JPH04220429A - 高分子ジフェニルジアミン類 - Google Patents

高分子ジフェニルジアミン類

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JPH04220429A
JPH04220429A JP3043436A JP4343691A JPH04220429A JP H04220429 A JPH04220429 A JP H04220429A JP 3043436 A JP3043436 A JP 3043436A JP 4343691 A JP4343691 A JP 4343691A JP H04220429 A JPH04220429 A JP H04220429A
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JP
Japan
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diene
butadiene
polymer
polymeric
ethylvinylbenzene
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JP3043436A
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English (en)
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James J Tazuma
ジェームス・ジュンキチ・タズマ
Lawson Gibson Wideman
ローソン・ギブソン・ワイドマン
Paul Harry Sandstrom
ポール・ハリー・サンドストローム
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Goodyear Tire and Rubber Co
Original Assignee
Goodyear Tire and Rubber Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】当業者に公知のように、オゾンに
よるゴムの分解は、(a)ゴムの応力に対して垂直に現
われる亀裂および(b)製品の表面上での銀色膜または
霜降りの出現によって示される。オゾンの作用は純粋に
界面現象である。オゾンの作用に対して打ち勝つことが
できるオゾン亀裂防止剤の機能は、ゴム製品の表面への
その移行性に依存する。
【0002】
【従来の技術】従来のオゾン亀裂防止剤ジフェニルジア
ミン、例えばN−フェニル−N′−(1,3−ジメチル
ブチル)−p−フェニレンジアミンはゴムを保護するの
に広範に用いられている。これらのオゾン亀裂防止剤ジ
フェニルジアミンの利用は過去において極めて適当であ
ることが証明されたが、ゴム技術の最近の進歩の結果、
有効寿命が延長されたゴム製品がもたらされ、したがっ
て、オゾン分解から適切に保護することが必要である。 これらの最近の進歩はタイヤにおいて特に明らかである
。したがって、ゴムのオゾン分解からの保護を延長させ
る新規な且つ改良されたオゾン亀裂防止剤が必要とされ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高分子オゾ
ン亀裂防止剤組成物およびジエン含有ポリマーでのその
利用に関する。高分子オゾン亀裂防止剤組成物は、分子
量が約300〜約3,000であり、(a)ジフェニル
ジアミンと(b)少なくとも1種類の共役または非共役
ジエン化合物との重合反応から誘導される。その重合は
酸触媒存在下で行なわれる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、分子量が約3
00〜約3,000であるポリマーを含み且つ(a)式
【0005】
【0006】(式中、Rは3〜16個の炭素原子を有す
るアルキルおよび5〜12個の炭素原子を有するシクロ
アルキルから成る群より選択される基である)を有する
ジフェニルジアミンと、 (b)(1)1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロ
プレン、2−エチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジ
メチル−1,3−ブタジエン、シクロペンタジエンおよ
びピペリレンから成る共役ジエン;および(2)1,4
−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、エチリデン−
ノルボルネン、1,4−ジイソプロペニルベンゼン、1
,3−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジ−α−エ
チルビニルベンゼン、1,3−ジ−α−エチルビニルベ
ンゼン、1−イソプロペニル−4−α−エチルビニルベ
ンゼン、1−イソプロペニル−3−α−エチルビニルベ
ンゼン、1−α−エチルビニル−4−α′−イソプロピ
ルビニルベンゼン、1−α−エチルビニル−3−α′−
イソプロピルビニルベンゼン、1,4−ジ−α−イソプ
ロピルビニルベンゼン、1,3−ジ−α−イソプロピル
ビニルベンゼン、リモネン、ビニルシクロヘキセン、シ
クロオクタジエン、ジシクロペンタジエンおよび1,5
,9−シクロドデカトリエンから成る非共役ジエンから
成る群より選択される少なくとも1種類のジエンとの高
分子反応生成物であるオゾン亀裂防止剤として有用な高
分子組成物に関する。
【0007】更に、(1)ジエン含有ポリマーと、(2
)分子量が約300〜約3,000である高分子オゾン
亀裂防止剤を含み且つ(a)式
【0008】
【0009】(式中、Rは3〜16個の炭素原子を有す
るアルキルおよび5〜12個の炭素原子を有するシクロ
アルキルから成る群より選択される基である)を有する
ジフェニルジアミン;および (b)(1)1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロ
プレン、シクロペンタジエン、2−エチル−1,3−ブ
タジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンおよ
びピペリレンから成る共役ジエン;および(2)1,4
−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、エチリデン−
ノルボルネン、1,4−ジイソプロペニルベンゼン、1
,3−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジ−α−エ
チルビニルベンゼン、1,3−ジ−α−エチルビニルベ
ンゼン、1−イソプロペニル−4−α−エチルビニルベ
ンゼン、1−イソプロペニル−3−α−エチルビニルベ
ンゼン、1−α−エチルビニル−4−α′−イソプロピ
ルビニルベンゼン、1−α−エチルビニル−3−α′−
イソプロピルビニルベンゼン、1,4−ジ−α−イソプ
ロピルビニルベンゼン、1,3−ジ−α−イソプロピル
ビニルベンゼン、リモネン、ビニルシクロヘキセン、シ
クロオクタジエン、ジシクロペンタジエンおよび1,5
,9−シクロドデカトリエンから成る非共役ジエンから
成る群より選択される少なくとも1種類のジエンの高分
子反応生成物とを含む組成物が開示される。
【0010】本出願を読んだ後に認識することができる
ように、高分子ジフェニルジアミンを生成することによ
って、主たるゴムの表面に移行するジフェニルジアミン
残基の易動度を減少させ、その結果、オゾン亀裂防止剤
の有効性を一層長期にすると考えられる。更に、分子量
が異なる高分子ジフェニルジアミンの混合物を用いるこ
とによって、主たるポリマー内部での各高分子オゾン亀
裂防止剤の易動度の相違によって調節されるある程度の
「時間解除(time  release)」効果が得
られる。
【0011】前記に記載のように、前記の式を有するジ
フェニルジアミンを用いて本発明の高分子組成物を製造
する。前記の式に関して、Rは約3〜約16個の炭素原
子総数を有するアルキルまたは5〜12個の炭素原子を
有するシクロアルキルから成ることができる。好ましく
は、Rは3〜8個の炭素を有するアルキルまたは6個の
炭素原子を有するシクロアルキルである。本発明の組成
物の製造で利用するのに適当であることができるジフェ
ニルジアミンを代表するものとして若干の名を挙げると
、N−フェニル−N′−イソプロピル−p−フェニレン
ジアミン、N−フェニル−N′−(1,3−ジメチルブ
チル)−p−フェニレンジアミンおよびN−フェニル−
N′−(1−メチルヘプチル)−p−フェニレンジアミ
ンが挙げられる。最も好ましいジフェニルジアミンはN
−フェニル−N′−(1,3−ジメチルブチル)−p−
フェニレンジアミンである。前記のジフェニルジアミン
の多くは商業的に入手可能である。例えば、N−フェニ
ル−N′−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレ
ンジアミンは、ミズーリ州、セント・ルイスのモンサン
ト・カンパニー(Monsanto  Company
)からサントフレクス(Santoflex)13の名
称で商業的に入手可能である。N−フェニル−N′−イ
ソプロピル−p−フェニレンジアミンは、ニュー・ヨー
ク州、バッファローのペンヴァルト・コーポレーション
(Pennwalt  Corporation)から
アント(Anto)3Hの名称で、ミズーリ州、セント
・ルイスのモンサント・カンパニーからサントフレクス
IPの名称で、そしてペンシルバニア州、ピッツバーグ
のモーベイ・ケミカル・コーポレーション(Mobay
  Chemical  Corporation)か
らヴルカノクス(Vulkanox)4010NAの名
称で商業的に入手可能である。N−フェニル−N′−シ
クロヘキシル−p−フェニレンジアミンは、ニュー・ヨ
ーク州、ニュー・ヨークのユニロイヤル・インコーポレ
ーテッド(Uniroyal  Inc.)からフレク
スゾン(Flexzone)6Hの名称で商業的に入手
可能である。
【0012】本発明の高分子組成物は少なくとも1種類
の共役または非共役ジエンから誘導される。用いること
ができる共役ジエンの例として、1,3−ブタジエン、
イソプレン、クロロプレン、2−エチル−1,3−ブタ
ジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、ピペ
リレン、シクロペンタジエンまたはそれらの混合物が挙
げられる。用いることができる非共役ジエンの例として
、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、エチ
リデン−ノルボルネン、1,4−ジイソプロペニルベン
ゼン、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジ
−α−エチルビニルベンゼン、1,3−ジ−α−エチル
ビニルベンゼン、1−イソプロペニル−4−α−エチル
ビニルベンゼン、1−イソプロペニル−3−α−エチル
ビニルベンゼン、1−α−エチルビニル−4−α′−イ
ソプロピルビニルベンゼン、1−α−エチルビニル−3
−α′−イソプロピルビニルベンゼン、1,4−ジ−α
−イソプロピルビニルベンゼン、1,3−ジ−α−イソ
プロピルビニルベンゼン、リモネン、ビニルシクロヘキ
セン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、1
,5,9−シクロドデカトリエンまたはそれらの混合物
が挙げられる。更に、共役ジエンおよび非共役ジエンの
混合物を用いてもよい。本発明の製法で用いるのに好ま
しいジエンはイソプレン、ピペリレン、1,4−ジイソ
プロペニルベンゼンおよび1,3−ジイソプロペニルベ
ンゼンである。
【0013】本発明の組成物を記載するのに用いる場合
の「高分子化合物」および「ポリマー」という用語は、
ジフェニルジアミンおよびジエンから誘導されるモノマ
ー単位を含み且つジフェニルジアミンまたはジエンから
誘導されるそのモノマー単位の少なくとも1種類が反復
するこのような分子を含むことのみを意味する。したが
って、1個のジフェニルジアミン分子と1個のジエン分
子との反応によって生成される化合物は、その用語を本
文中で用いている限りでは高分子ではない。モノマー単
位という用語は、高分子化合物を生成する構造を意味し
、隣接する構造に結合する際の分子の再配向によって生
じる変化に基づいたジフェニルジアミン化合物またはジ
エン化合物の構造とは異なるものである。これらの変化
には二重結合への付加またはジフェニルジアミンまたは
ジエンからの水素原子の付加または除去を挙げることが
できる。
【0014】ポリマー中のジフェニルジアミンのジエン
に対するモル比は最終ポリマー製品での所望の比率に応
じて変化することができる。例えば、出発物質としての
ジフェニルジアミンのジエンに対するモル比は約1:1
0〜約10:1であることができる。ジフェニルジアミ
ンのジエンに対する好ましいモル比は出発物質として約
5:1〜1:5であることができる。最も好ましい比率
は約2:1〜1:2である。最終製品については、ジフ
ェニルジアミンから誘導されるポリマー単位のジエンに
対するモル比は約8:1〜1:8であることができる。 最終製品でのジフェニルジアミンのジエンに対する好ま
しいモル比は約1:2〜2:1であり、約1.1:1〜
1:1.1の範囲が特に好ましい。
【0015】ジフェニルジアミンとジエンとの重合反応
は酸触媒存在下で行なわれる。用いることができる酸触
媒の例としてはブレンステッド酸およびルイス酸型触媒
がある。このような既知の酸触媒として、H2SO4、
HCl、H3PO4;金属ハロゲン化物、例えばBF3
、BCl3、AlCl3、AlBr3、SnCl4、Z
nCl2、SbCl3およびそれらのエーテル錯化合物
(etherates)が挙げられる。特定の触媒の選
択には多くの因子、例えば反応物の融点または沸点、反
応の望ましい速度、溶媒、および製造装置の圧力および
温度限界等が関係する。一層高い収率が望ましい場合、
金属ハロゲン化物またはそれらのエーテル錯化合物を用
いることができる。好ましい酸触媒はBF3およびAl
Cl3である。最も好ましい触媒はBF3およびそのエ
ーテル錯化合物である。
【0016】重合反応は反応物の融点またはそれ以上で
(溶媒なしで)適切に行なってもよいしまたは溶媒存在
下で行なうことができる。溶媒は、脂肪族C6〜C12
炭化水素、芳香族またはハロ芳香族(C6〜C9)炭化
水素、またはC6〜C9脂肪族ハロ炭化水素であること
ができる。適当な溶媒の例はヘキサン、ヘプタン、ベン
ゼン、トルエン、キシレンおよびクロロベンゼンである
。好ましい溶媒はトルエンおよびキシレンである。
【0017】重合反応は種々の処理条件下で行なうこと
ができる。反応圧力は変化することができ、1気圧〜約
100気圧であってよく、約2気圧〜約10気圧の圧力
が好ましい。反応温度は約25〜220℃であってよく
、好ましい範囲は約140〜190℃である。
【0018】反応物の反応性、触媒の量、反応圧力およ
び反応温度に応じて反応時間は変化することができる。 概して、反応時間は約1〜約8時間である。
【0019】ジフェニルジアミン化合物およびジエンに
加えて、他の化合物が重合反応の際に存在していてもよ
い。例えば、所望のジエンを含む多くの供給流に他の炭
化水素も含むことができる。このような炭化水素の例と
して、1,5−ジメチル−5−ビニル−1−シクロヘキ
セン、1−メチル−4−イソプロペニル−1−シクロヘ
キセン、1,4−ジメチル−4−ビニル−1−シクロヘ
キセン、1−メチル−5−イソプロペニル−1−シクロ
ヘキセン、2,5−ジメチル−1,5−シクロオクタジ
エン、1,5−ジメチル−1,5−シクロオクタジエン
、2−メチル−2−ブテン、ブテン、ペンテンおよびヘ
キセンが挙げられる。
【0020】概して、重合反応の反応生成物は化合物の
混合物を含んでいる。これらの化合物として、(高分子
ではない)単純なアルキル化ジフェニルジアミンおよび
分子量が異なる種々のポリマーを挙げることができる。
【0021】本発明の高分子化合物の分子量は変化する
ことができる。例えば、反応物が1,3−ブタジエンお
よびN−フェニル−N′−イソプロピル−p−フェニレ
ンジアミンである場合、その分子量は334位に低くて
もよい。一方、分子量は3000位に高くてもよい。好
ましくは、分子量は約350〜約3000であり、約5
00〜約2000の範囲が特に好ましい。前記の分子量
はゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測
定されたものである。
【0022】オゾン分解を受けやすいジエン含有ポリマ
ーを含むゴム素材は本発明の組成物で保護することがで
きる。ジエン含有ポリマーの例として置換および非置換
で、飽和および不飽和の天然および合成ポリマーが挙げ
られる。天然ポリマーには、種々の形態、例えば淡色ク
レープ、スモークドシートでの天然ゴム、およびバラタ
およびガタパーチャがある。合成ポリマーには、単一の
モノマーから製造されるもの(ホモポリマー)または、
モノマーをランダム分布でまたはブロック形態で結合し
ている2種類以上の共重合性モノマーの混合物(コポリ
マー)がある。モノマーは置換または非置換であっても
よく且つ1個以上の二重結合を有していてもよく、例え
ば、共役および非共役双方でのジエンモノマー、および
環状および非環状モノオレフィンなどのモノオレフィン
、特にビニルモノマーおよびビニリデンモノマーである
ことができる。共役ジエンの例は、1,3−ブタジエン
、イソプレン、クロロプレン、2−エチル−1,3−ブ
タジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンおよ
びピペリレンである。非共役ジエンの例は、1,4−ペ
ンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジ
エン、ジシクロペンタジエン、1,5−シクロオクタジ
エンおよびエチリデン−ノルボルネンである。非環状モ
ノオレフィンの例は、エチレン、プロピレン、1−ブテ
ン、イソブチレン、1−ペンテンおよび1−ヘキセンで
ある。環状モノオレフィンの例は、シクロペンテン、シ
クロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンおよび
4−メチル−シクロオクテンである。ビニルモノマーの
例は、スチレン、アクリロニトリル、アクリル酸、アク
リル酸エチル、塩化ビニル、アクリル酸ブチル、メチル
ビニルエーテル、酢酸ビニルおよびビニルピリジンであ
る。ビニリデンモノマーの例は、α−メチルスチレン、
メタクリル酸、メタクリル酸メチル、イタコン酸、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸グリシジルおよび塩化ビ
ニリデンである。本発明の実施に用いられる合成ポリマ
ーの代表的な例は、ポリクロロプレン;イソプレンおよ
びブタジエンのような共役1,3−ジエンのホモポリマ
ー、特に、その反復単位全部が本質的にシス−1,4−
構造で結合しているポリイソプレンおよびポリブタジエ
ン;イソプレンおよびブタジエンのような共役1,3−
ジエンのコポリマーが少なくとも1種類の共重合性モノ
マー、例えばスチレンまたはアクリロニトリルのような
エチレン性不飽和モノマーを最大50重量%まで含むも
の;多数比率のモノオレフィンと、少数比率のジオレフ
ィン、例えばブタジエンまたはイソプレンとの重合物で
あるブチルゴム;炭素−炭素二重結合を含むポリウレタ
ン;および不飽和をほとんどまたは全く含まないモノオ
レフィンのポリマーおよびコポリマー、例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマ
ー、およびエチレンと、プロピレンと、非共役ジエン、
例えばジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエンお
よびエチリデン−ノルボルネンとのターポリマーである
。本発明によって好ましく保護されるゴムコンパウンド
は(天然または合成の)シス−1,4−ポリイソプレン
、ポリブタジエン、ポリクロロプレン、イソプレンとブ
タジエンのコポリマー、アクリロニトリルとブタジエン
のコポリマー、アクリロニトリルとイソプレンとコポリ
マー、スチレンとブタジエンのコポリマーおよびそれら
の混合物である。
【0023】ジエン含有ポリマーに用いることができる
高分子オゾン亀裂防止剤の量は変化することができ、保
護されるポリマー、特定の高分子オゾン亀裂防止剤、所
望の保護等に関係する。概して、高分子オゾン亀裂防止
剤はジエンポリマー100部当りの部(phr)0.1
〜10の量で用いられる。好ましくは、高分子オゾン亀
裂防止剤は約1〜約7phrの量で用いられ、約2〜約
5phrの範囲が特に好ましい。
【0024】高分子オゾン亀裂防止剤は、通常の混合法
によって、例えばそれらをバンバリーミキサーに加える
ことによってまたはそれらをミル上でゴムに加えること
によってジエン含有ポリマーに混合することができる。 液体または低融点固体の高分子オゾン亀裂防止剤につい
ては、十分な分散体を得るための特別な予備処理を必要
としない。しかしながら、一層高い融点の高分子オゾン
亀裂防止剤を用いる場合、それらを微粉、好ましくは粒
度70マイクロメートル以下に粉砕して適当な分散体を
確実に得られるようにすることをが望ましい。このよう
な粉末は、例えば油を加えることによって粉塵を防止す
る処理をしてもよいしまたはそれをポリマーラテックス
などの結合剤と混合して最大5重量%まで結合剤を含む
顆粒またはペレットに成形することができる。更に、そ
れらをジエンポリマーの予備分散体またはマスターバッ
チとして配合することができ、予備分散体はポリマーを
、例えば15〜50重量%含むことができる。
【0025】ゴム素材は強化用カーボンブラック;顔料
、例えば二酸化チタンおよび二酸化ケイ素;酸化金属活
性剤、例えば酸化亜鉛および酸化マグネシウム;ステア
リン酸;炭化水素軟化剤およびエキステンダー油;アミ
ン、エーテルおよびフェノール性酸化防止剤;フェニレ
ンジアミン分解防止剤;および粘着付与剤を含むことが
できる。高分子オゾン亀裂防止剤に加えるのに用いるこ
とができる好ましいフェニレンジアミン分解防止剤とし
てN−フェニル−N′−イソプロピル−p−フェニレン
ジアミン、ジクミル−p−フェニレンジアミンまたはそ
れらの混合物が挙げられる。更に、ゴム素材は予備加硫
抑制剤を含むことができるが、多くの素材ではそれを利
用する必要がない。
【0026】実施例1 温度計、加熱マントル、還流冷却器および窒素気球を備
えた1リットルのフラスコにN−フェニル−N′−(1
,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン13
0g(0.485モル)および1,3−ジイソプロペニ
ルベンゼン85g(0.538モル)を入れた。その混
合物を約120℃まで加熱して時々撹拌しながらその成
分を溶解させた。反応混合物を約75℃まで冷却し、三
フッ化ホウ素エーテル錯化合物18.2gをシリンジを
用いて加えたところ、約80℃までの穏やかな発熱が観
察された。反応ポットを160〜170℃まで15時間
加熱した。混合物を冷却し、トルエン500mlに溶解
させ、そしてNaOH水溶液(水200ml中NaOH
12g)で洗浄した。生成物を真空オーブン中100℃
で恒量に達するまで16時間乾燥させた。ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィーによる分析によって、混合
物の34.8重量%の分子量が2062であり、混合物
の22.4重量%の分子量が1399であり、混合物の
25.9重量%の分子量が900であり、混合物の4.
1重量%の分子量が700であり、混合物の8.2重量
%の分子量が604であり、そして混合物の4.0重量
%の分子量が519であることが分かった。
【0027】実施例2 1,4−ジイソプロペニルベンゼンを1,3−ジイソプ
ロペニルベンゼンの代わりに用いることを除いて実施例
1の条件下で反応を行ない、反応混合物を触媒添加後1
60℃で3時間加熱した。ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィーによる分析によって、混合物の34.2重
量%の分子量は1690であり、混合物の36.2重量
%の分子量は999であり、混合物の8.5重量%の分
子量は689であり、混合物の15.5重量%の分子量
は544であり、混合物の3.0重量%の分子量は41
2であり、そして混合物の1.3重量%の分子量は36
8であることが分かった。
【0028】実施例3 イソプレン65.3g(0.96モル)を1,3−ジイ
ソプロペニルベンゼンの代わりに用いることを除いて実
施例1の条件下で反応を行ない、反応混合物を40℃ま
で加熱した時点で触媒を加えた。触媒添加後、フラスコ
を150℃まで8時間加熱した。ゲルパーミエーション
クロマトグラフィーでの分析により、混合物の9.5重
量%の分子量は530であり、混合物の20.4重量%
の分子量は369であり、そして混合物の67.5重量
%の分子量は338であることが分かった。
【0029】実施例4 リモネン(73.4g、0.54モル)を1,3−ジイ
ソプロペニルベンゼンの代わりに用いることを除いて実
施例1の条件下で反応を行なった。約75℃で触媒を加
え、約90℃までの発熱が観察された。フラスコを17
0℃まで8時間加熱した。ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー分析により、混合物の2.9重量%の分子
量は525であり、混合物の15.8重量%の分子量は
409であり、混合物の18.2重量%の分子量は38
2であり、そして混合物の63.1重量%の分子量は3
37であることが分かった。
【0030】実施例5 2−メチル−2−ブテンに対するモル比1.35のピペ
リレン50g(0.72モル)を1,3−ジイソプロペ
ニルベンゼンの代わりに用いることを除いて実施例1の
条件下で反応を行なった。触媒を約40℃で加え、その
混合物を160℃まで4時間加熱した。ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー分析により、12.5%は分
子量726であり、87.5%は分子量450であるこ
とが分かった。
【0031】実施例6 N−フェニル−N′−(1,3−ジメチルブチル)−p
−フェニレンジアミン260g(0.97モル)および
1,3−ジイソプロペニルベンゼン170g(1.07
モル)が入っている1リットルのフラスコを窒素下で撹
拌しながら約120℃まで加熱してN−フェニル−N′
−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミ
ンを溶解させた。フラスコを約95℃まで冷却し、新た
な三フッ化ホウ素エーテル錯化合物20mlをシリンジ
を用いて徐々に加えた。約5℃の穏やかな発熱が見られ
た。フラスコを撹拌しながら180℃まで16時間加熱
した。フラスコを約100℃まで冷却し、トルエン50
0〜1000mlを撹拌しながら加えて生成物を溶解さ
せた。生成物を、水約100ml中に溶解させたNaO
H12gを用いて撹拌しながら洗浄した。洗液は着色し
、容器の底部から除去された。次に、任意に過剰のNa
OH溶液を除去するために水約200mlを加えた。 塩化ナトリウムを加えて相の分離を促した。更に、水性
部分を容器の底部から除去した。トルエン溶液中の生成
物を無水硫酸ナトリウムを介して濾過して乾燥および1
10℃より高温で溶媒および発火物をストリッピング(
真空)する際に突沸することを防止した。光沢のある黒
色固体から融点が45〜51℃であることが分かった。 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析によって
、31.3%は分子量3280、21.6%は分子量2
140、26.5%は分子量1195、8.5%は分子
量632、8.6%は分子量450、そして2.2%は
分子量349であることが分かった。
【0032】実施例7 1リットルの三口丸底フラスコに還流冷却器、温度計お
よび撹拌装置を装備した。その装置に窒素を徐々に充満
させ、N−フェニル−N′−(1,3−ジメチルブチル
)−p−フェニレンジアミン260g(0.97モル)
および洗浄したイソプレン131g(0.538モル)
を入れた。反応混合物を窒素気球下で密封し、還流する
まで加熱してN−フェニル−N′−(1,3−ジメチル
ブチル)−p−フェニレンジアミンおよびイソプレンを
溶解させた。数分間の還流後に、BF3エーテル錯化合
物触媒20mlを注入し、乾燥シリンジで撹拌した。フ
ラスコを加熱し、フラスコを徐々に加熱させながら還流
を続けた。2〜3時間後にフラスコの温度を175〜1
80℃にし、4時間保持した。次に、フラスコを約10
0℃まで冷却し、トルエン500mlを撹拌しながら加
えた。反応器内容物を、反応器温度を約70℃まで低下
させながら約15分間撹拌した。水200ml中NaO
H12gの水溶液を3リットルの分液漏斗に入れた。反
応器内容物も分液漏斗に移し、その内容物を振とうさせ
た。下方の水性層を除去し、清水200mlで置き換え
た。分液漏斗を振とうし、下方の水性層を分離した。暗
色生成物は事実上半固体であり、その容器から注ぎ出す
ことができるが、加熱すると僅かながら容易になる。ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィー分析によって、
21.5%は分子量825であり、78.5%は分子量
449であることが分かった。
【0033】実施例8 ピペリレン/2−メチル−2−ブテンの混合物130g
をイソプレンの代わりに用いることを除いて実施例7の
条件下で反応を行なった。ピペリレン:2−メチル−2
−ブテンのモル比は1.35:1であった。ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー分析によって、12.5
%は分子量726であり、87.5%は分子量450で
あることが分かった。
【0034】実施例9 N−フェニル−N′−(1,3−ジメチルブチル)−p
−フェニレンジアミン260g(0.97モル)および
1,3−ジイソプロペニル−ベンゼン170g(1.0
7モル)が入っている1リットルの丸底フラスコを窒素
下で撹拌しながら120℃まで加熱してN−フェニル−
N′−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジ
アミンを溶解させた。フラスコおよび内容物は、窒素気
流を暗色溶液中に徐々に吹き込みながら約70℃まで冷
却した。窒素管を取り除き、BF3ガスの大型レクチャ
ーボトルに連結したBF3ガス管と速やかに取り替えた
。BF3ガスを断続的な添加によって溶液中に吹き込ま
せた。フラスコに加えられるBF3の量はレクチャーボ
トルからのBF3管を中断することによって監視し且つ
秤量した。不完全にガスを抜いた窒素気球をフラスコに
連結して、溶液中に止まらなかったBF3ガスを監視し
たが、気球を顕著に膨脹させることは観察されなかった
。ポット温度は約10〜13℃に上昇することが分かっ
た。BF3を添加後、窒素下で撹拌しながら、ポット温
度を実際的である程に速やかに175〜180℃まで上
昇させた。175〜180℃での反応時間の合計16時
間で終了したが、高速液体クロマトグラフィー分析用試
料を採取するために、反応を4時間間隔で冷却した。 高速液体クロマトグラフィー分析により、滞留時間8〜
12時間で所望のポリマーへの本質的に完全な反応が示
され、生成物分布は実施例6の生成物分布とほぼ同一で
ある。
【0035】反応ポットを約100℃まで冷却すること
によって処理を開始し、トルエン500〜1000ml
を撹拌しながら加えた。溶解後、NaOH12gを含む
水200mlを加え且つ撹拌しながら、ポット温度を約
70℃を上回って保持した。高温度を保持すると、有機
相/水性相の分離が極めて速やかに生じる。水性層を底
部から除去し、水200mlを加えて洗浄を完全にした
。洗浄水のpHは試験紙を用いて測定したところ、塩基
性のままである。次に、トルエンを減圧下約100〜1
10℃でストリッピングさせる。溶融ゾーン(ZONE
)(融点約54℃)は反応器から注入または流動させる
ことができる。
【0036】実施例10 天然ゴム、シス−ポリブタジエン[ブデン(BUDEN
E)R1207]、カーボンブラック、加工助剤および
タイヤ側面の典型的な硫黄促進硬化系を含むゴムコンパ
ウンドを2種類の別個の添加段階を用いてBRバンバリ
ーで製造した。硫黄および促進剤を第2段階でバンバリ
ーに加えたが、加工助剤はゴムおよびカーボンブラック
と一緒に第1のパスに加えた。種々の量のオゾン亀裂防
止剤、酸化防止剤または実施例6の生成物を、第1段階
で混合する際に加えた。表Iに、ゴムコンパウンドの加
硫性を示す。ゴムコンパウンドの組成物の唯一の相違点
を表Iに示す。コンパウンドEおよびFの静的耐オゾン
性は表に記載した他のコンパウンドより優れている。こ
れらのコンパウンドはオゾン亀裂防止剤サントフレクス
13と比較するとモル当量の実施例6の生成物を含んで
いる。更に、コンパウンドFの動的耐オゾン性はコンパ
ウンドDより優れており、実施例6の生成物をサントフ
レクス13と直接比較させるものである。これらの結果
は高分子ジフェニルジアミンの優れたオゾン防護を明ら
かに例証する。
【0037】実施例11 天然ゴム、シス−ポリブタジエン[ブデン(BUDEN
E)R1207]、カーボンブラック、加工助剤および
タイヤ側面の典型的な硫黄促進硬化系を含むゴムコンパ
ウンドを、実施例10に概説した方法を用いてBRバン
バリーで製造した。表IIに、実施例2の生成物をモル
当量水準でサントフレクス13と比較するゴムコンパウ
ンドの加硫性を示す。その結果により実施例2の生成物
を含有するコンパウンドの屈曲切傷生長が改良され、し
かも静的耐オゾン性も改良されたことが分かる。
【0038】実施例12 天然ゴム、シス−ポリブタジエン[ブデン(BUDEN
E)R1207]、カーボンブラック、加工助剤および
タイヤ側面の典型的な硫黄促進硬化系を含むゴムコンパ
ウンドを、実施例10に概説した方法を用いてBRバン
バリーで製造した。表IIIに、サントフレクス13と
、イソプレンから製造される高分子ジフェニルジアミン
である実施例7の生成物とを比較するゴムコンパウンド
の加硫性を示す。高分子ジフェニルジアミンは、サント
フレクス13を含む対照と比較すると、静的耐オゾン性
が改良された。
【0039】実施例13 天然ゴム、シス−ポリブタジエン[ブデン(BUDEN
E)R1207]、カーボンブラック、加工助剤および
タイヤ側面の典型的な硫黄促進硬化系を含むゴムコンパ
ウンドを、実施例10に概説した方法を用いてBRバン
バリーで製造した。表IVに、サントフレクス13と、
実施例8で(PIPS/2M2Bから)製造される高分
子ジフェニルジアミンおよびその両者の混合物とを比較
するゴムコンパウンドの加硫性を示す。PIPS/2M
2Bを含む高分子ジフェニルジアミンは、原試料および
老化した試料での一層優れた静的耐オゾン性を示し、し
かも試料を予め老化させた後の耐環状オゾン性が改良さ
れたことを示す。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  分子量が約300〜約3,000であ
    るポリマーを含み、(a)式 (式中、Rは3〜16個の炭素原子を有するアルキルお
    よび5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキルから
    成る群より選択される基である)を有するジフェニルジ
    アミンと、 (b)(1)1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロ
    プレン、2−エチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジ
    メチル−1,3−ブタジエンおよびピペリレンから成る
    共役ジエン;および(2)1,4−ペンタジエン、1,
    4−ヘキサジエン、エチリデン−ノルボルネン、1,4
    −ジイソプロペニルベンゼン、1,3−ジイソプロペニ
    ルベンゼン、1,4−ジ−α−エチルビニルベンゼン、
    1,3−ジ−α−エチルビニルベンゼン、1−イソプロ
    ペニル−4−α−エチルビニルベンゼン、1−イソプロ
    ペニル−3−α−エチルビニルベンゼン、1−α−エチ
    ルビニル−4−α′−イソプロピルビニルベンゼン、1
    −α−エチルビニル−3−α′−イソプロピルビニルベ
    ンゼン、1,4−ジ−α−イソプロピルビニルベンゼン
    、1,3−ジ−α−イソプロピルビニルベンゼンおよび
    リモネンから成る非共役ジエンから成る群より選択され
    る少なくとも1種類のジエンとの高分子反応生成物であ
    るオゾン亀裂防止剤として有用な高分子組成物。
  2. 【請求項2】  Rが約3〜約16個の炭素原子を有す
    るアルキルであり且つジエンが1,4−ジイソプロペニ
    ルベンゼン、1,3−ジイソプロペニルベンゼンおよび
    イソプレンから成る群より選択される請求項1記載の高
    分子組成物。
  3. 【請求項3】  平均分子量が約300〜約3,000
    である請求項1記載の高分子組成物。
  4. 【請求項4】  平均分子量が約500〜約2,000
    である請求項3記載の高分子組成物。
  5. 【請求項5】  ジフェニルジアミンから誘導されるポ
    リマー単位対ジエンのモル比が約8:1〜1:8である
    請求項1記載の高分子組成物。
  6. 【請求項6】  モル比が約2:1〜1:2である請求
    項5記載の高分子組成物。
  7. 【請求項7】  前記のジフェニルジアミンおよび前記
    のジエンを酸触媒存在下で反応させる請求項1記載の高
    分子組成物。
  8. 【請求項8】  前記の酸触媒がブレンステッド酸また
    はルイス酸である請求項1記載の高分子組成物。
  9. 【請求項9】  前記の酸触媒が、H2SO4、HCl
    、H3PO4、HClO4、BF3、BCl3、AlC
    l3、AlBr3、SnCl4、ZnCl2、SbCl
    3および前記の酸触媒のエーテル錯化合物である請求項
    8記載の高分子組成物。
  10. 【請求項10】  前記の酸触媒がBF3およびBF3
    エーテル錯化合物である請求項9記載の高分子組成物。
  11. 【請求項11】  (1)ジエン含有ポリマーと、(2
    )(a)式 (式中、Rは3〜16個の炭素原子を有するアルキルお
    よび5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキルから
    成る群より選択される基である)を有するジフェニルジ
    アミン;および (b)(1)1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロ
    プレン、2−エチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジ
    メチル−1,3−ブタジエンおよびピペリレンから成る
    共役ジエン;および(2)1,4−ペンタジエン、1,
    4−ヘキサジエン、エチリデン−ノルボルネン、1,4
    −ジイソプロペニルベンゼン、1,3−ジイソプロペニ
    ルベンゼン、1,4−ジ−α−エチルビニルベンゼン、
    1,3−ジ−α−エチルビニルベンゼン、1−イソプロ
    ペニル−4−α−エチルビニルベンゼン、1−イソプロ
    ペニル−3−α−エチルビニルベンゼン、1−α−エチ
    ルビニル−4−α′−イソプロピルビニルベンゼン、1
    −α−エチルビニル−3−α′−イソプロピルビニルベ
    ンゼン、1,4−ジ−α−イソプロピルビニルベンゼン
    、1,3−ジ−α−イソプロピルビニルベンゼンおよび
    リモネンから成る非共役ジエンから成る群より選択され
    る少なくとも1種類のジエン;の高分子反応生成物を含
    む高分子オゾン亀裂防止剤とを含んで成る組成物。
  12. 【請求項12】  前記のジエン含有ポリマーが天然ゴ
    ム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリクロロプレ
    ン、イソプレンとブタジエンとのコポリマー、スチレン
    とブタジエンとのコポリマー、アクリロニトリルとブタ
    ジエンとのコポリマー、アクリロニトリルとイソプレン
    とのコポリマーおよびそれらの混合物から成る群より選
    択される請求項11記載の組成物。
  13. 【請求項13】  前記の高分子オゾン亀裂防止剤がジ
    エンポリマー100部当り約0.1〜10部の量で存在
    する請求項12記載の組成物。
  14. 【請求項14】  前記の高分子オゾン亀裂防止剤がジ
    エンポリマー100部当り約1〜約7部の量で存在する
    請求項12記載の組成物。
  15. 【請求項15】  N−フェニル−N′−イソプロピル
    −p−フェニレンジアミン、ジアリール−p−フェニレ
    ンジアミンおよびそれらの混合物から成る群より選択さ
    れる分解防止剤であるフェニレンジアミンを更に含む請
    求項11記載の組成物。
JP3043436A 1990-03-08 1991-03-08 高分子ジフェニルジアミン類 Pending JPH04220429A (ja)

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