好ましくない。
The concentration of 1,4-cis-polybutadiene rubber in the toluene solution is an important factor that greatly affects controlled graft copolymerization. The preferred rubber concentration is 0.015 to 0.07 g / ml, more preferably 0.02 to 0.06 g / ml, and most preferably 0.025 to 0.045 g / ml.
A rubber concentration of 0.07 g / ml or more is not preferable because the viscosity is too high, resulting in a non-uniform polymerization solution. This can cause uncontrollable graft copolymers and too high gel content.
On the other hand, if it is 0.015 g / ml or less, the rubber concentration is too low, the grafting rate becomes low, or the reaction rate of the monomer grafted onto the rubber in the solution becomes lower than the uniform polymerization rate, which is not preferable.

グラフト共重合の温度は理論的に、前述のラジカル開始剤がフリーラジカルを発生するのに1時間で初期量の半分が分解する温度(T(℃)1-h t1/2)である。本願発明では、グラフト共重合の好ましい温度は、70〜100℃、より好ましくは75〜95℃、特に好ましくは80〜90℃である。
温度が100℃以上では、重合で使用される芳香族炭化水素溶媒の沸点に近くなり、ガラス反応器内での突沸や圧力上昇の原因となるので好ましくない。逆に温度が70℃よりも低すぎると、発生ラジカルの数が少なすぎて、グラフト共重合の効率が低下する原因となる。
The temperature of the graft copolymerization is theoretically a temperature (T (° C.) 1−h t 1/2 ) at which half of the initial amount decomposes in 1 hour for the radical initiator to generate free radicals. In this invention, the preferable temperature of graft copolymerization is 70-100 degreeC, More preferably, it is 75-95 degreeC, Most preferably, it is 80-90 degreeC.
If the temperature is 100 ° C. or higher, it is not preferable because it is close to the boiling point of the aromatic hydrocarbon solvent used in the polymerization, which causes bumping in the glass reactor and pressure increase. On the other hand, when the temperature is too lower than 70 ° C., the number of generated radicals is too small, and the efficiency of graft copolymerization is lowered.

1,4−シス-ポリブタジエン主鎖上のグラフトサイトの数は、1〜5mol%が良く、2〜4mol%がより好ましく、2.5〜3mol%が特に好ましい。1mol%より少ないグラフトサイト数では、グラフト共重合の効果が低く、1,4−シス-ポリブタジエンにグラフトしたポリアクリルアミドの量が少なくなる。そのため、ゴム中の極性の増加が期待できない。これに反して、5mol%より多いグラフトサイト数では、ゴム主鎖間で制御不能のゲル化おこり、その結果ゲルが大量発生するので好ましくない。 The number of graft sites on the 1,4-cis-polybutadiene main chain is preferably 1 to 5 mol%, more preferably 2 to 4 mol%, and particularly preferably 2.5 to 3 mol%. When the number of graft sites is less than 1 mol%, the effect of graft copolymerization is low, and the amount of polyacrylamide grafted to 1,4-cis-polybutadiene is reduced. Therefore, an increase in polarity in the rubber cannot be expected. On the other hand, if the number of graft sites is more than 5 mol%, uncontrollable gelation occurs between the rubber main chains, and as a result, a large amount of gel is generated, which is not preferable.

グラフトサイトに対するラジカル開始剤のモル比(開始剤/グラフトサイト)は、通常0.5〜1.5が好ましく、0.7〜1.2が特に好ましい。 The molar ratio of the radical initiator to the graft site (initiator / graft site) is usually preferably from 0.5 to 1.5, particularly preferably from 0.7 to 1.2.

ラジカル開始剤に対するTEMPOあるいはTEMPO誘導体のモル比(TEMPO/開始剤)は、0.7〜1.5がよく、1.0〜1.2が特に好ましい。TEMPO/開始剤のモル比が1.0〜1.2の間、共重合速度(アクリルアミドモノマーの転化率)とリビング重合的特性を持つグラフト共重合の制御可能性との間のバランスをとる最適条件になる。 The molar ratio of TEMPO or TEMPO derivative to the radical initiator (TEMPO / initiator) is preferably 0.7 to 1.5, particularly preferably 1.0 to 1.2. Optimum balance between TEMPO / initiator molar ratio of 1.0-1.2, copolymerization rate (acrylamide monomer conversion) and controllability of graft copolymerization with living polymerization properties It becomes a condition.

グラフトサイトに対するアクリルアミドのモル比あるいは重合度(DPn)は、1,4−シス-ポリブタジエン主鎖にグラフトしたポリアクリルアミドの所望の分子長さに対する理論的数値である。
本願発明では、1,4−シス-ポリブタジエン主鎖にグラフトしたポリアクリルアミドの短鎖の構造は、グラフトサイトの数に相対的に近い分岐鎖の数あるいは分岐鎖の分散性を持っていることが好ましい。
更に、好ましいグラフトサイトに対するモノマーのモル比(DPn)は、20〜150の範囲であり、より好ましくは40〜120、特に好ましくは50〜100である。
The molar ratio of acrylamide to graft site or degree of polymerization (DPn) is a theoretical value for the desired molecular length of polyacrylamide grafted to the 1,4-cis-polybutadiene backbone.
In the present invention, the structure of the short chain of polyacrylamide grafted on the 1,4-cis-polybutadiene main chain may have the number of branched chains or the dispersibility of the branched chains relatively close to the number of graft sites. preferable.
Furthermore, the molar ratio (DPn) of the monomer to the preferred graft site is in the range of 20 to 150, more preferably 40 to 120, and particularly preferably 50 to 100.

DPnの値が20より小さいと、グラフトしたポリアクリルアミドの短鎖が短すぎてしまい、1,4−シス-ポリブタジエン主鎖での極性増大の効果が低くなるため好ましくない。
一方、DPnの値が150より大きいと、グラフトしたポリアクリルアミドの短鎖が長すぎてしまい、その結果グラフト側鎖が硬くなるため、加硫工程での障害になる。また、あまりにも硬すぎるグラフト側鎖は、エラストマーの重要な特性を失わせる原因ともなり、好ましくない。
If the value of DPn is less than 20, the short chain of the grafted polyacrylamide is too short, and the effect of increasing the polarity in the 1,4-cis-polybutadiene main chain is reduced, which is not preferable.
On the other hand, if the value of DPn is larger than 150, the short chain of the grafted polyacrylamide is too long, and as a result, the graft side chain becomes hard, which becomes an obstacle in the vulcanization process. Also, too hard graft side chains can cause loss of important properties of the elastomer and are not preferred.

ラジカル開始剤としてAIBNを用いたグラフト共重合の具体例を表1に示す。 Specific examples of graft copolymerization using AIBN as a radical initiator are shown in Table 1.

表1において、AIBNを使ったグラフト共重合の結果から前述のグラフト共重合条件では、ポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)(PDMA)グラフト化1,4−シス-ポリブタジエン(PDMA−グラフト化BR150L)がよく制御されたグラフト共重合体であった。グラフト化BR150Lの数平均分子量(Mn)が4,800〜52,000の範囲で増加する結果となっている。重量平均分子量(Mw)は2,000〜273,000の範囲で増加している。さらに、分子量分布(MWD)は2.0〜2.9の範囲となっている。 In Table 1, from the results of graft copolymerization using AIBN, poly (N, N-dimethylacrylamide) (PDMA) grafted 1,4-cis-polybutadiene (PDMA-grafted BR150L) under the aforementioned graft copolymerization conditions Was a well-controlled graft copolymer. As a result, the number average molecular weight (Mn) of the grafted BR150L increases in the range of 4,800 to 52,000. The weight average molecular weight (Mw) increases in the range of 2,000 to 273,000. Furthermore, the molecular weight distribution (MWD) is in the range of 2.0 to 2.9.

ゲル量を0.2wt%以下にするような条件では、1,4−シス-ポリブタジエンにグラフトしているポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)の最大含有量が48.67%、グラフト率 (Percent Grafting, PG) が94.82%であり、参考例Aのポリ(メチルメタクリレート)グラフト化1,4−シス−ポリブタジエン(PMMA−グラフト化BR150L)よりかなり効率が高かった。よく制御されたグラフト共重合体では、TEMPO/開始剤のモル比の増加を伴ってゲル量の減少が得られる。ポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)のグラフト率 (PG)は、グラフトサイト数、DMA/グラフトサイトのモル比 (DPn)の増加を伴って増加を示すが、TEMPO/AIBNのモル比の増加を伴って、急激な減少を示す。 Under the condition that the gel amount is 0.2 wt% or less, the maximum content of poly (N, N-dimethylacrylamide) grafted to 1,4-cis-polybutadiene is 48.67%, the graft ratio (Percent Grafting, PG) was 94.82%, which was considerably more efficient than the poly (methyl methacrylate) grafted 1,4-cis-polybutadiene (PMMA-grafted BR150L) of Reference Example A. For well-controlled graft copolymers, a decrease in gel amount is obtained with an increase in the TEMPO / initiator molar ratio. The graft ratio (PG) of poly (N, N-dimethylacrylamide) increases with the increase in the number of graft sites and the molar ratio of DMA / graft sites (DPn), but the increase in the molar ratio of TEMPO / AIBN. Along with this, it shows a sharp decrease.

本願発明における、好ましいグラフト率 (Percent Grafting, PG)は、30〜100%であり、40〜80%がより好ましく、50〜70%が特に好ましい。
上記PGの範囲での変性ゴムを使用することで、理想的なスコーチ安全性を示す加硫挙動を得ることができる。
しかしながら、PGが30%より低いと、加硫初期での加硫速度が速すぎるためスコーチ安全性が劣り、かつ加硫後期での加硫速度が遅くなり、経済的なプロセスでの加硫を創出することが難しい。
一方、PGが100%より高いと弾性や耐摩耗性などのエラストマーの重要な特性を失わせる原因のようなことが生ずるので好ましくない。
The preferred graft ratio (Percent Grafting, PG) in the present invention is 30 to 100%, more preferably 40 to 80%, and particularly preferably 50 to 70%.
By using a modified rubber in the above PG range, a vulcanization behavior showing ideal scorch safety can be obtained.
However, if PG is lower than 30%, the vulcanization speed at the initial stage of vulcanization is too fast, so that the safety of the scorch is inferior, and the vulcanization speed at the late stage of vulcanization is slowed down. It is difficult to create.
On the other hand, if PG is higher than 100%, it may be a cause of losing important properties of the elastomer such as elasticity and wear resistance, which is not preferable.

ゲル量を0.02wt%以下では、1,4−シス−ポリブタジエンにグラフトしているポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)の最大含量は48.67%、最大グラフト率は、94.82%である。 When the gel amount is 0.02 wt% or less, the maximum content of poly (N, N-dimethylacrylamide) grafted on 1,4-cis-polybutadiene is 48.67%, and the maximum graft ratio is 94.82%. is there.

図2は、参考例A(グラフト率14.16%)におけるポリ(メチルメタクリレート)グラフト化1,4−シス−ポリブタジエン(PMMA−グラフト化BR150L)と未変性1,4−シス−ポリブタジエン(BR150L)のFT−IRスペクトルを比較して示したものである。
グラフトしたポリメチルメタクリレートのC=O伸縮振動が1734cm−1に観測されている。
FIG. 2 shows poly (methyl methacrylate) grafted 1,4-cis-polybutadiene (PMMA-grafted BR150L) and unmodified 1,4-cis-polybutadiene (BR150L) in Reference Example A (graft rate 14.16%). 2 shows a comparison of FT-IR spectra.
The C = O stretching vibration of the grafted polymethylmethacrylate is observed at 1734 cm- 1 .

図3は、参考例8(グラフト率56.59%)におけるポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)グラフト化1,4−シス−ポリブタジエン(PDMA−グラフト化BR150L)と未変性1,4−シス−ポリブタジエン(BR150L)のFT−IRスペクトルを比較して示したものである。
グラフトしたポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)のC=O伸縮振動が1635cm−1に観測されているが、1,4−シス−ポリブタジエンの主鎖のC=C伸縮振動のピークと重なっている。しかし、グラフトしたポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)の
C−N−C伸縮振動は1155cm−1に単独で観測されている。
FIG. 3 shows poly (N, N-dimethylacrylamide) grafted 1,4-cis-polybutadiene (PDMA-grafted BR150L) and unmodified 1,4-cis- in Reference Example 8 (graft rate 56.59%). The FT-IR spectrum of polybutadiene (BR150L) is shown in comparison.
The C = O stretching vibration of the grafted poly (N, N-dimethylacrylamide) is observed at 1635 cm −1 , but overlaps the peak of C = C stretching vibration of the main chain of 1,4-cis-polybutadiene. . However, the C—N—C stretching vibration of the grafted poly (N, N-dimethylacrylamide) is observed alone at 1155 cm −1 .

(ポリアクリルアミドグラフト化1,4−シス-ポリブタジエンを含んだシリカ配合ゴム組成物)
表2にシリカ配合ゴム組成物の配合成分およびその量を示す。ここに、「phr」は「重量部」であり、エラストマーあるいはゴムの重量100に対する重量の割合である。
(Silica-containing rubber composition containing polyacrylamide grafted 1,4-cis-polybutadiene)
Table 2 shows the components and amounts of the silica-containing rubber composition. Here, “phr” is “part by weight” and is the ratio of the weight of the elastomer or rubber to 100 weight.

(A)ポリアクリルアミドグラフト化1,4−シス-ポリブタジエンの量としては、1〜50重量部が良く、5〜30重量部がより好ましく、8〜25重量部が特に好ましい。
1重量部未満のポリアクリルアミドグラフト化1,4−シス-ポリブタジエンは、ゴム組成物中におけるアクリルアミドの極性の効果が無い。一方、50重量部より多くなると耐摩耗性が悪くなる原因となる。
(A) The amount of polyacrylamide grafted 1,4-cis-polybutadiene is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight, and particularly preferably 8 to 25 parts by weight.
Less than 1 part by weight of polyacrylamide grafted 1,4-cis-polybutadiene has no effect on the polarity of acrylamide in the rubber composition. On the other hand, if it exceeds 50 parts by weight, it will cause the wear resistance to deteriorate.

(B)(A)以外の加硫可能なゴムとしては、天然ゴムあるいは1,4−シス-ポリイソプレン、1,4−シス-ポリブタジエンなどが好ましく、特に天然ゴムと1,4−シス-ポリブタジエンの混合物が好ましい。その混合物の使用量は、50〜99重量部が良く、より好ましくは70〜95重量部、特に好ましくは75〜92重量部である。また、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、40〜100が好ましく、50〜80がより好ましく、60〜70が特に好ましい。 (B) The vulcanizable rubber other than (A) is preferably natural rubber or 1,4-cis-polyisoprene, 1,4-cis-polybutadiene, and particularly natural rubber and 1,4-cis-polybutadiene. Is preferred. The amount of the mixture used is preferably 50 to 99 parts by weight, more preferably 70 to 95 parts by weight, and particularly preferably 75 to 92 parts by weight. The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) is preferably 40 to 100, more preferably 50 to 80, and particularly preferably 60 to 70.

前記(B)にて記載の(A)以外の天然ゴムと1,4−シス-ポリブタジエンの混合物に含まれる1,4−シス-ポリブタジエンの量は、前記混合物に対して10〜90wt%が良く、20〜70wt%がより好ましく、30〜60wt%が特に好ましい。さらに、1,4−シス-ポリブタジエンのミクロ構造は1,4−シス構造が80〜98%、1,2−ビニル構造が1〜19%であることが好ましい。また、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、10〜70が好ましく、30〜60がより好ましい。
例えば、1,4−シス-ポリブタジエンは市販の1,4−シス-ポリブタジエンに限定されず、コバルト(II)オクトエートのようなコバルト系触媒とジエチルアルミニウムクロリドのような有機アルミニウム化合物の存在下、1,3−ブタジエンを溶液重合して得られたものを使用しても良い。
The amount of 1,4-cis-polybutadiene contained in the mixture of natural rubber other than (A) described in (B) and 1,4-cis-polybutadiene is preferably 10 to 90 wt% with respect to the mixture. 20 to 70 wt% is more preferable, and 30 to 60 wt% is particularly preferable. Further, the 1,4-cis-polybutadiene microstructure is preferably 80-98% for the 1,4-cis structure and 1-19% for the 1,2-vinyl structure. Moreover, 10-70 are preferable and, as for Mooney viscosity (ML1 + 4,100 degreeC), 30-60 are more preferable.
For example, 1,4-cis-polybutadiene is not limited to commercially available 1,4-cis-polybutadiene, but in the presence of a cobalt-based catalyst such as cobalt (II) octoate and an organoaluminum compound such as diethylaluminum chloride. , 3-Butadiene obtained by solution polymerization may be used.

(C)ゴム補強剤としては、無機系ゴム補強剤および有機系ゴム補強剤のいずれの補強材も適用することが出来る。無機系ゴム補強剤としては、沈降シリカ、金属酸化物、アルカリ金属塩およびカーボンブラックである。しかし、これらに限定されるものではない。有機系ゴム補強剤としては、例えば、繊維状の1,2−ポリブタジェンである。しかし、これに限定されるものではない。 (C) As a rubber reinforcing agent, any reinforcing material of an inorganic rubber reinforcing agent and an organic rubber reinforcing agent can be applied. Inorganic rubber reinforcing agents include precipitated silica, metal oxides, alkali metal salts, and carbon black. However, it is not limited to these. An example of the organic rubber reinforcing agent is fibrous 1,2-polybutadiene. However, it is not limited to this.

ゴム補強剤としては、上述した各補強剤を単独で用いる以外に、2種数以上を組み合わせても良い。例えば、シリカとカーボンブラックを併用して用いても良い。 As the rubber reinforcing agent, two or more kinds may be combined in addition to the above-described reinforcing agents used alone. For example, silica and carbon black may be used in combination.

ゴム補強剤がシリカの場合、沈殿シリカの使用が最も好ましく、特にケイ酸ナトリウムのような可溶ケイ酸の酸性化によって得られるものが好ましい。さらに、上述のようにこれらのシリカをカーボンブラックと組み合わせても良い。 When the rubber reinforcing agent is silica, the use of precipitated silica is most preferred, particularly those obtained by acidification of soluble silicic acid such as sodium silicate. Furthermore, as described above, these silicas may be combined with carbon black.

沈降シリカを使用する場合、使用する量は、20〜80重量部が良く、30〜70重量部がより好ましい。また、沈降シリカのBET比表面積は100〜300m/gであり、粒径0.01〜0.1ミクロンであることが好ましい。
沈降シリカの比表面積が高すぎると加工段階や加硫後にゴムマトリクス中で凝集が起こりやすいので好ましくない。
When using precipitated silica, the amount used is preferably 20 to 80 parts by weight, and more preferably 30 to 70 parts by weight. The precipitated silica has a BET specific surface area of 100 to 300 m 2 / g and preferably a particle size of 0.01 to 0.1 microns.
If the specific surface area of the precipitated silica is too high, aggregation is likely to occur in the rubber matrix after the processing step or vulcanization, which is not preferable.

本願発明で使用される沈降シリカあるいは業界で一般にゴム配合物として使用される沈降シリカは、ケイ酸ナトリウムのような可溶性ケイ酸塩の酸化性によって得られるものであることが好ましい。
様々な市販の沈降シリカが利用でき、特にPPG社製のシリカ、Hi−Silの商標で知られるRhodia社製のZ1165MPやZ165GRのシリカ、さらにEvonik(Degussa AG)社製でVN2やVN3(商標Nipsilで知られる東ソ社製VN3を含む)で知られるシリカを使用することが出来る。
The precipitated silica used in the present invention or the precipitated silica generally used in the industry as a rubber compound is preferably obtained by the oxidizability of a soluble silicate such as sodium silicate.
Various commercially available precipitated silicas are available, in particular PPG silica, Rhodia Z1165MP and Z165GR silica known under the Hi-Sil trademark, and Evonik (Degussa AG) VN2 and VN3 (trademark Nippon). Silica known from Tosoh Corporation VN3 known to

シリカ表面上のシラノール基をもつ結合を形成する時のシラン部分とエラストマーに相互作用を及ぼす際の2〜6の反応硫黄原子をもつポリスルフィド部分をもつシランカップリング剤の量としては、1〜10重量部が良く、1〜5重量部がより好ましい。   The amount of the silane coupling agent having a polysulfide moiety having 2 to 6 reactive sulfur atoms in interacting with the elastomer and the silane moiety when forming a bond having a silanol group on the silica surface is 1 to 10 Part by weight is good, and 1 to 5 parts by weight is more preferable.

本願発明では使用するシランカップリング剤の量を、シリカ配合ゴム組成物に通常使用するケースと比較して、減らすことが出来る利点がある。
一方、シランカップリング剤の量が10重量部より多すぎると、複合化の段階で架橋が進みすぎて、甚大な結果をもたらす為、良くない。更に、シランカップリング剤の量が1重量部より少ないと、ゴムマトリクス中にシリカが分散しにくくなる原因となり、好ましくない。
In this invention, there exists an advantage which can reduce the quantity of the silane coupling agent to be used compared with the case normally used for a silica compounding rubber composition.
On the other hand, if the amount of the silane coupling agent is more than 10 parts by weight, the crosslinking proceeds too much at the stage of compositing, resulting in enormous results. Furthermore, if the amount of the silane coupling agent is less than 1 part by weight, it becomes difficult to disperse the silica in the rubber matrix, which is not preferable.

シランカップリング剤は、一般に市販のものを使用することができる。例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド,ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド,ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド,ビス(2−トリエトキシシリルプロピル) テトラスルフィド,ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド,ビス(2−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド,3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン,3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン,2−メルカプトエチルトリメトキシシラン,2−メルカプトエチルトリエトキシシラン,3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド,3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド,2−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド,3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド,3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド,3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド,3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドがあげられるが、これらに限定されるものではない。これらのシランカップリング剤を単独で用いるだけでなく、複数組み合わせて用いても良い。この中でも特に、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドの使用が好ましい。 A commercially available silane coupling agent can be generally used. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercapto Ethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide 2-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate Examples thereof include, but are not limited to, monosulfide and 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide. These silane coupling agents may be used alone or in combination. Among these, the use of bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide is particularly preferable.

その他使用するものとしては、ゴムの複合化や加硫段階で一般に使用されるものを用いることが出来る。例えば、プロセスオイル、酸化亜鉛、ステアリン酸、酸化防止剤、加硫促進剤およびイオウのような加硫剤である。プロセスオイルとしては、パラフィンオイル、ナフテンオイルやアロマオイルが用いられるが、これらに限定されるものではない。この中でもアロマオイルが最も使用に好ましく、ゴム組成物の引張強さ、耐摩耗性など、優れた物性を維持することが可能である。
さらに、使用する量としては1〜50重量部が良く、5〜30重量部がより好ましい。
As other materials to be used, those generally used in rubber compounding and vulcanization stages can be used. For example, vulcanizing agents such as process oil, zinc oxide, stearic acid, antioxidants, vulcanization accelerators and sulfur. As the process oil, paraffin oil, naphthenic oil or aroma oil is used, but is not limited thereto. Among these, aroma oil is most preferable for use, and excellent physical properties such as tensile strength and abrasion resistance of the rubber composition can be maintained.
Furthermore, the amount used is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight.

加硫剤としてはイオウが用いられるが、イオウに限定されるものでなく他の加硫剤も使用が可能である。使用量としては、0.1〜10重量部、より好ましくは1〜5重量部である。加硫剤の量が10重量部より多すぎると加硫が進みすぎてしまい、ゴムの弾性が失われるので良くない。一方、加硫剤の量が0.1重量部より少なすぎると、加硫不足による引張強度や耐摩耗性などの物性が十分得られないので良くない。   Sulfur is used as the vulcanizing agent, but is not limited to sulfur, and other vulcanizing agents can be used. As a usage-amount, it is 0.1-10 weight part, More preferably, it is 1-5 weight part. If the amount of the vulcanizing agent is more than 10 parts by weight, the vulcanization proceeds too much and the elasticity of the rubber is lost. On the other hand, if the amount of the vulcanizing agent is less than 0.1 parts by weight, physical properties such as tensile strength and wear resistance due to insufficient vulcanization cannot be obtained, which is not good.

加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチオゾール(Mと略す)、ジベンジルゾチアジルジスルフィド(DMと略す)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(CZと略す)およびジフェニルグアニジン(Dと略す)などであるが、これらに限定されるものではない。この中でも特に、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(CZ)およびジフェニルグアニジン(D)の使用が好ましい。
使用する量としては、0.1〜5重量部がよく、1〜3重量部がより好ましい。
Examples of the vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiozole (abbreviated as M), dibenzylzothiazyl disulfide (abbreviated as DM), N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide (abbreviated as CZ) and diphenyl. Examples include, but are not limited to, guanidine (abbreviated as D). Of these, the use of N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide (CZ) and diphenylguanidine (D) is particularly preferred.
The amount used is preferably 0.1 to 5 parts by weight, and more preferably 1 to 3 parts by weight.

図5は、加硫促進助剤としての酸化亜鉛/ステアリン酸と、加硫促進剤としてのCZ/Dの存在のもと起こるゴムの加硫の一般に知られている機構を示している(非特許文献1)。全体的な加硫の速度を制御する重要な段階は、(a)の生成と(b)の生成の過程である。一般に、この段階がスコーチ安全時間に関係してくるためこの段階での(a)の生成速度はできるだけ遅いほうが好ましい。一方、この段階での(b)の生成速度は加硫速度に関係してくるためできるだけ速いほうが好ましい。全体的には速い加硫速度が高い生産性につながる。   FIG. 5 shows a generally known mechanism of rubber vulcanization that occurs in the presence of zinc oxide / stearic acid as a vulcanization accelerator and CZ / D as a vulcanization accelerator (non- Patent Document 1). An important step in controlling the overall vulcanization rate is the process of producing (a) and (b). Generally, since this stage relates to the scorch safety time, it is preferable that the generation rate of (a) at this stage is as slow as possible. On the other hand, the production rate of (b) at this stage is preferably as fast as possible because it is related to the vulcanization rate. Overall, fast vulcanization speeds lead to high productivity.

(I)混合工程(第1ゴム組成物)
混合工程において、加硫剤および加硫促進剤を除く全成分は、プラストミルのような密閉式混合機で90℃、5分以内にて混合される。その後直ちに、混合物がミキシングロールを使用して30〜60℃の温度範囲にて冷却後、シート状に形成される。シート状のゴム組成物のサンプルを用いて、ムーニー粘度が測定される。
シリカ配合ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、110〜150が好ましく、120〜135がより好ましい。
(I) Mixing step (first rubber composition)
In the mixing step, all components except the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are mixed within 90 minutes at 90 ° C. in a closed mixer such as plastmill. Immediately thereafter, the mixture is formed into a sheet shape after cooling in a temperature range of 30 to 60 ° C. using a mixing roll. The Mooney viscosity is measured using a sheet-like rubber composition sample.
The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of the silica-containing rubber composition is preferably 110 to 150, more preferably 120 to 135.

(II)加硫予備工程(第2ゴム組成物)
前述した混合工程から得られたシリカ配合ゴム組成物のシートは、30〜60℃の温度範囲でミキシングロールを使用して、イオウのような加硫剤や加硫促進剤とともに混合したものである。加硫予備工程におけるゴム組成物は、シート状に引かれ、そのサンプルはムーニー粘度(ML1+4,100℃)、RPA−2000における150℃での最適加硫点(2%、5%、10%、50%、90%加硫での時間)および加硫中のtanδの測定がなされる。
(II) Vulcanization preliminary process (second rubber composition)
The sheet | seat of the silica compounding rubber composition obtained from the mixing process mentioned above mixes with a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator like sulfur using a mixing roll in the temperature range of 30-60 degreeC. . The rubber composition in the vulcanization preliminary process is drawn into a sheet, and the sample is Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.), the optimal vulcanization point at 150 ° C. in RPA-2000 (2%, 5%, 10%) , 50%, 90% vulcanization time) and tan δ during vulcanization.

加硫予備工程による第2ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、混合工程から得られた第1化合物のムーニー粘度より減少し、その値は、60〜110、より好ましくは70〜100である。加硫予備工程による第2ゴム組成物の150℃での90%加硫での時間(t90)は、5〜15分間が良く、より好ましくは7〜12分間である。 The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of the second rubber composition in the preliminary vulcanization process is smaller than the Mooney viscosity of the first compound obtained from the mixing process, and its value is 60 to 110, more preferably 70. ~ 100. The time (t 90 ) for 90% vulcanization at 150 ° C. of the second rubber composition in the vulcanization preliminary step is preferably 5 to 15 minutes, more preferably 7 to 12 minutes.

表3及び図4に示された結果より、参考例8であるPDMA−g−BR150Lを含むゴム組成物 (実施例1)は、基準値であるBR150L(比較例2)と比較して、2%、5%、10%加硫時間が明らかに遅く、50%と90%加硫時間は比較的速い時間であり、非常に優れた加硫特性を示した。このことは長いスコーチ安全時間と速い全体的な加硫速度との良好なバランスを示唆している。本願発明におけるPDMA−g−BR150Lを含むゴム組成物は、スコーチ防止剤(加硫遅延剤)と加硫促進剤としての両方の機能を保持していることがわかる。
一方、参考例AであるPMMA−g−BR150L(比較例1)を含むゴム組成物はこれとは逆の加硫特性を示した。参考例であるBR150Lの加硫特性と比較すると2%、5%、10%加硫時間がわずかに速いが、50%と90%では明らかに遅い加硫時間が確認された。通常、これはゴム加工業界においては好ましくない加硫特性である。
From the results shown in Table 3 and FIG. 4, the rubber composition (Example 1) containing PDMA-g-BR150L which is Reference Example 8 is 2 in comparison with BR150L (Comparative Example 2) which is the reference value. %, 5% and 10% vulcanization times were obviously slow, 50% and 90% vulcanization times were relatively fast and showed very good vulcanization characteristics. This suggests a good balance between long scorch safety time and fast overall vulcanization rate. It can be seen that the rubber composition containing PDMA-g-BR150L in the present invention retains both functions as a scorch inhibitor (vulcanization retarder) and a vulcanization accelerator.
On the other hand, the rubber composition containing PMMA-g-BR150L (Comparative Example 1), which is Reference Example A, exhibited vulcanization characteristics opposite to this. Compared with the vulcanization characteristics of BR150L as a reference example, the vulcanization time was slightly faster by 2%, 5%, and 10%, but obviously slow vulcanization time was confirmed at 50% and 90%. This is usually a vulcanization characteristic that is not desirable in the rubber processing industry.

図6は、PDMA−g−BR150Lの存在のもとで加硫促進助剤である酸化亜鉛/ステアリン酸と加硫促進剤であるCZ/Dと起こるゴムの加硫の提案された機構を示している。PDMAのアミド基は酸化亜鉛に配位されやすく、(a)の生成を妨害もしくは生成速度を遅らせることが示唆される。しかしながら、その間、(a)の生成が完了した後にPDMAのアミド基は(b)の生成速度を速めさせ又(b)の亜鉛錯体を安定させて、ジエンベースのゴムからのアリル水素引抜作用により加硫段階がさらに進行し、CZのシクロヘキシルアミンの官能基と同様に機能し、加硫速度を速める効果を示している。    FIG. 6 shows the proposed mechanism of rubber vulcanization occurring in the presence of PDMA-g-BR150L with vulcanization accelerators zinc oxide / stearic acid and vulcanization accelerator CZ / D. ing. The amide group of PDMA is likely to be coordinated to zinc oxide, suggesting that it interferes with or slows down the formation of (a). In the meantime, however, after the formation of (a) is completed, the amide group of PDMA increases the formation rate of (b) and stabilizes the zinc complex of (b), resulting in an allyl hydrogen abstraction action from the diene-based rubber. The vulcanization stage further proceeds, functions similarly to the functional group of cyclohexylamine of CZ, and shows the effect of increasing the vulcanization speed.

(III)加硫工程およびシリカ配合ゴム加流物の物性
表3にPDMA−g−BR150Lを含んだシリカ配合ゴム組成物の物性を示す。
(III) Vulcanization Step and Physical Properties of Silica Compound Rubber Vulcanized Material Table 3 shows the physical properties of the silica compound rubber composition containing PDMA-g-BR150L.

加硫予備工程による第2ゴム組成物は、加硫時間の測定をした150℃でプレス成形される。生成したゴム加流物サンプルは、温度掃引、引張張力、網目密度、粘弾性特性などの物性が測定される。 The 2nd rubber composition by a vulcanization preliminary process is press-molded at 150 degreeC which measured the vulcanization time. The rubber added material sample thus produced is measured for physical properties such as temperature sweep, tensile tension, network density, and viscoelastic properties.

図5は、BR150L(比較例2)とPMMA−g−BR150L(比較例1)のゴム加硫物と比較された本願発明(実施例1)におけるPDMA−g−BR150Lが含まれたゴム加硫物の網目密度の結果を示している。   FIG. 5 shows rubber vulcanization containing PDMA-g-BR150L in the present invention (Example 1) compared with rubber vulcanizates of BR150L (Comparative Example 2) and PMMA-g-BR150L (Comparative Example 1). The result of the mesh density of the object is shown.

PDMA−g−BR150L(実施例1)が含まれるゴム加硫物の網目密度は比較例2であるBR150Lよりも高い値であった(およそ29%程度高い)。この結果は、前述したような全体的に速い加硫速度に一致する。同一のゴム組成物においても共に、高い網目密度は架橋ネットワークの高い度合いを明らかに示しており、これはまたポリスルフィド(Sx)の短鎖が表れていると考えられ、これはおそらく前述したようなPDMAのアミド基の加硫促進機能による効果である。   The network density of the rubber vulcanizate containing PDMA-g-BR150L (Example 1) was higher than that of BR150L as Comparative Example 2 (about 29% higher). This result is consistent with the overall fast vulcanization rate as described above. Both in the same rubber composition, a high network density clearly indicates a high degree of cross-linking network, which is also believed to be a short chain of polysulfide (Sx), probably as described above. This is the effect of the vulcanization acceleration function of the amide group of PDMA.

一方、PMMA−g−BR150L(比較例1)が含まれるゴム加硫物の網目密度はBR150L(比較例2)よりもわずかだけ低い値であった。したがって、架橋ネットワークの度合いとポリスルフィド鎖の長さは、比較例1と比較例2の両方のゴム加硫物にほとんど類似している。   On the other hand, the network density of the rubber vulcanizate containing PMMA-g-BR150L (Comparative Example 1) was slightly lower than that of BR150L (Comparative Example 2). Therefore, the degree of the crosslinked network and the length of the polysulfide chain are almost similar to the rubber vulcanizates of both Comparative Example 1 and Comparative Example 2.

表3に示された引張特性の結果より、本願発明のPDMA−g−BR150Lを含んだゴム加硫物(実施例1)はBR150L(比較例2)と比較して300%伸びにおける引張モジュラスが極めて高く、45%程度高いことがわかる。しかしながら、架橋ネットワークが高い度合いで形成されていることによって期待されたよりも破断強度はわずかに低く、破断伸びも低かった。   From the results of the tensile properties shown in Table 3, the rubber vulcanizate (Example 1) containing PDMA-g-BR150L of the present invention has a tensile modulus at 300% elongation compared with BR150L (Comparative Example 2). It can be seen that it is extremely high, about 45% higher. However, the breaking strength was slightly lower and the breaking elongation was lower than expected due to the high degree of formation of the crosslinked network.

産業上の利用可能性
本願発明で用いられている天然ゴム、UBEPOL BR150Lおよびポリアクリルアミドグラフト化BR150Lからなるシリカ配合ゴム組成物は、1,4−ポリブタジエンの主鎖にグラフトしたポリアクリルアミド鎖のような極性官能基を導入することで、
長いスコーチ安全時間と速い加硫時間との良好なバランスを示すゴム加硫物を提供することが可能となる。
その結果として、本願発明のようなゴムの容易な加工工程と高い生産性を実現することが期待出来る。
これらのゴム加流物は、数多くの用途として、天然ゴムやジエン系合成ゴムを組み合わせたゴム成分として使用される高い可能性を示す。特に以下に限定されるもではないが、具体的用途としては、工業用ベルト、ホース、シール材を含む他の産業用エラストマーなどがあげられる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY Silica compounded rubber composition comprising natural rubber, UBEPOL BR150L and polyacrylamide grafted BR150L used in the present invention is polyacrylamide grafted to the main chain of 1,4-polybutadiene. By introducing a polar functional group such as a chain,
It is possible to provide a rubber vulcanizate that shows a good balance between a long scorch safety time and a fast vulcanization time.
As a result, it can be expected to realize an easy processing step and high productivity of rubber as in the present invention.
These rubber vulcanizates have a high possibility of being used as rubber components in combination with natural rubber and diene synthetic rubber for many purposes. Although not particularly limited to the following, specific applications include industrial belts, hoses, and other industrial elastomers including sealing materials.

以下に本願発明で調製したゴムの分析内容を示す。
(変性ゴム中のグラフトしたポリ(N,N-ジメチルアクリルアミド)含量)
変性ゴム中のグラフトしたポリ (N,N-ジメチルアクリルアミド)含量は、標準KBr法を用いて、島津製作所製Shimadzu−8700を用いたFT−IRスペクトルを測定することで行った。
トルエン溶液中、AIBNとTEMPOの存在下(TEMPO/AIBNモル比=0.3)、90℃、6時間の条件でのラジカル重合で合成されたポリ(N,N-ジメチルアクリルアミド)(Mn= 8,560、MWD=2.06)とBR150Lをブレンドしたものの検量線は、全ピーク面積に対するC−N−C伸縮振動(波数〜1150cm−1)のピーク面積の比によってプロットした。
それぞれのグラフトしたサンプルゴムの全ピーク面積に対するC−N−C伸縮振動(波数〜1150cm−1)のピーク面積の比の結果は、ゴム中のグラフト含量を決定するのに、検量線を用いて比較される。
The analysis contents of the rubber prepared in the present invention are shown below.
(Grafted poly (N, N-dimethylacrylamide) content in modified rubber)
The content of grafted poly (N, N-dimethylacrylamide) in the modified rubber was measured by measuring an FT-IR spectrum using Shimadzu-8700 manufactured by Shimadzu Corporation using a standard KBr method.
Poly (N, N-dimethylacrylamide) synthesized by radical polymerization in toluene solution in the presence of AIBN and TEMPO (TEMPO / AIBN molar ratio = 0.3) at 90 ° C. for 6 hours (Mn = 8) , 560, MWD = 2.06) and a blend of BR150L, the calibration curve was plotted by the ratio of the peak area of C—N—C stretching vibration (wave number ˜1150 cm −1 ) to the total peak area.
The result of the ratio of the peak area of C—N—C stretching vibration (wave number˜1150 cm −1 ) to the total peak area of each grafted sample rubber was determined using a calibration curve to determine the graft content in the rubber. To be compared.

(変性ゴム中のグラフト率(Percent Grafting,PG))
グラフト率(PG)は重量%で表され、前述したFT−IR測定から得られたグラフトしたポリマーの含量の結果から以下の計算式によって求めることが出来る。
(Grafting ratio in modified rubber (Percent Grafting, PG))
The graft ratio (PG) is expressed in% by weight and can be obtained from the result of the content of the grafted polymer obtained from the FT-IR measurement described above by the following calculation formula.

Figure 2011184512
Figure 2011184512

(ゴムの分子量及び分子量分布)
分子量及び分子量分布は、東ソー社製HLC−8220 GPCを用い、カラムを2本直列にて使用し、標準ポリスチレンの検量線により算出した。使用したカラムはShodex GPC KF−805L columnsであり、THF中でのカラム温度を40℃に測定することで行った。
(Molecular weight and molecular weight distribution of rubber)
The molecular weight and molecular weight distribution were calculated using a standard polystyrene calibration curve using two columns in series using HLC-8220 GPC manufactured by Tosoh Corporation. The column used was Shodex GPC KF-805L columns, and the column temperature in THF was measured at 40 ° C.

(ゴムのゲル含量)
ゲル含量の測定は、ゴムサンプル1gをトルエン50mlに溶解し、室温にて24時間攪拌して行った。
ゴムのトルエン溶液は予め重量を測定してあるNo.250メッシュのろ過器を使ってろ過した後、トルエンで数回洗浄した。膨潤したゲルを濾したろ過器は、100℃の真空状態で30分間乾燥し、デシケーター中で保管され、その後、重量が測定される。
ゲル含量(%)は以下の式で計算される。
(Rubber gel content)
The gel content was measured by dissolving 1 g of a rubber sample in 50 ml of toluene and stirring at room temperature for 24 hours.
The toluene solution of rubber was previously measured for No. After filtration using a 250 mesh filter, the product was washed several times with toluene. The filter obtained by filtering the swollen gel is dried in a vacuum state at 100 ° C. for 30 minutes, stored in a desiccator, and then the weight is measured.
The gel content (%) is calculated by the following formula.

Figure 2011184512
Figure 2011184512

(ムーニー粘度)
ムーニー粘度(ML1+4,100℃)測定は、JIS K−6300に準拠して行った。
(Mooney viscosity)
The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) was measured according to JIS K-6300.

(加硫時間測定)
ゴムの加硫時間は、ゴム組成物の加硫状態が90%進行した時間(t90)として測定した。測定装置は、Alpha Technologies社製のRPA−2000を用い、温度150℃にて、周波数を1Hzおよび角度0.5度に固定した条件で測定し、JIS K−6300−2に準拠して行われた。
(Measurement of vulcanization time)
The vulcanization time of rubber was measured as the time (t 90 ) when the vulcanized state of the rubber composition progressed 90%. The measuring device is RPA-2000 manufactured by Alpha Technologies, measured at a temperature of 150 ° C. with a frequency fixed at 1 Hz and an angle of 0.5 degree, and is performed in accordance with JIS K-6300-2. It was.

(破壊特性(引張特性))
破壊特性における引張強度や引張伸びの測定は、JIS K−6251に準拠して、TENSILON RTG−1310張力計(A&D社製)を用いて行われた。
(Fracture properties (tensile properties))
Measurement of tensile strength and tensile elongation in the fracture characteristics was performed using a TENSILON RTG-1310 tensiometer (manufactured by A & D) in accordance with JIS K-6251.

(加硫物の網目密度測定)
厚さ2mmのシートを適当な大きさにカットし、JIS K 6258に従いトルエン中で30℃、72時間浸漬させ、トルエンの密度を0.8716(g/cm)、シリカの密度を1.9(g/cm)として膨潤法によってゴムの網目密度を算出した。
(Measurement of network density of vulcanizate)
A sheet having a thickness of 2 mm was cut into an appropriate size and immersed in toluene at 30 ° C. for 72 hours in accordance with JIS K 6258. The density of toluene was 0.8716 (g / cm 3 ) and the density of silica was 1.9. The rubber network density was calculated by the swelling method as (g / cm 3 ).

以下にポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)−グラフト化BR150L(PDMA−g−BR150L)の合成方法を示す。
(参考例1)
窒素雰囲気下にて攪拌翼、還流器、熱電対を伴った1リットルのガラス反応器がオイルバスに設置され、その中に使用前に窒素で1時間バブリングし、かつモレキュラーシーブスで脱水しておいた350mlのトルエン溶媒を入れた後、窒素が加圧状態で小さくカットした15g(0.278mol)の1,4−シス-ポリブタジエン(BR150L)小片を入れた。BR150Lを室温、1.5〜2時間、攪拌速度350〜400(回/分)にてトルエン溶液に溶かした。その後、1.09g(TEMPOとAIBNのモル比=1.0になるよう)の2,2,6,6−テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)を窒素雰囲気下で投入した。その後、1.14g、即ち0.278mol(2.5%グラフトサイト数)に相当するアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を窒素雰囲気下で投入した。
温度を80℃に上げ、その温度にて攪拌速度350(回/分)かつ30分間熟成をした。その後、35.5mlのCaH2上、減圧蒸留したN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)(グラフトサイトに対するDMAのモル比あるいはDPn=50になるように)をシリンジからゴム膜を貫通させることで反応器に加えた。ガスタイトシリンジで採取した0.25mlのトルエン溶液のサンプルを直ぐにメタノールとイソプロパノール(1ml)の混合冷媒10mlに投入して、沈殿させた。
グラフト共重合反応は、温度80℃、攪拌速度350(回/分)にて4時間行った。4時間後、0.25mlのトルエン溶液サンプルが再度ガスタイトシリンジで抜き出され、直ぐにメタノールとイソプロパノール(1ml)の混合冷媒10mlに投入して、沈殿させた。重合前後でのアルコール溶液は、沈殿したゴムを取り除くためにろ過され、次いでDMAの転化率を決定するのにガスクロマトグラフに注入した。
反応器を40℃以下に冷却し、直ぐに反応器のトルエン溶液を冷やした大容量のメタノール中に投入して沈殿させ、攪拌しながら一晩放置した。
ろ過後、沈殿したゴムを50℃で4時間、重量が一定になるまで真空乾燥した。
ろ過の際に生じたろ液はエバポレータで溶媒を飛ばした後、トルエンに溶かして、n-ヘキサンに沈殿させ、更にろ過し50℃で重量が一定になるまで乾燥させ、ポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)(PDMA)のオリゴマーを得た。
PDMAグラフト化BR150Lを、FT−IR、GPCおよびゲル量の測定をした。PDMAオリゴマーのサンプルも同様に、GPCで測定を行った。
The synthesis method of poly (N, N-dimethylacrylamide) -grafted BR150L (PDMA-g-BR150L) is shown below.
(Reference Example 1)
In a nitrogen atmosphere, a 1 liter glass reactor with a stirring blade, a reflux condenser, and a thermocouple was installed in an oil bath, in which it was bubbled with nitrogen for 1 hour before use and dehydrated with molecular sieves. 350 ml of toluene solvent was added, and then 15 g (0.278 mol) of 1,4-cis-polybutadiene (BR150L) small pieces cut with nitrogen under pressure were added. BR150L was dissolved in a toluene solution at room temperature for 1.5 to 2 hours at a stirring speed of 350 to 400 (times / minute). Thereafter, 1.09 g (so that the molar ratio of TEMPO to AIBN = 1.0) of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) was added under a nitrogen atmosphere. Thereafter, 1.14 g, ie, azobisisobutyronitrile (AIBN) corresponding to 0.278 mol (2.5% number of graft sites) was added under a nitrogen atmosphere.
The temperature was raised to 80 ° C., and the mixture was aged at a stirring speed of 350 (times / minute) for 30 minutes. Then, N, N-dimethylacrylamide (DMA) distilled under reduced pressure on 35.5 ml of CaH 2 (so that the molar ratio of DMA to graft site or DPn = 50) is made to penetrate through the rubber membrane from the syringe. Added to the vessel. A sample of 0.25 ml of toluene solution collected with a gas tight syringe was immediately put into 10 ml of a mixed refrigerant of methanol and isopropanol (1 ml) to cause precipitation.
The graft copolymerization reaction was performed for 4 hours at a temperature of 80 ° C. and a stirring speed of 350 (times / minute). After 4 hours, a 0.25 ml toluene solution sample was again extracted with a gas tight syringe, and immediately poured into 10 ml of a mixed refrigerant of methanol and isopropanol (1 ml) to cause precipitation. The alcohol solution before and after polymerization was filtered to remove the precipitated rubber and then injected into a gas chromatograph to determine the conversion of DMA.
The reactor was cooled to 40 ° C. or lower, and immediately, the toluene solution in the reactor was poured into a large volume of cooled methanol for precipitation, and left overnight with stirring.
After filtration, the precipitated rubber was vacuum dried at 50 ° C. for 4 hours until the weight was constant.
The filtrate produced during filtration is evaporated with an evaporator, dissolved in toluene, precipitated in n-hexane, filtered, dried at 50 ° C. until the weight is constant, and poly (N, N-dimethyl). Acrylamide) (PDMA) oligomers were obtained.
PDMA grafted BR150L was measured for FT-IR, GPC and gel amount. Similarly, a sample of PDMA oligomer was measured by GPC.

(参考例2)
参考例2のPDMAグラフト化BR150Lは、グラフトサイト数を3.5にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 2)
PDMA grafted BR150L of Reference Example 2 was synthesized in the same manner as Reference Example 1 except that the number of graft sites was 3.5.

(参考例3)
参考例3のPDMAグラフト化BR150Lは、グラフトサイト数を4.5にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 3)
PDMA grafted BR150L of Reference Example 3 was synthesized in the same manner as Reference Example 1 except that the number of graft sites was 4.5.

(参考例4)
参考例4のPDMAグラフト化BR150Lは、重合温度を90℃にし、かつTEMPO/AIBN モル比を0.8にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 4)
The PDMA grafted BR150L of Reference Example 4 was synthesized by the same method as Reference Example 1 except that the polymerization temperature was 90 ° C. and the TEMPO / AIBN molar ratio was 0.8.

(参考例5)
参考例5のPDMAグラフト化BR150Lは、重合温度を90℃にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 5)
The PDMA-grafted BR150L of Reference Example 5 was synthesized by the same method as Reference Example 1 except that the polymerization temperature was 90 ° C.

(参考例6)
参考例6のPDMAグラフト化BR150Lは、重合温度を90℃にし、かつTEMPO/AIBN モル比を1.2にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 6)
The PDMA grafted BR150L of Reference Example 6 was synthesized by the same method as Reference Example 1 except that the polymerization temperature was 90 ° C. and the TEMPO / AIBN molar ratio was 1.2.

(参考例7)
参考例7のPDMAグラフト化BR150Lは、重合温度を90℃にし、かつTEMPO/AIBN モル比を1.4にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 7)
PDMA grafted BR150L of Reference Example 7 was synthesized in the same manner as Reference Example 1 except that the polymerization temperature was 90 ° C. and the TEMPO / AIBN molar ratio was 1.4.

(参考例8)
参考例8のPDMAグラフト化BR150Lは、重合温度を90℃、TEMPO/AIBN モル比を1.2にし、かつDMA/graft site モル比(DPn)を75にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 8)
The PDMA-grafted BR150L of Reference Example 8 was the same as Reference Example 1 except that the polymerization temperature was 90 ° C., the TEMPO / AIBN molar ratio was 1.2, and the DMA / graft site molar ratio (DPn) was 75. Synthesized by the method.

(参考例9)
参考例9のPDMAグラフト化BR150Lは、重合温度を90℃、TEMPO/AIBN モル比を1.2にし、かつDMA/graft site モル比(DPn)を100にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 9)
The PDMA grafted BR150L of Reference Example 9 was the same as Reference Example 1 except that the polymerization temperature was 90 ° C., the TEMPO / AIBN molar ratio was 1.2, and the DMA / graft site molar ratio (DPn) was 100. Synthesized by the method.

(参考例10)
参考例10のPDMAグラフト化BR150Lは、重合時間を2.5時間にした以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example 10)
The PDMA grafted BR150L of Reference Example 10 was synthesized by the same method as Reference Example 1 except that the polymerization time was 2.5 hours.

(参考例A)
参考例AのPMMAグラフト化BR150Lは、DMAの代わりにCaH2上、減圧蒸留したメチルメタクリレート(MMA)をモノマーとして使用し、重合温度を85℃、TEMPO/AIBN モル比を0.95にし、アセトン還流でPMMAオリゴマーを抽出した以外は、参考例1と同様の方法で合成した。
(Reference Example A)
PMMA grafted BR150L of Reference Example A uses methyl methacrylate (MMA) distilled under reduced pressure on CaH 2 instead of DMA as a monomer, a polymerization temperature of 85 ° C., a TEMPO / AIBN molar ratio of 0.95, and acetone. The synthesis was performed in the same manner as in Reference Example 1 except that the PMMA oligomer was extracted by reflux.

シリカ配合ゴム組成物の実施例は以下の通りである。
表2に比較例2、実施例1および比較例1の詳細を示す。
(実施例1および比較例1)
開始温度が90℃、終了温度が150℃、混合時間が5分間以内で容量250mlの東洋精機社製ラボプラストミル中で混錬することで、天然ゴムと市販グレードのシス−1,4−ポリブタジエン(UBEPOL BR150L)であるジエン系ゴム成分が、最初に参考例8のポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)(PDMA)グラフト化BR150 (PDMA−g−BR150L、56.59%グラフト率)と共にブレンドされた。
その後、沈降シリカ(Nipsil VN3)が、シランカップリング剤(Si69)や混合前成分であるシリカ、アロマオイル、酸化亜鉛、ステアリン酸および酸化防止剤(6C)が加えられ、ブレンドされた。
混合工程から得られた第一ゴム組成物は、6インチのミキシングロールを用い、温度30〜60℃にて延伸された。そのサンプルは、ムーニー粘度測定が行われた。
加硫予備工程においては、得られた第1ゴム組成物シートが、6インチのミキシングロールを用い、温度30〜60℃にて、硫黄と加硫促進剤(CZ and D)と共に加えられ、さらに延伸されてシート化された。得られた第二ゴム組成物のサンプルは、ムーニー粘度測定とAlpha Technologies社製 RPA−2000を用いて、加硫時間(t90)測定が行われた。
加硫予備工程から得られたシリカ配合ゴム組成物は、実際の加硫時間(2t90)にて温度150℃で成形加工された。本願発明における様々な形態のゴム加硫物サンプルは、引張強度および網目密度を測定するために用いられた。
Examples of the silica-containing rubber composition are as follows.
Table 2 shows details of Comparative Example 2, Example 1, and Comparative Example 1.
(Example 1 and Comparative Example 1)
Kneading in a lab plast mill manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. with a start temperature of 90 ° C., an end temperature of 150 ° C., and a mixing time of 5 minutes or less, and a commercial grade cis-1,4-polybutadiene. The diene rubber component (UBEPOL BR150L) is first blended with the poly (N, N-dimethylacrylamide) (PDMA) grafted BR150 of Reference Example 8 (PDMA-g-BR150L, 56.59% graft rate). It was.
Then, precipitated silica (Nipsil VN3) was added and blended with silane coupling agent (Si69) and premixing components silica, aroma oil, zinc oxide, stearic acid and antioxidant (6C).
The first rubber composition obtained from the mixing process was stretched at a temperature of 30 to 60 ° C. using a 6-inch mixing roll. The sample was subjected to Mooney viscosity measurements.
In the vulcanization preliminary step, the obtained first rubber composition sheet is added with sulfur and a vulcanization accelerator (CZ and D) at a temperature of 30 to 60 ° C. using a 6-inch mixing roll, It was drawn into a sheet. The sample of the obtained second rubber composition was subjected to vulcanization time (t 90 ) measurement using Mooney viscosity measurement and RPA-2000 manufactured by Alpha Technologies.
The silica-containing rubber composition obtained from the vulcanization preliminary process was molded at a temperature of 150 ° C. for the actual vulcanization time (2t 90 ). Various forms of rubber vulcanizate samples in the present invention were used to measure tensile strength and network density.

(比較例2)
比較例2のシリカ配合ゴム組成物は、PDMAグラフト化BR150LあるいはPMMAグラフト化BR150Lを使用していないことを除いては、実施例1および比較例1と同様の方法で調製した。


(Comparative Example 2)
The silica compounded rubber composition of Comparative Example 2 was prepared in the same manner as Example 1 and Comparative Example 1 except that PDMA grafted BR150L or PMMA grafted BR150L was not used.


Figure 2011184512
Figure 2011184512

Figure 2011184512
Figure 2011184512

Figure 2011184512
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Claims (5)

アクリルアミド系重合体を、ニトロキシド化合物を用いたラジカル重合(NMP法)を使用することによりグラフト変性した共役ジエン系ゴム(A)のグラフト率が30〜100%、かつ1〜50重量部で、(A)以外の加硫可能なゴム(B)が50〜99重量部であり、さらにゴム補強剤(C)を30〜70重量部加える事を特徴とするゴム補強剤配合ゴム組成物。 The graft ratio of the conjugated diene rubber (A) obtained by graft modification of the acrylamide polymer by using radical polymerization (NMP method) using a nitroxide compound is 30 to 100% and 1 to 50 parts by weight ( A rubber composition containing a rubber reinforcing agent, wherein 50 to 99 parts by weight of the vulcanizable rubber (B) other than A) is added, and 30 to 70 parts by weight of a rubber reinforcing agent (C) is further added. 該アクリルアミド系重合体がポリアクリルアミドであることを特徴とする請求項1に記載のゴム補強剤配合ゴム組成物。 2. The rubber reinforcing agent-containing rubber composition according to claim 1, wherein the acrylamide polymer is polyacrylamide. 該共役ジエン系ゴムが1,4−シス構造を持ち、かつその割合が94〜99%である事を特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載のゴム補強剤配合ゴム組成物。 3. The rubber reinforcing agent-containing rubber composition according to claim 1, wherein the conjugated diene rubber has a 1,4-cis structure and a ratio thereof is 94 to 99%. アクリルアミド系重合体を、ニトロキシド化合物を用いたラジカル重合(NMP法)を使用することによりグラフト変性した共役ジエン系ゴム(A)のグラフト率が30〜100%、かつ1〜50重量部で、(A)以外の加硫可能なゴム(B)が50〜99重量部であり、さらにゴム補強剤(C)を30〜70重量部加える事を特徴とするゴム補強剤配合ゴム組成物の製造方法。 Graft ratio of the conjugated diene rubber (A) obtained by graft modification of the acrylamide polymer by using radical polymerization (NMP method) using a nitroxide compound is 30 to 100% and 1 to 50 parts by weight ( A method for producing a rubber composition containing a rubber reinforcing agent, characterized in that the vulcanizable rubber (B) other than A) is 50 to 99 parts by weight, and further 30 to 70 parts by weight of a rubber reinforcing agent (C) is added. . 該ゴム補強剤(C)がシリカであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のゴム補強剤配合ゴム組成物。   The rubber reinforcing agent-containing rubber composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the rubber reinforcing agent (C) is silica.
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