JP5864903B2 - Rubber composition - Google Patents

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Description

本発明は、特定のジエン系モノマーが共重合してなる共重合体と充填剤とを含み、前記共重合体の主鎖末端、及び/又は主鎖中に充填材と相互作用する官能基が導入されたゴム組成物に関する。   The present invention includes a copolymer obtained by copolymerizing a specific diene monomer and a filler, and a functional group that interacts with the filler in the main chain terminal and / or main chain of the copolymer. It relates to the rubber composition introduced.

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、自動車の低燃費化が要求されている。このような要求に対応するため、タイヤには、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、タイヤの構造を最適化する手法と、従来のタイヤよりも発熱性の低い材料をゴム組成物として用いる手法とが検討されている。   In recent years, there has been a demand for a reduction in fuel consumption of automobiles in connection with the global movement of carbon dioxide emission regulations due to social demands for energy saving and increased concern about environmental problems. In order to meet such demands, tires have been required to reduce rolling resistance. As a technique for reducing the rolling resistance of a tire, a technique for optimizing the structure of the tire and a technique for using a material having lower heat generation than that of a conventional tire as a rubber composition have been studied.

後者のうち有効なものとして、特に、有機リチウムを用いたアニオン重合で得られる共役ジエン系重合体の重合活性末端を、シリカやカーボンブラック等の無機充填材と相互作用する官能基を含有するアルコキシシラン誘導体で変性する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2、3及び4参照)。また、ポリマー主鎖の分岐度が小さく線状性が高い、いわゆるハイシス構造を有するポリブタジエンの架橋物に、充填剤と相互作用する官能基を導入した変性ハイシスポリブタジエンゴムをゴム組成物に配合することも検討されている(例えば、特許文献5参照)。   Among the latter, an effective one is an alkoxy containing a functional group that interacts with an inorganic filler such as silica or carbon black at the polymerization active terminal of a conjugated diene polymer obtained by anionic polymerization using organolithium. A method of modifying with a silane derivative has been proposed (see, for example, Patent Documents 1, 2, 3, and 4). In addition, a modified high cis polybutadiene rubber having a functional group that interacts with a filler is added to a rubber composition which is a crosslinked product of polybutadiene having a so-called high cis structure with a small degree of branching of the polymer main chain and high linearity. (For example, refer patent document 5).

このように、ゴム組成物を構成する重合体と充填材との相互作用を向上させて、充填材の分散性をコントロールすることは、ゴム組成物をタイヤに適用したときのタイヤの転がり抵抗、耐摩耗性、亀裂成長に対する耐性(耐亀裂成長性という)等を向上させることにつながる。   Thus, by controlling the dispersibility of the filler by improving the interaction between the polymer and the filler constituting the rubber composition, the rolling resistance of the tire when the rubber composition is applied to the tire, It leads to improvement in wear resistance, resistance to crack growth (referred to as crack growth resistance), and the like.

しかしながら、重合活性末端と、重合活性末端を変性する変性剤との反応性の観点から、要求に合致した転がり抵抗が得られるように、重合活性末端を変性させることは難しい。また、近年における自動車の低燃費化の要求はより過酷なものとなっており、タイヤの転がり抵抗には、さらなる改良が求められていた。   However, from the viewpoint of the reactivity between the polymerization active terminal and a modifier that modifies the polymerization active terminal, it is difficult to modify the polymerization active terminal so that a rolling resistance meeting the requirements can be obtained. In recent years, demands for reducing fuel consumption of automobiles have become more severe, and further improvements have been demanded in the rolling resistance of tires.

特開2001−158837号公報JP 2001-158837 A 特開2005−232364号公報JP 2005-232364 A 特開2005−290355号公報JP-A-2005-290355 特開2006−307095号公報JP 2006-307095 A 国際公開第2006/112450号のパンフレットPamphlet of International Publication No. 2006/112450

そこで、本発明は、特定の共役ジエン系モノマーが共重合してなる共重合体と充填剤との相互作用を改善することによって、充填材の分散性を更に向上させ、低発熱性及び耐摩耗性を向上することができるゴム組成物、及びこのゴム組成物を用いたタイヤを提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention further improves the dispersibility of the filler by improving the interaction between the copolymer obtained by copolymerization of a specific conjugated diene monomer and the filler, and has low exothermic properties and wear resistance. An object of the present invention is to provide a rubber composition capable of improving the properties and a tire using the rubber composition.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、窒素原子を含む官能基を有するブタジエン誘導体と共役ジエン系炭化水素との共重合体は、ゴム組成物の低発熱性及び耐摩耗性を向上させることができることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a copolymer of a butadiene derivative having a functional group containing a nitrogen atom and a conjugated diene hydrocarbon has a low exothermic property of the rubber composition. It was also found that the wear resistance can be improved.
The present invention has been completed based on such findings.

すなわち、本発明は、以下の内容を含む。
[1] 式(1)で表される共役ジエン系モノマー(a)と、少なくとも共役ジエン系炭化水素(b)とを共重合して得られる共重合体(A)と、
充填剤(B)と、
が配合されたゴム組成物。
That is, the present invention includes the following contents.
[1] A copolymer (A) obtained by copolymerizing a conjugated diene monomer (a) represented by the formula (1) and at least a conjugated diene hydrocarbon (b);
A filler (B);
A rubber composition containing

式(1)において、
Aは、−R1−Xで表され、
R1は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であり、
Xは、窒素原子を含み、窒素原子が直接R1に接続する官能基であり、
Bは、水素原子、炭素数1〜12の1価の炭化水素基、又は−R2−Yで表され、
R2は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であり、
Yは、窒素原子を含み、窒素原子が直接R2に接続する官能基である。
In equation (1),
A is represented by -R1-X,
R1 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms,
X is a functional group containing a nitrogen atom, and the nitrogen atom is directly connected to R1,
B is represented by a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or -R2-Y;
R2 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms,
Y is a functional group containing a nitrogen atom, and the nitrogen atom is directly connected to R2.

本発明によれば、特定のジエン系モノマーが共重合してなる共重合体と充填剤との相互作用を改善することによって、充填材の分散性を更に向上させ、低発熱性及び耐摩耗性を向上することができるゴム組成物、及びこのゴム組成物を用いたタイヤを提供できる。   According to the present invention, by improving the interaction between a copolymer obtained by copolymerizing a specific diene monomer and a filler, the dispersibility of the filler is further improved, and low heat buildup and wear resistance are achieved. It is possible to provide a rubber composition capable of improving the rubber strength and a tire using this rubber composition.

[ゴム組成物]
以下、本発明に係るゴム組成物について詳細に説明する。
本発明に係るゴム組成物は、式(1)で表される共役ジエン系モノマー(a)と、少なくとも共役ジエン系炭化水素(b)とを共重合して得られる共重合体(A)と、充填剤(B)と、が配合されたゴム組成物である。
[Rubber composition]
Hereinafter, the rubber composition according to the present invention will be described in detail.
The rubber composition according to the present invention comprises a copolymer (A) obtained by copolymerizing a conjugated diene monomer (a) represented by the formula (1) and at least a conjugated diene hydrocarbon (b). And a filler (B).

[共重合体(A)]
<共役ジエン系モノマー(a)>
本発明に係るゴム組成物に配合される共重合体(A)を構成する共役ジエン系モノマー(a)としては、式(1)で表される共役ジエン系モノマーを用いることができる。
[Copolymer (A)]
<Conjugated diene monomer (a)>
As the conjugated diene monomer (a) constituting the copolymer (A) blended in the rubber composition according to the present invention, a conjugated diene monomer represented by the formula (1) can be used.

式(1)において、Aは、−R1−Xで表され、R1は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であり、Xは、窒素原子を含み、窒素原子が直接R1に接続する官能基である。また、Bは、水素原子、炭素数1〜12の1価の炭化水素基、又は−R2−Yで表され、R2は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であり、Yは、窒素原子を含み、窒素原子が直接R2に接続する官能基である。   In Formula (1), A is represented by -R1-X, R1 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, X contains a nitrogen atom, and the nitrogen atom is directly connected to R1. Functional group. B is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or -R2-Y, R2 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, and Y is , A functional group which contains a nitrogen atom and which is directly connected to R2.

また、共重合体(A)は、式(1)で表される共役ジエン系モノマー(a)と、共役ジエン系炭化水素(b)と、芳香族ビニル化合物(c)との共重合であってもよい。   The copolymer (A) is a copolymer of the conjugated diene monomer (a) represented by the formula (1), the conjugated diene hydrocarbon (b), and the aromatic vinyl compound (c). May be.

式(1)において、前記X、前記Yは、それぞれ保護された第一アミノ基、保護された第二アミノ基、第三アミノ基、及びイミノ基から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、Xを保護する保護基又はYを保護する保護基のいずれか一方は、トリヒドロカルビルシリル基であることが好ましく、トリヒドロカルビルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基などのシリル基が挙げられる。なかでも、Xを保護する保護基又はYを保護する保護基のいずれか一方は、トリメチルシリル基であることが好ましい。
In Formula (1), X and Y are preferably at least one selected from a protected primary amino group, a protected secondary amino group, a tertiary amino group, and an imino group.
Further, either one of the protecting group for protecting X or the protecting group for protecting Y is preferably a trihydrocarbylsilyl group. Examples of the trihydrocarbylsilyl group include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group. And silyl groups such as groups. Especially, it is preferable that any one of the protecting group which protects X, or the protecting group which protects Y is a trimethylsilyl group.

共重合体(A)は、主鎖中に、共役ジエン系モノマー(a)に由来する下記の構成単位を形成している。すなわち、式(1)で表される共役ジエン系モノマーのシス体、トランス体、又はシス体とトランス体とが混在したもの。また、式(1)で表される共役ジエン系モノマーの2位の炭素において連結されたもの。   The copolymer (A) forms the following structural units derived from the conjugated diene monomer (a) in the main chain. That is, a cis isomer, a trans isomer of a conjugated diene monomer represented by the formula (1), or a mixture of a cis isomer and a trans isomer. Moreover, what was connected in carbon of 2nd-position of the conjugated diene monomer represented by Formula (1).

Aは、−R1−Xで表され、R1は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であり、Xは、窒素原子を含み、窒素原子が直接R1に接続する官能基である。また、Bは、水素原子、炭素数1〜12の1価の炭化水素基、又は−R2−Yで表され、R2は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であり、Yは、窒素原子を含み、窒素原子が直接R2に接続する官能基であるである。X、Yは、それぞれ保護された第一アミノ基、第二アミノ基、第三アミノ基、及びイミノ基から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、p,q,r,sは、任意の整数であり、少なくともいずれか一つを除き、0であってもよい。また、上記の構成単位は、共重合体(A)の主鎖中に存在していてもよいし、共重合体(A)の末端に存在していてもよい。
A is represented by -R1-X, R1 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, X is a functional group containing a nitrogen atom, and the nitrogen atom is directly connected to R1. B is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or -R2-Y, R2 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, and Y is , A functional group that contains a nitrogen atom, and the nitrogen atom is directly connected to R2. X and Y are preferably at least one selected from a protected primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, and imino group.
P, q, r, and s are arbitrary integers, and may be 0 except for at least one of them. Moreover, said structural unit may exist in the principal chain of a copolymer (A), and may exist in the terminal of a copolymer (A).

<共役ジエン系炭化水素(b)>
共役ジエン系炭化水素(b)としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソブチレン、1,3−ペンタジエン、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−ヘキサジエン等が挙げられる。これらは、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。これらの中でも、特に、1,3−ブタジエン、イソプレン、及び2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンが好ましい。
<Conjugated diene hydrocarbon (b)>
Examples of the conjugated diene hydrocarbon (b) include 1,3-butadiene, isobutylene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene 1, and the like. 3-hexadiene etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 1,3-butadiene, isoprene, and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene are particularly preferable.

<芳香族ビニル化合物(c)>
また、共役ジエン系モノマー(a)と共役ジエン系炭化水素(b)との共重合に用いられる芳香族ビニル化合物(c)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、1−ビニルナフタレン、3−ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4−シクロヘキシルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン等が挙げられる。これらは、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。これらの中でもスチレンが特に好ましい。共役ジエン系モノマー(a)、共役ジエン系炭化水素(b)、芳香族ビニル化合物(c)とを共重合する場合には、入手容易性、アニオン重合特性がリビング性である等の優位性から、1,3−ブタジエン及びスチレンを使用することが好ましい。
<Aromatic vinyl compound (c)>
Examples of the aromatic vinyl compound (c) used for copolymerization of the conjugated diene monomer (a) and the conjugated diene hydrocarbon (b) include styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3 -Vinyl toluene, ethyl vinyl benzene, divinyl benzene, 4-cyclohexyl styrene, 2,4,6-trimethyl styrene, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, styrene is particularly preferred. When copolymerizing the conjugated diene monomer (a), the conjugated diene hydrocarbon (b), and the aromatic vinyl compound (c), it is easy to obtain and has advantages such as the anionic polymerization property being a living property. 1,3-butadiene and styrene are preferably used.

<共重合体(A)の重量平均分子量、分子量分布>
共役ジエン系モノマー(a)と、共役ジエン系炭化水素(b)とを共重合してなる共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、5×103〜1,000×103であることが好ましく、50×103〜1,000×103であることが更に好ましく、100×103〜800×103であることがより好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)が5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましい。共重合体(A)の重量平均分子量を前記範囲内にすることによって加硫後の弾性率の低下、ヒステリシスロスの上昇を抑えることができ、優れた耐破壊特性を得るとともに、共重合体(A)を含むゴム組成物の優れた混練作業性が得られる。
また、共重合体(A)の分子量分布を前記範囲内にすることで、共重合体(A)をゴム組成物に配合しても、ゴム組成物の作業性を低下させることがなく、混練りが容易で、ゴム組成物の物性を十分に向上させることができる。
なお、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(商品名「HLC−8120GPC」,東ソー社製)を使用し、検知器として、示差屈折計を用いて、以下の条件で測定し、標準ポリスチレン換算値として算出される値である。
カラム:商品名「GMH−XL」(東ソー社製) 2本 カラム温度:40℃移動相:テトラヒドロフラン流速:1.0ml/minサンプル濃度:10mg/20ml
<Weight average molecular weight and molecular weight distribution of copolymer (A)>
The weight average molecular weight (Mw) of the copolymer (A) obtained by copolymerizing the conjugated diene monomer (a) and the conjugated diene hydrocarbon (b) is 5 × 10 3 to 1,000 × 10 3. it is preferably, more preferably 50 × 10 3 ~1,000 × 10 3 , more preferably 100 × 10 3 ~800 × 10 3 . Moreover, it is preferable that molecular weight distribution (Mw / Mn) is 5 or less, and it is more preferable that it is 3 or less. By setting the weight average molecular weight of the copolymer (A) within the above range, it is possible to suppress a decrease in elastic modulus after vulcanization and an increase in hysteresis loss, and to obtain an excellent fracture resistance. Excellent kneading workability of the rubber composition containing A) is obtained.
Further, by making the molecular weight distribution of the copolymer (A) within the above range, even if the copolymer (A) is blended with the rubber composition, the workability of the rubber composition is not lowered, and the mixing is not performed. Kneading is easy and the physical properties of the rubber composition can be sufficiently improved.
The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution were measured under the following conditions using gel permeation chromatography (trade name “HLC-8120GPC”, manufactured by Tosoh Corporation) and using a differential refractometer as a detector. It is a value measured and calculated as a standard polystyrene equivalent value.
Column: Trade name “GMH-XL” (manufactured by Tosoh Corporation) 2 Column temperature: 40 ° C. Mobile phase: Tetrahydrofuran flow rate: 1.0 ml / min Sample concentration: 10 mg / 20 ml

<共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)>
共重合体(A)の示差熱分析法により求めたガラス転移温度(Tg)は、−105℃〜−15℃であることが好ましい。ガラス転移温度が前記範囲であると、取り扱いが容易な粘度に保つことができる。
<Glass transition temperature (Tg) of copolymer (A)>
It is preferable that the glass transition temperature (Tg) calculated | required by the differential thermal analysis method of a copolymer (A) is -105 degreeC--15 degreeC. When the glass transition temperature is within the above range, it is possible to maintain a viscosity that is easy to handle.

[充填材(B)]
本発明に係るゴム組成物に適用可能な充填材(B)としては、シリカ及びカーボンブラックから選ばれる少なくとも1種である。本発明に係るゴム組成物をタイヤのトレッド部に用いる場合には、ゴム成分100質量部に対して、充填材(B)を20〜120質量部含むことが好ましい。充填材(B)が20質量部以上であればゴム組成物の補強性を好適に得ることができ、充填材(B)が120質量部以下であればゴム組成物を製造する上での作業性が向上するため、好ましい。
[Filler (B)]
The filler (B) applicable to the rubber composition according to the present invention is at least one selected from silica and carbon black. When using the rubber composition which concerns on this invention for the tread part of a tire, it is preferable that 20-120 mass parts of fillers (B) are included with respect to 100 mass parts of rubber components. If the filler (B) is 20 parts by mass or more, the reinforcing property of the rubber composition can be suitably obtained, and if the filler (B) is 120 parts by mass or less, work for producing the rubber composition This is preferable because of improved properties.

<カーボンブラック>
カ−ボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、20〜160m2/gであることが好ましい。20m2/g以上であればゴム組成物の補強性を好適に確保でき、160m2/g以下であれば転がり抵抗の低減効果を高めることができるからである。
<Carbon black>
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 20 to 160 m 2 / g. This is because if it is 20 m 2 / g or more, the reinforcing property of the rubber composition can be suitably secured, and if it is 160 m 2 / g or less, the effect of reducing rolling resistance can be enhanced.

<無機充填剤>
充填材(B)は、カ−ボンブラックに代えて、無機充填材であってもよい。
無機充填材としては、転がり抵抗の低減という観点から、シリカを用いることが好ましい。シリカを用いる場合には、充填材全量中のシリカ分率を20〜90質量%とすることが好ましい。20質量%以上であれば転がり抵抗の低減効果を更に享受することができ、90質量%以下であれば、共重合体(A)との相互作用を改善でき、転がり抵抗を低減する効果を高めることができる。なお、充填材(B)は、カ−ボンブラックと無機充填材との両方を含んでいてもよい。
シリカとしては、特に制限はなく、従来ゴムの補強用充填材として慣用されているものの中から任意に選択して用いることができる。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挙げられ、これらをそれぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中でも破壊特性の改良効果並びにウェットグリップ性の両立効果が顕著に得られる湿式シリカが好ましい。
<Inorganic filler>
The filler (B) may be an inorganic filler instead of carbon black.
As the inorganic filler, silica is preferably used from the viewpoint of reducing rolling resistance. When silica is used, the silica fraction in the total amount of the filler is preferably 20 to 90% by mass. If it is 20% by mass or more, the effect of reducing rolling resistance can be further enjoyed, and if it is 90% by mass or less, the interaction with the copolymer (A) can be improved, and the effect of reducing rolling resistance is enhanced. be able to. The filler (B) may contain both carbon black and inorganic filler.
Silica is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from those conventionally used as reinforcing fillers for rubber. Examples include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. However, among these, preferred is wet silica which can remarkably obtain the effect of improving the fracture characteristics and the effect of achieving both wet grip properties.

<シランカップリング剤>
無機充填材としてシリカを用いる場合には、その補強性及び低発熱性を更に向上させる目的でシランカップリッグ剤を配合することが好ましい。
シランカップリング剤としては、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−卜リエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド等が挙げられるが、これらの中で補強性改善効果等の点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド及び3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィドが好適である。これらのシランカップリング剤は、1種を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。
<Silane coupling agent>
When silica is used as the inorganic filler, it is preferable to add a silane coupling agent for the purpose of further improving its reinforcing property and low heat build-up.
Examples of the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and bis (2-sodium trisulfide). Ethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercapto Ethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarb Moyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxy Ethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, bis (3-diethoxymethylsilylpropyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl Tetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, and the like can be mentioned. Among these, bis (( - triethoxysilylpropyl) polysulfide and 3-trimethoxysilylpropyl benzothiazolyl tetrasulfide are preferable. One of these silane coupling agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

シランカップリング剤の配合量は、シランカップリング剤の種類等により異なるが、シリカに対して、好ましくは1〜20質量%の範囲で選定される。カップリング剤としての効果及びゲル化防止等の点から、シランカップリング剤の好ましい配合量は、5〜15質量%の範囲である。シランカップリング剤の配合量が1質量%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質量%を超えると、共重合体(A)がゲル化するおそれがある。
本発明に係るゴム組成物は、共重合体(A)の主鎖末端、及び/又は主鎖中に充填材(B)との親和性の高い官能基が導入されているため、シランカップリング剤の配合量を通常の場合よりも低減することができる。
Although the compounding quantity of a silane coupling agent changes with kinds etc. of a silane coupling agent, Preferably it selects in the range of 1-20 mass% with respect to a silica. From the viewpoints of the effect as a coupling agent and the prevention of gelation, the preferred amount of the silane coupling agent is in the range of 5 to 15% by mass. When the blending amount of the silane coupling agent is less than 1% by mass, the effect as a coupling agent is not sufficiently exhibited, and when it exceeds 20% by mass, the copolymer (A) may be gelled.
Since the rubber composition according to the present invention has a functional group having a high affinity for the filler (B) in the main chain terminal and / or main chain of the copolymer (A), the silane coupling is performed. The compounding quantity of an agent can be reduced rather than usual.

[その他の成分]
<ゴム成分>
本発明に係るゴム組成物には、上述した共重合体(A)と充填剤(B)に加えて、これら以外の成分が配合されていてもよい。本発明に係るゴム組成物に配合可能なゴム成分としては、ジエン系ゴム及び非ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種であってもよい。ジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどが挙げられる。また、非ジエン系ゴムとしては、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。
[Other ingredients]
<Rubber component>
In addition to the copolymer (A) and filler (B) described above, components other than these may be blended in the rubber composition according to the present invention. The rubber component that can be blended in the rubber composition according to the present invention may be at least one selected from diene rubbers and non-diene rubbers. Examples of the diene rubber include natural rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, and acrylonitrile butadiene rubber. Examples of non-diene rubbers include butyl rubber, ethylene propylene rubber, urethane rubber, silicone rubber, and acrylic rubber.

[共役ジエン系モノマー(a)の合成方法]
共重合体(A)を構成する共役ジエン系モノマー(a)は、以下の合成方法によって合成される。
[Synthesis Method of Conjugated Diene Monomer (a)]
The conjugated diene monomer (a) constituting the copolymer (A) is synthesized by the following synthesis method.

(合成方法)
2−メチル−1,3−ブタジエン、または2、3−ジメチル−1,3−ブタジエンなどのアルキル置換基を有する共役ジエン系化合物のアリル位炭素を周知の方法を用いてハロゲン化し、ハロゲン化した共役ジエン系化合物と、4−(N,N−ビストリメチルシリルアミノプロピル)−1−マグネシウムブロミドなどの所望の変性官能基を有する求核反応試薬と反応させることで、N,N−ビストリメチルシリルアミノアルキル基を有する共役ジエン系モノマーを得ることができる。
(Synthesis method)
The allylic carbon of a conjugated diene compound having an alkyl substituent such as 2-methyl-1,3-butadiene or 2,3-dimethyl-1,3-butadiene was halogenated and halogenated using a known method. By reacting a conjugated diene compound with a nucleophilic reaction reagent having a desired modified functional group such as 4- (N, N-bistrimethylsilylaminopropyl) -1-magnesium bromide, N, N-bistrimethylsilylaminoalkyl is obtained. A conjugated diene monomer having a group can be obtained.

[共重合体(A)の重合方法1 アニオン重合]
<重合方法の説明>
共重合体(A)は、共役ジエン系モノマー(a)と、共役ジエン系炭化水素(b)との共重合により得られる(芳香族ビニル化合物(c)を含む場合もある)。共重合体(A)の重合方法は、特に制限はなく、溶液重合法、気相重合法、バルク重合法を用いることができる。また、重合形式は、回分式及び連続式のいずれも適用できる。
[Polymerization method of copolymer (A) 1 Anionic polymerization]
<Description of polymerization method>
The copolymer (A) is obtained by copolymerization of a conjugated diene monomer (a) and a conjugated diene hydrocarbon (b) (may include an aromatic vinyl compound (c)). The polymerization method of the copolymer (A) is not particularly limited, and a solution polymerization method, a gas phase polymerization method, and a bulk polymerization method can be used. Moreover, both a batch type and a continuous type can be applied as the polymerization mode.

共重合体(A)の重合方法の一例として、有機アルカリ金属化合物、特に有機リチウム化合物を重合開始剤とするアニオン重合を用いることができる。具体的には、反応に不活性な有機溶剤、例えば脂肪族、脂環族、芳香族炭化水素化合物等の炭化水素系溶剤中に、2種以上の共役ジエン系モノマー(a)、共役ジエン系炭化水素(b)、芳香族ビニル化合物(c)を混合し、有機リチウム化合物を重合開始剤として重合する。   As an example of the polymerization method of the copolymer (A), anionic polymerization using an organic alkali metal compound, particularly an organic lithium compound as a polymerization initiator can be used. Specifically, in an organic solvent inert to the reaction, for example, a hydrocarbon solvent such as an aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon compound, two or more kinds of conjugated diene monomer (a), conjugated diene type A hydrocarbon (b) and an aromatic vinyl compound (c) are mixed and polymerized using an organolithium compound as a polymerization initiator.

溶液重合法の場合、溶媒中の共役ジエン系モノマー(a)と、共役ジエン系炭化水素(b)の濃度は、好ましくは5〜50質量%、より好ましくは、10〜30質量%である。なお、芳香族ビニル化合物(c)を用いる場合、仕込みモノマー混合物中の芳香族ビニル化合物(c)の含量を0〜55質量%とすることが好ましい。   In the case of the solution polymerization method, the concentration of the conjugated diene monomer (a) and the conjugated diene hydrocarbon (b) in the solvent is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass. In addition, when using an aromatic vinyl compound (c), it is preferable that the content of the aromatic vinyl compound (c) in a preparation monomer mixture shall be 0-55 mass%.

溶液重合法における温度は、好ましくは0〜150℃、より好ましくは20〜130℃の範囲である。この共重合反応は、発生圧力下で行うことができるが、通常は、モノマーを実質的に液相に保つに十分な圧力で操作することが望ましい。すなわち、反応系の圧力は、重合されるモノマー種類、重合媒体、重合温度等によって適宜設定することができるが、高い程好ましい。このような高圧環境は、重合反応に対して不活性なガスで反応系を加圧する等の方法で実現できる。   The temperature in the solution polymerization method is preferably in the range of 0 to 150 ° C, more preferably 20 to 130 ° C. This copolymerization reaction can be carried out under generated pressure, but it is usually desirable to operate at a pressure sufficient to keep the monomer in a substantially liquid phase. That is, the pressure of the reaction system can be appropriately set depending on the kind of monomer to be polymerized, the polymerization medium, the polymerization temperature, etc., but the higher the pressure, the better. Such a high-pressure environment can be realized by a method such as pressurizing the reaction system with a gas inert to the polymerization reaction.

重合開始剤、溶剤、モノマー等、重合反応に関与する全ての原材料は、水、酸素、二酸化炭素、プロトン性化合物等の反応阻害物質を除去する処理が施されていることが望ましい。また、反応系に、必要に応じてランダマイザーを配合してもよい。ランダマイザーを配合することによって、共重合体(A)のミクロ構造、又は共重合体(A)を構成するモノマーの組成分布を制御することができる。   It is desirable that all raw materials involved in the polymerization reaction, such as a polymerization initiator, a solvent, and a monomer, are subjected to a treatment for removing reaction inhibitors such as water, oxygen, carbon dioxide, and protic compounds. Moreover, you may mix | blend a randomizer with a reaction system as needed. By blending the randomizer, the microstructure of the copolymer (A) or the composition distribution of the monomers constituting the copolymer (A) can be controlled.

共役ジエン系炭化水素(b)と芳香族ビニル化合物(c)との共重合が進行した後、反応系に共役ジエン系モノマー(a)を添加することによって、共重合体(A)の主鎖末端に、共役ジエン系モノマー(a)を導入することができる。
また、重合開始時に、反応系に共役ジエン系モノマー(a)と共役ジエン系炭化水素(b)と芳香族ビニル化合物(c)とを添加することによって、共役ジエン系モノマー(a)が主鎖中に組み込まれた共重合体(A)を得ることができる。
また、重合反応の進行中に共役ジエン系モノマー(a)を添加することができる。
また、主鎖末端に共役ジエン系モノマー(a)を導入した後、更に、共役ジエン系炭化水素(b)と芳香族ビニル化合物(c)とを添加することができる。
After the copolymerization of the conjugated diene hydrocarbon (b) and the aromatic vinyl compound (c) proceeds, the main chain of the copolymer (A) is added by adding the conjugated diene monomer (a) to the reaction system. The conjugated diene monomer (a) can be introduced at the terminal.
At the start of polymerization, the conjugated diene monomer (a) is added to the reaction system by adding the conjugated diene monomer (a), the conjugated diene hydrocarbon (b), and the aromatic vinyl compound (c). A copolymer (A) incorporated therein can be obtained.
Further, the conjugated diene monomer (a) can be added during the progress of the polymerization reaction.
Further, after introducing the conjugated diene monomer (a) to the main chain terminal, the conjugated diene hydrocarbon (b) and the aromatic vinyl compound (c) can be further added.

アニオン重合によって共重合体(A)の主鎖を形成した後、加水分解反応及び脱保護反応を行ってもよい。加水分解反応は、酸加水分解とすることが好ましい。酸加水分解に使用する酸化合物としては、塩酸、硫酸などの無機酸、カルボン酸、フェノールなどの有機酸のいずれか1種と、水、アルコールなどのプロトン供与化合物とを組み合わせることが好適である。
このようにして、加水分解反応及び脱保護反応を終了後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール溶液等を重合反応系に加えて、重合反応を停止する。その後、水蒸気を吹き込んで溶剤の分圧を下げるスチームストリッピング等の脱溶媒処理や真空乾燥処理を施す。これにより、主鎖末端及び/又は主鎖中にアミノ基が導入された共重合体(A)が得られる。
After forming the main chain of the copolymer (A) by anionic polymerization, a hydrolysis reaction and a deprotection reaction may be performed. The hydrolysis reaction is preferably acid hydrolysis. As the acid compound used for the acid hydrolysis, it is preferable to combine any one of inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, organic acids such as carboxylic acid and phenol, and proton donating compounds such as water and alcohol. .
In this way, after completion of the hydrolysis reaction and deprotection reaction, an isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) or the like is added to the polymerization reaction system to stop the polymerization reaction. Thereafter, a solvent removal process such as steam stripping or a vacuum drying process is performed to reduce the partial pressure of the solvent by blowing water vapor. As a result, a copolymer (A) having an amino group introduced into the main chain terminal and / or main chain is obtained.

<溶剤>
炭化水素系溶剤としては、炭素数3〜8のものが好ましい。例えば、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、1−ブテン、イソブテン、トランス−2−ブテン、シス−2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−へキセン、2−へキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等を挙げることができる。これらはそれぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
<Solvent>
As the hydrocarbon solvent, those having 3 to 8 carbon atoms are preferable. For example, propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane, propene, 1-butene, isobutene, trans-2-butene, cis-2-butene, 1-pentene, 2-pentene, Examples include 1-hexene, 2-hexene, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene. These may be used alone or in combination of two or more.

<重合開始剤>
共重合反応の重合開始剤としては、アルカリ金属及びアルカリ土類金属化合物から選ばれる1種が使用されることが好ましく、特に、アルカリ金属が好ましい。具体的には、リチウム金属が使用されることが好ましい。上記リチウム系の開始剤のほか、アニオン重合において重合開始剤として使用される一般的な触媒は使用可能である。
また、ハロゲン含有モノマーを混在させて、ポリマー中のハロゲン原子を有機金属化合物によって活性化することも有効である。例えば、イソブチレン単位、パラメチルスチレン単位を含む共重合体の臭素部分をリチオ化して活性部位とすることも有効である。
<Polymerization initiator>
As the polymerization initiator for the copolymerization reaction, one selected from alkali metals and alkaline earth metal compounds is preferably used, and alkali metals are particularly preferable. Specifically, lithium metal is preferably used. In addition to the lithium-based initiator, a general catalyst used as a polymerization initiator in anionic polymerization can be used.
It is also effective to mix halogen-containing monomers and activate halogen atoms in the polymer with an organometallic compound. For example, it is also effective to lithiate the bromine moiety of a copolymer containing an isobutylene unit and a paramethylstyrene unit to form an active site.

有機リチウム化合物は、特に制限されないが、ヒドロカルビルリチウム及びリチウムアミド化合物が好ましい。ヒドロカルビルリチウムを用いる場合には、重合開始末端にヒドロカルビル基を有し、かつ他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。また、後者のリチウムアミド化合物を用いる場合には、重合開始末端には、窒素含有基を有し、他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。   The organolithium compound is not particularly limited, but hydrocarbyl lithium and lithium amide compounds are preferred. When hydrocarbyl lithium is used, a conjugated diene polymer having a hydrocarbyl group at the polymerization initiation terminal and the other terminal being a polymerization active site is obtained. When the latter lithium amide compound is used, a conjugated diene polymer having a nitrogen-containing group at the polymerization initiation terminal and the other terminal being a polymerization active site is obtained.

ヒドロカルビルリチウムとしては、炭素数2〜20のヒドロカルビル基を有するものが好ましく、例えば、エチルリチウム、n−プロピルリチウム、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、tert−オクチルリチウム、n−デシルリチウム、フェニルリチウム、2−ナフチルリチウム、2−ブチル−フェニルリチウム、4−フェニル−ブチルリチウム、シクロヘキシルリチウム、シクロベンチルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムとの反応生成物等が挙げられる。これらの中でも、特に、n−ブチルリチウムが好適である。   As hydrocarbyl lithium, those having a hydrocarbyl group having 2 to 20 carbon atoms are preferable, for example, ethyl lithium, n-propyl lithium, isopropyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, tert-octyl lithium, n-decyl. Examples include lithium, phenyllithium, 2-naphthyllithium, 2-butyl-phenyllithium, 4-phenyl-butyllithium, cyclohexyllithium, cyclobenthyllithium, a reaction product of diisopropenylbenzene and butyllithium, and the like. Among these, n-butyllithium is particularly preferable.

一方、リチウムアミド化合物としては、例えばリチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピぺリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジへプチルアミド、リチウムジへキシルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウムジ−2−エチルへキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム−N−メチルピベラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド等が挙げられる。これらの中で、カーボンブラックに対する相互作用効果及び重合開始能の点から、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピぺリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド等の環状リチウムアミドが好ましく、特にリチウムヘキサメチレンイミド及びリチウムピロリジドが好適である。   On the other hand, examples of the lithium amide compound include lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, lithium piperide, lithium heptamethylene imide, lithium dodecamethylene imide, lithium dimethyl amide, lithium diethyl amide, lithium dibutyl amide, lithium dipropyl amide, and lithium disulfide. Heptylamide, lithium dihexylamide, lithium dioctylamide, lithium di-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium-N-methylpiverazide, lithium ethylpropylamide, lithium ethylbutyramide, lithium ethylbenzylamide, lithium methylphenethylamide, etc. Is mentioned. Among these, from the viewpoint of the interaction effect on carbon black and the ability of initiating polymerization, cyclic lithium amides such as lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium heptamethylene imide, and lithium dodecamethylene imide are preferable. In particular, lithium hexamethylene imide and lithium pyrrolidide are suitable.

これらのリチウムアミド化合物は、一般に、第二アミノ基と有機リチウム化合物とから、予め調製したものを重合に使用することができるが、重合系中(in−situ)で調製することもできる。また、この重合開始剤の使用量は、好ましくは単量体100g当たり、0.2〜20ミリモルの範囲で選定される。   In general, these lithium amide compounds prepared from a secondary amino group and an organic lithium compound can be used for the polymerization, but can also be prepared in-polymerization in situ. The amount of the polymerization initiator used is preferably selected in the range of 0.2 to 20 mmol per 100 g of monomer.

<ランダマイザー>
ランダマイザーとは、共重合体(A)のミクロ構造の制御、又は共重合体(A)を構成するモノマーの組成分布の制御などに寄与する化合物である。ミクロ構造の制御としては、例えば、ブタジエン−スチレン共重合体におけるブタジエン部分の1,2結合、イソプレン重合体における3,4結合の増加が挙げられる。モノマーの組成分布の制御としては、共役ジエン系炭化水素−芳香族ビニル化合物共重合体、ブタジエンースチレン共重合体などにおいて、共役ジエン系モノマー単位、芳香族ビニルモノマー単位、ブタジエン単位、スチレン単位を分散させるランダム化等が挙げられる。
<Randomizer>
The randomizer is a compound that contributes to control of the microstructure of the copolymer (A) or control of the composition distribution of the monomers constituting the copolymer (A). Examples of the microstructure control include an increase in 1,2 bonds in the butadiene moiety in the butadiene-styrene copolymer and an increase in 3,4 bonds in the isoprene polymer. As control of the monomer composition distribution, in the conjugated diene hydrocarbon-aromatic vinyl compound copolymer, butadiene-styrene copolymer, etc., the conjugated diene monomer unit, aromatic vinyl monomer unit, butadiene unit, styrene unit are For example, randomization to be dispersed.

ランダマイザーは、従来、ランダマイサーとして一般に使用されている公知の化合物の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。具体的には、ジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、2,2−ビス(2−テトラヒドロフリル)−プロパン、トリエチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、1,2−ジピぺリジノエタン等のエーテル類及び第三アミノ基類等を挙げることができる。また、カリウム−tert−アミレート、カリウム−tert−ブトキシド等のカリウム塩類、ナトリウム−tert−アミレート等のナトリウム塩類も用いることができる。   As the randomizer, any one of known compounds generally used as randomizers can be appropriately selected and used. Specifically, dimethoxybenzene, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 2,2-bis (2-tetrahydrofuryl) -propane, triethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, N, N, N ′, Examples thereof include ethers such as N′-tetramethylethylenediamine and 1,2-dipiperidinoethane, and tertiary amino groups. Further, potassium salts such as potassium tert-amylate and potassium tert-butoxide, and sodium salts such as sodium tert-amylate can also be used.

これらのランダマイザーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、その使用量は、有機リチウム化合物1モル当たり、好ましくは0.01〜1000モル当量の範囲で選択される。   These randomizers may be used alone or in combination of two or more. The amount used is preferably selected in the range of 0.01 to 1000 molar equivalents per mole of the organolithium compound.

[共重合体(A)の重合方法2 配位重合]
<重合方法の説明>
共重合体(A)は、配位重合によって重合することもできる。重合形式は、特に限定されず、回分式でも連続式でもよい。配位重合の場合には、高い破壊特性及び低発熱性を有するシス−1,4結合含量が80%以上の共重合体(A)を生成することができる。具体的には、反応に不活性な有機溶剤中に、2種以上の共役ジエン系モノマー(a)、共役ジエン系炭化水素(b)、芳香族ビニル化合物(c)を混合し、希土類金属を触媒として重合する。
配位重合反応において、共重合反応の温度は、−30℃〜200℃の範囲が好ましく、0℃〜150℃の範囲が更に好ましい。なお、重合開始剤、溶剤、モノマー等、重合反応に関与する全ての原材料は、水、酸素、二酸化炭素、プロトン性化合物等の反応阻害物質を除去する処理が施されていることが望ましい。
[Polymerization method of copolymer (A) 2 coordination polymerization]
<Description of polymerization method>
The copolymer (A) can also be polymerized by coordination polymerization. The polymerization form is not particularly limited, and may be batch or continuous. In the case of coordination polymerization, it is possible to produce a copolymer (A) having a cis-1,4 bond content of 80% or more having high fracture characteristics and low exothermic properties. Specifically, two or more kinds of conjugated diene monomer (a), conjugated diene hydrocarbon (b), and aromatic vinyl compound (c) are mixed in an organic solvent inert to the reaction, and the rare earth metal is mixed. Polymerizes as a catalyst.
In the coordination polymerization reaction, the temperature of the copolymerization reaction is preferably in the range of −30 ° C. to 200 ° C., and more preferably in the range of 0 ° C. to 150 ° C. In addition, it is desirable that all raw materials involved in the polymerization reaction, such as a polymerization initiator, a solvent, and a monomer, are subjected to a treatment for removing a reaction inhibitor such as water, oxygen, carbon dioxide, and a protic compound.

<溶剤>
溶剤は、重合反応に対して不活性であれば良く、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、1−ブテン、2−ブテン、ベンゼン、トルエン、キシレン、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロムベンゼン、クロロトルエン等が挙げられる。
<Solvent>
The solvent may be inert to the polymerization reaction. For example, butane, pentane, hexane, heptane, cyclopentane, cyclohexane, 1-butene, 2-butene, benzene, toluene, xylene, methylene chloride, chloroform, four Examples thereof include carbon chloride, trichloroethylene, perchloroethylene, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene, chlorotoluene and the like.

<重合開始剤>
共重合体(A)の重合方法2では、重合開始剤として、
成分(x):ランタノイド元素(周期律表の原子番号57〜71にあたる希土類元素)の少なくともいずれかを含有するランタノイド元素含有化合物、又はランタノイド元素含有化合物とルイス塩基との反応により得られる反応生成物、
成分(y):アルモキサン、及び/又はAlRabcで表される有機アルミニウム化合物(ただし、Ra及びRbは、同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子であり、Rcは、Ra及びRbと同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜10の炭化水素基である)、
成分(z):その分子構造中に少なくとも一つのハロゲン元素を含有するハロゲン含有化合物、
を有する触媒組成物が使用される。
<Polymerization initiator>
In the polymerization method 2 of the copolymer (A), as a polymerization initiator,
Component (x): a lanthanoid element-containing compound containing at least one of lanthanoid elements (rare earth elements corresponding to atomic numbers 57 to 71 in the periodic table), or a reaction product obtained by reacting a lanthanoid element-containing compound with a Lewis base ,
Component (y): an alumoxane and / or an organoaluminum compound represented by AlR a R b R c (wherein R a and R b may be the same or different and each represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) Or a hydrogen atom, and R c may be the same as or different from R a and R b, and is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms),
Component (z): a halogen-containing compound containing at least one halogen element in its molecular structure,
A catalyst composition is used.

成分(x)〜成分(z)を含む触媒(触媒組成物という)を用いて、2種以上の共役ジエン系モノマー(a)、共役ジエン系炭化水素(b)、芳香族ビニル化合物(c)を共重合することにより、分子量分布が狭く、シス−1,4結合含量の高い(80%以上)共重合体(A)を得ることができる。また、これらの触媒組成物は、従来用いられているメタロセン触媒に比して安価であるとともに、極低温で重合反応を行う必要がない。このため、操作が簡便であり、工業的生産工程として有用である。   Two or more kinds of conjugated diene monomer (a), conjugated diene hydrocarbon (b), aromatic vinyl compound (c) using a catalyst (referred to as catalyst composition) containing component (x) to component (z) Copolymer (A) having a narrow molecular weight distribution and a high cis-1,4 bond content (80% or more) can be obtained. In addition, these catalyst compositions are less expensive than conventionally used metallocene catalysts and do not require a polymerization reaction at an extremely low temperature. For this reason, operation is simple and useful as an industrial production process.

成分(x)は、ランタノイド元素(周期律表の原子番号57〜71にあたる希土類元素)の少なくともいずれかを含有するランタノイド元素含有化合物、又はこのランタノイド元素含有化合物とルイス塩基との反応により得られる反応生成物である。ランタノイド元素の具体例としては、ネオジム、プラセオジウム、セリウム、ランタン、ガドリニウム、サマリウム等を挙げることができる。これらのうち、ネオジムが好ましい。なお、これらのランタノイド元素は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。ランタノイド元素含有化合物の具体例としては、ランタノイド元素のカルボン酸塩、アルコキサイド、β−ジケトン錯体、リン酸塩、亜リン酸塩等を挙げることができる。このうち、カルボン酸塩、又はリン酸塩が好ましく、カルボン酸塩が更に好ましい。   Component (x) is a lanthanoid element-containing compound containing at least one of lanthanoid elements (rare earth elements corresponding to atomic numbers 57 to 71 in the periodic table), or a reaction obtained by reacting this lanthanoid element-containing compound with a Lewis base. Product. Specific examples of the lanthanoid element include neodymium, praseodymium, cerium, lanthanum, gadolinium, samarium and the like. Of these, neodymium is preferred. In addition, these lanthanoid elements may be used independently and may be used in combination of 2 or more types. Specific examples of the lanthanoid element-containing compound include lanthanoid element carboxylates, alkoxides, β-diketone complexes, phosphates, phosphites, and the like. Among these, carboxylate or phosphate is preferable, and carboxylate is more preferable.

ランタノイド元素のカルボン酸塩としては、2−ヘキシルへキサン、ナフテン酸、バーサチック酸[商品名,シェル化学社製,カルボキシル基が三級の炭素原子に結合しているカルボン酸]等の塩が好適に挙げられる。ランタノイド元素のアルコキサイドの具体例としては、(RdO)3M(ただし、Mは、ランタノイド元素であり、Rdは、炭素数1〜20の炭化水素基である)で表される化合物を挙げることができる。「RdO」で表されるアルコキシ基としては、2−エチル−ヘキシルアルコキシ基、ベンジルアルコキシ基等が好適に挙げられる。 As the lanthanoid element carboxylate, a salt such as 2-hexylhexane, naphthenic acid, versatic acid [trade name, manufactured by Shell Chemical Co., Ltd., carboxylic acid having a carboxyl group bonded to a tertiary carbon atom] or the like is preferable. It is mentioned in. Specific examples of alkoxides of lanthanoid elements include compounds represented by (R d O) 3 M (where M is a lanthanoid element and R d is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms). Can be mentioned. Preferable examples of the alkoxy group represented by “R d O” include 2-ethyl-hexylalkoxy group, benzylalkoxy group and the like.

ランタノイド元素のβ−ジケトン錯体としては、アセチルアセトン錯体、エチルアセチルアセトン錯体等が好適に挙げられる。ランタノイド元素のリン酸塩又は亜リン酸塩としては、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ビス(1−メチルヘプチル)、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシル、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸等の塩が好適に挙げられる。
これまで例示したもののうち、ランタノイド元素含有化合物としては、ネオジムのリン酸塩、又はネオジムのカルボン酸塩が更に好ましく、ネオジムの2−エチルヘキサン酸塩、ネオジムのバーサチック酸塩等のカルボン酸塩が特に好ましい。
Preferred examples of the lanthanoid element β-diketone complex include acetylacetone complexes and ethylacetylacetone complexes. As lanthanoid element phosphates or phosphites, bis (2-ethylhexyl) phosphate, bis (1-methylheptyl) phosphate, mono-2-ethylhexyl 2-ethylhexylphosphonate, bis (2-ethylhexyl) Preferable examples include salts such as phosphinic acid.
Among those exemplified above, the lanthanoid element-containing compound is more preferably a neodymium phosphate or a neodymium carboxylate, and a carboxylate such as neodymium 2-ethylhexanoate or neodymium versatate. Particularly preferred.

成分(y)は、アルモキサン、及び/又はAlRabcで表される有機アルミニウム化合物である。アルモキサン(アルミノオキサンともいう)は、下記一般式(2)又は一般式(3)で表される構造を有する。成分(y)は、ファインケミカル,23,(9),5(1994)、J.Am.Chem.Soc.,115,4971(1993)及びJ.Am.Chem.Soc.,117,6465(1995)において開示された、アルモキサンの会合体であってもよい。 The component (y) is an organoaluminum compound represented by alumoxane and / or AlR a R b R c . Alumoxane (also referred to as aluminoxane) has a structure represented by the following general formula (2) or general formula (3). Component (y) can be prepared according to Fine Chemicals, 23, (9), 5 (1994), J. Org. Am. Chem. Soc. 115, 4971 (1993) and J. Am. Am. Chem. Soc. 117, 6465 (1995), and alumoxane aggregates.

一般式(2)及び一般式(3)中、Reは、炭素数1〜20の炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基等が挙げられ、これらの中でも、メチル基が特に好ましい。複数のReは、同一でもよいし異なっていてもよい。mは、2以上の整数であり、4〜100の整数であることが好ましい。 In the general formulas (2) and (3), R e is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isobutyl group, t -A butyl group, a hexyl group, an isohexyl group, an octyl group, an isooctyl group, etc. are mentioned, Among these, a methyl group is particularly preferable. A plurality of Re may be the same or different. m is an integer of 2 or more, and is preferably an integer of 4 to 100.

アルモキサンの具体例としては、メチルアルモキサン(MAO)、エチルアルモキサン、n−プロピルアルモキサン、n−ブチルアルモキサン、イソブチルアルモキサン、t−ブチルアルモキサン、ヘキシルアルモキサン、イソヘキシルアルモキサン等を挙げることができる。アルモキサンは、公知の方法によって製造することができる。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の有機溶媒中に、トリアルキルアルミニウム、又はジアルキルアルミニウムモノクロライドを加え、更に水、水蒸気、水蒸気含有窒素ガス、又は硫酸銅5水塩や硫酸アルミニウム16水塩等の、結晶水を有する塩を加えて反応させることにより製造することができる。なお、アルモキサンは、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of alumoxane include methylalumoxane (MAO), ethylalumoxane, n-propylalumoxane, n-butylalumoxane, isobutylalumoxane, t-butylalumoxane, hexylalumoxane, isohexylalumoxane and the like. Can be mentioned. Alumoxane can be produced by a known method. For example, trialkylaluminum or dialkylaluminum monochloride is added to an organic solvent such as benzene, toluene, xylene, and water, water vapor, water vapor-containing nitrogen gas, or copper sulfate pentahydrate or aluminum sulfate 16-hydrate. It can be produced by adding a salt having water of crystallization to react. In addition, alumoxane may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

一方、(RdO)3Mで表される有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム等を挙げることができる。なお、有機アルミニウム化合物は、一種を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 On the other hand, specific examples of the organoaluminum compound represented by (R d O) 3 M include triethylaluminum, triisobutylaluminum, diethylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride and the like. In addition, an organoaluminum compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.

成分(z)は、その分子構造中に少なくとも一個のハロゲン原子を含有するハロゲン含有化合物であり、例えば、金属ハロゲン化物とルイス塩基との反応物や、ジエチルアルミニウムクロリド、四塩化ケイ素、トリメチルクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、四塩化スズ、三塩化スズ、三塩化リン、ベンゾイルクロリド、t−ブチルクロリド、トリメチルシリルアイオダイド、トリエチルシリルアイオダイド、ジメチルシリルジヨード、ジエチルアルミニウムアイオダイド、メチルアイオダイド、ブチルアイオダイド、ヘキシルアイオダイド、オクチルアイオダイド、ヨードホルム、ジヨードメタン、ヨウ素、ベンジリデンアイオダイド等を好適に挙げることができる。   Component (z) is a halogen-containing compound containing at least one halogen atom in its molecular structure, such as a reaction product of a metal halide and a Lewis base, diethylaluminum chloride, silicon tetrachloride, trimethylchlorosilane, Methyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, ethylaluminum dichloride, ethylaluminum sesquichloride, tin tetrachloride, tin trichloride, phosphorus trichloride, benzoyl chloride, t-butyl chloride, trimethylsilyl iodide, triethylsilyl iodide, Dimethylsilyldiiodide, diethylaluminum iodide, methyl iodide, butyl iodide, hexyl iodide, octyl iodide, iodoform, diiodomethane, iodine, ben Isopropylidene iodide can be preferably exemplified.

金属ハロゲン化物とルイス塩基との反応物に用いることができる金属ハロゲン化物としては、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化マンガン、ヨウ化亜鉛、ヨウ化銅等が好適に挙げられる。一方、ルイス塩基としては、リン化合物、カルボニル化合物、窒素化合物、エーテル化合物、アルコール等を好適に用いることができ、具体的には、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、アセチルアセトン、2−エチルヘキサン酸、バーサチック酸、2−エチルヘキシルアルコール、1−デカノール、ラウリルアルコール等が好適に挙げられる。前記ルイス塩基は、前記金属ハロゲン化物1モル(mol)あたり、0.01mol〜30molの割合で反応させることが好ましく、0.5mol〜10molの割合で反応させることが更に好ましい。このルイス塩基との反応物を使用すると、重合体中に残存する金属を低減することができる。   Metal halides that can be used in the reaction product of a metal halide and a Lewis base include magnesium chloride, manganese chloride, zinc chloride, copper chloride, magnesium iodide, manganese iodide, zinc iodide, copper iodide, and the like. Preferably mentioned. On the other hand, as the Lewis base, a phosphorus compound, a carbonyl compound, a nitrogen compound, an ether compound, an alcohol or the like can be preferably used. Specifically, tri-2-ethylhexyl phosphate, tricresyl phosphate, acetylacetone, 2- Preferable examples include ethylhexanoic acid, versatic acid, 2-ethylhexyl alcohol, 1-decanol, and lauryl alcohol. The Lewis base is preferably reacted at a ratio of 0.01 mol to 30 mol, more preferably at a ratio of 0.5 mol to 10 mol, per 1 mol (mol) of the metal halide. When the reaction product with the Lewis base is used, the metal remaining in the polymer can be reduced.

なお、このような触媒組成物の主成分となる成分(x)〜(z)の配合割合は、必要に応じて適宜設定することができる。成分(x)の使用量は、単量体100gに対して、0.00001mmol〜1.0mmolが好ましく、0.0001mmol〜0.5mmolが更に好ましい。   In addition, the mixture ratio of component (x)-(z) used as the main component of such a catalyst composition can be suitably set as needed. Component (x) is preferably used in an amount of 0.00001 mmol to 1.0 mmol, more preferably 0.0001 mmol to 0.5 mmol, based on 100 g of monomer.

成分(y)がアルモキサンである場合、触媒組成物に含有されるアルモキサンの好ましい量は、成分(x)と、アルモキサンに含まれるアルミニウム(Al)とのモル比で表すことができる。即ち、「成分(x)」:「アルモキサンに含まれるアルミニウム(Al)」(モル比)=1:1〜1:500であることが好ましく、1:3〜1:250であることが更に好ましく、1:5〜1:200であることが特に好ましい。一方、成分(y)が有機アルミニウム化合物である場合、触媒組成物に含有される有機アルミニウム化合物の好ましい量は、成分(x)と、有機アルミニウム化合物とのモル比で表すことができる。即ち、「成分(x)」:「有機アルミニウム化合物」(モル比)=1:1〜1:700であることが好ましく、1:3〜1:500であることが更に好ましい。   When component (y) is an alumoxane, the preferred amount of alumoxane contained in the catalyst composition can be expressed by the molar ratio of component (x) to aluminum (Al) contained in the alumoxane. That is, “component (x)”: “aluminum (Al) contained in alumoxane” (molar ratio) is preferably 1: 1 to 1: 500, more preferably 1: 3 to 1: 250. Of 1: 5 to 1: 200 is particularly preferable. On the other hand, when the component (y) is an organoaluminum compound, the preferred amount of the organoaluminum compound contained in the catalyst composition can be represented by the molar ratio of the component (x) and the organoaluminum compound. That is, “component (x)”: “organoaluminum compound” (molar ratio) is preferably 1: 1 to 1: 700, more preferably 1: 3 to 1: 500.

また、触媒組成物に含有される成分(z)の好ましい量は、成分(z)に含有されるハロゲン原子と、成分(x)とのモル比で表すことができる。即ち、(ハロゲン原子)/(成分(x))(モル比)=20〜0.1であることが好ましく、15〜0.2であることが更に好ましく、8〜0.5であることが特に好ましい。   Moreover, the preferable quantity of the component (z) contained in a catalyst composition can be represented by the molar ratio of the halogen atom contained in a component (z), and a component (x). That is, (halogen atom) / (component (x)) (molar ratio) is preferably 20 to 0.1, more preferably 15 to 0.2, and 8 to 0.5. Particularly preferred.

触媒組成物として、成分(x)〜成分(z)以外に、共役ジエン系モノマー(a)又は共役ジエン系炭化水素(b)を用いて調製された触媒組成物を必要に応じて用いることもできる。例えば、溶媒に溶解した成分(x)〜成分(z)と、他の共役ジエン系炭化水素及び/又は非共役ジエン系炭化水素とを反応させることにより調製することができる。調整の際に各成分の添加順序は任意でよいが、重合活性の向上及び重合開始誘導期間の短縮の点からは、各成分を予め反応させて熟成させておくことが好ましい。
熟成温度は、0℃〜100℃とすることが好ましく、20℃〜80℃とすることが更に好ましい。なお、熟成時間に特に制限はない。触媒組成物を重合反応系に添加する前に、各成分同士を接触させる程度でもよい。熟成時間は、0.5分以上であれば十分である。調製した触媒組成物は、数日間は安定である。
As the catalyst composition, in addition to the components (x) to (z), a catalyst composition prepared using the conjugated diene monomer (a) or the conjugated diene hydrocarbon (b) may be used as necessary. it can. For example, it can prepare by making the component (x)-component (z) melt | dissolved in the solvent react with another conjugated diene hydrocarbon and / or a nonconjugated diene hydrocarbon. The order of addition of each component may be arbitrary at the time of adjustment. However, from the viewpoint of improving the polymerization activity and shortening the polymerization initiation induction period, it is preferable to react each component in advance for aging.
The aging temperature is preferably 0 ° C to 100 ° C, more preferably 20 ° C to 80 ° C. There is no particular limitation on the aging time. Before adding a catalyst composition to a polymerization reaction system, the grade which contacts each component may be sufficient. A maturing time of 0.5 minutes or more is sufficient. The prepared catalyst composition is stable for several days.

上述した触媒組成物を用いた配位重合においても、アニオン重合の場合と同様に、共役ジエン系炭化水素(b)と芳香族ビニル化合物(c)との共重合が進行した後、反応系に共役ジエン系モノマー(a)を添加することによって、共重合体(A)の主鎖末端に、共役ジエン系モノマー(a)を導入することができる。
また、重合開始時に、反応系に共役ジエン系モノマー(a)と共役ジエン系炭化水素(b)と芳香族ビニル化合物(c)とを添加することによって、共役ジエン系モノマー(a)が主鎖中に組み込まれた共重合体(A)を得ることができる。
また、重合反応の進行中に共役ジエン系モノマー(a)を添加することができる。
また、主鎖末端に共役ジエン系モノマー(a)を導入した後、更に、共役ジエン系炭化水素(b)と芳香族ビニル化合物(c)とを添加することができる。
In the coordination polymerization using the catalyst composition described above, as in the case of anionic polymerization, after the copolymerization of the conjugated diene hydrocarbon (b) and the aromatic vinyl compound (c) proceeds, By adding the conjugated diene monomer (a), the conjugated diene monomer (a) can be introduced into the main chain terminal of the copolymer (A).
At the start of polymerization, the conjugated diene monomer (a) is added to the reaction system by adding the conjugated diene monomer (a), the conjugated diene hydrocarbon (b), and the aromatic vinyl compound (c). A copolymer (A) incorporated therein can be obtained.
Further, the conjugated diene monomer (a) can be added during the progress of the polymerization reaction.
Further, after introducing the conjugated diene monomer (a) to the main chain terminal, the conjugated diene hydrocarbon (b) and the aromatic vinyl compound (c) can be further added.

また、配位重合によって共重合体(A)の主鎖を形成した後、アニオン重合の場合と同様に、加水分解反応及び脱保護反応を行ってもよい。   Further, after forming the main chain of the copolymer (A) by coordination polymerization, a hydrolysis reaction and a deprotection reaction may be performed as in the case of anionic polymerization.

[ゴム製品]
<ゴム製品の調製及び用途>
本発明に係るゴム組成物には、本発明の目的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、ステアリン酸等を含有させることができる。
本発明に係るゴム組成物は、ロール等の開放式混練機、バンバリーミキサー等の密閉式混練機等の混練り機を用いて混練りすることによって得られる。更に、混練り後のゴム組成物を成形加工し、加硫を行なうことによって各種ゴム製品に適用可能である。
例えば、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、サイド補強ゴム、ビード部(特にビードフィラー)等のタイヤ用途を始め、防振ゴム、防舷材,ベルト、ホースその他の工業品等の用途に用いることができる。
本発明に係るゴム組成物は、特に、低発熱性、耐摩耗性、破壊強度のバランスに優れた、低燃費用タイヤ、大型タイヤ、高性能タイヤのトレッド用ゴム、サイドウォール用ゴムとして好適に使用される。
[Rubber product]
<Preparation and use of rubber products>
In the rubber composition according to the present invention, various chemicals usually used in the rubber industry, for example, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a process oil, an anti-aging agent, as long as the object of the present invention is not impaired Agent, scorch inhibitor, zinc white, stearic acid and the like.
The rubber composition according to the present invention can be obtained by kneading using a kneader such as an open kneader such as a roll or a closed kneader such as a Banbury mixer. Furthermore, it can be applied to various rubber products by molding and vulcanizing the kneaded rubber composition.
For example, tire tires such as tire treads, under treads, carcass, sidewalls, side reinforcement rubbers, bead parts (particularly bead fillers), and applications such as anti-vibration rubbers, fenders, belts, hoses and other industrial products. Can be used.
The rubber composition according to the present invention is particularly suitable as a low fuel consumption tire, a large tire, a tread rubber for a high performance tire, and a sidewall rubber, which are excellent in balance between low heat generation, wear resistance and breaking strength. used.

(トレッド用ゴム)
本発明に係るゴム組成物をトレッド用ゴムに使用する場合には、共重合体(A)として、スチレンブタジエンゴムを主骨格とする共重合体Aを使用するとともに、充填材(B)としてシリカを使用することが好ましい。また、共重合体(A)と充填材(B)以外に、他のゴム成分として、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−α−オレフィン共重合ゴム、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロブレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びハロゲン化メチル基をもつスチレンとイソブチレンとの共重合体の中から選ばれる少なくとも1種を80〜0質量%を含むことが好ましく、70〜0質量%を含むことがより好ましく、60〜0質量%を含むことが特に好ましい。
トレッド用ゴムは、押出し加工されてトレッド用部材として成形される。トレッド用部材は、タイヤ成形機上で常法によって台タイヤに貼り付けられ、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加硫することにより本発明のタイヤが得られる。
(Rubber for tread)
When the rubber composition according to the present invention is used for a tread rubber, the copolymer (A) is a copolymer A having a styrene butadiene rubber as a main skeleton, and the filler (B) is silica. Is preferably used. In addition to the copolymer (A) and the filler (B), other rubber components include natural rubber, synthetic isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-α-olefin copolymer rubber, ethylene-α. -Olefin-diene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, chlorobrene rubber, halogenated butyl rubber, and at least one selected from copolymers of styrene having a halogenated methyl group and isobutylene in an amount of 80 to 0% by mass. Preferably, it contains 70 to 0% by mass, more preferably 60 to 0% by mass.
The tread rubber is extruded and formed as a tread member. The tread member is affixed to the base tire by a conventional method on a tire molding machine, and a green tire is formed. By vulcanizing this green tire in a vulcanizer, the tire of the present invention is obtained.

(サイドウォール用ゴム)
また、本発明に係るゴム組成物をサイドウォール用ゴムとして使用する場合には、共重合体(A)として、ブタジエンを主骨格とする共重合体(A)を使用するとともに、充填材(B)としてカーボンブラックを使用することが好ましい。また、共重合体(A)と充填材(B)以外に、他のゴム成分として、トレッド用ゴムと同様のものを含むこともできる。
(Rubber for side wall)
Moreover, when using the rubber composition which concerns on this invention as rubber | gum for sidewalls, while using the copolymer (A) which has butadiene as a main skeleton as a copolymer (A), it is a filler (B ) Is preferably used as carbon black. In addition to the copolymer (A) and the filler (B), other rubber components similar to the tread rubber can also be included.

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。本発明は、下記の実施例に限定されない。まず、実施例に係るゴム組成物の評価方法について説明し、続いてゴム組成物の製造例について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples. First, a method for evaluating a rubber composition according to an example will be described, and then a production example of the rubber composition will be described.

[評価方法]
タイヤトレッドのゴム組成物の低発熱性、耐摩耗性を下記の方法により評価した。
<耐摩耗性>
JIS K6264に準拠して、ランボーン摩耗試験機により室温で摩耗量を測定し、該摩耗量の逆数を算出した。結果は、比較例を100とする指数により表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好であることを示す。
<低発熱性(tanδ)>
粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度50℃、歪み5%、周波数15Hzで損失正接(tanδ)を測定した。結果は、比較例を100とする指数により表示した。指数値が小さい程、低発熱性であることを示す。
[Evaluation method]
The low heat build-up and wear resistance of the tire tread rubber composition were evaluated by the following methods.
<Abrasion resistance>
In accordance with JIS K6264, the amount of wear was measured at room temperature using a Lambourn abrasion tester, and the reciprocal of the amount of wear was calculated. The result was displayed by the index | exponent which sets the comparative example to 100. The larger the index value, the smaller the amount of wear and the better the wear resistance.
<Low exothermic property (tan δ)>
Using a viscoelasticity measuring device (Rheometrics), loss tangent (tan δ) was measured at a temperature of 50 ° C., a strain of 5%, and a frequency of 15 Hz. The result was displayed by the index | exponent which sets the comparative example to 100. A smaller index value indicates a lower exothermic property.

[共役ジエン系モノマー(a)の合成]
共重合体(A)を構成する共役ジエン系モノマー(a)として、2−(N,N−ビストリメチルシリルアミノメチル)−1,3−ブタジエン(モノマーM1という)と、2−[4−(N,N−ビストリメチルシリルアミノブチル)]−1,3−ブタジエン(モノマーM2という)を、下記のスキームに従って合成した。以下、スキームの各ステップS1〜S5について説明する。
[Synthesis of Conjugated Diene Monomer (a)]
As the conjugated diene monomer (a) constituting the copolymer (A), 2- (N, N-bistrimethylsilylaminomethyl) -1,3-butadiene (referred to as monomer M 1 ) and 2- [4- ( N, N-bistrimethylsilylaminobutyl)]-1,3-butadiene (referred to as monomer M 2 ) was synthesized according to the following scheme. Hereinafter, each step S1 to S5 of the scheme will be described.

<S1:3−メチル−3−スルホレンの合成>
外径40mmのガラス試験管にイソプレン31.34g(0.4601mol)、乾燥メタノール22mL、ヒドロキノン1.0g(0.01mol)、撹拌子を入れ、ドライアイス/アセトン浴で冷却しながら、窒素置換を行った。
窒素置換後、窒素ガスを二酸化硫黄(SO2)ガスに切り替えて、ガラス試験管に液体SO230g(0.46mol)を採取し、即座にオートクレーブに入れて密閉した。これをオイルバスに浸けて、ゆっくり85℃まで加熱し、4時間加熱した。
その後、オートクレーブを室温まで冷却し、10%NaOH水溶液の入ったバブラーを通して未反応のSO2ガスを放出させた。得られた反応溶液を蒸留水150mLに注いでから熱時濾過を行い、アスピレーターで減圧して溶液中に溶け込んでいるSO2を除いたところ白色結晶が析出した。この白色結晶を蒸留水に溶解して再結晶を行い、白色板状結晶を得た。
白色板状結晶の1H−NMRスペクトル、及び13C−NMRスペクトルを測定し解析したところ、得られた白色板状結晶は、3−メチルスルホレンであった。なお、収率は、78.6%、融点63.5−65℃であった(文献値:収率78−82%、融点63.5−64℃)。
<S1: Synthesis of 3-methyl-3-sulfolene>
A glass test tube with an outer diameter of 40 mm was filled with 31.34 g (0.4601 mol) of isoprene, 22 mL of dry methanol, 1.0 g of hydroquinone (0.01 mol), a stir bar, and cooled with a dry ice / acetone bath. went.
After nitrogen substitution, the nitrogen gas was switched to sulfur dioxide (SO 2 ) gas, and 30 g (0.46 mol) of liquid SO 2 was collected in a glass test tube and immediately put in an autoclave and sealed. This was immersed in an oil bath, slowly heated to 85 ° C., and heated for 4 hours.
Thereafter, the autoclave was cooled to room temperature, and unreacted SO 2 gas was released through a bubbler containing 10% NaOH aqueous solution. The obtained reaction solution was poured into 150 mL of distilled water and filtered while hot. When SO 2 dissolved in the solution was removed by reducing the pressure with an aspirator, white crystals were precipitated. The white crystals were dissolved in distilled water and recrystallized to obtain white plate crystals.
When 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum of the white plate crystal were measured and analyzed, the obtained white plate crystal was 3-methylsulfolene. The yield was 78.6%, and the melting point was 63.5-65 ° C. (Reference values: yield 78-82%, melting point 63.5-64 ° C.).

1H−NMR(30℃,CDCl3,CHCl3基準:7.24)
d=5.65(s,1H,CH2−CH=C),3.75(s,2H,CH2−S),3.63(s,2H,CH−CH2−S),1.85(s,3H,CH3
13C−NMR(30℃,CDCl3,CDCl3基準:77.0)
d=134.0(CH=C),117.9(CH=C),58.9(CH=C−CH2),57.3(CH2−CH=C),18.8(CH3
1 H-NMR (30 ° C., CDCl 3 , CHCl 3 standard: 7.24)
d = 5.65 (s, 1H, CH 2 -CH = C), 3.75 (s, 2H, CH 2 -S), 3.63 (s, 2H, CH-CH 2 -S), 1. 85 (s, 3H, CH 3 )
13 C-NMR (30 ° C., CDCl 3 , CDCl 3 standard: 77.0)
d = 134.0 (CH = C) , 117.9 (CH = C), 58.9 (CH = C-CH 2), 57.3 (CH 2 -CH = C), 18.8 (CH 3 )

<S2:3−ブロモメチル−3−スルホレンの合成>
アリーン冷却管を取り付けた1Lの二口フラスコに、3−メチルスルホレン66.09g(0.50mol)、N−ブロモコハク酸イミド(NBS)88.99g(0.50mol)、過酸化ベンゾイル(BPO)6.06g(0.025mol)、乾燥クロロホルム600mL、及び撹拌子を入れ、オイルバスに浸けて、合計20時間還流した。
開始当初、濃い赤色の反応溶液は、還流開始から約1時間で黄色に変化し、時間経過とともに薄くなっていった。
室温まで冷却した後、析出したコハク酸イミドを濾過により取り除いた。大部分のクロロホルムを減圧留去し、冷蔵庫で冷却して残存しているコハク酸イミドを析出させた。これを再度濾過し、残りのクロロホルムを減圧留去し濃縮した。濃縮した反応溶液にエタノールを約1L加え、冷凍庫で静置した。析出した結晶をエタノールに溶解して2回再結晶した。
得られた結晶の1H−NMRスペクトル、及び13C−NMRスペクトルを測定し解析したところ、得られた結晶は、3−ブロモメチルスルホレンであった。なお、収率は、20%、融点75−81℃であった(文献値:38%、融点78−84℃)。
<S2: Synthesis of 3-bromomethyl-3-sulfolene>
In a 1 L two-necked flask equipped with an Allen condenser, 66.09 g (0.50 mol) of 3-methylsulfolene, 88.99 g (0.50 mol) of N-bromosuccinimide (NBS), benzoyl peroxide (BPO) 6.06 g (0.025 mol), 600 mL of dry chloroform, and a stirrer were placed, immersed in an oil bath, and refluxed for a total of 20 hours.
At the beginning, the deep red reaction solution turned yellow in about 1 hour from the start of reflux and became lighter over time.
After cooling to room temperature, the precipitated succinimide was removed by filtration. Most of the chloroform was distilled off under reduced pressure and cooled in a refrigerator to precipitate the remaining succinimide. This was filtered again, and the remaining chloroform was distilled off under reduced pressure and concentrated. About 1 L of ethanol was added to the concentrated reaction solution, and the mixture was allowed to stand in a freezer. The precipitated crystals were dissolved in ethanol and recrystallized twice.
When the 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum of the obtained crystal were measured and analyzed, the obtained crystal was 3-bromomethylsulfolene. The yield was 20% and the melting point was 75-81 ° C. (literature value: 38%, melting point 78-84 ° C.).

1H−NMR(30℃,CDCl3,CHCl3基準:7.24)
d=6.07(s,1H,CH2−CH=C),4.01(s,2H,C−CH2−S),3.85(s,4H,CH−CH2−S and C−CH2−Br)
13C−NMR(30℃,CDCl3,CDCl3基準:77.0)
d=134.4(CH=C),122.2(CH=C),57.3(CH=CCH2),56.6(CH2CH=C),29.6(CH2Br)
1 H-NMR (30 ° C., CDCl 3 , CHCl 3 standard: 7.24)
d = 6.07 (s, 1H, CH 2 -CH = C), 4.01 (s, 2H, C-CH 2 -S), 3.85 (s, 4H, CH-CH 2 -S and C -CH 2 -Br)
13 C-NMR (30 ° C., CDCl 3 , CDCl 3 standard: 77.0)
d = 134.4 (CH = C), 122.2 (CH = C), 57.3 (CH = CCH 2 ), 56.6 (CH 2 CH = C), 29.6 (CH 2 Br)

<S3:2−ブロモメチル−1,3−ブタジエンの合成>
200mLのナスフラスコに、3−ブロモメチル−3−スルホレン22.15g(0.1049mol)、ヒドロキノン1.0g(0.01mol)、及び撹拌子を入れ、予め170℃に加熱しておいたオイルバスに浸けた。
ナスフラスコ内で3−ブロモメチル−3−スルホレンが完全に溶けたら減圧し、粗生成物を氷水浴で冷やしたトラップに集めた。撹拌子が回転しなくなった時点で反応終了と判断した。粗生成物は、重炭酸ナトリウム水溶液及び蒸留水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで一晩乾燥させた。その後、粗生成物を濾過し、減圧蒸留して生成物を得た。
得られた生成物の1H−NMRスペクトル、及び13C−NMRスペクトルを測定し解析したところ、得られた生成物は、2−ブロモメチル−1,3−ブタジエンであった。なお、収率は、33.9%(文献値:30%)、融点49℃/40mmHgであった。
<S3: Synthesis of 2-bromomethyl-1,3-butadiene>
In a 200 mL eggplant flask, 22.15 g (0.1049 mol) of 3-bromomethyl-3-sulfolene, 1.0 g (0.01 mol) of hydroquinone, and a stirrer were placed, and the oil bath was heated to 170 ° C. in advance. Soaked.
When 3-bromomethyl-3-sulfolene was completely dissolved in the eggplant flask, the pressure was reduced, and the crude product was collected in a trap cooled in an ice-water bath. The reaction was judged to be complete when the stirring bar stopped rotating. The crude product was washed with aqueous sodium bicarbonate and distilled water and dried over anhydrous magnesium sulfate overnight. Thereafter, the crude product was filtered and distilled under reduced pressure to obtain the product.
When the 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum of the obtained product were measured and analyzed, the obtained product was 2-bromomethyl-1,3-butadiene. The yield was 33.9% (document value: 30%), and the melting point was 49 ° C./40 mmHg.

1H−NMR(30℃,CDCl3,CHCl3基準:7.24)
d=6.41(dd,1H,J=17.7,11.1Hz,CH2=CHC),5.41(d,1H,J=17.7Hz,CH=CH2),5.38(s,1H,C=CH2),5.25(d,1H,CH=CH2,J=11.1Hz),5.23(s,1H,C=CH2),4.09(s,2H,CH2−Br)
13C−NMR(30℃,CDCl3,CDCl3基準:77.0)
d=142.4(CH2=CH),135.0(C=CH2),120.1(CH2=CH),115.9(C=CH2),30.5(CH2Br)
1 H-NMR (30 ° C., CDCl 3 , CHCl 3 standard: 7.24)
d = 6.41 (dd, 1H, J = 17.7, 11.1 Hz, CH 2 = CHC), 5.41 (d, 1H, J = 17.7 Hz, CH = CH 2 ), 5.38 ( s, 1H, C = CH 2 ), 5.25 (d, 1H, CH = CH 2 , J = 11.1 Hz), 5.23 (s, 1H, C = CH 2 ), 4.09 (s, 2H, CH 2 -Br)
13 C-NMR (30 ° C., CDCl 3 , CDCl 3 standard: 77.0)
d = 142.4 (CH 2 = CH ), 135.0 (C = CH 2), 120.1 (CH 2 = CH), 115.9 (C = CH 2), 30.5 (CH 2 Br)

<S4:2−(N,N−ビストリメチルシリルアミノメチル)−1,3−ブタジエンの合成>
窒素雰囲気下で、100mLの二口ナスフラスコに水素化カリウム2.2g(0.0550mol)をとり、ヘキサンで数回洗浄してオイル分を取り除いてから真空乾燥させた。この二口ナスフラスコに冷却管、滴下漏斗を取り付け、乾燥THF7mLを加え、氷水浴で冷却した。1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(HMDS)8.94g(0.0554mol)を滴下し、30分間撹拌し、室温で1時間撹拌した。次いで、2−ブロモメチル−1,3−ブタジエン5.47g(0.0372mol)を0℃で滴下し、1時間撹拌した。室温に戻してから更に1時間撹拌した。反応溶液にヘキサンを加えて希釈し、窒素雰囲気下で吸引濾過し、溶媒を減圧留去し濃縮した。これを蒸留して生成物を得た。
得られた生成物の1H−NMRスペクトル、及び13C−NMRスペクトルを測定し解析したところ、得られた生成物は、2−(N,N−ビストリメチルシリルアミノメチル)−1,3−ブタジエン(モノマーM1)であった。なお、収率は、32.6%、融点39.5℃/3mmHgであった。
<S4: Synthesis of 2- (N, N-bistrimethylsilylaminomethyl) -1,3-butadiene>
Under a nitrogen atmosphere, 2.2 g (0.0550 mol) of potassium hydride was placed in a 100 mL two-necked eggplant flask, washed several times with hexane to remove the oil, and then vacuum dried. A cooling tube and a dropping funnel were attached to this two-necked eggplant flask, 7 mL of dry THF was added, and the mixture was cooled in an ice-water bath. 1.94 g (0.0554 mol) of 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (HMDS) was added dropwise, stirred for 30 minutes, and stirred at room temperature for 1 hour. Then, 5.47 g (0.0372 mol) of 2-bromomethyl-1,3-butadiene was added dropwise at 0 ° C. and stirred for 1 hour. After returning to room temperature, the mixture was further stirred for 1 hour. Hexane was added to the reaction solution for dilution, and suction filtration was performed under a nitrogen atmosphere, and the solvent was distilled off under reduced pressure and concentrated. This was distilled to obtain the product.
When 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum of the obtained product were measured and analyzed, the obtained product was 2- (N, N-bistrimethylsilylaminomethyl) -1,3-butadiene. (Monomer M 1 ). The yield was 32.6% and the melting point was 39.5 ° C./3 mmHg.

1H−NMR(30℃,CDCl3,CHCl3基準:7.24)
d=6.41(dd,1H,J=17.8,11.2Hz,CH2=CHC),5.16(s,1H,C=CH2),5.14(d,1H,J=17.8Hz,CH=CH2),5.10(s,1H,C=CH2),4.98(d,1H,J=11.2Hz,CH=CH2),3.57(s,2H,CCH2−N),0.07(s,18H,Si−CH3
13C−NMR(30℃,CDCl3,CDCl3基準:77.0)
d=147.2(C=CH2),137.9(CH2=CH),115.8(CH2=CH),111.8(C=CH2),45.2(CH2N),1.6(SiCH3
1 H-NMR (30 ° C., CDCl 3 , CHCl 3 standard: 7.24)
d = 6.41 (dd, 1H, J = 17.8, 11.2 Hz, CH 2 = CHC), 5.16 (s, 1H, C = CH 2 ), 5.14 (d, 1H, J = 17.8 Hz, CH = CH 2 ), 5.10 (s, 1 H, C = CH 2 ), 4.98 (d, 1 H, J = 11.2 Hz, CH = CH 2 ), 3.57 (s, 2H, CCH 2 -N), 0.07 (s, 18H, Si-CH 3)
13 C-NMR (30 ° C., CDCl 3 , CDCl 3 standard: 77.0)
d = 147.2 (C = CH 2 ), 137.9 (CH 2 = CH), 115.8 (CH 2 = CH), 111.8 (C = CH 2 ), 45.2 (CH 2 N) , 1.6 (SiCH 3 )

<S5:2−[4−(N,N−ビストリメチルシリルアミノブチル)]−1,3−ブタジエンの合成>
(1)N,N−ビストリメチルシリル−3−ブロモプロピルアミンの合成
窒素雰囲気下にて、300mLの二口フラスコに、3−ブロモプロピルアミン臭化水素塩10g(0.046mol)、トリエチルアミン15.28g(0.151mol)、ジクロロメタン150mLを加えた。ここにクロロトリメチルシラン10.97g(0.101mol)のジクロロメタン溶液(25mL)を約1時間かけて滴下した。滴下終了後、終夜で撹拌した。ハイフロスーパーセルを用いて精製するアミンのトリエチルアミンの塩酸塩を濾過した後、減圧濃縮ならびに乾燥し、淡黄色液体の粗生成物を得た。これを減圧蒸留して精製物を得た。
得られた精製物の1H−NMRスペクトル、及び13C−NMRスペクトルを測定し解析したところ、精製物は、N,N−ビストリメチルシリル−3−ブロモプロピルアミンであった。なお、収率は、66.0%、融点48℃/2mmHgであった。
<S5: Synthesis of 2- [4- (N, N-bistrimethylsilylaminobutyl)]-1,3-butadiene>
(1) Synthesis of N, N-bistrimethylsilyl-3-bromopropylamine Under a nitrogen atmosphere, a 300 mL two-necked flask was charged with 10 g (0.046 mol) of 3-bromopropylamine hydrobromide and 15.28 g of triethylamine. (0.151 mol) and 150 mL of dichloromethane were added. A dichloromethane solution (25 mL) of 10.97 g (0.101 mol) of chlorotrimethylsilane was added dropwise thereto over about 1 hour. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred overnight. The hydrochloride of amine triethylamine to be purified using Hyflo Supercel was filtered, concentrated under reduced pressure and dried to obtain a crude product as a pale yellow liquid. This was distilled under reduced pressure to obtain a purified product.
When the 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum of the obtained purified product were measured and analyzed, the purified product was N, N-bistrimethylsilyl-3-bromopropylamine. The yield was 66.0% and the melting point was 48 ° C./2 mmHg.

1H−NMR(25℃,CDCl3,CHCl3基準:7.24)
d=3.30(t,2H,CH2Br),2.89(m,2H,CH2N),1.88(m,2H,CH2CH2CH2),0.08(SiCH3
13C−NMR(25℃,CDCl3,CDCl3基準:77.0)
d=44.3(CH2N),37.7(CH2CH2CH2),31.0(CH2Br),2.1(SiCH3
1 H-NMR (25 ° C., CDCl 3 , CHCl 3 standard: 7.24)
d = 3.30 (t, 2H, CH 2 Br), 2.89 (m, 2H, CH 2 N), 1.88 (m, 2H, CH 2 CH 2 CH 2), 0.08 (SiCH 3 )
13 C-NMR (25 ° C., CDCl 3 , CDCl 3 standard: 77.0)
d = 44.3 (CH 2 N), 37.7 (CH 2 CH 2 CH 2 ), 31.0 (CH 2 Br), 2.1 (SiCH 3 )

(2)(2−[4−(N,N−ビストリメチルシリルアミノブチル)]−1,3−ブタジエンの合成)
窒素雰囲気下で、三ツ口フラスコに、Mg1.38g(0.057mol)を加え、ドライヤーで10分程フラスコ全体を温めた。これにアリーン冷却管、滴下ロートを取り付け、THF55mLを加えた。強く撹拌しながら、活性化剤としてヨウ化メチルを2〜3滴加え、エタノール/ドライアイスバスでフラスコを冷却しながらN,N−ビストリメチルシリル−3−ブロモプロピルアミン8.0g(0.028mol)のTHF溶液(10mL)を滴下した。
滴下後、GCにて反応を追跡し、N,N−ビストリメチルシリル−3−ブロモプロピルアミンのピークが消失したところで、撹拌をやめた。固体を沈降させてからデカンテーションで上澄み液を滴下ロートに移し、あらかじめ氷水浴で冷やしておいた2−ブロモメチル−1,3−ブタジエン4.16g(0.028)のTHF溶液(50mL)とLi−3−ブロモプロピルアミン8.0g(0.028mol)のTHF溶液(10mL)を滴下した。滴下後、GCにて反応を追跡し、N,N−ビストリメチルシリル−3−ブロモプロピルアミンのピークが消失したところで撹拌をやめた。固体を沈降させてからデカンテーションで上澄み液を滴下ロートに移し、あらかじめ氷水浴で冷やしておいた2−ブロモメチル−1,3−ブタジエン4.16g(0.028)のTHF溶液(50mL)とLiCuCl4のTHF溶液(0.15M,20mL)の混合溶液に滴下した。滴下後、GCにて反応を追跡し、フラスコ内の成分比が変化しなくなったところで反応を終了し、吸引濾過を行った。濾過は、エバポレーターで濃縮後、数回蒸留精製を行い、最後にLiAlH4存在下で撹拌して、臭化物を還元した後、減圧蒸留を行って生成物を得た。
得られた生成物の1H−NMRスペクトル、及び13C−NMRスペクトルを測定し解析したところ、生成物は、2−[4−(N,N−ビストリメチルシリルアミノブチル)]−1,3−ブタジエン(モノマーM2)であった。なお、収率は、52%、融点56〜58℃/2mmHgであった。
(2) (Synthesis of 2- [4- (N, N-bistrimethylsilylaminobutyl)]-1,3-butadiene)
Under a nitrogen atmosphere, 1.38 g (0.057 mol) of Mg was added to a three-necked flask, and the whole flask was warmed with a dryer for about 10 minutes. An Allen condenser tube and a dropping funnel were attached to this, and 55 mL of THF was added. While vigorously stirring, add 2 to 3 drops of methyl iodide as an activator, and cool the flask with an ethanol / dry ice bath and 8.0 g (0.028 mol) of N, N-bistrimethylsilyl-3-bromopropylamine In THF (10 mL) was added dropwise.
After dropping, the reaction was followed by GC, and when the peak of N, N-bistrimethylsilyl-3-bromopropylamine disappeared, stirring was stopped. After allowing the solid to settle, the supernatant was transferred to a dropping funnel by decantation, and a THF solution (50 mL) of 4.16 g (0.028) of 2-bromomethyl-1,3-butadiene that had been cooled in an ice-water bath in advance and Li A THF solution (10 mL) of 8.0 g (0.028 mol) of -3-bromopropylamine was added dropwise. After the dropwise addition, the reaction was followed by GC, and the stirring was stopped when the peak of N, N-bistrimethylsilyl-3-bromopropylamine disappeared. After allowing the solid to settle, the supernatant liquid is transferred to a dropping funnel by decantation, and a THF solution (50 mL) of 2.16 g (0.028) of 2-bromomethyl-1,3-butadiene that has been cooled in an ice-water bath in advance and LiCuCl. The solution was added dropwise to a mixed solution of 4 in THF (0.15M, 20 mL). After dropping, the reaction was followed by GC, and when the component ratio in the flask ceased to change, the reaction was terminated and suction filtration was performed. Filtration was concentrated by an evaporator and purified by distillation several times. Finally, the mixture was stirred in the presence of LiAlH 4 to reduce bromide and then distilled under reduced pressure to obtain a product.
When the 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum of the obtained product were measured and analyzed, the product was 2- [4- (N, N-bistrimethylsilylaminobutyl)]-1,3- Butadiene (monomer M 2 ). The yield was 52% and the melting point was 56 to 58 ° C./2 mmHg.

1H−NMR(25℃,CDCl3,CHCl3基準:7.24)
d=6.35(dd,1H,J=10.7,17.5Hz,CH2=CH),5.19(d,1H,J=17.5Hz,CH2=CH),5.03(d,1H,J=10.7Hz,CH2=C),4.98(s,1H,C=CH2),4.95(s,1H,C=CH2),2.73(t,2H,CH2N),2.17(t,2H,CCH2CH2),1.37(m,4H,CH2CH2CH2N and CH2CH2CH2N),0.06(s,18H,SiCH3
1 H-NMR (25 ° C., CDCl 3 , CHCl 3 standard: 7.24)
d = 6.35 (dd, 1H, J = 10.7, 17.5 Hz, CH 2 = CH), 5.19 (d, 1H, J = 17.5 Hz, CH 2 = CH), 5.03 ( d, 1H, J = 10.7 Hz, CH 2 = C), 4.98 (s, 1H, C = CH 2 ), 4.95 (s, 1H, C = CH 2 ), 2.73 (t, 2H, CH 2 N), 2.17 (t, 2H, CCH 2 CH 2 ), 1.37 (m, 4H, CH 2 CH 2 CH 2 N and CH 2 CH 2 CH 2 N), 0.06 ( s, 18H, SiCH 3 )

[共重合体の製造]
<アニオン重合による共重合体の製造例>
《製造例1:主鎖末端にモノマーM2を導入したスチレンブタジエンゴム(共重合体A1)》
乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、1,3−ブタジエンのシクロヘキサン溶液、及びスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3−ブタジエン60グラム及びスチレン15グラムになるように加え、ランダマイザーとして2,2−ビス(2−テトラヒドロフリル)−プロパン0.29ミリモルを加え、更に0.57ミリモルのn−ブチルリチウムを加えた後、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率はほぼ100%であった。引き続き、重合反応系に、モノマーM2を0.51ミリモル含むシクロヘキサン溶液を加え、50℃で0.5時間反応させた。その後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5重量%溶液0.5mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して共重合体A1を得た。
[Production of copolymer]
<Example of production of copolymer by anionic polymerization>
"Preparation Example 1: Styrene-butadiene rubber obtained by introducing a monomer M 2 in the main chain terminal (copolymer A1)"
Add 1,3-butadiene in cyclohexane solution and styrene in cyclohexane solution to an 800 mL pressure-resistant glass container that has been dried and purged with nitrogen to give 60 g of 1,3-butadiene and 15 g of styrene. Then, 0.29 mmol of 2-bis (2-tetrahydrofuryl) -propane and 0.57 mmol of n-butyllithium were added, followed by polymerization at 50 ° C. for 1.5 hours. The polymerization conversion at this time was almost 100%. Subsequently, a cyclohexane solution containing 0.51 mmol of monomer M 2 was added to the polymerization reaction system and reacted at 50 ° C. for 0.5 hour. Thereafter, 0.5 mL of a 5 wt% isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method to obtain a copolymer A1.

《製造例2:主鎖中にモノマーM2を導入したスチレンブタジエンゴム(共重合体A2)》
乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、1,3−ブタジエンのシクロヘキサン溶液、及びスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3−ブタジエン60グラム及びスチレン15グラムになるように加え、モノマーM2を1.71ミリモル、2,2−ビス(2−テトラヒドロフリル)−プロパン0.29ミリモルを加え、更に0.57ミリモルのn−ブチルリチウムを加えた後、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率はほぼ100%であった。その後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5重量%溶液0.5mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して共重合体A2を得た。
"Preparation Example 2: Styrene-butadiene rubber obtained by introducing a monomer M 2 in the main chain (copolymer A2)"
To an 800 mL pressure-resistant glass container that has been dried and purged with nitrogen, a cyclohexane solution of 1,3-butadiene and a cyclohexane solution of styrene are added so as to be 60 grams of 1,3-butadiene and 15 grams of styrene, and monomer M 2 is added. After adding 1.71 mmol and 0.29 mmol of 2,2-bis (2-tetrahydrofuryl) -propane, and further adding 0.57 mmol of n-butyllithium, polymerization was carried out at 50 ° C. for 1.5 hours. It was. The polymerization conversion at this time was almost 100%. Thereafter, 0.5 mL of a 5 wt% isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method to obtain a copolymer A2.

《製造例3:主鎖中及び末端にモノマーM2を導入したスチレンブタジエンゴム(共重合体A3)》
乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、1,3−ブタジエンのシクロヘキサン溶液、及びスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3−ブタジエン60グラム及びスチレン15グラムになるように加え、モノマーM2を1.20ミリモル、2,2−ビス(2−テトラヒドロフリル)−プロパン0.29ミリモルを加え、更に0.57ミリモルのn−ブチルリチウムを加えた後、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率はほぼ100%であった。引き続き、重合反応系に、モノマーM2を0.51ミリモル含むシクロヘキサン溶液を加え、50℃で0.5時間反応させた。その後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5重量%溶液0.5mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して共重合体A3を得た。
"Preparation Example 3: Styrene-butadiene rubber obtained by introducing a monomer M 2 in the main chain and terminal (copolymer A3)"
To an 800 mL pressure-resistant glass container that has been dried and purged with nitrogen, a cyclohexane solution of 1,3-butadiene and a cyclohexane solution of styrene are added so as to be 60 grams of 1,3-butadiene and 15 grams of styrene, and monomer M 2 is added. 1.20 mmol, 2,2-bis (2-tetrahydrofuryl) -propane (0.29 mmol) was added, and 0.57 mmol of n-butyllithium was added, followed by polymerization at 50 ° C. for 1.5 hours. It was. The polymerization conversion at this time was almost 100%. Subsequently, a cyclohexane solution containing 0.51 mmol of monomer M 2 was added to the polymerization reaction system and reacted at 50 ° C. for 0.5 hour. Thereafter, 0.5 mL of a 5 wt% isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method to obtain a copolymer A3.

《製造例4:主鎖中又は末端にモノマーM1を導入したスチレンブタジエンゴム(共重合体R1)》
重合反応系に、モノマーM1を0.51ミリモル含むシクロヘキサン溶液を加えた以外は、製造例1に従って共重合体R1の重合を試みた。
しかし、モノマーM1を主鎖中又は主鎖末端に導入したスチレンブタジエンゴム(共重合体R1)を得ることはできなかった。モノマーM1のビストリメチルシリルアミノ基が脱離していることが考えられる。
"Preparation Example 4: styrene-butadiene rubber obtained by introducing a monomer M 1 in the main chain or terminal (copolymer R1)"
Polymerization of copolymer R1 was attempted according to Production Example 1 except that a cyclohexane solution containing 0.51 mmol of monomer M 1 was added to the polymerization reaction system.
However, a styrene butadiene rubber (copolymer R1) in which the monomer M 1 is introduced into the main chain or at the end of the main chain could not be obtained. It is considered that the bistrimethylsilylamino group of the monomer M 1 is eliminated.

《製造例5:主鎖中及び末端にモノマーM2を含まないスチレンブタジエンゴム(共重合体P1)》
乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、1,3−ブタジエンのシクロヘキサン溶液、及びスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3−ブタジエン60グラム及びスチレン15グラムになるように加え、2,2−ビス(2−テトラヒドロフリル)−プロパン0.29ミリモルを加え、更に0.57ミリモルのn−ブチルリチウムを加えた後、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率はほぼ100%であった。その後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5重量%溶液0.5mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して共重合体P1を得た。
<< Production Example 5: Styrene butadiene rubber containing no monomer M 2 in the main chain and at the terminal (copolymer P1) >>
Add 1,3-butadiene in cyclohexane solution and styrene in cyclohexane solution to a dry, nitrogen-substituted 800 mL pressure-resistant glass container so that 1,3-butadiene 60 gram and styrene 15 gram. Bis (2-tetrahydrofuryl) -propane (0.29 mmol) was added, and 0.57 mmol of n-butyllithium was further added, followed by polymerization at 50 ° C. for 1.5 hours. The polymerization conversion at this time was almost 100%. Thereafter, 0.5 mL of a 5 wt% isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method to obtain a copolymer P1.

<配位重合による共重合体の製造>
《製造例6:末端にモノマーM2を導入したブタジエンゴム(共重合体A4)》
(触媒組成物の調整)
乾燥し、窒素置換した100mLの耐圧ガラス容器に、ブタジエンのシクロヘキサン溶液(15.2重量%)7.11g、ネオジムネオデカノエートのシクロヘキサン溶液(0.56M)0.59mL、メチルアルミノキサンMAO(東ソ−アクゾ製PMAO)のトルエン溶液(アルミニウム濃度として3.23M)10.32mL、水素化ジイソブチルアルミ(関東化学製)のヘキサン溶液(0.90M)7.77mLを順次投入し、室温で2分間熟成した後、塩素化ジエチルアルミ(関東化学製)のヘキサン溶液(0.95M)1.45mLを加え室温で、時折撹拌しながら15分間熟成した。こうして得られた触媒組成物の溶液中のネオジムの濃度は、0.011M(モル/リットル)であった。
(共重合体の重合)
乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、ブタジエンのシクロヘキサン溶液及びシクロヘキサンを各々投入し、ブタジエン12.5wt%のシクロヘキサン溶液が400g投入された状態とした。次に、調製した触媒組成物の溶液1.70mL(ネオジム換算0.020mmol)を投入し、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率はほぼ100%であった。引き続き、重合反応系に、モノマーM2を0.50ミリモルを含むシクロヘキサン溶液を加え、50℃で0.5時間反応させた。その後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5重量%溶液0.5mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して共重合体A4を得た。
<Production of copolymer by coordination polymerization>
"Preparation Example 6: butadiene rubber obtained by introducing a monomer M 2 at the end (the copolymer A4)"
(Adjustment of catalyst composition)
In a 100 mL pressure-resistant glass container that has been dried and purged with nitrogen, 7.11 g of cyclohexane solution of butadiene (15.2 wt%), 0.59 mL of cyclohexane solution of neodymium neodecanoate (0.56 M), methylaluminoxane MAO (East Soda-Aczo PMAO) in toluene solution (aluminum concentration: 3.23M) 10.32 mL, diisobutylaluminum hydride (Kanto Chemical) in hexane solution (0.90 M) in 7.77 mL were sequentially added, and then at room temperature for 2 minutes. After aging, 1.45 mL of a hexane solution (0.95 M) of chlorinated diethylaluminum (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added, and aging was performed for 15 minutes with occasional stirring at room temperature. The concentration of neodymium in the solution of the catalyst composition thus obtained was 0.011 M (mol / liter).
(Polymerization of copolymer)
A 800 mL pressure-resistant glass container that had been dried and purged with nitrogen was charged with a cyclohexane solution of butadiene and cyclohexane, respectively, and 400 g of a cyclohexane solution of 12.5 wt% of butadiene was charged. Next, 1.70 mL (0.020 mmol of neodymium conversion) of the prepared catalyst composition was added, and polymerization was performed at 50 ° C. for 1.5 hours. The polymerization conversion at this time was almost 100%. Subsequently, a cyclohexane solution containing 0.50 mmol of monomer M 2 was added to the polymerization reaction system and reacted at 50 ° C. for 0.5 hour. Thereafter, 0.5 mL of a 5 wt% isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method to obtain a copolymer A4.

《製造例7:主鎖中にモノマーM2を導入したブタジエンゴム(共重合体A5)》
乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、ブタジエンのシクロヘキサン溶液及びシクロヘキサンを各々投入し、ブタジエン12.5wt%のシクロヘキサン溶液が400g投入された状態とした。次に、モノマーM2を1.50ミリモル含むシクロヘキサン溶液を加え、製造例6と同様にして調製した触媒溶液1.70mL(ネオジム換算0.020mmol)を投入し、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率はほぼ100%であった。その後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5重量%溶液0.5mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して共重合体A5を得た。
"Preparation Example 7: butadiene rubber obtained by introducing a monomer M 2 in the main chain (copolymer A5)"
A 800 mL pressure-resistant glass container that had been dried and purged with nitrogen was charged with a cyclohexane solution of butadiene and cyclohexane, respectively, and 400 g of a cyclohexane solution of 12.5 wt% of butadiene was charged. Next, a cyclohexane solution containing 1.50 mmol of monomer M 2 was added, and 1.70 mL of a catalyst solution prepared in the same manner as in Production Example 6 (0.020 mmol in terms of neodymium) was added, followed by polymerization at 50 ° C. for 1.5 hours. Went. The polymerization conversion at this time was almost 100%. Thereafter, 0.5 mL of an isopropanol 5% by weight solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method to obtain a copolymer A5.

《製造例8:主鎖中又は末端にモノマーM1を導入したブタジエンゴム(共重合体R2)》
重合反応系に、モノマーM1を0.50ミリモルを含むシクロヘキサン溶液を加えた以外は、製造例6に従って共重合体R2の重合を試みた。
しかし、モノマーM1を主鎖中又は主鎖末端に導入したブタジエンゴム(共重合体R2)を得ることはできなかった。モノマーM1のビストリメチルシリルアミノ基が脱離していることが考えられる。
"Production Example 8: butadiene rubber introduced a monomer M 1 in the main chain or terminal (copolymer R2)"
To the polymerization reaction system, except that the monomers M 1 was added a cyclohexane solution containing 0.50 mmol attempted polymerization of the copolymer R2 accordance Preparation Example 6.
However, a butadiene rubber (copolymer R2) in which the monomer M 1 is introduced into the main chain or at the end of the main chain could not be obtained. It is considered that the bistrimethylsilylamino group of the monomer M 1 is eliminated.

《製造例9:主鎖中及び末端にモノマーM2を含まないブタジエンゴム(共重合体P2)》
乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、ブタジエンのシクロヘキサン溶液及びシクロヘキサンを各々投入し、ブタジエン12.5wt%のシクロヘキサン溶液が400g投入された状態とした。次に、製造実施例4と同様にして調製した触媒溶液1.70mL(ネオジム換算0.020mmol)を投入し、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率はほぼ100%であった。その後、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5重量%溶液0.5mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して共重合体P2を得た。
"Production Example 9: butadiene rubber containing no monomer M 2 in the main chain and terminal (copolymer P2)"
A 800 mL pressure-resistant glass container that had been dried and purged with nitrogen was charged with a cyclohexane solution of butadiene and cyclohexane, respectively, and 400 g of a cyclohexane solution of 12.5 wt% of butadiene was charged. Next, 1.70 mL (0.020 mmol in terms of neodymium) of a catalyst solution prepared in the same manner as in Production Example 4 was added, and polymerization was performed at 50 ° C. for 1.5 hours. The polymerization conversion at this time was almost 100%. Thereafter, 0.5 mL of a 5 wt% isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method to obtain a copolymer P2.

[実施例1〜8、比較例1〜3]
上記製造例に従って製造された共重合体A1〜A5、共重合体P1,P2を、表1に示す配合処方に従って配合し、実施例1〜8,比較例1〜3のゴム組成物を製造した。
実施例1〜3は、スチレンブタジエンゴムを主骨格とする共重合体を使用し、充填材としてカーボンブラックを使用していることから、トレッド用ゴムとして好適なゴム組成物である。また、実施例4〜5は、スチレンブタジエンゴムを主骨格とする共重合体を使用し、充填材としてシリカを使用していることから、トレッド用ゴムとして好適なゴム組成物である。一方、実施例7,8は、ブタジエンゴムを主骨格とする共重合体を使用し、充填材としてカーボンブラックを使用していることから、サイドウォール用ゴムとして好適なゴム組成物である。
[Examples 1-8, Comparative Examples 1-3]
Copolymers A1 to A5 and Copolymers P1 and P2 produced according to the above production examples were blended according to the blending recipe shown in Table 1, and rubber compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 were produced. .
Examples 1 to 3 are rubber compositions suitable as tread rubber because they use a copolymer having styrene butadiene rubber as the main skeleton and carbon black as a filler. In addition, Examples 4 to 5 are rubber compositions suitable as tread rubber because they use a copolymer having a styrene butadiene rubber as a main skeleton and silica as a filler. On the other hand, Examples 7 and 8 are rubber compositions suitable as rubber for sidewalls because a copolymer having butadiene rubber as a main skeleton is used and carbon black is used as a filler.

[注]
*1 HAF、旭カーボン株式会社製、商品名「旭♯70」
*2 東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニプシルAQ」
*3 N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、大内新興科学株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*4 ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、デグサ社製、商品名「Si69」
*5 N,N’−ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーD−G」
*6 ジベンゾチアジルスルフィド、大内新興科学株式会社製、商品名「ノクセラーDM−P」
*7 N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興科学株式会社製、商品名「ノクセラーNS−P」
[note]
* 1 HAF, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., trade name “Asahi # 70”
* 2 Product name “Nipsil AQ” manufactured by Tosoh Silica Corporation
* 3 N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine, manufactured by Ouchi Shinsei Kagaku Co., Ltd., trade name “NOCRACK 6C”
* 4 Bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, manufactured by Degussa, trade name “Si69”
* 5 N, N'-Diphenylguanidine, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Sunceller DG"
* 6 Dibenzothiazyl sulfide, manufactured by Ouchi Shinsei Kagaku Co., Ltd., trade name “Noxeller DM-P”
* 7 Nt-Butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, manufactured by Ouchi Shinsei Kagaku Co., Ltd., trade name “Noxeller NS-P”

実施例1〜8、比較例1〜3のゴム組成物を160℃で15分間加硫処理してサンプル片を調製し、上述した評価方法に基づいて、該ゴム組成物の低発熱性及び耐摩耗性を評価した。結果を表2〜4に示す。
実施例1〜3については、比較例1のtanδの逆数を100とする指数により表示した。実施例4〜6については、比較例2のtanδの逆数を100とする指数により表示した。実施例7,8については、比較例3のtanδの逆数を100とする指数により表示した。指数値が小さい程、タイヤの低発熱性が優れていることを示す。また、実施例1〜3については、比較例1の摩耗量の逆数を100とする指数により表示した。実施例4〜6については、比較例2の摩耗量の逆数を100とする指数により表示した。実施例7,8については、比較例3の摩耗量の逆数を100とする指数により表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好であることを示す。
The rubber compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 were vulcanized at 160 ° C. for 15 minutes to prepare sample pieces, and based on the evaluation method described above, the low exothermic properties and resistance of the rubber compositions were obtained. Abrasion was evaluated. The results are shown in Tables 2-4.
About Examples 1-3, it represented by the index | exponent which makes the reciprocal number of tan-delta of the comparative example 1 100. About Examples 4-6, it represented by the index | exponent which makes the reciprocal number of tan-delta of the comparative example 2 100. Examples 7 and 8 are indicated by an index in which the reciprocal of tan δ of Comparative Example 3 is 100. It shows that the low exothermic property of a tire is excellent, so that an index value is small. Moreover, about Examples 1-3, it displayed with the index | exponent which makes the reciprocal number of the abrasion loss of the comparative example 1 100. FIG. About Examples 4-6, it displayed with the index | exponent which makes the reciprocal number of the abrasion loss of the comparative example 2 100. FIG. Examples 7 and 8 are indicated by an index with the reciprocal of the wear amount of Comparative Example 3 being 100. The larger the index value, the smaller the amount of wear and the better the wear resistance.

実施例1〜3のゴム組成物は、モノマーM2のアニオン重合によって重合された共重合体A1〜A3を含んでおり、比較例1のゴム組成物は、末端及び主鎖に変性基を持たない共重合体P1を含んでいる。
表2の結果に示されるように、実施例1〜3のゴム組成物は、比較例1のゴム組成物よりも低発熱性及び耐摩耗性に優れることが判った。モノマーM2のアニオン重合によって重合された共重合体A1〜A3は、カーボンブラック(HAF)と良好に相互作用し、カーボンブラック(HAF)の分散性を向上できるものと考えられる。
Rubber compositions of Examples 1 to 3, it includes a copolymer A1~A3 polymerized by anionic polymerization of the monomers M 2, the rubber composition of Comparative Example 1, having a modified group at the terminal and the main chain Contains no copolymer P1.
As shown in the results in Table 2, it was found that the rubber compositions of Examples 1 to 3 were superior to the rubber composition of Comparative Example 1 in low heat buildup and wear resistance. Monomer M 2 of the anionic polymerization by polymerized copolymer A1~A3 is favorably interact with carbon black (HAF), it is believed to be improved dispersibility of carbon black (HAF).

実施例4〜6のゴム組成物は、モノマーM2のアニオン重合によって重合された共重合体A1〜A3を含んでおり、比較例2のゴム組成物は、共重合体P1を含んでいる。
表3の結果に示されるように、実施例4〜6のゴム組成物は、比較例2のゴム組成物よりも低発熱性及び耐摩耗性に優れることが判った。モノマーM2のアニオン重合によって作製された共重合体A1〜A3は、シリカ(AQ)とも良好に相互作用し、シリカ(AQ)の分散性を向上できるものと考えられる。
Rubber compositions of Examples 4-6 includes a copolymer A1~A3 polymerized by anionic polymerization of the monomers M 2, the rubber composition of Comparative Example 2 contains a copolymer P1.
As shown in the results of Table 3, it was found that the rubber compositions of Examples 4 to 6 were superior to the rubber composition of Comparative Example 2 in low heat buildup and wear resistance. Copolymers A1 to A3 prepared by anionic polymerization of monomer M 2 are considered to interact well with silica (AQ) and improve the dispersibility of silica (AQ).

実施例7,8のゴム組成物は、モノマーM2の配位重合によって作製された共重合体A4,A5を含んでおり、比較例3のゴム組成物は、共重合体P2を含んでいる。
表4の結果に示されるように、実施例7,8のゴム組成物は、比較例3のゴム組成物よりも低発熱性及び耐摩耗性に優れることが判った。モノマーM2の配位重合によって作製された共重合体A4,A5は、カーボンブラック(HAF)と良好に相互作用し、カーボンブラック(HAF)の分散性を向上できるものと考えられる。
Rubber compositions of Examples 7 and 8, the copolymer made by coordination polymerization of monomers M 2 A4, includes a A5, the rubber composition of Comparative Example 3 contains a copolymer P2 .
As shown in the results in Table 4, it was found that the rubber compositions of Examples 7 and 8 were superior to the rubber composition of Comparative Example 3 in low heat buildup and wear resistance. Copolymers A4 and A5 prepared by coordination polymerization of monomer M 2 are considered to interact well with carbon black (HAF) and improve the dispersibility of carbon black (HAF).

なお、製造例4,8で説明したように、モノマーM1(2−(N,N−ビストリメチルシリルアミノメチル)−1,3−ブタジエン)を主鎖中又は主鎖末端に導入したスチレンブタジエンゴム(共重合体R1,R2)は、生成できなかった。これには、以下の理由が考えられる。すなわち、モノマーM1(2−(N,N−ビストリメチルシリルアミノメチル)−1,3−ブタジエン)は、1,3−ブタジエンの2位の炭素に連結される基、すなわち、化学式(1)のR1の炭素数が1(または、BのR2の炭素数が1)である。このように、1,3−ブタジエンの2位の炭素に連結される基の炭素数が2よりも小さい場合には、X基が主鎖から脱離する脱離反応が促進されるものと考えられる。1,3−ブタジエンの2位の炭素に連結される基の炭素数は2以上であって、数が多いほど、脱離反応を起こりにくくできるため、好ましい。 As described in Production Examples 4 and 8, the styrene butadiene rubber in which the monomer M 1 (2- (N, N-bistrimethylsilylaminomethyl) -1,3-butadiene) was introduced into the main chain or at the end of the main chain. (Copolymers R1 and R2) could not be produced. The following reasons can be considered for this. That is, the monomer M 1 (2- (N, N-bistrimethylsilylaminomethyl) -1,3-butadiene) is a group linked to the 2-position carbon of 1,3-butadiene, that is, of the formula (1) The carbon number of R1 is 1 (or the carbon number of R2 of B is 1). Thus, when the number of carbon atoms of the group linked to the 2-position carbon of 1,3-butadiene is smaller than 2, it is considered that the elimination reaction in which the X group is eliminated from the main chain is promoted. It is done. The number of carbon atoms of the group linked to the carbon at the 2-position of 1,3-butadiene is 2 or more, and the larger the number, the less likely the elimination reaction will occur, which is preferable.

従って、下記式(1)におけるAが−R1−Xのとき、R1は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であることが好ましく、Bが−R2−Xのとき、R2は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であることが好ましい。   Therefore, when A in the following formula (1) is -R1-X, R1 is preferably a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, and when B is -R2-X, R2 is A divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms is preferred.

Claims (16)

式(1)で表される共役ジエン系モノマー(a)と、少なくとも共役ジエン系炭化水素(b)とを共重合して得られる共重合体(A)と、
充填剤(B)と、
が配合されたゴム組成物。
式(1)において、
Aは、−R1−Xで表され、
R1は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であり、
Xは、窒素原子を含み、窒素原子が直接R1に接続する官能基であり、
Bは、水素原子、炭素数1〜12の1価の炭化水素基、又は−R2−Yで表され、
R2は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基であり、
Yは、窒素原子を含み、窒素原子が直接R2に接続する官能基である。
A copolymer (A) obtained by copolymerizing a conjugated diene monomer (a) represented by the formula (1) and at least a conjugated diene hydrocarbon (b);
A filler (B);
A rubber composition containing
In equation (1),
A is represented by -R1-X,
R1 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms,
X is a functional group containing a nitrogen atom, and the nitrogen atom is directly connected to R1,
B is represented by a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or -R2-Y;
R2 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms,
Y is a functional group containing a nitrogen atom, and the nitrogen atom is directly connected to R2.
前記共重合体(A)が式(1)で表される共役ジエン系モノマーと、前記共役ジエン系炭化水素(b)と、芳香族ビニル化合物(c)との共重合体である請求項1に記載のゴム組成物。 And a conjugated diene monomer, wherein the copolymer (A) is represented by the formula (1), and the conjugated diene hydrocarbon (b), according to claim 1 which is a copolymer of an aromatic vinyl compound (c) The rubber composition as described in 2. 共役ジエン系炭化水素が1,3−ブタジエンである請求項1又は2に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 1 or 2, wherein the conjugated diene hydrocarbon is 1,3-butadiene. 前記X、前記Yは、それぞれ保護された第一アミノ基、保護された第二アミノ基、第三アミノ基、及びイミノ基から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。   The X and Y are at least one selected from a protected primary amino group, a protected secondary amino group, a tertiary amino group, and an imino group, respectively. The rubber composition as described in 2. 前記Xを保護する保護基又は前記Yを保護する保護基のいずれか一方がトリヒドロカルビルシリル基である請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 4, wherein either the protecting group for protecting X or the protecting group for protecting Y is a trihydrocarbylsilyl group. 前記Xを保護する保護基又は前記Yを保護する保護基のいずれか一方がトリメチルシリル基である請求項5に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 5, wherein either the protecting group for protecting X or the protecting group for protecting Y is a trimethylsilyl group. 前記共重合体(A)を得る共重合反応の重合開始剤として、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物が使用される請求項1〜6のいずれか1項に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 6, wherein an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is used as a polymerization initiator for a copolymerization reaction to obtain the copolymer (A). 前記共重合体(A)を得る共重合反応の重合開始剤として、
成分(x):ランタノイド元素(周期律表の原子番号57〜71にあたる希土類元素)の少なくともいずれかを含有するランタノイド元素含有化合物、又はランタノイド元素含有化合物とルイス塩基との反応により得られる反応生成物、
成分(y):アルモキサン、及び/又はAlRで表される有機アルミニウム化合物(ただし、R及びRは、同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子であり、Rは、R及びRと同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜10の炭化水素基である)、
成分(z):その分子構造中に少なくとも一つのハロゲン元素を含有するハロゲン含有化合物、
を有する触媒組成物が使用される請求項1〜6のいずれか1項に記載のゴム組成物。
As a polymerization initiator for a copolymerization reaction to obtain the copolymer (A),
Component (x): a lanthanoid element-containing compound containing at least one of lanthanoid elements (rare earth elements corresponding to atomic numbers 57 to 71 in the periodic table), or a reaction product obtained by reacting a lanthanoid element-containing compound with a Lewis base ,
Component (y): an alumoxane, and / or an organoaluminum compound represented by AlR a R b R c (wherein R a and R b may be the same or different, and are a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) Or a hydrogen atom, and R c may be the same as or different from R a and R b, and is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms),
Component (z): a halogen-containing compound containing at least one halogen element in its molecular structure,
The rubber composition according to any one of claims 1 to 6, wherein a catalyst composition having the following is used.
前記充填材(B)がシリカ及びカーボンブラックから選ばれる少なくとも1種である請求項1〜8のいずれか1項に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the filler (B) is at least one selected from silica and carbon black. 天然ゴム、イソプレンゴムを含むジエン系ゴム、及びブチルゴムを含む非ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種がさらに配合された請求項1〜9のいずれか1項に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 9, wherein at least one selected from natural rubber, diene rubber containing isoprene rubber, and non-diene rubber containing butyl rubber is further blended. 前記共重合体(A)の主鎖末端及び主鎖中に前記共役ジエン系モノマー(a)が導入された請求項1〜10のいずれか1項に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the conjugated diene monomer (a) is introduced into a main chain terminal and a main chain of the copolymer (A). 前記共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が、5×10〜1,000×10である請求項1〜11のいずれか1項に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to any one of claims 1 to 11, wherein the copolymer (A) has a weight average molecular weight (Mw) of 5 x 10 3 to 1,000 x 10 3 . 前記共重合体(A)の分子量分布(Mw/Mn)が5以下である請求項1〜12のいずれか1項に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 12, wherein the copolymer (A) has a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 5 or less. 前記共役ジエン系モノマー(a)が、2−[4−(N,N−ビストリメチルシリルアミノブチル)]−1,3−ブタジエンである請求項1〜13のいずれか1項に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 13, wherein the conjugated diene monomer (a) is 2- [4- (N, N-bistrimethylsilylaminobutyl)]-1,3-butadiene. . 請求項1〜14のいずれか1項に記載のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤ。   A tire using the rubber composition according to any one of claims 1 to 14 for a tread. 請求項1〜14のいずれか1項に記載のゴム組成物をサイドウォールに用いたタイヤ。   A tire using the rubber composition according to any one of claims 1 to 14 as a sidewall.
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