JPS6254137B2 - - Google Patents

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JPS6254137B2
JPS6254137B2 JP55020584A JP2058480A JPS6254137B2 JP S6254137 B2 JPS6254137 B2 JP S6254137B2 JP 55020584 A JP55020584 A JP 55020584A JP 2058480 A JP2058480 A JP 2058480A JP S6254137 B2 JPS6254137 B2 JP S6254137B2
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JP
Japan
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block copolymer
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compound
conjugated diene
vinyl aromatic
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JP55020584A
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JPS56118451A (en
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Akira Saito
Akio Iemori
Hideo Morita
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Description

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

本発明は重合体のイオン性架橋物に関し、更に
詳しくは、特定の構造のビニル芳香族化合物と共
役ジエン化合物とからなるブロツク共重合体に、
ジカルボン酸基またはその誘導体基を含む分子単
位を結合せしめた変性ブロツク共重合体に、2価
または3価の金属化合物を加えてなる熱可塑性エ
ラストマー組成物に関する。 近年、常温において熱力学的にゴム状態の重合
体ブロツク(ソフトセグメント)と、ガラス状態
や結晶状態の重合体ブロツク(ハードセグメン
ト)とからなる各種ブロツク共重合体が、加硫操
作をしなくても常温では従来のゴムと似たゴム弾
性を有し、かつ加工温度においては、従来のプラ
スチツクと同様な流動性を示すプラスチツクの加
工技術が応用可能な熱可塑性エラストマーとして
注目されている。 かかる熱可塑性エラストマーの中でも、スチレ
ン−ブタジエンブロツク共重合体やスチレン−イ
ソプレンブロツク共重合体等のビニル芳香族化合
物−共役ジエン化合物ブロツク共重合体でビニル
芳香族化合物の含有量が約70重量%以下、多くの
ものは50重量%以下の重合体は、従来の加硫ゴム
に最も近い弾性と感触を有しているため、はきも
の、工業用品等の従来加硫ゴムが使用されていた
各種ゴム成型品の素材として好適であると評価さ
れている。 上記ブロツク共重合体としては、各種構造のも
のが知られており、Aをビニル芳香族化合物を主
体とする重合体ブロツク、Bを共役ジエン化合物
を主体とする重合体ブロツク、Xを多官能カツプ
リング剤の残基とすると、それらは、A−B,A
−B−A,B−A−B,B−A−B−A,A−B
−X−B−A,(A−B)−3X,(A−B)−4Xなど
があげられる。これらの中で、A−B−A,(A
−B)−nX(m=2〜8)の構造の重合体は、他
に比較して、引張強度、硬さ、反撥弾性等が良好
であるとされている。一方、例えば一般式、(B
−A)o,B−(A−B)o(nは1以上の整数)で
表わされる。末端に共役ジエン化合物を主体とす
る重合体ブロツクを有するものは、その製造にお
いて、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロ
ツクを第1段階として重合するため、スチレンの
貧溶媒中でも重合可能であることや、リチウム系
触媒による重合開始反応が順調に進行するなどの
製造上の利点が多く、工業的に製造が容易である
ものの、引張強度等の機械的特性が、A−(B−
A)oや(A−B)−nXの構造に比較して劣つてい
る。 さらに、上記のビニル芳香族化合物−共役ジエ
ン化合物ブロツク共重合体は、従来の加硫ゴムに
比較して耐熱性、耐油性等に劣るという欠点を有
している。このため、耐熱性、耐油性等の改良を
目的として、上記ブロツク共重合体を成型後更に
イオウ加硫やパーオキサイド加硫を行なうことも
行なわれているが、かかる加硫は不可逆な架橋を
もたらし、再成型を不可能にすると共に、ブロツ
ク共重合体の特徴であるゴム弾性を減じることも
あり、好ましくなかつた。 本発明者らは、前記(B−A)o,B−(A−
B)o,(B−A−B)−nX等の末端に少なくとも1
個の共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロツ
クを有するブロツク共重合体の特性を向上又は改
良することを目的として、鋭意検討を重ねた結
果、ブロツク共重合体に特定の反応性基を導入
し、2価または3価の金属化合物を加えかかる反
応性基を架橋点として、金属の2価または3価イ
オンによりイオン性架橋したイオン性架橋物を含
有する組成物とすることにより、各種機械的特性
や化学的性質の改良された、成型材料として有用
なイオン性架橋物が得られることを見出し、本発
明を完成するに至つた。 本発明に関連する技術として、特開昭50−
56427号に記載される、ビニル芳香族化合物と共
役ジエン化合物とからなるブロツク共重合体とゴ
ム展開油からなる混合物に無水マレイン酸を反応
させ、これに2価の金属酸化物を加え、さらに粘
着性樹脂および補強性樹脂を混合してなる熱溶融
型接着・粘着剤組成物がある。かかる技術におい
ては、ブロツク共重合体の無水マレイン酸付加物
を2価の金属酸化物によつて架橋することが示さ
れているが、上記発明は、接着性または粘着性の
組成物を目的としたものであり、引張強度等の機
械的強度に関しては何ら言及しておらず、それら
を必要とする。 成形用途に用いる材料になり得るか否かに関し
ては何ら示唆してはいない。 また、他の関連技術として特開昭55−13720号
があり、(A−B)−nAまたは(A−B)oXの構造
のビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物とから
なるブロツク共重合体に無水マレイン酸系化合物
を反応させ、更に1価または2価金属の酸化物、
水酸化物、有機酸塩を添加せしめた特定の溶融粘
度を有する熱可塑性接着性樹脂に関して記載され
ている。 しかし同号明細書には、2価の金属化合物によ
る例が接着剤としての優位性を示す具体例として
記載されているにすぎず、また本発明において開
示する組成物の、例えば成形材料としての機械的
性質の特徴については何ら記載はない。さらに、
同号明細書には、本発明で対象とするブロツク共
重合体である(A−B)o,B−(A−B)oの構造の
ブロツク共重合体を用いることは、高温での接着
性が悪いため好ましくない旨の記述がある。ま
た、これら公知技術では金属化合物とカルボン酸
無水物基等との比に関しても、何ら言及してはい
ない。 かかる状況下において、本発明者らは前記(B
−A)o,B−(A−B)o,{(B−A)pnXなどの

端重合体ブロツクの少なくとも1個が共役ジエン
化合物を主体とする重合体ブロツクであるビニル
芳香族化合物と共役ジエン化合物とからなるブロ
ツク共重合体、特にB−A−B−Aの構造のブロ
ツク共重合体を基体重合体として無水マレイン酸
等を付加した場合においても、2価または3価の
金属化合物を用い、前記金属のイオンによるイオ
ン性架橋を調節し、限定されたメルトインデツク
スの範囲とすることにより、加工性を保持しつ
つ、機械的特性、耐油性の優れた成形材料用に好
適な熱可塑性エラストマー組成物が得られること
を見出した。 更に、本発明において後述する如く、無水マレ
イン酸等の不飽和ジカルボン酸等を特定な方法に
よつて付加した。変性ブロツク共重合体を用いる
ことにより、更に優れた組成物を得ることが可能
である。 本発明は、 1 ビニル芳香族化合物の含有量が5〜70重量%
であるビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物
とからなるブロツク共重合体であつて、その末
端重合体ブロツクの少なくとも1個が共役ジエ
ン化合物を主体とする重合体ブロツクであり、
かつ下記の一般式 (B−A)o,B−(A−B)o, {(B−A)p}−nX,{B−(A−B)p}−nX (但し、Aはビニル芳香族化合物を主体とす
る重合体ブロツク、Bは共役ジエン化合物を主
体とする重合体ブロツク、Xは2個以上の官能
基を有するカツプリング剤の残基、nは1以上
の整数、mは2以上の整数、pは1以上の整数
を表わす) で表わされる構造のブロツク共重合体にジカル
ボン酸基またはその誘導体基を含有する分子単
位をブロツク共重合体100重量部あたり0.05〜
20重量部結合せしめて成る変性ブロツク共重合
体に、2価または3価の金属化合物から選ばれ
る1種または2種以上を加えて成る組成物にお
いて、 (1) 変性ブロツク共重合体に含有されるジカル
ボン酸基またはその誘導体基当りの2価また
は3価の金属化合物の金属原子のモル比が、
0.1〜3.0 (2) 変性ブロツク共重合体のメルト・インデツ
クス(〔M・I〕)に対する、得られた組
成物のメルト・インデツクス(〔M・I〕
)の比〔M・I〕/〔M・I〕が0.01
〜0.3 である熱可塑性エラストマー組成物 2 変性ブロツク共重合体のジカルボン酸基また
はその誘導体基の一部ないしは全量を架橋位置
として、前記変性ブロツク共重合体が前記金属
の2価または3価イオンによつてイオン性架橋
されたイオン性架橋物を含有する前記第1項記
載の組成物。 3 変性ブロツク共重合体が、前記ブロツク共重
合体100重量部あたり0.05〜5重量部のジカル
ボン酸基またはその誘導体基を含有する分子単
位を結合せしめたものである前記第1項記載の
組成物。 4 変性ブロツク共重合体が、前記ブロツク共重
合体100重量部あたり、0.1〜2重量部のジカル
ボン酸基またはその誘導体基を含有する分子単
位を結合せしめたものである前記第1項記載の
組成物。 5 ジカルボン酸の誘導体基が、ジカルボン酸無
水物基である前記第1項ないし第4項のいずれ
かに記載の組成物。 6 2価または3価の金属化合物が、それらの金
属の酸化物、水酸化物、カルボン酸塩、アルコ
ラートである前記第1項記載の組成物。 7 2価の金属化合物がマグネシウムの化合物で
ある前記第1項記載の組成物。 8 マグネシウムの化合物が、酸化マグネシウム
または水酸化マグネシウムである前記第7項記
載の組成物。 9 ブロツク共重合体が、B−A−B−Aの一般
式で表わされるものである前記第2項記載の組
成物。 10 変性ブロツク共重合体が実質的にラジカルを
発生しない溶融混合条件下において、前記ブロ
ツク共重合体に、不飽和ジカルボン酸またはそ
の誘導体を付加させて得られたものである前記
第1項記載の組成物。 11 不飽和ジカルボン酸の誘導体が、無水マレイ
ン酸である前記第10項記載の組成物。 12 変性ブロツク共重合体のトルエン不溶分が1
重量%以下である前記第10項記載の組成物。 を提供する。 以下、本発明に関して詳しく述べる。 まず、イオン性架橋物の前駆物質の変性ブロツ
ク共重合体の基体となる特定の構造のビニル芳香
族化合物と共役ジエン化合物とからなるブロツク
共重合体(以下、ブロツク共重合体という)に関
して述べる。 本発明で用いる構造のブロツク共重合体は、ビ
ニル芳香族化合物の含有量が5〜70重量%の範囲
であり、前述の如く、末端重合体ブロツクの少な
くとも1個が共役ジエン化合物を主体とする重合
体ブロツクであるものである。かかるブロツク共
重合体はその構造が下記の一般式で表わされるも
のである。 (B−A)o,B−(A−B)o {(B−A)p}−nX,{B−(A−B)p−}nX (但し、Aはビニル芳香族化合物を主体とする
重合体ブロツク、Bは共役ジエン化合物を主体と
する重合体ブロツク、Xは2個以上の官能基を有
するカツプリング剤の残基、nは1以上の整数、
mは2以上の整数、pは1以上の整数を表わす) 上記ブロツク共重合体の、ビニル芳香族化合物
の含有量が5重量%末満では、引張強度等が劣
り、70重量%を超えるものは、ゴム弾性が劣り熱
可塑性エラストマーとしては不適である。また、
分子構造が上記以外のものは、本発明の対象外で
ある。他の構造、例えばA−(B−A)o,A−B−)
X,(m=2〜8の整数、Xは2〜8個の官能基
を有する多官能カツプリング剤の残基)の各末端
にAのブロツクを有するブロツク共重合体に対
し、本発明に用いる末端にBのブロツクを有する
ブロツク共重合体は、引張強度等が不足してお
り、それらの改良が必要とされているものであ
る。 特に、これらの中では、B−A、B−A−B−
A、(B−A−)4X,(B−A−B−)4Xなどが、本
発明において好適なものとして用いられる。 上記ブロツク共重合体において、ブロツクAと
ブロツクBの重量比は、A/Bが、好ましくは
10/90〜70/30の範囲である。 該ブロツク共重合体のブロツクAは、ブロツク
共重合体のハードセグメントであり、そのガラス
転移点は40℃以上、好ましくは60℃以上であり、
このブロツクにおけるビニル芳香族化合物と共役
ジエン化合物との重量比は、100/0〜60/40、
好ましくは100/0〜80/20、更に好ましくは
100/0である。一方、ブロツクBは、ブロツク
共重合体のソフトセグメントであり、そのガラス
転移点は0℃以下、好ましくは−20℃以下であ
り、このブロツクにおけるビニル芳香族化合物と
共役ジエン化合物との重量比は、0/100〜40/
60、好ましくは0/100〜30/70の範囲である。
各重合体ブロツクにおいて、少量成分のモノマー
単位の分子鎖中の分布はランダム、テーパード
(分子鎖に沿つてモノマー成分が増加または減少
するもの)、一部ブロツク状またはこれらの組合
せのいずれであつてもよい。 該ブロツク共重合体は、数平均分子量が10000
〜1000000、好ましくは20000〜500000、更に好ま
しくは30000〜300000の範囲であり、分子量分布
(重量平均分子量と数平均分子量の比)は、1.01
〜10、好ましくは1.01〜5の範囲である。各ブロ
ツクの数平均分子量は、好ましくは2000〜
500000、更に好ましくは5000〜200000の範囲であ
る。 ブロツク共重合体がAまたはBを、2個以上含
有する場合、各々のブロツクは同一の構造であつ
てもよいし、異なる構造であつてもよい。 該ブロツク共重合体の分子構造は、前記の構造
の限定の中で直鎖状、分岐状、放射状(ラジア
ル)あるいはこれらの組合せのいずれであつても
よい。 該ブロツク共重合体を構成するビニル芳香族化
合物は、例えばスチレン、α−メチルスチレン、
ビニルトルエンなどが選ばれ、中でもスチレンが
特に好ましい。一方、共役ジエン化合物は、例え
ばブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエ
ン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンなど
から選ばれ、中でもブタジエンまたはブタジエン
を主体とする共役ジエン化合物の組合せが好まし
い。 共役ジエン化合物として、ブタジエンを用いる
場合は、そのミクロ構造は、1,2−ビニル含有
量が、7〜50重量%の範囲であることが好まし
い。 以上の各種限定は、本発明のイオン性架橋物が
目的とする特定を有するために必要である。 前記ブロツク共重合体は、例えばヘキサン、ト
ルエン等の不活性炭化水素溶媒中で、ブチルリチ
ウム等の有機リチウム化合物を重合触媒として重
合することにより得ることができ、更に上記方法
で得られる、リチウム活性末端を有するブロツク
共重合体を多官能カツプリング剤、たとえば四塩
化ケイ素、ジビニルベンゼン等と反応させること
により、分岐状、放射状(ラジアル)のブロツク
共重合体を得ることができる。その他、いかなる
製造方法で得たブロツク共重合体であつても、前
記限定の範囲内のものであれば、本発明の変性ブ
ロツク共重合体として使用することができる。上
記ブロツク共重合体は単独もしくは2種以上のも
のを組合せて使用することができる。 つぎに、本発明のイオン性架橋物の前駆物質で
ある、ジカルボン酸基またはその誘導体基を含有
する変性ブロツク共重合体は、ビニル芳香族化合
物と共役ジエン化合物からなるブロツク共重合体
の共役ジエン部分に、ジカルボン酸基またはその
誘導体基を含む分子単位が結合した重合体であ
る。かかる変性ブロツク共重合体においては、ジ
カルボン酸基またはその誘導体基を含む分子単位
が基体のブロツク共重合体1分子あたり、平均し
て1個以上結合し、さらに基体ブロツク共重合体
100重量部あたり0.05〜20重量部好ましくは0.05
〜5重量部、更に好ましくは0.1〜2重量部付加
していることが有用なイオン性架橋物となるため
に必要である。上記限定より少ないと、改良効果
が不十分であり、20重量部を超えてもそれ以下に
対する改良はほとんどなく5重量部を超えると加
工性が問題となることがあり、また2重量部を超
える場合は、空気中の水分を吸収し、成形時の発
泡など好ましくない現象を生じる場合がある。 上記のジカルボン酸の誘導体基としては、たと
えばジカルボン酸無水物基、ジカルボン酸モノエ
ステル基、ジカルボン酸ジエステル基などがあげ
られる。 本発明で用いる上記変性ブロツク共重合体は、
基体となるビニル芳香族化合物と共役ジエン化合
物とからなるブロツク共重合体に、ジカルボン酸
基またはその誘導体基を含有する分子単位となる
不飽和ジカルボン酸またはその誘導体を、溶融状
態または溶液状態において、ラジカル開始剤を使
用し、あるいは使用することなく付加反応を行な
わせる方法によつて得ることができる。これらの
変性ブロツク共重合体を得るための、より具体的
な製造方法には各種の方法があり、いずれの方法
を採用してもよいが、得られた重合体中にゲルな
どの好ましくない成分が含まれていたり、得られ
た重合体の流動性が低下して加工性が著しく悪化
するような製造方法は、避けるべきであり、例え
ば、押出機等において実質的にラジカルを発生し
ないような溶融混合条件下において、付加反応を
行なう方法が最も好ましい。このような反応は、
本出願人が先きに出願した特願昭53−99102号明
細書(昭和53年8月16日出願)に記載したよう
に、過酸化物やアゾ化合物などのラジカル開始剤
を反応系に添加することなく、しかも反応中、加
熱あるいは高剪断下で発生する遊離ラジカルを抑
止するためにフエノール系、リン系、アミン系な
どの公知のラジカル抑止剤を1種以上、好ましく
は2種以上を組合せて添加して実施することによ
つて達成することができる。このような反応は、
押出機ないしミキサーのような通常重合体等の混
合に用いられる装置内で好適に実施できる。 上記の方法によれば、溶液中で反応を行ない反
応生成物の回収などの工程を必要とする従来の方
法に比べて簡単であり、さらに過酸化物やアゾ系
のラジカル開始剤を使用した場合に比較して、メ
ルト・インデツクスの低下が少なく、ゲルをほと
んど含有しない良好な変性ブロツク共重合体が得
られ、かかる方法で得られた変性ブロツク共重合
体は本発明のイオン性架橋物の前駆物質として最
も好適である。上記、好適な変性ブロツク共重合
体は、トルエン不溶部で表わされるゲル量が1重
量%以下、好ましくは0.5重量%以下である。 上記不飽和ジカルボン酸またはその誘導体とし
ては、例えばマレイン酸、フマル酸、クロロマレ
イン酸、イタコン酸、シス−4−シクロヘキセン
−1,2−ジカルボン酸、エンド−シス−ビシク
ロ〔2,2,1〕−5−ヘプテン−2,3−ジカ
ルボン酸などのジカルボン酸およびそれらの無水
物、モノエステル、ジエステル、などの誘導体が
あげられ、これらのうち、マレイン酸、フマル酸
および無水マレイン酸が特に好ましい。なお、変
性ブロツク共重合体が前記の反応による方法で得
られたことは、例えば赤外線分光光度計や、酸−
塩基滴定法によつて確認することができる。 つぎに、本発明の熱可塑性エラストマー組成物
に関して述べる。 前述の如く、本発明の組成物は、その前駆物質
であるジカルボン酸基またはその誘導体基を含有
する分子単位が、基体となる前記特定構造のビニ
ル芳香族化合物と共役ジエン化合物とからなるブ
ロツク共重合体に結合した変性ブロツク共重合体
に、2価または3価の金属化合物から選ばれた1
種または2種以上を加えてなる熱可塑性エラスト
マー組成物であり、上記組成物は好ましくは変性
ブロツク共重合体に含有される前記ジカルボン酸
基またはその誘導体基を架橋位置として、金属の
2価または3価イオンによつてイオン性架橋され
た上記重合体のイオン性架橋物を含有するもので
ある。 上記、金属の2価または3価のイオンは、周期
律表の族、族、族、族の金属の2価また
は3価の原子価のイオンであり、具体的には、
Be2+,Mg2+,Ca2+,Ba2+,Zn2+,Sn2+,Hg2+
Ag2+,Cu2+,Al3+,Ti3+,Fe2+,Fe3+などの金
属イオンが挙げられる。そして、上記金属化合物
は、これら2価または3価の原子価の金属を含有
する化合物である。 本発明の組成物を得るためには、上記金属化合
物の任意の化合物を使用することができるが、特
にイオン性架橋反応の効率の上で、それら金属の
酸化物、水酸化物、カルボン酸塩、アルコラー
ト、有機金属化合物(ジアルキルマグネシウムや
トリアルキルアルミニウムなど)を用いることが
好ましい。 2価または3価の金属化合物を用いた場合は、
イオン性架橋反応は比較的ゆるやかに進行し、変
性ブロツク共重合体との混合条件や成形条件を適
宜調節することにより、成形後にある時間をおい
て後述の如くの良好な特性を有する組成物とする
ことができる。そのような場合においては、金属
化合物は、未反応のまま存在することもあり得
る。 上記イオン性架橋物は、前記ジカルボン酸基ま
たはその誘導体基の一部ないしは全量がイオン化
して、カルボキシアニオンとなり、金属の2価ま
たは3価イオンを対カチオンとして、イオン性結
合を形成して成るものであり、そのイオン化率、
すなわち架橋率は、添加する金属化合物の量およ
び種類によつて容易に調節することができる。上
述のイオン化架橋反応は、理論量より過剰量の金
属化合物を必要とする場合もある。このイオン化
率すなわち架橋率は、例えば赤外分光光度計によ
つて容易に測定することができる。 本発明の組成物を効果的に得るためには、その
所望架橋度に応じて、変性ブロツク共重合体に含
有されるジカルボン酸基またはその誘導体基当り
の2価または3価の金属化合物の金属原子のモル
比(2価または3価の金属/ジカルボン酸基又は
その誘導体基)が、0.1〜3.0の範囲である。 上記モル比が0.1未満では、耐油性、機械的特
性の改良はわずかであり、逆に3.0を超えても、
それ以下に対する改良効果はわずかである。 また、本発明の組成物が、加工性を保持しつ
つ、特にその機械的特性および耐油性を未変性ブ
ロツク共重合体、変性ブロツク共重合体に対して
改良されたものにするためには、組成物のメル
ト・インデツクス(JIS−K−6870、荷重5Kg、
200℃)を指標にして調節できる。 上記、改良効果を達成するためには、前駆物質
の変性ブロツク共重合体のメルト・インデツクス
(〔M・I〕とする)に対する。組成物のメルト
インデツクス(〔M・I〕とする)との比
〔M・I〕/〔M・I〕が0.01〜0.3、更に好
ましくは0.02〜0.2の範囲であることが必要であ
る。上記量が0.3を超える場合は、改良効果がそ
れ以下に比べて若干劣り逆に0.01未満では加工性
で問題がおこる。 また、メルト・インデツクスの値が、1.0g/
10minより低いような場合においては、メルト・
インデツクスの変化をより正確に測定するため
に、組成物100重量部あたり10〜100重量部好まし
くは20〜50重量部のナフテン系プロセスオイルの
如き軟化剤を添加して前駆物質のメルト・インデ
ツクスを2〜20g/10min、好ましくは5〜15
g/10min、更に好ましくは9〜11g/10minの
範囲の測定が正確にできる範囲に調整して、上記
のメルト・インデツクスの変化を把握することが
好ましい方法といえる。さらに、本発明のイオン
性架橋物を含む組成物は、イオン性架橋に関与し
ていないジカルボン酸基の量が、ブロツク共重合
体100重量部あたり、1.0重量部以下、好ましくは
0.5重量部以下であることが、イオン性架橋物の
耐水性の上で好ましいといえる。 本発明の組成物を得る方法としては、例えば溶
融状態の変性ブロツク共重合体に金属化合物を添
加する方法や、変性ブロツク共重合体を適当な溶
媒に溶解し、この溶液に金属化合物またはその溶
液を添加して架橋反応をおこさせる方法、さらに
は変性ブロツク共重合体をラテツクスとし、これ
に金属化合物を加える方法などがあり、これらの
いずれの方法も本発明の組成物を得る方法として
使用することができる。 上記の反応は、オートクレーブ型やフラスコ型
反応装置のような各種反応に通常使用される反応
装置の他に、押出機、ミキシングロール、各種ミ
キサー等の混合機械の内部においても実施するこ
とができる。 更に、加熱などが必要である場合は、プレス等
で成形および加熱を行なうこと等も可能である。 本発明の組成物は、従来のイオウ架橋や、パー
オキサイド架橋などの共有結合架橋された架橋物
と異なり、熱可塑性であつて成形加工が可能であ
り、また未架橋のビニル芳香族化合物−共役ジエ
ン化合物ブロツク共重合体に比較して耐油性、耐
熱性が改善され、また機械的性質もすぐれている
という特徴を有している。 本発明の組成物には、カーボンブラツク、ガラ
ス繊維などの無機充填剤や、強化剤、着色剤、酸
化防止剤、紫外線防止剤、滑剤などを配合するこ
とができる。また、本発明のイオン性架橋物は、
ポリオレフイン系重合体、ポリスチレン系重合体
などの各種熱可塑性重合体やそれらの低分子量
物、未加硫ゴム、各種熱硬化性重合体の前駆物質
などとの組成物とすることにより新しい複合材料
とすることも可能である。 そのような熱可塑性重合体の例としては、低密
度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、1,
2−ポリブタジエン、エチレン−プロピレン共重
合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合
体、エチレン−メタクリル酸共重合体のイオン性
架橋物(アイオノマー)、エチレン−ビニルアル
コール共重合体、塩素化ポリエチレン、クロルス
ルホン化ポリエチレンなどのポリオレフイン系重
合体、一般用ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレ
ン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、
ABS樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合
体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、
MBS樹脂などのスチレン系重合体、ポリアクリ
レート系重合体、ポリ塩化ビニル系重合体(軟質
のものも含む)、ポリ塩化ビニリデン系重合体、
ナイロン−6、ナイロン−66等のポリアミド系重
合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル系重
合体、ポリフエニレンスルフイド系重合体、ポリ
フエニレンエーテル系重合体、ポリカーボネート
系重合体、ポリスルフオン系重合体、ポリアセタ
ール系重合体、熱可塑性ポリウレタン系重合体等
が挙げられる。 未加硫ゴムとしては、ポリブタジエンゴム、ス
チレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロ
ピレン−ジエン共重合体ゴム、アクリルゴム、シ
リコンゴム、フツ素ゴム、ポリウレタンゴムなど
が挙げられる。 また、熱硬化性樹脂の前駆物質としては、フエ
ノール樹脂、アミノ樹脂、アルキツド樹脂、エポ
キシ樹脂、ユリア樹脂、熱硬化性ポリウレタン、
キシレン樹脂、ケトン樹脂、などの前駆物質が挙
げられる。本発明の組成物とこれらの前駆物質と
を混合した後、硬化させることにより、エラスト
マー成分を含有する熱硬化性重合体組成物を得る
ことができる。 本発明の組成物は、例えば成型用材料として単
独または前記の各種組成物で、多種多様の用途に
使用することが可能である。それらの用途として
は、ゴム状を呈する物は、例えば、はきもの、ベ
ルト、ホース、チユーブ、工業用品、玩具、日用
品、スポンジ、パツキン、電器部品、自動車部品
等の従来のゴムと同様な用途があげられ、また樹
脂状の物は、例えばフイルム、シートあるいは成
型品として、包装材料、自動車部品、電器部品、
工業用部品、日用品、玩具等の用途があげられ
る。上記の各種製品は、圧縮成型、押出成型、射
出成型などの成型法によつて成形することがで
き、また、発泡体等に加工しても使用できる。 以下、実施例に従つて本発明を更に具体的に説
明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に制限
するものでないことはいうまでもない。 実施例 1 〔変性ブロツク共重合体の製造〕 以下に示すスチレン−ブタジエンブロツク共重
合体と無水マレイン酸とを反応させることによつ
てジカルボン酸無水物基を有する変性ブロツク共
重合体を得た。 使用したスチレン−ブタジエンブロツク共重合
体(試料a)は、ヘキサン溶液中において、n−
ブチルリチウムを重合触媒として重合することに
よつて得た重合体であり、重合方法および各種分
析結果より、下記の構造を有しているものと考え
られる。 ・ポリマー構造:B1−S1−B2−S2(直鎖状) B1=18重量%〔B〕/〔S〕=16/2
(テーパード) S1=17重量%〔B〕/〔S〕=0/17 B2=49重量%〔B〕/〔S〕=46/3
(テーパード) S2=16重量%〔B〕/〔S〕=0/16 ただし、Boはブタジエンを主体とする重合体
ブロツク、Soはスチレンを主体とする重合体ブ
ロツクをそれぞれ示し、整数nは分子鎖に沿つた
順序を表わす。また〔B〕はブタジエン含有量
(ブロツク共重合体全体に対する重量%)、〔S〕
はスチレン含有量(ブロツク共重合体全体に対す
る重量%)を示す(以下、同様な表記をする)。 ・ スチレン含有量:38重量% ・ ブロツク・チチレン含有量:33重量% ・ 重量平均分子量(Mw):81000 ・ 数平均分子量(Mn):62000 ・ メルト・インデツクス:11.0g/10min(JIS
−K−6870、荷重5Kg、200℃) 上記試料a100重量部に対し、1.5重量部の無水
マレイン酸、ゲル化防止剤として0.5重量部の
BHT(ブチルハイドロキシトルエン)と、0.1重
量部のフエノチアジンを添加し、これらをミキサ
ーを用いて均一に混合した。 この混合物を窒素雰囲気下で40mm押出機(単
軸、フルフライト型スクリユー、L/D=24)に
供給し、シリンダー温度195〜205℃で、変性反応
を行なつた。得られたポリマーを減圧乾燥するこ
とにより未反応の無水マレイン酸を除去した。 この変性ブロツク共重合体(試料A)は、メル
ト・インデツクス〔M・I〕18.2g/10min、ト
ルエン不溶分が、0.02重量%、ナトリウムメチラ
ートによる滴定で測定した無水マレイン酸の付加
量が、ブロツク共重合体100重量部あたり0.60重
量部、トルエン不溶分が0.03重量%であつた。 また、表1に示す各種構造のブロツク共重合体
(試料b,c,d)を用い、試料Aを得たのと同
様な押出機を用いる方法により、無水マレイン酸
を付加させた3種類の変性ブロツク共重合体(試
料B,C,D)を得た。これらの分析値を表1に
示した。 実施例2,3,4,5、比較例2,3,4,5 変性ブロツク共重合の試料A,B,C,Dを表
2に示す条件で、金属化合物を添加し本発明の組
成物を得た。 これらの組成物の圧縮成形品の物性値を表3、
表4に示す。 表3,4に示される如く、実施例2−1〜2−
4,3,4,5は各々対応する未変性ブロツク共
重合体、変性ブロツク共重合体に比較して、機械
的強度、耐油性、耐熱性が改良されており、本発
明の組成物の成形材料としての有用性が表われて
いる。
The present invention relates to an ionic crosslinked polymer, and more specifically, to a block copolymer consisting of a vinyl aromatic compound with a specific structure and a conjugated diene compound,
The present invention relates to a thermoplastic elastomer composition prepared by adding a divalent or trivalent metal compound to a modified block copolymer in which molecular units containing dicarboxylic acid groups or derivative groups thereof are bonded. In recent years, various block copolymers consisting of polymer blocks that are thermodynamically rubbery at room temperature (soft segments) and polymer blocks that are glassy or crystalline (hard segments) have been developed without vulcanization. It is attracting attention as a thermoplastic elastomer that has rubber elasticity similar to that of conventional rubber at room temperature and fluidity similar to that of conventional plastics at processing temperatures, to which plastic processing technology can be applied. Among such thermoplastic elastomers, vinyl aromatic compound-conjugated diene compound block copolymers such as styrene-butadiene block copolymers and styrene-isoprene block copolymers have a vinyl aromatic compound content of about 70% by weight or less. , most of the polymers are less than 50% by weight, and have elasticity and feel that are closest to those of conventional vulcanized rubber, so they can be used for various types of rubber, such as footwear and industrial products, for which vulcanized rubber has traditionally been used. It is considered suitable as a material for molded products. The above block copolymers are known to have various structures; A is a polymer block mainly composed of a vinyl aromatic compound, B is a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound, and X is a polyfunctional coupling. As the residues of the agent, they are AB, A
-B-A, B-A-B, B-A-B-A, A-B
-X-B-A, (A-B) -3X , (A-B) -4X , etc. Among these, A-B-A, (A
It is said that a polymer having the structure -B) -n On the other hand, for example, the general formula (B
-A) o , B-(A-B) o (n is an integer of 1 or more). Products that have a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound at the end can be polymerized even in a poor solvent of styrene because the polymer block mainly composed of a conjugated diene compound is polymerized as the first step in its production. Although it has many manufacturing advantages such as the smooth progress of the polymerization initiation reaction using a lithium-based catalyst and is easy to manufacture industrially, its mechanical properties such as tensile strength are lower than that of A-(B-
A) It is inferior to o and (A-B) -nX structures. Furthermore, the above-mentioned vinyl aromatic compound-conjugated diene compound block copolymer has the disadvantage that it is inferior in heat resistance, oil resistance, etc. compared to conventional vulcanized rubber. For this reason, in order to improve heat resistance, oil resistance, etc., the above block copolymer is further subjected to sulfur vulcanization or peroxide vulcanization after molding, but such vulcanization causes irreversible crosslinking. This is not desirable because it makes remolding impossible and also reduces the rubber elasticity, which is a characteristic of block copolymers. The present inventors have determined that the above (B-A) o , B-(A-
B) o , (B-A-B) -n At least 1 at the end of X, etc.
With the aim of improving or improving the properties of block copolymers, which have polymer blocks mainly composed of individual conjugated diene compounds, as a result of extensive research, we have found that specific reactive groups have been introduced into block copolymers. By adding a divalent or trivalent metal compound and using such a reactive group as a crosslinking point, the composition contains an ionic crosslinked product that is ionicly crosslinked with divalent or trivalent metal ions. It was discovered that an ionic crosslinked product useful as a molding material with improved properties and chemical properties can be obtained, and the present invention was completed. As a technology related to the present invention, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1987-
Maleic anhydride is reacted with a mixture of a block copolymer made of a vinyl aromatic compound and a conjugated diene compound and a rubber developing oil, which is described in No. 56427, and a divalent metal oxide is added thereto, and further adhesive There is a hot-melt adhesive/pressure-sensitive adhesive composition made by mixing a reinforcing resin and a reinforcing resin. In this technique, it has been shown that a maleic anhydride adduct of a block copolymer is crosslinked with a divalent metal oxide, but the above invention does not aim at adhesive or sticky compositions. However, there is no mention of mechanical strength such as tensile strength, which is required. There is no suggestion as to whether it can be used as a material for molding applications. Another related technology is JP-A-55-13720, which describes a block copolymer consisting of a vinyl aromatic compound having the structure (A-B) -nA or (A-B) oX and a conjugated diene compound. A maleic anhydride compound is reacted with the coalescence, and a monovalent or divalent metal oxide,
It describes a thermoplastic adhesive resin having a specific melt viscosity to which a hydroxide or an organic acid salt is added. However, in the same specification, examples using divalent metal compounds are only described as specific examples showing their superiority as adhesives, and the composition disclosed in the present invention is also used as a molding material, for example. There is no description of mechanical properties. moreover,
In the specification of the same issue, it is stated that the use of a block copolymer having the structure (A-B) o and B-(A-B) o , which is the target block copolymer of the present invention, is effective for adhesion at high temperatures. There is a description that it is undesirable due to its poor quality. Further, these known techniques do not mention anything about the ratio of the metal compound to the carboxylic acid anhydride group, etc. Under such circumstances, the present inventors
-A) o , B-(A-B) o , {(B-A) p } n Vinyl aromatic where at least one of the terminal polymer blocks such as X is a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound Even when a block copolymer consisting of a compound and a conjugated diene compound, especially a block copolymer with a B-A-B-A structure, is added with maleic anhydride etc., divalent or trivalent By using a metal compound and adjusting the ionic crosslinking caused by the metal ions to achieve a limited melt index range, it is possible to create a molding material with excellent mechanical properties and oil resistance while maintaining processability. It has been found that suitable thermoplastic elastomer compositions are obtained. Furthermore, as described later in the present invention, an unsaturated dicarboxylic acid such as maleic anhydride was added by a specific method. By using modified block copolymers, it is possible to obtain even more excellent compositions. The present invention is characterized in that: 1 the content of vinyl aromatic compounds is 5 to 70% by weight;
A block copolymer consisting of a vinyl aromatic compound and a conjugated diene compound, wherein at least one of the terminal polymer blocks is a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound,
and the following general formula (B-A) o , B-(A-B) o , {(B-A) p }- n X, {B-(A-B) p }- n X (however, A is a polymer block mainly composed of a vinyl aromatic compound, B is a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound, X is a residue of a coupling agent having two or more functional groups, n is an integer of 1 or more, m is an integer of 2 or more, and p is an integer of 1 or more.
In a composition formed by adding one or more selected from divalent or trivalent metal compounds to a modified block copolymer bound to 20 parts by weight, (1) the modified block copolymer contains: The molar ratio of metal atoms of the divalent or trivalent metal compound per dicarboxylic acid group or its derivative group is
0.1 to 3.0 (2) Melt index ([M·I] of the obtained composition relative to melt index ([M·I] 1 ) of the modified block copolymer
2 ) Ratio [M・I] 2 / [M・I] 1 is 0.01
Thermoplastic elastomer composition 2 having a molecular weight of 0.3 to 0.3 The modified block copolymer binds to divalent or trivalent ions of the metal by using a part or all of the dicarboxylic acid groups or derivative groups thereof as crosslinking sites. The composition according to item 1 above, which contains an ionic crosslinked product. 3. The composition according to item 1, wherein the modified block copolymer is one in which molecular units containing 0.05 to 5 parts by weight of dicarboxylic acid groups or derivative groups thereof are bonded to each 100 parts by weight of the block copolymer. . 4. The composition according to item 1 above, wherein the modified block copolymer has 0.1 to 2 parts by weight of molecular units containing a dicarboxylic acid group or a derivative group thereof bonded to each 100 parts by weight of the block copolymer. thing. 5. The composition according to any one of items 1 to 4 above, wherein the dicarboxylic acid derivative group is a dicarboxylic acid anhydride group. 6. The composition according to item 1 above, wherein the divalent or trivalent metal compound is an oxide, hydroxide, carboxylate, or alcoholate of the metal. 7. The composition according to item 1 above, wherein the divalent metal compound is a magnesium compound. 8. The composition according to item 7, wherein the magnesium compound is magnesium oxide or magnesium hydroxide. 9. The composition according to item 2 above, wherein the block copolymer is represented by the general formula B-A-B-A. 10 The modified block copolymer obtained by adding an unsaturated dicarboxylic acid or a derivative thereof to the block copolymer under melt-mixing conditions in which the modified block copolymer does not substantially generate radicals. Composition. 11. The composition according to item 10, wherein the unsaturated dicarboxylic acid derivative is maleic anhydride. 12 The toluene insoluble content of the modified block copolymer is 1
11. The composition according to item 10 above, wherein the composition is not more than % by weight. I will provide a. The present invention will be described in detail below. First, a block copolymer (hereinafter referred to as block copolymer) consisting of a vinyl aromatic compound having a specific structure and a conjugated diene compound, which is the base of a modified block copolymer as a precursor of an ionic crosslinked product, will be described. The block copolymer having the structure used in the present invention has a vinyl aromatic compound content in the range of 5 to 70% by weight, and as described above, at least one of the terminal polymer blocks is mainly composed of a conjugated diene compound. It is a polymer block. The structure of such a block copolymer is represented by the following general formula. (B-A) o , B-(A-B) o {(B-A) p }- n X, {B-(A-B) p −} n X (However, A is a vinyl aromatic compound B is a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound, X is a residue of a coupling agent having two or more functional groups, n is an integer of 1 or more,
(m represents an integer of 2 or more, p represents an integer of 1 or more) If the vinyl aromatic compound content of the above block copolymer is less than 5% by weight, the tensile strength etc. will be poor, and if it exceeds 70% by weight. has poor rubber elasticity and is unsuitable as a thermoplastic elastomer. Also,
Molecular structures other than those described above are outside the scope of the present invention. Other structures, e.g. A-(B-A) o , A-B-)
In the present invention, for a block copolymer having a block of A at each end of n The block copolymers used, which have B blocks at their ends, lack tensile strength, etc., and improvements in these properties are required. In particular, among these, B-A, B-A-B-
A, (B-A-) 4 X, (B-A-B-) 4 X, etc. are preferably used in the present invention. In the above block copolymer, the weight ratio of block A and block B is preferably A/B.
It ranges from 10/90 to 70/30. Block A of the block copolymer is a hard segment of the block copolymer, and its glass transition point is 40°C or higher, preferably 60°C or higher,
The weight ratio of the vinyl aromatic compound and the conjugated diene compound in this block is 100/0 to 60/40,
Preferably 100/0 to 80/20, more preferably
It is 100/0. On the other hand, block B is a soft segment of a block copolymer, and its glass transition point is below 0°C, preferably below -20°C, and the weight ratio of the vinyl aromatic compound and the conjugated diene compound in this block is ,0/100~40/
60, preferably in the range of 0/100 to 30/70.
In each polymer block, the distribution of minor monomer units in the molecular chain can be random, tapered (increasing or decreasing monomer components along the molecular chain), partially block-like, or a combination of these. Good too. The block copolymer has a number average molecular weight of 10,000.
-1000000, preferably 20000-500000, more preferably 30000-300000, and the molecular weight distribution (ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight) is 1.01
-10, preferably 1.01-5. The number average molecular weight of each block is preferably 2000~
500,000, more preferably in the range of 5,000 to 200,000. When the block copolymer contains two or more A or B, each block may have the same structure or different structures. The molecular structure of the block copolymer may be linear, branched, radial, or a combination thereof within the limitations of the structure described above. The vinyl aromatic compounds constituting the block copolymer include, for example, styrene, α-methylstyrene,
Vinyltoluene and the like are selected, among which styrene is particularly preferred. On the other hand, the conjugated diene compound is selected from, for example, butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, etc. Among them, butadiene or a combination of conjugated diene compounds mainly containing butadiene is preferred. When butadiene is used as the conjugated diene compound, its microstructure preferably has a 1,2-vinyl content in the range of 7 to 50% by weight. The various limitations described above are necessary for the ionic crosslinked product of the present invention to have the desired properties. The block copolymer can be obtained by polymerizing an organic lithium compound such as butyllithium as a polymerization catalyst in an inert hydrocarbon solvent such as hexane or toluene, and furthermore, the block copolymer can be obtained by polymerizing an organic lithium compound such as butyllithium as a polymerization catalyst in an inert hydrocarbon solvent such as hexane or toluene. A branched or radial block copolymer can be obtained by reacting a block copolymer having terminals with a polyfunctional coupling agent such as silicon tetrachloride, divinylbenzene, etc. In addition, any block copolymer obtained by any production method can be used as the modified block copolymer of the present invention as long as it falls within the range of the above limitations. The above block copolymers can be used alone or in combination of two or more. Next, the modified block copolymer containing a dicarboxylic acid group or its derivative group, which is a precursor of the ionic crosslinked product of the present invention, is a conjugated diene of a block copolymer consisting of a vinyl aromatic compound and a conjugated diene compound. It is a polymer in which a molecular unit containing a dicarboxylic acid group or its derivative group is bonded to a moiety. In such a modified block copolymer, on average, one or more molecular units containing a dicarboxylic acid group or its derivative group are bonded to each molecule of the base block copolymer, and
0.05 to 20 parts by weight per 100 parts by weight, preferably 0.05
It is necessary to add up to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight, in order to obtain a useful ionic crosslinked product. If the amount is less than the above limit, the improvement effect will be insufficient; if it exceeds 20 parts by weight, there will be almost no improvement in anything less than that; if it exceeds 5 parts by weight, processability may become a problem; if it exceeds 2 parts by weight, In some cases, it may absorb moisture from the air and cause undesirable phenomena such as foaming during molding. Examples of the above dicarboxylic acid derivative groups include dicarboxylic anhydride groups, dicarboxylic monoester groups, and dicarboxylic diester groups. The modified block copolymer used in the present invention is
An unsaturated dicarboxylic acid or a derivative thereof, which is a molecular unit containing a dicarboxylic acid group or a derivative group thereof, is added to a block copolymer consisting of a vinyl aromatic compound and a conjugated diene compound, which is a base, in a molten state or a solution state, It can be obtained by a method of carrying out an addition reaction with or without a radical initiator. There are various more specific production methods for obtaining these modified block copolymers, and any method may be used, but undesirable components such as gel may be present in the resulting polymer. Production methods that contain or reduce the fluidity of the obtained polymer and significantly deteriorate processability should be avoided. Most preferred is a method in which the addition reaction is carried out under melt-mixing conditions. Such a reaction is
As described in the specification of Japanese Patent Application No. 53-99102 (filed on August 16, 1973) previously filed by the applicant, a radical initiator such as a peroxide or an azo compound is added to the reaction system. In order to suppress the free radicals generated during the reaction under heating or high shear, one or more types of known radical inhibitors, such as phenol type, phosphorus type, and amine type, are used in combination, preferably two or more types. This can be achieved by adding Such a reaction is
It can be suitably carried out in an apparatus normally used for mixing polymers, such as an extruder or a mixer. According to the above method, it is simpler than the conventional method, which requires steps such as performing the reaction in a solution and recovering the reaction product, and furthermore, it is possible to use a peroxide or an azo radical initiator. Compared to this method, a good modified block copolymer with less decrease in melt index and containing almost no gel can be obtained, and the modified block copolymer obtained by this method is a precursor of the ionic crosslinked product of the present invention. Most suitable as a substance. The above-mentioned preferred modified block copolymer has a gel amount expressed by toluene-insoluble portion of 1% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less. Examples of the unsaturated dicarboxylic acids or derivatives thereof include maleic acid, fumaric acid, chloromaleic acid, itaconic acid, cis-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, endo-cis-bicyclo[2,2,1] Examples include dicarboxylic acids such as -5-heptene-2,3-dicarboxylic acid and their anhydrides, monoesters, diesters, and other derivatives, and among these, maleic acid, fumaric acid, and maleic anhydride are particularly preferred. It should be noted that the fact that the modified block copolymer was obtained by the above-mentioned reaction method means that, for example, an infrared spectrophotometer or an acid-
It can be confirmed by base titration. Next, the thermoplastic elastomer composition of the present invention will be described. As mentioned above, in the composition of the present invention, the molecular unit containing a dicarboxylic acid group or a derivative group thereof as a precursor thereof is a block compound consisting of a vinyl aromatic compound having the specific structure as a base and a conjugated diene compound. One selected from divalent or trivalent metal compounds is added to the modified block copolymer bonded to the polymer.
The thermoplastic elastomer composition is a thermoplastic elastomer composition in which one or more species are added, and the composition preferably uses the dicarboxylic acid group or its derivative group contained in the modified block copolymer as the crosslinking site, and It contains an ionic crosslinked product of the above-mentioned polymer which is ionicly crosslinked with trivalent ions. The above-mentioned divalent or trivalent ions of metals are divalent or trivalent ions of metals of groups, groups, groups, groups of the periodic table, and specifically,
Be 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Ba 2+ , Zn 2+ , Sn 2+ , Hg 2+ ,
Examples include metal ions such as Ag 2+ , Cu 2+ , Al 3+ , Ti 3+ , Fe 2+ , and Fe 3+ . The metal compound is a compound containing these divalent or trivalent metals. In order to obtain the composition of the present invention, any of the above-mentioned metal compounds can be used, but oxides, hydroxides, and carboxylates of these metals may be used, especially considering the efficiency of the ionic crosslinking reaction. , alcoholates, and organometallic compounds (dialkylmagnesium, trialkylaluminum, etc.) are preferably used. When using divalent or trivalent metal compounds,
The ionic crosslinking reaction progresses relatively slowly, and by appropriately adjusting the mixing conditions with the modified block copolymer and the molding conditions, a composition with good properties as described below can be obtained after a certain period of time after molding. can do. In such cases, the metal compound may remain unreacted. The ionic crosslinked product is formed by ionizing a part or the entire amount of the dicarboxylic acid group or its derivative group to become a carboxy anion, and forming an ionic bond with a divalent or trivalent metal ion as a counter cation. and its ionization rate,
That is, the crosslinking rate can be easily adjusted by adjusting the amount and type of metal compound added. The ionization crosslinking reaction described above may require an excess of the stoichiometric amount of the metal compound. This ionization rate, that is, the crosslinking rate, can be easily measured using, for example, an infrared spectrophotometer. In order to effectively obtain the composition of the present invention, depending on the desired degree of crosslinking, the divalent or trivalent metal compound per dicarboxylic acid group or its derivative group contained in the modified block copolymer must be The molar ratio of atoms (bivalent or trivalent metal/dicarboxylic acid group or derivative group thereof) is in the range of 0.1 to 3.0. If the above molar ratio is less than 0.1, the improvement in oil resistance and mechanical properties is slight, and even if it exceeds 3.0,
The improvement effect below this level is slight. In addition, in order for the composition of the present invention to have improved mechanical properties and oil resistance compared to unmodified block copolymers and modified block copolymers while maintaining processability, Melt index of composition (JIS-K-6870, load 5Kg,
200℃) can be used as an indicator. In order to achieve the above-mentioned improvement effect, the melt index ([M·I] is assumed to be 1 ) of the modified block copolymer as a precursor. The ratio [M·I] 2 /[M·I] 1 to the melt index of the composition ([M·I] is assumed to be 2 ) must be in the range of 0.01 to 0.3, more preferably 0.02 to 0.2. It is. When the above amount exceeds 0.3, the improvement effect is slightly inferior to that below, and conversely, when it is less than 0.01, problems occur in workability. Also, the melt index value is 1.0g/
In cases where the temperature is lower than 10 min, the melt
In order to more accurately measure changes in the index, the melt index of the precursor can be determined by adding 10 to 100 parts by weight, preferably 20 to 50 parts by weight of a softening agent, such as a naphthenic process oil, per 100 parts by weight of the composition. 2-20g/10min, preferably 5-15
It can be said that a preferable method is to adjust the temperature to a range that allows accurate measurement of g/10 min, more preferably from 9 to 11 g/10 min, and to understand the change in the melt index. Furthermore, in the composition containing the ionic crosslinked product of the present invention, the amount of dicarboxylic acid groups not involved in ionic crosslinking is 1.0 parts by weight or less, preferably 1.0 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the block copolymer.
It can be said that it is preferable that the amount is 0.5 part by weight or less in terms of water resistance of the ionic crosslinked product. The composition of the present invention can be obtained, for example, by adding a metal compound to a molten modified block copolymer, or by dissolving the modified block copolymer in a suitable solvent and adding a metal compound or its solution to this solution. There is a method of adding a metal compound to cause a crosslinking reaction, and a method of using a modified block copolymer as a latex and adding a metal compound to it. Either of these methods can be used to obtain the composition of the present invention. be able to. The above reaction can be carried out not only in reaction apparatuses commonly used for various reactions such as autoclave-type and flask-type reaction apparatuses, but also inside mixing machines such as extruders, mixing rolls, and various mixers. Furthermore, if heating is required, it is also possible to perform molding and heating using a press or the like. The composition of the present invention is thermoplastic and can be molded, unlike conventional covalently crosslinked products such as sulfur crosslinks and peroxide crosslinks, and also contains uncrosslinked vinyl aromatic compound-conjugated products. Compared to diene compound block copolymers, it has improved oil resistance and heat resistance, and also has excellent mechanical properties. The composition of the present invention may contain inorganic fillers such as carbon black and glass fiber, reinforcing agents, colorants, antioxidants, ultraviolet inhibitors, lubricants, and the like. Moreover, the ionic crosslinked product of the present invention is
New composite materials can be created by creating compositions with various thermoplastic polymers such as polyolefin polymers and polystyrene polymers, their low molecular weight products, unvulcanized rubber, and precursors of various thermosetting polymers. It is also possible to do so. Examples of such thermoplastic polymers include low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polybutene, 1,
Ionic crosslinked products (ionomers) of 2-polybutadiene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, Polyolefin polymers such as ethylene-vinyl alcohol copolymer, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, general-purpose polystyrene, high-impact polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer,
ABS resin, styrene-maleic anhydride copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer,
Styrenic polymers such as MBS resin, polyacrylate polymers, polyvinyl chloride polymers (including soft ones), polyvinylidene chloride polymers,
Polyamide polymers such as nylon-6 and nylon-66, thermoplastic polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide polymers, polyphenylene ether polymers, polycarbonate polymers , polysulfone-based polymers, polyacetal-based polymers, thermoplastic polyurethane-based polymers, and the like. Examples of unvulcanized rubber include polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, ethylene-propylene-diene copolymer rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluorine rubber, and polyurethane rubber. Can be mentioned. In addition, precursors of thermosetting resins include phenolic resins, amino resins, alkyd resins, epoxy resins, urea resins, thermosetting polyurethanes,
Precursors such as xylene resin and ketone resin may be mentioned. By mixing the composition of the present invention and these precursors and then curing it, a thermosetting polymer composition containing an elastomer component can be obtained. The composition of the present invention can be used in a wide variety of applications, for example, as a molding material alone or in the various compositions described above. Rubber-like objects can be used in similar ways to conventional rubber, such as footwear, belts, hoses, tubes, industrial goods, toys, daily necessities, sponges, packing, electrical parts, and automobile parts. In addition, resin-like products can be used as films, sheets, or molded products, such as packaging materials, automobile parts, electrical appliance parts,
Applications include industrial parts, daily necessities, and toys. The above-mentioned various products can be molded by a molding method such as compression molding, extrusion molding, or injection molding, or can be used after being processed into a foam or the like. The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these Examples. Example 1 [Production of modified block copolymer] A modified block copolymer having a dicarboxylic anhydride group was obtained by reacting the styrene-butadiene block copolymer shown below with maleic anhydride. The styrene-butadiene block copolymer (sample a) used was n-
This is a polymer obtained by polymerizing butyllithium as a polymerization catalyst, and it is thought to have the following structure based on the polymerization method and various analysis results.・Polymer structure: B 1 −S 1 −B 2 −S 2 (linear) B 1 = 18% by weight [B] / [S] = 16/2
(Tapered) S 1 = 17% by weight [B] / [S] = 0/17 B 2 = 49% by weight [B] / [S] = 46/3
(Tapered) S 2 = 16% by weight [B] / [S] = 0/16, where B o represents a polymer block mainly composed of butadiene, and S o represents a polymer block mainly composed of styrene, and is an integer. n represents the order along the molecular chain. [B] is the butadiene content (% by weight based on the entire block copolymer), [S]
indicates the styrene content (% by weight based on the entire block copolymer) (hereinafter, the same notation will be used).・Styrene content: 38% by weight ・Block styrene content: 33% by weight ・Weight average molecular weight (Mw): 81000 ・Number average molecular weight (Mn): 62000 ・Melt index: 11.0g/10min (JIS
-K-6870, load 5Kg, 200℃) For 100 parts by weight of the above sample a, 1.5 parts by weight of maleic anhydride and 0.5 parts by weight as an anti-gelling agent.
BHT (butyl hydroxytoluene) and 0.1 part by weight of phenothiazine were added, and these were mixed uniformly using a mixer. This mixture was supplied to a 40 mm extruder (single screw, full-flight screw, L/D=24) under a nitrogen atmosphere, and a modification reaction was carried out at a cylinder temperature of 195 to 205°C. Unreacted maleic anhydride was removed by drying the obtained polymer under reduced pressure. This modified block copolymer (sample A) had a melt index [M・I] of 18.2 g/10 min, a toluene insoluble content of 0.02% by weight, and an added amount of maleic anhydride measured by titration with sodium methylate. , 0.60 parts by weight per 100 parts by weight of the block copolymer, and the toluene insoluble content was 0.03% by weight. In addition, three types of block copolymers (samples b, c, and d) with various structures shown in Table 1 were added with maleic anhydride using the same extruder used to obtain sample A. Modified block copolymers (samples B, C, and D) were obtained. These analytical values are shown in Table 1. Examples 2, 3, 4, 5, Comparative Examples 2, 3, 4, 5 A metal compound was added to modified block copolymer samples A, B, C, and D under the conditions shown in Table 2 to form a composition of the present invention. I got it. Table 3 shows the physical properties of compression molded products of these compositions.
It is shown in Table 4. As shown in Tables 3 and 4, Examples 2-1 to 2-
4, 3, 4, and 5 have improved mechanical strength, oil resistance, and heat resistance compared to the corresponding unmodified block copolymers and modified block copolymers, respectively, and the compositions of the present invention can be molded. This shows its usefulness as a material.

【表】【table】

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Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ビニル芳香族化合物の含有量が5〜70重量%
であるビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物と
からなるブロツク共重合体であつて、その末端重
合体ブロツクの少なくとも1個が共役ジエン化合
物を主体とする重合体ブロツクであり、かつ下記
の一般式 (B−A)o,B−(A−B)o, {(B−A)p}−nX,{B−(A−B)p}−nX (但し、Aはビニル芳香族化合物を主体とする
重合体ブロツク、Bは共役ジエン化合物を主体と
する重合体ブロツク、Xは2個以上の官能基を有
するカツプリング剤の残基、nは1以上の整数、
mは2以上の整数、pは1以上の整数を表わす) で表わされる構造のブロツク共重合体にジカルボ
ン酸基またはその誘導体基を含有する分子単位を
ブロツク共重合体100重量部あたり0.05〜20重量
部結合せしめて成る変性ブロツク共重合体に、2
価または3価の金属化合物から選ばれる1種また
は2種以上を加えて成る組成物において、 (1) 変性ブロツク共重合体に含有されるジカルボ
ン酸基またはその誘導体基当りの2価または3
価の金属化合物の金属原子のモル比が0.1〜3.0 (2) 変性ブロツク共重合体のメルト・インデツク
ス(〔M・I〕)に対する、得られた組成物
のメルト・インデツクス(〔M・I〕)の比
〔M・I〕/〔M・I〕が0.01〜0.3 である熱可塑性エラストマー組成物。
[Claims] 1. Content of vinyl aromatic compound is 5 to 70% by weight
A block copolymer consisting of a vinyl aromatic compound and a conjugated diene compound, in which at least one of the terminal polymer blocks is a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound, and has the following general formula ( B-A) o , B-(A-B) o , {(B-A) p }- n X, {B-(A-B) p }- n X (However, A is a vinyl aromatic compound B is a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound, X is a residue of a coupling agent having two or more functional groups, n is an integer of 1 or more,
(m is an integer of 2 or more, p is an integer of 1 or more) 0.05 to 20 molecular units containing a dicarboxylic acid group or its derivative group are added per 100 parts by weight of the block copolymer. A modified block copolymer formed by combining parts by weight of 2
In a composition comprising one or more selected from valent or trivalent metal compounds, (1) a divalent or trivalent metal compound per dicarboxylic acid group or its derivative group contained in the modified block copolymer;
The molar ratio of metal atoms in the valent metal compound is 0.1 to 3.0 (2) The melt index ([M・I] ] 2 ) A thermoplastic elastomer composition in which the ratio [M·I] 2 /[M·I] 1 is 0.01 to 0.3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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