JP2018507302A - タイヤ用ポリマーブレンド - Google Patents

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Abstract

本発明は、(a)60〜96重量パーセントの高分子量の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量パーセントの低分子量の芳香族炭化水素ポリマーと、場合により(c)0〜13重量パーセントの伸展油とからなり、当該成分(a)、(b)、及び(c)の量がポリマーブレンドの総重量を基準とするポリマーブレンドに関する。【選択図】なし

Description

本発明は、(a)(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマー、または(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)を重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって、ならびに場合により(II)請求項1及び以下に記載の式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)で表わされる少なくとも1種の変性化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られる60〜96重量パーセントの高分子量の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量パーセントの低分子量の芳香族炭化水素ポリマーと、ならびに場合により(c)0〜13重量パーセントの伸展油とからなり、当該成分(a)、(b)、及び(c)の量がポリマーブレンドの総重量を基準とするポリマーブレンドに関する。
本発明はまた、前記ポリマーブレンドを含むポリマー組成物に関する。別の実施形態において、本発明は、架橋弾性ポリマーの調製方法に関し、前記方法は(1)前記ポリマーブレンドまたは前記ポリマー組成物を提供することと;(2)1種以上の充填剤(複数可)及び場合により少なくとも1種以上のシランカップリング剤(複数可)を添加し、前記混合物を反応させることと;(3)工程(2)の混合物に1種以上の加硫剤(複数可)及び場合により1種以上の加硫促進剤(複数可)を添加することと;前記混合物を架橋することと、を含む。さらに本発明は、前記方法に従って得られる架橋弾性ポリマー、ならびに前記ポリマー組成物または前記架橋弾性ポリマーのいずれかを含む物品に関する。加えて、タイヤ、タイヤトレッドまたはタイヤサイドウォールを製造するための前記ポリマーブレンド、前記ポリマー組成物または前記架橋弾性ポリマーの使用のほか、前記ポリマーブレンドまたは前記ポリマー組成物を含むポリマーキットについて記載する。
近年、タイヤ性能の向上を可能にする自動車産業向けタイヤを製造するためのポリマー組成物の提供に対する需要が高まっている。特に、環境側面、すなわちタイヤの転がり抵抗を低減することによる燃料消費量及び/または二酸化炭素排出量の低減、ならびに安全側面、すなわちタイヤのグリップ性能及び耐摩耗性を高めることによる操縦安定性の改善がより重要になった。
タイヤ製造のための一般的なポリマー配合物は、スチレンブタジエンゴム(SBR)などの高分子量の芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーを含み、これにシリカ充填剤及び加硫剤などのいくつかの添加剤を配合した後に、加硫(架橋)することで、高分子量SBR成分の使用による転がり抵抗の低いタイヤ製品が得られる。転がり抵抗が向上した(低下した)タイヤを提供することは有益であるが、高分子量を有する芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーの使用は、高粘性を伴うという理由から、さらなる加工工程、すなわち対応するポリマー配合物の配合及び加硫(架橋)の過程において加工性の面で有益性に劣る結果になる。
したがって、高分子量の芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーは通常、コポリマーの粘度を低下させ、その後のポリマー配合物の配合及び/または架橋(加硫)工程におけるコポリマーの良好な混合、組み込み及び分布を確実にするため、低分子量の伸展油を用いて油展される。一般的な伸展油(または軟化剤)は、鉱油及び処理した鉱油、例えばDAE(Distillate Aromatic Extract:留出油からの芳香族系抽出物)、TDAE(Treated Distillate Aromatic Extract:留出油からの芳香族系抽出物を処理した油)、MES(Mild Extraction Solvate:軽度溶媒抽出物)、RAE(Residual Aromatic Extract:残渣芳香族系抽出物)及びナフテン油である。しかしながら、標準的な低分子量の伸展油による芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーの油展には欠点が伴う。
一般的な伸展油の分子量は比較的低く、例えばTDAEの場合には約450g/mol(ポリスチレン等量に換算)である。そのため、上述のように、以降の配合工程及び加硫工程で高分子量の芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーの加工性は高まるが、それに伴って対応する最終タイヤ製品中の「揮発性有機化合物」(本明細書でVOCと略記する)の量が大幅に増加する。このようなVOCの排出量は、特に高温でのタイヤの使用時に問題とされる。
もう一つの欠点は、こうした伸展油のガラス温度及び相溶性が、ある程度固定的であり、変更できないということである。したがって、芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーを配合する場合、貯蔵中の加硫ゴム表面での伸展油の相溶性とそれに伴うブルーミングは考慮すべき問題とされる要素である。加えて、通常、ガラス転移温度に依存する加硫ゴムの性能及び適用分野は、芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーの具体的な組成を変化させることによってのみ調整することができる。しかしながら、芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーのガラス転移温度が上昇すると、グリップ性能が向上して転がり抵抗が大きくなり、その結果燃料消費量及び二酸化炭素排出量が増加する。一方、芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーのガラス転移温度が低下すると、得られるタイヤの転がり抵抗は改善され、燃料消費量は低下するが、残念なことにウェットグリップ性能も低下する。
一般的な低分子量の伸展油を使用することの別の欠点は、このような伸展油の大部分が黄色から濃褐色に及ぶ濃色を有していることである。したがって、特に、次回の製造サイクルでは非油展ポリマーグレードが計画されている場合には、ポリマーグレードを変更する前に、製造プラントの徹底的な洗浄を施さなければならない。しかしながら、このようなクリーニング工程は時間とコストを浪費する。
さらに、低分子量を有する一般的な伸展油による高分子量の芳香族ビニル−共役ジエンコポリマーの油展は、機械的特性、特にモジュラス、対操縦性能硬度比(60℃でのE’)の有益でない低下、摩耗損失の増大、及び転がり抵抗の低下に対応する高温での反発弾性の低下をもたらす。
したがって、従来技術に使用されている一般的な伸展油の好適な代替物として、またはそれに加えて、代替的な伸展油成分を提供し、それによって許容される加工性または改善された加工性を有することを特徴とすると同時に、VOCの排出量を低減し、例えば低熱蓄積及び60℃での低tanδによって表されるような低ヒステリシス損失、0℃での高tanδ(ウェットグリップ)及び−10℃での高tanδ(アイスグリップ)によって表されるような架橋(加硫)ポリマー配合物の化合物ムーニー粘度(CMU)の低下及び良好なグリップ性能、ならびに高耐磨耗性などの、架橋ポリマー配合物の動的特性に良好なバランスをもたらし、それに応じて得られるタイヤ製品において高ウェットグリップ、低転がり抵抗及び高耐摩耗性を実現する架橋(加硫)ポリマー配合物の供給を可能にすることが望まれている。本発明は上記の必要性を満たしている。
したがって、第1の態様では、本発明は、(a)60〜96重量%の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマーと、場合により(c)0〜13重量%の1種以上の伸展油(複数可)とからなるポリマーブレンドに関し、当該弾性ポリマーは、(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマー、または(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)を重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって、ならびに場合により(II)請求項1に記載の式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)で表される少なくとも1種の化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、当該芳香族炭化水素ポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)、(b)、及び(c)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
成分(a)のアニオン重合に使用される重合開始剤は、n−BuLi、sec−BuLi、tert−BuLi、請求項2に記載の式(6)〜式(10)で表される化合物、もしくはそのルイス塩基付加物、及び/またはこれらの混合物からなる群から選択することができる。
少なくとも1つの共役ジエンモノマーは、1,3−ブタジエン、2−アルキル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2,4−ヘキサジエン、1,3−ヘキサジエン、1,3−ヘプタジエン、1,3−オクタジエン、2−メチル−2,4−ペンタジエン、シクロペンタジエン、2,4−ヘキサジエン及び/または1,3−シクロオクタジエンから選択することができる。好適な共役ジエンモノマーは、ブタジエン及び/またはイソプレンである。
少なくとも1種のα−オレフィンモノマーは、スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、α−メチルスチレン、スチルベン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4−ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、tert−ブトキシスチレン、ビニルピリジン、ジビニルベンゼン、請求項3に記載の式(4)もしくは式(5)のビニルシラン化合物、及び/またはこれらの混合物から選択することができる。好適なα−オレフィンモノマーは、スチレン、ジビニルベンゼン、ならびに式(4)及び(5)のビニルシラン化合物である。
本発明によるポリマーブレンドは特に、弾性ポリマー成分(a)としてスチレン−ブタジエンコポリマー(以下、SBRと略記する)またはブタジエンポリマー(以下、BRと略記する)を、芳香族炭化水素ポリマー(b)としてポリスチレンポリマーを含むことができる。
第2の態様では、本発明は、本発明の第1の態様のポリマーブレンドを含んでいるポリマー組成物を提供する。
本発明のポリマー組成物はまた、1種以上の充填剤(複数可)及び場合により1種以上の加硫剤(複数可)(または架橋剤(複数可))を含むことができる。加えて、本発明のポリマー組成物は、ポリマー組成物中のポリマーの総重量を基準として、1種以上の伸展油(複数可)を10重量%まで含むことができる。
第3の態様では、本発明は、架橋弾性ポリマーの調製方法であって、前記方法が以下の工程:(1)本発明の第1の態様のポリマーブレンドまたは本発明の第2の態様のポリマー組成物を提供すること;(2)1種以上の充填剤(複数可)及び場合により1種以上のシランカップリング剤(複数可)を添加して、前記混合物を配合すること;及び(3)工程(2)の混合物に1種以上の加硫剤(複数可)と場合により1種以上の加硫促進剤(複数可)を添加して、前記混合物を架橋することを含む方法を提供する。
第4の態様では、本発明は、本発明の第3の態様に従って得られる架橋弾性ポリマーを提供する。
第5の態様では、本発明は、本発明の第2の態様によるポリマー組成物または本発明の第4の態様による架橋弾性ポリマーを含む物品を提供する。
本発明による物品は、タイヤ、タイヤトレッド、タイヤサイドウォール、コンベアベルト、シールまたはホースであり得る。
第6の態様では、本発明は、(I.1)本発明の第1の態様によるポリマーブレンド、(I.2)本発明の第2の態様によるポリマー組成物、または(I.3)本発明の第4の態様による架橋弾性ポリマーの、タイヤトレッドまたはタイヤサイドウォールの製造目的での使用に関する。
第7の態様では、本発明は、(II.1)本発明の第1の態様によるポリマーブレンド、または(II.2)本発明の第2の態様によるポリマー組成物を含んでいるポリマーキットに関する。
ポリマーブレンド
本発明の第1の態様によるポリマーブレンドは、以下の成分のみからなる。
成分(a)−高分子量を有する弾性ポリマー
第1の実施形態では、ポリマーブレンドの成分(a)は、(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマーを重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって得られる高分子量を有する弾性ポリマーである。
第2の実施形態では、ポリマーブレンドの成分(a)は、(I)(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)とを重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって得られる高分子量を有する弾性ポリマーである。
第3の実施形態では、ポリマーブレンドの成分(a)は、(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマーを重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって、ならびに(II)以下に定義される式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)で表される変性化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られる高分子量を有する弾性ポリマーである。
第4の実施形態では、ポリマーブレンドの成分(a)は、(I)(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)とを重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって、ならびに(II)以下に定義される式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)で表される変性化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られる高分子量を有する弾性ポリマーである。
アニオン重合反応及び該当する場合は変性反応のための具体的なモノマー(複数可)及び適した条件については、以下で詳細に記載する。
以下の具体的な開示に加えて、重合開始化合物、極性調整(polar coordinator)化合物、及び促進剤を(開始剤の反応性を増加/変化させる、芳香族ビニルモノマーをランダムに配置する、ならびに/またはポリマー中に導入される1,2−ポリブタジエンもしくは1,2−ポリイソプレンもしくは3,4−ポリイソプレン単位をランダムに配置及び/またはその濃度を変化させる目的で)含む重合技術に関する一般に適用できる指示、各化合物の量、好適なモノマー(複数可)、ならびに好適なプロセス条件は、WO2009/148932に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
共役ジエンモノマー
代表的な共役ジエンモノマーとしては、1,3−ブタジエン、2−アルキル−1,3−ブタジエン、イソプレン(2−メチル−1,3−ブタジエン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2,4−ヘキサジエン、1,3−ヘキサジエン、1,3−ヘプタジエン、1,3−オクタジエン、2−メチル−2,4−ペンタジエン、シクロペンタジエン、2,4−ヘキサジエン、1,3−シクロオクタジエン、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。好適な共役ジエンモノマーとしては、1,3−ブタジエン、イソプレン、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
α−オレフィンモノマー
成分(a)を重合するために、場合により少なくとも1種の共役ジエンモノマーに1種以上のα−オレフィンモノマーを加えてもよい。α−オレフィンモノマーの好適な例としては、スチレン及びその誘導体、例えば、限定するものではないが、Cアルキル置換スチレン(2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、α−メチルスチレン、及びスチルベンなど)、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4−ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、N,N−ビス−(トリアルキルシリル)アミノスチレン、tert−ブトキシスチレン、ビニルピリジン、ジビニルベンゼン(1,2−ジビニルベンゼン、1,3−ジビニルベンゼン及び1,4−ジビニルベンゼンを含む)、以下に定義される式(4)のビニルシラン化合物もしくは式(5)の多ビニルアミノシラン化合物、ならびに/またはこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2018507302
式中、Rは、C−C18ヒドロカルビルから独立して選択され;R”は、C−Cヒドロカルビルから選択され;R、R及びRは、水素、メチル、エチル及びビニルから独立して選択され;x4及びy4は1及び2から独立して選択される整数であり;z4は0及び1から選択される整数であり;x+y+z=3であり、R’は、C−C12アルキル、C−C12アルケニル、C−C18アリール、C−C18アルキルアリール及びトリ(C−Cアルキル、C−C12アリールまたはC−C18(アルキルアリール)シリルから独立して選択され、2つのR’基が結合して環を形成していてもよく、環はさらにSi結合した窒素原子に、1つ以上の酸素原子、窒素原子、>N(C−Cアルキル)基及び硫黄原子を含んでもよく;一方のR’は−Si(CR=CR)(OSi(R)y(R”)z(式中、R、R、R、R、R”、y4、及びz4は独立して上記に定義した通りであり、y+z=2)であってよい。
式(4)のビニルシラン化合物の好ましい実施形態では、パラメータ及び置換基は以下の値をとる:
a)(Rは、(メチル、メチル、t−ブチル)または(フェニル、フェニル、フェニル)または(t−ブチル、フェニル、フェニル)または(ヘキシル、ヘキシル、ヘキシル)であり、R’は、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル及びベンジル(メチル基を介して結合)から独立して選択されるか、または−NR’R’がモルホリン基、ピロリジン基、ピペリジン基もしくはオキサゾリジン基を形成し;R”はメチルであり;R、R及びRはそれぞれ水素であり;x4=y4=z4=1であり;
b)(Rは、(メチル、メチル、t−ブチル)または(ヘキシル、ヘキシル、ヘキシル)であり;R’はメチル及びエチルから独立して選択されるか、または−NR’R’がモルホリン基、ピロリジン基、ピペリジン基もしくはオキサゾリジン基を形成し;R”はメチルであり;R、R及びRはそれぞれ水素であり;x4=2、y4=1、z4=0であり;
c)(Rは、(メチル、メチル、t−ブチル)または(ヘキシル、ヘキシル、ヘキシル)であり;R’はメチル及びエチルから独立して選択されるか、または−NR’R’がモルホリン基、ピロリジン基、ピペリジン基もしくはオキサゾリジン基を形成し;R”はメチルであり;R及びRはそれぞれ水素で、Rはビニルであり;x4=y4=z4=1である。
式(4)のビニルシラン化合物の好ましい実施形態は、(tert−ブチルジメチルシロキシ)メチル−4−モルホリノ(ビニル)シラン、(tert−ブチルジメチルシロキシ)(ジメチルアミノ)メチル(ビニル)シラン、(tert−ブチルジメチルシロキシ)(ジエチルアミノ)メチル(ビニル)シラン及び/または(tert−ブチルジメチルシロキシ)(ジブチルアミノ)−メチル(ビニル)シランである。
別の好ましい実施形態では、式(4)のビニルシラン化合物は、以下に定義される式(4a)で表される。
Figure 2018507302
式中、RはC−Cアルキル、C−C12アリール及びC−C18アルキルアリールから独立して選択され、残りの基及びパラメータは式(4)について定義した通りである。
式(4a)のビニルシラン化合物の好ましい実施形態は、(tert−ブチルジメチルシロキシ)[(トリメチルシリル)−プロピルアミノ]メチル(ビニル)シラン(tert−ブチルジメチルシロキシ)−[(トリメチルシリル)メチルアミノ]メチル(ビニル)シラン、(tert−ブチルジメチルシロキシ)[(トリメチルシリル)エチルアミノ]メチル(ビニル)シラン、(tert−ブチルジメチルシロキシ)[(トリメチルシリル)−ブチルアミノ]メチル(ビニル)シラン、(tert−ブチルジメチルシロキシ)−[(ジメチルフェニルシリル)プロピルアミノ]メチル(ビニル)シラン、(tert−ブチルジメチルシロキシ)[(ジメチルフェニルシリル)エチルアミノ]メチル(ビニル)シラン及び(tert−ブチルジメチルシロキシ)[(ジメチルフェニルシリル)メチルアミノ]メチル(ビニル)シランである。
上述のようなビニルシラン化合物は、台湾(R.O.C)特許出願第103128797号に詳細に開示されており、その全体が参照により組み込まれる。
式(5)の多ビニルアミノシラン化合物は、以下のように定義される:
(A)−Bn1 式(5)、
式中、Aは少なくとも2つのアミノ基を有する有機基であり;各Bは、−Si(R51)(R52)(R53)から独立して選択され;式中、R51、R52及びR53はそれぞれ独立してビニル、ブタジエニル、メチル、エチル、プロピル、ブチル及びフェニルから選択され、ただし、R51、R52及びR53の少なくとも1つは、ビニル及びブタジエニルから選択される、各B基はA基のアミノ基の置換基であり、A基のアミノ基の少なくとも2つはそれぞれ少なくとも1つのB基で置換されており;n1は少なくとも整数2、好ましくは2〜6から選択される整数であり、A基中のアミノ基はすべて第3級アミノ基である。
式(5)の多ビニルアミノシランは、少なくとも2つのアミノ基が少なくとも1つのエチレン系不飽和シリル基Bで置換されている。「B基はアミノ基の置換基である」または「B基で置換されたアミノ基」という表現を本明細書で使用する場合、B基とアミノ基の窒素原子との結合、すなわち>N−Si(R51)(R52)(R53)を示す。A基のアミノ基は、0、1または2個のB基で置換され得る。A基のすべてのアミノ基は、第3級アミノ基、すなわち水素原子を有さないアミノ基である。有機基Aは、好ましくは重合水素をもたない基である。「重合水素」という表現を本発明の文脈で使用する場合、不活性ではない、すなわちブタジエンまたはイソプレンなどの共役ジエンのアニオン重合で反応する水素原子を示す。有機基Aはまた、好ましくは求電子性基をまったくもたない基である。「求電子性基」という表現を本発明の文脈で使用する場合、ブタジエンまたはイソプレンなどの共役ジエンのアニオン重合において、モデル開始剤であるn−ブチルリチウム及び/またはリビング鎖と反応する基を示す。求電子性基としては、アルキン、(カルボ)カチオン、ハロゲン原子、Si−O、Si−S、Si−ハロゲン基、金属−C−基、ニトリル、(チオ)−カルボキシレート、(チオ)カルボン酸エステル、(チオ)無水物、(チオ)ケトン、(チオ)アルデヒド、(チオ)シアネート、(チオ)−イソシアネート、アルコール、チオール、(チオ)スルフェート、スルホネート、スルファメート、スルホン、スルホキシド、イミン、チオケタール、チオアセタール、オキシム、カルバゾン、カルボジイミド、尿素、ウレタン、ジアゾニウム塩、カルバメート、アミド、ニトロン、ニトロ基、ニトロソアミン、キサントゲン酸塩、ホスファン、ホスフェート、ホスフィン、ホスホネート、ボロン酸、ボロン酸エステルなどが挙げられる。
より好ましくは、有機基Aは、重合水素も求電子性基ももたない基である。
好ましい実施形態では、式(5)の多ビニルアミノシランは、以下の化合物から選択される:
Figure 2018507302
式中、各RはB及びC−Cアルキル、またはベンジルから独立して選択され、B基に関して式(5)と同じ限定及び条件が適用される。
Figure 2018507302
式中、RはC−Cアルキル基であり、B基に関して式(5)と同じ限定及び条件が適用される。
Figure 2018507302
Figure 2018507302
式中、B基に関して式(5)と同じ限定及び条件が適用される。
Figure 2018507302
式中、各RはB、C−Cアルキル及びフェニルから独立して選択され、B基に関して式(5)と同じ限定及び条件が適用される。
最も好ましくは、請求項1に記載の少なくとも1種のα−オレフィンモノマーとして、スチレン、α−メチルスチレン、及び/またはジビニルベンゼン(1,2−ジビニルベンゼン、1,3−ジビニルベンゼン及び1,4−ジビニルベンゼンを含む)が使用される。
温度
通常は、上述のようなモノマー、すなわち少なくとも1種の共役ジエンモノマー及び場合により1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)の重合は、0℃より高い温度で実施される。好ましい実施形態では、重合温度は20℃〜110℃の範囲内、より好ましくは30℃〜95℃の範囲内である。
溶媒
この重合反応に適した有機溶媒を使用することができる。一実施形態では、重合溶媒は、限定するものではないが、ブタン、ブテン、ペンタン、シクロヘキサン、トルエン、ヘキサン、ヘプタン及びオクタンを含む、非極性芳香族溶媒及び非芳香族溶媒から選択される。好ましい実施形態では、溶媒はブタン、ブテン、シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタン、トルエンまたはこれらの混合物から選択される。
モノマーの固体含有量
好ましくは、重合されるモノマーの固体含有量は、モノマーと溶媒の総重量を基準として、5〜35重量%、より好ましくは10〜30重量%、最も好ましくは15〜25重量%である。本明細書で使用される場合、用語「モノマーの総固体含有量」(本明細書でTSCと略記する)、「モノマーの固体含有量」、または類似した用語は、溶媒とモノマー(例えば、1,3−ブタジエン及びスチレン)の総重量を基準とした、モノマーの総質量(または総重量)比を指す。
重合開始剤
重合開始剤は好適には、アルキルリチウム化合物、例えばエチルリチウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、フェニルリチウム、ヘキシルリチウム、1,4−ジリチオ−n−ブタン、以下の式(6)〜式(10)で表される化合物、またはこれらのルイス塩基付加物である。上記の重合開始剤の混合物も使用することができる。
Figure 2018507302
式中、R3aは、−N(R28)R29、C−C18アルキル、C−C18アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;R4aは、−N(R30a)R31a、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;R及びRは、水素、C−C18アルキル、C−C18アリール及びC−C18アラルキルからそれぞれ独立して選択され;Mはリチウムであり;R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24及びR25は、水素、C−C18アルキル、C−C18アリール及びC−C18アラルキルからそれぞれ独立して選択され;R26、R27、R28、R29、R30a及びR31aは、C−C18アルキル、C−C18アリール及びC−C18アラルキルからそれぞれ独立して選択され;qは整数1、2、3、4及び5から選択され;rは整数1、2及び3から選択され;a1’は整数0または1から選択される。
好ましい実施形態では、R3a、R4a、R22、R23、R24、R25、R26及びR27は、(C−C18)アルキルからそれぞれ独立して選択され;R、R、R18、R19、R20及びR21は、水素及び(C−C18)アルキルからそれぞれ独立して選択され;R12、R13、R14、R15、R16及びR17は、水素及び(C−C)アルキルからそれぞれ独立して選択され;残りの基及びパラメータは上記の式(6)及び式(7)について定義した通りである。
式(6)及び(7)の有用なアミノシラン重合開始剤としては、以下が挙げられる:
Figure 2018507302
もしくはこれらのルイス塩基付加物及び/またはこれらの混合物。上述のようなアミノシラン重合開始剤については、WO2014/040640に詳細に開示されており、その全体が参照により組み込まれる。
あるいは、式(8)で表される化合物を重合開始剤として使用することができる。
Figure 2018507302
式中、各Rは、C−Cアルキル、C−Cアルケニル、C−C10アルキルアリール及びC−C10アリールから独立して選択され、好ましくはC−Cアルキル、Cアルキルアリール及びCアリールから独立して選択され;R1’は場合により、置換されたメチレン基であり;各R1bは、C−C10アルキル、C−C10アルキルアリール及びC−C10アリールから独立して選択され、好ましくはC−Cアルキル及びC−C10アリールから独立して選択され;各R2bは、C−C10アルキル、C−C10アルキルアリール及びC−C10アリールから独立して選択され、好ましくはC−Cアルキル及びC−Cアルキルアリールから独立して選択され、ここでR2b基は互いに結合して、Si結合した窒素原子と共に環を形成することができ;R3b及びR4bは、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル及びビニルからそれぞれ独立して選択され;各R5bは、C−Cアルキル、C−C12アルキルアリール及びC−C12アリールから独立して選択され、好ましくはC−Cアルキル、C−アルキルアリール及びC−アリールから独立して選択され、より好ましくはC−Cアルキルから独立して選択され;R6bは、C−Cアルキル、フェニル及びベンジルから選択され;Mはリチウムであり;a1≧1;b1≧0;a1+b1≦10;m1=0または1;n1=0〜12;x1=0、1または2;y1=1、2または3;z1=0、1または2;x1+y1+z1=3;またはアミノシリル基のケイ素原子が2回接続して、R’基または単結合によってベンゼン環を形成するとき、x1+y1+z1=2であり;ただし、m1=1であるとき、n1=1〜12であり、m1=0であるとき、n1=0、x1=1または2であり;ここで、アミノシリル基(複数可)は、2個のベンゼン環のいずれと結合してもよく、複数のアミノシリル基は互いに異なっていてもよく、R5b基(複数可)は2個のベンゼン環のいずれかと結合していてもよい。
好ましい実施形態では、各Rは、C−Cアルキル及びCアリールから独立して選択され;各R1bは、C−Cアルキル及びCアリールから独立して選択され;各R2bは、C−Cアルキル及びC−C10アルキルアリールから独立して選択され;R3b及びR4bは、それぞれ水素であり;各R5bは、C−Cアルキルから独立して選択され;R6bはメチル、エチル、tert−ブチル、n−ブチル、sec−ブチル、フェニル及びベンジルから選択され;a1=1または2、b1=0または1、m1=0であり、R1’はメチレンであり、n1=1、2または3、x1=0または1、y1=1または2、z1=0または1であり;残りの基及びパラメータは、上記の式(8)について定義した通りである。
上述のような式(8)の重合開始剤の調製については、PCT/EP2014/065027に詳細に開示されており、その全体が参照により組み込まれる。
あるいは、式(9)の化合物を重合開始剤として使用することができる。
Figure 2018507302
式中、各M1cはリチウムであり;各R1cは、C−C100アルキル及びC−C100アルケニルから独立して選択され、場合により1つ以上のC−C12アリール基で置換され、場合により共役ジエンモノマー及び芳香族ビニル化合物、特にブタジエン、イソプレン及びスチレンから選択される最大25のモノマー単位によって炭素原子Cに結合され;各R12cは、水素、(C−C10)アルキル、(C−C12)アリール及び(C−C18)アルキルアリールから独立して選択され;各Y1cは窒素原子、硫黄原子及びケイ素原子から独立して選択され;R3c、R4c及びR5cは、(C−C18)アルキル、ジ(C−C)アルキルアミン(Y1cがケイ素原子の場合のみ)、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール、及びY1cがケイ素原子ではない場合、−SiR14c15c16cからそれぞれ独立して選択され、式中、R14c、R15c及びR16cは、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アルキルアリールからそれぞれ独立して選択され;n3及びo3は、それぞれ0及び1から選択される整数であり;Y1c=Nのときn3+o3=1、Y1c=Sのとき、n3=o3=0、Y1c=Siのとき、n3+o3=2であり;m3は0、1、2及び3から選択される整数であり;Kは窒素及び>C−Hから選択され;各Eは(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール及び−Y3c(R9c)(R10ct3(R11cu3から独立して選択され、式中、Y3cは、窒素原子、硫黄原子及びケイ素原子から選択され;R9c、R10c及びR11cは、(C−C18)アルキル、ジ(C−C)アルキルアミン(Y3cがケイ素原子の場合のみ)、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール、及びY3cがケイ素原子ではないとき、−SiR20c21c22cからそれぞれ独立して選択され、式中、R20c、R21c及びR22cは、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アルキルアリールからそれぞれ独立して選択され;t3及びu3は、それぞれ0及び1から選択される整数であり;Y3c=Nのときt3+u3=1、Y3c=Sのとき、t3=u3=0、Y3c=Siのとき、t3+u3=2であり;s3は0、1、及び2から選択される整数であり;各Fは、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール及び−Y2c(R6c)(R7cq3(R8cr3から独立して選択され、式中、Y2cは、窒素原子、硫黄原子及びケイ素原子から選択され;R6c、R7c及びR8cは、(C−C18)アルキル、ジ(C−C)アルキルアミン(Y2cがケイ素原子の場合のみ)、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール、及びY2cがケイ素原子ではないとき、−SiR17c18c19cからそれぞれ独立して選択され、式中、R17c、R18c及びR19cは、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリールからそれぞれ独立して選択され;q3及びr3は、それぞれ0及び1から選択される整数であり;Y2c=Nのときq3+r3=1、Y2c=Sのとき、q3=q3=r3=0、Y2c=Siのとき、q3+r3=2であり;p3は0、1、2及び3から選択される整数である。
好ましい実施形態では、各R1cはいずれも、(C−C10)アルキルから選択され;各R12cは、水素及び(C−C10)アルキルから独立して選択され、好ましくは水素であり;R3c、R4c及びR5cは、(C−C18)アルキル、及びY1cがケイ素原子ではないとき、−SiR14c15c16cからそれぞれ独立して選択され、式中、R14c、R15c及びR16cは、(C−C18)アルキルからそれぞれ独立して選択され;各Eは、(C−C18)アルキルから独立して選択され;各Fは、−Y2c(R6c)(R7cq3(R8cr3から独立して選択され、式中、R6c、R7c及びR8cは、(C−C18)アルキル、及びY2cがケイ素原子ではないとき、−SiR17c18c19cからそれぞれ独立して選択され、式中、R17c、R18c及びR19cは、(C−C18)アルキルからそれぞれ独立して選択され;p3は1、2及び3から選択される整数であり;残りの基及びパラメータは、式(9)について上記で定義した通りである。
式(9)の重合開始剤及びその調製については、PCT/EP2013/065399に開示されており、その全体が参照により組み込まれる。
あるいは、式(10)の重合開始剤を使用することができる。
Figure 2018507302
式中、各R31は、水素、(C−C10)アルキル、(C−C12)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;各R32、R33、R34は、水素、(C−C18)アルキル、及び(C−C18)アルコキシから独立して選択され;各R41は、(C−C100)アルキル及び(C−C100)アルケニルから独立して選択され、ここでの各R41は場合により1〜3個の(C−C12)アリール基で置換され、また場合により共役ジエン、特に1,3−ブタジエン及びイソプレン、ならびに芳香族ビニル化合物、特にスチレン及びジビニルベンゼンから選択される最大25のモノマー単位で構成されるオリゴマー鎖によって式(10)の骨格に結合され;Mはリチウムであり;k、l及びqは0、1、2及び3から独立して選択される整数である。
好ましい実施形態では、R41は(C−C10)アルキルから選択され;各R31は、水素及び(C−C10)アルキルから独立して選択され、好ましくは水素であり;R32及びR34は同一であり、水素及び(C−C18)アルキルから選択され;各R33は、水素及び(C−C18)アルキルから独立して選択される。
上述のような式(10)の重合開始剤については、欧州出願第15151112.8号に詳細に開示されており、その全体が参照により組み込まれる。
最も好ましくは、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、または式(6)もしくは式(7)の化合物、特に
Figure 2018507302
が使用される。上記の開始剤は、単独でも、2種類以上を組み合わせて混合物として使用することもできる。
変性
上述のような成分(a)に関する第3及び第4の実施形態では、以下に定義される式(1)〜(3)及び/または式(11)〜(15)の少なくとも1種の化合物との付加的な(II)変性(または官能化)反応工程を実施する。
(R***O)(R**Si−A−S−SiR** 式(1)、
式中、R**の各々は、C−C16アルキルまたはアルキルアリールから独立して選択され;R***は、C−Cアルキルから独立して選択され;Aは、C−C18アリール、C−C50アルキルアリール、C−C50アルキル及びC−C50ジアルキルエーテルから選択され;場合により、R**、R***、またはAは、独立して、C−Cアルキル、C−Cアルコキシ、C−C12アリール、C−C16アルキルアリール、ジ(C−Cヒドロカルビル)アミノ、ビス(トリ(C−C12アルキル)シリル)アミノ、トリス(C−Cヒドロカルビル)シリル、及びC−C12チオアルキルから選択される1つ以上の基で置換されていてもよく;xは1、2及び3から選択される整数であり;yは、0、1及び2から選択される整数であり:ただし、x+y=3を条件とする。
より好ましくは、R***の各々は、メチル、エチル、イソプロピル、n−プロピル、n−ブチル、イソブチル、またはtert.−ブチルから独立して選択され;R**の各々は、C−Cアルキル、C−C12アリール、またはC−C10アラルキルから独立して選択され;Aは、−(CH−であり、式中、Nは1、2、3、4、5または6から選択される整数である。
変性剤(複数可)として式(1)で表される化合物の好ましい例としては、限定するものではないが、(MeO)Si−(CH−S−SiMe、(EtO)Si−(CH−S−SiMe、(PrO)Si−(CH−S−SiMe、(BuO)Si−(CH−S−SiMe、(MeO)Si−(CH−S−SiMe、(EtO)Si−(CH−S−SiMe、(PrO)Si−(CH−S−SiMe、(BuO)Si−(CH−S−SiMe、(MeO)Si−CH−S−SiMe、(EtO)Si−CH−S−SiMe、(PrO)Si−CH−S−SiMe、(BuO)Si−CH−S−SiMe、(MeO)Si−CH−CMe−CH−S−SiMe、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−SiMe、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−SiMe、(BuO)Si−CH−CMe−CH−S−SiMe、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(BuO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(MeO)Si−(CH−S−SiEt、(EtO)Si−(CH−S−SiEt、(PrO)Si−(CH−S−SiEt、(BuO)Si−(CH−S−SiEt、(MeO)Si−(CH−S−SiEt、(EtO)Si−(CH−S−SiEt、(PrO)Si−(CH−S−SiEt、(BuO)Si−(CH−S−SiEt、(MeO)Si−CH−S−SiEt、(EtO)Si−CH−S−SiEt、(PrO)Si−CH−S−SiEt、(BuO)Si−CH−S−SiEt、(MeO)Si−CH−CMe−CH−S−SiEt、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−SiEt、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−SiEt、(BuO)Si−CH−CMe−CH−S−SiEt、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(BuO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt3、(MeO)Si−(CH−S−SiMetBu、(EtO)Si−(CH−S−SiMetBu、(PrO)Si−(CH−S−SiMetBu、(BuO)Si−(CH−S−SiMetBu、(MeO)Si−(CH−S−SiMetBu、(EtO)Si−(CH−S−SiMetBu、(PrO)Si−(CH−S−SiMetBu、(BuO)Si−(CH−S−SiMetBu、(MeO)Si−CH−S−SiMetBu、(EtO)Si−CH−S−SiMetBu、(PrO)Si−CH−S−SiMetBu、(BuO)Si−CH−S−SiMetBu、(MeO)Si−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(BuO)Si−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(BuO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−(CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−(CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−(CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−(CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−(CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−(CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−(CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−(CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−(CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−(CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−(CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−(CH−S−SiEt、(MeO)MeSi−(CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−(CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−(CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−(CH−S−SiEt、(MeO)MeSi−CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−CH−S−SiEt、(MeO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiEt、(MeO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt3、(MeO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(PrO)
MeSi−(CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−(CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−(CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−(CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−(CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−(CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−(CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−(CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−(CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(EtO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(PrO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(BuO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMe、(MeO)MeSi−(CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−(CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−(CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−(CH−S−SiEt、(MeO)MeSi−(CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−(CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−(CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−(CH−S−SiEt、(MeO)MeSi−CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−CH−S−SiEt、(MeO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiEt、(MeO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(EtO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(PrO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt、(BuO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiEt3、(MeO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−(CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−CH−CMe−CH−S−SiMetBu、(MeO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(EtO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(PrO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBu、(BuO)MeSi−CH−C(H)Me−CH−S−SiMetBuが挙げられる。
最も好ましくは、式(1)のスルファニルシラン化合物は、(MeO)Si−(CH−S−SiMetBu、(MeO)(CH)Si−(CH−S−SiMetBu、(MeO)(Me)Si−(CH−S−SiMetBu及びこれらの混合物から選択される。
あるいは、式(2)の化合物を使用してもよい。
((RO)x2’(Ry2’Si−R−S)s2’(Rt2’(Xu2’
式(2)、
式中、Mは、ケイ素またはスズであり;x2’は1、2及び3から選択される整数であり;y2’は、0、1、及び2から選択される整数であり;ただしx2’+y2’=3であり;s2’は、2、3及び4から選択される整数であり;t2’は、0、1及び2から選択される整数であり;u2’は、0、1及び2から選択される整数であり;s2’+t2’+u2’=4であり;Rは、水素及び(C−C)アルキルから独立して選択され;Rは、(C−C16)アルキル、(C−C16)アルキルアリール及び(C−C16)アリールアルキルから独立して選択され;Rは、少なくとも二価であり、(C−C16)アルキル、(C−C16)アルキルアリールアルキル、(C−C16)アリールアルキル及び(C−C16)アルキルアリールから独立して選択され、各基は、第3級アミン基、シリル基、(C−C18)アラルキル基及び(C−C18)アリール基のうちの1つ以上の基で置換されていてもよく;Rは、(C−C16)アルキル及び(C−C16)アルキルアリールから独立して選択され;Xは、塩化物、臭化物及び−OR5*から独立して選択され;式中、R5*は、(C−C16)アルキル及び(C−C16)アリールアルキルから選択される。
好ましい実施形態では、Mはケイ素原子であり;Rは二価の(C−C16)アルキルであり;Xは−OR5*であり、式中、R5*は(C−C)アルキルから選択され;R、R、及びRは、(C−C)アルキルから独立して選択され;s2’及びt2’はそれぞれ2であり、u2’は0であり;x2’は2であり、y2’は1であり;残りの基及びパラメータは、式(2)について定義した通りである。
本発明のシランスルフィド変性剤の具体的な好ましい種類としては、以下の化合物及びその対応するルイス塩基付加物が挙げられる:
(MeO)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OMe)、(MeO)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OMe)、(MeO)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OMe),(EtO)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OEt)、(EtO)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OEt)、(EtO)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OEt)、(PrO)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OPr)、(PrO)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OPr)、(PrO)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OPr)、(MeO)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OMe)、(MeO)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OMe)、(MeO)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OMe)、(EtO)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OEt)、(EtO)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OEt)、(EtO)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OEt)、(PrO)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OPr)、(PrO)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OPr)、(PrO)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OPr)、(MeO)Si−CH−S−Si(Me)−S−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−S−Si(Et)−S−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−S−Si(Bu)−S−CH−Si(OMe)、(EtO)Si−CH−S−Si(Me)−S−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−S−Si(Et)−S−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−S−Si(Bu)−S−CH−Si(OEt)、(PrO)Si−CH−S−Si(Me)−S−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−S−Si(Et)−S−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−S−Si(Bu)−S−CH−Si(OPr)、(MeO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、
(MeO)(Me)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Si(Me)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、
(PrO)(Me)Si−(CH−S−Si(Et)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Si(Bu)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−S−Si(Me)−S−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−S−Si(Et)−S−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−S−Si(Bu)−S−CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−S−Si(Me)−S−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−S−Si(Et)−S−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−S−Si(Bu)−S−CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−S−Si(Me)−S−CH−Si(OPr) (Me)、(PrO)(Me)Si−CH−S−Si(Et)−S−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−S−Si(Bu)−S−CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Si(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Si(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OMe)、(MeO)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OMe)、(MeO)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OMe)、(EtO)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OEt)、(EtO)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OEt)、(EtO)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OEt)、(PrO)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OPr)、(PrO)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OPr)、(PrO)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OPr)、(MeO)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OMe)、(MeO)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OMe)、(MeO)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OMe)、(EtO)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OEt)、(EtO)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OEt)、(EtO)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OEt)、(PrO)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OPr)、(PrO)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OPr)、(PrO)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OPr)、(MeO)Si−CH−S−Sn(Me)−S−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−S−Sn(Et)−S−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−Si(OMe)、(EtO)Si−CH−S−Sn(Me)−S−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−S−Sn(Et)−S−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−Si(OEt)、(PrO)Si−CH−S−Sn(Me)−S−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−S−Sn(Et)−S−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−Si(OPr)、(MeO)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH
−CMe−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)、(MeO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)、(EtO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)、(PrO)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Me)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Et)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−(CH−S−Sn(Bu)−S−(CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−S−Sn(Me)−S−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−S−Sn(Et)−S−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−S−Sn(Me)−S−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−S−Sn(Et)−S−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−S−Sn(Me)−S−CH−Si(OPr) (Me)、(PrO)(Me)Si−CH−S−Sn(Et)−S−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Me)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Et)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−CMe−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−CMe−CH−Si(OPr)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)
(Me)、(MeO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OMe)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)(Me)、(EtO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OEt)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Me)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)(Me)、(PrO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Et)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)(Me)、及び/または(PrO)(Me)Si−CH−C(H)Me−CH−S−Sn(Bu)−S−CH−C(H)Me−CH−Si(OPr)(Me)。
上述のような式(2)の変性化合物については、WO2014/040639に詳細に開示されており、その全体が参照により組み込まれる。
別の実施形態では、変性工程(II)に式(3)の化合物を使用してもよい。
(RO)x1’(RIIy1’Si−RIV−S−E 式(3)、
式中、R及びRIIは、C−CアルキルまたはC−Cアルコキシから独立して選択され、ただしR及びRIIの少なくとも1つはC−Cアルコキシであり;x1’は1、2、及び3から選択される整数であり;y1’は、0、1及び2から選択される整数であり;RIVは、C−Cアルキルから選択され;Eは、Rまたは式(3a):
Figure 2018507302
(式中、Rは、C−Cアルキル、C−C12アリール、C−C16アルキルアリールまたはC−C16アリールアルキル)である。
好ましくは、式(3)中、R及びRIIの各々は、独立してC−Cアルコキシであり;RIVは、C−Cアルキルから選択され;Eは式(3a)である。
上記の式(3)の化合物については、EP2596963B1に詳細に開示されており、その全体が参照により組み込まれる。
別の実施形態では、以下に定義される式(11)〜(15)の1つ以上の化
合物(複数可)を、変性工程(II)に使用してもよい。
Figure 2018507302
式中、各R1dは、(C−C16)アルキルから独立して選択され;各R2dは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;R3dは、二価の(C−C16)アルキル、二価の(C−C18)アリール、二価の(C−C18)アラルキル及び−R4d−O−R5d−から独立して選択され、式中、R4d及びR5dは、二価の(C−C)アルキルから独立して選択され;Zは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アラルキル、(C=S)−S−R6dから独立して選択され、式中、R6dは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アラルキル、及び−M1d(R7dc4(R8dd4から独立して選択され、式中、M1dはケイ素またはスズであり、各R7dは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;各R8dは、−S−R3d−Si(OR1dr4(R2ds4から独立して選択され、式中、R1d、R2d及びR3dは上記で定義された通りであり、r4は、1、2及び3から独立して選択される整数であり、s4は0、1及び2から独立して選択される整数であり、このときr4+S4=3であり;c4は、2及び3から独立して選択される整数であり;d4は0及び1から独立して選択される整数であり;c4+d4=3である;
Figure 2018507302
式中、R9e、R10e、R11e及びR12eは、水素、(C−C16)アルキル、(C−C16)アリール及び(C−C16)アラルキル、好ましくはN−メチル−ピロリドンから独立して選択される;
Figure 2018507302
Figure 2018507302
式中、各R13a、R14a、R18a及びR19aは、(C−C16)アルキルから独立して選択され;R15a及びR20aは、二価の(C−C16)アルキル、二価の(C−C18)アリール、二価の(C−C18)アラルキル及び−R24a−O−R25a−から独立して選択され、式中、R24a及びR25aは、二価の(C−C)アルキルから独立して選択され;R16a及びR17aは、(C−C16)アルキル及び−SiR26a27a28aから独立して選択され、式中、R26a、R27a、及びR28aは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;各R21a及びR22aは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;各R23aは、水素及び(C−C16)アルキルから独立して選択され、t1及びvは、1、2及び3から独立して選択される整数であり、u1及びwは0、1及び2から独立して選択される整数であり;t1+u1=3;v+w=3である;
Figure 2018507302
式中、各R29及びR30は、(C−C1)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール及びビニルから独立して選択され;x10は、1〜6から選択される整数である。
変性の条件
成分(a)を製造するための変性工程(II)において、上記に定義される式(1)〜(3)または式(11)〜(15)の1種以上の変性化合物を、モル比が0.05以上、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.15以上となるような量でリビングポリマーに添加することができる。
式(1)〜(3)または式(11)〜(15)で表される変性化合物は、重合させるモノマー(複数可)がほぼ完全または完全に転化した時点で添加することが好ましく、アニオン重合の転化率が供給モノマー量を基準にして85重量%より高いことが好ましい。本明細書で使用される場合、語句「供給モノマー量」、「モノマー仕込み量」または類似した用語は、この重合方法で供給するモノマー量を指す。好ましい実施形態では、転化率は、供給モノマー量を基準として少なくとも92.0重量%であり、好ましくは94.0重量%より高い。本明細書で使用される場合、用語「モノマー転化率」は、例えば所定の重合反応器の出口で測定されるモノマー転化率(例えば、スチレンと1,3−ブタジエンの合計転化率)を指す。
好ましくは、相当量のリビングポリマー鎖末端が、変性化合物との反応の前に終結していない、すなわちリビングポリマー鎖末端が存在し、ポリマー鎖末端変性反応において式(1)〜式(3)ならびに式(11)〜(15)で表される変性化合物と反応することができる。変性化合物の仕込み前に、少量の共役ジエンモノマー、例えば1,3−ブタジエンを添加することにより、ポリマー鎖末端をジエニル鎖末端に変更すると有益な場合がある。変性反応の過程では、前記変性化合物と1つ以上のポリマー鎖(複数可)が反応し得る。
したがって、上述のような式(1)〜(3)及び/または式(11)〜(15)で表される化合物を使用した変性反応により、変性または官能化された弾性ポリマーが得られる。一実施形態では、このような弾性ポリマーは、20%以上、好ましくは50%以上、最も好ましくは80%以上の変性度(生成された高分子の総数を基準とする、変性された鎖末端のmol%)を有する。
式(1)〜(3)及び/または式(11)〜(15)で表される変性化合物は、そのまま希釈せずにポリマー溶液に添加してもよい。しかしながら、不活性溶媒、例えば上述のような溶媒を用いた溶液中に式(1)〜(3)及び/または式(11)〜(15)で表される化合物を添加することが有益な場合がある。
一般に、用語「変性」または「官能化」は同じ意味で用いられることを理解されたい。
ランダマイザー化合物
ポリマーの共役ジエン部分のミクロ構造(すなわち、ビニル結合の含有量)を調整するため、及び/またはポリマー鎖中の任意のα−オレフィンモノマーの分布を調整するため、場合により、当技術分野において公知のランダマイザー化合物(別称、極性調整化合物)をモノマー混合物または重合反応物に添加してもよい。2種以上のランダマイザー化合物を組み合わせて使用することができる。
本発明に有用なランダマイザー化合物の例として、一般にルイス塩基化合物が挙げられる。本発明で使用するのに適したルイス塩基は、例えば、エーテル化合物、例えばジエチルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、2−(2−エトキシエトキシ)−2−メチルプロパン、(C−Cアルキル)テトラヒドロフリルエーテル(メチルテトラヒドロフリルエーテル、エチルテトラヒドロフリルエーテル、プロピルテトラヒドロフリルエーテル、ブチルテトラヒドロフリルエーテル、ヘキシルテトラヒドロフリルエーテル、及びオクチルテトラヒドロフリルエーテルを含む)、テトラヒドロフラン、2,2−(ビステトラヒドロフルフリル)プロパン、ビステトラヒドロフルフリルホルマール、テトラヒドロフルフリルアルコールのメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコールのエチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコールのブチルエーテル、α−メトキシテトラヒドロフラン、ジメトキシベンゼン、及びジメトキシエタン、ならびに第3級アミン類、例えばトリエチルアミン、ピリジン、N,N,N’,N’−テトラメチル−エチレンジアミン、ジピペリジノエタン、N,N−ジエチルエタノールアミンのメチルエーテル、N,N−ジエチルエタノールアミンのエチルエーテル、N,N−ジエチルエタノールアミン及びジメチルN,N−テトラヒドロフルフリルアミンである。好ましいランダマイザー化合物の例は、WO2009/148932に明記されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
さらに、カリウム化合物をランダマイザーとして使用し、ポリマー鎖中に規定されたα−オレフィン(ビニル)モノマーの組み込みを実現することもできる。好適なカリウム化合物は、カリウムアルコラート、カリウムスルホネート、カリウムカルボキシレートの群から選択することができる。例として、カリウムt−ブチラート、カリウムt−アミラート、カリウムノニルフェノラート、カリウム−3,7−ジメチル−3−オクチラート、カリウムドデシルベンゼンスルホネート、カリウムナフタレンスルホネート、カリウムステアレート、カリウムデカノエート及び/またはカリウムナフトエートが挙げられる。
ランダマイザー化合物は通常、ランダマイザー化合物と開始剤化合物のモル比が0.012:1〜10:1、好ましくは0.1:1〜8:1、より好ましくは0.25:1〜約6:1で添加される。
安定剤
場合により、重合プロセスの終了後に1種以上の安定剤(「酸化防止剤」)をポリマーに添加して、分子状酸素による弾性ポリマーの分解を防止することができる。立体障害性のヒンダードフェノール系酸化防止剤、例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、6,6’−メチレンビス(2−tert−ブチル−4−メチルフェノール)、イソ−オクチル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、イソトリデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート及び2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、ならびに4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール及びペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)などのチオエステル系酸化防止剤が一般に使用される。好適な安定剤のさらなる例は、F.Rothemeyer,F.Sommer,Kautschuk Technologie,2nd ed.,(Hanser Verlag,2006)ページ340〜344及びそこに引用されている参考文献で確認することができる。
弾性ポリマーの構造
一実施形態では、このような弾性ポリマー(a)は、(I)共役ジエン、好ましくは1,3−ブタジエンまたはイソプレンのアニオン重合によって得られるホモポリマーである。
別の実施形態では、弾性ポリマー(a)は、(I)少なくとも1種の共役ジエン、好ましくは1,3−ブタジエンまたはイソプレンと少なくとも1種のα−オレフィンモノマー、好ましくはスチレン及び/またはジビニルベンゼンとのアニオン重合により得られるランダムコポリマーもしくはターポリマーまたはブロックコポリマーもしくはターポリマーである。
したがって、ポリマーブレンド中の弾性ポリマー(a)は、好ましくはブタジエンポリマーまたはスチレン−ブタジエン−コポリマー(本明細書でSBRと略記する)またはスチレン−ジビニルベンゼン−ブタジエン−ターポリマーである。
一代替的実施形態では、このような弾性ポリマー(a)は、(I)共役ジエン、好ましくは1,3−ブタジエンまたはイソプレンをアニオン重合し、(II)上記に定義される式(1)〜(3)ならびに式(11)〜(15)で表される1種以上の化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たホモポリマー鎖を変性することによって得られるホモポリマーである。
別の代替的実施形態では、弾性ポリマー(a)は、(I)少なくとも1種の共役ジエン、好ましくは1,3−ブタジエンまたはイソプレンと少なくとも1種のα−オレフィンモノマー、好ましくはスチレン及び/またはジビニルベンゼンとをアニオン重合し、(II)上記に定義される式(1)〜(3)ならびに式(11)〜(15)で表される少なくとも1種以上の化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たランダムコポリマーもしくはターポリマーまたはブロックコポリマーもしくはターポリマー鎖を変性することによって得られるランダムコポリマーもしくはターポリマーまたはブロックコポリマーもしくはターポリマーである。
最も好ましくは、弾性ポリマー(a)は、上述のようなスチレン−ブタジエン−コポリマー(本明細書でSBRと略記する)、ブタジエン−(ホモ)ポリマー(本明細書でBRと略記する)または変性SBRもしくはBRである。
スチレン−ブタジエン−コポリマーまたは変性SBRなどの弾性ポリマー(a)は、サイズ排除クロマトグラフィー(本明細書でSECと略記する)によって測定してポリスチレン等量に換算した場合に、数平均分子量(本明細書でMと略記する)が、400,000〜2,000,000g/molの範囲内、より好ましくは450,000〜1,500,000g/molの範囲内、最も好ましくは500,000〜800,000g/molの範囲内である。
スチレン−ブタジエン−コポリマーまたは変性SBRなどの弾性ポリマー(a)はさらに、サイズ排除クロマトグラフィー(本明細書でSECと略記する)によって測定してポリスチレン等量に換算した場合に、重量平均分子量(本明細書でMと略記する)が、500,000〜3,000,000g/molの範囲内、より好ましくは600,000〜1,500,000g/molの範囲内、最も好ましくは800,000〜1,100,000g/molの範囲内である。
及びM値が上記範囲未満であると、特許請求の範囲に記載するような、ポリマーブレンドの配合及び加硫後に有効ムーニー粘度が低く、コールドフロー性が高く、転がり抵抗が高くなる。対照的に、M値及びM値が上記範囲を超えると、請求項1に記載する及び上述するような、弾性ポリマー(a)単独及びポリマーブレンドのいずれも加工性が低下する。
すなわち、スチレン−ブタジエン−コポリマーまたは変性BRもしくはSBRなどの弾性ポリマー(a)は、上記に定義される高分子量の成分である。
上記に定義される弾性ポリマー(a)中の、1,3−ブタジエンまたはイソプレンなどのジエンに対するスチレンなどのα−オレフィンの重量比は、好ましくは50重量%未満、より好ましくは48重量%未満、最も好ましくは45重量%未満の範囲内である。
一実施形態では、上記に定義される弾性ポリマー(a)のうち、スチレンなどのα−オレフィン含有量は、0〜30重量%の範囲である。別の実施形態では、上記に定義される弾性ポリマー(a)のうち、スチレンなどのα−オレフィン含有量は、30〜45重量%の範囲である。本明細書で使用される場合、用語「α−オレフィン含有量」または「スチレン含有量」は、弾性ポリマーの総重量を基準とした、弾性ポリマー(a)中のα−オレフィンすなわちスチレンの質量(または重量)パーセントを指す。
一実施形態では、弾性ポリマー(a)のビニル含有量は、好ましくは5〜80重量%である。本明細書で使用される場合、用語「ビニル含有量」は、弾性ポリマー(a)のポリマー鎖の1,2位及び1,2位または3,4位それぞれに組み込まれる、例えば1,3−ブタジエン及び/またはイソプレンなどの少なくとも1つのジエンの質量(または重量)パーセントを指す。これは、弾性ポリマー中の、例えばブタジエン及び/またはイソプレンなどのジエンの部分(重合したジエンの総量)を基準とする。より好ましい実施形態では、ビニル含有量は8〜65重量%の範囲である。
請求項1に記載のポリマーブレンド中の成分(a)の量は、ポリマーブレンドの総重量を基準にして60〜96重量%、より好ましくは70〜90重量%の範囲内である。
本発明によるポリマーブレンド中の弾性ポリマー(a)は、DSC(以下の試験方法を参照)で測定した場合、−95℃〜5℃のガラス転移温度(本明細書でTgと略記する)を有することがさらに好ましい。
成分(b)−低分子量を有する芳香族炭化水素ポリマー
本発明による「芳香族炭化水素ポリマー」は、標準的な手順に従って少なくとも1種の芳香族モノマーの重合によって得られるポリマーである。
重合反応は、ラジカル重合、アニオン重合またはカチオン重合から選択することができる。
芳香族炭化水素ポリマーの調製に適した芳香族モノマーの例としては、限定するものではないが、スチレン及びその誘導体が挙げられ、これには、限定するものではないが、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、α−メチルスチレン、及びスチルベンなどのC1−4アルキル置換スチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4−ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、tert−ブトキシスチレン、ビニルピリジン、ジビニルベンゼン及びその誘導体、クマロン、インデンならびに/またはこれらの混合物が含まれる。最も好ましくは、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼンまたはこれらの組み合わせが使用される。
好ましくは、芳香族炭化水素ポリマーは、重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合法によって調製する。
アニオン重合反応のための具体的な条件(複数可)については、成分(a)を調製するための上述する重合反応(I)に記載されている。したがって、成分(b)の調製に適用される条件(複数可)は一般に、弾性ポリマー、すなわち成分(a)に関して上記に開示されたものと同じである(WO2009/148932も参照のこと)。
最も好ましくは、成分(b)のアニオン重合のための重合開始剤は、N−ブチルリチウム及びsec−ブチルリチウムから選択され、反応温度は好ましくは0℃より高く、より好ましくは10℃より高く、最も好ましくは20℃であり、溶媒はシクロヘキサン、トルエン、ブテン、ブタン及びこれらの組み合わせから選択される。最も好ましくは、2,2−ジテトラヒドロフリルエーテル(DTHFP)、またはN,N,N’,N’−テトラメチル−エチレンジアミン(TMEDA)などのランダマイザー化合物(別称、極性調整化合物または極性剤)が使用される。
好ましくは、本発明によるポリマーブレンド中の芳香族炭化水素ポリマー(b)は、ポリスチレンポリマーである。分子量及びTgが規定された範囲内にある場合(下記参照)、石油系樹脂またはクマロン−インデン樹脂を使用することも可能である。
請求項1に記載するようなポリマーブレンド中の成分(b)の量は、ポリマーブレンドの総重量を基準として、4〜35重量%、より好ましくは10〜30重量%、最も好ましくは13〜25重量%の範囲内である。
芳香族炭化水素ポリマー(b)は、サイズ排除クロマトグラフィー(本明細書でSECと略記する)によって測定してポリスチレン等量に換算した場合に、数平均分子量(本明細書でMと略記する)が、250〜1500g/molの範囲内、より好ましくは400〜1,400g/molの範囲内、最も好ましくは約700〜1,350g/molの範囲内である。
芳香族炭化水素ポリマー(b)はさらに、サイズ排除クロマトグラフィー(本明細書でSECと略記する)によって測定してポリスチレン等量に換算した場合に、重量平均分子量(本明細書でMと略記する)が、350〜2500g/molの範囲内、より好ましくは600〜2,000g/molの範囲内、最も好ましくは約800〜1,700g/molの範囲内である。
すなわち、芳香族炭化水素ポリマーの成分(b)は、上記で記載するような低分子量でなければならない。
ポリマーブレンド中の芳香族炭化水素ポリマーの成分(b)は、DSC(以下の試験方法を参照)で測定した場合、−15℃〜30℃のガラス転移温度(本明細書でTgと略記する)を有することができる。
成分(c)−場合により存在する(従来の)低分子量の伸展油
請求項1に記載するようなポリマーブレンドの成分(c)は、場合により存在するものであり、軟化剤(複数可)としても知られる1種以上の伸展油(複数可)に相当する。
ポリマーブレンド中の成分(c)の量は、存在する場合、ポリマーブレンドの総重量を基準として0〜13重量%の範囲内である。それよりも多い量の成分(c)を使用する場合、本明細書で定義されるようなポリマーブレンドを含む架橋加硫ゴムのパラメータ特性、特にポリマーブレンド/ポリマー組成物の耐摩耗性及びグリップ性が、実施例に示すように劣化する。
伸展油の代表的な例及び分類については、国際特許出願番号PCT/US09/045553及び米国特許出願公開第2005/0159513号に記載されており、これらの各々はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。代表的な伸展油としては、MES(軽度溶媒抽出物)、TDAE(留出油からの芳香族系抽出物を処理した油)、限定するものではないがT−RAE及びS−RAEを含めたRAE(残渣芳香族系抽出物)、T−DAEを含めたDAE、ならびに限定するものではないが、Nytex4700、Nytex8450、Nytex5450、Nytex832、Tufflo2000及びTufflo1200を含むNAP(軽質及び重質のナフテン油)が挙げられるが、これらに限定されない。加えて、限定するものではないが植物油を含めた天然油を伸展油として使用することができる。代表的な油には、前述の油を官能化した変性物、特にエポキシ化またはヒドロキシル化した油も含まれる。前述の伸展油は、異なる濃度の多環式芳香族化合物、パラフィン分、ナフテン分及び芳香族分を含み、異なるガラス転移温度を有する。上述した種類の油は特性が明らかにされている(Kautschuk Gummi Kunststoffe,vol.52,ページ799−805)。好ましい実施形態では、MES、RAE及び/またはTDAEが(従来の)伸展油として使用される。
ポリマーブレンドの調製
本発明によるポリマーブレンドは、成分(a)及び(b)の両方、すなわち上述のような弾性ポリマー(a)ならびに芳香族炭化水素ポリマー(b)を同一プロセスでin situ重合することによって、または対応する成分、すなわち上述するような弾性ポリマー(a)ならびに芳香族炭化水素ポリマー(b)の重合反応(該当する場合は変性反応を含む)の後に得られるそれぞれのポリマー溶液の混合によって調製する。任意の伸展油(複数可)(c)が少しでも使用される場合、弾性ポリマー(a)ならびに芳香族炭化水素ポリマー(b)の両方を含有する、この得られたポリマー溶液に混合する。
各成分の量は、請求項1に記載の通りである。
次いでポリマーブレンドを、ゴム製造の工業規模で使用される通常の既知の方法、例えば高温、好ましくは約100℃での水蒸気ストリッピングと、それに続く通常の脱水工程及び高温での乾燥を経てポリマーブレンド溶液から回収する。
本発明による具体的なポリマーブレンド
以下の代替的実施形態は、本発明による具体的なポリマーブレンドを表す。
第1の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドは、(a)60〜96重量%の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマー、好ましくはポリスチレンポリマーとからなり、当該弾性ポリマーは、(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマーを重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、第2のポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)及び(b)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
第2の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドは、(a)60〜96重量%の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマー、好ましくはポリスチレンポリマーとからなり、当該弾性ポリマーは、(I)(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと、1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)を重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、第2のポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)及び(b)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
第3の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドは、(a)60〜96重量%の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマー、好ましくはポリスチレンポリマーとからなり、当該弾性ポリマーは、(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマーを重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合し、(II)請求項1に記載の式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)で表される少なくとも1種の化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、第2のポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)及び(b)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
第4の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドは、(a)60〜96重量%の弾性ポリマー、好ましくはスチレン−ブタジエンポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマー、好ましくはポリスチレンポリマーとからなり、当該弾性ポリマーは、(I)(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと、1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)を重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合し、(II)請求項1に記載の式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)で表される少なくとも1種の化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、第2のポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)及び(b)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
第5の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドは、(a)60〜96重量%の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマー、好ましくはポリスチレンポリマーと、(c)0〜13重量%の1種以上の伸展油(複数可)とからなり、当該弾性ポリマーは、(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマーを重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、第2のポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)、(b)、及び(c)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
第6の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドは、(a)60〜96重量%の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマー、好ましくはポリスチレンポリマーと、(c)0〜13重量%の1種以上の伸展油(複数可)とからなり、当該弾性ポリマーは、(I)(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと、1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)を重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、第2のポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)、(b)、及び(c)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
第7の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドは、(a)60〜96重量%の弾性ポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマー、好ましくはポリスチレンポリマーと、(c)0〜13重量%の1種以上の伸展油(複数可)とからなり、当該弾性ポリマーは、(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマーを重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合し、(II)請求項1に記載の式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)で表される少なくとも1種の化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、第2のポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)、(b)、及び(c)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
第8の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドは、(a)60〜96重量%の弾性ポリマー、好ましくはスチレン−ブタジエンポリマーと、(b)4〜35重量%の芳香族炭化水素ポリマー、好ましくはポリスチレンポリマーと、(c)0〜13重量%の1種以上の伸展油(複数可)とからなり、当該弾性ポリマーは、(I)(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと、1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)を重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合し、(II)請求項1に記載の式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)で表される少なくとも1種の化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られ、当該弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、第2のポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、当該成分(a)、(b)、及び(c)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とするものである。
ポリマー組成物
本発明はさらに、上述のような本発明の第1の態様のポリマーブレンドを含むポリマー組成物を提供する。
一実施形態では、本発明のポリマー組成物は、補強剤として機能する1種以上の充填剤(複数可)も含むことができる。好適な充填剤の例としては、カーボンブラック(導電性カーボンブラックを含む)、カーボンナノチューブ(CNT)(離散型CNT、中空炭素繊維(HCF)、ならびにヒドロキシル基、カルボキシル基、及びカルボニル基などの1個以上の官能基を有する変性CNT)、グラファイト、グラフェン(離散型グラフェンプレートレットを含む)、シリカ、カーボン−シリカ二相充填剤、層状ケイ酸塩を含む粘土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リグニン、ガラス粒子系充填剤などの非晶質充填剤、デンプン系充填剤、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。好適な充填剤のさらなる例がWO2009/148932に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
好適なカーボンブラックの例としては、ファーネス法により従来的に製造されたもの、例えば50〜200m/gの窒素吸着比表面積及び80〜200mL/100gのDBP吸油量を有するもの、例えばFEF、HAF、ISAFまたはSAF級のカーボンブラック、及び導電性カーボンブラックが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、高凝集型カーボンブラックが使用される。カーボンブラックは一般に、総ポリマー100重量部に対して2〜100重量部、または5〜100重量部、または10〜100重量部、または10〜95重量部の量で使用される。
好適なシリカ充填剤の例としては、湿式法シリカ、乾式法シリカ及び合成ケイ酸塩系シリカが挙げられるが、これらに限定されない。粒径が小さく表面積が大きいシリカは、高い補強効果を示す。小口径の高凝集型シリカ(表面積が大きく、吸油性が高い)は、ポリマー組成物中での分散性に優れ、その結果、加工性に優れている。シリカの平均粒子径は、一次粒子径で5〜60nm、より好ましくは10〜35nmである。シリカ粒子の比表面積(BET法により測定)は、35〜300m/gであり得る。シリカは一般に、総ポリマー100重量部に対して10〜150重量部、または30〜130重量部、または50〜130重量部の量で使用される。
シリカ充填剤は、限定するものではないが、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボン−シリカ二相充填剤、グラフェン、グラファイト、粘土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及びこれらの組み合わせを含む、他の充填剤と組み合わせて使用することができる。
カーボンブラックとシリカをともに添加してもよく、この場合のカーボンブラックとシリカの合計量は、総ポリマー100重量部に対して30〜150重量部または50〜150重量部である。
カーボン−シリカ二相充填剤は、カーボンブラックの表面にシリカを被覆して製造される、いわゆるシリカ被覆カーボンブラックであり、CRX2000、CRX2002またはCRX2006(CabotCo.の製品)の商標で市販されている。カーボン−シリカ二相充填剤は、シリカに関して上述したものと同じ量で添加する。
別の実施形態では、本発明によるポリマーブレンドを含むポリマー組成物は、場合により1種以上の加硫剤(複数可)(または架橋剤(複数可))を含んでいてもよい。用語「加硫剤」及び「架橋剤」(またはそれぞれ「加硫」及び「架橋」)は、本明細書で同義に使用される。
硫黄、硫黄供与体として作用する硫黄含有化合物、硫黄促進剤系及び過酸化物は、最も一般的な加硫剤である。硫黄供与体として作用する硫黄含有化合物の例としては、ジチオジモルホリン(DTDM)、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)、及びジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(DPTT)が挙げられるが、これらに限定されない。硫黄促進剤の例としては、アミン誘導体、グアニジン誘導体、アルデヒドアミン縮合生成物、チアゾール、チウラムスルフィド、ジチオカルバメート、及びチオホスフェートが挙げられるが、これらに限定されない。加硫剤として使用される過酸化物の例としては、ジ−tert.−ブチル−ペルオキシド、ジ−(tert.−ブチル−ペルオキシ−トリメチル−シクロヘキサン)、ジ−(tert.−ブチル−ペルオキシ−イソプロピル−)ベンゼン、ジクロロ−ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、tert.−ブチル−クミル−ペルオキシド、ジメチル−ジ(tert.−ブチル−ペルオキシ)ヘキサン、及びジメチル−ジ(tert.−ブチル−ペルオキシ)ヘキシン、及びブチル−ジ(tert.−ブチル−ペルオキシ)バレレート(Polymer Handbook,SGF,The Swedish Institution of Polymer Technology 2000)が挙げられるが、これらに限定されない。加硫剤に関するさらなる例及び追加情報は、Kirk−Othmer,Encyclopedia of Chemical technology 3rd,Ed.,(Wiley Interscience,N.Y.1982),20巻,pp.365−468(特に「Vulcanizing Agents and Auxiliary Materials」pp.390−402)で参照することができる。
加えて、本発明によるポリマーブレンドを含むポリマー組成物はまた、ポリマー組成物の総重量を基準として、1種以上の伸展油(複数可)を10重量%まで含むことができる。伸展油(複数可)については既に上述している。
必要に応じて、スルフェンアミド型、グアニジン型またはチウラム型の加硫促進剤を加硫剤とともに使用することができる。場合により、ジンクホワイト、加硫補助剤、劣化防止剤、加工補助剤などの他の添加剤を添加してもよい。加硫剤は一般に、総弾性ポリマー100重量部に対して、0.5〜10重量部、いくつかの好ましい実施形態では1〜6重量部の量でポリマー組成物に添加する。加硫促進剤の例、及び添加する促進剤の総ポリマーに対する量については、国際特許公開番号WO2009/148932に記載されている。硫黄促進剤系は、酸化亜鉛を含んでも含まなくてもよい。好ましくは、硫黄促進剤系の成分として酸化亜鉛が使用される。
いくつかの実施形態では、本発明によるポリマーブレンドと、シリカ、層状ケイ酸塩(マガディアイトなど)またはカーボン−シリカ二相充填剤とを含んでいるポリマー組成物に、(ポリマーと充填剤の相溶化のために使用される)シランカップリング剤を添加することができる。添加されるシランカップリング剤の一般的な量は、シリカ及び/またはカーボン−シリカ二相充填剤の総量の100重量部に対して約1〜約20重量部、いくつかの実施形態では約5〜約15重量部までである。
シランカップリング剤は、Fritz Rothemeyer、Franz Sommer:Kautschuk Technologie(Carl Hanser Verlag 2006)に従って次のように分類することができる:
(A)二官能性シラン(これには限定するものではないが、Si230(EtO)Si(CHCl、Si225(EtO)SiCH=CH、A189(EtO)Si(CHSH、Si 69[(EtO)Si(CH、Si264(EtO)Si−(CHSCN、及びSi363(EtO)Si((CH−CHO)(CH12CH(CHSH)(Evonic Industries AG)が含まれる);及び
(B)単官能性シラン(これには限定するものではないが、Si203(EtO)−Si−C、及びSi208(EtO)−Si−C17)が含まれる)。
シランカップリング剤のさらなる例は、国際特許出願番号PCT/US2009/045553に記載されており、これには限定するものではないが、ビス−(3−ヒドロキシ−ジメチルシリル−プロピル)テトラスルフィド、ビス−(3−ヒドロキシ−ジメチルシリル−プロピル)−ジスルフィド、ビス−(2−ヒドロキシ−ジメチルシリル−エチル)テトラスルフィド、ビス−(2−ヒドロキシ−ジメチルシリル−エチル)ジスルフィド、3−ヒドロキシ−ジメチルシリル−プロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、及び3−ヒドロキシ−ジメチルシリル−プロピルベンゾチアゾール−テトラスルフィドが含まれる。
架橋弾性ポリマーの作製方法
さらに別の態様では、このような本発明は、架橋弾性ポリマーの作製方法に関し、前記方法は以下の工程:(1)本発明の第1の態様によるポリマーブレンドまたは本発明の第2の態様によるポリマー組成物を提供することと;(2)1種以上の充填剤(複数可)及び場合により少なくとも1種以上のシランカップリング剤(複数可)を添加して、前記混合物を配合することと;(3)工程(2)の混合物に加硫剤及び場合により少なくとも1種以上の加硫促進剤(複数可)を添加して、前記混合物を架橋することと、を含む。
工程(1)〜(3)は、本発明によるポリマーブレンドまたはポリマーブレンドを含むポリマー組成物を配合すること、及びポリマーブレンドを含むポリマー組成物を加硫することに関し、従来の配合/加硫装置を使用して実施することができる。架橋弾性ポリマーの作製方法に使用される従来の充填剤(複数可)、シランカップリング剤(複数可)、加硫剤(複数可)及び加硫促進剤(複数可)については既に上述している。
架橋弾性ポリマー、物品及びポリマーキット
本発明はさらに、上述の方法に従って得られる架橋弾性ポリマーを対象とする。
さらに、本発明は、(I.1)本発明によるポリマーブレンドを含むポリマー組成物、または(I.2)上述の方法に従って得られる架橋弾性ポリマーを含んだ物品に関する。好ましい実施形態では、本発明による物品は、タイヤ、タイヤトレッド、タイヤサイドウォール、コンベアベルト、シールまたはホースである。
さらに、本発明は、(II.1)本発明によるポリマーブレンド、または(II.2)本発明によるポリマー組成物を含んだポリマーキットに関する。
定義
本明細書で定義されるアルキル基は、単独であるか、アルキルアリール基またはアルコキシ基のような他の基を伴うかどうかを問わず、メチル(Me)、エチル(Et)、n−プロピル(Pr)、n−ブチル(Bu)、n−ペンチル、n−ヘキシルなどの直鎖アルキル基、イソプロピル、tert−ブチルなどの分枝鎖アルキル基、及びシクロヘキシルなどの環状アルキル基のいずれをも含む。
本明細書で定義されるアルコキシ基は、メトキシ(MeO)、エトキシ(EtO)、プロポキシ(PrO)、ブトキシ(BuO)、イソプロポキシ、イソブトキシ、ペントキシなどを含む。
本明細書で定義されるアリール基は、フェニル及びビフェニル化合物を含む。アリール基は、好ましくは芳香環を1個のみ含有し、最も好ましくはC芳香環、すなわちベンゼンを含有する。
本明細書で定義されるアルキルアリール基は、1つ以上のアルキル基に結合した1つの以上のアリール基の組み合わせを指し、例えばアルキル−アリール、アリール−アルキル、アルキル−アリール−アルキル及びアリール−アルキル−アリールの形態である。アルキルアリール基は、好ましくは芳香環を1個のみ含有し、最も好ましくはC芳香環を含有する。
本明細書で定義されるホモポリマーまたはコポリマーは、例えばジビニルベンゼンのような、少量の第2または第3のモノマーをポリマーの総重量を基準として最大1重量%の範囲内で含んでもよい。
以下の実施例は本発明を詳細に説明するために提供されるものであって、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。「室温」は、約20℃の温度を指す。重合はすべて、水分と酸素を排除し、窒素雰囲気中で実施した。
試験方法
サイズ排除クロマトグラフィー
ポリマーの分子量及び分子量分布はそれぞれ、標準ポリスチレンを基準とするサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を使用して測定した。各ポリマーサンプル(9〜11mg)をテトラヒドロフラン(10mL)に溶解して、溶液を形成した。この溶液を0.45μmフィルターを使用して濾過した。100μLのサンプルをGPCカラム(3本のPLgel 10μm MIXED−Bカラムを備えるHewlett Packard system 1100)に注入した。分子量を分析する検出器として屈折率検出を使用した。分子量は、Polymer Laboratories製のEasiCal PS1(Easy A及びB)標準ポリスチレンによる較正曲線に基づき、ポリスチレン換算して算出した。得られる数平均分子量(M)の数値と重量平均分子量(M)の数値は、標準ポリスチレンを基準としている。分子量分布は、分布度D=M/Mとして表される。
モノマーの転化を測定する分析
モノマー転化率は、重合終了後にポリマー溶液の固体濃度(TSC)を測定することによって決定した。最大固体含有量は、最終ポリマーにおけるブタジエン(mBd)及びスチレン(mst)仕込み量の転化率が100wt%に到達した時点で、TSC最大=(mBd+mSt)/(mBd+mSt+m極性剤+mNBL+mシクロヘキサン)*100%により求める。予測されるモノマー転化率に応じて約1g〜約10gの範囲のポリマー溶液のサンプルを反応器から抽出し、エタノール(50mL)を充填した200mLの三角フラスコに直ちに移した。サンプリング前(「A」)及びサンプリング後(「B」)に、充填する三角フラスコの重量を測定した。沈殿したポリマーを、秤量した濾紙(マイクロガラス繊維紙、Φ90mm、MUNKTELL、質量「C」)で濾過することによりエタノールから取り出し、水分分析計HR73(Mettler−Toledo)を使用して、140秒以内の質量損失が1mg未満になるまで140℃で乾燥させた。最後に、90秒以内の質量損失が1mg未満でのスイッチオフを用いて第2の乾燥期間を実施し、濾紙上に最終量「D」の乾燥サンプルを得た。サンプル中のポリマー含有量は、TSC=(D−C)/(B−A)*100%により算出した。最終のモノマー転化率は、TSC/TSC最大*100%により算出した。
ガラス(転移)温度Tgの測定
ガラス転移温度は、DSC Q2000装置(TA instruments)を使用して、ISO11357−2(1999)に記載されているような以下の条件で測定した。
重量:約10〜12mg;
サンプル容器:標準アルミナパン;
温度範囲:(−140...80)℃;
加熱速度:20k/分;
冷却速度;フリークーリング;
パージガス:アルゴン20ml/分;
冷却剤:液体窒素;
評価方法:変曲法。
各サンプルは、少なくとも1回測定した。測定は2回の加熱操作を含んでいた。2回目の加熱操作をガラス転移温度の測定に用いた。
H−NMR
NMR分光計IBRUKER Avance(400MHz)及び5mmのデュアルプローブを使用し、ISO 21561−2005に従って、H−NMR法を用いてビニル及び総スチレン含有量を測定した。0.05%:99.95%の重量比のCDCl/TMSを溶媒として使用した。
VOC排出量の測定
揮発性有機化合物(VOC)の排出量をRTG 220を使用して比較した。入手したサンプルそれぞれの試験片を、不活性ガスをパージしながら室温から800℃まで10k/分で加熱した出現する質量変化及び熱効果を記録した。
レオロジー特性の測定
ローターレス剪断レオメーター(MDR 2000 E)を使用して、ASTMD5289−95に従って未加硫レオロジー特性の測定を行い、硬化特性、特に硬化完了時間(t95)を決定した。「t95」時間とは、加硫反応が95%転化率に到達するまでのそれぞれの所要時間である。
加硫ゴム化合物の特性
試験片を160℃でt95まで加硫し、DIN摩耗、引張強度及びtanδを測定した。
引張強度とモジュラス
引張強度及びモジュラスは、Zwick Z010でASTM D 412に従って測定した。
摩耗性
DIN摩耗は、DIN53516(1987−06−01)に従って測定した。値が大きいほど、耐摩耗性は低くなる。
硬度ショアA及び反発弾性
硬度ショアA(ASTM D 2240)及び反発弾性(ISO 4662)は、0℃、室温及び60℃で測定した。
損失係数tanδ
損失係数tanδ(別称「tan d」)は、周波数2Hz、張力動的歪み1%の条件でGabo Qualimeter Testanlagen GmbH(Germany)製の動的スペクトロメーターEplexor 150N/500Nを使用して0℃と60℃で測定した。
各ポリマーの調製
高分子量ポリマーA
以下の手順に従って4つのバッチを行った。乾燥シクロヘキサン(mシクロヘキサン=20642g)を、空気を含まない窒素パージした40Lのステンレス鋼反応器に加えた。1,3−ブタジエン(mBd=677g)、スチレン(mst=941g)、及びTMEDA(極性剤、4.72mmol)を反応器に供給した(TMEDA/活性n−ブチルリチウムmol/mol=1.12)。混合物を撹拌しながら55℃まで加熱した。系中の不純物をn−ブチルリチウムの段階的添加により滴定した。終点に達したら、目標分子量540kg/molに相当する量(n−ブチルリチウムNBL4.19mmol)のn−ブチルリチウム(15%シクロヘキサン溶液)を2分以内にポンプを介して添加することにより重合を開始した。その後、重合が開始された。反応器内の温度を30分以内に85℃まで上昇させ、この温度のまま一定に保った。n−ブチルリチウムの仕込み後15分から、60分間、反応混合物にブタジエン(677グラム)を投入した。30分後にカップリング剤としてテトラメトキシシランを投入した。20分後にメタノールを投入し、残存するリビングポリマー鎖を終端させた。商品名IRGANOX 1520(Ciba、0.2phr)で販売されている4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾールを酸化防止剤として導入した。4つのバッチを混合し、得られたポリマーをGPCにより分析した:M=659617、M=1004402、D=1.52。ミクロ構造及びスチレンブロック含有量をH−NMR法で測定した。以下の結果が得られた:スチレン=39.6%、ビニル(1,2−ポリブタジエン、ブタジエン分画に基づいて算出)=24.2%、スチレンブロック部分は総スチレンの5%未満。Tgは−31℃であることが判明した。
高分子量ポリマーB
乾燥シクロヘキサン(19628g)を、空気を含まない窒素パージした40Lのステンレス鋼反応器に加えた。1,3−ブタジエン(2269g)、スチレン(617g)、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)(32.44mmol)、及びジビニルベンゼン(DVB)(1.644mmol)を反応器に供給した。混合物を撹拌しながら40℃まで加熱した系中の不純物をn−ブチルリチウムの段階的添加により滴定した。終点に達したら、目標分子量350kg/molに相当する量(8.34mmolのn−ブチルリチウム)(0.119mol/kgのシクロヘキサン溶液)で2分以内にポンプを介して添加することにより重合を開始した。その後、重合が開始された。反応器内の温度を60分以内に60℃まで上昇させ、この温度のまま一定に保った。115分後にカップリング剤として3−tert−ブチルジメチルシリルチオプロピルトリメトキシシラン(2.19mmol)を投入した。ブタジエン(46.7g)を30分後に添加し、その後、3−tert−ブチルジメチルシリルチオプロピルジメトキシメチルシラン(5.89mmol)の投入により残存するリビングポリマー鎖を変性させた。最後に、メタノール(41g)を30分後に投入し、商品名IRGANOX 1520(Ciba、0.2phr)で販売されている4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾールを酸化防止剤として導入した。得られたポリマーをGPCにより分析した:M=581830、M=892501、D=1.53。ミクロ構造及びスチレンブロック含有量をH−NMR法で測定した。以下の結果が得られた:スチレン=21.3%、ビニル(1,2−ポリブタジエン、ブタジエン分画に基づいて算出)=64.3%、スチレンブロック部分1%未満。Tgは−20.3℃であることが判明した。
低分子量ポリマーC
4665gのシクロヘキサン、70gの2,2−ジテトラヒドロフリルエーテル(DTHFP、極性剤)、517gのスチレンを10Lの反応器に仕込み、25℃まで加熱した。系中の不純物をn−ブチルリチウムの段階的添加により滴定した。終点に達したら、117gのn−ブチルリチウム(シクロヘキサン溶液、3.137mol/kg溶液)を添加して重合を開始した。重合熱により重合混合物の温度が30分以内に40℃まで上昇した。リビングポリマー鎖をメタノールで終端させた。分子量をポリスチレン等量で測定したところ、Mが1357g/mol、Mが1719g/molであった。Tgは23.5℃であることが判明した。
低分子量ポリマーD
4599gのシクロヘキサン、97gのDTHFP、511gのスチレンを10Lの反応器に仕込み、25℃まで加熱した。系中の不純物をn−ブチルリチウムの段階的添加により滴定した。終点に達したら、163gのn−ブチルリチウム(シクロヘキサン溶液、3.137mol/kg溶液)を添加して重合を開始した。重合熱により重合混合物の温度が30分以内に40℃まで上昇した。リビングポリマー鎖をメタノールで終端させた。分子量をポリスチレン等量で測定したところ、Mが1074g/mol、Mが1452g/molであった。Tgは20.1℃であることが判明した。
低分子量ポリマーE
4492gのシクロヘキサン、104gのDTHFP、176.5gのn−ブチルリチウム(シクロヘキサン溶液、3.153mol/kg溶液)を10Lの反応器に仕込み、25℃まで加熱した。613.8gのスチレンを60分間かけて投入し、オリゴマーを重合した。重合熱により重合混合物の温度が30分以内に40℃まで上昇した。さらに60分後、リビングポリマー鎖をメタノールで終端させた。分子量をポリスチレン等量で測定したところ、Mが1118g/mol、Mが1233g/molであった。Tgは20.3℃であることが判明した。
低分子量ポリマーF
4514gのシクロヘキサン、134gのDTHFP、228gのn−ブチルリチウム(シクロヘキサン溶液、3.153mol/kg溶液)を10Lの反応器に仕込み、25℃まで加熱した。503gのスチレンを60分間かけて投入し、オリゴマーを重合した。重合熱により重合混合物の温度が30分以内に40℃まで上昇した。さらに60分後、リビングポリマー鎖をメタノールで終端させた。分子量をポリスチレン等量で測定したところ、Mが796g/mol、Mが876g/molであった。Tgは−1.6℃であることが判明した。
ポリマーブレンドの調製
上述のようなポリマー溶液を使用して、本発明によるポリマーブレンドを調製した。
SSBR1(比較例)
ポリマーAのポリマー溶液をTDAE油と混合し、77重量%のポリマーAと23重量%のTDAEからなるポリマーを得た。次いで、ポリマーを100℃で水蒸気ストリッピングして溶液から回収し、小さいクラムに粉砕して、空気循環式オーブン内で30分間、70℃で乾燥させた。最後に、残留揮発物の含有量が0.75%未満に達するまでポリマークラムを周囲条件下にて空気乾燥させた。
SSBR2(比較例)
ポリマーAのポリマー溶液をTDAE油と混合し、87重量%のポリマーAと13重量%のTDAEからなるポリマーを得た。次いで、ポリマーを100℃で水蒸気ストリッピングして溶液から回収し、小さいクラムに粉砕して、空気循環式オーブン内で30分間、70℃で乾燥させた。最後に、残留揮発物の含有量が0.75%未満に達するまでポリマークラムを周囲条件下にて空気乾燥させた。
SSBR3
ポリマーAのポリマー溶液をポリマーEのポリマー溶液と混合し、77重量%のポリマーAと23重量%のポリマーEからなるポリマーを得た。次いで、ポリマーを100℃で水蒸気ストリッピングして溶液から回収し、小さいクラムに粉砕して、空気循環式オーブン内で30分間、70℃で乾燥させた。最後に、残留揮発物の含有量が0.75%未満に達するまでポリマークラムを周囲条件下にて空気乾燥させた。
SSBR4
ポリマーAのポリマー溶液をポリマーFのポリマー溶液と混合し、77重量%のポリマーAと23重量%のポリマーFからなるポリマーを得た。次いで、ポリマーを100℃で水蒸気ストリッピングして溶液から回収し、小さいクラムに粉砕して、空気循環式オーブン内で30分間、70℃で乾燥させた。最後に、残留揮発物の含有量が0.75%未満に達するまでポリマークラムを周囲条件下にて空気乾燥させた。
SSBR5
ポリマーBのポリマー溶液をポリマーCのポリマー溶液と混合し、77重量%のポリマーBと23重量%のポリマーCからなるポリマーを得た。次いで、ポリマーを100℃で水蒸気ストリッピングして溶液から回収し、小さいクラムに粉砕して、空気循環式オーブン内で30分間、70℃で乾燥させた。最後に、残留揮発物の含有量が0.75%未満に達するまでポリマークラムを周囲条件下にて空気乾燥させた。
SSBR6
ポリマーBのポリマー溶液を(i)ポリマーCのポリマー溶液及び(ii)芳香族TDAE油と混合し、69重量%のポリマーB、20.7重量%のポリマーC、及び10.3重量%のTDAE油からなるポリマーを得た。次いで、ポリマーを100℃で水蒸気ストリッピングして溶液から回収し、小さいクラムに粉砕して、空気循環式オーブン内で30分間、70℃で乾燥させた。最後に、残留揮発物の含有量が0.75%未満に達するまでポリマークラムを周囲条件下にて空気乾燥させた。
SSBR7
ポリマーBのポリマー溶液を(i)ポリマーCのポリマー溶液及び(ii)芳香族TDAE油と混合し、64.5重量%のポリマーB、19.4重量%のポリマーC、及び16.1重量%のTDAE油からなるポリマーを得た。次いで、ポリマーを100℃で水蒸気ストリッピングして溶液から回収し、小さいクラムに粉砕して、空気循環式オーブン内で30分間、70℃で乾燥させた。最後に、残留揮発物の含有量が0.75%未満に達するまでポリマークラムを周囲条件下にて空気乾燥させた。
2段階の配合/架橋を経た、ポリマー組成物と対応する加硫ゴムの調製
本発明によるポリマー組成物を、上述の溶液状スチレンブタジエンポリマー(SSBR)材料を用いて調製した。表1に示す配合に従って標準的な2段階の化合物配合法で、全チャンバ容積が370cmであるバンバリーロータータイプを備えた内部研究所のミキサー中で充填剤としてのシリカと混練することによりポリマー組成物を配合した。
使用した試薬は以下の通りである:
Figure 2018507302
第1の混合工程は、初期温度50℃を用いて72%の充填度で実施した。工程1の配合に記載されているポリマー組成物、充填剤及び他の全成分を添加した後、最大4分で145℃〜160℃の温度範囲に達し、シラン化反応が起こり得るように内部ミキサーの回転子速度を制御した。第1の工程の総混合時間は7分である。化合物を取り出した後、混合物を冷却し、第2の混合工程で硬化系を添加するまで貯蔵して弛緩処理した。
第2の混合工程は、50℃の初期温度で69%の充填率を用いて同じ装置で行った。第1の混合工程から得た化合物、加硫剤としての硫黄、及び促進剤のDPGとTBBSを添加して、合計3分間混合した。
得られた加硫ゴムの加硫ゴム性能について調べた。
結果
ポリマーブレンドのVOC排出量:
VOC排出量の調査結果を以下の表2に示す。本発明によるポリマーブレンドは、VOC排出量の大幅な改善、すなわち質量損失の開始温度の上昇と300℃までの質量損失の減少を示す。
Figure 2018507302
架橋ポリマー組成物(加硫ゴム)の性能:
実施例1及び2対比較例1及び2:
次に、本発明による架橋ポリマー組成物(加硫ゴム)の重要な性能特性を分析した。対応する試験の結果を表3に示す。
Figure 2018507302
従来の芳香族油で伸展された高分子量SSBRの混合プロセスにおいて、配合時に低分子量ポリスチレン(15phrのポリマーD)を添加すると、低分子量ポリスチレンを添加していない同様の従来の芳香族油で伸展された高分子量SSBR(比較例1を参照:0℃でのtanδ=0.445)と比較して、0℃でのtanδの増加によって示される良好なウェットグリップをもたらすことが見出された(比較例2を参照:0℃でのtanδ=0.547)。さらに、0℃でのtanδと60℃でのtanδの比は3.135であり(比較例2を参照)、得られるグリップ/転がり抵抗指数は向上している(グリップ/転がり抵抗指数が100である比較例1と、それよりもグリップ/転がり抵抗指数が115と高い比較例2を対照)。加えて、比較例2の引張強度が比較例1と比較して改善されている。しかしながら、これは60℃でのtanδの増加によって示される転がり抵抗、すなわち燃料消費量及び二酸化炭素排出の増加も伴う(比較例2:60℃でのtanδ=0.174に対して比較例1:60℃でのtanδ@=0.164を参照、増加率6%)。
対照的に、本発明のポリマーブレンド、すなわち低分子量ポリスチレンを含む実施例1及び2はいずれも、配合前にSSBRに添加すると、0.6超という高い0℃でのtanδ値によって示されるウェットグリップ性能の大幅な向上と、0.155〜0.162という低い60℃でのtanδ値によって示される転がり抵抗の低下をもたらす(1〜6%の改善)。加えて、0℃でのtanδと60℃でのtanδとの比、及び結果として得られるグリップ/転がり抵抗指数は、比較例1と比較して140超と高く、すなわち大幅に改善されている。同様に、実施例1及び2では、破断点における引張強度が27MPa超と、改善が見られる。
したがって、請求項1に記載の本発明によるポリマーブレンドの提供により、(i)従来の油展されたSSBR(比較例1)、ならびに(ii)低分子量ポリスチレン(ポリマーD)及び配合/加硫のための従来の添加剤が配合されている、従来の油展されたSSBR(比較例2)と比較して、得られる加硫ゴムの重要な性能特性のバランスがより良好になる。
実施例3及び4対比較例3及び4:
次に、(化合物の粘度を調整するための)芳香族伸展油の配合中の添加が、得られる加硫ゴムの重要な性能特性に影響を及ぼすかどうかについて調査した。この評価は、官能化された高分子量SSBR(上記のSSBR5を参照)を用いて実施した。特に、官能化されたSSBRの場合、官能化ポリマー鎖とシリカとの反応により、通常、化合物の粘度が比較的高い。表1に化合物の配合も示す。試験の結果を以下の表4に示す。
Figure 2018507302
上記の表4に示すように、本発明によるポリマーブレンドを含む、すなわち(a)高分子量SSBRと(b)低分子量ポリスチレン(実施例3、配合物5を参照)からなるポリマー組成物、または本発明によるポリマーブレンドと、5phrの遊離芳香族伸展油(実施例4、配合物6を参照)を含むポリマー組成物は、0℃での同様のtanδ値によって示されるウェットグリップ、転がり抵抗(60℃でのtanδ)及び0℃でのtanδと60℃でのtanδとの比、ならびにその結果として得られるグリップ/転がり抵抗指数及びDIN摩耗(実施例3を参照:132mmに対して実施例4:131mm)に関して同様の性能をもたらす。さらに、予想通り、5phrの遊離芳香族伸展油ポリマーを含む本発明によるポリマー組成物(実施例4、配合物6)の化合物ムーニー粘度は、化合物ムーニー粘度が142.9MUである実施例3(配合物5)と比較してわずか116.4MU、すなわち低下した。
本発明のポリマーブレンド(SSBR5)を配合する際、ミキサー中での配合中に遊離芳香族伸展油の添加量を10phrに増加させることにより、予想通り、化合物ムーニー粘度は大幅に減少(比較例3を参照:101.6MU)したが、動的性能は依然として同様であった(比較例3を参照:0℃でのtanδ=0.7390、60℃でのtanδ=0.1397、0℃でのtanδと60℃でのtanδとの比=5.291、グリップ/転がり抵抗指数=100)。しかしながら、観察された耐摩耗性は、156mmのDIN摩耗によって示されるように、大幅に劣化している。このポリマー組成物は、本発明の範囲外である。
本発明のポリマーブレンド(SSBR5)を配合する際、ミキサー中での配合中に遊離芳香族伸展油の添加量をさらに15phrに増加させると、予想通り、化合物ムーニー粘度はより一層大幅に低下する(比較例4を参照:91.5MU)。転がり抵抗の改善は観察されるが(比較例4における60℃でのtanδ=0.1232を参照)、179mmという高いDIN摩耗(比較例3、配合物8)によって示されるように、大幅な耐摩耗性の劣化、0.4361という0℃でのtanδ値によって示されるように、大幅なウェットグリップ性能の劣化もまた検出される。同様に、0℃でのtanδと60℃でのtanδとの比は3.5408であり、結果として得られるグリップ/転がり抵抗指数はわずか67%である。
したがって、重要な性能特性の全体的なバランスに本質的に影響を及ぼすことなく、配合中に10phr以下の量で遊離伸展油を添加することが可能である。
実施例5及び6:
代替的に、新規のSSBRのポリマー溶液中に、高分子量ポリマー100部当たり15部(phr)まで、より好ましくは10phrまでの量で芳香族伸展油を組み込み、新規のSSBRをポリマーブレンドとして回収することが可能である(実施例6、配合物10を参照)。配合物10は、SSBR6、すなわち高分子量SSBR(ポリマーA)、低分子量ポリスチレン(ポリマーC)及び10.3重量%の従来の伸展油TDAEを含有する(上記表1を参照)。上述のように、前記ポリマーブレンドを得られた混合物の配合及び架橋に使用すると、77%の高分子量SSBR(ポリマーA)と23%の低分子量ポリスチレン(ポリマーC)を含む配合物9に使用されるポリマーブレンドに対して、化合物ムーニー粘度及び同様の重要な性能特性(表1及び5)が低減される。従来の油の量が減少した(通常の量は37.5phrである)ため、VOCの排出量がさらに減少している。
Figure 2018507302
色:
加えて、本発明によるポリマーブレンド及び/またはポリマー組成物は、半透明から白色を特徴とする。すなわち本発明によるポリマーブレンド及び/またはポリマー組成物の製造後に強力な洗浄が不要である。

Claims (15)

  1. ポリマーブレンドであって、
    (a)60〜96重量パーセントの弾性ポリマーと、
    (b)4〜35重量パーセントの芳香族炭化水素ポリマーと、場合により
    (c)0〜13重量%の1種以上の伸展油(複数可)とからなり、
    前記弾性ポリマーは、(I)(I−1)少なくとも1種の共役ジエンモノマー、または(I−2)少なくとも1種の共役ジエンモノマーと1種以上のα−オレフィンモノマー(複数可)を重合開始剤の存在下、有機溶媒中でアニオン重合し、場合により(II)以下に定義される式(1)〜式(3)及び/または式(11)〜式(15)、好ましくは式(1)、式(2)または式(11)で表される少なくとも1種の化合物を添加して反応させることにより、(I)で得たポリマー鎖末端を変性することによって得られ、
    前記弾性ポリマー(a)の数平均分子量(M)は400,000〜2,000,000g/mol、重量平均分子量(M)は500,000〜3,000,000g/molであり、
    前記芳香族炭化水素ポリマー(b)の数平均分子量(M)は250〜1500g/mol、重量平均分子量(M)は350〜2500g/molであり、
    前記成分(a)、(b)、及び(c)の量はポリマーブレンドの総重量を基準とする、前記ポリマーブレンド;
    (R***O)(R**Si−A−S−SiR** 式(1)、
    式中、R**の各々は、C−C16アルキルまたはアルキルアリールから独立して選択され;R***は、C−Cアルキルから独立して選択され;Aは、C−C18アリール、C−C50アルキルアリール、C−C50アルキル及びC−C50ジアルキルエーテルから選択され;場合により、R**、R***、またはAは、独立して、C−Cアルキル、C−Cアルコキシ、C−C12アリール、C−C16アルキルアリール、ジ(C−Cヒドロカルビル)アミノ、ビス(トリ(C−C12アルキル)シリル)アミノ、トリス(C−Cヒドロカルビル)シリル、及びC−C12チオアルキルから選択される1つ以上の基で置換されていてもよく;xは1、2及び3から選択される整数であり;yは、0、1及び2から選択される整数であり:ただしx+y=3を条件とする;
    ((RO)x2’(Ry2’Si−R−S)s2’(Rt2’(Xu2’ 式(2)、
    式中、Mは、ケイ素またはスズであり;x2’は1、2及び3から選択される整数であり;y2’は、0、1、及び2から選択される整数であり;ただしx2’+y2’=3であり;s2’は、2、3及び4から選択される整数であり;t2’は、0、1及び2から選択される整数であり;u2’は、0、1及び2から選択される整数であり;ただし、s2’+t2’+u2’=4であり;Rは、水素及び(C−C)アルキルから独立して選択され;Rは、(C−C16)アルキル、(C−C16)アルキルアリール及び(C−C16)アリールアルキルから独立して選択され;Rは、少なくとも二価であり、(C−C16)アルキル、(C−C16)アルキルアリールアルキル、(C−C16)アリールアルキル及び(C−C16)アルキルアリールから独立して選択され、各基は、第3級アミン基、シリル基、(C−C18)アラルキル基及び(C−C18)アリール基のうちの1つ以上の基で置換されていてもよく;Rは、(C−C16)アルキル及び(C−C16)アルキルアリールから独立して選択され;Xは、塩化物、臭化物及び−OR5*から独立して選択され;式中、R5*は、(C−C16)アルキル及び(C−C16)アリールアルキルから選択される;
    (RO)x1’(RIIy1’Si−RIV−S−E 式(3)、
    式中、R及びRIIは、C−CアルキルまたはC−Cアルコキシから独立して選択され、ただしR及びRIIの少なくとも1つはC−Cアルコキシであり;x1’は1、2、及び3から選択される整数であり;y1’は、0、1及び2から選択される整数であり;RIVは、C−Cアルキルから選択され;Eは、Rまたは式(3a):
    Figure 2018507302
    式中、Rは、C−Cアルキル、C−C12アリール、C−C16アルキルアリールまたはC−C16アリールアルキルである;
    Figure 2018507302
    式中、各R1dは、(C−C16)アルキルから独立して選択され;各R2dは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アルキルアリールから独立して選択され;R3dは、二価の(C−C16)アルキル、二価の(C−C18)アリール、二価の(C−C18)アラルキル及び−R4d−O−R5d−から独立して選択され、式中、R4d及びR5dは、二価の(C−C)アルキルから独立して選択され;Zは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アラルキル、(C=S)−S−R6dから独立して選択され、式中、R6dは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アラルキル、及び−M1d(R7dc4(R8dd4から独立して選択され、式中、M1dはケイ素またはスズであり、各R7dは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アルキルアリールから独立して選択され;各R8dは、−S−R3d−Si(OR1dr4(R2ds4から独立して選択され、式中、R1d、R2d及びR3dは上記で定義された通りであり、r4は、1、2及び3から独立して選択される整数であり、s4は0、1及び2から独立して選択される整数であり、このときr4+S4=3であり;c4は、2及び3から独立して選択される整数であり;d4は0及び1から独立して選択される整数であり;c4+d4=3である;
    Figure 2018507302
    式中、R9e、R10e、R11e及びR12eは、水素、(C−C16)アルキル、(C−C16)アリール及び(C−C16)アルキルアリール、好ましくはN−メチル−ピロリドンから独立して選択される;
    Figure 2018507302
    Figure 2018507302
    式中、各R13a、R14a、R18a及びR19aは、(C−C16)アルキルから独立して選択され;R15a及びR20aは、二価の(C−C16)アルキル、二価の(C−C18)アリール、二価の(C−C18)アルキルアリール及び−R24a−O−R25a−から独立して選択され、式中、R24a及びR25aは、二価の(C−C)アルキルから独立して選択され;R16a及びR17aは、(C−C16)アルキル及び−SiR26a27a28aから独立して選択され、式中、R26a、R27a、及びR28aは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アルキルアリールから独立して選択され;各R21a及びR22aは、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;各R23aは、水素及び(C−C)アルキルから独立して選択され、t1及びvは、1、2及び3から独立して選択される整数であり;u1及びwは0、1及び2から独立して選択される整数であり;t1+u1=3;v+w=3である;
    Figure 2018507302
    式中、各R29及びR30は、(C−C16)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール及びビニルから独立して選択され;x10は、1〜6から選択される整数である。
  2. 前記重合開始剤は、n−BuLi、sec−BuLi、tert−BuLi、以下に定義される式(6)〜式(10)で表される化合物、もしくはそのルイス塩基付加物、及び/またはこれらの混合物からなる群から選択されるる、請求項1に記載のポリマーブレンド。
    Figure 2018507302
    式中、R3aは、−N(R28)R29、C−C18アルキル、C−C18アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;R4aは、−N(R30a)R31a、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;R及びRは、水素、C−C18アルキル、C−C18アリール及びC−C18アラルキルからそれぞれ独立して選択され;Mはリチウムであり;R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24及びR25は、水素、C−C18アルキル、C−C18アリール及びC−C18アラルキルからそれぞれ独立して選択され;R26、R27、R28、R29、R30a及びR31aは、C−C18アルキル、C−C18アリール及びC−C18アラルキルからそれぞれ独立して選択され;qは整数1、2、3、4及び5から選択され;rは整数1、2及び3から選択され;a1’は整数0または1から選択される;
    Figure 2018507302
    式中、各R°は、C−Cアルキル、C−Cアルケニル、C−C10アルキルアリール及びC−C10アリールから独立して選択され、好ましくはC−Cアルキル、Cアルキルアリール及びCアリールから独立して選択され;R1’は場合により、置換されたメチレン基であり;各R1bは、C−C10アルキル、C−C10アルキルアリール及びC−C10アリールから独立して選択され、好ましくはC−Cアルキル及びC−C10アリールから独立して選択され;各R2bは、C−C10アルキル、C−C10アルキルアリール及びC−C10アリールから独立して選択され、好ましくはC−Cアルキル及びC−Cアルキルアリールから独立して選択され、ここでR2b基は互いに結合して、Si結合した窒素原子と共に環を形成することができ;R3b及びR4bは、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル及びビニルからそれぞれ独立して選択され;各R5bは、C−Cアルキル、C−C12アルキルアリール及びC−C12アリールから独立して選択され、好ましくはC−Cアルキル、C−アルキルアリール及びC−アリールから独立して選択され、より好ましくはC−Cアルキルから独立して選択され;R6bは、C−Cアルキル、フェニル及びベンジルから選択され;Mはリチウムであり;a1≧1;b1≧0;a1+b1≦10;m1=0または1;n1=0〜12;x1=0、1または2;y1=1、2または3;z1=0、1または2;x1+y1+z1=3;またはアミノシリル基のケイ素原子が2回接続して、R’基または単結合によってベンゼン環を形成するとき、x1+y1+z1=2であり;ただし、m1=1であるとき、n1=1〜12であり、m1=0であるとき、n1=0、x1=1または2であり;ここで、アミノシリル基(複数可)は、2個のベンゼン環のいずれと結合してもよく、複数のアミノシリル基は互いに異なっていてもよく、R5b基(複数可)は2個のベンゼン環のいずれと結合していてもよい;
    Figure 2018507302
    式中、各M1cはリチウムであり;各R1cは、C−C100アルキル及びC−C100アルケニルから独立して選択され、場合により1つ以上のC−C12アリール基で置換され、場合により共役ジエンモノマー及び芳香族ビニル化合物、特にブタジエン、イソプレン及びスチレンから選択される最大25のモノマー単位によって炭素原子Cに結合され;各R12cは、水素、(C−C10)アルキル、(C−C12)アリール及び(C−C18)アルキルアリールから独立して選択され;各Y1cは窒素原子、硫黄原子及びケイ素原子から独立して選択され;R3c、R4c及びR5cは、(C−C18)アルキル、ジ(C−C)アルキルアミン(Y1cがケイ素原子の場合のみ)、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール、及びY1cがケイ素原子ではない場合、−SiR14c15c16cからそれぞれ独立して選択され、式中、R14c、R15c及びR16cは、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アルキルアリールからそれぞれ独立して選択され;n3及びo3は、それぞれ0及び1から選択される整数であり;Y1c=Nのときn3+o3=1、Y1c=Sのとき、n3=o3=0、Y1c=Siのとき、n3+o3=2であり;m3は0、1、2及び3から選択される整数であり;Kは窒素及び>C−Hから選択され;各Eは(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール及び−Y3c(R9c)(R10ct3(R11cu3から独立して選択され、式中、Y3cは、窒素原子、硫黄原子及びケイ素原子から選択され;R9c、R10c及びR11cは、(C−C18)アルキル、ジ(C−C)アルキルアミン(Y3cがケイ素原子の場合のみ)、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール、及びY3cがケイ素原子ではないとき、−SiR20c21c22cからそれぞれ独立して選択され、式中、R20c、R21c及びR22cは、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール及び(C−C18)アルキルアリールからそれぞれ独立して選択され;t3及びu3は、それぞれ0及び1から選択される整数であり;Y3c=Nのときt3+u3=1、Y3c=Sのときt3=u3=0、Y3c=Siのときt3+u3=2であり;s3は0、1、及び2から選択される整数であり;各Fは、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール及び−Y2c(R6c)(R7cq3(R8cr3から独立して選択され、式中、Y2cは、窒素原子、硫黄原子及びケイ素原子から選択され;R6c、R7c及びR8cは、(C−C18)アルキル、ジ(C−C)アルキルアミン(Y2cがケイ素原子の場合のみ)、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリール、及びY2cがケイ素原子ではないとき、−SiR17c18c19cからそれぞれ独立して選択され、式中、R17c、R18c及びR19cは、(C−C18)アルキル、(C−C18)アリール、(C−C18)アルキルアリールからそれぞれ独立して選択され;q3及びr3は、それぞれ0及び1から選択される整数であり;Y2c=Nのときq3+r3=1、Y2c=Sのとき、q3=q3=r3=0、Y2c=Siのとき、q3+r3=2であり;p3は0、1、2及び3から選択される整数である;
    Figure 2018507302
    式中、各R31は、水素、(C−C10)アルキル、(C−C12)アリール及び(C−C18)アラルキルから独立して選択され;各R32、R33、R34は、水素、(C−C18)アルキル、及び(C−C18)アルコキシから独立して選択され;各R41は、(C−C100)アルキル及び(C−C100)アルケニルから独立して選択され、ここでの各R41は場合により1〜3個の(C−C12)アリール基で置換され、また場合により共役ジエン、特に1,3−ブタジエン及びイソプレン、ならびに芳香族ビニル化合物、特にスチレン及びジビニルベンゼンから選択される最大25のモノマー単位で構成されるオリゴマー鎖によって式(10)の骨格に結合され;Mはリチウムであり;k、l及びqは0、1、2及び3から独立して選択される整数である。
  3. 先行請求項のいずれかに記載のポリマーブレンドであって、
    (3.a)前記共役ジエンモノマーが、1,3−ブタジエン、2−アルキル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2,4−ヘキサジエン、1,3−ヘキサジエン、1,3−ヘプタジエン、1,3−オクタジエン、2−メチル−2,4−ペンタジエン、シクロペンタジエン、2,4−ヘキサジエン及び/もしくは1,3−シクロオクタジエンから選択され、好ましくは1,3−ブタジエン、及び/もしくは2−メチル−1,3−ブタジエンであり;ならびに/または
    (3.b)前記α−オレフィンモノマーが、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、2,4−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、α−メチルスチレン、スチルベン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4−ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、N,N−ビス−(トリアルキルシリル)アミノスチレン、tert−ブトキシスチレン、ビニルピリジン、ジビニルベンゼン、以下の式(4)もしくは式(5)のビニルシラン化合物、及び/もしくはこれらの混合物から選択され、好ましくはα−メチルスチレン及び/もしくはジビニルベンゼンであり;
    Figure 2018507302
    式中、Rは、C−C18ヒドロカルビルから独立して選択され;R”は、C−Cヒドロカルビルから選択され;R、R及びRは、水素、メチル、エチル及びビニルから独立して選択され;x4及びy4は1及び2から独立して選択される整数であり;z4は0及び1から選択される整数であり;x4+y4+z4=3であり;R’は、C−C12アルキル、C−C12アルケニル、C−C18アリール、C−C18アルキルアリール及びトリ(C−Cアルキル、C−C12アリールまたはC−C18(アルキルアリール)シリルから独立して選択され、2つのR’基が結合して環を形成していてもよく、該環はさらにSi結合した窒素原子に、1つ以上の酸素原子、窒素原子、>N(C−Cアルキル)基及び硫黄原子を含んでもよく;一方のR’は−Si(CR=CR)(OSiRy4(R”)z4、式中、R、R、R、R、R”、y4、及びz4は独立して上記に定義した通りであり、y4+z4=2である;
    (A)−Bn1 式(5)、
    式中、Aは少なくとも2つのアミノ基を有する有機基であり;各Bは、−Si(R51)(R52)(R53)から独立して選択され;式中、R51、R52及びR53はそれぞれ独立してビニル、ブタジエニル、メチル、エチル、プロピル、ブチル及びフェニルから選択され、ただしR51、R52及びR53の少なくとも1つは、ビニル及びブタジエニルから選択され、各B基はA基のアミノ基の置換基であり、A基のアミノ基の少なくとも2つはそれぞれ少なくとも1つのB基で置換されており;n1は少なくとも整数2、好ましくは2〜6から選択される整数であり、A基中のアミノ基はすべて第3級アミノ基である;または
    (3.c)工程(I)で得た弾性ポリマー(a)が、ブタジエンポリマーまたはスチレン−ブタジエンポリマーである、前記ポリマーブレンド。
  4. 先行請求項のいずれかに記載のポリマーブレンドであって、
    (4.a)式(1)中、R***の各々は、メチル、エチル、イソプロピル、n−プロピル、n−ブチル、イソブチル、またはtert−ブチルから独立して選択され;R**の各々は、C−Cアルキル、C−C12アリール、またはC−C10アルキルアリールから独立して選択され;Aは、−(CH)N−であり、式中、Nは1、2、3、4、5または6から選択される整数であり;及び/または
    (4.b)式(2)中、Mはケイ素原子であり;Rは二価の(C−C16)アルキルであり;Xは−OR5*であり、式中、R5*は(C−C)アルキルから選択され;R、R、及びRは、(C−C)アルキルから独立して選択され;s2’及びt2’はそれぞれ2であり、u2’は0であり;x2’は2であり、y2’は1であり;及び/または
    (4.c)式(3)中、R及びRIIの各々は、独立してC−Cアルコキシであり;RIVは、C−Cアルキルから選択され;Eは式(3a)である、前記ポリマーブレンド。
  5. 前記芳香族炭化水素ポリマー(b)が、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、α−メチルスチレン、スチルベン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4−ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、tert−ブトキシスチレン、ビニルピリジン、ジビニルベンゼン、及びその誘導体、クマロン、インデンならびに/またはこれらの混合物、好ましくはスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼンまたはこれらの組み合わせからなる群から選択される芳香族モノマーの重合によって得られる、先行請求項のいずれかに記載のポリマーブレンド。
  6. 前記芳香族炭化水素ポリマー(b)がポリスチレンポリマーである、先行請求項のいずれかに記載のポリマーブレンド。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載のポリマーブレンドを含む、ポリマー組成物。
  8. 1種以上の充填剤(複数可)及び場合により1種以上の加硫剤(複数可)をさらに含む、請求項7に記載のポリマー組成物。
  9. 前記ポリマー組成物中のポリマーの総重量を基準として、1種以上の伸展油(複数可)を10重量%までさらに含む、請求項7または8に記載のポリマー組成物。
  10. 架橋弾性ポリマーの調製方法であって、前記方法が以下の工程:
    (1)請求項1〜5のいずれかに記載のポリマーブレンド、または請求項6に記載のポリマー組成物を提供することと;
    (2)1種以上の充填剤(複数可)及び場合により1種以上のシランカップリング剤(複数可)を添加して、前記混合物を配合することと;
    (3)工程(2)の混合物に1種以上の加硫剤(複数可)及び場合により1種以上の加硫促進剤(複数可)を添加して、前記混合物を架橋することと、を含む前記方法。
  11. 請求項10の記載に従って得られる架橋弾性ポリマー。
  12. 請求項6〜9のいずれかに記載のポリマー組成物、または請求項11に記載の架橋弾性ポリマーを含む物品。
  13. 前記物品が、タイヤ、タイヤトレッド、タイヤサイドウォール、コンベアベルト、シールまたはホースである、請求項12に記載の物品。
  14. (I.1)請求項1〜5のいずれかに記載のポリマーブレンド、(I.2)請求項6〜9のいずれかに記載のポリマー組成物、または(I.3)架橋弾性ポリマーの、タイヤ、タイヤトレッド、もしくはタイヤサイドウォールの製造での使用。
  15. (II.1)請求項1〜5のいずれかに記載のポリマーブレンド、または(II.2)請求項6〜9に記載のポリマー組成物を含む、ポリマーキット。
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