JP6577136B2 - 効率が高められた脱硫剤 - Google Patents
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Description
P[(R)a(OR)b(NR2)c(SR)d(SiR3)e] (I)
(0≦a≦3;0≦b≦2、0≦c≦3、0≦d≦3、
a+b+c+d+e=3)
R2P−PR2 (II)
PR2−R1−[PR−R1−]nPR2(n=0〜4) (III)
P(−R1−PR2)3 (IV)
ここで、
Rは、同一であるかまたは独立して、H、直鎖状もしくは分岐状のアルキル、アリール特に、フェニルおよびアルキル化フェニル、ベンジル、ポリブタジエニル、ポリイソプレニル、ポリアクリル、ハライド、であり、
R1は、同一であるかまたは独立して、アルキリデン、エチレングリコール、プロピレングリコール、二置換されたアリールである。
[PR3Rx]+A− (V)
[式中、
Rは、同一であるかまたは独立して、H、直鎖状もしくは分岐状のアルキル、アリール、特に、フェニルおよびアルキル化フェニル、ベンジル、ポリブタジエニル、ポリイソプレニル、ポリアクリル、ハライド、であり、
Rxは、H、直鎖状もしくは分岐状のアルキル、アリール、特に、フェニルおよびアルキル化フェニル、ベンジル、ポリブタジエニル、ポリイソプレニル、ポリアクリルであり、
A−は、F−、Cl−、Br−、J−、OH−、SH−、BF4 −、1/2SO4 2−、HSO4 −、HSO3 −、NO2 −、NO3 −、カルボキシレートR−C(O)O−、ジアルキルホスフェート(RO)2P(O)O−、ジアルキルジチオホスフェート(RO)2P(S)S−、ジアルキルホスホロチオエート(RO)2P(S)O−である。]
BR:ポリブタジエン
S−SBR:溶液重合によって調製したスチレン−ブタジエンコポリマー、好ましくは1〜60重量%、特に好ましくは15〜45重量%のスチレン含量を有するもの
ABR:ブタジエン/アクリル酸C1〜C4−アルキルのコポリマー
IR:ポリイソプレン
E−SBR:乳化重合によって調製したスチレン−ブタジエンコポリマー、好ましくは1〜60重量%、特に好ましくは20〜50重量%のスチレン含量を有するもの
IIR:イソブチレン−イソプレンコポリマー
BIIR、CIIR:ハロゲン化(臭素化、塩素化)IIR
NBR:重量で5〜60%、好ましくは10〜40%のアクリロニトリル含量を有するブタジエン−アクリロニトリルコポリマー
EPDM:エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー
NR:天然ゴム
HNBR:部分水素化または完全水素化NBR
およびそれらのゴムの1種または複数の混合物。
10g(±0.1mg)の対象のンパウンド物および400mLのトルエンをフラスコに入れる。そのフラスコに蓋をして、23℃で24時間保存してから、200回転/分で運転している機械式シェーカーに24時間かける。
M(全量)は、マスターバッチまたは加硫可能なコンパウンド物のサンプルの全質量であり、
m(残渣)は、マスターバッチまたは加硫可能なコンパウンド物のサンプルの、トルエンに溶解しない全成分の質量であり、
m(不溶分)は、ゴム以外の、トルエンに溶解しない全成分の質量である。たとえば、ゴム以外の不溶分としては、カーボンブラック、シリカ、金属酸化物、またはその他のトルエン不溶性の化合物が挙げられる。
R6R7R8SiR9
ここで、R6、R7、およびR8の少なくとも一つ、好ましくはR6、R7、およびR8の内の二つ、最も好ましくはR6、R7、およびR8の三つともが、ヒドロキシル基または加水分解性の基である。基R6、R7、およびR8は、ケイ素原子に結合されている。基R6は、ヒドロキシル基またはOCpH2p+1であってよく、ここでpは、1〜10であり、その炭素鎖は、酸素原子で中断されていてもよく、たとえば次式のような基である:CH3OCH2O−、CH3OCH2OCH2O−、CH3(OCH2)4O−、CH3OCH2CH2O−、C2H5OCH2O−、C2H5OCH2OCH2O−、またはC2H5OCH2CH2O−。代わりに、R8がフェノキシであってもよい。基R7が、R6と同じであってもよい。R7はさらに、C1〜10のアルキル基であるか、またはC2〜10のモノ−もしくはジ−不飽和アルケニル基であってもよい。さらに、R7は、以下に記す基R9と同じであってもよい。R8は、R6と同じであってもよいが、R6、R7、およびR8の全部がヒドロキシルであるということは、ない方が好ましい。R8はさらに、C1〜10のアルキル、フェニル、C2〜10のモノ−もしくはジ−不飽和アルケニル基であってもよい。さらに、R8は、以下に記す基R9と同じであってもよい。ケイ素原子に結合している基R9は、架橋の形成に寄与するか、そうでなければ、架橋に参加することによって不飽和ポリマーとの架橋反応に参加するようにしてもよい。R9が、次の構造を有していてもよい:
−(alk)e(Ar)fSi(alk)g(Ar)hSiR6R7R8
ここで、R6、R7、およびR8は上で定義したものと同じものであり、alkは、1〜6個の間の炭素原子を有する二価の直鎖の炭化水素基であるか、または2〜6個の間の炭素原子を有する分岐状の炭化水素基であり、Arは、フェニレンの−C6H4−,ビフェニレンの−C6H4−C6H4−もしくは−C6H4−OC6H4−基のいずれかであり、e、f、g、およびhは、0、1または2のいずれかであり、iは、2〜8の整数(末端を含む)であるが、ただし、eとfを合わせたものが常に1であるか、または1よりも大であり、gとhを合わせたものもまた、常に1であるか、または1よりも大である。それに代わるものとして、R9が、(alk)e(Ar)fSH、または(alk)e(Ar)fSCN(ここでeおよびfは、上で定義されたものである)の構造で表されたものであってもよい。R6、R7、およびR8がすべて、OCH3、OC2H5、またはOC3H8基のいずれかであるの好ましく、すべてがOCH3、またはOC2H5基であれば、最も好ましい。これらの硫黄含有シランとしては以下のものが挙げられるが、これらに限定される訳ではない:ビス[3−トリエトキシシリル)プロピル]ジスルファン、ビス[2−(トリメトキシシリル)エチル]テトラスルファン、ビス[2−(トリエトキシシリル)エチル]トリスルファン、ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ジスルファン、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メチルジエトキシシラン、および3−メルカプトエチルプロピルエトキシメトキシシラン。
DIN 52523/52524:ムーニー粘度、ML(1+4)100℃
DIN 53505:ショアーA硬度
DIN 53512:反発弾性、60℃
DIN 53504:引張試験
DIN 53513:Eplexor装置による動的減衰 − Gabo−Testanlagen GmbH(Ahlden,Germany)製のEplexor装置(Eplexor 500N)を使用して、動的性質(−60℃〜0℃の温度範囲における貯蔵弾性率E’の温度依存性、および60℃におけるtanδ)を求めた。それらの値は、DIN 53513に従って、Ares stripについて、−100℃〜+100℃の温度範囲、1K/分の加熱速度、10Hzで求めた。
溶液法−SBRおよびトリフェニルホスフィンを含むマスターバッチの調製:
最初に溶液法−SBRのVSL4526−0 HMを、80℃で、4mmのニップを使用して混練して、それによりゴムシートを成形し、それに対して2phrの微粉末化ホスフィンを添加し、さらに混合して、均質なゴムシートを得ることにより、マスターバッチを調製した。そのマスターバッチのゲル含量は、0.33%と測定された。
表1(a)および(b)に示したのは、各種の温度条件下で貯蔵した、S−SBRと、S−SBR/TPPマスターバッチ(TPP含量2phr)との間のムーニー粘度を比較した結果である。ムーニー粘度は、ML(1+4)100℃の条件下で測定し、次の表では、第0日で0となるように標準化したパーセントで示している。
Claims (20)
- ジエンホモポリマーまたはジエンコポリマー、および
三価のリン系脱硫剤
を含むマスターバッチ組成物であって、
重量式ゲル測定法によって測定して5%未満のゲル含量を有する、マスターバッチ組成物。 - 前記三価のリン系脱硫剤が、一般式(I)〜(IV):
P[(R)a(OR)b(NR2)c(SR)d(SiR3)e] (I)
[式中、0≦a≦3;0≦b≦2、0≦c≦3、0≦d≦3、
および、a+b+c+d+e=3である]
R2P−PR2 (II)
PR2−R1−[PR−R1−]nPR2 (III)
(式中、n=0〜4である)
P(−R1−PR2)3 (IV)
[一般式(I)〜(IV)中、
Rは、同一であるかまたは独立して、H、直鎖状もしくは分岐状のアルキル、アリール、特に、フェニルおよびアルキル化フェニル、ベンジル、ポリブタジエニル、ポリイソプレニル、ポリアクリル、ハライドであり、
R1は、同一であるかまたは独立して、アルキリデン、エチレングリコール、プロピレングリコール、二置換されたアリールである]
の一つに従う三価のリン系反応剤である、請求項1に記載のマスターバッチ組成物。 - 前記三価のリン系脱硫剤が、式(V):
[PR3Rx]+A− (V)
[式中、
Rは、同一であるかまたは独立して、H、直鎖状もしくは分岐状のアルキル、アリール、特に、フェニルおよびアルキル化フェニル、ベンジル、ポリブタジエニル、ポリイソプレニル、ポリアクリル、ハライド、であり、
Rxは、H、直鎖状もしくは分岐状のアルキル、アリール、特に、フェニルおよびアルキル化フェニル、ベンジル、ポリブタジエニル、ポリイソプレニル、ポリアクリルであり、
A−は、F−、Cl−、Br−、I −、OH−、SH−、BF4 −、1/2SO4 2−、HSO4 −、HSO3 −、NO2 −、NO3 −、カルボキシレートR−C(O)O−、ジアルキルホスフェート(RO)2P(O)O−、ジアルキルジチオホスフェート(RO)2P(S)S−、ジアルキルホスホロチオエート(RO)2P(S)O−である]
のホスホニウム塩の形態である、請求項1に記載のマスターバッチ組成物。 - 前記マスターバッチ組成物を25℃で5日間保持したときに、ムーニー粘度(ML(1+4)100℃)における低下が5%未満であり、
前記マスターバッチ組成物を70℃で7日間保持したときに、ムーニー粘度(ML(1+4)100℃)における低下が25%を超える、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のマスターバッチ組成物。 - 前記マスターバッチ組成物が、ゴムコンパウンド物の混合物と混合したときに、前記ゴムコンパウンド物の混合物のムーニー粘度(ML(1+4)100℃)を低下させることがなく、前記ゴムコンパウンド物が、少なくともゴム、充填剤、カップリング剤、ならびに少なくとも1種の架橋剤および場合によっては1種または複数の架橋促進剤を含む少なくとも1種の架橋系を含む、請求項4に記載のマスターバッチ組成物。
- 前記三価のリン系脱硫剤が、0.01〜5phr、好ましくは0.05〜3phr、特に好ましくは0.1〜2.5phrの量で存在している、請求項1または3に記載のマスターバッチ組成物。
- カップリング剤をさらに含み、
前記カップリング剤が、スルファン残基を含む硫黄含有シランであり、硫黄のケイ素に対するモル比が、1.35:1未満、より好ましくは1.175:1未満である、請求項1または3に記載のマスターバッチ組成物。 - 前記ジエンホモポリマーまたは前記ジエンコポリマーが、共役ジエンモノマーの共重合、または共役ジエンモノマーとビニル−芳香族コモノマーとの共重合によって得られる、請求項1または3に記載のマスターバッチ組成物。
- 前記ジエンホモポリマーまたは前記ジエンコポリマーが、ポリイソプレン、天然ゴム、ポリブタジエン、またはポリブタジエン−スチレンの1種または複数である、請求項1または3に記載のマスターバッチ組成物。
- 前記三価のリン系脱硫剤がトリフェニルホスフィンである、請求項1に記載のマスターバッチ組成物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の前記マスターバッチ組成物、
ゴム、
充填剤、
カップリング剤、ならびに
少なくとも1種の架橋剤、および場合によって1種または複数の架橋促進剤を含む、少なくとも1種の架橋系、
を含む、加硫可能なゴムコンパウンド物。 - 1種または複数のさらなるゴム助剤をさらに含む、請求項11に記載の加硫可能なゴムコンパウンド物。
- 前記充填剤が、シリカ充填剤とカーボンブラック充填剤との混合物を含み、シリカ充填剤のカーボンブラックに対する混合比が0.01:1から50:1までである、請求項11に記載の加硫可能なゴムコンパウンド物。
- 前記カップリング剤が、スルファン残基を含む硫黄含有シランである、請求項11に記載の加硫可能なゴムコンパウンド物。
- 前記カップリング剤が、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]モノスルファン、ビス[3(トリエトキシシリル)プロピル]ジスルファン、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]トリスルファン、およびビス[3(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルファンの1種または複数である、請求項11に記載の加硫可能なゴムコンパウンド物。
- 請求項11に記載の加硫可能なゴムコンパウンド物を製造するためのプロセスであって、
請求項1〜10のいずれか一項に記載のマスターバッチ組成物、ゴム、シリカ充填剤、カップリング剤、および少なくとも1種の架橋剤を含む少なくとも1種の架橋系を共に混合する工程を含み、
前記混合工程が、前記加硫可能なゴムコンパウンド物のムーニー粘度(ML(1+4)100℃)を低下させない、プロセス。 - 加硫物を製造するためのプロセスであって、
請求項11に記載の加硫可能なゴムコンパウンド物を加硫させる工程を含む、プロセス。 - 前記加硫工程が、100℃〜200℃、好ましくは120℃〜190℃の範囲の温度で実施される、請求項17に記載のプロセス。
- 請求項17に記載のプロセスによって得られる加硫物。
- 前記加硫物が、成形体の形態、より好ましくは伝動ベルト、ローラーカバー、シール、キャップ、ストッパー、ホース、フロアカバー、シーリングマットもしくはシート、形材(profile)もしくは膜、タイヤ、タイヤトレッド、またはそれらの層の形態に成形されている、請求項19に記載の加硫物。
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