JP5649498B2 - Modified conjugated diene polymer, rubber composition and tire - Google Patents
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Description
本発明は、共役ジエン系重合体中の別々の場所に、ポリマー成分と反応する基と、充填材(フィラー)に親和性を有する基を各々少なくとも1つ有する、ヒステリシスロスの低減に効果的であり、低発熱性、耐摩耗性に優れた変性共役ジエン系重合体、この変性共役ジエン系重合体を含有するゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤに関する。 The present invention is effective in reducing hysteresis loss, having at least one group that reacts with a polymer component and at least one group that has an affinity for a filler (filler) at different locations in a conjugated diene polymer. The present invention relates to a modified conjugated diene polymer excellent in low heat buildup and wear resistance, a rubber composition containing the modified conjugated diene polymer, and a tire using the rubber composition.
近年、省エネルギーの社会的な要請及び環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に対する要求はより過酷なものとなりつつある。
このような要求に対応するため、タイヤ性能についても転がり抵抗の減少が求められてきている。タイヤの転がり抵抗を下げる手法としては、タイヤ構造の最適化による手法についても検討されてきたものの、ゴム組成物としてよりヒステリシスロスが低い、すなわち、熱に対する力学的エネルギーの損失が少ない材料を用いることが最も一般的な手法として行われている。
In recent years, demands for reducing the fuel consumption of automobiles are becoming more severe in connection with the movement of global carbon dioxide emission regulations due to the social demand for energy saving and the increasing interest in environmental problems.
In order to meet such demands, a reduction in rolling resistance has also been demanded for tire performance. As a method of reducing the rolling resistance of the tire, a method by optimizing the tire structure has been studied, but a material having a lower hysteresis loss, that is, a loss of mechanical energy to heat, should be used as a rubber composition. Is the most common method.
ヒステリシスロスは、多くの場合、架橋結合したゴムのネットワーク内のポリマーの遊離端に加えて、充填材の凝集体の分離に帰因する。変性共役ジエン系重合体は、ヒステリシスロスを減少させ、バウンドラバーを増大させるために使用されている。変性共役ジエン系重合体の官能基が、ポリマーの遊離端の数を減らすと考えられている。また、官能基が充填材粒子との相互作用によって、充填材の凝集が抑えられ、それによって、充填材の凝集体の分離を原因とするヒステリシスロス(すなわち、ペイン(Payne)効果)が減少する。
従来より、特定の官能性アニオン重合開始剤を選択することによって、ポリマー鎖の先端に官能性を有する変性共役ジエン系重合体が得られている。また、官能性化合物でリビング・ポリマーを停止することによって、アニオン重合したポリマーの末端に官能基を付けることもできる。
Hysteresis loss is often attributed to the separation of filler aggregates in addition to the free ends of the polymer within the crosslinked rubber network. Modified conjugated diene polymers are used to reduce hysteresis loss and increase bound rubber. It is believed that the functional groups of the modified conjugated diene polymer reduce the number of free ends of the polymer. Also, the functional groups interact with the filler particles to suppress filler agglomeration, thereby reducing hysteresis loss (ie, the Payne effect) due to separation of filler agglomerates. .
Conventionally, a modified conjugated diene polymer having a functionality at the tip of a polymer chain has been obtained by selecting a specific functional anionic polymerization initiator. It is also possible to attach a functional group to the end of the anionically polymerized polymer by stopping the living polymer with a functional compound.
このようなヒステリシスロスが低いゴム組成物を得るために、有機リチウム化合物を用いたアニオン重合で得られるジエン系重合体の重合活性末端を充填材と相互作用を持つ官能基にて修飾する方法としては、例えば、充填材にカーボンブラックを用い、重合活性末端をスズ化合物にて修飾する方法(例えば、特許文献1参照)、同様にカーボンブラックを用い、重合活性末端にアミノ基を導入する方法(例えば、特許文献2参照)などが知られている。
また、良好な低燃費性と良好なウェット性能とを同時にタイヤに与えるゴム組成物を得る方法として、補強用充填材として、これまで一般的に用いられてきたカーボンブラックに変えて含水ケイ酸などのシリカを用いる場合には、有機リチウム化合物を用いたアニオン重合で得られるジエン系重合体の重合活性末端を該シリカと相互作用をもつ官能基で修飾してなるゴム材料を用いることが試みられている。例えば、充填材としてシリカを用い、重合活性末端をアルコキシル基を有するケイ素化合物で修飾する方法(例えば、特許文献3、4、5参照)などが知られている。
In order to obtain such a rubber composition with low hysteresis loss, a method of modifying the polymerization active terminal of a diene polymer obtained by anionic polymerization using an organolithium compound with a functional group having an interaction with a filler. Is, for example, a method in which carbon black is used as a filler and a polymerization active terminal is modified with a tin compound (see, for example, Patent Document 1). Similarly, a method in which an amino group is introduced into a polymerization active terminal using carbon black ( For example, see Patent Document 2).
In addition, as a method of obtaining a rubber composition that gives tires both good fuel economy and good wet performance, hydrous silicic acid, etc., instead of carbon black, which has been generally used so far, as a reinforcing filler In the case of using silica, it is attempted to use a rubber material obtained by modifying the polymerization active terminal of a diene polymer obtained by anionic polymerization using an organolithium compound with a functional group having an interaction with the silica. ing. For example, a method is known in which silica is used as a filler and the polymerization active terminal is modified with a silicon compound having an alkoxyl group (see, for example, Patent Documents 3, 4, and 5).
しかしながら、上記ジエン系重合体の重合活性末端をカーボンブラックやシリカ等の充填材と相互作用をもつ官能基で修飾してなる共重合体は、ヒステリシスロスの低減等に必ずしも充分に満足しうるものではないという問題があった。 However, a copolymer obtained by modifying the polymerization active terminal of the above-mentioned diene polymer with a functional group having an interaction with a filler such as carbon black or silica is not necessarily satisfactory in reducing hysteresis loss. There was a problem that was not.
そこで、本出願人は、モノマーのアニオン重合に硫黄含有開始剤を使用することにより、硫黄含有開始剤由来の先端の基を有する変性共役ジエン系重合体である官能性ポリマー、該官能性を含有するゴム配合物及びタイヤ構成部材を提案している(例えば、特許文献6参照)。この変性共役ジエン系重合体は、硫黄(S)基を含有することで、他のポリマーとの架橋が可能となり、ポリマー同士のネットワーク増大、ポリマーの末端の動きが抑制されて、ヒステリシスロスの低減に効果的ものとなるが、更なるヒステリシスロスの低減等に効果的な変性共役ジエン系重合体が切望されている。また、この特許文献6の官能性ポリマーでは、DMIなどの充填材反応性変性剤であるジチアン開始ポリマーの停止剤となっているため、ポリマー主鎖と結合可能な官能基と充填材反応性官能基を有するものであるが、フィラー反応性が弱いため、本発明の目的である強固なポリマーフィラーネットワークが形成されない点で、本発明の変性共役ジエン系重合体とは相違し、区別化されるものである。 Therefore, the present applicant uses a sulfur-containing initiator for anionic polymerization of a monomer, thereby containing a functional polymer, which is a modified conjugated diene polymer having a leading group derived from a sulfur-containing initiator, the functionality. Have proposed a rubber compound and a tire component (see, for example, Patent Document 6). This modified conjugated diene polymer contains a sulfur (S) group, which enables cross-linking with other polymers, increases the network between polymers, suppresses movement of polymer ends, and reduces hysteresis loss. However, a modified conjugated diene polymer effective for further reduction of hysteresis loss and the like is desired. Further, this functional polymer of Patent Document 6, since a dithiane starting polymer terminating agent is a filler reactive modifier, such as DMI, fillers reactivity officers with functional group capable of bonding to the polymer main chain Although it has a functional group, it is different from the modified conjugated diene polymer of the present invention in that a strong polymer filler network that is the object of the present invention is not formed because the filler reactivity is weak, and it is differentiated. Is.
一方、本発明に近接する技術として、リビングアニオンエラストマーポリマー、及び特定の式によって表されるシラン−スルフィド修飾剤により鎖末端修飾されたエラストポリマー{式では、R3Si−S−R´−Si〔(OR)x(R)y〕−P(ポリマー)}、該エラストポリマー、カーボンブラックやシリカ等の充填材(フィラー)及び加硫剤を含む加硫エラストポリマー組成物、該加硫エラストポリマー組成物を含むタイヤトレッド(例えば、特許文献7参照)などが知られている。 On the other hand, as a technique close to the present invention, living anion elastomer polymer, and an elastomer polymer chain-end modified with a silane-sulfide modifier represented by a specific formula {in the formula, R 3 Si-S-R'-Si [(OR) x (R) y] -P (polymer)}, the elastomeric polymer, a vulcanized elastomeric polymer composition containing a filler (filler) such as carbon black and silica, and a vulcanizing agent, and the vulcanized elastomeric polymer Tire treads containing the composition (see, for example, Patent Document 7) are known.
しかしながら、このシラン−スルフィド修飾剤により鎖末端修飾されたエラストポリマーは、主鎖架橋性官能基となる硫黄(S)基を含有することで、他のポリマーとの架橋が可能となり、充填材(フィラー)反応性架橋基となるSiOR基を含有することでカーボンブラックやシリカ等の充填材との親和性が良好となり、充填材の分散性が改良されることでヒステリシスロスの低減にも効果的なものとなるものであるが、一つの修飾剤(変性剤)に2つの官能基が含まれたものであるので、充填材反応+主鎖架橋反応による大きなポリマー・充填材(フィラー)ネットワークは得られず、ヒステリシスロスの低減効果も限定的で、必ずしも満足しうるものではないという課題がある。 However, the elastomer polymer chain-end-modified with this silane-sulfide modifier contains a sulfur (S) group that is a main chain crosslinkable functional group, so that crosslinking with other polymers becomes possible, and a filler ( Filler) Containing SiOR groups that are reactive cross-linkable groups makes it compatible with fillers such as carbon black and silica, and is effective in reducing hysteresis loss by improving the dispersibility of fillers. However, since a single modifier (modifier) contains two functional groups, a large polymer / filler (filler) network by filler reaction + main chain crosslinking reaction is There is a problem that the effect of reducing hysteresis loss is limited and is not necessarily satisfactory.
本発明は、上記従来の課題等に鑑み、これを解消しようとするものであり、充填材(フィラー)反応+主鎖架橋反応による大きなポリマー・充填材ネットワークを得ることにより、ヒステリシスロスの低減に格別な効果を有し、低発熱性、耐摩耗性に優れた変性共役ジエン系重合体、この変性共役ジエン系重合体を含有するゴム組成物及び該ゴム組成物を用いた、低発熱性、耐摩耗性、乗り心地性に優れたタイヤを提供することを目的とする。 The present invention is to solve this problem in view of the above-described conventional problems. By obtaining a large polymer / filler network by filler (filler) reaction + main chain crosslinking reaction, hysteresis loss can be reduced. A modified conjugated diene polymer having a special effect and excellent in low heat buildup and wear resistance, a rubber composition containing the modified conjugated diene polymer, and a low heat buildup using the rubber composition, An object is to provide a tire excellent in wear resistance and ride comfort.
本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、共役ジエン系重合体中の別々の場所に、ポリマー成分と反応する基と、充填材(フィラー)に親和性を有する基を各々少なくとも1つ導入することにより、充填材反応とポリマー主鎖架橋反応を一つのポリマーで同時に発生させることができる上記目的の変性共役ジエン系重合体、これをを含有するゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤが得られることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。 As a result of intensive studies on the above-described conventional problems, the present inventors have found that groups that react with the polymer component and groups that have an affinity for the filler (filler) at different locations in the conjugated diene polymer. By introducing at least one of each, a modified conjugated diene polymer for the above purpose, which can simultaneously generate a filler reaction and a polymer main chain crosslinking reaction in one polymer, a rubber composition containing the same, and the rubber The inventors have found that a tire using the composition can be obtained, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、次の(1)〜(6)に存する。
(1) 変性共役ジエン系重合体であって、変性基として、ポリマー成分に反応する基と、充填材に親和性を有する基を有し、該親和性を有する基は窒素原子及び珪素原子の両方を有することを特徴とする変性共役ジエン系重合体。
(2) 下記式(I)〜(III)の何れかで表されることを特徴とする上記(1)記載の変性共役ジエン系重合体。
(3) 前記式(I)〜(III)中の硫黄原子を含み、かつポリマー成分と反応する基Bが、それぞれ、ポリサルファイド基、チオエステル基、チオール基、ジチオカーボネート基、ジチオアセタール基、ヘミチオアセタール基、ビニルチオ基、α−チオカルボニル基、β−チオカルボニル基、S−CO2−O部分、S−CO−CO部分、及びS−CH2―Si部分からなる群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする上記(2)記載の変性共役ジエン系重合体。
(4) 平均分子量が15,000〜1,000,000であり、ガラス転移温度(Tg)が−90℃〜0℃であることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の変性共役ジエン系重合体。
(5) 上記(1)〜(4)の何れか一つに記載の変性共役ジエン系重合体を少なくとも10質量部以上含むゴム成分100質量部に対して、無機充填材10〜150質量部を含有することを特徴とするゴム組成物。
(6) 上記(5)記載のゴム組成物をタイヤ構成部材の何れか一つに用いたことを特徴とするタイヤ。
That is, the present invention resides in the following (1) to (6).
(1) A modified conjugated diene polymer having, as a modifying group, a group that reacts with a polymer component and a group that has an affinity for a filler, and the group that has an affinity includes a nitrogen atom and a silicon atom. A modified conjugated diene polymer characterized by having both.
(2) The modified conjugated diene polymer according to the above (1), which is represented by any one of the following formulas (I) to (III).
(3) The groups B containing a sulfur atom in the formulas (I) to (III) and reacting with the polymer component are respectively polysulfide group, thioester group, thiol group, dithiocarbonate group, dithioacetal group, hemithio At least one selected from the group consisting of an acetal group, a vinylthio group, an α-thiocarbonyl group, a β-thiocarbonyl group, an S—CO 2 —O moiety, an S—CO—CO moiety, and an S—CH 2 —Si moiety. The modified conjugated diene polymer according to (2) above, comprising a seed.
(4) Any one of the above (1) to (3), wherein the average molecular weight is 15,000 to 1,000,000 and the glass transition temperature (Tg) is −90 ° C. to 0 ° C. The modified conjugated diene polymer described in 1.
(5) 10 to 150 parts by mass of the inorganic filler with respect to 100 parts by mass of the rubber component containing at least 10 parts by mass or more of the modified conjugated diene polymer according to any one of (1) to (4) above. A rubber composition containing the rubber composition.
(6) A tire characterized by using the rubber composition described in (5) above as any one of tire constituent members.
本発明によれば、共役ジエン系重合体中の別々の場所に、ポリマー成分と反応する基と、充填材に親和性を有する窒素原子及び珪素原子の両方を有する基を各々少なくとも1つ導入することにより、充填材反応とポリマー主鎖架橋反応を一つのポリマーで同時に発生させることができるので、ヒステリシスロスの低減に格別の効果を有し、低発熱性、耐摩耗性に優れた変性共役ジエン系重合体、この変性共役ジエン系重合体を含有するゴム組成物及び該ゴム組成物を用いた、低発熱性、耐摩耗性、乗り心地性に優れたタイヤが提供される。 According to the present invention, at least one group each having both a nitrogen atom and a silicon atom having an affinity for the filler and a group that reacts with the polymer component and a group that reacts with the filler are introduced into different locations in the conjugated diene polymer. As a result, the filler reaction and the polymer main chain cross-linking reaction can occur simultaneously in one polymer, so that the modified conjugated diene has a remarkable effect in reducing hysteresis loss, and has low heat buildup and excellent wear resistance. There are provided a polymer, a rubber composition containing the modified conjugated diene polymer, and a tire excellent in low heat build-up, wear resistance and riding comfort using the rubber composition.
以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
(変性共役ジエン系重合体)
本発明の変性共役ジエン系重合体は、変性基として、ポリマー成分に反応する基と、充填材に親和性を有する基を有し、該親和性を有する基は窒素原子及び珪素原子の両方を有することを特徴とするものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(Modified conjugated diene polymer)
The modified conjugated diene polymer of the present invention has, as a modifying group, a group that reacts with a polymer component and a group that has an affinity for a filler, and the affinity group contains both a nitrogen atom and a silicon atom. It is characterized by having.
本発明の変性共役ジエン系重合体としては、変性基として、ポリマー成分に反応する基と、充填材に親和性を有する基を有し、該親和性を有する基は窒素原子及び珪素原子の両方を有するものであればよく、例えば、下記式(I)〜(III)の何れかで表される変性共役ジエン系重合体が挙げられる。
上記式(I)の変性共役ジエン系重合体は、ポリマー鎖Pの両末端に、充填材に親和性を有する基Aとポリマー成分に反応する基Bをそれぞれ導入したものであり、また、上記式(II)はポリマー鎖Pの末端の一つに、充填材に親和性を有する基Aを導入すると共に、ポリマー鎖Pの途中にポリマー成分に反応するX−B構造を有する基Cを分岐させたものであり、上記式(III)はポリマー鎖Pの末端の一つに、ポリマー成分に反応する基Bを導入すると共に、ポリマー鎖Pの途中に、充填材に親和性を有するX−A構造を有する基Dを分岐させたものである。 The modified conjugated diene polymer of the above formula (I) is obtained by introducing a group A having an affinity for a filler and a group B that reacts with a polymer component into both ends of a polymer chain P, respectively. In the formula (II), a group A having an affinity for a filler is introduced into one end of the polymer chain P, and a group C having an XB structure that reacts with a polymer component is branched in the middle of the polymer chain P. In the formula (III), a group B that reacts with the polymer component is introduced into one of the ends of the polymer chain P, and X- A group D having an A structure is branched.
上記式(II)中のCは、X−Bの構造を有するものであり、Xは、芳香族ビニル、共役ジエンなどの共重合可能な部位であり、Bは上記(I)及び(III)と同じ、硫黄原子を含み、かつポリマー成分と反応する基である。
また、上記式(III)中のDは、X−Aの構造を有するものであり、Xは上記と同じ共重合可能な部位であり、Aは上記(I)及び(II)と同じものである。
前記式(I)〜(III)中の充填材に親和性を有する基Aは、窒素原子(N)及び珪素原子(Si)の両方を有するものであり、例えば、上記式(IV)で表されるものであり、式(IV)中、nは、0〜2、mは1〜2、3−n−m≧0を満たす整数であり、R1は炭素数1〜20の2価の炭化水素基または炭素数6〜18の2価の芳香族炭化水素基であり、R2及びR3は、炭素数1〜20の1価の炭化水素基または炭素数6〜18の1価の芳香族炭化水素基またはハロゲン原子または窒素原子を含む飽和炭化水素基であり、Zは飽和環状3級アミン化合物残基、不飽和環状3級アミン化合物残基、ケチミン残基、ニトリル基、(チオ)イソシアナート基、ピリジン基、アミド基、並びに加水分解可能な基を有する1級若しくは2級アミノ基から選択される少なくとも1種の官能基である。
上記式(IV)中のR1が炭素数1〜20の2価の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキレン基を挙げることができ、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基などを挙げることができ、炭素数6〜18の2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基などを挙げることができ、R2及びR3の炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基及び炭素数2〜20のアルケニル基を挙げることができ、これらは直鎖状,枝分かれ状,環状のいずれであってもよく、その例としては、メチル基,エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,sec−ブチル基,tert−ブチル基,ペンチル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基,ドデシル基,シクロペンチル基,シクロヘキシル基,ビニル基,プロペニル基,アリル基,ヘキセニル基,オクテニル基,シクロペンテニル基,シクロヘキセニル基などが挙げられる。また、炭素数6〜18の1価の芳香族炭化水素基としては、芳香環状に低級アルキル基などの置換基を有していてもよく、その例としては、フェニル基,トリル基,キシリル基,ナフチル基、ベンジル基,フェネチル基,ナフチルメチル基などが挙げられ、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを挙げることできる。
更に、Zの飽和環状3級アミン化合物残基としては、ヘキサメチレンイミンや、環の一部として(チオ)エーテル結合を含むことができ、不飽和環状3級アミン化合物残基としては、1,2,3,6−テトラヒドロピリジン,N−二置換アニリンなどのN,N−二置換芳香族アミンを包含するものが挙げられ、ケチミン残基(−N=C=)、ニトリル基(−CN)、(チオ)イソシアナート基(−NCO)、ピリジン基(C5H5N)、アミド基(−CONH2)、加水分解可能な基を有する1級若しくは2級アミノ基としては、ジトリメチルシリルアミンなどを挙げることができる。
上記式(IV)の好ましい充填材に親和性を有する基Aとしては、カーボンブラックやシリカなどの充填材(フィラー)との相互作用の強さから、nは、1〜2、mは1で、R1が炭素数1〜5の飽和炭化水素、R2が炭素数1〜7の飽和炭化水素、R3が炭素数1〜5の飽和炭化水素となるものから構成されるものが望ましい。
これらの上記式(IV)で表される充填材に親和性を有する基A、または、X−A構造のDは、後述する充填材反応性官能基を付与する各種変性剤などを重合の際に用いることにより導入することができる。
C in the formula (II) has an X-B structure, X is a copolymerizable site such as aromatic vinyl and conjugated diene, and B is the above (I) and (III). The same group containing a sulfur atom and reacting with the polymer component.
Further, D in the above formula (III) has an X-A structure, X is the same copolymerizable site as described above, and A is the same as (I) and (II) above. is there.
The group A having an affinity for the filler in the formulas (I) to (III) has both a nitrogen atom (N) and a silicon atom (Si), and is represented by, for example, the formula (IV). In the formula (IV), n is an integer satisfying 0 to 2, m is 1 to 2, and 3-nm ≧ 0, and R 1 is a divalent having 1 to 20 carbon atoms. A hydrocarbon group or a bivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and R 2 and R 3 are monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms or monovalent hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms. An aromatic hydrocarbon group or a saturated hydrocarbon group containing a halogen atom or a nitrogen atom, and Z is a saturated cyclic tertiary amine compound residue, an unsaturated cyclic tertiary amine compound residue, a ketimine residue, a nitrile group, (thio ) Is primary or secondary amino group having an isocyanate group, a pyridine group, an amide group, and a hydrolyzable group? At least one functional group selected from the above.
Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in which R 1 in the above formula (IV) includes 1 to 20 carbon atoms include, for example, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, Examples include a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, an octamethylene group, a decamethylene group, and a dodecamethylene group. Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms include a ferene group. , A tolylene group, a xylylene group, a naphthylene group, and the like, and examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms of R 2 and R 3 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and 2 to 2 carbon atoms. There may be mentioned 20 alkenyl groups, which may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include methyl, ethyl, n-propyl, iso Propyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, cyclopentyl, cyclohexyl, vinyl, propenyl, allyl Hexenyl group, octenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group and the like. The monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms may have a substituent such as a lower alkyl group in the aromatic ring, and examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, and a xylyl group. , Naphthyl group, benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group, and the like, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Furthermore, as the saturated cyclic tertiary amine compound residue of Z, hexamethyleneimine or a (thio) ether bond as a part of the ring can be included, and as the unsaturated cyclic tertiary amine compound residue, 1, Examples include N, N-disubstituted aromatic amines such as 2,3,6-tetrahydropyridine, N-disubstituted aniline, ketimine residue (-N = C =), nitrile group (-CN). , (Thio) isocyanate group (—NCO), pyridine group (C 5 H 5 N), amide group (—CONH 2 ), primary or secondary amino groups having hydrolyzable groups include ditrimethylsilylamine And so on.
As the group A having an affinity for the preferred filler of the above formula (IV), n is 1 to 2 and m is 1 from the strength of interaction with the filler (filler) such as carbon black and silica. , R 1 is a saturated hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms, R 2 is a saturated hydrocarbon having 1 to 7 carbon atoms, and R 3 is a saturated hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms.
The group A having an affinity for the filler represented by the above formula (IV) or D having an X-A structure is used for polymerizing various modifiers that give a filler-reactive functional group described later. It can introduce by using for.
前記式(I)〜(III)中のポリマー主鎖Pと結合可能な官能基となる硫黄原子を含み且つポリマー成分と反応する基Bとしては、例えば、ポリサルファイド基、チオエステル基、チオール基、ジチオカーボネート基、ジチオアセタール基、ヘミチオアセタール基、ビニルチオ基、α−チオカルボニル基、β−チオカルボニル基、S−CO2−O部分、S−CO−CO部分、及びS−CH2―Si部分からなる群から選択される少なくとも1種が挙げられ、好ましくは、ポリサルファイド基及びチオエステル基の少なくとも一方を含むことが望ましい。
これらの硫黄原子を含み且つポリマー成分と反応する基B、または、X−B構造のCは、後述する硫黄原子を含み且つポリマー成分と反応する基を付与する各種変性剤などを重合の際に用いることにより導入することができる。
Examples of the group B containing a sulfur atom that is a functional group capable of binding to the polymer main chain P in the formulas (I) to (III) and reacting with the polymer component include, for example, a polysulfide group, a thioester group, a thiol group, a dithio group. Carbonate group, dithioacetal group, hemithioacetal group, vinylthio group, α-thiocarbonyl group, β-thiocarbonyl group, S—CO 2 —O moiety, S—CO—CO moiety, and S—CH 2 —Si moiety And at least one selected from the group consisting of, preferably, containing at least one of a polysulfide group and a thioester group.
The group B containing these sulfur atoms and reacting with the polymer component, or C of the X-B structure, is used for the polymerization of various modifiers that contain a sulfur atom and reacting with the polymer component described later. It can be introduced by using.
本発明における前記式(I)〜(III)中のポリマー主鎖Pは、共役ジエンを含むモノマーのアニオン重合などの重合技術に従い得られるものである。用いるモノマーとしては、例えば、炭素数4〜12の共役ジエンと、炭素数4〜18のモノビニル芳香族モノマー、または、炭素数6〜20のトリエンなどが挙げられる。共役ジエンモノマーの例としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、及び1,3−ヘキサジエンが挙げられるが、これらに限定されない。トリエンの例として、ミルセンが挙げられるがこれに限定されない。芳香族ビニルモノマーとして、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、及びビニルナフタレンが挙げられるがこれらに限定されない。
共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーを含有するエラストマーの共重合体などの共重合体を製造する場合、共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーは、95:5〜50:50、好ましくは95:5〜65:35の比率で通常使用される。
The polymer main chain P in the formulas (I) to (III) in the present invention is obtained according to a polymerization technique such as anionic polymerization of a monomer containing a conjugated diene. Examples of the monomer used include conjugated dienes having 4 to 12 carbon atoms, monovinyl aromatic monomers having 4 to 18 carbon atoms, and trienes having 6 to 20 carbon atoms. Examples of conjugated diene monomers include, but are not limited to, 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and 1,3-hexadiene. An example of a triene includes, but is not limited to, myrcene. Aromatic vinyl monomers include, but are not limited to, styrene, α-methyl styrene, p-methyl styrene, and vinyl naphthalene.
When producing a copolymer such as an elastomer copolymer containing a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer, the conjugated diene monomer and aromatic vinyl monomer are 95: 5 to 50:50, preferably 95: 5 to Usually used in a ratio of 65:35.
(変性共役ジエン系重合体の製造方法)
本発明において、変性基として、ポリマー成分に反応する基と、充填材に親和性を有する基を有し、該親和性を有する基は窒素原子及び珪素原子の両方を有する変性共役ジエン系重合体は、例えば、共役ジエンを含むモノマーをアニオン重合する際に、ポリマー主鎖Pの一方の末端又は分岐に充填材に親和性を有する基A、または、X−A構造を結合することができる変性剤、または、ポリマー主鎖Pの他方の末端又は分岐に硫黄原子を含み且つポリマー成分と反応する基となるポリマー主鎖と結合可能な官能基B、並びに、X−B構造のCを結合することができる変性剤などを用いることにより製造することができる。
(Method for producing modified conjugated diene polymer)
In the present invention, a modified conjugated diene polymer having a group that reacts with a polymer component and a group having an affinity for a filler as the modifying group, and the affinity group has both a nitrogen atom and a silicon atom For example, in the anionic polymerization of a monomer containing a conjugated diene, a group A having an affinity for a filler or an X-A structure can be bonded to one end or branch of the polymer main chain P A functional group B that contains a sulfur atom at the other end or branch of the polymer main chain P and is capable of binding to the polymer main chain that reacts with the polymer component, and C of the XB structure are bonded. It can be manufactured by using a modifying agent that can be used.
上記充填材に親和性を有する基A、または、X−A構造をポリマー主鎖の末端に結合することができる変性剤としては、上述の各種充填材に親和性を有する基A、または、X−A構造をポリマー主鎖の末端又は分岐に結合できるものであれば、特に限定されず、例えば、下記式(IV)、
具体的には、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(1,3−ジメチル−1−ブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、または、1級アミノ基及びケイ素原子に結合したアルコキシ基を少なくとも有する2官能性ケイ素原子を含む化合物、例えば、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン、および1−トリメチルシリル−2−エトキシ−2−メチル−1−アザ−2−シラシクロペンタンなどを挙げることができる。
また、例えば、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルメトキシクロロシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルエトキシクロロシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルメトキシクロロシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルエトキシクロロシランなどが挙げられる。
これらの変性剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
Examples of the modifying agent capable of binding the group A having an affinity to the filler or an X-A structure to the terminal of the polymer main chain include the group A having an affinity for the various fillers described above, or X -A structure is not particularly limited as long as the structure can be bonded to the end or branch of the polymer main chain. For example, the following formula (IV),
Specifically, aminopropylmethyldiethoxysilane, N- (1,3-dimethyl-1-butylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine, hexamethylcyclotrisiloxane, or primary amino And compounds containing at least a bifunctional silicon atom having an alkoxy group bonded to the silicon atom, such as N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldiethoxy Silane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminoethylmethyldimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminoethylmethyldiethoxysilane, and 1-trimethylsilyl-2-ethoxy-2-methyl-1-aza-2- Name silacyclopentane, etc. It can be.
Further, for example, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethylmethoxychlorosilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethylethoxychlorosilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminoethylmethylmethoxychlorosilane, N, N— Examples thereof include bis (trimethylsilyl) aminoethylmethylethoxychlorosilane.
These modifiers may be used alone or in combination of two or more.
ポリマー成分と反応する基B、または、X−Y−B構造をポリマー主鎖の末端などに結合することができる変性剤としては、硫黄原子を含み且つポリマー成分と反応する基を結合できる変性剤であれば、特に限定されないが、重合開始剤となるリチオ・アルキル・チオ・アセタール及びリチオ・アリール・チオ・アセタール、チオエーテルを含む硫黄含有リチオ化合物などが挙げられる。
具体的な硫黄含有リチオ化合物としては、2−リチオ−2−メチル−1,3−ジチアンなどのリチオ・アルキル・チオ・アセタール、2−リチオ−2−フェニル−1,3−ジチアン、2−リチオ−2−(4−ジメチルアミノ)フェニル−1,3−ジチアンなどが挙げられる。これらの2−リチオ−2−メチル−1,3−ジチアン、2−リチオ−2−フェニル−1,3−ジチアンなどの硫黄含有リチオ化合物は、2−メチル−1,3−ジチアン、または2−フェニル−1,3−ジチアン等とn−ブチルリチウムなどの有機リチウム化合物から公知の製法により合成することができる。
The modifying agent capable of bonding the group B that reacts with the polymer component or the XYB structure to the end of the polymer main chain, etc. includes a modifying agent that contains a sulfur atom and can react with the polymer component. If it is, it will not specifically limit, However, The sulfur containing lithio compound containing a thioether containing a thioether, a thioether, a thioether, a thioether, a thioether, a thioether, and a thioether which will be mentioned as a polymerization initiator.
Specific examples of the sulfur-containing lithio compounds include 2-thiothio-2-methyl-1,3-dithiane, such as lithioalkylthiothioacetal, 2-lithio-2-phenyl-1,3-dithiane, and 2-lithio. -2- (4-dimethylamino) phenyl-1,3-dithiane and the like. These sulfur-containing lithio compounds such as 2-lithio-2-methyl-1,3-dithiane, 2-lithio-2-phenyl-1,3-dithiane are 2-methyl-1,3-dithiane, 2- It can be synthesized from a phenyl-1,3-dithiane or the like and an organic lithium compound such as n-butyllithium by a known production method.
上記式(I)で表される両末端変性の変性共役ジエン系重合体の製造法としては、1,3−ブタジエンなどの共役ジエンモノマー及びスチレン等の芳香族ビニルモノマーをテトラヒドロフラン(THF)などの極性溶媒、又は種々の環状及び非環式のヘキサン、ヘプタン、オクタン、ペンタン、それらのアルキル化誘導体、及びそれらの混合物、並びにベンゼンなどの非極性炭化水素内で、2,2−ジテトラヒドロフリルプロパンなどの直線状及び環状のオリゴマーのオキソラニルアルカン、ジピペリジルエタン、ジピペリジルメタン、ヘキサメチルホスホラミド、N−N’−ジメチルピペラジン、ジアザビシクロオクタン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、トリブチルアミンなどの重合調整剤を加え、更に、硫黄原子を含み且つポリマー成分と反応する基Bを結合でき、かつ、重合開始剤となる2−リチオ−2−メチル−1,3−ジチアン、2−リチオ−2−フェニル−1,3−ジチアンなどの硫黄含有リチオ化合物などの変性剤を加えた後、温度30〜150℃の温水浴中で0.1〜10時間重合反応を行う。なお、上記重合調整剤、変性剤の配合量は、用いるモノマー、導入する官能基種により変動するものであるが、上記使用モノマー全量100gに対して、変性剤0.05〜20mmol程度である。
次いで、上記重合反応系に、上述のアミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(1,3−ジメチル−1−ブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、ヘキサメチルシクロトリシロキサンなどの充填材に親和性を有する窒素原子及び珪素原子の両方を有する基Aを付与する変性剤をモノマー全量100gに対して、0.05〜20mmol添加し、更に、温度30〜150℃の温水浴中で0.1〜5時間重合反応を行うにより、目的の両末端変性の変性共役ジエン系重合体が得られる。
As a method for producing a modified conjugated diene polymer modified at both ends represented by the above formula (I), a conjugated diene monomer such as 1,3-butadiene and an aromatic vinyl monomer such as styrene may be used such as tetrahydrofuran (THF). 2,2-ditetrahydrofurylpropane in polar solvents or in various cyclic and acyclic hexane, heptane, octane, pentane, their alkylated derivatives, and mixtures thereof, and nonpolar hydrocarbons such as benzene Polymerization of linear and cyclic oligomers such as oxolanyl alkane, dipiperidylethane, dipiperidylmethane, hexamethylphosphoramide, NN'-dimethylpiperazine, diazabicyclooctane, dimethyl ether, diethyl ether, tributylamine Add a modifier, and further contain sulfur atoms and polymers -Sulfur-containing lithio such as 2-lithio-2-methyl-1,3-dithiane and 2-lithio-2-phenyl-1,3-dithiane which can bind the group B that reacts with the component and serves as a polymerization initiator After adding a modifier such as a compound, a polymerization reaction is performed in a warm water bath at a temperature of 30 to 150 ° C. for 0.1 to 10 hours. In addition, although the compounding quantity of the said polymerization regulator and modifier changes with monomers to be used and the functional group kind to introduce | transduce, it is about 0.05-20 mmol of modifier | denaturants with respect to 100g of said monomer use whole quantity.
Next, the above-mentioned polymerization reaction system is mixed with the above-mentioned aminopropylmethyldiethoxysilane, N- (1,3-dimethyl-1-butylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine, hexamethylcyclotrisiloxane, etc. 0.05 to 20 mmol of a modifier imparting a group A having both nitrogen atoms and silicon atoms having an affinity for the filler is added to 100 g of the monomer, and a hot water bath at a temperature of 30 to 150 ° C. By subjecting to a polymerization reaction for 0.1 to 5 hours, a modified conjugated diene polymer having both ends modified can be obtained.
上記式(II)で表される変性共役ジエン系重合体の製造法としては、重合開始剤として上記(I)と同様の変性剤を用い、(I)と同様の重合調整剤を加え、温度30〜150℃の温水浴中で0.1〜10時間反応を行い、前記X−A構造を持つ変性剤を0.05〜20mmol加え、0.1〜5時間重合を行い、更に0.5〜10時間反応を行った後、大過剰のイソプロピルアルコール(IPA)で反応を停止することにより製造することができる。
また、上記式(III)で表される変性共役ジエン系重合体の製造法としては、重合開始剤としてBuLiを用い、(I)と同様の重合調整剤を加え、温度30〜150℃の温水浴中で0.5〜10時間反応を行い、前記X−B構造を持つ変性剤を0.05〜20mmol加え、0.1〜5時間重合を行い、更に0.5〜10時間反応を行った。以下変性停止反応は、上記式(I)の変性共役ジエン系重合体の製造法と同様にして製造することができる。
As a method for producing the modified conjugated diene polymer represented by the above formula (II), the same modifier as the above (I) is used as a polymerization initiator, the same polymerization regulator as (I) is added, and the temperature is increased. The reaction is carried out in a warm water bath at 30 to 150 ° C. for 0.1 to 10 hours, 0.05 to 20 mmol of the modifying agent having the X-A structure is added, and polymerization is carried out for 0.1 to 5 hours. After reacting for 10 hours, it can be produced by stopping the reaction with a large excess of isopropyl alcohol (IPA).
Moreover, as a manufacturing method of the modified conjugated diene polymer represented by the above formula (III), BuLi is used as a polymerization initiator, a polymerization regulator similar to (I) is added, and hot water at a temperature of 30 to 150 ° C. The reaction is performed in a bath for 0.5 to 10 hours, 0.05 to 20 mmol of the modifier having the X-B structure is added, the polymerization is performed for 0.1 to 5 hours, and the reaction is further performed for 0.5 to 10 hours. It was. Hereinafter, the modification termination reaction can be produced in the same manner as the production method of the modified conjugated diene polymer of the above formula (I).
本発明において、上記式(I)〜(III)で表される変性共役ジエン系重合体は、加工性、加硫ゴム物性の点から、数平均分子量(Mn)が15,000〜1,000,000であり、ガラス転移温度(Tg)が−90℃〜0℃であるものが望ましい。
この好適な範囲となる数平均分子量(Mn)、ガラス転移温度(Tg)の変性共役ジエン系重合体は、使用するモノマー種、各変性剤種、重合反応の温度、時間等を調整することにより調製することができる。
In the present invention, the modified conjugated diene polymer represented by the above formulas (I) to (III) has a number average molecular weight (Mn) of 15,000 to 1,000 from the viewpoint of processability and physical properties of vulcanized rubber. And a glass transition temperature (Tg) of −90 ° C. to 0 ° C. is desirable.
The modified conjugated diene polymer having a number average molecular weight (Mn) and a glass transition temperature (Tg) within this preferred range can be obtained by adjusting the monomer species used, each modifier species, the polymerization reaction temperature, time, etc. Can be prepared.
本発明において、上記製法等で得られる上記式(I)〜(III)の何れかで表される変性共役ジエン系重合体は、共役ジエン系重合体中の別々の場所に、充填材に親和性を有する窒素原子及び珪素原子の両方を有する基A、または、X−A構造となるD、並びに、ポリマー成分と反応する基B、または、X−B構造のCをそれぞれ導入することにより、充填材反応とポリマー主鎖架橋反応を一つのポリマーで同時に発生させることができるものとなるので、ヒステリシスロスの低減に格別の効果を有し、低発熱性、耐摩耗性に優れた変性共役ジエン系重合体となる。
上記式(I)で表される変性共役ジエン系重合体では、配合ゴム練り時にフィラー結合性官能基となるAがフィラー(カーボンブラック、シリカなどの無機充填材)と結合し、かつ主鎖結合型官能基となる基Bが他のポリマーの主鎖に結合することにより、各々単独で使用するよりも大きなポリマー・フィラーネットワークが得られるものとなる。
In the present invention, the modified conjugated diene polymer represented by any one of the above formulas (I) to (III) obtained by the above production method has an affinity for the filler in a separate place in the conjugated diene polymer. Introducing a group A having both a nitrogen atom and a silicon atom, or D that becomes an XA structure, and a group B that reacts with a polymer component, or C of an XB structure, respectively, A modified conjugated diene that has a remarkable effect in reducing hysteresis loss and has low heat buildup and wear resistance, because the filler reaction and the polymer main chain crosslinking reaction can occur simultaneously in one polymer. It becomes a system polymer.
In the modified conjugated diene polymer represented by the above formula (I), A which becomes a filler-binding functional group when kneaded with rubber is bonded to a filler (an inorganic filler such as carbon black or silica) and has a main chain bond. When the group B serving as a functional group is bonded to the main chain of another polymer, a polymer filler network larger than that used alone can be obtained.
(本発明のゴム組成物)
本発明のゴム組成物は、変性共役ジエン系重合体を少なくとも10質量部以上含むゴム成分100質量部に対して、無機充填材10〜150質量部を含有することを特徴とする。
この変性共役ジエン系重合体の含有量が10質量部未満では所望の物性を有するゴム組成物が得られず、本発明の目的が発揮できないものとなる。ゴム成分(100質量%)中の該変性共役ジエン系重合体の好ましい含有量は20質量%以上であり、特に30〜100質量%が好適である。
この変性共役ジエン系重合体は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、この変性共役ジエン系重合体と併用されるゴム成分としては、天然ゴム及びジエン系合成ゴムが挙げられ、ジエン系合成ゴムとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、ポリブタジエン(BR)、ポリイソプレン(IR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン共重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。
(Rubber composition of the present invention)
The rubber composition of the present invention is characterized by containing 10 to 150 parts by mass of an inorganic filler with respect to 100 parts by mass of a rubber component containing at least 10 parts by mass of a modified conjugated diene polymer.
If the content of the modified conjugated diene polymer is less than 10 parts by mass, a rubber composition having desired physical properties cannot be obtained, and the object of the present invention cannot be exhibited. The preferable content of the modified conjugated diene polymer in the rubber component (100% by mass) is 20% by mass or more, and particularly preferably 30 to 100% by mass.
One kind of this modified conjugated diene polymer may be used, or two or more kinds may be used in combination. The rubber component used in combination with the modified conjugated diene polymer includes natural rubber and diene synthetic rubber. Examples of the diene synthetic rubber include styrene-butadiene copolymer (SBR), polybutadiene (BR). ), Polyisoprene (IR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene copolymer, and mixtures thereof.
本発明のゴム組成物に用いる無機充填材としては、カーボンブラック、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、クレー、炭酸カルシウムから選ばれる少なくとも1種の充填材が挙げられ、好ましくは、カーボンブラック単独、シリカ単独、又はカーボンブラック及びシリカの併用が望ましい。 Examples of the inorganic filler used in the rubber composition of the present invention include at least one filler selected from carbon black, silica, aluminum hydroxide, alumina, clay, and calcium carbonate, preferably carbon black alone, silica Single or a combination of carbon black and silica is desirable.
本発明に用いるシリカは、特に制限はなく、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が含まれ、中でも破壊特性の改良効果、並びに、ウェットグリップ性及び低転がり抵抗性の両立効果が最も顕著である湿式シリカが好ましい。
この場合に、シリカは、ゴム成分100質量部に対して10〜150質量部で用いられ、補強性とそれによる諸物性の改良効率の観点より好ましくは30〜90質量部である。このシリカの含有量が10質量部未満では破壊特性等が十分でなく、また、150質量部を越えると加工性が劣ることとなる。
The silica used in the present invention is not particularly limited, and includes, for example, wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, and the like. In addition, wet silica is most preferable because it has the most remarkable effect of achieving both wet grip properties and low rolling resistance.
In this case, the silica is used in an amount of 10 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and is preferably 30 to 90 parts by weight from the viewpoint of reinforcing properties and efficiency of improving various physical properties thereby. If the silica content is less than 10 parts by mass, the fracture characteristics and the like are not sufficient, and if it exceeds 150 parts by mass, the workability is poor.
また、本発明に用いるカーボンブラックは、特に制限はなく、各種グレードのカーボンブラックが用いられる。好ましくは、N2SAが10m2/g以上、かつ、ジブチルフタレート吸油量(DBP)が50ml/100g以上のカーボンブラックである。カーボンブラックを用いることにより、諸物性の改良効果は大きくなるが、特に、耐摩耗性に優れるFEF、SRF、HAF、ISAF,SAFなどのグレードが好ましい。 The carbon black used in the present invention is not particularly limited, and various grades of carbon black are used. Carbon black having N 2 SA of 10 m 2 / g or more and dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of 50 ml / 100 g or more is preferable. The use of carbon black increases the effect of improving various physical properties, but grades such as FEF, SRF, HAF, ISAF, and SAF that are particularly excellent in wear resistance are preferred.
本発明のゴム組成物においては、シリカを用いる場合、所望により、シランカップリング剤を更に含有することができる。このシランカップリング剤としては、特に制限はなく、従来ゴム組成物に使用されている公知のもの、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどを用いることができる。
用いられるシランカップリング剤の含有量は、前記シリカに対して、通常、1〜20重量%の範囲で選定される。この量が1重量%未満ではカップリング剤としての効果が充分に発揮されにくく、また、20重量%を超えると、ゴム成分のゲル化を引き起こすおそれがある。カップリング剤としての効果及びゲル化防止などの点から、このシランカップリング剤の好ましい含有量は、5〜15重量%の範囲である。
In the rubber composition of the present invention, when silica is used, a silane coupling agent can be further contained as desired. The silane coupling agent is not particularly limited, and known ones conventionally used in rubber compositions such as bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-amino Propyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, and the like can be used.
The content of the silane coupling agent to be used is usually selected in the range of 1 to 20% by weight with respect to the silica. If this amount is less than 1% by weight, the effect as a coupling agent is not sufficiently exhibited, and if it exceeds 20% by weight, the rubber component may be gelled. In view of the effect as a coupling agent and the prevention of gelation, the preferable content of this silane coupling agent is in the range of 5 to 15% by weight.
本発明のゴム組成物には、本発明の効果が損なわれない範囲で、所望により、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば、加硫剤、加硫促進剤,プロセス油,老化防止剤,スコーチ防止剤,亜鉛華,ステアリン酸などを含有させることができる。上記加硫剤としては、硫黄等が挙げられ、その使用量は、ゴム成分100質量部に対し、硫黄分として0.1〜10.0質量部が好ましく、さらに好ましくは1.0〜5.0質量部である。
本発明で使用できる加硫促進剤は、特に限定されるものではないが、例えば、M(2−メルカプトベンゾチアゾール),DM(ジベンゾチアジルジスルフィド),CZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)等のチアゾール系、あるいはDPG(ジフェニルグアニジン)等のグアジニン系の加硫促進剤等を挙げることができ、その使用量は、ゴム成分100質量部に対し、0.1〜5.0質量部が好ましく、さらに好ましくは0.2〜3.0質量部である。
また、本発明のゴム組成物で使用できるプロセス油としては、例えば、パラフィン系,ナフテン系,アロマチック系等を挙げることができる。引張強度、耐摩耗性を重視する用途にはアロマチック系が、ヒステリシスロス、低温特性を重視する用途にはナフテン系又はパラフィン系が用いられる。その使用量は、ゴム成分100質量部に対して、0〜100質量部が好ましく、100質量部を超えると加硫ゴムの引張強度、低発熱性が悪化する傾向がある。
In the rubber composition of the present invention, various chemicals usually used in the rubber industry, for example, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a process oil, and an anti-aging agent, as long as the effects of the present invention are not impaired. , Scorch inhibitor, zinc white, stearic acid and the like. As said vulcanizing agent, sulfur etc. are mentioned, The usage-amount is 0.1-10.0 mass parts as a sulfur content with respect to 100 mass parts of rubber components, More preferably, it is 1.0-5. 0 parts by mass.
The vulcanization accelerator that can be used in the present invention is not particularly limited. For example, M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazyl). Sulfenamide) and other guanidine-based vulcanization accelerators such as DPG (diphenylguanidine) can be used, and the amount used is 0.1-5. 0 mass part is preferable, More preferably, it is 0.2-3.0 mass part.
Examples of the process oil that can be used in the rubber composition of the present invention include paraffinic, naphthenic, and aromatic oils. Aromatics are used for applications that emphasize tensile strength and wear resistance, and naphthenic or paraffinic systems are used for applications that emphasize hysteresis loss and low-temperature characteristics. The amount used is preferably 0 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and if it exceeds 100 parts by mass, the tensile strength and low heat build-up of the vulcanized rubber tend to deteriorate.
本発明のゴム組成物は、ロール、インターナルミキサー等の混練り機を用いて混練りすることによって得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレッド,アンダートレッド,カーカス,サイドウォール,ビード部分等のタイヤ用途を始め、防振ゴム,ベルト,ホースその他の工業品等の用途にも用いることができるが、特にタイヤトレッド用ゴムとして好適に使用される。 The rubber composition of the present invention is obtained by kneading using a kneader such as a roll or an internal mixer. After molding, vulcanization is performed, and tire tread, under tread, carcass, sidewall, bead It can be used not only for tire applications such as parts, but also for applications such as anti-vibration rubber, belts, hoses and other industrial products, but it is particularly suitably used as rubber for tire treads.
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて、上記のように各種薬品を含有させた本発明のゴム組成物が未加硫の段階でタイヤ部材として、例えば、トレッド用部材に押出し加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。このようにして得られた本発明の空気入りタイヤは、上記ヒステリシスロスの低減に格別な効果を有し、低発熱性、耐摩耗性に優れた変性共役ジエン系重合体をゴム成分に有効に含有するので、低燃費性が良好であると共に、特に破壊特性、耐摩耗性及び乗り心地性に優れており、しかも該ゴム組成物の加工性が良好であるので、生産性にも優れたものとなる。 The tire of the present invention is produced by an ordinary method using the rubber composition of the present invention. That is, if necessary, the rubber composition of the present invention containing various chemicals as described above is extruded as a tire member at an unvulcanized stage, for example, a tread member, and is usually used on a tire molding machine. The green tire is molded by pasting and molding by the above method. The green tire is heated and pressed in a vulcanizer to obtain a tire. The pneumatic tire of the present invention thus obtained has a remarkable effect in reducing the hysteresis loss, and effectively uses a modified conjugated diene polymer excellent in low heat generation and wear resistance as a rubber component. Since it contains, the fuel efficiency is good, and in particular, the destructive properties, wear resistance and ride comfort are excellent, and the processability of the rubber composition is good, so the productivity is also excellent. It becomes.
次に、製造例、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記製造例、実施例に何ら限定されるものではない。 Next, although a manufacture example, an Example, and a comparative example are given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to the following manufacture example and Example at all.
〔変性共役ジエン系重合体の実施製造例、比較製造例〕
実施製造例1(フェニルジチアン:アミノプロピルメチルジエトキシシラン)
(変性剤の調製)
シリンジ中で10.69mmolの2−フェニル−1,3−ジチアンが入ったTHF溶液(5ml)とヘキサン10mlをn−ブチルリチウム(6.37ml.1.68Mのヘキサン溶液)に、−78℃で滴下した溶液を更に0℃で3時間攪拌した。得られた0.5Mの2−リチオ−2−フェニル−1,3−ジチアン(以下、単に「フェニルジチアン」という)はアニオン重合の開始剤として使用されるものであり、窒素雰囲気で冷蔵庫に貯蔵した。
(変性共役ジエン系重合体の調製)
乾燥し、窒素置換した800mlの耐圧ガラス用に、1,3−ブタジエンのシクロヘキサン溶液及びスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3−ブタジエン60g及びスチレン15gとなるように加え、2,2−ジテトラヒドロフリルプロパンを0.70mmol加え、更に、2−リチオ−2−フェニル−1,3−ジチアンを0.70mmmolを加えた後、50℃の温水俗中で1.5時間重合を行った。この際の重合添加率はほぼ100%であった。
次に、重合反応系に変性剤となるアミノプロピルメチルジエトキシシランを0.63mmol添加し、更に50℃で30分間変性反応を行い、変性共役ジエン系重合体を得た。
[Example of production of modified conjugated diene polymer, comparative production example]
Example 1 (phenyldithiane: aminopropylmethyldiethoxysilane)
(Preparation of denaturing agent)
In a syringe, THF solution (5 ml) containing 10.69 mmol of 2-phenyl-1,3-dithiane and 10 ml of hexane were added to n-butyllithium (6.37 ml. 1.68 M hexane solution) at -78 ° C. The dropped solution was further stirred at 0 ° C. for 3 hours. The obtained 0.5M 2-lithio-2-phenyl-1,3-dithiane (hereinafter simply referred to as “phenyldithiane”) is used as an initiator for anionic polymerization and is placed in a refrigerator in a nitrogen atmosphere. Stored.
(Preparation of modified conjugated diene polymer)
Add 1,3-butadiene in cyclohexane and styrene in cyclohexane to 800 g pressure-resistant glass that has been dried and purged with nitrogen, and add 1,3-butadiene 60 g and styrene 15 g to give 2,2-ditetrahydrofuryl. After adding 0.70 mmol of propane and further adding 0.70 mmol of 2-lithio-2-phenyl-1,3-dithiane, polymerization was carried out in warm water at 50 ° C. for 1.5 hours. The polymerization addition rate at this time was almost 100%.
Next, 0.63 mmol of aminopropylmethyldiethoxysilane as a modifier was added to the polymerization reaction system, and a modification reaction was further performed at 50 ° C. for 30 minutes to obtain a modified conjugated diene polymer.
実施製造例2〔フェニルジチアン:N−(1,3−ジメチル−1−ブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン〕
上記実施製造例1において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、N−(1,3−ジメチル−1−ブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン0.63mmolを用いて上記実施製造例1と同様にして変性共役ジエン系重合体を得た。
Production Example 2 [Phenyldithiane: N- (1,3-dimethyl-1-butylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine]
In Example Production Example 1, N- (1,3-dimethyl-1-butylidene) -3- (triethoxysilyl)-was used instead of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system. A modified conjugated diene polymer was obtained in the same manner as in Production Example 1 using 0.63 mmol of 1-propanamine.
実施製造例3(ジメチルアミノフェニルジチアン:アミノプロピルメチルジエトキシシラン)
上記実施製造例1で用いた変性剤2−リチオ−2−フェニル−1,3−ジチアン(フェニルジチアン)に代え、下記で調製した変性剤〔2−リチオ−2−(4−ジメチルアミノ)フェニル−1,3−ジチアン〕(0.70mmol)を用いて、上記実施製造例1と同様にして、変性共役ジエン系重合体を得た。
(変性剤の調製)
2−(4−ジメチルアミノ)フェニル−1,3−ジチアン1.25gが入った8mlのTHF溶液と1mlのEt3N(トリエチルアミン)をn−ブチルリチウム3.1ml、1.68Mのヘキサン溶液に、−78℃で加えた。溶液は更に0℃で4時間攪拌した。得られた0.43Mの2−リチオ−2−(4−ジメチルアミノ)フェニル−1,3−ジチアンはアニオン重合の開始剤として使用され、窒素雰囲気で冷蔵庫に貯蔵した。
Production Example 3 (Dimethylaminophenyldithiane: aminopropylmethyldiethoxysilane)
Instead of the modifying agent 2-lithio-2-phenyl-1,3-dithiane (phenyldithiane) used in the above Production Example 1, the modifying agent prepared below [2-lithio-2- (4-dimethylamino) Phenyl-1,3-dithiane] (0.70 mmol) was used in the same manner as in Production Example 1 to obtain a modified conjugated diene polymer.
(Preparation of denaturing agent)
8 ml of THF solution containing 1.25 g of 2- (4-dimethylamino) phenyl-1,3-dithiane and 1 ml of Et 3 N (triethylamine) were added to 3.1 ml of n-butyllithium and 1.68 M of hexane solution. , -78 ° C. The solution was further stirred at 0 ° C. for 4 hours. The obtained 0.43M 2-lithio-2- (4-dimethylamino) phenyl-1,3-dithiane was used as an initiator for anionic polymerization and was stored in a refrigerator in a nitrogen atmosphere.
実施製造例4〔ジメチルアミノフェニルジチアン:N−(1,3−ジメチル−1−ブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン〕
上記実施製造例2において、変性剤2−リチオ−2−フェニル−1,3−ジチアン(フェニルジチアン)に代え、上記で調製した変性剤〔2−リチオ−2−(4−ジメチルアミノ)フェニル−1,3−ジチアン〕(0.70mmol)を用いて、上記実施製造例2と同様にして、変性共役ジエン系重合体を得た。
Example Production Example 4 [Dimethylaminophenyldithiane: N- (1,3-dimethyl-1-butylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine]
In the above Production Example 2, the modifier [2-lithio-2- (4-dimethylamino) phenyl prepared above was used instead of the modifier 2-lithio-2-phenyl-1,3-dithiane (phenyldithiane). -1,3-dithiane] (0.70 mmol) was used to obtain a modified conjugated diene polymer in the same manner as in Production Example 2 above.
比較製造例1(フェニルジチアン:イソプロピルアルコール)
上記実施製造例1において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、大過剰のイソプロピルアルコール(IPA)を用いて上記実施製造例1と同様にして変性共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 1 (Phenyldithiane: isopropyl alcohol)
In the above Production Example 1, modified conjugated in the same manner as in the above Production Example 1 using a large excess of isopropyl alcohol (IPA) instead of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system. A diene polymer was obtained.
比較製造例2(ジメチルアミノフェニルジチアン:イソプロピルアルコール)
上記実施製造例3において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、大過剰のイソプロピルアルコール(IPA)を用いて上記実施製造例1と同様にして変性共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 2 (Dimethylaminophenyl dithiane: isopropyl alcohol)
In Example Production Example 3 above, the modified conjugate was modified in the same manner as in Example Production Example 1 using a large excess of isopropyl alcohol (IPA) instead of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system. A diene polymer was obtained.
比較製造例3(フェニルジチアン:テトラエトキシシラン)
上記実施製造例1において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、テトラエトキシシラン(TEOS)0.63mmolを用いて上記実施製造例1と同様にして変性共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 3 (Phenyldithiane: tetraethoxysilane)
In Example Production Example 1 above, 0.63 mmol of tetraethoxysilane (TEOS) was used instead of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system. A conjugated diene polymer was obtained.
比較製造例4(ジメチルアミノフェニルジチアン:テトラエトキシシラン)
上記実施製造例3において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、テトラエトキシシラン(TEOS)0.63mmolを用いて上記実施製造例1と同様にして変性共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 4 (Dimethylaminophenyl dithiane: tetraethoxysilane)
In Example Production Example 3 above, 0.63 mmol of tetraethoxysilane (TEOS) was used instead of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system, and the modification was conducted in the same manner as in Example Production Example 1 above. A conjugated diene polymer was obtained.
比較製造例5(フェニルジチアン:塩化トリブチルスズ)
上記実施製造例1において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、塩化トリブチルスズ(Bu3SnCl)0.63mmolを用いて上記実施製造例1と同様にして変性共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 5 (Phenyldithiane: tributyltin chloride)
In Example Production Example 1, instead of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system, 0.63 mmol tributyltin chloride (Bu 3 SnCl) was used in the same manner as Example Production Example 1 above. A modified conjugated diene polymer was obtained.
比較製造例6(ジメチルアミノフェニルジチアン:塩化トリブチルスズ)
上記実施製造例3において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、塩化トリブチルスズ(Bu3SnCl)0.63mmolを用いて上記実施製造例1と同様にして変性共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 6 (Dimethylaminophenyldithiane: tributyltin chloride)
In Example Production Example 3 above, 0.63 mmol of tributyltin chloride (Bu 3 SnCl) was used instead of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system in the same manner as in Example Production Example 1 above. A modified conjugated diene polymer was obtained.
比較製造例7(n−ブチルリチウム:アミノプロピルメチルジエトキシシラン)
乾燥し、窒素置換した800mlの耐圧ガラス用に、1,3−ブタジエンのシクロヘキサン溶液及びスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3−ブタジエン60g及びスチレン15gとなるように加え、2,2−ジテトラヒドロフリルプロパンを0.70mmol加え、更に、n−ブチルリチウム(BuLi)を0.70mmmolを加えた後、50℃の温水俗中で1.5時間重合を行った。この際の重合添加率はほぼ100%であった。
次に、重合反応系に変性剤となるアミノプロピルメチルジエトキシシランを0.63mmol添加し、更に50℃で30分間変性反応を行い、変性共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 7 (n-butyllithium: aminopropylmethyldiethoxysilane)
Add 1,3-butadiene in cyclohexane and styrene in cyclohexane to 800 g pressure-resistant glass that has been dried and purged with nitrogen, and add 1,3-butadiene 60 g and styrene 15 g to give 2,2-ditetrahydrofuryl. After adding 0.70 mmol of propane and further adding 0.70 mmol of n-butyllithium (BuLi), polymerization was performed in warm water at 50 ° C. for 1.5 hours. The polymerization addition rate at this time was almost 100%.
Next, 0.63 mmol of aminopropylmethyldiethoxysilane as a modifier was added to the polymerization reaction system, and a modification reaction was further performed at 50 ° C. for 30 minutes to obtain a modified conjugated diene polymer.
比較製造例8〔n−ブチルリチウム:N−(1,3−ジメチル−1−ブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン〕
上記比較製造例7において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジチオキシシラン0.63mmolに代え、N−(1,3−ジメチル−1−ブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン0.63mmolを用いて上記比較製造例7と同様にして変性共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 8 [n-butyllithium: N- (1,3-dimethyl-1-butylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine]
In Comparative Production Example 7, N- (1,3-dimethyl-1-butylidene) -3- (triethoxysilyl)-was used instead of 0.63 mmol of aminopropylmethyldithioxysilane as a modifier added to the polymerization reaction system. A modified conjugated diene polymer was obtained in the same manner as Comparative Production Example 7 using 0.63 mmol of 1-propanamine.
比較製造例9(n−ブチルリチウム:テトラエトキシシラン)
上記比較製造例7において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、テトラエトキシシラン(TEOS)0.63mmolを用いて上記比較製造例7と同様にして共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 9 (n-butyllithium: tetraethoxysilane)
In Comparative Production Example 7, in place of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system, 0.63 mmol of tetraethoxysilane (TEOS) was used to conjugate in the same manner as in Comparative Production Example 7. A diene polymer was obtained.
比較製造例10(n−ブチルリチウム:塩化トリブチルスズ)
上記比較製造例7において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、塩化トリブチルスズ(Bu3SnCl)0.63mmolを用いて上記比較製造例7と同様にして共役ジエン系重合体を得た。
Comparative Production Example 10 (n-butyllithium: tributyltin chloride)
In the above Comparative Production Example 7, instead of 0.63 mmol of the aminopropylmethyldiethoxysilane modifier added to the polymerization reaction system, 0.63 mmol of tributyltin chloride (Bu 3 SnCl) was used in the same manner as in the above Comparative Production Example 7. A conjugated diene polymer was obtained.
比較製造例11(n−ブチルリチウム:イソプロピルアルコール)
上記比較製造例7において、重合反応系に添加する変性剤のアミノプロピルメチルジエトキシシラン0.63mmolに代え、イソプロピルアルコール(IPA)0.63mmolを用いて上記比較製造例7と同様にして共役ジエン系重合体を得た。
Comparative production example 11 (n-butyllithium: isopropyl alcohol)
In Comparative Production Example 7, conjugated diene was used in the same manner as in Comparative Production Example 7 using 0.63 mmol of isopropyl alcohol (IPA) instead of 0.63 mmol of aminopropylmethyldiethoxysilane as a modifier added to the polymerization reaction system. A polymer was obtained.
上記で得られた実施製造例1〜4及び比較製造例1〜11の変性共役ジエン系重合体等を用いて、下記方法により、Mw/k、St/Viを測定、算出した。
これらの変性共役ジエン系重合体等の評価結果を下記表1に示す。
Using the modified conjugated diene polymers of Examples Production Examples 1 to 4 and Comparative Production Examples 1 to 11 obtained above, Mw / k and St / Vi were measured and calculated by the following methods.
The evaluation results of these modified conjugated diene polymers are shown in Table 1 below.
(Mw/kの算出法)
重合体の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)の測定はゲルパーミエーションクロマトグラフィ〔GPC;東ソー社製HLC−8020、カラム;東ソー社製GMH−XL(2本直列)〕により行い、示差屈折率(R1)を用いて、単分散ポリスチレンを標準としてポリスチレン換算で行った。
(St/Viの算出法)
重合体のブタジエン部分のミクロ構造は赤外法(モレロ法)によって求めた。重合体中のスチレン単位含有量は1H−NMRスペクトルの積分比より算出した。
(Calculation method of Mw / k)
The number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of the polymer are measured by gel permeation chromatography [GPC: HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation, column: GMH-XL manufactured by Tosoh Corporation (two in series)] Using the differential refractive index (R1), the measurement was performed in terms of polystyrene using monodisperse polystyrene as a standard.
(Calculation method of St / Vi)
The microstructure of the butadiene portion of the polymer was determined by the infrared method (Morero method). The styrene unit content in the polymer was calculated from the integral ratio of the 1H-NMR spectrum.
〔ゴム組成物の調製〕
下記表1及び2に示すシリカ配合処方のゴム組成物、下記表3に示すカーボンブラック配合処方のゴム組成物を下記各方法により各ゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、下記方法により、転がり抵抗、耐摩耗性の評価を行った。
Preparation of rubber composition]
Each rubber composition was prepared by the following methods using a rubber composition having a silica formulation shown in Tables 1 and 2 and a rubber composition having a carbon black formulation shown in Table 3 below. About each obtained rubber composition, rolling resistance and abrasion resistance were evaluated by the following method.
(実施例1〜4及び比較例1〜8、シリカ配合処方のゴム組成物の調製方法、表1及び表2)
下記表1に示す各変性共役ジエン系共重合体等を用いて下記表2に示すシリカ配合処方、具体的には、第1ステージで、加硫促進剤、加硫促進助剤、架橋剤以外 の各成分を配合してバンバリーミキサーで混練し、第2ステージで加硫促進剤、加硫促進助剤、架橋剤の各成分を配合してバンバリーミキサーで混練してゴム組成物を調製した。
(カーボンブラック配合処方のゴム組成物の調製方法、表3)
下記表1に示す変性共役ジエン系共重合体等を用いて下記表3に示すカーボンブラック配合処方、具体的には、第1ステージで、加硫促進剤、加硫促進助剤、 架橋剤以外の各成分を配合してバンバリーミキサーで混練し、第2ステージで加硫促進剤、加硫促進助剤、架橋剤の各成分を配合してバンバリーミキサーで混練してゴム組成物を調製した。
(Examples 1-4 and Comparative Examples 1-8, preparation method of rubber composition of silica compounding prescription, Table 1 and Table 2)
The silica compounding formulation shown in the following Table 2 using each modified conjugated diene copolymer shown in the following Table 1, specifically, in the first stage, other than the vulcanization accelerator, the vulcanization acceleration aid, and the crosslinking agent These components were blended and kneaded with a Banbury mixer, and in the second stage, each component of a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration aid, and a crosslinking agent was blended and kneaded with a Banbury mixer to prepare a rubber composition.
(Method of preparing the rubber composition of mosquitoes over carbon black formulation, Table 3)
Using the modified conjugated diene copolymer shown in Table 1 below, the carbon black formulation shown in Table 3 below, specifically, in the first stage, other than the vulcanization accelerator, vulcanization acceleration aid, and crosslinking agent These components were blended and kneaded with a Banbury mixer, and in the second stage, each component of a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration aid, and a crosslinking agent was blended and kneaded with a Banbury mixer to prepare a rubber composition.
〔低ロス性(低発熱性)の評価方法〕
レオメトリックス社製の粘弾性測定装置を用いて、温度50℃、周波数10Hz、歪3%でtanδを測定し、表1では比較例8を100として指数表示した。指数が大きいほど低ロス性(低発熱性)が良好である。
(耐摩耗性の評価方法)
ランボーン型摩擦試験機を用い、スリップ率が25%の摩耗量で表し、また測定温度は室温とした。表1では比較例8を100として指数表示した。指数が大きいほど耐摩耗性が良好である。
[Evaluation method for low loss (low heat generation)]
Using Rheometrics Co. viscoelasticity measuring device, the temperature 50 ° C., a frequency 10 Hz, the tanδ at strain 3% were measured and indexed to Table 1 Comparative Example 8 as 100. The larger the index, the better the low loss (low heat generation).
(Abrasion resistance evaluation method)
A Lambone-type friction tester was used, and the slip rate was expressed as a wear amount of 25%, and the measurement temperature was room temperature. In Table 1, the comparative example 8 was set as 100 and indicated as an index. The higher the index, the better the wear resistance.
上記表1〜2の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例1〜4の変性共役ジエン系共重合体を用いたシリカ配合処方のゴム組成物は、本発明範囲外となる比較例1〜8の変性共役ジエン系共重合体等を用いたシリカ配合処方のゴム組成物に較べ、低発熱性(転がり抵抗)、耐摩耗性に優れていることが判明した。 As apparent from the results shown in Tables 1-2, rubber compositions of silica formulation with modified conjugated diene-based copolymer of Example 1-4 as a range of the present invention, the present invention range compared to silica-loaded prescription of rubber composition using the modified conjugated diene copolymers of Comparative examples 1 to 8, the low heat buildup (rolling resistance), it was found to have excellent wear resistance.
本発明範囲となる実施製造例1〜4で得た変性共役ジエン系共重合体は、共役ジエン系重合体の別々の場所、すなわち、ポリマー鎖Pの両末端に上述の変性基AとBとが導入されているので、充填材反応とポリマー主鎖架橋反応を一つのポリマーで同時に発生させることができ、ヒステリシスロスの低減に格別の効果を有し、低発熱性、耐摩耗性に優れた変性共役ジエン系重合体である。 The modified conjugated diene copolymers obtained in Examples Production Examples 1 to 4 within the scope of the present invention are the above-mentioned modified groups A and B at different positions of the conjugated diene polymer, that is, at both ends of the polymer chain P. As a result, the filler reaction and the polymer main chain crosslinking reaction can occur simultaneously in one polymer, which has a remarkable effect on reducing hysteresis loss, and has excellent low heat buildup and wear resistance. It is a modified conjugated diene polymer.
ヒステリシスロスの低減に格別な効果を有し、低発熱性、耐摩耗性に優れた変性共役ジエン系重合体が得られるので、タイヤトレッド、アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部分等のタイヤ構成部材用途を始め、防振ゴム、ベルト、ホースその他のゴム工業製品のゴム成分として好適に用いることができる。 A modified conjugated diene polymer that has a remarkable effect in reducing hysteresis loss and has low heat build-up and excellent wear resistance can be obtained, so tire configurations such as tire treads, undertreads, carcass, sidewalls, bead parts, etc. It can be suitably used as a rubber component for vibration-insulating rubbers, belts, hoses and other rubber industrial products as well as member applications.
Claims (5)
A−P−B ………(I)
A-P-B ......... (I)
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