JP2595539B2 - Method for producing novel conjugated diene polymer - Google Patents

Method for producing novel conjugated diene polymer

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JP2595539B2
JP2595539B2 JP13389887A JP13389887A JP2595539B2 JP 2595539 B2 JP2595539 B2 JP 2595539B2 JP 13389887 A JP13389887 A JP 13389887A JP 13389887 A JP13389887 A JP 13389887A JP 2595539 B2 JP2595539 B2 JP 2595539B2
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岩和 服部
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ランタン系列希土類金属触媒により共役ジ
エンを重合し、重合された直後のポリマーに、特定のヘ
テロクムレン化合物もしくはヘテロ三員環化合物を反応
させることによって得られる耐摩耗性および機械的特性
に優れた新規な共役ジエン系重合体の製造方法に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method of polymerizing a conjugated diene with a lanthanum series rare earth metal catalyst, and reacting a polymer immediately after the polymerization with a specific heterocumulene compound or a hetero three-membered ring compound. The present invention relates to a novel method for producing a conjugated diene polymer having excellent wear resistance and mechanical properties.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、ゴム部材として耐久性、高寿命性がますます求
められるようになり、耐摩耗性、機械的特性、低発熱性
などのゴムの特性を向上させることが重要になってき
た。
In recent years, durability and long life have been increasingly demanded as rubber members, and it has become important to improve rubber properties such as abrasion resistance, mechanical properties, and low heat generation.

従来、ニッケル、コバルト、チタンなどを主成分とす
る触媒によって得られるゴム状重合体であるポリブタジ
エンは、耐摩耗性に劣るものである。
Conventionally, polybutadiene, which is a rubbery polymer obtained by using a catalyst containing nickel, cobalt, titanium or the like as a main component, has poor abrasion resistance.

一方、耐摩耗性の優れたゴム状重合体として、ランタ
ン系列希土類金属触媒によって製造されたポリブタジエ
ンが知られており、中でも本発明者らが特開昭58−5741
0号公報において提案したランタン系列希土類金属触媒
によって製造されたポリブタジエンは、特に耐摩耗性に
優れているものである。
On the other hand, as a rubber-like polymer having excellent abrasion resistance, polybutadiene produced by a lanthanum series rare earth metal catalyst is known, and among them, the present inventors have disclosed JP-A-58-5741.
The polybutadiene produced using the lanthanum series rare earth metal catalyst proposed in Japanese Patent Publication No. 0 is particularly excellent in abrasion resistance.

また、特開昭60−40109号公報には、ランタン系列希
土類金属触媒によって製造されたポリブタジエンとテト
ラハロメタンまたはこれと特定の有機アルミニウム化合
物とを反応させることによって加工性の改良されたポリ
ブタジエンが得られるとの記載がある。
JP-A-60-40109 discloses a polybutadiene having improved processability by reacting a polybutadiene produced by a lanthanum series rare earth metal catalyst with tetrahalomethane or a specific organoaluminum compound. There is a statement that it will be.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、これらの公知のポリブタジエンでは、
耐摩耗性が未だ不充分である。
However, with these known polybutadienes,
The abrasion resistance is still insufficient.

本発明は、前記従来の技術的課題を背景になされたも
ので、耐摩耗性、機械的特性、低発熱性を同時に満足す
る共役ジエン系重合体を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional technical problems, and an object of the present invention is to provide a conjugated diene polymer which simultaneously satisfies abrasion resistance, mechanical properties, and low heat generation.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

すなわち、本発明は、(イ)(a)ランタン系列希土
類元素化合物、および(b)一般式AlR1R2R3(ここで、
R1、R2およびR3は同一または異なり、水素原子または炭
素数1〜8の炭化水素基であり、全てが水素原子ではな
い)で表される有機アルミニウム化合物よりなり、必要
に応じて(c)ルイス酸および/または(d)ルイス塩
基を含有する触媒の存在下に不活性有機溶媒中で共役ジ
エンを重合し、次いで、 (ロ)分子中に一般式X=Y=Z結合(式中、Xは炭素
原子、チッ素原子、酸素原子もしくはイオウ原子を、Y
は炭素原子もしくはイオウ原子を、Zはチッ素原子、酸
素原子もしくはイオウ原子を示す)を含有する、ケテン
化合物、チオケテン化合物、イソシアナート化合物、チ
オイソシアナート化合物、カルボジイミド化合物、二酸
化炭素、硫化カルボニル、二酸化イオウおよび二硫化炭
素の群から選ばれた少なくとも1種のヘテロクムレン化
合物、または (式中、Xはチッ素原子、酸素原子もしくはイオウ原子
を示す)を含有する、エチレンイミン誘導体、エポキシ
化合物およびチイラン化合物の群から選ばれた少なくと
も1種のヘテロ三員環化合物を反応させることを特徴と
する新規な共役ジエン系重合体の製造方法を提供するも
のである。
That is, the present invention provides (a) (a) a lanthanum series rare earth element compound, and (b) a general formula AlR 1 R 2 R 3 (where,
R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, all of which are not hydrogen atoms). c) polymerizing the conjugated diene in an inert organic solvent in the presence of a catalyst containing a Lewis acid and / or (d) a Lewis base, and then (ii) bonding in a molecule of the general formula X = Y = Z bond (formula Wherein X represents a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom;
Represents a carbon atom or a sulfur atom, and Z represents a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom), a ketene compound, a thioketene compound, an isocyanate compound, a thioisocyanate compound, a carbodiimide compound, carbon dioxide, carbonyl sulfide, At least one heterocumulene compound selected from the group consisting of sulfur dioxide and carbon disulfide; or (Wherein X represents a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom), and reacting at least one hetero three-membered ring compound selected from the group consisting of ethyleneimine derivatives, epoxy compounds and thiirane compounds. And a novel method for producing a conjugated diene polymer.

本発明は、ポリブタジエンなどの共役ジエン系重合体
を得るに際し、ランタン系列希土類金属触媒系により重
合された直後のポリマーに、特定のヘテロクムレン化合
物もしくはヘテロ三員環化合物を反応させることによ
り、耐摩耗性、低発熱性、機械的特性などの諸特性をさ
らに改良したものである。
The present invention provides a conjugated diene-based polymer such as polybutadiene, by reacting a specific heterocumulene compound or a hetero three-membered ring compound with a polymer immediately after being polymerized by a lanthanum-based rare earth metal catalyst system, thereby achieving abrasion resistance. In addition, various properties such as low heat build-up and mechanical properties are further improved.

本発明で使用されるランタン系列希土類金属触媒は、
(a)ランタン系列希土類金属化合物(以下「(a)成
分」という)と、(b)前記一般式AlR1R2R3で表される
有機アルミニウム化合物(以下「(b)成分」という)
よりなる触媒系である。この触媒系は、必要に応じて
(c)前記ルイス酸(以下「(c)成分」という)およ
び/または前記(d)ルイス塩基(以下「(d)成分」
という)を含有することができる。
Lanthanum series rare earth metal catalyst used in the present invention,
(A) a lanthanum series rare earth metal compound (hereinafter referred to as “component (a)”); and (b) an organoaluminum compound represented by the general formula AlR 1 R 2 R 3 (hereinafter referred to as “component (b)”).
Catalyst system. The catalyst system may optionally contain (c) the Lewis acid (hereinafter referred to as “component (c)”) and / or the (d) Lewis base (hereinafter referred to as “component (d)”).
).

まず、(a)成分であるランタン系列希土類元素化合
物としては、一般式LnY′で表される化合物が好適に
用いられる。ここで、Lnは、周期律表の原子番号が57〜
71のランタン系列希土類元素であり、なかでもセリウ
ム、ランタン、プラセオジウム、ネオジムおよびガドリ
ウムが好ましく、特にネオジムが工業的に入手し易いの
で好ましい。
First, as the lanthanum series rare earth element compound is a component (a), a compound represented by the general formula LNY '3 is preferably used. Here, Ln is an atomic number of 57 to
71 is a lanthanum series rare earth element, among which cerium, lanthanum, praseodymium, neodymium and gadolinium are preferred, and neodymium is particularly preferred because it is easily available industrially.

これらの希土類元素は、2種以上の混合物であっても
よい。
These rare earth elements may be a mixture of two or more kinds.

また、Y′としては、アルキル、アルコキサイド、チ
オアルコキサイド、アミド、リン酸塩、亜リン酸塩、ハ
ロゲンおよびカルボン酸塩の形であり、特にアルコキサ
イド、ハロゲン化物、カルボン酸塩が好ましい。
Y 'is in the form of an alkyl, an alkoxide, a thioalkoxide, an amide, a phosphate, a phosphite, a halogen or a carboxylate, and particularly preferably an alkoxide, a halide or a carboxylate.

このうち、ランタン系列希土類元素のアルキル型化合
物としては、LnR3で表され、Rとしてはベンジル基、フ
ェニル基、ブチル基、シクロペンタジエニル基などの炭
素数1〜20の炭化水素基を挙げることができる。
Among them, the alkyl type compounds of the lanthanum series rare earth element is represented by LnR 3, as the R include benzyl group, a phenyl group, butyl group, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, such as cyclopentadienyl group be able to.

アルコール型化合物(アルコキサイド)としては、一
般式Ln(OR)(式中、LnおよびRは前記に同じ)で表
され、好ましいアルコールとしては2−エチル−ヘキシ
ルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコ
ール、フェノール、ベンジルアルコールなどが挙げられ
る。
The alcohol-type compound (alkoxide) is represented by the general formula Ln (OR) 3 (wherein Ln and R are the same as described above), and preferred alcohols are 2-ethyl-hexyl alcohol, oleyl alcohol, stearyl alcohol, and phenol. And benzyl alcohol.

チオアルコール型化合物(チオアルコキサイド)とし
ては、一般式Ln(SR)(式中、LnおよびRは前記に同
じ)で表され、好ましいチオアルコールとしてはフェノ
ールが挙げられる。
The thioalcohol type compound (thioalkoxide) is represented by the general formula Ln (SR) 3 (where Ln and R are the same as described above), and preferred thioalcohols include phenol.

アミド型化合物(アミド)としては、一般式Ln(N
R2(式中、LnおよびRは前記に同じ)で表され、好
ましいアミンとしてはジヘキシルアミン、ジオクチルア
ミンが挙げられる。
The amide type compound (amide) is represented by the general formula Ln (N
R 2 ) 3 (wherein Ln and R are as defined above), and preferred amines include dihexylamine and dioctylamine.

前記希土類元素のリン酸塩としては、 一般式 (式中、Lnは前記に同じであり、またR、R′は同一ま
たは異なり、前記Rに同じ)で表され、好ましくはトリ
ス(リン酸ジヘキシル)ネオジム、トリス(リン酸ジフ
ェニル)ネオジムが挙げられる。
As the phosphate of the rare earth element, a general formula (Wherein, Ln is the same as described above, and R and R ′ are the same or different and are the same as R), and preferably include tris (dihexyl phosphate) neodymium and tris (diphenyl phosphate) neodymium. Can be

前記希土類元素の亜リン酸塩としては、 一般式 (式中、Ln、R、R′は前記に同じ)で表され、好まし
くはトリス(亜リン酸ジヘキシル)ネオザム、トリス
〔亜リン酸ジ(2−エチルヘキシル)〕ネオジムが挙げ
られる。
As the phosphite of the rare earth element, a general formula (Wherein Ln, R and R ′ are the same as above), and preferably include tris (dihexyl phosphite) neozam and tris [di (2-ethylhexyl) phosphite] neodymium.

ハロゲン型化合物としては、一般式LnX′(式中、L
nは前記に同じ、X′はハロゲン原子を示す)で表さ
れ、ハロゲン原子としては好ましくは塩素原子、臭素原
子、ヨウ素原子である。
As the halogen type compound, a compound represented by the general formula LnX ′ 3 (wherein L
n is the same as above, and X ′ represents a halogen atom), and the halogen atom is preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.

前記希土類元素のカルボン酸塩としては、一般式(RC
OO)3Lnで表され、Rとしては、炭素数1〜20の炭化水
素基であり、好ましくは飽和および不飽和のアルキル基
であり、かつ直鎖状、分岐状あるいは環状であり、カル
ボキシル基は1級、2級または3級の炭素原子に結合し
ているものである。具体的に好ましいカルボン酸の例と
しては、オクタン酸、2−エチル−ヘキサン酸、オレイ
ン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸が挙げられ
る。
As the carboxylate of the rare earth element, a general formula (RC
OO) 3 Ln, wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a saturated or unsaturated alkyl group, and a linear, branched or cyclic, carboxyl group Is bonded to a primary, secondary or tertiary carbon atom. Examples of specifically preferred carboxylic acids include octanoic acid, 2-ethyl-hexanoic acid, oleic acid, stearic acid, benzoic acid, and naphthenic acid.

これら(a)成分の具体例としては、例えば三塩化ネ
オジム、三塩化ジジム(ネオジム72重量%、ランタン20
重量%、プラセオジム8重量%の希土類金属の三塩化物
の混合物)、2−エチルヘキサン酸・ネオジム、2−エ
チルヘキサン酸・ジジム、ナフテン酸・ネオジム、2,2
−ジエチルヘキサン酸・ネオジム、ネオジムトリメタク
レート、ネオジムトリメタクリレートの重合体などが挙
げられる。
Specific examples of these components (a) include, for example, neodymium trichloride, dymium trichloride (neodymium 72% by weight, lanthanum 20
Mixture of rare earth metal trichloride of 8% by weight of praseodymium), 2-ethylhexanoic acid / neodymium, 2-ethylhexanoic acid / didim, naphthenic acid / neodymium, 2,2
-Diethylhexanoic acid / neodymium, neodymium trimethacrylate, neodymium trimethacrylate polymer and the like.

(b)成分である有機アルミニウム化合物は、前記一
般式AlR1R2R3(ここで、R1、R2およびR3は同一または異
なり、水素原子または炭素数1〜8の炭化水素であり、
全てが水素原子ではない)で表される化合物であり、具
体的にはトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニ
ウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリブチルアル
ミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシル
アルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、ジイ
ソブチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニ
ウムハイドライド、ジプロピルアルミニウムハイドライ
ド、エチルアルミニウムジハイドライド、プロピルアル
ミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハ
イドライドなどが挙げられる。
The organoaluminum compound as the component (b) has the general formula AlR 1 R 2 R 3 (where R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom or a hydrocarbon having 1 to 8 carbon atoms). ,
All are not hydrogen atoms), specifically, trimethylaluminum, triethylaluminum, triisopropylaluminum, tributylaluminum, triisobutylaluminum, trihexylaluminum, tricyclohexylaluminum, diisobutylaluminum hydride, diethylaluminum Hydride, dipropylaluminum hydride, ethylaluminum dihydride, propylaluminum dihydride, isobutylaluminum dihydride and the like.

(c)成分であるルイス酸としては、例えば一般式Al
R4 mX′3-m(式中、R4は炭素数1〜8の炭化水素基、m
は0〜3の整数、X′はハロゲン原子を示す)で表され
るハロゲン化アルミニウム化合物、ハロゲン元素および
スズ、チタンなどのハロゲン化物が挙げられる。
As the Lewis acid as the component (c), for example, a general formula Al
R 4 m X ′ 3-m (wherein, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, m
Is an integer of 0 to 3, and X 'represents a halogen atom), a halogen element and a halide such as tin or titanium.

このうち、特に好ましいのは、ジメチルアルミニウム
クロライド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジブチ
ルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムセスキ
クロライド、エチルアルミニウムセスキブロマイド、エ
チルアルミニウムジクロライド、およびこれらのブロマ
イド、アイオダイド化合物などである。
Among them, particularly preferred are dimethylaluminum chloride, diethylaluminum chloride, dibutylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride, ethylaluminum sesquibromide, ethylaluminum dichloride, and bromides and iodide compounds thereof.

(d)成分であるルイス塩基としては、アセチルアセ
トン、テトラヒドロフラン、ピリジン、N,N−ジメチル
ホルムアミド、チオフェン、ジフェニルエーテル、トリ
エチルアミン、有機リン化合物、1価または2価のアル
コール類が挙げられる。
Examples of the Lewis base as the component (d) include acetylacetone, tetrahydrofuran, pyridine, N, N-dimethylformamide, thiophene, diphenyl ether, triethylamine, organic phosphorus compounds, and monohydric or dihydric alcohols.

本発明で使用されるランタン系列希土類金属触媒の組
成は、通常、次の通りである。
The composition of the lanthanum series rare earth metal catalyst used in the present invention is usually as follows.

(b)成分/(a)成分(モル比)は、10〜150、好
ましくは15〜100であり、10未満では重合活性が低く、
一方150を超えても重合活性への影響は少なく、経済的
に不利である。
Component (b) / component (a) (molar ratio) is from 10 to 150, preferably from 15 to 100. If it is less than 10, the polymerization activity is low,
On the other hand, if it exceeds 150, the effect on polymerization activity is small, and it is economically disadvantageous.

また、(c)成分/(a)成分(モル比)は、0〜
6、好ましくは0.5〜5.0であり、6を超えると重合活性
が低くなる。
Component (c) / component (a) (molar ratio) is 0 to
6, preferably from 0.5 to 5.0, and if it exceeds 6, the polymerization activity will be low.

さらに、(d)成分/(a)成分(モル比)は、0〜
20、好ましくは1〜15であり、20を超えると重合活性が
低くなり好ましくない。
Further, component (d) / component (a) (molar ratio) is 0 to
It is preferably 20 to 1, more preferably 1 to 15. If it exceeds 20, the polymerization activity is undesirably low.

触媒成分として、前記(a)、(b)、(c)、
(d)成分のほかに、必要に応じて共役ジエンを(a)
成分であるランタン系列希土類元素化合物1モル当た
り、0〜50モルの割合で用いてもよい。触媒調製に用い
る共役ジエンは、重合用のモノマーと同じイソプレン、
1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエンなどが用いられ
る。触媒成分としての共役ジエンは必須ではないが、こ
れを併用することにより触媒成分の触媒活性が一段と向
上する。
As the catalyst component, (a), (b), (c),
In addition to the component (d), if necessary, a conjugated diene is added to the component (a).
It may be used in a proportion of 0 to 50 mol per 1 mol of the lanthanide series rare earth element compound as a component. The conjugated diene used for catalyst preparation is the same isoprene as the monomer for polymerization,
1,3-butadiene, 1,3-pentadiene and the like are used. Although a conjugated diene as a catalyst component is not essential, the combined use thereof further improves the catalytic activity of the catalyst component.

触媒を調製するには、例えば溶媒に溶解した(a)〜
(d)成分、さらに必要に応じて共役ジエンを反応させ
ることよりなる。その際、各成分の添加順序は、任意で
よい。これらの各成分は、あらかじめ混合、反応させ、
熟成させることが重合活性の向上、重合開始誘導期間の
短縮の意味から好ましいが、重合に際し溶媒およびモノ
マー中に直接触媒各成分を順次添加してもよい。
To prepare the catalyst, for example, (a)-
(D) reacting a component and, if necessary, a conjugated diene. At that time, the order of addition of each component may be arbitrary. These components are mixed and reacted in advance,
Aging is preferred from the viewpoint of improving the polymerization activity and shortening the period of inducing polymerization initiation, but each component of the catalyst may be added directly to the solvent and the monomer during the polymerization.

なお、本発明に使用される触媒の調製方法の一例を第
1図に示す。第1図に示すように、本発明に使用される
ランタン系列希土類金属触媒は、(A)遷移金属成分で
ある(a)ランタン系列希土類金属化合物と、(B)有
機金属成分である(b)アルミニウム化合物と、必要に
応じて(C)第三成分である(c)ルイス酸および/ま
たは(d)ルイス塩基とからなり、これらの(a)〜
(d)成分の添加順序は特に限定されるものではない。
FIG. 1 shows an example of a method for preparing the catalyst used in the present invention. As shown in FIG. 1, the lanthanum series rare earth metal catalyst used in the present invention comprises (A) a transition metal component (a) a lanthanum series rare earth metal compound, and (B) an organometallic component (b). An aluminum compound and, if necessary, (C) a third component (c) a Lewis acid and / or (d) a Lewis base.
The order of adding the component (d) is not particularly limited.

例えば、この触媒調製では、(a)成分と(d)成分
とを接触させるのが好ましいが、その他の成分の添加順
序は特に限定されるものではない。
For example, in this catalyst preparation, it is preferable to contact the component (a) with the component (d), but the order of addition of the other components is not particularly limited.

重合溶媒としては、不活性の有機溶媒であり、例えば
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶
媒、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ブタン、シクロ
ヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶媒、メチルシクロペン
タン、シクロヘキサンなどの脂環族炭化水素溶媒、二塩
化エチレン、クロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素
溶媒およびこれらの混合物が使用できる。
The polymerization solvent is an inert organic solvent, for example, an aromatic hydrocarbon solvent such as benzene, toluene and xylene; an aliphatic hydrocarbon solvent such as n-pentane, n-hexane, n-butane and cyclohexane; and methylcyclohexane. Alicyclic hydrocarbon solvents such as pentane and cyclohexane, halogenated hydrocarbon solvents such as ethylene dichloride and chlorobenzene, and mixtures thereof can be used.

重合温度は、通常、−20℃〜150℃、好ましくは30〜1
20℃である。重合反応は、回分式でも、連続式でもよ
い。
The polymerization temperature is usually -20C to 150C, preferably 30 to 1C.
20 ° C. The polymerization reaction may be a batch type or a continuous type.

なお、溶媒中の単量体濃度は、通常、5〜50重量%、
好ましくは10〜35重量%である。
The monomer concentration in the solvent is usually 5 to 50% by weight,
Preferably it is 10 to 35% by weight.

また、ポリマーを製造するために、本発明のランタン
系列希土類金属触媒およびポリマーを失活させないため
に、重合系内に酸素、水あるいは炭酸ガスなどの失活作
用のある化合物の混入を極力なくすような配慮が必要で
ある。
In addition, in order to not deactivate the lanthanum series rare earth metal catalyst and the polymer of the present invention for producing the polymer, mixing of a compound having a deactivating effect such as oxygen, water, or carbon dioxide gas in the polymerization system is minimized. Careful consideration is required.

なお、本発明の触媒で重合できる共役ジエンとして
は、イソプレン、1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,
3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、ミルセンなどがあ
り、単独または2種以上を併用することができ、特に1,
3−ブタジエンが好ましい。
The conjugated diene that can be polymerized by the catalyst of the present invention includes isoprene, 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,
There are 3-butadiene, 1,3-pentadiene, myrcene, etc., which can be used alone or in combination of two or more.
3-Butadiene is preferred.

本発明では、このようにしてランタン系列希土類金属
触媒を用いて不活性有機溶媒中で共役ジエンを重合中
に、前記触媒系のリビング重合性が高いことを利用し、
主にポリマー成長末端を主に(b)有機アルミニウム化
合物に連鎖移動させることにより、ポリマー末端に有機
アルミニウム化合物を付加させ、引き続き得られたポリ
マー末端に、特定のヘテロクムレン化合物もしくはヘテ
ロ三員環化合物の二重結合もしくは三員環を付加反応さ
せ、変性することにより、重合体に官能基を導入し、新
規な重合体を得るものである。
In the present invention, during the polymerization of the conjugated diene in an inert organic solvent using the lanthanum series rare earth metal catalyst in this way, taking advantage of the high living polymerizability of the catalyst system,
Mainly, the polymer-grown terminal is chain-transferred mainly to (b) the organoaluminum compound, whereby the organoaluminum compound is added to the polymer terminal. Subsequently, a specific heterocumulene compound or a hetero three-membered ring compound is added to the obtained polymer terminal. By subjecting a double bond or a three-membered ring to an addition reaction and modification, a functional group is introduced into the polymer to obtain a novel polymer.

この変性により、耐摩耗性、発熱特性、機械的特性の
改良効果が得られる。
This modification has the effect of improving wear resistance, heat generation characteristics, and mechanical characteristics.

本発明において、共役ジエン重合体製造後に反応させ
るヘテロクムレン化合物(以下「(e)−1成分」とい
う)としては、下記一般式で表される構造を有する化合
物である。
In the present invention, the heterocumulene compound to be reacted after the production of the conjugated diene polymer (hereinafter, referred to as “(e) -1 component”) is a compound having a structure represented by the following general formula.

X=Y=Z結合 (式中、Xは炭素原子、チッソ原子、酸素原子もしくは
イオウ原子を、Yは炭素原子もしくはイオウ原子を、Z
はチッ素原子、酸素原子もしくはイオウ原子を示す。) ここで、(e)−1成分のうち、Xが炭素原子、Yが
炭素原子、Zが酸素原子の場合、ケテン化合物であり、
Xが炭素原子、Yが炭素原子、Zがイオウ原子の場合、
チオケテン化合物であり、Xがチッ素原子、Yが炭素原
子、Zが酸素原子の場合、イソシアナート化合物であ
り、Xがチッ素原子、Yが炭素原子、Zがイオウ原子の
場合、チオイソシアナート化合物であり、Xがチッ素原
子、Yが炭素原子、Zがチッ素原子の場合、カルボジイ
ミド化合物であり、Xが酸素原子、Yが炭素原子、Zが
酸素原子の場合、二酸化炭素であり、Xが酸素原子、Y
が炭素原子、Zがイオウ原子の場合、硫化カルボニルで
あり、Xが酸素原子、Yがイオウ原子、Zが酸素原子の
場合、二酸化イオウであり、Xがイオウ原子、Yが炭素
原子、Zがイオウ原子の場合、二硫化炭素である。
X = Y = Z bond (wherein X represents a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom, Y represents a carbon atom or a sulfur atom,
Represents a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom. Here, among (e) -1 components, when X is a carbon atom, Y is a carbon atom, and Z is an oxygen atom, it is a ketene compound;
When X is a carbon atom, Y is a carbon atom, and Z is a sulfur atom,
A thioketene compound, X is a nitrogen atom, Y is a carbon atom, and Z is an oxygen atom; an isocyanate compound; X is a nitrogen atom, Y is a carbon atom, and Z is a sulfur atom; X is a carbodiimide compound when X is a nitrogen atom, Y is a carbon atom, and Z is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom, Y is a carbon atom, and Z is an oxygen atom. X is an oxygen atom, Y
Is a carbon atom, when Z is a sulfur atom, carbonyl sulfide, X is an oxygen atom, Y is a sulfur atom, and when Z is an oxygen atom, it is sulfur dioxide. X is a sulfur atom, Y is a carbon atom, and Z is In the case of a sulfur atom, it is carbon disulfide.

しかし、(e)−1成分は、これらの組み合わせに限
定されるものではない。
However, the component (e) -1 is not limited to these combinations.

このうち、前記ケテン化合物の具体例としては、エチ
ルケテン、ブチルケテン、フェニルケテン、トルイルケ
テンなどである。
Among them, specific examples of the ketene compound include ethyl ketene, butyl ketene, phenyl ketene, and toluyl ketene.

前記チオケテン化合物の具体例としては、エチルチオ
ケテン、ブチルチオケテン、フェニルチオケテン、トル
イルチオケテンなどである。
Specific examples of the thioketene compound include ethyl thioketene, butyl thioketene, phenyl thioketene, and toluyl thioketene.

前記イソシアナート化合物の具体例としては、フェニ
ルイソシアナート、2,4−トリレンジイソシアナート、
2,6−トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジ
イソシアナート、ポリメリックタイプのジフェニルメタ
ンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ヘ
キサメチレンジイソシアナートなどである。
Specific examples of the isocyanate compound include phenyl isocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate,
Examples thereof include 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, polymeric diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate.

前記チオイソシアナート化合物の具体例としては、フ
ェニルチオイソシアナート、2,4−トリレンジチオイソ
シアナート、ヘキサメチレンジチオイソシアナートなど
である。
Specific examples of the thioisocyanate compound include phenylthioisocyanate, 2,4-tolylenedithioisocyanate, and hexamethylenedithioisocyanate.

前記カルボジイミド化合物の具体例としては、N,N′
−ジフェニルカルボジイミド、N,N′−エチルカルボジ
イミドなどである。
Specific examples of the carbodiimide compound include N, N '
-Diphenylcarbodiimide, N, N'-ethylcarbodiimide and the like.

本発明において、共役ジエン系重合体製造後に反応さ
せるヘテロ三員環化合物(以下「(e)−2成分」とい
う)としては、下記一般式で表される構造を有する化合
物である。
In the present invention, the hetero three-membered ring compound to be reacted after the production of the conjugated diene polymer (hereinafter referred to as “(e) -2 component”) is a compound having a structure represented by the following general formula.

(式中、Xは前記に同じ。) ここで、(e)−2成分のうち、Xがチッ素子の場
合、エチレンイミン誘導体であり、酸素原子の場合、エ
ポキシ化合物であり、イオウ原子の場合、チイラン化合
物である。
(In the formula, X is the same as above.) Here, among the (e) -2 components, when X is a chip element, it is an ethyleneimine derivative, when it is an oxygen atom, it is an epoxy compound, and when it is a sulfur atom, , A thiirane compound.

このうち、前記エチレンイミン誘導体の具体例として
は、エチレンイミン、プロピレンイミン、N−フェニル
エチレンイミン、N−(β−シアノエチル)エチレンイ
ミンなどである。
Among them, specific examples of the ethyleneimine derivative include ethyleneimine, propyleneimine, N-phenylethyleneimine, and N- (β-cyanoethyl) ethyleneimine.

前記エポキシ化合物の具体例としては、エチレンオキ
シド、プロピレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、
スチレンオキシド、エポキシ化大豆油、エポキシ化天然
ゴムなどである。
Specific examples of the epoxy compound include ethylene oxide, propylene oxide, cyclohexene oxide,
Examples include styrene oxide, epoxidized soybean oil, and epoxidized natural rubber.

前記チイラン化合物の具体例としては、チイラン、メ
チルチイラン、フェニルチイランなどである。
Specific examples of the thiirane compound include thiirane, methylthiirane, and phenylthiirane.

(a)成分に対する(e)成分の使用量は、(e)成
分/(a)成分(モル比)=0.1〜200、さらに好ましく
は0.5〜100であり、0.1未満では反応の進行が充分では
なく、また耐摩耗性改良効果が発現されず、一方200を
超えて使用しても物性の改良効果は飽和しており、経済
上好ましくない。
The amount of the component (e) used relative to the component (a) is (component (e) / component (a) (molar ratio) = 0.1 to 200, more preferably 0.5 to 100. In addition, the effect of improving abrasion resistance is not exhibited. On the other hand, even when the amount exceeds 200, the effect of improving physical properties is saturated, which is not economically preferable.

この変性反応は、160℃以下、好ましくは−30〜+130
℃の温度で撹拌下に0.1〜10時間、好ましくは0.2〜5時
間実施することが望ましい。
This denaturation reaction is performed at 160 ° C. or lower, preferably -30 to +130.
It is desirable to carry out the stirring at a temperature of ° C. for 0.1 to 10 hours, preferably 0.2 to 5 hours.

反応終了後、ポリマー溶液中にスチームを吹き込んで
溶媒を除去するか、あるいはメタノールなどの貧溶媒を
加えて変性重合体を凝固したのち、熱ロールもしくは減
圧下で乾燥して重合体を得ることができる。また、ポリ
マー溶液を直接減圧下で溶媒を除去して重合体を得るこ
ともできる。
After completion of the reaction, steam may be blown into the polymer solution to remove the solvent, or a poor solvent such as methanol may be added to solidify the modified polymer, and then dried under a hot roll or under reduced pressure to obtain a polymer. it can. The polymer can also be obtained by directly removing the solvent from the polymer solution under reduced pressure.

なお、本発明で得られる重合体は、高シス1,4−ジエ
ン系重合体であり、ポリブタジエンの場合には、シス1,
4−結合含量が70%以上、好ましくは80%以上である。
また、ポリイソプレンの場合には、シス1,4−結合含量
が88%以上である。
The polymer obtained in the present invention is a high cis 1,4-diene polymer, and in the case of polybutadiene, cis 1,4-diene is used.
The 4-bond content is at least 70%, preferably at least 80%.
In the case of polyisoprene, the cis 1,4-bond content is 88% or more.

高シス1,4−ブタジエン−イソプレン共重合体は、ブ
タジエンユニットのシス1,4−結合含量が80%以上であ
り、かつイソプレンユニットのシス1,4−結合含量が88
%以上である。
The high cis 1,4-butadiene-isoprene copolymer has a cis 1,4-bond content of the butadiene unit of 80% or more and a cis 1,4-bond content of the isoprene unit of 88%.
% Or more.

このときの共重合体中のブタジエンとイソプレンの組
成は、任意に選べる。
The composition of butadiene and isoprene in the copolymer at this time can be arbitrarily selected.

また、本発明で得られる重合体の分子量は、広い範囲
にわたって変化させることができ、特に工業用ゴム製品
として用いる場合、そのムーニー粘度(ML1+4、100℃)
は、通常、10〜120、好ましくは15〜100の範囲である
が、特に限定されるものではない。
The molecular weight of the polymer obtained in the present invention can be varied over a wide range, and particularly when used as an industrial rubber product, its Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.)
Is usually in the range of 10 to 120, preferably 15 to 100, but is not particularly limited.

さらに、本発明の重合体は、例えば赤外吸収スペクト
ルにより、一般にケテン化合物で変性した場合、3,600c
m-1付近の水酸基の結合に基づく吸収、チオケテン化合
物で変性した場合、2,600cm-1付近のメルカプト基の結
合に基づく吸収、イソシアナート化合物で変性した場
合、1,530cm-1付近のアミドII吸収帯および1,680cm-1
近のアミドI吸収帯、二酸化炭素で変性した場合、後処
理の方法によって異なり1,700cm-1付近のカルボン酸も
しくはカルボン酸塩に基づく吸収などにより、共役ジエ
ン系重合体に極性官能基が付加した構造を確認すること
ができる。
Further, the polymer of the present invention, for example, by infrared absorption spectrum, when modified with a generally ketene compound, 3,600 c
Absorption based on the bond of a hydroxyl group near m -1 , when modified with a thioketene compound, absorption based on a bond with a mercapto group near 2,600 cm -1 , and when modified with an isocyanate compound, amide II absorption near 1,530 cm -1 Band and amide I absorption band near 1,680 cm -1 , when modified with carbon dioxide, depending on the method of post-treatment, due to absorption based on carboxylic acid or carboxylate near 1,700 cm -1 , the conjugated diene-based polymer The structure to which the polar functional group is added can be confirmed.

また、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー
(GPC)分析では、254nmの紫外線(UV)を検出器に用い
ると、(e)成分を用いないポリブタジエンの分子量分
布は測定できない。
Further, in the gel permeation chromatography (GPC) analysis, when ultraviolet light (UV) of 254 nm is used for a detector, the molecular weight distribution of polybutadiene without using the component (e) cannot be measured.

しかし、(e)成分として例えばフェニル基を含有す
る化合物を用いた場合、フェニル基の紫外線吸収が存在
するために、紫外線で求めた分子量分布と示差屈折計で
求めた分子量分布とが対応して求められ、ポリマー中に
官能基が導入されていることが確認される。
However, when a compound containing, for example, a phenyl group is used as the component (e), the molecular weight distribution determined by ultraviolet rays and the molecular weight distribution determined by a differential refractometer correspond to each other because the phenyl group absorbs ultraviolet light. It is determined that a functional group is introduced into the polymer.

かくて、本発明の重合体は、単独、または天然ゴム、
シス−1,4−ポリイソプレンをはじめ、乳化重合スチレ
ン−ブタジエン共重合体、溶液重合スチレン−ブタジエ
ン共重合体、低シス−1,4−ポリブタジエン、、高シス
−1,4−ポリブタジエン、エチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体、クロロプレン、ハロゲン化ブチルゴム、NB
Rなどとブレンドして使用され、必要ならば芳香族系、
ナフテン系、パラフィン系などのオイルで油展し、次い
でカーボンブラック、シリカ、炭酸マグネシウム、炭酸
カルシウム、ガラス繊維などの充填剤、ステアリン酸、
亜鉛華、老化防止剤、加硫促進剤ならびに加硫剤などの
通常の加硫ゴム配合剤を加え組成物となすことができ
る。
Thus, the polymer of the present invention, alone or natural rubber,
Including cis-1,4-polyisoprene, emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymer, solution-polymerized styrene-butadiene copolymer, low cis-1,4-polybutadiene, high cis-1,4-polybutadiene, ethylene- Propylene-diene copolymer, chloroprene, halogenated butyl rubber, NB
It is used by blending with R etc., if necessary, aromatic,
Oil-extended with naphthenic or paraffinic oils, then fillers such as carbon black, silica, magnesium carbonate, calcium carbonate, glass fiber, stearic acid,
A common vulcanized rubber compounding agent such as zinc white, an antioxidant, a vulcanization accelerator and a vulcanizing agent can be added to form a composition.

得られる組成物は、成形加工後、加硫を行い、トレッ
ド、アンダートレッド、カーカース、サイドウオール、
ビート部分などのタイヤ用途をはじめ、ホース、ベル
ト、靴底、窓枠、シール材、防振ゴムその他の工業用品
などの用途に用いることができる。
The resulting composition is subjected to vulcanization after molding, tread, undertread, car curse, sidewall,
It can be used not only for tire applications such as beat parts, but also for applications such as hoses, belts, shoe soles, window frames, sealing materials, vibration-proof rubber, and other industrial products.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例を挙げてさらに具体的に説明す
るが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例
に何ら制約されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof.

なお、実施例中、部および%は、特に断らない限り、
重量部および重量%を意味する。
In the examples, parts and% are unless otherwise specified.
It means parts by weight and% by weight.

また、実施例中の各種の測定は、下記の方法に拠っ
た。
Various measurements in the examples were based on the following methods.

ランタン系列希土類金属触媒により重合された直後の
ポリマーと(e)成分との反応は、反応前後のムーニー
粘度の変化、あるいは数平均分子量数千のモデル反応を
行い、GPC分析と赤外分析で確認を行った。
The reaction between the polymer immediately after polymerization with the lanthanum series rare earth metal catalyst and the component (e) is confirmed by GPC analysis and infrared analysis by changing the Mooney viscosity before and after the reaction or performing a model reaction with a number average molecular weight of several thousand. Was done.

ムーニー粘度は、予熱1分、測定4分、温度100℃で
測定した(JIS K6300に準じた)。
The Mooney viscosity was measured at a preheating time of 1 minute, a measurement time of 4 minutes, and a temperature of 100 ° C. (according to JIS K6300).

重合体のミクロ構造は、赤外吸収スペクトル法(モレ
ロ法)によって求めた。
The microstructure of the polymer was determined by an infrared absorption spectrum method (Morello method).

本発明の重合体を用いて下記に示す配合処方に従っ
て、230ccブラベンダーおよび6インチロールで混煉し
配合したのち、145℃で所定時間加硫を行った加硫物を
用いて各種測定を行った。配合処方 (部) ポリマー 100 カーボンブラック(HAF) 50 亜鉛華 3 ステアリン酸 2 老化防止剤(810NA)*1 1 加硫促進剤(TP)*2 0.8 加硫促進剤(MSA)*3 1 イオウ 1.5 *1)N−フェニル−N′−イソプロピル−p−フェニ
レンジアミン *2)ソジウムジブチルジチオカーバメイト *3)N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾールス
ルフェンアミド モジュラス、引張強度、および硬さは、JIS K6301に
従って測定した。
Using the polymer of the present invention, according to the following formulation, kneaded and blended with a 230 cc Brabender and a 6-inch roll, and then various measurements were made using a vulcanized product that was vulcanized at 145 ° C. for a predetermined time. Was. Formulation (parts) Polymer 100 Carbon black (HAF) 50 Zinc white flower 3 Stearic acid 2 Antioxidant (810NA) * 1 1 Vulcanization accelerator (TP) * 2 0.8 Vulcanization accelerator (MSA) * 31 Sulfur 1.5 * 1) N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine * 2) Sodium dibutyl dithiocarbamate * 3) N-oxydiethylene-2-benzothiazolesulfenamide modulus, tensile strength and hardness are JIS. It was measured according to K6301.

発熱性の指標としては、ダンロップ反撥弾性試験によ
る反撥弾性(%)を用いた。この測定方法は、BS903に
準じた。反撥弾性(%)が大きいほど発熱が少なく良好
であることを示す。
As an index of heat build-up, rebound resilience (%) by a Dunlop rebound resilience test was used. This measuring method conformed to BS903. The larger the rebound resilience (%), the better the heat generation and the better.

摩耗試験は、ASTM D2228(ピコ法)に準じた。ピコ
摩耗指数は、ブタジエン共重合体(日本合成ゴム(株)
製、ポリブタジエンBR−01)の加硫物のピコ法による摩
耗量を基準の指数100として求めた。指数が大きいほど
耐摩耗性は良好である。
The abrasion test conformed to ASTM D2228 (pico method). The pico abrasion index was calculated using a butadiene copolymer (Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
Of the vulcanized product of Polybutadiene BR-01) manufactured by Pico Method was determined as a reference index of 100. The larger the index, the better the wear resistance.

実施例1 内容積100mlの耐圧ビンにチッ素雰囲気下でシクロヘ
キサン60g、1,3−ブタジエン6gを仕込んだのち、あらか
じめ1,3−ブタジエン0.555ミリモルの存在下で、(a)
2−エチルヘキサン酸ネオジム0.111ミルモル、(b)
トリエチルアルミニウム3.11ミリモル、(b)ジイソブ
チルアルミニウムハイドライド1.55ミリモル、(c)ジ
エチルアルミニウムクロライド0.222ミリモル、および
(d)アセチルアセトン0.222ミリモルを混合し、40
℃、30分間熟成して調製した触媒を添加して、60℃で断
熱反応下、1時間重合を行った。1,3−ブタジエンの重
合率は、ほぼ100%であった。
Example 1 60 g of cyclohexane and 6 g of 1,3-butadiene were charged into a pressure-resistant bottle having an inner volume of 100 ml under a nitrogen atmosphere, and then (a) in the presence of 0.555 mmol of 1,3-butadiene in advance.
Neodymium 2-ethylhexanoate 0.111 mmol, (b)
A mixture of 3.11 mmol of triethylaluminum, 1.55 mmol of (b) diisobutylaluminum hydride, 0.222 mmol of (c) diethylaluminum chloride, and 0.222 mmol of (d) acetylacetone was obtained by mixing 40
A catalyst prepared by aging at 30 ° C. for 30 minutes was added, and polymerization was carried out at 60 ° C. for 1 hour under an adiabatic reaction. The polymerization rate of 1,3-butadiene was almost 100%.

次に、重合溶液に(e)ポリメリックタイプのジフェ
ニルメタンジイソシアナート(MD化成(株)製、PAP1−
135、以下「C−MDI」と略記する)を0.74ミリモル添加
した。
Next, (e) diphenylmethane diisocyanate of a polymer type (PAP1-
135, hereinafter abbreviated as "C-MDI").

その後、1時間撹拌放置し、メタノールで凝固した。
この得られた重合体をトルエンに溶解し、メタノールで
凝固する操作を3回行い、未反応のC−MDIを完全に除
去した。これを、室温下で減圧乾燥した。
Thereafter, the mixture was left to stir for 1 hour and solidified with methanol.
The operation of dissolving the obtained polymer in toluene and coagulating it with methanol was performed three times to completely remove unreacted C-MDI. This was dried under reduced pressure at room temperature.

この反応で得られたポリ−1,3−ブタジエンのミクロ
構造は、シス−1,4結合含量が97.0%、トランス−1,4結
合含量が1.5%、ビニル結合含量が1.5%であった。
The microstructure of poly-1,3-butadiene obtained by this reaction had a cis-1,4 bond content of 97.0%, a trans-1,4 bond content of 1.5%, and a vinyl bond content of 1.5%.

この重合体のGPCチャートを、第2図に示す。 The GPC chart of this polymer is shown in FIG.

第2図から明らかなように、示差屈折計によって求め
た分子量分布と、紫外線(UV、254nm)で求めた分子量
分布とが、GPCカウントに対応して現れ、しかもUV吸収
スペクトルは低分子量側ほど吸収強度が大きく、ポリマ
ーの末端数と対応していることが分かる。
As apparent from FIG. 2, the molecular weight distribution obtained by the differential refractometer and the molecular weight distribution obtained by the ultraviolet ray (UV, 254 nm) appear in correspondence with the GPC count, and the UV absorption spectrum is lower at the lower molecular weight side. It can be seen that the absorption intensity is large and corresponds to the number of terminals of the polymer.

次に、第3図にこの重合体の赤外吸収スペクトルを示
す。第3図から明らかなように、1,520cm-1付近にアミ
ドII吸収帯、1,690cm-1付近にアミドI吸収帯のスペク
トルが現れ、高分子量体にC−MDIが反応して付加して
いることが確認できた。
Next, FIG. 3 shows an infrared absorption spectrum of this polymer. As is apparent from Figure 3, 1,520Cm amide II absorption band in the vicinity of -1, appeared spectra of the amide I absorption band in the vicinity of 1,690cm -1, C-MDI is added in response to high molecular weight That was confirmed.

滴定法とポリスチレン換算数平均分子量から、この重
合体のポリマー鎖1本あたりの官能基の付加率は、45%
であった。
From the titration method and the number average molecular weight in terms of polystyrene, the addition rate of the functional group per polymer chain of this polymer was 45%
Met.

比較例1 実施例1と同様に1,3−ブタジエンの重合を行い、
(e)成分としてC−MDIを用いなかった以外は、実施
例1と全く同様にして重合体を得た。
Comparative Example 1 1,3-Butadiene was polymerized in the same manner as in Example 1,
A polymer was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that C-MDI was not used as the component (e).

比較例1で得られた重合体のGPCチャートを第4図
に、また赤外吸収スペクトルを第5図に示す。
The GPC chart of the polymer obtained in Comparative Example 1 is shown in FIG. 4, and the infrared absorption spectrum is shown in FIG.

実施例1と比較例1とから、本発明の重合体には、高
シス−1,4構造で官能基が付加しており、従来にない新
規な重合体であることが分かる。
From Example 1 and Comparative Example 1, it can be seen that the polymer of the present invention has a high cis-1,4 structure and a functional group added thereto, and is a novel polymer which has never existed before.

実施例2 実施例1のC−MDIの代わりに、(e)−1成分とし
てフェニルイソシアナートを用いて、重合体の変性を行
う以外は実施例1と全く同様の操作を実施した。
Example 2 The same operation as in Example 1 was performed except that the polymer was modified using phenyl isocyanate as the component (e) -1 instead of the C-MDI of Example 1.

得られた重合体のGPCチャートを、第6図に示す。第
6図から、重合体に官能基が付加していることが分か
る。
FIG. 6 shows a GPC chart of the obtained polymer. FIG. 6 shows that a functional group is added to the polymer.

また、この重合体のポリマー鎖1本あたりの官能基の
付加率は53%であった。
The addition ratio of the functional group per polymer chain of this polymer was 53%.

実施例3 実施例1のC−MDIの量を2.96ミリモル添加した以外
は、実施例1と同様にポリ−1,3−ブタジエンの変性を
行った。
Example 3 The poly-1,3-butadiene was modified in the same manner as in Example 1 except that 2.96 mmol of the amount of C-MDI in Example 1 was added.

得られた重合体は、GPCチャートのUV吸収が増大し、
ポリマー鎖1本あたりの官能基の付加率は68%であっ
た。
The obtained polymer has increased UV absorption of the GPC chart,
The addition ratio of the functional group per polymer chain was 68%.

実施例4 実施例1のトリイソブチルアルミニウムを使用せず、
(e)−1成分であるC−MDIの代わりに二硫化炭素16.
7ミリモルを添加し、実施例1と同様にポリ−1,3−ブタ
ジエンの変性を行った。
Example 4 Without using the triisobutylaluminum of Example 1,
(E) -1 Carbon disulfide instead of C-MDI which is a component 16.
7 mmol was added, and poly-1,3-butadiene was modified in the same manner as in Example 1.

この重合体のGPCチャートを、第7図に示す。 The GPC chart of this polymer is shown in FIG.

第7図から、UV吸収スペクトルが現れ、二酸化炭素が
付加していることが分かる。
FIG. 7 shows that a UV absorption spectrum appears, indicating that carbon dioxide has been added.

実施例5 内容積5の撹拌機付き反応器に窒素雰囲気下でシク
ロヘキサン2.5kg、1,3−ブタジエン500gを仕込んだの
ち、あらかじめ1,3−ブタジエン4.6ミリモルの存在下で
(a)2−エチルヘキサン酸ネオジム0.93ミリモル、
(b)トリエチルアルミニウム27.7ミルモル、(b)ジ
イソブチルアルミニウムハイドライド10.2ミリモル、
(c)ジエチルアルミニウムクロライド2.3ミリモル、
および(d)アセチルアセトン1.85ミリモルを混合し、
40℃、30分間熟成して調製した触媒を添加して、70℃か
ら断熱反応で1.5時間反応を行った。1,3−ブタジエンの
反応率は、ほぼ100%であった。ムーニー粘度を測定す
るために、重合溶液を一部抜き取り、凝固、乾燥した。
ムーニー粘度は、30であった。
Example 5 2.5 kg of cyclohexane and 500 g of 1,3-butadiene were charged into a reactor having an internal volume of 5 with a stirrer under a nitrogen atmosphere, and then (a) 2-ethyl was added in advance in the presence of 4.6 mmol of 1,3-butadiene. 0.93 mmol of neodymium hexanoate,
(B) 27.7 mmol of triethylaluminum, (b) 10.2 mmol of diisobutylaluminum hydride,
(C) diethylaluminum chloride 2.3 mmol,
And (d) 1.85 mmol of acetylacetone are mixed,
A catalyst prepared by aging at 40 ° C. for 30 minutes was added, and a reaction was performed at 70 ° C. for 1.5 hours by adiabatic reaction. The conversion of 1,3-butadiene was almost 100%. In order to measure Mooney viscosity, a part of the polymerization solution was withdrawn, coagulated and dried.
The Mooney viscosity was 30.

次に、重合溶液の温度を60℃に冷却後、(e)−1成
分としてC−MDIを5.1ミリモル添加して1時間撹拌放置
した。
Next, after cooling the temperature of the polymerization solution to 60 ° C., 5.1 mmol of C-MDI was added as the component (e) -1, and the mixture was allowed to stir for 1 hour.

その後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール3.0g
を添加したのち、スチーム凝固し、100℃の熱ロールで
乾燥した。この反応で得られたポリ1,3−ブタジエンの
ミクロ構造は、シス−1,4結合含量が97.8%、トランス
−1,4結合含量が1.0%、ビニル結合含量が1.2%であっ
た。
Then, 2,6-di-t-butyl-p-cresol 3.0 g
Was added, steam coagulated, and dried with a hot roll at 100 ° C. The microstructure of the poly-1,3-butadiene obtained by this reaction had a cis-1,4 bond content of 97.8%, a trans-1,4 bond content of 1.0%, and a vinyl bond content of 1.2%.

また、ムーニー粘度は、38であった。 The Mooney viscosity was 38.

加硫物の物性評価結果を、第1表に示す。 Table 1 shows the evaluation results of the physical properties of the vulcanized product.

比較例2 実施例5と同様に、1,3ブタジエンの重合を行い、
(e)成分としてC−MDIを用いなかった以外は、実施
例5と全く同様にして重合体を得た。
Comparative Example 2 In the same manner as in Example 5, polymerization of 1,3 butadiene was performed.
A polymer was obtained in exactly the same manner as in Example 5, except that C-MDI was not used as the component (e).

得られた重合体のミクロ構造と加硫物性の評価結果
を、第1表に示す。
Table 1 shows the evaluation results of the microstructure and vulcanization properties of the obtained polymer.

比較例3 市販のポリブタジエン(日本合成ゴム(株)製、ポリ
ブタジエンBR−01)の加硫物性を、第1表に示す。
Comparative Example 3 Table 1 shows the vulcanization properties of a commercially available polybutadiene (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd., polybutadiene BR-01).

ランタン系列希土類金属触媒により重合された直後の
ポリマーと、C−MDIとを反応させた本発明の重合体
は、耐摩耗性と発熱特性、引張強度が大きく改善されて
いることが分かる。
It can be seen that the polymer of the present invention obtained by reacting the polymer immediately after polymerization with the lanthanum series rare earth metal catalyst with C-MDI has greatly improved abrasion resistance, heat generation characteristics and tensile strength.

実施例6 実施例4の(e)−1成分である二硫化炭素の代わり
に、(e)−2成分としてスチレンオキシド16.7ミリモ
ルを添加し、実施例4と同様にしてポリ−1,3−ブタジ
エンの変性を行った。この重合体のGPCチャートを、第
8図に示す。第8図から、UV吸収スペクトルが現れ、ス
チレンオキシドが反応して付加していることが分かる。
Example 6 In place of carbon disulfide as the component (e) -1 of Example 4, 16.7 mmol of styrene oxide was added as the component (e) -2. Butadiene modification was performed. The GPC chart of this polymer is shown in FIG. From FIG. 8, a UV absorption spectrum appears, which indicates that styrene oxide has reacted and added.

実施例7 実施例5のC−MDIの代わりに、二硫化炭素15.3ミリ
モルを使用した以外は、実施例5と同様に1,3−ブタジ
エンを重合した。
Example 7 1,3-butadiene was polymerized in the same manner as in Example 5 except that 15.3 mmol of carbon disulfide was used instead of the C-MDI of Example 5.

重合結果と得られた重合体の加硫物性を、第1表に示
す。
Table 1 shows the polymerization results and the vulcanization properties of the obtained polymer.

比較例4 実施例5の(e)−1成分である二硫化炭素の代わり
に四塩化炭素を5.1ミリモル用いた以外は、実施例5と
全く同様にして重合体を得た。
Comparative Example 4 A polymer was obtained in exactly the same manner as in Example 5 except that 5.1 mmol of carbon tetrachloride was used instead of carbon disulfide as the component (e) -1 in Example 5.

重合結果と得られた重合体の加硫物性を第1表に示
す。
Table 1 shows the polymerization results and the vulcanization properties of the obtained polymer.

〔発明の効果〕 本発明は、不活性有機溶媒中で、ランタン系列希土類
金属触媒を用いて共役ジエンを重合して得られるポリマ
ーに、特定のヘテロクムレン化合物あるいはヘテロ三員
環化合物を反応させることによって新規な共役ジエン系
重合体を製造する方法であり、得られる重合体は、特定
の官能基を持ち、工業用ゴム製品として用いた場合、機
械的特性(特にモジュラス、引張強度)、発熱特性が良
好で、公知の共役ジエン系重合体よりも大きく改良され
た耐摩耗性を有する加硫物が得られる。
[Effects of the Invention] The present invention provides a polymer obtained by polymerizing a conjugated diene using a lanthanide rare earth metal catalyst in an inert organic solvent, by reacting a specific heterocumulene compound or a hetero three-membered ring compound. This is a method for producing a novel conjugated diene-based polymer. The obtained polymer has a specific functional group, and when used as an industrial rubber product, its mechanical properties (particularly modulus and tensile strength) and heat generation properties A vulcanizate which is good and has abrasion resistance greatly improved over known conjugated diene-based polymers is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に使用される触媒の調製方法の一例を説
明するためのフローチャート、第2図は実施例1で得ら
れた重合体のGPCチャート、第3図は同赤外吸収スペク
トル、第4図は比較例1で得られた重合体のGPCチャー
ト、第5図は同赤外吸収スペクトル、第6図は実施例2
で得られた重合体のGPCチャート、第7図は実施例4で
得られた重合体のGPCチャート、第8図は実施例6で得
られた重合体のGPCチャートである。 第1図において、*1;(a)〜(d)成分の添加順序と
しては、(a)成分と(d)成分とを接触させるのが好
ましいが、その他の成分については任意の添加順序でよ
い。
FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of a method for preparing a catalyst used in the present invention, FIG. 2 is a GPC chart of the polymer obtained in Example 1, FIG. FIG. 4 is a GPC chart of the polymer obtained in Comparative Example 1, FIG. 5 is the same infrared absorption spectrum, and FIG. 6 is Example 2.
GPC chart of the polymer obtained in Example 4, FIG. 7 is a GPC chart of the polymer obtained in Example 4, and FIG. 8 is a GPC chart of the polymer obtained in Example 6. In FIG. 1, * 1; the order of addition of the components (a) to (d) is preferably such that the components (a) and (d) are in contact with each other. Good.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(イ)(a)ランタン系列希土類元素化合
物、および(b)一般式AlR1R2R3(ここで、R1、R2およ
びR3は同一または異なり、水素原子または炭素数1〜8
の炭化水素基であり、全てが水素原子ではない)で表さ
れる有機アルミニウム化合物よりなり、必要に応じて
(c)ルイス酸および/または(d)ルイス塩基を含有
する触媒の存在下に不活性有機溶媒中で共役ジエンを重
合し、次いで (ロ)分子中に一般式X=Y=Z結合(式中、Xは炭素
原子、チッ素原子、酸素原子もしくはイオウ原子を、Y
は炭素原子もしくはイオウ原子を、Zはチッ素原子、酸
素原子もしくはイオウ原子を示す)を含有する、ケテン
化合物、チオケテン化合物、イソシアナート化合物、チ
オイソシアナート化合物、カルボジイミド化合物、二酸
化炭素、硫化カルボニル、二酸化イオウおよび二硫化炭
素の群から選ばれた少なくとも1種のヘテロクムレン化
合物を反応させることを特徴とする新規な共役ジエン系
重合体の製造方法。
(1) (a) (a) a lanthanum series rare earth element compound, and (b) a general formula AlR 1 R 2 R 3 (where R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and a hydrogen atom or carbon atom Numbers 1-8
Which is not a hydrogen atom, and is not a hydrogen atom), and if necessary, is not reacted in the presence of a catalyst containing (c) Lewis acid and / or (d) Lewis base. The conjugated diene is polymerized in an active organic solvent, and then (ii) the general formula X = Y = Z bond (where X is a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom,
Represents a carbon atom or a sulfur atom, and Z represents a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom), a ketene compound, a thioketene compound, an isocyanate compound, a thioisocyanate compound, a carbodiimide compound, carbon dioxide, carbonyl sulfide, A method for producing a novel conjugated diene polymer, comprising reacting at least one heterocumulene compound selected from the group consisting of sulfur dioxide and carbon disulfide.
【請求項2】(イ)(a)ランタン系列希土類元素化合
物、および(b)一般式AlR1R2R3(ここで、R1、R2およ
びR3は同一または異なり、水素原子または炭素数1〜8
の炭化水素基であり、全てが水素原子ではない)で表さ
れる有機アルミニウム化合物よりなり、必要に応じて
(c)ルイス酸および/または(d)ルイス塩基を含有
する触媒の存在下に不活性有機溶媒中で共役ジエンを重
合し、次いで (ロ)分子中に一般式 (式中、Xはチッ素原子、酸素原子もしくはイオウ原子
を示す)を含有する、エチレンイミン誘導体、エポキシ
化合物およびチイラン化合物の群から選ばれた少なくと
も1種のヘテロ三員環化合物を反応させることを特徴と
する新規な共役ジエン系重合体の製造方法。
2. (a) (a) a lanthanum series rare earth element compound, and (b) a general formula AlR 1 R 2 R 3 (where R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom or carbon atom Numbers 1-8
Which is not a hydrogen atom, and is not a hydrogen atom), and if necessary, is not reacted in the presence of a catalyst containing (c) Lewis acid and / or (d) Lewis base. In an active organic solvent, a conjugated diene is polymerized. (Wherein X represents a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom), and reacting at least one hetero three-membered ring compound selected from the group consisting of ethyleneimine derivatives, epoxy compounds and thiirane compounds. A process for producing a novel conjugated diene polymer characterized by the following.
【請求項3】共役ジエンが1,3−ブタジエンおよび/ま
たはイソプレンである特許請求の範囲第1項または第2
項記載の新規な共役ジエン系重合体の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the conjugated diene is 1,3-butadiene and / or isoprene.
The method for producing a novel conjugated diene polymer according to the above item.
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