JPH10204041A - フェニレンジアミン誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム用酸化防止剤 - Google Patents
フェニレンジアミン誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム用酸化防止剤Info
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Abstract
揮発による消失や熱変性が殆んどみられない酸化防止剤
として有効に使用されるフェニレンジアミン誘導体を提
供する。 【解決手段】 一般式 [R1,R2:水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ
ル基、R3:水素原子、メチル基、R4:メチル基、エチル
基、n,m:1、2または3]で表わされるフェニレンジアミ
ン誘導体。
Description
ン誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム
用酸化防止剤に関する。更に詳しくは、150℃以上の高
温においても安定なフェニレンジアミン誘導体、その製
造法およびそれを有効成分とするゴム用酸化防止剤に関
する。
境の高温化や長寿命化の要求が大きく、ゴム製材料にお
いても適当な酸化防止剤を添加し、耐熱性を向上させる
ことでこれに対応してきている。しかしながら、現在上
市されている酸化防止剤は、主としてSBR製タイヤや各
種プラスチック製品への添加を目的として開発されたも
のが殆んどであり、これら製品の耐熱使用温度が約100
〜150℃程度であるため、これらに添加される酸化防止
剤としても、約150℃程度迄その能力が発揮されれば十
分であり、これ以上の使用温度を想定した酸化防止剤と
いうものは殆んど存在していない。従って、このような
従来の酸化防止剤を使用した場合には、約150℃より高
い使用温度条件下では、酸化防止剤自体の材料表面から
の揮発による消失がみられるため、材料の長寿命化を困
難とさせている。
発性にするために、それの分子量を大きくすることが行
われている。そして、現在上市されている酸化防止剤の
中にも、かなり難揮発性のものもある。しかるに、この
ような難揮発性の酸化防止剤にあっては、高分子量化し
たためにゴムへの分散性の低下がみられる。また、低揮
発性を実現させるために、酸化防止剤分子をポリマーに
化学的に結合させて利用する試みや多孔質体に保持させ
る試みも行われているが、これらの方法は実用化の上で
の課題も多く、未だ実用とはなっていないのが現状であ
る。
℃を超えるような高温条件下においても揮発による消失
や熱変性が殆んどみられない酸化防止剤として有効に使
用されるフェニレンジアミン誘導体を提供することにあ
る。
一般式 [ここで、R1およびR2はそれぞれ水素原子、低級アルキ
ル基または低級アルコキシル基であり、R3は水素原子ま
たはメチル基であり、R4はメチル基またはエチル基であ
り、nおよびmは1、2または3である]で表わされるフェニ
レンジアミン誘導体によって達成される。
は、N,N´-ジフェニル-1,4-フェニレンジアミンと一般
式 (ここで、R1およびR2はそれぞれ水素原子、低級アルキ
ル基または低級アルコキシル基であり、R3およびR5はそ
れぞれ水素原子またはメチル基である)で表わされるス
チレン(誘導体)とをプロトン酸触媒の存在下で反応させ
ることによって製造される。
としては、4-(1-プロペニル)-1,2-ジメトキシベンゼ
ン、4-(1-プロペニル)メトキシベンゼン、第3ブチルス
チレン、α-メチルスチレン、スチレン等が挙げられ、
これらは混合物としても用いることができる。
-1,4-フェニレンジアミンに対して2倍モル量以上のスチ
レン(誘導体)を用い、濃硫酸、リン酸等のプロトン酸触
媒の存在下で、約100〜200℃、好ましくは約130〜160℃
の反応温度で、好ましくはベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素またはベンジンの如き脂肪族炭化
水素を反応溶媒に用いて行われるが、無溶媒下でも反応
させることができる。この反応は、一種のフリーデル・
クラフト反応であるので、その反応触媒として当然に用
いられる塩化アルミニウム触媒の存在下での反応が考え
られるが、この場合には未反応原料(N,N´-ジフェニル-
1,4-フェニレンジアミン)の有効な分離を行うことがで
きなかった。
を含有しているが、その殆んどは目的とするジ置換体ま
たはポリ置換体である。スチレン誘導体として、2種類
以上の混合物を用いた場合には、ジ置換体またはポリ置
換体の置換基R1〜R4はそれぞれ異なり得る。また、その
置換位置は、n,mが1の場合には、-NH-基に対して一般
にp-位であり、n,mが2(または3)の場合には、-NH-基に
対してのp-位に加えて、o-位(およびo´-位)である。
なるフェニレンジアミン誘導体は、約150℃以上の高温
条件下で用いられるゴム用酸化防止剤として有効に使用
される。このフェニレンジアミン誘導体は、約400以上
の数平均分子量Mnを有し、175℃の加熱空気中に40時間
放置したときの重量損失量が約30%以下、好ましくは約1
0%以下であるという特徴を有している。また、オイルシ
ール、Oリング、パッキン等のエンジンオイルに接触す
るシール材料に添加されて用いられたとき、それの耐オ
イル抽出性においてもすぐれているという特徴を有して
いる。
ン誘導体は、各種架橋性基を有するアクリルゴム、NB
R、SBR、EPDM等の種々のゴムの酸化防止剤として有効に
使用することができる。その添加割合は、ゴム100重量
部当り約0.1〜10重量部、好ましくは約0.3〜5重量部程
度であり、また他の酸化防止剤との併用も勿論可能であ
る。
用された場合においても熱的安定性にすぐれ、しかもゴ
ムへの分散性においてもすぐれていて、従ってゴムへの
酸化防止剤などとして有効に使用されるフェニレンジア
ミン誘導体が提供される。
ンオイルに接触するシール材料に添加されて用いられた
とき、耐オイル抽出性の点でもすぐれているので、オイ
ルシール、Oリング、パッキン等のシール材料にも有効
に添加されて用いられる。
フェニレンジアミン(大内新興化学製品ノクラックDP)5
2.0gおよび4-(1-プロペニル)-1,2-ジメトキシベンゼン7
4.9gを仕込み、攪拌しながら窒素ガス置換を十分に行っ
た後、油浴温度を140℃とした。その後、濃硫酸5gを約3
0分間かけて滴下ロートより滴下し、滴下終了後も約15
時間反応を継続すると、時間と共に溶液粘度は上昇す
る。反応終了後、反応混合物にトルエンを加えてトルエ
ン溶液とした後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液中に
投入して攪拌し、分液ロートを用いて下層(水溶液層)を
分離した。トルエン溶液層を液が中性になる迄数回水洗
し、最後に上澄液をエバポレーションして、黒褐色の目
的物質92.5g(収率75%)を得た。
気循環式オーブン中に40時間放置したが、そのときの重
量損失量は5%以下(3.2%)であった。また、TLC法(シリカ
ゲルプレート使用、展開溶媒:n-ヘキサン/トルエン容
量比=1/2)によって得られた物質を分析したところ、原
料成分は確認できず、モノ置換体と考えられる不純物の
スポットおよび構造不明のスポットが微量存在していた
が、大部分は目的物質であった。 Mn(テトラヒドロフランを溶媒とするGPC法による):860 FI-IR(KRS-5結晶板上にキャストして測定):図11 H-NMR(CDCl3、25℃):0.9ppm付近(CH3基) 3.8ppm付近(OCH3基) 6.7〜7.2ppm付近(芳香族H) 推定構造:
ジアミン量を78.0gに変更し、また4-(1-プロペニル)-1,
2-ジメトキシベンゼンの代わりに99.5gの4-第3ブチルス
チレンを用いて同様の反応を行い、黒褐色の目的物質13
9.0g(収率80%)を得た。
失量は10%以下(6.2%)であり、またTLC法による挙動も実
施例1と同様であった。 Mn(テトラヒドロフランを溶媒とするGPC法による):700 FI-IR(KRS-5結晶板上にキャストして測定):図21 H-NMR(CDCl3、25℃):1.22ppm付近(CH3基) 7.1ppm付近(芳香族H) 推定構造:
ベンゼンの代わりにアネトール(p-メトキシプロペニル
ベンゼン)62.2gを用いて同様の反応を行い、黒褐色の目
的物質94.6g(収率85%)を得た。
失量は10%以下(8.6%)であり、またTLC法による挙動も実
施例1と同様であった。 Mn(テトラヒドロフランを溶媒とするGPC法による):704 FI-IR(KRS-5結晶板上にキャストして測定):図31 H-NMR(CDCl3、25℃):0.88ppm付近(CH3基) 3.8ppm付近(OCH3基) 6.8〜7.2ppm付近(芳香族H) 推定構造:
ベンゼンの代わりにα-メチルスチレン76.0gを用いて同
様の反応を行い、黒褐色の目的物質126.0g(収率85%)を
得た。
失量は10%以下(8.2%)であり、またTLC法による挙動も実
施例1と同様であった。 Mn(テトラヒドロフランを溶媒とするGPC法による):500 FI-IR(KRS-5結晶板上にキャストして測定):図41 H-NMR(CDCl3、25℃):1.6ppm付近(CH3基) 6.7〜7.3ppm付近(芳香族H) 推定構造:
ウム触媒を用いると、反応混合物中に原料のN,N´-ジフ
ェニル-1,4-フェニレンジアミンが30%以上残っており、
この未反応原料を精製法によって分離除去することは困
難であった。
組成物について、180℃、8分間のプレス加硫(一次加硫)
を行った後、175℃の熱風循環オーブン中で4時間の二次
加硫を行い、120×220×2mmのシート状に加硫成形し
た。
K-6301準拠)および圧縮永久歪(150℃、70時間、25%圧
縮)の測定を行うと共に、耐熱老化性試験(175℃、70時
間後の常態値変化として測定)を行った。得られた結果
は、次の表に示される。 実施例 比較例 5 6 7 8 2 3 [常態物性] 硬さ (JIS A) 65 64 66 65 64 65 引張強さ (MPa) 14.6 14.3 14.8 14.3 14.2 14.4 100%モジュラス(MPa) 4.9 4.6 5.0 4.9 4.7 4.8 伸び (%) 230 240 240 225 230 240 [耐熱老化性試験] 硬さ変化 (ポイント) +4 +4 +5 +6 +8 +11 引張強さ変化率 (%) -10 -10 -15 -16 -23 -20 伸び変化率 (%) +2 +4 +6 +8 +11 -2 [圧縮永久歪] 150℃、70時間 (%) 22 24 25 27 29 32 上記耐熱老化性試験の結果から、本発明に係る酸化防止
剤を用いた場合には、常態物性を損なうことなく、耐熱
老化性や耐圧縮永久歪特性を改善させることができ、即
ちそこに有効な酸化防止効果が示されている。
Claims (4)
- 【請求項1】 一般式 [ここで、R1およびR2はそれぞれ水素原子、低級アルキ
ル基または低級アルコキシル基であり、R3は水素原子ま
たはメチル基であり、R4はメチル基またはエチル基であ
り、nおよびmは1、2または3である]で表わされるフェニ
レンジアミン誘導体。 - 【請求項2】 数平均分子量Mnが約400以上であり、175
℃の加熱空気中に40時間放置したときの重量損失量が約
30%以下である請求項1記載のフェニレンジアミン誘導
体。 - 【請求項3】 N,N´-ジフェニル-1,4-フェニレンジア
ミンと一般式 (ここで、R1およびR2はそれぞれ水素原子、低級アルキ
ル基(R)、OR基、COR基またはCOOR基であり、R3およびR5
はそれぞれ水素原子またはメチル基である)で表わされ
るスチレン誘導体とをプロトン酸触媒の存在下で反応さ
せることを特徴とする請求項1記載のフェニレンジアミ
ン誘導体の製造法。 - 【請求項4】 請求項1記載のフェニレンジアミン誘導
体よりなるゴム用酸化防止剤。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP02446097A JP3757522B2 (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | フェニレンジアミン誘導体を有効成分とするアクリルゴム用酸化防止剤 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100453560C (zh) * | 2003-11-13 | 2009-01-21 | 巴斯福股份公司 | 含磺基琥珀酸酯的聚合物分散体 |
CN111517962A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-11 | 新乡市瑞丰新材料股份有限公司 | 一种胺类防老剂的制备方法 |
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1997
- 1997-01-24 JP JP02446097A patent/JP3757522B2/ja not_active Expired - Fee Related
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