JPH0125329B2 - - Google Patents

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JPH0125329B2
JPH0125329B2 JP56097051A JP9705181A JPH0125329B2 JP H0125329 B2 JPH0125329 B2 JP H0125329B2 JP 56097051 A JP56097051 A JP 56097051A JP 9705181 A JP9705181 A JP 9705181A JP H0125329 B2 JPH0125329 B2 JP H0125329B2
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JP
Japan
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rubber
diisocyanate
polyisoprene rubber
diamine
cis
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JP56097051A
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Shizuo Kitahara
Toshihiro Fujii
Nagatoshi Sugi
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Zeon Corp
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Nippon Zeon Co Ltd
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、シス1,4―ポリイソプレンゴムの
改質方法に関し、さらに詳しくはシス1,4―ポ
リイソプレンゴムの存在下にジイソシアネートと
第1級ジアミンを反応させることを特徴とする、
加硫後の強度の改善を目的としたシス1,4―ポ
リイソプレンゴムの改質方法に関するものであ
る。 シス1,4―ポリイソプレンゴムは、天然ゴム
に類似した化学構造をもつ合成ゴムであり、タイ
ヤその他多くの分野で天然ゴムの代替品として使
用されている。しかし未加硫物特性、および加硫
物特性において天然ゴムに比較して、いくつかの
欠点をもつており改良が望まれていた。シス1,
4―ポリイソプレンゴムの欠点の1つは、同一配
合においては天然ゴムより引張応力が低く、加硫
剤系の増量などにより引張応力を高めると強度が
著しく低下するという点である。この欠点は、充
填剤を含まぬいわゆる純ゴム配合において特に著
しいが、カーボンなどの充填剤を含む配合におい
ても認められる。 本発明の目的は引張り応力が高く、しかも強度
のすぐれた加硫物を与えるシス1,4―ポリイソ
プレンゴムを提供することにある。 本発明の目的はシス1,4―ポリイソプレンゴ
ムの存在下にジイソシアネートと第1級ジアミン
を反応させることにより達成される。 本発明に使用されるシス1,4―ポリイソプレ
ンゴムはチーグラー型触媒、有機アルカリ金属な
どを用いた公知の重合方法によつて得られるシス
1,4結合が90%以上のポリイソプレンゴムであ
り、加硫諸特性の釣合上ムーニー粘度
(ML1+4,100℃)は30以上であることが望ましい。 本発明で使用されるジイソシアネートはポリウ
レタンの製造に使用される公知の脂肪族、芳香族
あるいは脂肪族―芳香族のジイソシアネートなど
であり、エチレンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、プロピレン―1,2―ジ
イソシアネート、1,4―ジイソシアネートシク
ロヘキサン、m―およびp―フエニレンジイソシ
アネート、トルエンジイソシアネート、p,p′―
ジフエニルジイソシアネート、1,5―ナフタレ
ンジイソシアネート、p,p′―ジフエニルメタン
ジイソシアネート、フエニルエタンジイソシアネ
ートなどが含まれ、単独であるいは混合して使用
されるが、これらに限定されるものではない。 本発明で使用される第1級ジアミンはポリアミ
ドの原料あるいはエポキシ樹脂の硬化剤などとし
て公知の脂肪族、脂環族、芳香族などの第1級ジ
アミンであり、エチレンジアミン、ヘキサメチレ
ンジアミンなどのα,ω―ポリメチレンジアミ
ン、ポリエーテルジアミン〔H2N(CH2o
(CH2CH2O)n(CH2oNH2〕、メンタンジアミ
ン、1,3―ジアミノシクロヘキサン、m―ある
いはp―フエニレンジアミン、4,4′―ジアミノ
ジフエニルメタン、4,4′―ジアミノジフエニル
エーテル、4,4′―ジアミノジフエニルスルホ
ン、ジエチレントリアミン、ビス―ヘキサメチレ
ントリアミン、ペンタエチレンヘキサミンなどが
含まれ、単独であるいは混合して使用されるが、
これらに限定されるものではない。 ジイソシアネート対ジアミンの使用比率はモル
比が1:1に近い比率、例えば1:0.7〜1:1.3
の範囲が特に改良効率が優れているが、この範囲
に限定されるものではない。ジイソシアネートと
ジアミンの使用量も限定はされないが、ポリイソ
プレンゴム100重量部に対して両化合物の合計量
が0.3〜20重量部、好ましくは1〜15重量部の範
囲が特に望ましく、0.3重量部以下では効果が小
さく、20重量部を越えるとポリイソプレンゴム本
来の性質が失われる傾向にある。 本発明の方法は前記のジイソシアネートとジア
ミンをポリイソプレンゴムの存在下に反応させる
ことであるが、好ましい一つの方法としてはロー
ル、バンバリー、連続混合機、押出機、トランス
フアミツクスなどの混合機を用いて、ポリイソプ
レンゴムにジイソシアネートとジアミンを別々
に、あるいは同時に添加して混練を行ない必要な
らば加熱して(少なくともジアミンがゴム中に溶
解する温度に)反応を行わせる方法が挙げられ
る。 他の好ましい方法としては、重合によつて得ら
れるポリイソプレンゴムの溶液(セメント)ある
いは固形の該ゴムを有機溶剤に溶解したものにジ
イソシアネートとジアミンを別々に、あるいは同
時に添加し、撹拌下に、必要ならば加熱して反応
を行わせる方法が挙げられる。反応をより完全に
進行させるために上記の二つの方法を併用するこ
ともできる。 また、予めジイソシアネートとジアミンを充分
に反応させ高分子量化した固体状のものをポリイ
ソプレンゴムに添加混合しても、分散単位が大き
く本発明の目的を達することができない。本発明
を実施した場合にはジイソシアネートとジアミン
の反応物はポリイソプレンゴム中で数100Åのド
メインを形成し、これが本発明の効果を生み出し
たものと考えられる。予めジイソシアネートとジ
アミンを反応させたものでも、その反応の程度が
低く、このものをポリイソプレンゴムに添加し、
該ゴム中で充分に反応を生ぜしめ、その反応生成
物が上記した大きさのドメインを形成する場合は
本発明に属する。ジイソシアネートとジアミンを
反応させる際に、3級アミン等を少量添加して、
縮合反応を促進することも出来る。 本発明において、ポリイソプレンゴム分子中に
エポキシ基、アルデヒド基、カルボキシル基、N
―メチロール基、アミド基、アミノ基、イソシア
ネート基、ハロゲンからなる群から選ばれるイソ
シアネート基およびまたはアミノ基との反応性を
有する置換基を分子内にもつポリイソプレンゴム
の存在下に反応を行うと改良効果が更に一段と増
大する。上記各種置換基は、公知の付加反応など
により、あらかじめポリイソプレンゴム分子に導
入しておくことが出来る。 また、本発明において、ジイソシアネートとジ
アミンの総量のうち、少なくとも20重量%が、炭
素数4以上の脂肪族化合物である場合には、特に
カーボン配合における引裂強さが改良されるとい
う特長が加わる。これは、脂肪族ジイソシアネー
ト、脂肪族ジアミンの反応により生成するポリウ
レアが比較的、柔軟な分子構造を有するという一
般的事実に関係すると推定される。 本発明方法を実施することによりポリイソプレ
ンゴムはその加硫物の引張り応力、引張り強さが
著しく改良されているからタイヤ、ベルトなどが
含まれる各種ゴム製品の製造に使用することがで
きる。 以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例に示した部数は全て重量基準である。 実施例 1 シス1,4―ポリイソプレンゴム(日本ゼオン
社製品Nipol IR2200、シス1,4結合量97%以
上、ML1+4,100℃=83)、該ゴムにエポキシ基を導
入したものおよび該ゴムにアルデヒド基を導入し
たものを用い、第2表記載のジイソシアネート、
ジアミン、ならびにトリエチルアミン0.3部/ゴ
ム100部を上記のゴムのそれぞれとブラベンダー
プラストグラフ(西独BRABENDER OHG社製
品)中で混練して反応させた(実験番号1〜8)。
混練時のローター回転数は50rpm、混練温度は
140℃、混練時間は2分間とした。 実験番号6のエポキシ基導入試料ゴムは上記の
シス1,4―ポリイソプレンゴム250gをベンゼ
ン4に溶解し、撹拌下、酢酸22g、30%過酸化
水素水51gを添加し、室温で3時間反応させた
後、約10のメチルアルコール中に注いで凝固し
減圧乾燥を行つて得たものである。滴定法により
イソプレン単位100個当りエポキシ基約0.4個を含
むことが確認された。 実験番号7のアルデヒド基含有試料ゴムは上記
シス1,4―ポリイソプレンゴム60gとグリオキ
サール40%水溶液1.3gをブラベンダープラスト
グラフ中で混練し、反応させることにより得た。
混練時のローター回転数は50rpm、混練温度は
140℃、混練時間は2分間とした。 実験番号8の試料ゴムは上記シス1,4―ポリ
イソプレンゴムを5%ベンゼン溶液とし、第2表
記載のジイソシアネート、ジアミンおよびトリエ
チルアミン0.3部/ゴム100部を添加し、撹拌下に
室温で3時間反応させ、スチームストリツピン
グ、減圧乾燥を行つて得たものである。 各試料ゴムを第1表の純ゴム配合処方により小
型ロールで混練してゴム配合物となし、これを
145℃でプレス加硫し(加硫時間は第2表記載)
厚さ約2mmの加硫シートを得て試験を行つた。引
張試験はJIS−K6301に規定されたダンベル状3
号試験片を打抜き室温で500mm/minの引張速度
で行つた。結果を第2表に示した。
【表】
【表】
【表】 第2表から、ポリイソプレンゴムは同一配合で
は天然ゴムよりも300%引張応力が低く(実験番
号1と3の比較から)、加硫剤系を増加して引張
応力を高めると(実験番号2)引張強さが著しく
低下することがわかる。本発明によると(実験番
号4〜8)、引張強さをあまり低下させることな
く300%引張応力を高めることが可能となり、天
然ゴムに似た特性のゴムが得られる。また特に、
官能基を含むポリイソプレンを用いた場合(実験
番号6,7)引張強さが優る。 実施例 2 実施例1と同一のポリイソプレンゴムおよびエ
ポキシ基含有ポリイソプレンゴムならびに後記す
るカルボキシル基含有ポリイソプレンゴムのそれ
ぞれと第4表記載のジイソシアネートとジアミン
およびトリエチルアミン0.3部/ゴム100部を実施
例1と同一の混練条件でブラベンダープラストグ
ラフ中で混練し、反応させた。 カルボキシル基含有ポリイソプレンゴムは実施
例1のシス1,4―ポリイソプレンゴム60gとチ
オグリコール酸0.8gをブラベンダープラストグ
ラフ中で混練し反応させて得た。混練時のロータ
ーの回転数は50rpm、混練温度は140℃、混練時
間は2分間とした。 上記のジイソシアネートとジアミンをポリイソ
プレンゴム中で反応させて得た試料ゴムを第3表
のカーボンブラツク配合処方中硫黄および加硫促
進剤を除いた各種配合剤と小型バンバリー(東洋
精機社製品ラボプラストミル)中で混練混合し、
得られた混合物に硫黄と加硫促進剤を小型ロール
上で添加、混練してゴム配合物を調製した。これ
らを145℃、第4表記載の時間でプレス加硫して
2mm厚の加硫シートを得て試験を行つた。 引張試験はJIS−K6301に規定されたダンベル
状3号試験片を用い、室温で500mm/minの引張
速度で行つた。 引裂試験は、巾15mm、長さ100mmの短冊型試験
片の長さ方向の一方の側縁の中央に、安全カミソ
リの刃で側縁に直角に6mmの切込みを入れたもの
について、500mm/minの引張速度で行つた。引
裂強さの値は列理方向及び列理に直角の方向各々
6本、計12本の試料の平均値によつて表示した。
【表】
【表】
【表】
【表】 第4表の結果から、ポリイソプレンゴムは、同
一配合では天然ゴムよりも300%引張応力が低く
(実験番号9と11の比較から)、加硫剤系を増加し
て(実験番号10)引張応力を高めると、引張強さ
及び引裂強さが低下することがわかる。 本発明によると(実験番号12〜16)、引張強さ
及び引裂強さをあまり低下させることなく300%
引張応力を高めることが可能となる。又特に、ジ
イソシアネートあるいはジアミンとして、脂肪族
化合物を用いたときは(実験番号12〜15)引裂強
さが比較的優れる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 シス1,4―ポリイソプレンゴムの存在下に
    ジイソシアネートと第1級ジアミンを反応させる
    ことを特徴とするシス1,4―ポリイソプレンゴ
    ムの改質方法。
JP56097051A 1981-06-23 1981-06-23 Modification of cis-1,4-polyisoprene rubber Granted JPS57212221A (en)

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US06/389,114 US4424306A (en) 1981-06-23 1982-06-16 Method for modifying cis-1,4-polyisoprene rubber
FR8210952A FR2508046B1 (fr) 1981-06-23 1982-06-23 Procede de modification de caoutchouc de cis-1,4-polyisoprene

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FR2508046A1 (fr) 1982-12-24
JPS57212221A (en) 1982-12-27
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