WO2019163230A1 - ゴム組成物、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置及びホース - Google Patents

ゴム組成物、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置及びホース Download PDF

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WO2019163230A1
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rubber composition
compound
rubber
component
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PCT/JP2018/043448
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俊介 佐治
健二 中谷
駿 種村
靖宏 庄田
祥子 犬束
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株式会社ブリヂストン
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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
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    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition, a tire, a conveyor belt, a rubber crawler, a vibration isolator, a seismic isolation device, and a hose.
  • rubber articles such as tires, conveyor belts, rubber crawlers, anti-vibration devices, seismic isolation devices, hoses and the like are required to have high durability.
  • development of highly durable rubber materials is required. Is desired.
  • Patent Document 1 As such a rubber material, the present inventors have developed a multi-component copolymer containing a conjugated diene unit, a non-conjugated olefin unit, and an aromatic vinyl unit, such as wear resistance and crack growth resistance of rubber articles. (Patent Document 1 below).
  • the rubber industry in order to provide various properties peculiar to various rubbers, it is generally carried out by blending two or more rubber components. Under such circumstances, the present inventors further examined, and when mixing the above multi-component copolymer and other rubber components, it may be difficult to obtain an effect of improving wear resistance and crack growth resistance. I found out. Therefore, the rubber composition containing a plurality of rubber components including the multi-component copolymer has room for improvement in terms of improvement in wear resistance and crack growth resistance.
  • this invention makes it a subject to provide the rubber composition which can produce the rubber article excellent in abrasion resistance and crack growth resistance. Moreover, this invention makes it a subject to provide a tire, a conveyor belt, a rubber crawler, a vibration isolator, a seismic isolation apparatus, and a hose which are excellent in abrasion resistance and crack growth resistance.
  • the gist configuration of the present invention for solving the above-described problems is as follows.
  • the rubber composition of the present invention comprises a diene polymer (a1) having a vinyl bond content in the polymer of 20 to 100% by mass, a conjugated diene unit, a non-conjugated olefin unit, and an aromatic vinyl unit. Containing a rubber component (a) containing a multi-component copolymer (a2) having, The ratio of the multi-component copolymer (a2) in the rubber component (a) is 5 to 40% by mass.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above rubber composition.
  • the conveyor belt of the present invention is characterized by using the above rubber composition.
  • the rubber crawler of the present invention is characterized by using the above rubber composition.
  • the vibration isolator of the present invention is characterized by using the above rubber composition.
  • the seismic isolation device of the present invention is characterized by using the above rubber composition.
  • the hose of the present invention is characterized by using the above rubber composition.
  • the rubber composition which can produce the rubber article excellent in abrasion resistance and crack growth resistance can be provided.
  • a tire, a conveyor belt, a rubber crawler, a vibration isolator, a seismic isolation apparatus, and a hose which are excellent in abrasion resistance and crack growth resistance can be provided.
  • Rubber Composition A rubber composition according to an embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the rubber composition of the present embodiment”) has a vinyl bond content in the polymer of 20 to 100 mass.
  • Diene polymer hereinafter sometimes referred to as “high vinyl diene polymer”) (a1), and a multi-component having a conjugated diene unit, a non-conjugated olefin unit, and an aromatic vinyl unit.
  • the rubber component (a) containing a copolymer (a2) is contained.
  • the ratio of the multi-component copolymer (a2) in the rubber component (a) is 5 to 40% by mass.
  • the rubber composition of this embodiment can contain a crosslinking agent (b) and another component further as needed.
  • the multi-component copolymer (a2) having a conjugated diene unit, a non-conjugated olefin unit, and an aromatic vinyl unit is not included in the high vinyl diene polymer (a1). .
  • the multi-component copolymer is used in other rubbers. It was found that there is a level difference in rigidity due to the fact that the rigidity is generally higher than that of the components. That is, due to this rigidity step, even if strain is applied to the entire rubber composition, the application of strain to the multi-component copolymer therein is not efficient, and the multi-component copolymer has a high characteristic. It is considered that the wear resistance and crack growth resistance cannot be effectively exhibited.
  • the present inventors further investigated and adopted a diene polymer having a vinyl bond content of 20% by mass or more as a rubber component used in combination with the above-mentioned multi-component copolymer. It has been found that the wear resistance and crack growth resistance can be effectively improved by reducing the resistance. The reason for this is not necessarily clear, but the diene polymer (high vinyl diene polymer (a1)) having a vinyl bond content of 20% by mass or more has high reactivity with a crosslinking agent such as sulfur. This is considered to be a cause.
  • the crosslinking agent is the crosslinking agent. It is easy to be distributed to the high vinyl diene polymer (a1) side having high reactivity with the above, whereby the crosslink density of the multi-component copolymer is relatively reduced, and the rigidity step is effectively reduced. Can be considered. Therefore, according to the rubber composition of this embodiment, a rubber article excellent in wear resistance and crack growth resistance can be produced.
  • the high vinyl diene polymer (a1) constitutes a continuous phase and the multi-component copolymer (a2) constitutes a dispersed phase.
  • the multi-component copolymer (a2) constitutes a dispersed phase (relatively small domain) in the rubber composition, crystal collapse due to strain is promoted, so that wear resistance and crack growth resistance are improved. This can be further improved.
  • the low viscosity derived from a high vinyl diene polymer (a1) can be effectively expressed because a high vinyl diene polymer (a1) comprises a continuous phase in a rubber composition.
  • the presence or absence of the continuous phase of the high vinyl diene polymer (a1) and the dispersed phase of the multi-component copolymer (a2) can be confirmed by, for example, a scanning electron microscope (SEM).
  • the continuous phase of the high vinyl diene polymer (a1) and the dispersed phase of the multi-component copolymer (a2) in the rubber composition are usually the high vinyl diene polymer (a1) and the multi-component copolymer (a2).
  • the high vinyl diene polymer (a1) and the multi-component copolymer (a2) are incompatible or semi-compatible with each other.
  • the presence of the multi-component copolymer (a2) incompatible with the high vinyl diene polymer (a1) promotes crystal disintegration due to strain, thereby further improving wear resistance and crack growth resistance. Can be improved.
  • Whether or not the high vinyl diene polymer (a1) and the multi-component copolymer (a2) are incompatible or semi-compatible with each other is as follows: A dynamic viscoelastic curve and (3) a scanning electron microscope (SEM) can be used for comprehensive judgment. For (1), the transparency of the rubber composition is confirmed by visual inspection.
  • the judgment of whether or not incompatible or semi-compatible was made only by (1) and (2), and a clear judgment could not be made only by (1) and (2). In this case, the final judgment is made according to (3).
  • the above-mentioned incompatibility or semi-compatibility can usually be achieved by kneading the high vinyl diene polymer (a1) and the multi-component copolymer (a2) according to a conventional method.
  • the rubber composition of the present embodiment contains a diene polymer (high vinyl diene polymer) (a1) having a vinyl bond content in the polymer of 20 to 100% by mass as the rubber component (a).
  • the diene polymer include conjugated diene polymers, for example, natural systems such as natural rubber; polyisoprene, polybutadiene (BR), styrene-butadiene copolymer (SBR), acrylonitrile-butadiene. Synthetic systems such as a copolymer (NBR) and polychloroprene (CR).
  • the synthetic conjugated diene polymer is obtained by polymerizing at least a conjugated diene compound such as butadiene or chloroprene as a monomer. These diene polymers may be used alone or in combination of two or more.
  • the diene polymer preferably contains at least one selected from polybutadiene and styrene-butadiene copolymer from the viewpoint of further improving wear resistance and crack growth resistance.
  • the high vinyl diene polymer (a1) contains at least one selected from polybutadiene and styrene-butadiene copolymer from the viewpoint of further improving wear resistance and crack growth resistance. preferable.
  • the vinyl bond content in the diene polymer is the ratio of diene units having vinyl bonds in the entire diene polymer.
  • the vinyl bond content in the styrene-butadiene copolymer is the ratio of 1,2-vinyl-bonded butadiene units in the entire styrene-butadiene copolymer, and the vinyl bond content in the polyisoprene. Is the total ratio of 1,2-vinyl-bonded isoprene units and 3,4-vinyl-bonded isoprene units in the whole polyisoprene.
  • the vinyl bond content in the polymer is determined from the integral ratio of the 1 H-NMR spectrum.
  • the high vinyl diene polymer (a1) has a vinyl bond content in the high vinyl diene polymer of 20% by mass or more. From the viewpoint of further improving the properties and crack growth resistance, it is preferably 45% by mass or more.
  • the high vinyl diene polymer (a1) has a ratio of aromatic vinyl units of 0 to 20% by mass (that is, has 20% by mass or less of aromatic vinyl units or does not have aromatic vinyl units). Is preferred. More specifically, for example, when a styrene-butadiene copolymer is used as the high vinyl diene polymer (a1), the styrene-butadiene copolymer preferably has a styrene unit ratio of 20% by mass or less. . When the said ratio is 20 mass% or less, incompatibility with a multi-component copolymer (a2) can be improved, and abrasion resistance and crack growth resistance can be improved more.
  • the ratio of the aromatic vinyl unit in the high vinyl diene polymer (a1) is more preferably 0 to 10% by mass.
  • the aromatic vinyl unit is not included in the diene unit. In other words, aromatic vinyl units in the polymer are not counted as vinyl bond content in the polymer.
  • the proportion of the high vinyl diene polymer (a1) in the rubber component (a) is preferably 60 to 95% by mass.
  • the ratio of the high vinyl diene polymer (a1) in the rubber component (a) is more preferably 80% by mass or less.
  • the rubber composition of this embodiment contains the multicomponent copolymer (a2) which has a conjugated diene unit, a nonconjugated olefin unit, and an aromatic vinyl unit as a rubber component (a).
  • conjugated diene unit means a unit corresponding to a structural unit derived from a conjugated diene compound in a multi-component copolymer
  • non-conjugated olefin unit means multi-component copolymer.
  • coalescence means a unit corresponding to a structural unit derived from a non-conjugated olefin compound
  • aromatic vinyl unit means a unit corresponding to a structural unit derived from an aromatic vinyl compound in a multi-component copolymer.
  • conjugated diene compound means a conjugated diene compound
  • non-conjugated olefin compound is an aliphatic unsaturated hydrocarbon having one carbon-carbon double bond.
  • the non-conjugated compound mentioned above means “aromatic vinyl compound” means an aromatic compound substituted with at least a vinyl group, and is not included in the conjugated diene compound.
  • the “multi-component copolymer” means a copolymer obtained by polymerizing three or more types of monomers.
  • the multi-component copolymer (a2) preferably has a main chain consisting only of an acyclic structure. Thereby, crack growth resistance can be improved more.
  • NMR is used as a main measuring means for confirming whether or not the main chain of the copolymer has a cyclic structure. Specifically, when a peak derived from a cyclic structure existing in the main chain (for example, a peak appearing at 10 to 24 ppm for a three-membered ring to a five-membered ring) is not observed, the main chain of the copolymer is It shows that it consists only of an acyclic structure.
  • the multi-component copolymer (a2) has a conjugated diene unit.
  • the conjugated diene unit is usually derived from a conjugated diene compound as a monomer. Since the multi-component copolymer (a2) can be polymerized using a conjugated diene compound as a monomer, for example, a copolymer obtained by polymerization using a known non-conjugated diene compound such as EPDM. In comparison, it has excellent cross-linking properties and filler reinforcement. Therefore, the multi-component copolymer (a2) also has an advantage that the mechanical properties of rubber compositions and rubber articles produced using the same can be further improved.
  • a conjugated diene compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. That is, the multi-component copolymer (a2) may have one conjugated diene unit alone or two or more.
  • the conjugated diene compound preferably has 4 to 8 carbon atoms.
  • Specific examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like.
  • the conjugated diene compound as a monomer of the multi-component copolymer (a2) is a 1,3-butadiene and isoprene compound from the viewpoint of more effectively improving the wear resistance and crack growth resistance of rubber compositions and rubber articles. It is preferable that it contains at least one of the above, more preferably only 1,3-butadiene and isoprene, and still more preferably only 1,3-butadiene.
  • the conjugated diene unit in the multi-component copolymer (a2) preferably contains at least one of a 1,3-butadiene unit and an isoprene unit, and is composed of only a 1,3-butadiene unit and an isoprene unit. More preferably, it consists only of 1,3-butadiene units.
  • the ratio of the conjugated diene unit in the multi-component copolymer (a2) is preferably 1 mol% or more, and preferably 50 mol% or less.
  • the ratio of the conjugated diene unit in the multi-component copolymer (a2) is more preferably 3 mol% or more, more preferably 40 mol% or less, and further preferably 30 mol% or less.
  • it is more preferably 20 mol% or less, and particularly preferably 15 mol% or less.
  • the multi-component copolymer (a2) has non-conjugated olefin units.
  • the non-conjugated olefin unit is usually derived from a non-conjugated olefin compound as a monomer.
  • a nonconjugated olefin compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. That is, the multi-component copolymer (a2) may have one kind of non-conjugated olefin unit, or two or more kinds.
  • the non-conjugated olefin compound preferably has 2 to 10 carbon atoms.
  • specific examples of non-conjugated olefin compounds include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene and other ⁇ -olefins, vinyl bivalinate, 1-phenylthioethene, Alternatively, a heteroatom-substituted alkene compound such as N-vinylpyrrolidone can be used.
  • the non-conjugated olefin compound as a monomer of the multi-component copolymer (a2) is cyclic from the viewpoint of forming a crystal structure in the multi-component copolymer (a2) that effectively enhances wear resistance and crack growth resistance. It preferably has no structure, more preferably an ⁇ -olefin, still more preferably ethylene, and even more preferably only ethylene.
  • the non-conjugated olefin unit in the multi-component copolymer (a2) preferably has no cyclic structure, more preferably an ⁇ -olefin unit, still more preferably an ethylene unit, and only the ethylene unit. More preferably, it consists of.
  • the proportion of non-conjugated olefin units in the multi-component copolymer (a2) is preferably 40 mol% or more, and preferably 97 mol% or less.
  • the ratio of the non-conjugated olefin unit is 40 mol% or more, the weather resistance deteriorates due to the excessively high ratio of the conjugated diene unit and the aromatic vinyl unit, and the fracture resistance at high temperature (particularly the breaking strength ( The deterioration of Tb)) can be suppressed.
  • Tb breaking strength
  • the ratio of the non-conjugated olefin unit in the multi-component copolymer (a2) is more preferably 45 mol% or more, further preferably 55 mol% or more, and further preferably 60 mol% or more. Moreover, it is more preferable that it is 95 mol% or less, and it is still more preferable that it is 90 mol% or less.
  • the multi-component copolymer (a2) has an aromatic vinyl unit.
  • the aromatic vinyl unit is usually derived from an aromatic vinyl compound as a monomer.
  • An aromatic vinyl compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. That is, the multi-component copolymer (a2) may have one kind of aromatic vinyl unit, or two or more kinds.
  • the aromatic vinyl compound preferably has a vinyl group directly bonded to an aromatic ring and has 8 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples of the aromatic vinyl compound include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o, p-dimethylstyrene, o-ethylstyrene, m-ethylstyrene, p-ethylstyrene, and the like. Is mentioned.
  • the aromatic vinyl compound as the monomer of the multi-component copolymer (a2) is styrene from the viewpoint of forming a crystal structure in the multi-component copolymer (a2) that effectively enhances wear resistance and crack growth resistance. It is preferable that it contains, and it is more preferable that it consists only of styrene.
  • the aromatic vinyl unit in the multi-component copolymer (a2) preferably contains a styrene unit, and more preferably consists of only a styrene unit.
  • the ratio of aromatic vinyl units in the multi-component copolymer (a2) is preferably 2 mol% or more, and preferably 35 mol% or less.
  • the ratio of the aromatic vinyl unit is 2 mol% or more, the fracture resistance at high temperatures can be improved, and when it is 35 mol% or less, the workability can be further improved.
  • the ratio of the aromatic vinyl units in the multi-component copolymer (a2) is more preferably 3 mol% or more, more preferably 30 mol% or less, and 25 mol% or less. Further preferred.
  • the number of types of monomers of the multi-component copolymer (a2) is not particularly limited as long as the multi-component copolymer (a2) has a conjugated diene unit, a non-conjugated olefin unit, and an aromatic vinyl unit. .
  • the multi-component copolymer (a2) may have other structural units other than the conjugated diene unit, the non-conjugated olefin unit, and the aromatic vinyl unit.
  • the proportion of other structural units in the multi-component copolymer (a2) is preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, from the viewpoint of obtaining a desired effect, and 10 mol% or less. More preferably, it is more preferably 0 mol%, that is, it does not have any other structural unit.
  • the multi-component copolymer (a2) has at least one kind of conjugated diene unit, one kind of non-conjugated olefin unit, and one kind of aromatic vinyl unit. From the viewpoint of obtaining a desired effect, the multi-component copolymer (a2) is polymerized using at least one kind of conjugated diene compound, one kind of non-conjugated olefin compound, and one kind of aromatic vinyl compound as monomers. It is preferable that it is a copolymer.
  • the multi-component copolymer (a2) is more preferably a terpolymer comprising only one kind of conjugated diene unit, one kind of non-conjugated olefin unit, and one kind of aromatic vinyl unit.
  • a terpolymer comprising only a butadiene unit, an ethylene unit, and a styrene unit is more preferable.
  • a kind of conjugated diene unit includes conjugated diene units of different bonding modes.
  • the multi-component copolymer (a2) has a conjugated diene unit ratio of 1 to 50 mol%, a non-conjugated olefin unit ratio of 40 to 97 mol%, and an aromatic vinyl unit ratio of 2 to 35 mol%. % Is preferred. In this case, wear resistance and crack growth resistance can be further improved.
  • the multi-component copolymer (a2) preferably has a melting point of 30 to 130 ° C. measured with a differential scanning calorimeter (DSC).
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the melting point is 30 ° C. or higher, the crack growth resistance can be further improved.
  • the melting point is 130 ° C. or lower, non-conjugated olefin units having high crystallinity can be obtained during kneading of the rubber composition. It is easy to melt and workability can be improved.
  • the melting point of the multi-component copolymer (a2) can be measured using a differential scanning calorimeter according to JIS K 7121-1987.
  • the multi-component copolymer (a2) preferably has an endothermic peak energy at 0 to 120 ° C. measured by DSC of 10 to 150 J / g.
  • the energy of the endothermic peak is 10 J / g or more, the rigidity of the rubber article can be further increased, and when it is 150 J / g or less, workability can be further improved.
  • the energy of the endothermic peak of the multi-component copolymer (a2) can be measured using a differential scanning calorimeter according to JIS K 7121-1987.
  • the multi-component copolymer (a2) preferably has a glass transition temperature measured by DSC of 0 ° C. or lower. Workability
  • operativity can be improved more because a glass transition temperature is 0 degrees C or less.
  • the glass transition temperature of the multi-component copolymer (a2) can be measured using a differential scanning calorimeter according to JIS K 7121-1987.
  • the multi-component copolymer (a2) preferably has a crystallinity of 0.5 to 50%. When the degree of crystallinity is 0.5% or more, the rigidity of the rubber article can be further increased, and when it is 50% or less, workability can be further improved.
  • the crystallinity of the multi-component copolymer (a2) is specifically determined by the crystal melting energy of polyethylene comprising 100% crystal component and the multi-component copolymer measured by DSC in accordance with JIS K 7121-1987. It can be calculated from the ratio to the melting peak energy.
  • the multi-component copolymer (a2) preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 or more, and preferably 10,000,000 or less.
  • Mw of the multi-component copolymer (a2) is 10,000 or more, sufficient mechanical strength as a rubber material and a rubber article can be secured, and it is 10,000,000 or less. High workability can be maintained.
  • Mw of the multi-component copolymer (a2) is more preferably 100,000 or more, further preferably 150,000 or more, and 9,000,000 or less. More preferably, it is still more preferably 8,000,000 or less.
  • the multi-component copolymer (a2) preferably has a number average molecular weight (Mn) of 10,000 or more, and preferably 10,000,000 or less.
  • Mn of the multi-component copolymer (a2) is 10,000 or more, sufficient mechanical strength as a rubber material and a rubber article can be secured, and it is 10,000,000 or less. High workability can be maintained.
  • Mn of the multi-component copolymer (a2) is more preferably 50,000 or more, further preferably 100,000 or more, and 9,000,000 or less. More preferably, it is still more preferably 8,000,000 or less.
  • the multi-component copolymer (a2) preferably has a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.00 or more, and preferably 4.00 or less.
  • Mw / Mn molecular weight distribution
  • the molecular weight distribution of the multi-component copolymer (a2) is 4.00 or less, sufficient homogeneity can be brought about in the physical properties of the multi-component copolymer.
  • the molecular weight distribution of the multi-component copolymer (a2) is more preferably 1.50 or more, further preferably 1.80 or more, and more preferably 3.50 or less. Preferably, it is 3.00 or less.
  • the weight average molecular weight, the number average molecular weight, and the molecular weight distribution mentioned above are calculated
  • GPC gel permeation chromatography
  • the multi-component copolymer (a2) is produced by, for example, using at least a conjugated diene compound, a non-conjugated olefin compound, and an aromatic vinyl compound as monomers and carrying out a step of copolymerizing them (polymerization step). can do.
  • polymerization step a step of copolymerizing them
  • other steps such as a coupling step and a washing step can be performed as necessary.
  • the non-conjugated olefin compound and the aromatic vinyl compound may be added and polymerized without adding the conjugated diene compound. preferable.
  • the conjugated diene compound is more reactive than the non-conjugated olefin compound and the aromatic vinyl compound, the non-conjugated olefin compound and / or Alternatively, it is difficult to polymerize the aromatic vinyl compound.
  • any polymerization method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a liquid phase bulk polymerization method, an emulsion polymerization method, a gas phase polymerization method, and a solid phase polymerization method can be used.
  • a solvent is not particularly limited as long as it is inert in the polymerization reaction, and examples thereof include toluene, cyclohexane, and normal hexane.
  • the polymerization reaction is preferably performed in an atmosphere of an inert gas, preferably nitrogen gas or argon gas.
  • the polymerization temperature of the polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of ⁇ 100 ° C. to 200 ° C., for example, and can be about room temperature. When the polymerization temperature is raised, the selectivity of cis-1,4 bond in the conjugated diene unit may be lowered.
  • the pressure for the polymerization reaction is preferably in the range of 0.1 to 10.0 MPa in order to sufficiently incorporate the conjugated diene compound into the polymerization reaction system.
  • the reaction time for the polymerization reaction can be appropriately selected according to the conditions such as the type of polymerization catalyst and the polymerization temperature, but is preferably in the range of, for example, 1 second to 10 days.
  • the polymerization reaction may be stopped using a polymerization terminator such as methanol, ethanol, or isopropanol.
  • the polymerization process may be performed in one stage, or may be performed in two or more stages.
  • the one-step polymerization process means all kinds of monomers to be polymerized, that is, conjugated diene compounds, non-conjugated olefin compounds, aromatic vinyl compounds, and other monomers, preferably conjugated diene compounds, non-conjugated.
  • the olefin compound and the aromatic vinyl compound are polymerized by reacting simultaneously.
  • the multi-stage polymerization process means that a polymer is formed by first reacting part or all of one or two kinds of monomers (first polymerization stage), and then the remaining kinds of monomers.
  • a step of polymerizing by performing one or more stages (second polymerization stage to final polymerization stage) in which the remainder of the one or two kinds of monomers is added and polymerized.
  • second polymerization stage to final polymerization stage in which the remainder of the one or two kinds of monomers is added and polymerized.
  • a step of obtaining a polymerization mixture by mixing a first monomer raw material containing at least an aromatic vinyl compound and a polymerization catalyst (first step), and a conjugated diene compound and a non-conjugated to the polymerization mixture
  • first step a step of obtaining a polymerization mixture by mixing a first monomer raw material containing at least an aromatic vinyl compound and a polymerization catalyst
  • second step a step of introducing a second monomer raw material containing at least one selected from the group consisting of an olefin compound and an aromatic vinyl compound.
  • the first monomer raw material does not contain a conjugated diene compound and the second monomer raw material contains a conjugated diene compound.
  • the first monomer raw material used in the first step may contain a non-conjugated olefin compound together with the aromatic vinyl compound. Moreover, the 1st monomer raw material may contain the whole quantity of the aromatic vinyl compound to be used, and may contain only one part.
  • the non-conjugated olefin compound is contained in at least one of the first monomer raw material and the second monomer raw material.
  • the first step is preferably performed in an atmosphere of an inert gas, preferably nitrogen gas or argon gas, in the reactor.
  • the temperature (reaction temperature) in the first step is not particularly limited.
  • the pressure in the first step is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10.0 MPa in order to sufficiently incorporate the aromatic vinyl compound into the polymerization reaction system.
  • the time spent in the first step can be appropriately selected depending on conditions such as the type of polymerization catalyst and reaction temperature. For example, when the reaction temperature is 25 to 80 ° C., 5 minutes A range of ⁇ 500 minutes is preferred.
  • any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a liquid phase bulk polymerization method, an emulsion polymerization method, a gas phase polymerization method, a solid phase polymerization method, and the like can be used.
  • a solvent when used for the polymerization reaction, such a solvent may be any inactive in the polymerization reaction, and examples thereof include toluene, cyclohexanone, normal hexane and the like.
  • the second monomer raw material used in the second step is only a conjugated diene compound, only a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin compound, only a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound, or a conjugated diene compound, A non-conjugated olefin compound and an aromatic vinyl compound are preferred.
  • the second monomer raw material contains at least one selected from the group consisting of a non-conjugated olefin compound and an aromatic vinyl compound in addition to the conjugated diene compound, these monomer raw materials are preliminarily used as a solvent or the like.
  • each monomer raw material may be introduced into the polymerization mixture, or each monomer raw material may be introduced from a single state. Each monomer raw material may be added simultaneously or sequentially.
  • the method for introducing the second monomer raw material into the polymerization mixture is not particularly limited, but it is continuously added to the polymerization mixture by controlling the flow rate of each monomer raw material. (So-called milling) is preferred.
  • a monomer raw material that is a gas under the conditions of the polymerization reaction system for example, ethylene as a non-conjugated olefin compound under the conditions of room temperature and atmospheric pressure
  • the polymerization reaction system is used at a predetermined pressure. Can be introduced.
  • the second step is preferably performed in an atmosphere of an inert gas, preferably nitrogen gas or argon gas, in the reactor.
  • the temperature (reaction temperature) in the second step is not particularly limited, but is preferably in the range of ⁇ 100 ° C. to 200 ° C., for example, and can be about room temperature. When the reaction temperature is raised, the selectivity of cis-1,4 bond in the conjugated diene unit may be lowered.
  • the pressure in the second step is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10.0 MPa in order to sufficiently incorporate monomers such as a conjugated diene compound into the polymerization reaction system.
  • reaction time can be appropriately selected depending on conditions such as the type of polymerization catalyst and reaction temperature, but is preferably in the range of 0.1 hour to 10 days, for example.
  • the polymerization reaction may be stopped using a polymerization terminator such as methanol, ethanol, or isopropanol.
  • the coupling step is a step of performing a reaction (coupling reaction) in which at least a part (for example, a terminal) of the polymer chain of the multi-component copolymer obtained in the polymerization step is modified using a coupling agent or the like. .
  • the coupling step is preferably performed when the polymerization reaction reaches 100%. By performing the coupling step, the number average molecular weight (Mn) of the multi-component copolymer can be increased.
  • the coupling agent used in the coupling reaction is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • a tin-containing compound such as bis (-1-octadecyl maleate) diocteltin (1V);
  • isocyanate compounds such as 4′-diphenylmethane diisocyanate; alkoxysilane compounds such as glycidylpropyltrimethoxysilane. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
  • bis (-1-octadecyl maleate) diocteltin (IV) is preferable from the viewpoint of improving reaction efficiency and reducing gel formation.
  • the washing step is a step of washing the multi-component copolymer obtained in the polymerization step or the coupling step. By performing the washing step, the amount of catalyst residue in the multi-component copolymer can be suitably reduced.
  • the medium used for washing is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include solvents such as methanol, ethanol and isopropanol.
  • an acid for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc.
  • an acid for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc.
  • the amount of the acid to be added is 15 mol% or less with respect to the solvent from the viewpoint of avoiding that the acid remains in the multi-component copolymer and adversely affects the reaction during kneading and vulcanization. preferable.
  • the polymerization step may be performed in the presence of the following first polymerization catalyst composition, second polymerization catalyst composition, third polymerization catalyst composition, or fourth polymerization catalyst composition.
  • first polymerization catalyst composition the second polymerization catalyst composition, the third polymerization catalyst composition, and the fourth polymerization catalyst composition will be described.
  • the first polymerization catalyst composition (hereinafter also referred to as “first polymerization catalyst composition”) will be described.
  • (A1) component a rare earth element compound or a reaction product of the rare earth element compound and a Lewis base, the rare earth element compound or the reaction product having no bond between the rare earth element and carbon
  • Component (B1) Contains ionic compound (B1-1) composed of non-coordinating anion and cation, aluminoxane (B1-2), Lewis acid, complex compound of metal halide and Lewis base, and active halogen
  • a polymerization catalyst composition comprising at least one selected from the group consisting of at least one halogen compound (B1-3) among organic compounds.
  • the polymerization catalyst composition further comprises: (C1) Component: The following general formula (I): YR 1 a R 2 b R 3 c (I) (In the formula, Y is a metal selected from Group 1, Group 2, Group 12 and Group 13 of the Periodic Table, and R 1 and R 2 are monovalent hydrocarbons having 1 to 10 carbon atoms. R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different from each other, and Y is a periodic rule.
  • a is 1 and b and c are 0, and when Y is a metal selected from groups 2 and 12 of the periodic table , A and b are 1 and c is 0, and a, b and c are 1 when Y is a metal selected from Group 13 of the Periodic Table) including.
  • the carbon source for the component (A1) is the above ( C1) component is required.
  • the polymerization catalyst composition may contain other components contained in a normal rare earth compound polymerization catalyst composition, such as a cocatalyst.
  • the concentration of the component (A1) contained in the first polymerization catalyst composition is preferably in the range of 0.1 to 0.0001 mol / l.
  • the polymerization catalyst composition preferably contains an additive (D1) that can be an anionic ligand.
  • the component (A1) used in the first polymerization catalyst composition is a rare earth element compound or a reaction product of the rare earth element compound and a Lewis base.
  • the reaction of the rare earth element compound and the rare earth element compound with the Lewis base is performed.
  • the object does not have a bond between rare earth element and carbon.
  • the rare earth element compound and the reactant do not have a rare earth element-carbon bond, the compound is stable and easy to handle.
  • the rare earth element compound is a compound containing a rare earth element (M), that is, a lanthanoid element composed of elements having atomic numbers 57 to 71 in the periodic table, or scandium or yttrium.
  • the lanthanoid element examples include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium.
  • the said (A1) component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the rare earth element compound is preferably a rare earth metal divalent or trivalent salt or complex compound, and one or more coordinations selected from a hydrogen atom, a halogen atom and an organic compound residue.
  • a rare earth element compound containing a child is more preferable.
  • reaction product of the rare earth element compound or the rare earth element compound and a Lewis base is represented by the following general formula (II) or general formula (III): M 11 X 11 2 ⁇ L 11 w (II) M 11 X 11 3 ⁇ L 11 w (III)
  • M 11 represents a lanthanoid element, scandium or yttrium
  • X 11 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, a thiolate group, an amino group, a silyl group, an aldehyde residue, A ketone residue, a carboxylic acid residue, a thiocarboxylic acid residue or a phosphorus compound residue
  • L 11 represents a Lewis base
  • w represents 0 to 3.
  • a group (ligand) bonded to the rare earth element of the rare earth element compound a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group (a group in which an alcohol hydroxyl group is removed, and forms a metal alkoxide), a thiolate group ( This is a group obtained by removing hydrogen from a thiol group of a thiol compound, and forms a metal thiolate.), Amino group (excluding one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom of ammonia, primary amine, or secondary amine) Group, which forms a metal amide.), Silyl group, aldehyde residue, ketone residue, carboxylic acid residue, thiocarboxylic acid residue or phosphorus compound residue.
  • hydrogen atom aliphatic alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group; phenoxy group, 2,6-di- tert-butylphenoxy group, 2,6-diisopropylphenoxy group, 2,6-dineopentylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenoxy group, 2 -Aromatic alkoxy groups such as isopropyl-6-neopentylphenoxy group; thiomethoxy group, thioethoxy group, thiopropoxy group, thio n-butoxy group, thioisobutoxy group, thiosec-butoxy group, thio tert-butoxy group, etc.
  • aliphatic alkoxy group such as methoxy group, ethoxy
  • Aliphatic thiolate group thiophenoxy group, 2,6-di-tert-butyl Ofenoxy group, 2,6-diisopropylthiophenoxy group, 2,6-dineopentylthiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropylthiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-neopentylthiophenoxy group, Arylthiolate groups such as 2-isopropyl-6-neopentylthiophenoxy group and 2,4,6-triisopropylthiophenoxy group; aliphatic amino groups such as dimethylamino group, diethylamino group and diisopropylamino group; phenylamino group; 2,6-di-tert-butylphenylamino group, 2,6-diisopropylphenylamino group, 2,6-dineopentylphenylamino group, 2-tert-butyl-6-isopropy
  • aldehyde residues such as salicylaldehyde, 2-hydroxy-1-naphthaldehyde, 2-hydroxy-3-naphthaldehyde; 2′-hydroxyacetophenone, 2′-hydroxybutyrophenone, 2′-hydroxypropiophenone, etc.
  • diketone residues isovaleric acid, caprylic acid, octanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, Stearic acid, isostearic acid, oleic acid, linoleic acid, cyclopentanecarboxylic acid, naphthenic acid, ethylhexanoic acid, pivalic acid, versatic acid [trade name made by Shell Chemical Co., Ltd., a mixture of isomers of C10 monocarboxylic acid Constituted synthetic acids], residues of carboxylic acids such as phenylacetic acid, benzoic acid, 2-naphthoic acid, maleic acid, succinic acid; hexanethioic acid, 2,2-dimethylbutanethioic acid, decanothioic acid, thiobenzoic acid, etc.
  • carboxylic acids such as phenylacetic acid, benzoic acid, 2-naphthoic acid, maleic acid,
  • examples of the Lewis base that reacts with the rare earth element compound include tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethylaniline, trimethylphosphine, lithium chloride, neutral olefins, Diolefins and the like.
  • the rare earth element compound reacts with a plurality of Lewis bases (in the general formulas (II) and (III), when w is 2 or 3), the Lewis base L 11 may be the same. May be different.
  • the rare earth element compound has the following general formula (IV): M- (NQ 1 ) (NQ 2 ) (NQ 3 ) (IV) (In the formula, M is at least one selected from a lanthanoid element, scandium and yttrium, and NQ 1 , NQ 2 and NQ 3 are amino groups, which may be the same or different, provided that It preferably contains a compound represented by (having an MN bond). That is, the compound represented by the general formula (IV) has three MN bonds. Having three MN bonds has the advantage that the structure is stable because each bond is chemically equivalent and therefore easy to handle.
  • M is at least one selected from a lanthanoid element, scandium and yttrium
  • NQ 1 , NQ 2 and NQ 3 are amino groups, which may be the same or different, provided that It preferably contains a compound represented by (having an MN bond). That is, the compound represented by the general formula (IV) has three MN bonds. Having three MN bonds has
  • the amino group represented by NQ is an aliphatic amino group such as a dimethylamino group, a diethylamino group, or a diisopropylamino group; a phenylamino group, 2, 6-di-tert-butylphenylamino group, 2,6-diisopropylphenylamino group, 2,6-dineopentylphenylamino group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenylamino group, 2-tert-butyl- Arylamino groups such as 6-neopentylphenylamino group, 2-isopropyl-6-neopentylphenylamino group, 2,4,6-tri-tert-butylphenylamino group; bistrialkylsilylamino groups such as bistrimethylsilylamino group Any of the groups may be used, but
  • the component (B1) used in the first polymerization catalyst composition is at least one selected from the group consisting of an ionic compound (B1-1), an aluminoxane (B1-2), and a halogen compound (B1-3).
  • the total content of the component (B1) in the first polymerization catalyst composition is preferably 0.1 to 50 times mol of the component (A1).
  • the ionic compound (B1-1) comprises a non-coordinating anion and a cation, and reacts with a reaction product of the rare earth element compound or the Lewis base as the component (A1) to form a cationic transition metal compound.
  • Examples include ionic compounds that can be generated.
  • non-coordinating anion for example, tetraphenyl borate, tetrakis (monofluorophenyl) borate, tetrakis (difluorophenyl) borate, tetrakis (trifluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluorophenyl) borate, tetrakis ( Pentafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluoromethylphenyl) borate, tetra (tolyl) borate, tetra (xylyl) borate, (triphenyl, pentafluorophenyl) borate, [tris (pentafluorophenyl), phenyl] borate, tri Decahydride-7,8-dicarbaound decaborate and the like.
  • examples of the cation include a carbonium cation, an oxonium cation, an ammonium cation, a phosphonium cation, a cycloheptatrienyl cation, and a ferrocenium cation having a transition metal.
  • Specific examples of the carbonium cation include trisubstituted carbonium cations such as triphenylcarbonium cation and tri (substituted phenyl) carbonium cation, and more specifically, as tri (substituted phenyl) carbonyl cation, Examples include tri (methylphenyl) carbonium cation, tri (dimethylphenyl) carbonium cation, and the like.
  • ammonium cations include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation (eg, tri (n-butyl) ammonium cation); N, N-dimethylanilinium N, N-dialkylanilinium cation such as cation, N, N-diethylanilinium cation, N, N, 2,4,6-pentamethylanilinium cation; dialkylammonium cation such as diisopropylammonium cation and dicyclohexylammonium cation Is mentioned.
  • trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation (eg, tri (n-butyl)
  • the phosphonium cation include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation.
  • the ionic compound (B1-1) is preferably a compound selected and combined from the above-mentioned non-coordinating anions and cations, specifically, N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl). Borate, triphenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and the like are preferable.
  • these ionic compounds (B1-1) can be used alone or in a mixture of two or more.
  • the content of the ionic compound (B1-1) in the first polymerization catalyst composition is preferably 0.1 to 10 times mol and about 1 time mol to the component (A1). Is more preferable.
  • the aluminoxane (B1-2) is a compound obtained by bringing an organoaluminum compound into contact with a condensing agent.
  • the degree of polymerization of the repeating unit may be 5 or more, and more preferably 10 or more.
  • R ′ examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isobutyl group, and among these, a methyl group is preferable.
  • organoaluminum compound used as the raw material for the aluminoxane include trialkylaluminums such as trimethylaluminum, triethylaluminum, tributylaluminum, triisobutylaluminum, and mixtures thereof, and trimethylaluminum is particularly preferable.
  • an aluminoxane using a mixture of trimethylaluminum and tributylaluminum as a raw material can be preferably used.
  • the content of the aluminoxane (B1-2) in the first polymerization catalyst composition is such that the element ratio Al / M of the aluminum element Al of the aluminoxane to the rare earth element M constituting the component (A1) is 10 to 1, It is preferable to be about 000.
  • the halogen compound (B1-3) is composed of at least one of a Lewis acid, a complex compound of a metal halide and a Lewis base, and an organic compound containing an active halogen.
  • a Lewis acid a complex compound of a metal halide and a Lewis base
  • an organic compound containing an active halogen for example, the rare earth element compound as the component (A1) or By reacting with the reaction product with the Lewis base, a cationic transition metal compound, a halogenated transition metal compound, or a compound having a transition metal center with insufficient charge can be generated.
  • the total content of the halogen compound (B1-3) in the first polymerization catalyst composition is preferably 1 to 5 times mol with respect to the component (A1).
  • boron-containing halogen compounds such as B (C 6 F 5 ) 3 and aluminum-containing halogen compounds such as Al (C 6 F 5 ) 3 can be used.
  • a halogen compound containing an element belonging to Group 4, Group 5, Group 6, or Group 8 can also be used.
  • aluminum halide or organometallic halide is used.
  • chlorine or bromine is preferable.
  • the Lewis acid examples include methyl aluminum dibromide, methyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dibromide, ethyl aluminum dichloride, butyl aluminum dibromide, butyl aluminum dichloride, dimethyl aluminum bromide, dimethyl aluminum chloride, diethyl aluminum bromide, diethyl Aluminum chloride, dibutylaluminum bromide, dibutylaluminum chloride, methylaluminum sesquibromide, methylaluminum sesquichloride, ethylaluminum sesquibromide, ethylaluminum sesquichloride, dibutyltin dichloride, aluminum tribromide, antimony trichloride, antimony pentachloride, phosphorus trichloride , Pentachloride , Tin tetrachloride, titanium tetrachloride, tungsten hexachloride, etc., among which diethylaluminum chloride,
  • the metal halide constituting the complex compound of the above metal halide and Lewis base includes beryllium chloride, beryllium bromide, beryllium iodide, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, calcium chloride, calcium bromide, iodine.
  • a phosphorus compound, a carbonyl compound, a nitrogen compound, an ether compound, an alcohol, and the like are preferable.
  • the Lewis base is preferably reacted at a ratio of 0.01 to 30 mol, more preferably 0.5 to 10 mol, with respect to 1 mol of the metal halide.
  • the reaction product with the Lewis base is used, the metal remaining in the polymer can be reduced.
  • organic compound containing the active halogen examples include benzyl chloride.
  • the component (C1) used in the first polymerization catalyst composition is the following general formula (I): YR 1 a R 2 b R 3 c (I) (In the formula, Y is a metal selected from Group 1, Group 2, Group 12 and Group 13 of the Periodic Table, and R 1 and R 2 are monovalent hydrocarbons having 1 to 10 carbon atoms. R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different from each other, and Y is a periodic rule.
  • organoaluminum compound represented by the general formula (V) examples include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butylaluminum, Tripentylaluminum, trihexylaluminum, tricyclohexylaluminum, trioctylaluminum; diethylaluminum hydride, di-n-propylaluminum hydride, di-n-butylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride, dihexylaluminum hydride, hydrogen Diisohexyl aluminum hydride, dioctyl aluminum hydride, diisooctyl aluminum hydride; ethyl aluminum dihydride, n-propyl Rumi bromide dihydride, include isobutan
  • the organometallic compound as the component (C1) described above can be used singly or in combination of two or more.
  • the content of the organometallic compound in the first polymerization catalyst composition is preferably 1 to 50 times mol, more preferably about 10 times mol relative to the component (A1).
  • Addition of an additive (D1) that can be an anionic ligand is preferable because it produces an effect that a multi-component copolymer having a higher cis-1,4 bond content can be synthesized in a high yield.
  • the additive (D1) is not particularly limited as long as it can be exchanged with the amino group of the component (A1), but preferably has an OH group, NH group, or SH group.
  • compounds having an OH group include aliphatic alcohols and aromatic alcohols. Specifically, 2-ethyl-1-hexanol, dibutylhydroxytoluene, alkylated phenol, 4,4′-thiobis (6-t-butyl-3-methylphenol), 4,4′-butylidenebis (6-t -Butyl-3-methylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol), 2,6-di -T-butyl-4-ethylphenol, 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, n-octadecyl-3- (4-hydroxy-3,5- Di-t-butylphenyl) propionate, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] me
  • Examples of those having an NH group include primary amines or secondary amines such as alkylamines and arylamines. Specific examples include dimethylamine, diethylamine, pyrrole, ethanolamine, diethanolamine, dicyclohexylamine, N, N′-dibenzylethylenediamine, bis (2-diphenylphosphinophenyl) amine and the like.
  • Examples of those having an SH group include aliphatic thiols, aromatic thiols and the like, and compounds represented by the following general formulas (VI) and (VII).
  • R 1 , R 2 and R 3 are each independently —O—C j H 2j + 1 , — (O—C k H 2k —) a —O—C m H 2m + 1 or —C n H 2n + 1 , j, m and n are each independently an integer of 0 to 12, k and a are each independently an integer of 1 to 12, and R 4 is carbon A linear, branched, or cyclic, saturated or unsaturated alkylene group, cycloalkylene group, cycloalkylalkylene group, cycloalkenylalkylene group, alkenylene group, cycloalkenylene group, cycloalkylalkenylene Group, cycloalkenylalkenylene group, arylene group or aralkylene group.
  • Specific examples of the compound represented by the general formula (VI) include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane
  • W is —NR 8 —, —O— or —CR 9 R 10 —
  • R 8 and R 9 are —C p H 2p + 1
  • R 10 is —C q H 2q + 1
  • p and q are each independently an integer of 0 to 20
  • R 5 and R 6 are each independently -M-C r H 2r- (where , M is —O— or —CH 2 —, and r is an integer of 1 to 20, and
  • R 7 is —O—C j H 2j + 1 , — (O—C k H 2k- ) a -O-C m H 2m + 1 or -C n H 2n + 1
  • j, m and n are each independently an integer of 0 to 12
  • k and a are each Independently an integer of 1 to 12
  • R 4 has 1 to 12 carbon atoms and is a linear, branched, or cyclic, saturated or unsaturated alkylene group,
  • Specific examples of the compound represented by the general formula (VII) include 3-mercaptopropyl (ethoxy) -1,3-dioxa-6-methylaza-2-silacyclooctane, 3-mercaptopropyl (ethoxy) -1,3- And dioxa-6-butylaza-2-silacyclooctane and 3-mercaptopropyl (ethoxy) -1,3-dioxa-6-dodecylaza-2-silacyclooctane.
  • the anionic tridentate ligand precursor represented by the following general formula (VIII) can be used suitably.
  • E 1 -T 1 -XT 2 -E 2 (VIII) (In the formula, X represents an anionic electron-donating group containing a coordination atom selected from Group 15 atoms of the Periodic Table; E 1 and E 2 are each independently Group 15 of the Periodic Table; And a neutral electron-donating group containing a coordinating atom selected from group 16 atoms, and T 1 and T 2 are cross-linking groups that cross-link X with E 1 and E 2 , respectively)
  • the additive (D1) is preferably added in an amount of 0.01 to 10 mol, more preferably 0.1 to 1.2 mol, relative to 1 mol of the rare earth element compound.
  • the amount added is preferably equivalent to the rare earth element compound (1.0 mol), but an excessive amount may be added.
  • An addition amount of 1.2 mol or less is preferable because there is little loss of reagent.
  • the neutral electron donating groups E 1 and E 2 are groups containing a coordinating atom selected from Groups 15 and 16 of the periodic table. E 1 and E 2 may be the same group or different groups.
  • the coordinating atom include nitrogen N, phosphorus P, oxygen O, sulfur S and the like, preferably P.
  • the neutral electron donating group E 1 or E 2 is a diarylphosphino group such as a diphenylphosphino group or a ditolylphosphino group.
  • a dialkylphosphino group such as a dimethylphosphino group or a diethylphosphino group; an alkylarylphosphino group such as a methylphenylphosphino group is exemplified, and a diarylphosphino group is preferred.
  • the neutral electron donating group E 1 or E 2 is a dialkyl such as a dimethylamino group, a diethylamino group, or a bis (trimethylsilyl) amino group.
  • Examples include amino groups and bis (trialkylsilyl) amino groups; diarylamino groups such as diphenylamino groups; alkylarylamino groups such as methylphenylamino groups.
  • the neutral electron donating group E 1 or E 2 is an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group; Examples thereof include aryloxy groups such as phenoxy group and 2,6-dimethylphenoxy group.
  • the neutral electron donating group E 1 or E 2 is an alkylthio group such as a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, or a butylthio group; Examples thereof include arylthio groups such as a phenylthio group and a tolylthio group.
  • the anionic electron donating group X is a group containing a coordination atom selected from Group 15 of the periodic table.
  • the coordination atom is preferably phosphorus P or nitrogen N, more preferably N.
  • the bridging groups T 1 and T 2 may be any group capable of bridging X, E 1 and E 2 , and examples thereof include an arylene group which may have a substituent on the aryl ring.
  • T 1 and T 2 may be the same group or different groups.
  • the arylene group include a phenylene group, a naphthylene group, a pyridylene group, and a thienylene group, and a phenylene group and a naphthylene group are preferable. Any group may be substituted on the aryl ring of the arylene group.
  • substituents examples include alkyl groups such as methyl group and ethyl group; aryl groups such as phenyl group and tolyl group; halogen groups such as fluoro, chloro and bromo; silyl groups such as trimethylsilyl group. More preferred examples of the arylene group include a 1,2-phenylene group.
  • the second polymerization catalyst composition (hereinafter also referred to as “second polymerization catalyst composition”) will be described.
  • the second polymerization catalyst composition the following general formula (IX):
  • M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium
  • CpR each independently represents an unsubstituted or substituted indenyl
  • R a to R each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or A hydrogen atom
  • L represents a neutral Lewis base
  • w represents an integer of 0 to 3
  • M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium
  • Cp R independently represents an unsubstituted or substituted indenyl group
  • X ′ represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, a thiolate group, an amino group.
  • L represents a neutral Lewis base
  • w represents an integer of 0 to 3
  • M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium
  • CpR ′ represents unsubstituted or substituted cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl
  • X represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, a thiolate group
  • L represents a neutral Lewis base
  • w represents an integer of 0 to 3
  • the second polymerization catalyst composition may further contain other components contained in the polymerization catalyst composition containing a normal metallocene complex, such as a promoter.
  • the metallocene complex is a complex compound in which one or two or more cyclopentadienyls or derivatives thereof are bonded to a central metal, in particular, one cyclopentadienyl or a derivative thereof bonded to the central metal.
  • a certain metallocene complex may be called a half metallocene complex.
  • the concentration of the complex contained in the second polymerization catalyst composition is preferably in the range of 0.1 to 0.0001 mol / L.
  • Cp R in the formula is unsubstituted indenyl or substituted indenyl.
  • Cp R having an indenyl ring as a basic skeleton can be represented by C 9 H 7-x R x or C 9 H 11-x R x .
  • X is an integer of 0 to 7 or 0 to 11.
  • each R is preferably independently a hydrocarbyl group or a metalloid group.
  • the hydrocarbyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • hydrocarbyl group examples include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group.
  • metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there.
  • Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group.
  • substituted indenyl examples include 2-phenylindenyl, 2-methylindenyl and the like. Note that the two Cp Rs in the general formulas (IX) and (X) may be the same as or different from each other.
  • Cp R ′ in the formula is unsubstituted or substituted cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl, and among these, unsubstituted or substituted indenyl It is preferable that
  • Cp R ′ having a cyclopentadienyl ring as a basic skeleton is represented by C 5 H 5-x R x .
  • X is an integer of 0 to 5.
  • each R is preferably independently a hydrocarbyl group or a metalloid group.
  • the number of carbon atoms in the hydrocarbyl group is preferably 1-20, more preferably 1-10, and even more preferably 1-8.
  • Specific examples of the hydrocarbyl group include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group.
  • examples of metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there.
  • Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group.
  • Specific examples of Cp R ′ having a cyclopentadienyl ring as a basic skeleton include the following.
  • R represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
  • Cp R ′ having the indenyl ring as a basic skeleton is defined in the same manner as Cp R in the general formulas (IX) and (X), and preferred examples thereof are also the same.
  • Cp R ′ having the fluorenyl ring as a basic skeleton can be represented by C 13 H 9-x R x or C 13 H 17-x R x .
  • X is an integer of 0 to 9 or 0 to 17.
  • each R is preferably independently a hydrocarbyl group or a metalloid group.
  • the hydrocarbyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • Specific examples of the hydrocarbyl group include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group.
  • metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there.
  • Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group.
  • the central metal M in the general formulas (IX), (X) and (XI) is a lanthanoid element, scandium or yttrium.
  • the lanthanoid elements include 15 elements having atomic numbers of 57 to 71, and any of these may be used.
  • Preferred examples of the central metal M include samarium Sm, neodymium Nd, praseodymium Pr, gadolinium Gd, cerium Ce, holmium Ho, scandium Sc, and yttrium Y.
  • the metallocene complex represented by the general formula (IX) includes a silylamide ligand [—N (SiR 3 ) 2 ].
  • the R groups (R a to R f in the general formula (IX)) contained in the silylamide ligand are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom.
  • At least one of R a to R c is a hydrogen atom and at least one of R d to R f is a hydrogen atom. Furthermore, a methyl group is preferable as the alkyl group.
  • the metallocene complex represented by the general formula (X) contains a silyl ligand [—SiX ′ 3 ].
  • X ′ contained in the silyl ligand [—SiX ′ 3 ] is a group defined in the same manner as X in the general formula (XI) described below, and preferred groups are also the same.
  • X is a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, a thiolate group, an amino group, a silyl group, and a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the halogen atom represented by X may be any of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, but is preferably a chlorine atom or a bromine atom.
  • the alkoxy group represented by X is an aliphatic alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, or a tert-butoxy group; a phenoxy group 2,6-di-tert-butylphenoxy group, 2,6-diisopropylphenoxy group, 2,6-dineopentylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenoxy group, 2-tert-butyl-6 Examples include aryloxy groups such as -neopentylphenoxy group and 2-isopropyl-6-neopentylphenoxy group. Among these, 2,6-di-tert-butylphenoxy group is preferable.
  • the thiolate group represented by X includes a thiomethoxy group, a thioethoxy group, a thiopropoxy group, a thio n-butoxy group, a thioisobutoxy group, a thiosec-butoxy group, a thiotert-butoxy group and the like Group thiolate group; thiophenoxy group, 2,6-di-tert-butylthiophenoxy group, 2,6-diisopropylthiophenoxy group, 2,6-dineopentylthiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropyl And arylthiolate groups such as a thiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-neopentylthiophenoxy group, 2-isopropyl-6-neopentylthiophenoxy group, 2,4,6-triisopropylthiophenoxy group, Among these, 2,4,6
  • examples of the amino group represented by X include aliphatic amino groups such as dimethylamino group, diethylamino group and diisopropylamino group; phenylamino group, 2,6-di-tert-butylphenylamino group, 2 , 6-diisopropylphenylamino group, 2,6-dineopentylphenylamino group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenylamino group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenylamino group, 2-isopropyl-
  • Examples thereof include arylamino groups such as 6-neopentylphenylamino group and 2,4,6-tri-tert-butylphenylamino group; bistrialkylsilylamino groups such as bistrimethylsilylamino group. Among these, bistrimethylsilylamino Groups are preferred.
  • examples of the silyl group represented by X include trimethylsilyl group, tris (trimethylsilyl) silyl group, bis (trimethylsilyl) methylsilyl group, trimethylsilyl (dimethyl) silyl group, triisopropylsilyl (bistrimethylsilyl) silyl group, and the like.
  • a tris (trimethylsilyl) silyl group is preferable.
  • X is preferably a bistrimethylsilylamino group or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the non-coordinating anion represented by, for example, a tetravalent boron anion.
  • tetravalent boron anion include tetraphenyl borate, tetrakis (monofluorophenyl) borate, tetrakis (difluorophenyl) borate, tetrakis (trifluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluorophenyl) borate, tetrakis ( Pentafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluoromethylphenyl) borate, tetra (tolyl) borate, tetra (xylyl) borate, (triphenyl, pentafluorophenyl) borate, [tris (pentafluorophenyl), phenyl] borate, tri Deca
  • the metallocene complex represented by the above general formulas (IX) and (X) and the half metallocene cation complex represented by the above general formula (XI) may further have 0 to 3, preferably 0 to 1, neutral Lewis Contains base L.
  • examples of the neutral Lewis base L include tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethylaniline, trimethylphosphine, lithium chloride, neutral olefins, neutral diolefins, and the like.
  • the neutral Lewis bases L may be the same or different.
  • metallocene complex represented by the general formulas (IX) and (X) and the half metallocene cation complex represented by the general formula (XI) may exist as a monomer, and may be a dimer. Or it may exist as a multimer more than that.
  • the metallocene complex represented by the general formula (IX) includes, for example, a lanthanide trishalide, scandium trishalide or yttrium trishalide in a solvent, an indenyl salt (for example, potassium salt or lithium salt) and bis (trialkylsilyl). It can be obtained by reacting with an amine salt (for example, potassium salt or lithium salt).
  • reaction temperature should just be about room temperature, it can manufacture on mild conditions.
  • the reaction time is arbitrary, but is about several hours to several tens of hours.
  • the reaction solvent is not particularly limited, but is preferably a solvent that dissolves the raw material and the product. For example, toluene may be used. Below, the reaction example for obtaining the metallocene complex represented by general formula (IX) is shown.
  • the metallocene complex represented by the general formula (X) includes, for example, a lanthanoid trishalide, scandium trishalide or yttrium trishalide in a solvent, an indenyl salt (for example, potassium salt or lithium salt), and a silyl salt (for example, potassium). Salt or lithium salt).
  • reaction temperature should just be about room temperature, it can manufacture on mild conditions.
  • the reaction time is arbitrary, but is about several hours to several tens of hours.
  • the reaction solvent is not particularly limited, but is preferably a solvent that dissolves the raw material and the product. For example, toluene may be used. Below, the example of reaction for obtaining the metallocene complex represented by general formula (X) is shown.
  • the half metallocene cation complex represented by the general formula (XI) can be obtained, for example, by the following reaction.
  • M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium, and Cp R ′ independently represents unsubstituted or substituted cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl.
  • X represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, a thiolate group, an amino group, a silyl group, or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms
  • L represents a neutral Lewis base
  • w represents An integer from 0 to 3 is shown.
  • [A] + [B] ⁇ [A] + represents a cation
  • [B] ⁇ represents a non-coordinating anion.
  • Examples of the cation represented by [A] + include a carbonium cation, an oxonium cation, an amine cation, a phosphonium cation, a cycloheptatrienyl cation, and a ferrocenium cation having a transition metal.
  • Examples of the carbonium cation include trisubstituted carbonium cations such as a triphenylcarbonium cation and a tri (substituted phenyl) carbonium cation.
  • the tri (substituted phenyl) carbonyl cation is specifically exemplified by tri (methylphenyl). ) Carbonium cation and the like.
  • amine cations include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation; N, N-dimethylanilinium cation, N, N-diethylanilinium cation, N, N, N, N-dialkylanilinium cations such as 2,4,6-pentamethylanilinium cation; dialkylammonium cations such as diisopropylammonium cation and dicyclohexylammonium cation.
  • Examples of the phosphonium cation include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation.
  • triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation.
  • N, N-dialkylanilinium cation or carbonium cation is preferable, and N, N-dialkylanilinium cation is particularly preferable.
  • the ionic compound represented by the general formula [A] + [B] ⁇ used for the above reaction is a compound selected and combined from the above non-coordinating anions and cations, and is an N, N-dimethylaniline. Preference is given to nium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and the like.
  • the ionic compound represented by the general formula [A] + [B] ⁇ is preferably added in an amount of 0.1 to 10 times mol, more preferably about 1 time mol based on the metallocene complex.
  • the half metallocene cation complex represented by the general formula (XI) may be provided as it is in the polymerization reaction system, or the compound represented by the general formula (XII) and formula used in the reaction [a] + [B] - provides an ionic compound represented separately into the polymerization reaction system, the general formula in the reaction system (XI You may form the half metallocene cation complex represented by this.
  • a half metallocene cation complex represented by (XI) can also be formed.
  • the structures of the metallocene complexes represented by the general formulas (IX) and (X) and the half metallocene cation complex represented by the general formula (XI) are preferably determined by X-ray structural analysis.
  • the co-catalyst that can be used in the second polymerization catalyst composition can be arbitrarily selected from components used as a co-catalyst for a polymerization catalyst composition containing a normal metallocene complex.
  • suitable examples of the cocatalyst include aluminoxanes, organoaluminum compounds, and the above ionic compounds. These promoters may be used alone or in combination of two or more.
  • alkylaluminoxane is preferable, and examples thereof include methylaluminoxane (MAO) and modified methylaluminoxane.
  • modified methylaluminoxane MMAO-3A (manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.) and the like are preferable.
  • the aluminoxane content in the second polymerization catalyst composition is such that the element ratio Al / M of the aluminum element Al of the aluminoxane to the central metal M of the metallocene complex is about 10 to 1,000. Preferably, about 100 is more preferable.
  • the organoaluminum compound the general formula AlRR′R ′′ (wherein R and R ′ are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, or a hydrogen atom).
  • R ′′ is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms).
  • a halogen atom a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are illustrated, and a chlorine atom is preferable.
  • the organoaluminum compound include trialkylaluminum, dialkylaluminum chloride, alkylaluminum dichloride, and dialkylaluminum hydride.
  • trialkylaluminum is preferable.
  • examples of the trialkylaluminum include triethylaluminum and triisobutylaluminum.
  • the content of the organoaluminum compound in the polymerization catalyst composition is preferably 1 to 50 times mol, more preferably about 10 times mol relative to the metallocene complex.
  • each of the metallocene complex represented by the general formulas (IX) and (X) and the half metallocene cation complex represented by the general formula (XI) is used as an appropriate promoter.
  • the cis-1,4 bond content and the molecular weight of the resulting polymer can be increased.
  • third polymerization catalyst composition (hereinafter also referred to as “third polymerization catalyst composition”) will be described.
  • each R independently represents unsubstituted or substituted indenyl, the R is coordinated to M, M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium, and each X independently represents 1 to 20 represents a monovalent hydrocarbon group, X is ⁇ -coordinated to M and Q, Q represents a group 13 element in the periodic table, and Y is independently a carbon number of 1 to 20.
  • M 1 represents a lanthanoid element, scandium or yttrium
  • CpR each independently represents an unsubstituted or substituted indenyl group
  • R A and R B each independently represents one having 1 to 20 carbon atoms.
  • R A and R B are ⁇ -coordinated to M 1 and Al
  • R C and R D are each independently a monovalent hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms.
  • a multi-component copolymer can be produced by using the metallocene composite catalyst.
  • the metallocene composite catalyst for example, a catalyst previously combined with an aluminum catalyst, it is possible to reduce or eliminate the amount of alkylaluminum used during the synthesis of the multi-component copolymer.
  • a conventional catalyst system it is necessary to use a large amount of alkylaluminum at the time of synthesizing the multi-component copolymer.
  • the metallocene composite catalyst it is excellent by adding about 5 molar equivalents of alkylaluminum. Catalysis is exerted.
  • the metal M in the general formula (XIII) is a lanthanoid element, scandium or yttrium.
  • the lanthanoid elements include 15 elements having atomic numbers of 57 to 71, and any of these may be used.
  • Preferred examples of the metal M include samarium Sm, neodymium Nd, praseodymium Pr, gadolinium Gd, cerium Ce, holmium Ho, scandium Sc, and yttrium Y.
  • each R is independently an unsubstituted indenyl or a substituted indenyl, and the R is coordinated to the metal M.
  • substituted indenyl include, for example, 1,2,3-trimethylindenyl group, heptamethylindenyl group, 1,2,4,5,6,7-hexamethylindenyl group, and the like.
  • Q represents a group 13 element in the periodic table, and specific examples include boron, aluminum, gallium, indium, thallium, and the like.
  • each X independently represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and X is ⁇ -coordinated to M and Q.
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group. Tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, stearyl group and the like.
  • the ⁇ coordination is a coordination mode having a crosslinked structure.
  • each Y independently represents a monovalent hydrocarbon group or hydrogen atom having 1 to 20 carbon atoms, and the Y is coordinated to Q.
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group. Tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, stearyl group and the like.
  • the metal M 1 is a lanthanoid element, scandium or yttrium.
  • the lanthanoid elements include 15 elements having atomic numbers of 57 to 71, and any of these may be used.
  • Preferred examples of the metal M 1 include samarium Sm, neodymium Nd, praseodymium Pr, gadolinium Gd, cerium Ce, holmium Ho, scandium Sc, and yttrium Y.
  • Cp R is unsubstituted indenyl or substituted indenyl.
  • Cp R having an indenyl ring as a basic skeleton can be represented by C 9 H 7-X R X or C 9 H 11-X R X.
  • X is an integer of 0 to 7 or 0 to 11.
  • each R is preferably independently a hydrocarbyl group or a metalloid group.
  • the hydrocarbyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • hydrocarbyl group examples include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group.
  • metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there.
  • Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group.
  • substituted indenyl examples include 2-phenylindenyl, 2-methylindenyl and the like.
  • two Cp R in the general formula (XIV) may be the same as or different from each other.
  • R A and R B each independently represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R A and R B are ⁇ -coordinated to M 1 and Al. doing.
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group. Tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, stearyl group and the like.
  • R C and R D are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrogen atom.
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group. Tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, stearyl group and the like.
  • the metallocene composite catalyst is, for example, in a solvent, represented by the following general formula (XV):
  • M 2 represents a lanthanoid element, scandium or yttrium
  • Cp R independently represents unsubstituted or substituted indenyl
  • R E to R J each independently represents 1 to 3 carbon atoms.
  • L is a neutral Lewis base
  • w is, the metallocene complex represented by an integer of 0-3)
  • an organoaluminum compound represented by AlR K R L R M It is obtained by reacting with.
  • reaction temperature should just be about room temperature, it can manufacture on mild conditions.
  • the reaction time is arbitrary, but is about several hours to several tens of hours.
  • the reaction solvent is not particularly limited, but is preferably a solvent that dissolves the raw material and the product.
  • toluene or hexane may be used.
  • the structure of the metallocene composite catalyst is preferably determined by 1H-NMR or X-ray structural analysis.
  • Cp R is unsubstituted indenyl or substituted indenyl, and has the same meaning as Cp R in the general formula (XIV).
  • the metal M 2 is a lanthanoid element, scandium, or yttrium, and has the same meaning as the metal M 1 in the general formula (XIV).
  • the metallocene complex represented by the general formula (XV) includes a silylamide ligand [—N (SiR 3 ) 2 ].
  • the R groups (R E to R J groups) contained in the silylamide ligand are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom. Further, at least one of R E to R J is preferably a hydrogen atom. By making at least one of R E to R J a hydrogen atom, the catalyst can be easily synthesized. Furthermore, a methyl group is preferable as the alkyl group.
  • the metallocene complex represented by the general formula (XV) further contains 0 to 3, preferably 0 to 1 neutral Lewis base L.
  • the neutral Lewis base L include tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethylaniline, trimethylphosphine, lithium chloride, neutral olefins, neutral diolefins, and the like.
  • the neutral Lewis bases L may be the same or different.
  • the metallocene complex represented by the general formula (XV) may exist as a monomer, or may exist as a dimer or a higher multimer.
  • the organoaluminum compound used for producing the metallocene composite catalyst is represented by AlR K R L R M , where R K and R L are each independently a monovalent carbon atom having 1 to 20 carbon atoms.
  • R M is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, provided that R M may be the same as or different from R K or R L described above.
  • Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group , Pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, stearyl group and the like.
  • organoaluminum compound examples include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butylaluminum, tripentylaluminum, tri Hexyl aluminum, tricyclohexyl aluminum, trioctyl aluminum; diethyl aluminum hydride, di-n-propyl aluminum hydride, di-n-butyl aluminum hydride, diisobutyl aluminum hydride, dihexyl aluminum hydride, diisohexyl aluminum hydride , Dioctylaluminum hydride, diisooctylaluminum hydride; ethylaluminum dihydride, n-propylaluminum Muzi hydride, isobutylaluminum dihydride and the like.
  • triethylaluminum, triisobutylaluminum, hydrogenated diethylaluminum, hydrogenated diisobutylaluminum are preferred.
  • these organoaluminum compounds can be used individually by 1 type, or 2 or more types can be mixed and used for them.
  • the amount of the organoaluminum compound used for the production of the metallocene composite catalyst is preferably 1 to 50 times mol, more preferably about 10 times mol to the metallocene complex.
  • the third polymerization catalyst composition may include the metallocene composite catalyst and a boron anion, and further, other components contained in the polymerization catalyst composition including a normal metallocene catalyst, such as a promoter. It is preferable to contain.
  • the metallocene composite catalyst and boron anion are also referred to as a two-component catalyst. According to the third polymerization catalyst composition, since the boron anion is further contained in the same manner as the metallocene composite catalyst, the content of each monomer component in the polymer can be arbitrarily controlled. It becomes.
  • boron anion constituting the two-component catalyst in the third polymerization catalyst composition include a tetravalent boron anion.
  • tetraphenylborate tetrakis (monofluorophenyl) borate, tetrakis (difluorophenyl) borate, tetrakis (trifluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluorophenyl) borate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluoromethyl) Phenyl) borate, tetra (tolyl) borate, tetra (xylyl) borate, (triphenyl, pentafluorophenyl) borate, [tris (pentafluorophenyl), phenyl] borate, tridecahydride-7,8-dicarboundecaborate Among
  • the boron anion can be used as an ionic compound combined with a cation.
  • the cation include a carbonium cation, an oxonium cation, an amine cation, a phosphonium cation, a cycloheptatrienyl cation, and a ferrocenium cation having a transition metal.
  • the carbonium cation include trisubstituted carbonium cations such as a triphenylcarbonium cation and a tri (substituted phenyl) carbonium cation.
  • the tri (substituted phenyl) carbonyl cation is specifically exemplified by tri (methylphenyl).
  • amine cations include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation; N, N-dimethylanilinium cation, N, N-diethylanilinium cation, N, N, N, N-dialkylanilinium cations such as 2,4,6-pentamethylanilinium cation; dialkylammonium cations such as diisopropylammonium cation and dicyclohexylammonium cation.
  • Examples of the phosphonium cation include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation.
  • N, N-dialkylanilinium cation or carbonium cation is preferable, and N, N-dialkylanilinium cation is more preferable. Therefore, as the ionic compound, N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and the like are preferable.
  • the ionic compound composed of a boron anion and a cation is preferably added in an amount of 0.1 to 10 times mol, more preferably about 1 time mol based on the metallocene composite catalyst.
  • the metallocene composite catalyst of the general formula (XIV) can be synthesized. Can not. Therefore, for the preparation of the third polymerization catalyst composition, it is necessary to synthesize the metallocene composite catalyst in advance, isolate and purify the metallocene composite catalyst, and then combine with the boron anion.
  • aluminoxane is preferably an alkylaluminoxane, and examples thereof include methylaluminoxane (MAO) and modified methylaluminoxane.
  • MAO methylaluminoxane
  • modified methylaluminoxane MMAO-3A (manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.) and the like are preferable.
  • MMAO-3A manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.
  • These aluminoxanes may be used alone or in combination of two or more.
  • the fourth polymerization catalyst composition includes a rare earth element compound and a compound having a cyclopentadiene skeleton.
  • the fourth polymerization catalyst composition is: A rare earth element compound (hereinafter also referred to as “component (A2)”), A compound selected from the group consisting of substituted or unsubstituted cyclopentadiene, substituted or unsubstituted indene (compound having an indenyl group), and substituted or unsubstituted fluorene (hereinafter also referred to as “component (B2)”) When, Need to contain.
  • component (A2) A rare earth element compound
  • component (B2) A compound selected from the group consisting of substituted or unsubstituted cyclopentadiene, substituted or unsubstituted indene (compound having an indenyl group), and substituted or unsubstituted fluorene
  • This fourth polymerization catalyst composition is: Organic metal compound (hereinafter also referred to as “component (C2)”) ⁇ Aluminoxane compound (hereinafter also referred to as “component (D2)”) ⁇ Halogen compounds (hereinafter also referred to as “component (E2)”) May further be included.
  • component (C2) Organic metal compound
  • component (D2) Aluminoxane compound
  • component (E2) Halogen compounds
  • the fourth polymerization catalyst composition preferably has high solubility in aliphatic hydrocarbons, and is preferably a homogeneous solution in aliphatic hydrocarbons.
  • examples of the aliphatic hydrocarbon include hexane, cyclohexane, pentane, and the like.
  • a 4th polymerization catalyst composition does not contain an aromatic hydrocarbon.
  • examples of the aromatic hydrocarbon include benzene, toluene, xylene, and the like.
  • "it does not contain an aromatic hydrocarbon” means that the ratio of the aromatic hydrocarbon contained in a polymerization catalyst composition is less than 0.1 mass%.
  • the component (A2) can be a rare earth element-containing compound having a metal-nitrogen bond (MN bond) or a reaction product of the rare earth element-containing compound and a Lewis base.
  • the rare earth element-containing compound include scandium, yttrium, and a compound containing a lanthanoid element composed of elements having atomic numbers of 57 to 71.
  • the lanthanoid elements are specifically lanthanium, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium.
  • the Lewis base include tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethylaniline, trimethylphosphine, lithium chloride, neutral olefins, neutral diolefins, and the like.
  • the rare earth element-containing compound or the reaction product of the rare earth element-containing compound and the Lewis base does not have a bond between the rare earth element and carbon.
  • the reaction product of the rare earth element-containing compound and the Lewis base does not have a rare earth element-carbon bond, the reaction product is stable and easy to handle.
  • the said (A2) component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the component (A2) has the general formula (XVI) M- (AQ 1 ) (AQ 2 ) (AQ 3 ) (XVI) (Wherein M represents at least one element selected from the group consisting of scandium, yttrium and lanthanoid elements; AQ 1 , AQ 2 and AQ 3 may be the same or different functional groups. A group wherein A represents at least one selected from the group consisting of nitrogen, oxygen or sulfur; provided that it has at least one MA bond) It is preferable that it is a compound represented by these.
  • the lanthanoid elements are specifically lanthanium, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium. According to the above compound, the catalytic activity in the reaction system can be improved, the reaction time can be shortened, and the reaction temperature can be increased.
  • gadolinium is particularly preferable from the viewpoint of enhancing catalyst activity and reaction controllability.
  • a in the general formula (XVI) is nitrogen
  • the functional group represented by AQ 1 , AQ 2 , and AQ 3 that is, NQ 1 , NQ 2 , and NQ 3
  • the functional group represented by AQ 1 , AQ 2 , and AQ 3 includes an amino group and the like Can be mentioned. And in this case, it has three MN bonds.
  • amino group examples include aliphatic amino groups such as dimethylamino group, diethylamino group, and diisopropylamino group; phenylamino group, 2,6-di-tert-butylphenylamino group, 2,6-diisopropylphenylamino group, 2,6-dineopentylphenylamino group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenylamino group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenylamino group, 2-isopropyl-6-neopentylphenylamino group,
  • Examples include arylamino groups such as 2,4,6-tri-tert-butylphenylamino group; bistrialkylsilylamino groups such as bistrimethylsilylamino group, and are particularly soluble in aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. From the viewpoint, a bistrimethylsilylamino group is preferable.
  • the component (A2) can be a compound having three MN bonds, and each bond becomes chemically equivalent, and the structure of the compound becomes stable, so that handling is easy. Moreover, if it is set as the said structure, the catalyst activity in a reaction system can further be improved. Therefore, the reaction time can be further shortened and the reaction temperature can be further increased.
  • the component (A2) represented by the general formula (XVI) is not particularly limited.
  • R may be the same or different and is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the compound represented by the general formula (XVII) or the compound represented by the general formula (XVIII) is preferably used. Can be used.
  • the component (A2) represented by the general formula (XVI) is not particularly limited.
  • the following general formula (XIX) (RS) 3 M (XIX) A rare earth alkylthiolate represented by The following general formula (XX) (R-CS 2 ) 3 M (XX)
  • R may be the same or different and is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the above-described compound (XIX) or compound (XX) can be suitably used.
  • the component (B2) is a compound selected from the group consisting of substituted or unsubstituted cyclopentadiene, substituted or unsubstituted indene (compound having an indenyl group), and substituted or unsubstituted fluorene.
  • the compound of the said (B2) component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • Examples of the substituted cyclopentadiene include pentamethylcyclopentadiene, tetramethylcyclopentadiene, isopropylcyclopentadiene, trimethylsilyl-tetramethylcyclopentadiene, and the like.
  • Examples of the substituted or unsubstituted indene include indene, 2-phenyl-1H-indene, 3-benzyl-1H-indene, 3-methyl-2-phenyl-1H-indene, and 3-benzyl-2-phenyl-1H.
  • substituted fluorene examples include trimethylsilylfluorene and isopropylfluorene.
  • the conjugated electrons included in the compound having a cyclopentadiene skeleton can be increased, and the catalytic activity in the reaction system can be further improved. Therefore, the reaction time can be further shortened and the reaction temperature can be further increased.
  • the organometallic compound (component (C2)) is represented by the general formula (XXI): YR 4 a R 5 b R 6 c (XXI)
  • Y is a metal element selected from the group consisting of elements of Group 1, Group 2, Group 12 and Group 13 of the Periodic Table, and R4 and R5 each have 1 to 10 carbon atoms.
  • a monovalent hydrocarbon group or a hydrogen atom R6 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, provided that R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different from each other;
  • Y is a Group 1 metal element
  • a is 1 and b and c are 0.
  • the component (C2) has the general formula (XXII): AlR 7 R 8 R 9 (XXII) Wherein R 7 and R 8 are monovalent hydrocarbon groups or hydrogen atoms having 1 to 10 carbon atoms, R 9 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 7 , R 8 and R 9 may be the same or different).
  • organoaluminum compound examples include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butylaluminum, tripentylaluminum, and trihexyl.
  • the said organoaluminum compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the aluminoxane compound (component (D2)) is a compound obtained by bringing an organoaluminum compound and a condensing agent into contact with each other.
  • component (D2) the catalytic activity in the polymerization reaction system can be further improved. Therefore, the reaction time can be further shortened and the reaction temperature can be further increased.
  • examples of the organoaluminum compound include trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, and triisobutylaluminum, and mixtures thereof. Particularly, trimethylaluminum, and a mixture of trimethylaluminum and tributylaluminum are preferable.
  • An example of the condensing agent is water.
  • component (D2) for example, general formula (XXIII): -(Al (R 10 ) O) n- (XXIII) (Wherein, R 10 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, wherein a portion of the hydrocarbon group may be substituted by halogen and / or alkoxy group; R 10 is It may be the same or different between the repeating units; n is 5 or more).
  • the molecular structure of the aluminoxane may be linear or cyclic.
  • N in general formula (XXIII) is preferably 10 or more.
  • examples of the hydrocarbon group represented by R 10 in the general formula (XXIII) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isobutyl group, and a methyl group is particularly preferable.
  • the said hydrocarbon group may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • As the hydrocarbon group for R 10 a combination of a methyl group and an isobutyl group is preferable.
  • the aluminoxane preferably has high solubility in aliphatic hydrocarbons, and preferably has low solubility in aromatic hydrocarbons.
  • aluminoxane marketed as a hexane solution is preferable.
  • examples of the aliphatic hydrocarbon include hexane and cyclohexane.
  • the component (D2) is particularly the general formula (XXIV): -(Al (CH 3 ) x (iC 4 H 9 ) y O) m- (XXIV) (In the formula, x + y is 1; m is 5 or more).
  • TMAO the product name: TMAO341 by Tosoh Finechem Co., Ltd. is mentioned, for example.
  • the component (D2) particularly has the general formula (XXV): -(Al (CH 3 ) 0.7 (iC 4 H 9 ) 0.3 O) k- (XXV) (Wherein k is 5 or more), and may be a modified aluminoxane (hereinafter also referred to as “MMAO”).
  • MMAO modified aluminoxane
  • An example of MMAO is MMAO-3A manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.
  • the component (D2) is particularly represented by the general formula (XXVI): -[(CH 3 ) AlO] i- (XXVI) (Wherein i is 5 or more), a modified aluminoxane (hereinafter also referred to as “PMAO”).
  • PMAO a modified aluminoxane
  • An example of PMAO is TMAO-211 manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.
  • the component (D2) is preferably MMAO or TMAO among the MMAO, TMAO, and PMAO from the viewpoint of improving the effect of improving the catalyst activity, and is TMAO from the viewpoint of further enhancing the effect of improving the catalyst activity. It is more preferable.
  • the halogen compound (component (E2)) is a halogen-containing compound which is a Lewis acid (hereinafter also referred to as “(E2-1) component”), a complex compound of a metal halide and a Lewis base (hereinafter referred to as “(E2-2)”. ) Component ”) and an organic compound containing an active halogen (hereinafter also referred to as“ component (E2-3) ”).
  • component (A2) that is, a rare earth element-containing compound having an MN bond or a reaction product of the rare earth element-containing compound and a Lewis base to form a cationic transition metal compound, a halogenated transition, A metal compound and / or a transition metal compound in which electrons are insufficient at the transition metal center are generated.
  • component (E2) the cis-1,4 bond content of the copolymer can be improved.
  • halogen-containing compound containing an element of Group 3, Group 4, Group 5, Group 6, Group 8, Group 13, Group 14, Group 15 or the like
  • aluminum halides or organometallic halides are preferred.
  • halogen-containing compounds that are Lewis acids include titanium tetrachloride, tungsten hexachloride, tri (pentafluorophenyl) borate, methylaluminum dibromide, methylaluminum dichloride, ethylaluminum dibromide, ethylaluminum dichloride, butylaluminum dibromide.
  • Examples include bromide, tri (pentafluorophenyl) aluminum, dibutyltin dichloride, tin tetrachloride, phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, antimony trichloride, antimony pentachloride, etc., especially ethyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dibromide, diethyl Aluminum chloride, diethylaluminum bromide, ethylaluminum ses
  • Examples of the metal halide used for the component (E2-2) include beryllium chloride, beryllium bromide, beryllium iodide, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, calcium chloride, calcium bromide, calcium iodide, Barium chloride, barium bromide, barium iodide, zinc chloride, zinc bromide, zinc iodide, cadmium chloride, cadmium bromide, cadmium iodide, mercury chloride, mercury bromide, mercury iodide, manganese chloride, manganese bromide , Manganese iodide, rhenium chloride, rhenium bromide, rhenium iodide, copper chloride, copper bromide, copper iodide, silver chloride, silver bromide, silver iodide, gold chloride, gold iodide, gold bromide etc.
  • the Lewis base used for the component (E2-2) is preferably a phosphorus compound, a carbonyl compound, a nitrogen compound, an ether compound, or an alcohol.
  • tributyl phosphate tri-2-ethylhexyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine, diethylphosphinoethane, diphenylphosphinoethane, acetylacetone, benzoylacetone, propionylacetone , Valeryl acetone, ethyl acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, phenyl acetoacetate, dimethyl malonate, diethyl malonate, diphenyl malonate, acetic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, benzoic acid Acid, naphthenic acid, versatic acid, triethylamine, N, N-di
  • the number of moles of the Lewis base is preferably 0.01 to 30 moles, more preferably 0.5 to 10 moles per mole of the metal halide.
  • the reaction product with the Lewis base is used, the metal remaining in the polymer can be reduced.
  • the above-mentioned complex compound of metal halide and Lewis base may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the component (E2-3) include benzyl chloride.
  • component a compound selected from the group consisting of substituted or unsubstituted cyclopentadiene, substituted or unsubstituted indene, and substituted or unsubstituted fluorene
  • component a compound selected from the group consisting of substituted or unsubstituted cyclopentadiene, substituted or unsubstituted indene, and substituted or unsubstituted fluorene
  • component rare earth element compound
  • the ratio of the component (C2) (organometallic compound) to the component (A2) in terms of moles is preferably 1 or more, more preferably 5 or more, and the reaction system. Is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, specifically more preferably about 10 from the viewpoint of suppressing a decrease in catalytic activity in
  • the ratio of aluminum in component (D2) (aluminoxane) in moles to the rare earth element in component (A2) is preferably 10 or more, and 100 or more. Is more preferable, and is preferably 1,000 or less, and more preferably 800 or less, from the viewpoint of suppressing a decrease in catalytic activity in the reaction system.
  • the ratio of (E2) component (halogen compound) to (A2) component in moles is preferably 0 or more, more preferably 0.5 or more, and more preferably 1.0 or more, from the viewpoint of improving the catalytic activity. More preferably, it is preferably 20 or less, more preferably 10 or less, from the viewpoint of maintaining the solubility of the component (E2) and suppressing the decrease in catalyst activity. Therefore, according to the above range, the effect of improving the cis-1,4 bond content of the copolymer can be enhanced.
  • the fourth polymerization catalyst composition includes a non-coordinating anion (for example, a tetravalent boron anion) and a cation (for example, a carbonium cation, an oxonium cation, an ammonium cation, a phosphonium cation, and a cycloheptatrienyl cation). And an ionic compound composed of a ferrocenium cation having a transition metal).
  • the ionic compound has high solubility in aromatic hydrocarbons and low solubility in hydrocarbons. Therefore, if it is set as the polymerization catalyst composition which does not contain an ionic compound, a copolymer can be manufactured, reducing environmental load and manufacturing cost further.
  • "it does not contain an ionic compound” means that the ratio of the ionic compound contained in a polymerization catalyst composition is less than 0.01 mass%.
  • the ratio of the multi-component copolymer (a2) in the rubber component (a) is 5 to 40% by mass.
  • the ratio is less than 5% by mass, the wear resistance and crack growth resistance cannot be sufficiently improved.
  • the above ratio exceeds 40% by mass, a balanced rigidity as a whole is not provided.
  • the ratio of the multi-component copolymer (a2) in the rubber component (a) is more preferably 20% by mass or more.
  • the rubber composition of this embodiment may contain other rubber components other than the high vinyl diene polymer (a1) and multi-component copolymer (a2) described above as the rubber component (a).
  • the other rubber component is not particularly limited, and examples thereof include non-diene polymers; diene polymers as described above, and diene polymers having a vinyl bond content of less than 20% by mass; and the like. It is done. These other rubber components may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the rubber composition of the present embodiment does not contain other rubber components other than the above-described high vinyl diene polymer (a1) and multi-component copolymer (a2) from the viewpoint of sufficiently obtaining a desired effect. Is preferred.
  • the rubber composition of this embodiment can contain a crosslinking agent (b).
  • a crosslinking agent (b) examples include a sulfur crosslinking agent, an organic peroxide crosslinking agent, an inorganic crosslinking agent, a polyamine crosslinking agent, a resin crosslinking agent, a sulfur compound crosslinking agent, and an oxime-nitrosamine crosslinking agent. It is done.
  • the crosslinking agent (b) from the viewpoint of reactivity with the high vinyl diene polymer (a1), it is preferable to use a sulfur crosslinking agent (vulcanizing agent), and it is more preferable to use sulfur.
  • 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of rubber components (a).
  • the content of the cross-linking agent is 0.1 parts by mass or more, the cross-linking can be progressed more reliably, and when the content is 20 parts by mass or less, an excess during kneading with a part of the cross-linking agent Cross-linking can be suppressed.
  • the rubber composition of the present embodiment has a filler, a crosslinking accelerator (vulcanization accelerator), and a crosslinking accelerator (vulcanization accelerator) as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Anti-aging agents zinc oxide (ZnO), waxes, antioxidants, foaming agents, plasticizers, lubricants, tackifiers, petroleum resins, UV absorbers, dispersants, compatibilizers, homogenizing agents, etc. Components can be appropriately contained.
  • filler examples include silica, carbon black, aluminum oxide, clay, alumina, talc, mica, kaolin, glass balloon, glass beads, calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium oxide, titanium oxide, Examples include potassium titanate and barium sulfate.
  • a filler may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. Among these, it is preferable to include at least one selected from silica and carbon black.
  • the carbon black is not particularly limited, and examples thereof include SAF, ISAF, HAF, FF, FEF, GPF, SRF, CF, FT, and MT grade carbon black. Carbon black may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the silica is not particularly limited, and examples thereof include wet silica, dry silica, colloidal silica, and the like. Silica may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber composition of this embodiment contains a silica as a filler, in order to improve the compounding effect of the said silica, it is preferable to further contain a silane coupling agent.
  • the content of the filler in the rubber composition of the present embodiment is preferably 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (a).
  • the content is 10 parts by mass or more, an effect of improving wear resistance and crack growth resistance can be obtained, and when the content is 100 parts by mass or less, the wear resistance and crack growth resistance are improved. Deterioration can be sufficiently suppressed.
  • the method for producing the rubber composition of the present embodiment is not particularly limited.
  • the rubber composition of the present embodiment can be obtained by blending and kneading the above-described components according to a conventional method.
  • all the components may be blended and kneaded at once, or each component may be blended and kneaded in multiple stages such as two stages or three stages.
  • a kneader such as a roll, an internal mixer, a Banbury rotor or the like can be used.
  • a known molding machine such as an extrusion molding machine or a press machine can be used.
  • the rubber composition of this embodiment may be produced by crosslinking.
  • the crosslinking conditions are not particularly limited, and usually a temperature of 140 to 180 ° C. and a time of 5 to 120 minutes can be employed.
  • the rubber composition of the present embodiment can be used for various rubber articles such as tires, conveyor belts, rubber crawlers, vibration isolators, seismic isolation devices and hoses described later.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above rubber composition. Since the tire of the present invention uses the above-described rubber composition, it is excellent in wear resistance and crack growth resistance.
  • the tire includes parts such as a tread, a base tread, a sidewall, a side reinforcing rubber, and a bead filler.
  • the rubber composition mentioned above can be used for at least any one of the site
  • the rubber composition described above can be suitably used for a tread.
  • a conventional method can be used as a method for manufacturing the tire.
  • a tire molding drum members normally used for manufacturing tires such as a carcass layer, a belt layer, a tread layer and the like made of an unvulcanized rubber composition and / or a cord are sequentially laminated, and the drum is removed and a green tire is removed. To do. Then, a desired tire (for example, a pneumatic tire) can be manufactured by heating and vulcanizing the green tire according to a conventional method.
  • a desired tire for example, a pneumatic tire
  • Conveyor belt The conveyor belt of the present invention is characterized by using the above rubber composition. Since the conveyor belt of this invention uses the rubber composition mentioned above, it is excellent in abrasion resistance and crack growth resistance.
  • the conveyor belt includes an inner surface rubber (lower surface cover rubber) on the lower side of the reinforcing member made of steel cord or the like and in contact with the driving pulley, the driven pulley, the shape retaining rotor, and the like, and the reinforcing member.
  • the outer peripheral surface rubber (upper cover rubber) that comes into contact with the transport article is provided.
  • the rubber composition mentioned above can be used for at least any one of the site
  • the conveyor belt of the present invention for example, sandwiches a reinforcing material with a sheet made of the rubber composition described above, and then vulcanizes the rubber composition by thermocompression bonding so that the reinforcing material is bonded and covered with the rubber composition. It can be manufactured by doing.
  • the rubber crawler of the present invention is characterized by using the above rubber composition. Since the rubber crawler of the present invention uses the above-described rubber composition, it is excellent in wear resistance and crack growth resistance.
  • the rubber crawler includes a steel cord, an intermediate rubber layer that covers the steel cord, a core metal disposed on the intermediate rubber layer, and a main rubber that surrounds the intermediate rubber layer and the core metal. And a plurality of lugs on the grounding surface side of the main rubber layer.
  • the rubber composition mentioned above can be used for at least any one of the site
  • the above-described rubber composition can be suitably used for the main rubber layer, in particular, the lug.
  • the anti-vibration device of the present invention is characterized by using the above rubber composition. Since the vibration isolator of the present invention uses the above-described rubber composition, it is excellent in wear resistance and crack growth resistance.
  • the type of the vibration isolator is not particularly limited. For example, engine mount, torsional damper, rubber bush, strut mount, bound bumper, helper rubber, member mount, stabilizer bush, air spring, center support, rubber propeller shaft Anti-vibration lever, companion damper, damping rubber, idler arm bush, steering column bush, coupling rubber, body mount, muffler support, dynamic damper, piping rubber and the like.
  • the seismic isolation device of the present invention is characterized by using the above rubber composition. Since the seismic isolation device of the present invention uses the rubber composition described above, it is excellent in wear resistance and crack growth resistance.
  • the seismic isolation device includes a laminate in which soft layers and hard layers are alternately laminated, and a plug that is press-fitted into a hollow portion formed at the center of the laminate.
  • the rubber composition described above can be used for at least one of the soft layer and the plug.
  • Hose The hose of the present invention is characterized by using the above rubber composition. Since the hose of this invention uses the rubber composition described above, it is excellent in wear resistance and crack growth resistance.
  • the hose is provided between an inner surface rubber layer (inner tube rubber) positioned on the radially inner side, an outer surface rubber layer positioned on the radially outer side, and the inner surface rubber layer and the outer surface rubber layer as necessary. And a reinforcing layer located on the surface.
  • the rubber composition described above can be used for at least one of the inner rubber layer and the outer rubber layer.
  • the rubber composition mentioned above can also be used for the hose which consists of a single rubber layer.
  • the obtained catalyst solution was added to the above pressure resistant stainless steel reactor and heated to 70 ° C.
  • ethylene as a non-conjugated olefin compound is charged into the above pressure resistant stainless steel reactor at a pressure of 1.5 MPa, and further 80 mL of a toluene solution containing 20 g of 1,3-butadiene as a conjugated diene compound is charged over 8 hours.
  • the copolymerization was carried out at 70 ° C. for a total of 8.5 hours.
  • the obtained copolymer A was subjected to a differential scanning calorimeter (DSC, manufactured by TA Instruments Japan, “DSCQ2000”) in accordance with JIS K 7121-1987, with a melting point, a glass transition temperature of 0 to The energy of the endothermic peak at 120 ° C. was measured.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the temperature is increased from ⁇ 150 ° C. to 150 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min, and the endothermic peak at 0 to 120 ° C. at that time (1st run).
  • the energy of the endothermic peak was measured by determining (enthalpy relaxation).
  • the melting point was 63 ° C.
  • the glass transition temperature was ⁇ 28 ° C.
  • the energy of the endothermic peak was 36.1 J / g.
  • the crystallinity of copolymer A was determined from the ratio between the crystal melting energy of polyethylene composed of 100% crystal component and the melting peak energy of copolymer A measured by DSC, it was 12.3%. Calculated.
  • the obtained copolymer A was subjected to gel permeation chromatography [GPC: Tosoh HLC-8121GPC / HT, column: Tosoh GMH HR -H (S) HT ⁇ 2, detector: differential refractometer (RI)], the molecular weight in terms of polystyrene was determined on the basis of monodisperse polystyrene.
  • the number average molecular weight (Mn) was 163,000
  • the weight average molecular weight (Mw) was 399,000
  • Mw / Mn was 2.4.
  • the copolymer A has a butadiene unit ratio of 14 mol and an ethylene unit ratio of 69 mol%. It was confirmed that the proportion of styrene units was 17 mol%. Further, in the 13 C-NMR spectrum chart of the copolymer A, no peak was observed at 10 to 24 ppm, so that it was confirmed that the main chain of the copolymer A consists only of an acyclic structure.
  • Example 1 About the rubber composition of Examples other than Example 1, it observes with a scanning electron microscope (SEM), that a conjugated diene polymer constitutes a continuous phase and that a multi-component copolymer constitutes a dispersed phase. Check. Moreover, about the rubber composition of Example 1, as a result of comprehensively judging by (1) visual observation, (2) dynamic viscoelasticity curve, and (3) scanning electron microscope (SEM), a high vinyl diene polymer ( It was confirmed that a1) and the multi-component copolymer (a2) were incompatible or semi-compatible with each other.
  • SEM scanning electron microscope
  • Abrasion resistance With respect to the rubber compositions of Comparative Example A and Example 1, the amount of abrasion was measured at a room temperature with a slip rate of 60% using a Lambourn type abrasion tester. For the rubber compositions of Examples other than Comparative Example A and Example 1, the amount of wear is measured at a room temperature slip rate of 60% using a Lambourn type wear tester. In the example using the carbon black shown in Table 1 using the reciprocal of the measured value, it is indicated by an index when Comparative Example A is set to 100, and in the example using silica shown in Table 2, Comparative Example B is As 100, the measured value is indexed. It shows that it is excellent in abrasion resistance, so that this index value is large.
  • Polymer B polybutadiene, manufactured by Asahi Kasei Corporation, trade name “NF35”, vinyl bond content: 12% by mass, aromatic vinyl bond content: 0% by mass * 2
  • Polymer C Polybutadiene, manufactured by Bayer, trade name “BUNA Vi 70-0 HM”, vinyl bond content: 70 mass%, aromatic vinyl bond content: 0 mass% * 3
  • the rubber composition which can produce the rubber article excellent in abrasion resistance and crack growth resistance can be provided.
  • a tire, a conveyor belt, a rubber crawler, a vibration isolator, a seismic isolation apparatus, and a hose which are excellent in abrasion resistance and crack growth resistance can be provided.

Abstract

耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れるゴム物品を作製することができるゴム組成物を提供する。ゴム組成物は、重合体中のビニル結合含量が20~100質量%であるジエン系重合体(a1)、及び、共役ジエン単位と、非共役オレフィン単位と、芳香族ビニル単位とを有する多元共重合体(a2)を含むゴム成分(a)を含有し、前記ゴム成分(a)における前記多元共重合体(a2)の割合が5~40質量%である、ことを特徴とする。

Description

ゴム組成物、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置及びホース
 本発明は、ゴム組成物、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置及びホースに関する。
 一般に、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置、ホース等のゴム物品には、高い耐久性が求められており、かかる要求を満たすために、高耐久性のゴム材料の開発が望まれている。
 そのようなゴム材料として、本発明者らは、共役ジエン単位と、非共役オレフィン単位と、芳香族ビニル単位とを含有する多元共重合体が、ゴム物品の耐摩耗性及び耐亀裂成長性等を向上させ得ることを見出した(下記特許文献1)。
国際公開第2015/190072号
 ここで、ゴム業界においては、種々のゴムに特有の諸性質を具備させるために、2種以上のゴム成分を配合して用いることが一般的に行われている。このような状況下、本発明者らが更に検討したところ、上述の多元共重合体と他のゴム成分とを混合したときには、耐摩耗性及び耐亀裂成長性の向上効果が得られ難い場合があることが分かった。そのため、上記多元共重合体を含む複数のゴム成分を含有するゴム組成物には、耐摩耗性及び耐亀裂成長性の向上の点で、改良の余地があった。
 そこで、本発明は、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れるゴム物品を作製することができるゴム組成物を提供することを課題とする。
 また、本発明は、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置及びホースを提供することを課題とする。
 上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
 本発明のゴム組成物は、重合体中のビニル結合含量が20~100質量%であるジエン系重合体(a1)、及び、共役ジエン単位と、非共役オレフィン単位と、芳香族ビニル単位とを有する多元共重合体(a2)を含むゴム成分(a)を含有し、
 前記ゴム成分(a)における前記多元共重合体(a2)の割合が5~40質量%である、ことを特徴とする。
 本発明のタイヤは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 本発明のコンベヤベルトは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 本発明のゴムクローラは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 本発明の防振装置は、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 本発明の免震装置は、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 本発明のホースは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 本発明によれば、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れるゴム物品を作製することができるゴム組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置及びホースを提供することができる。
(1)ゴム組成物
 本発明の一実施形態に係るゴム組成物(以下、「本実施形態のゴム組成物」と称することがある。)は、重合体中のビニル結合含量が20~100質量%であるジエン系重合体(以下、「ハイビニルジエン系重合体」と称することがある。)(a1)、及び、共役ジエン単位と、非共役オレフィン単位と、芳香族ビニル単位とを有する多元共重合体(a2)を含むゴム成分(a)を含有する。また、本実施形態のゴム組成物においては、ゴム成分(a)における多元共重合体(a2)の割合が、5~40質量%である。そして、本実施形態のゴム組成物は、更に必要に応じて、架橋剤(b)、その他の成分を含有することができる。
 なお、本明細書において、共役ジエン単位と、非共役オレフィン単位と、芳香族ビニル単位とを有する多元共重合体(a2)は、ハイビニルジエン系重合体(a1)に含まれないものとする。
 本発明者らは、多元共重合体と他のゴム成分とを混合したときに耐摩耗性及び耐亀裂成長性の向上効果が得られ難い理由の一つとして、多元共重合体が他のゴム成分に比べて一般に剛性が高いがゆえに生じる剛性段差にあることを突き止めた。即ち、この剛性段差のため、ゴム組成物全体に歪が印加されたとしても、その中の多元共重合体に対しては歪の印加が効率的になされず、多元共重合体に特有の高い耐摩耗性及び耐亀裂成長性が効果的に発揮できなくなるものと考えられる。
 このような知見の下、本発明者らは更に検討し、上記多元共重合体と併用するゴム成分として、20質量%以上のビニル結合含量を有するジエン系重合体を採用することで、剛性段差を低減して、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を効果的に向上させることができることを見出した。この理由は、必ずしも明らかではないが、20質量%以上のビニル結合含量を有するジエン系重合体(ハイビニルジエン系重合体(a1))が、硫黄等の架橋剤との反応性が高いことに一因するものと考えられる。より具体的に述べると、上記多元共重合体(a2)に当該ハイビニルジエン系重合体(a1)と架橋剤とを配合してゴム組成物を調製した場合に、架橋剤が、当該架橋剤との反応性が高いハイビニルジエン系重合体(a1)側に分配され易くなり、これにより、上記多元共重合体の架橋密度が相対的に低減されて、剛性段差を効果的に低減することができるものと考えられる。
 よって、本実施形態のゴム組成物によれば、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れるゴム物品を作製することができる。
 本実施形態のゴム組成物は、上記ハイビニルジエン系重合体(a1)が連続相を構成し、上記多元共重合体(a2)が分散相を構成することが好ましい。このように、多元共重合体(a2)がゴム組成物中で分散相(比較的小さなドメイン)を構成することで、歪による結晶崩壊が促進されるため、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を一層向上させることができる。また、ハイビニルジエン系重合体(a1)がゴム組成物中で連続相を構成することで、ハイビニルジエン系重合体(a1)由来の低い粘度を効果的に発現することができる。
 なお、ハイビニルジエン系重合体(a1)の連続相及び多元共重合体(a2)の分散相の存在の有無は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)により確認することができる。
 また、ゴム組成物におけるハイビニルジエン系重合体(a1)の連続相及び多元共重合体(a2)の分散相は、通常は、ハイビニルジエン系重合体(a1)及び多元共重合体(a2)を常法に従って混練することで、形成することができる。
 本実施形態のゴム組成物においては、上記ハイビニルジエン系重合体(a1)と上記多元共重合体(a2)とが、互いに非相溶性又は半相溶性を有することが好ましい。上記多元共重合体(a2)が上記ハイビニルジエン系重合体(a1)に相溶せずに存在することで、歪による結晶崩壊が促進されるため、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を一層向上させることができる。
 なお、ハイビニルジエン系重合体(a1)と多元共重合体(a2)とが互いに非相溶性又は半相溶性を有するか否かは、ゴム組成物に関しての、(1)目視、(2)動的粘弾性カーブ、(3)走査型電子顕微鏡(SEM)により、総合的に判断することができる。
 (1)については、ゴム組成物の透明度を目視により確認し、透明である場合には相溶性、不透明な箇所が存在する場合には半相溶性、ほぼ全面的に不透明である場合には非相溶性、と判断することができる。
 (2)については、動的粘弾性測定で得られるtanδのカーブにおいて、ガラス転移温度(Tg)ピークが1つであり且つシャープである場合には相溶性、Tgピークが1つであるがブロードである場合には半相溶性、Tgピークが2つ以上存在する場合には非相溶性、と判断することができる。
 (3)については、SEM画像において、1相のみ観察される場合には相溶性、2相以上観察される場合には半相溶または非相溶性、と判断することができる。
 なお、非相溶性又は半相溶性を有するか否かの判断は、原則的には(1)及び(2)のみにより行い、(1)及び(2)のみによっては明確な判断ができなかった場合に、(3)により最終判断を行うこととする。
 また、上記の非相溶性又は半相溶性は、通常は、ハイビニルジエン系重合体(a1)及び多元共重合体(a2)を常法に従って混練することで、達成することができる。
 以下、本実施形態のゴム組成物が含有し得る各成分について説明する。
(重合体中のビニル結合含量が20~100質量%であるジエン系重合体(a1))
 本実施形態のゴム組成物は、ゴム成分(a)として、重合体中のビニル結合含量が20~100質量%であるジエン系重合体(ハイビニルジエン系重合体)(a1)を含有する。ここで、上記ジエン系重合体としては、共役ジエン系重合体が挙げられ、例えば、天然ゴム等の天然系;ポリイソプレン、ポリブタジエン(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体(NBR)、ポリクロロプレン(CR)等の合成系;が挙げられる。なお、合成系の共役ジエン系重合体は、少なくともブタジエン、クロロプレン等の共役ジエン化合物を単量体として用い、これを重合させることにより得られる。これらジエン系重合体は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 特に、上記ジエン系重合体は、耐摩耗性及び耐亀裂成長性をより向上させる観点から、ポリブタジエン及びスチレン-ブタジエン共重合体から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。換言すれば、上記ハイビニルジエン系重合体(a1)は、耐摩耗性及び耐亀裂成長性をより向上させる観点から、ポリブタジエン及びスチレン-ブタジエン共重合体から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
 なお、本明細書において、ジエン系重合体中のビニル結合含量とは、ジエン系重合体全体における、ビニル結合しているジエン単位の割合である。例えば、スチレン-ブタジエン共重合体中のビニル結合含量とは、スチレン-ブタジエン共重合体全体における、1,2-ビニル結合しているブタジエン単位の割合であり、また、ポリイソプレン中のビニル結合含量とは、ポリイソプレン全体における、1,2-ビニル結合しているイソプレン単位及び3,4-ビニル結合しているイソプレン単位の合計の割合である。そして、重合体中のビニル結合含量は、1H-NMRスペクトルの積分比より求める。
 上述の通り、ハイビニルジエン系重合体(a1)は、当該ハイビニルジエン系重合体中のビニル結合含量が、20質量%以上であるが、剛性段差及び加硫度差を低減して耐摩耗性及び耐亀裂成長性をより向上させる観点から、45質量%以上であることが好ましい。
 ハイビニルジエン系重合体(a1)は、芳香族ビニル単位の割合が0~20質量%である(即ち、20質量%以下の芳香族ビニル単位を有するか、又は、芳香族ビニル単位を有しない)ことが好ましい。より具体的に、例えば、ハイビニルジエン系重合体(a1)としてスチレン-ブタジエン共重合体を用いる場合、当該スチレン-ブタジエン共重合体は、スチレン単位の割合が20質量%以下であることが好ましい。上記割合が20質量%以下であることにより、多元共重合体(a2)との非相溶性を高めて、耐摩耗性及び耐亀裂成長性をより向上させることができる。同様の観点から、ハイビニルジエン系重合体(a1)における芳香族ビニル単位の割合は、0~10質量%であることがより好ましい。
 なお、本明細書において、芳香族ビニル単位は、ジエン単位に含まれないものとする。換言すれば、重合体中の芳香族ビニル単位は、重合体中のビニル結合含量としてカウントされないものとする。
 本実施形態のゴム組成物は、ゴム成分(a)におけるハイビニルジエン系重合体(a1)の割合が、60~95質量%であることが好ましい。上記割合が60~95質量%であることにより、多元共重合体(a2)との非相溶性又は半相溶性をもたらし易く、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を一層向上させることができる。同様の観点から、ゴム成分(a)におけるハイビニルジエン系重合体(a1)の割合は、80質量%以下であることがより好ましい。
(多元共重合体(a2))
 本実施形態のゴム組成物は、ゴム成分(a)として、共役ジエン単位と、非共役オレフィン単位と、芳香族ビニル単位とを有する多元共重合体(a2)を含有する。
 ここで、本明細書において、「共役ジエン単位」とは、多元共重合体における、共役ジエン化合物に由来する構成単位に相当する単位を意味し、「非共役オレフィン単位」とは、多元共重合体における、非共役オレフィン化合物に由来する構成単位に相当する単位を意味し、「芳香族ビニル単位」とは、多元共重合体における、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位に相当する単位を意味する。
 また、本明細書において、「共役ジエン化合物」とは、共役系のジエン化合物を意味し、「非共役オレフィン化合物」とは、脂肪族不飽和炭化水素で、炭素-炭素二重結合を1個以上有する非共役系の化合物を意味し、「芳香族ビニル化合物」とは、少なくともビニル基で置換された芳香族化合物を意味し、且つ、共役ジエン化合物には含まれないものとする。
 そして、本明細書において、「多元共重合体」とは、3種類以上の単量体を重合してなる共重合体を意味する。
 多元共重合体(a2)は、主鎖が非環状構造のみからなることが好ましい。これにより、耐亀裂成長性をより向上させることができる。なお、共重合体の主鎖が環状構造を有するか否かの確認には、NMRが主要な測定手段として用いられる。具体的には、主鎖に存在する環状構造に由来するピーク(例えば、三員環~五員環については、10~24ppmに現れるピーク)が観測されない場合、その共重合体の主鎖は、非環状構造のみからなることを示す。
<共役ジエン単位>
 多元共重合体(a2)は、共役ジエン単位を有する。共役ジエン単位は、通常、単量体としての共役ジエン化合物に由来する。多元共重合体(a2)は、単量体として共役ジエン化合物を用いて重合され得るものであるため、例えば公知であるEPDMのような非共役ジエン化合物を用いて重合してなる共重合体に比べ、架橋特性、フィラー補強性に優れる。従って、多元共重合体(a2)は、これを用いて製造されるゴム組成物やゴム物品の機械特性をより向上させることができるという利点も有する。
 共役ジエン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。即ち、多元共重合体(a2)は、共役ジエン単位を1種単独で有してもよく、2種以上を有してもよい。
 前記共役ジエン化合物は、炭素数が4~8であることが好ましい。共役ジエン化合物として、具体的には、1,3-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-ブタジエン等が挙げられる。多元共重合体(a2)の単量体としての共役ジエン化合物は、ゴム組成物及びゴム物品の耐摩耗性及び耐亀裂成長性をより効果的に向上させる観点から、1,3-ブタジエン及びイソプレンの少なくともいずれかを含むことが好ましく、1,3-ブタジエン及びイソプレンのみからなることがより好ましく、1,3-ブタジエンのみからなることが更に好ましい。換言すれば、多元共重合体(a2)における共役ジエン単位は、1,3-ブタジエン単位及びイソプレン単位の少なくともいずれかを含むことが好ましく、1,3-ブタジエン単位及びイソプレン単位のみからなることがより好ましく、1,3-ブタジエン単位のみからなることが更に好ましい。
 多元共重合体(a2)における共役ジエン単位の割合は、1mol%以上であることが好ましく、また、50mol%以下であることが好ましい。共役ジエン単位の割合が1mol%以上であることで、伸びに優れるゴム組成物及びゴム物品を得ることができ、また、50mol%以下であることで、ゴム物品の耐候性を良好に維持することができる。同様の観点から、多元共重合体(a2)における共役ジエン単位の割合は、3mol%以上であることがより好ましく、また、40mol%以下であることがより好ましく、30mol%以下であることが更に好ましく、20mol%以下であることが一層好ましく、15mol%以下であることが特に好ましい。
<非共役オレフィン単位>
 多元共重合体(a2)は、非共役オレフィン単位を有する。非共役オレフィン単位は、通常、単量体としての非共役オレフィン化合物に由来する。
 非共役オレフィン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。即ち、多元共重合体(a2)は、非共役オレフィン単位を1種単独で有してもよく、2種以上を有してもよい。
 前記非共役オレフィン化合物は、炭素数が2~10であることが好ましい。非共役オレフィン化合物として、具体的には、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン等のα-オレフィン、ビバリン酸ビニル、1-フェニルチオエテン、若しくはN-ビニルピロリドン等のヘテロ原子置換アルケン化合物等が挙げられる。多元共重合体(a2)の単量体としての非共役オレフィン化合物は、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を効果的に高める結晶構造を多元共重合体(a2)内に形成する観点から、環状構造を有しないことが好ましく、α-オレフィンであることがより好ましく、エチレンを含むことが更に好ましく、エチレンのみからなることが一層好ましい。換言すれば、多元共重合体(a2)における非共役オレフィン単位は、環状構造を有しないことが好ましく、α-オレフィン単位であることがより好ましく、エチレン単位を含むことが更に好ましく、エチレン単位のみからなることが一層好ましい。
 多元共重合体(a2)における非共役オレフィン単位の割合は、40mol%以上であることが好ましく、また、97mol%以下であることが好ましい。非共役オレフィン単位の割合が40mol%以上であることで、共役ジエン単位及び芳香族ビニル単位の割合が過度に高くなることによる、耐候性の悪化、及び高温での耐破壊性(特に破断強度(Tb))の悪化を抑制することができる。また、97mol%以下であることで、共役ジエン単位及び芳香族ビニル単位の割合が過度に低くなることによる、高温での耐破壊性(特に破断強度(Tb))の悪化を抑制することができる。同様の観点から、多元共重合体(a2)における非共役オレフィン単位の割合は、45mol%以上であることがより好ましく、55mol%以上であることが更に好ましく、60mol%以上であることが一層好ましく、また、95mol%以下であることがより好ましく、90mol%以下であることが更に好ましい。
<芳香族ビニル単位>
 多元共重合体(a2)は、芳香族ビニル単位を有する。芳香族ビニル単位は、通常、単量体としての芳香族ビニル化合物に由来する。
 芳香族ビニル化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。即ち、多元共重合体(a2)は、芳香族ビニル単位を1種単独で有してもよく、2種以上を有してもよい。
 前記芳香族ビニル化合物は、芳香環に直接結合したビニル基を有し、且つ、炭素数が8~10であることが好ましい。芳香族ビニル化合物として、具体的には、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o,p-ジメチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン等が挙げられる。多元共重合体(a2)の単量体としての芳香族ビニル化合物は、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を効果的に高める結晶構造を多元共重合体(a2)内に形成する観点から、スチレンを含むことが好ましく、スチレンのみからなることがより好ましい。換言すれば、多元共重合体(a2)における芳香族ビニル単位は、スチレン単位を含むことが好ましく、スチレン単位のみからなることがより好ましい。
 多元共重合体(a2)における芳香族ビニル単位の割合は、2mol%以上であることが好ましく、また、35mol%以下であることが好ましい。芳香族ビニル単位の割合が2mol%以上であることで、高温における耐破壊性を向上させることができ、また、35mol%以下であることで、作業性をより向上させることができる。同様の観点から、多元共重合体(a2)における芳香族ビニル単位の割合は、3mol%以上であることがより好ましく、また、30mol%以下であることがより好ましく、25mol%以下であることが更に好ましい。
 多元共重合体(a2)の単量体の種類の数としては、多元共重合体(a2)が共役ジエン単位と、非共役オレフィン単位と、芳香族ビニル単位とを有する限り、特に制限はない。多元共重合体(a2)は、共役ジエン単位、非共役オレフィン単位、及び芳香族ビニル単位以外の、その他の構成単位を有してもよい。但し、多元共重合体(a2)におけるその他の構成単位の割合は、所望の効果を得る観点から、30mol%以下であることが好ましく、20mol%以下であることがより好ましく、10mol%%以下であることが更に好ましく、0mol%、即ち、その他の構成単位を有しないことが一層好ましい。
 多元共重合体(a2)は、少なくとも、一種の共役ジエン単位、一種の非共役オレフィン単位、及び一種の芳香族ビニル単位を有する。また、所望の効果を得る観点から、多元共重合体(a2)は、単量体として、一種の共役ジエン化合物、一種の非共役オレフィン化合物、及び一種の芳香族ビニル化合物を少なくとも用いて重合してなる共重合体であることが好ましい。
 そして、多元共重合体(a2)は、一種の共役ジエン単位、一種の非共役オレフィン単位、及び一種の芳香族ビニル単位のみからなる三元共重合体であることがより好ましく、1,3-ブタジエン単位、エチレン単位、及びスチレン単位のみからなる三元共重合体であることが更に好ましい。ここで、「一種の共役ジエン単位」には、異なる結合様式の共役ジエン単位が包括されていることとする。
 多元共重合体(a2)は、上記共役ジエン単位の割合が1~50mol%であり、上記非共役オレフィン単位の割合が40~97mol%であり、且つ上記芳香族ビニル単位の割合が2~35mol%であることが好ましい。この場合、耐摩耗性及び耐亀裂成長性及を更に向上させることができる。
 多元共重合体(a2)は、示差走査熱量計(DSC)で測定した融点が30~130℃であることが好ましい。融点が30℃以上であることにより、耐亀裂成長性をより向上させることができ、また、130℃以下であることにより、ゴム組成物の混練の際に、結晶性の高い非共役オレフィン単位が融解し易く、作業性を向上させることができる。
 なお、多元共重合体(a2)の融点は、示差走査熱量計を用い、JIS K 7121-1987に準拠して測定することができる。
 多元共重合体(a2)は、DSCで測定した0~120℃における吸熱ピークのエネルギーが10~150J/gであることが好ましい。吸熱ピークのエネルギーが10J/g以上であることにより、ゴム物品の剛性をより高めることができ、また、150J/g以下であることにより、作業性をより向上させることができる。
 なお、多元共重合体(a2)の吸熱ピークのエネルギーは、示差走査熱量計を用い、JIS K 7121-1987に準拠して測定することができる。
 多元共重合体(a2)は、DSCで測定したガラス転移温度が0℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度が0℃以下であることにより、作業性をより向上させることができる。
 なお、多元共重合体(a2)のガラス転移温度は、示差走査熱量計を用い、JIS K 7121-1987に準拠して測定することができる。
 多元共重合体(a2)は、結晶化度が0.5~50%であることが好ましい。結晶化度が0.5%以上であることにより、ゴム物品の剛性をより高めることができ、また、50%以下であることにより、作業性をより向上させることができる。
 なお、多元共重合体(a2)の結晶化度は、具体的には、100%結晶成分からなるポリエチレンの結晶融解エネルギーと、JIS K 7121-1987に準拠してDSCで測定した多元共重合体の融解ピークエネルギーとの比率から、算出することができる。
 多元共重合体(a2)は、重量平均分子量(Mw)が10,000以上であることが好ましく、また、10,000,000以下であることが好ましい。多元共重合体(a2)のMwが10,000以上であることにより、ゴム材料及びゴム物品としての機械的強度を十分に確保することができ、また、10,000,000以下であることにより、高い作業性を保持することができる。同様の観点から、多元共重合体(a2)のMwは、100,000以上であることがより好ましく、150,000以上であることが更に好ましく、また、9,000,000以下であることがより好ましく、8,000,000以下であることが更に好ましい。
 多元共重合体(a2)は、数平均分子量(Mn)が10,000以上であることが好ましく、また、10,000,000以下であることが好ましい。多元共重合体(a2)のMnが10,000以上であることにより、ゴム材料及びゴム物品としての機械的強度を十分に確保することができ、また、10,000,000以下であることにより、高い作業性を保持することができる。同様の観点から、多元共重合体(a2)のMnは、50,000以上であることがより好ましく、100,000以上であることが更に好ましく、また、9,000,000以下であることがより好ましく、8,000,000以下であることが更に好ましい。
 多元共重合体(a2)は、分子量分布(Mw/Mn)が1.00以上であることが好ましく、また、4.00以下であることが好ましい。多元共重合体(a2)の分子量分布が4.00以下であることにより、多元共重合体の物性に十分な均質性をもたらすことができる。同様の観点から、多元共重合体(a2)の分子量分布は、1.50以上であることがより好ましく、1.80以上であることが更に好ましく、また、3.50以下であることがより好ましく、3.00以下であることが更に好ましい。
 なお、上述した重量平均分子量、数平均分子量及び分子量分布は、ゲルバーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準物質として求められる。
<多元共重合体の製造方法>
 上記多元共重合体(a2)は、例えば、少なくとも共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物を単量体として用い、これらを共重合させる工程(重合工程)を実施することで、製造することができる。また、多元共重合体(a2)の製造では、上記重合工程のほか、更に、必要に応じ、カップリング工程、洗浄工程等のその他の工程を実施することができる。ここで、多元共重合体(a2)の製造においては、重合触媒の存在下で、共役ジエン化合物を添加せずに非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物のみを添加し、これらを重合させることが好ましい。特に後述の重合触媒組成物を使用する場合には、非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物より共役ジエン化合物の方が反応性が高いことから、共役ジエン化合物の存在下で非共役オレフィン化合物及び/又は芳香族ビニル化合物を重合させることが困難となりやすい。また、先に共役ジエン化合物を重合させ、後に非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物を付加的に重合させることも、触媒の特性上困難となりやすい。
 重合工程では、溶液重合法、懸濁重合法、液相塊状重合法、乳化重合法、気相重合法、固相重合法等の任意の重合方法を用いることができる。また、重合反応に溶媒を用いる場合、かかる溶媒としては、重合反応において不活性なものであればよく、例えば、トルエン、シクロヘキサン、ノルマルヘキサン等が挙げられる。
 重合工程において、重合反応は、不活性ガス、好ましくは窒素ガス又はアルゴンガスの雰囲気下において行われることが好ましい。上記重合反応の重合温度は、特に制限されないが、例えば、-100℃~200℃の範囲が好ましく、室温程度とすることもできる。なお、重合温度を上げると、共役ジエン単位におけるシス-1,4結合の選択性が低下することがある。また、上記重合反応の圧力は、共役ジエン化合物を十分に重合反応系中に取り込むため、0.1~10.0MPaの範囲が好ましい。また、上記重合反応の反応時間は、重合触媒の種類、重合温度等の条件によって適宜選択することができるが、例えば、1秒~10日の範囲が好ましい。
 また、重合工程においては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の重合停止剤を用いて、重合反応を停止させてもよい。
 重合工程は、一段階で行ってもよく、二段階以上の多段階で行ってもよい。一段階の重合工程とは、重合させる全ての種類の単量体、即ち、共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物、芳香族ビニル化合物、及びその他の単量体、好ましくは、共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物、及び芳香族ビニル化合物を一斉に反応させて重合させる工程である。また、多段階の重合工程とは、1種類又は2種類の単量体の一部又は全部を最初に反応させて重合体を形成し(第1重合段階)、次いで、残る種類の単量体や前記1種類又は2種類の単量体の残部を添加して重合させる1以上の段階(第2重合段階~最終重合段階)を行って重合させる工程である。特に、多元共重合体の製造では、重合工程を多段階で行うことが好ましい。
 重合工程では、少なくとも芳香族ビニル化合物を含む第1単量体原料と、重合触媒とを混合して重合混合物を得る工程(第1工程)と、上記重合混合物に対し、共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む第2単量体原料を導入する工程(第2工程)とを実施することが好ましい。更に、上記第1単量体原料が共役ジエン化合物を含まず、且つ上記第2単量体原料が共役ジエン化合物を含むことがより好ましい。
 第1工程で用いる第1単量体原料は、芳香族ビニル化合物とともに、非共役オレフィン化合物を含有してもよい。また、第1単量体原料は、使用する芳香族ビニル化合物の全量を含有してもよく、一部のみを含有してもよい。また、非共役オレフィン化合物は、第1単量体原料及び第2単量体原料の少なくともいずれかに含有される。
 第1工程は、反応器内で、不活性ガス、好ましくは窒素ガス又はアルゴンガスの雰囲気下において行われることが好ましい。第1工程における温度(反応温度)は、特に制限はないが、例えば、-100℃~200℃の範囲が好ましく、室温程度とすることもできる。また、第1工程における圧力は、特に制限はないが、芳香族ビニル化合物を十分に重合反応系中に取り込むため、0.1~10.0MPaの範囲が好ましい。また、第1工程に費やす時間(反応時間)は、重合触媒の種類、反応温度等の条件によって適宜選択することができるが、例えば、反応温度を25~80℃とした場合には、5分~500分の範囲が好ましい。
 第1工程において、重合混合物を得るための重合方法としては、溶液重合法、懸濁重合法、液相塊状重合法、乳化重合法、気相重合法、固相重合法等の任意の方法を用いることができる。また、重合反応に溶媒を用いる場合、かかる溶媒としては、重合反応において不活性なものであればよく、例えば、トルエン、シクロヘキサノン、ノルマルヘキサン等が挙げられる。
 第2工程で用いる第2単量体原料は、共役ジエン化合物のみである、共役ジエン化合物及び非共役オレフィン化合物のみである、共役ジエン化合物及び芳香族ビニル化合物のみである、又は、共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物、及び芳香族ビニル化合物であることが好ましい。なお、第2単量体原料が、共役ジエン化合物以外に非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物よりなる群から選択される少なくとも1つを含む場合には、あらかじめこれらの単量体原料を溶媒等とともに混合した後に重合混合物に導入してもよく、各単量体原料を単独の状態から導入してもよい。また、各単量体原料は、同時に添加してもよく、逐次添加してもよい。第2工程において、重合混合物に対して第2単量体原料を導入する方法としては、特に制限はないが、各単量体原料の流量を制御して、重合混合物に対して連続的に添加すること(いわゆるミ-夕リング)が好ましい。ここで、重合反応系の条件下で気体である単量体原料(例えば、室温、常圧の条件下における非共役オレフィン化合物としてのエチレン等)を用いる場合には、所定の圧力で重合反応系に導入することができる。
 第2工程は、反応器内で、不活性ガス、好ましくは窒素ガス又はアルゴンガスの雰囲気下において行われることが好ましい。第2工程における温度(反応温度)は、特に制限はないが、例えば、-100℃~200℃の範囲が好ましく、室温程度とすることもできる。なお、反応温度を上げると、共役ジエン単位におけるシス-1,4結合の選択性が低下することがある。また、第2工程における圧力は、特に制限はないが、共役ジエン化合物等の単量体を十分に重合反応系に取り込むため、0.1~10.0MPaの範囲が好ましい。また、第2工程に費やす時間(反応時間)は、重合触媒の種類、反応温度等の条件によって適宜選択することができるが、例えば、0.1時間~10日の範囲が好ましい。
 また、第2工程においては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の重合停止剤を用いて、重合反応を停止させてもよい。
 カップリング工程は、重合工程において得られた多元共重合体の高分子鎖の少なくとも一部(例えば、末端)を、カップリング剤などを用いて変性する反応(カップリング反応)を行う工程である。カップリング工程は、重合反応が100%に達した際に行うことが好ましい。カップリング工程を行うことにより、多元共重合体の数平均分子量(Mn)を増加させることができる。
 カップリング反応に用いるカップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビス(マレイン酸-1-オクタデシル)ジオクテルスズ(lV)等のスズ含有化合物;4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート等のイソシアネート化合物;グリシジルプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物、などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、反応効率の向上及びゲル生成の低減の観点から、ビス(マレイン酸-1-オクタデシル)ジオクテルスズ(IV)が好ましい。
 洗浄工程は、重合工程又はカップリング工程で得られた多元共重合体を洗浄する工程である。洗浄工程を行うことにより、多元共重合体中の触媒残さ査量を好適に低下させることができる。なお、洗浄に用いる媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノ-ルなどの溶媒が挙げられ。また、重合触媒としてルイス酸由来の触媒を使用する際には、特に、上述した溶媒に対して酸(例えば塩酸、硫酸、硝酸など)を添加して用いることができる。なお、添加する酸の量は、当該酸が多元共重合体中に残存して混練及び加硫時の反応に悪影響を及ぼすことを回避する観点から、溶媒に対して15mol%以下であることが好ましい。
 ここで、上記重合工程は、下記に示す第一の重合触媒組成物、第二の重合触媒組成物、第三の重合触媒組成物、又は第四の重合触媒組成物の存在下で行うことが好ましい。以下、第一の重合触媒組成物、第二の重合触媒組成物、第三の重合触媒組成物、及び第四の重合触媒組成物について説明する。
-第一の重合触媒組成物-
 第一の重合触媒組成物(以下、「第一重合触媒組成物」ともいう)について説明する。
 第一重合触媒組成物としては、
 (A1)成分:希土類元素化合物又は該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物であって、希土類元素と炭素との結合を有さない、該希土類元素化合物又は反応物と、
 (B1)成分:非配位性アニオンとカチオンとからなるイオン性化合物(B1-1)、アルミノキサン(B1-2)、並びにルイス酸、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物及び活性ハロゲンを含む有機化合物のうち少なくとも一種のハロゲン化合物(B1-3)よりなる群から選択される少なくとも一種と、を含む重合触媒組成物が挙げられる。
 第一重合触媒組成物が、イオン性化合物(B1-1)及びハロゲン化合物(B1-3)よりなる群から選択される少なくとも一種を含む場合、該重合触媒組成物は、更に、
 (C1)成分:下記一般式(I):
     YR1 a2 b3 c ・・・ (I)
(式中、Yは、周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族から選択される金属であり、R1及びR2は炭素数1~10の一価の炭化水素基又は水素原子であり、R3は炭素数1~10の一価の炭化水素基であり、R1、R2、R3はそれぞれ互いに同一又は異なっていてもよく、また、Yが周期律表第1族から選択される金属である場合には、aは1で且つb及びcは0であり、Yが周期律表第2族及び第12族から選択される金属である場合には、a及びbは1で且つcは0であり、Yが周期律表第13族から選択される金属である場合には、a、b及びcは1である)で表される有機金属化合物を含む。
 上記イオン性化合物(B1-1)及び上記ハロゲン化合物(B1-3)は、(A1)成分へ供給するための炭素原子が存在しないため、該(A1)成分への炭素供給源として、上記(C1)成分が必要となる。なお、上記重合触媒組成物が上記アルミノキサン(B1-2)を含む場合であっても、該重合触媒組成物は、上記(C1)成分を含むことができる。また、上記第一重合触媒組成物は、通常の希土類元素化合物系の重合触媒組成物に含有される他の成分、例えば、助触媒等を含んでいてもよい。
 なお、重合反応系において、第一重合触媒組成物に含まれる(A1)成分の濃度は0.1~0.0001mol/lの範囲であることが好ましい。
 更に、該重合触媒組成物は、アニオン性配位子となり得る添加剤(D1)を含有することが好ましい。
 上記第一重合触媒組成物に用いる(A1)成分は、希土類元素化合物又は該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物であり、ここで、希土類元素化合物及び該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物は、希土類元素と炭素との結合を有さない。該希土類元素化合物及び反応物が希土類元素-炭素結合を有さない場合、化合物が安定であり、取り扱い易い。ここで、希土類元素化合物とは、希土類元素(M)、即ち、周期律表中の原子番号57~71の元素から構成されるランタノイド元素又はスカンジウム若しくはイットリウムを含有する化合物である。
 なお、ランタノイド元素の具体例としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムを挙げることができる。なお、上記(A1)成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、上記希土類元素化合物は、希土類金属が二価若しくは三価の塩又は錯体化合物であることが好ましく、水素原子、ハロゲン原子及び有機化合物残基から選択される1種又は2種以上の配位子を含有する希土類元素化合物であることがより好ましい。更に、上記希土類元素化合物又は該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物は、下記一般式(II)又は一般式(III):
     M1111 2・L11w ・・・ (II)
     M1111 3・L11w ・・・ (III)
(それぞれの式中、M11は、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、X11は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオラート基、アミノ基、シリル基、アルデヒド残基、ケトン残基、カルボン酸残基、チオカルボン酸残基又はリン化合物残基を示し、L11は、ルイス塩基を示し、wは、0~3を示す)で表されることが好ましい。
 上記希土類元素化合物の希土類元素に結合する基(配位子)として、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基(アルコールの水酸基の水素を除いた基であり、金属アルコキシドを形成する。)、チオラート基(チオール化合物のチオール基の水素を除いた基であり、金属チオラートを形成する。)、アミノ基(アンモニア、第一級アミン、又は第二級アミンの窒素原子に結合する水素原子を1つ除いた基であり、金属アミドを形成する。)、シリル基、アルデヒド残基、ケトン残基、カルボン酸残基、チオカルボン酸残基又はリン化合物残基が挙げられる。具体的には、水素原子;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基等の脂肪族アルコキシ基;フェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェノキシ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェノキシ基等の芳香族アルコキシ基;チオメトキシ基、チオエトキシ基、チオプロポキシ基、チオn-ブトキシ基、チオイソブトキシ基、チオsec-ブトキシ基、チオtert-ブトキシ基等の脂肪族チオラート基;チオフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルチオフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルチオフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルチオフェノキシ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルチオフェノキシ基、2,4,6-トリイソプロピルチオフェノキシ基等のアリールチオラート基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等の脂肪族アミノ基;フェニルアミノ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェニルアミノ基、2,6-ジイソプロピルフェニルアミノ基、2,6-ジネオペンチルフェニルアミノ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェニルアミノ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェニルアミノ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェニルアミノ基、2,4,6-トリ-tert-ブチルフェニルアミノ基等のアリールアミノ基;ビストリメチルシリルアミノ基等のビストリアルキルシリルアミノ基;トリメチルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、ビス(トリメチルシリル)メチルシリル基、トリメチルシリル(ジメチル)シリル基、トリイソプロピルシリル(ビストリメチルシリル)シリル基等のシリル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子等が挙げられる。更には、サリチルアルデヒド、2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド、2-ヒドロキシ-3-ナフトアルデヒド等のアルデヒドの残基;2’-ヒドロキシアセトフェノン、2’-ヒドロキシブチロフェノン、2’-ヒドロキシプロピオフェノン等のヒドロキシフェノンの残基;アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、プロピオニルアセトン、イソブチルアセトン、バレリルアセトン、エチルアセチルアセトン等のジケトンの残基;イソ吉草酸、カプリル酸、オクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、シクロペンタンカルボン酸、ナフテン酸、エチルヘキサン酸、ピバル酸、バーサチック酸[シェル化学(株)製の商品名、C10モノカルボン酸の異性体の混合物から構成される合成酸]、フェニル酢酸、安息香酸、2-ナフトエ酸、マレイン酸、コハク酸等のカルボン酸の残基;ヘキサンチオ酸、2,2-ジメチルブタンチオ酸、デカンチオ酸、チオ安息香酸等のチオカルボン酸の残基;リン酸ジブチル、リン酸ジペンチル、リン酸ジヘキシル、リン酸ジヘプチル、リン酸ジオクチル、リン酸ビス(2-エチルヘキシル)、リン酸ビス(1-メチルヘプチル)、リン酸ジラウリル、リン酸ジオレイル、リン酸ジフェニル、リン酸ビス(p-ノニルフェニル)、リン酸ビス(ポリエチレングリコール-p-ノニルフェニル)、リン酸(ブチル)(2-エチルヘキシル)、リン酸(1-メチルヘプチル)(2-エチルヘキシル)、リン酸(2-エチルヘキシル)(p-ノニルフェニル)等のリン酸エステルの残基;2-エチルヘキシルホスホン酸モノブチル、2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル、フェニルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル、2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-p-ノニルフェニル、ホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル、ホスホン酸モノ-1-メチルヘプチル、ホスホン酸モノ-p-ノニルフェニル等のホスホン酸エステルの残基;ジブチルホスフィン酸、ビス(2-エチルヘキシル)ホスフィン酸、ビス(1-メチルヘプチル)ホスフィン酸、ジラウリルホスフィン酸、ジオレイルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス(p-ノニルフェニル)ホスフィン酸、ブチル(2-エチルヘキシル)ホスフィン酸、(2-エチルヘキシル)(1-メチルヘプチル)ホスフィン酸、(2-エチルヘキシル)(p-ノニルフェニル)ホスフィン酸、ブチルホスフィン酸、2-エチルヘキシルホスフィン酸、1-メチルヘプチルホスフィン酸、オレイルホスフィン酸、ラウリルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、p-ノニルフェニルホスフィン酸等のホスフィン酸の残基を挙げることもできる。
 なお、これらの基(配位子)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記第一重合触媒組成物に用いる(A1)成分において、上記希土類元素化合物と反応するルイス塩基としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、中性のオレフィン類、中性のジオレフィン類等が挙げられる。ここで、上記希土類元素化合物が複数のルイス塩基と反応する場合(一般式(II)及び(III)においては、wが2又は3である場合)、ルイス塩基L11は、同一であっても異なっていてもよい。
 好適には、上記希土類元素化合物は、下記一般式(IV):
 M-(NQ1)(NQ2)(NQ3) ・・・(IV)
(式中、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム、イットリウムから選択される少なくとも一種であり、NQ1、NQ2及びNQ3は、アミノ基であり、同一であっても異なっていてもよく、但し、M-N結合を有する)で表される化合物を含有することが好ましい。
 即ち、上記一般式(IV)で表される化合物は、M-N結合を3つ有することを特徴とする。M-N結合を3つ有することにより、各結合が化学的に等価となるため構造が安定的であり、それゆえに取り扱いが容易である、という利点を有する。
 上記一般式(IV)において、NQ(NQ1、NQ2、及びNQ3)が表すアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基などの脂肪族アミノ基;フェニルアミノ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェニルアミノ基、2,6-ジイソプロピルフェニルアミノ基、2,6-ジネオペンチルフェニルアミノ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェニルアミノ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェニルアミノ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェニルアミノ基、2,4,6-トリ-tert-ブチルフェニルアミノ基などのアリールアミノ基;ビストリメチルシリルアミノ基などのビストリアルキルシリルアミノ基のいずれでもよいが、ビストリメチルシリルアミノ基が好ましい。
 上記第一重合触媒組成物に用いる(B1)成分は、イオン性化合物(B1-1)、アルミノキサン(B1-2)及びハロゲン化合物(B1-3)よりなる群から選択される少なくとも一種である。なお、上記第一重合触媒組成物における(B1)成分の合計の含有量は、(A1)成分に対して0.1~50倍molであることが好ましい。
 上記イオン性化合物(B1-1)は、非配位性アニオンとカチオンとからなり、上記(A1)成分である希土類元素化合物又はそのルイス塩基との反応物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるイオン性化合物等を挙げることができる。
 ここで、非配位性アニオンとしては、例えば、テトラフェニルボレート、テトラキス(モノフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トリル)ボレート、テトラ(キシリル)ボレート、(トリフェニル、ペンタフルオロフェニル)ボレート、[トリス(ペンタフルオロフェニル)、フェニル]ボレート、トリデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート等が挙げられる。
 一方、カチオンとしては、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプタトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオン等を挙げることができる。カルボニウムカチオンの具体例としては、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ(置換フェニル)カルボニウムカチオン等の三置換カルボニウムカチオン等が挙げられ、トリ(置換フェニル)カルボニルカチオンとして、より具体的には、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)カルボニウムカチオン等が挙げられる。アンモニウムカチオンの具体例としては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン(例えば、トリ(n-ブチル)アンモニウムカチオン)等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N,2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオン等が挙げられる。ホスホニウムカチオンの具体例としては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオン等が挙げられる。
 従って、イオン性化合物(B1-1)としては、上述の非配位性アニオン及びカチオンからそれぞれ選択し組み合わせた化合物が好ましく、具体的には、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が好ましい。また、これらのイオン性化合物(B1-1)は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。なお、上記第一重合触媒組成物におけるイオン性化合物(B1-1)の含有量は、(A1)成分に対して0.1~10倍molであることが好ましく、約1倍molであることがより好ましい。
 上記アルミノキサン(B1-2)は、有機アルミニウム化合物と縮合剤とを接触させることによって得られる化合物であり、例えば、一般式:(-Al(R’)O-)で示される繰り返し単位を有する鎖状アルミノキサン又は環状アルミノキサン(式中、R’は炭素数1~10の一価の炭化水素基であり、一部の炭化水素基はハロゲン原子及びアルコキシ基よりなる群から選択される少なくとも1つで置換されてもよく、繰り返し単位の重合度は、5以上が好ましく、10以上がより好ましい)を挙げることができる。ここで、R’として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基等が挙げられ、これらの中でも、メチル基が好ましい。また、アルミノキサンの原料として用いられる有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム及びその混合物等が挙げられ、トリメチルアルミニウムが特に好ましい。例えば、トリメチルアルミニウムとトリブチルアルミニウムとの混合物を原料として用いたアルミノキサンを好適に用いることができる。なお、上記第一重合触媒組成物におけるアルミノキサン(B1-2)の含有量は、(A1)成分を構成する希土類元素Mに対する、アルミノキサンのアルミニウム元素Alの元素比率Al/Mが、10~1,000程度となるようにすることが好ましい。
 上記ハロゲン化合物(B1-3)は、ルイス酸、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物及び活性ハロゲンを含む有機化合物のうち少なくとも一種からなり、例えば、上記(A1)成分である希土類元素化合物又はそのルイス塩基との反応物と反応して、カチオン性遷移金属化合物やハロゲン化遷移金属化合物や遷移金属中心が電荷不足の化合物を生成することができる。なお、上記第一重合触媒組成物におけるハロゲン化合物(B1-3)の合計の含有量は、(A1)成分に対して1~5倍molであることが好ましい。
 上記ルイス酸としては、B(C653等のホウ素含有ハロゲン化合物、Al(C653等のアルミニウム含有ハロゲン化合物を使用できる他、周期律表中の第3族、第4族、第5族、第6族又は第8族に属する元素を含有するハロゲン化合物を用いることもできる。好ましくは、アルミニウムハロゲン化物又は有機金属ハロゲン化物が挙げられる。また、ハロゲン元素としては、塩素又は臭素が好ましい。
 上記ルイス酸として、具体的には、メチルアルミニウムジブロマイド、メチルアルミニウムジクロライド、エチルアルミニウムジブロマイド、エチルアルミニウムジクロライド、ブチルアルミニウムジブロマイド、ブチルアルミニウムジクロライド、ジメチルアルミニウムブロマイド、ジメチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジブチルアルミニウムブロマイド、ジブチルアルミニウムクロライド、メチルアルミニウムセスキブロマイド、メチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムセスキブロマイド、エチルアルミニウムセスキクロライド、ジブチル錫ジクロライド、アルミニウムトリブロマイド、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、三塩化リン、五塩化リン、四塩化錫、四塩化チタン、六塩化タングステン等が挙げられ、これらの中でも、ジエチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド、エチルアルミニウムセスキブロマイド、エチルアルミニウムジブロマイドが特に好ましい。
 上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物を構成する金属ハロゲン化物としては、塩化ベリリウム、臭化ベリリウム、ヨウ化ベリリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、塩化カドミウム、臭化カドミウム、ヨウ化カドミウム、塩化水銀、臭化水銀、ヨウ化水銀、塩化マンガン、臭化マンガン、ヨウ化マンガン、塩化レニウム、臭化レニウム、ヨウ化レニウム、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、塩化金、ヨウ化金、臭化金等が挙げられ、これらの中でも、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅が好ましく、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅が特に好ましい。
 また、上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物を構成するルイス塩基としては、リン化合物、カルボニル化合物、窒素化合物、エーテル化合物、アルコール等が好ましい。具体的には、リン酸トリブチル、リン酸トリ-2-エチルヘキシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジエチルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノエタン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、プロピオニルアセトン、バレリルアセトン、エチルアセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸フェニル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジフェニル、酢酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、バーサチック酸、トリエチルアミン、N,N-ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、2-エチルヘキシルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、フェノール、ベンジルアルコール、1-デカノール、ラウリルアルコール等が挙げられ、これらの中でも、リン酸トリ-2-エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、アセチルアセトン、2-エチルヘキサン酸、バーサチック酸、2-エチルヘキシルアルコール、1-デカノール、ラウリルアルコールが好ましい。
 上記ルイス塩基は、上記金属ハロゲン化物1molに対し、好ましくは0.01~30mol、より好ましくは0.5~10molの割合で反応させる。このルイス塩基との反応物を使用すると、ポリマー中に残存する金属を低減することができる。
 上記活性ハロゲンを含む有機化合物としては、ベンジルクロライド等が挙げられる。
 上記第一重合触媒組成物に用いる(C1)成分は、下記一般式(I):
     YR1 a2 b3 c ・・・ (I)
(式中、Yは、周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族から選択される金属であり、R1及びR2は炭素数1~10の一価の炭化水素基又は水素原子であり、R3は炭素数1~10の一価の炭化水素基であり、R1、R2、R3はそれぞれ互いに同一又は異なっていてもよく、また、Yが周期律表第1族から選択される金属である場合には、aは1で且つb及びcは0であり、Yが周期律表第2族及び第12族から選択される金属である場合には、a及びbは1で且つcは0であり、Yが周期律表第13族から選択される金属である場合には、a、b及びcは1である)で表される有機金属化合物であり、下記一般式(V):
     AlR123 ・・・ (V)
(式中、R1及びR2は炭素数1~10の一価の炭化水素基又は水素原子であり、R3は炭素数1~10の一価の炭化水素基であり、R1、R2、R3はそれぞれ互いに同一又は異なっていてもよい)で表される有機アルミニウム化合物であることが好ましい。
 一般式(V)で表される有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ-n-プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ-n-ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ-t-ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム;水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジ-n-プロピルアルミニウム、水素化ジ-n-ブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム;エチルアルミニウムジハイドライド、n-プロピルアルミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウムが好ましい。以上に述べた(C1)成分としての有機金属化合物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。
 なお、上記第一重合触媒組成物における有機金属化合物の含有量は、(A1)成分に対して1~50倍molであることが好ましく、約10倍molであることがより好ましい。
 アニオン性配位子となり得る添加剤(D1)の添加は、より高いシス-1,4結合含量の多元共重合体を高収率で合成することが可能となる、という効果を奏するため好ましい。
 上記添加剤(D1)としては、(A1)成分のアミノ基と交換可能なものであれば特に限定されないが、OH基、NH基、SH基のいずれかを有することが好ましい。
 具体的な化合物として、OH基を有するものとしては、脂肪族アルコール、芳香族アルコール等が挙げられる。具体的には、2-エチル-1-ヘキサノール、ジブチルヒドロキシトルエン、アルキル化フェノール、4,4’-チオビス(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、n-オクタデシル-3-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネート、テトラキス[メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチリルチオジプロピオネート等を挙げることができるが、これに限定されるものではない。例えばヒンダードフェノール系のものとして、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオール-ビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4-ビス(n-オクチルチオ)-6-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、ペンタエリスリル-テトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナムアミド)、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホネート-ジエチルエステル、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレート、オクチル化ジフェニルアミン、2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]-o-クレゾール等を挙げることができる。また、ヒドラジン系として、N,N’-ビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジンを挙げることができる。
 NH基を有するものとしては、アルキルアミン、アリールアミン等の第1級アミン又は第2級アミンを挙げることができる。具体的には、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ピロール、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、N,N’-ジベンジルエチレンジアミン、ビス(2-ジフェニルホスフィノフェニル)アミン等が挙げられる。
 SH基を有するものとしては、脂肪族チオール、芳香族チオール等のほか、下記一般式(VI)、(VII)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立して-O-Cj2j+1、-(O-Ck2k-)a-O-Cm2m+1又は-Cn2n+1で表され、j、m及びnは、それぞれ独立して0~12の整数であり、k及びaは、それぞれ独立して1~12の整数であり、R4は、炭素数1~12であって、直鎖、分岐、若しくは環状の、飽和若しくは不飽和の、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、シクロアルケニルアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基、シクロアルキルアルケニレン基、シクロアルケニルアルケニレン基、アリーレン基又はアラルキレン基である。)
 一般式(VI)で示されるものの具体例としては、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、(メルカプトメチル)ジメチルエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、Wは、-NR8-、-O-又は-CR910-(ここで、R8及びR9は-Cp2p+1であり、R10は、-Cq2q+1であり、p及びqは、それぞれ独立して0~20の整数である。)で表され、R5及びR6は、それぞれ独立して-M-Cr2r-(ここで、Mは-O-又は-CH2-であり、rは1~20の整数である。)で表され、R7は、-O-Cj2j+1、-(O-Ck2k-)a-O-Cm2m+1又は-Cn2n+1で表され、j、m及びnは、それぞれ独立して0~12の整数であり、k及びaは、それぞれ独立して1~12の整数であり、R4は、炭素数1~12であって、直鎖、分岐、若しくは環状の、飽和若しくは不飽和の、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、シクロアルケニルアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基、シクロアルキルアルケニレン基、シクロアルケニルアルケニレン基、アリーレン基又はアラルキレン基である。)
 一般式(VII)で示されるものの具体例としては、3-メルカプトプロピル(エトキシ)-1,3-ジオキサ-6-メチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-メルカプトプロピル(エトキシ)-1,3-ジオキサ-6-ブチルアザ-2-シラシクロオクタン、3-メルカプトプロピル(エトキシ)-1,3-ジオキサ-6-ドデシルアザ-2-シラシクロオクタンなどが挙げられる。
 また、添加剤(D1)としては、好適には下記一般式(VIII)で表されるアニオン性三座配位子前駆体を使用できる。
 E1-T1-X-T2-E2 ・・・(VIII)
(式中、Xは、周期律表第15族原子から選択される配位原子を含むアニオン性の電子供与基を示し、E1及びE2は、それぞれ独立して、周期律表第15族及び16族原子から選択される配位原子を含む中性の電子供与基を示し、T1及びT2は、それぞれ、XとE1及びE2とを架橋する架橋基を示す)
 添加剤(D1)は、前記希土類元素化合物1molに対して、0.01~10mol添加することが好ましく、0.1~1.2mol添加することがより好ましい。添加量が0.1mol以上であると、単量体の重合反応が十分に進行する。また、添加量は、希土類元素化合物と当量(1.0mol)とすることが好ましいが、過剰量添加されていてもよい。添加量が1.2mol以下であると、試薬のロスが少ないので好ましい。
 上記一般式(VIII)中、中性の電子供与基E1及びE2は、周期律表第15族及び第16族から選択される配位原子を含む基である。また、E1及びE2は同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。該配位原子としては、窒素N、リンP、酸素O、硫黄Sなどが例示されるが、好ましくはPである。
 前記E1及びE2に含まれる配位原子がPである場合には、中性の電子供与基E1又はE2としては、ジフェニルホスフィノ基、ジトリルホスフィノ基等のジアリールホスフィノ基;ジメチルホスフィノ基、ジエチルホスフィノ基等のジアルキルホスフィノ基;メチルフェニルホスフィノ基等のアルキルアリールホスフィノ基が例示され、好ましくはジアリールホスフィノ基である。
 前記E1及びE2に含まれる配位原子がNである場合には、中性の電子供与基E1又はE2としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ビス(トリメチルシリル)アミノ基等のジアルキルアミノ基及びビス(トリアルキルシリル)アミノ基;ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基;メチルフェニルアミノ基等のアルキルアリールアミノ基などが例示される。
 前記E1及びE2に含まれる配位原子がOである場合には、中性の電子供与基E1又はE2としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基、2,6-ジメチルフェノキシ基等のアリールオキシ基などが例示される。
 前記E1及びE2に含まれる配位原子がSである場合には、中性の電子供与基E1又はE2としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基等のアルキルチオ基;フェニルチオ基、トリルチオ基等のアリールチオ基などが例示される。
 アニオン性の電子供与基Xは、周期律表第15族から選択される配位原子を含む基である。該配位原子として、好ましくはリンP又は窒素Nが挙げられ、より好ましくはNが挙げられる。
 架橋基T1及びT2は、XとE1及びE2を架橋することができる基であればよく、アリール環上に置換基を有していてもよいアリーレン基が例示される。また、T1及びT2は同一の基でも異なる基であってもよい。
 前記アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ピリジレン基、チエニレン基が例示され、好ましくはフェニレン基、ナフチレン基である。また、前記アリーレン基のアリール環上には任意の基が置換されていてもよい。該置換基としてはメチル基、エチル基などのアルキル基;フェニル基、トリル基などのアリール基;フルオロ、クロロ、ブロモなどのハロゲン基;トリメチルシリル基などのシリル基などが例示される。
 前記アリーレン基として、更に好ましくは1,2-フェニレン基が例示される。
-第二の重合触媒組成物-
 次に、第二の重合触媒組成物(以下、「第二重合触媒組成物」ともいう)について説明する。第二重合触媒組成物としては、下記一般式(IX):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpRは、それぞれ独立して無置換若しくは置換インデニルを示し、Ra~Rは、それぞれ独立して炭素数1~3のアルキル基又は水素原子を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示す。)で表されるメタロセン錯体、及び下記一般式(X):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpRは、それぞれ独立して無置換若しくは置換インデニルを示し、X’は、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオラート基、アミノ基、シリル基又は炭素数1~20の一価の炭化水素基を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示す。)で表されるメタロセン錯体、並びに下記一般式(XI):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpR’は、無置換若しくは置換シクロペンタジエニル、インデニル又はフルオレニルを示し、Xは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオラート基、アミノ基、シリル基又は炭素数1~20の一価の炭化水素基を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示し、[B]-は、非配位性アニオンを示す。)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体よりなる群から選択される少なくとも1種類の錯体を含む重合触媒組成物が挙げられる。
 第二重合触媒組成物は、更に、通常のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物に含有される他の成分、例えば、助触媒等を含んでいてもよい。ここで、メタロセン錯体は、1つ又は2つ以上のシクロペンタジエニル又はその誘導体が中心金属に結合した錯体化合物であり、特に、中心金属に結合したシクロペンタジエニル又はその誘導体が1つであるメタロセン錯体を、ハーフメタロセン錯体と称することがある。
 なお、重合反応系において、第二重合触媒組成物に含まれる錯体の濃度は0.1~0.0001mol/Lの範囲であることが好ましい。
 上記一般式(IX)及び(X)で表されるメタロセン錯体において、式中のCpRは、無置換インデニル又は置換インデニルである。インデニル環を基本骨格とするCpRは、C97-xx又はC911-xxで示され得る。ここで、Xは0~7又は0~11の整数である。また、Rは、それぞれ独立してヒドロカルビル基又はメタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1~20であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~8であることが更に好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。置換インデニルとして、具体的には、2-フェニルインデニル、2-メチルインデニル等が挙げられる。なお、一般式(IX)及び(X)における2つのCpRは、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。
 上記一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体において、式中のCpR'は、無置換若しくは置換のシクロペンタジエニル、インデニル又はフルオレニルであり、これらの中でも、無置換若しくは置換のインデニルであることが好ましい。
 上記一般式(XI)において、シクロペンタジエニル環を基本骨格とするCpR'は、C55-xxで示される。ここで、Xは、0~5の整数である。また、Rは、それぞれ独立してヒドロカルビル基又はメタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は、1~20であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~8であることが更に好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。シクロペンタジエニル環を基本骨格とするCpR'として、具体的には、以下のものが例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、Rは水素原子、メチル基又はエチル基を示す。)
 一般式(XI)において、上記インデニル環を基本骨格とするCpR'は、一般式(IX)及び(X)のCpRと同様に定義され、好ましい例も同様である。
 一般式(XI)において、上記フルオレニル環を基本骨格とするCpR'は、C139-xx又はC1317-xxで示され得る。ここで、Xは0~9又は0~17の整数である。また、Rはそれぞれ独立してヒドロカルビル基又はメタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1~20であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~8であることが更に好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。
 一般式(IX)、(X)及び(XI)における中心金属Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムである。ランタノイド元素には、原子番号57~71の15元素が含まれ、これらのいずれでもよい。中心金属Mとしては、サマリウムSm、ネオジムNd、プラセオジムPr、ガドリニウムGd、セリウムCe、ホルミウムHo、スカンジウムSc及びイットリウムYが好適に挙げられる。
 一般式(IX)で表されるメタロセン錯体は、シリルアミド配位子[-N(SiR32]を含む。シリルアミド配位子に含まれるR基(一般式(IX)におけるRa~Rf)は、それぞれ独立して炭素数1~3のアルキル基又は水素原子である。また、Ra~Rfのうち少なくとも1つが水素原子であることが好ましい。Ra~Rfのうち少なくとも1つを水素原子にすることで、触媒の合成が容易になり、また、ケイ素まわりのかさ高さが低くなるため、非共役オレフィン化合物や芳香族ビニル化合物が導入され易くなる。同様の観点から、Ra~Rcのうち少なくとも1つが水素原子であり、Rd~Rfのうち少なくとも1つが水素原子であることがより好ましい。更に、アルキル基としては、メチル基が好ましい。
 一般式(X)で表されるメタロセン錯体は、シリル配位子[-SiX’3]を含む。シリル配位子[-SiX’3]に含まれるX’は、下記で説明される一般式(XI)のXと同様に定義される基であり、好ましい基も同様である。
 一般式(XI)において、Xは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオラート基、アミノ基、シリル基及び炭素数1~20の一価の炭化水素基からなる群より選択される基である。ここで、Xが表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子のいずれでもよいが、塩素原子又は臭素原子が好ましい。
 一般式(XI)において、Xが表すアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基等の脂肪族アルコキシ基;フェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェノキシ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェノキシ基等のアリールオキシ基が挙げられ、これらの中でも、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基が好ましい。
 一般式(XI)において、Xが表すチオラート基としては、チオメトキシ基、チオエトキシ基、チオプロポキシ基、チオn-ブトキシ基、チオイソブトキシ基、チオsec-ブトキシ基、チオtert-ブトキシ基等の脂肪族チオラート基;チオフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルチオフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルチオフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルチオフェノキシ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルチオフェノキシ基、2,4,6-トリイソプロピルチオフェノキシ基等のアリールチオラート基が挙げられ、これらの中でも、2,4,6-トリイソプロピルチオフェノキシ基が好ましい。
 一般式(XI)において、Xが表すアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等の脂肪族アミノ基;フェニルアミノ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェニルアミノ基、2,6-ジイソプロピルフェニルアミノ基、2,6-ジネオペンチルフェニルアミノ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェニルアミノ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェニルアミノ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェニルアミノ基、2,4,6-トリ-tert-ブチルフェニルアミノ基等のアリールアミノ基;ビストリメチルシリルアミノ基等のビストリアルキルシリルアミノ基が挙げられ、これらの中でも、ビストリメチルシリルアミノ基が好ましい。
 一般式(XI)において、Xが表すシリル基としては、トリメチルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、ビス(トリメチルシリル)メチルシリル基、トリメチルシリル(ジメチル)シリル基、トリイソプロピルシリル(ビストリメチルシリル)シリル基等が挙げられ、これらの中でも、トリス(トリメチルシリル)シリル基が好ましい。
 また、一般式(XI)において、Xが表す炭素数1~20の一価の炭化水素基として、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等の直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基;フェニル基、トリル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基;ベンジル基等のアラルキル基等の他;トリメチルシリルメチル基、ビストリメチルシリルメチル基等のケイ素原子を含有する炭化水素基等が挙げられ、これらの中でも、メチル基、エチル基、イソブチル基、トリメチルシリルメチル基等が好ましい。
 一般式(XI)において、Xとしては、ビストリメチルシリルアミノ基又は炭素数1~20の一価の炭化水素基が好ましい。
 一般式(XI)において、[B]-で示される非配位性アニオンとしては、例えば、4価のホウ素アニオンが挙げられる。該4価のホウ素アニオンとして、具体的には、テトラフェニルボレート、テトラキス(モノフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トリル)ボレート、テトラ(キシリル)ボレート、(トリフェニル、ペンタフルオロフェニル)ボレート、[トリス(ペンタフルオロフェニル)、フェニル]ボレート、トリデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート等が挙げられ、これらの中でも、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。
 上記一般式(IX)及び(X)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、更に0~3個、好ましくは0~1個の中性ルイス塩基Lを含む。ここで、中性ルイス塩基Lとしては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、中性のオレフィン類、中性のジオレフィン類等が挙げられる。ここで、上記錯体が複数の中性ルイス塩基Lを含む場合、中性ルイス塩基Lは、同一であっても異なっていてもよい。
 また、上記一般式(IX)及び(X)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、単量体として存在していてもよく、二量体又はそれ以上の多量体として存在していてもよい。
 上記一般式(IX)で表されるメタロセン錯体は、例えば、溶媒中でランタノイドトリスハライド、スカンジウムトリスハライド又はイットリウムトリスハライドを、インデニルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)及びビス(トリアルキルシリル)アミンの塩(例えば、カリウム塩やリチウム塩)と反応させることで得ることができる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間~数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンを用いればよい。以下に、一般式(IX)で表されるメタロセン錯体を得るための反応例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、X’’はハライドを示す。)
 上記一般式(X)で表されるメタロセン錯体は、例えば、溶媒中でランタノイドトリスハライド、スカンジウムトリスハライド又はイットリウムトリスハライドを、インデニルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)及びシリルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)と反応させることで得ることができる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間~数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンを用いればよい。以下に、一般式(X)で表されるメタロセン錯体を得るための反応例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、X’’はハライドを示す。)
 上記一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、例えば、次の反応により得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 ここで、一般式(XII)で表される化合物において、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpR'は、それぞれ独立して無置換若しくは置換シクロペンタジエニル、インデニル又はフルオレニルを示し、Xは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオラート基、アミノ基、シリル基又は炭素数1~20の一価の炭化水素基を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示す。また、式[A]+[B]-で表されるイオン性化合物において、[A]+は、カチオンを示し、[B]-は、非配位性アニオンを示す。
 [A]+で表されるカチオンとしては、例えば、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アミンカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプタトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオン等が挙げられる。カルボニウムカチオンとしては、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ(置換フェニル)カルボニウムカチオン等の三置換カルボニウムカチオン等が挙げられ、トリ(置換フェニル)カルボニルカチオンとして、具体的には、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン等が挙げられる。アミンカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N,2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオン等が挙げられる。ホスホニウムカチオンとしては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオン等が挙げられる。これらカチオンの中でも、N,N-ジアルキルアニリニウムカチオン又はカルボニウムカチオンが好ましく、N,N-ジアルキルアニリニウムカチオンが特に好ましい。
 上記反応に用いる一般式[A]+[B]-で表されるイオン性化合物としては、上記の非配位性アニオン及びカチオンからそれぞれ選択し組み合わせた化合物であって、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が好ましい。また、一般式[A]+[B]-で表されるイオン性化合物は、メタロセン錯体に対して0.1~10倍mol加えることが好ましく、約1倍mol加えることが更に好ましい。なお、一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を重合反応に用いる場合、一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体をそのまま重合反応系中に提供してもよいし、上記反応に用いる一般式(XII)で表される化合物と一般式[A]+[B]-で表されるイオン性化合物を別個に重合反応系中に提供し、反応系中で一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を形成させてもよい。また、一般式(IX)又は(X)で表されるメタロセン錯体と一般式[A]+[B]-で表されるイオン性化合物とを組み合わせて使用することにより、反応系中で一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を形成させることもできる。
 上記一般式(IX)及び(X)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体の構造は、X線構造解析により決定することが好ましい。
 上記第二重合触媒組成物に用いることができる助触媒は、通常のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物の助触媒として用いられる成分から任意に選択され得る。該助触媒としては、例えば、アルミノキサン、有機アルミニウム化合物、上記のイオン性化合物等が好適に挙げられる。これら助触媒は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記アルミノキサンとしては、アルキルアルミノキサンが好ましく、例えば、メチルアルミノキサン(MAO)、修飾メチルアルミノキサン等が挙げられる。また、修飾メチルアルミノキサンとしては、MMAO-3A(東ソー・ファインケム(株)製)等が好ましい。なお、上記第二重合触媒組成物におけるアルミノキサンの含有量は、メタロセン錯体の中心金属Mに対する、アルミノキサンのアルミニウム元素Alの元素比率Al/Mが、10~1,000程度となるようにすることが好ましく、100程度となるようにすることがより好ましい。
 一方、上記有機アルミニウム化合物としては、一般式AlRR’R’’(式中、R及びR’はそれぞれ独立して炭素数1~10の一価の炭化水素基、ハロゲン原子、又は水素原子であり、R’’は炭素数1~10の一価の炭化水素基である)で表される有機アルミニウム化合物が好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が例示され、塩素原子が好ましい。上記有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムクロライド、アルキルアルミニウムジクロライド、ジアルキルアルミニウムハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリアルキルアルミニウムが好ましい。また、トリアルキルアルミニウムとしては、例えば、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等が挙げられる。なお、上記重合触媒組成物における有機アルミニウム化合物の含有量は、メタロセン錯体に対して1~50倍molであることが好ましく、約10倍molであることがより好ましい。
 更に、上記重合触媒組成物においては、上記一般式(IX)及び(X)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(XI)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体をそれぞれ、適切な助触媒と組み合わせることで、シス-1,4結合含量や得られる重合体の分子量を増大できる。
-第三の重合触媒組成物-
 次に、第三の重合触媒組成物(以下、「第三重合触媒組成物」ともいう)について説明する。
 第三の重合触媒組成物としては、希土類元素含有化合物として、下記一般式(XIII):
   RaMXbQYb・・・(XIII)
(式中、Rはそれぞれ独立して無置換若しくは置換インデニルを示し、該RはMに配位しており、Mはランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、Xはそれぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基を示し、該XはM及びQにμ配位しており、Qは周期律表第13族元素を示し、Yはそれぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基又は水素原子を示し、該YはQに配位しており、a及びbは2である)で表されるメタロセン系複合触媒を含む重合触媒組成物が挙げられる。
 上記メタロセン系複合触媒の好適例においては、下記一般式(XIV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、M1は、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpRは、それぞれ独立して無置換若しくは置換インデニルを示し、RA及びRBは、それぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基を示し、該RA及びRBは、M1及びAlにμ配位しており、RC及びRDは、それぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基又は水素原子を示す)で表されるメタロセン系複合触媒が挙げられる。
 上記メタロセン系複合触媒を用いることで、多元共重合体を製造することができる。また、上記メタロセン系複合触媒、例えば予めアルミニウム触媒と複合させてなる触媒を用いることで、多元共重合体合成時に使用されるアルキルアルミニウムの量を低減したり、無くしたりすることが可能となる。なお、従来の触媒系を用いると、多元共重合体合成時に大量のアルキルアルミニウムを用いる必要がある。例えば、従来の触媒系では、金属触媒に対して10モル当量以上のアルキルアルミニウムを用いる必要があるところ、上記メタロセン系複合触媒であれば、5モル当量程度のアルキルアルミニウムを加えることで、優れた触媒作用が発揮される。
 上記メタロセン系複合触媒において、上記一般式(XIII)中の金属Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムである。ランタノイド元素には、原子番号57~71の15元素が含まれ、これらのいずれでもよい。金属Mとしては、サマリウムSm、ネオジムNd、プラセオジムPr、ガドリニウムGd、セリウムCe、ホルミウムHo、スカンジウムSc及びイットリウムYが好適に挙げられる。
 上記一般式(XIII)において、Rは、それぞれ独立して無置換インデニル又は置換インデニルであり、該Rは上記金属Mに配位している。なお、置換インデニルの具体例としては、例えば、1,2,3-トリメチルインデニル基、ヘプタメチルインデニル基、1,2,4,5,6,7-ヘキサメチルインデニル基等が挙げられる。
 上記一般式(XIII)において、Qは、周期律表第13族元素を示し、具体的には、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム等が挙げられる。
 上記一般式(XIII)において、Xは、それぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基を示し、該XはM及びQにμ配位している。ここで、炭素数1~20の一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられる。なお、μ配位とは、架橋構造をとる配位様式のことである。
 上記一般式(XIII)において、Yは、それぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基又は水素原子を示し、該Yは、Qに配位している。ここで、炭素数1~20の一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられる。
 上記一般式(XIV)において、金属M1は、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムである。ランタノイド元素には、原子番号57~71の15元素が含まれ、これらのいずれでもよい。金属M1としては、サマリウムSm、ネオジムNd、プラセオジムPr、ガドリニウムGd、セリウムCe、ホルミウムHo、スカンジウムSc及びイットリウムYが好適に挙げられる。
 上記一般式(XIV)において、CpRは、無置換インデニル又は置換インデニルである。インデニル環を基本骨格とするCpRは、C97-XX又はC911-XXで示され得る。ここで、Xは0~7又は0~11の整数である。また、Rはそれぞれ独立してヒドロカルビル基又はメタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1~20であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~8であることが更に好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。
 置換インデニルとして、具体的には、2-フェニルインデニル、2-メチルインデニル等が挙げられる。なお、一般式(XIV)における二つのCpRは、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。
 上記一般式(XIV)において、RA及びRBは、それぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基を示し、該RA及びRBは、M1及びAlにμ配位している。ここで、炭素数1~20の一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられる。なお、μ配位とは、架橋構造をとる配位様式のことである。
 上記一般式(XIV)において、RC及びRDは、それぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基又は水素原子である。ここで、炭素数1~20の一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられる。
 なお、上記メタロセン系複合触媒は、例えば、溶媒中で、下記一般式(XV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、M2は、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpRは、それぞれ独立して無置換若しくは置換インデニルを示し、RE~RJは、それぞれ独立して炭素数1~3のアルキル基又は水素原子を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示す)で表されるメタロセン錯体を、AlRKLMで表される有機アルミニウム化合物と反応させることで得られる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間~数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンやヘキサンを用いればよい。なお、上記メタロセン系複合触媒の構造は、1H-NMRやX線構造解析により決定することが好ましい。
 上記一般式(XV)で表されるメタロセン錯体において、CpRは、無置換インデニル又は置換インデニルであり、上記一般式(XIV)中のCpRと同義である。また、上記一般式(XV)において、金属M2は、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムであり、上記一般式(XIV)中の金属M1と同義である。
 上記一般式(XV)で表されるメタロセン錯体は、シリルアミド配位子[-N(SiR32]を含む。シリルアミド配位子に含まれるR基(RE~RJ基)は、それぞれ独立して炭素数1~3のアルキル基又は水素原子である。また、RE~RJのうち少なくとも一つが水素原子であることが好ましい。RE~RJのうち少なくとも一つを水素原子にすることで、触媒の合成が容易になる。更に、アルキル基としては、メチル基が好ましい。
 上記一般式(XV)で表されるメタロセン錯体は、更に0~3個、好ましくは0~1個の中性ルイス塩基Lを含む。ここで、中性ルイス塩基Lとしては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、中性のオレフィン類、中性のジオレフィン類等が挙げられる。ここで、上記錯体が複数の中性ルイス塩基Lを含む場合、中性ルイス塩基Lは、同一であっても異なっていてもよい。
 また、上記一般式(XV)で表されるメタロセン錯体は、単量体として存在していてもよく、二量体又はそれ以上の多量体として存在していてもよい。
 一方、上記メタロセン系複合触媒の生成に用いる有機アルミニウム化合物は、AlRKLMで表され、ここで、RK及びRLは、それぞれ独立して炭素数1~20の一価の炭化水素基又は水素原子で、RMは炭素数1~20の一価の炭化水素基であり、但し、RMは上記RK又はRLと同一でも異なっていてもよい。炭素数1~20の一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられる。
 上記有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ-n-プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ-n-ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ-t-ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム;水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジ-n-プロピルアルミニウム、水素化ジ-n-ブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム;エチルアルミニウムジハイドライド、n-プロピルアルミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウムが好ましい。また、これら有機アルミニウム化合物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。なお、上記メタロセン系複合触媒の生成に用いる有機アルミニウム化合物の量は、メタロセン錯体に対して1~50倍molであることが好ましく、約10倍molであることがより好ましい。
 前記第三重合触媒組成物は、上記メタロセン系複合触媒と、ホウ素アニオンとを含んでもよく、更に、通常のメタロセン系触媒を含む重合触媒組成物に含有される他の成分、例えば助触媒等を含むことが好ましい。なお、上記メタロセン系複合触媒とホウ素アニオンとを合わせて2成分触媒ともいう。前記第三重合触媒組成物によれば、上記メタロセン系複合触媒と同様に、更にホウ素アニオンを含有するため、各単量体成分の重合体中での含有量を任意に制御することが可能となる。
 上記第三重合触媒組成物において、2成分触媒を構成するホウ素アニオンとして、具体的には、4価のホウ素アニオンが挙げられる。例えば、テトラフェニルボレート、テトラキス(モノフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トリル)ボレート、テトラ(キシリル)ボレート、(トリフェニル、ペンタフルオロフェニル)ボレート、[トリス(ペンタフルオロフェニル)、フェニル]ボレート、トリデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート等が挙げられ、これらの中でも、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。
 なお、上記ホウ素アニオンは、カチオンと組み合わされたイオン性化合物として使用することができる。上記カチオンとしては、例えば、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アミンカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプタトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオン等が挙げられる。カルボニウムカチオンとしては、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ(置換フェニル)カルボニウムカチオン等の三置換カルボニウムカチオン等が挙げられ、トリ(置換フェニル)カルボニルカチオンとして、具体的には、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン等が挙げられる。アミンカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N,2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオン等が挙げられる。ホスホニウムカチオンとしては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオン等が挙げられる。これらカチオンの中でも、N,N-ジアルキルアニリニウムカチオン又はカルボニウムカチオンが好ましく、N,N-ジアルキルアニリニウムカチオンがより好ましい。従って、上記イオン性化合物としては、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が好ましい。なお、ホウ素アニオンとカチオンとからなるイオン性化合物は、上記メタロセン系複合触媒に対して0.1~10倍mol加えることが好ましく、約1倍mol加えることがより好ましい。
 なお、上記一般式(XV)で表されるメタロセン錯体と有機アルミニウム化合物を反応させる反応系に、ホウ素アニオンが存在していると、上記一般式(XIV)のメタロセン系複合触媒を合成することができない。従って、上記第三重合触媒組成物の調製には、該メタロセン系複合触媒を予め合成し、該メタロセン系複合触媒を単離精製してからホウ素アニオンと組み合わせる必要がある。
 上記第三重合触媒組成物に用いることができる助触媒としては、例えば、上述のAlRKRLRMで表される有機アルミニウム化合物の他、アルミノキサン等が好適に挙げられる。上記アルミノキサンとしては、アルキルアルミノキサンが好ましく、例えば、メチルアルミノキサン(MAO)、修飾メチルアルミノキサン等が挙げられる。また、修飾メチルアルミノキサンとしては、MMAO-3A(東ソー・ファインケム(株)製)等が好ましい。なお、これらアルミノキサンは、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
-第四の重合触媒組成物-
 第四の重合触媒組成物は、希土類元素化合物と、シクロペンタジエン骨格を有する化合物を含む。
 第四の重合触媒組成物は、
・希土類元素化合物(以下、「(A2)成分」ともいう)と、
・置換又は無置換のシクロペンタジエン、置換又は無置換のインデン(インデニル基を有する化合物)、及び置換又は無置換のフルオレンよりなる群から選択される化合物(以下、「(B2)成分」ともいう)と、
を含むことを必要とする。
 この第四の重合触媒組成物は、
・有機金属化合物(以下、「(C2)成分」ともいう)
・アルミノキサン化合物(以下、「(D2)成分」ともいう)
・ハロゲン化合物(以下、「(E2)成分」ともいう)
を更に含んでもよい。
 第四の重合触媒組成物は、脂肪族炭化水素に高い溶解性を有することが好ましく、脂肪族炭化水素中で均一系溶液となることが好ましい。ここで、脂肪族炭化水素としては、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン等が挙げられる。
 そして、第四の重合触媒組成物は、芳香族炭化水素を含まないことが好ましい。ここで、芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
 なお、「芳香族炭化水素を含まない」とは、重合触媒組成物に含まれる芳香族炭化水素の割合が0.1質量%未満であることを意味する。
 (A2)成分は、金属-窒素結合(M-N結合)を有する、希土類元素含有化合物又は該希土類元素含有化合物とルイス塩基との反応物とすることができる。
 なお、希土類元素含有化合物としては、例えば、スカンジウム、イットリウム、又は原子番号57~71の元素から構成されるランタノイド元素を含有する化合物等が挙げられる。ランタノイド元素とは、具体的には、ランタニウム、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミニウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムである。
 また、ルイス塩基としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、中性のオレフィン類、中性のジオレフィン類等が挙げられる。
 ここで、希土類元素含有化合物又は該希土類元素含有化合物とルイス塩基との反応物は、希土類元素と炭素との結合を有しないことが好ましい。希土類元素含有化合物とルイス塩基との反応物が希土類元素-炭素結合を有さない場合、反応物が安定であり、取り扱いが容易である。
 なお、上記(A2)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 ここで、(A2)成分は、一般式(XVI)
   M-(AQ1)(AQ2)(AQ3) ・・・(XVI)
(式中、Mは、スカンジウム、イットリウム、ランタノイド元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を表し;AQ1、AQ2及びAQ3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい官能基であり、ここで、Aは、窒素、酸素又は硫黄からなる群から選択される少なくとも1種を表し;但し、少なくとも1つのM-A結合を有する)
で表される化合物であることが好ましい。
 なお、ランタノイド元素とは、具体的には、ランタニウム、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミニウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムである。
 上記化合物によれば、反応系における触媒活性を向上させることができ、反応時間を短くし、反応温度を高くすることが可能となる。
 上記一般式(XVI)中のMとしては、特に、触媒活性及び反応制御性を高める観点から、ガドリニウムが好ましい。
 上記一般式(XVI)中のAが窒素である場合、AQ1、AQ2、及びAQ3(即ち、NQ1、NQ2、及びNQ3)で表される官能基としては、アミノ基等が挙げられる。そして、この場合、3つのM-N結合を有する。
 アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等の脂肪族アミノ基;フェニルアミノ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェニルアミノ基、2,6-ジイソプロピルフェニルアミノ基、2,6-ジネオペンチルフェニルアミノ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェニルアミノ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェニルアミノ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェニルアミノ基、2,4,6-トリ-tert-ブチルフェニルアミノ基等のアリールアミノ基;ビストリメチルシリルアミノ基等のビストリアルキルシリルアミノ基が挙げられ、特に、脂肪族炭化水素及び芳香族炭化水素に対する溶解性の観点から、ビストリメチルシリルアミノ基が好ましい。上記アミノ基は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記構成によれば、(A2)成分を3つのM-N結合を有する化合物とすることができ、各結合が化学的に等価となり、化合物の構造が安定となるため、取り扱いが容易となる。
 また、上記構成とすれば、反応系における触媒活性を更に向上させることができる。そのため、反応時間を更に短くし、反応温度を更に高くすることができる。
 上記一般式(XVI)中のAが酸素である場合、一般式(XVI)で表される(A2)成分としては、特に制限されないが、例えば、下記一般式(XVII)
   (RO)3M・・・(XVII)
で表される希土類アルコラート、
下記一般式(XVIII)
   (R-CO23M・・・(XVIII)
で表される希土類カルボキシレート等が挙げられる。ここで、上記一般式(XVII)及び(XVIII)中、Rは、同一であっても異なっていてもよく、炭素数1~10のアルキル基である。
 なお、(A2)成分としては、希土類元素と炭素との結合を有しないことが好ましいため、上述した一般式(XVII)で表される化合物又は一般式(XVIII)で表される化合物を好適に使用できる。
 上記一般式(XVI)中のAが硫黄である場合、一般式(XVI)で表される(A2)成分としては、特に制限されないが、例えば、下記一般式(XIX)
   (RS)3M・・・(XIX)
で表される希土類アルキルチオラート、
下記一般式(XX)
   (R-CS23M・・・(XX)
で表される化合物等が挙げられる。ここで、上記一般式(XIX)及び(XX)中、Rは、同一であっても異なっていてもよく、炭素数1~10のアルキル基である。
 なお、(A2)成分としては、希土類元素と炭素との結合を有しないことが好ましいため、上述した化合物(XIX)又は化合物(XX)を好適に使用できる。
 (B2)成分は、置換又は無置換のシクロペンタジエン、置換又は無置換のインデン(インデニル基を有する化合物)、及び置換又は無置換のフルオレンよりなる群から選択される化合物である。
 上記(B2)成分の化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 置換シクロペンタジエンとしては、例えば、ペンタメチルシクロペンタジエン、テトラメチルシクロペンタジエン、イソプロピルシクロペンタジエン、トリメチルシリル-テトラメチルシクロペンタジエン等が挙げられる。
 置換又は無置換のインデンとしては、例えば、インデン、2-フェニル-1H-インデン、3-ベンジル-1H-インデン、3-メチル-2-フェニル-1H-インデン、3-ベンジル-2-フェニル-1H-インデン、1-ベンジル-1H-インデン等が挙げられ、特に、分子量分布を小さくする観点から、3-ベンジル-1H-インデン、1-ベンジル-1H-インデンが好ましい。
 置換フルオレンとしては、例えば、トリメチルシリルフルオレン、イソプロピルフルオレン等が挙げられる。
 上記構成によれば、シクロペンタジエン骨格を有する化合物が具える共役電子を増加させることができ、反応系における触媒活性を更に向上させることができる。そのため、反応時間を更に短くし、反応温度を更に高くすることができる。
 有機金属化合物((C2)成分)は、一般式(XXI):
   YR4 a5 b6 c ・・・(XXI)
(式中、Yは、周期律表の第1族、第2族、第12族及び第13族の元素からなる群から選択される金属元素であり、R4及びR5は炭素数1~10の一価の炭化水素基又は水素原子であり、R6は炭素数1~10の一価の炭化水素基であり、但し、R4、R5及びR6はそれぞれ互いに同一又は異なっていてもよく、また、Yが第1族の金属元素である場合には、aは1であり且つb及びcは0であり、Yが第2族又は第12族の金属元素である場合には、a及びbは1であり且つcは0であり、Yが第13族の金属元素である場合には、a,b及びcは1である)で表される化合物である。
 ここで、触媒活性を高める観点から、一般式(XXI)において、R1、R2及びR3は少なくとも1つが異なっていることが好ましい。
 詳細には、(C2)成分は、一般式(XXII):
   AlR789 ・・・(XXII)
(式中、R7及びR8は、炭素数1~10の一価の炭化水素基又は水素原子であり、R9は、炭素数1~10の一価の炭化水素基であり、R7、R8及びR9は、同一であっても異なっていてもよい)で表される有機アルミニウム化合物であることが好ましい。
 上記有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ-n-プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ-n-ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ-t-ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム;水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジ-n-プロピルアルミニウム、水素化ジ-n-ブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム;エチルアルミニウムジハイドライド、n-プロピルアルミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハイドライド等が挙げられ、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウムが好ましく、水素化ジイソブチルアルミニウムがより好ましい。
 上記有機アルミニウム化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 アルミノキサン化合物((D2)成分)は、有機アルミニウム化合物と縮合剤とを接触させることによって得られる化合物である。
 (D2)成分を用いることによって、重合反応系における触媒活性を更に向上させることができる。そのため、反応時間を更に短くし、反応温度を更に高くすることができる。
 ここで、有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、及びその混合物等が挙げられ、特に、トリメチルアルミニウム、トリメチルアルミニウムとトリブチルアルミニウムとの混合物が好ましい。
 縮合剤としては、例えば、水等が挙げられる。
 (D2)成分としては、例えば、一般式(XXIII):
   -(Al(R10)O)n- ・・・(XXIII)
(式中、R10は、炭素数1~10の一価の炭化水素基であり、ここで、炭化水素基の一部はハロゲン及び/又はアルコキシ基で置換されてもよく;R10は、繰り返し単位間で同一であっても異なっていてもよく;nは5以上である)で表されるアルミノキサンを挙げることができる。
 上記アルミノキサンの分子構造は、直鎖状であっても環状であってもよい。
 一般式(XXIII)中のnは、10以上であることが好ましい。
 また、一般式(XXIII)中のR10の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基等が挙げられ、特に、メチル基が好ましい。上記炭化水素基は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。R10の炭化水素基としては、メチル基とイソブチル基との組み合わせが好ましい。
 上記アルミノキサンは、脂肪族炭化水素に高い溶解性を有することが好ましく、芳香族炭化水素に低い溶解性を有することが好ましい。例えば、ヘキサン溶液として市販されているアルミノキサンが好ましい。
 ここで、脂肪族炭化水素とは、ヘキサン、シクロヘキサン等が挙げられる。
 (D2)成分は、特に、一般式(XXIV):
   -(Al(CH3x(i-C49yO)m- ・・・(XXIV)
(式中、x+yは1であり;mは5以上である)で表される修飾アルミノキサン(以下、「TMAO」ともいう)としてよい。TMAOとしては、例えば、東ソー・ファインケム(株)製の製品名:TMAO341が挙げられる。
 また、(D2)成分は、特に、一般式(XXV):
   -(Al(CH30.7(i-C490.3O)k- ・・・(XXV)
(式中、kは5以上である)で表される修飾アルミノキサン(以下、「MMAO」ともいう)としてよい。MMAOとしては、例えば、東ソー・ファインケム(株)製の製品名:MMAO-3Aが挙げられる。
 更に、(D2)成分は、特に、一般式(XXVI):
   -[(CH3)AlO]i- ・・・(XXVI)
(式中、iは5以上である)で表される修飾アルミノキサン(以下、「PMAO」ともいう)としてよい。PMAOとしては、例えば、東ソー・ファインケム(株)製の製品名:TMAO-211が挙げられる。
 (D2)成分は、触媒活性を向上させる効果を高める観点から、上記MMAO、TMAO、PMAOのうち、MMAO又はTMAOであることが好ましく、触媒活性を向上させる効果を更に高める観点から、TMAOであることがより好ましい。
 ハロゲン化合物((E2)成分)は、ルイス酸であるハロゲン含有化合物(以下、「(E2-1)成分」ともいう)、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物(以下、「(E2-2)成分」ともいう)、及び活性ハロゲンを含む有機化合物(以下、「(E2-3)成分」ともいう)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である。
 これらの化合物は、(A2)成分、即ち、M-N結合を有する、希土類元素含有化合物又は該希土類元素含有化合物とルイス塩基との反応物と反応して、カチオン性遷移金属化合物、ハロゲン化遷移金属化合物、及び/又は遷移金属中心において電子が不足した状態の遷移金属化合物を生成する。
 (E2)成分を用いることによって、共重合体のシス-1,4結合含量を向上させることができる。
 (E2-1)成分としては、例えば、第3族、第4族、第5族、第6族、第8族、第13族、第14族又は第15族の元素を含むハロゲン含有化合物等が挙げられ、特に、アルミニウムのハロゲン化物又は有機金属のハロゲン化物が好ましい。
 ルイス酸であるハロゲン含有化合物としては、例えば、四塩化チタン、六塩化タングステン、トリ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、メチルアルミニウムジブロマイド、メチルアルミニウムジクロライド、エチルアルミニウムジブロマイド、エチルアルミニウムジクロライド、ブチルアルミニウムジブロマイド、ブチルアルミニウムジクロライド、ジメチルアルミニウムブロマイド、ジメチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジブチルアルミニウムブロマイド、ジブチルアルミニウムクロライド、メチルアルミニウムセスキブロマイド、メチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムセスキブロマイド、エチルアルミニウムセスキクロライド、アルミニウムトリブロマイド、トリ(ペンタフルオロフェニル)アルミニウム、ジブチル錫ジクロライド、四塩化錫、三塩化リン、五塩化リン、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン等が挙げられ、特に、エチルアルミニウムジクロライド、エチルアルミニウムジブロマイド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムセスキブロマイドが好ましい。
 ハロゲンとしては、塩素又は臭素が好ましい。
 上記ルイス酸であるハロゲン含有化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (E2-2)成分に用いられる金属ハロゲン化物としては、例えば、塩化ベリリウム、臭化ベリリウム、ヨウ化ベリリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、塩化カドミウム、臭化カドミウム、ヨウ化カドミウム、塩化水銀、臭化水銀、ヨウ化水銀、塩化マンガン、臭化マンガン、ヨウ化マンガン、塩化レニウム、臭化レニウム、ヨウ化レニウム、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、塩化金、ヨウ化金、臭化金等が挙げられ、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化亜鉛、塩化マンガン、塩化銅が好ましく、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化マンガン、塩化銅がより好ましい。
 (E2-2)成分に用いられるルイス塩基としては、リン化合物、カルボニル化合物、窒素化合物、エーテル化合物、アルコールが好ましい。
 例えば、リン酸トリブチル、リン酸トリ-2-エチルヘキシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジエチルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノエタン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、プロピオニルアセトン、バレリルアセトン、エチルアセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸フェニル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジフェニル、酢酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、バーサチック酸、トリエチルアミン、N,N-ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、2-エチルヘキシルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、フェノール、ベンジルアルコール、1-デカノール、ラウリルアルコール等が挙げられ、特に、リン酸トリ-2-エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、アセチルアセトン、2-エチルヘキサン酸、バーサチック酸、2-エチルヘキシルアルコール、1-デカノール、ラウリルアルコールが好ましい。
 上記ルイス塩基のモル数は、上記金属ハロゲン化物1モルに対して、好ましくは0.01~30モル、より好ましくは0.5~10モルの割合で反応させる。このルイス塩基との反応物を使用すると、ポリマー中に残存する金属を低減することができる。
 上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物((E2-2)成分)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (E2-3)成分としては、例えば、ベンジルクロライド等が挙げられる。
 以下、第四の重合触媒組成物の各成分間の質量割合について記載する。
 (B2)成分(置換又は無置換のシクロペンタジエン、置換又は無置換のインデン、及び置換又は無置換のフルオレンよりなる群から選択される化合物)の(A2)成分(希土類元素化合物)に対するモルにおける割合は、触媒活性を十分に得る観点から、0超であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、1以上であることが更に好ましく、触媒活性の低下を抑制する観点から、3以下であることが好ましく、2.5以下であることがより好ましく、2.2以下であることが更に好ましい。
 (C2)成分(有機金属化合物)の(A2)成分に対するモルにおける割合は、反応系における触媒活性を向上させる観点から、1以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、反応系における触媒活性の低下を抑制する観点から、50以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましく、具体的には、約10であることが更に好ましい。
 (D2)成分(アルミノキサン)中のアルミニウムの、(A2)成分中の希土類元素に対するモルにおける割合は、反応系における触媒活性を向上させる観点から、10以上であることが好ましく、100以上であることがより好ましく、反応系における触媒活性の低下を抑制する観点から、1,000以下であることが好ましく、800以下であることがより好ましい。
 (E2)成分(ハロゲン化合物)の(A2)成分に対するモルにおける割合は、触媒活性を向上させる観点から、0以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、1.0以上であることが更に好ましく、(E2)成分の溶解性を保持し、触媒活性の低下を抑制する観点から、20以下であることが好ましく、10以下であることがより好ましい。
 そのため、上記範囲によれば、共重合体のシス-1,4結合含量を向上させる効果を高めることができる。
 なお、第四の重合触媒組成物は、非配位性アニオン(例えば、4価のホウ素アニオン等)とカチオン(例えば、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプタトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオン等)とからなるイオン性化合物を含まないことが好ましい。ここで、イオン性化合物は、芳香族炭化水素に高い溶解性を有し、炭化水素に低い溶解性を有する。そのため、イオン性化合物を含まない重合触媒組成物とすれば、環境負荷及び製造コストを更に低減させつつ、共重合体を製造することができる。
 なお、「イオン性化合物を含まない」とは、重合触媒組成物に含まれるイオン性化合物の割合が0.01質量%未満であることを意味する。
 本実施形態のゴム組成物は、ゴム成分(a)における多元共重合体(a2)の割合が5~40質量%である。上記割合が5質量%未満であると、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を十分に向上させることができない。一方、上記割合が40質量%を超えると、全体としてバランスのよい剛性がもたらされない。同様の観点から、ゴム成分(a)における多元共重合体(a2)の割合は、20質量%以上であることがより好ましい。
(その他のゴム成分)
 本実施形態のゴム組成物は、ゴム成分(a)として、上述したハイビニルジエン系重合体(a1)及び多元共重合体(a2)以外のその他のゴム成分を含有してもよい。その他のゴム成分としては、特に制限はなく、例えば、非ジエン系重合体;上述したようなジエン系重合体であって、ビニル結合含量が20質量%未満であるジエン系重合体;等が挙げられる。これらその他のゴム成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。但し、本実施形態のゴム組成物は、所望の効果を十分に得る観点から、上述したハイビニルジエン系重合体(a1)及び多元共重合体(a2)以外のその他のゴム成分を含有しないことが好ましい。
(架橋剤(b))
 本実施形態のゴム組成物は、架橋剤(b)を含有することができる。架橋剤(b)としては、例えば、硫黄系架橋剤、有機過酸化物系架橋剤、無機架橋剤、ポリアミン架橋剤、樹脂架橋剤、硫黄化合物系架橋剤、オキシム-ニトロソアミン系架橋剤等が挙げられる。特に、架橋剤(b)としては、ハイビニルジエン系重合体(a1)との反応性の観点から、硫黄系架橋剤(加硫剤)を用いることが好ましく、硫黄を用いることがより好ましい。
 架橋剤(b)の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゴム成分(a)100質量部に対し、0.1~20質量部が好ましい。架橋剤の含有量が0.1質量部以上であることにより、より確実に架橋を進行させることができ、また、20質量部以下であることにより、一部の架橋剤による混練り中の過剰な架橋を抑制することができる。
(その他の成分)
 また、本実施形態のゴム組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、充填剤、架橋促進剤(加硫促進剤)、架橋促進助剤(加硫促進助剤)、老化防止剤、亜鉛華(ZnO)、ワックス類、酸化防止剤、発泡剤、可塑剤、滑剤、粘着付与剤、石油系樹脂、紫外線吸収剤、分散剤、相溶化剤、均質化剤等の成分を、適宜含有することができる。
 充填剤としては、例えば、シリカ、カーボンブラック、酸化アルミニウム、クレー、アルミナ、タルク、マイカ、カオリン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム等が挙げられる。充填剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、シリカ及びカーボンブラックから選択される1種以上を含むことが好ましい。
 なお、カーボンブラックとしては、特に制限されず、例えば、SAF、ISAF、HAF、FF、FEF、GPF、SRF、CF、FT、MTグレードのカーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 シリカとしては、特に制限されず、例えば、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカ等が挙げられる。シリカは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本実施形態のゴム組成物は、充填剤としてシリカを含有する場合には、当該シリカの配合効果を向上させるために、シランカップリング剤を更に含有することが好ましい。
 本実施形態のゴム組成物における上記充填剤の含有量は、ゴム成分(a)100質量部に対して、10~100質量部であることが好ましい。上記含有量が10質量部以上であることにより、耐摩耗性及び耐亀裂成長性の向上効果を得ることができ、また、100質量部以下であることにより、耐摩耗性及び耐亀裂成長性の悪化を十分に抑制することができる。
(ゴム組成物の製造)
 本実施形態のゴム組成物の製造方法としては、特に制限されず、例えば、常法に従って上述した各成分を配合して混練することにより、本実施形態のゴム組成物を得ることができる。なお、配合及び混練に際しては、全ての成分を一度に配合して混練してもよく、2段階又は3段階等の多段階に分けて各成分を配合して混練してもよい。なお、混練に際しては、ロール、インターナルミキサー、バンバリーローター等の混練機を用いることができる。更に、ゴム組成物をシート状や帯状等に成形する際には、押出成形機、プレス機等の公知の成形機を用いることができる。
 また、本実施形態のゴム組成物は、架橋して製造してもよい。架橋条件としては、特に制限されず、通常は140~180℃の温度、及び5~120分間の時間を採用することができる。
 本実施形態のゴム組成物は、後述するタイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置及びホース等の、各種ゴム物品に利用することができる。
(2)タイヤ
 本発明のタイヤは、上述のゴム組成物を用いたことを特徴とする。かかる本発明のタイヤは、上述したゴム組成物を用いているため、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる。
 一実施形態において、タイヤは、トレッド、ベーストレッド、サイドウォール、サイド補強ゴム及びビードフィラー等の部位を備える。そして、一実施形態においては、上述したゴム組成物を、上述した部位の少なくともいずれかに用いることができる。特には、上述したゴム組成物を、トレッドに好適に用いることができる。
 上記タイヤを製造する方法としては、慣用の方法を用いることができる。例えば、タイヤ成形用ドラム上に未加硫ゴム組成物及び/又はコードからなるカーカス層、ベルト層、トレッド層等の通常タイヤ製造に用いられる部材を順次貼り重ね、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤとする。次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加熱加硫することにより、所望のタイヤ(例えば、空気入りタイヤ)を製造することができる。
(3)コンベヤベルト
 本発明のコンベヤベルトは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。かかる本発明のコンベヤベルトは、上述したゴム組成物を用いているため、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる。
 一実施形態において、コンベヤベルトは、スチールコード等からなる補強材の下側の、駆動プーリー、従動プーリー、保形ローター等と接触する内周側の表層ゴム(下面カバーゴム)、及び、補強材の上側の、輸送物品と接触する外周側の表層ゴム(上面カバーゴム)を備える。そして、一実施形態においては、上述したゴム組成物を、上述した部位の少なくともいずれかに用いることができる。
 本発明のコンベヤベルトは、例えば、上述のゴム組成物からなるシートで補強材を挟み込んだ後、このゴム組成物を加熱圧着して加硫させて、補強材にゴム組成物の接着及び被覆を行うことで、製造することができる。
(4)ゴムクローラ
 本発明のゴムクローラは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。かかる本発明のゴムクローラは、上述したゴム組成物を用いているため、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる。
 一実施形態において、ゴムクローラは、スチールコードと、該スチールコードを被覆する中間ゴム層と、該中間ゴム層の上に配置された芯金と、前記中間ゴム層と芯金とを囲む本体ゴム層とを具え、更に、本体ゴム層の接地面側に複数のラグを有している。そして、一実施形態においては、上述したゴム組成物を、上述した部位の少なくともいずれかに用いることができる。特には、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れるため、上述したゴム組成物を、本体ゴム層、特には、ラグに好適に用いることができる。
(5)防振装置
 本発明の防振装置は、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。かかる本発明の防振装置は、上述したゴム組成物を用いているため、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる。
 防振装置の種類としては、特に限定されず、例えば、エンジンマウント、トーショナルダンパー、ラバーブッシュ、ストラットマウント、バウンドバンパー、ヘルパーラバー、メンバマウント、スタビブッシュ、空気ばね、センターサポート、ゴム入りプロペラシャフト、防振レバー、コンパニヨンダンパー、ダンピングラバー、アイドラーアームブッシュ、ステアリングコラムブッシュ、カップリングラバー、ボデーマウント、マフラーサポート、ダイナミックダンパー、パイピングラバー等が挙げられる。
(6)免震装置
 本発明の免震装置は、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。かかる本発明の免震装置は、上述したゴム組成物を用いているため、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる。
 一実施形態において、免震装置は、軟質層と硬質層とが交互に積層された積層体、及び、当該積層体の中心に形成された中空部に圧入されるプラグを備える。そして、一実施形態においては、上述したゴム組成物を、軟質層及びプラグの少なくともいずれかに用いることができる。
(7)ホース
 本発明のホースは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。かかる本発明のホースは、上述したゴム組成物を用いているため、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる。
 一実施形態において、ホースは、径方向内側に位置する内面ゴム層(内管ゴム)と、径方向外側に位置する外面ゴム層と、必要に応じて上記内面ゴム層及び上記外面ゴム層の間に位置する補強層とを備える。そして、一実施形態においては、上述したゴム組成物を、内面ゴム層及び外面ゴム層の少なくともいずれかに用いることができる。また、上述したゴム組成物は、単一ゴム層からなるホースに用いることもできる。
 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。
<共重合体A(多元共重合体)の製造>
 十分に乾燥した1,000mL耐圧ステンレス反応器に、芳香族ビニル化合物としてのスチレン160g及びトルエン600mLを加えた。
 一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にモノ(ビス(1,3-tert-ブチルジメチルシリル)インデニル)ビス(ビス(ジメチルシリル)アミド)ガドリニウム錯体(1,3-[(t-Bu)Me2Si]295Gd[N(SiHMe222)0.25mmol、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート[Me2NHPhB(C654]0.275mmol、及びジイソブチルアルミニウムハイドライド1.1mmolを仕込み、トルエン40mLを加えて触媒溶液を得た。
 得られた触媒溶液を、上記の耐圧ステンレス反応器に加え、70℃に加温した。
 次いで、上記の耐圧ステンレス反応器に、非共役オレフィン化合物としてのエチレンを圧力1.5MPaで投入し、更に、共役ジエン化合物としての1,3-ブタジエン20gを含むトルエン溶液80mLを8時間かけて投入し、70℃で計8.5時間共重合を行った。
 次いで、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)(NS-5)5質量%のイソプロパノール溶液1mLをその耐圧ステンレス反応器に加えて重合反応を停止させた。
 次いで、大量のメタノールを用いて共重合体を分離し、50℃で真空乾燥し、共重合体A(多元共重合体)を得た。
 得られた共重合体Aについて、JIS K 7121-1987に準拠した示差走査熱量計(DSC、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、「DSCQ2000」)で、融点、ガラス転移温度、0~120℃での吸熱ピークのエネルギーを測定した。なお、吸熱ピークのエネルギーの測定に関し、具体的には、まず、10℃/分の昇温速度で-150℃から150℃まで昇温し、その時(1st run)の0~120℃における吸熱ピーク(エンタルピー緩和)を求めることにより、吸熱ピークのエネルギーを測定した。その結果、融点は63℃であり、ガラス転移温度は-28℃であり、吸熱ピークのエネルギーは36.1J/gであった。
 更に、100%結晶成分からなるポリエチレンの結晶融解エネルギーと、DSCで測定した共重合体Aの融解ピークエネルギーとの比率から、共重合体Aの結晶化度を求めたところ、12.3%と算出された。
 更に、得られた共重合体Aについて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー[GPC:東ソー製HLC-8121GPC/HT、カラム:東ソー製GMHHR-H(S)HT×2本、検出器:示差屈折率計(RI)]で単分散ポリスチレンを基準として、ポリスチレン換算の分子量を求めたところ、数平均分子量(Mn)が163,000であり、重量平均分子量(Mw)が399,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が2.4であった。
 更に、1H-NMRスペクトル(100℃、d-テトラクロロエタン標準:6ppm)の各ピークの積分比より、共重合体Aは、ブタジエン単位の割合が14molであり、エチレン単位の割合が69mol%であり、スチレン単位の割合が17mol%であることが確認された。
 更に、共重合体Aの13C-NMRスペクトルチャートでは、10~24ppmにピークが観測されなかったことから、共重合体Aは、主鎖が非環状構造のみからなることが確認された。
<ゴム組成物の調製及び評価>
 表1に示す配合処方に従い、通常のバンバリーミキサーを用いて比較例A及び実施例1のゴム組成物を製造した。表1、表2に示す配合処方に従い、通常のバンバリーミキサーを用いて比較例A及び実施例1以外の例のゴム組成物を製造する。なお、実施例1のゴム組成物について、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、共役ジエン系重合体が連続相を構成し、多元共重合体が分散相を構成していることを確認した。実施例1以外の実施例のゴム組成物について、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、共役ジエン系重合体が連続相を構成し、多元共重合体が分散相を構成していることを確認する。また、実施例1のゴム組成物について、(1)目視、(2)動的粘弾性カーブ、(3)走査型電子顕微鏡(SEM)により総合的に判断した結果、ハイビニルジエン系重合体(a1)と多元共重合体(a2)とが、互いに非相溶性又は半相溶性を有していることを確認した。実施例1以外の実施例のゴム組成物について、(1)目視、(2)動的粘弾性カーブ、(3)走査型電子顕微鏡(SEM)により総合的に判断し、ハイビニルジエン系重合体(a1)と多元共重合体(a2)とが、互いに非相溶性又は半相溶性を有していることを確認する。
 比較例A及び実施例1のゴム組成物を用いて、下記の方法で、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を評価した。また、比較例A及び実施例1以外の例のゴム組成物を用いて、下記の方法で、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を評価する。結果を表1、表2に示す。
(1)耐摩耗性
 比較例A及び実施例1のゴム組成物につき、ランボーン型摩耗試験機を用い、室温におけるスリップ率60%で摩耗量を測定した。比較例A及び実施例1以外の例のゴム組成物につき、ランボーン型摩耗試験機を用い、室温におけるスリップ率60%で摩耗量を測定する。
 測定値の逆数を用い、表1に示すカーボンブラックを用いた例においては、比較例Aを100としたときの指数で表示し、表2に示すシリカを用いた例においては、比較例Bを100として、測定値を指数化する。この指数値が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
(2)耐亀裂成長性
 比較例A及び実施例1のゴム組成物から、JIS3号試験片を作製した。次いで、この試験片の中心部に0.5mmの亀裂を入れ、室温で0~100%の一定ひずみで繰返し疲労を与え、試験片が切断するまでの回数を測定した。比較例A及び実施例1以外の例のゴム組成物から、JIS3号試験片を作製する。次いで、この試験片の中心部に0.5mmの亀裂を入れ、室温で0~100%の一定ひずみで繰返し疲労を与え、試験片が切断するまでの回数を測定する。
 表1に示すカーボンブラックを用いた例においては、比較例Aを100としたときの指数で表示し、表2に示すシリカを用いた例においては、比較例Bを100として、測定値を指数化する。この指数値が大きいほど、耐亀裂成長性に優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
*1 重合体B:ポリブタジエン、旭化成株式会社製、商品名「NF35」、ビニル結合含量:12質量%、芳香族ビニル結合含量:0質量%
*2 重合体C:ポリブタジエン、バイエル製、商品名「BUNA Vi 70-0 HM」、ビニル結合含量:70質量%、芳香族ビニル結合含量:0質量%
*3 重合体D:スチレン-ブタジエン共重合体、JSR株式会社製、商品名「#1500」、ガラス転移温度=-60℃、スチレン含有量=24質量%、ビニル結合含量=19質量%
*4 カーボンブラック:HAFカーボン、旭カーボン株式会社製、商品名「#70」
*5 シリカ:東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニプシールAQ(登録商標)」
*6 シランカップリング剤:ビス(3-トリエトシキシリルプロピル)ジスルフィド、Evonik社製、商品名「Si75(登録商標)」、平均硫黄鎖長:2.35
*7 軟化剤:プロセスオイル
*8 老化防止剤6PPD:N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C(登録商標)」
*9 ワックス:精工化学株式会社製、商品名「サンタイト(登録商標)」
*10 加硫促進剤MBTS:ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーDM」
*11 加硫促進剤TBBS:N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」
*12 加硫促進剤DPG:1,3-ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーD」
 表1、表2から、本発明に従う実施例のゴム組成物を用いることで、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れるゴム物品を作製することができることが分かる。
 本発明によれば、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れるゴム物品を作製することができるゴム組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れる、タイヤ、コンベヤベルト、ゴムクローラ、防振装置、免震装置及びホースを提供することができる。

Claims (20)

  1.  重合体中のビニル結合含量が20~100質量%であるジエン系重合体(a1)、及び、共役ジエン単位と、非共役オレフィン単位と、芳香族ビニル単位とを有する多元共重合体(a2)を含むゴム成分(a)を含有し、
     前記ゴム成分(a)における前記多元共重合体(a2)の割合が5~40質量%である、ことを特徴とする、ゴム組成物。
  2.  前記多元共重合体(a2)は、
     前記共役ジエン単位の割合が1~50mol%であり、
     前記非共役オレフィン単位の割合が40~97mol%であり、且つ
     前記芳香族ビニル単位の割合が2~35mol%である、
    請求項1に記載のゴム組成物。
  3.  前記ジエン系重合体(a1)と前記多元共重合体(a2)とが、互いに非相溶性又は半相溶性を有する、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
  4.  前記ジエン系重合体(a1)が連続相を構成し、前記多元共重合体(a2)が分散相を構成する、請求項1~3のいずれかに記載のゴム組成物。
  5.  前記ジエン系重合体(a1)は、芳香族ビニル単位の割合が0~20質量%である、請求項1~4のいずれかに記載のゴム組成物。
  6.  前記ジエン系重合体(a1)が、ポリブタジエン及びスチレン-ブタジエン共重合体から選択される少なくとも1種を含む、請求項1~5のいずれかに記載のゴム組成物。
  7.  前記多元共重合体(a2)は、示差走査熱計(DSC)で測定した融点が30~130℃である、請求項1~6のいずれかに記載のゴム組成物。
  8.  前記多元共重合体(a2)は、示差走査熱量計(DSC)で測定した0~120℃における吸熱ピークのエネルギーが10~150J/gである、請求項1~7のいずれかに記載のゴム組成物。
  9.  前記多元共重合体(a2)は、示差走査熱量計(DSC)で測定したガラス転移温度が0℃以下である、請求項1~8のいずれかに記載のゴム組成物。
  10.  前記多元共重合体(a2)は、結晶化度が0.5~50%である、請求項1~9のいずれかに記載のゴム組成物。
  11.  前記多元共重合体(a2)は、前記非共役オレフィン単位が環状構造を有しない、請求項1~10のいずれかに記載のゴム組成物。
  12.  前記多元共重合体(a2)は、前記非共役オレフィン単位がエチレン単位のみからなる、請求項1~11のいずれかに記載のゴム組成物。
  13.  前記多元共重合体(a2)は、前記芳香族ビニル単位がスチレン単位を含む、請求項1~12のいずれかに記載のゴム組成物。
  14.  前記多元共重合体(a2)は、前記共役ジエン単位が、1,3-ブタジエン単位及びイソプレン単位の少なくともいずれかを含む、請求項1~13のいずれかに記載のゴム組成物。
  15.  請求項1~14のいずれかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、タイヤ。
  16.  請求項1~14のいずれかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、コンベヤベルト。
  17.  請求項1~14のいずれかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、ゴムクローラ。
  18.  請求項1~14のいずれかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、防振装置。
  19.  請求項1~14のいずれかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、免震装置。
  20.  請求項1~14のいずれかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、ホース。
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