TW202342634A - 充油共軛二烯系聚合物、橡膠組成物、橡膠交聯物及輪胎 - Google Patents
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Classifications
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Abstract
提供一種充油共軛二烯系聚合物,其相對於共軛二烯系聚合物(A)100重量份使用5~60重量份之說明書所記載之油(B)伸展而成,所述油(B):(1)UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]為10以下,且(2)最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]為23℃以下。
Description
本發明係關於充油共軛二烯系聚合物、橡膠組成物、橡膠交聯物及輪胎。
近年來,由於對於環境問題之關心的高漲,故對於使用於汽車用輪胎之聚合物要求低燃料消耗特性優異。使用於共軛二烯系聚合物摻合有氧化矽作為填充劑的橡膠組成物而獲得之輪胎,相比於以往使用之使用摻合有碳黑的橡膠組成物而獲得之輪胎,由於低發熱性提升,故可做成低燃料消耗特性更加優異之輪胎。
關於用以造就此種輪胎的共軛二烯系橡膠,於專利文獻1揭示有一種共軛二烯系橡膠,其係具備將異戊二烯單體單元定為主成分之聚合物嵌段(A)與將1,3
-丁二烯單體單元定為主成分之聚合物嵌段(B)的共軛二烯系橡膠,其中前述聚合物嵌段(A)及前述聚合物嵌段(B)之至少一者含有「含有能夠對氧化矽進行交互作用的官能基」之乙烯化合物的單元,前述聚合物嵌段(A)之重量平均分子量(Mw)為1,000~30,000之範圍,前述共軛二烯系橡膠之整體的重量平均分子量(Mw)為50,000~5,000,000之範圍。
並且,由充油共軛二烯系聚合物獲得之橡膠交聯物已使用於汽車用輪胎等的製造。此種橡膠交聯物伴隨時間經過會發生起霜之產生(橡膠交聯物內部的成分,主要為固體狀之成分於橡膠交聯物之表面析出一事)這樣的問題,已尋求可抑制此種起霜之產生的充油共軛二烯系聚合物。並且,就在低溫環境下之抓地力性能等的觀點而言,充油共軛二烯系聚合物要求可造就低溫特性優異之橡膠交聯物。
『專利文獻』
《專利文獻1》:國際專利公開第2019/073828號
透過上述專利文獻1之技術而獲得之共軛二烯系橡膠雖然可造就低發熱性及操縱穩定性優異之橡膠交聯物,但在獲得之橡膠交聯物的低溫特性有改善的餘地。
本發明係鑑於上述課題而完成者,其目的在於提供可造就低溫特性及耐起霜性優異之橡膠交聯物的充油共軛二烯系聚合物。
本發明人等為了達成上述目的而潛心進行研究的結果,發現透過相對於共軛二烯系聚合物(A)100重量份使用5~60重量份之油(B)伸展而成之充油共軛二烯系聚合物,所述油(B)係如後所述之(1)UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]為10以下,且如後所述之(2)最高溫側之熔解熱尖峰之外推熔解起始溫度[T
im - max]為23℃以下,可達成上述目的,使本發明臻至完成。
亦即,根據本發明,可提供一種充油共軛二烯系聚合物,其特徵在於:前述油(B)相對於前述共軛二烯系聚合物(A)100重量份之含量為5~60重量份,
前述油(B):(1)在使用微差折射率偵測器及紫外線吸光偵測器進行凝膠滲透層析法分析的情況下之下述情形中之UV偵測面積[X
UV]相對於RI偵測面積[X
RI]之比[X
UV/X
RI]為10以下,所述情形係將在使用紫外線吸光偵測器偵測出之溶析曲線中之源自前述油(B)之溶析面積定為UV偵測面積[X
UV]並將在使用微差折射率偵測器偵測出之溶析曲線中之源自前述油(B)之溶析面積定為RI偵測面積[X
RI],且(2)具有1個以上之透過微差掃描熱量量測量測出之熔解熱尖峰,對於透過微差掃描熱量量測量測出之總熔解熱量表現10%以上之熱量的熔解熱尖峰之中,具有最高尖峰溫度的熔解熱尖峰之外推熔解起始溫度[T
im - max]為23℃以下。
在本發明之充油共軛二烯系聚合物中,以前述油(B)之碘價為150以上為佳。
本發明之充油共軛二烯系聚合物的慕尼黏度(ML1+4,100℃)以10~200為佳。
並且,根據本發明,可提供含有上述充油共軛二烯系聚合物與填充劑的橡膠組成物。
本發明之橡膠組成物以含有氧化矽作為前述填充劑為佳。
本發明之橡膠組成物以更含有矽烷耦合劑為佳。
再者,根據本發明,可提供含有上述橡膠組成物與交聯劑的交聯性橡膠組成物。
除此之外,根據本發明,可提供將上述橡膠組成物交聯而成的橡膠交聯物及包含此種橡膠交聯物的輪胎。
根據本發明,可提供可造就低溫特性及耐起霜性優異之橡膠交聯物的充油共軛二烯系聚合物。
〈充油共軛二烯系聚合物〉
本發明之充油共軛二烯系聚合物係將共軛二烯系聚合物(A)以油(B)伸展而成之充油共軛二烯系聚合物,其特徵在於:前述油(B)相對於前述共軛二烯系聚合物(A)100重量份之含量為5~60重量份,前述油(B)係如於後所述之(1)UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]為10以下,且(2)最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]為23℃以下者。
[共軛二烯系聚合物(A)]
在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A)至少含有共軛二烯單體單元。作為用以形成共軛二烯單體單元之共軛二烯化合物,可列舉例如:1,3-丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯及1,3-己二烯等。此等之中,以1,3-丁二烯、異戊二烯為佳,以1,3-丁二烯為較佳。
在共軛二烯系聚合物(A)中之共軛二烯單體單元的含有比例並不特別限定,但以30~100重量%為佳,以35~95重量%為較佳,以40~90重量%為更佳,以45~85重量%為殊佳,以45~80重量%為尤佳,以50~70重量%為最佳。透過將共軛二烯單體單元之含有比例做成上述範圍內,可將充油共軛二烯系聚合物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異的橡膠交聯物者。
在共軛二烯系聚合物(A)中之共軛二烯單體單元中的乙烯基鍵結量,良佳為1~90莫耳%,較佳為10~80莫耳%,更佳為20~70莫耳%,更為較佳為25~65莫耳%,尤佳為30~60莫耳%,最佳為30~44莫耳%。透過將共軛二烯單體單元中的乙烯基鍵結含量做成上述範圍內,可將充油共軛二烯系聚合物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異的橡膠交聯物者。
並且,使用於本發明之共軛二烯系聚合物(A)以除了具有共軛二烯單體單元,還具有芳族乙烯單體單元之共聚物為佳。作為用以形成芳族乙烯單體單元之芳族乙烯單體,可列舉例如:苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、三級丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基對甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、甲氧基苯乙烯、二甲胺基甲基苯乙烯、二甲胺基乙基苯乙烯、二乙胺基甲基苯乙烯、二乙胺基乙基苯乙烯、氰乙基苯乙烯及乙烯基萘等。此等之中,以苯乙烯為佳。
在共軛二烯系聚合物(A)中之芳族乙烯單體單元的含有比例並不特別限定,但以0~70重量%為佳,以5~65重量%為較佳,10~60重量%為更佳,以15~55重量%為殊佳,以20~55重量%為尤佳,以30~50重量%為最佳。透過將芳族乙烯單體單元的含有比例做成上述範圍內,可將充油共軛二烯系聚合物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異的橡膠交聯物者。
並且,在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A)除了共軛二烯單體單元及視需求而含有的芳族乙烯單體單元,亦可還含有「含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基」之乙烯化合物的單元。
作為用以形成含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物之單元的含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物,只要係含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基與乙烯基之化合物即可,並不特別限定,但可使用例如國際專利公開第2019/073828號所記載之化合物。
於此,所謂能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基,係能夠在該官能基與氧化矽表面之間形成共價鍵或形成較共價鍵弱之分子間力(例如離子―偶極交互作用、偶極―偶極交互作用、氫鍵、凡得瓦力等)的官能基。作為此種能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基並不特別限定,但可列舉:含氮原子官能基、含矽原子官能基及含氧原子官能基等,此等之中,就與氧化矽之交互作用高的觀點而言,以含矽原子官能基為佳。
作為「作為含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物之良佳態樣」的含有含矽原子官能基的乙烯化合物,舉例而言,可合宜使用由下述通式(1)所示之化合物。
『化1』
上述通式(1)中,X
1表示化學上的單鍵或伸烴基,X
2、X
3及X
4分別獨立表示取代胺基、烴氧基或亦可具有取代基的烴基。
上述通式(1)中、X
1係化學上的單鍵或伸烴基,良佳為化學上的單鍵。作為伸烴基,可列舉:伸烷基、烯二基、伸芳基或伸芳基與伸烷基鍵結之基等。
作為伸烷基,可列舉:亞甲基、伸乙基、三亞甲基等。作為烯二基,可列舉:伸乙烯基、乙烯-1,1-二基等。作為伸芳基,可列舉:伸苯基、伸萘基、伸聯苯基等。作為伸芳基與伸烷基鍵結之基,可列舉:伸苯基與亞甲基鍵結之基、伸苯基與伸乙基鍵結之基等。在X
1係伸烴基的情況下,X
1以伸芳基為佳,以伸苯基為較佳。
上述通式(1)中,X
2、X
3及X
4分別獨立表示取代胺基、烴氧基或亦可具有取代基的烴基。以X
2、X
3及X
4中之至少一者係取代胺基為佳,以X
2、X
3及X
4中之2者係取代胺基為較佳。
作為得構成X
2、X
3及X
4之取代胺基,合宜為由下述通式(2)所示之基。
『化2』
上述通式(2)中,R
1及R
2亦可彼此鍵結或者不鍵結,在R
1及R
2彼此不鍵結的情況下,R
1及R
2分別獨立表示亦可具有取代基之烴基或三烴基矽基,在R
1與R
2彼此鍵結的情況下,R
1及R
2表示亦可含有選自氮原子、氧原子、硫原子及矽原子之至少1種的伸烴基。
作為得構成R
1及R
2之烴基,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、正己基、正辛基等鏈狀烷基;環戊基、環己基等環狀烷基;苯基、苄基、萘基等芳基等。此等之中,以鏈狀烷基為佳,以甲基或乙基為較佳。
在得構成R
1及R
2之烴基具有取代基的情況下,可舉出具有烴氧基作為取代基之烴基等,作為具有烴氧基作為取代基之烴基,可列舉:甲氧甲基、乙氧甲基、甲氧乙基等烷氧烷基;苯氧甲基等芳氧烷基等。
作為得構成R
1及R
2之三烴基矽基的具體例,可列舉:三甲矽基、三乙矽基、二甲基三級丁基矽基等三烷矽基等。
在R
1與R
2彼此鍵結的情況下,作為得構成R
1及R
2之伸烴基,可列舉:三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、七亞甲基、八亞甲基、十亞甲基、十二亞甲基、2,2,4-三甲基已-1,6-二基等伸烷基;戊-2-烯-1,5-二基等烯二基等。並且,得構成R
1及R
2之伸烴基在含有選自氮原子、氧原子、硫原子及矽原子之至少1種的情況下,作為含有選自氮原子、氧原子、硫原子及矽原子之至少1種的伸烴基,可列舉:由-CH=N-CH=CH-所示之基、由-CH=N-CH
2-CH
2-所示之基、由-CH
2-CH
2-O-CH
2-CH
2-所示之基、由-CH
2-CH
2-S-CH
2-CH
2-所示之基、由-CH
2-CH
2-SiH
2-CH
2-CH
2-所示之基、由-CH
2-CH
2-SiMe
2-CH
2-CH
2-所示之基、由-CH
2-CH
2-SiEt
2-CH
2-CH
2-所示之基等。
以R
1及R
2係烷基,或者R
1與R
2彼此鍵結而成為伸烷基為佳,R
1及R
2以烷基為較佳,R
1及R
2以甲基或乙基為更佳。
作為上述通式(2)中,在R
1及R
2係烴基的情況下之由上述通式(2)所示之基的具體例,可列舉:二甲胺基、二乙胺基、乙基甲基胺基、二正丙基胺基、二異丙基胺基、二正丁基胺基、二異丁基胺基、二(二級丁基)胺基、二(三級丁基)胺基等二烷基胺基;二苯基胺基等二芳基胺基等。此等之中,以二烷基胺基為佳,以二甲胺基、二乙胺基、二正丁基胺基為較佳。
作為上述通式(2)中,在R
1及R
2係具有烴氧基作為取代基之烴基的情況下之由上述通式(2)所示之基的具體例,可列舉:二(甲氧甲基)胺基、二(乙氧甲基)胺基等二(烷氧烷基)胺基等。
作為上述通式(2)中,在R
1及R
2係三烴基矽基的情況下之由上述通式(2)所示之基的具體例,可列舉:雙(三甲矽基)胺基、雙(三級丁基二甲基矽基)胺基、N-三甲矽基-N-甲基胺基等含胺基之三烷基矽基等。
作為上述通式(2)中,在R
1與R
2彼此鍵結而成為伸烴基的情況下之由上述通式(2)所示之基的具體例,可列舉:1-三亞甲亞胺基、1-吡咯啶基、1-哌啶基、1-六亞甲亞胺基、1-七亞甲亞胺基、1-八亞甲亞胺基、1-十亞甲亞胺基、1-十二亞甲亞胺基等1-伸烷亞胺基等。
作為上述通式(2)中,在R
1與R
2彼此鍵結而成為含有氮原子及/或氧原子之伸烴基的情況下之由上述通式(2)所示之基的具體例,可列舉:1-咪唑基、4,5-二氫-1-咪唑基、N-𠰌啉基等。
作為由上述通式(2)所示之基,以二烷基胺基、1-伸烷亞胺基為佳,以二烷基胺基為較佳,以二甲胺基、二乙胺基、二正丁基胺基為更佳。
上述通式(1)中,作為得構成X
2、X
3及X
4之烴氧基,可列舉:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、二級丁氧基、三級丁氧基等烷氧基;苯氧基、苄氧基等芳氧基等。
上述通式(1)中,作為得構成X
2、X
3及X
4之烴基,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基等烷基;苯基、4-甲基-1-苯基、苄基等芳基等。
在得構成X
2、X
3及X
4之烴基具有取代基的情況下,可舉出具有烴氧基作為取代基之烴基等,可列舉:甲氧甲基、乙氧甲基、乙氧乙基等烷氧烷基等。
作為上述通式(1)中,在X
1係化學上的單鍵,X
2、X
3及X
4中之一者係取代胺基的情況下之由上述通式(1)所示之含有含矽原子官能基之乙烯化合物的具體例,可列舉:(二甲胺基)二甲基乙烯基矽烷、(乙基甲基胺基)二甲基乙烯基矽烷、(二正丙基胺基)二甲基乙烯基矽烷、(二異丙基胺基)二甲基乙烯基矽烷、(二甲胺基)二乙基乙烯基矽烷、(乙基甲基胺基)二乙基乙烯基矽烷、(二正丙基胺基)二乙基乙烯基矽烷、(二異丙基胺基)二乙基乙烯基矽烷等(二烷基胺基)二烷基乙烯基矽烷;[雙(三甲矽基)胺基]二甲基乙烯基矽烷、[雙(三級丁基二甲基矽基)胺基]二甲基乙烯基矽烷、[雙(三甲矽基)胺基]二乙基乙烯基矽烷、[雙(三級丁基二甲基矽基)胺基]二乙基乙烯基矽烷等[雙(三烷基矽基)胺基]二烷基乙烯基矽烷;(二甲胺基)二(甲氧甲基)乙烯基矽烷、(二甲胺基)二(甲氧乙基)乙烯基矽烷、(二甲胺基)二(乙氧甲基)乙烯基矽烷、(二甲胺基)二(乙氧乙基)乙烯基矽烷、(二乙胺基)二(甲氧甲基)乙烯基矽烷、(二乙胺基)二(甲氧乙基)乙烯基矽烷、(二乙胺基)二(乙氧甲基)乙烯基矽烷、(二乙胺基)二(乙氧乙基)乙烯基矽烷等(二烷基胺基)二(烷氧烷基)乙烯基矽烷;吡咯啶基二甲基乙烯基矽烷、哌啶基二甲基乙烯基矽烷、六亞甲亞胺基二甲基乙烯基矽烷、4,5-二氫咪唑基二甲基乙烯基矽烷、N-𠰌啉基二甲基乙烯基矽烷等環狀胺基二烷基乙烯基矽烷化合物等。
作為上述通式(1)中,在X
1係伸烴基,X
2、X
3及X
4中之一者係取代胺基的情況下之由上述通式(1)所示之含有含矽原子官能基之乙烯化合物的具體例,可列舉:(二甲胺基)二甲基-4-乙烯苯基矽烷、(二甲胺基)二甲基-3-乙烯苯基矽烷、(二乙胺基)二甲基-4-乙烯苯基矽烷、(二乙胺基)二甲基-3-乙烯苯基矽烷、(二正丙基胺基)二甲基-4-乙烯苯基矽烷、(二正丙基胺基)二甲基-3-乙烯苯基矽烷、(二正丁基胺基)二甲基-4-乙烯苯基矽烷、(二正丁基胺基)二甲基-3-乙烯苯基矽烷、(二甲胺基)二乙基-4-乙烯苯基矽烷、(二甲胺基)二乙基-3-乙烯苯基矽烷、(二乙胺基)二乙基-4-乙烯苯基矽烷、(二乙胺基)二乙基-3-乙烯苯基矽烷、(二正丙基胺基)二乙基-4-乙烯苯基矽烷、(二正丙基胺基)二乙基-3-乙烯苯基矽烷、(二正丁基胺基)二乙基-4-乙烯苯基矽烷、(二正丁基胺基)二乙基-3-乙烯苯基矽烷等(二烷基胺基)二烷基乙烯苯基矽烷等。
作為上述通式(1)中,在X
1係化學上的單鍵,X
2、X
3及X
4中之2者係取代胺基的情況下之由上述通式(1)所示之含有含矽原子官能基之乙烯化合物的具體例,可列舉:雙(二甲胺基)甲基乙烯基矽烷、雙(二乙胺基)甲基乙烯基矽烷、雙(二正丙基胺基)甲基乙烯基矽烷、雙(二正丁基胺基)甲基乙烯基矽烷、雙(二甲胺基)乙基乙烯基矽烷、雙(二乙胺基)乙基乙烯基矽烷、雙(二正丙基胺基)乙基乙烯基矽烷、雙(二正丁基胺基)乙基乙烯基矽烷等雙(二烷基胺基)烷基乙烯基矽烷;雙[雙(三甲矽基)胺基]甲基乙烯基矽烷、雙[雙(三級丁基二甲基矽基)胺基]甲基乙烯基矽烷、雙[雙(三甲矽基)胺基]乙基乙烯基矽烷、雙[雙(三級丁基二甲基矽基)胺基]乙基乙烯基矽烷等雙[雙(三烷基矽基)胺基]烷基乙烯基矽烷;雙(二甲胺基)甲氧甲基乙烯基矽烷、雙(二甲胺基)甲氧乙基乙烯基矽烷、雙(二甲胺基)乙氧甲基乙烯基矽烷、雙(二甲胺基)乙氧乙基乙烯基矽烷、雙(二乙胺基)甲氧甲基乙烯基矽烷、雙(二乙胺基)甲氧乙基乙烯基矽烷、雙(二乙胺基)乙氧甲基乙烯基矽烷、雙(二甲胺基)乙氧乙基乙烯基矽烷等雙(二烷基胺基)烷氧烷基乙烯基矽烷;雙(吡咯啶基)甲基乙烯基矽烷、雙(哌啶基)甲基乙烯基矽烷、雙(六亞甲亞胺基)甲基乙烯基矽烷、雙(4,5-二氫咪唑基)甲基乙烯基矽烷、雙(N-𠰌啉基)甲基乙烯基矽烷等雙(環狀胺基)烷基乙烯基矽烷化合物等。
作為上述通式(1)中,在X
1係伸烴基,X
2、X
3及X
4中之2者係取代胺基的情況下之由上述通式(1)所示之含有含矽原子官能基之乙烯化合物的具體例,可列舉:雙(二甲胺基)甲基-4-乙烯苯基矽烷、雙(二甲胺基)甲基-3-乙烯苯基矽烷、雙(二乙胺基)甲基-4-乙烯苯基矽烷、雙(二乙胺基)甲基-3-乙烯苯基矽烷、雙(二正丙基胺基)甲基-4-乙烯苯基矽烷、雙(二正丙基胺基)甲基-3-乙烯苯基矽烷、雙(二正丁基胺基)甲基-4-乙烯苯基矽烷、雙(二正丁基胺基)甲基-3-乙烯苯基矽烷、雙(二甲胺基)乙基-4-乙烯苯基矽烷、雙(二甲胺基)乙基-3-乙烯苯基矽烷、雙(二乙胺基)乙基-4-乙烯苯基矽烷、雙(二乙胺基)乙基-3-乙烯苯基矽烷、雙(二正丙基胺基)乙基-4-乙烯苯基矽烷、雙(二正丙基胺基)乙基-3-乙烯苯基矽烷、雙(二正丁基胺基)乙基-4-乙烯苯基矽烷、雙(二正丁基胺基)乙基-3-乙烯苯基矽烷等雙(二烷基胺基)烷基乙烯苯基矽烷等。
作為上述通式(1)中,在X
1係化學上的單鍵,X
2、X
3及X
4中之3者係取代胺基的情況下之由上述通式(1)所示之含有含矽原子官能基之乙烯化合物的具體例,可列舉:參(二甲胺基)乙烯基矽烷、參(二乙胺基)乙烯基矽烷、參(二正丙基胺基)乙烯基矽烷、參(二正丁基胺基)乙烯基矽烷等參(二烷基胺基)乙烯基矽烷等。
作為上述通式(1)中,在X
1係伸烴基,X
2、X
3及X
4中之3者係取代胺基的情況下之由上述通式(1)所示之含有含矽原子官能基之乙烯化合物的具體例,可列舉:參(二甲胺基)-4-乙烯苯基矽烷、參(二甲胺基)-3-乙烯苯基矽烷、參(二乙胺基)-4-乙烯苯基矽烷、參(二乙胺基)-3-乙烯苯基矽烷、參(二正丙基胺基)-4-乙烯苯基矽烷、參(二正丙基胺基)-3-乙烯苯基矽烷、參(二正丁基胺基)-4-乙烯苯基矽烷、參(二正丁基胺基)-3-乙烯苯基矽烷等參(二烷基胺基)乙烯苯基矽烷等。
作為上述通式(1)中,在X
1係化學上的單鍵,X
2、X
3及X
4中之任一者均非取代胺基的情況下之由上述通式(1)所示之含有含矽原子官能基之乙烯化合物的具體例,可列舉:三甲氧基乙烯基矽烷、三乙氧基乙烯基矽烷、三丙氧基乙烯基矽烷等三烷氧基乙烯基矽烷;甲基二甲氧基乙烯基矽烷、甲基二乙氧基乙烯基矽烷等二烷氧基烷基乙烯基矽烷;二(三級戊氧基)苯基乙烯基矽烷、二(三級丁氧基)苯基乙烯基矽烷等二烷氧基芳基乙烯基矽烷;二甲基甲氧基乙烯基矽烷等一烷氧基二烷基乙烯基矽烷;三級丁氧基二苯基乙烯基矽烷、三級戊氧基二苯基乙烯基矽烷等一烷氧基二芳基乙烯基矽烷;三級丁氧基甲基苯基乙烯基矽烷、三級丁氧基乙基苯基乙烯基矽烷等一烷氧基烷基芳基乙烯基矽烷;參(β-甲氧乙氧基)乙烯基矽烷等取代烷氧基乙烯基矽烷化合物等。
由上述通式(1)所示之化合物之中,以X
1係化學上的單鍵者為佳,以X
1係化學上的單鍵,且X
2、X
3及X
4中之2者係取代胺基之化合物者為較佳,以X
1係化學上的單鍵,且X
2、X
3及X
4中之2者係二烷基胺基之化合物者為尤佳。
由上述通式(1)所示之化合物之中,以雙(二甲胺基)甲基乙烯基矽烷、雙(二乙胺基)甲基乙烯基矽烷、雙(二正丁基胺基)甲基乙烯基矽烷為佳,以雙(二乙胺基)甲基乙烯基矽烷為尤佳。
並且,作為由上述通式(1)所示之化合物以外之含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物,可列舉:4-N,N-雙(三甲矽基)胺基苯乙烯、3-N,N-雙(三甲矽基)胺基苯乙烯等雙(三烷基矽基)胺基苯乙烯;4-雙(三甲矽基)胺基甲基苯乙烯、3-雙(三甲矽基)胺基甲基苯乙烯、4-雙(三甲矽基)胺基乙基苯乙烯、3-雙(三甲矽基)胺基乙基苯乙烯等雙(三烷基矽基)胺基烷基苯乙烯等。
此外,在使用由上述通式(1)所示之化合物作為含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物的情況下,變得於共軛二烯系聚合物(A)中導入由下述通式(3)所示之單元作為含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物的單元。
『化3』
上述通式(3)中,X
5表示化學上的單鍵或伸烴基,X
6、X
7及X
8分別獨立表示羥基、取代胺基、烴氧基或亦可具有取代基的烴基
此外,在由上述通式(3)所示之單元中,X
5對應由上述通式(1)所示之化合物中的X
1,由上述通式(3)所示之單元中,X
6、X
7及X
8分別對應由上述通式(1)所示之化合物中的X
2、X
3及X
4。是故,在由上述通式(3)所示之單元中,X
5、X
6、X
7及X
8可分別做成與由上述通式(1)所示之化合物中的X
1、X
2、X
3及X
4相同者。並且,在X
2、X
3及X
4中之至少一者使用係為取代胺基或烴氧基者作為由上述通式(1)所示之化合物的情況下,取代胺基或烴氧基可藉由在任意工序及時間點中水解,將X
2、X
3及X
4中之至少一者做成羥基。
在共軛二烯系聚合物(A)中之含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物之單元的含有比例,將全單體之總量定為100重量%,良佳為0.001~10.000重量%,較佳為0.001~3.000重量%。
並且,共軛二烯系聚合物(A)亦可含有上述單體單元以外的其他單體單元。作為構成此種其他單體單元之其他化合物,可列舉:乙烯、丙烯、1-丁烯等鏈狀烯烴化合物;環戊烯、2-降𦯉烯等環烯烴化合物;1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯、雙環戊二烯及5-亞乙基-2-降𦯉烯等非共軛二烯化合物等。
在共軛二烯系聚合物(A)中之各單體單元的鍵結形式,舉例而言,可做成嵌段狀、錐狀、雜亂狀等各種鍵結形式,但以雜亂狀的鍵結形式者為佳。透過做成雜亂狀,可提高所獲得之橡膠交聯物的低燃料消耗特性。
並且,作為在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A),以共軛二烯系聚合物之聚合物鏈的末端含有藉由改質劑改質而成改質基者為佳。
作為改質基,就可適度提高對於氧化矽等填充劑之親和性,可提高所獲得之橡膠交聯物的強度特性、耐磨耗特性及低燃料消耗特性的觀點而言,以含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基者為佳。於此,所謂能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基,係能夠在該官能基與氧化矽表面之間形成共價鍵或形成較共價鍵弱之分子間力(例如離子―偶極交互作用、偶極―偶極交互作用、氫鍵、凡得瓦力等)的官能基。作為此種能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基並不特別限定,但可列舉:含氮原子官能基、含矽原子官能基、含氧原子官能基等。
作為用以形成改質基的改質劑,就與氧化矽之交互作用高的觀點而言,以具有含矽原子官能基的含矽原子改質劑及具有含氮原子官能基的含氮原子改質劑為佳,以含矽原子改質劑為較佳。作為含矽原子改質劑,可列舉例如:矽氧烷化合物、烴氧基矽烷化合物等。作為含氮原子改質劑,可列舉例如:(二甲胺基乙基)丙烯醯胺、(二乙胺基乙基)丙烯醯胺、(二甲胺基丙基)丙烯醯胺、(二乙胺基丙基)丙烯醯胺、(二甲胺基丁基)丙烯醯胺、(二乙胺基丁基)丙烯醯胺、(二甲胺基乙基)甲基丙烯醯胺、(二乙胺基乙基)甲基丙烯醯胺、(二甲胺基丙基)甲基丙烯醯胺、(二乙胺基丙基)甲基丙烯醯胺、(二甲胺基丁基)甲基丙烯醯胺、(二乙胺基丁基)甲基丙烯醯胺等(N,N-二取代胺基烷基)(甲基)丙烯醯胺類;[3-(二甲胺基)丙基]三甲氧基矽烷、[3-(二乙胺基)丙基]三甲氧基矽烷、[3-(二甲胺基)丙基]三乙氧基矽烷、[3-(二乙胺基)丙基]三乙氧基矽烷、[3-(乙基甲基胺基)丙基]三甲氧基矽烷、[3-(乙基甲基胺基)丙基]三乙氧基矽烷等含胺基之烷氧基矽烷化合物;N-苯基-2-吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、1-環己基-2-吡咯啶酮等吡咯啶酮系化合物。
作為矽氧烷化合物,只要係具有矽氧烷結構(-Si-O-)作為主鏈結構者即可,並不特別限定,但以於側鏈具有有機基之有機矽氧烷為佳,以由下述通式(4)所示之聚有機矽氧烷為較佳。
『化4』
上述通式(4)中,R
3~R
10係碳數1~6之烷基或碳數6~12之芳基,此等可彼此相同,亦可相異。X
9及X
12係選自由碳數1~6之烷基、碳數6~12之芳基、碳數1~5之烷氧基及含有環氧基之碳數4~12之基而成之群組之任一基,此等可彼此相同,亦可相異。X
10係碳數1~5之烷氧基或含有環氧基之碳數4~12之基,有多個X
10時,此等可彼此相同,亦可相異。X
11係含有2~20個烷二醇之重複單元的基,有多個X
11時,此等可彼此相同,亦可相異。m為0~200的整數,n為0~200的整數,k為0~200的整數,m+n+k為1以上。
在由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷中,作為得構成上述通式(4)中之R
3~R
10、X
9及X
12之碳數1~6的烷基,可列舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基、戊基、己基及環己基等。作為碳數6~12的芳基,可列舉例如:苯基及甲基苯基等。此等之中,就聚有機矽氧烷本身之製造容易性的觀點而言,以甲基及乙基為佳。
並且,在由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷中,作為得構成X
9、X
10及X
12之碳數1~5的烷氧基,可列舉例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基及丁氧基等。此等之中,就聚有機矽氧烷本身之製造容易性的觀點而言,以甲氧基及乙氧基為佳。
再者,在由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷中,作為得構成X
9、X
10及X
12之含有環氧基之碳數4~12的基,可舉出例如由下述通式(5)所示之基。
-Z
1-Z
2-E
1(5)
上述通式(5)中,Z
1係碳數1~10的伸烷基或烷基伸芳基,Z
2係亞甲基、硫原子或氧原子,E
1係具有環氧基之碳數2~10的烴基。
作為由上述通式(5)所示之基,以Z
2係氧原子者為佳,以Z
2係氧原子且E
1係環氧丙基者為較佳,以Z
1係碳數1~3之伸烷基、Z
2係氧原子且E
1係環氧丙基者為尤佳。
並且,在由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷中,作為X
9及X
12以上述之中含有環氧基之碳數4~12的基或碳數1~6的烷基為佳。並且,作為X
10,在上述中以含有環氧基之碳數4~12的基為佳。再者,以X
9及X
12係碳數1~6之烷基且X
10係含有環氧基之碳數4~12的基為較佳。
並且,在由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷中,作為X
11亦即含有2~20個烷二醇之重複單元的基,以由下述通式(6)所示之基為佳。
『化5』
上述通式(6)中,a為2~20之整數,X
13係碳數2~10之伸烷基或烷基伸芳基,R
11係氫原子或甲基,X
14係碳數1~10之烷氧基或芳氧基。此等之中,以a為2~8的整數、X
13係碳數3之伸烷基、R
11係氫原子且X
14係甲氧基者為佳。
由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷中,m為0~200之整數,良佳為20~150之整數,較佳為30~120之整數。若m為200以下,則由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷本身之製造會變得更加容易,同時其黏度不會變得過高,處理亦變得更加容易。
並且,在由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷中,n為0~200的整數,良佳為0~150的整數,較佳為0~120的整數。k為0~200的整數,良佳為0~150的整數,較佳為0~130的整數。m、n及k之總和為1以上,以2~400為佳,以20~300為較佳,以30~250為尤佳。若m、n及k之總和為1以上,則在共軛二烯系聚合物的製造工序中,由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷與共軛二烯系聚合物之活性末端的反應會易於進行,再者,若m、n及k之總和為400以下,則由上述通式(4)所示之聚有機矽氧烷本身之製造會變得容易,同時其黏度不會變得過高,處理亦變得容易。
作為用以形成改質基的改質劑,亦可使用具有含氮原子官能基之含氮原子改質劑,舉例而言,亦可使用含有氮原子之烴氧基矽烷化合物。
含有氮原子之烴氧基矽烷化合物,係分別具有至少1個含有氮原子之基及烴氧基的含矽化合物,作為此種含有氮原子之烴氧基矽烷化合物並不特別限定,但可使用國際專利公開第2019/189204號所記載之化合物。
作為含有氮原子之烴氧基矽烷化合物,舉例而言,可合宜使用由下述通式(7)所示之化合物。
『化6』
上述通式(7)中,R
3係烴基,A
1係烴氧基,A
2係含有氮原子之基,p為0~2的整數,q為1~3的整數,r為1~3的整數,p+q+r=4。此外,作為由A
2所示之含有氮原子之基,可為具有「含有具有活性氫原子之一級胺基及/或具有活性氫原子之二級胺基的基」者,亦可為此等以外之含有氮原子之基。
並且,作為含有氮原子之烴氧基矽烷化合物,亦可合宜使用由下述通式(8)所示之化合物。
『化7』
上述通式(8)中,A
3係烴氧基,R
4表示亦可具有取代基之烴基,R
5及R
6分別獨立表示亦可具有取代基之烴基,R
5及R
6亦可彼此鍵結而與此等所鍵結之氮原子一同形成環結構,在形成該環結構的情況下,除了此等所鍵結之氮原子以外,亦可還與此等所鍵結之氮原子以外的雜原子一同形成環結構。s為0~2的整數。
並且,作為含氮原子改質劑,亦以使用含有氮原子之含羰基化合物為佳。含有氮原子之含羰基化合物,係分別具有至少1個含有氮原子之基及羰基的化合物,作為此種含有氮原子之含羰基化合物並不特別限定,但可合宜使用由下述通式(9)所示之化合物。
『化8』
上述通式(9)中,R
8、R
9分別獨立表示亦可具有取代基之烴基,R
10表示伸烴基,R
11表示亦可具有取代基之烴基或氫原子。A
4表示化學上的單鍵、氧原子或-NR
12-(R
12表示烴基或氫原子。)。R
8、R
9亦可為藉由其一部分彼此鍵結而構成亦可具有氮原子及/或氧原子之伸烴基者。並且,R
11亦可為藉由其一部分與R
8或R
9的一部分鍵結而構成亦可具有氮原子及/或氧原子之伸烴基者。
所謂在R
8、R
9、R
11中之亦可具有取代基的烴基,係烴基或取代烴基。作為取代烴基,可列舉例如:經烴氧基取代之烴基、經取代胺基取代之烴基等。
作為烴基,可列舉例如:烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基等。作為烷基,以碳原子數1~12之烷基為佳,可列舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、正己基、正辛基、正十二基、環戊基及環己基等。作為烯基,以碳原子數2~12之烯基為佳,可列舉例如:乙烯基、烯丙基、1-丙烯基及異丙烯基等。作為炔基,以碳原子數2~12之炔基為佳,可列舉例如:乙炔基、2-丙炔基等。作為芳基,以碳原子數6~12之芳基為佳,可列舉例如:苯基、甲基苯基、乙基苯基、苄基、甲苯基及茬基等。作為芳烷基,以碳原子數7~13之芳烷基為佳,可舉出例如苄基等。
作為經烴氧基取代之烴基,可列舉例如:甲氧甲基、乙氧甲基、乙氧乙基等烷氧烷基等。
作為經取代胺基取代之烴基,可列舉例如:N,N-二甲胺基甲基、2-(N,N-二甲胺基)乙基、2-(N,N-二乙胺基)乙基、3-(N,N-二甲胺基)丙基、3-(N,N-二乙胺基)丙基等(N,N-二烷基胺基)烷基;4-(N,N-二甲胺基)苯基、3-(N,N-二甲胺基)苯基、4-(N,N-二乙胺基)苯基、3-(N,N-二乙胺基)苯基等(N,N-二烷基胺基)芳基;4-(N,N-二甲胺基)甲基苯基、4-[2-(N,N-二甲胺基)乙基]苯基等(N,N-二烷基胺基)烷基芳基;3-(1-吡咯啶基)丙基、3-(1-哌啶基)丙基、3-(1-咪唑基)丙基等經環狀胺基取代之烷基;4-(1-吡咯啶基)苯基、4-(1-哌啶基)苯基、4-(1-咪唑基)苯基等經環狀胺基取代之芳基;4-[2-(1-吡咯啶基)乙基]苯基、4-[2-(1-哌啶基)乙基]苯基、4-[2-(1-咪唑基)乙基]苯基等經環狀胺基取代之烷基芳基。
作為「作為R
10之伸烴基」,可列舉例如:伸烷基、烯二基、伸芳基、或伸芳基-伸烷基等。作為伸烷基,可列舉:亞甲基、伸乙基、伸丙基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、七亞甲基、八亞甲基、2,2,4-三甲基已-1,6-二基等。作為烯二基,可列舉:戊-2-烯-1,5-二基等。作為伸芳基,可列舉:伸苯基、伸萘基、伸聯苯基等。作為伸芳基-伸烷基,可列舉:伸苯基-伸烷基、伸萘基-伸烷基、伸聯苯基-伸烷基等。
上述通式(9)中,A
4係化學上的單鍵、氧原子或-NR
12-(R
12表示烴基或氫原子。),A
4以氧原子或由-NR
12-(R
12表示碳原子數1以上且5以下的伸烴基或氫原子。)所示之基為佳,以氧原子或由-NH-所示之基為較佳,以由-NH-所示之基為更佳。
作為由上述通式(9)所示之化合物,作為A
4係氧原子之化合物,可列舉例如:丙烯酸-2-(二甲胺基)乙酯、丙烯酸-2-(二乙胺基)乙酯等丙烯酸-2-(二烴基胺基)乙酯;丙烯酸-3-(二甲胺基)丙酯等丙烯酸-3-(二烴基胺基)丙酯;甲基丙烯酸-2-(二甲胺基)乙酯、甲基丙烯酸-2-(二乙胺基)乙酯等甲基丙烯酸-2-(二烴基胺基)乙酯;甲基丙烯酸-3-(二甲胺基)丙酯等甲基丙烯酸-3-(二烴基胺基)丙酯等。
並且,作為由上述通式(9)所示之化合物,可列舉:N-(2-二甲胺基乙基)丙烯醯胺、N-(2-二乙胺基乙基)丙烯醯胺等N-(2-二烴基胺基乙基)丙烯醯胺;N-(3-二甲胺基丙基)丙烯醯胺、N-(3-二乙胺基丙基)丙烯醯胺等N-(3-二烴基胺基丙基)丙烯醯胺;N-(4-二甲胺基丁基)丙烯醯胺、N-(4-二乙胺基丁基)丙烯醯胺等N-(4-二烴基胺基丁基)丙烯醯胺;N-(2-二甲胺基乙基)甲基丙烯醯胺、N-(2-二乙胺基乙基)甲基丙烯醯胺等N-(2-二烴基胺基乙基)甲基丙烯醯胺;N-(3-二甲胺基丙基)甲基丙烯醯胺、N-(3-二乙胺基丙基)甲基丙烯醯胺等N-(3-二烴基胺基丙基)甲基丙烯醯胺;N-(4-二甲胺基丁基)甲基丙烯醯胺、N-(4-二乙胺基丁基)甲基丙烯醯胺等N-(4-二烴基胺基丁基)甲基丙烯醯胺等作為A
4係-NR
12-(R
12表示烴基或氫原子。)之化合物。
在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A)的重量平均分子量(Mw)並不特別限定,但以由聚苯乙烯換算之凝膠滲透層析法量測出的值計,良佳為50,000~5,000,000,較佳為75,000~3,000,000,尤佳為100,000~1,000,000。藉由將共軛二烯系聚合物(A)的重量平均分子量(Mw)做成上述範圍內,可將充油共軛二烯系聚合物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異的橡膠交聯物者。
由在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A)的重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)所示之分子量分布,以1.1~3.0為佳,以1.2~2.5為較佳,以1.2~2.2為尤佳。藉由將共軛二烯系聚合物(A)的分子量分布(Mw/Mn)做成上述範圍內,可將充油共軛二烯系聚合物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異的橡膠交聯物者。
[油(B)]
在本發明使用之油(B)係用以使共軛二烯系聚合物(A)伸展的增量油(extender oil),係滿足下述(1)及於後所述之(2)者。
(1)於在使用微差折射率偵測器及紫外線吸光偵測器進行凝膠滲透層析法分析的情況下之下述情形中之UV偵測面積[X
UV]相對於RI偵測面積[X
RI]之比[X
UV/X
RI](以下,有時候稱作「UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]」。)為10以下,所述情形係將在使用紫外線吸光偵測器偵測出之溶析曲線中之源自前述油(B)之溶析面積定為UV偵測面積[X
UV]並將在使用微差折射率偵測器偵測出之溶析曲線中之源自前述油(B)之溶析面積定為RI偵測面積[X
RI]。
透過凝膠滲透層析法分析,可獲得表示溶析時間(單位:sec)與偵測強度(單位:mV)之關係的溶析曲線。UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI],具體而言,可透過實施例所記載之方法來量測。此外,在本說明書中,所謂在溶析曲線中之溶析面積,意謂由溶析曲線與基線包圍住之部分的面積(單位:mV×sec)。
在UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]超過10的情況下,會變得不易造就低溫特性優異的橡膠交聯物。
通常在凝膠滲透層析法分析中,若比較使用紫外線吸光偵測器(UV偵測器)偵測的情形與使用微差折射率偵測器(RI偵測器)偵測的情形,則有在量測易於吸收紫外線之試樣的情況下,在UV偵測器的偵測強度會相對變高,在量測不易吸收紫外線之試樣的情況下,在RI偵測器的偵測強度會相對變高的傾向。是故,在油中之易於吸收紫外線之成分的存在比例愈高,則UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]有變得愈大的傾向。
作為於油中得包含之易於吸收紫外線之成分,可舉出例如具有不飽和鍵之成分。尤其,由於包含芳環之成分具有非常易於吸收紫外線的性質,故在包含芳環之成分於油中大量存在的情況下,UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]有變得過大的傾向。
在本發明使用之油(B)的UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]只要為10以下即可,並不特別限定,但以0~5之範圍內為佳,以0.01~3之範圍內為較佳,以0.1~2之範圍內為更佳,以0.15~1.5之範圍內為尤佳。藉由使用UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]為上述範圍內之油(B),可將所獲得橡膠交聯物做成低溫特性及耐起霜性更為優異者。
在本發明使用之油(B)係除了滿足上述(1)還滿足下述(2)者。
(2)具有1個以上之透過微差掃描熱量量測量測出之熔解熱尖峰,對於透過微差掃描熱量量測量測出之總熔解熱量表現10%以上之熱量的熔解熱尖峰之中,具有最高尖峰溫度的熔解熱尖峰之外推熔解起始溫度[T
im - max]為23℃以下。(以下有時候稱作「最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]」。)。
最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]係對應於構成油的主要成分中之熔點最高的成分之熔解起始溫度的溫度。最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max],具體而言可透過實施例所記載之方法來量測。此外,在本說明書中,熔解熱尖峰對於總熔解熱量是否表現10%以上之熱量,依據對應熔解熱尖峰之熱量的圖表面積(熔解熱尖峰之尖峰輪廓與基線所包圍的部分之面積)來判斷。
在最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]超過23℃的情況下,會變得不易造就耐起霜性優異之橡膠交聯物。
最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]只要為23℃以下即可,並不特別限定,但以−50℃~10℃之範圍內為佳,以−45℃~5℃之範圍內為較佳,以−40℃~0℃之範圍內為更佳,以−35℃~−5℃之範圍內為尤佳。
作為在本發明使用之油(B),只要係滿足上述之(1)及(2)者即可,並不特別限定,但可列舉:植物油、動物油、礦物油、合成油等,其中以植物油為佳。
作為在本發明使用之油(B),以包含三酸甘油酯(1分子甘油與3分子脂肪酸以酯鍵鍵結而成之化合物)作為主成分者為佳。作為在油(B)中之三酸甘油酯的含量並不特別限定,但以30~100重量%為佳,以60~100重量%為較佳,以90~100重量%為更佳。此外,構成1分子三酸甘油酯之3分子脂肪酸可相同,亦可不同。並且,油(B)可含有單一的三酸甘油酯,亦可含有多種三酸甘油酯。
作為形成三酸甘油酯之脂肪酸,可列舉:不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸或此等的混合物。在油(B)含有三酸甘油酯的情況下,作為在形成於油(B)含有之三酸甘油酯之全部的脂肪酸中之不飽和脂肪酸的比例,並不特別限定,但以60~100重量%為佳,以85~99.9重量%為較佳,以90~99.5重量%為更佳。並且,作為在形成該三酸甘油酯之全部的脂肪酸中之飽和脂肪酸的比例並不特別限定,但以0~40重量%為佳,以0.1~15重量%為較佳,以0.5~10重量%為更佳。
作為使用於本發明之油(B),可列舉例如:亞麻仁油、桐油、高亞麻油酸紅花油、葡萄油、大豆油、高油酸紅花油、高亞麻油酸葵花油、葡萄籽油、油菜籽油、玉米油、棉籽油、高油酸油菜籽油、高油酸葵花油、蓖麻油、橄欖油、花生油、米糠油、芝麻油、棕櫚油酸等及由前述記載之油的分離純化品、加工品,其中,以亞麻仁油、桐油、高亞麻油酸紅花油、葡萄油、大豆油、高油酸紅花油、高亞麻油酸葵花油、葡萄籽油、油菜籽油、玉米油、棉籽油為佳,以亞麻仁油、桐油、高亞麻油酸紅花油、葡萄油、大豆油、高油酸紅花油、高亞麻油酸葵花油、葡萄籽油為較佳,以亞麻仁油、桐油、高亞麻油酸紅花油、葡萄油為更佳,以亞麻仁油為尤佳。
在本發明使用之油(B)的碘價並不特別限定,但以55~300 gI
2/100g為佳,以80~280 gI
2/100g為較佳,以110~260 gI
2/100g為更佳,以150~240 gI
2/100g為尤佳,以170~220 gI
2/100g為最佳。藉由使用碘價為上述範圍內之油(B),可將所獲得之橡膠交聯物做成低溫特性及耐起霜性更為優異者。
在本發明之充油共軛二烯系聚合物中,油(B)相對於前述共軛二烯系聚合物(A)100重量份之含量為5~60重量份。油(B)相對於共軛二烯系聚合物(A)100重量份之含量並不特別限定,但以10~55重量份為佳,以15~50重量份為較佳,以20~45重量份為更佳,以25~45重量份為尤佳。藉由將油(B)之含量做成上述範圍內,可將充油共軛二烯系聚合物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異的橡膠交聯物者。
本發明之充油共軛二烯系聚合物的慕尼黏度(ML1+4,100℃)並不特別限定,但以10~200為佳,以15~150為較佳,以20~100為更佳,以25~80為尤佳。藉由將慕尼黏度做成上述範圍內,可將充油共軛二烯系聚合物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異的橡膠交聯物者。慕尼黏度(ML1+4,100℃)依循JIS K6300來量測。
〈充油共軛二烯系聚合物的製造方法〉
本發明之充油共軛二烯系聚合物,可透過將共軛二烯系聚合物(A)以油(B)伸展來製造。
本發明之充油共軛二烯系聚合物可合宜藉由「透過溶液聚合法來製備共軛二烯系聚合物(A)的溶液,將該溶液與油(B)混合後,由所獲得之混合溶液去除揮發成分」來製造。
在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A),舉例而言,可透過在惰性溶劑中,使用聚合起始劑將至少包含共軛二烯化合物之單體混合物聚合來獲得。共軛二烯系聚合物(A)以透過溶液聚合法聚合為佳。
作為包含於單體混合物之共軛二烯化合物,可舉出於前所述之與以得用以構成共軛二烯系聚合物(A)的共軛二烯化合物之形式示例者相同者。再者,單體混合物亦可視需求包含於上已述之含有芳族乙烯單體、能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物、其他單體。
作為使用於聚合的惰性溶劑,只要係在溶液聚合中通常使用者且不阻礙聚合反應者即不特別限定。作為惰性溶劑的具體例,可列舉:丁烷、戊烷、己烷、庚烷、2-丁烯等鏈狀脂族烴;環戊烷、環己烷、環己烯等脂環烴;苯、甲苯、二甲苯等芳烴等。此等惰性溶劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。惰性溶劑的使用量,舉例而言,單體濃度為1~50重量%,良佳為呈10~40重量%之量。
並且,作為使用於聚合的聚合起始劑,只要係可使包含共軛二烯系化合物之單體混合物聚合者即不特別限定。作為其具體例,可列舉:有機鹼金屬化合物、有機鹼土類金屬化合物及以鑭系金屬化合物等為主觸媒的聚合起始劑。作為有機鹼金屬化合物,可列舉例如:有機鋰化合物、有機鈉化合物、有機鉀化合物等,具體而言,可列舉:正丁基鋰、二級丁基鋰、三級丁基鋰、己基鋰、苯基鋰、二苯乙烯鋰等有機一鋰化合物;二鋰甲烷、1,4-二鋰丁烷、1,4-二鋰-2-乙基環己烷、1,3,5-三鋰苯、1,3,5-參(鋰代甲基)苯等有機多元鋰化合物;萘鈉等有機鈉化合物;萘鉀等有機鉀化合物等。並且,作為有機鹼土類金屬化合物,可列舉例如:二正丁基鎂、二正己基鎂、二乙氧基鈣、二硬脂酸鈣、二(三級丁氧基)鍶、二乙氧基鋇、二異丙氧基鋇、二乙基巰基鋇、二(三級丁氧基)鋇、二苯氧基鋇、二乙胺基鋇、二硬脂酸鋇、二羰自由基鋇等。作為以鑭系金屬化合物為主觸媒的聚合起始劑,可舉出例如以由鑭、鈰、鐠、釹、釤、釓等鑭系金屬與羧酸及含磷有機酸等而成之鑭系金屬的鹽為主觸媒,由其與烷基鋁化合物、有機氫化鋁化合物、有機鹵化鋁化合物等輔觸媒而成之聚合起始劑等。此等聚合起始劑之中,以使用有機一鋰化合物及有機多元鋰化合物為佳,以使用有機一鋰化合物為較佳,以使用正丁基鋰為尤佳。此外,有機鹼金屬化合物亦可預先與二丁基胺、二己基胺、二苄基胺、吡咯啶、哌啶、六亞甲亞胺及七亞甲亞胺等二級胺化合物進行反應,做成有機鹼金屬醯胺化合物使用。藉由將有機鹼金屬醯胺化合物作為聚合起始劑使用,可將所獲得之橡膠交聯物做成低燃料消耗特性及耐磨耗特性更加優異者。此等聚合起始劑可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
聚合起始劑的使用量可因應定為目標之共軛二烯系聚合物(A)的分子量分布曲線來決定即可,但每1000 g單體通常為1~50 mmol――良佳為1.5~20 mmol,較佳為2~15 mmol――之範圍。
於使用聚合起始劑起始聚合後,亦可進行「將聚合起始劑進一步添加至聚合系統繼續聚合」這樣的聚合起始劑之追加操作。進行聚合起始劑之追加操作的時間點與進行聚合起始劑之追加操作的次數並不特別限定,可因應定為目標之共軛二烯系聚合物(A)的分子量分布曲線來決定即可,但進行追加操作的時間點以定為聚合轉化率達到10~90%的階段為佳,以定為聚合轉化率達到30~70%的階段為較佳。就含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物之加工性優異的觀點而言,以追加操作結束後使之共聚合為佳。每1次追加操作之聚合起始劑的使用量並不特別限定,可因應於定為目標之共軛二烯系聚合物(A)的分子量分布曲線來決定即可,但相對於在聚合起始時使用之聚合起始劑1莫耳,良佳為1~99莫耳,較佳為1.2~20莫耳。
聚合溫度通常為−80~+150℃――良佳為0~100℃,較佳為30~90℃――之範圍。作為聚合形式,亦可採用批次式、連續式等任一形式,但就易於控制共軛二烯單體單元與芳族乙烯單體單元之鍵結的雜亂性之點而言,以批次式為佳。
並且,在聚合包含共軛二烯化合物的單體混合物時,為了調節在所獲得之共軛二烯系聚合物(A)中之共軛二烯單體單元中的乙烯基鍵結含量,以將極性化合物添加至惰性有機溶劑為佳。作為極性化合物,可列舉例如:二丁基醚、四氫呋喃等醚化合物;四甲基乙二胺等三級胺;鹼金屬烷氧化物;膦化合物等。此等之中,以醚化合物及三級胺為佳,以三級胺為較佳,以四甲基乙二胺為尤佳。此等極性化合物可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。極性化合物的使用量因應定為目標之乙烯基鍵結含量來決定即可,相對於聚合起始劑1莫耳,良佳為0.001~100莫耳,較佳為0.01~10莫耳。若極性化合物的使用量為此範圍,則共軛二烯單體單元中之乙烯基鍵結含量的調節容易,且亦難以產生由聚合起始劑的失去活性所致之不良狀況。
在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A)亦可由具備以下工序之製造方法來獲得:在惰性溶劑中,將包含異戊二烯之單體(a1)透過聚合起始劑聚合以形成具有活性末端之聚合物嵌段(A1)的工序;將前述具有活性末端之聚合物嵌段(A1)與包含1,3-丁二烯之單體(a2)混合使聚合反應繼續,使包含異戊二烯單體單元之聚合物嵌段(A1)與包含1,3-丁二烯之單體單元聚合物嵌段(A2)一連串形成的工序。作為此種製造方法,舉例而言,可採用國際專利公開第2019/073828號所記載之製造方法。
藉由採用此種製造方法,可將共軛二烯系聚合物(A)做成包含「包含異戊二烯單體單元之聚合物嵌段(A1)與包含1,3-丁二烯單體單元之聚合物嵌段(A2)一連串形成者」者。
作為用以形成聚合物嵌段(A1)之單體(a1),只要係含有異戊二烯者即可,只要使用因應定為目標之聚合物嵌段(A1)之單體組成的單體即可。
聚合物嵌段(A1)只要係含有異戊二烯單體單元者即可,並不特別限定,可為僅由異戊二烯單體單元而成者,或者亦可為由異戊二烯單體單元與異戊二烯單體單元以外的單體單元而成者。作為在此情況下之異戊二烯單體單元以外的單體單元,可合宜舉出芳族乙烯單體單元,聚合物嵌段(A1)以除了含有異戊二烯單體單元以外,亦還含有芳族乙烯單體單元者為佳。
聚合物嵌段(A2)只要係含有1,3-丁二烯單體單元者即可,並不特別限定,可為僅由1,3-丁二烯單體單元而成者,或者亦可為由1,3-丁二烯單體單元與1,3-丁二烯單體單元以外的單體單元而成者。作為在此情況下之1,3-丁二烯單體單元以外的單體單元,可合宜舉出芳族乙烯單體單元,聚合物嵌段(A2)以除了含有1,3-丁二烯單體單元以外,亦還含有芳族乙烯單體單元者為佳。
並且,以於聚合物嵌段(A1)及聚合物嵌段(A2)之至少一者含有「含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物的單元」為佳,以至少於聚合物嵌段(A2)含有「含有能夠對於氧化矽進行交互作用的官能基之乙烯化合物的單元」為較佳。
聚合物嵌段(A2)藉由將於上已述之具有活性末端之聚合物嵌段(A1)與包含1,3-丁二烯之單體(a2)混合使聚合反應繼續,與聚合物嵌段(A1)一連串形成。形成之聚合物嵌段(A2)成為具有活性末端者。另一方面,就聚合物嵌段(A1)而言,活性末端消失。
在具有活性末端之聚合物鏈中之聚合物嵌段(A1)與聚合物嵌段(A2)的重量比(在存在多個聚合物嵌段(A1)、聚合物嵌段(A2)的情況下,以各自的總重量定為基準的重量比),以(聚合物嵌段(A1)的重量)/(聚合物嵌段(A2)的重量)計,以0.001~0.2為佳,以0.005~0.1為較佳,以0.01~0.05為尤佳。
如上述操作可於惰性溶劑中獲得共軛二烯系聚合物鏈。並且,如此操作而獲得之共軛二烯系聚合物鏈通常成為具有活性末端者。
對於包含活性末端之共軛二烯系聚合物鏈,以藉由使之與耦合劑反應,形成耦合聚合物鏈為佳。作為耦合劑並不特別限定,但可列舉:四氯化矽、甲基三氯矽烷、二甲基二氯矽烷、三甲基氯矽烷、四氯化錫、甲基三氯錫、二甲基二氯錫、三甲基氯錫、四甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、二甲氧基二甲基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、二甲氧基二乙基矽烷、二乙氧基二甲基矽烷、四乙氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、二乙氧基二乙基矽烷、雙(三氯矽基)甲烷、1,2-雙(三氯矽基)乙烷、1,3-雙(三氯矽基)丙烷、1,4-雙(三氯矽基)丁烷、1,5-雙(三氯矽基)戊烷、1,6-雙(三氯矽基)己烷等。作為耦合劑,因應定為目標之共軛二烯系聚合物(A)的分子量分布曲線來決定即可,但以使用3官能以上的耦合劑為佳,以使用4官能以上的耦合劑為更佳。
在使用耦合劑的情況下,以下述為佳:藉由對於透過上述之聚合方法而獲得之具有活性末端之聚合物鏈的一部分,進行耦合反應,使耦合聚合物鏈形成,獲得含有具有活性末端之聚合物鏈與耦合聚合物鏈的溶液。作為在此情況下之耦合劑的使用量並不特別限定,因應定為目標之共軛二烯系聚合物(A)的分子量分布曲線來決定即可,但相對於在聚合起始時使用之聚合起始劑1莫耳,以耦合劑的官能基換算計,良佳為0.01~0.4莫耳,較佳為0.02~0.3莫耳。藉由耦合劑之添加,具有活性末端之聚合物鏈在活性末端中進行耦合反應,藉此,經耦合反應之聚合物鏈變得活性末端消失,成為不具有活性末端者,而未進行耦合反應之聚合物鏈的活性末端則會維持原樣。
對於包含於藉由聚合而獲得之共軛二烯系聚合物鏈的活性末端或得包含於耦合反應後之共軛二烯系聚合物鏈的活性末端,以藉由使改質劑反應,將共軛二烯系聚合物(A)做成具有改質基的共軛二烯系聚合物為佳。作為改質劑,可使用於上已述者作為用以形成在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A)所得含有之改質基的改質劑。
對於共軛二烯系聚合物鏈的活性末端,在使上述之改質劑反應時之改質劑的使用量並不特別限定,但作為相對於具有活性末端之聚合物鏈的活性末端1莫耳之改質劑的量(在使用有機鹼金屬化合物作為聚合起始劑的情況下,相對於有機鹼金屬化合物中的金屬原子1莫耳之改質劑的量),以0.01~10.0莫耳為佳,以0.02~5.0莫耳為較佳,以0.05~2.0莫耳為尤佳。此外,作為改質劑可使用於上已述者,但亦可分別單獨使用或者組合2種以上使用。
並且,作為對於共軛二烯系聚合物鏈的活性末端使改質劑反應之方法並不特別限定,但可舉出將具有活性末端之聚合物鏈與改質劑在能夠溶解此等的溶劑中混合的方法等。作為此時所使用之溶劑,可使用以使用於於上已述之共軛二烯系聚合物(A)的聚合之溶劑的形式示例者等。並且,在此時,將於上述獲得之具有活性末端的聚合物鏈,做成使用於此聚合之聚合溶液原本的狀態,在此添加改質劑的方法簡便而為佳。此外,在此時,改質劑亦可溶解於於上已述之聚合所使用之惰性溶劑並添加至聚合系統內,其溶液濃度,以做成1~50重量%之範圍為佳。反應溫度並不特別限定,但通常為0~120℃,反應時間並不特別限定,但通常為1分鐘~1小時。
於含有具有活性末端之聚合物鏈的溶液添加改質劑的時機並不特別限定,但在聚合反應未完成而含有具有活性末端之聚合物鏈的溶液亦含有單體的狀態,更加具體而言,含有具有活性末端之聚合物鏈的溶液含有100 ppm以上,較佳為含有300~50,000 ppm之單體的狀態下,以於此溶液添加改質劑為符合期望。藉由進行此種改質劑之添加,抑制具有活性末端之聚合物鏈與包含於聚合系統中的雜質等之副反應,而變得能夠良好控制反應。
良佳對於藉由聚合而獲得之共軛二烯系聚合物鏈的活性末端或視需求與耦合劑或改質劑反應後得殘留的活性末端,添加甲醇及異丙醇等醇或水等聚合停止劑,使未反應之活性末端失去活性。
於透過以上方法而獲得之共軛二烯系聚合物(A)之溶液,亦可依期望添加酚系穩定劑、磷系穩定劑、硫系穩定劑等抗老化劑。抗老化劑的添加量,只要因應於其種類等適當決定即可。
而且,透過以上方法而獲得之共軛二烯系聚合物(A)的溶液與作為增量油的油(B)混合後,透過由獲得之混合溶液去除揮發成分,可製造本發明之充油共軛二烯系聚合物。
作為由混合溶液去除揮發成分的方法,可列舉例如:蒸汽汽提法或者將混合液在減壓下加熱之手法等。
亦可依期望,混合單體組成、分子結構、分子量分布曲線等相異之2種以上的共軛二烯系聚合物,獲得在本發明使用之共軛二烯系聚合物(A)。於混合2種以上的共軛二烯系聚合物時,可將2種以上的共軛二烯系聚合物在聚合物溶液的狀態下混合,亦可在固體的狀態下混合,但以將2種以上的共軛二烯系聚合物在溶液的狀態下混合為佳。亦即,以分別準備供於混合之2種以上的共軛二烯系聚合物的溶液,將準備之各溶液混合為較佳。
〈橡膠組成物〉
本發明之橡膠組成物含有於上已述之本發明之充油共軛二烯系聚合物與填充劑。
本發明之橡膠組成物亦可含有共軛二烯系聚合物(A)以外的其他聚合物。作為其他的聚合物,舉例而言,係謂天然橡膠(亦可為環氧化天然橡膠(ENR)、氫化天然橡膠(HNR)、去蛋白質天然橡膠(DPNR)、高純度天然橡膠(UPNR)、接枝化天然橡膠等改質天然橡膠。)、聚異戊二烯橡膠、乳化聚合苯乙烯-丁二烯共聚橡膠、溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚橡膠、聚丁二烯橡膠(亦可為高順式BR、低順式BR。並且,亦可為包含由1,2-聚丁二烯聚合物而成之結晶纖維的聚丁二烯橡膠。)、苯乙烯-異戊二烯共聚橡膠、丁二烯-異戊二烯共聚橡膠、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯共聚橡膠、丙烯腈-丁二烯共聚橡膠、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚橡膠、丁基橡膠(IIR)、乙烯-丙烯共聚物、氯丁二烯橡膠、腈基氯丁二烯橡膠及腈及異戊二烯橡膠等之中,於上已述之共軛二烯系聚合物(A)以外者。此等之中,以天然橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚丁二烯橡膠及溶液聚合苯乙烯-丁二烯共聚橡膠為佳,以聚丁二烯橡膠為較佳。此等聚合物,可分別單獨使用,或者組合天然橡膠與聚丁二烯橡膠、天然橡膠與苯乙烯-丁二烯共聚橡膠等使用,組合2種以上使用。
在本發明之橡膠組成物中,本發明之充油共軛二烯系聚合物,以占橡膠組成物中的聚合物成分之10~100重量%為佳,以占50~100重量%為尤佳。藉由在此種比例,於聚合物成分中包含本發明之充油共軛二烯系聚合物,可將橡膠組成物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異之橡膠交聯物者。
作為填充劑,可列舉例如:氧化矽、矽酸鈣、矽酸鋁、碳黑、碳酸鈣、滑石、氫氧化鋁、氧化鋁、黏土及雲母等。此等之中,就可更加提高所獲得之橡膠交聯物的低溫特性及耐起霜性這一點而言,以碳黑及氧化矽為佳,以氧化矽為較佳。此等可分別單獨使用或者組合2種以上使用。舉例而言,可併用碳黑及氧化矽。
作為氧化矽,可列舉例如:乾式法白碳、溼式法白碳、矽酸膠、沉澱氧化矽、矽酸鈣、矽酸鋁等。此等之中,以含水矽酸作為主成分之溼式法白碳為佳。並且,亦可使用於碳黑表面承載有氧化矽的碳-氧化矽雙相填料。此等氧化矽可分別單獨使用或者組合2種以上使用。使用之氧化矽的氮吸附比表面積(遵循ASTM D3037-81 以BET法量測),良佳為20~400 m
2/g,較佳為50~220 m
2/g,尤佳為80~170 m
2/g。並且,氧化矽的pH以5~10為佳。
作為氧化矽,舉例而言,可使用各式各樣的市售氧化矽。可列舉例如:PPG Industries公司製的「Hi-Sil210」、「Hi-Sil233」、「Hi-Sil243LD」;Solvay公司製的「Zeosil 1115MP」、「Zeosil 1165MP」、「Zeosil 165GR」;贏創公司製的「ULTRASIL VN2」、「ULTRASIL VN3」、「ULTRASIL 7000GR」、「ULTRASIL 9100GR」;東曹矽化工公司製的「NIPSIL VN3」、「NIPSIL AQ」、「NIPSIL ER」、「NIPSIL RS-150」等。
作為碳黑,可列舉例如:爐黑、乙炔黑、熱碳黑、槽黑及石墨。作為槽黑,可列舉例如:EPC、MPC及CC。作為爐黑,可列舉例如:SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF及ECF。作為熱碳黑,可列舉例如:FT及MT。碳黑可分別單獨使用或者組合2種以上使用。
在本發明之橡膠組成物中之填充劑的摻合量,相對於橡膠組成物中的聚合物成分100重量份,良佳為10~250重量份,較佳為5~150重量份,更佳為20~130重量份。藉由將填充劑的摻合量做成上述範圍,可將橡膠組成物做成可造就加工性優異、低溫特性及耐起霜性更為優異之橡膠交聯物者。
於本發明之橡膠組成物,就進一步改良所獲得之橡膠交聯物之特性的觀點而言,亦可進一步摻合矽烷耦合劑。作為矽烷耦合劑並不特別限定,可使用各種矽烷耦合劑,但在本發明中,可合宜使用硫化物系、巰基系、封端巰基系(例如持有羰硫基者)、硫氰酸鹽系、乙烯基系、胺基系、甲基丙烯酸酯系、環氧丙氧基系、硝基系、環氧基系或氯系之矽烷耦合劑。作為矽烷耦合劑的具體例,可列舉:二硫化雙[3-(三乙氧矽基)丙基]、三硫化雙[3-(三乙氧矽基)丙基]、四硫化雙[3-(三乙氧矽基)丙基]、γ-巰基丙基三乙氧矽烷、3-[乙氧雙(3,6,9,12,15-五氧基二十八-1-基氧基)矽基]-1-丙硫醇、3-辛醯硫基-1-丙基三乙氧基矽烷、四硫化-3-三甲氧基矽基丙基-N,N-二甲基胺硫甲醯基、四硫化-γ-三甲氧基矽基丙基苯并噻唑基、3-硫氰酸基丙基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、N-(β-胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、一硫化甲基丙烯酸-3-三甲氧基矽基丙酯、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-硝基丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧資矽烷及3-氯丙基三甲氧基矽烷等。並且,亦可使用Momentive Performance Materials公司製的NXT-Z100、NXT-Z30、NXT-Z45、NXT-Z60、NXT、贏創公司製的Si69、Si75、VP Si363等。此等矽烷耦合劑可分別單獨使用或者組合2種以上使用。並且,亦可使此等1種或2種以上預先低聚合,在經低聚合的狀態下使用。矽烷耦合劑的摻合量相對於填充劑100重量份,良佳為0.1~30重量份,較佳為1~15重量份。
再者,本發明之橡膠組成物於上述成分以外可依循常法分別摻合需求量之抗老化劑、活化劑、加工油、塑化劑、滑劑、賦黏劑等摻合劑。
為了獲得本發明之橡膠組成物,只要依循常法混練本發明之充油共軛二烯系聚合物與填充劑與視需求使用的其他成分即可。混練溫度良佳為80~200℃,較佳為120~180℃,混練時間良佳為30秒~30分鐘。
〈交聯性橡膠組成物〉
本發明之交聯性橡膠組成物含有於上已述之本發明之橡膠組成物與交聯劑。
作為交聯劑,可列舉例如:硫、鹵化硫等含硫化合物、有機過氧化物、醌二肟類、有機多元胺化合物、具有羥甲基之烷基酚樹脂等。此等之中,以使用硫為佳。交聯劑的摻合量相對於橡膠組成物中之聚合物成分100重量份,良佳為0.1~15重量份,較佳為0.5~5重量份,尤佳為1~4重量份。
再者,本發明之交聯性橡膠組成物於上述成分以外可依循常法分別摻合需求量之交聯促進劑、交聯活性化劑、抗老化劑、活化劑、加工油、塑化劑、滑劑、賦黏劑等摻合劑。
在使用硫或含硫化合物作為交聯劑的情況下,以併用交聯促進劑及交聯活性化劑為佳。作為交聯促進劑,可列舉例如:次磺醯胺系交聯促進劑;胍系交聯促進劑;硫脲系交聯促進劑;噻唑系交聯促進劑;二硫化四甲胺硫甲醯基系交聯促進劑;二硫胺甲酸系交聯促進劑;黃原酸鹽系交聯促進劑等。此等之中,以包含次磺醯胺系交聯促進劑者為佳。此等交聯促進劑可分別單獨使用或者組合2種以上使用。交聯促進劑的摻合量相對於交聯性橡膠組成物中的聚合物成分100重量份,良佳為0.1~15重量份,較佳為0.5~5重量份,尤佳為1~4重量份。
作為交聯活性化劑,可列舉例如:硬脂酸等高脂肪酸;氧化鋅等。此等交聯活性化劑可分別單獨使用或者組合2種以上使用。交聯活性化劑的摻合量相對於交聯性橡膠組成物中的聚合物成分100重量份,良佳為0.05~20重量份,尤佳為0.5~15重量份。
為了獲得本發明之交聯性橡膠組成物,只要依循常法混練各成分即可,舉例而言,可在將排除交聯劑或交聯促進劑等對熱不穩定之成分的成分與充油共軛二烯系聚合物與填充劑混練後,於此混練物混合交聯劑或交聯促進劑等對熱不穩定之成來分獲得目標之組成物。排除對熱不穩定之成分的成分與充油共軛二烯系聚合物與填充劑的混練溫度良佳為80~200℃,較佳為120~180℃,其混練時間良佳為30秒~30分鐘。並且,此混練物與對熱不穩定之成分的混合通常在冷卻至100℃以下──良佳為80℃以下──之後進行。
〈橡膠交聯物〉
本發明之橡膠交聯物係將於上已述之本發明之交聯性橡膠組成物交聯而成者。
本發明之橡膠交聯物可藉由使用本發明之交聯性橡膠組成物,舉例而言,透過對應所期望之形狀的成形機如擠製機、射出成形機、壓縮機、輥等來進行成形,透過加熱來進行交聯反應,以橡膠交聯物之形狀將形狀固定化來製造。在此情況下,可預先成形後再交聯,亦可與成形同時進行交聯。成形溫度通常為10~200℃,良佳為25~120℃。交聯溫度通常為100~200℃,良佳為130~190℃,交聯時間通常為1分鐘~24小時,良佳為2分鐘~12小時,尤佳為3分鐘~6小時。
並且,依據橡膠交聯物的形狀、大小等,由於有即使表面已交聯而未充分交聯至內部的情形,故亦可進一步加熱進行二次交聯。
作為加熱方法,只要適當選擇加壓加熱、蒸汽加熱、烘箱加熱、熱風加熱等用於橡膠之交聯的一般方法即可。
如此操作而獲得之本發明之橡膠交聯物由於係使用於上已述之本發明之充油共軛二烯系聚合物而獲得者,故係低溫特性及耐起霜性優異者。是故,本發明之橡膠交聯物可活用其優異特性,使用於例如輪胎中之胎面行駛面、胎面基部、胎體、胎側、胎圈部等輪胎各部位的材料;軟管、皮帶、基墊、橡膠緩衝墊、其他各種工業用品的材料;樹脂的耐衝擊性改良劑;樹脂薄膜緩衝劑;鞋底;橡膠鞋;高爾夫球;玩具等各種用途。尤其,本發明之橡膠交聯物由於低燃料消耗特性及耐磨耗特性優異,故合適於輪胎的材料。
『實施例』
以下進一步依據詳細之實施例說明本發明,但本發明並不受限於此等實施例。此外,在以下之「份」,除非特別註記否則係重量基準。並且,試驗及評價依循下述進行。
〔油(B)之UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]〕
對於油(B),使用微差折射率偵測器進行凝膠滲透層析法(GPC)分析,獲得溶析曲線。求出在所獲得之溶析曲線中之源自油(B)的溶析面積(單位:mV×sec)作為RI偵測面積[X
RI]。並且,除了使用紫外線吸光偵測器代替微差折射率偵測器以外,比照上述操作獲得溶析曲線,求出在所獲得之溶析曲線中之源自油(B)的溶析面積(單位:mV×sec)作為UV偵測面積[X
UV]。然後,藉由將UV偵測面積[X
UV]除以RI偵測面積[X
RI],算出UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]。凝膠滲透層析法之具體的量測條件定為如下。
量測器:高效液相層析儀(東曹公司製,商品名「HLC-8320」)
管柱:東曹公司製聚苯乙烯系管柱,商品名「GMH-HR-H」連結為兩根串聯。
偵測器:微差折射率(RI)、紫外線吸光(UV)
溶析液:四氫呋喃
管柱溫度:40℃
〔油(B)的最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]〕
對於油(B)進行微差掃描熱量量測(DSC),觀察所獲得之圖表界定圖表中的熔解熱尖峰。在於圖表中觀察到多個熔解熱尖峰的情況下,首先,求出對應各熔解熱尖峰之熱量的圖表面積(為各熔解熱尖峰之尖峰輪廓與基線所包圍之部分的面積),隨後,藉由算出對應各熔解熱尖峰之熱量之圖表面積的總和,求出對應總熔解熱量的圖表面積。然後,在相對於對應總熔解熱量的圖表面積,對應任意熔解熱尖峰的熱量的圖表面積為10面積%以上的情況下,將該熔解熱尖峰界定為對於總熔解熱量表現10%以上之熱量的熔解熱尖峰。然後,針對對於總熔解熱量表現10%以上之熱量的熔解熱尖峰中之具有最高尖峰溫度的熔解熱尖峰,求出外推熔解起始溫度[T
im - max]。於此,在本說明書中,外推熔解起始溫度係在熔解熱尖峰之尖峰輪廓中的低溫側區域中,對應呈最大梯度之部分的切線與基線之交點的溫度。此外,在於圖表中僅觀察到1個熔解熱尖峰的情況下,求出該熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度。微差掃描熱量量測的具體的量測條件定為如下。
量測器:微差掃描熱量量測裝置(PerkinElmer製,商品名「DSC8500」)
升溫速度:20℃/分鐘
沖洗氣體:氦
〔共軛二烯系聚合物的重量平均分子量、耦合率〕
共軛二烯系聚合物的重量平均分子量透過凝膠滲透層析法(GPC)獲得依據聚苯乙烯換算之分子量的圖表,依據所獲得之圖表而求出。凝膠滲透層析法的具體的量測條件定為如下。
量測器:高效液相層析儀(東曹公司製,商品名「HLC-8320」)
管柱:東曹公司製聚苯乙烯系管柱,商品名「GMH-HR-H」連結為兩根串聯。
偵測器:微差折射率(RI)
溶析液:四氫呋喃
管柱溫度:40℃
此外,耦合率藉由「在透過上述條件的凝膠滲透層析法而獲得之溶析曲線中,界定具有最小的峰頂分子量(對應於耦合反應前的聚合物鏈的峰頂分子量)的尖峰後,求出具有該尖峰之峰頂分子量的1.5倍以上之峰頂分子量(對應耦合聚合物的峰頂分子量)之部分的溶析面積,將此除以全部溶析面積,轉換為百分率」來求出。
〔共軛二烯系聚合物的芳族乙烯單體單元含量、乙烯基鍵結含量〕
共軛二烯系聚合物的芳族乙烯單體單元含量及乙烯基鍵結含量係透過
1H-NMR來量測。
〔充油共軛二烯系聚合物的慕尼黏度(ML1+4,100℃)〕
依循JIS K6300,使用慕尼黏度計(島津製作所公司製)來量測。
〔橡膠交聯物的tanδ尖峰溫度指數(低溫特性)〕
由厚度2 mm之片狀的橡膠交聯物,獲得長度50 mm、幅寬12.7 mm、厚度2 mm之試驗片。對於所獲得之試驗片使用ARES-G2(TA Instruments公司製),在動態應變0.5%、頻率10 Hz的條件下量測−100℃至20℃時之tanδ。在以上述條件獲得之圖表中,求出tanδ的值變得最高時的溫度(單位:℃)。然後,對於實施例1~3及比較例2~3的結果,求出將在比較例1中之tanδ尖峰溫度(單位:℃)定為100的情況下之在各實施例、比較例中之tanδ尖峰溫度的指數,定為tanδ尖峰溫度指數。並且,對於實施例4~5及比較例5的結果,求出將在比較例4中之tanδ尖峰溫度(單位:℃)定為100的情況下之在各實施例、比較例中之tanδ尖峰溫度的指數,定為tanδ尖峰溫度指數。此外,在比較例1及比較例4中之tanδ尖峰溫度未達0℃,tanδ尖峰溫度指數愈大,意謂tanδ尖峰溫度愈低。tanδ尖峰溫度指數愈大,可判斷為低溫特性愈優異。
〔橡膠交聯物的耐起霜性〕
將在各實施例、比較例獲得之片狀的橡膠交聯物儲存在溫度23℃、溼度50%的氣體環境下4週,以目視觀察橡膠交聯物表面的起霜狀況。將看不到起霜者定為〇,將看得到起霜者定為╳。愈看不到噴霜,則耐起霜性愈優異。
(聚合例1[共軛二烯系聚合物A1的聚合溶液a1])
將內容積30 L之附有攪拌裝置的不鏽鋼製聚合反應器之中以乾燥氮氣置換。其次,將工業用己烷(住友化學公司製,商品名:己烷(一般品),密度0.68 g/mL)13.77 kg、環己烷1.76 kg、1,3-丁二烯555 g、苯乙烯900 g、N,N,N′,N′-四甲基乙烯二胺6.33 mmol放入上述聚合反應器內。其次,將系統內所包含之阻礙聚合之雜質的中和所需要之量的含有正丁基鋰(n-BuLi)之正己烷溶液添加至聚合反應器內,再來,將含有9.31 mmol正丁基鋰(n-BuLi)的正己烷溶液放入聚合反應器內,在攪拌速度160 rpm、聚合反應器內溫度40℃的條件下攪拌混合液。自聚合起始經過30分鐘後,於上述混合液耗費85分鐘連續供應1,3-丁二烯864 g、耗費70分鐘連續供應苯乙烯129 g,同時進行混合液的攪拌。自聚合起始經過135分鐘後,於上述混合液耗費3分鐘連續供應1,3-丁二烯38 g,同時進行混合液的攪拌,進一步進行攪拌12分鐘,藉此獲得聚合溶液。聚合反應中的最高溫度為70℃。其次,於所獲得之聚合溶液添加1,6-雙(三氯矽基)己烷0.22 mmol攪拌15分鐘後,以環氧基的含量成為0.34 mmol之方式添加由下述式(10)所示之聚有機矽氧烷,使之反應20分鐘。之後,添加相當於使用之正丁基鋰的2倍莫耳量的甲醇作為聚合停止劑,進一步攪拌聚合溶液5分鐘。隨後,於此溶液添加相對於共軛二烯系橡膠100份為0.20份之2,4-雙(辛硫甲基)-6-甲基酚(RIANOX公司製,商品名:RIANOX1520)作為抗老化劑並攪拌,藉此獲得包含共軛二烯系聚合物A1的聚合溶液a1。
『化9』
採集10 g所獲得之聚合溶液a1,在55℃減壓乾燥12小時,藉此獲得共軛二烯系聚合物A1。對於所獲得之共軛二烯系聚合物A1,依循上述方法量測的結果,重量平均分子量(Mw)為717,000,耦合率為32.9%,苯乙烯單元含量為41.2重量%,丁二烯單元中的乙烯基鍵結含量為32.5莫耳%。
(聚合例2[共軛二烯系聚合物A2的聚合溶液a2])
在內容積20 L之附有攪拌裝置的不鏽鋼製聚合反應器之中以乾燥氮氣置換。其次,將工業用己烷(住友化學公司製,商品名:己烷(一般品),密度0.68 g/mL)8.84 kg、四氫呋喃6.95 mL、乙烯二醇二丁基醚0.57 mL、1,3-丁二烯693 g、苯乙烯228 g放入上述聚合反應器內。其次,將包含於系統內所包含之阻礙聚合之雜質的中和所需要之量的含有正丁基鋰(n-BuLi)之正己烷溶液添加至聚合反應器內,再來,將含有6.99 mmol正丁基鋰(n-BuLi)的正己烷溶液放入聚合反應器內,在攪拌速度160 rpm、聚合反應器內溫度45℃的條件下攪拌混合液。自聚合起始經過7分鐘,於上述混合液分別耗費70分鐘連續供應1,3-丁二烯936 g及苯乙烯59 g,同時進行混合液的攪拌,自聚合起始經過15分鐘後,於上述混合液將雙(二乙胺基)甲基乙烯基矽烷3.72 mmol放入聚合反應器內。自聚合起始經過90分鐘後,添加四氯矽烷0.524 mmol攪拌15分鐘後,將係為改質劑之[3-(二乙胺基)丙基]三甲氧基矽烷8.11 mmol添加至聚合溶液,攪拌15分鐘。其次,將含有12.17 mmol n-BuLi之正己烷溶液添加至聚合溶液,攪拌15分鐘。隨後,將含有1.2 mL甲醇之己烷溶液20 mL放入聚合反應器內,攪拌聚合溶液5分鐘。聚合反應中的最高溫度為70℃。隨後,於此溶液添加相對於共軛二烯系橡膠100份為0.20份之2,4-雙(辛硫甲基)-6-甲基酚(RIANOX公司製,商品名:RIANOX1520)作為抗老化劑並攪拌,藉此獲得包含共軛二烯系聚合物A2的聚合溶液a2。
採集10 g所獲得之聚合溶液a2,在55℃下減壓乾燥12小時,藉此獲得共軛二烯系聚合物A2。對於所獲得之共軛二烯系聚合物A2,依循上述方法量測的結果,重量平均分子量(Mw)為981,000,耦合率為49.2%,苯乙烯單元含量為14.5重量%,丁二烯單元中的乙烯基鍵結含量為24.7莫耳%。
在下述實施例及比較例中,使用下述油B1~B6。
油B1:植物油『DELICA ACE HOL』(Nisshin OilliO公司製,商品名:DELICA ACE HOL,碘價66)
油B2:植物油『大豆油』(Nisshin OilliO公司製,商品名:大豆油,碘價130)
油B3:植物油『亞麻仁油』(Nisshin OilliO公司製,商品名:亞麻仁油,碘價190)
油B4:石油系芳族油『T-DAE』(ENEOS公司製,商品名:Aromax T-DAE,無熔解尖峰)
油B5:源自植物之油『Vivamax5000』(H&R公司製,商品名:Vivamax5000,無熔解尖峰)
油B6:植物油『純化棕櫚油』(Nisshin OilliO公司製,商品名:純化棕櫚油,碘價53)
對於油B1~B6,依循上述之方法量測UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]及最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]。結果揭示於表1。
(實施例1[充油共軛二烯系聚合物P1])
對於在聚合例1獲得之包含200 g共軛二烯系聚合物A1的聚合溶液a1,添加75 g油B1並攪拌,隨後,使所獲得之聚合溶液之大部分的揮發成分在常溫下蒸發24小時,再來,藉由在55℃下減壓乾燥12小時,獲得充油共軛二烯系聚合物P1。對於所獲得之充油共軛二烯系聚合物P1量測慕尼黏度。結果揭示於表1。
在容量250 ml的布拉本德型混合機中,將110重量份之充油共軛二烯系聚合物P1(作為橡膠成分80重量份)與聚丁二烯橡膠(日本瑞翁公司製,商品名:Nipol BR1220)20重量份捏煉30秒,隨後添加氧化矽(贏創公司製,商品名:ULTRASIL 7000GR)80重量份與矽烷耦合劑(贏創公司製,商品名:Si75)6.4重量份與碳黑(Cabot Japan公司製,商品名:N339)5.0重量份與氧化鋅(正同化學工業公司製,商品名:氧化鋅2種)3.0重量份與硬脂酸(新日本理化公司製,商品名:硬脂酸50S)2.0重量份與N-苯基-N′-(1,3-二甲基丁基)對伸苯基二胺(大內新興化學工業公司製,商品名:NOCRAC 6C)2.0重量份,進一步混練4.5分鐘,將一次混練後之橡膠組成物自Labo Plastomill釋放。該橡膠組成物之釋放時的Labo Plastomill的指示溫度為160℃。將一次混練後之橡膠組成物冷卻至室溫後,再度於布拉本德型混合機中,將110℃定為起始溫度混練3分鐘後,將二次混練後之橡膠組成物自Labo Plastomill釋放。隨後,在50℃的開放式輥於二次混練後之橡膠組成物加入硫(鶴見化學工業公司製,商品名:金華印微粉硫200目)1.5重量份與N-環己基-2-苯并噻唑次磺醯胺(大內新興化學工業公司製,商品名:NOCCELER CZ-G)1.5重量份與1,3-二苯胍(大內新興化學工業公司製,商品名:NOCCELER D)2.0重量份,將此等在設定為50℃之開放式輥混練,藉此獲得片狀的交聯性橡膠組成物。
藉由將所獲得之片狀的交聯性橡膠組成物在160℃下加壓交聯35分鐘,獲得厚度2 mm之片狀的橡膠交聯物。使用所獲得之片狀的橡膠交聯物,製作試驗片,使用此試驗片透過上述之方法進行低溫特性及耐起霜性的評價。結果揭示於表2。
(實施例2、3、比較例1~3[充油共軛二烯系聚合物P2~P6])
除了添加表1所記載之種類的油(B2~B6)75 g代替油B1以外,比照實施例1操作獲得充油共軛二烯系聚合物(P2~P6)。對於所獲得之充油共軛二烯系聚合物量測慕尼黏度。結果揭示於表1。並且,除了使用所獲得之充油共軛二烯系聚合物以外,比照實施例1操作獲得片狀的橡膠交聯物,比照實施例1操作進行量測及評價。結果揭示於表2。
『表1』
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | |||
共軛二烯系聚合物(A) | ||||||||
種類 | A1 | |||||||
重量平均分子量 | 717,000 | |||||||
耦合率 | [%] | 32.9 | ||||||
苯乙烯單元含量 | [重量%] | 41.2 | ||||||
乙烯基鍵結含量 | [莫耳%] | 32.5 | ||||||
油(B) | ||||||||
種類 | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | ||
UV/RI偵測面積比[X UV/X RI] | 0.17 | 0.39 | 1.14 | 20.5 | 24.4 | 0.10 | ||
最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T im-max] | [℃] | −7.6 | −30.9 | −15.4 | — | — | 43.6 | |
碘價 | [gI 2/100g] | 66 | 130 | 190 | — | — | 53 | |
充油共軛二烯系聚合物 | ||||||||
種類 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | ||
共軛二烯系聚合物(A)的含量 | [重量份] | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
油(B)的含量 | [重量份] | 37.5 | 37.5 | 37.5 | 37.5 | 37.5 | 37.5 | |
慕尼黏度(ML1+4,100℃) | 35 | 33 | 33 | 52 | 55 | 33 |
『表2』
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | |||
橡膠組成物中的聚合物成分 | ||||||||
充油共軛二烯系聚合物(P1) | [重量份] | 110 | ||||||
充油共軛二烯系聚合物(P2) | [重量份] | 110 | ||||||
充油共軛二烯系聚合物(P3) | [重量份] | 110 | ||||||
充油共軛二烯系聚合物(P4) | [重量份] | 110 | ||||||
充油共軛二烯系聚合物(P5) | [重量份] | 110 | ||||||
充油共軛二烯系聚合物(P6) | [重量份] | 110 | ||||||
聚丁二烯橡膠 | [重量份] | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
評價 | ||||||||
tanδ尖峰溫度指數(低溫特性) | 127 | 159 | 168 | 100 | 83 | 115 | ||
耐起霜性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | ╳ |
如表2所示,相對於共軛二烯系聚合物(A)100重量份,使用(1)UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]為10以下且(2)最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]為23℃以下之油(B)5~60重量份來伸展而成之充油共軛二烯系聚合物為可造就低溫特性及耐起霜性優異之橡膠交聯物者(實施例1~3)。
另一方面,使用UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]並非10以下之油伸展而成之充油共軛二烯系聚合物為造就低溫特性差之橡膠交聯物者(比較例1、2)。
並且,使用最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]並非23℃以下之油伸展而成之充油共軛二烯系聚合物為造就耐起霜性差之橡膠交聯物者(比較例3)。
(實施例4[充油共軛二烯系聚合物P7])
對於在聚合例2獲得之包含200 g共軛二烯系聚合物A2的聚合溶液a2,添加50 g油B2並攪拌,隨後,使所獲得之聚合溶液之大部分的揮發成分在常溫下蒸發24小時,再來,藉由在55℃下減壓乾燥12小時,獲得充油共軛二烯系聚合物P7。對於所獲得之充油共軛二烯系聚合物P7量測慕尼黏度。結果揭示於表3。並且,除了使用100重量份所獲得之充油共軛二烯系聚合物P7(作為橡膠成分80重量份)以外,比照實施例1操作,獲得片狀的橡膠交聯物,比照實施例1操作進行量測及評價。結果揭示於表4。
(實施例5、比較例4、5[充油共軛二烯系聚合物P8~P10])
除了添加表3所記載之種類的油(B3、B4、B6)50 g代替油B2以外,比照實施例2操作獲得充油共軛二烯系聚合物(P8~P10)。對於所獲得之充油共軛二烯系聚合物量測慕尼黏度。結果揭示於表3。並且,除了使用所獲得之充油共軛二烯系聚合物100重量份(以橡膠成分來說為80重量份)以外,比照實施例1操作,獲得片狀的橡膠交聯物,比照實施例1操作進行量測及評價。結果揭示於表4。
『表3』
實施例4 | 實施例5 | 比較例4 | 比較例5 | |||
共軛二烯系聚合物(A) | ||||||
種類 | A2 | |||||
重量平均分子量 | 981,000 | |||||
耦合率 | [%] | 49.2 | ||||
苯乙烯單元含量 | [重量%] | 14.5 | ||||
乙烯基鍵結含量 | [莫耳%] | 24.7 | ||||
油(B) | ||||||
種類 | B2 | B3 | B4 | B6 | ||
UV/RI偵測面積比[X UV/X RI] | 0.39 | 1.14 | 20.5 | 0.10 | ||
最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T im-max] | [℃] | −30.9 | −15.4 | — | 43.6 | |
碘價 | gI 2/100g | 130 | 190 | — | 53 | |
充油共軛二烯系聚合物 | ||||||
種類 | P7 | P8 | P9 | P10 | ||
共軛二烯系聚合物(A)的含量 | [重量份] | 100 | 100 | 100 | 100 | |
油(B)的含量 | [重量份] | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | |
慕尼黏度(ML1+4,100℃) | 77 | 78 | 85 | 78 |
『表4』
實施例4 | 實施例5 | 比較例4 | 比較例5 | |||
橡膠組成物中的聚合物成分 | ||||||
充油共軛二烯系聚合物(P7) | [重量份] | 100 | ||||
充油共軛二烯系聚合物(P8) | [重量份] | 100 | ||||
充油共軛二烯系聚合物(P9) | [重量份] | 100 | ||||
充油共軛二烯系聚合物(P10) | [重量份] | 100 | ||||
聚丁二烯橡膠 | [重量份] | 20 | 20 | 20 | 20 | |
評價 | ||||||
tanδ尖峰溫度指數(低溫特性) | 114 | 116 | 100 | 108 | ||
耐起霜性 | 〇 | 〇 | 〇 | ╳ |
如表4所示,相對於共軛二烯系聚合物(A)100重量份,使用(1)UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]為10以下且(2)最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]為23℃以下之油(B)5~60重量份伸展而成之充油共軛二烯系聚合物為可造就低溫特性及耐起霜性優異之橡膠交聯物者(實施例4、5)。
另一方面,使用UV/RI偵測面積比[X
UV/X
RI]並非10以下之油伸展而成之充油共軛二烯系聚合物為造就低溫特性差之橡膠交聯物者(比較例4)。
並且,使用最高溫側之熔解熱尖峰的外推熔解起始溫度[T
im - max]並非23℃之油伸展而成之充油共軛二烯系聚合物為造就耐起霜性差之橡膠交聯物者(比較例5)。
無
無
無。
Claims (9)
- 一種充油共軛二烯系聚合物,其係將共軛二烯系聚合物(A)以油(B)伸展而成之充油共軛二烯系聚合物,其中前述油(B)相對於前述共軛二烯系聚合物(A)100重量份之含量為5~60重量份,前述油(B):(1)於在使用微差折射率偵測器及紫外線吸光偵測器進行凝膠滲透層析法分析的情況下之下述情形中之UV偵測面積[X UV]相對於RI偵測面積[X RI]之比[X UV/X RI]為10以下,所述情形係將在使用紫外線吸光偵測器偵測出之溶析曲線中之源自前述油(B)之溶析面積定為UV偵測面積[X UV]並將在使用微差折射率偵測器偵測出之溶析曲線中之源自前述油(B)之溶析面積定為RI偵測面積[X RI],(2)具有1個以上之透過微差掃描熱量量測量測出之熔解熱尖峰,對於透過微差掃描熱量量測量測出之總熔解熱量表現10%以上之熱量的熔解熱尖峰之中,具有最高尖峰溫度的熔解熱尖峰之外推熔解起始溫度[T im - max]為23℃以下。
- 如請求項1所述之充油共軛二烯系聚合物,其中前述油(B)之碘價為150以上。
- 如請求項1或2所述之充油共軛二烯系聚合物,其慕尼黏度(ML1+4,100℃)為10~200。
- 一種橡膠組成物,其含有如請求項1~3之任一項所述之充油共軛二烯系聚合物與填充劑。
- 如請求項4所述之橡膠組成物,其含有氧化矽作為前述填充劑。
- 如請求項4或5所述之橡膠組成物,其更含有矽烷耦合劑。
- 一種交聯性橡膠組成物,其含有如請求項4~6之任一項所述之橡膠組成物與交聯劑。
- 一種橡膠交聯物,其將如請求項7所述之交聯性橡膠組成物交聯而成。
- 一種輪胎,其包含如請求項8所述之橡膠交聯物。
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-
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- 2023-01-20 WO PCT/JP2023/001758 patent/WO2023145652A1/ja unknown
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