JP2023174392A - Method for producing rubber composition, rubber composition and tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物の製造方法、ゴム組成物及びタイヤに関する。 The present invention relates to a method for producing a rubber composition, a rubber composition, and a tire.
近年、環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出の規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に関する要求が高まっている。このような要求に対応するべく、タイヤ性能についても転がり抵抗の低減が求められている。従来、タイヤの転がり抵抗を減少する手法として、タイヤ構造を最適化する手法も検討されてきたが、タイヤに適用するゴム組成物としてより発熱性の低い(低ロス性の)ゴム組成物を用いることが、現在、一般的な手法の一つとして実施されている。 In recent years, there has been an increasing demand for improved fuel efficiency in automobiles in connection with the worldwide movement toward regulating carbon dioxide emissions as a result of growing interest in environmental issues. In order to meet such demands, reduction in rolling resistance is also required in terms of tire performance. Conventionally, methods of optimizing the tire structure have been considered as a method to reduce the rolling resistance of tires, but the use of rubber compositions with lower heat generation (lower loss properties) as the rubber composition applied to tires has been considered. This is currently being implemented as one of the common methods.
このような低ロス性を有するゴム組成物を得る方法として、充填剤としてシリカ等の無機充填剤を使用する方法が知られている。
しかし、無機充填剤配合ゴム組成物において、シリカ等の無機充填剤を配合する際には、無機充填剤、特にシリカはゴム組成物中で凝集してしまうため(シリカ表面の水酸基が原因で凝集してしまうため)、ゴム組成物中の充填剤の分散性を高めるために種々の技術が開発されている。
As a method of obtaining a rubber composition having such low loss properties, a method of using an inorganic filler such as silica as a filler is known.
However, when compounding inorganic fillers such as silica in rubber compositions containing inorganic fillers, inorganic fillers, especially silica, tend to aggregate in the rubber composition (aggregation occurs due to hydroxyl groups on the surface of the silica). Various techniques have been developed to improve the dispersibility of fillers in rubber compositions.
例えば、特許文献1には、ジエン系ゴムを有するゴム成分と、補強性充填剤と、特定のアミジン構造を有する化合物とを含有させることによって、ゴム成分と充填剤との化学的相互作用を高め、ゴム組成物中での補強性充填剤の分散性を高めることで、弾性率やtanδを改善する技術が開示されている。
また、特許文献2には、オリゴシロキサンと3級アミノ基を有する特定の化合物を含む変性剤によって変性させた共役ジエン系重合体を、充填剤と共に用いることで、充填剤の分散性を高め、低ロス性の改善を図る技術が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses that chemical interaction between the rubber component and the filler is enhanced by containing a rubber component having a diene rubber, a reinforcing filler, and a compound having a specific amidine structure. discloses a technique for improving the elastic modulus and tan δ by increasing the dispersibility of a reinforcing filler in a rubber composition.
Furthermore, Patent Document 2 discloses that a conjugated diene polymer modified with a modifier containing an oligosiloxane and a specific compound having a tertiary amino group is used together with a filler to increase the dispersibility of the filler. A technique for improving low loss properties has been disclosed.
しかしながら、将来、より高次元にゴムの性能を最適化することを考慮すると、特許文献1及び2に開示されたような技術では、十分な低ロス性が得られないこともあり、さらなる技術の改善が望まれていた。 However, in consideration of optimizing the performance of rubber to a higher level in the future, the technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2 may not be able to provide sufficient low loss properties, and further technologies are needed. Improvement was desired.
そのため、本発明の目的は、充填剤の分散性を向上させ、低ロス性に優れたゴム組成物を得ることができるゴム組成物の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、低ロス性に優れたゴム組成物、及び、転がり抵抗の低減が図られたタイヤを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a rubber composition that can improve the dispersibility of fillers and obtain a rubber composition with excellent low loss properties. Another object of the present invention is to provide a rubber composition with excellent low loss properties and a tire with reduced rolling resistance.
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を行った。そして、オリゴシロキサンと3級アミノ基を有する特定の化合物を含む変性剤によって変性させた共役ジエン系重合体をゴム成分として用いるとともに、混練工程の第一段階において、特定種の加硫促進剤を加えて混練する工程を適正に実施することによって、充填剤の分散性を大きく向上させ、低ロス性の改善を図ることができることを見出した。 The present inventors conducted extensive research to solve the above problems. A conjugated diene polymer modified with a modifier containing oligosiloxane and a specific compound having a tertiary amino group is used as a rubber component, and a specific type of vulcanization accelerator is added in the first stage of the kneading process. In addition, it has been found that by properly performing the kneading step, it is possible to greatly improve the dispersibility of the filler and to improve low loss properties.
本発明のゴム組成物の製造方法は、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選択される少なくとも1種を含有するゴム成分(A)と、無機充填剤(B)を含有する充填剤と、シランカップリング剤(C)と、加硫促進剤(D)と、を含むゴム組成物の製造方法であって、
前記ゴム組成物を複数段階で混練し、
前記混練の第一段階で、前記ゴム成分(A)、前記無機充填剤(B)の一部又は全部、前記シランカップリング剤(C)の一部又は全部、及び、前記加硫促進剤(D)を混練し、
前記ゴム成分は、式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性された変性共重合体を含有することを特徴とする。
上記構成を具えることによって、充填剤の分散性を向上させ、低ロス性に優れたゴム組成物を得ることができる。
The method for producing a rubber composition of the present invention includes a rubber component (A) containing at least one selected from natural rubber and synthetic diene rubber, a filler containing an inorganic filler (B), and a silane cup. A method for producing a rubber composition comprising a ring agent (C) and a vulcanization accelerator (D),
kneading the rubber composition in multiple stages;
In the first step of the kneading, the rubber component (A), part or all of the inorganic filler (B), part or all of the silane coupling agent (C), and the vulcanization accelerator ( D) is kneaded;
The rubber component is characterized in that it contains a modified copolymer modified with a modifier containing a compound represented by formula (1).
By providing the above structure, it is possible to improve the dispersibility of the filler and obtain a rubber composition with excellent low loss properties.
また、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性される共重合体は、共役ジエン単位と芳香族ビニル単位とを有する共重合体であり、前記共重体における前記芳香族ビニル単位の含有量が40質量%以下であることが好ましい。この場合、ゴム組成物の低ロス性をより向上させることができる。 Furthermore, in the method for producing a rubber composition of the present invention, the copolymer modified with the modifier containing the compound represented by formula (1) is a copolymer having a conjugated diene unit and an aromatic vinyl unit. The content of the aromatic vinyl unit in the copolymer is preferably 40% by mass or less. In this case, the low loss properties of the rubber composition can be further improved.
さらに、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記加硫促進剤(D)が、グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、チオウレア類及びキサントゲン酸塩類から選択される少なくとも1種の加硫促進剤であることが好ましく、少なくとも1種のグアニジン類の加硫促進剤、又は、少なくとも1種のチオウレア類の加硫促進剤であることがより好ましい。この場合、シランカップリング剤のカップリング機能を高め、ゴム組成物の低ロス性をより向上させることができる。 Furthermore, in the method for producing a rubber composition of the present invention, the vulcanization accelerator (D) is selected from guanidines, sulfenamides, thiazoles, thiurams, dithiocarbamates, thioureas, and xanthates. The vulcanization accelerator is preferably at least one vulcanization accelerator, and more preferably at least one guanidine vulcanization accelerator or at least one thiourea vulcanization accelerator. In this case, the coupling function of the silane coupling agent can be enhanced, and the low loss properties of the rubber composition can be further improved.
さらに、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記混練の第一段階において、前記ゴム成分(A)、前記無機充填剤(B)の全部又は一部及び前記シランカップリング剤(C)の全部又は一部を混練した後に、前記促進剤(D)を加えて、さらに混練することが好ましい。この場合、シランカップリング剤のカップリング機能を高め、ゴム組成物の低ロス性をより向上させることができる。 Furthermore, in the method for producing a rubber composition of the present invention, in the first step of kneading, all or a part of the rubber component (A), the inorganic filler (B), and the silane coupling agent (C) are mixed. After kneading all or part of the mixture, it is preferable to add the accelerator (D) and further knead the mixture. In this case, the coupling function of the silane coupling agent can be enhanced, and the low loss properties of the rubber composition can be further improved.
さらにまた、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記混練の第一段階における、ゴム組成物の最高温度が、120~190℃であることが好ましい。この場合、シランカップリング剤のカップリング機能を高め、ゴム組成物の低ロス性をより向上させることができる。 Furthermore, in the method for producing a rubber composition of the present invention, the maximum temperature of the rubber composition in the first stage of kneading is preferably 120 to 190°C. In this case, the coupling function of the silane coupling agent can be enhanced, and the low loss properties of the rubber composition can be further improved.
また、本発明のゴム組成物の製造方法では前記シランカップリング剤(C)が、下記一般式(I)~(IV)で表わされる化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
R16は一般式
(-S-R17-S-)、(-R18-Sm1-R19-)及び(-R20-Sm2-R21-Sm3-R22-)のいずれかの二価の基(R17~R22は各々炭素数1~20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、又は硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、m1、m2及びm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1~6であり、s及びtは各々平均値として0~3である。但しs及びtの双方が3であることはない。}
この場合、ゴム加工時の作業性及び耐摩耗性を向上させることができる。
Further, in the method for producing a rubber composition of the present invention, the silane coupling agent (C) is at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (I) to (IV). is preferred.
R 16 is any of the general formulas (-S-R 17 -S-), (-R 18 -S m1 -R 19 -) and (-R 20 -S m2 -R 21 -S m3 -R 22 -) (R 17 to R 22 are each a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic group, or a divalent organic group containing a hetero element other than sulfur and oxygen) , m1, m2, and m3 each have an average value of 1 or more and less than 4.), the plurality of k's may be the same or different, each has an average value of 1 to 6, and s and t each have an average value of The value is 0 to 3. However, both s and t cannot be 3. }
In this case, workability and wear resistance during rubber processing can be improved.
さらに、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記無機充填剤(B)が、シリカであることが好ましい。この場合、ゴム組成物の低ロス性をより向上させることができる。 Furthermore, in the method for producing a rubber composition of the present invention, the inorganic filler (B) is preferably silica. In this case, the low loss properties of the rubber composition can be further improved.
さらにまた、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記充填剤が、カーボンブラックをさらに含有することが好ましい。この場合、ゴム組成物の耐摩耗性を向上させることができる。 Furthermore, in the method for producing a rubber composition of the present invention, it is preferable that the filler further contains carbon black. In this case, the abrasion resistance of the rubber composition can be improved.
また、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記変性剤は、式(1a)~(1e)のうちのいずれか1つであることが好ましい。この場合、ゴム組成物の低ロス性をより向上させることができる。
さらに、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記変性共重合体は、式(2)で表される化合物を含む変性剤によってさらに変性された変性共重合体であることが好ましい。この場合、ゴム組成物の低ロス性をより向上させることができる。
本発明のゴム組成物は、上述した本発明のゴム組成物の製造方法によって得られることを特徴とする。
上記構成を具えることによって、優れた低ロス性を実現できる。
The rubber composition of the present invention is characterized in that it is obtained by the method for manufacturing the rubber composition of the present invention described above.
By providing the above configuration, excellent low loss properties can be achieved.
本発明のタイヤは、上述した本発明のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
上記構成を具えることによって、優れた転がり抵抗の低減効果を実現できる。
The tire of the present invention is characterized by using the rubber composition of the present invention described above.
By providing the above configuration, an excellent rolling resistance reduction effect can be achieved.
本発明によれば、充填剤の分散性を向上させ、低ロス性に優れたゴム組成物を得ることができるゴム組成物の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、低ロス性に優れたゴム組成物、及び、転がり抵抗の低減が図られたタイヤを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a rubber composition, which can improve the dispersibility of fillers and obtain a rubber composition with excellent low loss properties. Further, according to the present invention, it is possible to provide a rubber composition with excellent low loss properties and a tire with reduced rolling resistance.
以下に、本発明のゴム組成物の製造方法、ゴム組成物及びタイヤの一実施形態について、具体的に例示説明する。
<ゴム組成物の製造方法>
本発明のゴム組成物の製造方法は、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選択される少なくとも1種を含有するゴム成分(A)と、無機充填剤(B)を含有する充填剤と、シランカップリング剤(C)と、加硫促進剤(D)と、を含むゴム組成物の製造方法である。
そして、本発明のゴム組成物の製造方法は、前記ゴム組成物を複数段階で混練し、
前記混練の第一段階で、前記ゴム成分(A)、前記無機充填剤(B)の一部又は全部、前記シランカップリング剤(C)の一部又は全部、及び、前記加硫促進剤(D)を混練し、
前記ゴム成分は、式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性された変性共重合体を含有することを特徴とする。
<Method for producing rubber composition>
The method for producing a rubber composition of the present invention includes a rubber component (A) containing at least one selected from natural rubber and synthetic diene rubber, a filler containing an inorganic filler (B), and a silane cup. This is a method for producing a rubber composition containing a ring agent (C) and a vulcanization accelerator (D).
The method for producing a rubber composition of the present invention includes kneading the rubber composition in multiple stages,
In the first step of the kneading, the rubber component (A), part or all of the inorganic filler (B), part or all of the silane coupling agent (C), and the vulcanization accelerator ( D) is kneaded;
The rubber component is characterized in that it contains a modified copolymer modified with a modifier containing a compound represented by formula (1).
前記ゴム成分(A)として、充填剤親和性作用基であるオリゴシロキサン及び3級アミノ基を含んだ式(1)で表される化合物を含んだ変性剤によって変性させた共役ジエン系重合体を用いることによって、シリカ等の充填剤(C)の分散性を高めることができることに加え、前記混練の第一段階で調製する混練物の調整により、シランカップリング剤(C)のカップリング機能の活性を高め、前記充填剤(C)のゴム組成物への分散性を高めることができる結果、これらの相乗効果によって、得られたゴム組成物の低発熱性を大きく改善することができる。 As the rubber component (A), a conjugated diene polymer modified with a modifier containing a compound represented by the formula (1) containing an oligosiloxane and a tertiary amino group, which are filler-affinity functional groups, is used. In addition to improving the dispersibility of the filler (C) such as silica, the use of the silane coupling agent (C) can improve the coupling function of the silane coupling agent (C) by adjusting the kneaded material prepared in the first step of the kneading. As a result of increasing the activity and increasing the dispersibility of the filler (C) in the rubber composition, these synergistic effects can greatly improve the low heat generation property of the obtained rubber composition.
ここで、前記混練工程において、混練に用いられる混練装置について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、単軸混練押出機;多軸混練押出機(連続式混練装置);バンバリミキサー、インターミックス、ニーダー等の噛合い式又は非噛合い式回転ローターを有する混練機;ロール(バッチ式混練装置);などが挙げられる。
また、前記混練における、ローターの回転速度、ラム圧、混練温度、混練装置の種類等の諸条件は、適宜選択することができる。
Here, in the kneading step, there is no particular restriction on the kneading device used for kneading, and it can be appropriately selected depending on the purpose.
For example, a single-screw kneading extruder; a multi-screw kneading extruder (continuous kneading device); a kneading machine with intermeshing or non-intermeshing rotating rotors such as Banbury mixer, intermix, kneader, etc.; rolls (batch-type kneading device); ); etc.
Further, various conditions such as the rotational speed of the rotor, ram pressure, kneading temperature, and type of kneading device in the kneading can be selected as appropriate.
本発明のゴム組成物の製造方法では、上述したように、記ゴム組成物を複数段階で混練する。
そして、前記混練の第一段階で、前記ゴム成分(A)、前記無機充填剤(B)の一部又は全部、前記シランカップリング剤(C)の一部又は全部、及び、前記加硫促進剤(D)を混練する。
ここで、混練の第一段階で前記加硫促進剤(D)を加えるのは、シランカップリング剤(C)のカップリング機能の活性を高めるためである。
In the method for producing a rubber composition of the present invention, as described above, the rubber composition is kneaded in multiple stages.
In the first step of the kneading, the rubber component (A), part or all of the inorganic filler (B), part or all of the silane coupling agent (C), and the vulcanization accelerator The agent (D) is kneaded.
Here, the reason why the vulcanization accelerator (D) is added in the first stage of kneading is to enhance the activity of the coupling function of the silane coupling agent (C).
また、本発明のゴム組成物の製造方法では、前記混練の第一段階において、前記ゴム成分(A)、前記無機充填剤(B)の全部又は一部及び前記シランカップリング剤(C)の全部又は一部を混練した後に前記加硫促進剤(D)を加えて、さらに混練することが、前記加硫促進剤(D)配合によるカップリング機能の活性向上効果が低減するのをさらに抑制できるために好ましい。
即ち、前記無機充填剤(B)と前記シランカップリング剤(C)との反応が十分に進行した後に、前記シランカップリング剤(C)と前記ゴム成分(A)との反応を進行させることができるからである。
Further, in the method for producing a rubber composition of the present invention, in the first step of the kneading, all or a part of the rubber component (A), the inorganic filler (B), and the silane coupling agent (C) are mixed. Adding the vulcanization accelerator (D) after kneading all or part of the vulcanization accelerator (D) and further kneading further suppresses the reduction in the effect of improving the coupling function activity due to the combination of the vulcanization accelerator (D). Preferred because it can be done.
That is, after the reaction between the inorganic filler (B) and the silane coupling agent (C) has sufficiently progressed, the reaction between the silane coupling agent (C) and the rubber component (A) is allowed to proceed. This is because it can be done.
さらに、前記混練の第一段階で、該ゴム成分(A)、該無機充填剤(B)の全部又は一部、及び該シランカップリング剤(C)の全部又は一部を加えた後、該第一段階の途中で前記加硫促進剤(D)を加えるまでの時間を10~180秒とすることがより好ましい。この時間の下限値は、30秒以上であることがより好ましく、上限値は、150秒以下であることがより好ましく、120秒以下であることがさらに好ましい。この時間が10秒以上であれば(B)と(C)の反応を十分に進行させることができる。この時間が180秒を超えても(B)と(C)の反応は既に十分に進行しているので、さらなる効果は享受しにくく、上限値を180秒とすることが好ましい。 Further, in the first stage of kneading, after adding all or part of the rubber component (A), the inorganic filler (B), and the silane coupling agent (C), It is more preferable to set the time until the addition of the vulcanization accelerator (D) in the middle of the first step to 10 to 180 seconds. The lower limit of this time is more preferably 30 seconds or more, and the upper limit is more preferably 150 seconds or less, even more preferably 120 seconds or less. If this time is 10 seconds or more, the reaction between (B) and (C) can proceed sufficiently. Even if this time exceeds 180 seconds, the reaction between (B) and (C) has already progressed sufficiently, so it is difficult to enjoy any further effects, so it is preferable to set the upper limit to 180 seconds.
本発明において、混練の第一段階におけるゴム組成物中の有機酸のモル量Xが前記加硫促進剤(D)のモル量Yに対して以下の式[3]の関係にあることが好ましい。促進剤(D)配合によるカップリング機能の活性向上効果が多量の有機酸の存在により低減するのを好適に抑制するためである。
0≦X≦1.5×Y ・・・[3]
混練の第一段階(X)における有機酸量を減少させるためには、有機酸が混練りの第二段階以降に加えられることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the molar amount X of the organic acid in the rubber composition in the first stage of kneading has the relationship expressed by the following formula [3] with respect to the molar amount Y of the vulcanization accelerator (D). . This is to suitably suppress the reduction in the activity improvement effect of the coupling function due to the presence of a large amount of organic acid due to the addition of the accelerator (D).
0≦X≦1.5×Y ...[3]
In order to reduce the amount of organic acid in the first stage (X) of kneading, it is preferable that the organic acid is added in the second stage of kneading or later.
本発明の製造方法においては、混練の第一段階におけるゴム組成物におけるゴム組成物の最高温度が、120~190℃であることが好ましい。無機充填剤(B)とシランカップリング剤(C)との反応を十分に進行させるためである。この観点から、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度が、130~190℃であることがより好ましく、140~180℃であることがさらに好ましい。 In the production method of the present invention, the maximum temperature of the rubber composition in the first stage of kneading is preferably 120 to 190°C. This is to allow the reaction between the inorganic filler (B) and the silane coupling agent (C) to proceed sufficiently. From this point of view, the maximum temperature of the rubber composition in the first stage of kneading is more preferably 130 to 190°C, and even more preferably 140 to 180°C.
本発明の製造方法において、前記混練工程は、前記加硫促進剤(D)を除くその他の加硫剤等を含まない混練の第一段階と、加硫剤等を含む混練の最終段階の少なくとも2つの段階を含むものであり、必要に応じ、促進剤(D)を除くその他の加硫剤等を含まない混練の中間段階を含んでも良い。ここで、加硫剤等とは、加硫剤及び加硫促進剤をいう。
なお、前記混練の第一段階とは、ゴム成分(A)、無機充填剤(B)及びシランカップリング剤(C)の両方を混練する最初の段階をいい、最初の段階で、ゴム成分(A)と無機充填剤(B)以外の充填剤とを混練する場合や、ゴム成分(A)のみを予備練りする場合の段階は含まれない。
In the manufacturing method of the present invention, the kneading step includes at least a first stage of kneading that does not contain any other vulcanizing agent, etc. except for the vulcanization accelerator (D), and a final stage of kneading that contains a vulcanizing agent, etc. It includes two stages, and may include an intermediate stage of kneading which does not contain any other vulcanizing agent except the accelerator (D), if necessary. Here, the vulcanizing agent and the like refer to a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator.
The first stage of kneading refers to the first stage of kneading both the rubber component (A), the inorganic filler (B) and the silane coupling agent (C). The step of kneading A) and a filler other than the inorganic filler (B) or the step of pre-kneading only the rubber component (A) is not included.
本発明のゴム組成物の製造方法は、上述したように、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選択される少なくとも1種を含有するゴム成分(A)と、無機充填剤(B)を含有する充填剤と、シランカップリング剤(C)と、加硫促進剤(D)と、を含むゴム組成物の製造方法である。
以下、ゴム組成物を構成する各成分について説明する。
As mentioned above, the method for producing a rubber composition of the present invention comprises a rubber component (A) containing at least one selected from natural rubber and synthetic diene rubber, and a filler containing an inorganic filler (B). silane coupling agent (C), and a vulcanization accelerator (D).
Each component constituting the rubber composition will be explained below.
(ゴム成分)
本発明の製造方法により製造されるゴム組成物は、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選択される少なくとも1種を含有するゴム成分(A)を、含む。
ゴム成分として、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選択される少なくとも1種を含有することで、ゴム組成物の耐摩耗性を向上できる。また、後述する式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性されることで、前記無機充填剤(B)の分散性を高めることができる。
(rubber component)
The rubber composition produced by the production method of the present invention includes a rubber component (A) containing at least one selected from natural rubber and synthetic diene rubber.
By containing at least one selected from natural rubber and synthetic diene rubber as the rubber component, the abrasion resistance of the rubber composition can be improved. Moreover, the dispersibility of the inorganic filler (B) can be improved by modifying it with a modifier containing a compound represented by formula (1) described below.
前記ゴム成分(A)に含有される合成ジエン系ゴムの種類については、特に限定されず、要求される性能に応じて適宜選択することができる。例えば、ブタジエンゴム(BR)(なお、BRについては、1,3-ブタジエンの重合体であるポリブタジエンのことを意味し、ブタジエンと他のポリマーとの共重合体等は含まない。)、イソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等が挙げられる。 The type of synthetic diene rubber contained in the rubber component (A) is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the required performance. For example, butadiene rubber (BR) (BR means polybutadiene, which is a polymer of 1,3-butadiene, and does not include copolymers of butadiene and other polymers, etc.), isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), and the like.
なお、前記天然ゴム及び前記合成ジエン系ゴムについては、未変性のゴムのみから構成しても、変性したゴムから構成しても良い。
ただし、本発明では、前記ゴム成分(A)に含有される合成ジエン系ゴムについては、後述する式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性された変性共重合体を含まないものとする。そのため、後述する式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性された天然ゴム及び合成ジエン系ゴムは、後述する変性共重合体に含まれる。
Note that the natural rubber and the synthetic diene rubber may be composed only of unmodified rubber or may be composed of modified rubber.
However, in the present invention, the synthetic diene rubber contained in the rubber component (A) does not contain a modified copolymer modified with a modifier containing a compound represented by formula (1) described below. shall be. Therefore, natural rubber and synthetic diene rubber modified with a modifier containing a compound represented by formula (1) described below are included in the modified copolymer described below.
また、前記ゴム成分(A)は、本発明の目的を損なわない範囲であれば、ジエン系以外のゴム(非ジエン系ゴム)を含有することもできる。
前記非ジエン系ゴムとしては、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、ブチルゴム(IIR)等が挙げられる。
Further, the rubber component (A) may contain rubber other than diene rubber (non-diene rubber) as long as it does not impair the object of the present invention.
Examples of the non-diene rubber include ethylene propylene diene rubber (EPDM), ethylene propylene rubber (EPM), butyl rubber (IIR), and the like.
そして、本発明のゴム組成物では、前記ゴム成分は、式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性された変性共重合体(以下、単に「変性共役ジエン系重合体」と呼ぶことがある。)を含有することを要する。
その結果、本発明のゴム組成物は、低発熱性が大きく改善され、充填剤の分散性が改善されるため、補強性や、タイヤへ適用した際の操縦安定性、加工性等の他の物性を低下させることもない。
In the rubber composition of the present invention, the rubber component is a modified copolymer (hereinafter simply referred to as "modified conjugated diene polymer") modified with a modifier containing a compound represented by formula (1). ).
As a result, the rubber composition of the present invention has greatly improved low heat generation properties and improved filler dispersibility, so it has other properties such as reinforcing properties, handling stability when applied to tires, processability, etc. There is no deterioration in physical properties.
前記式(1)において、R1~R8は、それぞれ独立して、炭素数1~20のアルキル基であり;L1及びL2は、それぞれ独立して、炭素数1~20のアルキレン基であり;nは2~4の整数である。 In the formula (1), R 1 to R 8 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; L 1 and L 2 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. ; n is an integer from 2 to 4.
具体的には、前記式(1)において、R1~R4は、それぞれ独立して置換又は非置換の炭素数1~20のアルキル基であってもよく、前記R1~R4が置換される場合、それぞれ独立して炭素数1~10のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数4~10のシクロアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数2~12のアルカノイルオキシ基(alkanoyl、RaCOO-、この時、Raは炭素数1~9のアルキル基である)、炭素数7~13のアラルキルオキシ基、炭素数7~13のアリールアルキル基、及び、炭素数7~13のアルキルアリール基からなる群から選択される1つ以上の置換基に置換され得る。
より具体的には、前記R1~R4は置換又は非置換の炭素数1~10のアルキル基であってもよく、さらに具体的に前記R1~R4は、それぞれ独立して置換又は非置換の、炭素数1~6のアルキル基であってもよい。
Specifically, in the formula (1), R 1 to R 4 may each independently be a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; In the case of 12 aryl group, aryloxy group with 6 to 12 carbon atoms, alkanoyloxy group with 2 to 12 carbon atoms (alkanoyl, RaCOO - , in this case, Ra is an alkyl group with 1 to 9 carbon atoms), 7 carbon atoms It may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an aralkyloxy group having 1 to 13 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 13 carbon atoms, and an alkylaryl group having 7 to 13 carbon atoms.
More specifically, R 1 to R 4 may be substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, and even more specifically, R 1 to R 4 may each independently be substituted or unsubstituted. It may also be an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
また、前記式(1)において、R5~R8は、それぞれ独立して置換又は非置換の炭素数1~20のアルキル基であり、具体的には、置換又は非置換の炭素数1~10のアルキル基、さらに具体的には、置換又は非置換の炭素数1~6のアルキル基であってもよく、置換される場合、先にR1~R4で説明したような置換基に置換され得る。前記R5~R8がアルキル基ではなく、加水分解可能な置換基の場合、N-R5R6及びN-R7R8の結合が水分存在下にN-Hに加水分解されて重合体の加工性に悪影響を及ぼし得る。 Furthermore, in the formula (1), R 5 to R 8 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, specifically, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. 10 alkyl groups, more specifically may be substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and when substituted, the substituents as previously explained for R 1 to R 4 May be replaced. When the above R 5 to R 8 are not alkyl groups but hydrolyzable substituents, the bonds of NR 5 R 6 and NR 7 R 8 are hydrolyzed to N-H in the presence of water, resulting in polymerization. It can have a negative effect on the processability of coalescence.
より具体的には、前記式(1)で表される化合物において、R1~R4はメチル基又はエチル基であり、R5~R8は炭素数1~10のアルキル基とすることができる。 More specifically, in the compound represented by formula (1), R 1 to R 4 are methyl groups or ethyl groups, and R 5 to R 8 are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. can.
本発明において、前記式(1)で表される化合物中のアミノ基、即ち、N-R5R6及びN-R7R8が、3級アミノ基であることが好ましい。前記3級アミノ基は、式(1)で表される化合物が変性剤として用いられた際、さらに優れた加工性を有するようにする。
なお、前記R5~R8にアミノ基を保護するための保護基が結合するか、又は、水素が結合する場合には、前記式(1)で表される化合物による効果の具現が難しい可能性がある。水素が結合する場合、変性過程で陰イオンが水素と反応して反応性を失うようになって変性反応自体が不可能となり、保護基が結合する場合、変性反応が行われるが、重合体末端に結合した状態で後加工時に加水分解によって脱保護されて1次又は2次アミノ基になり、脱保護された1次又は2次アミノ基は、その後の配合時に配合物の高粘度化を引き起こし、加工性低下の原因になるおそれがある。
In the present invention, the amino groups in the compound represented by formula (1), ie, NR 5 R 6 and NR 7 R 8 , are preferably tertiary amino groups. The tertiary amino group allows the compound represented by formula (1) to have even better processability when used as a modifier.
Note that if a protecting group for protecting an amino group or hydrogen is bonded to R 5 to R 8 , it may be difficult to achieve the effect of the compound represented by formula (1). There is sex. When hydrogen is bonded, the anion reacts with hydrogen during the modification process and loses its reactivity, making the modification reaction itself impossible. When a protecting group is bound, the modification reaction takes place, but the end of the polymer It is deprotected by hydrolysis during post-processing to become a primary or secondary amino group, and the deprotected primary or secondary amino group causes high viscosity of the compound during subsequent compounding. , which may cause a decrease in workability.
また、前記式(1)で表される化合物中のL1及びL2は、それぞれ独立して置換又は非置換の炭素数1~20のアルキレン基である。
より具体的には、L1及びL2は、それぞれ独立して炭素数1~10のアルキレン基、さらに具体的には、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基のような炭素数1~6のアルキレン基とすることができる。
Furthermore, L 1 and L 2 in the compound represented by formula (1) are each independently substituted or unsubstituted alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms.
More specifically, L 1 and L 2 each independently represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more specifically, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, or a propylene group. It can be based on
前記式(1)で表される化合物中のL1及びL2については、分子内のSi原子とN原子との間の距離が近いほどより優れた効果を奏する。ただし、SiがNと直接結合する場合、後の処理工程中にSiとNとの間の結合が切れるおそれがあり、この際に発生した2次アミノ基は後処理中に水により流失する可能性が高く、製造される変性共役ジエン系重合体では、シリカ等の無機充填剤(B)との結合を促進するアミノ基の部材によってシリカ充填剤との結合が難しく、その結果、分散剤の分散効果が低下することがある。このようにSiとNとの間の結合の長さによる改善効果を考慮すると、前記L1及びL2は、それぞれ独立して、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基のような炭素数1~3のアルキレン基であることがさらに好ましく、より具体的には、プロピレン基とすることができる。また、L1及びL2は、先にR1~R4で説明したような置換基に置換され得る。 Regarding L 1 and L 2 in the compound represented by formula (1), the closer the distance between the Si atom and the N atom in the molecule, the better the effect. However, if Si is directly bonded to N, the bond between Si and N may be broken during the subsequent treatment process, and the secondary amino groups generated at this time may be washed away by water during the post-treatment. In the modified conjugated diene polymers that are produced, it is difficult to bond with the silica filler due to the amino group member that promotes bonding with the inorganic filler (B) such as silica, and as a result, the dispersant The dispersion effect may be reduced. Considering the improvement effect due to the length of the bond between Si and N, L 1 and L 2 each independently have a carbon number of 1 to 3, such as a methylene group, an ethylene group, or a propylene group. More preferably, it is an alkylene group, and more specifically, it can be a propylene group. Furthermore, L 1 and L 2 may be substituted with the substituents described above for R 1 to R 4 .
また、前記式(1)で表される化合物は、例えば、下記式(1a)~(1e)で表される化合物のうちのいずれか1つであることが好ましい。より優れた低発熱性を実現できるためである。
本発明の変性剤において、前記式(1)で表される化合物は、アルコキシシラン構造が共役ジエン系重合体活性化末端と結合する一方、Si-O-Si構造及び末端に結合した3つ以上のアミノ基が、シリカ等の充填剤に対して親和力を示すことによって、従来分子内一つのアミノ基を含む変性剤と比較して充填剤と変性共役ジエン系重合体との結合を促進させることができる。
また、前記共役ジエン系重合体の活性化末端の結合程度が均一で、カップリング前後に分子量分布の変化を観察すると、カップリング後にも前に比べて分子量分布が大きくならずに一定である。
そのため、前記変性共役ジエン系重合体自体の物性低下がなく、ゴム組成物内の充填剤の凝集を防ぎ、充填剤の分散性を高めることができるため、ゴム組成物の加工性を向上させることができる。これらの効果は、特に、ゴム組成物をタイヤに適用した際の燃費特性、摩耗特性及び制動特性をバランスよく改善させることが可能となる。
In the modifier of the present invention, the compound represented by the formula (1) has an alkoxysilane structure bonded to the activated terminal of the conjugated diene polymer, and a Si-O-Si structure and three or more bonded to the terminal. By showing affinity for fillers such as silica, the amino groups of silica promote bonding between fillers and modified conjugated diene polymers compared to conventional modifiers containing one amino group in the molecule. I can do it.
In addition, the degree of bonding of the activated terminals of the conjugated diene polymer is uniform, and when observing changes in molecular weight distribution before and after coupling, it is found that the molecular weight distribution does not become larger after coupling and remains constant compared to before.
Therefore, the physical properties of the modified conjugated diene polymer itself do not deteriorate, and the agglomeration of the filler in the rubber composition can be prevented and the dispersibility of the filler can be improved, thereby improving the processability of the rubber composition. I can do it. These effects particularly make it possible to improve the fuel efficiency, wear characteristics, and braking characteristics in a well-balanced manner when the rubber composition is applied to tires.
なお、前記式(1)で表される化合物は、下記反応式1で表される縮合反応を通じて製造され得る。
前記反応式1において、R1~R8、L1及びL2、及びnは、上述した式(1)で定義されたものと同様であり、R’及びR’’は、前記縮合反応に影響を及ぼさない任意の置換基である。例えば、前記R’及びR’’は、それぞれ独立してR1~R4のいずれか1つと同一のものとすることができる。 In the reaction formula 1, R 1 to R 8 , L 1 and L 2 , and n are the same as those defined in the formula (1) above, and R' and R'' are It is an optional substituent that has no effect. For example, R' and R'' can each independently be the same as any one of R 1 to R 4 .
前記反応式1の反応は、酸条件下で進められ、酸は一般に縮合反応に用いられるものであれば、制限なしに用いることができる。当業者は、前記反応が進められる反応器の種類、出発物質、反応温度などの多様な工程変数に合わせて最適な酸を選択することができる。 The reaction of Reaction Formula 1 is carried out under acidic conditions, and any acid that is generally used in condensation reactions can be used without limitation. Those skilled in the art can select the most suitable acid according to various process variables such as the type of reactor in which the reaction is carried out, starting materials, and reaction temperature.
前記式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性される共重合体は、種々の共重合体を用いることができるが、共役ジエン単位と芳香族ビニル単位とを有する共重合体であることが好ましい。
なお、前記共役ジエン単位及び芳香族ビニル単位は、無秩序に配列、結合されたランダム共重合体とすることができる。
Various copolymers can be used as the copolymer modified with a modifier containing the compound represented by formula (1), but a copolymer having a conjugated diene unit and an aromatic vinyl unit may be used. It is preferable that there be.
Note that the conjugated diene units and aromatic vinyl units may be randomly arranged and bonded to form a random copolymer.
本発明のゴム組成物では、前記共重合体の芳香族ビニル単位の含有量(共重合体の総質量に対する芳香族ビニル単位の占める質量)が40質量%以下であることが好ましい。ゴム組成物の低発熱性をより改善できるためである。同様の観点から、前記芳香族ビニル単位の含有量は、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。なお、ゴム組成物をタイヤに適用した際の操縦安定性や、耐摩耗性を良好なレベルに維持する観点からは、前記共重合体の芳香族ビニル単位の含有量は、3質量%以上であることが好ましい。 In the rubber composition of the present invention, the content of aromatic vinyl units in the copolymer (the mass occupied by the aromatic vinyl units relative to the total mass of the copolymer) is preferably 40% by mass or less. This is because the low heat generation property of the rubber composition can be further improved. From the same viewpoint, the content of the aromatic vinyl unit is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less. In addition, from the viewpoint of maintaining good handling stability and wear resistance when the rubber composition is applied to tires, the content of aromatic vinyl units in the copolymer should be 3% by mass or more. It is preferable that there be.
ここで、前記共役ジエン単位となる共役ジエン系単量体の種類については、特に制限されるものではない。例えば、1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、ピペリレン、3-ブチル-1,3-オクタジエン、イソプレン及び2-フェニル-1,3-ブタジエンからなる群から選択された1種以上を用いることができる。 Here, the type of conjugated diene monomer that becomes the conjugated diene unit is not particularly limited. For example, selected from the group consisting of 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene and 2-phenyl-1,3-butadiene. One or more types can be used.
また、前記芳香族ビニル単位となる芳香族ビニル単量体の種類については、特に限定はされない。例えば、スチレン、α-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-プロピルスチレン、1-ビニルナフタレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-(p-メチルフェニル)スチレン及び1-ビニル-5-ヘキシルナフタレンからなる群から選択された1種以上を用いることができる。 Furthermore, there are no particular limitations on the type of aromatic vinyl monomer that becomes the aromatic vinyl unit. For example, styrene, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p-methylphenyl)styrene and 1-vinyl-5- One or more types selected from the group consisting of hexylnaphthalene can be used.
さらに、前記変性共重合体の共重合体については、上述した共役ジエン系単量体及び芳香族ビニル単量体の組合せとすることができるが、それらの中でも、スチレンブタジエンゴムであることが好ましい。他の性能を低下させることなく、より確実に優れた低発熱性を実現でき、タイヤに適用した際のウェット性能についても優れるためである。 Furthermore, the copolymer of the modified copolymer can be a combination of the above-mentioned conjugated diene monomer and aromatic vinyl monomer, but among them, styrene-butadiene rubber is preferable. . This is because excellent low heat generation properties can be achieved more reliably without deteriorating other performances, and the wet performance when applied to tires is also excellent.
また、前記変性共重合体は、1.1~3.0の狭い分子量分布:Mw/Mn(多分散指数(PDI)ともいう)を有するものとすることができる。前記変性共重合体の分子量分布が3.0を超えるか、1.1未満の場合、ゴム組成物へ適用時に引張特性及び粘弾性が低下するおそれがある。前記変性共重合体の分子量分布の制御による、重合体の引張特性及び粘弾性改善の効果の顕著性を考慮すると、前記変性共重合体の分子量分布を、1.3~2.0とすることが好ましい。なお、前記変性共重合体は、前記変性剤を用いることによって、変性前の共重合体の分子量分布と類似する。 Further, the modified copolymer may have a narrow molecular weight distribution: Mw/Mn (also referred to as polydispersity index (PDI)) of 1.1 to 3.0. If the molecular weight distribution of the modified copolymer exceeds 3.0 or is less than 1.1, the tensile properties and viscoelasticity may deteriorate when applied to a rubber composition. Considering the remarkable effect of improving the tensile properties and viscoelasticity of the polymer by controlling the molecular weight distribution of the modified copolymer, the molecular weight distribution of the modified copolymer is preferably 1.3 to 2.0. In addition, by using the modifier, the modified copolymer has a molecular weight distribution similar to that of the copolymer before modification.
なお、前記変性共重合体の分子量分布は、重量平均分子量(Mw)対数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)から計算され得る。このとき、前記数平均分子量(Mn)は、n個の重合体分子の分子量を測定し、これら分子量の総合を求めてnで割って計算した個別の重合体分子量の共通平均(commonaverage)であり、前記重量平均分子量(Mw)は高分子組成物の分子量分布を表す。全体分子量の平均は、モル当たりグラム(g/mol)で表すことができる。
また、本発明において、前記重量平均分子量及び数平均分子量は、それぞれゲル透過型クロマトグラフィ(GPC)で分析されるポリスチレン換算分子量である 。
Note that the molecular weight distribution of the modified copolymer can be calculated from the ratio of weight average molecular weight (Mw) to log average molecular weight (Mn) (Mw/Mn). At this time, the number average molecular weight (Mn) is the common average of the individual polymer molecular weights calculated by measuring the molecular weights of n polymer molecules, finding the total of these molecular weights, and dividing by n. , the weight average molecular weight (Mw) represents the molecular weight distribution of the polymer composition. The average overall molecular weight can be expressed in grams per mole (g/mol).
Further, in the present invention, the weight average molecular weight and the number average molecular weight are polystyrene equivalent molecular weights analyzed by gel permeation chromatography (GPC).
また、前記変性共重合体は、上記した分子量分布の条件を満たしていると同時に、数平均分子量(Mn)が50,000g/mol~2,000,000g/molであり、より具体的には、200,000g/mol~800,000g/molとすることができる。前記変性共重合体は、重量平均分子量(Mw)が100,000g/mol~4,000,000g/molであり、より具体的には、300,000g/mol~1,500,000g/molとすることができる。 In addition, the modified copolymer satisfies the above molecular weight distribution conditions and has a number average molecular weight (Mn) of 50,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, more specifically, 200,000 g/mol. It can be from mol to 800,000g/mol. The weight average molecular weight (Mw) of the modified copolymer can be from 100,000 g/mol to 4,000,000 g/mol, more specifically from 300,000 g/mol to 1,500,000 g/mol.
前記変性共重合体の重量平均分子量(Mw)が100,000g/mol未満であるか、又は数平均分子量(Mn)が50,000g/mol未満の場合、ゴム組成物に適用する際の、引張特性の低下のおそれがある。また、重量平均分子量(Mw)が4,000,000g/molを超えているか、数平均分子量(Mn)が2,000,000g/molを超える場合には、変性共重合体の加工性の低下にゴム組成物の作業性が悪化し、混練が困難となり、ゴム組成物の物性を十分に向上させることは難しくなることがある。
より具体的には、本発明の一実施例に係る前記変性共重合体は、前記分子量分布とともに、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)の条件を同時に満たしている場合には、ゴム製の組成物に適用時のゴム組成物の粘弾性と加工性をバランスよく改善させることができる。
When the weight average molecular weight (Mw) of the modified copolymer is less than 100,000 g/mol or the number average molecular weight (Mn) is less than 50,000 g/mol, the tensile properties when applied to a rubber composition are There is a risk of deterioration. In addition, if the weight average molecular weight (Mw) exceeds 4,000,000 g/mol or the number average molecular weight (Mn) exceeds 2,000,000 g/mol, the processability of the modified copolymer may be reduced. The properties of the rubber composition may deteriorate, making kneading difficult and making it difficult to sufficiently improve the physical properties of the rubber composition.
More specifically, when the modified copolymer according to one embodiment of the present invention simultaneously satisfies the conditions of weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) in addition to the molecular weight distribution, When applied to a rubber composition, the viscoelasticity and processability of the rubber composition can be improved in a well-balanced manner.
また、本発明では、前記式(1)で表される化合物を含む変性剤を利用した前記変性共重合体の製造方法を提供できる。
前記変性共重合体の製造方法では、具体的には、1)炭化水素溶媒中で、有機アルカリ金属化合物の存在下、芳香族ビニル系単量体及び共役ジエン系単量体を重合して少なくとも一末端にアルカリ金属が結合された活性重合体を製造する段階、及び、2)前記活性重合体を前記化学式1で表される化合物を含む変性剤と反応させる段階を含むことができる。
Further, the present invention can provide a method for producing the modified copolymer using a modifier containing the compound represented by the formula (1).
Specifically, in the method for producing the modified copolymer, 1) an aromatic vinyl monomer and a conjugated diene monomer are polymerized in a hydrocarbon solvent in the presence of an organic alkali metal compound, and at least The method may include the steps of preparing an active polymer having an alkali metal bonded to one end thereof, and 2) reacting the active polymer with a modifier including a compound represented by Formula 1.
前記1)の段階は、少なくとも一末端にアルカリ金属が結合された活性重合体を製造するための段階であって、炭化水素溶媒中で、有機アルカリ金属化合物の存在下、芳香族ビニル系単量体及び共役ジエン系単量体を重合することによって行うことができる。 The above step 1) is a step for producing an active polymer having an alkali metal bonded to at least one terminal, in which an aromatic vinyl monomer is prepared in a hydrocarbon solvent in the presence of an organic alkali metal compound. This can be carried out by polymerizing a conjugated diene monomer and a conjugated diene monomer.
なお、前記炭化水素溶媒は、特に制限されるものではないが、例えば、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、イソオクタン、シクロヘキサン、トルエン、ベンゼン及びキシレンからなる群から選択された1種以上のものを用いることができる。 Note that the hydrocarbon solvent is not particularly limited, and for example, one or more selected from the group consisting of n-pentane, n-hexane, n-heptane, isooctane, cyclohexane, toluene, benzene, and xylene. can be used.
前記有機アルカリ金属化合物は、単量体の全体100gを基準に0.1mmol~1.0mmolで用いることができる。
前記有機アルカリ金属化合物は、特に制限されるものではないが、例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、n-ブチルリチウム、s-ブチルリチウム、t-ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、n-デシルリチウム、t-オクチルリチウム、フェニルリチウム、1-ナフチルリチウム、n-エイコシルリチウム、4-ブチルフェニルリチウム、4-トリルリチウム、シクロヘキシルリチウム、3,5-ジ-n-ヘプチルシクロヘキシルリチウム、4-シクロペンチルリチウム、ナフチルナトリウム、ナフチルカリウム、リチウムアルコキシド、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、リチウムスルフォネート、ナトリウムスルフォネート、カリウムスルフォネート、リチウムアミド、ナトリウムアミド、カリウムアミド及びリチウムイソプロピルアミドからなる群から選択された1種以上を用いることができる。
The organic alkali metal compound can be used in an amount of 0.1 mmol to 1.0 mmol based on 100 g of the total monomer.
The organic alkali metal compound is not particularly limited, but includes, for example, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n-decyllithium, t-octyllithium, phenyllithium, 1-naphthyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolyllithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyllithium, 4-cyclopentyllithium, 1 selected from the group consisting of naphthyl sodium, naphthyl potassium, lithium alkoxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, lithium sulfonate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, lithium amide, sodium amide, potassium amide and lithium isopropyl amide More than one species can be used.
前記1)の段階の重合は、必要に応じて極性添加剤をさらに添加して行うものであってもよく、前記極性添加剤は、前記単量体の全体100重量部に対して0.001重量部~1.0重量部で添加することができる。具体的には前記単量体の全体100重量部に対して0.005重量部~0.5重量部、より具体的には0.01重量部~0.3重量部で添加することができる。
前記極性添加剤としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジテトラヒドロフリルプロパン、ジエチルエーテル、シクロアマルエーテル、ジプロピルエーテル、エチレンジメチルエーテル、エチレンジメチルエーテル、ジエチルグリコール、ジメチルエーテル、3級ブトキシエトキシエタン、ビス(3-ジメチルアミノエチル)エーテル、(ジメチルアミノエチル)エチルエーテル、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン及びテトラメチルエチレンジアミンからなる群から選択された1種以上を用いることができる。
The polymerization in step 1) may be carried out by further adding a polar additive if necessary, and the polar additive is 0.001 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomers. It can be added in an amount of ~1.0 part by weight. Specifically, it can be added in an amount of 0.005 part by weight to 0.5 part by weight, more specifically 0.01 part by weight to 0.3 part by weight, based on 100 parts by weight of the total monomer.
Examples of the polar additives include tetrahydrofuran, ditetrahydrofurylpropane, diethyl ether, cycloamal ether, dipropyl ether, ethylene dimethyl ether, ethylene dimethyl ether, diethyl glycol, dimethyl ether, tertiary butoxyethoxyethane, bis(3-dimethylamino) One or more selected from the group consisting of (ethyl)ether, (dimethylaminoethyl)ethyl ether, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and tetramethylethylenediamine can be used.
なお、上述の製造方法では、 前記の極性添加剤を用いることによって共役ジエン系単量体及び芳香族ビニル系単量体を共重合させる場合、これらの反応速度の差を補うことによってランダム共重合体を容易に形成することができるように誘導することができる 。 In addition, in the above production method, when copolymerizing a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer by using the polar additive, random copolymerization is performed by compensating for the difference in reaction rate. can be induced so that coalescence can be easily formed.
また、前記1)の段階における重合は、断熱重合を介して行うか、等温重合を介して行うことができる。
ここで、前記断熱重合は、有機アルカリ金属化合物を投入した以後、任意に熱を加えることなく自己反応熱で重合させる段階を含む重合方法を示すものであり、前記等温重合は、前記有機アルカリ金属化合物を投入した以後、任意に熱を加えるか熱を奪って重合物の温度を一定に維持する重合方法を示すものである。
Further, the polymerization in step 1) can be performed through adiabatic polymerization or isothermal polymerization.
Here, the adiabatic polymerization refers to a polymerization method that includes a step of adding the organic alkali metal compound and then polymerizing it with the heat of self-reaction without optionally applying heat, and the isothermal polymerization refers to the step of polymerizing the organic alkali metal compound using the heat of self-reaction without applying any heat. This is a polymerization method in which the temperature of the polymer is maintained constant by adding heat or removing heat after the compound is added.
さらに、前記重合は、20℃~200℃の温度範囲で行うものであってもよく、具体的には0℃~150℃、より具体的には10℃~120℃の温度範囲で行うことができる。 Furthermore, the polymerization may be carried out at a temperature range of 20°C to 200°C, specifically 0°C to 150°C, more specifically 10°C to 120°C. can.
また、前記2)の段階は、変性共重合体を製造するために、前記活性重合体と前記式(1)で表される化合物を含む変性剤を反応させる変性反応段階である。 Further, step 2) is a modification reaction step in which the active polymer is reacted with a modifier containing the compound represented by the formula (1), in order to produce a modified copolymer.
このとき、前記式(1)で表される化合物を含む変性剤は、上述したものと同じであってもよい。前記式(1)で表される化合物は、有機アルカリ金属化合物1モルに対して、0.1~2.0モルになる割合で用いることができる。
さらに、前記2)の段階における反応は、重合体に官能基を導入させるための変性反応であって、前記各反応は、0℃~90℃の温度範囲で1分~5時間の間行うものであってもよい。
At this time, the modifier containing the compound represented by the formula (1) may be the same as described above. The compound represented by formula (1) can be used in a proportion of 0.1 to 2.0 mol per 1 mol of the organic alkali metal compound.
Furthermore, the reaction in step 2) above is a modification reaction for introducing a functional group into the polymer, and each of the above reactions is carried out at a temperature range of 0°C to 90°C for 1 minute to 5 hours. It may be.
なお、上述した製造方法は、前記2)の段階以後、必要に応じて溶媒及び未反応単量体回収及び乾燥のうちの1つ以上の段階をさらに含むこともできる。 The above-described manufacturing method may further include one or more steps of recovering the solvent and unreacted monomer and drying after the step 2), if necessary.
また、前記変性共重合体は、上述したように、式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性されるが、式(2)で表される化合物を含む変性剤によってさらに変性されることが好ましい。ゴム組成物中の充填剤の分散性をさらに向上できるため、低発熱性、及び、タイヤへ適用した際の操縦安定性をより高いレベルで両立でき、耐摩耗性や加工性をより向上させることもできる。 Further, as described above, the modified copolymer is modified with a modifier containing the compound represented by formula (1), but it is further modified with a modifier containing the compound represented by formula (2). It is preferable that Since the dispersibility of the filler in the rubber composition can be further improved, it is possible to achieve both low heat generation and a higher level of handling stability when applied to tires, and further improve wear resistance and processability. You can also do it.
また、上記式(2)で表される化合物では、R1~R3は、互いに独立に水素;炭素数1~10のアルキル基;炭素数2~10のアルケニル基;又は炭素数2~10のアルキニル基であり、R4は、単一結合;又は非置換の炭素数1~10のアルキレン基であり、R5は、炭素数1~10のアルキル基;炭素数2~10のアルケニル基;炭素数2~10のアルキニル基;又は下記化学式(2a)又は化学式(2b)で表される作用基であり、上記化学式(2a)において、R6は、非置換の炭素数1~10のアルキレン基であり、R7及びR8は、互いに独立に非置換の炭素数1~10のアルキレン基であり、R7は、炭素数1~10のアルキル基;炭素数5~20のシクロアルキル基;炭素数6~20のアリール基;又は炭素数3~20の複素環基であり、上記化学式(2b)において、R10は、非置換の炭素数1~10のアルキレン基であり、R11及びR12は、互いに独立に炭素数1~10のアルキル基;炭素数5~20のシクロアルキル基;炭素数6~20のアリール基;又は炭素数3~20の複素環基であってもよい。 In addition, in the compound represented by the above formula (2), R 1 to R 3 are independently hydrogen; an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; is an alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms; R 4 is a single bond; or an unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms; R 5 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms ; an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; or a functional group represented by the following chemical formula (2a) or (2b); In the above chemical formula (2a), R 6 is an unsubstituted group having 1 to 10 carbon atoms; is an alkylene group, R 7 and R 8 are each independently an unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms; R 7 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; cycloalkyl having 5 to 20 carbon atoms; group; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; in the above chemical formula (2b), R 10 is an unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms; 11 and R 12 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; Good too.
さらに、より具体的には、上記式(2)で表される化合物は、以下の式(2-1)~式(2-3)で表される化合物とすることができる。 Furthermore, more specifically, the compound represented by the above formula (2) can be a compound represented by the following formulas (2-1) to (2-3).
なお、前記共重合体を、上記式(2)で表される化合物を含む変性剤によって変性させる場合には、式(2)で表される化合物を含む変性剤を、変性開始剤として用いる。
具体的には、例えば、炭化水素溶媒中で、式(2)で表される化合物を含む変性剤の存在下にて、共役ジエン単量体及び芳香族ビニル単量体を重合させることで、式(2)で表される化合物由来の変性基を、前記共重合体に付与することができる。
When the copolymer is modified with a modifier containing the compound represented by formula (2) above, the modifier containing the compound represented by formula (2) is used as a modification initiator.
Specifically, for example, by polymerizing a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a modifier containing a compound represented by formula (2), A modifying group derived from the compound represented by formula (2) can be added to the copolymer.
ここで、前記共役ジエン単量体及び芳香族ビニル単量体の重合は、例えば、アニオン重合とすることができ、具体的な例として、アニオンによる成長重合反応により重合末端にアニオン活性部位を有するリビングアニオン重合であってもよい。
また、前記重合は、昇温重合、等温重合または定温重合(断熱重合)であってもよく、上記定温重合は、上記式(2)で表される化合物を含む変性剤を投入した以後、任意に熱を加えることなく自己反応熱で重合させる段階を含む重合方法を意味し、前記昇温重合は、変性開始剤を投入した以後、任意に熱を加えて温度を増加させる重合方法を意味し、前記等温重合は、上記変性開始剤を投入した以後、熱を加えて熱を増加させたり、熱を奪い取って重合物の温度を一定に維持する重合方法を意味する。
Here, the polymerization of the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer can be, for example, anionic polymerization, and as a specific example, an anion active site is formed at the polymerization end by a growth polymerization reaction using anions. Living anionic polymerization may also be used.
Further, the polymerization may be temperature-programmed polymerization, isothermal polymerization, or constant-temperature polymerization (adiabatic polymerization), and the constant-temperature polymerization may be performed optionally after adding a modifier containing the compound represented by formula (2) above. It refers to a polymerization method that includes a step of polymerizing with self-reaction heat without applying heat to the polymer, and the temperature-rising polymerization refers to a polymerization method in which the temperature is increased by optionally adding heat after adding a modification initiator. The isothermal polymerization refers to a polymerization method in which after the modification initiator is added, heat is applied to increase the heat or heat is removed to maintain a constant temperature of the polymer.
なお、前記ゴム成分(A)における前記変性共重合体の含有量は、特に限定はされないが、0.1~90質量%とすることができ、10~90質量%であることが好ましく、20~80質量%であることがより好ましい。前記変性共重合体の含有量が0.1重量%以上の場合、他の物性を良好に保ったまま低発熱性を向上でき、結果的に前記ゴム組成物を利用して製造された成形品、例えば、タイヤでの燃費特性、摩耗特性及び制動特性等の効果がより確実に得られる。 The content of the modified copolymer in the rubber component (A) is not particularly limited, but can be 0.1 to 90% by mass, preferably 10 to 90% by mass, and 20 to 80% by mass. It is more preferable that it is mass %. When the content of the modified copolymer is 0.1% by weight or more, low heat build-up can be improved while maintaining good other physical properties, and as a result, molded products manufactured using the rubber composition, such as , effects such as tire fuel efficiency, wear characteristics, and braking characteristics can be obtained more reliably.
(充填剤)
本発明の製造方法により製造されるゴム組成物は、無機充填剤(B)を含有する充填剤を含む。
ここで、前記無機充填剤(B)としては、例えば、シリカ及び下記一般式(XI) で表される無機化合物を用いることができる。
dM1・xSiOy・zH2O ・・・(XI)
ここで、一般式(XI)中、M1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、d、x、y及びzは、それぞれ1~5の整数、0~10の整数、2~5の整数、及び0~10の整数である。
なお、一般式(XI)において、x、zがともに0である場合には、該無機化合物はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも1つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
(filler)
The rubber composition produced by the production method of the present invention contains a filler containing an inorganic filler (B).
Here, as the inorganic filler (B), for example, silica and an inorganic compound represented by the following general formula (XI) can be used.
dM 1.xSiO y.zH 2 O...(XI)
Here, in the general formula (XI), M1 is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium, and zirconium, an oxide or hydroxide of these metals, and a hydrate thereof, or At least one selected from carbonates of these metals, and d, x, y and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10. .
In general formula (XI), when x and z are both 0, the inorganic compound is at least one metal, metal oxide, or metal hydroxide selected from aluminum, magnesium, titanium, calcium, and zirconium. becomes.
本発明においては、上述の無機充填剤(B)の内、低転がり性と耐摩耗性の両立の観点からシリカが好ましい。シリカとしては市販のあらゆるものが使用でき、なかでも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカを用いるのが特に好ましい。シリカのBET比表面積(ISO5794/1に準拠して測定する)は40~350m2/gであるのが好ましい。BET表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET表面積が80~350m2/gの範囲にあるシリカが更に好ましく、BET表面積が120~350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソーシリカ社製、商品名「ニプシルAQ」(BET比表面積=220m2/g)、「ニプシルKQ」、デグッサ社製商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積=175m2/g)等の市販品を用いることができる。 In the present invention, among the above-mentioned inorganic fillers (B), silica is preferred from the viewpoint of achieving both low rolling properties and wear resistance. Any commercially available silica can be used, and among these, wet silica, dry silica, and colloidal silica are preferably used, and wet silica is particularly preferred. The BET specific surface area (measured according to ISO 5794/1) of the silica is preferably 40 to 350 m 2 /g. Silica having a BET surface area within this range has the advantage of being able to achieve both rubber reinforcing properties and dispersibility into the rubber component. From this viewpoint, silica with a BET surface area in the range of 80 to 350 m 2 /g is more preferred, and silica with a BET surface area in the range of 120 to 350 m 2 /g is particularly preferred. Examples of such silica include Tosoh Silica Co., Ltd. under the trade name "Nipsil AQ" (BET specific surface area = 220 m 2 /g), "Nipsil KQ" and Degussa Corporation under the trade name "Ultrasil VN3" (BET specific surface area = 175 m 2 /g) and the like can be used.
前記一般式(XI)で表わされる無機化合物としては、γ-アルミナ、α-アルミナ等のアルミナ(Al2O3)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al2O3・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3]、炭酸アルミニウム[Al2(CO3)2]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n―1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al2O3)、クレー(Al2O3・2SiO2)、カオリン(Al2O3・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al2O3・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al2O3・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2・SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al2O3・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO3)2]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。また、前記一般式(XI)中のM1がアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。
一般式(XI)で表されるこれらの無機化合物は、単独で使用しても良いし、2種以上を混合して使用しても良い。これらの無機化合物の平均粒径は、混練作業性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能のバランスなどの観点から、0.01~10μmの範囲が好ましく、0.05~5μmの範囲がより好ましい。本発明における無機充填剤(B)は、シリカ単独で使用しても良いし、シリカと一般式
(III)で表される無機化合物の1種以上とを併用しても良い。
Examples of the inorganic compound represented by the general formula (XI) include alumina ( Al 2 O 3 ) such as γ-alumina and α-alumina, alumina monohydrate (Al 2 O 3 .H 2 O) such as boehmite and diaspore; Aluminum hydroxide [Al(OH) 3 ], aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 2 ], magnesium hydroxide [Mg(OH) 2 ], magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3 ), talc (3MgO・4SiO2・H2O ), attapulgite (5MgO・8SiO2・9H2O ), titanium white ( TiO2 ), titanium black ( TiO2n-1 ), calcium oxide (CaO), water Calcium oxide [Ca(OH) 2 ], magnesium aluminum oxide (MgO・Al 2 O 3 ), clay (Al 2 O 3・2SiO 2 ), kaolin (Al 2 O 3・2SiO 2・2H 2 O), pyrophyll Light ( Al2O3.4SiO2.H2O ) , bentonite ( Al2O3.4SiO2.2H2O ) , aluminum silicate ( Al2SiO5 , Al4.3SiO4.5H2O , etc. ) , magnesium silicate ( Mg2SiO4 , MgSiO3, etc. ), calcium silicate (Ca2.SiO4, etc.), aluminum calcium silicate ( Al2O3.CaO.2SiO2 , etc. ), magnesium calcium silicate (CaMgSiO2 , etc. ) 4 ), Calcium carbonate (CaCO 3 ), Zirconium oxide (ZrO2), Zirconium hydroxide [ZrO(OH) 2 ·nH 2 O], Zirconium carbonate [Zr(CO 3 ) 2 ], Charge correction like various zeolites Crystalline aluminosilicates containing hydrogen, alkali metals, or alkaline earth metals can be used. Further, it is preferable that M1 in the general formula (XI) is at least one selected from aluminum metal, aluminum oxides or hydroxides, hydrates thereof, or aluminum carbonates.
These inorganic compounds represented by the general formula (XI) may be used alone or in combination of two or more. The average particle size of these inorganic compounds is preferably in the range of 0.01 to 10 μm, more preferably in the range of 0.05 to 5 μm, from the viewpoint of the balance between kneading workability, abrasion resistance, and wet grip performance. As the inorganic filler (B) in the present invention, silica may be used alone, or silica and one or more types of inorganic compounds represented by general formula (III) may be used in combination.
また、前記充填剤は、所望により、上述の無機充填剤(B)に加えてカーボンブラックを含有しても良い。カーボンブラックを含有することにより、ゴム組成物の補強性を高め、より優れた耐摩耗性を得ることができる。このカーボンブラックとしては、特に制限はなく、例えば高、中又は低ストラクチャーのSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEF、GPF、SRFグレードのカーボンブラック、特にSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEFグレードのカーボンブラックを用いるのが好ましい。窒素吸着比表面積(N2SA、JISK6217-2:2001に準拠して測定する)が30~250m2/gであることが好ましい。このカーボンブラックは1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。なお、本発明において、カーボンブラックは無機充填剤(B)に含まれない。 Moreover, the filler may contain carbon black in addition to the above-mentioned inorganic filler (B), if desired. By containing carbon black, the reinforcing properties of the rubber composition can be enhanced and better wear resistance can be obtained. This carbon black is not particularly limited, and includes, for example, high, medium or low structure SAF, ISAF, IISAF, N339, HAF, FEF, GPF, SRF grade carbon black, especially SAF, ISAF, IISAF, N339, HAF, Preferably, FEF grade carbon black is used. The nitrogen adsorption specific surface area (N2SA, measured according to JIS K6217-2:2001) is preferably 30 to 250 m 2 /g. One type of carbon black may be used alone, or two or more types may be used in combination. Note that, in the present invention, carbon black is not included in the inorganic filler (B).
本発明の製造方法では、前記無機充填剤(B)は、ゴム成分(A)100質量部に対して、20~120質量部使用することが好ましい。20質量部以上であれば、ウエット性能を確保する観点から好ましく、120質量部以下であれば、低発熱性向上の観点から好ましい。更には、30~100質量部使用することがより好ましい。
また、前記充填剤は、ゴム成分(A)100質量部に対して、20~150質量部使用することが好ましい。20質量部以上であれば、ゴム組成物の補強性向上の観点から好ましく、150質量部以下であれば、低発熱性向上の観点から好ましい。
さらに、前記充填剤中、無機充填剤(B)が40質量%以上であることがウェット性能と低発熱性の両立の観点から好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
In the production method of the present invention, the inorganic filler (B) is preferably used in an amount of 20 to 120 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component (A). If it is 20 parts by mass or more, it is preferable from the viewpoint of ensuring wet performance, and if it is 120 parts by mass or less, it is preferable from the viewpoint of improving low heat generation property. Furthermore, it is more preferable to use 30 to 100 parts by mass.
Further, the filler is preferably used in an amount of 20 to 150 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component (A). If it is 20 parts by mass or more, it is preferable from the viewpoint of improving the reinforcing property of the rubber composition, and if it is 150 parts by mass or less, it is preferable from the viewpoint of improving low heat generation property.
Further, in the filler, the content of the inorganic filler (B) is preferably 40% by mass or more from the viewpoint of achieving both wet performance and low heat build-up, and more preferably 70% by mass or more.
(シランカップリング剤)
本発明の製造方法により製造されるゴム組成物は、シランカップリング剤(C)を含む。
ここで、前記シランカップリング剤(C)は、下記一般式(I)~(IV)で表わされる化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
本発明の製造方法により製造されるゴム組成物は、このようなシランカップリング剤(C)を用いることにより、ゴム加工時の作業性に更に優れると共に、より耐摩耗性の良好な空気入りタイヤ
を与えることができる。
(Silane coupling agent)
The rubber composition produced by the production method of the present invention contains a silane coupling agent (C).
Here, the silane coupling agent (C) is preferably at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (I) to (IV).
By using such a silane coupling agent (C), the rubber composition produced by the production method of the present invention has better workability during rubber processing, and can also be used in pneumatic tires with better wear resistance. can be given.
上記一般式(I)で表わされるシランカップリング剤(C)の具体例として、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-メチルジメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-メチルジメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-メチルジメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(3-モノエトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-モノエトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-モノエトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-モノメトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-モノメトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-モノメトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-モノエトキシジメチルシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-モノエトキシジメチルシリルエチル)トリスルフィド、ビス(2-モノエトキシジメチルシリルエチル)ジスルフィド等が挙げられる。 Specific examples of the silane coupling agent (C) represented by the above general formula (I) include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-methyl dimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(3-methyldimethoxysilylpropyl) Disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis(3-methyldimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (2-Triethoxysilylethyl)trisulfide, bis(3-monoethoxydimethylsilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-monoethoxydimethylsilylpropyl)trisulfide, bis(3-monoethoxydimethylsilylpropyl)disulfide, (3-monomethoxydimethylsilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-monomethoxydimethylsilylpropyl)trisulfide, bis(3-monomethoxydimethylsilylpropyl)disulfide, bis(2-monoethoxydimethylsilylethyl)tetrasulfide, Bis(2-monoethoxydimethylsilylethyl) trisulfide, bis(2-monoethoxydimethylsilylethyl) disulfide and the like can be mentioned.
上記一般式(II)において、R8、R9、R10及びR11は同一でも異なっていてもよく、好ましくは各々炭素数1~18の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、R5が炭素数1~18の一価の炭化水素基である場合は、直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。R12は直鎖、環状又は分枝のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。R9は例えば炭素数1~18のアルキレン基、炭素数2~18のアルケニレン基、炭素数5~18のシクロアルキレン基、炭素数6~18のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6~18のアリーレン基、炭素数7~18のアラルキレン基を挙げることができる。前記アルキレン基及びアルケニレン基は、直鎖状、枝分かれ状のいずれであってもよく、前記シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基及びアラルキレン基は、環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよい。このR7としては、炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基を好ましく挙げることができる。 In the above general formula (II), R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be the same or different, and each is preferably a linear, cyclic or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 18 carbon atoms. , an aryl group, and an aralkyl group. Further, when R5 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, it is a group selected from the group consisting of a linear, cyclic or branched alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group. It is preferable. R 12 is preferably a linear, cyclic or branched alkylene group, and particularly preferably a linear one. R 9 is, for example, an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 18 carbon atoms, a cycloalkylene group having 5 to 18 carbon atoms, a cycloalkylalkylene group having 6 to 18 carbon atoms, or an arylene group having 6 to 18 carbon atoms. and an aralkylene group having 7 to 18 carbon atoms. The alkylene group and alkenylene group may be linear or branched, and the cycloalkylene group, cycloalkylalkylene group, arylene group, and aralkylene group may have a substituent such as a lower alkyl group on the ring. may have. R 7 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably linear alkylene groups such as methylene, ethylene, trimethylene, tetramethylene, pentamethylene, and hexamethylene groups. can.
上記一般式(II)におけるR5、R8、R9、R10及びR11の炭素数1~18の一価の炭化水素基の具体例としては、メチル基,エチル基,n-プロピル基,イソプロピル基,n-ブチル基,イソブチル基,sec-ブチル基,tert-ブチル基,ペンチル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基,ドデシル基,シクロペンチル基,シクロヘキシル基,ビニル基,プロぺニル基,アリル基,ヘキセニル基,オクテニル基,シクロペンテニル基,シクロヘキセニル基,フェニル基,トリル基,キシリル基,ナフチル基,ベンジル基,フェネチル基,ナフチルメチル基等が挙げられる。
上記一般式(II)におけるR12の例としては、メチレン基,エチレン基,トリメチレン基,テトラメチレン基,ペンタメチレン基,ヘキサメチレン基,オクタメチレン基,デカメチレン基,ドデカメチレン基等が挙げられる。
Specific examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms as R 5 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 in the above general formula (II) include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. , isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, vinyl group, propenyl group , allyl group, hexenyl group, octenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and the like.
Examples of R 12 in the above general formula (II) include methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, decamethylene group, dodecamethylene group, and the like.
前記一般式(II)で表されるシランカップリング剤(C)の具体例としては、3-ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2-ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3-ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2-ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの内、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン(General Electric Silicones社製、商標:NXTシラン)が特に好ましい。 Specific examples of the silane coupling agent (C) represented by the general formula (II) include 3-hexanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, and 3-decanoylthiopropyltriethoxysilane. Ethoxysilane, 3-lauroylthiopropyltriethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltriethoxysilane, 2-octanoylthioethyltriethoxysilane, 2-decanoylthioethyltriethoxysilane, 2-lauroylthioethyltriethoxysilane , 3-hexanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-decanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-lauroylthiopropyltrimethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltrimethoxysilane, Examples include 2-octanoylthioethyltrimethoxysilane, 2-decanoylthioethyltrimethoxysilane, and 2-lauroylthioethyltrimethoxysilane. Among these, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane (manufactured by General Electric Silicones, trademark: NXT silane) is particularly preferred.
上記一般式(III)で表わされるシランカップリング剤(C)の具体例として、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S2-(CH2)6-S2-(CH2)3-
Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S2-(CH2)10-S2-(CH2)3-
Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S3-(CH2)6-S3-(CH2)3-
Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S4-(CH2)6-S4-(CH2)3-
Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2-(CH2)6-S
-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2.5-(CH2)6-
S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S3-(CH2)6-S
-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S4-(CH2)6-S
-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)10-S2-(CH2)10-
S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S4-(CH2)6-S4-(CH2)6-
S4-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S2-(CH2)6-S2-(CH2)6-
S2-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2-(CH2)6-S
2-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3等で表される化合物が好適に挙げられる。
As a specific example of the silane coupling agent (C) represented by the above general formula (III),
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S 2 -(CH 2 )6-S 2 -(CH 2 ) 3 -
Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S 2 -(CH 2 ) 10 -S 2 -(CH 2 ) 3 -
Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S 3 -(CH 2 ) 6 -S 3 -(CH 2 ) 3 -
Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S 4 -(CH 2 ) 6 -S 4 -(CH 2 ) 3 -
Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S-(CH 2 ) 6 -S 2 -(CH 2 ) 6 -S
-(CH 2 ) 3 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S-(CH 2 ) 6 -S 2.5 -(CH 2 ) 6 -
S-(CH 2 ) 3 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S-(CH 2 ) 6 -S 3 -(CH 2 ) 6 -S
-(CH 2 ) 3 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S-(CH 2 ) 6 -S 4- (CH 2 ) 6 -S
-(CH 2 ) 3 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S-(CH 2 ) 10 -S 2 -(CH 2 ) 10 -
S-(CH 2 ) 3 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S 4 -(CH 2 ) 6 -S 4- (CH 2 ) 6 -
S 4 -(CH 2 ) 3 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S 2 -(CH 2 ) 6 -S 2 -(CH 2 ) 6 -
S 2 -(CH 2 ) 3 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si-(CH 2 ) 3 -S-(CH 2 ) 6 -S 2 -(CH 2 ) 6 -S
Preferred examples include compounds represented by 2 -(CH 2 ) 6 -S-(CH 2 ) 3 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 and the like.
上記一般式(IV)で表わされるシランカップリング剤(C)の具体例として、化学式(V)、化学式(IV)及び化学式(VII)が挙げられる。
化学式(V) で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Low-VSilane」、が市販品として入手できる。
また、化学式(VI)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Ultra Low-VSilane」、が同様に市販品として入手することができる。
更に、化学式(VII)で表されるシランカップリング剤としては、、Momentive Performance Materials社製、商標、「NXT-Z」として挙げることができる。
上記一般式(II)、化学式(V)及び化学式(VI)で得られるシランカップリング剤は、保護されたメルカプト基を有するので、加硫工程以前の工程での加工中に初期加硫(スコーチ)の発生を防止することができるため、加工性が良好となる。
また、化学式(V)、(VI)及び(VII)で得られるシランカップリング剤はアルコキシシラン炭素数が多いため、揮発性化合物VOC(特にアルコール)の発生が少なく、作業環境上好ましい。また、化学式(VII)のシランカップリング剤はタイヤ性能として低発熱性を得ることから更に好ましい。
As the silane coupling agent represented by the chemical formula (V), "NXT Low-VSilane" manufactured by Momentive Performance Materials is available as a commercial product.
Further, as the silane coupling agent represented by the chemical formula (VI), the trademark "NXT Ultra Low-VSilane" manufactured by Momentive Performance Materials is also available as a commercial product.
Further, as the silane coupling agent represented by the chemical formula (VII), it can be mentioned as "NXT-Z", a trademark manufactured by Momentive Performance Materials.
The silane coupling agents obtained by the above general formula (II), chemical formula (V), and chemical formula (VI) have a protected mercapto group, so during initial vulcanization (scorch) during processing before the vulcanization step. ) can be prevented from occurring, resulting in improved workability.
Moreover, since the silane coupling agents obtained by chemical formulas (V), (VI), and (VII) have a large number of alkoxysilane carbon atoms, they generate less volatile compounds VOC (especially alcohol), which is preferable in terms of the working environment. Moreover, the silane coupling agent of chemical formula (VII) is more preferable because it provides low heat build-up as a tire performance.
さらに、前記シランカップリング剤(C)は、上記一般式(I)~(IV)で表わされる化合物の内、上記一般式(I)で表わされる化合物が特に好ましい。加硫促進剤(D)はゴム成分(A)と反応するポリスルフィド結合部位の活性化を起こし易いからである。
本発明においては、前記シランカップリング剤(C)は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
さらにまた、ゴム組成物における前記シランカップリング剤(C)の配合量は、質量比{シランカップリング剤(C)/無機充填剤(B)}が(1/100)~(20/100)であることが好ましい。(1/100)以上であれば、ゴム組成物の低発熱性向上の効果をより好適に発揮することとなり、(20/100)以下であれば、ゴム組成物のコストが低減し、経済性が向上するからである。更には質量比(3/100)~(20/100)であることがより好ましく、質量比(4/100)~(10/100)であることが特に好ましい。
Furthermore, the silane coupling agent (C) is particularly preferably a compound represented by the above general formula (I) among the compounds represented by the above general formulas (I) to (IV). This is because the vulcanization accelerator (D) tends to activate the polysulfide bonding site that reacts with the rubber component (A).
In the present invention, the silane coupling agent (C) may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, the amount of the silane coupling agent (C) in the rubber composition is such that the mass ratio {silane coupling agent (C)/inorganic filler (B)} is between (1/100) and (20/100). It is preferable that If it is (1/100) or more, the effect of improving the low heat generation property of the rubber composition will be more suitably exhibited, and if it is (20/100) or less, the cost of the rubber composition will be reduced and it will be economical. This is because it improves. Furthermore, the mass ratio is more preferably (3/100) to (20/100), and particularly preferably the mass ratio is (4/100) to (10/100).
(加硫促進剤)
本発明の製造方法により製造されるゴム組成物は、加硫促進剤(D)を含む。
前記加硫促進剤(D)としては、好ましく挙げられる、グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、チオウレア類及びキサントゲン酸塩類の加硫促進剤について詳述する。
(vulcanization accelerator)
The rubber composition produced by the production method of the present invention contains a vulcanization accelerator (D).
As the vulcanization accelerator (D), preferred vulcanization accelerators such as guanidines, sulfenamides, thiazoles, thiurams, dithiocarbamates, thioureas, and xanthates will be described in detail.
前記グアニジン類の加硫促進剤としては、1,3-ジフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1-o-トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ-o-トリルグアニジン塩、1,3-ジ-o-クメニルグアニジン、1,3-ジ-o-ビフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-クメニル-2-プロピオニルグアニジン等が挙げられ、1,3-ジフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-トリルグアニジン及び1-o-トリルビグアニドは反応性が高いので好ましい。 Examples of the vulcanization accelerator for guanidines include 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolylguanidine, 1-o-tolyl biguanide, di-o-tolylguanidine salt of dicatechol borate, 1, Examples include 3-di-o-cumenylguanidine, 1,3-di-o-biphenylguanidine, 1,3-di-o-cumenyl-2-propionylguanidine, and 1,3-diphenylguanidine, 1,3 -di-o-tolylguanidine and 1-o-tolyl biguanide are preferred because of their high reactivity.
前記スルフェンアミド類の加硫促進剤としては、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシジエチレン-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-メチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-エチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-プロピル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ペンチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ペンチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オクチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-2-エチルヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-デシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ドデシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ステアリル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジメチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジエチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジプロピル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジペンチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジペンチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジオクチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジ-2-エチルヘキシルベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-デシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジドデシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジステアリル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等が挙げられる。これらの内、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド及びN-tert-ブチル-2 - ベンゾチアゾリルスルフェンアミドは、反応性が高いので好ましい。 As the vulcanization accelerator for the sulfenamides, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-tert-butyl-2-benzo Thiazolylsulfenamide, N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide, N-methyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-ethyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-propyl- 2-Benzothiazolylsulfenamide, N-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-pentyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-hexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N- Pentyl-2-benzothiazolyl sulfenamide, N-octyl-2-benzothiazolyl sulfenamide, N-2-ethylhexyl-2-benzothiazolyl sulfenamide, N-decyl-2-benzothiazolyl sulfenamide Amide, N-dodecyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-stearyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-dimethyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-diethyl-2 -Benzothiazolylsulfenamide, N,N-dipropyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-dibutyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-dipentyl-2-benzothiazolylsulfenamide Phenamide, N,N-dihexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-dipentyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-dioctyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N, N-di-2-ethylhexylbenzothiazolylsulfenamide, N-decyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-didodecyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N,N-distearyl-2 -Benzothiazolylsulfenamide and the like. Among these, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide and N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide are preferred because of their high reactivity.
前記チアゾール類の加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、2-メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、2-メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、2-(N,N-ジエチルチオカルバモイルチオ)ベンゾチアゾール、2-(4’-モルホリノジチオ)ベンゾチアゾール、4-メチル-2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-(4-メチル-2-ベンゾチアゾリル)ジスルフィド、5-クロロ-2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾールナトリウム、2-メルカプト-6-ニトロベンゾチアゾール、2-メルカプト-ナフト[1,2-d]チアゾール、2-メルカプト-5-メトキシベンゾチアゾール、6-アミノ-2-メルカプトベンゾチアゾール等が挙げられる。これらの内、2-メルカプトベンゾチアゾール及びジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィドは、反応性が高く好ましい。 The vulcanization accelerators for the thiazoles include 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, zinc salt of 2-mercaptobenzothiazole, cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, and 2-(N , N-diethylthiocarbamoylthio)benzothiazole, 2-(4'-morpholinodithio)benzothiazole, 4-methyl-2-mercaptobenzothiazole, di-(4-methyl-2-benzothiazolyl) disulfide, 5-chloro- 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzothiazole sodium, 2-mercapto-6-nitrobenzothiazole, 2-mercapto-naphtho[1,2-d]thiazole, 2-mercapto-5-methoxybenzothiazole, 6-amino -2-mercaptobenzothiazole and the like. Among these, 2-mercaptobenzothiazole and di-2-benzothiazolyl disulfide are preferred because of their high reactivity.
前記チウラム類の加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラプロピルチウラムジスルフィド、テトライソプロピルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラペンチルチウラムジスルフィド、テトラヘキシルチウラムジスルフィド、テトラヘプチルチウラムジスルフィド、テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラノニルチウラムジスルフィド、テトラデシルチウラムジスルフィド、テトラドデシルチウラムジスルフィド、テトラステアリルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラキス( 2 - エチルヘキシル) チウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラエチルチウラムモノスルフィド、テトラプロピルチウラムモノスルフィド、テトライソプロピルチウラムモノスルフィド、テトラブチルチウラムモノスルフィド、テトラペンチルチウラムモノスルフィド、テトラヘキシルチウラムモノスルフィド、テトラヘプチルチウラムモノスルフィド、テトラオクチルチウラムモノスルフィド、テトラノニルチウラムモノスルフィド、テトラデシルチウラムモノスルフィド、テトラドデシルチウラムモノスルフィド、テトラステアリルチウラムモノスルフィド、テトラベンジルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられる。これらの内、テトラキス( 2 - エチルヘキシル) チウラムジスルフィド及びテトラベンジルチウラムジスルフィドは、反応性が高いので好ましい。 Examples of the thiuram vulcanization accelerator include tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrapropylthiuram disulfide, tetraisopropylthiuram disulfide, tetrabutylthiuram disulfide, tetrapentylthiuram disulfide, tetrahexylthiuram disulfide, tetraheptylthiuram disulfide, Tetra Okuchilchillamazulfide, Tetrannil Churamazulfide, Tetra Decyl Churamazulfide, Tetradodecyl Churamu Jisulfide, Tetras Tearyl Churchuramjisulfide, Tetravenzirchuramju Ramjisulfide, Tetrakis (2 -Ethilhexyl) Churamjisl Fid, Tetra Methylchiulam Monosulfide, Tetracular Churam Monosulfide, Tetrapropylthiuram monosulfide, tetraisopropylthiuram monosulfide, tetrabutylthiuram monosulfide, tetrapentylthiuram monosulfide, tetrahexylthiuram monosulfide, tetraheptylthiuram monosulfide, tetraoctylthiuram monosulfide, tetranonylthiuram monosulfide, tetradecyl Examples include thiuram monosulfide, tetradodecylthiuram monosulfide, tetrastearylthiuram monosulfide, tetrabenzylthiuram monosulfide, dipentamethylenethiuram tetrasulfide, and the like. Among these, tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide and tetrabenzylthiuram disulfide are preferred because of their high reactivity.
前記チオウレア類の加硫促進剤としては、N,N’-ジフェニルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、N,N’-ジエチルチオ尿素、N,N’-ジメチルチオ尿素、N,N’-ジブチルチオ尿素、エチレンチオ尿素、N,N’-ジイソプロピルチオ尿素、N,N’-ジシクロヘキシルチオ尿素、1,3-ジ(o-トリル)チオ尿素、1,3-ジ(p-トリル)チオ尿素、1,1-ジフェニル-2-チオ尿素、2,5-ジチオビ尿素、グアニルチオ尿素、1-(1-ナフチル)-2-チオ尿素、1-フェニル-2-チオ尿素、p-トリルチオ尿素、o-トリルチオ尿素等が挙げられる。これらの内、N,N’-ジエチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、N,N’-ジフェニルチオ尿素及びN,N’-ジメチルチオ尿素は、反応性が高いので好ましい。 Examples of the vulcanization accelerator for the thioureas include N,N'-diphenylthiourea, trimethylthiourea, N,N'-diethylthiourea, N,N'-dimethylthiourea, N,N'-dibutylthiourea, and ethylenethiourea. , N,N'-diisopropylthiourea, N,N'-dicyclohexylthiourea, 1,3-di(o-tolyl)thiourea, 1,3-di(p-tolyl)thiourea, 1,1-diphenyl -2-thiourea, 2,5-dithiobiurea, guanylthiourea, 1-(1-naphthyl)-2-thiourea, 1-phenyl-2-thiourea, p-tolylthiourea, o-tolylthiourea, etc. It will be done. Among these, N,N'-diethylthiourea, trimethylthiourea, N,N'-diphenylthiourea and N,N'-dimethylthiourea are preferred because of their high reactivity.
前記ジチオカルバミン酸塩類の加硫促進剤としては、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジイソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジペンチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジヘキシルジチオカルバミン酸亜鉛、ジヘプチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジオクチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジ(2-エチルヘキシル)ジチオカルバミン酸亜鉛、ジデシルジチオカルバミン酸亜鉛、ジドデシルジチオカルバミン酸亜鉛、N-ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛、N-エチル-N-フェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジプロピルジチオカルバミン酸銅、ジイソプロピルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸銅、ジペンチルジチオカルバミン酸銅、ジヘキシルジチオカルバミン酸銅、ジヘプチルジチオカルバミン酸銅、ジオクチルジチオカルバミン酸銅、ジ(2-エチルヘキシル)ジチオカルバミン酸銅、ジデシルジチオカルバミン酸銅、ジドデシルジチオカルバミン酸銅、N-ペンタメチレンジチオカルバミン酸銅、ジベンジルジチオカルバミン酸銅、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジプロピルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジイソプロピルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジペンチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジヘキシルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジヘプチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジオクチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジ(2-エチルヘキシル)ジチオカルバミン酸ナトリウム、ジデシルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジドデシルジチオカルバミン酸ナトリウム、N-ペンタメチレンジチオカルバミン酸ナトリウム、ジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸第二鉄、ジエチルジチオカルバミン酸第二鉄、ジプロピルジチオカルバミン酸第二鉄、ジイソプロピルジチオカルバミン酸第二鉄、ジブチルジチオカルバミン酸第二鉄、ジペンチルジチオカルバミン酸第二鉄、ジヘキシルジチオカルバミン酸第二鉄、ジヘプチルジチオカルバミン酸第二鉄、ジオクチルジチオカルバミン酸第二鉄、ジ(2-エチルヘキシル)ジチオカルバミン酸第二鉄、ジデシルジチオカルバミン酸第二鉄、ジドデシルジチオカルバミン酸第二鉄、N-ペンタメチレンジチオカルバミン酸第二鉄、ジベンジルジチオカルバミン酸第二鉄等が挙げられる。これらの内、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、N-エチル-N-フェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛及びジメチルジチオカルバミン酸銅は、反応性が高いため好ましい。 Examples of the vulcanization accelerator for the dithiocarbamates include zinc dimethyldithiocarbamate, zinc diethyldithiocarbamate, zinc dipropyldithiocarbamate, zinc diisopropyldithiocarbamate, zinc dibutyldithiocarbamate, zinc dipentyldithiocarbamate, zinc dihexyldithiocarbamate, and diheptyl. Zinc dithiocarbamate, zinc dioctyldithiocarbamate, zinc di(2-ethylhexyl)dithiocarbamate, zinc didecyldithiocarbamate, zinc didodecyldithiocarbamate, zinc N-pentamethylenedithiocarbamate, zinc N-ethyl-N-phenyldithiocarbamate, Zinc dibenzyldithiocarbamate, copper dimethyldithiocarbamate, copper diethyldithiocarbamate, copper dipropyldithiocarbamate, copper diisopropyldithiocarbamate, copper dibutyldithiocarbamate, copper dipentyldithiocarbamate, copper dihexyldithiocarbamate, copper diheptyldithiocarbamate, dioctyldithiocarbamine copper acid, copper di(2-ethylhexyl) dithiocarbamate, copper didecyl dithiocarbamate, copper didodecyl dithiocarbamate, copper N-pentamethylene dithiocarbamate, copper dibenzyldithiocarbamate, sodium dimethyldithiocarbamate, sodium diethyldithiocarbamate, Sodium propyldithiocarbamate, sodium diisopropyldithiocarbamate, sodium dibutyldithiocarbamate, sodium dipentyldithiocarbamate, sodium dihexyldithiocarbamate, sodium diheptyldithiocarbamate, sodium dioctyldithiocarbamate, sodium di(2-ethylhexyl)dithiocarbamate, didecyldithiocarbamic acid Sodium, sodium didodecyldithiocarbamate, sodium N-pentamethylenedithiocarbamate, sodium dibenzyldithiocarbamate, ferric dimethyldithiocarbamate, ferric diethyldithiocarbamate, ferric dipropyldithiocarbamate, ferric diisopropyldithiocarbamate , ferric dibutyldithiocarbamate, ferric dipentyldithiocarbamate, ferric dihexyldithiocarbamate, ferric diheptyldithiocarbamate, ferric dioctyldithiocarbamate, ferric di(2-ethylhexyl)dithiocarbamate, Examples include ferric decyldithiocarbamate, ferric didodecyldithiocarbamate, ferric N-pentamethylenedithiocarbamate, and ferric dibenzyldithiocarbamate. Among these, zinc dibenzyldithiocarbamate, zinc N-ethyl-N-phenyldithiocarbamate, zinc dimethyldithiocarbamate and copper dimethyldithiocarbamate are preferred because of their high reactivity.
前記キサントゲン酸塩類の加硫促進剤としては、メチルキサントゲン酸亜鉛、エチルキサントゲン酸亜鉛、プロピルキサントゲン酸亜鉛、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛、ブチルキサントゲン酸亜鉛、ペンチルキサントゲン酸亜鉛、ヘキシルキサントゲン酸亜鉛、ヘプチルキサントゲン酸亜鉛、オクチルキサントゲン酸亜鉛、2-エチルヘキシルキサントゲン酸亜鉛、デシルキサントゲン酸亜鉛、ドデシルキサントゲン酸亜鉛、メチルキサントゲン酸カリウム、エチルキサントゲン酸カリウム、プロピルキサントゲン酸カリウム、イソプロピルキサントゲン酸カリウム、ブチルキサントゲン酸カリウム、ペンチルキサントゲン酸カリウム、ヘキシルキサントゲン酸カリウム、ヘプチルキサントゲン酸カリウム、オクチルキサントゲン酸カリウム、2-エチルヘキシルキサントゲン酸カリウム、デシルキサントゲン酸カリウム、ドデシルキサントゲン酸カリウム、メチルキサントゲン酸ナトリウム、エチルキサントゲン酸ナトリウム、プロピルキサントゲン酸ナトリウム、イソプロピルキサントゲン酸ナトリウム、ブチルキサントゲン酸ナトリウム、ペンチルキサントゲン酸ナトリウム、ヘキシルキサントゲン酸ナトリウム、ヘプチルキサントゲン酸ナトリウム、オクチルキサントゲン酸ナトリウム、2-エチルヘキシルキサントゲン酸ナトリウム、デシルキサントゲン酸ナトリウム、ドデシルキサントゲン酸ナトリウム等が挙げられる。これらの内、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛は、反応性が高いので好ましい。 Examples of the vulcanization accelerator for the xanthate salts include zinc methylxanthate, zinc ethylxanthate, zinc propylxanthate, zinc isopropylxanthate, zinc butylxanthate, zinc pentylxanthate, zinc hexylxanthate, and zinc heptylxanthate. Zinc, zinc octylxanthate, zinc 2-ethylhexylxanthate, zinc decylxanthate, zinc dodecylxanthate, potassium methylxanthate, potassium ethylxanthate, potassium propylxanthate, potassium isopropylxanthate, potassium butylxanthate, pentyl Potassium xanthate, potassium hexylxanthate, potassium heptylxanthate, potassium octylxanthate, potassium 2-ethylhexylxanthate, potassium decylxanthate, potassium dodecylxanthate, sodium methylxanthate, sodium ethylxanthate, sodium propylxanthate , sodium isopropylxanthate, sodium butylxanthate, sodium pentylxanthate, sodium hexylxanthate, sodium heptylxanthate, sodium octylxanthate, sodium 2-ethylhexylxanthate, sodium decylxanthate, sodium dodecylxanthate, etc. It will be done. Among these, zinc isopropylxanthate is preferred because of its high reactivity.
そして、本発明の製造方法では、上述した各種の加硫促進剤の中でも、少なくとも1種のグアニジン類の加硫促進剤、又は、少なくとも1種のチオウレア類の加硫促進剤を用いることが好ましく、少なくとも1種のグアニジン類の加硫促進剤を用いることがより好ましい。
前記ゴム成分(A)中の前記変性共重合体は、両末端変性となる場合には、配合粘度が増加する傾向にあるが、前記グアニジン類の加硫促進剤を用いることで、配合粘度の増加を抑制でき、より優れた加工性が得られるためである。
In the production method of the present invention, it is preferable to use at least one guanidine vulcanization accelerator or at least one thiourea vulcanization accelerator among the various vulcanization accelerators mentioned above. It is more preferable to use at least one type of guanidine vulcanization accelerator.
When the modified copolymer in the rubber component (A) is modified at both ends, the blended viscosity tends to increase, but by using the guanidine vulcanization accelerator, the blended viscosity can be increased. This is because the increase can be suppressed and better workability can be obtained.
なお、本発明の製造方法では、前記混練の第一段階におけるゴム組成物中の加硫促進剤(D)の分子数(モル数)がシランカップリング剤(C)の分子数(モル数)の0.1~1.0倍であることが好ましい。0.1倍以上であればシランカップリング剤(C)の活性化が十分に起こり、1.0倍以下であれば加硫速度に大きな影響は与えないからである。更に好ましくは、加硫促進剤(D)の分子数(モル数)はシランカップリング剤(C)の分子数(モル数)の0.2~0.6倍である。
なお、加硫促進剤(D)は、硫黄加硫の促進剤としても用いられるので、混練の最終段階においても所望により適量を配合してもよい。混練の最終段階で加硫促進剤を配合する際には、上述の加硫促進剤(D)に限定されず、公知の加硫促進剤を配合することもできる。
In addition, in the manufacturing method of the present invention, the number of molecules (number of moles) of the vulcanization accelerator (D) in the rubber composition in the first stage of kneading is the number of molecules (number of moles) of the silane coupling agent (C). It is preferably 0.1 to 1.0 times that of This is because if it is 0.1 times or more, activation of the silane coupling agent (C) will occur sufficiently, and if it is 1.0 times or less, the vulcanization rate will not be greatly affected. More preferably, the number of molecules (number of moles) of the vulcanization accelerator (D) is 0.2 to 0.6 times the number of molecules (number of moles) of the silane coupling agent (C).
In addition, since the vulcanization accelerator (D) is also used as an accelerator for sulfur vulcanization, it may be added in an appropriate amount even in the final stage of kneading, if desired. When blending a vulcanization accelerator in the final stage of kneading, it is not limited to the above-mentioned vulcanization accelerator (D), and any known vulcanization accelerator can also be blended.
(有機酸化合物)
本発明の製造方法においては、混練りの第一段階におけるゴム組成物中の有機酸化合物の分子数(モル数)が加硫促進剤(D)の分子数(モル数)の1.5倍以下であることが好ましい。加硫促進剤(D)配合によるカップリング機能の活性向上効果が低減するのを好適に抑制するためである。
(Organic acid compound)
In the production method of the present invention, the number of molecules (number of moles) of the organic acid compound in the rubber composition in the first stage of kneading is 1.5 times the number of molecules (number of moles) of the vulcanization accelerator (D). It is preferable that it is below. This is to suitably suppress the reduction in the effect of improving the activity of the coupling function due to the addition of the vulcanization accelerator (D).
前記有機酸化合物としては、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、カプリン酸、ペラルゴン酸、カプリル酸、エナント酸、カプロン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、ネルボン酸等の飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸並びにロジン酸や変性ロジン酸等の樹脂酸などの有機酸、前記飽和脂肪酸及び前記不飽和脂肪酸並びに樹脂酸のエステルなどが挙げられる。
なお、本発明においては、加硫促進助剤としての機能を十分に発揮することもできることから、混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる有機酸化合物中の50モル%以上がステアリン酸であることが好ましい。
また、前記ゴム成分(A)が乳化重合スチレン-ブタジエン共重合体及び天然ゴムから選ばれる少なくとも1種を含む場合は、混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる有機酸化合物中の50モル%以上が、該乳化重合スチレン-ブタジエン共重合体及び該天然ゴムから選ばれる少なくとも1種に含まれる、ロジン酸及び脂肪酸から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。乳化重合スチレン-ブタジエン共重合体に含まれるロジン酸(変性ロジン酸も包含される。)及び脂肪酸は、乳化重合スチレン-ブタジエン共重合体を重合するのに必要な乳化剤に由来するものである。また、天然ゴムは、通常、脂肪酸を少量含んでいる。
The organic acid compounds include stearic acid, palmitic acid, myristic acid, lauric acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, capric acid, pelargonic acid, caprylic acid, enanthic acid, caproic acid, oleic acid, vaccenic acid, and linoleic acid. Examples include organic acids such as acids, saturated fatty acids and unsaturated fatty acids such as linolenic acid and nervonic acid, resin acids such as rosin acid and modified rosin acid, and esters of the above-mentioned saturated fatty acids, the above-mentioned unsaturated fatty acids, and resin acids.
In addition, in the present invention, stearic acid accounts for 50 mol% or more of the organic acid compound contained in the rubber composition in the first stage of kneading, since it can also fully exhibit its function as a vulcanization accelerator. It is preferable that there be.
In addition, when the rubber component (A) contains at least one selected from emulsion polymerized styrene-butadiene copolymer and natural rubber, 50 mol of the organic acid compound contained in the rubber composition in the first stage of kneading. % or more is preferably at least one compound selected from rosin acid and fatty acid contained in at least one selected from the emulsion polymerized styrene-butadiene copolymer and the natural rubber. The rosin acid (including modified rosin acid) and fatty acid contained in the emulsion polymerized styrene-butadiene copolymer are derived from the emulsifier necessary for polymerizing the emulsion polymerized styrene-butadiene copolymer. Natural rubber also usually contains small amounts of fatty acids.
(その他の配合成分)
なお、本発明の製造方法により製造されるゴム組成物は、上述したゴム成分(A)、無機充填剤(B)を含有する充填剤、シランカップリング剤(C)、加硫促進剤(D)等に加えて、ゴム工業界で通常使用される配合成分、例えば、老化防止剤、軟化剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して、通常の配合量の範囲内で配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。
(Other ingredients)
The rubber composition produced by the production method of the present invention contains the above-mentioned rubber component (A), a filler containing an inorganic filler (B), a silane coupling agent (C), and a vulcanization accelerator (D). ), etc., compounding components commonly used in the rubber industry, such as anti-aging agents, softeners, etc., are appropriately selected within the range that does not impair the purpose of the present invention, and within the range of normal compounding amounts. It can be blended with Commercially available products can be suitably used as these compounding agents.
前記老化防止剤としては、公知のものを用いることができ、特に制限されない。例えば、フェノール系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤、アミン系老化防止剤等を挙げることができる。これら老化防止剤は、1種又は2種以上を併用することができる。 As the anti-aging agent, any known anti-aging agent can be used and is not particularly limited. For example, phenol-based anti-aging agents, imidazole-based anti-aging agents, amine-based anti-aging agents, etc. can be mentioned. These anti-aging agents can be used alone or in combination of two or more.
また、本発明の製造方法によって製造されるゴム組成物は、優れた低ロス性及び耐摩耗性を実現する観点から、軟化剤をさらに含むことが好ましい。前記軟化剤としては、例えば、ナフテン系ベースオイル、パラフィン系ベースオイル、アロマ系ベースオイル等が挙げられる。ここで、前記潤滑剤の含有量は、前記ゴム成分100質量部に対し、2~30質量部配合することが好ましい。前記潤滑剤の含有量がゴム成分100質量部に対して30質量部を超える場合、潤滑剤がゴム製品の表面に滲み出るおそれや、耐摩耗性が低下したりするおそれがある。また、変性したゴム成分中のテトラジン部位と相互作用し、遮蔽してしまうため反応性が落ち、低ロス性能や耐摩耗性が低下するおそれもある。
さらに、上述した潤滑剤の中でも、ナフテン系ベースオイル又はパラフィン系ベースオイルを用いることが好ましく、ナフテン系ベースオイルを用いることが最も好ましい。アロマオイルは、芳香族成分が多いため、芳香族化合物である当該薬品との親和性が高く、ポリマーとの反応をより阻害するため好ましくないためである。一方で、ナフテン系ベースオイルやパラフィン系ベースオイルは、ポリマー中に拡散し反応することを助ける効果があり、流動点が低いオイルの方がよくポリマー中に拡散するためである。
なお、前記ナフテン系ベースオイル、前記パラフィン系ベースオイル、前記アロマ系ベースオイルという分類については、CA値、CP値、CN値により決定される。例えば、前記ナフテン系ベースオイル前記分類されるのは、TDAE、SRAE、RAE、Black Oil等である。また、前記パラフィン系ベースオイルとして分類されるのは、スピンドルオイルヤパラフィンオイルである。
さらにまた、前記ナフテン系ベースオイルと前記ナフテン系アスファルトを混合した、A/O Mix(三共油化工業株式会社)等の混合油でもより好ましい効果が得られる。
これらの潤滑油を配合するタイミングについては、特に限定されず、例えば、前記ゴム成分の製造の段階で 油展させてもよいし、ゴム組成物を混錬する際に、添加させてもよい。
Furthermore, the rubber composition produced by the production method of the present invention preferably further contains a softener from the viewpoint of achieving excellent low loss properties and abrasion resistance. Examples of the softening agent include naphthenic base oils, paraffinic base oils, aromatic base oils, and the like. Here, the content of the lubricant is preferably 2 to 30 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component. If the content of the lubricant exceeds 30 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component, there is a risk that the lubricant will ooze out onto the surface of the rubber product or that the wear resistance may decrease. In addition, since it interacts with and shields the tetrazine moiety in the modified rubber component, the reactivity decreases, and there is also a risk that low-loss performance and abrasion resistance decrease.
Furthermore, among the above-mentioned lubricants, it is preferable to use a naphthenic base oil or a paraffinic base oil, and it is most preferable to use a naphthenic base oil. This is because aroma oil has a high affinity with the drug, which is an aromatic compound, because it has a large amount of aromatic components, and this is undesirable because it further inhibits the reaction with the polymer. On the other hand, naphthenic base oils and paraffinic base oils have the effect of helping to diffuse into polymers and react, and this is because oils with lower pour points diffuse better into polymers.
The classification of the naphthenic base oil, the paraffinic base oil, and the aromatic base oil is determined by the CA value, CP value, and CN value. For example, the naphthenic base oils are classified as TDAE, SRAE, RAE, Black Oil, and the like. Further, spindle oil and paraffin oil are classified as the paraffin base oil.
Furthermore, more preferable effects can be obtained with a mixed oil such as A/O Mix (Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd.), which is a mixture of the naphthenic base oil and the naphthenic asphalt.
The timing of blending these lubricating oils is not particularly limited, and for example, the oil may be extended during the production of the rubber component, or may be added when kneading the rubber composition.
また、本発明のゴム組成物の製造方法においては、通常、ゴム組成物に配合される亜鉛華等の加硫活性剤、老化防止剤等の各種配合剤は、必要に応じ、混練の第一段階又は最終段階、あるいは第一段階と最終段階の中間段階において混練りされる。
本発明の製造方法における混練装置として、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー、ニーダー、二軸押出機等が用いられる。
In addition, in the method for producing the rubber composition of the present invention, various compounding agents such as a vulcanization activator such as zinc white and an anti-aging agent, which are usually blended into the rubber composition, are added to the rubber composition as needed in the first stage of kneading. It is kneaded in the stage or the final stage, or in an intermediate stage between the first stage and the final stage.
As a kneading device in the production method of the present invention, a Banbury mixer, a roll, an intensive mixer, a kneader, a twin-screw extruder, etc. are used.
<ゴム組成物>
本発明のゴム組成物は、上述した本発明のゴム組成物の製造方法によって得られることを特徴とする。
本発明による製造方法によって得られたゴム組成物は、充填剤の分散性が高く、低ロス性に優れる。
<Rubber composition>
The rubber composition of the present invention is characterized in that it is obtained by the method for manufacturing the rubber composition of the present invention described above.
The rubber composition obtained by the production method of the present invention has high filler dispersibility and excellent low loss properties.
<タイヤ>
本発明のタイヤは、上述した本発明のゴム組成物を用いたことを特徴とする。本発明のゴム組成物をタイヤ材料として含むことで、転がり抵抗の低減が可能となる。
なお、本発明のタイヤは、上述した本発明のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いること以外、特に制限は無く、常法に従って製造することができる。なお、該タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
<Tires>
The tire of the present invention is characterized by using the rubber composition of the present invention described above. By including the rubber composition of the present invention as a tire material, it is possible to reduce rolling resistance.
The tire of the present invention is not particularly limited other than using the rubber composition of the present invention described above for any of the tire members, and can be manufactured according to a conventional method. Note that as the gas to be filled in the tire, in addition to normal air or air with adjusted oxygen partial pressure, inert gas such as nitrogen, argon, helium, etc. can be used.
また、本発明のタイヤでは、上述した本発明のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いるが、タイヤ部材の中でも、トレッドゴム、サイドウォールゴム、コード若しくは繊維被覆ゴム、ビードフィラー又はガムチェーファーに用いられることが好ましい。これらの部材に適用すれば、本発明のゴム組成物による優れた低ロス性の効果、ひいては転がり抵抗低減効果による利益を十分に享受できるからである。 Further, in the tire of the present invention, the rubber composition of the present invention described above is used in any of the tire members, and among the tire members, tread rubber, sidewall rubber, cord or fiber coated rubber, bead filler, or gum chafer is used. It is preferably used for. This is because, if applied to these members, the rubber composition of the present invention can fully enjoy the excellent low loss effect and further benefit from the rolling resistance reducing effect.
なお、本発明のタイヤの種類については、特に限定はされないが、耐摩耗性の向上及び転がり抵抗の低減の両立をより効果的に発揮できる点からは、乗用車用タイヤ、スタッドレスタイヤ、ランフラットタイヤ又はトラック・バス用タイヤであることが好ましい。 The type of tire of the present invention is not particularly limited, but passenger car tires, studless tires, and run-flat tires are preferred from the standpoint of being able to more effectively achieve both improved wear resistance and reduced rolling resistance. Alternatively, it is preferably a tire for a truck or bus.
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to the Examples below.
(サンプル1~12)
表1に示す配合処方及び混練方法により、ゴム組成物のサンプルを作製した。第1混練段階における混合物の最高温度については表1に示す。ゴム組成物のサンプル作製では、第1混練段階の後に第2混練段階を行う。なお、混練りについては、バンバリミキサーを用いて実施する。
(Samples 1 to 12)
Rubber composition samples were prepared using the formulation and kneading method shown in Table 1. Table 1 shows the maximum temperature of the mixture in the first kneading stage. In preparing a sample of the rubber composition, a second kneading step is performed after the first kneading step. Note that kneading is carried out using a Banbury mixer.
<性能評価>
(1)配合粘度
各サンプルのゴム組成物について、RPA2000(アルファテクノロジーズ社製)を用い、温度130℃で1分余熱した後、周波数1Hz、歪み100%の条件で、0.1分後の配合粘度を測定する。値が小さいほど加工性に優れる。
各実施例及び各比較例の測定結果を、表1に示す。測定値は、小さいほどシリカの分散性が高く、良好な結果であることを示す。
<Performance evaluation>
(1) Compound viscosity For the rubber composition of each sample, after preheating for 1 minute at 130°C using RPA2000 (manufactured by Alpha Technologies), the compound viscosity after 0.1 minutes was measured at a frequency of 1 Hz and a strain of 100%. Measure. The smaller the value, the better the workability.
Table 1 shows the measurement results of each Example and each Comparative Example. The smaller the measured value, the higher the dispersibility of silica, indicating better results.
(2)低ロス性
各サンプルのゴム組成物を、160℃で15分間加硫して加硫ゴムを得る。得られた加硫ゴムに対し、ARES-G2(TA Instruments社製)を用い、温度30℃、歪5%、周波数15Hzで、損失正接(tanδ)を測定する。
各実施例及び各比較例の測定結果は、比較例1の測定結果を100とした相対評価となる指数にして、表1に示す。指数値は、大きい程、低発熱性であることを示す。
(2) Low loss properties The rubber composition of each sample is vulcanized at 160°C for 15 minutes to obtain vulcanized rubber. The loss tangent (tan δ) of the obtained vulcanized rubber is measured using ARES-G2 (manufactured by TA Instruments) at a temperature of 30°C, a strain of 5%, and a frequency of 15Hz.
The measurement results of each Example and each Comparative Example are shown in Table 1 as an index that is a relative evaluation with the measurement result of Comparative Example 1 set as 100. The larger the index value, the lower the heat generation.
*1 以下の条件で、SBR-1を作製する。
乾燥し、窒素置換した800ミリリットルの耐圧ガラス容器に、1,3-ブタジエンのシクロヘキサン溶液、及びスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3-ブタジエン67.5g及びスチレン7.5gになるように加え、2,2-ジテトラヒドロフリルプロパン0.6ミリモルを加え、0.8ミリモルのn-ブチルリチウムを加えた後、50℃で1.5時間重合を行う。この際の重合転化率がほぼ100%となった重合反応系に対し、〔N,N-ビス(トリメチルシリル)-(3-アミノ-1-プロピル)〕(メチル)(ジエトキシ)シランを0.72ミリモル添加し、50℃で30分間変性反応を行う。その後、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(BHT)のイソプロパノール5質量%溶液2ミリリットルを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して変性SBR-1を得る。
また、得られる変性SBR-1のミクロ構造を測定した結果、結合スチレン含有量が10質量%、ブタジエン部分のビニル含有量が40%、ゲル浸透クロマトグラフィーにより得られたポリスチレン換算ピーク分子量が200,000である。
*2 以下の条件で、SBR-2を作製する。
(変性剤の製造例)
真空乾燥させた4Lステンレススチール圧力容器を2つ用意する。最初の圧力容器にシクロヘキサン944g、下記化学式(2-1)で表される化合物161g及びテトラメチルエチレンジアミン86gを投入し、第1反応溶液を製造する。これと同時に、2番目の圧力容器に液状の20重量%n-ブチルリチウム318g及びシクロヘキサン874gを投入し、第2反応溶液を製造する。この時、下記の化学式(2-1)で表される化合物、n-ブチルリチウム及びテトラメチルエチレンジアミンのモル比は1:1:1である。各圧力容器の圧力は7barに維持させた状態で、質量流量計を用いて連続式反応器内に、第1連続式チャネルに第1反応溶液を1.0g/minの注入速度で、第2連続式チャネルに第2反応溶液を1.0g/minの注入速度でそれぞれ注入する。この時、連続式反応器の温度は-10℃を維持し、内部圧力はバックプレッシャレギュレータ(backpressure regulator)を用いて3barを維持し、反応器内の滞留時間は10分以内になるように調節する。反応を終了して変性開始剤を得る。
3基の反応器が直列に連結された連続反応器のうち第1基反応器に、n-ヘキサンにスチレンが60重量%で溶解したスチレン溶液を0.84kg/h、n-ヘキサンに1,3-ブタジエンが60重量%で溶解した1,3-ブタジエン溶液を15.10kg/h、n-ヘキサン47.66kg/h、n-ヘキサンに1,2-ブタジエンが2.0重量%で溶解した1,2-ブタジエン溶液を10g/h、極性添加剤としてn-ヘキサンに2,2-(ジ-2(テトラヒドロフリル)プロパンが10重量%で溶解した溶液を10.0g/h、上記製造例で製造された変性開始剤(2-1)を292.5.0g/hの速度で注入する。この時、第1基反応器の温度は50℃となるように維持し、重合転換率が43%となった時、移送配管を通じて、第1反応器から第2反応器に重合物を移送する。
引き続き、第2反応器にn-ヘキサンに1,3-ブタジエンが60重量%で溶解した1,3-ブタジエン溶液を0.68kg/hの速度で注入する。この時、第2基反応器の温度は65℃となるように維持し、重合転換率が95%以上となった時、移送配管を通じて、第2反応器から第3反応器に重合物を移送する。
上記第2反応器から第3反応器に重合物を移送し、変性剤として下記式(1a)が溶解した溶液を第3反応器に投入する(変性剤:act. Li=1:1mol)。第3反応器の温度は65℃となるように維持する。
なお、得られる変性SBR-2のミクロ構造を測定した結果、スチレン含有量が5質量%、ブタジエン部分のビニル含有量が37%である。
*3 以下の条件で、SBR-3を作製する。
窒素置換された内容積5リットルのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン2.750g、テトラヒドロフラン2.00g、スチレン160g、1,3-ブタジエン165g、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム(DBS-K)34.9mg(0.10mmol)を仕込む。反応器内容物の温度を40℃に調整した後、n-ブチルリチウム215mg(3.36mmol)を添加して重合を開始する。重合温度が55℃になった時点で、1,3-ブタジエン165gを20分間で追加添加する。重合転化率が99%に達した時点で、ブタジエン10gを追加し、更に5分重合させた後1-トリメチルシリル-2-エトキシメチル-1-アザ-2-シラ-シクロペンタン545mg(2.9mmol)を加えて15分間反応を行う。反応後の重合体溶液に2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを添加した後、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、熱ロールによりゴムを乾燥し、変性SBR-3を得る。
なお、得られる変性SBR-3のミクロ構造を測定した結果、スチレン含有量が35質量%、ブタジエン部分のビニル含有量が27%である。
*4 以下の条件で、SBR-4を作製する。
3基の反応器が直列に連結された連続反応器のうち第1基反応器に、n-ヘキサンにスチレンが60重量%で溶解したスチレン溶液を6.58kg/h、n-ヘキサンに1,3-ブタジエンが60重量%で溶解した1,3-ブタジエン溶液を15.10kg/h、n-ヘキサン49.11kg/h、n-ヘキサンに1,2-ブタジエンが2.0重量%で溶解した1,2-ブタジエン溶液を40g/h、極性添加剤としてn-ヘキサンに2,2-(ジ-2(テトラヒドロフリル)プロパンが10重量%で溶解した溶液を51.0g/h、n-ヘキサンにn-ブチルリチウムが10質量%で溶解したn-ブチルリチウム溶液を59.0g/hの速度で注入する。この時、第1基反応器の温度は50℃になるように維持する。
次いで、第2反応器にn-ヘキサンに1,3-ブタジエンが60質量%で溶解した1,3-ブタジエン溶液を0.95kg/hの速度で注入する。この時、第2基反応器の温度は65℃になるように維持する。
前記第2反応器から第3反応器に重合物を移送し、変性剤として下記式(1a)が溶解した溶液を第3反応器に投入する(変性剤:act. Li=1:1mol)。この時、第3反応器の温度は65℃になるように維持する。
その後、第3反応器から排出された重合溶液に酸化防止剤として30質量%で溶解したIR1520(BASF社)溶液を167g/hの速度で注入して攪拌する。その結果、得られる重合物をスチームで加熱された温水に入れて攪拌して溶媒を除去することで、片末端が変性された変性SBR-4を得る。
また、得られる変性SBR-4のミクロ構造を測定した結果、スチレン含有量が37質量%、ブタジエン部分のビニル含有量が40%である。
*5 東ソー・シリカ株式会社製 「ニップシールAQ」、 BET表面積205m2/g
*6 信越化学工業株式会社社製 「ABC-856」、ビス-トリエトキシシリルプロピル-ポリサルファイド
*8 1,3-ジフェニルグアニジン、大内新興化学工業社製 「ノクセラー D」
*9 N、N’-ジエチルチオウレア、ランクセス社製 レノグラン DETU-80
*10 N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製 「ノクラック6C」
*11 ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、大内新興化学工業株式会社製 「ノクセラー DM-P」
*12 N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業株式会社製 「ノクセラー NS-P」
*1 SBR-1 is produced under the following conditions.
A cyclohexane solution of 1,3-butadiene and a cyclohexane solution of styrene were added to a 800 ml pressure-resistant glass container that had been dried and purged with nitrogen so that the total amount was 67.5 g of 1,3-butadiene and 7.5 g of styrene. - After adding 0.6 mmol of ditetrahydrofurylpropane and 0.8 mmol of n-butyllithium, polymerization is carried out at 50° C. for 1.5 hours. At this time, 0.72 mmol of [N,N-bis(trimethylsilyl)-(3-amino-1-propyl)](methyl)(diethoxy)silane was added to the polymerization reaction system where the polymerization conversion rate was almost 100%. Then, perform the denaturation reaction at 50°C for 30 minutes. Thereafter, 2 ml of a 5% by mass solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) in isopropanol is added to stop the reaction, and the mixture is dried according to a conventional method to obtain modified SBR-1.
In addition, as a result of measuring the microstructure of the obtained modified SBR-1, the bound styrene content was 10% by mass, the vinyl content of the butadiene moiety was 40%, and the polystyrene equivalent peak molecular weight obtained by gel permeation chromatography was 200,000. be.
*2 SBR-2 is manufactured under the following conditions.
(Production example of modifier)
Prepare two vacuum-dried 4L stainless steel pressure vessels. A first reaction solution is prepared by charging 944 g of cyclohexane, 161 g of a compound represented by the following chemical formula (2-1), and 86 g of tetramethylethylenediamine into a first pressure vessel. At the same time, 318 g of liquid 20% by weight n-butyllithium and 874 g of cyclohexane were charged into the second pressure vessel to prepare a second reaction solution. At this time, the molar ratio of the compound represented by the following chemical formula (2-1), n-butyllithium, and tetramethylethylenediamine was 1:1:1. With the pressure in each pressure vessel maintained at 7 bar, the first reaction solution was injected into the first continuous channel into the continuous reactor using a mass flow meter at a rate of 1.0 g/min into the second continuous channel. The second reaction solution is injected into each channel at an injection rate of 1.0 g/min. At this time, the temperature of the continuous reactor was maintained at -10℃, the internal pressure was maintained at 3 bar using a backpressure regulator, and the residence time in the reactor was adjusted to within 10 minutes. do. The reaction is completed to obtain a modified initiator.
A styrene solution containing 60% by weight of styrene dissolved in n-hexane was added to the first reactor of a continuous reactor in which three reactors were connected in series at a rate of 0.84 kg/h at a rate of 1,3% in n-hexane. - 1,3-butadiene solution with 60% by weight of butadiene dissolved at 15.10kg/h, n-hexane 47.66kg/h, 1,2-butadiene with 2.0% by weight of 1,2-butadiene dissolved in n-hexane 10 g/h of the solution, 10.0 g/h of a solution of 10% by weight of 2,2-(di-2(tetrahydrofuryl)propane dissolved in n-hexane as a polar additive), and the start of modification produced in the above production example. Agent (2-1) is injected at a rate of 292.5.0 g/h. At this time, the temperature of the first group reactor is maintained at 50°C, and when the polymerization conversion rate reaches 43%, the transfer The polymer is transferred from the first reactor to the second reactor through piping.
Subsequently, a 1,3-butadiene solution in which 60% by weight of 1,3-butadiene was dissolved in n-hexane was injected into the second reactor at a rate of 0.68 kg/h. At this time, the temperature of the second group reactor is maintained at 65℃, and when the polymerization conversion rate is 95% or more, the polymer is transferred from the second reactor to the third reactor through the transfer pipe. do.
The polymer is transferred from the second reactor to the third reactor, and a solution containing the following formula (1a) as a modifier is charged into the third reactor (modifier: act. Li=1:1 mol). The temperature of the third reactor is maintained at 65°C.
Furthermore, as a result of measuring the microstructure of the obtained modified SBR-2, the styrene content was 5% by mass, and the vinyl content in the butadiene moiety was 37%.
*3 SBR-3 is manufactured under the following conditions.
Charge 2.750 g of cyclohexane, 2.00 g of tetrahydrofuran, 160 g of styrene, 165 g of 1,3-butadiene, and 34.9 mg (0.10 mmol) of potassium dodecylbenzenesulfonate (DBS-K) into a 5-liter autoclave reactor purged with nitrogen. . After adjusting the temperature of the reactor contents to 40°C, 215 mg (3.36 mmol) of n-butyllithium is added to initiate polymerization. When the polymerization temperature reaches 55° C., 165 g of 1,3-butadiene is added over 20 minutes. When the polymerization conversion rate reached 99%, 10 g of butadiene was added, and after polymerizing for another 5 minutes, 545 mg (2.9 mmol) of 1-trimethylsilyl-2-ethoxymethyl-1-aza-2-sila-cyclopentane was added. In addition, perform the reaction for 15 minutes. After adding 2,6-di-tert-butyl-p-cresol to the polymer solution after the reaction, the solvent is removed by steam stripping, and the rubber is dried with a hot roll to obtain modified SBR-3.
Furthermore, as a result of measuring the microstructure of the obtained modified SBR-3, the styrene content was 35% by mass, and the vinyl content in the butadiene portion was 27%.
*4 SBR-4 is manufactured under the following conditions.
A styrene solution containing 60% by weight of styrene dissolved in n-hexane was added to the first reactor of a continuous reactor in which three reactors were connected in series at a rate of 6.58 kg/h and 1,3% of styrene was dissolved in n-hexane. - 15.10 kg/h of 1,3-butadiene solution with 60% by weight of butadiene dissolved, 49.11 kg/h of n-hexane, 1,2-butadiene with 2.0% by weight of 1,2-butadiene dissolved in n-hexane 40 g/h of the solution, 51.0 g/h of a solution of 10% by weight of 2,2-(di-2(tetrahydrofuryl)propane dissolved in n-hexane as a polar additive, and 51.0 g/h of n-butyllithium in n-hexane). A solution of n-butyllithium dissolved at 10% by mass was injected at a rate of 59.0 g/h, and the temperature of the first group reactor was maintained at 50°C.
Next, a 1,3-butadiene solution containing 60% by mass of 1,3-butadiene dissolved in n-hexane is injected into the second reactor at a rate of 0.95 kg/h. At this time, the temperature of the second reactor was maintained at 65°C.
The polymer is transferred from the second reactor to the third reactor, and a solution containing the following formula (1a) as a modifier is charged into the third reactor (modifier: act. Li=1:1 mol). At this time, the temperature of the third reactor is maintained at 65°C.
Thereafter, a solution of IR1520 (BASF) dissolved at 30% by mass as an antioxidant is injected into the polymerization solution discharged from the third reactor at a rate of 167 g/h and stirred. As a result, the resulting polymer is placed in hot water heated with steam and stirred to remove the solvent, thereby obtaining modified SBR-4 having one end modified.
Further, as a result of measuring the microstructure of the obtained modified SBR-4, the styrene content was 37% by mass, and the vinyl content in the butadiene moiety was 40%.
*5 “Nip Seal AQ” manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd., BET surface area 205 m 2 /g
*6 "ABC-856" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., bis-triethoxysilylpropyl-polysulfide *8 1,3-diphenylguanidine, "Noxela D" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
*9 N,N'-diethylthiourea, Renogran DETU-80 manufactured by LANXESS
*10 N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, "Nocrac 6C" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
*11 Di-2-benzothiazolyl disulfide, “Noxela DM-P” manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
*12 N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, “Noxela NS-P” manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
表1の結果から、実施例の各サンプルは、比較例の各サンプルに比べて、シリカの分散性及び低ロス性に優れる結果を示すことがわかった。 From the results in Table 1, it was found that each sample of the example showed excellent results in silica dispersibility and low loss property compared to each sample of the comparative example.
本発明によれば、充填剤の分散性を向上させ、低ロス性に優れたゴム組成物を得ることができるゴム組成物の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、低ロス性に優れたゴム組成物、及び、転がり抵抗の低減が図られたタイヤを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a rubber composition, which can improve the dispersibility of fillers and obtain a rubber composition with excellent low loss properties. Further, according to the present invention, it is possible to provide a rubber composition with excellent low loss properties and a tire with reduced rolling resistance.
Claims (14)
前記ゴム組成物を複数段階で混練し、
前記混練の第一段階で、前記ゴム成分(A)、前記無機充填剤(B)の一部又は全部、前記シランカップリング剤(C)の一部又は全部、及び、前記加硫促進剤(D)を混練し、
前記ゴム成分は、式(1)で表される化合物を含む変性剤によって変性された変性共重合体を含有することを特徴とする、ゴム組成物の製造方法。
kneading the rubber composition in multiple stages;
In the first step of the kneading, the rubber component (A), part or all of the inorganic filler (B), part or all of the silane coupling agent (C), and the vulcanization accelerator ( D) is kneaded;
A method for producing a rubber composition, wherein the rubber component contains a modified copolymer modified with a modifier containing a compound represented by formula (1).
前記共重体における前記芳香族ビニル単位の含有量が40質量%以下であることを特徴とする、請求項1記載のゴム組成物の製造方法。 The copolymer modified with a modifier containing the compound represented by formula (1) is a copolymer having a conjugated diene unit and an aromatic vinyl unit,
2. The method for producing a rubber composition according to claim 1, wherein the content of the aromatic vinyl unit in the copolymer is 40% by mass or less.
R16は一般式
(-S-R17-S-)、(-R18-Sm1-R19-)及び(-R20-Sm2-R21-Sm3-R22-)のいずれかの二価の基(R17~R22は各々炭素数1~20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、又は硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、m1、m2及びm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1~6であり、s及びtは各々平均値として0~3である。但しs及びtの双方が3であることはない。}
R 16 is any of the general formulas (-S-R 17 -S-), (-R 18 -S m1 -R 19 -) and (-R 20 -S m2 -R 21 -S m3 -R 22 -) (R 17 to R 22 are each a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic group, or a divalent organic group containing a hetero element other than sulfur and oxygen) , m1, m2, and m3 each have an average value of 1 or more and less than 4.), the plurality of k's may be the same or different, each has an average value of 1 to 6, and s and t each have an average value of The value is 0 to 3. However, both s and t cannot be 3. }
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