JP4523410B2 - 共役ジエン及びビニル芳香族化合物を用いたポリメリセートの生成方法、それによって生成されるポリメリセート、及びその使用 - Google Patents

共役ジエン及びビニル芳香族化合物を用いたポリメリセートの生成方法、それによって生成されるポリメリセート、及びその使用 Download PDF

Info

Publication number
JP4523410B2
JP4523410B2 JP2004528431A JP2004528431A JP4523410B2 JP 4523410 B2 JP4523410 B2 JP 4523410B2 JP 2004528431 A JP2004528431 A JP 2004528431A JP 2004528431 A JP2004528431 A JP 2004528431A JP 4523410 B2 JP4523410 B2 JP 4523410B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic compound
lithium
polymerization
polymerisate
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004528431A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006500435A (ja
JP2006500435A5 (ja
Inventor
コッチ、ハーバート
アダメッツ、ウォルフギャング
Original Assignee
サソル ジャーマニー ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サソル ジャーマニー ゲーエムベーハー filed Critical サソル ジャーマニー ゲーエムベーハー
Publication of JP2006500435A publication Critical patent/JP2006500435A/ja
Publication of JP2006500435A5 publication Critical patent/JP2006500435A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4523410B2 publication Critical patent/JP4523410B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F36/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/02Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/04Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F236/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/02Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/04Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F236/10Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated with vinyl-aromatic monomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/46Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals
    • C08F4/48Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals selected from lithium, rubidium, caesium or francium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • C08C19/30Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule
    • C08C19/42Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups
    • C08C19/44Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups of polymers containing metal atoms exclusively at one or both ends of the skeleton

Description

本発明は、共役ジエンおよびビニル芳香族化合物を用い、触媒、共触媒、及びランダマイザー(randomizer)の存在下でアニオン重合によってポリメリセートを生成する方法に関する。更に、本発明はそれによって生成されたポリメリセートとその使用に関するものである。
自動車の部品の中で最も応力のかかる部品はタイヤである。1つのタイヤの車輪踏面がせいぜい葉書程度の大きさであることを考えると、増加した自動車の原動力を動作に変え、高速で曲がるカーブでの確実なロードグリップを与え、濡れた路面でも短距離で確実に車を停止させなくてはならないという意味で、タイヤに対する要求はますます高まってきている。
自動車タイヤは安全、環境保護、経済上のより厳しい要求を満たす必要があるが、相反する要求によってそれがますます困難になることも多い。例えば、転がり抵抗の削減は燃料消費の低減を助けるが、通常はそれにより濡れた路面でのロードグリップが悪化し、従って安全性も下がる。タイヤの転がり、磨耗、ウェットスキッド抵抗の相反する要求に直面するタイヤ製造業者にとって、ほぼ完璧な性状を有するタイヤの開発は複雑な仕事である。
現在のところ、低い転がり抵抗と、ほぼ変わらないウェットスキッド及び磨耗抵抗とを併せ持つタイヤの開発は、結合剤としての新規溶液SBR(スチレンブタジエンゴム)と、充填材としてのケイ酸とを用い、それらの最適な相互作用を実現することによって成り立っている。その結果、濡れた路面でのロードグリップの改善とほぼ変わらない磨耗特性とから転がり抵抗の大幅な低減が得られる。そしてそれにより、燃料消費を5%削減することができる。
これらの結果と市販可能な溶液SBRの開発により、溶液SBRの販売高は従来の乳化SBRに比べて上昇してきた。ゴム分子のミクロ構造のバリエーションという点において、溶液工程は乳化工程よりも柔軟であるため、この傾向は今後も継続する見込みが非常に高い。
乳化重合において、タイヤポリマーのミクロ構造を調整するのは非常に難しい。例えば、タイヤ技術において最も重要である前記ゴム分子のガラス温度(Tg)は、前記ポリマー分子のスチレン含有量によってのみ調整可能である。
それに比べ、リチウム触媒で開始する溶液SBRの条件ははるかに好ましい。その分子量はおおむね可変であり、例えばジビニルベンゼン(DVB)を添加することにより、狭い分子量分布を有する分子の線形構造を、乳化SBRの構造を性質上似るように変えることさえ可能である。更に、スチレンの投入量、及びジエンモノマーの組み入れ方を変化させることによってガラス温度を変えることができ、それにより、前記ポリマーのビニル含有量を変えることができる。
アニオン重合においては、ミクロ構造調整剤または共触媒と呼ばれる極性物質の添加によってそのミクロ構造を効率的に調整することができるため、多くの新しいゴム分子を利用することができる。
共役ジエンの分極により、前記ジエンを前記ポリマーに組み入れるための様々な反応中心が利用可能となる。ブタジエンについては、1,4−構造単位及び1,2−構造単位のどちらに組み入れることも可能である。更にイソプレンが、3,4−構造単位という代替も与える。1,4−構造単位を組み入れて鎖を延ばすことによりリニアポリマーが得られ、また、1,2−構造単位または3,4−構造単位の追加により、前記重合鎖に沿ってビニルまたはイソプロペニル置換基が作られる。
ミクロ構造調整剤を加えない場合は、主にシス−1,4−ミクロ構造及びトランス−1,4−ミクロ構造を有し、著しく低下したガラス温度を有したポリマーは、共役ジエンモノマーの組み入れによって形成される。ルイス塩基として通常作用する適切なミクロ構造調整剤の存在下でブチルリチウムとブタジエンとを重合すると、ビニル基含有量が代表値である10%を超える。前記ルイス塩基のタイプと量により、ビニル含有量は10%〜>80%の範囲である。ミクロ構造調整剤の調整効果は重合温度に大きく依存するため、温度を調整することによって、完全に異なる溶液ポリメリセートを生成することが可能である。
これまで、共役ジエンに基づいてポリメリセートを生成する数々の方法が開発されており、ここでは、異なる極性物質(しばしば共触媒とも呼ばれる)がミクロ構造調整剤として採用されている。
基本的に、適切なミクロ構造調整剤は、例えば以下のような個々の重合能力における特定の条件により、優先度の異なる多くの要求事項を満たす必要がある、
−高温且つ可能な最低濃度でも良好な調整効果
−重合速度の上昇
−モノマーの完全転化
−良好な安定性、すなわち特に高温においても、鎖末端が活性(living)である、
−十分なランダム化、すなわち異なるモノマーの統計的組み入れ、またはモノマー単位の異なる組み入れ、
−重合溶剤からの前記ミクロ構造調整剤の完全な分離性。
ミクロ構造調整効果が不十分なうえに共触媒の量が多いと、生成方法の経済性に直接的な影響を与える。従って、望ましい効果を達成するために、前記共触媒と前記触媒のモル比を10対1未満とすることが望ましい。
タイヤ製造業者のために溶剤ゴムの加工特性を向上させる目的で、分岐ゴムを使用するのが通例である。重合技術で特に好まれる改良手法は、ポリマーの活性末端の星型ポリマー(star−shaped polymer)への変形であり、重合が終了した時点で、ジビニルベンゼンまたはSiClのような結合剤によって星型ブロック・コポリマー(star−shaped block copolymer)の形成を促す。従って、前記ミクロ構造調整剤は、前記「活性(living)鎖末端」を終了させないようにするために、これら末端に対して高温でおおむね不活性でなければならない。
通常、溶液SBRの商業生産においては、ヘキサンまたはシクロヘキサンのような炭化水素が溶剤として用いられる。前記溶剤を再生利用することは経済的に生産するために重要であり、そのためには前記共触媒を前記溶剤から完全に分離することが必要である。
ミクロ構造調整剤の多くは以下の2つの分類に大別することができ、本分野においては良く知られている、すなわち、
a)アミン系化合物、及び
b)エーテル基含有化合物、である。
一般的なアミン系化合物としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチルエネジアミン、N−メチルモルフォリン、N−エチルモルフォリン、及びN−フェニルモルフォリンが含まれる。
代表的なエーテル基含有ルイス塩基には、ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジメチルエーテル、エチレングリコール・ジエチルエーテル、ジエチレングリコール・ジメチルエーテル、ジエチレングリコール・ジメチルエーテル、トリエチレングリコール・ジメチルエーテルなどが含まれる。
アミン系化合物はタイヤのスチール接着力に好ましくない影響を与えることが多い。しかも、アミン系化合物は通常、不快な匂いを発する。
通常、例えばジエチルエーテルなどの脂肪族ジアルキルエーテル、及び例えばテトラヒドロフラン(THF)などの環状エーテルは、ミクロ構造に対する調整効果が不十分である(Antkowiak,T.A.et al,J.of Polymer Science,Part A−1,vol.10,pp.1319〜1334(1972)を参照)。85倍超のTHFの存在下でブチルリチウムを用いてブタジエンをアニオン重合して得られるポリブタジエンは、最高49モル%の1,2−構造単位を有する。これほど大量な共触媒を使うことは経済的に受け入れられない。
それに比べ、エチレングリコール・ジメチルエーテルが有する調整効果は大幅に優れている上、低濃度を必要とするのみという利点がある。しかし、このミクロ構造調整剤は、例えばヘキサンからの分離が不十分である、及び結合収率がゼロであるといった他の欠点を有する。この群に含まれる他の2つの先行技術化合物であるエチレングリコール・ジエチルエーテルとエチレングリコール・ジブチルエーテルも、上述の要求事項を満たさないものと推測される。
これまでに前述の要求事項に最も近づいたミクロ構造調整剤の1つの分類は、欧州特許番号第EP 0304589−B1号に開示されており、これは、例えばエチル−エチレングリコール−tert−ブチルエーテルなど、不斉ジアルキルエーテルを共触媒として用いた溶液SBR及び溶液ISBR(イソプレン−スチレン−ブタジエンゴム)の生成に関するものである。
しかしながら、このミクロ構造調整剤も、最近のタイヤゴム分野における開発に関して欠点を有し、特に高スチレン含有量の溶液SBRタイプを採用する高性能タイヤの分野において顕著な欠点がある。典型的な溶液SBRタイプは前記ポリマー内に約25重量%のスチレンを含有するが、「高スチレンタイプ」の場合、その含有量は30〜60重量%である。一定のガラス遷移温度Tで前記スチレン含有量を増加すると、ゴム弾性に大きく影響する。より高いスチレン含有量の溶液SBRタイプをタイヤに使うことは、特にハンドリング、コーナリング能力、ロードグリップに関して利点を与える。
高スチレンゴムを生産する際、前記調整剤のランダム化効果は、ブロック形成(特にスチレンブロック)の阻止を含め、品質にとって重要な基準である。
ブタジエン/スチレンの連続共重合において、欧州特許番号第EP 0304589−B1号に記述されているミクロ構造調整剤は、ブロック形成を起こさずに約15〜20重量%までの量でスチレンをランダムに組み入れることを可能にするために適している。より高いスチレン濃度では、前述の特許に記述されているように、界面活性剤の添加によって前記ランダム化効果が更に増す。しかし、例えば30〜60重量%の範囲のスチレン含有量は大量の界面活性剤を必要とし、それはゴムの総合的な性状に悪影響を及ぼす。更に、追加的な共触媒(以下、「ランダマイザー(randomizer)」と称す)を別途追加する必要があり、それは生産施設にとって問題となる可能性がある。
高スチレン含有量で十分なランダム化効果を達成するもう1つの可能性は、特別な製造手順とミクロ構造調整剤によって可能になり、例えばスチレン−ブタジエン・コポリマーにおけるブタジエンなど、より反応性の高い構成要素の追加量を後に添加する。しかし、そのような手順は生産をより複雑にし、大半の場合、より長い滞留時間につながるため、加工の経済性を悪化させる。
本発明の目的は、上述の欠点がなく、且つ大量のスチレンとビニル調整剤とを含み、前記モノマーの十分なランダム化を有するゴムを確実に生産することのできる方法を提供することである。
本発明に従って、上述した要求事項を十分に満たす方法を提供することによって、驚くべきことに前記問題が解決された。本発明の方法は、共役ジエンとビニル芳香族化合物とを不活性反応溶媒におけるアニオン重合によって転化することを特徴とし、以下の、
−少なくとも1つのリチウム有機化合物(触媒)と、
−少なくとも1つのジアルキルエーテル(共触媒)を有する以下の化学式であって、
Figure 0004523410
ここで、
及びRは、異なる数の炭素原子を有する互いに独立したアルキル残基であり、これらはメチル−、エチル−、n−、イソ−プロピル、及びn−、イソ−、sec−、tert−ブチルを有する群から選択されるものであり、2つのアルキル残基R及びRの炭素原子総数は5〜7であり、好ましくは5または6であり、
は水素またはメチルまたはエチル基である、ジアルキルエーテル(共触媒)と、
−好ましくはアルカリ金属アルコラートである、少なくとも1つのアルカリ有機化合物(ランダマイザー)であって、1つのアルコラート基が1〜10の炭素原子を有する飽和炭化水素ラジカルを有し、前記アルカリ有機化合物が、前記リチウム有機化合物内のリチウムに対し>0.5モル:1モル、好ましくは>0.55:1モルのモル比で用いられるものである、アルカリ有機化合物(ランダマイザー)と
の存在下で行われる方法である。
その結果、選択的に結合される、おおむねブロック−フリー(block−free)ポリメリセートが生成物として得られる。以下で、または従属請求項により、本発明の好ましい実施形態を開示する。
触媒システムは、前記アルカリ金属アルコラートが前記リチウム触媒とエチレングリコール・ジアルキルエーテルとで結合して用いられるという点で区別される。
有機リチウム化合物は触媒として使われ、好ましくはR−Li構造を有し、Rは1〜20の炭素原子を有する炭化水素ラジカルを表す。
一般に、1〜12または1〜10の炭素原子を有する単官能性有機リチウム化合物が用いられる。典型例として、メチルリチウム、エチルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、n−オクチルリチウム、tert−オクチルリチウム、n−デシルリチウムが含まれる。好ましくは、n−ブチルリチウムまたはsec−ブチルリチウムが用いられる。
リチウム触媒含有量は、生成されるゴムのタイプと分子量によって異なる。一般的な規則として、前記ポリマーの分子量は用いられ触媒の量に反比例する。原則として、100重量部につき0.01〜1重量部のリチウム触媒モノマーが用いられる。
好ましくは、100重量部のモノマーに基づき、50,000〜400,000g/モルの範囲の望ましい分子量を得るには、0.128〜0.016重量部のn−ブチルリチウムが必要とされる。
本発明の方法に用いられる共触媒は、以下の化学式であり、
Figure 0004523410
ここで、
及びRは、異なる数の炭素原子を有するアルキル残基であり、これはメチル−、エチル−、n−、イソ−プロピル、及びn−、イソ−、sec‐、tert−ブチルを有する群から選択されるものであり、2つのアルキル残基R及びRの炭素原子総数は5〜7であり、好ましくは5または6であり、
は水素またはメチルまたはエチル基であり、好ましくは水素であるものである。
この群の好ましい共触媒は化合物であって、Rはメチルまたはエチルであり、Rはtert−ブチルである。本発明の方法に用いられるエーテルは、好ましくは、酸性イオン交換樹脂の存在下で、対応するアルコールとイソブテンの反応によって生成される。
前記共触媒は、(リチウム原子に対する)触媒の分子の数に基づき、2:1〜30:1、好ましくは2:1〜15:1の割合で用いられる。供給量は基本的に温度に依存する、すなわち、望ましいミクロ構造調整効果を達成するために、一般的に温度の上昇に伴いより多くの供給量が必要となる。前記共触媒はミクロ構造調整剤として作用し、共重合パラメータ及び/またはコポリマー或いはターポリマーのランダムな組み入れにも影響するものである。前記共触媒についての引例として欧州特許番号第EP0304589−B1号及び米国特許第5,008,343−A号があり、これらはこの参照によりここに明示的に組み込まれる。
前記アルカリ有機化合物は、化学式M−ORのアルカリ金属アルコラートであることが好ましく、Rは1〜10の炭素原子を有するリニアまたは分岐アルキル基を表す。好ましくは、Mはナトリウムまたはカリウムであり、最も好ましくはナトリウムである。3〜8の炭素原子を有するナトリウム・アルコラートが特に好ましい。典型的な例としては、ナトリウム−tert−ブチレート及びナトリウム−tert−アミレートを含む。
十分なランダム化は、前記アルカリ金属アルコラート対リチウムのモル比が前記リチウム有機化合物において>0.5:1である、好ましくは>0.55:1である場合に達成される。本発明の方法は好ましくは、前記リチウム有機化合物中のリチウム原子のモル量に基づき、1モルのリチウム有機化合物に対して>0.5〜3モル、好ましくは0.55:1〜2:1モルの量で前記アルカリ有機化合物が用いられることによって特徴付けられる。
特に前記モノマーの転化は、前記供給量における前記共触媒に対する前記アルカリ金属アルコラートのモル比を0.01:1〜10:1、好ましくは0.01:1〜0.5:1とすることによって、加速され得る。
ホモポリブタジエンを調合するためにアルカリ金属アルコラートを使用することは、例えば米国特許第5,654,384号に開示されている。それによれば、前記方法によって高ビニル・ホモブタジエン・ポリマーが得られる。前述の特許に従って用いられる共触媒は、ここで前述した共触媒とは異なるものであり、アルカリ金属アルコラートが1,2−組み入れブタジエンの量が増加することが発見されている。ランダム化効果については記述されていない。従って、本発明の方法に用いた共触媒とアルカリ金属アルコラートとを組み合わせることによって、コポリマーおよびターポリマーの生成におけるランダム化効果が有意に増加し得るということが、さらに驚きに値するものである。
用いられた前記好ましいモノマーの例として、イソプレンを有するスチレン、1,3−ブタジエンを有するスチレンまたは1,3−ブタジエンおよびイソプレンを有するスチレンが含まれる。更に、適切なモノマーとしては、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチルブタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン及び/または4−ブチル−1,3−ペンタジエンがある。
ここで用いられる「ビニル芳香族化合物」という用語は、1若しくはそれ以上のビニル基(−CH=CH)をその芳香族環上に有し、好ましくは8〜20の炭素原子を有する化合物を意味している。共役ジエンを用いた共重合に特に適したビニル芳香族化合物としては、スチレン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、及び/または4−(フェニルブチル)−スチレンが含まれる。
ブタジエン、イソプレン、イソプレンを有するスチレン、ブタジエンを有するスチレン、またはブタジエンとイソプレンを有するスチレンが、好ましくはモノマーとして用いられる。前記ポリメリセートに組み入れられる全モノマーの90モル%を超えるものが、1,3−ブタジエン、イソプレン、及び/またはスチレンであることが好ましい。更に、前記ポリメリセートは、30〜60重量%のスチレン−/ビニル芳香族モノマーを含むことが好ましい。
重合反応の前に、若しくは重合反応中に、適切な結合剤が架橋剤として用いられる。いくつかのビニル基を有する芳香族が、この目的に特に適している。代表例として、例えばジ(ビニル/イソプロペニル)ベンゼン及びトリ(ビニル/イソプロペニル)ベンゼンがあり、特に1,3,5−トリビニルベンゼン、及び1,3−及び1,4−ジビニルベンゼンである。前記モノマーは、個々のポリマー鎖の長鎖分岐をもたらす。
本発明の方法の特に好ましい改良手法は、モノマーの転化が本質的に完了した後に得られる重合単位(「活性(living)ポリマー鎖」と呼ばれる)の結合であり、それにより、結合剤を用いて星型ポリマーを形成する。結合剤として特に適しているのは、珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛元素のテトラハロゲン化物、及び1,3,5−トリビニルベンゼン及び1,4−ジビニルベンゼンなどの、少なくとも2つのビニル基を有する芳香族である。
反応溶媒は、不活性有機溶剤/希釈剤である。原則として、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、及びそれらの環状類似体及び前記の混合物などの、5〜15の炭素原子を有する炭化水素が適切である。更に、例えばベンゼンやトルエンなどの、芳香族溶剤を用いることもできる。例えばシクロヘキサンやヘキサンなど、飽和脂肪溶剤が好ましい。
本発明の方法はいくつかの異なる方法で行われる。例えば、前記共触媒及びアルカリ金属アルコラートを別々に添加することができる。一般に、これらの物質は実際の重合の前に添加される。前記アルコラートを溶質として添加することが望ましく、好ましくは、前記アルコラートを反応溶媒として、例えばヘキサンなどの不活性溶剤と混合するのが好ましい。
別の好ましい実施形態によると、前記アルコラートは本発明の方法で用いられた共触媒との混合物として用いられる。特に、前記好ましいアルカリ金属アルコラート、すなわちナトリウム−tert−ブチレート及び/またはナトリウム−tert−アミレートは、重合工程に望ましい量のアルコラートを導入することを可能にするために、対応する共触媒中で十分な溶解性を有するものである。従って、ゴム製造業者は、前記重合工程を促進する望ましい量の共触媒とランダマイザーを含む均衡の取れた既成化合物とを採用することが可能となる。
本発明の方法に従ったゴムの不連続生産においては、第1にすべての物質、すなわち共触媒(エーテル化合物)、溶剤、モノマー、及び任意で架橋剤を供給し、第2の工程においてリチウム有機化合物で滴定し、最後に重合に必要とされる触媒量を加えることが望ましい。リチウム有機滴定は、不純物、特に活性水素原子を含む不純物を取り除くスカベンジャーとして働く。
モノマー構造単位は、0〜130℃、好ましくは20〜100℃で重合される。前記重合は連続または不連続工程で行うことができる。前記結合も好ましくは20〜100℃の温度範囲で行われる。
本発明のポリメリセートはタイヤに用いるのが好ましく、特に、既存の加硫法によって生産されるタイヤ・トレッドに用いるのが好ましい。この方法で生産されたタイヤは、優れた高速性、ウェット・グリップ、雪面グリップ性の特徴によって区別される。従って、それらはマッド&スノー(M+S)タイヤまたはウィンタータイヤに適している。
実施例
約50%のn−ヘキサン(C6カットとしても知られている)を含む炭化水素混合物を溶剤として用いた。前記混合物はペンタン、ヘプタン、オクタン、及びそれらの異性体も含む。前記溶剤を、孔径0.4nmの分子ふるい上で乾燥した。それにより水分含有量を10ppm未満に下げ、Nを用いて剥離した。
N−ブチルリチウム(BuLi)を有機リチウム化合物として用いた(ヘキサン中に15重量%溶液)。スチレンモノマーを希釈により安定剤から分離した後、o−フェナントロリンの存在下でn−ブチルリチウムで滴定した。同じ方法で、ミクロ構造調整剤を滴定した。
使用前に、ナトリウム・アルコラートを前記ミクロ構造調整剤に溶解した。ヘキサン中で64%溶液として、m−及びp−ジビニルベンゼンの混合物としてジビニルベンゼン(DVB)を用いた。
溶剤とモノマーの蒸発後、固体含有量を測定して生産高を求めた。IR分光法によって前記ミクロ構造物を決定した。Houben−Weyl(Methods of Org.Chemistry,Vol.14/1(1961),p.698)によって、ブロック−スチレン含有量を決定した。重量部とは重量に対する割合を意味する。
乾燥窒素でパージ(一掃)したステンレス製オートクレーブに、400重量部のヘキサンと、50〜80重量部の1,3−ブタジエンと50〜20重量部のスチレンのモノマー混合物とを入れた後、分子ふるい(0.4mm)上で乾燥した。次に、0.02重量部のDVBと、前記ミクロ構造調整剤或いは前記ミクロ構造調整剤とナトリウム・アルコラートとを添加した(量については下記表1を参照)。その生成物を、熱電モニターを使ってブチルリチウムで滴定した。ここに記述された量のn−ブチルリチウム(質量による部)を添加することによって、50℃で重合を開始した。前記温度はしばらくの間上昇し、冷却にも関わらず最高72度まで上昇した。固形含有量を測定することによって生産高を求めた。バッチは完全に重合された。40度まで冷却した後、2重量部の湿潤トルエン中の2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−ter‐ブチルフェノール)の0.5重量部の溶液を添加することによって、前記重合を停止した。蒸留により前記溶剤を除去し、ポリメリセートを70℃で24時間、空気循環乾燥キャビネット内で乾燥した。
Figure 0004523410

Claims (12)

  1. 共役ジエンとビニル芳香族化合物とを用い不活性反応溶媒中のアニオン重合によってポリメリセートを生成する方法であって、
    −少なくとも1つのリチウム有機化合物と、
    −少なくとも1つのジアルキルエーテルを有する以下の化合式であって、
    Figure 0004523410
    ここで、
    及びRは、異なる数の炭素原子を有する互いに独立したアルキル残基であり、これはメチル−、エチル−、n−、イソ−プロピル、及びn−、イソ−、sec‐、tert−ブチルから成る群から選択されるものであり、2つのアルキル残基R及びRの炭素原子総数は5〜7であり、
    は水素またはメチルまたはエチル基である、ジアルキルエーテルと、
    −少なくとも1つのアルカリ有機化合物であって、前記アルカリ有機化合物が前記リチウム有機化合物中に1モルのリチウムにつき0.5モルを越す量で用いられる、アルカリ有機化合物と、
    存在下で行われ
    −前記アルカリ有機化合物は化学式M−ORのアルカリ金属アルコラートであって、Rは1〜10の炭素原子を有するアルキル基を表し、Mはナトリウムである、アルカリ金属アルコラートであり、
    重合反応前又は重合反応中に、いくつかのビニル基を有する芳香族、若しくはいくつかのビニル基を有するアルキル芳香族を架橋結合剤として添加することを特徴とする、方法。
  2. 請求項1に記載の方法であって、
    重合の終わりに活性(living)鎖末端を、いくつかのビニル基を有する芳香族、いくつかのビニル基を有するアルキル芳香族、四塩化珪素、及び四塩化スズの群から選択される結合剤と反応させることを特徴とする方法。
  3. 請求項1または2のいずれか1つに記載の方法であって、
    Rは3〜5の炭素原子を有することを特徴とする方法。
  4. 請求項1〜のいずれか1つに記載の方法であって、
    前記アルカリ有機化合物を、既成の混合物の状態で、リチウム有機化合物またはジアルキルエーテルを有する重合混合物へ添加することを特徴とする方法。
  5. 請求項1〜のいずれか1つに記載の方法であって、
    前記共役ジエンは、1,3−ブタジエンまたは1,3−ブタジエン及びイソプレンであることを特徴とする方法。
  6. 請求項1〜のいずれか1つに記載の方法であって、
    前記不活性反応溶媒は、シクロヘキサン、ヘキサンまたはシクロヘキサンとヘキサンの混合物から成ることを特徴とする方法。
  7. 請求項1〜のいずれか1つに記載の方法であって、
    エチル−エチレングリコール−tert−ブチルエーテル(CHCHOCHCHOC(CH)をジアルキルエーテルとして用いることを特徴とする方法。
  8. 請求項1〜のいずれか1つに記載の方法であって、
    1〜12の炭素原子を有するモノリチウム化合物をリチウム有機化合物として用いることを特徴とする方法。
  9. 請求項1〜のいずれか1つに記載の方法であって、
    前記重合は、0〜130℃で実行されることを特徴とする方法。
  10. 請求項1〜のいずれか1つに記載の方法であって、
    ビニル芳香族化合物が、芳香族環上に1若しくはそれ以上のビニル基(−CH=CH)を有するものであり、前記ポリメリセート中に30〜60重量%含まれることを特徴とする方法。
  11. 請求項1〜10のいずれか1つに記載の方法であって、
    前記リチウム有機化合物は、100重量部のモノマーにつき、0.01〜1重量部の分量で用いられることを特徴とする方法。
  12. 請求項1〜11のいずれか1つに記載の方法であって、
    前記ジアルキルエーテルを、前記触媒の分子の数に基づき(前記リチウム原子に対し)、分子比2:1〜30:1で用いることを特徴とする方法。
JP2004528431A 2002-07-30 2003-07-24 共役ジエン及びビニル芳香族化合物を用いたポリメリセートの生成方法、それによって生成されるポリメリセート、及びその使用 Expired - Fee Related JP4523410B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10234746A DE10234746B4 (de) 2002-07-30 2002-07-30 Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten unter Verwendung von konjugierten Dienen und vinylaromatischen Verbindungen, nach diesem Verfahren hergestellte Polymerisate und deren Verwendung
PCT/DE2003/002490 WO2004016666A1 (de) 2002-07-30 2003-07-24 Verfahren zur herstellung von polymerisaten unter verwendung von konjugierten dienen und vinylaromatischen verbindungen, nach diesem verfahren hergestellte polymerisate und deren verwendung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006500435A JP2006500435A (ja) 2006-01-05
JP2006500435A5 JP2006500435A5 (ja) 2006-09-07
JP4523410B2 true JP4523410B2 (ja) 2010-08-11

Family

ID=7714810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004528431A Expired - Fee Related JP4523410B2 (ja) 2002-07-30 2003-07-24 共役ジエン及びビニル芳香族化合物を用いたポリメリセートの生成方法、それによって生成されるポリメリセート、及びその使用

Country Status (17)

Country Link
US (1) US7151147B2 (ja)
EP (1) EP1525239B1 (ja)
JP (1) JP4523410B2 (ja)
KR (1) KR100897844B1 (ja)
CN (1) CN1303119C (ja)
AT (1) ATE373027T1 (ja)
AU (1) AU2003258461A1 (ja)
BR (1) BR0312910B8 (ja)
CA (1) CA2493620A1 (ja)
DE (2) DE10234746B4 (ja)
ES (1) ES2294353T3 (ja)
MX (1) MXPA05001225A (ja)
NO (1) NO20050777L (ja)
PL (1) PL373291A1 (ja)
RU (1) RU2326895C2 (ja)
WO (1) WO2004016666A1 (ja)
ZA (1) ZA200500814B (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE548420T1 (de) * 2007-03-26 2012-03-15 Asahi Kasei Chemicals Corp Thermoplastische zusammensetzung und daraus hergestellter formkörper
DE102009009531A1 (de) * 2009-02-18 2010-08-19 Lanxess Deutschland Gmbh Initiatorsystem zur Synthese von Hochvinyl-Dienkautschuken, ein Verfahren zur Herstellung und dessen Verwendung zur Herstellung von Hochvinyl-Dienkautschuken
EP2537871B1 (en) 2011-06-22 2018-10-17 Trinseo Europe GmbH High styrene high vinyl styrene-butadiene rubber with narrow molecular weight distribution and methods for preparation thereof
WO2012165120A1 (ja) 2011-05-27 2012-12-06 旭化成ケミカルズ株式会社 水添共役ジエン系共重合体の製造方法
CN102977268B (zh) * 2011-09-05 2015-04-15 中国石油化工股份有限公司 共轭二烯烃聚合物和合成橡胶及其制备方法和应用
CN104098810B (zh) * 2013-04-12 2016-02-24 中国石油化工股份有限公司 一种组合物及其在制备阻尼材料中的应用和一种阻尼材料及其制备方法
US10472451B2 (en) * 2014-09-04 2019-11-12 Kuraray Co., Ltd. Method for producing anionic polymer
KR102464763B1 (ko) 2017-11-17 2022-11-08 주식회사 엘지화학 블록 공중합체 조성물 제조방법, 이로부터 제조된 블록 공중합체 조성물을 포함하는 아스팔트 조성물
KR20230013134A (ko) * 2020-05-21 2023-01-26 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 액상 부틸 벤젠 폴리머, 이의 제조 방법 및 응용, 조성물, 폴리머 코팅, 접착제 및 가교제

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3294768A (en) * 1963-11-14 1966-12-27 Phillips Petroleum Co Preparation of conjugated diene polymers
US3496154A (en) * 1965-10-15 1970-02-17 Phillips Petroleum Co Random copolymerization
US3781261A (en) * 1972-02-03 1973-12-25 Firestone Tire & Rubber Co Metalating rubber polymers
JPS5465787A (en) * 1977-11-07 1979-05-26 Denki Kagaku Kogyo Kk Preparation of conjugated diolefin polymer
JPS57100112A (en) * 1980-12-16 1982-06-22 Asahi Chem Ind Co Ltd Perfectly random styrene-butadiene copolymer rubber
GB8316052D0 (en) * 1983-06-13 1983-07-20 Shell Int Research Elastomeric copolymers
DE3724870A1 (de) 1987-07-28 1989-02-09 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur herstellung von polymerisaten auf basis von konjugierten dienen und ggf. monovinylaromatischen verbindungen
CA2035229A1 (en) * 1990-10-22 1992-04-23 Wen-Liang Hsu Process for preparing a rubbery terpolymer of styrene, isoprene and butadiene
US5534592A (en) * 1995-09-22 1996-07-09 The Goodyear Tire & Rubber Company High performance blend for tire treads
EP0798339B1 (en) 1996-03-29 2002-06-05 Bridgestone Corporation Styrene-butadiene copolymer and rubber composition comprising the copolymer
DE19613195A1 (de) * 1996-04-02 1997-10-09 Huels Chemische Werke Ag Reifenlaufflächen mit geringem Rollwiderstand und verbessertem ABS-Bremsen
DE19941314A1 (de) * 1999-08-31 2001-03-01 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung eines Copolymerisats auf der Basis von vinylaromatischen Verbindungen und konjugierten Dienen sowie dessen Verwendung zur Herstellung von Vulkanisaten mit einem hervorragenden Dämpfungsverhalten
DE10036055A1 (de) 2000-07-25 2002-02-07 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von di- oder trifunktionellen Initiatorsystemen auf Lithiumbasis sowie deren Verwendung
DE10053324A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-08 Basf Ag Verfahren zum Kettenabbruch bei der anionischen Polymerisation
DE10105401A1 (de) 2001-02-07 2002-08-22 Bayer Ag Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Elastomeren
EP1453869A2 (de) 2001-11-23 2004-09-08 Walter Hellermann Mikrostrukturregler für die anionische polymerisation

Also Published As

Publication number Publication date
CN1303119C (zh) 2007-03-07
JP2006500435A (ja) 2006-01-05
DE50308182D1 (de) 2007-10-25
PL373291A1 (en) 2005-08-22
CA2493620A1 (en) 2004-02-26
RU2005105558A (ru) 2005-08-10
BR0312910A (pt) 2005-06-14
AU2003258461A1 (en) 2004-03-03
CN1671760A (zh) 2005-09-21
BR0312910B8 (pt) 2013-02-19
ES2294353T3 (es) 2008-04-01
WO2004016666A1 (de) 2004-02-26
DE10234746A1 (de) 2003-02-27
EP1525239B1 (de) 2007-09-12
US20060122343A1 (en) 2006-06-08
DE10234746B4 (de) 2004-04-29
EP1525239A1 (de) 2005-04-27
BR0312910B1 (pt) 2013-01-08
ATE373027T1 (de) 2007-09-15
MXPA05001225A (es) 2005-10-18
NO20050777L (no) 2005-02-14
RU2326895C2 (ru) 2008-06-20
ZA200500814B (en) 2006-07-26
KR100897844B1 (ko) 2009-05-15
KR20050033638A (ko) 2005-04-12
US7151147B2 (en) 2006-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10434821B2 (en) Modified conjugated diene-based polymer and production method therefor, rubber composition and tire
JP2005290355A (ja) 変性ジエン系重合体ゴム及びその製造方法
US11207918B2 (en) Modified conjugated diene-based polymer and rubber composition thereof, and tire
JP2018028047A (ja) 変性共役ジエン系重合体及びそのゴム組成物、並びにタイヤ
US20230138073A1 (en) Hydrogenated Conjugated Diene-Based Polymer, Hydrogenated Conjugated Diene-Based Polymer Composition, Rubber Composition, and Method for Producing Hydrogenated Conjugated Diene-Based Polymer
JP2003292529A (ja) 変性ジエン系重合体ゴム、その製造方法及びゴム組成物
JP4523410B2 (ja) 共役ジエン及びビニル芳香族化合物を用いたポリメリセートの生成方法、それによって生成されるポリメリセート、及びその使用
JP2018510922A (ja) 変性共役ジエン系重合体、この製造方法及びこれを含むゴム組成物
JP4057123B2 (ja) 重合体の製造方法、重合体及びその重合体を用いたゴム組成物
EP3269744B1 (en) Modified conjugated diene polymer, method for producing modified conjugated diene polymer, polymer composition, crosslinked polymer, and tire
CN109627382B (zh) 共轭二烯聚合物及其组合物及制造方法
KR20210124053A (ko) 공액 디엔계 중합체, 공액 디엔계 중합체의 제조 방법, 공액 디엔계 중합체 조성물, 및 고무 조성물
JPH0627122B2 (ja) 高スチレン含量のランダムスチレン−ブタジエン共重合体ゴム
JP6956027B2 (ja) 共役ジエン系重合体の製造方法
JP2594820B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物
JPS58206614A (ja) 分岐状メチルスチレンブタジエン共重合体
WO1987006250A1 (en) Rubber composition
JPH06107859A (ja) ゴム組成物
EP4310110A1 (en) Conjugated diene polymer and method for producing same, polymer composition, crosslinked product, and tire
KR20230088294A (ko) 공액 다이엔계 중합체의 제조 방법, 그리고 이로부터 제조된 중합체, 고무 및 타이어
JP2021172722A (ja) 液状共役ジエン系ゴム、ブレンドポリマー、伸展共役ジエン系ゴム、及びブレンドポリマーの製造方法
JP2021098760A (ja) ゴム組成物およびタイヤ
JP2019085550A (ja) 変性共役ジエン系ゴム組成物、及びタイヤ
JP2020059809A (ja) ベーストレッド用ゴム組成物およびタイヤ
JP2019143081A (ja) 共役ジエン系重合体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060724

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090203

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090418

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091110

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100203

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100210

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100303

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100310

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100326

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100511

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100527

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees