JPH0461001B2 - - Google Patents

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JPH0461001B2
JPH0461001B2 JP57206545A JP20654582A JPH0461001B2 JP H0461001 B2 JPH0461001 B2 JP H0461001B2 JP 57206545 A JP57206545 A JP 57206545A JP 20654582 A JP20654582 A JP 20654582A JP H0461001 B2 JPH0461001 B2 JP H0461001B2
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Japan
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rubber
modified
added
maleic anhydride
strength
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JP57206545A
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Hideo Takamatsu
Naotake Kono
Kyoto Ootsuka
Shiro Osada
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、シス−1,4−ポリイソプレンゴム
を変性することによる加硫用ゴム素材の製造法に
関し、更に詳しくはシス−1,4−ポリイソプレ
ンゴムに、第3級アミノ基含有炭化水素基をN位
に有するサクシンイミド基を側鎖として付加させ
ることによる加硫用ゴム素材の製造法に関する。 合成シス−1,4−ポリイソプレンゴム(以
下、IRと略記す)は天然ゴム(以下、NRと略記
す)と同等の分子構造を有しており、種々の合成
ゴムのなかでも最もNRに近い特性を有し、優れ
た加工性、加硫物物性を示し、代表的な汎用合成
ゴムのひとつとして自動車タイヤ、ゴム工業用
品、ゴム履物等の各種の分野においてNRに代替
され使用されている。またIRは合成品であるた
めに不純物、異物等の混入がNRに比べて極めて
少なく、それらによる製品の不良品発生等のトラ
ブルを低減させることが可能となり、IRの大き
な特長として一部用途において賞用されている。 しかしながら、IRは、NRに比較してグリーン
ストレングスがかなり劣るという短所があり、例
えば、貯蔵中にコールドフローを起したり、ある
いはゴム製品製造の際に述べるような種々のトラ
ブルを生じることがある。すなわち、タイヤ各部
分の未加硫生地を張り合せて形成する時に、前記
未加硫生地にダレや変性が生ずることがあつた
り、また未加硫生地に埋め込まれたタイヤコード
の配列が乱れ、均一なタイヤが得られないといつ
たようなことである。しかしながら、一方では、
IRのグリーンストレングスの低いことが、IRの
流動性が良好であるという特徴にもつながるた
め、グリーンストレングスが低下することにある
程度犠牲を払つてでもNRにIRをブレンドするこ
とが多々行われているのが実情である。即ち、近
年タイヤのラジアル化に伴ない、タイヤの各部の
硬度、モジユラスは高くなつてきているが、タイ
ヤ部分の硬度が高くなるということは、一般にそ
の未加硫物の硬さも高くなり、流動性が低下して
くるということである。したがつて、このような
場合にNRを単独で使用した場合には流動性が悪
いために例えば80〜150℃程度の温度で行われる、
カレンダリング加工、押し出し成形加工、プレス
加硫加工などの際に、肌の平滑性が出ないとか、
彫刻模様が明確に出ないとかいつた種々のトラブ
ルを生ずることが多い。 このような理由から、理想的には常温近傍では
NRの如く高いグリーンストレングスを有し、比
較的温度の高いところでは、IRの特性であるす
ぐれた流動性を示し、かつ加硫物物性に優れた加
硫用ゴム素材が求められている。 従来より前記のIRの欠点のうち、グリーンス
トレングスを改良する目的で種々の試みがなされ
ており、その代表的なものとして、IRに無水マ
レイン酸を付加する方法がある。該方法では、そ
の反応の比較的容易なこと、得られる改質IRの
経済性が高いこと等から最も有効な方法のひとつ
と考えられている。 しかしながら、無水マレイン酸を付加すること
により得られる改質IRの未加硫時の強度は、NR
と同等にまで改良し得るものの、高温加工時の流
動性がIRのようにすぐれるとはいえず、また加
硫物物性の改良効果も充分ではなかつた。 これに対して、加硫物物性の低下を招かずにグ
リーンストレングスを改良する方法として、IR
の如き合成ゴムに、一般式
The present invention relates to a method for producing a rubber material for vulcanization by modifying cis-1,4-polyisoprene rubber, and more specifically, to cis-1,4-polyisoprene rubber, adding a tertiary amino group-containing hydrocarbon to cis-1,4-polyisoprene rubber. The present invention relates to a method for producing a rubber material for vulcanization by adding a succinimide group having a group at the N-position as a side chain. Synthetic cis-1,4-polyisoprene rubber (hereinafter abbreviated as IR) has the same molecular structure as natural rubber (hereinafter abbreviated as NR), and is the most NR-friendly among various synthetic rubbers. It has similar properties and exhibits excellent processability and vulcanizate physical properties, and is used as a substitute for NR in various fields such as automobile tires, rubber industrial products, and rubber footwear as one of the representative general-purpose synthetic rubbers. . Furthermore, since IR is a synthetic product, there are far fewer contaminants such as impurities and foreign substances than NR, making it possible to reduce problems such as defective products due to these. It is used for awards. However, IR has the disadvantage that its green strength is considerably inferior to that of NR, and for example, it may cause cold flow during storage, or various problems such as those mentioned when manufacturing rubber products. . That is, when the unvulcanized fabrics of various parts of the tire are pasted together to form the unvulcanized fabric, the unvulcanized fabric may sag or denature, and the arrangement of the tire cords embedded in the unvulcanized fabric may become disordered. This is like saying that uniform tires cannot be obtained. However, on the other hand,
The low green strength of IR also leads to its good fluidity, so IR is often blended with NR even at the cost of lower green strength. That is the reality. In other words, as tires have become more radial in recent years, the hardness and modulus of each part of the tire have been increasing. This means that sexuality is declining. Therefore, if NR is used alone in such cases, the fluidity will be poor and the process will be carried out at a temperature of, for example, 80 to 150°C.
The skin may not be smooth during calendering, extrusion molding, press vulcanization, etc.
This often causes various problems such as the engraving pattern not being clearly visible. For these reasons, ideally near room temperature
There is a demand for a rubber material for vulcanization that has high green strength like NR, exhibits excellent fluidity that is characteristic of IR at relatively high temperatures, and has excellent physical properties of vulcanizates. Conventionally, various attempts have been made to improve the green strength of the above-mentioned drawbacks of IR, and a typical example is a method of adding maleic anhydride to IR. This method is considered to be one of the most effective methods because the reaction is relatively easy and the resulting modified IR is highly economical. However, the unvulcanized strength of modified IR obtained by adding maleic anhydride is NR
However, it cannot be said that the fluidity during high-temperature processing is as excellent as that of IR, and the effect of improving the physical properties of the vulcanizate was not sufficient. In contrast, IR has been proposed as a method to improve green strength without deteriorating the physical properties of vulcanizates.
For synthetic rubber such as

【式】また は[Formula] Also teeth

【式】(ここで、Rは水素原子、アル キル基、フエニル基、クロルフエニル基、ニトロ
フエニル基、ベンジル基、ホルミルアミノフエニ
ル基またはシクロヘキシル基を表わす)で示され
るマレアミド酸またはマレアミドの誘導体、もし
くはマレインヒドラジドを配合する方法が特開昭
48−102148号公報で提案されているが、その実施
例1によれば、室温におけるグリーンストレング
スが改良され、またその加硫物の強伸度も改良さ
れるが、80℃で測定した未加硫物の破断強度は、
強すぎて(IRの少なくとも1.6倍であるNRと同
レベルがそれ以上である)、高温時の流動性、加
工性には問題があることを示している。 また、同様な方法として、無水マレイン酸を付
加した変性IRにアルコールやアミンやアミン基
を3個以上有するポリエチレンイミン等のアミン
を混合することが、特開昭51−45198号公報で知
られているが、アルコールアミンを用いる方法で
は、グリーンストレングスが改良されるものの、
NRの場合の如き高い値にはならないし、加硫物
とした時の破断強度と硬度もNRの如き高い値と
はならない。また、ポリエチレンイミンを用いる
方法では、高温加工時の流動性に問題があり(す
なわち、高温時の破断強度がIR並に小さくなら
ない)、共に難点が認められた。 このように、従来の変性IRは、グリーンスト
レングス、高温時の流動性、加工性、及び加硫物
の破断強度、硬度にわたるすべての点を満足しう
るものはなかつた。さらにまた、これらの従来の
変性方法においては、加硫物物性のうち破断強度
及び硬度が改良される場合でも、概して引裂強度
の低下を伴なう傾向は避けられなかつた。 本発明は、前述したIR及び変性IRの欠点を改
良するものであり、その主たる目的は、常温近傍
におけるグリーンストレングス及び高温加工時の
流動性の両方にすぐれた未加硫物物性を与え、し
かも加硫物物性の点でも、NRと同程度あるいは
それ以上の高い破断強度及び硬度を示し、かつ従
来みられた引裂強度の低下のない加硫用ゴム素材
の製造法を提供することにある。 前述した目的は、本発明によれば、合成シス−
1,4−ポリイソプレンゴムに、()無水マレ
イン酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステルお
よびマレイン酸ジエステルからなる群より選ばれ
る化合物を、前記ゴム中のイソプレン単量体単位
100あたり0.01〜10モル付加させたのち、一般式
()H2N−R1−A(ここで、R1は酸素原子また
はイオウ原子が主鎖中に介在していてもよい炭素
数20までの炭化水素残基を表わし、Aは炭素数20
までのジハイドロカルビルアミノ残基、または複
素窒素原子として第3級窒素原子のみを少なくと
も1個含有する炭素数20までの複素環残基を表わ
す) で示されるアミンを付加させ、次いで脱水または
脱アルコールするか、または()一般式() (ここで、R1およびAは前記定義のとおりで
ある)で示されるマレイミド誘導体を、前記ゴム
中のイソプレン単量体単位100あたり0.01〜10モ
ル付加させることによつて達成される。なお、こ
の方法によつて得られる加硫用ゴム素材は、驚く
べきことに加硫した場合、その加硫速度がNR並
みあるいはそれ以上の早さを有する。 本発明で用いられる合成シス−1,4−ポリイ
ソプレンゴムとは、チーグラー系触媒またはアニ
オン触媒を用いてイソプレン単量体を重合して得
られるシス−1,4結合量が80%以上の固形ゴム
であり、物性等を総合的に評価すれば、チーグラ
ー系触媒を用いて得られるシス−1,4−結合量
が95%以上の、いわゆるハイシス−1,4−ポリ
イソプレンゴムがより好ましく用いられる。また
その分子量はゴムが固形を保つ範囲であれば必ず
しも限定的ではないが、もしその範囲を特定する
とすれば200000〜2000000である。 本発明の前記()の方法で使用されるアミン
を表わす一般式()H2N−R1−Aにおいて、
R1としては次のものが挙げられる。 (a) 分岐があつてもよい炭素数20までのアルキレ
ン残基、 (b) 炭素数20までのシクロアルキレン残基、 (c) 一般式−(R3−Z)o−R4−(ここで、R3及び
R4はエチレン基、低級アルキル置換エチレン
基およびプロプレン基よりなる群から選ばれた
同一または異なる基であり、Zは酸素またはイ
オウであり、nは1以上の整数である)で表わ
される、炭素数20までの異種原子含有炭化水素
残基、 (d) アリレンアルカアリレン基およびアラルカリ
レン基なる群より選ばれた炭素数20までの芳香
族炭化水素残基、 (e) アリロキシアリレン基のような異種原子(酸
素、イオウ)を含有する、炭素数20までの異種
原子含有芳香族炭化水素残基。 またAとしては、 () 炭素数20までのジアルキルアミノ残基、 () 炭素数20までのジアリールアミノ残基、 () 炭素数20までのジアラルキルアミノ残
基、等の、一般式
Maleamic acid or maleamide derivatives represented by the formula: (wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, a chlorphenyl group, a nitrophenyl group, a benzyl group, a formylaminophenyl group, or a cyclohexyl group), or maleamic acid The method of blending hydrazide was published in JP-A-Sho.
According to Example 1, the green strength at room temperature is improved, and the strength and elongation of the vulcanized product is also improved. The breaking strength of sulfur is
It is too strong (at least 1.6 times IR, the same level as NR, but higher), indicating that there are problems with fluidity and processability at high temperatures. In addition, as a similar method, it is known from JP-A-51-45198 to mix an alcohol, an amine, or an amine such as polyethyleneimine having three or more amine groups with a modified IR to which maleic anhydride has been added. However, although the method using alcohol amines improves green strength,
It does not have a high value as in the case of NR, and the breaking strength and hardness when made into a vulcanized product do not have as high values as in the case of NR. In addition, the method using polyethyleneimine had problems with fluidity during high-temperature processing (that is, the breaking strength at high temperatures was not as small as that of IR), and both problems were recognized. As described above, none of the conventional modified IRs has been able to satisfy all aspects of green strength, fluidity at high temperatures, processability, and the breaking strength and hardness of vulcanizates. Furthermore, in these conventional modification methods, even when the physical properties of the vulcanizate, such as breaking strength and hardness, are improved, there is an unavoidable tendency for the tear strength to generally decrease. The present invention aims to improve the drawbacks of the above-mentioned IR and modified IR, and its main purpose is to provide an unvulcanized material with excellent physical properties in both green strength near room temperature and fluidity during high temperature processing, and The object of the present invention is to provide a method for producing a rubber material for vulcanization, which exhibits high breaking strength and hardness comparable to or higher than NR in terms of physical properties of the vulcanizate, and which does not suffer from the conventional decrease in tear strength. According to the invention, the above-mentioned object is achieved by
A compound selected from the group consisting of () maleic anhydride, maleic acid, maleic acid monoester, and maleic acid diester is added to 1,4-polyisoprene rubber to form an isoprene monomer unit in the rubber.
After adding 0.01 to 10 moles per 100, the general formula () H 2 N-R 1 -A (where R 1 is a carbon number up to 20 in which an oxygen atom or a sulfur atom may be interposed in the main chain) is added. represents a hydrocarbon residue, A has 20 carbon atoms
(representing a dihydrocarbylamino residue up to or a heterocyclic residue having up to 20 carbon atoms containing at least one tertiary nitrogen atom as a heteronitrogen atom), and then dehydration or dealcoholize or () general formula () (Here, R 1 and A are as defined above.) This is achieved by adding 0.01 to 10 moles of a maleimide derivative represented by the formula (wherein R 1 and A are as defined above) per 100 isoprene monomer units in the rubber. Surprisingly, when the rubber material for vulcanization obtained by this method is vulcanized, its vulcanization rate is as fast as or faster than that of NR. The synthetic cis-1,4-polyisoprene rubber used in the present invention is a solid material with a cis-1,4 bond content of 80% or more obtained by polymerizing isoprene monomer using a Ziegler catalyst or an anionic catalyst. Rubber, and if the physical properties etc. are comprehensively evaluated, it is more preferable to use so-called high-cis-1,4-polyisoprene rubber, which has a cis-1,4-bond content of 95% or more and is obtained using a Ziegler catalyst. It will be done. Further, the molecular weight is not necessarily limited as long as the rubber remains solid, but if the range is specified, it is 200,000 to 2,000,000. In the general formula ()H 2 NR 1 -A representing the amine used in the method () of the present invention,
Examples of R 1 include the following: (a) Alkylene residue with up to 20 carbon atoms which may be branched, (b) cycloalkylene residue with up to 20 carbon atoms, (c) General formula −(R 3 −Z) o −R 4 − (here So, R 3 and
R 4 is the same or different group selected from the group consisting of an ethylene group, a lower alkyl-substituted ethylene group, and a proprene group, Z is oxygen or sulfur, and n is an integer of 1 or more. (d) an aromatic hydrocarbon residue having up to 20 carbon atoms selected from the group consisting of arylenealkaarylene groups and aralkarylene groups; (e) aryloxyarylene groups; heteroatom-containing aromatic hydrocarbon residues containing up to 20 carbon atoms, such as (oxygen, sulfur). Further, as A, general formulas such as () dialkylamino residue having up to 20 carbon atoms, () diarylamino residue having up to 20 carbon atoms, () dialkylamino residue having up to 20 carbon atoms, etc.

【式】(Rは炭化水素残 基)で示されるジハイドロカルビル残基、また
は () 複素窒素原子として第3級窒素原子のみ
を少なくとも1個含有する5または6員複素環
残基、 等の基が挙げられる。 なお、R1及びAは経済性を考慮すると、20個
以下、特には2〜12個の範囲の炭素原子を有する
のが好ましい。 このようなアミンの代表的な例としては(ジア
ルキルアミノ)アルキルアミン、(N,N−ジア
ルキルアミノアルコキシ)アルキルアミン、該ア
ミンのアルカジイルオキシ部分がポリ(アルカン
ジイルオキシ)となつたアミン、p−N,N−ジ
アルキルアミノメチルベンジルアミン、p−N,
N−ジアルキルアミノフエニルアミン、N−アミ
ノアルキルピペリジン、N−アミノアルキルピペ
コリン、N−アミノアルキルモルホリン、1−ア
ミノアルキル−4−アルキルピペラジン、アミノ
アルキルピリジン、ピコリルアミン等が挙げられ
る。なお、上記(ジアルキルアミノ)アルキルア
ミンは、窒素間に存在するアルキレン残基の水素
が(ジアルキルアミノ)アルキル残基で置換され
ていてもよい。 これらのなかでも、(ジメチルアミノ)エチル
アミン、(ジエチルアミノ)エチルアミン、(ジプ
ロピルアミノ)エチルアミン、(ジメチルアミノ)
プロピルアミン、(ジエチルアミノ)プロピルア
ミン、(ジメチルアミノ)ブチルアミン、(ジエチ
ルアミノ)ブチルアミン、(ジメチルアミノ)ヘ
キシルアミン又は(ジメチルアミノ)デシルアミ
ン等の(ジアルキルアミノ)アルキルアミン、
(N,N−ジメチルアミノ)エトキシエチルアミ
ン、(N,N−ジメチルアミノ)エトキシプロピ
ルアミン、さらにはα−(3−アミノプロピル)−
ω−(3−ジメチルアミノプロピル)オキシ−ポ
リ(オキシ−1,2−エタンジイル)( nは1〜7までの整数である)等の(N,N−ア
ルキルアミノ)アルコキシアルキルアミンが好ま
しく使用される。 なお、前述したアミンの代りに、ポリエチレン
イミン、アミノアルコール、またはN,N′−ジ
フエニル−p−フエニレンジアミンを使用した場
合には、後述の比較例で述べるように、本発明の
所期の目的が達成されない。 また、前記()の方法で用いられるマレイミ
ド誘導体は、一般式()
A dihydrocarbyl residue represented by the formula (R is a hydrocarbon residue), or a 5- or 6-membered heterocyclic residue containing at least one tertiary nitrogen atom as a heteronitrogen atom, etc. The following groups are mentioned. Note that R 1 and A preferably have 20 or less carbon atoms, particularly 2 to 12 carbon atoms, in consideration of economic efficiency. Typical examples of such amines include (dialkylamino)alkylamines, (N,N-dialkylaminoalkoxy)alkylamines, amines in which the alkadiyloxy moiety of the amine has become poly(alkanediyloxy), p -N,N-dialkylaminomethylbenzylamine, p-N,
Examples include N-dialkylaminophenylamine, N-aminoalkylpiperidine, N-aminoalkylpipecoline, N-aminoalkylmorpholine, 1-aminoalkyl-4-alkylpiperazine, aminoalkylpyridine, picolylamine, and the like. In addition, in the above-mentioned (dialkylamino)alkylamine, the hydrogen of the alkylene residue present between the nitrogens may be substituted with a (dialkylamino)alkyl residue. Among these, (dimethylamino)ethylamine, (diethylamino)ethylamine, (dipropylamino)ethylamine, (dimethylamino)
(dialkylamino)alkylamines such as propylamine, (diethylamino)propylamine, (dimethylamino)butylamine, (diethylamino)butylamine, (dimethylamino)hexylamine or (dimethylamino)decylamine;
(N,N-dimethylamino)ethoxyethylamine, (N,N-dimethylamino)ethoxypropylamine, and even α-(3-aminopropyl)-
ω-(3-dimethylaminopropyl)oxy-poly(oxy-1,2-ethanediyl) ( (N,N-alkylamino)alkoxyalkylamines such as (n is an integer from 1 to 7) are preferably used. In addition, when polyethyleneimine, amino alcohol, or N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine is used instead of the above-mentioned amine, the desired effect of the present invention can be achieved as described in the comparative example below. Purpose not achieved. In addition, the maleimide derivative used in the method () above has the general formula ()

【式】 で表わされるN−位に第3級窒素原子を有する炭
化水素残基を含有するマレイミドである。R1
びAは、前述したとおりのものであり、特に好ま
しく用いられるマレイミド誘導体としては、N−
(β−ジメチルアミノ)エチルマレイミド、N−
(β−ジエチルアミノ)エチルマレイミド、N−
(γ−ジメチルアミノ)プロピルマレイミド、N
−(γ−ジエチルアミノ)プロピルマレイミド、
N−(δ−ジメチルアミノ)ブチルマレイミド、
N−(δ−ジエチルアミノ)ブチルマレイミド等
のN−(ジアルキルアミノ)アルキルマレイミド
が挙げられる。 IRに無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン
酸モノエステル、マレイン酸ジエステルを付加さ
せる反応〔()の方法〕、およびIRに一般式
()で示されるマレイミド誘導体を付加させる
反応〔()の方法〕は、溶液状態でまたは固体
状態で行なわれる。溶液状態での反応(溶液反
応)はIRを脂肪族、脂環族あるいは芳香族炭化
水素等の溶媒に溶解し、前記マレイン酸誘導体を
添加し、過酸化物、アゾ化合物等のラジカル発生
剤の存在下または非存在下に加熱することにより
行なわれる。反応条件は特に限定されるものでは
ないが、通常、温度25〜250℃、好ましくは50〜
200℃で0.1分〜100時間、好ましくは0.5〜30時間
の範囲で行なわれる。固体状態での反応はロール
ミル、ニーダー、バンバリーミキサー、スクリユ
ー型押出機等を用い、IRと前記マレイン酸誘導
体とを混練りすることによつて行なわれる。通
常、過酸化物、アゾ化合物等の触媒を用いる必要
がないことが多いが、場合によつては触媒を用い
ての反応も行なわれる。反応条件は固体状態にお
いても特に限定されるものではなく、通常、温度
25〜300℃、好ましくは50〜250℃で0.1分〜100時
間、好ましくは0.5分から30時間の範囲で行なわ
れる。 IRに無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン
酸モノエステルまたはマレイン酸ジエステルを付
加させる反応で得られるマレイン酸誘導体に一般
式()で示されるアミンを反応させる場合、ア
ミンは該マレイン酸誘導体1モルに対して1モル
以上用いることが必要である。このアミンの反応
において一般に採用される反応温度は0〜150℃
であり、反応時間は0.1分〜20時間である。この
反応においてはまず酸無水物基やカルボキシル基
がアミド化され、次いで脱水または脱アルコール
によりイミド化される。 このアミンの反応が未完結の場合、モノマレイ
ンアミドカルボン酸が部分的に残存することがあ
る。その量が少ない場合には問題がないが、多く
なると得られる加硫用ゴム素材の特性を損なうこ
とがあるので、その場合には前記モノマレインア
ミドカルボン酸基のイミド形成が有利になるよう
加熱等の処理を施すのがよい。 本発明において、IRに対する無水マレイン酸、
マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン
酸ジエステルは一般式()で示されるマレイミ
ド誘導体の付加量は重要であり、これが少な過ぎ
るとIRの改質効果が殆んど期待できないし、一
方多過ぎると未加硫物強度が高くなり過ぎてかえ
つて高温時の加工性を損ねる。したがつて、付加
量はIR中のイソプレン単量体単位100あたり0.01
〜10モルの間にあることを要し、特には0.01〜2
モル、とりわけ0.05〜1.0モルの間にあるのが望
ましい。 本発明により得られる加硫用ゴム素材は、未加
硫物強度、未加硫物の高温時における加工性に優
れるのみならず、加硫速度および加硫物物性に優
れる。そのため、従来からIRが使用されている
分野への応用はもちろんのこと、その他の分野、
用途においても適用が可能となる。 このような応用においては、ゴム製品製造の際
に使用されている配合薬品が使用される。その例
としては、カーボンブラツク(ソフトカーボンブ
ラツク、ハードカーボンブラツク)、ホワイトカ
ーボン、炭酸カルシウム等の補強剤、充填剤、イ
オウ、パーオキサイド等の加硫剤、酸化亜鉛、ス
テアリン酸等の加硫助剤、加硫促進剤、老化防止
剤、オイルのような軟化剤、さらにはロジン系樹
脂、テルペン系樹脂、フエノール樹脂、エポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂が挙げられる。
またゴム成分として天然ゴム、未処理のIR、ス
チレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエ
ンゴム等の合成ゴム、場合により液状ポリイソプ
レン、ポリブタジエン等と混合して使用すること
も可能である。なお、本発明によつて得られる加
硫用ゴム素材を未変性のIRと混合して用いる場
合には、両者を5/95〜95/5(重量比)の比率
で、かつ混合物中における加硫用ゴム素材のイミ
ド環の量が0.01〜10モル%となるように混合する
ことが肝要である。 本発明により得られる加硫用ゴム素材の好適な
用途としては、トレツド、カーカス、ビード、ビ
ートフイラー、リムストリツプ等の自動車タイヤ
の各部、コンベアベルト、Vベルト、ホース、防
振材、ゴムロール等の工業用品、ゴム引布、ゴム
靴、ゴム糸、輪ゴム、スポンジゴム等が挙げられ
る。 以下、実施例によつて本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によつて何ら限定
されるものではない。なお、実施例中のゴムの評
価方法は、JIS K−6301に準じて行なつた。ま
た、実施例中「部」及び「%」は重量基準を示
す。 実施例 1 シス−1,4結合量98%および分子量84万の合
成シス−1,4−ポリイソプレンゴムIR(チーグ
ラー系触媒によるIR、クラレイソプレンケミカ
ル(株)製商品名クラプレンIR−10)をトルエンに
溶解し、10%のIR溶液とした。該溶液に無水マ
レイン酸をIR100部あたり2.5部となるように添加
し、180℃で5時間加熱して無水マレイン酸の付
加した変性IR溶液を得た。該溶液より変性IRを
回収し、精製して無水マレイン酸の反応率を調べ
たところ、12%であつた。このようにして得られ
た変性IRについて赤外線分光光度計(Digilab社
製FTS−20%型フーリエ変換型赤外線分光光度
計)を用い、全反射スペクトル法(入射角70°積
分回数20回)で第2図に示すスペクトルグラフを
得た。なお、未変性IRのスペクトルグラフを第
1図に示した。第1図及び第2図より明らかなよ
うに、無水マレイン酸の付加により、1790cm-1
よび1870cm-1に酸無水基のカルボニルに由来する
ピークが認められ、無水マレイン酸付加物が生成
していることが判つた。1790cm-1及び1870cm-1
吸収より付加した無水マレイン酸の量を求めたと
ころ、IRのイソプレン単量体単位100あたり0.21
モルであつた。 前記無水マレイン酸付加IRの10%トルエン溶
液を調製し、100℃に昇温し、(ジメチルアミノ)
プロピルアミンを前記無水マレイン酸付加IR100
部に対し5部添加し、30分間撹拌した後再度昇温
し、180℃でさらに3時間加熱した。冷却後、反
応生成物をメタノール中に注ぎ、生成物を回収
し、真空乾燥した。 上記生成物の赤外線吸収スペクトルグラフ(第
3図)をみたところ、無水マレイン酸付加IRに
おいてみられる1790および1870cm-1付近の酸無水
基のカルボニルに帰因する吸収が消失し、新たに
1700および1770cm-1付近にマレイミドのカルボニ
ルに帰因する吸収があらわれており、IRに付加
した無水マレイン酸残基がN−(γ−ジエチルア
ミノ)プロピルマレイミド残基に変つており、N
−(γ−ジメチルアミノ)プロピルマレイミドが
付加(付加量0.21モル)した変性IRが得られてい
ることが確認された。 一方、比較のために、無水マレイン酸の付加さ
れた変性IRに(ジメチルアミノ)プロピルアミ
ンを反応させる代りに、エタノールアミン、ジー
n−プロピルアミン、エチレンジアミン、分子量
1200のポリエチレンイミン(日本触媒化学工業(株)
商品名PEI SP−012)およびN,N′−ジフエニ
ル−p−フエニレンジアミン(住友化学工業(株)商
品名antigen P)を各々、前記(ジメチルアミ
ノ)プロピルアミンと当モル数用いる他は、同様
にして種々の変性IRを得た。 得られた変性IR、未変性IR、NRを用い、第1
表に示した配合により混練りを行ない、ゴム配合
物を得た。さらに該ゴム配合物を145℃で30分間
プレス加硫し、ゴム加硫物を得た。このようにし
て得られた未加硫ゴム配合物については、厚さ2
mm、巾6mmの短冊状のシートによりインストロン
型引張試験機により引張速度50mm/分で引張り、
降伏値、300%伸長時応力(以下、M300と略記
す)、破断強度、破断伸度を25℃及び100℃で測定
した。加硫物についてもゴム配合物と同様の方法
によりM300、破断強度、破断伸度を25℃で測定
した。また硬度および引裂強度についても併せ測
定した。その結果を第2表に示す。 第 1 表 ゴ ム 100部 HAFカーボンブラツク 45 亜鉛華 5 ステアリン酸 3 イ オ ウ 2 加硫促進剤1) 1 老化防止剤2) 1 1 N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリ
ルスルフエンアミド、大内新興化学工業(株)製
商品名ノクセラーMAS 2 ポリ(2,2,4−トリメチル−1,2−ジ
ヒドロキノリン)大内新興化学工業(株)製 商品
名ノクラツク224
It is a maleimide containing a hydrocarbon residue having a tertiary nitrogen atom at the N-position represented by the formula: R 1 and A are as described above, and a particularly preferably used maleimide derivative is N-
(β-dimethylamino)ethylmaleimide, N-
(β-diethylamino)ethylmaleimide, N-
(γ-dimethylamino)propylmaleimide, N
-(γ-diethylamino)propylmaleimide,
N-(δ-dimethylamino)butylmaleimide,
Examples include N-(dialkylamino)alkylmaleimides such as N-(δ-diethylamino)butylmaleimide. Reaction of adding maleic anhydride, maleic acid, maleic acid monoester, maleic acid diester to IR [method of ()], and reaction of adding a maleimide derivative represented by general formula () to IR [method of ()] is carried out in solution or in the solid state. For reaction in a solution state (solution reaction), IR is dissolved in a solvent such as an aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon, the above maleic acid derivative is added, and a radical generating agent such as a peroxide or an azo compound is added. This is done by heating in the presence or absence of the reaction. Although reaction conditions are not particularly limited, the temperature is usually 25 to 250°C, preferably 50 to 250°C.
It is carried out at 200°C for 0.1 minute to 100 hours, preferably 0.5 to 30 hours. The reaction in the solid state is carried out by kneading IR and the maleic acid derivative using a roll mill, kneader, Banbury mixer, screw extruder, or the like. Usually, there is no need to use a catalyst such as a peroxide or an azo compound, but in some cases the reaction may be carried out using a catalyst. Reaction conditions are not particularly limited even in the solid state, and usually temperature
The treatment is carried out at 25 to 300°C, preferably 50 to 250°C, for 0.1 minute to 100 hours, preferably 0.5 minutes to 30 hours. When a maleic acid derivative obtained by adding maleic anhydride, maleic acid, maleic acid monoester, or maleic acid diester to IR is reacted with an amine represented by the general formula (), the amine is added to 1 mole of the maleic acid derivative. It is necessary to use 1 mol or more. The reaction temperature generally adopted in this amine reaction is 0 to 150℃.
and the reaction time is 0.1 minute to 20 hours. In this reaction, acid anhydride groups and carboxyl groups are first amidated, and then imidized by dehydration or dealcoholization. If this amine reaction is incomplete, monomaleamide carboxylic acid may partially remain. If the amount is small, there is no problem, but if the amount is large, the properties of the resulting rubber material for vulcanization may be impaired. It is better to perform the following processing. In the present invention, maleic anhydride for IR,
For maleic acid, maleic acid monoester, and maleic acid diester, the amount of the maleimide derivative represented by the general formula () added is important; if it is too small, almost no IR modification effect can be expected; on the other hand, if it is too large, The strength of the unvulcanized product becomes too high, which actually impairs workability at high temperatures. Therefore, the addition amount is 0.01 per 100 isoprene monomer units in the IR.
~10 mol, especially 0.01~2
It is preferably between 0.05 and 1.0 mol, especially between 0.05 and 1.0 mol. The rubber material for vulcanization obtained by the present invention not only has excellent strength of the unvulcanized product and processability of the unvulcanized product at high temperatures, but also has excellent vulcanization speed and physical properties of the vulcanized product. Therefore, it can be applied not only to fields where IR has traditionally been used, but also to other fields.
It can also be applied to other uses. In such applications, compounded chemicals used in the manufacture of rubber products are used. Examples include carbon black (soft carbon black, hard carbon black), white carbon, reinforcing agents such as calcium carbonate, fillers, vulcanizing agents such as sulfur and peroxide, and vulcanizing aids such as zinc oxide and stearic acid. Agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, softeners such as oils, and resins such as rosin resins, terpene resins, phenolic resins, epoxy resins, and polyester resins.
Further, as a rubber component, it is also possible to use natural rubber, untreated IR, synthetic rubber such as styrene-butadiene copolymer rubber, polybutadiene rubber, and optionally mixed with liquid polyisoprene, polybutadiene, etc. Note that when the vulcanized rubber material obtained by the present invention is mixed with unmodified IR, both should be mixed in a ratio of 5/95 to 95/5 (weight ratio) and vulcanized in the mixture. It is important to mix so that the amount of imide rings in the rubber material for sulfurization is 0.01 to 10 mol%. Suitable uses for the vulcanized rubber material obtained by the present invention include various parts of automobile tires such as treads, carcass, beads, beat fillers, and rim strips, conveyor belts, V-belts, hoses, anti-vibration materials, and rubber rolls. Examples include supplies, rubberized cloth, rubber shoes, rubber thread, rubber bands, sponge rubber, etc. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way. In addition, the evaluation method of the rubber in the examples was performed according to JIS K-6301. In addition, "part" and "%" in the examples indicate weight basis. Example 1 A synthetic cis-1,4-polyisoprene rubber IR with a cis-1,4 bond content of 98% and a molecular weight of 840,000 (IR using a Ziegler catalyst, trade name Kuraprene IR-10 manufactured by Clarei Soprene Chemical Co., Ltd.) was used. Dissolved in toluene to make a 10% IR solution. Maleic anhydride was added to the solution in an amount of 2.5 parts per 100 parts of IR, and heated at 180°C for 5 hours to obtain a modified IR solution to which maleic anhydride had been added. Modified IR was collected from the solution, purified, and the reaction rate of maleic anhydride was determined to be 12%. Using an infrared spectrophotometer (FTS-20% Fourier transform infrared spectrometer manufactured by Digilab), the modified IR obtained in this way was measured using total reflection spectroscopy (20 integrations at an incident angle of 70°). A spectrum graph shown in Figure 2 was obtained. Incidentally, a spectrum graph of unmodified IR is shown in FIG. As is clear from Figures 1 and 2, due to the addition of maleic anhydride, peaks derived from the carbonyl of the acid anhydride group were observed at 1790 cm -1 and 1870 cm -1 , indicating that a maleic anhydride adduct was produced. It turned out that there was. The amount of added maleic anhydride was determined from the absorption at 1790 cm -1 and 1870 cm -1 and was found to be 0.21 per 100 isoprene monomer units in IR.
It was mole. Prepare a 10% toluene solution of the maleic anhydride addition IR, heat it to 100°C, and add (dimethylamino)
Maleic anhydride addition of propylamine IR100
After stirring for 30 minutes, the temperature was raised again and further heated at 180°C for 3 hours. After cooling, the reaction product was poured into methanol, and the product was collected and dried under vacuum. Looking at the infrared absorption spectrum graph (Figure 3) of the above product, the absorption attributed to the carbonyl of the acid anhydride group around 1790 and 1870 cm -1 observed in the maleic anhydride addition IR disappeared, and a new
Absorption attributable to the carbonyl of maleimide appears near 1700 and 1770 cm -1 , and the maleic anhydride residue added to the IR has changed to an N-(γ-diethylamino)propylmaleimide residue, and the N
It was confirmed that a modified IR to which -(γ-dimethylamino)propylmaleimide was added (addition amount: 0.21 mol) was obtained. On the other hand, for comparison, instead of reacting (dimethylamino)propylamine with modified IR to which maleic anhydride was added, ethanolamine, di-n-propylamine, ethylenediamine, molecular weight
1200 polyethyleneimine (Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.)
PEI SP-012 (trade name) and N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine (trade name antigen P, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) were each used in equimolar numbers with the (dimethylamino)propylamine. Various modified IRs were obtained in the same manner. Using the obtained denatured IR, undenatured IR, and NR, the first
A rubber compound was obtained by kneading according to the formulation shown in the table. Further, the rubber compound was press-vulcanized at 145° C. for 30 minutes to obtain a rubber vulcanizate. For the unvulcanized rubber compound thus obtained, a thickness of 2
A strip-shaped sheet with a width of 6 mm and a width of 6 mm was pulled at a tensile speed of 50 mm/min using an Instron tensile tester.
The yield value, stress at 300% elongation (hereinafter abbreviated as M300), breaking strength, and breaking elongation were measured at 25°C and 100°C. The M300, breaking strength, and breaking elongation of the vulcanizate were also measured at 25°C in the same manner as for the rubber compound. Hardness and tear strength were also measured. The results are shown in Table 2. Table 1 Rubber 100 parts HAF carbon black 45 Zinc white 5 Stearic acid 3 Sulfur 2 Vulcanization accelerator 1) 1 Anti-aging agent 2) 1 1 N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide, large Manufactured by Uchishin Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Product name: Noxela MAS 2 Poly(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline) Manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd. Product name: Noxelaku 224

【表】【table】

【表】 第2表から明らかなように、IRに無水マレイ
ン酸を付加し、次いで(ジメチルアミノ)プロピ
ルアミンを反応させることにより得られたN−
(γ−ジメチルアミノ)プロピルマレイミドが付
加した変性IRは、25℃における破断強度(すな
わち、グリーン強度)がNRのそれにまで改良さ
れ、高温時の破断強度がIR程度に小さくなつて
良好な流動性(このことは、後述する実施例3で
も述べるように高温時の加工性のよさにつなが
る)を示し、かつ加硫物の硬度も向上し、またそ
の破断強、伸度もNR並みである。一方、変性剤
としてエタノールアミンを用いた場合には25℃に
おける破断強度の改善効果が小さいし、加硫物の
破断強度及び硬度が小さくなる。またジ−n−プ
ロピルアミン、エチレンジアミン、ポリエチレン
イミンまたはN,N′−ジフエニル−p−フエレ
ンジアミンを用いた場合には100℃における破断
強度がNRレベルよりも著しく大きくなつて高温
時の流動性の悪化をもたらす原因となつている
し、また加硫物の300%伸長時応力及び硬度も小
さくなる。 実施例 2 無水マレイン酸および(ジメチルアミノ)プロ
ピルアミンの使用量を各々12部及び20部とするこ
と以外は、実施例1と同様の方法にてN−(γ−
ジメチルアミノ)プロピルマレイミドの付加した
変性IRを得た。その付加量は1.41モルであつた。 一方、比較のために、マレイン酸モノメチルを
無水マレイン酸のかわりに用いる他は、実施例1
と同様な方法により、マレイン酸モノメチルの付
加した変性IRを得た。付加量は0.51モルである。 上述した2種の変性IR、IR及びNRを用い、実
施例1の配合によりムーニー粘度が約80の未加硫
ゴム配合物を作成し、次いで実施例1と同様の方
法により、25℃及び100℃における応力−歪挙動
について調べた。第4図は25℃における応力−歪
曲線であり、第5図は100℃における応力−歪曲
線である。なお横軸は歪、縦軸は応力を示す。 第4図及び第5図中においてAは、N−(γ−
ジメチルアミノ)プロピルマレイミドの付加した
変性IR(ムーニー粘度78)、Bはマレイン酸モノ
メチルの付加した変性IR(ムーニー粘度79)、NR
は、天然ゴム(ムーニー粘度81)、IRは、合成シ
ス−1,4−ポリイソプレンゴム(ムーニー粘度
80)を各々用いた未加硫ゴム配合物の応力−歪曲
線を示す。 第4図及び第5図から明らかな如く、N−(γ
−ジメチルアミノ)プロピルマレイミドの付加し
た変性IRのみが、低温(25℃)でグリーンスト
レングスは高く、高温(100℃)で降伏応力、破
断強度は最も低い値を示している。特に後者の事
実は高温時における加工性の良さを示す。一方、
マレイン酸モノメチルの付加した変性IRでは25
℃でのグリーンストレングスは改良されるもの
の、高温では加工性の問題のあるNRよりもはる
かに高い降伏応力を示し、高温時の流動性が極め
て悪いことを示している。 実施例 3 実施例1で使用したIR(IR−10)を素練りし
て、調製した分子量57万のIR100部をトルエンに
溶解し、3部の無水マレイン酸を添加し、180℃
で10時間反応した。得られた変性IRは、赤外線
吸収スペクトログラフより算出すると、無水マレ
イン酸が0.3モル付加したものであつた。得られ
た変性IRに、変性剤(g)ω−(N,N−ジメチルア
ミノ)デシルアミン、(h)ジメチルアミノエトキシ
エチルアミン、及び(i)ビス(γ,γ−ジオクチル
アミノ)エチルプロピルアミンを各々付加した無
水マレイン酸の過剰量添加し、減圧下に160℃で
3時間反応した。赤外線吸収スペクトルをとつて
みたところ、各々酸無水基のカルボニルに帰因す
る吸収(1790cm-1及び1870cm-1の吸収)が消失
し、マレイミドのカルボニルに帰因する吸収
(1700cm-1及び1770cm-1の吸収)が新たに認めら
れた。これから、(g)を用いた場合にはN−(ジメ
チルアミノ)デシルマレイミドを付加した変性
IRが、(h)を用いた場合にはN−(ジメチルアミノ
エトキシ)エチルマレイミドが付加した変性IR
が、(i)を用いた場合にはN−(ビス(γ,γ−ジ
オクチルアミノ)エチル)プロピルマレイミドが
付加した変性IRが各々得られていることが判つ
た。 このようにして得た3種の変性IR、未変性IR
及びNRを用い、かつ、配合を第3表の配合とす
る以外は実施例1と同様にして、25℃における未
加硫物物性、100℃における未加硫物物性及び25
℃における加硫物物性を調べた。また配合物をブ
ラベンダータイプのテスト用押出機を用いて押出
しテストを実施し、単位時間当りの押し出し量が
未変性IR並みの性能を示すものを“良”とし、
NR並みの性能を示すものを“悪”として評価し
た。これらの結果を第4表に併せて示した。 第 3 表 配 合 部 ゴ ム 100部 HAFカーボンブラツク 45 亜鉛華 3 ステアリン酸 1 イ オ ウ 2 加硫促進剤 1 老化防止剤 1
[Table] As is clear from Table 2, N-
Modified IR to which (γ-dimethylamino)propylmaleimide has been added has improved breaking strength (i.e., green strength) at 25°C to that of NR, and its breaking strength at high temperatures is as small as that of IR, resulting in good fluidity. (This leads to good workability at high temperatures, as described in Example 3 below), and the hardness of the vulcanizate is also improved, and its breaking strength and elongation are comparable to NR. On the other hand, when ethanolamine is used as a modifier, the effect of improving the breaking strength at 25°C is small, and the breaking strength and hardness of the vulcanizate are reduced. Furthermore, when di-n-propylamine, ethylenediamine, polyethyleneimine, or N,N'-diphenyl-p-phelenediamine is used, the breaking strength at 100°C is significantly higher than the NR level, resulting in poor fluidity at high temperatures. In addition, the stress and hardness of the vulcanizate at 300% elongation also decrease. Example 2 N-(γ-
A modified IR with addition of dimethylamino)propylmaleimide was obtained. The amount added was 1.41 mol. On the other hand, for comparison, Example 1 was used except that monomethyl maleate was used instead of maleic anhydride.
Modified IR with monomethyl maleate was obtained using the same method as above. The amount added is 0.51 mol. Using the above two types of modified IR, IR and NR, an unvulcanized rubber compound having a Mooney viscosity of about 80 was prepared by the blending in Example 1, and then by the same method as in Example 1 at 25°C and 100°C. The stress-strain behavior at ℃ was investigated. FIG. 4 is a stress-strain curve at 25°C, and FIG. 5 is a stress-strain curve at 100°C. Note that the horizontal axis represents strain and the vertical axis represents stress. In FIGS. 4 and 5, A is N-(γ-
Modified IR with addition of dimethylamino)propylmaleimide (Mooney viscosity 78), B is modified IR with addition of monomethyl maleate (Mooney viscosity 79), NR
is natural rubber (Mooney viscosity 81), IR is synthetic cis-1,4-polyisoprene rubber (Mooney viscosity
80) are shown for stress-strain curves of unvulcanized rubber compounds using each of them. As is clear from FIGS. 4 and 5, N-(γ
Only the modified IR with -dimethylamino)propylmaleimide has high green strength at low temperatures (25°C) and the lowest yield stress and breaking strength at high temperatures (100°C). In particular, the latter fact indicates good workability at high temperatures. on the other hand,
25 for modified IR with addition of monomethyl maleate
Although the green strength at ℃ is improved, the yield stress at high temperatures is much higher than that of NR, which has processability problems, indicating extremely poor flowability at high temperatures. Example 3 100 parts of IR with a molecular weight of 570,000 prepared by masticating the IR (IR-10) used in Example 1 was dissolved in toluene, 3 parts of maleic anhydride was added, and the mixture was heated at 180°C.
It reacted for 10 hours. The obtained modified IR contained 0.3 mole of maleic anhydride as calculated from an infrared absorption spectrograph. Modifiers (g) ω-(N,N-dimethylamino)decylamine, (h) dimethylaminoethoxyethylamine, and (i) bis(γ,γ-dioctylamino)ethylpropylamine were each added to the obtained modified IR. An excess amount of the added maleic anhydride was added, and the mixture was reacted at 160° C. for 3 hours under reduced pressure. When we took an infrared absorption spectrum, we found that the absorptions attributed to the carbonyls of acid anhydride groups (absorptions at 1790cm -1 and 1870cm -1 ) disappeared, and the absorptions attributed to the carbonyls of maleimide (1700cm -1 and 1770cm -1 ) disappeared. 1 absorption) was newly recognized. From this, when (g) is used, modification with N-(dimethylamino)decylmaleimide added
When IR is used (h), modified IR with N-(dimethylaminoethoxy)ethylmaleimide added
However, it was found that when (i) was used, modified IRs to which N-(bis(γ,γ-dioctylamino)ethyl)propylmaleimide was added were obtained. Three types of denatured IR and undenatured IR obtained in this way
The physical properties of the unvulcanized material at 25°C, the physical properties of the unvulcanized material at 100°C, and 25
The physical properties of the vulcanizate at °C were investigated. In addition, the compound was subjected to an extrusion test using a Brabender type test extruder, and those whose extrusion amount per unit time was equivalent to that of unmodified IR were evaluated as "good".
Those that showed performance comparable to NR were rated as "bad." These results are also shown in Table 4. Table 3 Compound Rubber 100 parts HAF carbon black 45 Zinc white 3 Stearic acid 1 Sulfur 2 Vulcanization accelerator 1 Anti-aging agent 1

【表】【table】

【表】 /

CH−CH−N




(CH)CH
第4表から明らかなように、無水マレイン酸の
付加した変性IRに更に変性剤(g),(h)及び(i)を作
用させると、25℃の未加硫物の強度が、また25℃
における加硫物の強度及び硬度がNR並みにまで
改良され、100℃における未加硫物強度はIR並み
に小さくなる。また押出し特性もIR並みになる。
尚、100℃における押出し特性と100℃における未
加硫物強度とを、実施例1においても調べてみた
が、100℃における未加硫物強度がIR並みのもの
は、IR並みのすぐれた押出し特性を示すが、100
℃における未加硫物強度がNRレベルのものは、
NR並みの押出し特性しか示さないことが判り、
100℃における未加硫物強度は100℃における押出
し特性とほぼパラレルな関係にあることが確認さ
れた。 実施例 4 シス−1,4結合良98%および分子量84万の合
成シス−1,4−ポリイソプレンゴムIR(チーグ
ラー系触媒によるIR、クラレイソプレンケミカ
ル(株)製商品名クラプレンIR−10)にN−(γ−ジ
エチルアミノ)プロピルマレイミドを量を変えて
添加することにより付加反応を行なつた。反応は
ブラベンダープラスチコーダーによる混練り下
に、始め100℃で2分間予備混合し、次いで220℃
で5分間混練りすることによつて行なつた。得ら
れた変性IRの赤外分光光度計に供してスペクト
ルグラフを求めたところ、第3図に示されている
1700cm-1及び1770cm-1の位置に明瞭な吸収(マレ
イミドのカルボニルに帰因する吸収)が認められ
た。その赤外線吸収スペクトルグラフにより測定
したところ、得られた改質IRにおけるN−(γ−
ジエチルアミノ)プロピルマレイミドの付加量は
第5表の通りであつた。 一方、比較のためにN−(γ−ジエチルアミノ)
プロピルマレイミドの代りに無水マレイン酸また
はマレイミドを用いて変性した変性IRをつくつ
たが、それらの付加量は第5表に示すとおりであ
つた。
【table】 /

CH2 - CH2 -N

\


(CH 2 ) 7 CH 3
As is clear from Table 4, when modifying agents (g), (h), and (i) are further applied to the modified IR to which maleic anhydride has been added, the strength of the unvulcanized product at 25°C increases again at 25°C. ℃
The strength and hardness of the vulcanized product at 100°C are improved to the same level as NR, and the strength of the unvulcanized product at 100°C is as low as that of IR. Also, the extrusion characteristics are comparable to IR.
In addition, the extrusion characteristics at 100°C and the strength of the unvulcanized product at 100°C were also investigated in Example 1, and it was found that the strength of the unvulcanized product at 100°C was comparable to that of IR, and the extrusion properties were as good as that of IR. Characteristics, but 100
The unvulcanized material strength at ℃ is NR level.
It was found that the extrusion properties were only comparable to NR.
It was confirmed that the strength of the unvulcanized product at 100°C has a nearly parallel relationship with the extrusion properties at 100°C. Example 4 Synthetic cis-1,4-polyisoprene rubber IR with a good 98% of cis-1,4 bonds and a molecular weight of 840,000 (IR using a Ziegler catalyst, trade name Kuraprene IR-10 manufactured by Clareisoprene Chemical Co., Ltd.) Addition reactions were carried out by adding varying amounts of N-(γ-diethylamino)propylmaleimide. The reaction was carried out by mixing with a Brabender plasticorder, first at 100°C for 2 minutes, then at 220°C.
This was done by kneading for 5 minutes. When the resulting modified IR was subjected to an infrared spectrophotometer and a spectrum graph was obtained, the result is shown in Figure 3.
Clear absorptions (absorptions attributable to the carbonyl of maleimide) were observed at positions of 1700 cm -1 and 1770 cm -1 . When measured using the infrared absorption spectrum graph, N-(γ-
The amount of diethylamino)propylmaleimide added was as shown in Table 5. On the other hand, for comparison, N-(γ-diethylamino)
Modified IRs were prepared by using maleic anhydride or maleimide in place of propylmaleimide, and the amounts added were as shown in Table 5.

【表】 第3表の各種変性IR、未変性IR、NRを用い、
第6表に示した配合により混練りを行ない、ゴム
配合物を得た。さらに該未加硫ゴム配合物を145
℃で30分間プレス加硫し、ゴム加硫物を得た。こ
のようにして得られた未加硫ゴム配合物について
は、実施例1と同様に25℃及び100℃における降
伏値、300%伸長時応力(M300)、破断強度、破
断伸度を測定した。加硫物についてもゴム配合物
と同様の方法により25℃における300%伸長時応
力(M300)、破断強度、破断伸度を測定した。ま
た硬度および引裂強度についても併せ測定した。
その結果を第6表に示す。
[Table] Using various modified IR, unmodified IR, and NR in Table 3,
A rubber compound was obtained by kneading according to the formulation shown in Table 6. Furthermore, the unvulcanized rubber compound is added to 145
Press vulcanization was performed at ℃ for 30 minutes to obtain a rubber vulcanizate. Regarding the thus obtained unvulcanized rubber compound, the yield value at 25°C and 100°C, stress at 300% elongation (M 300 ), breaking strength, and breaking elongation were measured in the same manner as in Example 1. . The vulcanizate was also measured for stress at 300% elongation (M 300 ), breaking strength, and breaking elongation at 25° C. in the same manner as for the rubber compound. Hardness and tear strength were also measured.
The results are shown in Table 6.

【表】【table】

【表】 第6表に示されているように、N−(γ−ジエ
チルアミノ)プロピルマレイミドを付加した改質
IR(j)〜(m)(配合No.1〜4)は、未加硫物強伸度
特性および加硫物強伸度特性のいずれもが、天然
ゴム並あるいはそれ以上の性能を示す。すなわ
ち、室温付近でのグリーン強度は未変性IRに比
べて大幅に向上し、なおかつ高温(100℃)での
破断強度が低く抑えられているために比較的小さ
な荷重により流動性を示し、結果として加工性に
すぐれていることが判り、また加硫物の硬度、引
裂強度も従来の無水マレイン酸やマレイミドによ
る付加物に比べ改善されていることが判る。一方
無水マレイン酸またはマレイミドの付加による従
来の方法では、室温付近でのグリーンストレング
スを向上せしめるが、高温での強度も高くなり、
流動性が悪化していることが判り、全体として有
利な物性は得られていないことが判る。 実施例 5 合成シス−1,4−ポリイソプレンゴムIR(ク
ラレイソプレンケミカル(株)商品名クラプレンIR
−10)をトルエンに溶解し、10%のIR溶液を調
製した。次いで該溶液にN−(γ−ジメチルアミ
ノ)プロピルマレイミドを添加し、触媒(過酸化
ベンゾイル)の存在下(IRに対して0.01%)添加
し、100℃で5時間反応させることにより、第7
表に示した付加量のN−(γ−ジメチルアミノ)
プロピルマレイミド付加変性IRを得た。該変性
IRのゲル生成量を測定したところ第7表に示し
た結果が得られた。なお、ゲル量はゴム約1gを
精秤し、約150c.c.のトルエン中で室温で12時間振
とう溶解後、200メツシユの金網により不溶分を
ろ過し、可溶部、不溶部を各々真空乾燥後秤量
し、算出した。 一方、比較のために、N−(γ−ジメチルアミ
ノ)プロピルマレイミドの代りに無水マレイン酸
を用いる他は、前記方法と同様にして無水マレイ
ン酸付加変性IRを調製した。該変性IRの無水マ
レイン酸付加量および生成ゲル量は第7表に示し
た。
[Table] As shown in Table 6, modification with addition of N-(γ-diethylamino)propylmaleimide
IR(j) to (m) (Blend Nos. 1 to 4) exhibit performance equivalent to or better than natural rubber in both the strength and elongation characteristics of the unvulcanized product and the strength and elongation property of the vulcanized product. In other words, the green strength near room temperature is significantly improved compared to unmodified IR, and the breaking strength at high temperatures (100°C) is kept low, so it exhibits fluidity with a relatively small load. It was found that the processability was excellent, and the hardness and tear strength of the vulcanizate were also improved compared to conventional adducts of maleic anhydride and maleimide. On the other hand, the conventional method of adding maleic anhydride or maleimide improves green strength near room temperature, but also increases strength at high temperatures.
It was found that the fluidity deteriorated, and it was found that favorable physical properties were not obtained as a whole. Example 5 Synthetic cis-1,4-polyisoprene rubber IR (trade name: Kuraprene IR, manufactured by Clareisoprene Chemical Co., Ltd.)
-10) was dissolved in toluene to prepare a 10% IR solution. Next, N-(γ-dimethylamino)propylmaleimide was added to the solution, and the seventh
Added amount of N-(γ-dimethylamino) shown in the table
Propylmaleimide addition modified IR was obtained. said denaturation
When the amount of gel produced by IR was measured, the results shown in Table 7 were obtained. For the amount of gel, accurately weigh approximately 1 g of rubber, dissolve it in approximately 150 c.c. of toluene by shaking at room temperature for 12 hours, and then filter the insoluble matter through a 200-mesh wire mesh to separate the soluble and insoluble parts. After vacuum drying, it was weighed and calculated. On the other hand, for comparison, a modified IR with addition of maleic anhydride was prepared in the same manner as in the above method except that maleic anhydride was used instead of N-(γ-dimethylamino)propylmaleimide. The amount of maleic anhydride added and the amount of gel produced in the modified IR are shown in Table 7.

【表】 これらの変性IRを用い、第6表の配合に従つ
てゴム配合物をつくり、次いで実施例1と同様に
して加硫した。これらの未加硫ゴム配合物および
加硫物の物性を実施例1と同様に測定したとこ
ろ、第8表に示した結果が得られた。
[Table] Using these modified IRs, rubber compounds were prepared according to the formulations in Table 6, and then vulcanized in the same manner as in Example 1. When the physical properties of these unvulcanized rubber compounds and vulcanized products were measured in the same manner as in Example 1, the results shown in Table 8 were obtained.

【表】 第8表に示されているように、IRにN−(γ−
ジメチルアミノ)プロピルマレイミドを付加した
変性IR(q)および(r)(配合No.9および10)は、IR
に無水マレイン酸を付加した変性IR(s)および(t)
(配合No.11および12)に比較して未加硫物の高温
時の流動性、加硫物の硬度、引裂強度において優
れている。 実施例 6 合成シス−1,4−ポリイソプレンゴム(IR
−10)50部をトルエン405部に溶解し、次いで前
記ゴム100部あたり15部の無水マレイン酸を添加
し、180℃で7時間反応させて変性IRを得た。付
加導入された無水マレイン酸は、ゴム中のイソプ
レン単量体単位100あたり2.4モルであつた。次い
でジメチルアミノプロピルアミンを付加導入され
た無水マレイン酸の2倍モル量添加し、140℃で
2時間反応させ、N−(ジメチルアミノ)プロピ
ルマレイミドが2.4モル付加導入した変性IRを得
た。 このようにして得られた変性シス−1,4−ポ
リイソプレンゴムを用いて第1表の配合によりゴ
ム組成物を作製し、実施例1と同様にして未加硫
物および加硫物の物性および145℃における加硫
速度を測定した。その結果を第9表に示した。
[Table] As shown in Table 8, N-(γ-
Modified IR(q) and (r) (Formulations No. 9 and 10) with addition of dimethylamino)propylmaleimide are IR
Modified IR(s) and (t) with maleic anhydride added to
Compared to (Blend No. 11 and 12), it is superior in the fluidity of the unvulcanized product at high temperatures, the hardness of the vulcanized product, and the tear strength. Example 6 Synthetic cis-1,4-polyisoprene rubber (IR
-10) 50 parts were dissolved in 405 parts of toluene, then 15 parts of maleic anhydride was added per 100 parts of the rubber, and the mixture was reacted at 180°C for 7 hours to obtain a modified IR. The amount of maleic anhydride added was 2.4 mol per 100 isoprene monomer units in the rubber. Next, dimethylaminopropylamine was added in an amount twice the molar amount of maleic anhydride introduced and reacted at 140° C. for 2 hours to obtain a modified IR containing 2.4 moles of N-(dimethylamino)propylmaleimide. Using the modified cis-1,4-polyisoprene rubber thus obtained, a rubber composition was prepared according to the formulation shown in Table 1, and the physical properties of the unvulcanized product and the vulcanized product were prepared in the same manner as in Example 1. and the vulcanization rate at 145°C. The results are shown in Table 9.

【表】 第9表から明らかなように、本実施例で得られ
た変性IRは室温における未加硫破断強度、加硫
物のモジユラスおよび加硫物硬度においてNR以
上の値を示す。
[Table] As is clear from Table 9, the modified IR obtained in this example exhibits values higher than NR in unvulcanized breaking strength at room temperature, modulus of vulcanized product, and hardness of vulcanized product.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1,2及び3図は、各々実施例1で使用した
IR、無水マレイン酸を付加した変性IR及び該変
性IRに(ジメチルアミノ)プロピルアミンを付
加せしめることによつて得られたN−(γ−ジメ
チルアミノ)プロピルマレイミドが付加した変性
IRの赤外線吸収スペクトルグラフである。第4
及び5図は、実施例2において無水マレイン酸が
付加した変性IRに(ジメチルアミノ)プロピル
アミンを付加せしめることによつて得られたN−
(γ−ジメチルアミノ)プロピルマレイミドが付
加した変性IRをゴム成分とする未加硫ゴム配合
物の25℃及び100℃における各応力−歪曲線であ
る。なお、NR、IR及びマレイン酸モノメチルの
みを付加した変性IRの各応力−歪曲線について
も併せて表示した。図中AはN(γ−ジメチルア
ミノ)プロピルマレイミドの付加した変性IR、
Bはマレイン酸モノメチルが付加した変性IR、
Nは天然ゴム、IはIR(未変性)を用いた場合の
曲線を意味する。
Figures 1, 2 and 3 were used in Example 1, respectively.
IR, modified IR with maleic anhydride added, and modified IR with N-(γ-dimethylamino)propylmaleimide obtained by adding (dimethylamino)propylamine to the modified IR
It is an infrared absorption spectrum graph of IR. Fourth
Figures 5 and 5 show the N-
FIG. 2 shows stress-strain curves at 25° C. and 100° C. of an unvulcanized rubber compound containing modified IR to which (γ-dimethylamino)propylmaleimide is added as a rubber component. FIG. The stress-strain curves of NR, IR, and modified IR with only monomethyl maleate added are also shown. In the figure, A is a modified IR with N(γ-dimethylamino)propylmaleimide added;
B is modified IR with monomethyl maleate added;
N means the curve when using natural rubber, and I means the curve when using IR (unmodified).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 合成シス−1,4−ポリイソプレンゴムに、
()無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸
モノエステルおよびマレイン酸ジエステルからな
る群より選ばれる化合物を、前記ゴム中のイソプ
レン単量体単位100あたり0.01〜10モル付加させ
たのち、一般式()H2N−R1−A(ここで、
R1は酸素原子またはイオウ原子が主鎖中に介在
していてもよい炭素数20までの炭化水素残基を表
わし、Aは炭素数20までのジハイドロカルビルア
ミノ残基、または複素窒素原子として第3級窒素
原子のみを少なくとも1個含有する炭素数20まで
の複素環残基を表わす) で示されるアミンを付加させ、次いで脱水または
脱アルコールするか、または()一般式() (ここで、R1およびAは前記定義のとおりで
ある)で示されるマレイミド誘導体を、前記ゴム
中のイソプレン単量体単位100あたり0.01〜10モ
ル付加させることを特徴とする加硫用ゴム素材の
製造法。
[Claims] 1. Synthetic cis-1,4-polyisoprene rubber,
() After adding 0.01 to 10 mol of a compound selected from the group consisting of maleic anhydride, maleic acid, maleic acid monoester, and maleic acid diester per 100 isoprene monomer units in the rubber, the general formula () H 2 N−R 1 −A (where,
R 1 represents a hydrocarbon residue having up to 20 carbon atoms which may have an oxygen atom or a sulfur atom interposed in the main chain, and A represents a dihydrocarbylamino residue having up to 20 carbon atoms or a heteronitrogen atom. represents a heterocyclic residue containing at least one tertiary nitrogen atom and having up to 20 carbon atoms) and then dehydration or dealcoholization, or A rubber material for vulcanization, characterized in that 0.01 to 10 mol of a maleimide derivative represented by R 1 and A are as defined above is added per 100 isoprene monomer units in the rubber. manufacturing method.
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