JPH0322413B2 - - Google Patents

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JPH0322413B2
JPH0322413B2 JP9299382A JP9299382A JPH0322413B2 JP H0322413 B2 JPH0322413 B2 JP H0322413B2 JP 9299382 A JP9299382 A JP 9299382A JP 9299382 A JP9299382 A JP 9299382A JP H0322413 B2 JPH0322413 B2 JP H0322413B2
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JP
Japan
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rubber
weight
polymer
molecular weight
parts
Prior art date
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Application number
JP9299382A
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Japanese (ja)
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JPS58210943A (en
Inventor
Yasuro Hatsutori
Hideo Morita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP9299382A priority Critical patent/JPS58210943A/en
Publication of JPS58210943A publication Critical patent/JPS58210943A/en
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Description

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

本発明は特定されたポリマー構造を有するイソ
プレン重合体と他のゴム状重合体よりなるゴム組
成物に関するもので、各種ゴム用途、特にタイヤ
用途に適した改良された特性を有する新規ゴム組
成物を提供するものである。 天然ゴムが各種ゴム用途、特にタイヤ用途の原
料ゴムとしてグリーン強度、反撥弾性、引張り強
度、引裂強度等の加工性、物性で極めて優れるも
のであること、および天然ゴムがその分子構造と
してシス1,4−結合されたイソプレン重合体で
あることは良く知られた事実である。一方、合成
ポリイソプレンゴムも各種市販されておりこれら
は90モル%以上のシス−1,4結合を有し、天然
ゴムと類似の特性を示すが現在までのところでは
天然ゴムの特性には到達していない。これらの合
成ポリイソプレンゴムは遷移金属化合物と有機金
属化合物を組合せたチグラー触媒ないしは有機リ
チウム化合物等を触媒とするアニオン重合によつ
て合成されるが一般に1,4−結合の高いものほ
ど天然ゴムに類似の特性を示し好ましいものとさ
れる。この面より1,4−結合の低い、例えば
3,4−結合が15ないし80モル%のイソプレン重
合体はその製法は知られているものの、実用に供
するには不適とされるものであつた。 本発明者らは既に、先の特願昭55−177696号に
示したように各種ゴム用途、特にタイヤ用途に従
来不適とされた上述の低い割合で1,4−結合を
有する、すなわち比較的高い割合で3,4−結合
を有するイソプレン重合体を含むゴム組成物につ
いて検討し、ある制限下に用いられる当該イソプ
レン重合体がゴム組成物に極めて優れた特性を付
与するものであり、特に天然ゴム、スチレン−ブ
タジエン共重合ゴム、ポリプタジエンゴム、1,
4−結合80モル%以上のイソプレン重合体等のジ
エン系重合体の反発弾性、耐摩耗性あるいは低発
熱性を維持してのウエツトスキツド抵抗性の改良
に有効であることを見出している。 本発明は、上述の発明に至つた検討を更に鋭意
進めることによつて、当該イソプレン重合体が、
ある特定された分子構造、すなわちバイモーダル
以上の多モーダルな分子量分布を有する時、先述
したと類似の構成及び構成比からなる組成物にお
いてその効果、例えば反撥弾性、特に50℃以上の
高温下における反撥弾性、とウエツトスキツド抵
抗性のバランスの改善の効果が更に著しく、また
極めて小さく優れた発熱性を有することを見出
し、この知見に基づき、本発明をなすに至つた。 すなわち、本発明は、3,4−結合15〜80モル
%、数平均分子量(n)50000〜2000000、分子
量分布の形状がバイモーダル以上の多モーダルで
あつてしかも重量平均分子量(w)と数平均分
子量の比(w/n)が1.5〜5.0であるイソプ
レン重合体と、他のゴム状重合体とを、重量比
10:90ないし90:10の割合で混合した原料ゴム
に、その100重量部当り20〜120重量部のカーボン
ブラツク及び必要量の加硫剤を配合して成るゴム
組成物を提供するものであり、特にイソプレン重
合体が、その高分子量側部分がスズ化合物を用い
るカツプリングによる分岐状ポリマーであると
き、あるいは他のゴム状重合体がジエン系ゴム状
重合体、例えば天然ゴム、スチレン−ブタジエン
共重合ゴム、ポリブタジエンゴムあるいは1,4
−結合80モル%以上の合成ポリイソプレンゴムの
中から選ばれた少くとも1種である場合に後述す
る効果が大であり、好ましいものである。 本発明のゴム組成物は従来から知られるゴム組
成物に比して種々の優れた特性、例えば改良され
たウエツトスキツド抵抗性と高いレベルに維持さ
れた反撥弾性、特に50℃以上の高温下における反
撥弾性耐摩耗性等を示し、発熱性も大幅に改良さ
れたものである。 本発明において、イソプレン重合体とは、イソ
プレン重合体以外に、場合によりイソプレンと共
重合可能な他のモノマー成分、例えば、ブタジエ
ン、ピペリレン、スチレン、α−メチルスチレ
ン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ジ
イソプロペニルベンゼン等を含んだもの、及び該
共重合体の少なくとも10重量%、好ましくは50重
量%以上はイソプレン単位からなるものをいう。 本発明に用いるイソプレン重合体の3,4−結
合は、15〜80モル%好ましくは20〜70モル%であ
る。15%モル%以下では、発明の目的とするウエ
ツトスキツド抵抗性の改良効果が発現せず、一
方、80モル%以上では、ある物性、例えば耐摩耗
性が極めて劣るものとなり好ましくない。 本発明に用いるイソプレン重合体の他の分子構
造で重要なものは分子量と分子量分布である。分
子量はGPC(ゲルパーシエーシヨンクロマトグラ
フ)を用いて常法により測定され、分子量既知の
ポリスチレン標準サンプルを使用してのキヤリブ
レーシヨンカーブより求められる。本発明の重合
体の分子量は、このポリスチレン換算の数平均分
子量で50000ないし2000000に制限される。この範
囲外の重合体は他のゴム状重合体との混合性ない
しは配合における加工性が十分でなく、一方本発
明において低分子量重合体は改良すべき物性面か
ら好しくない。好しい分子量の範囲は100000ない
し1000000特に好しくは200000ないし800000であ
る。本発明のイソプレン重合体も他のイソプレン
重合体と同じく「しやつ解」の効果を受けるもの
であり、上述の分子量はこの操作前の分子量を示
すものである。 又本発明に用いるイソプレン重合体の分子量分
布の形状はバイモーダル以上の多モーダルな分子
量分布であつて、しかも重量平均分子量と数平均
分子量の比(n/n)が1.5〜5.0の分子量分
布のものであることを必要とする。バイモーダル
以上の多モーダルな分子量分布は、2種以上の異
なる分子量の重合体を混合することによつても得
られるが、本発明に用いる重合体の特に好しい形
状は、重合後に重合体の活性末端の一部を四塩化
ケイ素、四塩化スズ、四塩化炭素ないしは700ホ
ルム等の多官能性カツプリング剤を用いてカツプ
リング反応せしめることによつて得られる高分子
量側部分が分岐状ポリマーであるバイモーダルが
分子量分布である。カツプリング剤としてはスズ
化合物が最も好しく、その一例としては四塩化ス
ズ、テトラメトキシスズ、トリクロルブチルスズ
等が挙げられる。又、本発明のイソプレン重合体
の重量平均分子量(w)と数平均分子量(
n)の比(w/n)は1.5〜5.0に制限され
る。1.5未満であつてはゴム組成物の加工性が不
十分であり、一方、5.0を越える場合には物性面
での効果が不十分となり好しくない。上述の分子
量分布の形状及びw/nは分子量と同時に
GPCにより測定し求められるものである。 本発明に用いるイソプレン重合体は、不活性希
釈剤中でのアニオン重合によつて得ることがで
き、アニオン触媒としてはIA金属を用いるのが
一般的である。本発明に用いる重合体を得るのに
特に好ましい触媒は有機リチウム化合物ないしは
有機ナトリウム化合物とルイス塩基からなる触媒
である。 上記の有機リチウム化合物としては例えば次の
ようなものが挙げられる。メチルリチウム、エチ
ルリチウム、n−(sec−またはtert−)ブチルリ
チウム、アミルリチウム、フエニルリチウムまた
はシクロヘキシルリチウム。又ルイス塩基として
はエーテル化合物、チオエーテル化合物、第3級
アミン化合物、ホスフイン化合物またはリチウム
以外のアルカリ金属のアルコラート化合物、スル
ホン酸塩、硫酸エステル塩等が挙げられ、目的に
合わせてこれらを一種又は二種以上用いる。特に
好ましい化合物としてはジメチルエーテル、ジエ
チルエーテル、ジフエニルエーテル、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン、1,2−ジメトキシエタ
ン、1,2−ジプトキシエタン、トリエチルアミ
ン、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジ
アミン、ジアルキルアリルスルフイド、ヘキサメ
チルホスホアミド、アルキルベンゼンスルホン酸
カリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、カリウムブトオキシド、ナトリウムブトオキ
シド等がある。 本発明のゴム組成物の原料ゴムを構成する第2
の成分である他のゴム状重合体として好ましいも
のはジエン系ゴム状重合体である。特に好ましい
ジエン系ゴム状重合体としては天然ゴム、スチレ
ン−ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム
又は1,4−結合80%以上の合成ポリイソプレン
ゴムが挙げられ、これらの中から一種又は二種以
上を用いることができる。上述のジエン系ゴム状
重合体はその分子構造、例えば分子量、分子量分
布、分岐の度合、共重合体にあつてはモノマー成
分の構成比率、その分布、あるいは各モノマー成
分の結合様式(ミクロ構造)及びその分布等によ
つて種々のものがあるが、一般にゴム状重合体で
あればいかなる分子構造のものであつても良い。 イソプレン重合体と他のゴム状重合体の原料ゴ
ム中の組成比は重量比で10:90ないし90:10好ま
しくは20:80ないし80:20に限定される。この範
囲内において本発明は既述した効果を発現する。
この範囲をはずれてのイソプレン重合体比率の増
大は、反撥弾性、耐摩耗性等の著しい低下をもた
らし好ましくない。一方、逆に他のゴム状重合体
の比率の著しい増大は本発明の目的とするイソプ
レン重合体によるゴム組成物の改良効果が十分発
現されず好ましくない。 本発明の原料ゴムを構成する上記成分は他のゴ
ム組成物を構成する成分とともにオープンロー
ル、インターナルミキサー等で混合されてもよい
し、又、あらかじめ原料ゴム成分のみをこれらゴ
ム混合機で混合するかあるいは溶液状で混合し、
これより溶剤を除去する方法によつても良い。好
ましい方法の一例は重合時にいわゆるin situ(そ
の場)に原料ゴムを混合することであり直列ない
しは並列に連結した2以上の反応域において異な
る重合体を得る重合を行ない一挙に本発明の原料
ゴムを得る方法である。 本発明のゴム組成物は上述の原料ゴムとカーボ
ンブラツク、および加硫剤よりなる。使用される
カーボンブラツクの種類と量は本発明のゴム組成
物の用途に合せ自由に選択でき、一般にはFEF
級、HAF級、ISAF級、GPF級ないしはSAF級
と通称されるカーボンブラツクの中から選択され
る。又、その量は原料ゴム100重量部に対し20な
いしは120重量部であることが必要である。20重
量部未満では引張強度、耐摩耗性等が十分でな
く、逆に120重量部を超えると反撥弾性の著しい
低下をもたらし好ましくない。又、加硫剤として
はイオウ及びキノンジオキシム、ヂチオモルホリ
ン、アルキルフエノールジスルフイド等の各種イ
オウ化合物が例として挙げられ、特に好ましいも
のはイオウである。その使用量は組成物の用途に
合せ自由に変えられ、例えばイオウをを加硫剤と
して用いる場合には原料ゴム100重量部に対し0.3
ないし6.0重量部の範囲内で選択される量が用い
られる。 本発明のゴム組成物には、使用に際して更に、
必要に応じてプロセスス油、カーボンブラツク以
外の他の充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、酸化
防止剤、オゾン劣化防止剤、ワツクス等を加える
ことができる。プロセス油としては通常ゴム配合
用として用いられている石油留分のうちの高沸点
部分から成るもので、その炭水素分子の化学構造
によつてパラフイン系、ナフテン系およびアロマ
チツク系として知られるプロセス油を目的、用途
に合わせ用いることができ、その量も自由に選択
できる。又、カーボンブラツク以外の充填剤とし
ては、ケイ酸、ケイ酸塩、炭酸カルシウム、酸化
チタン、各種クレー類などが用いられる。 本発明のゴム組成物は上述の各成分をゴム工業
用として公知の混合機、例えばオープンロール、
インタナールミキサー等を用い公知の種々の方法
によつて混練することによつて得られるものであ
り、加硫工程を経て得られるゴム製品は従来から
知られるゴム組成物から得られるゴム製品に比し
て優れた物性、例えば改良された反撥弾性特に高
温での反撥弾性とウエツトスキツド抵抗性の関係
を示し、又発熱性も大幅に改良されたものであ
り、例えば低燃費タイヤ用として好適に用いられ
る。 次に実施例によつて本発明の効果を説明する
が、これらは本発明を限定するものではない。 実施例 1 容量10の反応器を使用し、ヘキサン中にてn
−ブチルリチウムと1,2−ジメトキシエタンの
存在下、温度50℃にてイソプレンをバツチ重合し
た。重合の進行とともに温度は80℃まで上昇し、
イソプレンの99.5モル%は重合体に転化した。得
られた活性末端を有する重合体に更に、使用した
n−ブチルリチウムに対しモル比で1/8の四塩化
スズを添加しカツプリング反応を起さしめてイソ
プレン重合体Aを得た。このものの分析値は3,
4−結合41モル%、数平均分子量410000、分子量
分布はバイモーダルでw/nは1.7であつた。 この重合体A67重量部と天然ゴム(RSS3号)
33重量部を原料ゴムとし、これにアロマチツクプ
ロセス油(比重0.951、VGC0.961)5重量部、カ
ーボンブラツク(HAF級)50重量部、ステアリ
ン酸2重量部、酸化亜鉛5重量部、酸化防止剤B
(ジフエニルアミンとアセトンとの反応生成物)
1重量部、硫黄1.7重量部及び加硫促進剤(n−
tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフエンア
ミド)1重量部を配合し実験室用小型バンバリー
ミキサー及び8インチロールにて混練した。得ら
れた未加硫ゴム組成物は150℃にて加硫し物性測
定に供した。その結果を表1に示す。 実施例 2 1,2−ジメトキシエタンの代りにテトラメチ
レンジアミンを用い、モル比で1/6の四塩化スズ
を用いた以外は実施例1において重合体Aを得た
のと同様にして重合体Bを得た。このものの分析
値は3,4−結合50モル%、数平均分子量470000
分子量分布はバイモーダルでw/n1.8であつ
た。この重合体B67重量部と天然ゴム33重量部を
原料ゴムとして用いる以外は全く実施例1と同様
にしてゴム組成物を得た。その加硫後の物性を表
1に示す。 実施例 3 重合体B33重量部と天然ゴム67重量部を原料ゴ
ムとして用いる以外は全く実施例1と同様にして
ゴム組成物を得た。その加硫後の物性を表1に示
す。 実施例 4 モノマーとしてイソプレン単独に代えてイソプ
レンとブタジエンを混合して用いた以外は実施例
1において重合体Aを得たのと同様にして重合体
Cを得た。このものの分析値は結合イソプレン72
重量%、結合ブタジエン28重量%、イソプレン部
の3,4−結合38%、数平均分子量360000、分子
量分布はバイモーダルでw/nは1.8であつ
た。この重合体C67重量部と天然ゴム33重量部を
原料ゴムとして用いる以外は全く実施例1と同様
にしてゴム組成物を得た。その加硫後の物性を表
1に示す。 実施例 5 モノマーとしてイソプレン単独に代えてイソプ
レン、ブタジエンおよびスチレンを混合して用い
た以外は実施例2において重合体Bを得たと同様
にして重合体Dを得た。このものの分析値は結合
イソプレン57重量%、結合ブタジエン29重量%、
結合スチレン14重量%であり、イソプレン部の
3,4−結合46モル%、数平均分子量325000、分
子量分布はバイモーダルでw/n1.8であつ
た。この重量体D67重量部と天然ゴム33重量部を
原料ゴムとして用いる以外は全く実施例1と同様
にしてゴム組成物を得た。その加硫後の物性を表
1に示す。 実施例 6 重合体D33重量部と天然ゴム67重量部を原料ゴ
ムとして用いる以外は全く実施例1と同様にして
ゴム組成物を得た。その加硫後の物性を表1に示
す。 比較例1〜3 比較例1〜3は原料ゴムとして各々、重合体
A100重量部、重合体B100重量部および天然ゴム
100重量部を単独で用い、他は全く実施例1と同
様にしてゴム組成物を得た。その加硫後の物性を
表1に示す。 比較例 4 1,2−ジメトキシエタンを使用せずして、他
は実施例1と同様にして重合体Eを得た。このも
のの分析値は3,4−結合9モル%、数平均分子
量410000、分子量分布はバイモーダルでw/
nは1.8であつた。 この重合体E67重量部と天然ゴム33重量部を原
料ゴムとして用いる以外は実施例1と同様にして
ゴム組成物を得た。その加硫後の物性を表1に示
す。 比較例 5 実施例1と同じ反応器と重合条件にて、但しバ
ツチ重合を連続重合に変え、カツプリング反応を
実施せずしてイソプレン重合体Fを得た。このも
のの分析値は3,4−結合44モル%、数平均分子
量390000、分子量分布はモノモーダルでw/
n2.0であつた。この重合体F67重量部と天然ゴム
33重量部を原料ゴムとして用いる以外は全く実施
例1と同様にしてゴム組成物を得た。その加硫後
の物性を表1に示す。 表1の実施例1〜6と比較例1〜5の物性を比
較することによつて、単独で原料ゴムとして用い
た場合には極めて劣つた物性しか示さない重合体
A〜Dを限定された比率で天然ゴムと混合して用
いた実施例の組成物は、天然ゴム単独からなる組
成物の長所である高い反撥弾性、小さくて良好な
発熱性等を失なうことなく、その欠点であるウエ
ツトスキツド抵抗性を著しく改良するものである
ことが分かつた。又、実施例1、2、4、5と比
較例4、5の物性を比較することによつて、この
改良が特定のポリマー構造を有するイソプレン重
合体によつてのみ達成されるものであることが分
かつた。又これらの組成物の加硫もどりについて
もデイスクレオメーターを用いて160℃の条件下
で測定を行なつた。その結果実施例1〜6の組成
物がほとんど加硫もどりを示しなかつたのに対し
比較例3の組成物の加硫もどりは通常知られるよ
うに著しく大きく、本発明の組成物がこの面でも
著しく優れたものであることが分かつた。
The present invention relates to a rubber composition comprising an isoprene polymer having a specified polymer structure and other rubbery polymers, and the present invention relates to a new rubber composition having improved properties suitable for various rubber applications, particularly tire applications. This is what we provide. Natural rubber has extremely excellent processability and physical properties such as green strength, rebound resilience, tensile strength, and tear strength as raw material rubber for various rubber applications, especially tire applications, and its molecular structure is cis-1, It is a well known fact that it is a 4-linked isoprene polymer. On the other hand, various types of synthetic polyisoprene rubber are commercially available, and these have 90 mol% or more of cis-1,4 bonds and exhibit properties similar to natural rubber, but so far they have not reached the properties of natural rubber. I haven't. These synthetic polyisoprene rubbers are synthesized by anionic polymerization using a Ziegler catalyst, which is a combination of a transition metal compound and an organometallic compound, or an organolithium compound, but in general, the higher the 1,4-bonds, the better the natural rubber. They exhibit similar properties and are preferred. Although methods for producing isoprene polymers with lower 1,4-bonds, for example 15 to 80 mol% of 3,4-bonds, are known, they are considered unsuitable for practical use. . As shown in the previous Japanese Patent Application No. 177,696/1987, the present inventors have already discovered that rubber has the above-mentioned low proportion of 1,4-bonds, which was previously considered unsuitable for various rubber applications, especially for tire applications, that is, relatively A rubber composition containing an isoprene polymer having a high proportion of 3,4-bonds was studied, and it was found that the isoprene polymer used under certain restrictions imparts extremely excellent properties to the rubber composition. Rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, polyptadiene rubber, 1,
It has been found that this method is effective in improving the wet skid resistance of diene polymers such as isoprene polymers having 80 mol % or more of 4-bonds while maintaining their impact resilience, abrasion resistance, or low heat build-up. The present invention has been made by further intensively proceeding with the studies that led to the above-mentioned invention, whereby the isoprene polymer is
When the molecular structure has a certain specific molecular structure, that is, a multimodal molecular weight distribution that is more than bimodal, a composition having a composition and composition ratio similar to those mentioned above has an effect, such as impact resilience, especially at a high temperature of 50°C or higher. It has been found that the effect of improving the balance between rebound resilience and wet skid resistance is even more remarkable, and that the heat generation property is extremely small and excellent.Based on this knowledge, the present invention has been completed. That is, the present invention has a 3,4-bond of 15 to 80 mol%, a number average molecular weight (n) of 50,000 to 2,000,000, a molecular weight distribution shape that is bimodal or more multimodal, and a weight average molecular weight (w) and number An isoprene polymer having an average molecular weight ratio (w/n) of 1.5 to 5.0 and another rubbery polymer are mixed in a weight ratio.
The present invention provides a rubber composition comprising raw rubber mixed at a ratio of 10:90 to 90:10, and 20 to 120 parts by weight of carbon black and a necessary amount of vulcanizing agent per 100 parts by weight of the raw rubber. , especially when the isoprene polymer is a branched polymer whose high molecular weight portion is coupled with a tin compound, or when the other rubbery polymer is a diene-based rubbery polymer, such as natural rubber or styrene-butadiene copolymer. Rubber, polybutadiene rubber or 1,4
- At least one type selected from synthetic polyisoprene rubbers having a bond content of 80 mol % or more is preferable because the effects described below are great. The rubber composition of the present invention has various superior properties compared to conventionally known rubber compositions, such as improved wet skid resistance and rebound resilience maintained at a high level, especially at high temperatures of 50°C or higher. It exhibits elastic abrasion resistance, etc., and has significantly improved heat generation properties. In the present invention, isoprene polymer refers to, in addition to isoprene polymer, other monomer components copolymerizable with isoprene, such as butadiene, piperylene, styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, divinylbenzene, This refers to those containing diisopropenylbenzene, etc., and those in which at least 10% by weight, preferably 50% by weight or more of the copolymer consists of isoprene units. The amount of 3,4-bonds in the isoprene polymer used in the present invention is 15 to 80 mol%, preferably 20 to 70 mol%. If it is less than 15% by mole, the effect of improving wet skid resistance, which is the object of the invention, will not be achieved, while if it is more than 80% by mole, certain physical properties, such as abrasion resistance, will be extremely poor, which is not preferred. Other important molecular structures of the isoprene polymer used in the present invention are molecular weight and molecular weight distribution. The molecular weight is measured by a conventional method using GPC (gel persion chromatography) and determined from a calibration curve using a polystyrene standard sample of known molecular weight. The molecular weight of the polymer of the present invention is limited to 50,000 to 2,000,000 in terms of polystyrene equivalent number average molecular weight. Polymers outside this range do not have sufficient mixability with other rubbery polymers or processability in compounding, and low molecular weight polymers are not preferred in the present invention from the viewpoint of physical properties that need to be improved. The preferred molecular weight range is 100,000 to 1,000,000, particularly preferably 200,000 to 800,000. The isoprene polymer of the present invention, like other isoprene polymers, is subject to the effect of "decomposition", and the above-mentioned molecular weight indicates the molecular weight before this operation. In addition, the shape of the molecular weight distribution of the isoprene polymer used in the present invention is a bimodal or more multimodal molecular weight distribution, and the molecular weight distribution has a weight average molecular weight to number average molecular weight ratio (n/n) of 1.5 to 5.0. It needs to be something. A bimodal or more multimodal molecular weight distribution can also be obtained by mixing two or more types of polymers with different molecular weights, but a particularly preferable shape of the polymer used in the present invention is that the shape of the polymer after polymerization is A polymer whose high molecular weight side is a branched polymer obtained by coupling a part of the active end with a polyfunctional coupling agent such as silicon tetrachloride, tin tetrachloride, carbon tetrachloride or 700 form. The modal is molecular weight distribution. The most preferred coupling agent is a tin compound, examples of which include tin tetrachloride, tin tetramethoxy, and trichlorobutyltin. In addition, the weight average molecular weight (w) and number average molecular weight (
The ratio (w/n) of n) is limited to 1.5-5.0. If it is less than 1.5, the processability of the rubber composition will be insufficient, while if it exceeds 5.0, the effect on physical properties will be insufficient, which is not preferable. The shape and w/n of the above molecular weight distribution are the same as the molecular weight.
This is determined by measurement using GPC. The isoprene polymer used in the present invention can be obtained by anionic polymerization in an inert diluent, and IA metal is generally used as the anionic catalyst. A particularly preferred catalyst for obtaining the polymer used in the present invention is a catalyst comprising an organolithium compound or an organosodium compound and a Lewis base. Examples of the above organic lithium compounds include the following. Methylithium, ethyllithium, n-(sec- or tert-)butyllithium, amyllithium, phenyllithium or cyclohexyllithium. Examples of Lewis bases include ether compounds, thioether compounds, tertiary amine compounds, phosphine compounds, alcoholate compounds of alkali metals other than lithium, sulfonates, and sulfuric acid ester salts. Use more than one species. Particularly preferred compounds include dimethyl ether, diethyl ether, diphenyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-dipoxyethane, triethylamine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, dialkylallylsulfur Examples include hydrofluoride, hexamethylphosphoamide, potassium alkylbenzenesulfonate, sodium alkylbenzenesulfonate, potassium butoxide, sodium butoxide, and the like. The second component constituting the raw material rubber of the rubber composition of the present invention
Another preferable rubbery polymer as a component is a diene rubbery polymer. Particularly preferred diene-based rubbery polymers include natural rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, polybutadiene rubber, and synthetic polyisoprene rubber having 80% or more of 1,4-bonds. Can be used. The above-mentioned diene-based rubbery polymer has its molecular structure, such as molecular weight, molecular weight distribution, degree of branching, and in the case of copolymers, the composition ratio of monomer components, its distribution, or the bonding mode of each monomer component (microstructure). Although there are various types depending on the distribution and the like, in general, any molecular structure may be used as long as it is a rubbery polymer. The composition ratio of the isoprene polymer and other rubbery polymers in the raw material rubber is limited to a weight ratio of 10:90 to 90:10, preferably 20:80 to 80:20. Within this range, the present invention exhibits the effects described above.
Increasing the isoprene polymer ratio beyond this range is undesirable as it brings about a significant decrease in impact resilience, abrasion resistance, etc. On the other hand, if the ratio of other rubbery polymers increases significantly, the effect of improving the rubber composition by the isoprene polymer, which is the object of the present invention, will not be sufficiently exhibited, which is undesirable. The above-mentioned components constituting the raw rubber of the present invention may be mixed together with other components constituting the rubber composition using an open roll, an internal mixer, etc., or only the raw rubber components may be mixed in advance with these rubber mixers. or mixed in solution,
A method of removing the solvent may also be used. An example of a preferred method is to mix the raw material rubber in situ during polymerization, in which polymerization is carried out to obtain different polymers in two or more reaction zones connected in series or parallel, thereby producing the raw material rubber of the present invention at once. This is the way to obtain. The rubber composition of the present invention comprises the above-mentioned raw material rubber, carbon black, and a vulcanizing agent. The type and amount of carbon black used can be freely selected depending on the use of the rubber composition of the present invention, and generally FEF
The carbon black is selected from carbon black commonly known as class, HAF class, ISAF class, GPF class or SAF class. Further, the amount thereof needs to be 20 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of raw rubber. If it is less than 20 parts by weight, the tensile strength, abrasion resistance, etc. will not be sufficient, and if it exceeds 120 parts by weight, it will result in a significant decrease in rebound properties, which is undesirable. Examples of the vulcanizing agent include sulfur and various sulfur compounds such as quinone dioxime, dithiomorpholine, and alkylphenol disulfide, with sulfur being particularly preferred. The amount used can be freely changed depending on the use of the composition. For example, when using sulfur as a vulcanizing agent, 0.3 parts by weight per 100 parts by weight of raw rubber.
An amount selected within the range of 6.0 to 6.0 parts by weight is used. In use, the rubber composition of the present invention further includes:
If necessary, process oil, fillers other than carbon black, zinc oxide, stearic acid, antioxidants, antiozonants, wax, etc. can be added. Processing oils consist of high-boiling parts of petroleum fractions that are usually used for rubber compounding, and are known as paraffinic, naphthenic, or aromatic oils depending on the chemical structure of their hydrocarbon molecules. can be used depending on the purpose and use, and the amount can be freely selected. Further, as fillers other than carbon black, silicic acid, silicates, calcium carbonate, titanium oxide, various clays, etc. are used. The rubber composition of the present invention is prepared by mixing the above-mentioned components using a mixer known for the rubber industry, such as an open roll.
It is obtained by kneading by various known methods using an internal mixer, etc., and the rubber products obtained through the vulcanization process are compared to rubber products obtained from conventionally known rubber compositions. It exhibits excellent physical properties, such as improved rebound properties, especially the relationship between rebound resilience and wet skid resistance at high temperatures, and has greatly improved heat generation properties, making it suitable for use in, for example, fuel-efficient tires. . Next, the effects of the present invention will be explained with reference to Examples, but these are not intended to limit the present invention. Example 1 n in hexane using a reactor with a capacity of 10
Isoprene was batch polymerized at a temperature of 50°C in the presence of -butyllithium and 1,2-dimethoxyethane. As the polymerization progresses, the temperature rises to 80℃,
99.5 mol% of the isoprene was converted to polymer. Further, tin tetrachloride was added to the obtained polymer having active terminals in a molar ratio of 1/8 to the n-butyllithium used to cause a coupling reaction, thereby obtaining isoprene polymer A. The analysis value of this item is 3,
The 4-bond content was 41 mol%, the number average molecular weight was 410,000, the molecular weight distribution was bimodal, and the w/n ratio was 1.7. Part by weight of this polymer A67 and natural rubber (RSS No. 3)
33 parts by weight is used as raw material rubber, and to this is added 5 parts by weight of aromatic process oil (specific gravity 0.951, VGC 0.961), 50 parts by weight of carbon black (HAF grade), 2 parts by weight of stearic acid, 5 parts by weight of zinc oxide, and antioxidant. Agent B
(Reaction product of diphenylamine and acetone)
1 part by weight, 1.7 parts by weight of sulfur and vulcanization accelerator (n-
tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide) was blended and kneaded using a small laboratory Banbury mixer and an 8-inch roll. The obtained unvulcanized rubber composition was vulcanized at 150°C and subjected to physical property measurements. The results are shown in Table 1. Example 2 A polymer was produced in the same manner as in Example 1 to obtain polymer A, except that tetramethylene diamine was used instead of 1,2-dimethoxyethane and tin tetrachloride was used at a molar ratio of 1/6. I got a B. The analysis value of this product is 3,4-bond 50 mol%, number average molecular weight 470000
The molecular weight distribution was bimodal and w/n 1.8. A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 67 parts by weight of this polymer B and 33 parts by weight of natural rubber were used as raw rubber. Table 1 shows the physical properties after vulcanization. Example 3 A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 33 parts by weight of polymer B and 67 parts by weight of natural rubber were used as raw rubber. Table 1 shows the physical properties after vulcanization. Example 4 Polymer C was obtained in the same manner as in Example 1, except that a mixture of isoprene and butadiene was used as the monomer instead of isoprene alone. The analytical value for this is 72 bound isoprene
The weight percent was 28% by weight of bound butadiene, 38% by weight of 3,4-bonds in the isoprene moiety, the number average molecular weight was 360,000, and the molecular weight distribution was bimodal with a w/n of 1.8. A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 67 parts by weight of this polymer C67 and 33 parts by weight of natural rubber were used as raw rubber. Table 1 shows the physical properties after vulcanization. Example 5 Polymer D was obtained in the same manner as in Example 2, except that a mixture of isoprene, butadiene and styrene was used instead of isoprene alone as the monomer. The analytical values for this product are 57% by weight of bound isoprene, 29% by weight of bound butadiene,
The content was 14% by weight of bound styrene, 46% by mole of 3,4-bonds in the isoprene moiety, a number average molecular weight of 325,000, and a bimodal molecular weight distribution of w/n 1.8. A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 67 parts by weight of this weight body D and 33 parts by weight of natural rubber were used as raw rubber. Table 1 shows the physical properties after vulcanization. Example 6 A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 33 parts by weight of Polymer D and 67 parts by weight of natural rubber were used as raw rubber. Table 1 shows the physical properties after vulcanization. Comparative Examples 1 to 3 Comparative Examples 1 to 3 each used a polymer as the raw material rubber.
100 parts by weight of A, 100 parts by weight of polymer B and natural rubber
A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 100 parts by weight was used alone. Table 1 shows the physical properties after vulcanization. Comparative Example 4 Polymer E was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1,2-dimethoxyethane was not used. The analytical value of this product is 9 mol% of 3,4-bonds, number average molecular weight of 410,000, and molecular weight distribution is bimodal w/
n was 1.8. A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 67 parts by weight of this polymer E and 33 parts by weight of natural rubber were used as raw rubber. Table 1 shows the physical properties after vulcanization. Comparative Example 5 Isoprene polymer F was obtained using the same reactor and polymerization conditions as in Example 1, except that batch polymerization was changed to continuous polymerization and the coupling reaction was not performed. The analysis value of this product is 3,4-bond 44 mol%, number average molecular weight 390000, molecular weight distribution is monomodal w/
It was n2.0. Part by weight of this polymer F67 and natural rubber
A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 33 parts by weight was used as the raw rubber. Table 1 shows the physical properties after vulcanization. By comparing the physical properties of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 in Table 1, it was possible to limit the polymers A to D, which exhibit extremely poor physical properties when used alone as raw rubber. The compositions of the examples used by mixing with natural rubber at the same ratio do not lose the advantages of compositions made of natural rubber alone, such as high rebound elasticity and small and good heat generation properties, but without losing the disadvantages of compositions made of natural rubber alone. It was found that the wet skid resistance was significantly improved. Furthermore, by comparing the physical properties of Examples 1, 2, 4, and 5 and Comparative Examples 4 and 5, it was found that this improvement was achieved only by isoprene polymers having a specific polymer structure. I understand. The recovery of vulcanization of these compositions was also measured using a disk rheometer at 160°C. As a result, the compositions of Examples 1 to 6 showed almost no recovery, whereas the composition of Comparative Example 3 exhibited significantly large recovery, as is generally known. It turned out to be extremely good.

【表】【table】

【表】 実施例 7〜9 実施例7〜9では原料ゴムとして実施例1の天
然ゴムに代えて実施例7ではスチレン−ブタジエ
ン共重合ゴム(日本合成ゴム社製、乳化重合
SBR#1502)、実施例8ではポリブタジエンゴム
(旭化成工業社製、ジエン35)、実施例9ではシス
−1,4−ポリイソプレンゴムを用いた以外は実
施例1と同様にし、これにアロマチツクプロセス
油(比重0.951、VGC0.961)15重量部、カーボン
ブラツク(HAF−HS級)60重量部、ステアリン
酸3重量部、酸化亜鉛5重量部、酸化防止剤B
(ジフエニルアミンとアセトンとの反応生成物)
1重量部、硫黄1.8重量部及び加硫促進剤(n−
tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフエンア
ミド)1.2重量部を配合し実験室用小型バンバリ
ーミキサー及び8インチロールにて混練した。得
られた未加硫ゴム組成物は160℃にて加硫し物性
測定に供した。その結果を表2に示す。 比較例 6〜8 比較例6〜8では実施例7〜9で用いたスチレ
ン−ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴ
ム、シス−1,4−ポリイソプレンゴムの各々、
単独を原料ゴムとして用い他は実施例7〜9と全
く同様にしてゴム組成物を調製した。その加硫後
の物性を表2に示す。 表2の実施例7と比較例6、実施例8と比較例
7、実施例9と比較例8を各々比較することより
表1に示された天然ゴムの場合と同様にスチレン
−ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム、
シス−1,4−ポリイソプレンゴムの場合にも重
合体Aをある限定された比率で混合することによ
り、各々の持つ長所を失なうことなく、その欠点
であるところを改良し、バランスのとれた物性を
示す組成物が得られたことが分かる。
[Table] Examples 7 to 9 In Examples 7 to 9, styrene-butadiene copolymer rubber (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., emulsion polymerization
SBR#1502), polybutadiene rubber (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd., Diene 35) in Example 8, and cis-1,4-polyisoprene rubber in Example 9, except that aromatic Process oil (specific gravity 0.951, VGC 0.961) 15 parts by weight, carbon black (HAF-HS grade) 60 parts by weight, stearic acid 3 parts by weight, zinc oxide 5 parts by weight, antioxidant B
(Reaction product of diphenylamine and acetone)
1 part by weight, 1.8 parts by weight of sulfur and vulcanization accelerator (n-
1.2 parts by weight of tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide) was blended and kneaded using a small laboratory Banbury mixer and an 8-inch roll. The obtained unvulcanized rubber composition was vulcanized at 160°C and subjected to physical property measurements. The results are shown in Table 2. Comparative Examples 6 to 8 In Comparative Examples 6 to 8, each of the styrene-butadiene copolymer rubber, polybutadiene rubber, and cis-1,4-polyisoprene rubber used in Examples 7 to 9,
Rubber compositions were prepared in exactly the same manner as in Examples 7 to 9, except that the rubber composition alone was used as the raw material rubber. Table 2 shows the physical properties after vulcanization. By comparing Example 7 and Comparative Example 6, Example 8 and Comparative Example 7, and Example 9 and Comparative Example 8 in Table 2, it was found that styrene-butadiene copolymerization was carried out similarly to the case of natural rubber shown in Table 1. rubber, polybutadiene rubber,
In the case of cis-1,4-polyisoprene rubber, by mixing Polymer A in a certain limited ratio, the disadvantages can be improved without losing the advantages of each, and the balance can be improved. It can be seen that a composition exhibiting excellent physical properties was obtained.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 3,4−結合15〜80モル%、数平均分子量
(n)50000〜2000000、分子量分布の形状がバ
イモーダル以上の多モーダルであつてしかも重量
平均分子量(w)と数平均分子量の比(w/
Mn)が1.5〜5.0であるイソプレン重合体と、他
のゴム状重合体とを、重量比10:90ないし90:10
の割合で混合した原料ゴムに、その100重量部当
り20〜120重量部のカーボンブラツク及び必要量
の加硫剤を配合して成るゴム組成物。 2 イソプレン重合体の高分子量側部分のスズ化
合物を用いるカツプリングによる分岐状ポリマー
である特許請求の範囲第1項記載のゴム組成物。 3 他のゴム状重合体が、ジエン系ゴム状重合体
である特許請求の範囲第1項記載のゴム組成物。 4 ジエン系ゴム状重合体が、天然ゴム、スチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリプタジエンゴ
ム及び1,4−結合80モル%以上の合成ポリイソ
プレンゴムの中から選ばれた少なくとも1種であ
る特許請求の範囲第3項記載のゴム組成物。
[Claims] 1. 15 to 80 mol% of 3,4-bonds, a number average molecular weight (n) of 50,000 to 2,000,000, a shape of molecular weight distribution that is bimodal or more multimodal, and a weight average molecular weight (w) of Number average molecular weight ratio (w/
An isoprene polymer having Mn) of 1.5 to 5.0 and another rubbery polymer in a weight ratio of 10:90 to 90:10.
A rubber composition prepared by blending 20 to 120 parts by weight of carbon black and a necessary amount of a vulcanizing agent per 100 parts by weight of raw rubber mixed in the ratio of . 2. The rubber composition according to claim 1, which is a branched polymer obtained by coupling a tin compound on the high molecular weight side of an isoprene polymer. 3. The rubber composition according to claim 1, wherein the other rubbery polymer is a diene rubbery polymer. 4. The diene-based rubbery polymer is at least one selected from natural rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, polyptadiene rubber, and synthetic polyisoprene rubber containing 80 mol% or more of 1,4-bonds. A rubber composition according to claim 3.
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