JP4207586B2 - Cyclized rubber and method for producing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環化ゴムおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの非極性の重合体からなる成形体と塗料との密着性を著しく向上できる、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する環化ゴムおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンからなる成形体は、美粧性および耐久性などを向上させるために、その表面を塗料で塗装して使用されることが多い。しかしながら、ポリオレフィンは極性が低く、そのままでは塗料との密着性に劣るため、塗膜が剥離しやすいという問題がある。
【0003】
ポリイソプレンなどの共役ジエン重合体の環化物を含有する塗料がポリオレフィンによく密着することは知られており(特許文献1参照。)、さらに密着性を改良するために、シス−1,4結合量70%以上の低分子量の共役ジエン重合体に無水マレイン酸を付加させた後、環化反応を行って得られる変性共役ジエン重合体環化物を用いることが提案されている(特許文献2参照。)。
しかしながら、上記のような共役ジエン重合体環化物を使用することで、ポリオレフィン成形体への密着性をある程度改良した塗料が得られるものの、その改良度合いは不十分であった。
【0004】
【特許文献1】
特開昭51−12827号公報
【特許文献2】
特開昭57−145103号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの非極性の重合体からなる成形体と塗料との密着性を著しく向上できる環化ゴムおよびその製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、有機活性金属触媒を用いて、共役ジエン単量体の重合を開始した後、重合が完結する前に、有機活性金属触媒中の活性金属の一部を不活性化する量の重合停止剤を添加して重合を継続して、得られるマルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を環化した、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する、重量平均分子量が特定範囲にある環化ゴムを用いると、上記の目的を達成できることを見出し、この知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【0007】
かくして本発明によれば、以下の発明1〜2が提供される。
1.共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及び共役ジエン単量体と共重合可能な単量体を、有機活性金属触媒を用いて、重合を開始した後、重合が完結する前に、有機活性金属触媒中の活性金属の一部を不活性化する量の重合停止剤を添加して重合を継続し、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を形成する工程と、
前記共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する工程と、
からなるマルチモーダルな分子量分布曲線を有する環化ゴムの製造方法であって、
マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成した後、前記共役ジエン重合体環化物に極性基含有化合物を反応させて、極性基を導入する工程を設けることを特徴とする環化ゴムの製造方法。
2.共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及び共役ジエン単量体と共重合可能な単量体を、有機活性金属触媒を用いて重合するに際し、重合に使用する有機活性金属触媒の一部を用いて重合を開始した後、重合が完結する前に、該有機活性金属触媒の残部を添加して重合を継続し、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を形成する工程と、前記共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する工程と、
からなるマルチモーダルな分子量分布曲線を有する環化ゴムの製造方法であって、
マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成した後、前記共役ジエン重合体環化物に極性基含有化合物を反応させて、極性基を導入する工程を設けることを特徴とする環化ゴムの製造方法。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明の環化ゴムは、共役ジエン系重合体環化物またはその誘導体であって、その分子量分布曲線が複数のピークを有するマルチモーダルであり、重量平均分子量が1,000〜1,000,000のものである。
【0012】
本発明において、分子量分布曲線が複数のピークを有するマルチモーダルであるとは、ゲル・パーミュエーション・クロマトグラフィー(GPC)測定により得られる分子量分布曲線において、極大のピークが複数存在することを意味する。
このピークは、2以上存在すればよく、通常、20を超えるピークを有する場合には、分子量分布曲線において極大ピークとして確認することが困難になる。なかでも、好ましいピークの数は、2〜5の範囲である。
【0013】
本発明の環化ゴムは、その分子量分布曲線において、観察される各ピークのピークトップに相当する標準ポリスチレン換算の分子量(ピークトップ分子量)のうちで、最も小さいもの(最小ピークトップ分子量(Pmw−S))と最も大きいもの(最大ピークトップ分子量(Pmw−L))との比(Pmw−L/Pmw−S)が1.5以上、好ましくは2.0以上、より好ましくは2.5以上であることが好ましい。この比が小さすぎると、所期の物性が得られない場合がある。なお、この比の最大値は、通常、20程度であり、10以下であることが好ましい。
【0014】
本発明の環化ゴムの最小ピークトップ分子量(Pmw−S)は、10,000以上、より好ましくは30,000以上、特に好ましくは50,000以上であることが好ましい。この分子量が低すぎると、密着性が低下する傾向にある。
【0015】
本発明の環化ゴムの最大ピークトップ分子量(Pmw−L)は、1000,000以下、より好ましくは500,000以下、特に好ましくは300,000以下であることが好ましい。この分子量が高すぎると、密着性が低下する傾向にある。
【0016】
本発明の環化ゴムが、その分子量分布曲線がバイモーダル(2つのピークを有する)のもの(以下、バイモーダル環化ゴムと略称する場合がある。)である場合、低分子量側の成分と高分子量側の成分との重量比が、95/5〜10/90、好ましくは85/15〜30/70、より好ましくは80/20〜50/50であることが好ましい。この比上記範囲にあると、密着性がより改善される。
【0017】
本発明の環化ゴムの重量平均分子量は1,000〜1,000,000、好ましくは10,000〜500,000、より好ましくは30,000〜300,000である。この分子量が低いと塗料の密着性に劣り、逆に高いと環化ゴムの製造時や使用時に取り扱い難くなる。この重量平均分子量は、GPCによって測定される標準ポリスチレン換算値である。
【0018】
本発明の環化ゴムの環化率は、特に限定されないが、通常、10%以上、好ましくは40〜95%、より好ましくは60〜90%、特に好ましくは70〜85%である。環化率が低すぎると塗料の密着性に劣り、逆に、環化率が高い環化ゴムを製造することは困難になると共に、ゲル化が進行しやすく、環化ゴム溶液の塗布工程で不具合を生じる場合がある。
なお、環化率は、1H−NMR分析により、原料として用いた共役ジエン重合体の環化反応前後における二重結合由来のプロトンのピーク面積をそれぞれ測定し、環化反応前を100としたときの環化反応後の環化物に残存する二重結合の割合を求め、計算式=(100−環化物中に残存する二重結合の割合)により表される値(%)である。
【0019】
本発明の環化ゴムのガラス転移温度は、特に限定されず用途に応じて適宜選択できるが、通常、−50〜200℃、好ましくは0〜100℃、より好ましくは20〜90℃、特に好ましくは30〜70℃である。
【0020】
また、環化ゴムの環化度(n)、すなわち環のつながりは、通常、n=1〜3の範囲である。環化ゴムのゲル量は、通常、10重量%以下、好ましくは5重量%以下であるが、実質的にゲルを有しないものであることが特に好ましい。ゲル量が多いと、溶液状態での塗布工程に問題が生じる可能性がある。
【0021】
本発明の環化ゴムの製造方法は、以下の5つの方法が挙げられる。
(第一の製造方法)
第一の製造方法は、共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及び共役ジエン単量体と共重合可能な単量体を、有機活性金属触媒を用いて、重合を開始した後、重合が完結する前に、有機活性金属触媒中の活性金属の一部を不活性化する量の重合停止剤を添加して重合を継続し、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を形成する工程(1−1)と、
前記共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する工程(1−2)と、
からなる。
【0022】
[工程(1−1)]
共役ジエン単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−フェニル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエンなどが挙げられる。なかでも、1,3−ブタジエンおよびイソプレンが好ましく、イソプレンがより好ましく使用できる。これらの単量体は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0023】
共役ジエン単量体の使用量は、特に限定されないが、共役ジエン重合体中の共役ジエン単量体単位含量が、通常、40モル%以上、好ましくは60モル%以上、より好ましくは80モル%以上になる量である。この含有量が少ないと、環化率を挙げることが困難になり、所期の物性改善効果が得にくい傾向にある。
【0024】
共役ジエン単量体と共重合可能な単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−イソプロピルスチレン、p−フェニルスチレン、p−メトキシスチレン、p−メトキシメチルスチレン、p−tert−ブトキシスチレン、クロロメチルスチレン、2−フルオロスチレン、3−フルオロスチレン、ペンタフルオロスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンなどの芳香族ビニル単量体;エチレン、プロピレン、イソブチレンなどのオレフィン単量体;などが挙げられる。これらの中でも、芳香族ビニル単量体が好ましく、スチレンおよびα−メチルスチレンがより好ましく使用できる。
【0025】
有機活性金属触媒としては、前記の単量体をリビング的に重合できる触媒であれば特に限定されない。具体例としては、例えば、有機アルカリ金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物などが挙げられる。なかでも、有機アルカリ金属化合物が好ましく使用できる。
【0026】
有機アルカリ金属化合物としては、例えば、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物;ジリチオメタン、1,4−ジリチオブタン、1,4−ジリチオ−2−エチルシクロヘキサン、1,3,5−トリリチオベンゼンなどの有機多価リチウム化合物;ナトリウムナフタレン、カリウムナフタレンなどが挙げられる。これらの中でも、有機リチウム化合物が好ましく、有機モノリチウム化合物がより好ましく使用できる。
【0027】
有機アルカリ金属化合物は、前記の有機アルカリ金属化合物に2級アミンを反応させて得られる有機アルカリ金属アミド化合物として使用することもできる。
【0028】
2級アミンとしては、例えば、ジメチルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、メチルアミルアミン、アミルヘキシルアミン、ジエチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、エチルヘキシルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、プロピルブチルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、メチルシクロペンチルアミン、エチルシクロペンチルアミン、メチルシクロヘキシルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどの脂肪族2級アミン;ジフェニルアミン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、ジベンジルアミン、N−メチルベンジルアミン、N−エチルフェネチルアミンなどの芳香族2級アミン;アジリジン、アセチジン、ピロリジン、ピペリジン、2−メチルピペリジン、3−メチルピペリジン、4−メチルピペリジン、3,5−ジメチルピペリジン、2−エチルピペリジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン、ドデカメチレンイミン、コニイン、モルホリン、オキサジン、ピロリン、ピロール、アゼピンなどの環状イミンが挙げられる。これらの2級アミンは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いられる。
2級アミンの使用量は、有機アルカリ金属化合物中の金属に対して、通常、0.5〜2当量、好ましくは0.8〜1.5当量、より好ましくは1〜1.2当量である。
【0029】
有機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、特開昭51−115590号公報、特開昭52−9090号公報、特開昭52−17591号公報、特開昭52−30543号公報、特開昭52−48910号公報、特開昭52−98077号公報、特開昭56−112916号公報、特開昭57−100146号公報等報に開示されているバリウム、ストロンチウム、カルシウム等の金属を有する化合物が例示される。具体例としては、例えば、n−ブチルマグネシウムブロミド、n−ヘキシルマグネシウムブロミド、エトキシカルシウム、t−ブトキシストロンチウム、エトキシバリウム、イソプロポキシバリウム、エチルメルカプトバリウム、t−ブトキシバリウム、フェノキシバリウム、ジエチルアミノバリウム、エチルバリウムなどが挙げられる。
【0030】
上記の有機活性金属触媒は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。その使用量は、上記触媒の種類または要求される生成重合体の重量平均分子量によって適宜選択されるが、単量体100g当り、通常、0.01〜100ミリモル、好ましくは0.05〜20ミリモル、より好ましくは0.1〜10ミリモルの範囲である。
【0031】
上記触媒を用いた重合は、通常、重合溶媒中で行われる。重合溶媒としては、重合を阻害しないものであれば特に限定されない。
重合溶媒としては、例えば、n−ブタン、n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−オクタンなどの脂肪族飽和炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環式飽和炭化水素;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素;等が挙げられる。これらの中でも、n−ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどが好ましい。また、必要に応じて、1−ブテン、シス−2−ブテン、2−ヘキセンなどの重合性が極めて低い不飽和炭化水素を併用することもできる。これらの重合溶媒は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合溶媒の使用量は、特に限定されないが、重合に使用する単量体の濃度が、通常、1〜50重量%、好ましくは10〜40重量%の範囲となる量である。
【0032】
重合反応に際し、共役ジエン単量体単位の結合構造を調整するために、極性化合物を用いることができる。極性化合物としては、有機活性金属触媒を用いた通常のアニオン重合で使用されるものであれば、特に限定されない。
極性化合物としては、例えば、ジブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル化合物;テトラメチルエチレンジアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、キヌクリジンなどの3級アミン;カリウム−t−アミルオキシド、カリウム−t−ブチルオキシドなどのアルカリ金属アルコキシド;トリフェニルホスフィンなどのホスフィン誘導体;などが挙げられる。これらの中でも、3級アミンおよびエーテル化合物が好ましく、3級アミンがより好ましく、テトラメチルエチレンジアミンが特に好ましく使用できる。これらの極性化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
極性化合物を使用する場合、その使用量は、有機活性金属触媒1モルに対して、通常、200モル以下、好ましくは0.1〜100モル、より好ましくは0.5〜50モル、特に好ましくは0.8〜20モルである。
【0033】
以上のように重合を開始した後、重合が完結する前に、有機活性金属触媒中の活性金属の一部を不活性化する量の重合停止剤を添加する。
重合停止剤としては、有機活性金属触媒中の活性金属を不活性化できるものであれば特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノールなどのアルコール類;フェノール、メチルフェノール、2,6−tert−ブチル−ヒドロキシトルエンなどのフェノール類;水が挙げられる。なかでも、メタノール、t−ブタノール、2,6−tert−ブチル−ヒドロキシトルエンが好ましく使用できる。
重合停止剤の使用量は、重合に使用した有機活性金属触媒中の活性金属に対して、通常、0.1〜0.95当量、好ましくは0.3〜0.9当量、より好ましくは0.5〜0.9当量の範囲である。
【0034】
重合が完結する前に添加する重合停止剤の使用量を調節することにより、重合停止剤を添加した時点で重合を停止した共役ジエン重合体の量を調節できる。
【0035】
重合が完結する前に添加する重合停止剤の添加時期は、特に限定されないが、重合に使用する単量体全量に対する重合転化率で、通常、5〜95重量%、好ましくは20〜90重量%、より好ましくは40〜90重量%である。この添加時期を調節することにより、重合停止剤を添加した時点で重合を停止した共役ジエン重合体のピークトップ分子量を調節できる。
【0036】
また、重合が完結する前に、上記範囲の量の重合停止剤を分割で添加することもでき、それらの添加時期は、上記の範囲で適宜選択することができる。この分割回数を調節することにより、分子量分布曲線におけるピークの数を調節でき、それぞれの添加量を調節することにより、重合停止剤を添加した時点で重合を停止した、それぞれの共役ジエン重合体の量の割合を調節できる。
【0037】
重合反応は、通常、−78〜150℃の範囲で、回分式または連続式などの重合様式で行われる。重合時間は、特に限定されないが、重合反応がほぼ完結するまで行なうことが好ましい。
【0038】
重合反応がほぼ完結した後、さらに重合停止剤を添加して、重合反応を停止する。重合停止剤としては、前述のものを使用でき、その使用量は、重合に使用した有機活性金属触媒中の金属に対して、重合反応が完結する前に添加した重合停止剤との合計量が、通常、1〜10当量、好ましくは1〜5当量、より好ましくは1〜1.5当量の範囲になる量である。
【0039】
以上のようにして、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体が得られる。得られた共役ジエン重合体は、常法により、重合溶媒を除去して固形状物として取得してもよいし、重合体溶液のまま、次の工程に移ってもよい。
【0040】
[工程(1−2)]
環化触媒としては、従来公知のものが使用できる。
環化触媒としては、例えば、硫酸;モノフルオロメタンスルホン酸、ジフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、これらの無水物もしくはアルキルエステルなど有機スルホン酸化合物;三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、四塩化スズ、四塩化チタン、塩化アルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロリド、臭化アルミニウム、五塩化アンチモン、六塩化タングステン、塩化鉄などの金属ハロゲン化物;が挙げられる。これらの環化触媒は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの環化触媒の中でも、有機スルホン酸化合物が好ましく、p−トルエンスルホン酸がより好ましく使用できる。
【0041】
環化触媒の使用量は、環化触媒の種類や要求される環化率に応じて適宜選択されるが、共役ジエン重合体100gに対して、通常、0.05〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.3〜2重量部である。
【0042】
環化反応は、前記の共役ジエン重合体と環化触媒とを接触させれば進行するが、通常、不活性溶媒中で行なわれる。不活性溶媒としては、環化反応を阻害しないものであれば、特に限定されない。
不活性溶媒としては、重合溶媒として前記したものが使用できる。なかでも、沸点が70℃以上のものが好ましく使用できる。
不活性溶媒の使用量は、特に限定されないが、工程(1−1)で得られた共役ジエン重合体の濃度が好ましくは5〜60重量%、より好ましくは20〜40重量%となる量である。
【0043】
環化反応における反応温度、通常、50〜150℃、好ましくは80〜110℃であり、反応時間は、通常、0.5〜10時間、好ましくは2〜5時間である。
【0044】
以上のようにして、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物が得られる。
得られた環化ゴムは、通常、常法により、環化触媒を不活性化した後、環化触媒残渣を除去し、不活性溶媒を除去して、固形物として取得する。
【0045】
(第二の製造方法)
第二の製造方法は、共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及び共役ジエン単量体と共重合可能な単量体を、有機活性金属触媒を用いて重合するに際し、重合に使用する有機活性金属触媒の一部を用いて重合を開始した後、重合が完結する前に、該有機活性金属触媒の残部を添加して重合を継続し、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を形成する工程(2−1)と、
前記共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する工程(2−2)と、
からなる。
【0046】
[工程(2−1)]
重合を開始する際に使用する有機活性金属触媒の使用量は、重合に使用する有機活性金属触媒の全量に対して、通常、5〜90モル%、好ましくは10〜70モル%、より好ましくは10〜50モル%の範囲の量である。この使用量が少なすぎても多すぎても、所期の物性改善効果が得られない場合がある。この量を調節することにより、高分子量側の共役ジエン重合体の含有量を調節することができる。
【0047】
重合を開始した後、重合が完結する前に、残部の有機活性金属触媒を添加して重合する。その添加時期は、特に限定されないが、重合に使用する単量体全量に対する重合転化率で、通常、5〜90重量%、好ましくは10〜70重量%、より好ましくは10〜50重量%である。この添加時期を調節することにより、重合を開始した後に添加する残部の有機活性金属触媒によって形成される共役ジエン重合体のピークトップ分子量を調節できる。
【0048】
また、重合を開始した後に添加する残部の有機活性金属触媒は、重合が完結する前に、分割で添加することもでき、それらの添加時期は、上記の範囲で適宜選択することができる。この分割回数を調節することにより、分子量分布曲線におけるピークの数を調節でき、それぞれの添加量を調節することにより、重合を開始した後に添加する有機活性金属触媒によって形成される、それぞれの共役ジエン重合体量の割合を調節できる。
【0049】
工程(2−1)における重合方法および条件は、前記した点および重合を開始した後、重合が完結する前に、有機活性金属触媒中の活性金属の一部を不活性化する量の重合停止剤を添加して重合を継続する点を除き、工程(1−1)における条件と同様である。
【0050】
重合反応がほぼ完結した後、重合停止剤を添加して重合反応を停止する。重合停止剤としては、前述したものが使用できる。重合停止剤の使用量は、重合に使用した有機活性金属触媒中の金属に対して、通常、1〜10当量、好ましくは1〜5当量、より好ましくは1〜1.5当量の範囲になる量である。
【0051】
以上のようにして、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体が得られる。得られた共役ジエン重合体は、常法により、重合溶媒を除去して固形状物として取得してもよいし、重合体溶液のまま、次の工程に移ってもよい。
【0052】
[工程(2−2)]
工程(2−1)で得られた共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する。この工程における方法および条件は、工程(1−2)と同様である。
【0053】
(第三の製造方法)
第三の製造方法は、共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及び共役ジエン単量体と共重合可能な単量体を、有機活性金属触媒を用いて重合して、重合体鎖末端に活性金属を有する活性共役ジエン重合体を形成する工程(3−1)と、前記の活性共役ジエン重合体に、該活性共役ジエン重合体中の活性金属の一部と反応する量の2官能性カップリング剤を反応させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を形成する工程(3−2)と、
前記共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する工程(3−3)と、
からなる。
【0054】
[工程(3−1)]
工程(3−1)における重合方法およびその条件は、工程(1−1)および(2−1)における以下の3点を除き、前記と同様である。
(1)重合反応がほぼ完結した後に、重合反応の停止を行う。
(2)重合を開始した後、重合が完結する前に、有機活性金属触媒中の活性金属の一部を不活性化する量の重合停止剤を添加して重合を継続する。
(3)重合に使用する有機活性金属触媒の一部を用いて重合を開始した後、重合が完結する前に、該有機活性金属触媒の残部を添加して重合を継続する。
以上のようにして、重合体鎖末端に活性金属を有する活性共役ジエン重合体を形成する。
【0055】
[工程(3−2)]
工程(3−1)で得られた活性共役ジエン重合体に、該活性共役ジエン重合体中の活性金属の一部と反応する量の2官能性カップリング剤を反応させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を形成する。
【0056】
2官能性カップリング剤は、活性共役ジエン重合体の重合体鎖末端の活性金属と反応して該重合体分子と結合する部位を2つ有する化合物である。
2官能性カップリング剤としては、例えば、ジクロロシラン、モノメチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシランなどの2官能性ハロゲン化シラン;ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどの2官能性アルコキシシラン;ジクロロエタン、ジブロモエタン、メチレンクロライド、ジブロモメタンなどの2官能性ハロゲン化アルカン;ジクロロスズ、モノメチルジクロロスズ、ジメチルジクロロスズ、モノエチルジクロロスズ、ジエチルジクロロスズ、モノブチルジクロロスズ、ジブチルジクロロスズなどの2官能性ハロゲン化スズ;安息香酸、CO、2―クロロプロペンなどが挙げられる。
【0057】
前記の活性共役ジエン重合体と2官能性カップリング剤を反応させることにより、該活性共役ジエン重合体のほぼ2倍の分子量を有するカップリング体が生成する。
【0058】
2官能性カップリング剤の使用量は、前記の活性共役ジエン重合体と2官能性カップリング剤を反応させた後においても、活性共役ジエン重合体が残存するだけの量であり、重合に用いた有機活性金属触媒中の活性金属の全量に対して、2官能性カップリング剤中の官能性基量が、通常、0.1〜0.9当量、好ましくは0.1〜0.7当量、より好ましくは0.1〜0.5当量の範囲となる量である。この使用量が少なすぎても多すぎても、所期の物性改善効果が得られない場合がある。
【0059】
前記の活性共役ジエン重合体と2官能性カップリング剤との反応温度は、通常、室温〜120℃、好ましくは40〜100℃であり、反応時間は、通常、1分間〜数時間、好ましくは10分間〜2時間である。この範囲であれば、反応が十分進行し、かつ、副反応によるゲル化などの不具合も発生しにくい。
【0060】
その後、重合停止剤を添加して、重合反応を停止する。重合停止剤は、前述のものを使用でき、その使用量は、重合に使用した有機活性金属触媒中の金属に対して、通常、0.1〜10当量、好ましくは0.2〜5当量、より好ましくは0.5〜1.5当量の範囲である。
【0061】
以上のようにして、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体が得られる。得られた共役ジエン重合体は、常法により、重合溶媒を除去して固形状物として取得してもよいし、重合体溶液のまま、次の工程に移ってもよい。
【0062】
[工程(3−3)]
工程(3−2)で得られた共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する。この工程における方法および条件は、工程(1−2)と同様である。
【0063】
(第四の製造方法)
第四の製造方法は、その分子量分布曲線のピークトップ分子量が異なる2種以上の共役ジエン重合体を混合したものを、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する方法である。
【0064】
予め、その分子量分布曲線のピークトップ分子量が異なる共役ジエン重合体を2種類以上別々に調製する。それらの共役ジエン重合体は、それぞれ、常法により調製できる。
【0065】
これらの共役ジエン重合体を、所望の割合で混合し、環化触媒を用いて環化させて、共役ジエン重合体環化物を形成する。
環化反応の方法および条件は、工程(1−2)と同様である。
以上のようにして、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物が得られる。
【0066】
(第五の製造方法)
第五の製造方法は、その分子量分布曲線のピークトップ分子量が異なる2種以上の共役ジエン重合体環化物を混合する方法である。
【0067】
予め、その分子量分布曲線のピークトップ分子量が異なる共役ジエン重合体環化物を2種類以上調製する。それらの共役ジエン重合体環化物は、それぞれ、常法により調製できる。
【0068】
これらの共役ジエン重合体環化物を、所望の割合で混合して、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物が得られる。混合の方法としてはは、混練や溶液状態での混合した後、該溶液を除去する方法が挙げられる。以上にようにして、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物が得られる。
【0069】
上記の製造方法の中でも、製造効率の点から、第一〜三の製造方法が好ましく、さらに、最小ピークトップ分子量(Pmw−S)と最大ピークトップ分子量(Pmw−L)との比(Pmw−L/Pmw−S)を任意に調節できる点で、第一および二の製造方法がより好ましい。
【0070】
本発明においては、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を、必要に応じて極性基含有化合物による変性反応に供することができる。
【0071】
変性反応に使用する極性基含有化合物は、共役ジエン重合体環化物に極性基を導入することができる化合物であれば特に限定されるものではなく、例えば、酸無水物基、カルボキシル基、水酸基、チオール基、エステル基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、シアノ基、シリル基、ハロゲンなどの極性基を有するエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
極性基としては、接着性の改良効果に優れる点で、酸無水物基、カルボキシル基、水酸基、エステル基、エポキシ基、アミノ基が好ましく、酸無水物基、カルボキシル基、水酸基がより好ましい。
【0072】
酸無水物基またはカルボキシル基を有する化合物としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水アコニット酸、ノルボルネンジカルボン酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸などのエチレン性不飽和化合物が挙げられ、なかでも、無水マレイン酸が反応性、経済性の点で賞用される。
【0073】
水酸基を含有するエチレン性不飽和化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピルなどの不飽和酸のヒドロキシアルキルエステル類;N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミドなどのヒドロキシル基を有する不飽和酸アミド類;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)モノ(メタ)クリレートなどの不飽和酸のポリアルキレングリコールモノエステル類;グリセロールモノ(メタ)アクリレートなどの不飽和酸の多価アルコールモノエステル類;などが挙げられ、これらの中でも、不飽和酸のヒドロキシアルキルエステル類が好ましく、特にアクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルが好ましい。
【0074】
その他の極性基を含有するエチレン性不飽和化合物としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリルなどが挙げられる。
【0075】
極性基含有化合物を共役ジエン系重合体環化部物に導入する方法は特に限定されないが、エチレン性不飽和化合物を付加する場合には、一般にエン付加反応またはグラフト重合反応と呼ばれる公知の反応に従えばよい。
この付加反応は、共役ジエン系重合体環化物と極性基含有化合物とを、必要に応じてラジカル発生剤の存在下に反応させることによって行われる。ラジカル発生剤としては、例えば、ジ−t−ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド,t−ブチルパーオキシドベンゾエート,メチルエチルケトンパーオキシドのようなパーオキシド類;アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾニトリル類;などが挙げられる。
【0076】
付加反応は、固相状態で行なっても、溶液状態で行なってもよいが、反応制御がし易い点で、溶液状態で行なうことが好ましい。使用される溶媒としては、例えば、前述したような環化反応における炭化水素系溶媒と同様のものが挙げられる。
【0077】
極性基含有化合物の使用量は、適宜選択されるが、導入された極性基の比率が、変性後の環化ゴム100gあたり、通常、0.1〜200ミリモル、好ましくは1〜100ミリモル、より好ましくは5〜50ミリモルとなるような範囲である。
【0078】
極性基を導入する反応は、加圧、減圧または大気圧いずれの圧力下でも行うことができるが、操作の簡便性の点から大気圧下で行うことが望ましく、なかでも乾燥気流下、とくに乾燥窒素や乾燥アルゴンの雰囲気下で行うと水分由来の副反応が抑えることができる。
また反応温度や反応時間は常法に従えばよく、反応温度は、通常、30〜250℃、好ましくは60〜200℃であり、反応時間は、通常、0.5〜5時間、好ましくは1〜3時間である。
【0079】
本発明の環化ゴムは、必要に応じて、顔料、染料などの着色剤;老化防止剤、充填剤、軟化剤、ワックスなどの配合剤を添加して用いられる。配合剤は一般に使用されているものであればよい。
【0080】
老化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,2´−メチレンビス(4−メチル−t−ブチルフェノール)、テトラキス[メチレン−3−(3´,5´−ジ−t−ブチル−4´−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンなどのフェノール系老化防止剤;フェニル−α−ナフチルアミン、ジフェニル−p−フェニレンジアミン、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などのアミン系老化防止剤;トリス(ノニルフェニル)ホスファイトなどのリン系老化防止剤などが挙げられる。
【0081】
充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、珪酸カルシウム、硫酸バリウム、マイカ、シリカ、カーボンブラック、タルク、クレー、二酸化チタン、酸化亜鉛、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。
【0082】
配合剤の使用量は、配合の目的、配合剤の種類によって適宜選択することができる。
【0083】
環化ゴムの形状は、用途に応じて適宜選択できるが、通常はペレットまたは粉末状である。粉末状とするには、固形状の環化ゴムを、冷却下にバンタムミル、ジェットミル、ディスクミル、ボールミル、コロイドミルなどの粉砕機を用いて粉砕すればよい。
【0084】
粉末粒子の平均粒子径は、通常、1μm〜200μm、好ましくは3μm〜100μm、さらに好ましくは5μm〜50μmである。この平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって測定される、粒子径に対する個数基準積分曲線における、50%個数基準積算値に対応する粒子径である。
【0085】
上記粉末粒子中の環化ゴムの含有量は、通常、5重量%以上、好ましくは10重量%、より好ましくは20重量%以上、特に好ましくは30重量%以上である。
【0086】
粉末粒子の形状としては、特に限定されず、例えば、球状や不定形状が挙げられる。
【0087】
本発明の環化ゴムからなる粉末粒子は、例えば、樹脂や金属に対する優れた密着性を生かして、粉体塗料として用いることができる。粉体塗料とする場合には、着色剤を配合し、必要に応じて老化防止剤、充填剤、軟化剤、ワックスなどが常法に従って適宜配合される。
【0088】
顔料を着色剤として用いる場合、イエロー着色にはベンジジン系、アゾ系、イソインドリン系顔料が、マゼンタ着色にはアゾレ−キ系、ロ−ダミンレーキ系、キナクリドン系、ナフトール系、ジケトピロロピロール系顔料が、シアン着色にはフタロシアニン系顔料、インダンスレン系顔料が好ましく用いられる。黒色着色には、カ−ボンブラックが通常使用される。カ−ボンブラックとしては、サ−マルブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファ−ネスブラック、ランプブラック等が挙げられる。
【0089】
染料を着色剤として用いる場合、イエロ−着色にはアゾ系、ニトロ系、キノリン系、キノフタロン系、メチン系染料が、マゼンタ着色にはアントラキノン系、アゾ系、キサンテン系染料が、シアン着色にはアントラキノン系、フタロシアニン系、インドアニリン系染料が好ましく用いられる。
【0090】
着色剤の使用量は、求める色合い、濃さなどによって適宜選択すればよく、環化ゴム100重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部、より好ましくは1〜20重量部である。
【0091】
粉体塗料は、通常、環化ゴムと着色剤及び必要に応じて含有される添加剤とを混合し、それを粉砕し、分級することによって得ることができる。
【0092】
混合方法は、特に限定されず、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール、一軸または二軸押出機等の混練機を用いて溶融混合する方法がある。
【0093】
粉砕方法としては、前述の方法に従えばよい。
分級の方法としては、例えば、風力分級、遠心分級、篩分級などの方法が挙げられる。
【0094】
また、本発明の環化ゴムは、ポリマー成形材料用改質剤として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマーなどからなる各種ポリマー成形材料に配合することにより、ポリマー成形体と塗料との接着性を改善するのに好適である。さらに、ポリマー成形材料を構成する異種ポリマー同士の分散性やポリマー成形材料における充填剤、顔料などのごとき配合剤のポリマーへの分散性を改善するためのポリマー成形材料用改質剤としても有用である。
【0095】
改質の対象となるポリマー成形材料に用いるポリマーとしては、以下のようなものが挙げられる。
1.炭化水素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポイアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルブチラート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、フッ素系樹脂などのような熱可塑性樹脂。
2.フェノール樹脂、クレゾール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などのような熱硬化性樹脂。
【0096】
3.天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどの加硫ゴム;オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどのエラストマー。
【0097】
これらのなかでも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリペンテン−1などの鎖状オレフィン系樹脂;エチレンとノルボルネン類との付加共重合体、ノルボルネン類の開環重合体水素化物など環状オレフィン系樹脂;などの炭化水素系熱可塑性樹脂に配合すると、環化ゴムによる改質効果が大きい。
【0098】
上記のポリマーは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用することもでき、必要に応じて、顔料、染料などの着色剤;老化防止剤、充填剤、軟化剤、ワックス、帯電防止剤、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、光線遮断剤、紫外線吸収剤などの配合剤を適宜配合することもできる。
【0099】
改質剤としての配合量は、ポリマー成形材料の種類や要求される性能に応じて適宜選択されるが、ポリマー成形材料中のポリマー100重量部当たり、通常、0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部、特に好ましくは2〜5重量部である。
【0100】
さらに、本発明の環化ゴムは、前述のポリマー成形材料用のプライマーや塗料などのコーティング剤における、プライマー用ビヒクル成分や塗料用バインダー成分などの接着性成分として用いることにより、該ポリマー成形材料と塗料との接着性を著しく改善できる。この場合、プライマーや塗料などのコーティング剤中の全固形分に対して、環化ゴムを2重量%以上、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上含有することが好ましい。
【0101】
コーティング剤として使用する場合には、環化ゴムに、必要に応じて、他の接着成分および各種の添加剤を配合して用いられる。
【0102】
他の接着成分としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、塩素化オレフィン系樹脂、シリコーン系ゴムなどが挙げられる。
他の接着成分を配合する場合の比率は、その種類や配合目的に応じて適宜選択されるが、環化ゴムと他の接着成分との重量比率で、通常、100:0〜5:95、好ましくは80:20〜30:70、より好ましくは70:30〜50:50である。
【0103】
また、添加剤としては、改質剤の項で前述したような、ポリマーに配合する場合と同様なものが例示される。
【0104】
環化ゴムを含有してなるコーティング剤は、通常、環化ゴムまたは環化ゴムとその他の成分との混合物を、溶媒に溶解または分散させることによって得られる。使用される溶媒は適宜選択すればよく、例えば脂肪族系溶媒、脂環族系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン系溶媒、水系溶媒などが挙げられる。溶媒の使用量は、コーティング剤の固形分濃度が、通常、5〜95重量%、好ましくは15〜60重量%となるような範囲である。
【0105】
本発明の環化ゴムを含有してなるコーティング剤を、各種の充填剤や顔料などの分散材料の表面処理剤として使用することもできる。分散材料を該コーティング剤で表面処理すると、各種のポリマーに対する分散材料の分散性が改良される。
表面処理の対象となる充填剤や顔料としては、前述のものが使用できる。環化ゴムの使用量は、分散材料の種類やそれを分散させるポリマーの種類に応じて適宜選択されるが、分散材料100重量部当たり、通常、0.1〜100重量部、好ましくは5〜20重量部の割合で用いられる。
【0106】
【実施例】
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の記載における「部」および「%」は、特に断りのない限り重量基準である。
【0107】
評価は以下のように行なった。
(1)重合体のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)分析重合体のGPC分析は以下の条件で行なった。なお、分子量は全て、標準ポリスチレン換算値である。
測定器 :HLC−8220(東ソー社製)
カラム :東ソー社製のG5000HXL、G4000HXLおよびG2000HXLを直列に連結したものを用いた。
検出器 :示差屈折計
溶離液 :テトラヒドロフラン(1ml/分)
カラム温度:40℃
得られた分子量分布曲線から、極大ピークの数、各ピークのピークトップ分子量、各ピークにおける重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)、および各ピークのピーク面積比(各ピークを構成する重合体成分の重量比に相当する。)を求めた。
【0108】
(2)重合体のガラス転移温度
重合体のガラス転移温度を、示差走査熱量計(セイコー電子工業(株)社製:SSC5200)を用いて、開始温度−100℃、昇温速度10℃/分の条件で測定した。
【0109】
(3)共役ジエン重合体環化物の環化率
プロトンNMR分析により、共役ジエン重合体の環化反応前後における二重結合由来プロトンのピーク面積をそれぞれ測定し、環化反応前を100としたときの環化物中に残存する二重結合の割合を求めた。そして、計算式=(100−環化物中に残存する二重結合の割合)により環化率(%)を求めた。
【0110】
(4)変性重合体中の極性基(カルボキシル基)量の測定
変性重合体の酸価を、“基準油脂分析試験法”(日本油化学協会)2,4,1−83に記載される方法に準じて測定し、重合体中のカルボキシル基量に換算した。
【0111】
(5)スプレー塗布性
プライマーを塗装し、その塗装面の状態を観察し、以下の基準で判断した。
○:塗装表面が平滑であり、きれいに塗装できている。
×:スプレー塗装時に糸引き現象が発生し、塗装表面の平滑性に劣る。
(6)剥離強度
塗料が塗布された成形体表面に、カッター刃を用いて、1cmの幅で基材に刃が到達するまで切れ目を入れ、端部の塗膜を剥離させた。その剥離した塗膜の端部を50mm/minの速度で180°の方向に引っ張り、剥離強度(単位:kgf/cm)を測定した。
【0112】
(実施例1)
攪拌機付き耐圧反応器に、脱水トルエン1400g、n−ブチルリチウム(1.56モル/リットル:ヘキサン溶液)11.4ミリモルを仕込み、内温を60℃に保った。イソプレン487gを、15分間に亘り連続的に反応器に添加し、内温が75℃を超えないように制御した。その後70℃にて1時間反応し、重合転化率がほぼ100%であることを確認した。
次いで、メタノール(トルエン溶液)10ミリモルを添加した後、70℃にてイソプレン113gを、15分間に亘り連続的に反応器に添加し、さらに70℃にて1時間反応し、重合転化率がほぼ100%であることを確認した。
その後、重合停止剤として、メタノールを1.4ミリモル添加して、重合反応を停止した。
少量の重合溶液を採取し、重合体aを得た。重合体aのGPC分析を行い、結果を表1に示す。
【0113】
重合反応を停止した後、80℃に昇温し、p-トルエンスルホン酸4.24gを添加した後、80℃を維持した状態で、3時間環化反応を行った。その後、炭酸ナトリウム1.70gを水5.1gに溶解した水溶液を添加して、環化反応を停止した。80℃で30分間攪拌後、孔径1μmのガラス繊維フィルターを用いて、触媒残渣を除去した。
【0114】
得られた反応溶液から、160℃で、トルエンを留去し、固形分濃度が80〜85%になった時点で、無水マレイン酸を15g添加した。次いで、160℃で1時間反応させた後、未反応の無水マレイン酸とトルエンを留去し、イルガノックス1010(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)0.6gを添加した後、四フッ化エチレン樹脂で被覆された金属バットに流し込んだ。それを、75℃にて減圧乾燥して変性環化ゴムAを得た。
変性環化ゴムAの分析を行い、その結果を表1に示す。
【0115】
(実施例2)
攪拌機付き耐圧反応器に、脱水トルエン1400g、n−ブチルリチウム(1.56モル/リットル:ヘキサン溶液)1.1ミリモルを仕込み、内温を60℃に保った。イソプレン77gを、15分間に亘り連続的に反応器に添加し、内温が75℃を超えないように制御した。その後70℃にて1時間反応し、重合転化率がほぼ100%であることを確認した。
次いで、n−ブチルリチウム(1.56モル/リットル:ヘキサン溶液)7.4ミリモルを添加した後、70℃を維持しながら、イソプレン523gを、15分間に亘り、連続的に反応器に添加し、さらに70℃にて1時間反応した。さらに70℃にて1時間反応し、重合転化率がほぼ100%であることを確認した。その後、重合停止剤として、メタノールを8.5ミリモル添加して重合反応を停止した。
少量の重合溶液を採取し、重合体bを得た。重合体bのGPC分析を行い、結果を表1に示す。
【0116】
重合反応を停止した後、80℃に昇温し、p-トルエンスルホン酸4.68gを添加した後、80℃を維持した状態で、3時間環化反応を行った。その後、炭酸ナトリウム1.90gを水5.76gに溶解した水溶液を添加して、環化反応を停止した。80℃で30分間攪拌後、孔径1μmのガラス繊維フィルターを用いて、触媒残渣を除去した。
【0117】
得られた反応溶液から、160℃で、トルエンを留去し、固形分濃度が75〜80%になった時点で、無水マレイン酸を18g添加した。次いで、160℃で1時間反応させた後、未反応の無水マレイン酸とトルエンを留去し、イルガノックス1010(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)0.6gを添加した後、四フッ化エチレン樹脂で被覆された金属バットに流し込んだ。それを、75℃にて減圧乾燥して変性環化ゴムBを得た。
変性環化ゴムBの分析を行い、その結果を表1に示す。
【0118】
(比較例1)
本比較例は、特開昭57−145103号公報を参考にして行った。
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、10mm角に裁断した重合体c(シス−1,4−構造イソプレン単位73%、トランス−1,4−構造イソプレン単位22%および3,4−構造イソプレン単位5%からなり、重量平均分子量が159,000、分子量分布が1.15であるポリイソプレン)100部およびトルエン1570部を仕込んだ。フラスコ内を窒素置換した後、80℃に昇温し、ポリイソプレンをトルエンに溶解した。その後、無水マレイン酸2.5部を添加し、180℃で1時間、無水マレイン酸の付加反応を行った。得られた反応液を、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール1%アセトン溶液3000部に投入して析出物を回収し、それを減圧乾燥して、無水マレイン酸で変性したポリイソプレンを得た。
【0119】
変性したポリイソプレン100部をトルエン730部に溶解し、その溶液にp−トルエンスルホン酸3.6部を添加し、溶液温度を85℃に維持しながら、5時間環化反応を行った。室温まで、冷却後、イオン交換水400部を添加して環化反応を停止し、30分間静置して分離した油層を分取した。この油層を400部のイオン交換水で3回洗浄した後、油層を2,6−ジ−tert−ブチルフェノール1%メタノール溶液1000部に投入して、析出物を回収し、それを減圧乾燥して、変性環化ゴムCを得た。変性環化ゴムCの分析を行い、その結果を表1に示す。
【0120】
なお、得られた変性環化ゴムA〜Cは、いずれも、トルエンに不溶な成分を含んでいなかった。
【0121】
【表1】

Figure 0004207586
【0122】
(実施例3)
変性環化ゴムA20部、酸化チタン15部およびキシレン80部を高速攪拌機(ディスパー)で10分間混合した後、流動性を流下時間で13〜14秒になるようにシンナーで希釈してプライマーを調製した。なお、上記の流動性は、JIS K 5400に規定されたフォードカップNo.4法に準じて、20℃における流下時間を意味する。
【0123】
表2に示す樹脂材料を射出成形して3種類の成形板X〜Z(50mm×80mm×3mm)を作成した。なお、Yは、各配合成分をヘンシェルミキサーで混合した後、二軸押出機によって溶融混練してペレット化したものを使用した。
【0124】
【表2】
Figure 0004207586
【0125】
成形板X〜Zを水でよく洗浄して乾燥した後、口径1.0mm、スプレー圧3.5〜5.0MPaのスプレーガンを用いて、成形板上に膜厚が10μmになるように、前記のプライマーをスプレー塗装した。スプレー塗布性を確認し、その結果を表3に示す。5分間乾燥した後、二液硬化型ウレタン系メタリック塗料(日本ビーケミカル社製、商品名RB−212(ベース塗料)および商品名RB−288(クリアー塗料))を、塗膜全体の膜厚が80μmになるように上記と同じスプレーガンを用いて2コート塗装した。15分間、23℃で乾燥した後、80℃で30分間、非循環式乾燥器にて乾燥し、3日間室温で静置して、塗装試験片を得た。この塗膜の剥離強度を測定し、その結果を表3に示す。
【0126】
(実施例4および比較例2)
変性環化ゴムAの代わりに、それぞれ、変性環化ゴムBまたはCを用いる以外は、実施例3と同様に、プライマーを調製し、塗装試験片を得た。これらの塗膜の剥離強度を測定し、その結果を表3に示す。
【0127】
【表3】
Figure 0004207586
【0128】
表3から、以下のようなことがわかる。その分子量分布曲線が複数の極大ピークを有する本発明の変性環化ゴムAおよびBを、プライマーの接着性成分として用いると、塗装された塗膜の密着性が著しく改善されている。
【0129】
(実施例5)
ポリプロピレン樹脂(J3050HP:出光石油化学社製)95部、変性環化ゴムA5部およびイルガノックス1010(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)0.1部を、ヘンシェルミキサーで混合後、二軸押出機を用いて、溶融温度200℃で混練して、樹脂組成物のペレットを得た。このペレットを射出成形して、成形板(厚さ3mm×幅50mm×長さ80mm)を得た。
この成形板上に、口径1.0mm、スプレー圧3.5〜5.0MPaのスプレーガンを用いて、二液硬化型ウレタン系メタリック塗料(日本ビーケミカル社製、商品名RB−212(ベース塗料)および商品名RB−288(クリアー塗料))を、塗膜全体の膜厚が80μmになるように2コート塗装した。15分間、23℃で乾燥した後、80℃で30分間、非循環式乾燥器にて乾燥し、3日間室温で静置して、塗装試験片を得た。この塗膜の剥離強度を測定し、その結果を表4に示す。
【0130】
(実施例6)
変性環化ゴムAの代わりに、変性環化ゴムBを用いる以外は、実施例5と同様に、成形板を作製し、それを用いて、塗装試験片を作製した。この塗膜の剥離強度を測定し、その結果を表4に示す。
【0131】
(比較例3)
変性環化ゴムを使用せず、ポリプロピレン樹脂(J3050HP:出光石油化学社製)100部およびイルガノックス1010(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)0.1部からなる樹脂組成物を用いる以外は、実施例5と同様に、成形板を作製し、それを用いて、塗装試験片を作製した。この塗膜の剥離強度を測定し、その結果を表4に示す。
【0132】
【表4】
Figure 0004207586
【0133】
表4から以下のようなことがわかる。
本発明の変性環化ゴムを配合したポリプロピレン樹脂からなる成形体は、塗膜との密着性が著しく改善されている。
【発明の効果】
本発明によれば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの非極性の重合体からなる成形体と塗料との密着性を著しく向上できる、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する環化ゴムおよびその製造方法が提供される。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cyclized rubber and a method for producing the same, and more specifically, has a multimodal molecular weight distribution curve that can remarkably improve the adhesion between a molded body made of a nonpolar polymer such as polypropylene and polyethylene and a paint. The present invention relates to a cyclized rubber and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Molded articles made of polyolefins such as polyethylene and polypropylene are often used by coating their surfaces with paints in order to improve cosmetics and durability. However, since polyolefin has low polarity and is inferior in adhesion to a coating as it is, there is a problem that the coating film is easily peeled off.
[0003]
It is known that a paint containing a cyclized product of a conjugated diene polymer such as polyisoprene adheres well to a polyolefin (see Patent Document 1). In order to further improve the adhesion, a cis-1,4 bond is used. It has been proposed to use a modified conjugated diene polymer cyclized product obtained by adding a maleic anhydride to a conjugated diene polymer having a low molecular weight of 70% or more and then performing a cyclization reaction (see Patent Document 2). .)
However, by using the conjugated diene polymer cyclized product as described above, a coating material having improved adhesion to the polyolefin molded body to some extent can be obtained, but the improvement degree is insufficient.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 51-12827
[Patent Document 2]
JP-A-57-145103
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a cyclized rubber capable of remarkably improving the adhesion between a molded body made of a nonpolar polymer such as polypropylene and polyethylene and a paint, and a method for producing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have started the polymerization of a conjugated diene monomer using an organic active metal catalyst, and before the polymerization is completed, the organic active metal catalyst Multimodal molecular weight obtained by adding a polymerization terminator to inactivate a part of the active metal in the polymer and continuing the polymerization to cyclize the resulting conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve The present inventors have found that the above object can be achieved by using a cyclized rubber having a distribution curve and having a weight average molecular weight in a specific range, and based on this finding, the present invention has been completed.
[0007]
  Thus, according to the present invention, the following invention1-2Is provided.
  1.A conjugated diene monomer, or a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer and a conjugated diene monomer, using an organic active metal catalyst, before the polymerization is completed, Adding a polymerization terminator in an amount that inactivates part of the active metal in the active metal catalyst and continuing the polymerization to form a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve;
Cyclizing the conjugated diene polymer using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve;
A process for producing a cyclized rubber having a multimodal molecular weight distribution curve comprising:
A ring comprising a step of introducing a polar group by forming a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve and then reacting the conjugated diene polymer cyclized product with a polar group-containing compound. A method for producing synthetic rubber.
2.Part of an organic active metal catalyst used for polymerization when a conjugated diene monomer or a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer and a conjugated diene monomer is polymerized using an organic active metal catalyst And after the polymerization is started, before the polymerization is completed, the remainder of the organic active metal catalyst is added to continue the polymerization to form a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve; and Cyclizing the conjugated diene polymer using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve;
A process for producing a cyclized rubber having a multimodal molecular weight distribution curve comprising:
A ring comprising a step of introducing a polar group by forming a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve and then reacting the conjugated diene polymer cyclized product with a polar group-containing compound. A method for producing synthetic rubber.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The cyclized rubber of the present invention is a conjugated diene polymer cyclized product or a derivative thereof, the molecular weight distribution curve is multimodal having a plurality of peaks, and the weight average molecular weight is 1,000 to 1,000,000. belongs to.
[0012]
In the present invention, the molecular weight distribution curve being multimodal having a plurality of peaks means that there are a plurality of maximum peaks in the molecular weight distribution curve obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement. To do.
It is sufficient that two or more peaks exist. Usually, when there are more than 20 peaks, it is difficult to confirm as a maximum peak in the molecular weight distribution curve. Especially, the number of preferable peaks is in the range of 2-5.
[0013]
The cyclized rubber of the present invention has the smallest molecular weight (peak top molecular weight (Pmw−)) in the molecular weight distribution curve of the standard polystyrene equivalent molecular weight (peak top molecular weight) corresponding to the peak top of each observed peak. S)) and the largest (maximum peak top molecular weight (Pmw-L)) (Pmw-L / Pmw-S) is 1.5 or more, preferably 2.0 or more, more preferably 2.5 or more It is preferable that If this ratio is too small, the desired physical properties may not be obtained. The maximum value of this ratio is usually about 20, and preferably 10 or less.
[0014]
The minimum peak top molecular weight (Pmw-S) of the cyclized rubber of the present invention is preferably 10,000 or more, more preferably 30,000 or more, and particularly preferably 50,000 or more. When this molecular weight is too low, the adhesion tends to be lowered.
[0015]
The maximum peak top molecular weight (Pmw-L) of the cyclized rubber of the present invention is preferably 1,000,000 or less, more preferably 500,000 or less, and particularly preferably 300,000 or less. If this molecular weight is too high, the adhesion tends to decrease.
[0016]
When the cyclized rubber of the present invention has a molecular weight distribution curve of bimodal (having two peaks) (hereinafter sometimes abbreviated as bimodal cyclized rubber), The weight ratio with respect to the high molecular weight component is 95/5 to 10/90, preferably 85/15 to 30/70, more preferably 80/20 to 50/50. When the ratio is within the above range, the adhesion is further improved.
[0017]
The weight average molecular weight of the cyclized rubber of the present invention is 1,000 to 1,000,000, preferably 10,000 to 500,000, more preferably 30,000 to 300,000. If the molecular weight is low, the adhesion of the paint is inferior. On the other hand, if the molecular weight is high, it becomes difficult to handle the cyclized rubber during production or use. This weight average molecular weight is a standard polystyrene conversion value measured by GPC.
[0018]
The cyclization rate of the cyclized rubber of the present invention is not particularly limited, but is usually 10% or more, preferably 40 to 95%, more preferably 60 to 90%, and particularly preferably 70 to 85%. If the cyclization rate is too low, the adhesion of the paint is inferior, and conversely, it becomes difficult to produce a cyclized rubber having a high cyclization rate, and gelation tends to proceed. It may cause problems.
The cyclization rate is1By H-NMR analysis, the peak areas of protons derived from double bonds before and after the cyclization reaction of the conjugated diene polymer used as a raw material were measured, respectively, and the ring after the cyclization reaction when the pre-cyclization reaction was taken as 100 The ratio of the double bond remaining in the fluoride is determined, and is a value (%) represented by the calculation formula = (100−the ratio of the double bond remaining in the cyclized compound).
[0019]
The glass transition temperature of the cyclized rubber of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the application, but is usually −50 to 200 ° C., preferably 0 to 100 ° C., more preferably 20 to 90 ° C., and particularly preferably. Is 30-70 ° C.
[0020]
Further, the degree of cyclization (n) of the cyclized rubber, that is, the connection of the rings is usually in the range of n = 1 to 3. The gel amount of the cyclized rubber is usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, but it is particularly preferable that the gel has substantially no gel. If the amount of gel is large, there may be a problem in the application process in a solution state.
[0021]
The following five methods are mentioned as a manufacturing method of the cyclized rubber of this invention.
(First manufacturing method)
In the first production method, a conjugated diene monomer or a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer and a conjugated diene monomer is polymerized using an organic active metal catalyst. Before completion of the process, a polymerization terminator is added to inactivate a part of the active metal in the organic active metal catalyst and polymerization is continued to form a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve. Step (1-1) to perform,
Cyclizing the conjugated diene polymer using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve (1-2);
Consists of.
[0022]
[Step (1-1)]
Examples of the conjugated diene monomer include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2-methyl- Examples include 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, and the like. Of these, 1,3-butadiene and isoprene are preferable, and isoprene can be more preferably used. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
[0023]
The amount of the conjugated diene monomer used is not particularly limited, but the conjugated diene monomer unit content in the conjugated diene polymer is usually 40 mol% or more, preferably 60 mol% or more, more preferably 80 mol%. This is the amount. When this content is small, it becomes difficult to increase the cyclization rate, and the desired effect of improving physical properties tends to be difficult to obtain.
[0024]
Examples of the monomer copolymerizable with the conjugated diene monomer include styrene, α-methylstyrene, p-isopropylstyrene, p-phenylstyrene, p-methoxystyrene, p-methoxymethylstyrene, p-tert- Aromatic vinyl monomers such as butoxystyrene, chloromethylstyrene, 2-fluorostyrene, 3-fluorostyrene, pentafluorostyrene, vinyltoluene, vinylnaphthalene and vinylanthracene; olefin monomers such as ethylene, propylene and isobutylene; Etc. Among these, aromatic vinyl monomers are preferable, and styrene and α-methylstyrene can be more preferably used.
[0025]
The organic active metal catalyst is not particularly limited as long as it is a catalyst capable of livingly polymerizing the monomer. Specific examples include organic alkali metal compounds and organic alkaline earth metal compounds. Of these, organic alkali metal compounds can be preferably used.
[0026]
Examples of the organic alkali metal compound include organic monolithium compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, phenyllithium and stilbenelithium; dilithiomethane, 1,4-dilithiobutane, 1,4 -Organic polyvalent lithium compounds such as dilithio-2-ethylcyclohexane and 1,3,5-trilithiobenzene; sodium naphthalene, potassium naphthalene and the like. Among these, an organic lithium compound is preferable, and an organic monolithium compound can be more preferably used.
[0027]
The organic alkali metal compound can also be used as an organic alkali metal amide compound obtained by reacting the organic alkali metal compound with a secondary amine.
[0028]
Secondary amines include, for example, dimethylamine, methylethylamine, methylpropylamine, methylbutylamine, methylamylamine, amylhexylamine, diethylamine, ethylpropylamine, ethylbutylamine, ethylhexylamine, dipropylamine, diisopropylamine, propylbutylamine , Dibutylamine, diamylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, methylcyclopentylamine, ethylcyclopentylamine, methylcyclohexylamine, dicyclopentylamine, dicyclohexylamine, and other aliphatic secondary amines; diphenylamine, N-methylaniline, N -Ethylaniline, dibenzylamine, N-methylbenzylamine, N-ethylphenethylamine, etc. Group secondary amines; aziridine, acetylidine, pyrrolidine, piperidine, 2-methylpiperidine, 3-methylpiperidine, 4-methylpiperidine, 3,5-dimethylpiperidine, 2-ethylpiperidine, hexamethyleneimine, heptamethyleneimine, dodecamethylene Examples thereof include cyclic imines such as imine, coniine, morpholine, oxazine, pyrroline, pyrrole and azepine. These secondary amines are used alone or in combination of two or more.
The amount of secondary amine used is usually 0.5 to 2 equivalents, preferably 0.8 to 1.5 equivalents, more preferably 1 to 1.2 equivalents, relative to the metal in the organic alkali metal compound. .
[0029]
Examples of the organic alkaline earth metal compound include JP-A-51-115590, JP-A-52-9090, JP-A-52-17591, JP-A-52-30543, JP-A-52-30543. Compounds having metals such as barium, strontium, calcium and the like disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 52-48910, 52-98077, 56-1112916, 57-10016, etc. Is exemplified. Specific examples include, for example, n-butylmagnesium bromide, n-hexylmagnesium bromide, ethoxycalcium, t-butoxystrontium, ethoxybarium, isopropoxybarium, ethyl mercaptobarium, t-butoxybarium, phenoxybarium, diethylaminobarium, ethyl Examples include barium.
[0030]
Said organic active metal catalyst can be used individually or in combination of 2 or more types. The amount used is appropriately selected depending on the type of the catalyst or the required weight average molecular weight of the produced polymer, but is usually 0.01 to 100 mmol, preferably 0.05 to 20 mmol, per 100 g of the monomer. More preferably, it is the range of 0.1-10 mmol.
[0031]
The polymerization using the catalyst is usually performed in a polymerization solvent. The polymerization solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the polymerization.
Examples of the polymerization solvent include aliphatic saturated hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, iso-pentane, n-hexane, n-heptane, and iso-octane; alicyclic rings such as cyclopentane, cyclohexane, and methylcyclopentane. Formula saturated hydrocarbons; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; Among these, n-hexane, cyclohexane, toluene and the like are preferable. Moreover, unsaturated hydrocarbons with extremely low polymerizability, such as 1-butene, cis-2-butene, and 2-hexene, can be used in combination as necessary. These polymerization solvents can be used alone or in combination of two or more.
Although the usage-amount of a polymerization solvent is not specifically limited, The density | concentration of the monomer used for superposition | polymerization is 1-50 weight% normally, Preferably it is the quantity used as the range of 10-40 weight%.
[0032]
In the polymerization reaction, a polar compound can be used to adjust the bond structure of the conjugated diene monomer unit. The polar compound is not particularly limited as long as it is used in normal anionic polymerization using an organic active metal catalyst.
Examples of the polar compound include ether compounds such as dibutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, and tetrahydrofuran; tertiary amines such as tetramethylethylenediamine, trimethylamine, triethylamine, pyridine, and quinuclidine; potassium-t-amyl oxide, potassium-t-butyl. Alkali metal alkoxides such as oxide; phosphine derivatives such as triphenylphosphine; and the like. Among these, tertiary amines and ether compounds are preferable, tertiary amines are more preferable, and tetramethylethylenediamine can be particularly preferably used. These polar compounds can be used alone or in combination of two or more.
When using a polar compound, the amount used is usually 200 mol or less, preferably 0.1 to 100 mol, more preferably 0.5 to 50 mol, particularly preferably 1 mol of the organic active metal catalyst. 0.8 to 20 mol.
[0033]
After the polymerization is started as described above, before the polymerization is completed, an amount of a polymerization terminator that inactivates a part of the active metal in the organic active metal catalyst is added.
The polymerization terminator is not particularly limited as long as it can deactivate the active metal in the organic active metal catalyst. For example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, and t-butanol; phenol, Phenols such as methylphenol and 2,6-tert-butyl-hydroxytoluene; water. Of these, methanol, t-butanol, and 2,6-tert-butyl-hydroxytoluene can be preferably used.
The amount of the polymerization terminator used is usually 0.1 to 0.95 equivalent, preferably 0.3 to 0.9 equivalent, more preferably 0, relative to the active metal in the organic active metal catalyst used for the polymerization. The range is from 0.5 to 0.9 equivalents.
[0034]
By adjusting the amount of the polymerization terminator added before the polymerization is completed, the amount of the conjugated diene polymer that has terminated the polymerization at the time when the polymerization terminator is added can be adjusted.
[0035]
The addition timing of the polymerization terminator to be added before the completion of the polymerization is not particularly limited, but is usually 5 to 95% by weight, preferably 20 to 90% by weight, based on the polymerization conversion ratio with respect to the total amount of monomers used for the polymerization. More preferably, it is 40 to 90% by weight. By adjusting this addition time, the peak top molecular weight of the conjugated diene polymer that has been polymerized when the polymerization terminator is added can be adjusted.
[0036]
In addition, before the polymerization is completed, an amount of the polymerization terminator in the above range can be added in portions, and the timing for adding them can be appropriately selected within the above range. By adjusting the number of divisions, the number of peaks in the molecular weight distribution curve can be adjusted, and by adjusting the amount of each added, the polymerization was stopped at the time when the polymerization terminator was added, for each conjugated diene polymer. The amount ratio can be adjusted.
[0037]
The polymerization reaction is usually carried out in a polymerization mode such as batch or continuous in the range of −78 to 150 ° C. The polymerization time is not particularly limited, but it is preferable to carry out until the polymerization reaction is almost completed.
[0038]
After the polymerization reaction is almost completed, a polymerization terminator is further added to stop the polymerization reaction. As the polymerization terminator, those described above can be used, and the amount used is the total amount of the metal in the organic active metal catalyst used for the polymerization and the polymerization terminator added before the completion of the polymerization reaction. In general, the amount is 1 to 10 equivalents, preferably 1 to 5 equivalents, more preferably 1 to 1.5 equivalents.
[0039]
As described above, a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve is obtained. The obtained conjugated diene polymer may be obtained as a solid product by removing the polymerization solvent by a conventional method, or may be transferred to the next step as the polymer solution.
[0040]
[Step (1-2)]
As the cyclization catalyst, a conventionally known catalyst can be used.
Examples of the cyclization catalyst include sulfuric acid; organic sulfonic acid compounds such as monofluoromethanesulfonic acid, difluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, their anhydrides or alkyl esters; boron trifluoride, boron trichloride, four And metal halides such as tin chloride, titanium tetrachloride, aluminum chloride, diethylaluminum monochloride, aluminum bromide, antimony pentachloride, tungsten hexachloride, and iron chloride. These cyclization catalysts can be used alone or in combination of two or more.
Among these cyclization catalysts, organic sulfonic acid compounds are preferable, and p-toluenesulfonic acid can be more preferably used.
[0041]
The amount of the cyclization catalyst used is appropriately selected according to the type of cyclization catalyst and the required cyclization rate, but is usually 0.05 to 10 parts by weight, preferably 100 parts by weight based on 100 g of the conjugated diene polymer. 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.3 to 2 parts by weight.
[0042]
The cyclization reaction proceeds when the conjugated diene polymer and the cyclization catalyst are brought into contact with each other, but is usually performed in an inert solvent. The inert solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the cyclization reaction.
As the inert solvent, those described above as the polymerization solvent can be used. Among these, those having a boiling point of 70 ° C. or higher can be preferably used.
The amount of the inert solvent used is not particularly limited, but the amount of the conjugated diene polymer obtained in step (1-1) is preferably 5 to 60% by weight, more preferably 20 to 40% by weight. is there.
[0043]
The reaction temperature in the cyclization reaction is usually 50 to 150 ° C., preferably 80 to 110 ° C., and the reaction time is usually 0.5 to 10 hours, preferably 2 to 5 hours.
[0044]
As described above, a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve is obtained.
The obtained cyclized rubber is usually obtained as a solid by inactivating the cyclization catalyst by a conventional method, then removing the cyclization catalyst residue and removing the inert solvent.
[0045]
(Second manufacturing method)
In the second production method, a conjugated diene monomer, or a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer and a conjugated diene monomer is used for polymerization using an organic active metal catalyst. After the polymerization is started using a part of the organic active metal catalyst, before the polymerization is completed, the remainder of the organic active metal catalyst is added to continue the polymerization, and the conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve is obtained. A step of forming a coalescence (2-1);
Cyclizing the conjugated diene polymer using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve (2-2);
Consists of.
[0046]
[Step (2-1)]
The amount of the organic active metal catalyst used for initiating the polymerization is usually 5 to 90 mol%, preferably 10 to 70 mol%, more preferably the total amount of the organic active metal catalyst used for the polymerization. The amount is in the range of 10 to 50 mol%. If the amount used is too small or too large, the desired effect of improving physical properties may not be obtained. By adjusting this amount, the content of the conjugated diene polymer on the high molecular weight side can be adjusted.
[0047]
After the polymerization is started, before the polymerization is completed, the remainder of the organic active metal catalyst is added for polymerization. Although the addition time is not particularly limited, it is usually 5 to 90% by weight, preferably 10 to 70% by weight, more preferably 10 to 50% by weight, based on the polymerization conversion rate with respect to the total amount of monomers used for the polymerization. . By adjusting this addition time, the peak top molecular weight of the conjugated diene polymer formed by the remaining organic active metal catalyst added after the start of polymerization can be adjusted.
[0048]
Further, the remaining organic active metal catalyst to be added after the polymerization is started can be added in a divided manner before the polymerization is completed, and the addition timing can be appropriately selected within the above range. By adjusting the number of divisions, the number of peaks in the molecular weight distribution curve can be adjusted, and by adjusting the amount of each added, each conjugated diene formed by the organoactive metal catalyst added after the start of polymerization. The ratio of the polymer amount can be adjusted.
[0049]
The polymerization method and conditions in the step (2-1) are as described above, and after the polymerization is started, before the polymerization is completed, the polymerization is stopped in such an amount as to deactivate a part of the active metal in the organic active metal catalyst. Except for the point that the polymerization is continued by adding an agent, the conditions are the same as those in the step (1-1).
[0050]
After the polymerization reaction is almost completed, a polymerization stopper is added to stop the polymerization reaction. As the polymerization terminator, those described above can be used. The amount of the polymerization terminator used is usually in the range of 1 to 10 equivalents, preferably 1 to 5 equivalents, more preferably 1 to 1.5 equivalents, relative to the metal in the organic active metal catalyst used for the polymerization. Amount.
[0051]
As described above, a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve is obtained. The obtained conjugated diene polymer may be obtained as a solid product by removing the polymerization solvent by a conventional method, or may be transferred to the next step as the polymer solution.
[0052]
[Step (2-2)]
The conjugated diene polymer obtained in step (2-1) is cyclized using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve. The method and conditions in this step are the same as in step (1-2).
[0053]
(Third production method)
The third production method comprises polymerizing a conjugated diene monomer, or a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer and a conjugated diene monomer using an organic active metal catalyst, and A step (3-1) of forming an active conjugated diene polymer having an active metal on the active conjugated diene polymer, and a bifunctional amount of the active conjugated diene polymer that reacts with a part of the active metal in the active conjugated diene polymer. A step (3-2) of forming a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve by reacting an ionic coupling agent;
Cyclizing the conjugated diene polymer using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve (3-3);
Consists of.
[0054]
[Step (3-1)]
The polymerization method and the conditions in the step (3-1) are the same as described above except for the following three points in the steps (1-1) and (2-1).
(1) After the polymerization reaction is almost completed, the polymerization reaction is stopped.
(2) After the polymerization is started, before the polymerization is completed, an amount of a polymerization terminator that inactivates a part of the active metal in the organic active metal catalyst is added to continue the polymerization.
(3) After the polymerization is started using a part of the organic active metal catalyst used for the polymerization, the remainder of the organic active metal catalyst is added and the polymerization is continued before the polymerization is completed.
As described above, an active conjugated diene polymer having an active metal at the end of the polymer chain is formed.
[0055]
[Step (3-2)]
The active conjugated diene polymer obtained in step (3-1) is reacted with a bifunctional coupling agent in an amount that reacts with a part of the active metal in the active conjugated diene polymer, so that a multimodal molecular weight is obtained. A conjugated diene polymer having a distribution curve is formed.
[0056]
The bifunctional coupling agent is a compound having two sites that react with the active metal at the end of the polymer chain of the active conjugated diene polymer and bind to the polymer molecule.
Examples of the bifunctional coupling agent include bifunctional halogenated silanes such as dichlorosilane, monomethyldichlorosilane, and dimethyldichlorosilane; bifunctional alkoxysilanes such as diphenyldimethoxysilane and diphenyldiethoxysilane; dichloroethane and dibromoethane. Difunctional tin halides such as dichlorotin, monomethyldichlorotin, dimethyldichlorotin, monoethyldichlorotin, diethyldichlorotin, monobutyldichlorotin, dibutyldichlorotin, etc. Benzoic acid, CO, 2-chloropropene and the like.
[0057]
By reacting the active conjugated diene polymer with a bifunctional coupling agent, a coupled product having a molecular weight approximately twice that of the active conjugated diene polymer is produced.
[0058]
The amount of the bifunctional coupling agent used is such that the active conjugated diene polymer remains even after reacting the active conjugated diene polymer with the bifunctional coupling agent. The amount of the functional group in the bifunctional coupling agent is usually 0.1 to 0.9 equivalent, preferably 0.1 to 0.7 equivalent, based on the total amount of active metal in the organic active metal catalyst. More preferably, the amount is in the range of 0.1 to 0.5 equivalents. If the amount used is too small or too large, the desired effect of improving physical properties may not be obtained.
[0059]
The reaction temperature of the active conjugated diene polymer and the bifunctional coupling agent is usually room temperature to 120 ° C., preferably 40 to 100 ° C., and the reaction time is usually 1 minute to several hours, preferably 10 minutes to 2 hours. Within this range, the reaction proceeds sufficiently and problems such as gelation due to side reactions are unlikely to occur.
[0060]
Thereafter, a polymerization stopper is added to stop the polymerization reaction. As the polymerization terminator, those described above can be used, and the amount used is usually 0.1 to 10 equivalents, preferably 0.2 to 5 equivalents, relative to the metal in the organic active metal catalyst used for the polymerization. More preferably, it is the range of 0.5-1.5 equivalent.
[0061]
As described above, a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve is obtained. The obtained conjugated diene polymer may be obtained as a solid product by removing the polymerization solvent by a conventional method, or may be transferred to the next step as the polymer solution.
[0062]
[Step (3-3)]
The conjugated diene polymer obtained in step (3-2) is cyclized using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve. The method and conditions in this step are the same as in step (1-2).
[0063]
(Fourth manufacturing method)
The fourth production method has a multimodal molecular weight distribution curve by cyclizing a mixture of two or more conjugated diene polymers having different peak top molecular weights in the molecular weight distribution curve using a cyclization catalyst. This is a method of forming a conjugated diene polymer cyclized product.
[0064]
Two or more kinds of conjugated diene polymers having different peak top molecular weights in the molecular weight distribution curve are prepared in advance. Each of these conjugated diene polymers can be prepared by a conventional method.
[0065]
These conjugated diene polymers are mixed at a desired ratio and cyclized using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product.
The method and conditions for the cyclization reaction are the same as in step (1-2).
As described above, a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve is obtained.
[0066]
(Fifth manufacturing method)
The fifth production method is a method in which two or more conjugated diene polymer cyclized products having different peak top molecular weights in the molecular weight distribution curve are mixed.
[0067]
Two or more kinds of conjugated diene polymer cyclized products having different peak top molecular weights in the molecular weight distribution curve are prepared in advance. Each of these conjugated diene polymer cyclized products can be prepared by a conventional method.
[0068]
These conjugated diene polymer cyclized products are mixed at a desired ratio to obtain a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve. Examples of the mixing method include a method of removing the solution after kneading or mixing in a solution state. As described above, a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve is obtained.
[0069]
Among the above production methods, the first to third production methods are preferable from the viewpoint of production efficiency, and the ratio (Pmw−) between the minimum peak top molecular weight (Pmw-S) and the maximum peak top molecular weight (Pmw-L). The first and second production methods are more preferable in that L / Pmw-S) can be arbitrarily adjusted.
[0070]
In the present invention, a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve can be subjected to a modification reaction with a polar group-containing compound, if necessary.
[0071]
The polar group-containing compound used for the modification reaction is not particularly limited as long as it is a compound that can introduce a polar group into the conjugated diene polymer cyclized product. For example, an acid anhydride group, a carboxyl group, a hydroxyl group, Examples thereof include ethylenically unsaturated compounds having polar groups such as thiol groups, ester groups, epoxy groups, amino groups, amide groups, cyano groups, silyl groups, and halogens.
As the polar group, an acid anhydride group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an ester group, an epoxy group, and an amino group are preferable, and an acid anhydride group, a carboxyl group, and a hydroxyl group are more preferable in terms of excellent adhesive improvement effect.
[0072]
Examples of the compound having an acid anhydride group or carboxyl group include ethylenically unsaturated compounds such as maleic anhydride, itaconic anhydride, aconitic anhydride, norbornene dicarboxylic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid and maleic acid. Among them, maleic anhydride is used in terms of reactivity and economy.
[0073]
Examples of the ethylenically unsaturated compound containing a hydroxyl group include hydroxyalkyl esters of unsaturated acids such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate; N-methylol (meth) Unsaturated acid amides having hydroxyl groups such as acrylamide and N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide; polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, poly (ethylene glycol-propylene glycol) Polyalkylene glycol monoesters of unsaturated acids such as mono (meth) acrylate; polyhydric alcohol monoesters of unsaturated acids such as glycerol mono (meth) acrylate; among these, Hi B alkoxyalkyl esters are preferred, particularly 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylic acid.
[0074]
Examples of other ethylenically unsaturated compounds containing polar groups include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethyl Aminopropyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, (meth) acrylonitrile, etc. are mentioned.
[0075]
The method for introducing the polar group-containing compound into the conjugated diene polymer cyclized product is not particularly limited, but when adding an ethylenically unsaturated compound, a known reaction generally called an ene addition reaction or a graft polymerization reaction is used. Just follow.
This addition reaction is performed by reacting the conjugated diene polymer cyclized product and the polar group-containing compound in the presence of a radical generator, if necessary. Examples of radical generators include peroxides such as di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl peroxide benzoate, and methyl ethyl ketone peroxide; azobisisobutyronitrile. Azonitriles; and the like.
[0076]
The addition reaction may be performed in a solid phase state or a solution state, but is preferably performed in a solution state from the viewpoint of easy reaction control. Examples of the solvent used include those similar to the hydrocarbon solvent in the cyclization reaction as described above.
[0077]
The amount of the polar group-containing compound used is appropriately selected, but the ratio of the introduced polar group is usually 0.1 to 200 mmol, preferably 1 to 100 mmol, per 100 g of the cyclized rubber after modification. The range is preferably 5 to 50 mmol.
[0078]
The reaction for introducing a polar group can be performed under pressure, reduced pressure, or atmospheric pressure, but is preferably performed under atmospheric pressure from the viewpoint of ease of operation. When carried out in an atmosphere of nitrogen or dry argon, side reactions derived from moisture can be suppressed.
Moreover, reaction temperature and reaction time should just follow a conventional method, Reaction temperature is 30-250 degreeC normally, Preferably it is 60-200 degreeC, and reaction time is 0.5 to 5 hours normally, Preferably it is 1 ~ 3 hours.
[0079]
The cyclized rubber of the present invention is used by adding colorants such as pigments and dyes; and compounding agents such as anti-aging agents, fillers, softeners, and waxes, as necessary. The compounding agent should just be generally used.
[0080]
Examples of the antioxidant include 2,6-di-t-butylphenol, 2,2′-methylenebis (4-methyl-t-butylphenol), tetrakis [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t. -Butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] phenolic antioxidants such as methane; phenyl-α-naphthylamine, diphenyl-p-phenylenediamine, N-1,3-dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylene Examples include amine-based anti-aging agents such as diamines; phosphorus-based anti-aging agents such as tris (nonylphenyl) phosphite.
[0081]
Examples of the filler include calcium carbonate, calcium oxide, magnesium oxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, magnesium carbonate, calcium silicate, barium sulfate, mica, silica, carbon black, talc, clay, titanium dioxide. Zinc oxide, glass fiber, carbon fiber and the like.
[0082]
The usage-amount of a compounding agent can be suitably selected with the objective of a mixing | blending and the kind of compounding agent.
[0083]
The shape of the cyclized rubber can be appropriately selected according to the use, but is usually a pellet or powder. In order to obtain a powder form, the solid cyclized rubber may be pulverized with a pulverizer such as a bantam mill, a jet mill, a disk mill, a ball mill, or a colloid mill under cooling.
[0084]
The average particle diameter of the powder particles is usually 1 μm to 200 μm, preferably 3 μm to 100 μm, and more preferably 5 μm to 50 μm. The average particle diameter is a particle diameter corresponding to a 50% number-based integrated value in a number-based integral curve with respect to the particle diameter, which is measured by a laser diffraction / scattering method.
[0085]
The content of the cyclized rubber in the powder particles is usually 5% by weight or more, preferably 10% by weight, more preferably 20% by weight or more, and particularly preferably 30% by weight or more.
[0086]
The shape of the powder particles is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape and an indefinite shape.
[0087]
The powder particles made of the cyclized rubber of the present invention can be used, for example, as a powder coating by taking advantage of excellent adhesion to resins and metals. In the case of a powder coating material, a colorant is blended, and an anti-aging agent, a filler, a softening agent, a wax and the like are blended as necessary according to a conventional method.
[0088]
When pigments are used as colorants, benzidine, azo, and isoindoline pigments are used for yellow coloring, and azo lake, rhodamine lake, quinacridone, naphthol, and diketopyrrolopyrrole pigments are used for magenta coloring. However, phthalocyanine pigments and indanthrene pigments are preferably used for cyan coloring. Carbon black is usually used for black coloring. Examples of carbon black include thermal black, acetylene black, channel black, furnace black, and lamp black.
[0089]
When dyes are used as colorants, azo, nitro, quinoline, quinophthalone, and methine dyes are used for yellow coloring, anthraquinone, azo, and xanthene dyes are used for magenta coloring, and anthraquinone is used for cyan coloring. , Phthalocyanine and indoaniline dyes are preferably used.
[0090]
The amount of the colorant to be used may be appropriately selected depending on the desired hue, density, etc., and is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cyclized rubber. .
[0091]
The powder coating material can be usually obtained by mixing a cyclized rubber with a colorant and, if necessary, an additive, pulverizing and classifying the mixture.
[0092]
The mixing method is not particularly limited, and for example, there is a method of melt-mixing using a kneader such as a Banbury mixer, a kneader, a mixing roll, a single screw or a twin screw extruder.
[0093]
What is necessary is just to follow the above-mentioned method as a grinding | pulverization method.
Examples of classification methods include air classification, centrifugal classification, and sieve classification.
[0094]
In addition, the cyclized rubber of the present invention can be used as a modifier for polymer molding materials by blending it with various polymer molding materials composed of thermoplastic resins, thermosetting resins, elastomers, etc. It is suitable for improving the property. Furthermore, it is also useful as a modifier for polymer molding materials to improve the dispersibility of different types of polymers that make up the polymer molding materials and the dispersibility of fillers, pigments, and other compounding agents in polymers. is there.
[0095]
Examples of the polymer used for the polymer molding material to be modified include the following.
1. Hydrocarbon resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polyurethane resin, polyetherimide resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyetheretherketone resin, polycarbonate resin, polyvinyl Thermoplastic resins such as butyrate resins, polyarylate resins, and fluorine resins.
2. Thermosetting resins such as phenolic resin, cresol resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, furan resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, urethane resin.
[0096]
3. Vulcanized rubbers such as natural rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber; elastomers such as olefin thermoplastic elastomer, styrene thermoplastic elastomer, polyester thermoplastic elastomer, polyamide thermoplastic elastomer.
[0097]
Among these, hydrocarbons such as chain olefin resins such as polyethylene, polypropylene and polypentene-1; cyclic copolymers such as addition copolymers of ethylene and norbornene, ring-opening polymers of norbornenes; When blended with a thermoplastic resin, the effect of modification by cyclized rubber is great.
[0098]
The above polymers can be used alone or in combination of two or more, and if necessary, colorants such as pigments and dyes; anti-aging agents, fillers, softeners, waxes, antistatic agents A compounding agent such as an agent, a stabilizer, a lubricant, a cross-linking agent, an antiblocking agent, a light blocking agent, and an ultraviolet absorber can be appropriately blended.
[0099]
The blending amount as the modifier is appropriately selected according to the type of polymer molding material and the required performance, but is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 100 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer in the polymer molding material. Is 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, and particularly preferably 2 to 5 parts by weight.
[0100]
Furthermore, the cyclized rubber of the present invention is used as an adhesive component such as a primer component or a binder component for a paint in a coating agent such as a primer or a paint for the above-described polymer molding material, thereby Adhesiveness with paint can be remarkably improved. In this case, the cyclized rubber is preferably contained in an amount of 2% by weight or more, preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more based on the total solid content in the coating agent such as primer or paint.
[0101]
When used as a coating agent, other adhesive components and various additives are blended with the cyclized rubber as necessary.
[0102]
Examples of other adhesive components include acrylic resin, urethane resin, polyester resin, epoxy resin, melamine resin, alkyd resin, chlorinated olefin resin, and silicone rubber.
The ratio in the case of blending other adhesive components is appropriately selected according to the type and blending purpose, but is usually a weight ratio between the cyclized rubber and the other adhesive components, and is usually 100: 0 to 5:95. Preferably it is 80: 20-30: 70, More preferably, it is 70: 30-50: 50.
[0103]
Moreover, as an additive, the thing similar to the case where it mix | blends with a polymer as mentioned above in the term of a modifier is illustrated.
[0104]
A coating agent comprising a cyclized rubber is usually obtained by dissolving or dispersing a cyclized rubber or a mixture of the cyclized rubber and other components in a solvent. The solvent to be used may be appropriately selected, and examples thereof include an aliphatic solvent, an alicyclic solvent, an aromatic hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an alcohol solvent, an ether solvent, a halogen solvent, and an aqueous solvent. Can be mentioned. The amount of the solvent used is in such a range that the solid content concentration of the coating agent is usually 5 to 95% by weight, preferably 15 to 60% by weight.
[0105]
The coating agent containing the cyclized rubber of the present invention can also be used as a surface treatment agent for dispersion materials such as various fillers and pigments. When the dispersion material is surface-treated with the coating agent, the dispersibility of the dispersion material with respect to various polymers is improved.
As the filler and pigment to be surface-treated, those described above can be used. The amount of the cyclized rubber used is appropriately selected according to the type of the dispersing material and the type of the polymer in which it is dispersed, but is usually 0.1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight of the dispersing material. It is used at a ratio of 20 parts by weight.
[0106]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. In the following description, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.
[0107]
Evaluation was performed as follows.
(1) Analysis of polymer gel permeation chromatography (GPC) GPC analysis of the polymer was carried out under the following conditions. All molecular weights are standard polystyrene equivalent values.
Measuring instrument: HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: Tosoh G5000HXL, G4000HXL and G2000HXL connected in series were used.
Detector: Differential refractometer
Eluent: Tetrahydrofuran (1 ml / min)
Column temperature: 40 ° C
From the obtained molecular weight distribution curve, the number of maximum peaks, the peak top molecular weight of each peak, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) in each peak, and the peak of each peak The area ratio (corresponding to the weight ratio of the polymer components constituting each peak) was determined.
[0108]
(2) Glass transition temperature of polymer
The glass transition temperature of the polymer was measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd .: SSC5200) under the conditions of a starting temperature of −100 ° C. and a heating rate of 10 ° C./min.
[0109]
(3) Cyclization rate of cyclized product of conjugated diene polymer
By proton NMR analysis, the peak areas of protons derived from double bonds before and after the cyclization reaction of the conjugated diene polymer were measured, respectively, and the ratio of double bonds remaining in the cyclized product was defined as 100 before the cyclization reaction. Asked. And the cyclization rate (%) was calculated | required by calculation formula = (100-ratio of the double bond which remains in a cyclization thing).
[0110]
(4) Measurement of the amount of polar groups (carboxyl groups) in the modified polymer
The acid value of the modified polymer was measured according to the method described in “Reference Oil Analysis Test Method” (Japan Oil Chemicals Association) 2, 4, 1-83, and converted to the amount of carboxyl groups in the polymer.
[0111]
(5) Spray applicability
The primer was painted, the state of the painted surface was observed, and judged according to the following criteria.
○: The painted surface is smooth and can be painted neatly.
X: A stringing phenomenon occurs during spray coating, and the smoothness of the coating surface is poor.
(6) Peel strength
Using a cutter blade, a cut was made on the surface of the molded body to which the paint had been applied until the blade reached the substrate with a width of 1 cm, and the coating film at the end was peeled off. The edge part of the peeled coating film was pulled in the direction of 180 ° at a speed of 50 mm / min, and the peel strength (unit: kgf / cm) was measured.
[0112]
Example 1
A pressure-resistant reactor equipped with a stirrer was charged with 1400 g of dehydrated toluene and 11.4 mmol of n-butyllithium (1.56 mol / liter: hexane solution), and the internal temperature was kept at 60 ° C. 487 g of isoprene was continuously added to the reactor over 15 minutes, and the internal temperature was controlled not to exceed 75 ° C. Thereafter, the mixture was reacted at 70 ° C. for 1 hour, and it was confirmed that the polymerization conversion was almost 100%.
Next, after adding 10 mmol of methanol (toluene solution), 113 g of isoprene was continuously added to the reactor at 70 ° C. over 15 minutes, and further reacted at 70 ° C. for 1 hour. It was confirmed that it was 100%.
Thereafter, 1.4 mmol of methanol was added as a polymerization terminator to terminate the polymerization reaction.
A small amount of polymerization solution was collected to obtain polymer a. The polymer a was subjected to GPC analysis, and the results are shown in Table 1.
[0113]
After stopping the polymerization reaction, the temperature was raised to 80 ° C., 4.24 g of p-toluenesulfonic acid was added, and then the cyclization reaction was performed for 3 hours while maintaining the temperature at 80 ° C. Thereafter, an aqueous solution in which 1.70 g of sodium carbonate was dissolved in 5.1 g of water was added to stop the cyclization reaction. After stirring at 80 ° C. for 30 minutes, the catalyst residue was removed using a glass fiber filter having a pore size of 1 μm.
[0114]
From the resulting reaction solution, toluene was distilled off at 160 ° C., and 15 g of maleic anhydride was added when the solid content concentration reached 80 to 85%. Next, after reacting at 160 ° C. for 1 hour, unreacted maleic anhydride and toluene were distilled off, and after adding 0.6 g of Irganox 1010 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), ethylene tetrafluoride Poured into a metal vat coated with resin. It was dried under reduced pressure at 75 ° C. to obtain a modified cyclized rubber A.
The modified cyclized rubber A was analyzed, and the results are shown in Table 1.
[0115]
(Example 2)
A pressure-resistant reactor equipped with a stirrer was charged with 1400 g of dehydrated toluene and 1.1 mmol of n-butyllithium (1.56 mol / liter: hexane solution), and the internal temperature was kept at 60 ° C. 77 g of isoprene was continuously added to the reactor over 15 minutes, and the internal temperature was controlled so as not to exceed 75 ° C. Thereafter, the mixture was reacted at 70 ° C. for 1 hour, and it was confirmed that the polymerization conversion was almost 100%.
Then, 7.4 mmol of n-butyllithium (1.56 mol / liter: hexane solution) was added, and then 523 g of isoprene was continuously added to the reactor over 15 minutes while maintaining 70 ° C. The mixture was further reacted at 70 ° C. for 1 hour. Furthermore, it reacted at 70 degreeC for 1 hour, and confirmed that the polymerization conversion rate was about 100%. Thereafter, 8.5 mmol of methanol was added as a polymerization terminator to terminate the polymerization reaction.
A small amount of the polymerization solution was collected to obtain a polymer b. The polymer b was subjected to GPC analysis, and the results are shown in Table 1.
[0116]
After stopping the polymerization reaction, the temperature was raised to 80 ° C., 4.68 g of p-toluenesulfonic acid was added, and a cyclization reaction was performed for 3 hours while maintaining the temperature at 80 ° C. Thereafter, an aqueous solution in which 1.90 g of sodium carbonate was dissolved in 5.76 g of water was added to stop the cyclization reaction. After stirring at 80 ° C. for 30 minutes, the catalyst residue was removed using a glass fiber filter having a pore size of 1 μm.
[0117]
Toluene was distilled off at 160 ° C. from the resulting reaction solution, and 18 g of maleic anhydride was added when the solid content concentration became 75 to 80%. Next, after reacting at 160 ° C. for 1 hour, unreacted maleic anhydride and toluene were distilled off, and after adding 0.6 g of Irganox 1010 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), ethylene tetrafluoride Poured into a metal vat coated with resin. It was dried under reduced pressure at 75 ° C. to obtain a modified cyclized rubber B.
The modified cyclized rubber B was analyzed, and the results are shown in Table 1.
[0118]
(Comparative Example 1)
This comparative example was carried out with reference to JP-A-57-145103.
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen gas inlet tube, polymer c (73% cis-1,4-structure isoprene unit, trans-1,4- 100 parts of polyisoprene comprising 22% structural isoprene units and 5% 3,4-structure isoprene units, having a weight average molecular weight of 159,000 and a molecular weight distribution of 1.15) and 1570 parts of toluene were charged. After the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, the temperature was raised to 80 ° C., and polyisoprene was dissolved in toluene. Thereafter, 2.5 parts of maleic anhydride was added, and maleic anhydride addition reaction was performed at 180 ° C. for 1 hour. The obtained reaction solution was put into 3000 parts of a 2,6-di-tert-butylphenol 1% acetone solution to collect a precipitate, which was dried under reduced pressure to obtain polyisoprene modified with maleic anhydride. .
[0119]
100 parts of the modified polyisoprene was dissolved in 730 parts of toluene, 3.6 parts of p-toluenesulfonic acid was added to the solution, and a cyclization reaction was performed for 5 hours while maintaining the solution temperature at 85 ° C. After cooling to room temperature, 400 parts of ion-exchanged water was added to stop the cyclization reaction, and the oil layer was separated by standing for 30 minutes. This oil layer was washed three times with 400 parts of ion-exchanged water, and then the oil layer was put into 1000 parts of a 2,6-di-tert-butylphenol 1% methanol solution to recover a precipitate, which was dried under reduced pressure. Modified cyclized rubber C was obtained. The modified cyclized rubber C was analyzed, and the results are shown in Table 1.
[0120]
Note that none of the obtained modified cyclized rubbers A to C contained a component insoluble in toluene.
[0121]
[Table 1]
Figure 0004207586
[0122]
(Example 3)
20 parts of modified cyclized rubber A, 15 parts of titanium oxide and 80 parts of xylene were mixed with a high-speed stirrer (disper) for 10 minutes, and then diluted with thinner so that the flowability would be 13 to 14 seconds in the flow-down time to prepare a primer did. The above fluidity is measured by the Ford Cup No. specified in JIS K 5400. According to Method 4, it means the flow time at 20 ° C.
[0123]
The resin material shown in Table 2 was injection molded to produce three types of molded plates X to Z (50 mm × 80 mm × 3 mm). In addition, after mixing each compounding component with a Henschel mixer, Y used the thing melt-kneaded with the twin-screw extruder and pelletized.
[0124]
[Table 2]
Figure 0004207586
[0125]
After thoroughly washing the molded plates X to Z with water and drying, using a spray gun with a caliber of 1.0 mm and a spray pressure of 3.5 to 5.0 MPa, the film thickness is 10 μm on the molded plate. The primer was spray painted. The spray coatability was confirmed, and the results are shown in Table 3. After drying for 5 minutes, the two-component curable urethane-based metallic paint (product name RB-212 (base paint) and trade name RB-288 (clear paint) manufactured by Nippon Bee Chemical Co., Ltd.)) Two coats were applied using the same spray gun as described above to a thickness of 80 μm. After drying at 23 ° C. for 15 minutes, it was dried in a non-circulating dryer at 80 ° C. for 30 minutes, and allowed to stand at room temperature for 3 days to obtain a coated test piece. The peel strength of this coating film was measured, and the results are shown in Table 3.
[0126]
(Example 4 and Comparative Example 2)
A primer was prepared in the same manner as in Example 3 except that the modified cyclized rubber B or C was used in place of the modified cyclized rubber A, and a coated test piece was obtained. The peel strengths of these coating films were measured, and the results are shown in Table 3.
[0127]
[Table 3]
Figure 0004207586
[0128]
Table 3 shows the following. When the modified cyclized rubbers A and B of the present invention whose molecular weight distribution curve has a plurality of maximum peaks are used as the adhesive component of the primer, the adhesion of the coated film is remarkably improved.
[0129]
(Example 5)
95 parts of polypropylene resin (J3050HP: manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), 5 parts of modified cyclized rubber A and 0.1 part of Irganox 1010 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were mixed with a Henschel mixer, and then a twin screw extruder. Was used and kneaded at a melting temperature of 200 ° C. to obtain resin composition pellets. This pellet was injection-molded to obtain a molded plate (thickness 3 mm × width 50 mm × length 80 mm).
On this molded plate, using a spray gun having a caliber of 1.0 mm and a spray pressure of 3.5 to 5.0 MPa, a two-component curable urethane-based metallic paint (trade name RB-212 manufactured by Nippon Bee Chemical Co., Ltd. (base paint) ) And trade name RB-288 (clear paint)) were applied in two coats so that the film thickness of the entire coating film was 80 μm. After drying at 23 ° C. for 15 minutes, it was dried in a non-circulating dryer at 80 ° C. for 30 minutes, and allowed to stand at room temperature for 3 days to obtain a coated test piece. The peel strength of this coating film was measured, and the results are shown in Table 4.
[0130]
(Example 6)
A molded plate was produced in the same manner as in Example 5 except that the modified cyclized rubber B was used instead of the modified cyclized rubber A, and a coating test piece was produced using the molded plate. The peel strength of this coating film was measured, and the results are shown in Table 4.
[0131]
(Comparative Example 3)
Except for using a resin composition comprising 100 parts of polypropylene resin (J3050HP: manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) and 0.1 part of Irganox 1010 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) without using a modified cyclized rubber, In the same manner as in Example 5, a molded plate was produced, and a coating test piece was produced using the molded plate. The peel strength of this coating film was measured, and the results are shown in Table 4.
[0132]
[Table 4]
Figure 0004207586
[0133]
Table 4 shows the following.
A molded body made of a polypropylene resin containing the modified cyclized rubber of the present invention has remarkably improved adhesion to the coating film.
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided a cyclized rubber having a multimodal molecular weight distribution curve and a method for producing the same, which can remarkably improve the adhesion between a molded body made of a nonpolar polymer such as polypropylene and polyethylene and a paint. .

Claims (2)

共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及び共役ジエン単量体と共重合可能な単量体を、有機活性金属触媒を用いて、重合を開始した後、重合が完結する前に、有機活性金属触媒中の活性金属の一部を不活性化する量の重合停止剤を添加して重合を継続し、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を形成する工程と、
前記共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する工程と、
からなるマルチモーダルな分子量分布曲線を有する環化ゴムの製造方法であって、
マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成した後、前記共役ジエン重合体環化物に極性基含有化合物を反応させて、極性基を導入する工程を設けることを特徴とする環化ゴムの製造方法
A conjugated diene monomer, or a monomer that can be copolymerized with a conjugated diene monomer and a conjugated diene monomer, is polymerized using an organic active metal catalyst and before the polymerization is completed. Adding a polymerization terminator in an amount that inactivates a part of the active metal in the active metal catalyst and continuing the polymerization to form a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve;
Cyclizing the conjugated diene polymer using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve;
A process for producing a cyclized rubber having a multimodal molecular weight distribution curve comprising:
A ring comprising a step of introducing a polar group by forming a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve and then reacting the conjugated diene polymer cyclized product with a polar group-containing compound. A method for producing synthetic rubber .
共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及び共役ジエン単量体と共重合可能な単量体を、有機活性金属触媒を用いて重合するに際し、重合に使用する有機活性金属触媒の一部を用いて重合を開始した後、重合が完結する前に、該有機活性金属触媒の残部を添加して重合を継続し、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体を形成する工程と、
前記共役ジエン重合体を、環化触媒を用いて環化させて、マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成する工程と、
からなるマルチモーダルな分子量分布曲線を有する環化ゴムの製造方法であって、
マルチモーダルな分子量分布曲線を有する共役ジエン重合体環化物を形成した後、前記共役ジエン重合体環化物に極性基含有化合物を反応させて、極性基を導入する工程を設けることを特徴とする環化ゴムの製造方法。
Part of an organic active metal catalyst used for polymerization when a conjugated diene monomer or a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer and a conjugated diene monomer is polymerized using an organic active metal catalyst And after the polymerization is started, before the polymerization is completed, the remainder of the organic active metal catalyst is added to continue the polymerization to form a conjugated diene polymer having a multimodal molecular weight distribution curve; and
Cyclizing the conjugated diene polymer using a cyclization catalyst to form a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve;
A process for producing a cyclized rubber having a multimodal molecular weight distribution curve comprising:
A ring comprising a step of introducing a polar group by forming a conjugated diene polymer cyclized product having a multimodal molecular weight distribution curve and then reacting the conjugated diene polymer cyclized product with a polar group-containing compound. A method for producing synthetic rubber.
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