JP2014201689A - Physical property modifier, manufacturing method thereof and rubber composition - Google Patents

Physical property modifier, manufacturing method thereof and rubber composition Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical property modifier for rubber or plastic having improved physical property modification effects, a manufacturing method thereof and a rubber composition using the same.SOLUTION: There is provided one having a structure represented by the following general formula (1), where R, R, Rand Rrepresent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R, R, Rand Rrepresent an alkyl group having hydrogen or 1 to 3 carbon atoms, Xand Xrepresent a bivalent group containing one or more kinds of a thioether bond, an amide bond, an urethane bond, an urea bond, an ester bond, an ether bond, a thioester bond or a -CH(OH)-CH-NH- group and n and m represent an integer of 1 to 3.

Description

本発明は、ゴムやプラスチックの物性改良に有効な物性改良剤、その製造方法、及びその物性改良剤を用いたゴム組成物に関するものである。   The present invention relates to a physical property improving agent effective for improving physical properties of rubber and plastic, a production method thereof, and a rubber composition using the physical property improving agent.

ゴムやプラスチックには補強剤が用いられることが多いが、マトリックスに対する分散性を向上したり、補強性を高めたりするために、その表面を改質することが求められる場合がある。   Reinforcing agents are often used for rubber and plastics, but there are cases where it is required to modify the surface in order to improve the dispersibility in the matrix or enhance the reinforcing properties.

そのような改質剤や改質方法に関しては種々の提案がなされており、例えば特許文献1には、ゴムに充填するシリカにビニルモノマーを含浸させた後に、ラジカル重合によりポリマーを生成させてそれによりシリカを被覆することにより、補強性を高める方法が開示されている。   Various proposals have been made regarding such modifiers and modification methods. For example, Patent Document 1 discloses that a silica is filled with a vinyl monomer and then a polymer is produced by radical polymerization. Discloses a method for enhancing the reinforcing property by coating silica.

また特許文献2には、イソシアネート基含有アゾ化合物とケイ素化合物から合成される重合開始剤を用い、アルコキシシリル基含有ポリマーを得て、加水分解/縮重合を行うことによりケイ素系ハイブリッド材料を製造する方法が開示されている。   In Patent Document 2, a silicon-based hybrid material is produced by obtaining an alkoxysilyl group-containing polymer using a polymerization initiator synthesized from an isocyanate group-containing azo compound and a silicon compound, and performing hydrolysis / condensation polymerization. A method is disclosed.

さらに、特許文献3には、エステル基もしくはアミド基含有アゾ化合物とアミノシランから合成されるアルコキシシリル基含有アゾ化合物を重合開始剤として用いて、塗料やシーリング材に応用可能な架橋型重合体組成物を得る方法が開示されている。   Furthermore, Patent Document 3 discloses a crosslinked polymer composition that can be applied to paints and sealing materials using an alkoxysilyl group-containing azo compound synthesized from an ester group or amide group-containing azo compound and aminosilane as a polymerization initiator. Is disclosed.

しかし、特許文献1のものでは、被覆されたシリカと被覆するポリマーとの結合が物理結合によるものであるため、性能向上は必ずしも満足できるレベルには達していない。   However, in the thing of patent document 1, since the coupling | bonding of the coated silica and the polymer to coat | cover is based on a physical bond, the performance improvement does not necessarily reach the level which can be satisfied.

また、特許文献2のものは、アルコキシシリル基含有アゾ化合物を合成する際に、イソシアネート基は水との反応性が高いため生産性が低いという問題がある。   Moreover, the thing of the patent document 2 has the problem that productivity is low because an isocyanate group has high reactivity with water, when synthesizing an alkoxysilyl group containing azo compound.

さらに特許文献3のものも、金属アルコキシドは水との反応性が高く、生産性が低いという問題があり、また得られたポリマーはゴム補強剤としての性能は十分ではなく、改善の余地があった。   Further, in Patent Document 3, the metal alkoxide has a problem that the reactivity with water is high and the productivity is low, and the obtained polymer does not have sufficient performance as a rubber reinforcing agent, and there is room for improvement. It was.

特許第4773117号公報Japanese Patent No. 4773117 特開平8−104710号公報JP-A-8-104710 特許第2510345号公報Japanese Patent No. 2510345

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ゴム等の物性改良効果がより向上した物性改良剤、その製造方法、及びそれを用いたゴム組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a physical property improving agent having improved physical property improving effects such as rubber, a production method thereof, and a rubber composition using the same.

本発明のゴム又はプラスチック用物性改良剤は、上記の課題を解決するために、下記一般式(1)で表される構造を有するものとする。

Figure 2014201689
In order to solve the above problems, the rubber or plastic property improving agent of the present invention has a structure represented by the following general formula (1).
Figure 2014201689

但し、一般式(1)において、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、R及びRは、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、Xはチオエーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、又は−CH(OH)−CH−NH−基のいずれか1種又は2種以上を含む2価の基を示し、nは1〜3の整数、pは1〜5の整数を示す。 However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 3 and R 4 are each independently a hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms X 1 represents one or more of a thioether bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, an ester bond, an ether bond, a thioester bond, or a —CH (OH) —CH 2 —NH— group. The divalent group which contains, n is an integer of 1-3, p shows the integer of 1-5.

上記本発明のゴム又はプラスチック用物性改良剤は、ラジカル重合可能なビニルモノマーを、下記一般式(2)で表されるラジカル重合開始剤を用いて重合する製造方法により製造することができる。

Figure 2014201689
The physical property improving agent for rubber or plastic of the present invention can be produced by a production method in which a vinyl monomer capable of radical polymerization is polymerized using a radical polymerization initiator represented by the following general formula (2).
Figure 2014201689

但し、一般式(2)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、R、R、R及びRは、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、X及びXは、それぞれ独立にチオエーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、又は−CH(OH)−CH−NH−基のいずれか1種又は2種以上を含む2価の基を示し、n及びmはそれぞれ1〜3の整数を示し、p及びqはそれぞれ1〜5の整数を示す。 However, in General formula (2), R < 1 >, R < 2 >, R < 7 > and R < 8 > show a C1-C3 alkyl group each independently, R < 3 >, R < 4 >, R < 5 > and R <6> are respectively Independently represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1 and X 2 each independently represent a thioether bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, an ester bond, an ether bond, a thioester bond, or —CH ( OH) —CH 2 —NH— represents a divalent group containing one or more of the groups, n and m each represent an integer of 1 to 3, and p and q each represent an integer of 1 to 5 Indicates.

上記本発明の製造方法において、一般式(2)で表されるラジカル重合開始剤は、例えば、下記一般式(3)で表される化合物と下記一般式(4)で表される化合物とを反応させる工程により得ることができる。

Figure 2014201689
In the production method of the present invention, the radical polymerization initiator represented by the general formula (2) includes, for example, a compound represented by the following general formula (3) and a compound represented by the following general formula (4). It can be obtained by a reaction step.
Figure 2014201689

但し、一般式(3)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、X及びXは、それぞれ独立にチオエーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、又は−CH(OH)−CH−NH−基のいずれか1種又は2種以上を含む2価の基を示す。

Figure 2014201689
However, in General Formula (3), R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1 and X 2 each independently represent a thioether bond. , An amide bond, a urethane bond, a urea bond, an ester bond, an ether bond, a thioester bond, or a divalent group containing one or more of —CH (OH) —CH 2 —NH— groups.
Figure 2014201689

但し、一般式(4)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、n及びmはそれぞれ1〜3の整数を示し、p及びqはそれぞれ1〜5の整数を示す。 However, in the general formula (4), R 1, R 2, R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, n and m are each an integer of 1 to 3, p And q each represents an integer of 1 to 5.

本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対して、シリカ20〜120質量部、及び上記本発明の物性改良剤1〜50質量部を含有してなるものとする。   The rubber composition of the present invention contains 20 to 120 parts by mass of silica and 1 to 50 parts by mass of the physical property improving agent of the present invention with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.

本発明のゴム又はプラスチック用物性改良剤は、シリカ表面のシラノール基と反応可能な官能基をポリマー末端に有するため、例えばシリカを含有するゴムに配合した場合、シリカ表面にグラフトポリマー相が形成され、シリカとゴムとの結合をより強固にすることができ、ゴム組成物の粘弾性等の特性を大きく改良することができる。   The physical property improver for rubber or plastic of the present invention has a functional group capable of reacting with a silanol group on the silica surface at the polymer terminal, so that, for example, when blended with a rubber containing silica, a graft polymer phase is formed on the silica surface. Further, the bond between silica and rubber can be further strengthened, and the properties such as viscoelasticity of the rubber composition can be greatly improved.

本発明の物性改良剤は、一般式(2)で表されるラジカル重合開始剤を用いてラジカル重合可能なビニルモノマーを重合する製造方法により容易に得られる。   The physical property improving agent of the present invention can be easily obtained by a production method in which a radically polymerizable vinyl monomer is polymerized using a radical polymerization initiator represented by the general formula (2).

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。本発明のゴム又はプラスチック用物性改良剤(以下、「物性改良剤」という)は、上記の通り、一般式(1)で表される構造を有するものである。

Figure 2014201689
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. The physical property improver for rubber or plastic of the present invention (hereinafter referred to as “physical property improver”) has a structure represented by the general formula (1) as described above.
Figure 2014201689

一般式(1)において、R及びRは、上記のとおり、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、メチル基又はエチル基であることが好ましい。R及びRは、上記のとおり、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、メチル基であることが好ましい。また、Xは、チオエーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、エステル結合、エーテル結合又はチオエステル結合を示し、チオエーテル結合、ウレタン結合、チオエステル結合を含むことが好ましい。さらに、nは1〜3の整数を示し、3であることが好ましく、pは1〜5の整数を示し、3であることが好ましい。 In the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and are preferably a methyl group or an ethyl group. As described above, R 3 and R 4 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and is preferably a methyl group. X 1 represents a thioether bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, an ester bond, an ether bond or a thioester bond, and preferably includes a thioether bond, a urethane bond, or a thioester bond. Furthermore, n represents an integer of 1 to 3, and is preferably 3, and p represents an integer of 1 to 5, and is preferably 3.

上記物性改良剤は、シリカとの結合をより強固にし、物性改良効果をさらに大きくする観点から、次の一般式(1’)で表される構造を有することが好ましい。

Figure 2014201689
The physical property improving agent preferably has a structure represented by the following general formula (1 ′) from the viewpoint of further strengthening the bond with silica and further enhancing the physical property improving effect.
Figure 2014201689

上記一般式(1’)において、R及びRは、式(1)と同じで、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、Rは炭素数1〜3のアルキレン基を示し、炭素数1であることが好ましく、n及びpも式(1)と同じで、nは1〜3の整数を示し、pは1〜5の整数を示す。 In the general formula (1 ′), R 1 and R 2 are the same as in the formula (1), and each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 9 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. It is preferable that it is C1 and n and p are the same as Formula (1), n shows the integer of 1-3, p shows the integer of 1-5.

上記本発明の物性改良剤は、ラジカル重合可能なビニルモノマーを、一般式(2)で表されるラジカル重合開始剤を用いて重合することにより製造することができる。   The physical property improver of the present invention can be produced by polymerizing a vinyl monomer capable of radical polymerization using a radical polymerization initiator represented by the general formula (2).

本発明で用いるラジカル重合可能なモノマーとしては、ビニルモノマーやジエンモノマーが挙げられ、ビニルモノマーとしては、例えば、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、アクリルアミド系モノマー、スチレン系モノマー、酢酸ビニル、アクリロニトリルなどが挙げられる。   Examples of radically polymerizable monomers used in the present invention include vinyl monomers and diene monomers. Examples of vinyl monomers include acrylic acid monomers, methacrylic acid monomers, acrylamide monomers, styrene monomers, vinyl acetate, and acrylonitrile. Etc.

アクリル酸系モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、2−カルボキシエチルアクリレート、2−(ジメチルアミノ)エチルアクリレート、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ソジウムアクリレート、イソボルニルアクリレート、プロパルギルアクリレート、エチレングリコールメチルエーテルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソデシルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ナフチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、トリメチルシリルアクリレート、2,2,2―トリフルオロエチルアクリレート、4−tert―ブチルシクロヘキシルアクリレート、フルオロセイン−0−アクリレート、9−アントラセンメチルアクリレートなどが挙げられる。   Examples of acrylic acid monomers include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, 2-carboxyethyl acrylate, 2- (dimethylamino) ethyl acrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl acrylate, Butyl acrylate, sodium acrylate, isobornyl acrylate, propargyl acrylate, ethylene glycol methyl ether acrylate, hexyl acrylate, lauryl acrylate, isobutyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, tert-butyl acrylate, isooctyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, Isodecyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-naphthyl acrylate, 2-ethylhexyl Acrylate, trimethylsilyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 4-tert-butylcyclohexyl acrylate, fluorescein -0- acrylate, 9-anthracene methyl acrylate.

メタクリル酸系モノマーとしては、例えば、3−(アクリロイルオキシ)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、11−[4−(4−ブチルフェニルアゾ)フェノキシ]ウンデシルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクレート、2−(ジエチルアミノ)エチルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、エチレングリコールモノエイチルエーテルメタクリレート、エチルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、エチレングリコールメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2−イソシアナトエチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、メタクリル酸、メチルメタクリレート、1H,1H,5H−パーフルオロペンチルメタクリレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、N−スクシンイミドメタクリレート、3−スルホプロピルカリウムメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、3−(トリエトキシシリル)プロピルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート、2−(トリメチルシリルオキシ)エチルメタクリレート、3−(トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル)プロピルメタクリレートなどが挙げられる。   Examples of the methacrylic acid monomer include 3- (acryloyloxy) -2-hydroxypropyl methacrylate, allyl methacrylate, benzyl methacrylate, butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, and 11- [4- (4-butylphenylazo) phenoxy]. Undecyl methacrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, dicyclopentanyl methacrylate, 2- (diethylamino) ethyl methacrylate, diethylene glycol monomethyl ether methacrylate, 2- (dimethylamino) ethyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2 -Ethoxyethyl methacrylate, ethylene glycol monoethyl ether methacrylate, ethyl methacrylate , Furfuryl methacrylate, glycidyl methacrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methacrylate, hexyl methacrylate, ethylene glycol methacrylate, isobornyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, Methacrylic acid, methyl methacrylate, 1H, 1H, 5H-perfluoropentyl methacrylate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate, stearyl methacrylate, N-succinimide methacrylate, 3-sulfopropyl potassium methacrylate, 2 , 2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 2,2,6,6-the Lamethyl-4-piperidyl methacrylate, tridecyl methacrylate, 3- (triethoxysilyl) propyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate, 2- (trimethylsilyloxy) ethyl methacrylate , 3- (tris (trimethylsilyloxy) silyl) propyl methacrylate and the like.

アクリルアミド系モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、6−アクリルアミドヘキサン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド、N−(ブトキシメチル)アクリルアミド、N−tert−ブチルアクリルアミド、trans−3−フェニルアクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N’−(1,2−ジヒドロキシエチレン)ビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N−ドデシルアクリルアミド、N−エチル−N−(4−ピリジルメチル)−2−フェニルアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミドなどが挙げられる。   Examples of acrylamide monomers include acrylamide, 6-acrylamidohexanoic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, (3-acrylamidopropyl) trimethylammonium chloride, N- (butoxymethyl) acrylamide, and N-tert-butyl. Acrylamide, trans-3-phenylacrylamide, N- (1,1-dimethyl-3-oxobutyl) acrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N ′-(1,2-dihydroxyethylene) bisacrylamide, N, N -Dimethylacrylamide, N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide, N-dodecylacrylamide, N-ethyl-N- (4-pyridylmethyl) -2-phenylacrylamide, N- (2-hydroxy) Ethyl) acrylamide, N- (hydroxymethyl) acrylamide, N- isopropylacrylamide, N, such as N'- methylenebisacrylamide and the like.

スチレン系モノマーとしては、スチレン、4−アミノスチレン、4−ブロモ−β,β−ジフルオロスチレン、2−ブロモスチレン、3−ブロモスチレン、4−ブロモスチレン、4−tert−ブチルスチレン、4−(クロロメチル)スチレン、4−クロロ−α−メチルスチレン、クロロメチルスチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン、2,6−ジクロロスチレン、4−フルオロ−α−メチルスチレン、3−フルオロスチレン、4−フルオロスチレン、4−イソプロペニルトルエン、4−メトキシスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、4−ニトロスチレン、4−n−オクチルスチレン、2,3,4,5,6−ペンタフルオロビニルスチレン、α−(トリメチルシリルオキシ)スチレン、β−スチレンスルホン酸ナトリウム、2,4,6−トリメチルスチレン、ビニルベンジルシアニド、2−アセトキシスチレン、4−アセトキシスチレンなどが挙げられる。   Styrene monomers include styrene, 4-aminostyrene, 4-bromo-β, β-difluorostyrene, 2-bromostyrene, 3-bromostyrene, 4-bromostyrene, 4-tert-butylstyrene, 4- (chloro Methyl) styrene, 4-chloro-α-methylstyrene, chloromethylstyrene, 2-chlorostyrene, 3-chlorostyrene, 4-chlorostyrene, 2,6-dichlorostyrene, 4-fluoro-α-methylstyrene, 3- Fluorostyrene, 4-fluorostyrene, 4-isopropenyltoluene, 4-methoxystyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, 4-nitrostyrene, 4 -N-octylstyrene, 2,3,4,5,6-pentafluorovinyl Styrene, alpha-(trimethylsilyloxy) styrene, beta-sodium styrene sulfonate, 2,4,6-trimethyl styrene, vinyl cyanide, 2-acetoxystyrene, 4-acetoxy styrene.

ジエン系モノマーとしては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエンなどが挙げられる。   Examples of the diene monomer include 1,3-butadiene, isoprene, chloroprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, and the like.

以上例示したモノマーは、いずれか1種類で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。   The monomers exemplified above may be used either alone or in combination of two or more.

ラジカル重合開始剤は上記の通り、一般式(2)で表される構造を有するものであり、物性改良剤が上記一般式(1’)で表される構造を有するポリマーである場合は、一般式(2’)で表される重合開始剤が用いられる。

Figure 2014201689
Figure 2014201689
As described above, the radical polymerization initiator has a structure represented by the general formula (2), and when the physical property improver is a polymer having a structure represented by the general formula (1 ′), A polymerization initiator represented by the formula (2 ′) is used.
Figure 2014201689
Figure 2014201689

一般式(1)及び(1’)のR、R、R及びR、X、n、pは、一般式(2)又は(2’)におけるこれらに相当する基、結合及び数に由来するものである。従って、一般式(2)及び(2’)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、R、R、R及びRは、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、R及びR10は、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキレン基を示し、X及びXは、それぞれ独立にチオエーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、又は−CH(OH)−CH−NH−基のいずれか1種又は2種以上を含む2価の基を示し、n及びmは1〜3の整数を示し、p及びqはそれぞれ1〜5の整数を示し、好ましい範囲等は上記一般式(1)について述べたのと同じである。 R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , X 1 , n, and p in the general formulas (1) and (1 ′) are groups corresponding to these in the general formula (2) or (2 ′), bonds, and It comes from numbers. Therefore, in the general formulas (2) and (2 ′), R 1 , R 2 , R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 9 and R 10 each independently represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1 and X 2 are each independently A divalent group containing any one or more of a thioether bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, an ester bond, an ether bond, a thioester bond, or a —CH (OH) —CH 2 —NH— group. N and m are each an integer of 1 to 3, p and q are each an integer of 1 to 5, and the preferred range is the same as that described for the general formula (1).

化合物(2)及び(2’)の化学構造は、アゾ基を中心にして左右対称でも非対称でもよい。すなわち、アゾ基の一方の端部に結合した基のR、R、R、R、R、X、n、pは、アゾ基の他方の端部に結合した基のR、R、R、R、R10、X、m、qの、それぞれ対応する基又は数とそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 The chemical structures of the compounds (2) and (2 ′) may be symmetric or asymmetric with respect to the azo group. That is, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 9 , X 1 , n, and p of the group bonded to one end of the azo group are R of the group bonded to the other end of the azo group. 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 10 , X 2 , m, q may be the same as or different from the corresponding groups or numbers, respectively.

上記重合開始剤を用いたラジカル重合の具体的方法や反応条件等は特に限定されず、公知の方法に従い行うことができ、通常は反応温度20〜120℃で10分〜24時間程度である。   The specific method and reaction conditions of radical polymerization using the above polymerization initiator are not particularly limited, and can be performed according to a known method, and is usually about 10 minutes to 24 hours at a reaction temperature of 20 to 120 ° C.

反応に際しては、ラジカル発生剤を反応触媒として用いることが好ましい。ラジカル発生剤としては、アゾ化合物、有機過酸化物などが挙げられ、熱によりラジカルが発生するものや光照射によりラジカルが発生するものが含まれる。アゾ化合物の例としては、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(ABCN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)などが挙げられる。有機化酸化物の例としては、ジ−tert−ブチルペルオキシド、tert−ブチルヒドロペルオキシド、過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンペルオキシドなどが挙げられる。   In the reaction, it is preferable to use a radical generator as a reaction catalyst. Examples of the radical generator include azo compounds and organic peroxides, and those that generate radicals by heat and those that generate radicals by light irradiation are included. Examples of azo compounds include azobisisobutyronitrile (AIBN), 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile) (ABCN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile). ), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and the like. Examples of the organic oxide include di-tert-butyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, and methyl ethyl ketone peroxide.

また、上記一般式(2)又は(2’)で表されるラジカル重合開始剤の製造方法も特に限定されず、公知の方法に準じて行うことができるが、好ましい製造方法の例としては、下記一般式(3)で表される末端アルケニル基を有するアゾ化合物に、下記一般式(3)で表されるメルカプトアルコキシシランをエンチオール反応させることにより、Xとしてチオエーテル結合を含む基を有する化合物を得る方法が挙げられる。   In addition, the production method of the radical polymerization initiator represented by the general formula (2) or (2 ′) is not particularly limited, and can be performed according to a known method. By subjecting an azo compound having a terminal alkenyl group represented by the following general formula (3) to an enethiol reaction with a mercaptoalkoxysilane represented by the following general formula (3), a compound having a group containing a thioether bond as X is obtained. The method of obtaining is mentioned.

エンチオール反応とは、チオール基と炭素−炭素二重結合とが1対1で付加する反応である。すなわち、チオールに光照射するか又は過酸化物等のラジカル開始剤を加えると、容易にチイルラジカルが発生し、炭素−炭素二重結合に付加する。生成した炭素ラジカルがチオール基から水素を引き抜くことで1対1付加体が生成する。水素を引き抜かれたラジカルはチイルラジカルとなるので、反応は連鎖的に進行する。反応は従来から用いられている条件に準じて行うことができ、通常は反応温度20〜70℃で10分〜6時間程度である。反応に際しては、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のラジカル発生剤を使用することが好ましい。

Figure 2014201689
The enthiol reaction is a reaction in which a thiol group and a carbon-carbon double bond are added on a one-to-one basis. That is, when a thiol is irradiated with light or a radical initiator such as peroxide is added, a thiyl radical is easily generated and added to a carbon-carbon double bond. The generated carbon radicals extract hydrogen from the thiol group to produce a one-to-one adduct. Since the radical from which hydrogen is extracted becomes a thiyl radical, the reaction proceeds in a chain. The reaction can be performed according to conventionally used conditions, and is usually about 10 minutes to 6 hours at a reaction temperature of 20 to 70 ° C. In the reaction, it is preferable to use a radical generator such as 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) or 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile). .
Figure 2014201689

但し、一般式(3)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示す。

Figure 2014201689
However, in General formula (3), R < 3 >, R < 4 >, R < 5 > and R < 6 > show hydrogen or a C1-C3 alkyl group each independently.
Figure 2014201689

但し、一般式(4)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、n及びmはそれぞれ1〜3の整数を示し、p及びqはそれぞれ1〜5の整数を示す。 However, in the general formula (4), R 1, R 2, R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, n and m are each an integer of 1 to 3, p And q each represents an integer of 1 to 5.

本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムに対して、シリカ及び上記本発明の物性改良剤を配合したものである。   The rubber composition of this invention mix | blends the silica and the said physical property improvement agent of this invention with respect to diene type rubber.

使用可能なジエン系ゴムは特に限定されず、各種天然ゴム(NR)、各種ポリイソプレンゴム(IR)、各種スチレンブタジエンゴム(SBR)、各種ポリブタジエンゴム(BR)等の各種ジエン系ゴムが挙げられ、これらはいずれか一種を用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。好ましくは、スチレンブタジエンゴム、各種ポリブタジエンゴムを用いる。また、これらのゴムとしては、アミノ基、アルコキシシラン基、ヒドロキシ基、エポキシ基、カルボキシル基、シアノ基、ハロゲン等を導入した変性ジエンゴムも必要に応じて用いることができる。   Diene rubber that can be used is not particularly limited, and various diene rubbers such as various natural rubbers (NR), various polyisoprene rubbers (IR), various styrene butadiene rubbers (SBR), various polybutadiene rubbers (BR) and the like can be mentioned. These may be used either alone or in combination of two or more. Preferably, styrene butadiene rubber and various polybutadiene rubbers are used. In addition, as these rubbers, modified diene rubbers into which amino groups, alkoxysilane groups, hydroxy groups, epoxy groups, carboxyl groups, cyano groups, halogens and the like have been introduced can be used as necessary.

本発明のゴム組成物は、目的とする効果を得るためには、シリカを含有することが前提となるが、ゴム分野で通常使用されているシリカ以外の補強性充填剤も特に制限なく使用することができる。そのような補強性充填剤の例としては、カーボンブラック、タルク、クレイ、水酸化アルミニウム、酸化チタン等が例示され、これらの1種又は2種以上を使用することができる。   In order to obtain the desired effect, the rubber composition of the present invention is premised on containing silica, but reinforcing fillers other than silica that are usually used in the rubber field are also used without particular limitation. be able to. Examples of such reinforcing fillers include carbon black, talc, clay, aluminum hydroxide, titanium oxide and the like, and one or more of these can be used.

上記シリカ及びその他の補強性充填剤の配合量は、ゴム組成物の用途等によって適宜調整されるものであるが、シリカの配合量は通常はゴム成分100質量部あたり10〜120質量部の範囲が好ましい。またゴム組成物がタイヤ用の場合は、シリカとともに、ゴム成分100質量部あたりカーボンブラックを5〜50質量部配合することが好ましく、シリカ/カーボンブラックの配合比率は1/20〜1/0.1が好ましい。   The compounding amount of the silica and other reinforcing fillers is appropriately adjusted depending on the use of the rubber composition, but the compounding amount of silica is usually in the range of 10 to 120 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component. Is preferred. When the rubber composition is used for tires, it is preferable to mix 5 to 50 parts by mass of carbon black with 100 parts by mass of the rubber component together with silica, and the mixing ratio of silica / carbon black is 1/20 to 1 / 0.0. 1 is preferred.

本発明の物性改良剤の配合量もゴム組成物の用途等によって適宜調整されるものであるが、通常はジエン系ゴム100質量部に対して、1〜50質量部が好ましい。   Although the compounding amount of the physical property improving agent of the present invention is also appropriately adjusted depending on the use of the rubber composition, it is usually preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.

本発明のゴム組成物には、本発明の目的に反しない範囲であれば、本発明の物性改良剤以外のシランカップリング剤を併用することもできる。シランカップリング剤の種類は特に限定されず、タイヤ用等のゴム組成物において一般に使用されるものを使用することができ、例としてはスルフィドシラン、メルカプトシラン等が挙げられる。これらシランカップリング剤の含有量は、シリカに対して1〜15質量%が好ましい。   In the rubber composition of the present invention, a silane coupling agent other than the physical property improving agent of the present invention can be used in combination as long as it does not contradict the object of the present invention. The kind of silane coupling agent is not particularly limited, and those generally used in rubber compositions for tires and the like can be used. Examples thereof include sulfide silane and mercaptosilane. The content of these silane coupling agents is preferably 1 to 15% by mass with respect to silica.

本発明に係るゴム組成物には、上記以外では、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加硫剤など、タイヤ用等のゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を適宜配合することができる。上記加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量は上記ゴム成分100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。ゴム組成物は、通常のバンバリーミキサーやニーダーなどのゴム用混練機を用いて、常法に従い混練することで調製される。   In the rubber composition according to the present invention, in addition to the above, various additives generally used in rubber compositions for tires and the like, such as zinc white, stearic acid, anti-aging agent, wax, vulcanizing agent, and the like are appropriately blended. be able to. Examples of the vulcanizing agent include sulfur and sulfur-containing compounds, and are not particularly limited. However, the blending amount is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 0.5-5 mass parts. The rubber composition is prepared by kneading according to a conventional method using a rubber kneader such as an ordinary Banbury mixer or kneader.

以上よりなるゴム組成物は、例えばタイヤのトレッドゴムやサイドウォールゴムとして用いることができ、このゴム組成物を、常法に従い、例えば140〜180℃で加硫成形することにより、タイヤを形成することができる。   The rubber composition comprising the above can be used, for example, as a tread rubber or a sidewall rubber of a tire, and this rubber composition is vulcanized and molded at, for example, 140 to 180 ° C. according to a conventional method to form a tire. be able to.

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下で示す配合割合は、特にことわらない限り質量基準(「質量部」、「質量%」等)とする。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples. The blending ratio shown below is based on mass (“parts by mass”, “mass%”, etc.) unless otherwise specified.

[合成例1(シリル基及びチオエーテル結合を含有する重合開始剤の合成)]
2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド](和光純薬工業(株))(8.01g)と3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(東京化成工業(株))(13.6g)および2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業(株))(0.256g)、トルエン(8g)を加え、マグネチックスターラーにて撹拌しながら30分間窒素置換し、密栓した。
[Synthesis Example 1 (Synthesis of polymerization initiator containing silyl group and thioether bond)]
2,2′-azobis [N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide] (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (8.01 g) and 3-mercaptopropyltriethoxysilane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) ) (13.6 g) and 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (0.256 g), toluene (8 g) were added, and magnetic was added. The mixture was purged with nitrogen for 30 minutes while stirring with a stirrer and sealed.

次いで反応溶液を35℃に保持した水浴中に入れ、撹拌しながら2時間反応させた。反応後、エバポレーターにて濃縮を行い、カラムクロマトグラフィーにて精製を行い、2,2’−アゾビス[N−3−(トリエトキシシシルプロピルチオ)プロピル]−2−メチルプロピオンアミド(化合物A)を得た。

Figure 2014201689
The reaction solution was then placed in a water bath maintained at 35 ° C. and reacted for 2 hours with stirring. After the reaction, the mixture is concentrated by an evaporator and purified by column chromatography to obtain 2,2′-azobis [N-3- (triethoxycysylpropylthio) propyl] -2-methylpropionamide (Compound A). Obtained.
Figure 2014201689

[合成例2(チオエーテル結合含有シリル変性ポリマーの製造)]
メチルメタクリレート(東京化成工業(株))(30g)と上記合成例1により得られた化合物A(2.27g)と、トルエン(30g)をナスフラスコに入れ、マグネチックスターラーで15分撹拌しながら窒素置換を行い、密栓した。次いで、95℃に保持したオイルバス中で撹拌しながら3時間反応させた。次いで、反応溶液をエタノールで再沈精製することにより、ポリマー1(Mw:275000 Mn:110000 Mw/Mn:2.5)を得た。
[Synthesis Example 2 (Production of thioether bond-containing silyl-modified polymer)]
Methyl methacrylate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (30 g), Compound A (2.27 g) obtained in Synthesis Example 1 and toluene (30 g) were placed in an eggplant flask and stirred for 15 minutes with a magnetic stirrer. Nitrogen replacement was performed and the tube was sealed. Subsequently, it was made to react for 3 hours, stirring in the oil bath hold | maintained at 95 degreeC. Subsequently, the reaction solution was purified by reprecipitation with ethanol to obtain polymer 1 (Mw: 275000 Mn: 110000 Mw / Mn: 2.5).

[合成例3(チオエーテル結合含有シリル変性ポリマーの製造)]
トリデシルメタクリレート(東京化成工業(株))(30g)と化合物A(0.846g)と、トルエン(30g)をナスフラスコに入れ、マグネチックスターラーで15分撹拌しながら窒素置換を行い、密栓した。次いで、95℃に保持したオイルバス中で撹拌しながら3時間反応させた。次いで、反応溶液をエタノールで再沈精製することにより、ポリマー2(Mw:468000 Mn:188000 Mw/Mn:2.48)を得た。
[Synthesis Example 3 (Production of silyl-modified polymer containing thioether bond)]
Tridecyl methacrylate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (30 g), Compound A (0.846 g), and toluene (30 g) were placed in an eggplant flask, purged with nitrogen while stirring with a magnetic stirrer for 15 minutes, and sealed. . Subsequently, it was made to react for 3 hours, stirring in the oil bath hold | maintained at 95 degreeC. Subsequently, the reaction solution was purified by reprecipitation with ethanol to obtain polymer 2 (Mw: 468000 Mn: 188000 Mw / Mn: 2.48).

[合成例3(チオエーテル結合含有シリル変性ポリマーの製造)]
スチレン(和光純薬工業(株))(30g)と化合物A(2.18g)と、トルエン(30g)をナスフラスコに入れ、マグネチックスターラーで15分撹拌しながら窒素置換を行い、密栓した。次いで、95℃に保持したオイルバス中で撹拌しながら3時間反応させた。次いで、反応溶液をエタノールで再沈精製することにより、ポリマー9(Mw:262000 Mn:104000 Mw/Mn:2.52)を得た。
[Synthesis Example 3 (Production of silyl-modified polymer containing thioether bond)]
Styrene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (30 g), Compound A (2.18 g), and toluene (30 g) were placed in an eggplant flask, purged with nitrogen while stirring with a magnetic stirrer for 15 minutes, and sealed. Subsequently, it was made to react for 3 hours, stirring in the oil bath hold | maintained at 95 degreeC. Subsequently, the reaction solution was purified by reprecipitation with ethanol to obtain polymer 9 (Mw: 262000 Mn: 104000 Mw / Mn: 2.52).

[比較合成例1(未変性ポリマー3の製造)]
メチルメタクリレート(東京化成工業(株))(30g)とアゾビスイソブチロニトリル(0.492g)と、トルエン(30g)をナスフラスコに入れ、マグネチックスターラーで15分撹拌しながら窒素置換を行い、密栓した。次いで、95℃に保持したオイルバス中で撹拌しながら3時間反応させた。次いで、反応溶液をエタノールで再沈精製することにより、ポリマー3(Mw:251000 Mn:100000 Mw/Mn:2.51)を得た。
[Comparative Synthesis Example 1 (Production of Unmodified Polymer 3)]
Methyl methacrylate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (30 g), azobisisobutyronitrile (0.492 g), and toluene (30 g) are placed in an eggplant flask and purged with nitrogen while stirring for 15 minutes with a magnetic stirrer. , Sealed. Subsequently, it was made to react for 3 hours, stirring in the oil bath hold | maintained at 95 degreeC. Subsequently, the reaction solution was purified by reprecipitation with ethanol to obtain polymer 3 (Mw: 251000 Mn: 100000 Mw / Mn: 2.51).

[比較合成例3(未変性ポリマー4の合成)]
トリデシルメタクリレート(東京化成工業(株))(30g)とアゾビスイソブチロニトリル(0.186g)と、トルエン(30g)をナスフラスコに入れ、マグネチックスターラーで15分撹拌しながら窒素置換を行い、密栓した。次いで、95℃に保持したオイルバス中で撹拌しながら3時間反応させた。次いで、反応溶液をエタノールで再沈精製することにより、ポリマー4(Mw:470000 Mn:188000 Mw/Mn:2.5)を得た。
[Comparative Synthesis Example 3 (Synthesis of Unmodified Polymer 4)]
Tridecyl methacrylate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (30 g), azobisisobutyronitrile (0.186 g), and toluene (30 g) are placed in an eggplant flask and purged with nitrogen while stirring with a magnetic stirrer for 15 minutes. Performed and sealed. Subsequently, it was made to react for 3 hours, stirring in the oil bath hold | maintained at 95 degreeC. Subsequently, the reaction solution was purified by reprecipitation with ethanol to obtain polymer 4 (Mw: 470000 Mn: 188000 Mw / Mn: 2.5).

[比較合成例4(未変性ポリマー10の合成)]
スチレン(和光純薬工業(株))(30g)とアゾビスイソブチロニトリル(0.473g)と、トルエン(30g)をナスフラスコに入れ、マグネチックスターラーで15分撹拌しながら窒素置換を行い、密栓した。次いで、95℃に保持したオイルバス中で撹拌しながら3時間反応させた。次いで、反応溶液をエタノールで再沈精製することにより、ポリマー10(Mw:261000 Mn:104000 Mw/Mn:2.51)を得た。
[Comparative Synthesis Example 4 (Synthesis of Unmodified Polymer 10)]
Styrene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (30 g), azobisisobutyronitrile (0.473 g), and toluene (30 g) are placed in an eggplant flask and purged with nitrogen while stirring with a magnetic stirrer for 15 minutes. , Sealed. Subsequently, it was made to react for 3 hours, stirring in the oil bath hold | maintained at 95 degreeC. Subsequently, the reaction solution was purified by reprecipitation with ethanol to obtain polymer 10 (Mw: 261000 Mn: 104000 Mw / Mn: 2.51).

[比較合成例6(チオエーテル結合を含有しない開始剤の合成1)]
2,2’−アゾビス(イソ酪酸メチル)と3−アミノプロピルトリエトキシシランを用いて、特許第2510345号記載と同様の手順により、下記に示す化合物Bを合成した。

Figure 2014201689
[Comparative Synthesis Example 6 (Synthesis 1 of initiator not containing thioether bond)]
Compound B shown below was synthesized by the same procedure as described in Japanese Patent No. 2510345 using 2,2′-azobis (methyl isobutyrate) and 3-aminopropyltriethoxysilane.
Figure 2014201689

[比較合成例7(チオエーテル結合を含有しないシリル変性ポリマー5の合成)]
上記により得られた化合物Bを開始剤として用い、メチルメタクリレートを60℃、3時間重合させ、エタノールで再沈精製することにより、ポリマー5(Mw:265000 Mn:105000 Mw/Mn:2.52)を得た。
[Comparative Synthesis Example 7 (synthesis of silyl-modified polymer 5 containing no thioether bond)]
Polymer 5 (Mw: 265000 Mn: 105000 Mw / Mn: 2.52) was obtained by polymerizing methyl methacrylate at 60 ° C. for 3 hours using the compound B obtained above as an initiator, and reprecipitation purification with ethanol. Got.

[比較合成例8(チオエーテル結合を含有しないシリル変性ポリマー6の合成)]
化合物Bを開始剤として用い、トリデシルメタクリレートを60℃、3時間重合させ、エタノールで再沈精製することにより、ポリマー6(Mw:466000 Mn:188000 Mw/Mn:2.48)を得た。
[Comparative Synthesis Example 8 (Synthesis of silyl-modified polymer 6 containing no thioether bond)]
Polymer 6 (Mw: 466000 Mn: 188000 Mw / Mn: 2.48) was obtained by polymerizing tridecyl methacrylate at 60 ° C. for 3 hours using compound B as an initiator and reprecipitation purification with ethanol.

[比較合成例9(チオエーテル結合を含有しないシリル変性ポリマー11の合成)]
化合物Bを開始剤として用い、スチレンを60℃、3時間重合させ、エタノールで再沈殿することにより、ポリマー11(Mw:273000 Mn:109000 Mw/Mn:2.5)を得た。
[Comparative Synthesis Example 9 (Synthesis of silyl-modified polymer 11 containing no thioether bond)]
By using Compound B as an initiator, styrene was polymerized at 60 ° C. for 3 hours, and reprecipitated with ethanol, thereby obtaining a polymer 11 (Mw: 273000 Mn: 109000 Mw / Mn: 2.5).

[比較合成例10(チオエーテル結合を含有しない開始剤Cの合成)]
2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチル)プロピオンニトリルと3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランを用いて特開平8−104710に記載と同様の手順により、下記に示す化合物Cを合成した。

Figure 2014201689
[Comparative Synthesis Example 10 (Synthesis of initiator C containing no thioether bond)]
Compound C shown below was synthesized by the same procedure as described in JP-A-8-104710 using 2,2′-azobis (2-hydroxymethyl) propiononitrile and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane.
Figure 2014201689

[比較合成例12(チオエーテル結合を含有しないシリル変性ポリマー7の製造)]
化合物Cを開始剤として用い、メチルメタクリレートを60℃、3時間重合させ、エタノールで再沈精製することにより、ポリマー7(Mw:286000 Mn:115000 Mw/Mn:2.48)を得た。
[Comparative Synthesis Example 12 (Production of silyl-modified polymer 7 containing no thioether bond)]
Using Compound C as an initiator, methyl methacrylate was polymerized at 60 ° C. for 3 hours, and purified by reprecipitation with ethanol to obtain Polymer 7 (Mw: 286000 Mn: 115000 Mw / Mn: 2.48).

[比較合成例13(チオエーテル結合を含有しないシリル変性ポリマー8の製造)]
化合物Cを開始剤として用い、トリデシルメタクリレートを60℃、3時間重合させ、エタノールで再沈精製することにより、ポリマー8(Mw:456000 Mn:183000 Mw/Mn:2.5)を得た。
[Comparative Synthesis Example 13 (Production of silyl-modified polymer 8 containing no thioether bond)]
Polymer 8 (Mw: 456000 Mn: 183000 Mw / Mn: 2.5) was obtained by polymerizing tridecyl methacrylate at 60 ° C. for 3 hours using compound C as an initiator and reprecipitation purification with ethanol.

[比較合成例14(チオエーテル結合を含有しないシリル変性ポリマー12の製造)]
化合物Cを開始剤として用い、スチレンを60℃、3時間重合させ、エタノールで再沈精製することにより、ポリマー12(Mw:258000 Mn:104000 Mw/Mn:2.48)を得た。
[Comparative Synthesis Example 14 (Production of silyl-modified polymer 12 containing no thioether bond)]
By using Compound C as an initiator, styrene was polymerized at 60 ° C. for 3 hours, and purified by reprecipitation with ethanol, Polymer 12 (Mw: 258000 Mn: 104000 Mw / Mn: 2.48) was obtained.

[実施例(ゴム組成物の調製及び評価)]
ラボミキサー(ラボプラストミル)を使用し、下記表1にそれぞれ示した配合(特に示した以外は質量部)に従い、まず硫黄、加硫促進剤を除く成分を混合し、次いで硫黄と加硫促進剤を添加混合して、ゴム組成物を調製した。表1中の各配合物の詳細は、以下の通りである。
[Example (preparation and evaluation of rubber composition)]
Using a lab mixer (labor plast mill), in accordance with the formulation shown in Table 1 below (parts by mass unless otherwise specified), first, components other than sulfur and vulcanization accelerator are mixed, then sulfur and vulcanization acceleration The rubber composition was prepared by adding and mixing the agent. Details of each compound in Table 1 are as follows.

・SBR:JSR製「SBR1502」
・シリカ:東ソー・シリカ(株)製「ニップシールAQ」
・シランカップリング剤:ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、エボニック・デグサ社製「Si69」
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1号」
・老化防止剤:大内新興化学工業(株)製「ノクラック6C」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS20」
・硫黄:細井化学工業(株)製「ゴム用粉末硫黄150メッシュ」
・加硫促進剤:住友化学(株)製「ソクシノールCZ」
・2次加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD」
・ SBR: JSR "SBR1502"
・ Silica: “Nip Seal AQ” manufactured by Tosoh Silica Corporation
Silane coupling agent: bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, “Si69” manufactured by Evonik Degussa
・ Zinc flower: "Zinc flower No. 1" manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Anti-aging agent: “NOCRACK 6C” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
・ Stearic acid: “Lunac S20” manufactured by Kao Corporation
・ Sulfur: Hosoi Chemical Co., Ltd. “Powder sulfur for rubber 150 mesh”
・ Vulcanization accelerator: “Soxinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Secondary vulcanization accelerator: “Noxeller D” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

得られた各ゴム組成物を160℃で20分間加硫して試験片を作製し、UBM社製レオスペクトロメーターE4000を用いて、周波数10Hz、静歪み10%、動歪み2%、温度0℃、25℃、60℃の条件で動的粘弾性を調べた。結果を表1に示す。

Figure 2014201689
Each rubber composition obtained was vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes to prepare a test piece. Using a rheometer E4000 manufactured by UBM, the frequency was 10 Hz, the static strain was 10%, the dynamic strain was 2%, and the temperature was 0 ° C. The dynamic viscoelasticity was examined under the conditions of 25 ° C. and 60 ° C. The results are shown in Table 1.
Figure 2014201689

表1に示された結果から分かるように、シリル基とチオエーテル基を構造中に含有するポリマー1,2,9を用いた本発明の実施例に係るゴム組成物では、それを有していない各比較例のものと比較して、60℃のtanδの上昇を抑制することができた。これらのゴム組成物は、低燃費タイヤ用ゴムとして好適である。チオエーテル基を有していると硫黄原子に不対電子を有しているため、金属や無機物質、高分子物質との親和性、シリカへの固着性が高まり、またゴム等のマトリクスへの分散性が向上し、チオエーテル基によって金属や無機物質、高分子物質との親和性、シリカへの固着性が向上したことにより、動的粘弾性のバランスが向上したものと考えられる。   As can be seen from the results shown in Table 1, the rubber compositions according to the examples of the present invention using polymers 1, 2, and 9 containing silyl groups and thioether groups in the structure do not have them. Compared with the comparative examples, the increase in tan δ at 60 ° C. could be suppressed. These rubber compositions are suitable as low-fuel tire rubbers. Since it has an unpaired electron in the sulfur atom when it has a thioether group, it has a higher affinity with metals, inorganic substances, and polymer substances, and its adhesion to silica, and is dispersed in a matrix such as rubber. It is considered that the balance of dynamic viscoelasticity has been improved by improving the affinity and improving the affinity with metals, inorganic substances and polymer substances, and adhesion to silica by the thioether group.

また、シリル変性ポリトリデシルメタクリレートであるポリマー2,6,8を配合した場合、動的弾性率の上昇を抑制しつつ、低温領域でのtanδが上昇し、中でもチオエーテル基も含有するポリマー2を用いた実施例2では顕著に上昇した。このように動的弾性率の上昇を抑制しつつ、低温領域でのtanδ値を上昇させたゴム組成物は、高グリップ性のタイヤ用ゴムや、冬用タイヤ用ゴム等として好適である。   In addition, when the polymers 2, 6, and 8, which are silyl-modified polytridecyl methacrylate, are blended, tan δ increases in a low temperature region while suppressing an increase in dynamic elastic modulus, and in particular, polymer 2 containing a thioether group. In Example 2 used, it increased remarkably. Thus, the rubber composition in which the tan δ value in the low temperature region is increased while suppressing the increase in the dynamic elastic modulus is suitable as a rubber for tires with high grip properties, rubber for winter tires, and the like.

発明の物性改良剤はゴム又はプラスチックに広く用いられ、本発明のゴム組成物は、乗用車、ライトトラック、トラック、バス等の各種タイヤに用いることができる。   The physical property improving agent of the present invention is widely used for rubber or plastic, and the rubber composition of the present invention can be used for various tires such as passenger cars, light trucks, trucks, buses and the like.

Claims (4)

下記一般式(1)で表される構造を有することを特徴とする、ゴム又はプラスチック用物性改良剤。
Figure 2014201689
但し、一般式(1)において、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、R及びRは、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、Xはチオエーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、又は−CH(OH)−CH−NH−基のいずれか1種又は2種以上を含む2価の基を示し、nは1〜3の整数を示し、pは1〜5の整数を示す。
A physical property improver for rubber or plastic, characterized by having a structure represented by the following general formula (1).
Figure 2014201689
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 3 and R 4 are each independently a hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms X 1 represents one or more of a thioether bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, an ester bond, an ether bond, a thioester bond, or a —CH (OH) —CH 2 —NH— group. The bivalent group which contains is shown, n shows the integer of 1-3, p shows the integer of 1-5.
ラジカル重合可能なビニルモノマーを、下記一般式(2)で表されるラジカル重合開始剤を用いて重合することを特徴とする、請求項1に記載のゴム又はプラスチック用物性改良剤の製造方法。
Figure 2014201689
但し、一般式(2)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、X及びXは、それぞれ独立にチオエーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、又は−CH(OH)−CH−NH−基のいずれか1種又は2種以上を含む2価の基を示し、n及びmは、それぞれ1〜3の整数を示し、p及びqは、それぞれ1〜5の整数を示す。
The method for producing a physical property improving agent for rubber or plastic according to claim 1, wherein a vinyl monomer capable of radical polymerization is polymerized using a radical polymerization initiator represented by the following general formula (2).
Figure 2014201689
However, in General formula (2), R < 1 >, R < 2 >, R < 7 > and R < 8 > show a C1-C3 alkyl group each independently, R < 3 >, R < 4 >, R < 5 > and R <6> are respectively independent. Represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1 and X 2 are each independently a thioether bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, an ester bond, an ether bond, a thioester bond, or —CH (OH ) —CH 2 —NH— represents a divalent group including one or more of groups, n and m each represent an integer of 1 to 3, and p and q each represent 1 to 5 Indicates an integer.
前記一般式(2)で表されるラジカル重合開始剤を、下記一般式(3)で表される化合物と下記一般式(4)で表される化合物とを反応させる工程により得ることを特徴とする、請求項2に記載のゴム又はプラスチック用物性改良剤の製造方法。
Figure 2014201689
但し、一般式(3)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、X及びXは、それぞれ独立にチオエーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、又は−CH(OH)−CH−NH−基のいずれか1種又は2種以上を含む2価の基を示す。
Figure 2014201689
但し、一般式(4)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を示し、n及びmは、それぞれ1〜3の整数を示し、p及びqは、それぞれ1〜5の整数を示す。
The radical polymerization initiator represented by the general formula (2) is obtained by a step of reacting a compound represented by the following general formula (3) with a compound represented by the following general formula (4). A method for producing a physical property improver for rubber or plastic according to claim 2.
Figure 2014201689
However, in General Formula (3), R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1 and X 2 each independently represent a thioether bond. , An amide bond, a urethane bond, a urea bond, an ester bond, an ether bond, a thioester bond, or a divalent group containing one or more of —CH (OH) —CH 2 —NH— groups.
Figure 2014201689
However, in the general formula (4), R 1, R 2, R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, n and m are each an integer of 1 to 3, p and q each represent an integer of 1 to 5.
ジエン系ゴム100質量部に対して、シリカ20〜120質量部、及び請求項1に記載の物性改良剤1〜50質量部を含有してなるゴム組成物。   A rubber composition comprising 20 to 120 parts by mass of silica and 1 to 50 parts by mass of the physical property improving agent according to claim 1 with respect to 100 parts by mass of a diene rubber.
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