JP2015218225A - Xanthogen-modified chloroprene rubber and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はキサントゲン変性クロロプレンゴム及びその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは動特性に優れるキサントゲン変性クロロプレンゴム及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to xanthogen-modified chloroprene rubber and a method for producing the same, and more particularly to a xanthogen-modified chloroprene rubber having excellent dynamic characteristics and a method for producing the same.
クロロプレンゴムは、天然ゴムや汎用合成ゴムであるスチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）に比べて、加工性、機械的強度、耐候性、耐油性、難燃性、接着性などにおいてバランスがとれているため、自動車部品をはじめとするその他工業部品の素材として幅広く用いられている。その中でも、特に伝動ベルトなどの分野では、振動によるゴムの発熱を抑制し効率的に装置の動きを伝えるため、動特性（低発熱性）を向上させることが命題となっている。 Chloroprene rubber is more balanced in processability, mechanical strength, weather resistance, oil resistance, flame resistance, adhesion, etc. than natural rubber or styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), which is a general-purpose synthetic rubber. Therefore, it is widely used as a material for other industrial parts such as automobile parts. Among them, particularly in the field of power transmission belts and the like, it is a proposition to improve dynamic characteristics (low heat generation property) in order to suppress the heat generation of rubber due to vibration and efficiently transmit the movement of the apparatus.
クロロプレンゴムにおいて各物性を維持したままにこの課題を解決する手段として、これまでにキサントゲンジスルフィド類を連鎖移動剤として用いる方法（特許文献１〜３）や、硫黄をポリマー中に共重合させる方法（特許文献４）などが提案されてきた。 As means for solving this problem while maintaining the physical properties of chloroprene rubber, a method using xanthogen disulfides as a chain transfer agent (Patent Documents 1 to 3), and a method of copolymerizing sulfur in a polymer ( Patent Document 4) has been proposed.
しかしながら、既知のキサントゲンジスルフィド類を連鎖移動剤として使用する方法では動特性を十分に満足しておらず、また、硫黄を共重合させる方法では、動特性は十分に向上するものの、分子鎖中にポリスルフィド結合を含有するために耐熱性が劣り、重合後に粘度を調節するための解膠工程を設けねばならず、生産性に難があった。 However, the method using a known xanthogen disulfide as a chain transfer agent does not sufficiently satisfy the dynamic characteristics, and the method of copolymerizing sulfur sufficiently improves the dynamic characteristics, but the molecular chain does not Since the polysulfide bond is contained, the heat resistance is inferior, and a peptization step for adjusting the viscosity after polymerization has to be provided, resulting in difficulty in productivity.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的はクロロプレンゴムの持つ従来の基本特性を維持したままに、動特性が大きく改良され、かつ、耐熱性に優れたクロロプレンゴム、及びその製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to maintain the conventional basic characteristics of chloroprene rubber while greatly improving the dynamic characteristics and having excellent heat resistance, And a manufacturing method thereof.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明は、クロロプレンゴムの分子末端に、所定の一般式で表される構造を有することを特徴とするキサントゲン変性クロロプレンゴム、及びその製造方法である。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention. That is, the present invention is a xanthogen-modified chloroprene rubber characterized by having a structure represented by a predetermined general formula at the molecular end of the chloroprene rubber, and a method for producing the same.
以下、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムは、クロロプレンゴムの分子末端に、下記一般式（１）で表される構造を有するものである。 The xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention has a structure represented by the following general formula (1) at the molecular end of the chloroprene rubber.
Ｒで表される炭素数１〜３のアルキル基は、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基が挙げられ、これらを単独または２種以上有していてもよい。
Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms represented by R include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group, and these may be used alone or in combination.
クロロプレンゴムの分子末端に、一般式（１）で表される構造を有することにより、本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムは、動特性が大きく改良され、かつ、耐熱性に優れたクロロプレンゴムとなるものである。 By having the structure represented by the general formula (1) at the molecular terminal of the chloroprene rubber, the xanthogen-modified chloroprene rubber according to the present invention is a chloroprene rubber having greatly improved dynamic characteristics and excellent heat resistance. It is.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムは、下記一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィドを含有するものである。 The xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention contains a dialkylxanthogen tetrasulfide represented by the following general formula (2).
一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィドは、例えば、ジメチルキサントゲンテトラスルフィド、ジエチルキサントゲンテトラスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィド等が挙げられ、これらを単独または２種以上含有していてもよい。
Examples of the dialkyl xanthogen tetrasulfide represented by the general formula (2) include dimethyl xanthogen tetrasulfide, diethyl xanthogen tetrasulfide, and diisopropyl xanthogen tetrasulfide, and these may be used alone or in combination of two or more.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴム中のジアルキルキサントゲンテトラスルフィドの含有量は特に限定するものではないが、加工性をより良好にし、加硫挙動への影響をより小さくするため、クロロプレンゴム１００重量部に対して、０．０１〜０．５０重量部が好ましく、０．０５〜０．３０重量部がさらに好ましい。 The content of the dialkylxanthogen tetrasulfide in the xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention is not particularly limited, but in order to improve the workability and reduce the influence on the vulcanization behavior, the content of chloroprene rubber is 100 parts by weight. On the other hand, 0.01 to 0.50 parts by weight is preferable, and 0.05 to 0.30 parts by weight is more preferable.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムは、一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィド以外に、その動特性及び耐熱性を損なわない範囲において、下記一般式（３）で表されるジアルキルキサントゲンポリスルフィドを含有してもよい。 The xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention is a dialkylxanthogen polysulfide represented by the following general formula (3), in addition to the dialkylxanthogen tetrasulfide represented by the general formula (2), as long as its dynamic characteristics and heat resistance are not impaired. It may contain.
一般式（３）で表されるジアルキルキサントゲンポリスルフィドは、例えば、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲントリスルフィド、ジエチルキサントゲンペンタスルフィド、ジエチルキサントゲンヘキサスルフィド、ジイソプロピルキサントゲントリスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンペンタスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンヘキサスルフィド等が挙げられる。その含有量としては、一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィドと下記一般式（３）で表されるジアルキルキサントゲンポリスルフィドの合計を１００重量部としたとき、下記一般式（３）で表されるジアルキルキサントゲンポリスルフィドの量は０〜３０重量部が好ましい。
Examples of the dialkylxanthogen polysulfide represented by the general formula (3) include diethyl xanthogen disulfide, diethyl xanthogen trisulfide, diethyl xanthogen pentasulfide, diethyl xanthogen hexasulfide, diisopropyl xanthogen trisulfide, diisopropyl xanthogen pentasulfide, diisopropyl xanthogen hexasulfide and the like. Is mentioned. As the content thereof, when the total of the dialkylxanthogen polysulfide represented by the general formula (2) and the dialkylxanthogen polysulfide represented by the following general formula (3) is 100 parts by weight, the following general formula (3): The amount of the dialkylxanthogen polysulfide represented is preferably 0 to 30 parts by weight.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムの製造方法について以下に説明する。 The method for producing the xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention will be described below.
原料としては、クロロプレン単独、又はクロロプレン及びこれと共重合可能な単量体との混合物が用いられる。共重合可能な単量体の使用は、得られるクロロプレンゴムの耐結晶性を向上する効果を有する。 As the raw material, chloroprene alone or a mixture of chloroprene and a monomer copolymerizable therewith is used. The use of a copolymerizable monomer has an effect of improving the crystal resistance of the resulting chloroprene rubber.
共重合可能な単量体としては、例えば、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、２−シアノ−１，３−ブタジエン、１−クロロ−１，３−ブタジエン、１，３−ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレート、メタクリル酸、アクリル酸等が挙げられ、このうち単独でまたは２種類以上を併用することができる。これらのうち、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエンは、クロロプレンモノマーとの共重合性に優れることから、少量の添加量で効率的に耐結晶性を向上する効果があるため特に好ましい。これら単量体を含む量は特に限定するものではないが、クロロプレンゴムの性質を損なわない程度で、０〜３０重量％が好ましい。 Examples of the copolymerizable monomer include 2,3-dichloro-1,3-butadiene, 2-cyano-1,3-butadiene, 1-chloro-1,3-butadiene, 1,3-butadiene, Styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, methacrylic acid, acrylic acid and the like can be mentioned, and among these, alone or in combination of two or more. Among these, 2,3-dichloro-1,3-butadiene is particularly preferable because it is excellent in copolymerizability with the chloroprene monomer and thus has an effect of efficiently improving crystal resistance with a small addition amount. The amount containing these monomers is not particularly limited, but is preferably 0 to 30% by weight as long as the properties of the chloroprene rubber are not impaired.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムの製造方法では、クロロプレン（又はクロロプレン及びこれと共重合可能な単量体との混合物）に特定の連鎖移動剤を加え、乳化剤を含有する水性乳化液を混合、懸濁させて重合反応を行う。 In the method for producing xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention, a specific chain transfer agent is added to chloroprene (or a mixture of chloroprene and a monomer copolymerizable therewith), and an aqueous emulsion containing an emulsifier is mixed and suspended. The polymerization reaction is carried out with turbidity.
特定の連鎖移動剤としては、下記一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィドを用いる。このジアルキルキサントゲンテトラスルフィドは単独または２種以上併用してもよい。このジアルキルキサントゲンテトラスルフィドを使用して変性するので、本発明のクロロプレンゴムはキサントゲン変性クロロプレンゴムと呼称する。下記一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィドを用いることにより、動特性が大きく改良され、かつ、耐熱性に優れたクロロプレンゴムを得ることができるものである。 As a specific chain transfer agent, a dialkylxanthogen tetrasulfide represented by the following general formula (2) is used. These dialkylxanthogen tetrasulfides may be used alone or in combination of two or more. Since this dialkylxanthogen tetrasulfide is used for modification, the chloroprene rubber of the present invention is referred to as xanthogen-modified chloroprene rubber. By using a dialkylxanthogen tetrasulfide represented by the following general formula (2), a chloroprene rubber having greatly improved dynamic characteristics and excellent heat resistance can be obtained.
連鎖移動剤である一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィドの量としては、分子量調整のため一般のラジカル重合で使用される量であれば特に限定するものではないが、得られるクロロプレンゴムの分子量を目的通りにし、さらに、得られるクロロプレンゴムが架橋したポリマー構造となるのを防止し、クロロプレンゴムとしての加工成型を可能とするために、連鎖移動剤以外の単量体混合物（以下、単に、単量体混合物という）１００重量部に対して、０．１〜１．５重量部であることが好ましい。
The amount of the dialkylxanthogen tetrasulfide represented by the general formula (2), which is a chain transfer agent, is not particularly limited as long as it is an amount used in general radical polymerization for molecular weight adjustment. In order to maintain the molecular weight of the rubber as intended, and to prevent the resulting chloroprene rubber from forming a crosslinked polymer structure, and to enable processing and molding as a chloroprene rubber, a monomer mixture other than a chain transfer agent (hereinafter referred to as a chloroprene rubber) It is preferably 0.1 to 1.5 parts by weight per 100 parts by weight of the monomer mixture).
また、特定の連鎖移動剤として、一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィド以外に、得られるキサントゲン変性クロロプレンゴムの動特性及び耐熱性を損なわない範囲において、下記一般式（３）で表されるジアルキルキサントゲンポリスルフィドを使用してもよい。その使用量としては、一般式（２）で表されるジアルキルキサントゲンテトラスルフィドと下記一般式（３）で表されるジアルキルキサントゲンポリスルフィドの合計を１００重量部としたとき、下記一般式（３）で表されるジアルキルキサントゲンポリスルフィドの量は０〜３０重量部が好ましい。 Moreover, as a specific chain transfer agent, in addition to the dialkylxanthogen tetrasulfide represented by the general formula (2), the following general formula (3) is used as long as the dynamic characteristics and heat resistance of the obtained xanthogen-modified chloroprene rubber are not impaired. The dialkylxanthogen polysulfide represented may be used. As the amount used, when the total of the dialkylxanthogen tetrasulfide represented by the general formula (2) and the dialkylxanthogen polysulfide represented by the following general formula (3) is 100 parts by weight, the following general formula (3): The amount of the dialkylxanthogen polysulfide represented is preferably 0 to 30 parts by weight.
乳化剤としては、例えば、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、両性乳化剤等があげられる。アニオン性乳化剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルケニルコハク酸塩、ロジン酸塩、アルキル硫酸ナトリウム、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、高級脂肪酸アミドのスルホン酸塩、高級脂肪酸アルキロールアミドの硫酸エステル塩、アルキルスルホベタイン等があげられ、ノニオン性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、高級脂肪酸アルカノールアミド、ポリビニルアルコール等があげられ、カチオン性乳化剤としては、例えば、アルキルアミン塩、四級アンモニウム塩、アルキルエーテル型四級アンモニウム塩等があげられ、両性乳化剤としては、例えば、アルキルベタイン、アルキルスルホベタイン、アルキルアミンオキサイド等があげられる。以上に挙げた乳化剤の内、いずれか１種以上を単独ないし併用して用いる。
Examples of the emulsifier include an anionic emulsifier, a nonionic emulsifier, a cationic emulsifier, and an amphoteric emulsifier. Examples of anionic emulsifiers include higher fatty acid salts, alkenyl succinates, rosinates, sodium alkyl sulfates, higher alcohol sulfate esters, alkyl benzene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, sulfonates of higher fatty acid amides, Examples of the nonionic emulsifier include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, higher fatty acid alkanol, and the like. Examples of cationic emulsifiers include alkylamine salts, quaternary ammonium salts, alkyl ether type quaternary ammonium salts, and the like. Gerare, as the amphoteric emulsifiers, such as alkyl betaines, alkyl sulfobetaines, alkyl amine oxides, and the like. Any one or more of the emulsifiers listed above are used alone or in combination.
重合は、混合攪拌しながら１０〜６０℃の温度で、重合系のｐＨ７〜１３において触媒液を添加して行われることが望ましい。ｐＨ調節剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、アンモニア等の塩基性化合物のうち、いずれか１種類以上を単独または併用して用いる。 The polymerization is desirably performed at a temperature of 10 to 60 ° C. with mixing and stirring at a pH of 7 to 13 in the polymerization system and adding a catalyst solution. Examples of the pH adjuster include at least one of basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium phosphate, potassium phosphate, triethylamine, diethylamine, triethanolamine, diethanolamine, ethanolamine, and ammonia. Use alone or in combination.
重合を開始させるための触媒（重合開始剤）としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド等が用いられる。 As a catalyst (polymerization initiator) for initiating polymerization, for example, potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, or the like is used.
重合は、重合転化率４０〜９５％程度まで行なわれ、次いで重合禁止剤を少量添加して停止させる。 The polymerization is carried out to a polymerization conversion rate of about 40 to 95%, and then stopped by adding a small amount of a polymerization inhibitor.
重合禁止剤としては、例えば、チオジフェニルアミン、４−ｔ−ブチルカテコール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、ハイドロキノン、Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミンなどが挙げられ、このうち１種類以上を単独又は併用して用いる。 Examples of the polymerization inhibitor include thiodiphenylamine, 4-t-butylcatechol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, and 2,2′-methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol). 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), hydroquinone, N, N-diethylhydroxylamine and the like. Of these, one or more of them are used alone or in combination.
次いで得られたクロロプレンゴムラテックスは、未反応単量体を減圧スチームストリッピング法により除去、回収した後、常法に従って凍結、凝固し、ゴム分の分離、乾燥を行ない、目的とするキサントゲン変性クロロプレンゴムを得る。 Next, the obtained chloroprene rubber latex was removed and recovered from the unreacted monomer by the reduced pressure steam stripping method, and then frozen and coagulated according to a conventional method, followed by separation and drying of the rubber component, and the intended xanthogen-modified chloroprene. Get rubber.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムは、各種配合剤と混練してキサントゲン変性クロロプレンゴム組成物とした上で、常法により加硫することでクロロプレンゴム組成物の加硫物をも与える。 The obtained xanthogen-modified chloroprene rubber is kneaded with various compounding agents to form a xanthogen-modified chloroprene rubber composition, and then vulcanized by a conventional method to give a vulcanized product of the chloroprene rubber composition.
クロロプレンゴム組成物中の配合剤としては、通常クロロプレンゴム組成物に添加する充填剤、可塑剤、ゴム軟化剤等より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。充填剤としては、例えば、カーボンブラック、クレー、タルク、珪藻土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪酸、珪酸化合物、ホワイトカーボン等が挙げられ、このうち、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックの種類としては特に限定するものではなく、例えば、ＳＲＦ、ＦＥＦ、ＭＡＦ、ＨＡＦ、ＦＴ、ＭＴ等が使用可能である。その添加量としては、破断伸びあるいは引張応力等の力学物性を維持するために、１５〜８０重量部が好ましく、特に好ましくは、カーボンブラックが３０〜７０重量部である。可塑剤、ゴム軟化剤は、その種類としては特に限定するものではなく、例えば、植物油としての菜種油、アマニ油、大豆油、エステル系可塑剤としてのジ−（２−エチルヘキシル）アジペート、ジ−（２−エチルヘキシル）セバケート、ジ−（２−エチルヘキシル）フタレート、ジ−（２−エチルヘキシル）アゼレート、鉱物油系軟化剤としてのプロセス油等が使用可能である。その添加量としては、引張応力や破断伸びを維持するために、５〜４０重量部が好ましく、特に好ましくは、可塑剤及びゴム軟化剤が１０〜３０重量部である。また、その他の添加剤、例えば、老化防止剤、加工助剤、滑剤、難燃剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等は、必要に応じて用いることができる。 Examples of the compounding agent in the chloroprene rubber composition include at least one selected from fillers, plasticizers, rubber softeners and the like which are usually added to the chloroprene rubber composition. Examples of the filler include carbon black, clay, talc, diatomaceous earth, calcium carbonate, magnesium carbonate, silicic acid, silicic acid compound, and white carbon. Among these, carbon black is preferable. The type of carbon black is not particularly limited, and for example, SRF, FEF, MAF, HAF, FT, MT, etc. can be used. The amount added is preferably 15 to 80 parts by weight, particularly preferably 30 to 70 parts by weight, in order to maintain mechanical properties such as elongation at break or tensile stress. The types of plasticizers and rubber softeners are not particularly limited. For example, rapeseed oil as vegetable oil, linseed oil, soybean oil, di- (2-ethylhexyl) adipate as ester plasticizer, di- ( 2-ethylhexyl) sebacate, di- (2-ethylhexyl) phthalate, di- (2-ethylhexyl) azelate, process oil as a mineral oil softener, and the like can be used. The added amount is preferably 5 to 40 parts by weight, particularly preferably 10 to 30 parts by weight of a plasticizer and a rubber softener, in order to maintain tensile stress and elongation at break. Other additives such as anti-aging agents, processing aids, lubricants, flame retardants, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, vulcanization retarders and the like can be used as necessary.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムの動特性は、キサントゲン変性クロロプレンゴムに各種配合剤を配合して得られるキサントゲン変性クロロプレンゴム組成物を加硫した後に、通常の動的粘弾性試験機を用いて測定する損失係数（ｔａｎδ）で測定される。 The dynamic characteristics of the xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention were measured using a normal dynamic viscoelasticity tester after vulcanizing a xanthogen-modified chloroprene rubber composition obtained by blending various compounding agents with xanthogen-modified chloroprene rubber. The loss factor (tan δ) is measured.
この損失係数（ｔａｎδ）とは、ゴムの貯蔵弾性率（Ｅ’）と損失弾性率（Ｅ”）の比（Ｅ”／Ｅ’）であり、ｔａｎδが低いほど発熱性が低く、動特性が優れる。 This loss coefficient (tan δ) is the ratio (E ″ / E ′) of the storage elastic modulus (E ′) and loss elastic modulus (E ″) of rubber. The lower the tan δ, the lower the heat generation and the dynamic characteristics. Excellent.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムは、クロロプレンゴムの持つ従来の基本特性を維持したままに、動特性が大きく改良され、かつ、耐熱性も優れているものである。 The xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention has greatly improved dynamic characteristics and excellent heat resistance while maintaining the conventional basic characteristics of chloroprene rubber.
本発明を以下の実施例により具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described by the following examples. However, the present invention is not limited to these.
＜クロロプレンゴム加硫物の作製＞
キサントゲン変性クロロプレンゴム（メルカプタン変性クロロプレンゴム）１００ｇに対し、カーボンブラック３０ｇ、酸化マグネシウム４ｇ、酸化亜鉛５ｇ、エチレンチオウレア０．３５ｇをロール上で配合、混練し、キサントゲン変性クロロプレンゴム組成物（メルカプタン変性クロロプレンゴム組成物）を作製した。この組成物について、常法のプレス加硫にて１６０℃２５分で加硫を行なうことにより、クロロプレンゴム加硫物を得た。
<Production of chloroprene rubber vulcanizate>
100 g of xanthogen-modified chloroprene rubber (mercaptan-modified chloroprene rubber) is mixed with 30 g of carbon black, 4 g of magnesium oxide, 5 g of zinc oxide, and 0.35 g of ethylenethiourea on a roll and kneaded to obtain a xanthogen-modified chloroprene rubber composition (mercaptan-modified chloroprene rubber). Rubber composition) was prepared. This composition was vulcanized at 160 ° C. for 25 minutes by a conventional press vulcanization to obtain a chloroprene rubber vulcanizate.
＜動特性の評価＞
得られたクロロプレンゴム加硫物の動特性は、動的粘弾性試験機ＶＲ−７１２０（上島製作所製）を用い、初期歪５％、動的歪１％、周波数１Ｈｚの条件にて、１００℃における損失係数（ｔａｎδ）を測定した。
<Evaluation of dynamic characteristics>
The dynamic characteristics of the obtained chloroprene rubber vulcanizate was 100 ° C. using a dynamic viscoelasticity tester VR-7120 (manufactured by Ueshima Seisakusho) under conditions of an initial strain of 5%, a dynamic strain of 1% and a frequency of 1 Hz. The loss coefficient (tan δ) was measured.
＜高温圧縮永久ひずみの評価＞
得られたクロロプレンゴム加硫物の高温圧縮永久ひずみは、ＪＩＳ Ｋ６２６２（２００６年度版）に従い、大型試験片による２５％圧縮にて１００℃で７０時間の条件で熱老化することにより算出した。
<Evaluation of high temperature compression set>
The high-temperature compression set of the obtained chloroprene rubber vulcanizate was calculated by subjecting it to heat aging at 100 ° C. for 70 hours under 25% compression with a large test piece according to JIS K6262 (2006 version).
＜耐結晶性の評価＞
得られたクロロプレンゴム加硫物の耐結晶性は、以下の通り、低温雰囲気下で伸長した際の残留ひずみ率によって評価した。
<Evaluation of crystal resistance>
The crystal resistance of the obtained chloroprene rubber vulcanizate was evaluated by the residual strain rate when stretched in a low temperature atmosphere as follows.
厚さ２ｍｍの加硫物からダンベル状１号形の試験片を切り出し、前処理として７０℃で１５分間加熱して除晶し、室温で１時間放置した。前処理した試験片の平行部分に４０ｍｍの標線を記入し、オゾン試験用伸長ホルダーに取り付けた。これを、−１０℃に保持した低温恒温槽に入れ、１時間保持した後、標線間距離が１２０ｍｍとなるまで伸長し、そのまま１０分間放置した。その後、試験片の両端を切断し、１０分間放置後に標線間の距離を測定した。低温永久伸びは、下記式によって算出した。 A dumbbell-shaped No. 1 test piece was cut out from a vulcanizate having a thickness of 2 mm, decrystallized by heating at 70 ° C. for 15 minutes as a pretreatment, and left at room temperature for 1 hour. A 40 mm marked line was written on the parallel part of the pretreated test piece and attached to an extension holder for ozone test. This was put in a low temperature thermostat kept at −10 ° C., held for 1 hour, then extended until the distance between marked lines became 120 mm, and left as it was for 10 minutes. Thereafter, both ends of the test piece were cut, and the distance between the marked lines was measured after standing for 10 minutes. The low temperature permanent elongation was calculated by the following formula.
単量体混合物としてクロロプレン１０００ｇに対して下記一般式（４）で表されるジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィド８ｇ（単量体混合物１００重量部に対して、ジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィド０．８重量部）を加え、ロジン酸のカリウム塩５０ｇ、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物のナトリウム塩１０ｇ、水酸化ナトリウム３ｇ、水１０００ｇの乳化水溶液と混合攪拌し、乳化させた。
As a monomer mixture, 8 g of diisopropylxanthogen tetrasulfide represented by the following general formula (4) is added to 1000 g of chloroprene (0.8 parts by weight of diisopropylxanthogen tetrasulfide with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture), 50 g of potassium salt of rosin acid, 10 g of sodium salt of a condensate of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde, 3 g of sodium hydroxide and 1000 g of water were mixed and stirred for emulsification.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムの精製物（クロロプレンゴムをトルエンに溶解し、メタノールを加え析出させたもの、以下同じ）について、メチル化試薬を用いた熱分解ＧＣ／ＭＳを行なった結果、硫黄連鎖の存在を示すジメチルジスルフィドに相当するスペクトルと、キサントゲン骨格の存在を示すキサントゲン酸ジイソプロピルに相当するスペクトルが検出されたため、クロロプレンゴムの分子末端にジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィドに由来する、一般式（１）で表される構造が導入されたことを確認した。 As a result of performing pyrolysis GC / MS using a methylating reagent on the obtained purified product of xanthogen-modified chloroprene rubber (dissolved in toluene and precipitated by adding methanol, the same applies hereinafter), sulfur chain was obtained. A spectrum corresponding to dimethyl disulfide indicating the presence of xanthogen skeleton and a spectrum corresponding to diisopropyl xanthate indicating the presence of the xanthogen skeleton were detected. It was confirmed that the structure represented was introduced.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムについて、ＪＩＳ Ｋ ６３００−１（２００１年版）に準じてムーニー粘度測定を行なった。 The obtained xanthogen-modified chloroprene rubber was subjected to Mooney viscosity measurement according to JIS K 6300-1 (2001 edition).
次に、得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムの動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。比較例に比べて、損失係数（ｔａｎδ）が低く、高温圧縮永久ひずみが小さいことから、動特性と耐熱性に優れていた。 Next, the obtained xanthogen-modified chloroprene rubber was evaluated for dynamic properties, high temperature compression set, and crystal resistance. The results are shown in Table 1. Compared to the comparative example, the loss factor (tan δ) was low and the high temperature compression set was small, so that the dynamic characteristics and heat resistance were excellent.
連鎖移動剤としてジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィドを５ｇ（単量体混合物１００重量部に対して、ジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィド０．５重量部）に変更した以外は実施例１と同様に行ない、キサントゲン変性クロロプレンゴムを得た（クロロプレンゴム１００重量部に対して、ジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィド０．１０重量部）。
The same procedure as in Example 1 was carried out except that diisopropylxanthogen tetrasulfide was changed to 5 g (0.5 parts by weight of diisopropylxanthogen tetrasulfide with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture) as a chain transfer agent. Obtained (0.10 parts by weight of diisopropylxanthogen tetrasulfide with respect to 100 parts by weight of chloroprene rubber).
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムの精製物についても実施例１と同様に熱分解ＧＣ／ＭＳを行ない、同様の結果を得た。 The purified product of xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to pyrolysis GC / MS in the same manner as in Example 1, and the same results were obtained.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムについて、ムーニー粘度測定と動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。比較例に比べて、損失係数（ｔａｎδ）が低く、高温圧縮永久ひずみが小さいことから、動特性と耐熱性に優れていた。 The xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to Mooney viscosity measurement and dynamic characteristics, high temperature compression set, and evaluation of crystal resistance. The results are shown in Table 1. Compared to the comparative example, the loss factor (tan δ) was low and the high temperature compression set was small, so that the dynamic characteristics and heat resistance were excellent.
実施例３
連鎖移動剤としてジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィドを４ｇ（単量体混合物１００重量部に対して、ジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィド０．４重量部）、及びジエチルキサントゲンジスルフィドを１ｇ（単量体混合物１００重量部に対して、ジエチルキサントゲンジスルフィド０．１重量部）に変更した以外は実施例１と同様に行ない、キサントゲン変性クロロプレンゴムを得た（クロロプレンゴム１００重量部に対して、ジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィド０．０８重量部）。
Example 3
As chain transfer agents, 4 g of diisopropyl xanthogen tetrasulfide (0.4 parts by weight of diisopropyl xanthogen tetrasulfide with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture) and 1 g of diethyl xanthogen disulfide (with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture). Except for changing to 0.1 parts by weight of diethyl xanthogen disulfide), the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain xanthogen-modified chloroprene rubber (0.08 parts by weight of diisopropylxanthogen tetrasulfide with respect to 100 parts by weight of chloroprene rubber). .
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムの精製物についても実施例１と同様に熱分解ＧＣ／ＭＳを行ない、同様の結果を得た。 The purified product of xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to pyrolysis GC / MS in the same manner as in Example 1, and the same results were obtained.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムについて、ムーニー粘度測定と動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。比較例に比べて、損失係数（ｔａｎδ）が低く、高温圧縮永久ひずみが小さいことから、動特性と耐熱性に優れていた。 The xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to Mooney viscosity measurement and dynamic characteristics, high temperature compression set, and evaluation of crystal resistance. The results are shown in Table 1. Compared to the comparative example, the loss factor (tan δ) was low and the high temperature compression set was small, so that the dynamic characteristics and heat resistance were excellent.
実施例４
単量体化合物としてクロロプレン９００ｇ、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン１００ｇを用いて３５℃にて乳化重合を行なった以外は実施例１と同様に行ない、キサントゲン変性クロロプレンゴムを得た（クロロプレンゴム１００重量部に対して、ジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィド０．１５重量部）。
Example 4
A xanthogen-modified chloroprene rubber was obtained in the same manner as in Example 1 except that 900 g of chloroprene and 100 g of 2,3-dichloro-1,3-butadiene were used as monomer compounds and emulsion polymerization was performed at 35 ° C. Diisopropylxanthogen tetrasulfide 0.15 parts by weight per 100 parts by weight of chloroprene rubber).
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムの精製物についても実施例１と同様に熱分解ＧＣ／ＭＳを行ない、同様の結果を得た。 The purified product of xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to pyrolysis GC / MS in the same manner as in Example 1, and the same results were obtained.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムについて、ムーニー粘度測定と動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。比較例に比べて、損失係数（ｔａｎδ）が低く、高温圧縮永久ひずみが小さいことから、動特性と耐熱性に優れていた。さらに、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエンの共重合により低温永久伸びが低下し、耐結晶性に優れたキサントゲン変性クロロプレンゴムであった。 The xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to Mooney viscosity measurement and dynamic characteristics, high temperature compression set, and evaluation of crystal resistance. The results are shown in Table 1. Compared to the comparative example, the loss factor (tan δ) was low and the high temperature compression set was small, so that the dynamic characteristics and heat resistance were excellent. Furthermore, it was a xanthogen-modified chloroprene rubber with low-temperature permanent elongation decreased by copolymerization of 2,3-dichloro-1,3-butadiene and excellent in crystal resistance.
実施例５
連鎖移動剤としてジエチルキサントゲンテトラスルフィドを５ｇ（単量体混合物１００重量部に対して、ジエチルキサントゲンテトラスルフィド０．５重量部）に変更した以外は実施例１と同様に行ない、キサントゲン変性クロロプレンゴムを得た（クロロプレンゴム１００重量部に対して、ジエチルキサントゲンテトラスルフィド０．１０重量部）。
Example 5
The same procedure as in Example 1 was performed except that diethyl xanthogen tetrasulfide was changed to 5 g (0.5 parts by weight of diethyl xanthogen tetrasulfide with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture) as a chain transfer agent. Obtained (0.10 parts by weight of diethyl xanthogen tetrasulfide with respect to 100 parts by weight of chloroprene rubber).
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムの精製物についても実施例１と同様に熱分解ＧＣ／ＭＳを行ない、同様の結果を得た。 The purified product of xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to pyrolysis GC / MS in the same manner as in Example 1, and the same results were obtained.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムについて、ムーニー粘度測定と動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。比較例に比べて、損失係数（ｔａｎδ）が低く、高温圧縮永久ひずみが小さいことから、動特性と耐熱性に優れていた。 The xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to Mooney viscosity measurement and dynamic characteristics, high temperature compression set, and evaluation of crystal resistance. The results are shown in Table 1. Compared to the comparative example, the loss factor (tan δ) was low and the high temperature compression set was small, so that the dynamic characteristics and heat resistance were excellent.
実施例６
単量体化合物としてクロロプレン９００ｇ、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン１００ｇを用いて３５℃にて乳化重合を行なった以外は実施例５と同様に行ない、キサントゲン変性クロロプレンゴムを得た（クロロプレンゴム１００重量部に対して、ジエチルキサントゲンテトラスルフィド０．１０重量部）。
Example 6
A xanthogen-modified chloroprene rubber was obtained in the same manner as in Example 5 except that 900 g of chloroprene and 100 g of 2,3-dichloro-1,3-butadiene were used as the monomer compound and emulsion polymerization was performed at 35 ° C. 0.10 parts by weight of diethyl xanthogen tetrasulfide with respect to 100 parts by weight of chloroprene rubber).
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムの精製物についても実施例１と同様に熱分解ＧＣ／ＭＳを行ない、同様の結果を得た。 The purified product of xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to pyrolysis GC / MS in the same manner as in Example 1, and the same results were obtained.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムについて、ムーニー粘度測定と動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。比較例に比べて、損失係数（ｔａｎδ）が低く、高温圧縮永久ひずみが小さいことから、動特性と耐熱性に優れていた。さらに、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエンの共重合により低温永久伸びが低下し、耐結晶性に優れたキサントゲン変性クロロプレンゴムであった。 The xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to Mooney viscosity measurement and dynamic characteristics, high temperature compression set, and evaluation of crystal resistance. The results are shown in Table 1. Compared to the comparative example, the loss factor (tan δ) was low and the high temperature compression set was small, so that the dynamic characteristics and heat resistance were excellent. Furthermore, it was a xanthogen-modified chloroprene rubber with low-temperature permanent elongation decreased by copolymerization of 2,3-dichloro-1,3-butadiene and excellent in crystal resistance.
比較例１
連鎖移動剤としてジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィドを、ジエチルキサントゲンジスルフィド８ｇに変更した以外は実施例１と同様に行ない、キサントゲン変性クロロプレンゴムを得た。
Comparative Example 1
The xanthogen-modified chloroprene rubber was obtained in the same manner as in Example 1 except that diisopropyl xanthogen tetrasulfide was changed to 8 g of diethyl xanthogen disulfide as a chain transfer agent.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムの精製物についても実施例１と同様に熱分解ＧＣ／ＭＳを行なったが、ジメチルジスルフィドに相当するスペクトルが確認されず、キサントゲンジスルフィドに由来する構造の導入は確認できなかった。 The purified product of xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to pyrolysis GC / MS in the same manner as in Example 1. However, the spectrum corresponding to dimethyl disulfide was not confirmed, and the introduction of the structure derived from xanthogen disulfide could be confirmed. There wasn't.
得られたキサントゲン変性クロロプレンゴムについて、ムーニー粘度測定と動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。損失係数（ｔａｎδ）が実施例に比べて高く、動特性が劣っていた。 The xanthogen-modified chloroprene rubber obtained was subjected to Mooney viscosity measurement and dynamic characteristics, high temperature compression set, and evaluation of crystal resistance. The results are shown in Table 1. The loss factor (tan δ) was higher than that of the example, and the dynamic characteristics were inferior.
比較例２
連鎖移動剤としてジイソプロピルキサントゲンテトラスルフィドを、ドデシルメルカプタン１０ｇに変更した以外は実施例１と同様に行ない、メルカプタン変性クロロプレンゴムを得た。
Comparative Example 2
A mercaptan-modified chloroprene rubber was obtained in the same manner as in Example 1 except that diisopropylxanthogen tetrasulfide was changed to 10 g of dodecyl mercaptan as a chain transfer agent.
得られたメルカプタン変性クロロプレンゴムについて、ムーニー粘度測定と動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。損失係数（ｔａｎδ）が実施例に比べて高く、動特性が劣っていた。 The resulting mercaptan-modified chloroprene rubber was subjected to Mooney viscosity measurement and dynamic characteristics, high temperature compression set, and evaluation of crystal resistance. The results are shown in Table 1. The loss factor (tan δ) was higher than that of the example, and the dynamic characteristics were inferior.
比較例３
単量体混合物としてクロロプレン１０００ｇに対して硫黄３ｇを加え、ロジン酸のカリウム塩４ｇ、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物のナトリウム塩５ｇ、水酸化ナトリウム０．５ｇ及び正燐酸ナトリウム１０ｇ、水１０００ｇからなる乳化水溶液と混合攪拌し、乳化させた。これに過硫酸カリウム１０ｇ、アントラキノン−β−スルホン酸ナトリウム０．１ｇ、水３００ｇからなる重合触媒をポンプにより一定速度で添加し重合を行なった。ここに４−ｔ−ブチルカテコール０．２ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１ｇ、クロロプレン１０ｇ、水１０ｇからなる重合停止剤を添加して重合転化率約７０％で重合を停止させた。次いで重合停止後のラテックスに対しテトラエチルチウラムジスルフィド２０ｇ、ジメチルジチオカルバミン酸ジメチルアンモニウムを２ｇ添加し２３℃で約１５時間解膠した。解膠終了後のラテックスは減圧下スチームストリッピングにより未反応のクロロプレンを除去回収した後、酢酸を用いてｐＨを６．０に調製し、常法により凍結凝固し、次いで重合体を乾燥させ硫黄変性クロロプレンゴムを得た。
Comparative Example 3
3 g of sulfur is added to 1000 g of chloroprene as a monomer mixture, 4 g of potassium salt of rosin acid, 5 g of sodium salt of a condensate of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde, 0.5 g of sodium hydroxide and 10 g of sodium phosphate, 1000 g of water It was mixed and stirred with an emulsified aqueous solution consisting of and emulsified. A polymerization catalyst consisting of 10 g of potassium persulfate, 0.1 g of sodium anthraquinone-β-sulfonate, and 300 g of water was added at a constant rate by a pump to carry out polymerization. A polymerization terminator consisting of 0.2 g of 4-t-butylcatechol, 1 g of sodium dodecylbenzenesulfonate, 10 g of chloroprene and 10 g of water was added to terminate the polymerization at a polymerization conversion rate of about 70%. Next, 20 g of tetraethylthiuram disulfide and 2 g of dimethylammonium dimethyldithiocarbamate were added to the latex after the termination of polymerization and peptized at 23 ° C. for about 15 hours. After the peptization, the latex after removing unreacted chloroprene by steam stripping under reduced pressure is adjusted to pH 6.0 with acetic acid, freeze-coagulated by a conventional method, then the polymer is dried and sulfur is removed. A modified chloroprene rubber was obtained.
得られた硫黄変性クロロプレンゴムについて、実施例１と同様にムーニー粘度を測定した。 The Mooney viscosity of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber was measured in the same manner as in Example 1.
次に、得られた硫黄変性クロロプレンゴム１００ｇに対し、カーボンブラック３０ｇ、酸化マグネシウム４ｇ、酸化亜鉛５ｇ、ステアリン酸０．５ｇをロール上で配合、混練し、硫黄変性クロロプレンゴム組成物を作製した。この組成物について、常法のプレス加硫にて１６０℃１５分で加硫を行なうことにより、クロロプレンゴム加硫物を得た。得られたクロロプレンゴム加硫物について、動特性、高温圧縮永久ひずみ、及び耐結晶性の評価を行なった。結果を表１に記す。実施例に比べて、損失係数（ｔａｎδ）が高く、高温圧縮永久ひずみが小さいことから、動特性と耐熱性が劣っていた。 Next, 30 g of carbon black, 4 g of magnesium oxide, 5 g of zinc oxide and 0.5 g of stearic acid were blended and kneaded on a roll with respect to 100 g of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber to prepare a sulfur-modified chloroprene rubber composition. This composition was vulcanized at 160 ° C. for 15 minutes by a conventional press vulcanization to obtain a chloroprene rubber vulcanizate. The obtained chloroprene rubber vulcanizate was evaluated for dynamic characteristics, high temperature compression set, and crystal resistance. The results are shown in Table 1. Compared to the Examples, the loss factor (tan δ) was high and the high temperature compression set was small, so the dynamic characteristics and heat resistance were inferior.
本発明のキサントゲン変性クロロプレンゴムと、各種配合剤とを混合して得られるキサントゲン変性クロロプレンゴム組成物は、高い動特性と優れた耐熱性を要求される用途、例えば、自動車、工業用途の伝動ベルト用などとして使用することができる。 The xanthogen-modified chloroprene rubber composition obtained by mixing the xanthogen-modified chloroprene rubber of the present invention and various compounding agents is used in applications requiring high dynamic characteristics and excellent heat resistance, for example, transmission belts for automobiles and industrial applications. It can be used for such purposes.
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