JP2014189571A - Method for manufacturing a modified cis-1,4-polybutadiene - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a modified cis-1,4-polybutadiene excellent in terms of workability and low-loss profile and to improve the degree of modification thereof.SOLUTION: The provided method for manufacturing a modified cis-1,4-polybutadiene is a method for manufacturing a modified cis-1,4-polybutadiene by polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a polymerization catalyst including a transition metal compound and an organoaluminum compound so as to manufacture cis-1,4-polybutadiene and then charging, into this polymerization system, an organohalogen compound and a specified 1- through 3-substituted aromatic compound so as to react the cis-1,4-polybutadiene and the specified 1- through 3-substituted aromatic compound where a modifying reaction is induced by using the specified 1- through 3-substituted aromatic compound after yet-to-be-reacted monomers and other olefin gases have been removed from the reaction system.

Description

本発明は、ゴム材料として有用な加工性および低ロス性に優れ、変性度を向上させやすい変性シス−1,4−ポリブタジエンの製造方法に関する。   The present invention relates to a process for producing a modified cis-1,4-polybutadiene which is excellent in processability and low-loss properties useful as a rubber material, and easily improves the degree of modification.

1,3−ブタジエンの重合触媒については、従来から数多くの提案がなされており、特にハイシス−1,4−ポリブタジエン、すなわち、シス−1,4結合含量の高いポリブタジエンは、熱的、機械的に優れた特性を有するため、多くの重合触媒が開発されてきた。   Many proposals have been made on polymerization catalysts for 1,3-butadiene, and particularly high cis-1,4-polybutadiene, that is, polybutadiene having a high cis-1,4 bond content is thermally and mechanically. Many polymerization catalysts have been developed due to their superior properties.

例えば、特許文献1には、コバルト化合物、酸性金属ハライド、アルキルアルミニウム化合物及び水からなる触媒を用い、1,3−ブタジエンを重合させる高シス−1,4−ポリブタジエンの製造法が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a method for producing high cis-1,4-polybutadiene in which 1,3-butadiene is polymerized using a catalyst comprising a cobalt compound, an acidic metal halide, an alkylaluminum compound, and water. .

また、特許文献2には、ジエチルアルミニウムクロライド、水、及びコバルトオクトエ−トよりなる触媒を用い、1,3−ブタジエンを直鎖状または分岐状脂肪族炭化水素よりなる溶媒中で重合させる方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method in which 1,3-butadiene is polymerized in a solvent composed of linear or branched aliphatic hydrocarbons using a catalyst composed of diethylaluminum chloride, water, and cobalt octate. Is disclosed.

ハイシス−1,4−ポリブタジエンにおいては、ポリマー鎖の分岐度が小さいもの、すなわち、リニアタイプのハイシス−1,4−ポリブタジエンは、耐発熱性、反撥弾性等に優れた特性を有している。しかし、分岐度の高いブランチタイプのハイシス−1,4−ポリブタジエンと比較して、ゴムにカーボンブラックなどを配合して得られる配合物を製造する際に加工性が低下するため、これを改良する方法が求められていた。   In high cis-1,4-polybutadiene, the polymer chain having a small degree of branching, that is, linear type high cis-1,4-polybutadiene has excellent heat resistance, rebound resilience, and the like. However, as compared with branch-type high cis-1,4-polybutadiene having a high degree of branching, processability is reduced when producing a compound obtained by compounding carbon black or the like with rubber. A method was sought.

ポリブタジエンの加工性を改良する方法として、特許文献3には、ポリブタジエンの重合溶液を有機アルミニウム化合物及びハロゲン化アルキル化合物で処理する方法が開示されている。また、特許文献4には、不飽和結合を有するゴムを溶媒に溶解し、ルイス酸の存在下、有機酸ハライドを反応させてゴムを変性する方法が記載されている。これらの方法はいずれも、重合工程の後に、重合物を変性する工程が必要となり、煩雑な操作を省力化した方法の開発が望まれていた。   As a method for improving the processability of polybutadiene, Patent Document 3 discloses a method of treating a polybutadiene polymerization solution with an organoaluminum compound and an alkyl halide compound. Patent Document 4 describes a method in which a rubber having an unsaturated bond is dissolved in a solvent and an organic acid halide is reacted in the presence of a Lewis acid to modify the rubber. All of these methods require a step of modifying the polymer after the polymerization step, and it has been desired to develop a method that saves complicated operations.

一方、ゴム組成物の発熱性を改良する方策として、近年補強材としてカーボンブラックの代わりにシリカを使用するケースが増えてきている。しかしながら、シリカの表面には極性のあるシラノール基があるため、シリカはポリブタジエンなどの炭化水素構造との親和性が低く、これによりシリカが配合されたゴム中においてシリカ粒子が凝集し易くなり、分散性が悪くなるといった問題が生じていた。その結果、シリカ凝集体の分裂、すなわちペイン効果が起こると、シリカ凝集体の内部では強いシリカ−シリカ相互作用が観測され、シリカ−ゴム間で大きなヒステリシスロスが生じて発熱性悪化の原因となっていた。   On the other hand, as a measure for improving the heat build-up of the rubber composition, in recent years, an increasing number of cases are using silica as a reinforcing material instead of carbon black. However, since there is a polar silanol group on the surface of silica, silica has low affinity with hydrocarbon structures such as polybutadiene, which makes it easier for silica particles to aggregate and disperse in the rubber compounded with silica. There was a problem that the sex became worse. As a result, when the silica aggregate breaks down, that is, the Payne effect occurs, a strong silica-silica interaction is observed inside the silica aggregate, and a large hysteresis loss occurs between the silica and rubber, causing exothermic deterioration. It was.

極性シリカ表面と非極性ゴムマトリックス間の親和性や相互作用を強化する方策としては、二元機能を持ったシランカップリング剤の使用やゴムの化学変性が鋭意研究されている。ゴムの化学変性技術として、ハイシス−1,4−ポリブタジエンを化学変性したものの多くは、希土類触媒を使って1,3−ブタジエンをリビング重合した後、各種の効果的なアルコキシシランカップリング剤を使用して、分子末端を機能化する方法が報告されている。   As measures for enhancing the affinity and interaction between the polar silica surface and the nonpolar rubber matrix, the use of a silane coupling agent having a dual function and chemical modification of rubber have been intensively studied. As a chemical modification technique for rubber, many of the high-cis 1,4-polybutadienes chemically modified use a variety of effective alkoxysilane coupling agents after living polymerization of 1,3-butadiene using a rare earth catalyst. Thus, a method for functionalizing molecular ends has been reported.

特許文献5には、コバルト化合物でポリブタジエンゴムを重合した後、必要に応じて、更に酸ハロゲン化物、ハロゲン含有硫黄化合物、メルカプト基含有アルコキシシラン化合物などを反応させてコールドフロー性を改良する方法が記載されている。   Patent Document 5 discloses a method for improving cold flow properties by polymerizing polybutadiene rubber with a cobalt compound and further reacting with an acid halide, a halogen-containing sulfur compound, a mercapto group-containing alkoxysilane compound, etc., if necessary. Have been described.

その後、加工性と低ロス性のバランス改良を目的として、コバルト化合物でポリブタジエンゴムを重合した後、所定量の有機ハロゲン化合物で変性する方法が開示されている(特許文献6および7)。しかし、昨今の環境低負荷・省エネルギーの観点から、さらなる加工性と低ロス性の向上に対する要望が高まっている。   Thereafter, for the purpose of improving the balance between processability and low loss, polybutadiene rubber is polymerized with a cobalt compound and then modified with a predetermined amount of an organic halogen compound (Patent Documents 6 and 7). However, from the viewpoint of the recent low environmental load and energy saving, there is a growing demand for further improvements in workability and low loss.

特公昭38−1243号公報Japanese Patent Publication No.38-1243 特公昭61−54808号公報Japanese Patent Publication No. 61-54808 特開昭51−63891号公報Japanese Patent Laid-Open No. 51-63891 特開昭61−225202号公報JP-A-61-225202 特開2001−114817号公報JP 2001-114817 A 特開2004−211048号公報JP 2004-211048 A 特開2011−79954号公報JP 2011-79954 A

本発明の目的は、加工性および低ロス性に優れる変性シス−1,4−ポリブタジエンおよびその製造方法を提供し、さらに変性度を向上しやすくすることである。   An object of the present invention is to provide a modified cis-1,4-polybutadiene excellent in processability and low loss and a method for producing the same, and to further improve the degree of modification.

本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、遷移金属化合物および有機アルミニウム化合物を含有する重合触媒によって1,3−ブタジエンを重合してシス−1,4−ポリブタジエンを製造し、次いで、この重合系内に有機ハロゲン化合物および下記一般式(1)で表される1〜3置換の芳香族化合物を添加して、シス−1,4−ポリブタジエンと下記一般式(1)で表される1〜3置換の芳香族化合物とを反応させることを特徴とする、変性シス−1,4−ポリブタジエンの製造方法において、反応系から未反応のモノマー及びその他オレフィンガスを除去した後、請求項1に記載の1〜3置換の芳香族化合物を用いて変性反応を行うことで、より変性度が高いシス−1,4−ポリブタジエンが合成できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors polymerized 1,3-butadiene with a polymerization catalyst containing a transition metal compound and an organoaluminum compound to convert cis-1,4-polybutadiene. Then, an organic halogen compound and a 1-3 substituted aromatic compound represented by the following general formula (1) are added to the polymerization system, and cis-1,4-polybutadiene and the following general formula (1) are added. In the method for producing a modified cis-1,4-polybutadiene, the unreacted monomer and other olefin gas are removed from the reaction system. Subsequently, it was found that a cis-1,4-polybutadiene having a higher degree of modification can be synthesized by performing a modification reaction using the 1-3 substituted aromatic compound according to claim 1. Thus, the present invention has been completed.

Figure 2014189571

式(1)において、Yは水素、水酸基、アルケニル基または炭素数1〜10のアルコキシ基、Z1、Z2は水素、水酸基、アルキル基または炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。
Figure 2014189571

In Formula (1), Y represents hydrogen, a hydroxyl group, an alkenyl group, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and Z 1 and Z 2 represent hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.

モノマー及びその他オレフィンガスの除去量が容器内の気体の容量に対して、1〜3.5倍であることが好ましい。   It is preferable that the removal amount of monomer and other olefin gas is 1 to 3.5 times the volume of gas in the container.

モノマー及びその他オレフィンガスが、ブタジエン及びブテンであることが好ましい。   The monomer and other olefin gas are preferably butadiene and butene.

1〜3置換の芳香族化合物が、フェノール誘導体、カテコール誘導体、レゾルシン誘導体、ヒドロキノン誘導体、2〜3置換の芳香族系アルケニル化合物からなる群より選択された1種以上であることが好ましい。   It is preferable that the 1-3 substituted aromatic compound is at least one selected from the group consisting of phenol derivatives, catechol derivatives, resorcin derivatives, hydroquinone derivatives, and 2-3 substituted aromatic alkenyl compounds.

本発明の変性シス−1,4−ポリブタジエンはシリカ粒子と相互作用する極性官能基を分子内に有するため、これを用いたゴム組成物はシリカの凝集が抑制されて優れた低ロス性を有し、特にタイヤ用として好適に用いることができる。また、本発明の変性シス−1,4−ポリブタジエンの製造方法は、シス−1,4−ポリブタジエンの製造後にこれを分離することを必要とせず、簡便で煩雑な操作を必要としない優れた製造方法である。さらに、変性度を向上させやすくする効果がある。   Since the modified cis-1,4-polybutadiene of the present invention has a polar functional group that interacts with silica particles in the molecule, the rubber composition using the modified cis-1,4-polybutadiene has an excellent low-loss property because silica aggregation is suppressed. In particular, it can be suitably used for tires. In addition, the method for producing the modified cis-1,4-polybutadiene of the present invention does not require separation after the production of cis-1,4-polybutadiene, and does not require simple and complicated operations. Is the method. Furthermore, there is an effect of easily improving the degree of modification.

本発明に関する変性シス−1,4−ポリブタジエンの変性度算出のための図である。It is a figure for the modification degree calculation of the modified cis-1,4-polybutadiene relating to the present invention.

(1)シス−1,4−ポリブタジエンの製造
シス−1,4−ポリブタジエンは、遷移金属化合物を含有する重合触媒の存在下、1,3−ブタジエンを重合することにより製造することができる。
(1) Production of cis-1,4-polybutadiene cis-1,4-polybutadiene can be produced by polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a polymerization catalyst containing a transition metal compound.

(重合触媒)
重合触媒に用いられる遷移金属化合物としては、コバルト化合物、ニッケル化合物およびチタン化合物などを挙げることができるが、コバルト化合物が好適に用いられる。触媒系としては、コバルト化合物、ハロゲン含有アルミニウム化合物および水からなる触媒系またはコバルト化合物、ハロゲン含有アルミニウム化合物、水および有機アルミニウム
化合物からなる触媒系が好ましい。
(Polymerization catalyst)
Examples of the transition metal compound used for the polymerization catalyst include a cobalt compound, a nickel compound and a titanium compound, and a cobalt compound is preferably used. As the catalyst system, a catalyst system comprising a cobalt compound, a halogen-containing aluminum compound and water or a catalyst system comprising a cobalt compound, a halogen-containing aluminum compound, water and an organoaluminum compound is preferred.

コバルト系触媒のコバルト化合物としては、コバルトの塩や錯体が好ましく用いられ、特に好ましいものとして、塩化コバルト、臭化コバルト、硝酸コバルト、2−エチルヘキサン酸コバルト(コバルトオクトエート)、ナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト、酢酸コバルト、マロン酸コバルト等のコバルト塩や、コバルトのビスアセチルアセトネ−トやトリスアセチルアセトネ−ト、アセト酢酸エチルエステルコバルト、ハロゲン化コバルトのトリアリ−ルフォスフィン錯体、トリアルキルフォスフィン錯体、ピリジン錯体やピコリン錯体等の有機塩基錯体、エチルアルコ−ル錯体等が挙げられる。   As a cobalt compound of the cobalt-based catalyst, a salt or complex of cobalt is preferably used, and cobalt chloride, cobalt bromide, cobalt nitrate, cobalt 2-ethylhexanoate (cobalt octoate), cobalt naphthenate, Cobalt salts such as cobalt octenoate, cobalt acetate, cobalt malonate, cobalt bisacetylacetonate, trisacetylacetonate, ethyl acetoacetate cobalt, cobalt halide triarylphosphine complex, trialkylphosphine Examples thereof include organic base complexes such as fin complexes, pyridine complexes and picoline complexes, and ethyl alcohol complexes.

コバルト系触媒組成物におけるハロゲン含有アルミニウム化合物としては、R1 3-nAlXn(式中、R1は炭素数1〜10の炭化水素基、Xはハロゲンを示し、nは1〜2の数である。)で表されるものが好ましい。ジアルキルアルミニウムクロライド、ジアルキルアルミニウムブロマイドなどのジアルキルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウムセスキクロライド、アルキルアルミニウムセスキブロマイドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド、アルキルアルミニウムジクロライド、アルキルアルミニウムジブロマイド等のアルキルアルミニウムジハライド等が挙げられる。具体的化合物としては、ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノブロマイド、ジブチルアルミニウムモノクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、ジシクロヘキシルアルミニウムモノクロライド、ジフェニルアルミニウムモノクロライド等が挙げられ、この中でも特にジエチルアルミニウムモノクロライド、ジイソブチルアルミニウムモノクロライドが好ましい。 Examples of the halogen-containing aluminum compound in the cobalt-based catalyst composition include R 1 3-n AlX n (wherein R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, X represents a halogen, and n represents a number of 1 to 2). Is preferred). Examples thereof include dialkylaluminum halides such as dialkylaluminum chloride and dialkylaluminum bromide, alkylaluminum sesquichlorides such as alkylaluminum sesquichloride and alkylaluminum sesquibromide, and alkylaluminum dihalides such as alkylaluminum dichloride and alkylaluminum dibromide. Specific examples of the compound include diethylaluminum monochloride, diethylaluminum monobromide, dibutylaluminum monochloride, ethylaluminum sesquichloride, ethylaluminum dichloride, dicyclohexylaluminum monochloride, and diphenylaluminum monochloride. Ride and diisobutylaluminum monochloride are preferred.

また、コバルト系触媒組成物における有機アルミニウム化合物としては、R2 3Al(式中、R2は炭素数1〜10の炭化水素基を示す。)で表されるものが好ましい。例えば、トリアルキルアルミニウム化合物、より具体的には、トリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリノルマルプロピルアルミニウム、トリノルマルブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム等が挙げられる。 As the organoaluminum compound in the cobalt-based catalyst composition, R 2 3 Al (wherein, R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.) Preferably represented by. For example, a trialkylaluminum compound, more specifically, triethylaluminum, trimethylaluminum, trinormalpropylaluminum, trinormalbutylaluminum, triisobutylaluminum, trihexylaluminum, trioctylaluminum and the like can be mentioned.

また、アルミノキサンを用いてもよい。アルミノキサンとしては、有機アルミニウム化
合物と縮合剤とを接触させることによって得られるものであって、一般式(−Al(R’
)O−)nで示される鎖状アルミノキサン、あるいは環状アルミノキサンが挙げられる。
(R’は炭素数1〜10の炭化水素基であり、一部ハロゲン原子及び/又はアルコキシ基
で置換されたものも含む。nは重合度であり、5以上、好ましくは10以上である)。R
’としてはメチル、エチル、プロピル、イソブチル基が挙げられるが、メチル基及びエチ
ル基が好ましい。アルミノキサンの原料として用いられる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、トリイソブチルアルミ
ニウムなどのトリアルキルアルミニウム及びその混合物などが挙げられる。
Aluminoxane may also be used. The aluminoxane is obtained by bringing an organoaluminum compound and a condensing agent into contact with each other, and has a general formula (—Al (R ′
And a chain aluminoxane represented by O-) n or cyclic aluminoxane.
(R ′ is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, including those partially substituted with a halogen atom and / or an alkoxy group. N is the degree of polymerization and is 5 or more, preferably 10 or more) . R
Examples of 'include methyl, ethyl, propyl, and isobutyl groups, with methyl and ethyl groups being preferred. Examples of the organoaluminum compound used as an aluminoxane raw material include trialkylaluminums such as trimethylaluminum, triethylaluminum, and triisobutylaluminum, and mixtures thereof.

(1,3−ブタジエンの重合)
1,3−ブタジエンの重合は、例えば、次のように行う。まず、内部を窒素置換した耐圧容器に1,3−ブタジエンと溶媒を仕込み、次いで、水、分子量調節剤及びハロゲン含有有機アルミニウム化合物を仕込んで攪拌する。耐圧容器を所定の温度にした後、遷移金属重合触媒を仕込み、重合を開始する。重合は、常圧または10気圧(ゲ−ジ圧)程度までの加圧下に行われる。
(Polymerization of 1,3-butadiene)
The polymerization of 1,3-butadiene is performed, for example, as follows. First, 1,3-butadiene and a solvent are charged into a pressure-resistant container whose interior is purged with nitrogen, and then water, a molecular weight regulator and a halogen-containing organoaluminum compound are charged and stirred. After bringing the pressure vessel to a predetermined temperature, a transition metal polymerization catalyst is charged and polymerization is started. The polymerization is carried out under normal pressure or a pressure up to about 10 atm (gauge pressure).

重合触媒としてコバルト化合物、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物、水からなるコバルト系触媒組成物を用いる場合は、全て1,3−ブタジエンの1モルに対して、コバルト化合物については1×10-7〜1×10-3モルの範囲あることが好ましい。また、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物については1×10-5〜1×10-1モルの範囲の範囲にあることが好ましい。また、水については1×10-5〜1×10-1モルの範囲にあることが好ましい。 When a cobalt-based catalyst composition comprising a cobalt compound, a halogen-containing organoaluminum compound, and water is used as the polymerization catalyst, 1 × 10 −7 to 1 × for the cobalt compound with respect to 1 mol of 1,3-butadiene. A range of 10 −3 mol is preferred. The halogen-containing organoaluminum compound is preferably in the range of 1 × 10 −5 to 1 × 10 −1 mol. Moreover, it is preferable that it exists in the range of 1 * 10 < -5 > -1 * 10 <-1> mol about water.

触媒成分の添加順序としては、不活性溶媒中に水を添加して均一に混合して、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物を添加し、コバルト化合物を添加して重合を開始することが好ましい。ハロゲン含有有機アルミニウム化合物を添加した後、所定時間の熟成を行い、コバルト化合物を加えることが好ましい。熟成時間は0.1〜24時間が好ましく、熟成
温度は0〜80℃が好ましい。
As the order of addition of the catalyst components, it is preferable to add water in an inert solvent and mix uniformly, add a halogen-containing organoaluminum compound, add a cobalt compound, and start polymerization. After adding the halogen-containing organoaluminum compound, it is preferable to age for a predetermined time and add the cobalt compound. The aging time is preferably 0.1 to 24 hours, and the aging temperature is preferably 0 to 80 ° C.

該コバルト系触媒組成物に用いられるハロゲン含有有機アルミニウム化合物の添加量は、添加する水に対して0.9〜2.0倍、中でも1.0〜1.8倍であることが好ましい。この範囲より大きいと所望する物性が得られず、この範囲より小さいと加工性が悪くなる。当該ハロゲン含有有機アルミニウム化合物の添加量と添加する水の割合は、とりわけポリブタジエンのリニアリティーを制御する上で重要である。   The addition amount of the halogen-containing organoaluminum compound used in the cobalt-based catalyst composition is preferably 0.9 to 2.0 times, more preferably 1.0 to 1.8 times the amount of water to be added. When it is larger than this range, desired physical properties cannot be obtained, and when it is smaller than this range, workability is deteriorated. The addition amount of the halogen-containing organoaluminum compound and the ratio of water to be added are particularly important in controlling the linearity of polybutadiene.

重合溶媒としては、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ノルマルヘキサン、ブタン、ヘプタン、ペンタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素、1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテン等のC4留分などのオレフィン系炭化水素、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、ケロシン等の炭化水素系溶媒や、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。また、1,3−ブタジエンそのものを重合溶媒としてもよい。   Polymerization solvents include aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as normal hexane, butane, heptane and pentane, alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane, 1-butene, cis Examples include olefinic hydrocarbons such as C4 fractions such as 2-butene and trans-2-butene, hydrocarbon solvents such as mineral spirits, solvent naphtha, and kerosene, and halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride. It is done. Further, 1,3-butadiene itself may be used as a polymerization solvent.

中でも、ベンゼン、シクロヘキサン、あるいは、シス−2−ブテンとトランス−2−ブ
テンとの混合物などが好適に用いられる。
Among these, benzene, cyclohexane, or a mixture of cis-2-butene and trans-2-butene is preferably used.

分子量調節剤としては、重合時に公知の、例えば、シクロオクタジエン、アレンなどの非共役ジエン類、またはエチレン、プロピレン、1−ブテンなどのα−オレフィン類を使用することができる。特に好ましくはシクロオクタジエンであり、1,3−ブタジエン1モル当たり1〜40mmolが好ましく、特に好ましくは5〜30mmolである。この範囲以外の量を用いると、重合体の加工性が悪化するため好ましくない。   As the molecular weight regulator, for example, non-conjugated dienes such as cyclooctadiene and allene, or α-olefins such as ethylene, propylene, and 1-butene can be used. Particularly preferred is cyclooctadiene, preferably 1 to 40 mmol, more preferably 5 to 30 mmol per mole of 1,3-butadiene. Use of an amount outside this range is not preferable because the processability of the polymer is deteriorated.

重合温度は−30〜100℃の範囲が好ましく、30〜80℃の範囲が特に好ましい。
重合時間は5分〜12時間の範囲が好ましく、10分〜6時間が特に好ましい。また、
The polymerization temperature is preferably in the range of -30 to 100 ° C, particularly preferably in the range of 30 to 80 ° C.
The polymerization time is preferably in the range of 5 minutes to 12 hours, particularly preferably 10 minutes to 6 hours. Also,

(シス−1,4−ポリブタジエンの性状)
本発明で用いるシス−1,4−ポリブタジエンのムーニー粘度は10〜120、好ましくは15〜100、より好ましくは、20〜90である。ムーニー粘度が上記範囲より大きいと加工が困難であり、上記範囲より小さいと耐摩耗性や低ロス性が低下するので好ましくない。
(Properties of cis-1,4-polybutadiene)
The Mooney viscosity of the cis-1,4-polybutadiene used in the present invention is 10 to 120, preferably 15 to 100, and more preferably 20 to 90. If the Mooney viscosity is larger than the above range, the processing is difficult, and if it is smaller than the above range, the wear resistance and low loss property are deteriorated.

また、5重量%トルエン溶液の溶液粘度(Tcp)とムーニー粘度の比(Tcp/ML1+4)は1.0〜6.0が好ましい。また、Mw/Mnは1.2〜5.0が好ましく、特に好ましくは1.5〜4.5である。 Further, the ratio (Tcp / ML 1 + 4 ) of the solution viscosity (Tcp) and Mooney viscosity of a 5 wt% toluene solution is preferably 1.0 to 6.0. Further, Mw / Mn is preferably 1.2 to 5.0, and particularly preferably 1.5 to 4.5.

(2)シス−1,4−ポリブタジエンの変性
本発明の変性シス−1,4−ポリブタジエンは、ルイス酸および有機ハロゲン化合物の存在下、シス−1,4−ポリブタジエンと変性剤である下記一般式(1)で表される1〜3価の芳香族化合物を反応させることにより製造することができる。
(2) Modification of cis-1,4-polybutadiene The modified cis-1,4-polybutadiene of the present invention is a cis-1,4-polybutadiene and a modifier represented by the following general formula in the presence of a Lewis acid and an organic halogen compound. It can manufacture by making the 1-3 valent aromatic compound represented by (1) react.

Figure 2014189571

式(1)において、Yは水酸基、アルケニル基または炭素数1〜10のアルコキシ基、Z1、Z2は水素、水酸基、アルキル基または炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。
Figure 2014189571

In the formula (1), Y represents a hydroxyl group, an alkenyl group or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and Z 1 and Z 2 represent hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.

(変性剤)
上記変性剤の例として、アニソール、フェネトール、n−プロポキシベンゼン、イソプロポキシベンゼン、n−ブトキシベンゼン、イソブトキシベンゼン、sec−ブトキシベンゼン、n−ペンチルオキシベンゼン、イソペンチルオキシベンゼン、ネオペンチルオキシベンゼン、n−ヘキシルオキシベンゼン、(2−エチルブチルオキシ)ベンゼン、n−オクチルオキシベンゼン、n−デシルオキシベンゼン、ベラトロール、1,3−ジメトキシベンゼン、1,4−ジメトキシベンゼン、1,2−ジエトキシベンゼン、1,3−ジエトキシベンゼン、1,4−ジエトキシベンゼン、1,2−ジ−n−プロポキシベンゼン、1,3−ジ−n−プロポキシベンゼン、1,4−ジ−n−プロポキシベンゼン、1,2−ジ−n−ブトキシベンゼン、1,3−ジ−n−ブトキシベンゼン、2−エトキシ−メトキシベンゼン、3−エトキシ−メトキシベンゼン、4−エトキシ−メトキシベンゼン、2−プロポキシ−メトキシベンゼン、3−プロポキシ−メトキシベンゼン、4−プロポキシ−メトキシベンゼン、1,4−ジ−n−ブトキシベンゼン、1,2−メチレンジオキシベンゼン、1,2,3−トリメトキシベンゼン、1,2,4−トリメトキシベンゼン、1,3,5−トリメトキシベンゼン、フェノール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、4−メトキシフェノール、2−エトキシフェノール、3−エトキシフェノール、4−エトキシフェノール、2、6−ジメトキシフェノール、3、4−ジメトキシフェノール、3、5−ジメトキシフェノール、カテコール、3−メトキシカテコール、レゾルシノール、2―メトキシレゾルシノール、5―エトキシレゾルシノール、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ヒドロキノンジメチルエーテル、アネトール、サフロール、イソサフロール、オイゲノール、メチルオイゲノール、イソオイゲノール、メチルイソオイゲノール、ピロガロール、ピロガロールトリメチルエーテル、フロログルシノール、フロログルシノールトリメチルエーテルなどの化合物および、アルキル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、フェニル基などを1つ、もしくは2つ有するフェノールやアニソール、前述のアルキル基を有するカテコール、グアヤコール、グエトールなどが挙げられる。この中でもアルコキシベンゼン、カテコール誘導体、レゾルシン誘導体からなる群より選択された1種以上の変性剤を用いることが好ましく、特にアニソール、フェネトール、アネトール、ベラトロール、1,3−ジメトキシベンゼン、1,3−ジエトキシベンゼン、1,2−メチレンジオキシベンゼン、サフロール、イソサフロール、メチルイソオイゲノールが好ましい。また、これらのうち2種類以上を組み合わせて使用しても問題ない。
(Modifier)
Examples of the modifier include anisole, phenetole, n-propoxybenzene, isopropoxybenzene, n-butoxybenzene, isobutoxybenzene, sec-butoxybenzene, n-pentyloxybenzene, isopentyloxybenzene, neopentyloxybenzene, n-hexyloxybenzene, (2-ethylbutyloxy) benzene, n-octyloxybenzene, n-decyloxybenzene, veratrol, 1,3-dimethoxybenzene, 1,4-dimethoxybenzene, 1,2-diethoxybenzene 1,3-diethoxybenzene, 1,4-diethoxybenzene, 1,2-di-n-propoxybenzene, 1,3-di-n-propoxybenzene, 1,4-di-n-propoxybenzene, 1,2-di-n-butoxybenzene, 1 3-di-n-butoxybenzene, 2-ethoxy-methoxybenzene, 3-ethoxy-methoxybenzene, 4-ethoxy-methoxybenzene, 2-propoxy-methoxybenzene, 3-propoxy-methoxybenzene, 4-propoxy-methoxybenzene 1,4-di-n-butoxybenzene, 1,2-methylenedioxybenzene, 1,2,3-trimethoxybenzene, 1,2,4-trimethoxybenzene, 1,3,5-trimethoxybenzene , Phenol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, 2-ethoxyphenol, 3-ethoxyphenol, 4-ethoxyphenol, 2,6-dimethoxyphenol, 3,4-dimethoxyphenol, 3, 5 -Dimethoxyphenol, catechol, 3-metho Cicatechol, resorcinol, 2-methoxyresorcinol, 5-ethoxyresorcinol, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, hydroquinone dimethyl ether, anethole, safrole, isosafrole, eugenol, methyl eugenol, isoeugenol, methylisoeugenol, pyrogallol, pyrogallol trimethyl ether, phlorog Compounds such as lucinol and phloroglucinol trimethyl ether and alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, isopentyl group Phenol, anisole having one or two neopentyl groups, phenyl groups, etc., catechol having the aforementioned alkyl groups, Ayacoal, Guetor, etc. are listed. Among these, it is preferable to use one or more modifiers selected from the group consisting of alkoxybenzenes, catechol derivatives, and resorcin derivatives. Particularly, anisole, phenetole, anethole, veratrol, 1,3-dimethoxybenzene, 1,3-di Ethoxybenzene, 1,2-methylenedioxybenzene, safrole, isosafrole, and methylisoeugenol are preferred. Moreover, there is no problem even if two or more of these are used in combination.

(ルイス酸)
変性反応に用いられるルイス酸は、一般に知られているものが使用可能である。その代表例は金属または半金属のハロゲン化物であって、例えばBe、B、Al、Si、P、S、Ti、V、Fe、Zn、Ga、Ge、As、Se、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、Te、Hf、Ta、W、Hg、Bi、Uなどの元素、またはPO、SeO、SO、SO2、VOなどの酸素−元素結合体のハロゲン化物、もしくは有機ハロゲン化物、またはこれらの錯体などである。さらに具体的には、BF3、BF3・O(C252、(CH32BF、BCl3、AlCl3、AlBr3、(C25)AlCl2、POCl3、TiCl4、VCl4、MoCl6、SnCl4、(CH3)SnCl3、SbCl5、TeCl4、TeBr4、FeCl3、WCl6、Sc(OTf)3、Hf(OTf)3、Sb(OTf)3、Bi(OTf)3、およびGa(OTf)3などが挙げられる。中でも好ましいのはアルミニウムのハロゲン化物または有機ハロゲン化物であり、例えば、上記のコバルト系触媒に用いられるハロゲン含有アルミニウム化合物と同じものを用いることができる。
(Lewis acid)
As the Lewis acid used for the modification reaction, a generally known Lewis acid can be used. Typical examples are metal or metalloid halides such as Be, B, Al, Si, P, S, Ti, V, Fe, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Mo, Elements such as Cd, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, W, Hg, Bi, U, or oxygen-element conjugate halides such as PO, SeO, SO, SO 2 , VO, or organic halides; Or these complexes. More specifically, BF 3 , BF 3 .O (C 2 H 5 ) 2 , (CH 3 ) 2 BF, BCl 3 , AlCl 3 , AlBr 3 , (C 2 H 5 ) AlCl 2 , POCl 3 , TiCl 4 , VCl 4 , MoCl 6 , SnCl 4 , (CH 3 ) SnCl 3 , SbCl 5 , TeCl 4 , TeBr 4 , FeCl 3 , WCl 6 , Sc (OTf) 3 , Hf (OTf) 3 , Sb (OTf) 3 Bi (OTf) 3 , and Ga (OTf) 3 . Among these, aluminum halides or organic halides are preferable, and for example, the same halogen-containing aluminum compounds used for the cobalt-based catalyst can be used.

(有機ハロゲン化合物)
変性反応に用いられる有機ハロゲン化合物は、ルイス酸と反応してカルボカチオンを生成するものであれば特に制限はなく、例えば、下記一般式(2)で表されるハロゲン化アルキルを用いることができる。
(Organic halogen compounds)
The organic halogen compound used for the modification reaction is not particularly limited as long as it reacts with a Lewis acid to generate a carbocation. For example, an alkyl halide represented by the following general formula (2) can be used. .

Figure 2014189571

式(2)において、R3、R4は水素、クロル、ブロムまたは炭素数1〜12のアルキル基、アリール基、クロル置換アルキル基、アルコキシ基などであり、R5はクロル、ブロムまたは炭素数1〜6のアルキル基、アリール基、クロル置換アルキル基、アルコキシ基などであり、Xはクロル、ブロムなどのハロゲンである。R3およびR4が水素である場合は、R5はアリール基であることが好ましい。上記のアルキル基は、飽和あるいは不飽和であってもよく、また、直鎖状、分岐状または環状のものであってもよい。
Figure 2014189571

In the formula (2), R 3 and R 4 are hydrogen, chloro, bromo or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group, a chloro-substituted alkyl group, an alkoxy group, etc., and R 5 is chloro, bromo or carbon number. 1-6 alkyl groups, aryl groups, chloro-substituted alkyl groups, alkoxy groups and the like, and X is a halogen such as chloro and bromo. When R 3 and R 4 are hydrogen, R 5 is preferably an aryl group. The above alkyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched or cyclic.

具体的化合物としては、メチル、エチル、イソプロピル、イソブチル、t−ブチル、フェニル、ベンジル、ベンゾイル、ベンジリデンなどの塩化物、臭化物あるいはヨウ化物などが挙げられる。また、メチルクロロホルメート、ブロモホルメート、クロロジフェニルメタンまたはクロロトリフェニルメタンなどが挙げられる。本発明においては、生成するカルボカチオンの安定性などから、第3級ハロゲン化アルキル、特に、炭素数4〜12の第3級ハロゲン化アルキルが好ましく、具体的には、t−ブチルクロライドおよびt−ブチルブロマイドが好ましい。   Specific examples of the compound include chlorides, bromides, and iodides such as methyl, ethyl, isopropyl, isobutyl, t-butyl, phenyl, benzyl, benzoyl, and benzylidene. Further, methyl chloroformate, bromoformate, chlorodiphenylmethane, chlorotriphenylmethane, and the like can be given. In the present invention, tertiary alkyl halides, particularly tertiary alkyl halides having 4 to 12 carbon atoms, are preferred in view of the stability of the generated carbocation, and specifically, t-butyl chloride and t -Butyl bromide is preferred.

また、下記一般式(3)で表されるハロゲン化アシル化合物を用いることができる。   Moreover, the acyl halide compound represented by following General formula (3) can be used.

Figure 2014189571

式(3)において、R6は水素、クロル、ブロムまたは炭素数1〜12のアルキル基、アリール基、クロル置換アルキル基、アルコキシ基などであり、Xはクロル、ブロムなどのハロゲンである。
Figure 2014189571

In the formula (3), R 6 is hydrogen, chloro, bromo or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group, a chloro-substituted alkyl group, an alkoxy group, and the like, and X is a halogen such as chloro and bromo.

(変性反応)
変性反応は、重合停止後、重合系中に残留している未反応モノマーやその他オレフィンガスを除去した後に行うことが好ましい。重合系にハロゲン含有アルミニウム化合物などのルイス酸成分が含まれている場合は、1,3−ブタジエンの重合に引き続き変性反応を行うのが好適である。
(Denaturation reaction)
The modification reaction is preferably carried out after removing the unreacted monomer and other olefin gas remaining in the polymerization system after the polymerization is stopped. When the polymerization system contains a Lewis acid component such as a halogen-containing aluminum compound, it is preferable to carry out a modification reaction subsequent to the polymerization of 1,3-butadiene.

上記モノマー及びその他オレフィンガスの除去量は、容器内の気体の容量に対して、1〜3.5倍が好ましく、2〜3.5倍がさらに好ましい。3.5倍以上では、攪拌が困難になり、1倍以下ではガスを除去した効果が薄くなる。ここで、容器内の気体の容量とは、容器の総容量から仕込みブタジエン溶液の体積を引いたものである。   The amount of the monomer and other olefin gas removed is preferably 1 to 3.5 times, more preferably 2 to 3.5 times the volume of gas in the container. If it is 3.5 times or more, stirring becomes difficult, and if it is 1 time or less, the effect of removing the gas becomes thin. Here, the capacity of the gas in the container is obtained by subtracting the volume of the charged butadiene solution from the total capacity of the container.

容器内の圧力は、60℃において、0.2MPa以下までガスを除去するのが好ましく、0.1MPa以下まで除去するのがさらに好ましい。   As for the pressure in the container, the gas is preferably removed to 0.2 MPa or less at 60 ° C., more preferably 0.1 MPa or less.

1,3−ブタジエンの重合に引き続き変性反応を行う場合は、重合後、変性剤を添加し、その後、所定の温度において有機ハロゲン化合物を添加して所定時間攪拌混合する。この際、必要に応じてルイス酸を添加することもできる。変性剤をポリブタジエンに反応させる温度は、20〜100℃、好ましくは30〜80℃である。この温度範囲より高いと、ゲル化を促進するため好ましくない。一方、この温度範囲より低いと、変性反応が効果的に起こり難い。反応時間は、1分〜600分間である。好ましくは、10分〜90分間攪拌混合することが望ましい。   When the modification reaction is carried out following the polymerization of 1,3-butadiene, a modifier is added after the polymerization, and then an organic halogen compound is added at a predetermined temperature, followed by stirring and mixing for a predetermined time. At this time, a Lewis acid may be added as necessary. The temperature at which the modifier is reacted with polybutadiene is 20 to 100 ° C, preferably 30 to 80 ° C. If it is higher than this temperature range, gelation is promoted, which is not preferable. On the other hand, when the temperature is lower than this temperature range, the modification reaction hardly occurs effectively. The reaction time is 1 minute to 600 minutes. Preferably, it is desirable to stir and mix for 10 minutes to 90 minutes.

変性剤の量としては、シス−1,4−ポリブタジエン中の1,3−ブタジエンユニット1モルに対して1×10-3〜100モルの量が好ましく、特に1×10-2〜10モルが好ましい。さらに、有機ハロゲン化合物の量としては、上記重合反応時のハロゲン含有有機アルミニウム化合物に対して0.05〜50倍、好ましくは1〜20倍である。この量より少ないと、変性反応が十分に進行せず、所望の重合体を得ることが出来ない場合がある。また、多すぎると、ポリブタジエン分子同士の反応によるゲル化が促進され、所望の重合体を得られない場合がある。変性反応後は、反応槽内部を必要に応じて放圧し、洗浄、乾燥工程等の後処理を行う。 The amount of the modifier is preferably 1 × 10 −3 to 100 mol, particularly 1 × 10 −2 to 10 mol with respect to 1 mol of 1,3-butadiene unit in cis-1,4-polybutadiene. preferable. Furthermore, the amount of the organic halogen compound is 0.05 to 50 times, preferably 1 to 20 times that of the halogen-containing organoaluminum compound during the polymerization reaction. If the amount is less than this amount, the modification reaction does not proceed sufficiently and the desired polymer may not be obtained. Moreover, when there are too many, gelation by reaction of polybutadiene molecules will be accelerated | stimulated and a desired polymer may not be obtained. After the denaturation reaction, the inside of the reaction vessel is released as necessary, and post-treatment such as washing and drying steps is performed.

(変性度)
本発明の変性シス−1,4−ポリブタジエンの変性度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定を用いる手法により算出する。これについて、図1に基づいて詳細に説明する。
(Denatured degree)
The degree of modification of the modified cis-1,4-polybutadiene of the present invention is calculated by a technique using gel permeation chromatography (GPC) measurement. This will be described in detail with reference to FIG.

図1において縦軸は、GPC測定によって得られたポリマーのUV吸光度から得られるピーク面積値UVと、示差屈折率(RI)から得られるピーク面積値RIの比、UV/RIの値を示す。   In FIG. 1, the vertical axis represents the ratio of the peak area value UV obtained from the UV absorbance of the polymer obtained by GPC measurement and the peak area value RI obtained from the differential refractive index (RI), the value of UV / RI.

横軸は(1/Mn)×104の値を示し、Mnは数平均分子量である。図1において、Li-BR(未変性)は、Li系触媒によるアニオン重合によって1,3−ブタジエンを重合したポリマーそのもののUV/RIの値を、異なる5種類の数平均分子量Mnのポリマーについてプロットしたもので、直線として近似することができる。また、Li-BR(変性)は、Li系触媒によるアニオン重合によって重合した後、重合末端と3,5−ジメトキシベンジルブロミドを反応させて変性したポリマーのUV/RIの値を、異なる5種類の数平均分子量Mnのポリマーについてプロットしたもので、直線として近似することができる。 The horizontal axis indicates a value of (1 / Mn) × 10 4 , and Mn is the number average molecular weight. In FIG. 1, Li-BR (unmodified) is a plot of UV / RI values of a polymer itself obtained by polymerizing 1,3-butadiene by anionic polymerization using a Li-based catalyst, for five different types of polymers having a number average molecular weight Mn. It can be approximated as a straight line. In addition, Li-BR (modified) is polymerized by anionic polymerization using a Li-based catalyst, and then reacted with a polymerization terminal and 3,5-dimethoxybenzyl bromide to change the UV / RI values of five different types of polymers. This is plotted for a polymer having a number average molecular weight Mn and can be approximated as a straight line.

アニオン重合の場合は、ポリマー1分子と変性剤1分子が定量的に反応することから、ある数平均分子量(Mn1)におけるLi-BR(変性)のUV/RI値とLi-BR(未変性)のUV/RI値の差をAとする。これはその数平均分子量(Mn1)である1分子鎖に変性剤が1分子反応した場合のUV/RI値の変化量を示すため、この値を基準に変性度を算出することができる。   In the case of anionic polymerization, since one polymer molecule and one modifier molecule react quantitatively, the Li / BR (modified) UV / RI value and Li-BR (unmodified) at a certain number average molecular weight (Mn1). The difference between the UV / RI values of A is A. This indicates the amount of change in the UV / RI value when one molecule of the modifying agent reacts with one molecular chain having the number average molecular weight (Mn1), and the degree of modification can be calculated based on this value.

Li-BRと同様にして、ある数平均分子量(Mn1)である本発明の変性シス−1,4−ポリブタジエンと、変性に用いたものと同じ方法で得られた未変性のシス−1,4−ポリブタジエンについて、それぞれUV/RI値を算出してその差をBとすると、本発明の変性シス−1,4−ポリブタジエンの変性度は以下の式で表すことができる。   Similar to Li-BR, the modified cis-1,4-polybutadiene of the present invention having a number average molecular weight (Mn1) and the unmodified cis-1,4 obtained by the same method as used for modification. -For polybutadiene, when the UV / RI value is calculated and the difference is B, the modification degree of the modified cis-1,4-polybutadiene of the present invention can be expressed by the following equation.

Figure 2014189571
Figure 2014189571

本発明のシス−1,4−ポリブタジエンの変性度は、特に限定されるものではないが、0.1を超えることが好ましく、0.5を超えることがより好ましい。また、変性度は20を超えないことが好ましく、15を超えないことがより好ましい。変性度が0.1以下では変性による効果が十分でない場合があり、変性度が20以上では本来のシス−1,4−ポリブタジエンが有する特性を損なう場合がある。   The degree of modification of the cis-1,4-polybutadiene of the present invention is not particularly limited, but is preferably more than 0.1 and more preferably more than 0.5. Further, the degree of modification preferably does not exceed 20, and more preferably does not exceed 15. If the degree of modification is 0.1 or less, the effect of modification may not be sufficient, and if the degree of modification is 20 or more, the characteristics of the original cis-1,4-polybutadiene may be impaired.

数平均分子量:ポリスチレンを標準物質としてテトラヒドロフランを溶媒として温度40℃で、GPC(株式会社島津製作所製)法により行い、得られた分子量分布曲線から求めた検量線を用いて計算し、数平均分子量を求めた。 Number average molecular weight: Calculated using a calibration curve obtained from a molecular weight distribution curve obtained by GPC (manufactured by Shimadzu Corporation) using polystyrene as a standard substance and tetrahydrofuran as a solvent at a temperature of 40 ° C. Asked.

変性度:上述の通り、対象となる実施例と同じ数平均分子量におけるLi-BR(変性)のUV/RI値とLi-BR(未変性)のUV/RI値の差をA、対象となる実施例のUV/RI値をBとして、次式より求めた。
変性度=B/A
Degree of modification: As described above, A is the difference between the UV / RI value of Li-BR (modified) and the UV / RI value of Li-BR (unmodified) at the same number average molecular weight as the target example. The UV / RI value of the example was set as B, and was calculated from the following formula.
Degree of modification = B / A

(実施例1)
内部を充分窒素置換した1.5リットル容量のステンレス製のオートクレーブに、1,3−ブタジエンを30.3重量%含有するシクロヘキサン−C4留分混合溶液500mL(シクロヘキサン37.3重量%、シス−2−ブテンを主成分とするC4留分を31.2重量%含有)を仕込み、次に水1.1mmol、ジエチルアルミニウムモノクロライド1.6mmolを加えて攪拌を行ない、シクロオクタジエン7.3mmolを添加した。オートクレーブを昇温し、60℃に内温が到達してから、コバルトオクトエート0.003mmolを加えて、60℃で25分間重合反応を行なった。重合反応後に変性剤1,3−ジメトキシベンゼンを9mmol添加し、オートクレーブ内のガスを3L(除去量3倍)、0.1MPaまで放圧した。次に70℃まで昇温し、t−ブチルクロライド3.2mmolを添加して15分反応した。老化防止剤を添加後、重合体をエタノールで析出させ、80℃で3時間真空乾燥した。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
Example 1
In a 1.5 liter stainless steel autoclave sufficiently purged with nitrogen, 500 mL of a cyclohexane-C4 fraction mixed solution containing 30.3% by weight of 1,3-butadiene (37.3% by weight of cyclohexane, cis-2) -Containing 31.2% by weight of a C4 fraction containing butene as the main component), then adding 1.1 mmol of water and 1.6 mmol of diethylaluminum monochloride, stirring, and adding 7.3 mmol of cyclooctadiene did. After the temperature of the autoclave was raised and the internal temperature reached 60 ° C., 0.003 mmol of cobalt octoate was added, and a polymerization reaction was performed at 60 ° C. for 25 minutes. After the polymerization reaction, 9 mmol of a modifier 1,3-dimethoxybenzene was added, and the gas in the autoclave was released to 3 L (3 times the removal amount) and 0.1 MPa. Next, the temperature was raised to 70 ° C., and 3.2 mmol of t-butyl chloride was added and reacted for 15 minutes. After adding the anti-aging agent, the polymer was precipitated with ethanol and vacuum dried at 80 ° C. for 3 hours. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(実施例2)
変性剤を1,2−メチレンジオキシベンゼンとした他は、実施例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Example 2)
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that 1,2-methylenedioxybenzene was used as the modifier. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(実施例3)
変性剤をサフロールとした他は、実施例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Example 3)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the modifier was safrole. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(実施例4)
変性剤をイソサフロールとした他は、実施例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
Example 4
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the modifier was isosafrole. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(実施例5)
変性剤をアネトールとした他は、実施例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Example 5)
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the denaturant was anethole. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(実施例6)
変性剤をベラトロールとした他は、実施例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Example 6)
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that veratrol was used as the modifier. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(実施例7)
変性剤をメチルイソオイゲノール(MIE)とした他は、実施例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Example 7)
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that methyl isoeugenol (MIE) was used as the denaturing agent. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(参考例1)
内部を充分窒素置換した1.5リットル容量のステンレス製のオートクレーブに、1,3−ブタジエンを30.3重量%含有するシクロヘキサン−C4留分混合溶液500mL(シクロヘキサン37.3重量%、シス−2−ブテンを主成分とするC4留分を31.2重量%含有)を仕込み、次に水1.1mmol、ジエチルアルミニウムモノクロライド1.6mmolを加えて攪拌を行ない、シクロオクタジエン7.3mmolを添加した。オートクレーブを昇温し、60℃に内温が到達してから、コバルトオクトエート0.003mmolを加えて、60℃で25分間重合反応を行なった。重合反応後に変性剤1,3−ジメトキシベンゼンを9mmol添加し、70℃まで昇温した。次いで、t−ブチルクロライド3.2mmolを添加して15分反応した。老化防止剤を添加後、重合体をエタノールで析出させ、80℃で3時間真空乾燥した。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Reference Example 1)
In a 1.5 liter stainless steel autoclave sufficiently purged with nitrogen, 500 mL of a cyclohexane-C4 fraction mixed solution containing 30.3% by weight of 1,3-butadiene (37.3% by weight of cyclohexane, cis-2) -Containing 31.2% by weight of a C4 fraction containing butene as the main component), then adding 1.1 mmol of water and 1.6 mmol of diethylaluminum monochloride, stirring, and adding 7.3 mmol of cyclooctadiene did. After the temperature of the autoclave was raised and the internal temperature reached 60 ° C., 0.003 mmol of cobalt octoate was added, and a polymerization reaction was performed at 60 ° C. for 25 minutes. After the polymerization reaction, 9 mmol of a modifier 1,3-dimethoxybenzene was added, and the temperature was raised to 70 ° C. Subsequently, 3.2 mmol of t-butyl chloride was added and reacted for 15 minutes. After adding the anti-aging agent, the polymer was precipitated with ethanol and vacuum dried at 80 ° C. for 3 hours. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(参考例2)
変性剤を1,2−メチレンジオキシベンゼンとした他は、比較例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Reference Example 2)
The reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1,2-methylenedioxybenzene was used as the modifier. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(参考例3)
変性剤をサフロールとした他は、比較例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Reference Example 3)
The reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the modifier was safrole. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(参考例4)
変性剤をイソサフロールとした他は、比較例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Reference Example 4)
The reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the modifier was isosafrole. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(参考例5)
変性剤をアネトールとした他は、比較例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Reference Example 5)
The reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the modifier was anethole. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(参考例6)
変性剤をベラトロールとした他は、比較例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Reference Example 6)
The reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that veratrol was used as the modifier. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(参考例7)
変性剤をメチルイソオイゲノールとした他は、比較例1と同様に反応を行った。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Reference Example 7)
The reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that methyl isoeugenol was used as the modifying agent. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

(参考例8)
内部を充分窒素置換した1.5リットル容量のステンレス製のオートクレーブに、1,3−ブタジエンを30.3重量%含有するシクロヘキサン−C4留分混合溶液500mL(シクロヘキサン37.3重量%、シス−2−ブテンを主成分とするC4留分を31.2重量%含有)を仕込み、次に水1.1mmol、ジエチルアルミニウムモノクロライド1.6mmolを加えて攪拌を行ない、シクロオクタジエン7.3mmolを添加した。オートクレーブを昇温し、60℃に内温が到達してから、コバルトオクトエート0.003mmolを加えて、60℃で25分間重合反応を行なった。老化防止剤を添加して重合を停止させ、重合体をエタノールで析出させた後、80℃で3時間真空乾燥した。得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示した。
(Reference Example 8)
In a 1.5 liter stainless steel autoclave sufficiently purged with nitrogen, 500 mL of a cyclohexane-C4 fraction mixed solution containing 30.3% by weight of 1,3-butadiene (37.3% by weight of cyclohexane, cis-2) -Containing 31.2% by weight of a C4 fraction containing butene as the main component), then adding 1.1 mmol of water and 1.6 mmol of diethylaluminum monochloride, stirring, and adding 7.3 mmol of cyclooctadiene did. After the temperature of the autoclave was raised and the internal temperature reached 60 ° C., 0.003 mmol of cobalt octoate was added, and a polymerization reaction was performed at 60 ° C. for 25 minutes. An anti-aging agent was added to terminate the polymerization, and the polymer was precipitated with ethanol, followed by vacuum drying at 80 ° C. for 3 hours. Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

得られたシス−1,4−ポリブタジエンの物性を表1に示す。   Table 1 shows the physical properties of the resulting cis-1,4-polybutadiene.

Figure 2014189571
Figure 2014189571

Claims (4)

遷移金属化合物および有機アルミニウム化合物を含有する重合触媒によって1,3−ブタジエンを重合してシス−1,4−ポリブタジエンを製造し、次いで、この重合系内に有機ハロゲン化合物および下記一般式(1)で表される1〜3置換の芳香族化合物を添加して、シス−1,4−ポリブタジエンと下記一般式(1)で表される1〜3置換の芳香族化合物とを反応させることを特徴とする、変性シス−1,4−ポリブタジエンの製造方法において、反応系から未反応のモノマー及びその他オレフィンガスを除去した後、上記1〜3置換の芳香族化合物を用いて変性反応を行う変性シス−1,4−ポリブタジエンの製造方法。
Figure 2014189571
式(1)において、Yは水素、水酸基、アルケニル基または炭素数1〜10のアルコキシ基、Z1、Z2は水素、水酸基、アルキル基または炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。
1,3-butadiene is polymerized by a polymerization catalyst containing a transition metal compound and an organoaluminum compound to produce cis-1,4-polybutadiene. Then, an organic halogen compound and the following general formula (1) are contained in this polymerization system. The cis-1,4-polybutadiene is reacted with a 1-3 substituted aromatic compound represented by the following general formula (1) by adding a 1-3 substituted aromatic compound represented by In the method for producing modified cis-1,4-polybutadiene, after removing unreacted monomers and other olefin gas from the reaction system, the modified cis is subjected to a modification reaction using the above 1 to 3 substituted aromatic compounds. A method for producing -1,4-polybutadiene.
Figure 2014189571
In Formula (1), Y represents hydrogen, a hydroxyl group, an alkenyl group, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and Z 1 and Z 2 represent hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
請求項1記載のモノマー及びその他オレフィンガスの除去量が容器内の気体の容量に対して、1〜3.5倍であることを特徴とする請求項1記載の変性シス−1,4−ポリブタジエンの製造方法。 The modified cis-1,4-polybutadiene according to claim 1, wherein the removal amount of the monomer and other olefin gas according to claim 1 is 1 to 3.5 times the volume of gas in the container. Manufacturing method. 請求項1記載のモノマー及びその他オレフィンガスが、ブタジエン及びブテンであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の変性シス−1,4−ポリブタジエンの製造方法。 The method for producing a modified cis-1,4-polybutadiene according to claim 1 or 2, wherein the monomer and the other olefin gas according to claim 1 are butadiene and butene. 1〜3置換の芳香族化合物が、フェノール誘導体、カテコール誘導体、レゾルシン誘導体、ヒドロキノン誘導体、2〜3置換の芳香族系アルケニル化合物からなる群より選択された1種以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の変性シス−1,4−ポリブタジエンの製造方法。   The 1-3 substituted aromatic compound is at least one selected from the group consisting of phenol derivatives, catechol derivatives, resorcin derivatives, hydroquinone derivatives, and 2-3 substituted aromatic alkenyl compounds. Item 4. A method for producing a modified cis-1,4-polybutadiene according to any one of Items 1 to 3.
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