JP6791203B2 - Rubber composition for tire tread and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for a tire tread and a pneumatic tire.
近年、車両走行時の安全性の面から、タイヤのウェット性能(ウェットグリップ性能)(ウェット路面での制動性能)の向上が求められている。また、車両走行時の低燃費性の面から、タイヤの転がり性能(低転がり抵抗性)の向上が求められている。これに対し、タイヤのトレッド部を構成するゴム成分に、シリカを配合して、ウェット性能及び転がり性能を向上させる方法が知られている。
しかし、シリカはゴム成分との親和性が低く、また、シリカ同士の凝集性が高いため、ゴム成分に単にシリカを配合してもシリカが分散せず、ウェット性能及び転がり性能を向上させる効果が十分に得られないという問題があった。
In recent years, from the viewpoint of safety during vehicle running, improvement of tire wet performance (wet grip performance) (braking performance on wet road surface) has been required. Further, from the viewpoint of low fuel consumption when the vehicle is running, improvement of tire rolling performance (low rolling resistance) is required. On the other hand, there is known a method of blending silica with a rubber component constituting a tread portion of a tire to improve wet performance and rolling performance.
However, since silica has a low affinity with the rubber component and has high cohesiveness between the silicas, even if silica is simply added to the rubber component, the silica does not disperse, which has the effect of improving wet performance and rolling performance. There was a problem that it could not be obtained sufficiently.
このようななか、例えば、特許文献1の請求項1には、工程AとBとCとをこの順に備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムを含有するタイヤトレッド用ゴム組成物が開示されている。特許文献1には、上記タイヤトレッドゴム組成物が、タイヤにしたときに優れたウェット性能及び転がり性能を示す旨が記載されている。 Under such circumstances, for example, in claim 1 of Patent Document 1, a rubber composition for a tire tread containing a conjugated diene rubber produced by a method for producing a conjugated diene rubber comprising steps A, B and C in this order. The thing is disclosed. Patent Document 1 describes that the tire tread rubber composition exhibits excellent wet performance and rolling performance when made into a tire.
昨今、求められる安全レベルの向上に伴い、タイヤのウェット性能のさらなる向上が望まれている。
また、環境問題及び資源問題などから、タイヤの転がり性能のさらなる向上も求められている。
さらには、シリカは極性が高いため、混合中に一度分散したシリカが未加硫ゴム保管中に再凝集して、未加硫ゴムの粘度が上がってしまうことがある。製造品質を安定化させるためには、このような粘度の経時変化は好ましくなく、改善が求められている。
Recently, with the improvement of the required safety level, further improvement of the wet performance of the tire is desired.
Further, due to environmental problems and resource problems, further improvement of tire rolling performance is required.
Furthermore, since silica has a high polarity, silica once dispersed during mixing may reaggregate during storage of the unvulcanized rubber, and the viscosity of the unvulcanized rubber may increase. In order to stabilize the production quality, such a change in viscosity with time is not preferable, and improvement is required.
このようななか、本発明者らが、特許文献1の実施例を参考にタイヤトレッド用ゴム組成物を調製し、タイヤにしたときのウェット性能、タイヤにしたときの転がり性能及び粘度の経時変化を評価したところ、今後さらに高まるであろう要求を考慮するとさらなる改善が望ましいことが明らかになった。 Under these circumstances, the present inventors prepared a rubber composition for tire tread with reference to the examples of Patent Document 1, and determined the wet performance when made into a tire, the rolling performance when made into a tire, and the change over time in viscosity. Upon evaluation, it became clear that further improvement is desirable in view of the ever-increasing demands.
そこで、本発明は、タイヤにしたときのウェット性能、タイヤにしたときの転がり性能及び粘度の経時変化の抑制に優れるタイヤトレッド用ゴム組成物、並びに、上記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a rubber composition for a tire tread, which is excellent in wet performance when made into a tire, rolling performance when made into a tire, and suppression of changes in viscosity over time, and air using the rubber composition for tire tread. The challenge is to provide tires with tread.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、特定の共役ジエン系ゴムを用いることで、上記課題が解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a specific conjugated diene rubber, and have reached the present invention.
That is, the present inventors have found that the above problems can be solved by the following configuration.
[1]
特定共役ジエン系ゴムを30質量%以上含む共役ジエン系ゴムと、
シリカと、
メルカプト基を有するシランカップリング剤とを含有し、
上記シリカの含有量が、上記共役ジエン系ゴム100質量部に対して、30質量部以上であり、
上記シランカップリング剤の含有量が、上記シリカの含有量に対して、3〜40質量%であり、
上記特定共役ジエン系ゴムが、不活性溶媒中で、重合開始剤を用いて、共役ジエン化合物を含む単量体を重合し、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る第1工程と、上記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に、後述の一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンを、上記第1工程で使用した重合開始剤1モルに対して、上記ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数換算で1モル以上の割合にて添加して反応させる第2工程と、上記第2工程で得られるポリオルガノシロキサンを反応させた共役ジエン系重合体鎖に、後述の一般式(2)で表される化合物を反応させる第3工程とを備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムであり、タイヤトレッド用ゴム組成物。
[2]
上記シランカップリング剤が後述の式(S1)の平均式で表されるポリシロキサンである、[1]に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
[3]
上記特定共役ジエン系ゴムが、
イソプレン単量体単位80〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜20質量%を含む重合体ブロック(A)と、
1,3−ブタジエン単量体単位50〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜50質量%を含む重合体ブロック(B)とが一続きにして形成された構造を有する、[1]または[2]にタイヤトレッド用ゴム組成物。
[4]
[1]〜[3]のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造されたタイヤトレッド部を備える、空気入りタイヤ。
[1]
Conjugated diene rubber containing 30% by mass or more of specific conjugated diene rubber,
With silica
Contains a silane coupling agent having a mercapto group,
The silica content is 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber.
The content of the silane coupling agent is 3 to 40% by mass with respect to the content of the silica.
In the first step, the specific conjugated diene-based rubber polymerizes a monomer containing a conjugated diene compound in an inert solvent using a polymerization initiator to obtain a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal. The polyorganosiloxane represented by the general formula (1) described later is added to the conjugated diene polymer chain having the active terminal in the polyorganosiloxane with respect to 1 mol of the polymerization initiator used in the first step. The second step of adding and reacting the siloxane structure (-Si-O-) in a ratio of 1 mol or more in terms of the number of repeating units, and the conjugated diene system obtained by reacting the polyorganosiloxane obtained in the second step. A conjugated diene-based rubber produced by a method for producing a conjugated diene-based rubber, which comprises a third step of reacting a polymer chain with a compound represented by the general formula (2) described later, and is a rubber composition for tire tread. ..
[2]
The rubber composition for tire tread according to [1], wherein the silane coupling agent is a polysiloxane represented by the average formula of the formula (S1) described later.
[3]
The specific conjugated diene rubber mentioned above
A polymer block (A) containing 80 to 100% by mass of an isoprene monomer unit and 0 to 20% by mass of an aromatic vinyl monomer unit, and
It has a structure in which a polymer block (B) containing 1,3-butadiene monomer unit 50 to 100% by mass and an aromatic vinyl monomer unit 0 to 50% by mass is continuously formed [1]. ] Or [2] is a rubber composition for tire tread.
[4]
A pneumatic tire including a tire tread portion manufactured by using the rubber composition for tire tread according to any one of [1] to [3].
以下に示すように、本発明によれば、タイヤにしたときのウェット性能(以下、単に「ウェット性能」とも言う)、タイヤにしたときの転がり性能(以下、単に「転がり性能」とも言う)、および、粘度の経時変化の抑制に優れるタイヤトレッド用ゴム組成物、ならびに、上記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することができる。 As shown below, according to the present invention, wet performance when made into a tire (hereinafter, also simply referred to as "wet performance"), rolling performance when made into a tire (hereinafter, also simply referred to as "rolling performance"), Further, it is possible to provide a rubber composition for a tire tread excellent in suppressing a change in viscosity with time, and a pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread.
以下に、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物および上記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤについて説明する。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に含有される各成分は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上を併用する場合、その成分について含有量とは、特段の断りが無い限り、合計の含有量を指す。
また、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を表す表記であり、「(メタ)アクリロニトリル」は、「アクリロニトリル」または「メタクリロニトリル」を表す表記である。
Hereinafter, the rubber composition for a tire tread of the present invention and a pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread will be described.
The numerical range represented by using "~" in the present specification means a range including the numerical values before and after "~" as the lower limit value and the upper limit value.
In addition, each component contained in the rubber composition for tire tread of the present invention may be used alone or in combination of two or more. Here, when two or more kinds of each component are used in combination, the content of the component means the total content unless otherwise specified.
Further, in the present specification, "(meth) acrylic" is a notation representing "acrylic" or "methacryl", and "(meth) acrylonitrile" is a notation representing "acrylonitrile" or "methacrylonitrile". ..
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物(以下、「本発明の組成物」とも言う)は、特定共役ジエン系ゴムを30質量%以上含む共役ジエン系ゴムと、シリカと、メルカプト基を有するシランカップリング剤とを含有する。
ここで、シリカの含有量は上記共役ジエン系ゴム100質量部に対して30質量部以上であり、上記シランカップリング剤の含有量は上記シリカの含有量に対して3〜40質量%である。
また、上記特定共役ジエン系ゴムは、不活性溶媒中で、重合開始剤を用いて、共役ジエン化合物を含む単量体を重合し、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る第1工程と、上記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に、後述する一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンを、上記第1工程で使用した重合開始剤1モルに対して、上記ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数換算で1モル以上の割合にて添加して反応させる第2工程と、上記第2工程で得られるポリオルガノシロキサンを反応させた共役ジエン系重合体鎖に、後述する一般式(2)で表される化合物を反応させる第3工程とを備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムである。
本発明の組成物はこのような構成をとるため、上述した効果が得られるものと考えらえる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
The rubber composition for tire tread of the present invention (hereinafter, also referred to as "composition of the present invention") is a conjugated diene rubber containing 30% by mass or more of a specific conjugated diene rubber, silica, and a silane cup having a mercapto group. Contains a ring agent.
Here, the content of silica is 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber, and the content of the silane coupling agent is 3 to 40% by mass with respect to the content of the silica. ..
The specific conjugated diene-based rubber is the first step of polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound in an inert solvent using a polymerization initiator to obtain a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal. The polyorganosiloxane represented by the general formula (1) described later is added to the conjugated diene polymer chain having the active terminal with respect to 1 mol of the polymerization initiator used in the first step. The second step of adding and reacting the siloxane structure (-Si-O-) in the siloxane at a ratio of 1 mol or more in terms of the number of repeating units, and the conjugate of the reaction of the polyorganosiloxane obtained in the second step. It is a conjugated diene-based rubber produced by a method for producing a conjugated diene-based rubber, which comprises a third step of reacting a diene-based polymer chain with a compound represented by the general formula (2) described later.
Since the composition of the present invention has such a structure, it is considered that the above-mentioned effects can be obtained. The reason is not clear, but it is presumed to be as follows.
本発明の組成物はメルカプト基を有するシランカップリング剤を含有する。メルカプト基を有するシランカップリング剤がゴムとシリカを繋ぐことによって、シリカの分散性が向上し、かつ再凝集を抑制することに繋がるものと考えられる。
また、本発明の組成物が含有する特定共役ジエン系ゴムはシリカと類似の構造を有するポリオルガノシロキサン構造を有するため、上記ポリオルガノシロキサン構造がシリカと親和し、シリカの凝集を防ぐものと考えられる。また、特定共役ジエン系ゴムはアミノシラン等の窒素原子含有シランに由来する構造も有するため、これがシランカップリング剤とシリカとのシラニゼーションを促進し、シリカの凝集をさらに抑制するものと考えられる。
上述した効果が相乗的に作用することで、シリカによる効果(ウェット性能と転がり性能を高いレベルで両立)が十分に発揮されるとともに、粘度の経時変化も良好に抑制できるものと考えられる。
The composition of the present invention contains a silane coupling agent having a mercapto group. It is considered that the silane coupling agent having a mercapto group connects the rubber and the silica, thereby improving the dispersibility of the silica and suppressing the reaggregation.
Further, since the specific conjugated diene-based rubber contained in the composition of the present invention has a polyorganosiloxane structure having a structure similar to silica, it is considered that the polyorganosiloxane structure has an affinity with silica and prevents silica from agglomerating. Be done. In addition, since the specific conjugated diene rubber also has a structure derived from nitrogen atom-containing silane such as aminosilane, it is considered that this promotes silanization between the silane coupling agent and silica and further suppresses silica aggregation. ..
It is considered that the synergistic action of the above-mentioned effects allows the silica effect (both wet performance and rolling performance to be achieved at a high level) to be sufficiently exhibited, and the change in viscosity with time to be satisfactorily suppressed.
以下、本発明の組成物に含有される各成分について詳述する。 Hereinafter, each component contained in the composition of the present invention will be described in detail.
[1]共役ジエン系ゴム
本発明の組成物に含有される共役ジエン系ゴムは、特定共役ジエン系ゴムを30質量%以上含む。
まず、特定共役ジエン系ゴムについて説明する。
[1] Conjugated Diene Rubber The conjugated diene rubber contained in the composition of the present invention contains 30% by mass or more of the specific conjugated diene rubber.
First, a specific conjugated diene rubber will be described.
[特定共役ジエン系ゴム]
本発明の組成物が含有する特定共役ジエン系ゴムは以下の第1〜3工程を備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムである。
(1)第1工程
不活性溶媒中で、重合開始剤を用いて、共役ジエン化合物を含む単量体を重合し、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る第1工程
(2)第2工程
活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に、後述する一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンを、上記第1工程で使用した重合開始剤1モルに対して、上記ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数換算で1モル以上の割合にて添加して反応させる第2工程
(3)第3工程
上記第2工程で得られるポリオルガノシロキサンを反応させた共役ジエン系重合体鎖に、後述する一般式(2)で表される化合物を反応させる第3工程
[Specific conjugated diene rubber]
The specific conjugated diene-based rubber contained in the composition of the present invention is a conjugated diene-based rubber produced by a method for producing a conjugated diene-based rubber comprising the following steps 1 to 3.
(1) First step (1) First step (2) First step (2) First step of polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound in an inert solvent using a polymerization initiator to obtain a conjugated diene polymer chain having an active terminal. 2 steps The polyorganosiloxane represented by the general formula (1) described later is added to the conjugated diene polymer chain having an active end with respect to 1 mol of the polymerization initiator used in the first step. 2nd step (3) 3rd step of adding at a ratio of 1 mol or more in terms of the number of repeating units of the siloxane structure (-Si-O-) in the 3rd step 3rd step The polyorganosiloxane obtained in the above 2nd step is reacted. The third step of reacting the conjugated diene polymer chain with the compound represented by the general formula (2) described later.
最初に、特定共役ジエン系ゴムを上述のとおり製造方法によって特定する理由について説明する。
上述のとおり、第3工程では、第2工程で得られるポリオルガノシロキサンを反応させた共役ジエン系重合体鎖に、後述する一般式(2)で表される化合物を反応させる。ここで、一般式(2)で表される化合物が有するA1が、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖とポリオルガノシロキサンとの反応により生成した反応残基と反応して結合する。しかしながら、後述のとおり、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖とポリオルガノシロキサンとの反応により生成した反応残基は様々な構造をとり得るため、反応残基に一般式(2)で表される化合物が反応した後の構造は極めて複雑であり、その構造を解析することは技術的に不可能であるか、または、その構造を特定する作業を行うことに著しく過大な経済的支出や時間を要する。そのため、特定共役ジエン系ゴムを「第1〜3工程を備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴム」と記載することには、いわゆる「不可能・非実際的事情」が存在する。
First, the reason for specifying the specific conjugated diene rubber by the manufacturing method as described above will be described.
As described above, in the third step, the compound represented by the general formula (2) described later is reacted with the conjugated diene-based polymer chain obtained by reacting the polyorganosiloxane obtained in the second step. Here, A 1 in the compound represented by the general formula (2) has binds to react with the reactive residues formed by the reaction of a conjugated diene polymer chain polyorganosiloxane having active terminal. However, as will be described later, the reaction residue generated by the reaction between the conjugated diene polymer chain having an active terminal and polyorganosiloxane can have various structures, and therefore the reaction residue is represented by the general formula (2). The structure of a compound after it has reacted is extremely complex, and it is technically impossible to analyze the structure, or the cost and time required to identify the structure are significantly excessive. Needs. Therefore, it is a so-called "impossible / impractical situation" to describe a specific conjugated diene rubber as "a conjugated diene rubber produced by a method for producing a conjugated diene rubber comprising the first to third steps". Exists.
以下、各工程について説明する。 Hereinafter, each step will be described.
〔第1工程〕
第1工程は、不活性溶媒中で、重合開始剤を用いて、共役ジエン化合物を含む単量体を重合し、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る工程である。
まず、第1工程で用いられる各成分等について説明する。
[First step]
The first step is a step of polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound in an inert solvent using a polymerization initiator to obtain a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal.
First, each component and the like used in the first step will be described.
<共役ジエン化合物>
第1工程において、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得るために、単量体として用いる共役ジエン化合物としては、特に限定されないが、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−フェニル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエンなどを挙げることができる。これらのなかでも、本発明の効果がより優れる理由から、1,3−ブタジエンおよびイソプレンが好ましい。これらの共役ジエン化合物は、1種類を単独で使用しても2種類以上を組合せて用いてもよい。
<Conjugated diene compound>
The conjugated diene compound used as a monomer in order to obtain a conjugated diene polymer chain having an active terminal in the first step is not particularly limited, but is limited to 1,3-butadiene, isoprene, and 2,3-dimethyl-. 1,3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadien, Examples thereof include 3-butyl-1,3-octadien. Among these, 1,3-butadiene and isoprene are preferable because the effect of the present invention is more excellent. These conjugated diene compounds may be used alone or in combination of two or more.
<芳香族ビニル化合物>
また、第1工程において、重合に用いる単量体として、共役ジエン化合物とともに芳香族ビニル化合物を用いてもよい。単量体として用いる芳香族ビニル化合物としては、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、メトキシスチレン、ジメチルアミノメチルスチレン、ジメチルアミノエチルスチレン、ジエチルアミノメチルスチレン、ジエチルアミノエチルスチレン、シアノエチルスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられる。これらのなかでも、本発明の効果がより優れる理由から、スチレンが好ましい。
<Aromatic vinyl compound>
Further, in the first step, an aromatic vinyl compound may be used together with the conjugated diene compound as the monomer used for the polymerization. Aromatic vinyl compounds used as monomers include styrene, methylstyrene, ethylstyrene, t-butylstyrene, α-methylstyrene, α-methyl-p-methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene, methoxystyrene, and dimethylamino. Examples thereof include methylstyrene, dimethylaminoethylstyrene, diethylaminomethylstyrene, diethylaminoethylstyrene, cyanoethylstyrene, vinylnaphthalene and the like. Among these, styrene is preferable because the effect of the present invention is more excellent.
第1工程で得られる、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖は、本発明の効果がより優れる理由から、共役ジエン単量体単位50〜100質量%を含むものが好ましく、52〜95質量%を含むものがより好ましく、また、芳香族ビニル単量体単位0〜50質量%を含むものが好ましく、5〜48質量%を含むものがより好ましい。 The conjugated diene polymer chain having an active terminal obtained in the first step preferably contains 50 to 100% by mass of a conjugated diene monomer unit for the reason that the effect of the present invention is more excellent, and is 52 to 95% by mass. It is more preferable to contain%, and it is preferable to contain 0 to 50% by mass of the aromatic vinyl monomer unit, and more preferably 5 to 48% by mass.
<その他の共重合可能な化合物>
さらに、第1工程においては、共役ジエン化合物とともに、芳香族ビニル化合物以外の、共役ジエン化合物と共重合可能な化合物(その他の共重合可能な化合物)を用いてもよい。このような共役ジエン化合物と共重合可能な化合物としては、エチレン、プロピレン、1−ブテンなどの鎖状オレフィン化合物;シクロペンテン、2−ノルボルネンなどの環状オレフィン化合物;1,5−ヘキサジエン、1,6−へプタジエン、1,7−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネンなどの非共役ジエン化合物;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチルなどの(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミドなどのその他の(メタ)アクリル酸誘導体;などが挙げられる。本発明の効果がより優れる理由から、これらの共役ジエン化合物と共重合可能な化合物は、第1工程で得られる、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖中に、単量体単位として、10質量%以下とするのが好ましく、5質量%以下とするのがより好ましい。
<Other copolymerizable compounds>
Further, in the first step, a compound copolymerizable with the conjugated diene compound (other copolymerizable compound) other than the aromatic vinyl compound may be used together with the conjugated diene compound. Examples of the compound copolymerizable with such a conjugated diene compound include a chain olefin compound such as ethylene, propylene and 1-butene; a cyclic olefin compound such as cyclopentene and 2-norbornene; 1,5-hexadiene and 1,6- Non-conjugated diene compounds such as heptadiene, 1,7-octadien, dicyclopentadiene, 5-ethylidene-2-norbornene; (meth) methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate and the like ( Meta) acrylic acid esters; other (meth) acrylic acid derivatives such as (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide; and the like. For the reason that the effect of the present invention is more excellent, the compound copolymerizable with these conjugated diene compounds has 10 as a monomer unit in the conjugated diene polymer chain having an active terminal obtained in the first step. It is preferably mass% or less, and more preferably 5 mass% or less.
<不活性溶媒>
重合に用いる不活性溶媒としては、溶液重合において通常使用されるものであり、重合反応を阻害しないものであれば特に限定されない。不活性溶媒の具体例としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、へプタンなどの鎖状脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;などが挙げられる。これらの不活性溶媒は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。不活性溶媒の使用量は、特に限定されないが、単量体濃度が、たとえば1〜50質量%となる量であり、本発明の効果がより優れる理由から、10〜40質量%となる量がより好ましい。
<Inactive solvent>
The inert solvent used for the polymerization is usually used in solution polymerization and is not particularly limited as long as it does not inhibit the polymerization reaction. Specific examples of the inert solvent include chain aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane and heptane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; And so on. One of these inert solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The amount of the inert solvent used is not particularly limited, but the monomer concentration is, for example, 1 to 50% by mass, and for the reason that the effect of the present invention is more excellent, the amount is 10 to 40% by mass. More preferred.
<重合開始剤>
重合に用いる重合開始剤としては、共役ジエン化合物を含む単量体を重合させて、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を与えることができるものであれば、特に限定されない。その具体例としては、有機アルカリ金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物、およびランタン系列金属化合物などを主触媒とする重合開始剤を挙げることができる。有機アルカリ金属化合物としては、たとえば、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、へキシルリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物;ジリチオメタン、1,4−ジリチオブタン、1,4−ジリチオ−2−エチルシクロヘキサン、1,3,5−トリリチオベンゼン、1,3,5ートリス(リチオメチル)ベンゼンなどの有機多価リチウム化合物;ナトリウムナフタレンなどの有機ナトリウム化合物;カリウムナフタレンなどの有機カリウム化合物;などが挙げられる。また、有機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、ジ−n−ブチルマグネシウム、ジ−n−へキシルマグネシウム、ジエトキシカルシウム、ジステアリン酸カルシウム、ジ−t−ブトキシストロンチウム、ジエトキシバリウム、ジイソプロポキシバリウム、ジエチルメルカプトバリウム、ジ−t−ブトキシバリウム、ジフェノキシバリウム、ジエチルアミノバリウム、ジステアリン酸バリウム、ジケチルバリウムなどが挙げられる。ランタン系列金属化合物を主触媒とする重合開始剤としては、たとえば、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウムなどのランタン系列金属と、カルボン酸、およびリン含有有機酸などとからなるランタン系列金属の塩を主触媒とし、これと、アルキルアルミニウム化合物、有機アルミニウムハイドライド化合物、有機アルミニウムハライド化合物などの助触媒とからなる重合開始剤などが挙げられる。これらの重合開始剤の中でも、本発明の効果がより優れる理由から、有機モノリチウム化合物、および有機多価リチウム化合物が好ましく用いられ、有機モノリチウム化合物がより好ましく用いられ、n−ブチルリチウムが特に好ましく用いられる。
なお、有機アルカリ金属化合物は、予め、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ピロリジン、ピペリジン、ヘキサメチレンイミン、およびへプタメチレンイミンなどの2級アミン化合物と反応させて、有機アルカリ金属アミド化合物として使用してもよい。これらの重合開始剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Polymerization initiator>
The polymerization initiator used for the polymerization is not particularly limited as long as it can polymerize a monomer containing a conjugated diene compound to give a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal. Specific examples thereof include a polymerization initiator using an organic alkali metal compound, an organic alkaline earth metal compound, a lanthanum series metal compound, or the like as a main catalyst. Examples of the organic alkali metal compound include organic monolithium compounds such as n-butyl lithium, sec-butyl lithium, t-butyl lithium, hexyl lithium, phenyl lithium and still benzene lithium; dilithiomethane, 1,4-dilithiobtan, 1, Organic polyvalent lithium compounds such as 4-dilithio-2-ethylcyclohexane, 1,3,5-trilithiobenzene, 1,3,5-tris (lithiomethyl) benzene; organic sodium compounds such as sodium naphthalene; organic such as potassium naphthalene Potassium compounds; and the like. Examples of the organic alkaline earth metal compound include di-n-butylmagnesium, di-n-hexylmagnesium, diethoxycalcium, calcium distearate, dit-butoxystrontium, diethoxybarium, and diisopropoxy. Examples thereof include barium, diethyl mercaptobarium, dit-butoxybarium, diphenoxybarium, diethylaminobarium, barium distearate, and diketyl barium. Examples of the polymerization initiator using a lanthanum-series metal compound as a main catalyst include lanthanum-series metals such as lanthanum, cerium, placeodim, neodym, samarium, and gadrinium, and lanthanum-series metals composed of carboxylic acids and phosphorus-containing organic acids. Examples thereof include a polymerization initiator composed of a salt of the above as a main catalyst and a co-catalyst such as an alkylaluminum compound, an organoaluminum hydride compound, and an organoaluminum halide compound. Among these polymerization initiators, organic monolithium compounds and organic polyvalent lithium compounds are preferably used, organic monolithium compounds are more preferably used, and n-butyllithium is particularly preferable, because the effect of the present invention is more excellent. It is preferably used.
The organic alkali metal compound is previously reacted with a secondary amine compound such as dibutylamine, dihexylamine, dibenzylamine, pyrrolidine, piperidine, hexamethyleneimine, and heptamethyleneimine to obtain an organic alkali metal amide compound. You may use it. One of these polymerization initiators may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
有機アルカリ金属アミド化合物としては、たとえば、有機アルカリ金属化合物に、2級アミン化合物を反応させたものなどが挙げられ、なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、下記一般式(3)で表される化合物を好適に用いることができる。 Examples of the organic alkali metal amide compound include those obtained by reacting an organic alkali metal compound with a secondary amine compound. Among them, the following general formula (3) is used because the effect of the present invention is more excellent. The compound represented can be preferably used.
一般式(3)中、M1はアルカリ金属原子を表し、R11、R12は、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アミノ基の保護基、または加水分解して水酸基を生じうる基を表し、R11およびR12は互いに結合して、これらが結合する窒素原子とともに環構造を形成してもよく、該環構造を形成する場合には、これらが結合する窒素原子に加えて、これらが結合する窒素原子以外のヘテロ原子とともに環構造を形成していてもよい。 In the general formula (3), M 1 represents an alkali metal atom, and R 11 and R 12 are independent alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, amino group protective groups, or hydrolysis. R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a ring structure together with the nitrogen atom to which they are bonded, and when the ring structure is formed, they are bonded to each other. In addition to the nitrogen atoms to be bonded, a ring structure may be formed with heteroatoms other than the nitrogen atoms to which they are bonded.
アルキル基としては、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましい。このようなアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基などが挙げられる。 The alkyl group is not particularly limited, but an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Examples of such alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group and n-. Examples thereof include a xyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group and an n-decyl group.
シクロアルキル基としては、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3〜12のシクロアルキル基がより好ましい。このようなシクロアルキル基としては、たとえば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基などが挙げられる。 The cycloalkyl group is not particularly limited, but a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms is preferable, and a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms is more preferable, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Examples of such a cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclododecyl group and the like.
アリール基としては、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、炭素数6〜12のアリール基が好ましく、炭素数6〜10のアリール基がより好ましい。このようなアリール基としては、たとえば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などが挙げられる。 The aryl group is not particularly limited, but an aryl group having 6 to 12 carbon atoms is preferable, and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is more preferable, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Examples of such an aryl group include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group and the like.
アラルキル基としては、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、炭素数7〜13のアラルキル基が好ましく、炭素数7〜9のアラルキル基がより好ましい。このようなアラルキル基としては、たとえば、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。 The aralkyl group is not particularly limited, but an aralkyl group having 7 to 13 carbon atoms is preferable, and an aralkyl group having 7 to 9 carbon atoms is more preferable, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Examples of such an aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
アミノ基の保護基としては、特に限定されず、アミノ基の保護基として作用する基であればよいが、たとえば、アルキルシリル基などが挙げられる。このようなアルキルシリル基としては、たとえば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基、メチルジフェニルシリル基、エチルメチルフェニルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基などが挙げられる。
なお、R11、および/またはR12がアミノ基の保護基である場合には、アミノ基の保護基が外れることにより、得られる共役ジエン系ゴムを形成する重合体鎖の一方の末端において、後述する一般式(5)におけるR13、および/またはR14が水素原子である構造を導入することができる。
The protecting group for the amino group is not particularly limited as long as it is a group that acts as a protecting group for the amino group, and examples thereof include an alkylsilyl group. Examples of such an alkylsilyl group include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a triphenylsilyl group, a methyldiphenylsilyl group, an ethylmethylphenylsilyl group, a tert-butyldimethylsilyl group and the like.
When R 11 and / or R 12 are amino-protecting groups, at one end of the polymer chain forming the obtained conjugated diene-based rubber by removing the protecting group of the amino group, A structure in which R 13 and / or R 14 in the general formula (5) described later is a hydrogen atom can be introduced.
加水分解して水酸基を生じうる基としては、特に限定されず、たとえば、酸などの存在下で加水分解することで、水酸基を生成する基であればよいが、たとえば、アルコキシアルキル基、エポキシ基を含有する基などが挙げられる。
アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ブトキシエチル基、プロポキシエチル基などが挙げられる。
また、エポキシ基を含有する基としては、たとえば下記一般式(4)で表される基などが挙げられる。
−Z1−Z2−E1 (4)
一般式(4)中、Z1は炭素数1〜10のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Z2はメチレン基、硫黄原子または酸素原子であり、E1はグリシジル基である。
The group that can be hydrolyzed to generate a hydroxyl group is not particularly limited, and may be a group that produces a hydroxyl group by hydrolysis in the presence of an acid or the like. For example, an alkoxyalkyl group or an epoxy group. Examples include groups containing.
Examples of the alkoxyalkyl group include a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group, a propoxymethyl group, a butoxymethyl group, a butoxyethyl group, a propoxyethyl group and the like.
Examples of the group containing an epoxy group include a group represented by the following general formula (4).
−Z 1 −Z 2 −E 1 (4)
In the general formula (4), Z 1 is an alkylene group or an alkylarylene group having 1 to 10 carbon atoms, Z 2 is a methylene group, a sulfur atom or an oxygen atom, and E 1 is a glycidyl group.
また、R11およびR12は互いに結合して、これらが結合する窒素原子とともに環構造を形成していてもよく、この場合における、R11およびR12と、これと結合する窒素原子とで形成される構造の具体例としては、アゼチジン環(R11およびR12が、プロピレン基)、ピロリジン環(R11およびR12が、ブチレン基)、ピペリジン環(R11およびR12が、ペンチレン基)、ヘキサメチレンイミン環(R11およびR12が、ヘキシレン基)などが挙げられる。
R11およびR12が互いに結合して、これらが結合する窒素原子とともに環構造を形成する場合、環構造は、4〜8員環構造であることが好ましい。
Further, R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a ring structure together with the nitrogen atom to which they are bonded. In this case, R 11 and R 12 are formed by the nitrogen atom bonded thereto. Specific examples of the structure to be formed include an azetidine ring (R 11 and R 12 are propylene groups), a pyrrolidine ring (R 11 and R 12 are butylene groups), and a piperidine ring (R 11 and R 12 are pentylene groups). , hexamethyleneimine ring (R 11 and R 12, hexylene group) and the like.
When R 11 and R 12 are bonded to each other to form a ring structure together with the nitrogen atom to which they are bonded, the ring structure is preferably a 4- to 8-membered ring structure.
また、一般式(3)中、M1はアルカリ金属原子であり、このようなアルカリ金属原子としては、リチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子などが挙げられるが、これらの中でも、重合活性の観点より、リチウム原子が好ましい。 Further, in the general formula (3), M 1 is an alkali metal atom, and examples of such an alkali metal atom include a lithium atom, a sodium atom, and a potassium atom. Among these, from the viewpoint of polymerization activity. , Lithium atom is preferred.
第1工程において、重合開始剤として、一般式(3)で表される化合物を用いた場合、有機アルカリ金属アミド化合物を形成するアミン構造が、重合体鎖の重合開始末端に結合した状態で残存することとなる。そのため、重合開始剤として、一般式(3)で表される化合物を用いると、得られる共役ジエン系ゴムを形成する重合体鎖の一方の末端に、下記一般式(5)で表される構造が導入される。 When a compound represented by the general formula (3) is used as the polymerization initiator in the first step, the amine structure forming the organic alkali metal amide compound remains in a state of being bonded to the polymerization initiation terminal of the polymer chain. Will be done. Therefore, when a compound represented by the general formula (3) is used as the polymerization initiator, a structure represented by the following general formula (5) is formed at one end of the polymer chain forming the obtained conjugated diene rubber. Is introduced.
一般式(5)中、R13およびR14は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アミノ基の保護基、または加水分解して水酸基を生じうる基を表し、R13およびR14は互いに結合して、これらが結合する窒素原子とともに環構造を形成してもよく、該環構造を形成する場合には、これらが結合する窒素原子に加えて、これらが結合する窒素原子以外のへテロ原子とともに環構造を形成していてもよい。 In the general formula (5), R 13 and R 14 can independently generate a hydroxyl group by hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, amino group protective group, or hydrolysis. Representing a group, R 13 and R 14 may be bonded to each other to form a ring structure with the nitrogen atom to which they are bonded, and in the case of forming the ring structure, in addition to the nitrogen atom to which they are bonded. , They may form a ring structure together with a hetero atom other than the nitrogen atom to which they are bonded.
R13、R14となりうるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アミノ基の保護基、または加水分解して水酸基を生じうる基としては、一般式(3)におけるR11、R12と同じものを挙げることができ、また、R13およびR14は互いに結合して、これらが結合する窒素原子とともに環構造を形成する場合にも、一般式(3)におけるR11、R12と同じものとすることができる。
なお、R13、R14となりうる水素原子は、アミノ基の保護基が外れることにより、導入される。
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, amino group protective group, or group that can be hydrolyzed to generate a hydroxyl group as R 13 and R 14 are R 11 and R 12 in the general formula (3). Also, when R 13 and R 14 are bonded to each other to form a ring structure together with the nitrogen atom to which they are bonded, R 11 and R 12 in the general formula (3) can be mentioned. Can be the same.
The hydrogen atoms that can become R 13 and R 14 are introduced when the protecting group of the amino group is removed.
重合開始剤として、有機アルカリ金属アミド化合物を用いた場合、得られる特定共役ジエン系ゴムを、一方の末端にアミン構造を有し、かつ、他方の末端に変性剤に由来する特定の構造を有するものとすることができる。その結果、このようなアミン構造の効果により、本発明の効果はより優れたものとなる。 When an organic alkali metal amide compound is used as the polymerization initiator, the obtained specific conjugated diene rubber has an amine structure at one end and a specific structure derived from the modifier at the other end. Can be. As a result, the effect of the present invention becomes more excellent due to the effect of such an amine structure.
重合開始剤としての有機アルカリ金属アミド化合物を重合系に添加する方法としては、特に限定されず、予め、有機アルカリ金属化合物に、2級アミン化合物を反応させて、有機アルカリ金属アミド化合物を得て、これを共役ジエン化合物を含む単量体と混合して、重合反応を進行させる方法を採用することができる。あるいは、有機アルカリ金属化合物と、2級アミン化合物とを別々に重合系に添加し、これらを共役ジエン化合物を含む単量体と混合することで、重合系において、有機アルカリ金属アミド化合物を生成させることで、重合反応を進行させる方法を採用してもよい。反応温度等の反応条件は、特に限定されるものではなく、たとえば、目的とする重合反応条件に従えばよい。 The method of adding the organic alkali metal amide compound as the polymerization initiator to the polymerization system is not particularly limited, and the organic alkali metal compound is reacted with the secondary amine compound in advance to obtain the organic alkali metal amide compound. , This can be mixed with a monomer containing a conjugated diene compound to allow the polymerization reaction to proceed. Alternatively, the organic alkali metal compound and the secondary amine compound are separately added to the polymerization system and mixed with a monomer containing a conjugated diene compound to generate an organic alkali metal amide compound in the polymerization system. Therefore, a method of advancing the polymerization reaction may be adopted. The reaction conditions such as the reaction temperature are not particularly limited, and may be, for example, according to the target polymerization reaction conditions.
2級アミン化合物の使用量は、目的とする重合開始剤の添加量に応じて決定すればよいが、有機アルカリ金属化合物1ミリモル当り、通常0.01〜1.5ミリモルであり、0.1〜1.2ミリモルが好ましく、0.5〜1.0ミリモルがより好ましい。 The amount of the secondary amine compound used may be determined according to the amount of the desired polymerization initiator added, but is usually 0.01 to 1.5 mmol per 1 mmol of the organic alkali metal compound, which is 0.1. It is preferably ~ 1.2 mmol, more preferably 0.5 ~ 1.0 mmol.
重合開始剤の使用量は、目的とする共役ジエン系重合体鎖の分子量に応じて決定すればよいが、単量体1000g当り、通常1〜50ミリモルであり、1.5〜20ミリモルが好ましく、2〜15ミリモルがより好ましい。 The amount of the polymerization initiator used may be determined according to the molecular weight of the desired conjugated diene-based polymer chain, but is usually 1 to 50 mmol per 1000 g of the monomer, preferably 1.5 to 20 mmol. , 2-15 mmol is more preferred.
<重合温度等>
重合温度は、通常−80〜+150℃、本発明の効果がより優れる理由から、0〜100℃が好ましく、30〜90℃がより好ましい。重合様式としては、回分式、連続式などのいずれの様式をも採用できるが、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とを共重合させる場合は、共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との結合のランダム性を制御しやすい点で、回分式が好ましい。
<Polymerization temperature, etc.>
The polymerization temperature is usually −80 to + 150 ° C., preferably 0 to 100 ° C., more preferably 30 to 90 ° C. for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Any mode such as batch type or continuous type can be adopted as the polymerization mode, but when the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound are copolymerized, the conjugated diene monomer unit and the aromatic vinyl monomer can be used. The batch formula is preferable because it is easy to control the randomness of the combination with the unit.
<極性化合物>
共役ジエン化合物を含む単量体を重合するにあたり、得られる共役ジエン系重合体鎖における共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するために、不活性有機溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。極性化合物としては、たとえば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、2,2−ジ(テトラヒドロフリル)プロパンなどのエーテル化合物;テトラメチルエチレンジアミンなどの第三級アミン;アルカリ金属アルコキシド;ホスフィン化合物;などが挙げられる。これらのなかでも、本発明の効果がより優れる理由から、エーテル化合物、および第三級アミンが好ましく、第三級アミンがより好ましく、テトラメチルエチレンジアミンが特に好ましい。これらの極性化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、重合開始剤1モルに対して、0.001〜100モルが好ましく、0.01〜10モルがより好ましい。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。
<Polar compound>
When polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound, a polar compound is added to an inert organic solvent in order to adjust the vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit in the obtained conjugated diene polymer chain. Is preferable. Examples of the polar compound include ether compounds such as dibutyl ether, tetrahydrofuran and 2,2-di (tetrahydrofuryl) propane; tertiary amines such as tetramethylethylenediamine; alkali metal alkoxides; phosphine compounds; and the like. Among these, ether compounds and tertiary amines are preferable, tertiary amines are more preferable, and tetramethylethylenediamine is particularly preferable, because the effect of the present invention is more excellent. One of these polar compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The amount of the polar compound used may be determined according to the target vinyl bond content, and is preferably 0.001 to 100 mol, more preferably 0.01 to 10 mol, with respect to 1 mol of the polymerization initiator. When the amount of the polar compound used is in this range, the vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit can be easily adjusted, and problems due to deactivation of the polymerization initiator are unlikely to occur.
<ビニル結合含有量>
第1工程で得られる、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖における共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、1〜90質量%が好ましく、3〜80質量%がより好ましく、5〜70質量%が特に好ましい。
<Vinyl bond content>
The vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit in the conjugated diene polymer chain having an active terminal obtained in the first step is preferably 1 to 90% by mass because the effect of the present invention is more excellent. 3 to 80% by mass is more preferable, and 5 to 70% by mass is particularly preferable.
<分子量>
第1工程で得られる、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、ポリスチレン換算のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定される値として、100,000〜1,000,000が好ましく、150,000〜700,000がより好ましく、150,000〜500,000が特に好ましい。
<Molecular weight>
The weight average molecular weight (Mw) of the conjugated diene-based polymer chain having an active terminal obtained in the first step is not particularly limited, but is measured by polystyrene-equivalent gel permeation chromatography for the reason that the effect of the present invention is more excellent. The value to be determined is preferably 100,000 to 1,000,000, more preferably 150,000 to 700,000, and particularly preferably 150,000 to 500,000.
また、第1工程で得られる、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる分子量分布も、特に限定されないが、1.0〜3.0が好ましく、1.0〜2.5がより好ましい。活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の分子量分布(Mw/Mn)が上記範囲内にあると、共役ジエン系ゴムの製造が容易となる。 Further, the molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the conjugated diene polymer chain having an active terminal obtained in the first step is also particularly limited. However, 1.0 to 3.0 is preferable, and 1.0 to 2.5 is more preferable. When the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the conjugated diene polymer chain having an active end is within the above range, the conjugated diene rubber can be easily produced.
<好適な態様>
第1工程は、本発明の効果がより優れる理由から、次のような工程とすることが好ましい。
すなわち、不活性溶媒中で、イソプレン、またはイソプレンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体を、重合開始剤により重合し、イソプレン単量体単位80〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜20質量%を含む活性末端を有する重合体ブロック(A)を形成させる工程Aと、
上記活性末端を有する重合体ブロック(A)と、1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体と、を混合して重合反応を継続させ、1,3−ブタジエン単量体単位50〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜50質量%を含む活性末端を有する重合体ブロック(B)を、重合体ブロック(A)と一続きにして形成させることにより、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る工程Bと、を備えるものとすることが好ましい。
<Preferable aspect>
The first step is preferably the following step because the effect of the present invention is more excellent.
That is, in an inert solvent, isoprene or a monomer containing isoprene and an aromatic vinyl compound is polymerized with a polymerization initiator, and isoprene monomer unit 80 to 100% by mass and aromatic vinyl monomer unit 0. Step A to form a polymer block (A) having an active end containing ~ 20% by mass, and
The polymer block (A) having the active terminal is mixed with 1,3-butadiene, or a monomer containing 1,3-butadiene and an aromatic vinyl compound to continue the polymerization reaction, and 1,3 A polymer block (B) having an active terminal containing 50 to 100% by mass of a butadiene monomer unit and 0 to 50% by mass of an aromatic vinyl monomer unit is formed in succession with the polymer block (A). It is preferable that the step B of obtaining a conjugated diene-based polymer chain having an active end is provided.
このような工程を採用することにより、第1工程により得られる活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を、イソプレン単量体単位80〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜20質量%を含む重合体ブロック(A)と、1,3−ブタジエン単量体単位50〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜50質量%を含む重合体ブロック(B)とが一続きにして形成された構造(以下、「PIブロック」とも言う)を含むものとすることができる。この場合、得られる特定共役ジエン系ゴムもPIブロックを有するものとなる。
以下、このような態様について説明する。
By adopting such a step, the conjugated diene-based polymer chain having an active terminal obtained in the first step can be obtained in an isoprene monomer unit of 80 to 100% by mass and an aromatic vinyl monomer unit of 0 to 20% by mass. The polymer block (A) containing% and the polymer block (B) containing 1,3-butadiene monomer unit 50 to 100% by mass and aromatic vinyl monomer unit 0 to 50% by mass are continuous. It is possible to include a structure (hereinafter, also referred to as “PI block”) formed in the above. In this case, the obtained specific conjugated diene rubber also has a PI block.
Hereinafter, such an embodiment will be described.
(工程A)
工程Aで形成される重合体ブロック(A)は、重合体ブロック(A)中、イソプレン単量体単位80〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜20質量%を含むものであればよいが、本発明の効果がより優れる理由から、イソプレン単量体単位85〜95質量%および芳香族ビニル単量体単位5〜15質量%を含むものが好ましく、イソプレン単量体単位89〜95質量%および芳香族ビニル単量体単位5〜11質量%を含むものがより好ましい。
(Step A)
The polymer block (A) formed in the step A may contain 80 to 100% by mass of an isoprene monomer unit and 0 to 20% by mass of an aromatic vinyl monomer unit in the polymer block (A). However, for the reason that the effect of the present invention is more excellent, those containing 85 to 95% by mass of the isoprene monomer unit and 5 to 15% by mass of the aromatic vinyl monomer unit are preferable, and the isoprene monomer unit 89 to 89 to 15% by mass is preferable. More preferably, it contains 95% by mass and 5 to 11% by mass of aromatic vinyl monomer units.
重合体ブロック(A)に含まれる芳香族ビニル単量体単位を構成するために用いられる芳香族ビニル化合物としては、上述した芳香族ビニル化合物と同じものを用いることができ、本発明の効果がより優れる理由から、これらの中でもスチレンが好ましい。なお、これらの芳香族ビニル化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the aromatic vinyl compound used for forming the aromatic vinyl monomer unit contained in the polymer block (A), the same aromatic vinyl compound as described above can be used, and the effect of the present invention can be obtained. Of these, styrene is preferred for better reasons. In addition, these aromatic vinyl compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
重合体ブロック(A)は、本発明の効果がより優れる理由から、イソプレン単量体単位のみ、またはイソプレン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位からなるものが好ましいが、所望により、イソプレン単量体単位、またはイソプレン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位に加えて、その他の単量体単位を含んでいてもよい。その他の単量体単位を構成するために用いられるその他の化合物としては、1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、および1,3−ヘキサジエンなどのイソプレン以外の共役ジエン化合物;アクリロニトリル、およびメタクリロニトリルなどのα,β−不飽和ニトリル;アクリル酸、メタクリル験、および無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸または酸無水物;メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、およびアクリル酸ブチルなどの不飽和カルボン酸エステル;1,5−ヘキサジエン、1,6−へプタジエン、1,7−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、および5−エチリデン−2−ノルボルネンなどの非共役ジエン;などが挙げられる。これらの中でも、本発明の効果がより優れる理由から、1,3−ブタジエンが好ましい。これらのその他の単量体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。重合体ブロック(A)中における、その他の単量体単位の含有割合は、本発明の効果がより優れる理由から、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、6質量%以下が特に好ましい。 The polymer block (A) is preferably composed of only the isoprene monomer unit, or the isoprene monomer unit and the aromatic vinyl monomer unit, for the reason that the effect of the present invention is more excellent, but if desired, isoprene. In addition to the monomeric unit, or isoprene monomeric unit and aromatic vinyl monomeric unit, other monomeric units may be contained. Other compounds used to compose other monomeric units include 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, 1,3. Conjugated diene compounds other than isoprene such as −pentadiene and 1,3-hexadiene; α, β-unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacryl test, and maleic anhydride. Or acid anhydrides; unsaturated carboxylic acid esters such as methyl methacrylate, ethyl acrylate, and butyl acrylate; 1,5-hexadiene, 1,6-heptadiene, 1,7-octadiene, dicyclopentadiene, and 5 -Etidene-2-Non-conjugated diene such as norbornen; etc. Among these, 1,3-butadiene is preferable because the effect of the present invention is more excellent. These other monomers can be used alone or in combination of two or more. The content ratio of the other monomer units in the polymer block (A) is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and 6% by mass or less because the effect of the present invention is more excellent. Especially preferable.
本発明において、共役ジエン系重合体鎖中の重合体ブロック(A)は、不活性溶媒中、イソプレン、または、イソプレンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体を、重合開始剤により重合することにより形成される。形成された重合体ブロック(A)は、活性末端を有するものとなる。 In the present invention, the polymer block (A) in the conjugated diene-based polymer chain is obtained by polymerizing a monomer containing isoprene or an isoprene and an aromatic vinyl compound in an inert solvent with a polymerization initiator. It is formed. The polymer block (A) formed has an active terminal.
重合体ブロック(A)を形成するために、イソプレン、または、イソプレンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体の重合に用いられる不活性溶媒としては、上述した不活性溶媒と同じものを用いることができる。不活性溶媒の使用量は、本発明の効果がより優れる理由から、単量体濃度が、1〜80質量%となる量が好ましく、10〜50質量%となる量がより好ましい。 As the inert solvent used for polymerizing isoprene or a monomer containing isoprene and an aromatic vinyl compound in order to form the polymer block (A), the same inert solvent as described above may be used. it can. The amount of the inert solvent used is preferably such that the monomer concentration is 1 to 80% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
重合体ブロック(A)を形成するために用いられる重合開始剤としては、イソプレン、または、イソプレンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体を重合させて、活性末端を有する重合体鎖を与えることができるものであれば、特に限定されない。その具体例としては、上述した重合開始剤と同じものを用いることができる。 As the polymerization initiator used for forming the polymer block (A), isoprene or a monomer containing isoprene and an aromatic vinyl compound may be polymerized to give a polymer chain having an active terminal. If it can be done, it is not particularly limited. As a specific example thereof, the same polymerization initiator as described above can be used.
重合開始剤の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すればよいが、本発明の効果がより優れる理由から、イソプレン、または、イソプレンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体100g当り、4〜250ミリモルが好ましく、6〜200ミリモルがより好ましい、10〜70ミリモルの範囲が特に好ましい。 The amount of the polymerization initiator used may be determined according to the target molecular weight, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, 4 per 100 g of isoprene or a monomer containing isoprene and an aromatic vinyl compound. It is preferably in the range of 10 to 70 mmol, preferably from 6 to 200 mmol, more preferably from 6 to 200 mmol.
イソプレン、または、イソプレンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体を重合する際における重合温度は、本発明の効果がより優れる理由から、−80〜+150℃が好ましく、0〜100℃がより好ましく、20〜90℃の範囲が特に好ましい。重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できる。また、結合様式としては、たとえば、ブロック状、テーパー状、およびランダム状などの種々の結合様式とすることができる。 The polymerization temperature when polymerizing isoprene or a monomer containing isoprene and an aromatic vinyl compound is preferably −80 to + 150 ° C., more preferably 0 to 100 ° C., because the effect of the present invention is more excellent. The range of 20 to 90 ° C. is particularly preferable. As the polymerization mode, any mode such as batch type and continuous type can be adopted. Further, as the bonding mode, various bonding modes such as a block shape, a tapered shape, and a random shape can be used.
また、本発明の効果がより優れる理由から、重合体ブロック(A)におけるイソプレン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するために、重合に際し、不活性溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。極性化合物としては、上述した極性化合物と同じものを用いることができる。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、重合開始剤1モルに対して、0.01〜30モルが好ましく、0.05〜10モルがより好ましい。極性化合物の使用量が上記範囲内にあると、イソプレン単量体単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、しかも、重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。また、上記範囲内で極性化合物の使用量を増加させることで、イソプレン単量体単位中のビニル結合含有量を増加させることができる。 Further, for the reason that the effect of the present invention is more excellent, in order to adjust the vinyl bond content in the isoprene monomer unit in the polymer block (A), a polar compound may be added to the inert solvent during the polymerization. preferable. As the polar compound, the same polar compound as described above can be used. The amount of the polar compound used may be determined according to the target vinyl bond content, and is preferably 0.01 to 30 mol, more preferably 0.05 to 10 mol, based on 1 mol of the polymerization initiator. When the amount of the polar compound used is within the above range, the vinyl bond content in the isoprene monomer unit can be easily adjusted, and problems due to deactivation of the polymerization initiator are unlikely to occur. Further, by increasing the amount of the polar compound used within the above range, the vinyl bond content in the isoprene monomer unit can be increased.
重合体ブロック(A)におけるイソプレン単量体単位中のビニル結合含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、5〜90質量%が好ましく、5〜80質量%がより好ましい。なお、本明細書中において、イソプレン単量体単位中のビニル結合含有量とは、イソプレン単量体単位中の、1,2−構造を有するイソプレン単量体単位および3,4−構造を有するイソプレン単量体単位の合計量の割合を指すものとする。 The vinyl bond content in the isoprene monomer unit in the polymer block (A) is preferably 5 to 90% by mass, more preferably 5 to 80% by mass, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. In the present specification, the vinyl bond content in the isoprene monomer unit has an isoprene monomer unit having a 1,2-structure and a 3,4-structure in the isoprene monomer unit. It shall refer to the ratio of the total amount of isoprene monomer units.
重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)は、本発明の効果がより優れる理由から、ゲルパーミエーションクロマトグラフィによって測定されるポリスチレン換算の値として、500〜15,000が好ましく、1000〜12,000がより好ましく、1,500〜10,000が特に好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of the polymer block (A) is preferably 500 to 15,000, preferably 1000 to 12 as a polystyrene-equivalent value measured by gel permeation chromatography because the effect of the present invention is more excellent. 000 is more preferable, and 1,500 to 10,000 is particularly preferable.
また、重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる分子量分布は、本発明の効果がより優れる理由から、1.0〜1.5が好ましく、1.0〜1.3がより好ましい。重合体ブロック(A)の分子量分布の値(Mw/Mn)が上記範囲内にあると、共役ジエン系ゴムの製造がより容易となる。 Further, the molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) of the polymer block (A) to the number average molecular weight (Mn) is 1.0 because the effect of the present invention is more excellent. ~ 1.5 is preferable, and 1.0 to 1.3 is more preferable. When the value (Mw / Mn) of the molecular weight distribution of the polymer block (A) is within the above range, the conjugated diene rubber can be more easily produced.
(工程B)
工程Bで形成される共役ジエン系重合体鎖中の重合体ブロック(B)は、重合体ブロック(B)中、1,3−ブタジエン単量体単位50〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜50質量%を含むものであればよいが、本発明の効果がより優れる理由から、1,3−ブタジエン単量体単位52〜95質量%および芳香族ビニル単量体単位5〜48質量%を含むものが好ましい。1,3−ブタジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との含有割合が上記範囲内にあると、共役ジエン系ゴムの製造がより容易となる。
(Step B)
The polymer block (B) in the conjugated diene polymer chain formed in step B is 50 to 100% by mass of 1,3-butadiene monomer unit and a single amount of aromatic vinyl in the polymer block (B). It may contain 0 to 50% by mass of body units, but 1,3-butadiene monomer units 52 to 95% by mass and aromatic vinyl monomer units 5 to 5 for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Those containing 48% by mass are preferable. When the content ratio of the 1,3-butadiene monomer unit and the aromatic vinyl monomer unit is within the above range, the production of the conjugated diene rubber becomes easier.
重合体ブロック(B)に含まれる芳香族ビニル単量体単位を構成するために用いられる芳香族ビニル化合物としては、上述した芳香族ビニル化合物と同じものを用いることができ、これらの中でも、本発明の効果がより優れる理由から、スチレンが好ましい。 As the aromatic vinyl compound used for forming the aromatic vinyl monomer unit contained in the polymer block (B), the same aromatic vinyl compounds as those described above can be used, and among these, the present invention Styrene is preferred because of the greater effect of the invention.
重合体ブロック(B)は、本発明の効果がより優れる理由から、1,3−ブタジエン単量体単位のみ、または1,3−ブタジエン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位からなるものが好ましいが、本発明における本質的な特性を損なわない範囲において、所望により、1,3−ブタジエン単量体単位、または1,3−ブタジエン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位に加えて、その他の単量体単位を含んでいてもよい。その他の単量体単位を構成するために用いられるその他の単量体としては、上述した重合体ブロック(A)において例示された化合物(ただし、1,3−ブタジエンを除く)と同じものを用いることができる。また、重合体ブロック(B)においては、その他の単量体としてイソプレンを用いることもできる。重合体ブロック(B)中における、その他の単量体単位の含有割合は、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下がさらに好ましい。 The polymer block (B) is composed of only 1,3-butadiene monomer units, or 1,3-butadiene monomer units and aromatic vinyl monomer units for the reason that the effect of the present invention is more excellent. However, if desired, in addition to the 1,3-butadiene monomer unit, or the 1,3-butadiene monomer unit and the aromatic vinyl monomer unit, as long as the essential properties in the present invention are not impaired. It may also contain other monomeric units. As the other monomer used to form the other monomer unit, the same compound as the compound exemplified in the above-mentioned polymer block (A) (excluding 1,3-butadiene) is used. be able to. Further, in the polymer block (B), isoprene can be used as another monomer. The content ratio of the other monomer units in the polymer block (B) is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 35% by mass or less.
共役ジエン系重合体鎖中の重合体ブロック(B)は、上述した活性末端を有する重合体ブロック(A)と、1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体と、を混合して重合反応を継続させることにより、重合体ブロック(A)と一続きに形成される。形成された重合体ブロック(B)は、活性末端を有するものとなる。一方、重合体ブロック(A)からは、活性末端が消失する。 The polymer block (B) in the conjugated diene polymer chain contains the above-mentioned polymer block (A) having an active terminal and 1,3-butadiene, or 1,3-butadiene and an aromatic vinyl compound. By mixing the polymer and the polymer and continuing the polymerization reaction, the polymer block (A) is formed in succession. The polymer block (B) formed has an active terminal. On the other hand, the active terminal disappears from the polymer block (A).
重合体ブロック(B)を形成するために、重合体ブロック(A)と、1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体との重合に用いられる不活性溶媒としては、特に限定されず、上述した不活性溶媒と同じものを用いることができる。 The inertness used to polymerize the polymer block (A) with a monomer containing 1,3-butadiene, or 1,3-butadiene and an aromatic vinyl compound to form the polymer block (B). The solvent is not particularly limited, and the same solvent as the above-mentioned inert solvent can be used.
重合体ブロック(B)を形成する際における、活性末端を有する重合体ブロック(A)の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すればよいが、本発明の効果がより優れる理由から、1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体100g当り、0.1〜5ミリモルが好ましく、0.15〜2ミリモルがより好ましく、0.2〜1.5ミリモルの範囲が特に好ましい。 The amount of the polymer block (A) having an active terminal to be used in forming the polymer block (B) may be determined according to the target molecular weight, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, it may be determined. Per 100 g of the monomer containing 1,3-butadiene, or 1,3-butadiene and an aromatic vinyl compound, 0.1 to 5 mmol is preferable, 0.15 to 2 mmol is more preferable, and 0.2 to 1. The range of 5 mmol is particularly preferred.
重合体ブロック(A)と1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体との混合方法は、特に限定されず、1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体の溶液中に活性末端を有する重合体ブロック(A)を加えてもよいし、活性末端を有する重合体ブロック(A)の溶液中に1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体を加えてもよい。重合の制御の観点より、1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体の溶液中に活性末端を有する重合体ブロック(A)を加える方法が好ましい。 The method for mixing the polymer block (A) with 1,3-butadiene, or a monomer containing 1,3-butadiene and an aromatic vinyl compound is not particularly limited, and 1,3-butadiene, or 1,3 A polymer block (A) having an active end may be added to a solution of a monomer containing −butadiene and an aromatic vinyl compound, or 1,3 may be added to a solution of the polymer block (A) having an active end. -Butadiene, or monomers containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl compounds may be added. From the viewpoint of controlling polymerization, a method of adding the polymer block (A) having an active terminal to a solution of 1,3-butadiene or a monomer containing 1,3-butadiene and an aromatic vinyl compound is preferable.
1,3−ブタジエン、または1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物を含む単量体を重合する際における重合温度は、本発明の効果がより優れる理由から、−80〜+150℃が好ましく、0〜100℃がより好ましく、20〜90℃の範囲が特に好ましい。重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できる。重合体ブロック(B)を共重合体鎖とする場合には、結合のランダム性を制御しやすい点で、回分式が好ましい。 The polymerization temperature when polymerizing a monomer containing 1,3-butadiene or a monomer containing 1,3-butadiene and an aromatic vinyl compound is preferably −80 to + 150 ° C., and is 0, because the effect of the present invention is more excellent. ~ 100 ° C. is more preferable, and the range of 20 to 90 ° C. is particularly preferable. As the polymerization mode, any mode such as batch type and continuous type can be adopted. When the polymer block (B) is a copolymer chain, the batch type is preferable because it is easy to control the randomness of the bond.
重合体ブロック(B)を共重合体鎖とする場合の各単量体の結合様式は、たとえば、ブロック状、テーパー状、およびランダム状などの種々の結合様式とすることができる。これらの中でも、本発明の効果がより優れる理由から、ランダム状が好ましい。なお、1,3−ブタジエンおよび芳香族ビニル化合物の結合様式をランダム状にする場合、本発明の効果がより優れる理由から、重合系内において、1,3−ブタジエンと芳香族ビニル化合物との合計量に対する芳香族ビニル化合物の比率が高くなりすぎないように、1,3−ブタジエンまたは1,3−ブタジエンと芳香族ビニル化合物とを、連続的または断続的に重合系内に供給して重合することが好ましい。 When the polymer block (B) is a copolymer chain, the bonding mode of each monomer can be, for example, various bonding modes such as block-shaped, tapered-shaped, and random-shaped. Among these, the random shape is preferable because the effect of the present invention is more excellent. When the bonding mode of 1,3-butadiene and the aromatic vinyl compound is randomized, the total amount of 1,3-butadiene and the aromatic vinyl compound is added in the polymerization system because the effect of the present invention is more excellent. 1,3-butadiene or 1,3-butadiene and the aromatic vinyl compound are continuously or intermittently supplied into the polymerization system for polymerization so that the ratio of the aromatic vinyl compound to the amount does not become too high. Is preferable.
また、本発明の効果がより優れる理由から、重合体ブロック(B)における1,3−ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するために、重合体ブロック(A)におけるイソプレン単量体単位中のビニル結合含有量の調節時と同様に、重合に際し、不活性溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。ただし、重合体ブロック(A)の調製時に、不活性溶媒に、重合体ブロック(B)における1,3−ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するのに十分な量の極性化合物を添加している場合は、新たに極性化合物を添加しなくてもよい。ビニル結合含有量を調節するために用いられる極性化合物としては、上述した極性化合物と同じものを用いることができる。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、初めの重合反応(1つ目の重合体ブロック(A)を形成するための重合反応)に使用した重合開始剤1モルに対して、0.01〜100モルの範囲で調節するのが好ましく、0.1〜30molの範囲で調節するのがより好ましい。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、1,3−ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ、重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。 Further, for the reason that the effect of the present invention is more excellent, in order to adjust the vinyl bond content in the 1,3-butadiene monomer unit in the polymer block (B), a single amount of isoprene in the polymer block (A). It is preferable to add a polar compound to the inert solvent during the polymerization, as in the case of adjusting the vinyl bond content in the body unit. However, when preparing the polymer block (A), an amount of polar compound sufficient to adjust the vinyl bond content in the 1,3-butadiene monomer unit in the polymer block (B) was added to the inert solvent. If is added, it is not necessary to add a new polar compound. As the polar compound used for adjusting the vinyl bond content, the same polar compound as described above can be used. The amount of the polar compound used may be determined according to the target vinyl bond content, and the polymerization initiation used in the initial polymerization reaction (polymerization reaction for forming the first polymer block (A)) may be started. It is preferably adjusted in the range of 0.01 to 100 mol, more preferably in the range of 0.1 to 30 mol, with respect to 1 mol of the agent. When the amount of the polar compound used is within this range, the vinyl bond content in the 1,3-butadiene monomer unit can be easily adjusted, and problems due to deactivation of the polymerization initiator are unlikely to occur.
重合体ブロック(B)における1,3−ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、1〜90質量%が好ましく、3〜80質量%がより好ましく、5〜70質量%が特に好ましい。 The vinyl bond content in the 1,3-butadiene monomer unit in the polymer block (B) is preferably 1 to 90% by mass, more preferably 3 to 80% by mass, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. , 5 to 70% by mass is particularly preferable.
このようにして、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得ることができる。活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖は、生産性の観点より、重合体ブロック(A)−重合体ブロック(B)で構成され、かつ、重合体ブロック(B)の末端が活性末端であることが好ましいが、重合体ブロック(A)を複数有するものであってもよいし、その他の重合体ブロックを有するものであってもよい。たとえば、重合体ブロック(A)−重合体ブロック(B)−重合体ブロック(A)などの、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖が挙げられる。この場合には、重合体ブロック(B)に続いて形成された重合体ブロック(A)の末端に、活性末端が形成されることとなる。共役ジエン系重合体鎖の活性末端側に重合体ブロック(A)を形成させる場合、本発明の効果がより優れる理由から、イソプレンの使用量は、初めの重合反応(1つ目の重合体ブロック(A)を形成するための重合反応)に使用した重合開始剤1モルに対して、10〜100モルが好ましく、15〜70モルがより好ましく、20〜35モルが特に好ましい。 In this way, a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal having a polymer block (A) and a polymer block (B) can be obtained. From the viewpoint of productivity, the conjugated diene-based polymer chain having an active end is composed of a polymer block (A) and a polymer block (B), and the end of the polymer block (B) is the active end. It is preferable, but it may have a plurality of polymer blocks (A), or it may have other polymer blocks. For example, a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal such as polymer block (A) -polymer block (B) -polymer block (A) can be mentioned. In this case, the active terminal is formed at the end of the polymer block (A) formed following the polymer block (B). When the polymer block (A) is formed on the active terminal side of the conjugated diene-based polymer chain, the amount of isoprene used is determined by the initial polymerization reaction (first polymer block) because the effect of the present invention is more excellent. With respect to 1 mol of the polymerization initiator used in (polymerization reaction for forming (A)), 10 to 100 mol is preferable, 15 to 70 mol is more preferable, and 20 to 35 mol is particularly preferable.
活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖における重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)との質量比(重合体ブロック(A)、重合体ブロック(B)が複数存在する場合は、それぞれの合計質量を基準とした質量比)は、本発明の効果がより優れる理由から、(重合体ブロック(A)の質量)/(重合体ブロック(B)の質量)で、0.001〜0.1が好ましく、0.003〜0.07がより好ましく、0.005〜0.05が特に好ましい。 Mass ratio of polymer block (A) to polymer block (B) in a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal (when a plurality of polymer blocks (A) and polymer blocks (B) are present, each (Mass ratio based on the total mass of) is 0.001 to 0 in (mass of polymer block (A)) / (mass of polymer block (B)) because the effect of the present invention is more excellent. .1 is preferable, 0.003 to 0.07 is more preferable, and 0.005 to 0.05 is particularly preferable.
重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖における、イソプレン単量体単位および1,3−ブタジエン単量体単位の合計単量体単位と、芳香族ビニル単量体単位との含有割合は、本発明の効果がより優れる理由から、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖中、イソプレン単量体単位および1,3−ブタジエン単量体単位の合計単量体単位50〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜50質量%が好ましく、イソプレン単量体単位および1,3−ブタジエン単量体単位の合計単量体単位52〜95質量%、および芳香族ビニル単量体単位5〜48質量%がより好ましい。
また、重合体ブロック(A)および重合体ブロック(B)を有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖における、イソプレン単量体単位中および1,3−ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、上述した重合体ブロック(B)における1,3−ブタジエン単量体単位中のビニル結合含有量と同じ範囲にあることが好ましい。
With the total monomer unit of the isoprene monomer unit and the 1,3-butadiene monomer unit in the conjugated diene polymer chain having the polymer block (A) and the polymer block (B) and having an active terminal. , The content ratio with the aromatic vinyl monomer unit is the isoprene monomer unit and the 1,3-butadiene monomer in the conjugated diene polymer chain having an active terminal because the effect of the present invention is more excellent. Total monomer unit 50-100% by mass and aromatic vinyl monomer unit 0-50% by mass are preferable, and total monomer unit 52 of isoprene monomer unit and 1,3-butadiene monomer unit ~ 95% by mass, and 5 to 48% by mass of aromatic vinyl monomer units are more preferable.
Further, vinyl bonds in the isoprene monomer unit and the 1,3-butadiene monomer unit in the conjugated diene-based polymer chain having an active terminal having the polymer block (A) and the polymer block (B). The content is preferably in the same range as the vinyl bond content in the 1,3-butadiene monomer unit in the polymer block (B) described above, for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
〔第2工程〕
第2工程は、第1工程にて得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に、下記一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンを、第1工程で使用した重合開始剤1モルに対して、ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数換算で1モル以上の割合にて添加して反応させる工程である。
[Second step]
In the second step, the polymerization initiator 1 in which the polyorganosiloxane represented by the following general formula (1) was used in the conjugated diene polymer chain having the active terminal obtained in the first step in the first step. This is a step of adding and reacting the siloxane structure (-Si-O-) in the polyorganosiloxane at a ratio of 1 mol or more in terms of the number of repeating units to the molars.
一般式(1)中、R1〜R8は、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。X1およびX4は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜5のアルコキシ基、および、エポキシ基を含有する炭素数4〜12の基からなる群より選ばれるいずれかの基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。X2は、炭素数1〜5のアルコキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基であり、複数あるX2は、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。X3は、2〜20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基であり、X3が複数あるときは、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。mは3〜200の整数、nは0〜200の整数、kは0〜200の整数であり、m+n+kは3以上である。 In the general formula (1), R 1 to R 8 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms or aryl groups having 6 to 12 carbon atoms, and these may be the same or different from each other. X 1 and X 4 are composed of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group. Any group selected from the group, which may be the same or different from each other. X 2 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group, and a plurality of X 2 may be the same as or different from each other. X 3 is a group containing 2 to 20 repeating units of alkylene glycol, and when there are a plurality of X 3 , they may be the same or different from each other. m is an integer of 3 to 200, n is an integer of 0 to 200, k is an integer of 0 to 200, and m + n + k is 3 or more.
一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、一般式(1)中のR1〜R8、X1およびX4を構成し得る炭素数1〜6のアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基およびシクロへキシル基などが挙げられる。炭素数6〜12のアリール基としては、たとえば、フェニル基およびメチルフェニル基などが挙げられる。これらの中でも、ポリオルガノシロキサン自体の製造の容易性の観点から、メチル基およびエチル基が好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the general formula (1), examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which can constitute R 1 to R 8 , X 1 and X 4 in the general formula (1) are methyl. Examples thereof include a group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group and a cyclohexyl group. Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group and a methylphenyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of easiness of producing the polyorganosiloxane itself.
また、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X1、X2およびX4を構成し得る炭素数1〜5のアルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基およびブトキシ基などが挙げられる。これらの中でも、ポリオルガノシロキサン自体の製造の容易性の観点から、メトキシ基およびエトキシ基が好ましい。 Further, in the polyorganosiloxane represented by the general formula (1), examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms that can constitute X 1 , X 2 and X 4 include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group. Examples thereof include an isopropoxy group and a butoxy group. Among these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable from the viewpoint of easiness of producing the polyorganosiloxane itself.
さらに、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X1、X2およびX4を構成し得るエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基としては、たとえば、下記一般式(6)で表される基が挙げられる。
−Z3−Z4−E2 (6)
一般式(6)中、Z3は、炭素数1〜10のアルキレン基、またはアルキルアリーレン基であり、Z4はメチレン基、硫黄原子、または酸素原子であり、E2はエポキシ基を有する炭素数2〜10の炭化水素基である。
Further, in the polyorganosiloxane represented by the general formula (1), examples of the group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group capable of forming X 1 , X 2 and X 4 include the following general formula (6). ) Can be mentioned.
-Z 3- Z 4- E 2 (6)
In the general formula (6), Z 3 is an alkylene group or an alkylarylene group having 1 to 10 carbon atoms, Z 4 is a methylene group, a sulfur atom or an oxygen atom, and E 2 is a carbon having an epoxy group. It is a hydrocarbon group of several 2 to 10.
一般式(6)で表される基としては、本発明の効果がより優れる理由から、Z4が酸素原子であるものが好ましく、Z4が酸素原子であり、かつ、E2がグリシジル基であるものがより好ましく、Z3が炭素数1〜3のアルキレン基であり、Z4が酸素原子であり、かつ、E2がグリシジル基であるものが特に好ましい。 The group represented by the general formula (6), because the effects of the present invention is more excellent, it is preferable that Z 4 is an oxygen atom, Z 4 is an oxygen atom, and, E 2 is glycidyl group Some are more preferable, and Z 3 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, Z 4 is an oxygen atom, and E 2 is a glycidyl group.
また、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X1およびX4としては、上記の中でも、本発明の効果がより優れる理由から、エポキシ基を含有する炭素数4〜12の基、または、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。また、X2としては、上記の中でも、本発明の効果がより優れる理由から、エポキシ基を含有する炭素数4〜12の基が好ましい。さらに、本発明の効果がより優れる理由から、X1およびX4が炭素数1〜6のアルキル基であり、X2がエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基であることがより好ましい。 Further, in the polyorganosiloxane represented by the general formula (1), X 1 and X 4 are groups having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group because the effect of the present invention is more excellent than the above. , Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable. As the X 2, among the above, because the effect of the present invention is more excellent group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group is preferable. Further, it is more preferable that X 1 and X 4 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms and X 2 is a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group for the reason that the effect of the present invention is more excellent. ..
また、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X3、すなわち2〜20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基としては、本発明の効果がより優れる理由から、下記一般式(7)で表される基が好ましい。 Further, the polyorganosiloxane expressed by the general formula (1), X 3, that is, as the group containing repeating units of alkylene glycol having 2 to 20, for reasons that the effect of the present invention is more excellent, the following general formula ( The group represented by 7) is preferable.
一般式(7)中、tは2〜20の整数であり、X5は炭素数2〜10のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、R15は水素原子またはメチル基であり、X6は炭素数1〜10のアルコキシ基またはアリールオキシ基である。これらの中でも、tが2〜8の整数であり、X5が炭素数3のアルキレン基であり、R15が水素原子であり、かつ、X6がメトキシ基であるものが好ましい。なお、一般式(7)中、*は結合位置である。 In the general formula (7), t is an integer of 2 to 20, X 5 is an alkylene group or an alkylarylene group having 2 to 10 carbon atoms, R 15 is a hydrogen atom or a methyl group, and X 6 is a carbon. It is an alkoxy group or an aryloxy group having a number of 1 to 10. Among these, it is preferable that t is an integer of 2 to 8, X 5 is an alkylene group having 3 carbon atoms, R 15 is a hydrogen atom, and X 6 is a methoxy group. In the general formula (7), * is a coupling position.
一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、mは3〜200の整数であり、20〜150の整数が好ましく、30〜120の整数がより好ましい。mが3以上であると、得られる共役ジエン系ゴムのカップリング率が高くなり、その結果、本発明の効果がより優れる。また、mが200以下であると、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサン自体の製造がより容易になると共に、その粘度が高くなりすぎず、取り扱いもより容易となる。 In the polyorganosiloxane represented by the general formula (1), m is an integer of 3 to 200, preferably an integer of 20 to 150, and more preferably an integer of 30 to 120. When m is 3 or more, the coupling rate of the obtained conjugated diene rubber becomes high, and as a result, the effect of the present invention is more excellent. Further, when m is 200 or less, the polyorganosiloxane itself represented by the general formula (1) can be more easily produced, its viscosity does not become too high, and it becomes easier to handle.
また、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、nは0〜200の整数であり、0〜150の整数が好ましく、0〜120の整数がより好ましく。kは0〜200の整数であり、0〜150の整数が好ましく、0〜130の整数がより好ましい。m、nおよびkの合計数は3以上であり、3〜400が好ましく、20〜300がより好ましく、30〜250が特に好ましい。m、nおよびkの合計数が3以上であると、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンと活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖との反応が進行し易く、さらに、m、nおよびkの合計数が400以下であると、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサン自体の製造が容易になると共に、その粘度が高くなりすぎず、取り扱いも容易となる。 Further, in the polyorganosiloxane represented by the general formula (1), n is an integer of 0 to 200, preferably an integer of 0 to 150, and more preferably an integer of 0 to 120. k is an integer of 0 to 200, preferably an integer of 0 to 150, and more preferably an integer of 0 to 130. The total number of m, n and k is 3 or more, preferably 3 to 400, more preferably 20 to 300, and particularly preferably 30 to 250. When the total number of m, n and k is 3 or more, the reaction between the polyorganosiloxane represented by the general formula (1) and the conjugated diene polymer chain having an active terminal is likely to proceed, and further, m, When the total number of n and k is 400 or less, the polyorganosiloxane itself represented by the general formula (1) can be easily produced, its viscosity does not become too high, and its handling becomes easy.
第2工程における、ポリオルガノシロキサンの使用量は、上述した第1工程において重合に使用した重合開始剤1モルに対して、ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数に換算して、1モル以上であり、本発明の効果がより優れる理由から、1〜2.5モルが好ましく、1.1〜2モルがより好ましい。 The amount of polyorganosiloxane used in the second step is the number of repeating units of the siloxane structure (-Si-O-) in the polyorganosiloxane with respect to 1 mol of the polymerization initiator used for polymerization in the first step described above. 1 to 2.5 mol is preferable, and 1.1 to 2 mol is more preferable, for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
ポリオルガノシロキサンの使用量を、重合開始剤1モルに対して、シロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数換算で1モル以上とすることにより、第1工程により得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端のうち、実質的に全ての活性末端を、ポリオルガノシロキサンと反応させることができるため、好ましい。すなわち、第1工程により得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の、活性末端としてのアルキル金属基、すなわち、−R−M+(Rは、重合体鎖末端を形成する炭化水素基、Mは、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、または、ランタン系列金属原子)で表される基が実質的に残存しないような状態とすることができる。 By setting the amount of polyorganosiloxane used to 1 mol or more in terms of the number of repeating units of the siloxane structure (-Si-O-) with respect to 1 mol of the polymerization initiator, the active terminal obtained in the first step can be obtained. Of the active ends of the conjugated diene-based polymer chain having, substantially all the active ends can be reacted with polyorganosiloxane, which is preferable. That is, the alkyl metal group as the active end of the conjugated diene-based polymer chain having the active end obtained in the first step, that is, −R − M + (R is a hydrocarbon group forming the polymer chain end). , M can be in a state in which a group represented by an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a lanthanum series metal atom) does not substantially remain.
そして、これにより、後述する第3工程において、一般式(2)で表される化合物を反応させた際に、一般式(2)で表される化合物が、第1工程により得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端と直接反応してしまうことを実質的に抑制することができる。その結果、一般式(2)で表される化合物を、共役ジエン系重合体鎖と、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンとが反応することにより生じた反応残基に対して、適切に反応させることができる。そして、これにより、共役ジエン系重合体鎖に、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンに由来する構造を介した、一般式(2)で表される化合物による変性構造を適切に導入することができ、このような変性構造を導入することによる効果、すなわち、優れたウェット性能、転がり性能および粘度の経時変化の抑制を実現できるものである。 As a result, when the compound represented by the general formula (2) is reacted in the third step described later, the compound represented by the general formula (2) is the active terminal obtained by the first step. It is possible to substantially suppress the direct reaction with the active end of the conjugated diene-based polymer chain having. As a result, with respect to the reaction residue generated by the reaction of the compound represented by the general formula (2) with the conjugated diene polymer chain and the polyorganosiloxane represented by the general formula (1). It can be reacted appropriately. As a result, a modified structure of the compound represented by the general formula (2) is appropriately introduced into the conjugated diene-based polymer chain via the structure derived from the polyorganosiloxane represented by the general formula (1). It is possible to realize the effect of introducing such a modified structure, that is, excellent wet performance, rolling performance, and suppression of change in viscosity with time.
ポリオルガノシロキサンと活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖とを反応させる方法は、特に限定されないが、これらを、それぞれが溶解可能な溶媒中で、混合する方法などが挙げられる。この際に用いる溶媒としては、上述した第1工程において用いる不活性溶媒として例示したものなどを用いることができる。また、この際においては、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得るための重合に用いた重合溶液に、ポリオルガノシロキサンを添加する方法が簡便であり好ましい。また、この際においては、ポリオルガノシロキサンは、不活性溶媒に溶解して重合系内に添加することが好ましく、その溶液濃度は、1〜50質量%の範囲とすることが好ましい。反応温度は、特に限定されないが、通常0〜120℃であり、反応時間も特に限定されないが、通常1分〜1時間である。 The method for reacting the polyorganosiloxane with the conjugated diene polymer chain having an active terminal is not particularly limited, and examples thereof include a method of mixing these in a solvent in which each can be dissolved. As the solvent used at this time, those exemplified as the inert solvent used in the first step described above can be used. Further, in this case, a method of adding polyorganosiloxane to the polymerization solution used for the polymerization for obtaining the conjugated diene polymer chain having an active terminal is convenient and preferable. In this case, the polyorganosiloxane is preferably dissolved in an inert solvent and added to the polymerization system, and the solution concentration is preferably in the range of 1 to 50% by mass. The reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0 to 120 ° C., and the reaction time is also not particularly limited, but is usually 1 minute to 1 hour.
活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液に、ポリオルガノシロキサンを添加する時期は特に限定されないが、重合反応が完結しておらず、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液が単量体をも含有している状態、より具体的には、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液が、100ppm以上、より好ましくは300〜50,000ppmの単量体を含有している状態で、この溶液にポリオルガノシロキサンを添加することが望ましい。ポリオルガノシロキサンの添加をこのように行なうことにより、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖と重合系中に含まれる不純物などとの副反応を抑制して、反応を良好に制御することが可能となる。 The timing of adding the polyorganosiloxane to the solution containing the conjugated diene polymer chain having an active end is not particularly limited, but the polymerization reaction is not completed and the conjugated diene polymer chain having an active end is contained. The state in which the solution to be prepared also contains a monomer, more specifically, the solution containing a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal is a single amount of 100 ppm or more, more preferably 300 to 50,000 ppm. It is desirable to add the polyorganosiloxane to this solution with the body contained. By adding the polyorganosiloxane in this way, it is possible to suppress side reactions between the conjugated diene polymer chain having an active terminal and impurities contained in the polymerization system, and to control the reaction well. It becomes.
第2工程においては、上述した第1工程にて得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端に、変性剤としてのポリオルガノシロキサンを反応させるものであるが、共役ジエン系重合体鎖の活性末端は、シロキサン構造中のケイ素原子と反応することとなる。あるいは、共役ジエン系重合体鎖の活性末端のうち一部は、ポリオルガノシロキサンの側鎖のアルコキシ基またはエポキシ基(一般式(1)中、必須として含まれるX2を形成するアルコキシ基またはエポキシ基等)と反応することとなる。そして、第2工程によれば、このような反応により、共役ジエン系重合体鎖に、シロキサンによる変性構造を導入するものである。 In the second step, polyorganosiloxane as a modifier is reacted with the active end of the conjugated diene-based polymer chain having the active end obtained in the first step described above, but the conjugated diene-based weight The active end of the coalesced chain will react with the silicon atom in the siloxane structure. Alternatively, a portion of the active end of the conjugated diene polymer chain, in alkoxy group, or epoxy group in the side chain of the polyorganosiloxane (general formula (1), an alkoxy group or an epoxy to form an X 2 contained as an essential It will react with the group etc.). Then, according to the second step, a modified structure with siloxane is introduced into the conjugated diene-based polymer chain by such a reaction.
具体的には、共役ジエン系重合体鎖の活性末端が、シロキサン構造中のケイ素原子と反応することで、共役ジエン系重合体鎖は、シロキサン構造中のケイ素原子と共役ジエン系重合体鎖の活性末端との間に新たな結合を形成し、共役ジエン系重合体鎖の末端に、シロキサンによる変性構造が導入されるとともに、シロキサン構造中の酸素原子と、共役ジエン系重合体鎖の活性末端を形成していた金属原子との間で、これらの反応残基として、−O−M+(Mは、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、または、ランタン系列金属原子)で表される基が形成されると考えられる。 Specifically, the active end of the conjugated diene polymer chain reacts with the silicon atom in the siloxane structure, so that the conjugated diene polymer chain is formed by the silicon atom in the siloxane structure and the conjugated diene polymer chain. A new bond is formed between the active end and the modified structure by siloxane is introduced at the end of the conjugated diene polymer chain, and the oxygen atom in the siloxane structure and the active end of the conjugated diene polymer chain are introduced. A group represented by −O − M + (M is an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a lanthanum series metal atom) as these reaction residues with the metal atom forming the above. Is considered to be formed.
あるいは、共役ジエン系重合体鎖の活性末端が、ポリオルガノシロキサンの側鎖のエポキシ基と反応することで、エポキシ基が開環し、エポキシ基が開環した部分の炭素原子と共役ジエン系重合体鎖の活性末端との間に新たな結合を形成し、共役ジエン系重合体鎖の末端に、シロキサン構造が導入されるとともに、エポキシ基中の酸素原子と、共役ジエン系重合体鎖の活性末端を形成していた金属原子との間で、これらの反応残基として、−O−M+で表される基が形成されると考えられる。または、共役ジエン系重合体鎖の活性末端が、ポリオルガノシロキサンの側鎖のアルコキシ基と反応することで、アルコキシ基が脱離し、共役ジエン系重合体鎖は、シロキサン構造中のケイ素原子と共役ジエン系重合体鎖の活性末端との間に新たな結合を形成し、共役ジエン系重合体鎖の末端に、シロキサン構造が導入される。 Alternatively, the active end of the conjugated diene polymer chain reacts with the epoxy group in the side chain of the polyorganosiloxane to open the epoxy group, and the carbon atom in the portion where the epoxy group is opened and the conjugated diene weight. A new bond is formed between the active end of the coalesced chain, a siloxane structure is introduced at the end of the conjugated diene polymer chain, and the oxygen atom in the epoxy group and the activity of the conjugated diene polymer chain are active. It is considered that a group represented by −O − M + is formed as these reaction residues with the metal atom forming the terminal. Alternatively, the active end of the conjugated diene polymer chain reacts with the alkoxy group of the side chain of the polyorganosiloxane to eliminate the alkoxy group, and the conjugated diene polymer chain is conjugated with the silicon atom in the siloxane structure. A new bond is formed with the active end of the diene-based polymer chain, and a siloxane structure is introduced at the end of the conjugated diene-based polymer chain.
特に、第2工程においては、ポリオルガノシロキサンの使用量を、重合開始剤1モルに対して、シロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数換算で1モル以上とするものであるため、第1工程により得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖のうち、ほぼ全ての共役ジエン系重合体鎖に、シロキサンによる変性構造が導入することができる。そのため、第1工程により得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端としてのアルキル金属基、すなわち、−R−M+のうち、ほぼ全てを残存しないような状態とすることができ、これに代えて、反応残基としての−O−M+で表される基が形成されることとなる。ただし、本発明においては、ごく少量(たとえば、5質量%以下)であれば、シロキサンによる変性がされていない未変性の活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含むものであってもよく(すなわち、ごく少量であれば、第1工程により得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端としてのアルキル金属基、すなわち、−R−M+が残存したものが含まれていてもよく)、このような場合を排除するものではない。 In particular, in the second step, the amount of polyorganosiloxane used is 1 mol or more in terms of the number of repeating units of the siloxane structure (-Si-O-) with respect to 1 mol of the polymerization initiator. Among the conjugated diene-based polymer chains having active terminals obtained in the first step, a modified structure with siloxane can be introduced into almost all the conjugated diene-based polymer chains. Therefore, the alkyl metal group as the active terminal of the conjugated diene polymer chain having the active terminal obtained in the first step, that is, -R - M + , can be brought into a state in which almost all of them do not remain. Instead, a group represented by −O − M + as a reaction residue will be formed. However, in the present invention, if it is a very small amount (for example, 5% by mass or less), it may contain a conjugated diene polymer chain having an unmodified active terminal that has not been modified with siloxane (for example, 5% by mass or less). That is, if the amount is very small, the alkyl metal group as the active terminal of the conjugated diene polymer chain having the active terminal obtained in the first step, that is, the one in which −R − M + remains is contained. Well), it does not rule out such cases.
なお、第2工程において、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンを反応させる前の状態のときに、本発明の効果を阻害しない範囲で、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端の一部を、従来から通常使用されているカップリング剤や変性剤などを重合系内に添加して、カップリングや変性を行ってもよい。 In the second step, the effect of the present invention is not impaired in the state before the polyorganosiloxane represented by the general formula (1) is reacted with the conjugated diene polymer chain having an active terminal. , Even if a part of the active end of the conjugated diene polymer chain having an active end is added to the polymerization system with a coupling agent or a modifier which is usually used conventionally to perform coupling or modification. Good.
〔第3工程〕
第3工程は、第2工程で得られるポリオルガノシロキサンを反応させた共役ジエン系重合体鎖に、下記一般式(2)で表される化合物を反応させる工程である。
[Third step]
The third step is a step of reacting the conjugated diene-based polymer chain obtained by reacting the polyorganosiloxane obtained in the second step with a compound represented by the following general formula (2).
一般式(2)中、R9は、ヒドロカルビル基であり、A1は、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖とポリオルガノシロキサンとの反応により生成した反応残基と反応しうる基であり、A2は、窒素原子を含有する基であり、pは0〜2の整数、qは1〜3の整数、rは1〜3の整数、p+q+r=4である。 In the general formula (2), R 9 is a hydrocarbyl group, and A 1 is a group capable of reacting with a reaction residue generated by a reaction between a conjugated diene polymer chain having an active terminal and a polyorganosiloxane. , A 2 is a group containing a nitrogen atom, p is an integer of 0 to 2, q is an integer of 1 to 3, r is an integer of 1 to 3, and p + q + r = 4.
本発明によれば、上述の第2工程において、第1工程により得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端としてのアルキル金属基、すなわち、−R−M+のうち、ほぼ全てを残存しないような状態とし、これに代えて、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンとの反応による、反応残基としての−O−M+で表される基を有するものとしているため、本発明の第3工程によれば、一般式(2)で表される化合物は、このような反応残基としての−O−M+で表される基(−O−M+で表される基が加水分解され、水酸基に変換されたものを含む)と適切に反応させることができるものである。 According to the present invention, in the above-mentioned second step, substantially of the alkyl metal group as the active end of the conjugated diene polymer chain having the active end obtained in the first step, that is, −R − M +. It is assumed that all of them are in a state where they do not remain, and instead, they have a group represented by −O − M + as a reaction residue by the reaction with the polyorganosiloxane represented by the general formula (1). Therefore, according to the third step of the present invention, the compound represented by the general formula (2) has a group (−O − M +) represented by −O − M + as such a reaction residue. It can be appropriately reacted with (including those in which the represented group is hydrolyzed and converted into a hydroxyl group).
すなわち、本発明によれば、一般式(2)で表される化合物が、−R−M+で表される基と反応してしまうことにより、共役ジエン系重合体鎖に、直接、一般式(2)で表される化合物による変性構造が導入されてしまうことを適切に抑制することができ、これにより、共役ジエン系重合体鎖に、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンに由来する構造を介した、一般式(2)で表される化合物による変性構造を、適切に導入することができるものである。そして、その結果として、優れたウェット性能、転がり性能および粘度の経時変化の抑制を実現できるものである。 That is, according to the present invention, compounds represented by the general formula (2) is, -R - by reacts with the group represented by M +, the conjugated diene polymer chain, directly, the general formula It is possible to appropriately suppress the introduction of the modified structure by the compound represented by (2), thereby forming the conjugated diene polymer chain into the polyorganosiloxane represented by the general formula (1). The modified structure of the compound represented by the general formula (2) can be appropriately introduced through the derived structure. As a result, excellent wet performance, rolling performance, and suppression of changes in viscosity with time can be realized.
ただし、第3工程において用いる、ポリオルガノシロキサンを反応させた共役ジエン系重合体鎖としては、上述した第2工程を経たものであればよく、シロキサンによる変性構造が導入された共役ジエン系重合体鎖に加えて、ごく少量(たとえば、5質量%以下)であれば、シロキサン変性構造が導入されていない未変性の活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖が残存したものであってもよく(すなわち、ごく少量であれば、第1工程により得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端としてのアルキル金属基、すなわち、−R−M+が残存したものが含まれていてもよく)、さらには、シロキサンによる変性構造が導入された結果形成された、反応残基としての−O−M+の一部が加水分解され、水酸基に変換されたものを含むものであってもよい。 However, the conjugated diene polymer chain obtained by reacting the polyorganosiloxane used in the third step may be one that has undergone the second step described above, and is a conjugated diene polymer having a modified structure with siloxane introduced therein. In addition to the chains, if the amount is very small (for example, 5% by mass or less), a conjugated diene polymer chain having an unmodified active terminal into which a siloxane-modified structure has not been introduced may remain (for example, 5% by mass or less). That is, if the amount is very small, the alkyl metal group as the active terminal of the conjugated diene-based polymer chain having the active terminal obtained in the first step, that is, the one in which −R − M + remains is contained. (Often), and further, a part of −O − M + as a reaction residue formed as a result of introducing a modified structure with siloxane is hydrolyzed and converted into a hydroxyl group. May be good.
一般式(2)で表される化合物において、一般式(2)中のR9は、ヒドロカルビル基であり、たとえば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などが挙げられるが、本発明の効果がより優れる理由から、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などが挙げられ、これらのなかでも、本発明の効果がより優れる理由から、メチル基、エチル基がより好ましい。 In the compound represented by the general formula (2), R 9 in the general formula (2) is a hydrocarbyl group, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group and an aralkyl group. , An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable because the effect of the present invention is more excellent. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like, and among these, the effect of the present invention is more effective. Methyl group and ethyl group are more preferable for excellent reasons.
一般式(2)で表される化合物において、一般式(2)中のA1は、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖とポリオルガノシロキサンとの反応により生成した反応残基(典型的には、−O−M+で表される基)と反応しうる基であり、−OR10(R10は水素原子またはヒドロカルビル基)で表される基が好ましい。R10を構成し得るヒドロカルビル基としては、たとえば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などが挙げられるが、上記反応残基との反応性の観点より、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などが挙げられ、これらのなかでも、本発明の効果がより優れる理由から、メチル基、エチル基がより好ましい。 In the compound represented by the general formula (2), A 1 in the general formula (2) is a reaction residue (typically) generated by the reaction of a conjugated diene polymer chain having an active terminal with polyorganosiloxane. is, -O - a group capable of reacting with group) represented by M +, the group represented by -OR 10 (R 10 is a hydrogen atom or a hydrocarbyl group). Examples of the hydrocarbyl group that can constitute R 10 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, and the like. From the viewpoint of reactivity with the reaction residue, the number of carbon atoms is 1 to 1. The alkyl group of 6 is preferred. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like, and among these, the effect of the present invention is more effective. Methyl group and ethyl group are more preferable for excellent reasons.
一般式(2)で表される化合物において、一般式(2)中のA2は、窒素原子を含有する基であり、窒素原子を含有する基であれば特に限定されないが、窒素原子を有する有機基が好ましく、たとえば、3−アミノプロピル基、4−アミノブチル基、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピル基、2−ジメチルアミノエチル基、3−ジメチルアミノプロピル基、3−ジエチルアミノプロピル基、3−ジプロピルアミノプロピル基、3−ジブチルアミノプロピル基、3−フェニルメチルアミノプロピル基、3−(4−メチルピペラジニル)プロピル基、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピル基、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピル基、N,N’、N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基などが挙げられる。これらの中でも、本発明の効果がより優れる理由から、3−アミノプロピル基、4−アミノブチル基、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピル基などの、活性水素原子を有する1級アミノ基および/または活性水素原子を有する2級アミノ基を含有する基が好ましい。なお、「活性水素原子」とは、炭素原子以外の原子に結合した水素原子をいい、ポリメチレン鎖の炭素−水素結合よりも結合エネルギーが低いことが好ましい。 In the compound represented by the general formula (2), A 2 in the general formula (2) is a group containing a nitrogen atom, and is not particularly limited as long as it is a group containing a nitrogen atom, but has a nitrogen atom. Organic groups are preferred, for example 3-aminopropyl group, 4-aminobutyl group, 3- (2-aminoethylamino) propyl group, 2-dimethylaminoethyl group, 3-dimethylaminopropyl group, 3-diethylaminopropyl group. , 3-Dipropylaminopropyl group, 3-dibutylaminopropyl group, 3-phenylmethylaminopropyl group, 3- (4-methylpiperazinyl) propyl group, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyl group, N , N-bis (triethylsilyl) aminopropyl group, N, N', N'-tris (trimethylsilyl) -N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl group and the like. Among these, for the reason that the effect of the present invention is more excellent, primary amino groups having an active hydrogen atom such as 3-aminopropyl group, 4-aminobutyl group, 3- (2-aminoethylamino) propyl group and / Or a group containing a secondary amino group having an active hydrogen atom is preferable. The "active hydrogen atom" refers to a hydrogen atom bonded to an atom other than a carbon atom, and preferably has a lower binding energy than the carbon-hydrogen bond of a polymethylene chain.
一般式(2)で表される化合物において、pは0〜2の整数、qは1〜3の整数、rは1〜3の整数、p+q+r=4である。活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖とポリオルガノシロキサンとの反応により生成した反応残基との反応性の観点より、pは0〜1の整数、qは2〜3の整数であり、rは1〜2の整数であるのが好ましく、p=0、q=3、r=1であるのがより好ましい。なお、pが2である場合において、一般式(2)で表される化合物1分子中に2個含まれるR9で表される基は、同一のものであってもよいし、互いに異なるものであってもよい。同様に、qが2または3である場合において、一般式(2)で表される化合物1分子中に複数含まれるA1で表される基は、同一のものであってもよいし、互いに異なるものであってもよく、rが2または3である場合において、一般式(2)で表される化合物1分子中に複数含まれるA2で表される基は、同一のものであってもよいし、互いに異なるものであってもよい。 In the compound represented by the general formula (2), p is an integer of 0 to 2, q is an integer of 1 to 3, r is an integer of 1 to 3, and p + q + r = 4. From the viewpoint of reactivity between the conjugated diene polymer chain having an active terminal and the reaction residue generated by the reaction with polyorganosiloxane, p is an integer of 0 to 1, q is an integer of 2 to 3, and r. Is preferably an integer of 1 to 2, and more preferably p = 0, q = 3, and r = 1. When p is 2, the groups represented by R 9 contained in one molecule of the compound represented by the general formula (2) may be the same or different from each other. It may be. Similarly, when q is 2 or 3, a group represented by the general formula A 1 which contains multiple compounds per molecule represented by (2) may be the same, together It may be different, and when r is 2 or 3, the groups represented by A 2 contained in one molecule of the compound represented by the general formula (2) are the same. It may be different from each other.
一般式(2)で表される化合物の具体例としては、特に限定されないが、たとえば、一般式(2)中のA2が、活性水素原子を有する1級アミノ基および/または活性水素原子を有する2級アミノ基を含有する基である化合物として、3−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのA2として、3−アミノプロピル基を有する化合物;4−アミノブチルジメチルメトキシシラン、4−アミノブチルメチルジメトキシシラン、4−アミノブチルトリメトキシシラン、4−アミノブチルジメチルエトキシシラン、4−アミノブチルメチルジエトキシシラン、4−アミノブチルトリエトキシシランなどのA2として4−アミノブチル基を有する化合物;3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルジメチルメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルメチルジメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルジメチルエトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルメチルジエトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシランなどのA2として、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピル基を有する化合物;などが挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (2) are not particularly limited, but for example, A 2 in the general formula (2) is a primary amino group having an active hydrogen atom and / or an active hydrogen atom. As a compound which is a group containing a secondary amino group, 3-aminopropyldimethylmethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane, 3-aminopropyl methyl diethoxy silane, as a 2, such as 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-amino compound having a propyl group; 4-aminobutyl dimethylmethoxysilane, 4-aminobutyl methyl dimethoxy silane, 4-aminobutyl trimethoxysilane 4-amino-butyldimethyl silane, 4-aminobutyl methyl diethoxy silane, 4 compounds having a 4-aminobutyl group as a 2, such as aminobutyl triethoxysilane; 3- (2-aminoethylamino) propyl dimethyl Methoxysilane, 3- (2-aminoethylamino) propylmethyldimethoxysilane, 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethylamino) propyldimethylethoxysilane, 3- (2-) aminoethylamino) propyl methyl diethoxy silane, as a 2, such as 3- (2-aminoethylamino) propyltriethoxysilane, compounds having a 3- (2-aminoethylamino) propyl group; and the like.
また、一般式(2)中のA2が、活性水素原子を有する1級アミノ基および/または活性水素原子を有する2級アミノ基を含有する基以外の基である化合物として、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルジメチルエトキシシランなどのA2として、3−ジメチルアミノプロピル基を有する化合物;3−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルジメチルエトキシシランなどのA2として、3−ジエチルアミノプロピル基を有する化合物;3−ジプロピルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジプロピルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジプロピルアミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジプロピルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジプロピルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジプロピルアミノプロピルジメチルエトキシシランなどのA2として、3−ジプロピルアミノプロピル基を有する化合物;3−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジブチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジブチルアミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジブチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジブチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジブチルアミノプロピルジメチルエトキシシランなどのA2として、3−ジブチルアミノプロピル基を有する化合物;3−フェニルメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルメチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−フェニルメチルアミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−フェニルメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−フェニルメチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−フェニルメチルアミノプロピルジメチルエトキシシランなどのA2として、3−フェニルメチルアミノプロピル基を有する化合物;3−(4−メチルピペラジニル)プロピルトリメトキシシラン、3−(4−メチルピペラジニル)プロピルメチルジメトキシシラン、3−(4−メチルピペラジニル)プロピルジメチルメトキシシラン、3−(4−メチルピペラジニル)プロピルトリエトキシシラン、3−(4−メチルピペラジニル)プロピルメチルジエトキシシラン、3−(4−メチルピペラジニル)プロピルジメチルエトキシシランなどのA2として、3−(4−メチルピペラジニル)プロピル基を有する化合物; Further, as a compound in which A 2 in the general formula (2) is a group other than a primary amino group having an active hydrogen atom and / or a group containing a secondary amino group having an active hydrogen atom, 3-dimethylamino. Propyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminopropylmethyldimethoxysilane, 3-dimethylaminopropyldimethylmethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltriethoxysilane, 3-dimethylaminopropylmethyldiethoxysilane, 3-dimethylaminopropyldimethylethoxysilane Such as A 2 , a compound having a 3-dimethylaminopropyl group; 3-diethylaminopropyltrimethoxysilane, 3-diethylaminopropylmethyldimethoxysilane, 3-diethylaminopropyldimethylmethoxysilane, 3-diethylaminopropyltriethoxysilane, 3- diethylaminopropyl methyl diethoxy silane, 3 as a 2, such as diethylaminopropyl dimethyl silane, a compound having a 3-diethylamino-propyl; 3-dipropyl-aminopropyltrimethoxysilane, 3-dipropyl-aminopropyl methyl dimethoxy silane, 3 - dipropyl aminopropyldimethylmethoxysilane, 3-dipropyl-aminopropyltriethoxysilane, 3-dipropyl-aminopropyl methyl diethoxy silane, as a 2, such as 3-dipropylamino-aminopropyldimethylethoxysilane, 3-dipropylamino Compounds with propyl groups; 3-dibutylaminopropyltrimethoxysilane, 3-dibutylaminopropylmethyldimethoxysilane, 3-dibutylaminopropyldimethylmethoxysilane, 3-dibutylaminopropyltriethoxysilane, 3-dibutylaminopropylmethyldiethoxy silane, 3 as a 2, such as dibutyl-aminopropyldimethylethoxysilane, 3-compound having dibutyl aminopropyl group; 3-phenyl-methyl aminopropyl trimethoxy silane, 3-phenylmethyl-aminopropyl methyl dimethoxysilane, 3-phenylmethyl aminopropyldimethylmethoxysilane, 3-phenylmethyl-aminopropyltriethoxysilane, 3-phenylmethyl-aminopropyl methyl diethoxy silane, as a 2, such as 3-phenylmethyl-aminopropyldimethylethoxysilane, 3-phenylmethyl-aminopropyl group Compounds; 3- (4-Methylpiperadi) Nyl) propyltrimethoxysilane, 3- (4-methylpiperazinyl) propylmethyldimethoxysilane, 3- (4-methylpiperazinyl) propyldimethylmethoxysilane, 3- (4-methylpiperazinyl) propyltriethoxy silane, 3- (4-methylpiperazinyl) propyl methyl diethoxy silane, 3- (4-methylpiperazinyl) as a 2, such as dimethyl silane, 3- (4-methylpiperazinyl) propyl Compounds with;
N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシランなどのA2として、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピル基を有する化合物;N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシランなどのA2として、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピル基を有する化合物;N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシシランなどのA2として、N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基を有する化合物;などが挙げられる。 N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyltrimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyltriethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) as a 2, such as amino propyl methyl diethoxy silane, N, compounds with N- bis (trimethylsilyl) aminopropyl groups; N, N- bis (triethylsilyl) aminopropyltrimethoxysilane, N, N- bis (trimethylsilyl) aminopropyltriethoxysilane, N, N- bis (triethylsilyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, N, as a 2, such as N- bis (triethylsilyl) aminopropyl methyl diethoxy silane, N, N- bis (triethylsilyl ) Compounds with aminopropyl groups; N, N', N'-tris (trimethylsilyl) -N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N, N', N'-tris (trimethylsilyl) -N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N, N', N'-tris (trimethylsilyl) -N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N, N ', as a 2, such as N'- tris (trimethylsilyl) -N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl methyl diethoxy silane, N, N', N'- tris (trimethylsilyl) -N- ( 2-Aminoethyl) -3-aminopropyl group-bearing compounds; and the like.
一般式(2)で表される化合物の使用量は、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、第1工程で使用した重合開始剤1モルに対して、0.1〜5モルが好ましく、0.2〜2モルがより好ましく、0.4〜1.5モルが特に好ましい。 The amount of the compound represented by the general formula (2) is not particularly limited, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, 0.1 to 5 is applied to 1 mol of the polymerization initiator used in the first step. The moles are preferable, 0.2 to 2 moles are more preferable, and 0.4 to 1.5 moles are particularly preferable.
共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液に、一般式(2)で表される化合物を添加する時期は、上述した第2工程において一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンを添加した後であれば、特に限定されない。たとえば、上述した第2工程と同様に、重合反応が完結しておらず、共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液が単量体をも含有している状態、より具体的には、共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液が、100ppm以上、より好ましくは300〜50,000ppmの単量体を含有している状態で、この溶液に一般式(2)で表される化合物を添加することができる。一般式(2)で表される化合物の添加をこのように行なうことにより、共役ジエン系重合体鎖と重合系中に含まれる不純物などとの副反応を抑制して、反応を良好に制御することが可能となる。あるいは、共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液に、一般式(2)で表される化合物を添加する前、あるいは添加した後に、この溶液に、水やメタノールなどのアルコールを添加することで、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンとの反応により形成された、反応残基としての−O−M+で表される基を加水分解し、水酸基に変換した状態にて、変性反応を行ってもよい。一般式(2)で表される化合物を共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液に添加する際、一般式(2)で表される化合物は不活性溶媒に溶解してから添加してもよいし、不活性溶媒に溶解せずに直接添加してもよい。反応温度、反応時間は、第1工程と同様である。 The timing for adding the compound represented by the general formula (2) to the solution containing the conjugated diene-based polymer chain is after the addition of the polyorganosiloxane represented by the general formula (1) in the second step described above. If so, there is no particular limitation. For example, as in the second step described above, the polymerization reaction is not completed, and the solution containing the conjugated diene polymer chain also contains the monomer, more specifically, the conjugated diene. The compound represented by the general formula (2) is added to this solution in a state where the solution containing the system polymer chain contains 100 ppm or more, more preferably 300 to 50,000 ppm of monomer. Can be done. By adding the compound represented by the general formula (2) in this way, side reactions between the conjugated diene polymer chain and impurities contained in the polymerization system are suppressed, and the reaction is satisfactorily controlled. It becomes possible. Alternatively, by adding an alcohol such as water or methanol to the solution containing the conjugated diene polymer chain before or after adding the compound represented by the general formula (2), the solution can be used. A modification reaction in a state where the group represented by −O − M + as a reaction residue formed by the reaction with the polyorganosiloxane represented by the general formula (1) is hydrolyzed and converted into a hydroxyl group. May be done. When the compound represented by the general formula (2) is added to the solution containing the conjugated diene polymer chain, the compound represented by the general formula (2) may be added after being dissolved in the inert solvent. However, it may be added directly without being dissolved in the inert solvent. The reaction temperature and reaction time are the same as in the first step.
そして、一般式(2)で表される化合物を反応させた後、必要に応じて、公知の重合停止剤などを添加して、反応系を失活させた後、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤、クラム化剤、およびスケール防止剤などを反応溶液に添加し、その後、直接乾燥またはスチームストリッピングなどにより反応溶液から重合溶媒を分離して、共役ジエン系ゴムを回収する。なお、反応溶液から重合溶媒を分離する前に、重合溶液に伸展油を混合し、共役ジエン系ゴムを油展ゴムとして回収してもよい。 Then, after reacting the compound represented by the general formula (2), if necessary, a known polymerization inhibitor or the like is added to inactivate the reaction system, and then, if desired, a phenol-based stabilizer. , Phosphorus stabilizers, antiaging agents such as sulfur stabilizers, crumbing agents, scale inhibitors, etc. are added to the reaction solution, and then the polymerization solvent is separated from the reaction solution by direct drying or steam stripping. Then, the conjugated diene rubber is collected. Before separating the polymerization solvent from the reaction solution, the polymerization solution may be mixed with the spreading oil and the conjugated diene rubber may be recovered as the oil spreading rubber.
共役ジエン系ゴムを油展ゴムとして回収する場合に用いる伸展油としては、たとえば、パラフィン系、芳香族系およびナフテン系の石油系軟化剤、植物系軟化剤、ならびに脂肪酸などが挙げられる。石油系軟化剤を用いる場合には、IP346の方法(英国のTHE INSTITUTE PETROLEUMの検査方法)により抽出される多環芳香族の含有量が3%未満が好ましい。伸展油を使用する場合、その使用量は、共役ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜100質量部が好ましく、10〜60質量部がより好ましく、20〜50質量部が特に好ましい。 Examples of the spreading oil used when recovering the conjugated diene-based rubber as an oil-extended rubber include paraffin-based, aromatic and naphthen-based petroleum-based softeners, plant-based softeners, and fatty acids. When a petroleum-based softener is used, the content of polycyclic aromatics extracted by the method of IP346 (inspection method of THE INSTITUTE PETROLEUM in the United Kingdom) is preferably less than 3%. When the spreading oil is used, the amount used is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 60 parts by mass, and particularly preferably 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber.
上述のとおり、特定共役ジエン系ゴムは、上述した第2工程において、変性剤としての、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンを、第1工程で使用した重合開始剤1モルに対して、ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数換算で1モル以上の割合にて添加して反応を行い、次いで、上述した第3工程において、変性剤として、一般式(2)で表される化合物を用いて反応を行うことにより、得られるものである。そのため、特定共役ジエン系ゴムは、重合体鎖末端に、シロキサンによる変性構造および一般式(2)で表される化合物による変性構造が導入されたものを含むものであるが、このようなもの以外にも、重合体鎖末端に、シロキサンによる変性構造のみが導入されたものを含むものであってもよい。さらには、本発明の効果を阻害しない範囲で、たとえば、重合体鎖末端に、一般式(2)で表される化合物による変性構造のみが導入されたものや、いずれの変性構造も導入されていないものなどを含有するものであってもよい。特に、本発明においては、本発明の効果をより適切に実現するという観点より、重合体鎖末端に、シロキサンによる変性構造および一般式(2)で表される化合物による変性構造が導入されたものの割合が、10質量%以上であるものが好ましく、20質量%以上であるものがより好ましい。なお、上限は、特に限定されない。 As described above, in the specific conjugated diene-based rubber, the polyorganosiloxane represented by the general formula (1) as a modifier in the above-mentioned second step is applied to 1 mol of the polymerization initiator used in the first step. Then, the siloxane structure (-Si-O-) in the polyorganosiloxane is added at a ratio of 1 mol or more in terms of the number of repeating units to carry out the reaction, and then, in the third step described above, it is generally used as a modifier. It is obtained by carrying out the reaction using the compound represented by the formula (2). Therefore, the specific conjugated diene-based rubber includes one in which a modified structure by siloxane and a modified structure by a compound represented by the general formula (2) are introduced at the end of the polymer chain, but other than such a rubber. , The polymer chain terminal may include one in which only a modified structure with siloxane is introduced. Further, as long as the effect of the present invention is not impaired, for example, only a modified structure by a compound represented by the general formula (2) is introduced at the end of the polymer chain, or any modified structure is introduced. It may contain something that does not exist. In particular, in the present invention, from the viewpoint of more appropriately realizing the effects of the present invention, a modified structure with siloxane and a modified structure with a compound represented by the general formula (2) are introduced at the end of the polymer chain. The ratio is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more. The upper limit is not particularly limited.
〔単量体単位含有量〕
特定共役ジエン系ゴムは、本発明の効果がより優れる理由から、共役ジエン単量体単位50〜100質量%を含むものが好ましく、52〜95質量%を含むものがより好ましく、また、芳香族ビニル単量体単位0〜50質量%を含むものが好ましい。
[Monomer unit content]
The specific conjugated diene-based rubber preferably contains 50 to 100% by mass of the conjugated diene monomer unit, more preferably 52 to 95% by mass, and is aromatic, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Those containing 0 to 50% by mass of vinyl monomer units are preferable.
〔ビニル結合含有量〕
特定共役ジエン系ゴムにおける共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、1〜90質量%が好ましく、3〜80質量%がより好ましく、5〜70質量%が特に好ましい。
[Vinyl bond content]
The vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit in the specific conjugated diene-based rubber is preferably 1 to 90% by mass, more preferably 3 to 80% by mass, and 5 to 70 by mass because the effect of the present invention is more excellent. Mass% is particularly preferred.
〔カップリング率〕
特定共役ジエン系ゴムのカップリング率は、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、40質量%以上が特に好ましく、また、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が特に好ましい。なお、カップリング率は、一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンおよび一般式(2)で表される化合物、ならびに、必要に応じて用いられるカップリング剤やその他の変性剤と反応させる前の活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖のピークトップ分子量の1.8倍以上の分子量を有する重合体分子の、最終的に得られた共役ジエン系ゴムの全量に対する質量分率であり、このときの分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィによりポリスチレン換算分子量として求めるものとする。
[Coupling rate]
The coupling ratio of the specific conjugated diene rubber is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, particularly preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 40% by mass or more, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. , 80% by mass or less is preferable, 75% by mass or less is more preferable, and 70% by mass or less is particularly preferable. The coupling ratio is determined by reacting with a polyorganosiloxane represented by the general formula (1), a compound represented by the general formula (2), and a coupling agent or other modifier used as necessary. It is the mass fraction of the polymer molecule having a molecular weight of 1.8 times or more the peak top molecular weight of the conjugated diene polymer chain having the previous active end with respect to the total amount of the finally obtained conjugated diene rubber. The molecular weight at this time shall be determined as a polystyrene-equivalent molecular weight by gel permeation chromatography.
〔分子量〕
特定共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定される値で、100,000〜3,000,000が好ましく、150,000〜2,000,000がより好ましく、200,000〜1,500,000が特に好ましい。共役ジエン系ゴムの重量平均分子量を上記範囲内とすることにより、共役ジエン系ゴムへのシリカの配合が容易となり、ゴム組成物の粘度の経時変化がより抑制され、さらには、本発明の効果がより優れるものとなる。
[Molecular weight]
The weight average molecular weight (Mw) of the specific conjugated diene rubber is a value measured by gel permeation chromatography in terms of polystyrene, preferably 100,000 to 3,000,000, preferably 150,000 to 2,000,000. More preferably, 200,000 to 1,500,000 is particularly preferable. By setting the weight average molecular weight of the conjugated diene rubber within the above range, it becomes easy to mix silica into the conjugated diene rubber, the change in the viscosity of the rubber composition with time is further suppressed, and further, the effect of the present invention Will be better.
特定共役ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる分子量分布は、本発明の効果がより優れる理由から、1.1〜3.0が好ましく、1.2〜2.5がより好ましく、1.2〜2.2が特に好ましい。 The molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the specific conjugated diene-based rubber is described in 1.1 to 1 and 3 because the effect of the present invention is more excellent. 0 is preferable, 1.2 to 2.5 is more preferable, and 1.2 to 2.2 is particularly preferable.
〔粘度〕
特定共役ジエン系ゴムのムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、本発明の効果がより優れる理由から、20〜100が好ましく、30〜90がより好ましく、35〜80が特に好ましい。なお、共役ジエン系ゴムを油展ゴムとする場合は、その油展ゴムのムーニー粘度を上記の範囲とすることが好ましい。
〔viscosity〕
The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of the specific conjugated diene rubber is preferably 20 to 100, more preferably 30 to 90, and particularly preferably 35 to 80, because the effect of the present invention is more excellent. When the conjugated diene rubber is an oil-extended rubber, it is preferable that the Mooney viscosity of the oil-extended rubber is in the above range.
〔含有量〕
上述のとおり、共役ジエン系ゴム中の特定共役ジエン系ゴムの含有量は30質量%以上である。
共役ジエン系ゴム中の特定共役ジエン系ゴムの含有量の上限は特に制限されず、100質量%である。共役ジエン系ゴム中の特定共役ジエン系ゴムの含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、50〜90質量%である。
〔Content〕
As described above, the content of the specific conjugated diene rubber in the conjugated diene rubber is 30% by mass or more.
The upper limit of the content of the specific conjugated diene rubber in the conjugated diene rubber is not particularly limited and is 100% by mass. The content of the specific conjugated diene rubber in the conjugated diene rubber is 50 to 90% by mass because the effect of the present invention is more excellent.
[その他のゴム成分]
上記ジエン系ゴムは特定共役ジエン系ゴム以外のゴム成分(その他のゴム成分)を含有していてもよい。そのようなその他のゴム成分としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−IIR、Cl−IIR)、クロロプレンゴム(CR)などが挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、ブタジエンゴム(BR)であることが好ましい。
共役ジエン系ゴム中のその他のゴム成分の含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、0〜50質量%が好ましく、10〜40質量%がより好ましい。
[Other rubber components]
The diene-based rubber may contain a rubber component (other rubber components) other than the specific conjugated diene-based rubber. Such other rubber components include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), butyl rubber (IIR), and the like. Examples thereof include butyl halide rubber (Br-IIR, Cl-IIR) and chloroprene rubber (CR). Of these, butadiene rubber (BR) is preferable because the effect of the present invention is more excellent.
The content of other rubber components in the conjugated diene rubber is not particularly limited, but is preferably 0 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
[2]シリカ
本発明の組成物に含有されるシリカは、特に制限されず、従来公知の任意のシリカを用いることができる。上記シリカの具体例としては、湿式シリカ、乾式シリカ、ヒュームドシリカ、珪藻土などが挙げられる。
[2] Silica The silica contained in the composition of the present invention is not particularly limited, and any conventionally known silica can be used. Specific examples of the silica include wet silica, dry silica, fumed silica, and diatomaceous earth.
本発明の組成物において、シリカの含有量は、上述した共役ジエン系ゴム100質量部に対して、30質量部以上である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、40質量部以上が好ましく、50質量部以上がより好ましい。
シリカの含有量の上限は特定に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、上述した共役ジエン系ゴム100質量部に対して、250質量部以下が好ましく、200質量部以下がより好ましく、150質量部以下がさらに好ましい。
In the composition of the present invention, the content of silica is 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned conjugated diene rubber. Among them, 40 parts by mass or more is preferable, and 50 parts by mass or more is more preferable, because the effect of the present invention is more excellent.
The upper limit of the silica content is not particularly limited, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, 250 parts by mass or less is preferable, and 200 parts by mass or less is more preferable with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned conjugated diene rubber. , 150 parts by mass or less is more preferable.
[3]メルカプト基を有するシランカップリング剤
本発明の組成物に含有されるメルカプト基を有するシランカップリング剤(以下、「メルカプト系シランカップリング剤」とも言う。)は、メルカプト基(−SH)および加水分解性基を有するシラン化合物であれば特に制限されない。上記メルカプト基は、本発明の効果がより優れる理由から、保護化されていないメルカプト基であることが好ましい。
上記加水分解性基は特に制限されないが、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、アルコキシ基であることが好ましい。加水分解性基がアルコキシ基である場合、アルコキシ基の炭素数は、1〜16であることが好ましく、1〜4であることがより好ましい。炭素数1〜4のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。
[3] Silane Coupling Agent Having a Mercapto Group The silane coupling agent having a mercapto group contained in the composition of the present invention (hereinafter, also referred to as "mercapto-based silane coupling agent") is a mercapto group (-SH). ) And a silane compound having a hydrolyzable group are not particularly limited. The mercapto group is preferably an unprotected mercapto group because the effect of the present invention is more excellent.
The hydrolyzable group is not particularly limited, and examples thereof include an alkoxy group, a phenoxy group, a carboxyl group, and an alkenyloxy group. Of these, an alkoxy group is preferable because the effect of the present invention is more excellent. When the hydrolyzable group is an alkoxy group, the number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 1 to 16, and more preferably 1 to 4. Examples of the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and the like.
上記メルカプト系シランカップリング剤は、メルカプト基以外の有機官能基を有していてもよい。
そのような有機官能基としては特に制限されないが、例えば、エポキシ基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アミノ基などが挙げられる。
The mercapto-based silane coupling agent may have an organic functional group other than the mercapto group.
Such an organic functional group is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy group, a vinyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, and an amino group.
メルカプト系シランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the mercapto-based silane coupling agent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
上記メルカプト系シランカップリング剤の具体例としては、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。 Specific examples of the mercapto-based silane coupling agent include mercaptopropyltrimethoxysilane and mercaptopropyltriethoxysilane.
[好適な態様]
上記メルカプト系シランカップリング剤は、本発明の効果がより優れる理由から、ポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤、および/または、ポリシロキサン構造(−Si−O−)を有するメルカプト系シランカップリング剤であることが好ましい。
ここで、ポリエーテル鎖とは、エーテル結合を2以上有する側鎖であり、その具体例としては、例えば、構造単位−Ra−O−Rb−を合計して2個以上有する側鎖が挙げられる。ここで、上記構造単位中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニレン基、直鎖状もしくは分岐状のアルキニレン基、または、置換もしくは無置換のアリーレン基を表す。なかでも、直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。
[Preferable mode]
The mercapto-based silane coupling agent is a mercapto-based silane coupling agent having a polyether chain and / or a mercapto-based silane having a polysiloxane structure (-Si-O-) because the effect of the present invention is more excellent. It is preferably a coupling agent.
Here, the polyether chain is a side chain having two or more ether bonds, and as a specific example thereof, for example, a side chain having a total of two or more structural units −R a− OR b−. Can be mentioned. Here, in the above structural units, Ra and R b are independently linear or branched alkylene groups, linear or branched alkenylene groups, linear or branched alkynylene groups, and the like. Alternatively, it represents a substituted or unsubstituted arylene group. Of these, a linear alkylene group is preferable.
上記ポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤の好適な態様としては、例えば、後述する式(A1)で表される化合物が挙げられる。
また、上記ポリシロキサン構造を有するメルカプト系シランカップリング剤の好適な態様としては、例えば、後述する式(A3)で表される繰り返し単位および後述する式(A4)で表される繰り返し単位を有する共重合物、及び、下記式(S1)の平均式で表されるポリシロキサンが挙げられる。
Preferable embodiments of the mercapto-based silane coupling agent having the above-mentioned polyether chain include, for example, a compound represented by the formula (A1) described later.
Further, as a preferred embodiment of the mercapto-based silane coupling agent having the polysiloxane structure, for example, it has a repeating unit represented by the formula (A3) described later and a repeating unit represented by the formula (A4) described later. Examples thereof include copolymers and polysiloxane represented by the average formula of the following formula (S1).
〔式(A1)で表される化合物〕 [Compound represented by formula (A1)]
上記式(A1)中、R11は、炭素数1〜8のアルコキシ基を表し、なかでも、炭素数1〜3のアルコキシ基が好ましい。炭素数1〜3のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。なお、lが2である場合の複数あるR11はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(A1)中、R12は、炭素数4〜30の直鎖状のポリエーテル基を表す。ポリエーテル基とは、エーテル結合を2以上有する基であり、その具体例としては、例えば、構造単位−Ra−O−Rb−を合計して2個以上有する基が挙げられる。ここで、RaおよびRbは、それぞれ独立して、直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニレン基、直鎖状もしくは分岐状のアルキニレン基、または、置換もしくは無置換のアリーレン基を表す。なかでも、直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。なお、mが2である場合の複数あるR12はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
炭素数4〜30の直鎖状のポリエーテル基の好適な態様としては、例えば、下記式(A2)で表される基が挙げられる。
In the above formula (A1), R 11 represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and among them, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable. Examples of the alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms include a methoxy group and an ethoxy group. Incidentally, a plurality of R 11 may be each independently identical or different when l is 2.
In the above formula (A1), R 12 represents a linear polyether group having 4 to 30 carbon atoms. The polyether group is a group having two or more ether bonds, and specific examples thereof include a group having a total of two or more structural units −R a− OR b− . Here, Ra and R b are independently linear or branched alkylene groups, linear or branched alkenylene groups, linear or branched alkynylene groups, or substituted or absent. Represents a substituted arylene group. Of these, a linear alkylene group is preferable. When m is 2, a plurality of R 12s may be the same or different.
A preferred embodiment of the linear polyether group having 4 to 30 carbon atoms is, for example, a group represented by the following formula (A2).
上記式(A2)中、R21は、直鎖状のアルキル基、直鎖状のアルケニル基、または、直鎖状のアルキニル基を表し、なかでも直鎖状のアルキル基が好ましい。上記直鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数8〜15の直鎖状のアルキル基がより好ましい。炭素数8〜15の直鎖状のアルキル基の具体例としては、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基などが挙げられ、なかでもトリデシル基が好ましい。
上記式(A2)中、R22は、直鎖状のアルキレン基、直鎖状のアルケニレン基、または、直鎖状のアルキニレン基を表し、なかでも直鎖状のアルキレン基が好ましい。上記直鎖状のアルキレン基としては、炭素数1〜2の直鎖状のアルキレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
上記式(A2)中、pは、1〜10の整数を表し、3〜7であることが好ましい。
上記式(A2)中、*は、結合位置を示す。
In the above formula (A2), R 21 represents a linear alkyl group, a linear alkenyl group, or a linear alkynyl group, and a linear alkyl group is preferable. As the linear alkyl group, a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and a linear alkyl group having 8 to 15 carbon atoms is more preferable. Specific examples of the linear alkyl group having 8 to 15 carbon atoms include an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, and a tridecyl group, and a tridecyl group is preferable.
In the above formula (A2), R 22 represents a linear alkylene group, a linear alkenylene group, or a linear alkynylene group, and a linear alkylene group is preferable. As the linear alkylene group, a linear alkylene group having 1 to 2 carbon atoms is preferable, and an ethylene group is more preferable.
In the above formula (A2), p represents an integer of 1 to 10, and is preferably 3 to 7.
In the above formula (A2), * indicates a bonding position.
上記式(A1)中、R13は、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。
上記式(A1)中、R14は炭素数1〜30のアルキレン基を表し、なかでも炭素数1〜12のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましい。炭素数1〜5のアルキレン基の具体例としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基などが挙げられる。
上記式(A1)中、lは1〜2の整数を表し、1であることが好ましい。上記式(A1)中、mは1〜2の整数を表し、2であることが好ましい。nは0〜1の整数を表し、0であることが好ましい。l、mおよびnはl+m+n=3の関係式を満たす。
In the above formula (A1), R 13 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
In the above formula (A1), R 14 represents an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, of which an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, and an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable. Specific examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group and a propylene group.
In the above formula (A1), l represents an integer of 1 to 2, and is preferably 1. In the above formula (A1), m represents an integer of 1 to 2, and is preferably 2. n represents an integer of 0 to 1, and is preferably 0. l, m and n satisfy the relational expression l + m + n = 3.
〔式(A3)で表される繰り返し単位および式(A4)で表される繰り返し単位を有する共重合物〕 [Copolymer having a repeating unit represented by the formula (A3) and a repeating unit represented by the formula (A4)]
上記式(A3)および(A4)中、R31およびR41は、それぞれ独立に、炭素数1〜5のアルキレン基を表し、その具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などが挙げられる。なかでも、プロピレン基が好ましい。複数あるR31およびR41はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(A3)および(A4)中、R32およびR42は、それぞれ独立に、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニレン基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニレン基を表し、なかでも、炭素数3〜20のものが好ましい。R32が末端である場合、R32は、水素原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニル基を表し、なかでも、炭素数3〜20のものが好ましい。R42が末端である場合、R42の定義、具体例および好適な態様は、上記R32と同じである。複数あるR32およびR42はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(A3)および(A4)中、R33およびR43は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するもの、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するものを表す。R43は、末端に水酸基を有する基であることが好ましい。R32およびR33は、R32とR33とで環を形成していてもよい。R42およびR43は、R42とR43とで環を形成していてもよい。複数あるR33およびR43はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
R34は、炭素数1〜13のアルキル基を表し、なかでも、炭素数3〜10のアルキル基が好ましい。炭素数3〜10のアルキル基の具体例としては、たとえばヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。複数あるR34はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
In the above formulas (A3) and (A4), R 31 and R 41 each independently represent an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples thereof include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. Be done. Of these, a propylene group is preferable. The plurality of R 31 and R 41 may be the same or different from each other.
In the above formulas (A3) and (A4), R 32 and R 42 are independently linear or branched alkylene groups having 1 to 30 carbon atoms and linear or branched carbon atoms 2 to 30. , Or a linear or branched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms, and among them, those having 3 to 20 carbon atoms are preferable. When R 32 is terminal, R 32 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a direct group. It represents a chain or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, and among them, those having 3 to 20 carbon atoms are preferable. If R 42 is terminated, the definition of R 42, specific examples and preferred embodiments are the same as above R 32. The plurality of R 32 and R 42 may be the same or different from each other.
In the above formulas (A3) and (A4), R 33 and R 43 are independently hydrogen atom, halogen atom, linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, linear or branched, respectively. An alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and having a hydroxyl group or a carboxyl group at the terminal. Or a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and having a hydroxyl group or a carboxyl group at the terminal. R 43 is preferably a group having a hydroxyl group at the terminal. R 32 and R 33 may form a ring with R 32 and R 33 . R 42 and R 43 may form a ring with R 42 and R 43 . The plurality of R 33 and R 43 may be the same or different from each other.
R 34 represents an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, and among them, an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms is preferable. Specific examples of the alkyl group having 3 to 10 carbon atoms include a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. The plurality of R 34s may be the same or different.
〔式(S1)の平均式で表されるポリシロキサン〕
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4−2a−b−c−d−e)/2 (S1)
[Polysiloxane represented by the average formula of the formula (S1)]
(A) a (B) b (C) c (D) d (R 1 ) e SiO (4-2a-b-c-d-e) / 2 (S1)
上記式(S1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表す。なかでも、下記式(S2)で表される基であることが好ましい。
*−(CH2)n−Sx−(CH2)n−* (S2)
上記式(S2)中、nは1〜10の整数を表し、なかでも、2〜4の整数であることが好ましい。
上記式(S2)中、xは1〜6の整数を表し、なかでも、2〜4の整数であることが好ましい。
上記式(S2)中、*は、結合位置を示す。
上記式(S2)で表される基の具体例としては、例えば、*−CH2−S2−CH2−*、*−C2H4−S2−C2H4−*、*−C3H6−S2−C3H6−*、*−C4H8−S2−C4H8−*、*−CH2−S4−CH2−*、*−C2H4−S4−C2H4−*、*−C3H6−S4−C3H6−*、*−C4H8−S4−C4H8−*などが挙げられる。
In the above formula (S1), A represents a divalent organic group containing a sulfide group. Among them, it is preferable that the group is represented by the following formula (S2).
* − (CH 2 ) n −S x − (CH 2 ) n − * (S2)
In the above formula (S2), n represents an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 2 to 4.
In the above formula (S2), x represents an integer of 1 to 6, and more preferably an integer of 2 to 4.
In the above formula (S2), * indicates a bonding position.
Specific examples of the group represented by the above formula (S2), for example, * -CH 2 -S 2 -CH 2 - *, * -C 2 H 4 -S 2 -C 2 H 4 - *, * - C 3 H 6 -S 2 -C 3 H 6 - *, * -C 4 H 8 -S 2 -C 4 H 8 - *, * -CH 2 -S 4 -CH 2 - *, * -C 2 H 4 -S 4 -C 2 H 4 - *, * -C 3 H 6 -S 4 -C 3 H 6 - *, * -C 4 H 8 -S 4 -C 4 H 8 - * , and the like.
上記式(S1)中、Bは炭素数5〜20の1価の炭化水素基を表し、その具体例としては、例えば、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基であることが好ましい。 In the above formula (S1), B represents a monovalent hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms, and specific examples thereof include a hexyl group, an octyl group, and a decyl group. B is preferably a monovalent hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms.
上記式(S1)中、Cは加水分解性基を表し、その具体例としては、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、下記式(S3)で表される基であることが好ましい。
*−OR2 (S3)
上記式(S3)中、R2は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数6〜10のアラルキル基(アリールアルキル基)または炭素数2〜10のアルケニル基を表し、なかでも、炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。上記炭素数1〜20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基などが挙げられる。上記炭素数6〜10のアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、トリル基などが挙げられる。上記炭素数6〜10のアラルキル基の具体例としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などが挙げられる。上記炭素数2〜10のアルケニル基の具体例としては、例えば、ビニル基、プロぺニル基、ペンテニル基などが挙げられる。
上記式(S3)中、*は、結合位置を示す。
In the above formula (S1), C represents a hydrolyzable group, and specific examples thereof include an alkoxy group, a phenoxy group, a carboxyl group, and an alkenyloxy group. Among them, it is preferable that the group is represented by the following formula (S3).
* -OR 2 (S3)
In the above formula (S3), R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms (arylalkyl group), or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. Of these, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable. Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group and an octadecyl group. Specific examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group and a tolyl group. Specific examples of the aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms include a benzyl group and a phenylethyl group. Specific examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include a vinyl group, a propenyl group, a pentenyl group and the like.
In the above formula (S3), * indicates a bonding position.
上記式(S1)中、Dはメルカプト基を含有する有機基を表す。なかでも、下記式(S4)で表される基であることが好ましい。
*−(CH2)m−SH (S4)
上記式(S4)中、mは1〜10の整数を表し、なかでも、1〜5の整数であることが好ましい。
上記式(S4)中、*は、結合位置を示す。
上記式(S4)で表される基の具体例としては、*−CH2SH、*−C2H4SH、*−C3H6SH、*−C4H8SH、*−C5H10SH、*−C6H12SH、*−C7H14SH、*−C8H16SH、*−C9H18SH、*−C10H20SHが挙げられる。
In the above formula (S1), D represents an organic group containing a mercapto group. Among them, it is preferable that the group is represented by the following formula (S4).
* -(CH 2 ) m- SH (S4)
In the above formula (S4), m represents an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5.
In the above formula (S4), * indicates a bonding position.
Specific examples of the group represented by the above formula (S4) include * -CH 2 SH, * -C 2 H 4 SH, * -C 3 H 6 SH, * -C 4 H 8 SH, * -C 5 Examples include H 10 SH, * -C 6 H 12 SH, * -C 7 H 14 SH, * -C 8 H 16 SH, * -C 9 H 18 SH, and * -C 10 H 20 SH.
上記式(S1)中、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表す。 In the above formula (S1), R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
上記式(S1)中、a〜eは、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。 In the above formula (S1), a to e are relational expressions of 0 ≦ a <1, 0 <b <1, 0 <c <3, 0 <d <1, 0 ≦ e <2, 0 <2a + b + c + d + e <4. Meet.
上記式(S1)の平均式で表されるポリシロキサンは、本発明の効果がより優れる理由から、上記式(S1)中、Aが上記式(S2)で表される基であり、上記式(S1)中のCが上記式(S3)で表される基であり、上記式(S1)中のDが上記式(S4)で表される基であるポリシロキサンであることが好ましい。 The polysiloxane represented by the average formula of the above formula (S1) is a group represented by the above formula (S2) in the above formula (S1) because the effect of the present invention is more excellent. It is preferable that C in (S1) is a group represented by the above formula (S3) and D in the above formula (S1) is a polysiloxane which is a group represented by the above formula (S4).
上記式(S1)中、aは、本発明の効果がより優れる理由から、0<a<1であることが好ましく、0<a≦0.50であることがより好ましい。
上記式(S1)中、bは、本発明の効果がより優れる理由から、0<bであることが好ましく、0.10≦b≦0.89であることがより好ましい。
上記式(S1)中、cは、本発明の効果がより優れる理由から、1.2≦c≦2.0であることが好ましい。
上記式(S1)中、dは、本発明の効果がより優れる理由から、0.1≦d≦0.8であることが好ましい。
In the above formula (S1), a is preferably 0 <a <1 and more preferably 0 <a ≦ 0.50 for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
In the above formula (S1), b is preferably 0 <b and more preferably 0.10 ≦ b ≦ 0.89 for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
In the above formula (S1), c is preferably 1.2 ≦ c ≦ 2.0 for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
In the above formula (S1), d is preferably 0.1 ≦ d ≦ 0.8 for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
上記ポリシロキサンの重量平均分子量は、本発明の効果がより優れる理由から、500〜2300であるのが好ましく、600〜1500であるのがより好ましい。本願における上記ポリシロキサンの分子量は、トルエンを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で求めたものである。
上記ポリシロキサンの酢酸/ヨウ化カリウム/ヨウ素酸カリウム添加−チオ硫酸ナトリウム溶液滴定法によるメルカプト当量は、加硫反応性に優れるという観点から、550〜700g/molであるのが好ましく、600〜650g/molであるのがより好ましい。
The weight average molecular weight of the polysiloxane is preferably 500 to 2300, more preferably 600 to 1500, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. The molecular weight of the polysiloxane in the present application is determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) using toluene as a solvent.
The mercapto equivalent of the above polysiloxane by the addition of acetic acid / potassium iodide / potassium iodate-sodium thiosulfate solution titration method is preferably 550 to 700 g / mol, preferably 600 to 650 g, from the viewpoint of excellent sulfide reactivity. It is more preferably / mol.
上記ポリシロキサンは、本発明の効果がより優れる理由から、シロキサン単位(−Si−O−)を2〜50個有するものであることが好ましい。 The polysiloxane preferably has 2 to 50 siloxane units (-Si-O-) for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
上記ポリシロキサンを製造する方法は特に限定されないが、第1の好適な態様としては、下記式(S5)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(S6)で表される有機ケイ素化合物とを加水分解縮合する方法が挙げられる。また、第2の好適な態様としては、下記式(S5)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(S6)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(S7)で表される有機ケイ素化合物とを加水分解縮合する方法が挙げられる。また、第3の好適な態様としては、下記式(S5)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(S6)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(S7)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(S8)で表される有機ケイ素化合物とを加水分解縮合する方法が挙げられる。
なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、上記第2の好適な態様であることが好ましい。
The method for producing the polysiloxane is not particularly limited, but as the first preferred embodiment, an organosilicon compound represented by the following formula (S5) and an organosilicon compound represented by the following formula (S6) are used. Examples thereof include a method of hydrolyzing and condensing. Further, as a second preferred embodiment, the organosilicon compound represented by the following formula (S5), the organosilicon compound represented by the following formula (S6), and the organosilicon represented by the following formula (S7) are used. Examples thereof include a method of hydrolyzing and condensing with a compound. Further, as a third preferred embodiment, the organosilicon compound represented by the following formula (S5), the organosilicon compound represented by the following formula (S6), and the organosilicon represented by the following formula (S7) are used. Examples thereof include a method of hydrolyzing and condensing the compound and the organosilicon compound represented by the following formula (S8).
Among them, the second preferred embodiment is preferable because the effect of the present invention is more excellent.
上記式(S5)中、R51は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基または炭素数2〜10のアルケニル基を表し、なかでも、炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。上記炭素数1〜20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基などが挙げられる。上記炭素数6〜10のアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基などが挙げられる。炭素数2〜10のアルケニル基の具体例としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、ペンテニル基などが挙げられる。
上記式(S5)中、R52は炭素数1〜20(好ましくは、1〜10)のアルキル基または炭素数6〜20(好ましくは、6〜10)のアリール基を表す。上記炭素数1〜20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。上記炭素数6〜20のアリール基の具体例は上記R2と同じである。
上記式(S5)中、nの定義および好適な態様は、上記式(S2)中のnと同じである。
上記式(S5)中、xの定義および好適な態様は、上記式(S2)中のxと同じである。
上記式(S5)中、yは1〜3の整数を表す。
In the above formula (S5), R 51 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and among them, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Is preferable. Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group and an octadecyl group. Specific examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group. Specific examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include a vinyl group, a propenyl group, a pentenyl group and the like.
In the above formula (S5), R 52 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 10) or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms (preferably 6 to 10). Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group and the like. Specific examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms are the same as those of R 2 .
In the above formula (S5), the definition of n and a preferred embodiment are the same as n in the above formula (S2).
In the above formula (S5), the definition of x and a preferred embodiment are the same as x in the above formula (S2).
In the above formula (S5), y represents an integer of 1 to 3.
上記式(S5)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、例えば、ビス(トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドなどが挙げられる。 Specific examples of the organic silicon compound represented by the above formula (S5) include bis (trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (trimethoxysilylpropyl) disulfide, and bis. (Triethoxysilylpropyl) disulfide and the like can be mentioned.
上記式(S6)中、R61の定義、具体例および好適な態様は、上記R51と同じである。
上記式(S6)中、R62の定義、具体例および好適な態様は、上記R52と同じである。
上記式(S6)中、zの定義は、上記yと同じである。
上記式(S6)中、pは5〜10の整数を表す。
In the above formula (S6), the definition, specific examples and preferred embodiments of R 61 are the same as those of R 51 .
In the above formula (S6), the definition, specific example and preferred embodiment of R 62 are the same as those of R 52 .
In the above formula (S6), the definition of z is the same as the above y.
In the above formula (S6), p represents an integer of 5 to 10.
上記式(S6)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、例えば、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルメチルジメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ペンチルメチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルメチルジエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルメチルジメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクチルメチルジエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルメチルジメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、デシルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。 Specific examples of the organic silicon compound represented by the above formula (S6) include pentyltrimethoxysilane, pentylmethyldimethoxysilane, pentyltriethoxysilane, pentylmethyldiethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and hexylmethyldimethoxysilane. , Hexiltriethoxysilane, hexylmethyldiethoxysilane, octylmethyldimethoxysilane, octylmethyldimethoxysilane, octylmethyldiethoxysilane, octylmethyldiethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decylmethyldimethoxysilane, decyltriethoxysilane, decylmethyl Examples thereof include diethoxysilane.
上記式(S7)中、R71の定義、具体例および好適な態様は、上記R51と同じである。
上記式(S7)中、R72の定義、具体例および好適な態様は、上記R52と同じである。
上記式(S7)中、mの定義および好適な態様は、上記式(S4)中のmと同じである。
上記式(S7)中、wの定義は、上記yと同じである。
In the above formula (S7), the definition, specific example, and preferred embodiment of R 71 are the same as those of R 51 .
In the above formula (S7), the definition, specific examples and preferred embodiments of R 72 are the same as those of R 52 .
In the above formula (S7), the definition of m and a preferred embodiment are the same as m in the above formula (S4).
In the above formula (S7), the definition of w is the same as the above y.
上記式(S7)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、例えば、α−メルカプトメチルトリメトキシシラン、α−メルカプトメチルメチルジメトキシシラン、α−メルカプトメチルトリエトキシシラン、α−メルカプトメチルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。 Specific examples of the organic silicon compound represented by the above formula (S7) include α-mercaptomethyltrimethoxysilane, α-mercaptomethylmethyldimethoxysilane, α-mercaptomethyltriethoxysilane, and α-mercaptomethylmethyldi. Examples thereof include ethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, and γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane.
上記式(S8)中、R81の定義、具体例および好適な態様は、上記R51と同じである。
上記式(S8)中、R82の定義、具体例および好適な態様は、上記R52と同じである。
上記式(S8)中、vの定義は、上記yと同じである。
上記式(S8)中、qは1〜4の整数を表す。
In the above formula (S8), the definition, specific example, and preferred embodiment of R 81 are the same as those of R 51 .
In the above formula (S8), the definition, specific example, and preferred embodiment of R 82 are the same as those of R 52 .
In the above formula (S8), the definition of v is the same as the above y.
In the above equation (S8), q represents an integer of 1 to 4.
上記式(S8)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルメチルジメトキシシラン、プロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。 Specific examples of the organosilicon compound represented by the above formula (S8) include, for example, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methylethyldiethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propylmethyldimethoxysilane, and the like. Examples thereof include propylmethyldiethoxysilane.
上記ポリシロキサンを製造する際には必要に応じて溶媒を用いてもよい。溶媒としては特に限定されないが、具体的にはペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール系溶媒などが挙げられる。
また、上記ポリシロキサンを製造する際には必要に応じて触媒を用いてもよい。触媒としては特に限定されないが、具体的には塩酸、酢酸などの酸性触媒、アンモニウムフルオリドなどのルイス酸触媒、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドなどのアルカリ金属塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンなどのアミン化合物などが挙げられる。
When producing the above polysiloxane, a solvent may be used if necessary. The solvent is not particularly limited, but specifically, an aliphatic hydrocarbon solvent such as pentane, hexane, heptane, and decane, an ether solvent such as diethyl ether, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane, formamide, dimethylformamide, and N. -Amid solvents such as methylpyrrolidone, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene, alcohol solvents such as methanol, ethanol and propanol can be mentioned.
Further, when producing the above polysiloxane, a catalyst may be used if necessary. The catalyst is not particularly limited, but specifically, an acidic catalyst such as hydrochloric acid or acetic acid, a Lewis acid catalyst such as ammonium fluoride, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, sodium hydrogencarbonate, etc. Examples thereof include alkali metal salts such as potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, calcium carbonate, sodium methoxide and sodium ethoxide, and amine compounds such as triethylamine, tributylamine, pyridine and 4-dimethylaminopyridine.
上記ポリシロキサンを製造する際に使用される有機ケイ素化合物として、メルカプト基を有するシランカップリング剤[例えば、式(S7)で表される有機ケイ素化合物]及びスルフィド基又はメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤[例えば、式(S6)や式(S8)で表される有機ケイ素化合物]を併用する際、メルカプト基を有するシランカップリング剤とスルフィド基又はメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤との混合比(モル比)(メルカプト基を有するシランカップリング剤/スルフィド基又はメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤)は、本発明の効果がより優れる理由から、1.1/8.9〜6.7/3.3であるのが好ましく、1.4/8.6〜5.0/5.0であるのがより好ましい。 As the organosilicon compound used in producing the above polysiloxane, a silane coupling agent having a mercapto group [for example, an organosilicon compound represented by the formula (S7)] and a silane coupling having a sulfide group or a mercapto group. When a silane coupling agent other than the agent [for example, an organosilicon compound represented by the formula (S6) or (S8)] is used in combination, the silane coupling agent having a mercapto group and the silane cup having a sulfide group or a mercapto group The mixing ratio (molar ratio) with a silane coupling agent other than the ring agent (silane coupling agent having a mercapto group / silane coupling agent other than a silane coupling agent having a sulfide group or a mercapto group) is an effect of the present invention. It is preferably 1.1 / 8.9 to 6.7 / 3.3, and more preferably 1.4 / 8.6 to 5.0 / 5.0, for the reason that is more excellent.
上記ポリシロキサンを製造する際に使用される有機ケイ素化合物として、メルカプト基を有するシランカップリング剤[例えば、式(S7)で表される有機ケイ素化合物]及びスルフィド基を有するシランカップリング剤[例えば、式(S5)で表される有機ケイ素化合物]を併用する際、メルカプト基を有するシランカップリング剤とスルフィド基を有するシランカップリング剤との混合比(モル比)(メルカプト基を有するシランカップリング剤/スルフィド基を有するシランカップリング剤)は、本発明の効果がより優れる理由から、2.0/8.0〜8.9/1.1であるのが好ましく、2.5/7.5〜8.0/2.0であるのがより好ましい。 As the organosilicon compound used in producing the above polysiloxane, a silane coupling agent having a mercapto group [for example, an organosilicon compound represented by the formula (S7)] and a silane coupling agent having a sulfide group [for example. , Organosilicon compound represented by the formula (S5)], the mixing ratio (molar ratio) of the silane coupling agent having a mercapto group and the silane coupling agent having a sulfide group (silane cup having a mercapto group). The ring agent / silane coupling agent having a sulfide group) is preferably 2.0 / 8.0-8.9 / 1.1, preferably 2.5 / 7 for the reason that the effect of the present invention is more excellent. More preferably, it is .5-8.0 / 2.0.
上記ポリシロキサンを製造する際に使用される有機ケイ素化合物として、メルカプト基を有するシランカップリング剤[例えば、式(S7)で表される有機ケイ素化合物]、スルフィド基を有するシランカップリング剤[例えば、式(S5)および/またはで表される有機ケイ素化合物]、及びスルフィド基又はメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤[例えば、式(S6)や式(S8)で表される有機ケイ素化合物]を併用する際、メルカプト基を有するシランカップリング剤の量は、前3者の合計量(モル)中の10.0〜73.0%であるのが好ましい。スルフィド基を有するシランカップリング剤の量は、前3者の合計量中の5.0〜67.0%であるのが好ましい。スルフィド基又はメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤の量は、前3者の合計量中の16.0〜85.0%であるのが好ましい。 Examples of the organosilicon compound used in producing the above polysiloxane include a silane coupling agent having a mercapto group [for example, an organosilicon compound represented by the formula (S7)] and a silane coupling agent having a sulfide group [for example. , Organosilicon compound represented by the formula (S5) and / or], and a silane coupling agent other than the silane coupling agent having a sulfide group or a mercapto group [for example, represented by the formula (S6) or the formula (S8). When the organosilicon compound] is used in combination, the amount of the silane coupling agent having a mercapto group is preferably 10.0 to 73.0% in the total amount (mol) of the former three. The amount of the silane coupling agent having a sulfide group is preferably 5.0 to 67.0% of the total amount of the former three. The amount of the silane coupling agent other than the silane coupling agent having a sulfide group or a mercapto group is preferably 16.0 to 85.0% of the total amount of the former three.
本発明の組成物において、メルカプト系シランカップリング剤の含有量は、上述したシリカの含有量に対して、3〜40質量%であり、本発明の効果がより発揮される理由から、5〜30質量%が好ましい。 In the composition of the present invention, the content of the mercapto-based silane coupling agent is 3 to 40% by mass with respect to the above-mentioned content of silica, and 5 to 5 for the reason that the effect of the present invention is more exhibited. 30% by mass is preferable.
本発明の組成物において、メルカプト系シランカップリング剤の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、上述した共役ジエン系ゴム100質量部に対して、1〜50質量部が好ましく、2〜45質量部がより好ましく、4〜40質量部がさらに好ましい。 In the composition of the present invention, the content of the mercapto-based silane coupling agent is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned conjugated diene-based rubber because the effect of the present invention is more excellent. ~ 45 parts by mass is more preferable, and 4 to 40 parts by mass is further preferable.
なお、メルカプト系シランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the mercapto-based silane coupling agent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
[4]任意成分
本発明の組成物は、必要に応じて、上述した成分以外の成分(任意成分)を含有することができる。
そのような成分としては、例えば、シリカ以外の充填剤(例えば、カーボンブラック)、テルペン樹脂(好ましくは、芳香族変性テルペン樹脂)、熱膨張性マイクロカプセル、酸化亜鉛(亜鉛華)、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加工助剤、プロセスオイル、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、加硫剤(例えば、硫黄)、加硫促進剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤などが挙げられる。
[4] Optional components The composition of the present invention may contain components (arbitrary components) other than the above-mentioned components, if necessary.
Such components include, for example, fillers other than silica (eg, carbon black), terpene resins (preferably aromatic-modified terpene resins), thermosetting microcapsules, zinc oxide (zinc oxide), stearic acid, and the like. Various additives commonly used in rubber compositions such as anti-aging agents, waxes, processing aids, process oils, liquid polymers, thermosetting resins, vulcanizing agents (eg sulfur), vulcanization accelerators, etc. Can be mentioned.
[カーボンブラック]
本発明の組成物は、本発明の効果がより優れる理由から、カーボンブラックを含有するのが好ましい。
上記カーボンブラックは特に限定されず、例えば、SAF−HS、SAF、ISAF−HS、ISAF、ISAF−LS、IISAF−HS、HAF−HS、HAF、HAF−LS、FEF、GPF、SRF等の各種グレードのものを使用することができる。
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、50〜200m2/gが好ましく、70〜150m2/gがより好ましい。
ここで、窒素吸着比表面積(N2SA)は、カーボンブラック表面への窒素吸着量をJIS K6217−2:2001「第2部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」にしたがって測定した値である。
[Carbon black]
The composition of the present invention preferably contains carbon black for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
The carbon black is not particularly limited, and for example, various grades such as SAF-HS, SAF, ISAF-HS, ISAF, ISAF-LS, IISAF-HS, HAF-HS, HAF, HAF-LS, FEF, GPF, and SRF. Can be used.
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of the carbon black is not particularly limited, but 50 to 200 m 2 / g is preferable, and 70 to 150 m 2 / g is more preferable, for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
Here, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is the amount of nitrogen adsorbed on the carbon black surface according to JIS K6217-2: 2001 "Part 2: How to obtain the specific surface area-Nitrogen adsorption method-Single point method". This is the measured value.
本発明の組成物において、カーボンブラックの含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、上述したジエン系ゴム100質量部に対して、1〜100質量部が好ましく、2〜10質量部がより好ましい。 In the composition of the present invention, the content of carbon black is not particularly limited, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, 1 to 100 parts by mass is preferable with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned diene rubber. 10 parts by mass is more preferable.
[タイヤトレッド用ゴム組成物の調製方法]
本発明の組成物の製造方法は特に限定されず、その具体例としては、例えば、上述した各成分を、公知の方法、装置(例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど)を用いて、混練する方法などが挙げられる。本発明の組成物が硫黄または加硫促進剤を含有する場合は、硫黄および加硫促進剤以外の成分を先に高温(好ましくは100〜160℃)で混合し、冷却してから、硫黄または加硫促進剤を混合するのが好ましい。
また、本発明の組成物は、従来公知の加硫または架橋条件で加硫または架橋することができる。
[Preparation method of rubber composition for tire tread]
The method for producing the composition of the present invention is not particularly limited, and as a specific example thereof, each of the above-mentioned components is kneaded using a known method or apparatus (for example, Banbury mixer, kneader, roll, etc.). The method etc. can be mentioned. When the composition of the present invention contains sulfur or a vulcanization accelerator, components other than sulfur and the vulcanization accelerator are first mixed at a high temperature (preferably 100 to 160 ° C.), cooled, and then sulfur or It is preferable to mix the vulcanization accelerator.
In addition, the composition of the present invention can be vulcanized or crosslinked under conventionally known vulcanization or crosslinking conditions.
[II]空気入りタイヤ
本発明の空気入りタイヤは、上述した本発明の組成物を用いて製造された空気入りタイヤである。なかでも、本発明の組成物をタイヤトレッド(キャップトレッド)に用いた(配置した)空気入りタイヤであることが好ましい。
図1に、本発明の空気入りタイヤの実施態様の一例を表す空気入りタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明の空気入りタイヤは図1に示す態様に限定されるものではない。
[II] Pneumatic Tire The pneumatic tire of the present invention is a pneumatic tire manufactured by using the composition of the present invention described above. Of these, a pneumatic tire using (arranging) the composition of the present invention for a tire tread (cap tread) is preferable.
FIG. 1 shows a schematic partial cross-sectional view of a pneumatic tire showing an example of an embodiment of the pneumatic tire of the present invention, but the pneumatic tire of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
図1において、符号1はビード部を表し、符号2はサイドウォール部を表し、符号3はタイヤトレッド部を表す。
また、左右一対のビード部1間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架されており、このカーカス層4の端部はビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド部3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。
また、ビード部1においては、リムに接する部分にリムクッション8が配置されている。
なお、タイヤトレッド部3は上述した本発明の組成物により形成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 represents a bead portion, reference numeral 2 represents a sidewall portion, and reference numeral 3 represents a tire tread portion.
Further, a carcass layer 4 in which a fiber cord is embedded is mounted between the pair of left and right bead portions 1, and the end portion of the carcass layer 4 is placed around the bead core 5 and the bead filler 6 from the inside to the outside of the tire. It is folded back and rolled up.
Further, in the tire tread portion 3, a belt layer 7 is arranged on the outside of the carcass layer 4 over one circumference of the tire.
Further, in the bead portion 1, the rim cushion 8 is arranged at a portion in contact with the rim.
The tire tread portion 3 is formed by the composition of the present invention described above.
本発明の空気入りタイヤは、例えば、従来公知の方法に従って製造することができる。また、空気入りタイヤに充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。 The pneumatic tire of the present invention can be manufactured, for example, according to a conventionally known method. Further, as the gas to be filled in the pneumatic tire, an inert gas such as nitrogen, argon, or helium can be used in addition to normal or adjusted oxygen partial pressure.
以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
〔特定共役ジエン系ゴム及び比較共役ジエン系ゴムの製造〕
以下のとおり、特定共役ジエン系ゴム1〜4及び比較共役ジエン系ゴムを製造した。
ここで、特定共役ジエン系ゴム1〜4は上述した第1〜3工程を備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムであり、上述した特定共役ジエン系ゴムに該当する。さらに、特定共役ジエン系ゴム1〜2は第1工程が上述した工程Aと工程Bとを備えるものであり、特定共役ジエン系ゴムがPIブロックを有する。
一方、比較共役ジエン系ゴムは上述した第1〜2工程を備える(上述した第3工程を備えない)共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムであり、上述した特定共役ジエン系ゴムに該当しない。
[Manufacturing of specific conjugated diene rubber and comparative conjugated diene rubber]
Specific conjugated diene rubbers 1 to 4 and comparative conjugated diene rubbers were produced as follows.
Here, the specific conjugated diene rubbers 1 to 4 are conjugated diene rubbers produced by the method for producing a conjugated diene rubber including the first to third steps described above, and correspond to the above-mentioned specific conjugated diene rubbers. Further, the specific conjugated diene rubbers 1 and 2 include the above-mentioned steps A and B in the first step, and the specific conjugated diene rubber has a PI block.
On the other hand, the comparative conjugated diene rubber is a conjugated diene rubber produced by a method for producing a conjugated diene rubber having the above-mentioned first and second steps (not including the above-mentioned third step), and is a specific conjugated diene rubber described above. Not applicable to rubber.
<特定共役ジエン系ゴム1>
窒素置換された800mlアンプル瓶に、シクロヘキサン74.3g、およびテトラメチルエチレンジアミン0.48mmolを添加し、さらに、n−ブチルリチウム4.76mmol(n−ブチルリチウム1モルに対する、極性化合物としてのテトラメチルエチレンジアミンの量が0.10モルとなる量)を添加した。次いで、イソプレン17.3g、及びスチレン1.3gをゆっくりと添加し、50℃のアンプル瓶内で120分反応させることにより、活性末端を有する重合体ブロック(A)を得た。この重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)は6,500、分子量分布(Mw/Mn)は1.12、スチレン単量体単位含有量は7.0質量%、イソプレン単量体単位含有量は93.0質量%、およびビニル結合含有量は7.5質量%であった。
<Specific conjugated diene rubber 1>
To a nitrogen-substituted 800 ml ampol bottle, 74.3 g of cyclohexane and 0.48 mmol of tetramethylethylenediamine were added, and 4.76 mmol of n-butyllithium (tetramethylethylenediamine as a polar compound with respect to 1 mol of n-butyllithium) was added. The amount of the above is 0.10 mol) was added. Then, 17.3 g of isoprene and 1.3 g of styrene were slowly added and reacted in an ampoule bottle at 50 ° C. for 120 minutes to obtain a polymer block (A) having an active terminal. The weight average molecular weight (Mw) of this polymer block (A) is 6,500, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 1.12, the styrene monomer unit content is 7.0% by mass, and the isoprene monomer unit. The content was 93.0% by mass, and the vinyl bond content was 7.5% by mass.
攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン4000g、テトラメチルエチレンジアミン3.57mmol、1,3−ブタジエン252g、およびスチレン348gを仕込んだ後、上記にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A)を全量加え、50℃で重合を開始した(使用したn−ブチルリチウム1モルに対する、反応系中に存在する極性化合物としてのテトラメチルエチレンジアミンの量は0.85モル)。重合を開始してから15分経過後、1,3−ブタジエン338g、およびスチレン62gを60分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は70℃であった。連続添加終了後、さらに15分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、下記式(11)で表されるポリオルガノシロキサンを、40質量%濃度のキシレン溶液の状態にて、1.51g(ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数に換算して、使用したn−ブチルリチウムの1.1倍モルに相当する量)添加し、30分間反応させた。次いで、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン4.76mmol(使用したn−ブチルリチウムの1.0倍モルに相当する量)を添加し、10分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス1520L(BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた共役ジエン系ゴムを特定共役ジエン系ゴム1とする。特定共役ジエン系ゴム1の重量平均分子量(Mw)は570,000、カップリング率は45.0%、スチレン単量体単位含有量は41.1質量%、ビニル結合含有量は33.5質量%であった。 After charging 4000 g of cyclohexane, 3.57 mmol of tetramethylethylenediamine, 252 g of 1,3-butadiene, and 348 g of styrene in an autoclave with a stirrer under a nitrogen atmosphere, the polymer block (A) having the active terminal obtained above was charged. Was added and polymerization was started at 50 ° C. (the amount of tetramethylethylenediamine as a polar compound present in the reaction system was 0.85 mol with respect to 1 mol of n-butyllithium used). After 15 minutes from the start of the polymerization, 338 g of 1,3-butadiene and 62 g of styrene were continuously added over 60 minutes. The maximum temperature during the polymerization reaction was 70 ° C. After the completion of continuous addition, the polymerization reaction was continued for another 15 minutes, and after confirming that the polymerization conversion rate was in the range of 95% to 100%, 40 polyorganosiloxane represented by the following formula (11) was added. In the state of a xylene solution having a mass% concentration, 1.51 g (1.1 times the molar amount of n-butyllithium used in terms of the number of repeating units of the siloxane structure (-Si-O-) in the polyorganosiloxane) (Amount corresponding to) was added and reacted for 30 minutes. Then, 4.76 mmol of 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane (equivalent to 1.0 times the molar amount of n-butyllithium used) was added and reacted for 10 minutes. Then, as a polymerization inhibitor, methanol corresponding to twice the molar amount of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing a conjugated diene rubber. To this solution, 0.15 part of Irganox 1520L (manufactured by BASF) as an anti-aging agent was added to 100 parts of conjugated diene rubber, the solvent was removed by steam stripping, and the temperature was 60 ° C. for 24 hours. Vacuum drying was performed to obtain a solid conjugated diene rubber. The obtained conjugated diene rubber is designated as the specific conjugated diene rubber 1. The weight average molecular weight (Mw) of the specific conjugated diene rubber 1 is 570,000, the coupling rate is 45.0%, the styrene monomer unit content is 41.1% by mass, and the vinyl bond content is 33.5% by mass. %Met.
上記式(11)中、X1、X4、R1〜R3およびR5〜R8はメチル基である。上記式(11)中、mは80、kは120である。上記式(11)中、X2は下記式(12)で表される基である(ここで、*は結合位置を表す)。 In the above formula (11), X 1 , X 4 , R 1 to R 3 and R 5 to R 8 are methyl groups. In the above formula (11), m is 80 and k is 120. In the above formula (11), X 2 is a group represented by the following formula (12) (where * represents a bonding position).
<特定共役ジエン系ゴム2>
窒素置換された100mlアンプル瓶に、シクロヘキサン50.0g、およびテトラメチルエチレンジアミン0.66mmolを添加し、さらに、n−ブチルリチウム6.6mmolを添加した。次いで、イソプレン11.61g、およびスチレン0.87gをゆっくりと添加し、50℃のアンプル瓶内で120分間反応させることにより、活性末端を有する重合体ブロック(A)を得た。この重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)は3,500、分子量分布(Mw/Mn)は1.10、スチレン単量体単位含有量は7.0質量%、イソプレン単量体単位含有量は93.0質量%、ビニル結合含有量は7.7質量%であった。
<Specific conjugated diene rubber 2>
To a nitrogen-substituted 100 ml ampoule bottle, 50.0 g of cyclohexane and 0.66 mmol of tetramethylethylenediamine were added, and 6.6 mmol of n-butyllithium was further added. Then, 11.61 g of isoprene and 0.87 g of styrene were slowly added and reacted in an ampoule bottle at 50 ° C. for 120 minutes to obtain a polymer block (A) having an active terminal. The weight average molecular weight (Mw) of this polymer block (A) is 3,500, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 1.10, the styrene monomer unit content is 7.0% by mass, and the isoprene monomer unit. The content was 93.0% by mass and the vinyl bond content was 7.7% by mass.
次に、攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン4000g、テトラメチルエチレンジアミン11.lmmol、1,3−ブタジエン393.0g、およびスチレン207.0gを仕込んだ後、上記にて得られた活性末端を有する重合体ブロック(A)を全量加え、40℃で重合を開始した。重合を開始してから10分間経過後、1,3−ブタジエン337.0g、およびスチレン63.0gを40分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は60℃であった。連続添加終了後、さらに20分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、上記式(11)で表されるポリオルガノシロキサンを、40質量%濃度のキシレン溶液の状態にて、2.13g(ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数に換算して、使用したn−ブチルリチウムの1.1倍モルに相当する量)添加し、30分間反応させた。次いで、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン6.6mmol(使用したn−ブチルリチウムの1.0倍モルに相当する量)を添加し、10分間攪拌させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス1520L(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた共役ジエン系ゴムを特定共役ジエン系ゴム2とする。特定共役ジエン系ゴム2の重量平均分子量(Mw)は488,000、カップリング率は60.2%、スチレン単量体単位含有量は26.6質量%、ビニル結合含有量は60.4質量%であった。 Next, in an autoclave with a stirrer, in a nitrogen atmosphere, 4000 g of cyclohexane and tetramethylethylenediamine 11. After charging 393.0 g of l mmol, 1,3-butadiene and 207.0 g of styrene, all of the polymer block (A) having the active terminal obtained above was added, and polymerization was started at 40 ° C. After 10 minutes from the start of the polymerization, 337.0 g of 1,3-butadiene and 63.0 g of styrene were continuously added over 40 minutes. The maximum temperature during the polymerization reaction was 60 ° C. After the completion of continuous addition, the polymerization reaction was continued for another 20 minutes, and after confirming that the polymerization conversion rate was in the range of 95% to 100%, the polyorganosiloxane represented by the above formula (11) was added to 40. 2.13 g (1.1 times the molar amount of n-butyllithium used in terms of the number of repeating units of the siloxane structure (-Si-O-) in polyorganosiloxane" in the state of a xylene solution having a mass% concentration. (Amount corresponding to) was added and reacted for 30 minutes. Then, 6.6 mmol of 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane (amount corresponding to 1.0 times the molar amount of n-butyllithium used) was added, and the mixture was stirred for 10 minutes. Then, as a polymerization inhibitor, methanol corresponding to twice the mole of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing a conjugated diene rubber. To this solution, 0.15 part of Irganox 1520L (manufactured by Ciba Speciality Chemicals) as an anti-aging agent was added to 100 parts of conjugated diene rubber, and then the solvent was removed by steam stripping at 60 ° C. Vacuum drying for 24 hours gave a solid conjugated diene rubber. The obtained conjugated diene rubber is designated as the specific conjugated diene rubber 2. The weight average molecular weight (Mw) of the specific conjugated diene rubber 2 is 488,000, the coupling rate is 60.2%, the styrene monomer unit content is 26.6% by mass, and the vinyl bond content is 60.4% by mass. %Met.
<特定共役ジエン系ゴム3>
攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン800g、1,3−ブタジエン120gを仕込んだ後、n−ブチルリチウム1.00mmolを加え、80℃で重合を開始した。90分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、上記式(11)で表されるポリオルガノシロキサン0.32g(ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−S−O−)の繰り返し単位数に換算して、使用したn−ブチルリチウムの1.1倍モルに相当する量)を添加し、30分間反応させた。次いで、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン1.00mmol(使用したn−ブチルリチウムの1.0倍モルに相当する量)を添加し、10分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス1520L(BASF社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた共役ジエン系ゴムを特定共役ジエン系ゴム3とする。特定共役ジエン系ゴム3の重量平均分子量(Mw)は485,000、カップリング率は55.5%、ビニル結合含有量は9.8質量%であった。
<Specific conjugated diene rubber 3>
In an autoclave with a stirrer, 800 g of cyclohexane and 120 g of 1,3-butadiene were charged under a nitrogen atmosphere, 1.00 mmol of n-butyllithium was added, and polymerization was started at 80 ° C. After continuing the polymerization reaction for 90 minutes and confirming that the polymerization conversion rate was in the range of 95% to 100%, 0.32 g of the polyorganosiloxane represented by the above formula (11) (in the polyorganosiloxane) In terms of the number of repeating units of the siloxane structure (-SO-), an amount corresponding to 1.1 times the molar amount of n-butyllithium used) was added and reacted for 30 minutes. Then, 1.00 mmol of 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane (amount corresponding to 1.0 times the molar amount of n-butyllithium used) was added, and the mixture was reacted for 10 minutes. Then, as a polymerization inhibitor, methanol corresponding to twice the molar amount of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing a conjugated diene rubber. To this solution, 0.15 part of Irganox 1520L (manufactured by BASF) as an anti-aging agent was added to 100 parts of conjugated diene rubber, the solvent was removed by steam stripping, and the temperature was 60 ° C. for 24 hours. Vacuum drying was performed to obtain a solid conjugated diene rubber. The obtained conjugated diene rubber is designated as the specific conjugated diene rubber 3. The weight average molecular weight (Mw) of the specific conjugated diene rubber 3 was 485,000, the coupling rate was 55.5%, and the vinyl bond content was 9.8% by mass.
<特定共役ジエン系ゴム4>
攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン800g、テトラメチルエチレンジアミン1.42mmol、1,3−ブタジエン87.6g、およびスチレン32.4gを仕込んだ後、n−ブチルリチウム0.79mmolを加え、60℃で重合を開始した。60分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、上記式(11)で表されるポリオルガノシロキサンを、40質量%濃度のキシレン溶液の状態にて、0.26g(ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数に換算して、使用したn−ブチルリチウムの1.1倍モルに相当する量)添加し、30分間反応させた。次いで、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン0.79mmol(使用したn−ブチルリチウムの1.0倍モルに相当する量)を添加し、10分間攪拌させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス1520L(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を、共役ジエン系ゴム100部に対して0.15部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた共役ジエン系ゴムを特定共役ジエン系ゴム4とする。特定共役ジエン系ゴム4の重量平均分子量(Mw)は467,000、カップリング率は54.4%、スチレン単量体単位含有量は26.9質量%、ビニル結合含有量は58.5質量%であった。
<Specific conjugated diene rubber 4>
In an autoclave with a stirrer, 800 g of cyclohexane, 1.42 mmol of tetramethylethylenediamine, 87.6 g of 1,3-butadiene, and 32.4 g of styrene were charged under a nitrogen atmosphere, 0.79 mmol of n-butyllithium was added, and the temperature was 60 ° C. Polymerization was started at. After continuing the polymerization reaction for 60 minutes and confirming that the polymerization conversion rate was in the range of 95% to 100%, the polyorganosiloxane represented by the above formula (11) was added to a xylene solution having a concentration of 40% by mass. 0.26 g (amount corresponding to 1.1 times the molar amount of n-butyllithium used in terms of the number of repeating units of the siloxane structure (-Si-O-) in the polyorganosiloxane) was added in the above state. And reacted for 30 minutes. Then, 0.79 mmol of 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane (amount corresponding to 1.0 times the molar amount of n-butyllithium used) was added, and the mixture was stirred for 10 minutes. Then, as a polymerization inhibitor, methanol corresponding to twice the molar amount of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing a conjugated diene rubber. To this solution, 0.15 part of Irganox 1520L (manufactured by Ciba Speciality Chemicals) as an anti-aging agent was added to 100 parts of conjugated diene rubber, and then the solvent was removed by steam stripping to remove the solvent at 60 ° C. The mixture was vacuum-dried for 24 hours to obtain a solid conjugated diene-based rubber. The obtained conjugated diene rubber is designated as the specific conjugated diene rubber 4. The weight average molecular weight (Mw) of the specific conjugated diene rubber 4 is 467,000, the coupling rate is 54.4%, the styrene monomer unit content is 26.9% by mass, and the vinyl bond content is 58.5% by mass. %Met.
<比較共役ジエン系ゴム>
窒素置換された100mLアンプル瓶に、シクロヘキサン(35g)、およびテトラメチルエチレンジアミン(1.4mmol)を添加し、さらに、n−ブチルリチウム(4.3mmol)を添加した。次いで、イソプレン(21.6g)、およびスチレン(3.1g)をゆっくりと添加し、50℃のアンプル瓶内で120分反応させることにより、活性末端を有する重合体ブロックAを得た。この重合体ブロックAについて、重量平均分子量、分子量分布、芳香族ビニル単量体単位含有量、イソプレン単量体単位含有量、および1,4−結合含有量を測定したところ、重量平均分子量は8,700、分子量分布は1.10、芳香族ビニル単位含有量は12.6質量%、イソプレン単位含有量は87.4質量%、1,4−結合含有量は58.0質量%であった。
次に、攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン(4000g)、1,3−ブタジエン(474.0g)、およびスチレン(126.0g)を仕込んだ後、上記にて得られた活性末端を有する重合体ブロックAを全量加え、50℃で重合を開始した。重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、次いで、上記式11)で表されるポリオルガノシロキサンを、エポキシ基の含有量が1.42mmol(使用したn−ブチルリチウムの0.33倍モルに相当)となるように、20質量%濃度のキシレン溶液の状態で添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤(イルガノックス1520、BASF社製)を少量添加し、伸展油としてフッコールエラミック30(新日本石油(株)製)を特定共役ジエン系ゴム100質量部に対して25質量部添加した後、スチームストリッピング法により固形状のゴムを回収した。得られた固形状のゴムをロールにより脱水し、乾燥機中で乾燥を行い、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた共役ジエン系ゴムを比較共役ジエン系ゴムとする。
比較共役ジエン系ゴムの重量平均分子量、分子量分布、3分岐以上のカップリング率、芳香族ビニル単位含有量、ビニル結合含有量、および、ムーニー粘度を測定したところ、重量平均分子量は640,000、分子量分布は1.65、カップリング率は12.5質量%、芳香族ビニル単量体単位含有量は42.6質量%、ビニル結合含有量は29.5質量%、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は58であった。
<Comparative conjugated diene rubber>
Cyclohexane (35 g) and tetramethylethylenediamine (1.4 mmol) were added to a nitrogen-substituted 100 mL ampoule bottle, and n-butyllithium (4.3 mmol) was further added. Then, isoprene (21.6 g) and styrene (3.1 g) were slowly added and reacted in an ampoule bottle at 50 ° C. for 120 minutes to obtain a polymer block A having an active terminal. When the weight average molecular weight, the molecular weight distribution, the aromatic vinyl monomer unit content, the isoprene monomer unit content, and the 1,4-bond content were measured for this polymer block A, the weight average molecular weight was 8 , 700, the molecular weight distribution was 1.10, the aromatic vinyl unit content was 12.6% by mass, the isoprene unit content was 87.4% by mass, and the 1,4-bond content was 58.0% by mass. ..
Next, cyclohexane (4000 g), 1,3-butadiene (474.0 g), and styrene (126.0 g) are charged into an autoclave with a stirrer under a nitrogen atmosphere, and then the autoclave has the active terminal obtained above. The entire amount of the polymer block A was added, and the polymerization was started at 50 ° C. After confirming that the polymerization conversion rate was in the range of 95% to 100%, the polyorganosiloxane represented by the above formula 11) was then subjected to an epoxy group content of 1.42 mmol (n-used). It was added in the form of a xylene solution having a concentration of 20% by mass so as to be 0.33 times the molar amount of butyllithium, and reacted for 30 minutes. Then, as a polymerization inhibitor, methanol corresponding to twice the molar amount of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing a conjugated diene rubber. A small amount of anti-aging agent (Irganox 1520, manufactured by BASF) was added to this solution, and Fuccole Eramic 30 (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd.) was added as a spreading oil to 25 parts by mass of 100 parts by mass of the specified conjugated diene rubber. After adding by mass, the solid rubber was recovered by the steam stripping method. The obtained solid rubber was dehydrated with a roll and dried in a dryer to obtain a solid conjugated diene rubber. The obtained conjugated diene rubber is used as a comparative conjugated diene rubber.
When the weight average molecular weight, molecular weight distribution, coupling rate of three or more branches, aromatic vinyl unit content, vinyl bond content, and Mooney viscosity of the comparative conjugated diene rubber were measured, the weight average molecular weight was 640,000. The molecular weight distribution is 1.65, the coupling rate is 12.5% by mass, the aromatic vinyl monomer unit content is 42.6% by mass, the vinyl bond content is 29.5% by mass, and the Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) was 58.
〔タイヤトレッド用ゴム組成物の調製〕
下記表1に示す成分を、同表に示す割合(質量部)で配合した。
具体的には、まず、下記表1に示す成分のうち硫黄及び加硫促進剤を除く成分を、1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて140℃付近に温度を上げてから、5分間混合した後に放出し、室温まで冷却してマスターバッチを得た。さらに、上記バンバリーミキサーを用いて、得られたマスターバッチに硫黄及び加硫促進剤を混合し、タイヤトレッド用ゴム組成物を得た。
なお、ゴム成分が油展品である場合、質量部はゴムの正味の量(オイルを除いた量)を表す。
[Preparation of rubber composition for tire tread]
The components shown in Table 1 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in the same table.
Specifically, first, among the components shown in Table 1 below, the components excluding sulfur and the vulcanization accelerator are raised to around 140 ° C. using a 1.7 liter sealed Banbury mixer for 5 minutes. After mixing, it was released and cooled to room temperature to obtain a masterbatch. Further, using the above-mentioned Bunbury mixer, sulfur and a vulcanization accelerator were mixed with the obtained masterbatch to obtain a rubber composition for tire tread.
When the rubber component is an oil-extended product, the mass portion represents the net amount of rubber (the amount excluding oil).
〔評価〕
得られたタイヤトレッド用ゴム組成物について下記のとおり評価を行った。
[Evaluation]
The obtained rubber composition for tire tread was evaluated as follows.
<加硫ゴムシートの作製>
得られたタイヤトレッド用ゴム組成物(未加硫)を金型(15cm×15cm×0.2cm)中で、160℃で40分間プレス加硫して加硫ゴムシートを作製した。
<Making a vulcanized rubber sheet>
The obtained rubber composition for tire tread (unvulcanized) was press-vulcanized in a mold (15 cm × 15 cm × 0.2 cm) at 160 ° C. for 40 minutes to prepare a vulcanized rubber sheet.
<ウェット性能>
得られた加硫ゴムシートについて、JISK6394:2007に準じ、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所社製)を用いて、伸張変形歪率10%±2%、振動数20Hz、温度0℃の条件でtanδ(0℃)を測定した。
結果を表1に示す。結果は比較例1を100とする指数で表した。指数が大きい方がウェット性能(ウェットグリップ性能)に優れる。実用上、105以上であることが好ましい。
<Wet performance>
The obtained vulcanized rubber sheet was subjected to a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) in accordance with JIS K6394: 2007 under the conditions of a stretch deformation strain rate of 10% ± 2%, a frequency of 20 Hz, and a temperature of 0 ° C. Tan δ (0 ° C.) was measured.
The results are shown in Table 1. The results are represented by an index with Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the better the wet performance (wet grip performance). Practically, it is preferably 105 or more.
<転がり性能>
得られた加硫ゴムシートについて、JISK6394:2007に準じ、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所社製)を用いて、伸張変形歪率10%±2%、振動数20Hz、温度60℃の条件でtanδ(60℃)を測定した。
結果を表1に示す。結果は比較例1を100とする指数で表した。指数が小さい方が転がり性能(低転がり抵抗性)に優れる。実用上、97以下であることが好ましい。
<Rolling performance>
The obtained vulcanized rubber sheet was subjected to a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) in accordance with JIS K6394: 2007 under the conditions of a stretch deformation strain rate of 10% ± 2%, a frequency of 20 Hz, and a temperature of 60 ° C. Tan δ (60 ° C.) was measured.
The results are shown in Table 1. The results are represented by an index with Comparative Example 1 as 100. The smaller the index, the better the rolling performance (low rolling resistance). Practically, it is preferably 97 or less.
<粘度の経時変化>
得られたタイヤトレッド用ゴム組成物(調製直後)について、JIS K6300−1:2013に準じ、L形ロータを使用し、予熱時間1分、ロータの回転時間4分、試験温度100℃の条件で、ムーニー粘度を測定した。また、調製直後のタイヤトレッド用ゴム組成物を30℃、湿度80%の条件下で3日間保管後、再度上記条件にてムーニー粘度を測定した。調製直後の粘度から3日保管後の粘度への変化率を求めた。
結果を表1に示す。結果は比較例1の変化率を100とする指数で表した。数値が小さいほど粘度変化が小さく、経時変化が小さいことを示す。実用上、98以下であることが好ましい。
<Change in viscosity over time>
Regarding the obtained rubber composition for tire tread (immediately after preparation), according to JIS K6300-1: 2013, an L-shaped rotor was used under the conditions of preheating time of 1 minute, rotor rotation time of 4 minutes, and test temperature of 100 ° C. , Mooney viscosity was measured. Further, the rubber composition for tire tread immediately after preparation was stored under the conditions of 30 ° C. and 80% humidity for 3 days, and then the Mooney viscosity was measured again under the above conditions. The rate of change from the viscosity immediately after preparation to the viscosity after storage for 3 days was determined.
The results are shown in Table 1. The results were expressed as an index with the rate of change of Comparative Example 1 as 100. The smaller the value, the smaller the change in viscosity and the smaller the change over time. Practically, it is preferably 98 or less.
上記表1中の各成分の詳細は以下のとおりである。
・特定共役ジエン系ゴム1:上述のとおり製造した特定共役ジエン系ゴム1
・特定共役ジエン系ゴム2:上述のとおり製造した特定共役ジエン系ゴム2
・特定共役ジエン系ゴム3:上述のとおり製造した特定共役ジエン系ゴム3
・特定共役ジエン系ゴム4:上述のとおり製造した特定共役ジエン系ゴム4
・比較共役ジエン系ゴム:上述のとおり製造した比較共役ジエン系ゴム
・BR1220:Nipol BR1220(ブタジエンゴム、ガラス転移温度:−106℃、日本ゼオン社製)
・9100GR:ULTRASIL 9100GR(シリカ、CTAB吸着比表面積:200m2/g、Evonik社製)
・N339:ショウブラックN339(カーボンブラック、キャボットジャパン社製)
・シランカップリング剤1:VP Si363(シランカップリング剤、エボニックデグッサ社製)(上述した式(A1)で表される化合物。ここで、R11:−OC2H5、R12:−O(C2H4O)5−C13H27、R14:−(CH2)3−、l=1、m=2、n=0。)
・シランカップリング剤2:下記のとおり合成されたポリシロキサン(上述した式(S1)の平均式で表されるポリシロキサン)
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を備えた2Lセパラブルフラスコにビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(信越化学工業製 KBE−846)107.8g(0.2mol)、γ―メルカプトプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業製 KBE−803)95.4g(0.4mol)、オクチルトリエトキシシラン(信越化学工業製 KBE−3083)442.4g(1.6mol)、エタノール162.0gを納めた後、室温にて0.5N塩酸32.4g(1.8mol)とエタノール75.6gの混合溶液を滴下した。その後、80℃にて2時間攪拌した。その後、濾過、5%KOH/EtOH溶液14.6gを滴下し80℃で2時間攪拌した。その後、減圧濃縮、濾過することで褐色透明液体のポリシロキサン425.4gを得た。GPCにより測定した結果、平均分子量は860であり、下記平均組成式で示される。
(−C3H6−S4−C3H6−)0.083(−C8H17)0.667(−OC2H5)1.50(−C3H6SH)0.167SiO0.75
・比較シランカップリング剤:Si69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、エボニックデグッサ社製)
・酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(正同化学工業社社製)
・ステアリン酸:ビーズステアリン酸(日油社製)
・老化防止剤:オゾノン6C(精工化学社製)
・プロセスオイル:エキストラクト4号S(昭和シェル石油社製)
・硫黄:金華印油入微粉硫黄(硫黄の含有量95.24質量%、鶴見化学工業社製)
・加硫促進剤(CZ):大内新興化学工業社製ノクセラーCZ−G
・加硫促進剤(DPG):1,3−ジフェニルグアニジン(ソクシノールD−G、住友化学工業社製)
Details of each component in Table 1 above are as follows.
-Specific conjugated diene rubber 1: Specific conjugated diene rubber manufactured as described above 1
-Specific conjugated diene rubber 2: Specific conjugated diene rubber 2 manufactured as described above.
-Specific conjugated diene rubber 3: Specific conjugated diene rubber 3 manufactured as described above.
-Specific conjugated diene rubber 4: Specific conjugated diene rubber 4 manufactured as described above.
-Comparative conjugated diene rubber: Comparative conjugated diene rubber manufactured as described above-BR1220: Nipol BR1220 (butadiene rubber, glass transition temperature: -106 ° C, manufactured by Nippon Zeon)
9100GR: ULTRASIL 9100GR (silica, CTAB adsorption specific surface area: 200 m 2 / g, manufactured by Evonik)
・ N339: Show Black N339 (Carbon Black, manufactured by Cabot Japan)
-Silane Coupling Agent 1: VP Si363 (Silane Coupling Agent, manufactured by Evonik Degussa) (Compound represented by the above formula (A1). Here, R 11 : -OC 2 H 5 , R 12 :- O (C 2 H 4 O) 5- C 13 H 27 , R 14 :-(CH 2 ) 3- , l = 1, m = 2, n = 0.)
-Silane coupling agent 2: Polysiloxane synthesized as follows (polysiloxane represented by the average formula of the above formula (S1))
107.8 g (0.2 mol) of bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (KBE-846 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), γ-mercapto in a 2 L separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer. Contains 95.4 g (0.4 mol) of propyltriethoxysilane (KBE-803 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 442.4 g (1.6 mol) of octyltriethoxysilane (KBE-3083 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and 162.0 g of ethanol. After that, a mixed solution of 32.4 g (1.8 mol) of 0.5N hydrochloric acid and 75.6 g of ethanol was added dropwise at room temperature. Then, the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours. Then, filtration, 14.6 g of a 5% KOH / EtOH solution was added dropwise, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours. Then, it was concentrated under reduced pressure and filtered to obtain 425.4 g of polysiloxane as a brown transparent liquid. As a result of measurement by GPC, the average molecular weight is 860, which is represented by the following average composition formula.
(-C 3 H 6- S 4- C 3 H 6- ) 0.083 (-C 8 H 17 ) 0.667 (-OC 2 H 5 ) 1.50 (-C 3 H 6 SH) 0.167 SiO 0.75
-Comparative silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, manufactured by Evonik Degussa)
・ Zinc oxide: 3 types of zinc oxide (manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Stearic acid: Beaded stearic acid (manufactured by NOF CORPORATION)
・ Anti-aging agent: Ozonon 6C (manufactured by Seiko Kagaku Co., Ltd.)
・ Process oil: Extract No. 4 S (manufactured by Showa Shell Sekiyu Co., Ltd.)
-Sulfur: Fine powdered sulfur with Jinhua stamp oil (sulfur content 95.24% by mass, manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
-Vulcanization accelerator (CZ): Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
-Vulcanization accelerator (DPG): 1,3-diphenylguanidine (Soxinol DG, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
表1から分かるように、特定共役ジエン系ゴムおよびメルカプト基を有するシランカップリング剤を含有する実施例1〜5は、優れたウェット性能、転がり性能及び粘度の経時変化の抑制を示した。なかでも、特定共役ジエン系ゴムがPIブロックを含む実施例1〜3および5は、より優れたウェット性能、転がり性能及び粘度の経時変化の抑制を示した。
また、実施例1と2の対比から、特定共役ジエン系ゴムのビニル結合含有量が40質量%以上である実施例2は、より優れた転がり性能および粘度の経時変化の抑制を示した。
また、実施例2と3の対比から、特定共役ジエン系ゴムとして、さらに、第1工程で1,3−ブタジエンを重合した特定共役ジエン系ゴム3を含有する実施例3は、より優れたウェット性能、転がり性能及び粘度の経時変化の抑制を示した。
また、実施例1と5との対比から、メルカプト基を有するシランカップリング剤として上述した式(S1)の平均式で表されるポリシロキサンを含有する実施例5は、より優れたウェット性能、転がり性能および粘度の経時変化の抑制を示した。
As can be seen from Table 1, Examples 1 to 5 containing a specific conjugated diene rubber and a silane coupling agent having a mercapto group showed excellent wet performance, rolling performance, and suppression of changes in viscosity with time. Among them, Examples 1 to 3 and 5 in which the specific conjugated diene rubber contains a PI block showed better wet performance, rolling performance, and suppression of changes in viscosity with time.
Further, from the comparison between Examples 1 and 2, Example 2 in which the vinyl bond content of the specific conjugated diene rubber was 40% by mass or more showed better rolling performance and suppression of the change in viscosity with time.
Further, from the comparison between Examples 2 and 3, Example 3 containing the specific conjugated diene rubber 3 obtained by polymerizing 1,3-butadiene in the first step is more excellent wet. The performance, rolling performance, and suppression of changes in viscosity over time were shown.
Further, from the comparison between Examples 1 and 5, Example 5 containing the polysiloxane represented by the average formula of the above formula (S1) as the silane coupling agent having a mercapto group has more excellent wet performance. It showed the suppression of rolling performance and changes in viscosity over time.
一方、特定共役ジエン系ゴムを含有しない比較例1、および、メルカプト基を有するシランカップリング剤を含有しない比較例2は、ウェット性能、転がり性能及び粘度の経時変化の抑制の少なくとも1つが不十分であった。 On the other hand, Comparative Example 1 which does not contain the specific conjugated diene rubber and Comparative Example 2 which does not contain the silane coupling agent having a mercapto group are insufficient in at least one of the wet performance, the rolling performance, and the suppression of the change in viscosity with time. Met.
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 タイヤトレッド部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション
1 Bead part 2 Side wall part 3 Tire tread part 4 Carcass layer 5 Bead core 6 Bead filler 7 Belt layer 8 Rim cushion
Claims (4)
シリカと、
メルカプト基を有するシランカップリング剤とを含有し、
前記シリカの含有量が、前記共役ジエン系ゴム100質量部に対して、30質量部以上であり、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記シリカの含有量に対して、3〜40質量%であり、
前記特定共役ジエン系ゴムが、不活性溶媒中で、重合開始剤を用いて、共役ジエン化合物を含む単量体を重合し、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る第1工程と、前記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に、下記一般式(1)で表されるポリオルガノシロキサンを、前記第1工程で使用した重合開始剤1モルに対して、前記ポリオルガノシロキサン中のシロキサン構造(−Si−O−)の繰り返し単位数換算で1モル以上の割合にて添加して反応させる第2工程と、前記第2工程で得られるポリオルガノシロキサンを反応させた共役ジエン系重合体鎖に、下記一般式(2)で表される化合物を反応させる第3工程とを備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムであり、タイヤトレッド用ゴム組成物。
一般式(1)中、X1およびX4は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜5のアルコキシ基、および、エポキシ基を含有する炭素数4〜12の基からなる群より選ばれるいずれかの基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。
一般式(1)中、X2は、炭素数1〜5のアルコキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基であり、複数あるX2は、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。
一般式(1)中、X3は、2〜20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基であり、X3が複数あるときは、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。
一般式(1)中、mは3〜200の整数、nは0〜200の整数、kは0〜200の整数であり、m+n+kは3以上である。
一般式(2)中、A1は、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖とポリオルガノシロキサンとの反応により生成した反応残基と反応しうる基であり、−OR 10 (R 10 は水素原子またはヒドロカルビル基)で表される基である。
一般式(2)中、A2は、窒素原子を含有する一価の基である(ただし、酸素原子を含有する基を除く)。
一般式(2)中、pは0〜2の整数、qは1〜3の整数、rは1〜3の整数、p+q+r=4である。 Conjugated diene rubber containing 30% by mass or more of specific conjugated diene rubber,
With silica
Contains a silane coupling agent having a mercapto group,
The content of the silica is 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber.
The content of the silane coupling agent is 3 to 40% by mass with respect to the content of the silica.
In the first step, the specific conjugated diene-based rubber polymerizes a monomer containing a conjugated diene compound in an inert solvent using a polymerization initiator to obtain a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal. The polyorganosiloxane represented by the following general formula (1) is added to the conjugated diene polymer chain having the active terminal with respect to 1 mol of the polymerization initiator used in the first step, in the polyorganosiloxane. The second step of adding and reacting the siloxane structure (-Si-O-) at a ratio of 1 mol or more in terms of the number of repeating units, and the conjugated diene-based weight obtained by reacting the polyorganosiloxane obtained in the second step. A rubber composition for a tire tread, which is a conjugated diene-based rubber produced by a method for producing a conjugated diene-based rubber, which comprises a third step of reacting a coalesced chain with a compound represented by the following general formula (2).
In the general formula (1), X 1 and X 4 have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an epoxy group having an epoxy group. Any group selected from the group consisting of 4 to 12 groups, which may be the same or different from each other.
In the general formula (1), X 2 is a group having 4 to 12 carbon atoms containing alkoxy group or an epoxy group, of 1 to 5 carbon atoms, a plurality of X 2 may be they are identical to each other It may be different.
In the general formula (1), X 3 is a group containing repeating units of 2 to 20 alkylene glycols, and when there are a plurality of X 3 , they may be the same or different from each other.
In the general formula (1), m is an integer of 3 to 200, n is an integer of 0 to 200, k is an integer of 0 to 200, and m + n + k is 3 or more.
In the general formula (2), A 1 is Ri Oh a group capable of reacting with the reactive residues formed by the reaction of a conjugated diene polymer chain polyorganosiloxane having active end, -OR 10 (R 10 is Ru Oh a group represented by hydrogen or a hydrocarbyl group).
In the general formula (2), A 2 is a monovalent group containing a nitrogen atom (excluding a group containing an oxygen atom).
In the general formula (2), p is an integer of 0 to 2, q is an integer of 1 to 3, r is an integer of 1 to 3, and p + q + r = 4.
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4−2a−b−c−d−e)/2 (S1)
式(S1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表す。Bは炭素数5〜20の1価の炭化水素基を表す。Cは加水分解性基を表す。Dはメルカプト基を含有する有機基を表す。R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表す。a〜eは、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。 The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the silane coupling agent is a polysiloxane represented by the average formula of the following formula (S1).
(A) a (B) b (C) c (D) d (R 1 ) e SiO (4-2a-b-c-d-e) / 2 (S1)
In formula (S1), A represents a divalent organic group containing a sulfide group. B represents a monovalent hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms. C represents a hydrolyzable group. D represents an organic group containing a mercapto group. R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. a to e satisfy the relational expression of 0 ≦ a <1, 0 <b <1, 0 <c <3, 0 <d <1, 0 ≦ e <2, 0 <2a + b + c + d + e <4.
イソプレン単量体単位80〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜20質量%を含む重合体ブロック(A)と、
1,3−ブタジエン単量体単位50〜100質量%および芳香族ビニル単量体単位0〜50質量%を含む重合体ブロック(B)とが一続きにして形成された構造を有する、請求項1または2にタイヤトレッド用ゴム組成物。 The specific conjugated diene rubber
A polymer block (A) containing 80 to 100% by mass of an isoprene monomer unit and 0 to 20% by mass of an aromatic vinyl monomer unit, and
The claim has a structure in which a polymer block (B) containing 50 to 100% by mass of a 1,3-butadiene monomer unit and 0 to 50% by mass of an aromatic vinyl monomer unit is continuously formed. Rubber composition for tire tread in 1 or 2.
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