JPS608301A - ゴム状重合体の製造方法 - Google Patents

ゴム状重合体の製造方法

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JPS608301A
JPS608301A JP11728383A JP11728383A JPS608301A JP S608301 A JPS608301 A JP S608301A JP 11728383 A JP11728383 A JP 11728383A JP 11728383 A JP11728383 A JP 11728383A JP S608301 A JPS608301 A JP S608301A
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JP
Japan
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carboxylic acid
rubber
salt
polymer
rubber latex
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Pending
Application number
JP11728383A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiko Sakakibara
満彦 榊原
Hiroshi Akema
博 明間
Tadao Sato
佐藤 忠生
Masaru Oda
勝 織田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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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】 本発明は、ゴム状重合体の製造方法に関し、さらに詳し
くは、充填剤を組合せて各種ゴム製品を製造するに際し
、充填剤の分散が良好で、混練り時間が短かい等の加工
性の良好なゴノ・状重合体の製造方法に関する。
ゴム業界においては省資源、省エネルギー、生産性の向
上等の観点より加工性の良好な重合体が要求されている
。加工性の改良としては、例えば混練り時間の短縮が考
えられる。従来、これにフい°C混練機の改良およびV
)未ゴムにみられるような重合体の改良などの面から種
々検討されてきたが、現在のところ経済性をも含めた上
で、十分な改良はなされていない。
特に乳化重合法により重合体を製造する際、!1χ量体
の重合体への重合転化率が約70%を越えると、それ以
後生成する高分子■成分のために重合体の混練り時の加
工性が悪化し、また重合反応温度を通電の5℃前後より
上昇させる場合にも加工性の悪化がのられる。
また一般にゴムの加工は、tπ温から250 ’i;の
間で実施され、特にゴムの混練りは、比較的低温で開始
されるが、摩擦熱等で温度が上昇して配合物が柔らか(
なり、その結果長時間練ってもカーボンブラック等の充
填剤の十分な分散が得られないという問題がある。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除去して、充填
剤の分散が良好で、混練り時間の短かい加工性の良好な
ゴム状重合体を製造する方法を提供することにある。
本発明者らは、この目的達成のため、ゴムラテックスの
凝固方法について鋭意検討の結果、従来行われていた、
例えば硫酸−食塩の組合せになる凝固剤を用いる凝固法
に代えて、原子価が2価以上の金属の塩を特定量用いて
凝固させて、ゴム粒子表面に不溶性のカルボン酸金属塩
を形成させ、その後一定温度で乾燥させることにより、
上記重合転化率が約70%を越えたり、また重合反応温
度が高い場合にも、加工性の良好なゴム状重合体が得ら
れることを見出し、本発明に到達したものである。
本発明は、カルボン酸層けんを含有するゴムラテックス
に、該カルボン酸層けんの0.75当量以上で、かつ原
子価が2価以上の金属の塩を添加して凝固させ、不溶性
のカルボン酸金属塩をゴム粒子表面に形成させたのち、
得られた凝固クラムを母液から分離し、80〜200℃
で乾燥することを特徴とするものである。
本発明方法は、特に上記ゴムラテックスが、乳化重合法
による重合転化率70〜100%のスチレン−ブタジェ
ン共重合体ラテックスである場合に好ましく適用される
本発明方法を実施するに際しては、まずカルボン酸層け
んを含有するゴムラテックスに、原子価が2価以」二の
金属の塩を添加して凝固さ−U、不溶性のカルボン酸金
属塩をゴム粒子表面に形成させる。
この際用いられるゴムラテックスは、乳化重合により審
決に従って得られるが、溶液重合で得られた重合体を石
りんで再乳化したものでもよい。
ゴムラテックス中の重合体粒子の大きさは、用いる石り
んの種類、晴、重合時の撹拌条件等により変化させるこ
とができるが、通電、平均粒径が数100Aから数μの
大きさである。
ゴムとしては、ポリブタジェン、スチレン−ブタジェン
共重合体、天然ゴム、ポリイソプレン、アクリロニトリ
ル−ブタジェン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体等が用いられる。
好ましいゴムとしては、乳化重合で直接ゴムラテックス
が得られるポリブタジェンゴム、スチレン−ブタジェン
共重合体、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体、天
然ゴム等が挙げられる。特に好ましいゴムは、結合スチ
レンが15〜70重量%、ムーニー粘度(ML1+4 
.100℃)40〜150のスチレン−ブタジェンゴム
(以下、SBRと略す)である。
カルボン酸層けんとしては、炭素数6以上のカルボン酸
、例えば、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカ
ン酸、ラウリル酸、ステアリン酸、オレイン酸、パルミ
チン酸、リノール酸、リルン酸等の脂肪族カルボン酸、
ナフテン酸、ロジン酸、アビエチン酸、安息香酸等の脂
環族またば芳香族カルボン酸の各アルカリ金属塩、アン
モニウム塩等が用いられる。これらの化合物は単独で、
または2種以上混合して用いられる。
原子価が2価以上の金属の塩として番J、周期率表Tl
〜■族の金属の塩が用いられるが、重合体の劣化を考慮
すると周期率表■〜IV族の金属の塩が好ましい。特に
好ましい金属としては、Mg、Ca 、S r 、B 
a 、、 Z n % Cd 、A I 、B、、 S
 i、QeおよびSnが挙げられる。
これら金属の塩としては、種々の形の塩が使用されるが
、ハロゲン化物、硫、酸塩、硝酸塩等の水に熔解するも
のが好ましい。好ましい化合物、の具体例としては、例
えば塩化亜鉛、塩化力ドミウノ)、塩化マグネシウム、
塩化カルシウム、塩化バリウム等が挙げられる。
該金属塩のゴムラテックスへの添加量は、:(j。
ラテックス中のカルボン酸層けんの0.75当11J。
上、好ましくは1〜5当量であるe O075当巨未満
では加工性の改良効果が認められない。また5当量をこ
える景を加えても、経済的に意味がない。
ゴムラテックス中のカルボン酸層けんの量は、重合時に
乳化剤として使用する石kJんの箪からめられるが、電
位差滴定法によりめることもできる。
またカルボン酸金属塩を析出しやすくする、ため、所望
により、アンモニア、水酸化ナトリウム等のアルカリ、
または硫酸、塩酸、硝酸等の酸を前記金属塩と併用して
もよい。
前記金属塩の添加は、ゴムラテックスを30〜100℃
の金属塩水溶液中に注ぐか、または逆に金属塩水溶液を
30〜100℃のラテックス中に注ぐことにより行われ
るが、この際よ(撹拌しながら添加することが好ましい
ゴムラテックスと金属塩との反応はなるべく均一に行な
うことが好ましく、反応液中のゴムラテックスの濃度は
30重量%以下、好ましくは5〜20重量%、金属塩の
濃度は20重量%以下、好ましくは5重量%以下である
。金属塩の濃度が前記の上限を越える場合には、急激に
カルボン酸と金属塩とが反応し、ラテックス中の重合体
粒子の表面に均一にカルボン酸金属塩が析出せず、その
ため加工性も改良されない。
このようにゴムラテックスに、原子価が2’1illi
以上の金属の塩を添加することにより、重合体粒子を形
成していた石りんミセル中のアルカリ金属が、添加した
金属で置換され、カルボン酸金属塩が重合体粒子の表面
に均一に析出する。このようにして重合体粒子表面に形
成されたカルボン酸金属塩は、用いる石けんおよび金属
塩の種類により、種々の融点のものに変化させることが
できる得られるカルボン塩金属塩の融点は80〜200
℃の範囲が好ましい。
上記のようにしてf94れた凝固クラム(重合体粒子の
表面にカル子ン酸金属塩が均一に析出したもの)は凝固
母液から分離され、これを水洗いしたのち、80〜20
0℃の温度でゴJ・に剪断変形をかけずに乾燥される。
乾燥時間は温度、■、風附等の乾燥条件により任意に調
節される。前記乾燥温度が80℃未満の場合には、加工
性の改良された重合体が得られず、また該温度が200
 ”l:を越える場合には乾燥条件の調節が実用上灯し
く、ゴムが劣化しやすくなる。
本発明方法により得られるゴム状重合体は、各種ゴム製
品を製造するに際し、充填剤の分散が良好で、かつ混練
り時間が短かいなど、加工性に極めて優れている。特に
前記のように重合転化率が約70%を越える場合や、乳
化重合の重合反応温度が高い場合に、従来は重合体の加
工性が悪化して使用困難であったものが、本発明によれ
ば、これらの場合にも加工性の改善によって使用可能に
なり、また混練時間の短縮等により省エネルギーの効果
も得られる。また重合転化率を上げることができる結果
、ゴムラテックスの製造工程において未反応モノマーの
精製コストおよび重合熱の除去コストの大幅低減が可能
となり、経済的メリットは大きい。さらに本発明の方法
によれば、用いられる石けん種および金属塩種により、
析出するカルボン酸金属塩の融点を任意に調節すること
ができるため、混線時の発熱により配合物が柔らかくな
り、充填剤の凝集構造を破壊できなくなるまでの時間を
調節することができ、その結果充填剤等の分散性を改善
することができる。
本発明方法により得られるゴム状重合体は、例えば通常
のゴム添加剤を加え、タイヤ用途をはしめベルト、防振
ゴJ1等の工業用品等の用途に広く用いられる。
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に
説明する。
実施例1〜7および比較例1〜2 ゴムラテックスとして日本合成ゴム社j[sBI’?#
1712製造用のべ7スゴムラテツクス(tl!I脂酸
石け酸層よび脂肪酸層けんを乳化剤として使用、重合転
化率60%)を20重重景の濃度にi!71整したもの
を用い、これに、該ラテ・ノクスに含有されるカルボン
酸層けん1当量に対し第1表に示した当量の各種金属塩
を1重量%水溶液として、60℃で撹拌下にそれぞれ添
加した。
得られた凝固クラムを凝固母液から分離、水洗したのら
、120℃の熱風乾燥機で1時間乾燥して本発明のゴム
状重合体を得た。jqられたゴノ・伏型合体100重量
部に、カーボンブラ・ツク50fit量部、亜鉛華3重
量部、ステアリン酸2重里部および老化防止剤81ON
A(N−フェニル−N7−イソプロビル−p−フェニレ
ンジアミン)′1重量部を250℃のプラストミルで2
.5分間配合混練りして配合物を得た。混練り時のトル
ク一時間曲線から、カーボンブラックの分散の指標であ
る、BIT(ブラックインコーポレーションタイム)を
めた。加硫物性(300%モジュラス:M。
300、引張強さ:TB)ば、前記配合物に、硫黄1.
75重量部および加硫促進剤D P G 0.6重量部
およびD M 0.8重量部を加えて混練り後、145
℃で30分間プレス加硫を行い、JISK6301に従
って測定した。また加工性評価としてプラストミルから
排出されたゴムのまとまりおよび光沢について外観目視
検査を行い4段階評価(良好なものから順に◎、○、△
、×)を行った。これらの結果を第1表に示す。
以下余白 第1表の結果から、本発明の実施例1〜7のゴムは、従
来の酸−塩凝固法により得られたゴム(比較例1)と比
較してBITが短かく、加工性が改良されていることが
明らかである。また金属塩の添加量が少ない(比較例2
)時は凝固状態が悪く、加工性の改良効果かえられない
また本発明の場合には、加硫物においてもカーボンブラ
ックの分散性が良好なため、破壊特性か損なわれていな
いことが分かった。
実施例8〜12 乳化剤として、不均化ロジン酸カリウム4.5PHMを
用いたスルホキシレート処方による低温乳化重合により
、それぞれ結合スチレン含量およびムーニー粘度の異な
るSBRゴムラテックスを得た。このゴムラテックスお
よび凝固剤としてゴムラテックス中の石けんの2倍当量
のMgCl を用い、その他は実施例1と同様に処理し
て本発明のゴム状重合体を得た。
このゴム状重合体について実施例1と同様にして加工性
の評価を行った。この結果を第2表に示す。
第2表 ff12表の結果から、本発明のゴム状重合体は優−れ
た加工性を有していることが分かる。
実施例13〜15、比較例3〜5および参考例年3表に
示す重合処方および重合条件により得られたラテフクス
から未反応単罠体を回収し、Jい一二−粘度約50のゴ
ム状重合体(スチレン含量23重量%)20%を含有す
る三種のゴムラテ・ノクスへ、n、c種を1qた。
第3表 得られたラテックス(A、B、CおよびD)を通常の酸
−塩凝固法により凝固させ、水洗′および乾燥を行ない
、ゴム状重合体を得た(参考例および比較例3および5
)。
またBSCおよびDのゴムラテックスに、ゴムラテック
ス中の石けんの2倍当景のCaCl・2−IOを添加し
、その他は実施例1と同様にしてゴム状重合体を得た(
実施例13および15)。
これらのゴム状重合体につい°ζ実施例1と同様にして
試験した結果を第4表に示す。
以下余白 第4表の結果から明らかなように、従来の酸−塩凝固法
を用いる場合には、重合転化率を上昇させた場合(比較
例3〜4)または重合温度を」二昇させた場合(比較例
5)のいずれにおいても、参考例の場合(重合転化率お
よび重合温度を上昇させないもの)に比較して加工性が
著しく劣っていることが分かる。
一方、金属塩を用いて凝固させた本発明の実施例の場合
には、重合転化率を上昇させた場合(実施例13〜14
)および重合温度を上昇さゼな場合(実施例15)のい
ずれの場合にも、加工性が。
良好であることが明らかである。
\ 代理人 弁理士 川 北 成 長

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カルボン酸石けんを含有するゴムラテックスに、
    原子価が2価以上の金運の塩を該カルボン酸石け、んの
    0.75当量以上、添加して凝固させ、不溶性のカルボ
    ン酸金属塩をゴム粒子表面に形成させたのち、得られた
    凝固クラムを母液から分離し、80〜200℃で乾燥す
    ることを特徴とするゴム状重合体の製造方法。
  2. (2)上記ゴムラテックスが、乳化重合法による重合転
    化率70〜100%のスグレンーブタジエン共重合体ラ
    テックスであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のゴム状重合体の製造方法。
JP11728383A 1983-06-29 1983-06-29 ゴム状重合体の製造方法 Pending JPS608301A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5458973A (en) * 1989-07-24 1995-10-17 Ecc International Ltd. Granular filler

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5458973A (en) * 1989-07-24 1995-10-17 Ecc International Ltd. Granular filler

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