JPH045059B2 - - Google Patents

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JPH045059B2
JPH045059B2 JP59096368A JP9636884A JPH045059B2 JP H045059 B2 JPH045059 B2 JP H045059B2 JP 59096368 A JP59096368 A JP 59096368A JP 9636884 A JP9636884 A JP 9636884A JP H045059 B2 JPH045059 B2 JP H045059B2
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はヒステリシスロスが大きく、破壊強度
が優れ、かつ加工性良好なゴム組成物に関するも
のである。 従来、タイヤ、防振ゴム、工業用品等ヒステリ
シスロスの大きいゴム材料としてブチルゴム、ハ
ロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンジエン
ゴム、高スチレン含量の乳化重合スチレンブタジ
エン共重合体ゴム、高1,2含量のポリブタジエ
ンゴム、高3,4含量のポリイソプレンゴムなど
が用いられてきた。 しかしこれらヒステリシスロスの大きいゴム材
料は高シスポリイソプレンゴム、天然ゴム、高シ
スポリブタジエン、乳化重合スチレンブタジエン
ゴムなどのジエン系ゴムとの共加硫性の点で劣つ
ているし破壊強度も劣る。またタイヤや防振ゴム
等としては25゜〜70℃の範囲でヒステリシスロス
即ち損失正接(tanδ)値の温度依存性が小さい方
が好ましいのであるが、これらゴム材料は損失正
接の温度依存性が大きくて、満足すべき性能を備
えているとは云えない。 特開昭57−70134号、同57−70136号、同57−
70137号公報では高スチレン含有の高ビニル結合
含有のSBRを用いることにより加工性、ウエツ
トスキツド特性、耐摩耗性の改良を図ることが記
載されているが、これらのSBRでは幅広い範囲
で高いヒステリシスロス特性を維持することはで
きない。 また分子量の異なるポリマー同志をブレンドし
てポリモーダルな分子量分布にすることによつて
ウエツトスキツド特性、転がり摩擦特性、加工性
を改良することがたとえば特開昭57−180615号、
同57−180646号、同59−4633号、同59−4644号公
報に記載されているが、これらのジエン系ゴム組
成物では高いヒステリシスロス特性あるいはヒス
テリシスロス特性と破壊特性との良好なバランス
が得られていないのが現状である。 本発明の目的は他のジエン系ゴムとの共加硫性
にすぐれ、ヒステリシスロスが大きくかつ25℃〜
70℃の範囲でヒステリシスロスの温度依存性が小
さく、破壊強度及び加工性が良好であるブタジエ
ン系共重合体ゴム組成物を提供することにある。 本発明のゴム組成物は、)ポリブタジエン部
分のビニル結合含有量が40〜70%であり、)結
合ビニル芳香族化合物含有量が25〜50重量%であ
り、)ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ
(GPC)法によるポリスチレン換算の重量平均分
子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/
Mnが1.8〜5でありかつユニモーダルな分子量分
布を持ち、)ポリスチレン換算重量平均分子量
10万以下の割合が10〜30重量%であり、)ポリ
スチレン換算重量平均分子量200万以上の割合が
10〜30重量%であり、)ムーニー粘度
(ML1+4100℃)が20−100であることを特徴とす
るブタジエン系共重合体を少くとも30重量%含む
ゴム組成物である。 本発明においては上記のブタジエン系共重合体
はゴム成分として単独でもよいしまた他のジエン
系ゴムとブレンドして用いることもできる。かか
るジエン系ゴムとしては例えば天然ゴム、合成ポ
リイソプレンゴム、高1,4結合ポリブタジエン
ゴムなどが好ましい。またその使用量は70重量%
以下が好ましい。 本発明のブタジエン系共重合体にてポリブタジ
エン部分のビニル結合含有量は40〜70%である。
ビニル含量が40%未満ではポリビニル芳香族化合
物ブロツクの生成量が増加し、硬度が上昇し物性
に悪影響を及ぼす。 またビニル含量が70%を超えると破壊強度が劣
るため好ましくない。 また結合ビニル芳香族化合物の含有量は25〜50
重量%、好ましくは30〜50重量%である。25%未
満ではヒステリシスロスが小さく、一方50%を超
えると25℃〜70℃の範囲の反撥弾性の温度依存性
が大きくまた破壊強度が劣るため、好ましくな
い。 ビニル芳香族化合物としてはスチレン、ビニル
トルエン、p−メチルスチレン、o−メチルスチ
レン、ビニルナフタレンなど挙げられる。 本発明のブタジエン系共重合体中のポリビニル
芳香族化合物ブロツクの含有量はI.M.Kolthoffら
の酸化分解法(J.Polymer Sci Vol 1 P429
(1946))で全結合ビニル芳香族化合物中、5重量
%以下である。 本発明におけるブタジエン系共重合体は25〜70
℃のヒステリシスロスの温度依存性を小さくし、
かつ良好な加工性及び破壊強度を付与するためそ
れぞれ特定量の低分子量成分及び高分子量成分を
有しかつ分子量分布が広くさらにユニモーダルな
分布であることが重要である。 低分子量成分は温度依存性の少ない高ヒステリ
シスロスを得、かつ加工性、特にロール作業時の
加工性を良くするために必要であり、また高分子
量成分は良好な破壊強度、押し出し加工性を得る
ために必要である。両成分のいずれかでも本発明
の範囲から外れると前記加工性、物性のバランス
が取れない。また破壊強度と加工性を両立化させ
るためには分子量分布がユニモーダルであること
が重要である。分子量分布(/)、低分子
量成分量、高分子量成分量が本発明の範囲に入る
ようなバイモーダル、ポリモーダルな分子量分布
を持つポリマーで加工性、物性をある程度改良す
ることができるが、まだ不満足である。 ブタジエン系共重合体の重量平均分子量
(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは
1.8〜5、好ましくは2.5〜5でありかつポリスチ
レン換算重量平均分子量10万以下の低分子量成分
を10〜30重量%、ポリスチレン換算重量平均分子
量200万以上の高分子量成分を10〜30重量%含む
ことが必要である。Mw/Mnが1.8未満ではヒス
テリシスロスの温度依存性が大きく、Mw/Mn
が5をこえると低分子量成分又は高分子量成分を
前述の範囲内にすることが困難である。 さらに低分子量成分の量が10%未満ではロール
巻き付き等の加工性が劣る、一方30%を超えると
破壊強度が低下する。高分子量の量が10%未満で
はロール巻き付き等の加工性が劣る、一方30%を
超えると押出し成形時の加工性が悪くなる。また
ブタジエン系共重合体のムーニー粘度
(ML1+4100℃)は20〜100で20未満では破壊強度
が劣り、100を超えると押出し、ロール作業等の
加工性が悪くなる。 本発明のブタジエン系共重合体は種々の方法を
用いて得ることができるが、最も工業的な方法と
しては槽型又は塔型反応器を用いて炭化水素溶媒
中、エーテル又は第3級アミンの存在下で有機リ
チウム化合物開始剤を用いて1,2ブタジエンを
含む1,3−ブタジエンとビニル芳香族化合物と
を連続的に共重合を行なうことによつて得られ
る。必要に応じて共重合反応の最終段階でハロゲ
ン化ケイ素、アジピン酸ジエステル、アルキレン
カーボネート、ジビニルベンゼンなどを添加して
カツプリング反応を行なうことができ、また、触
媒、モノマーを重合途中で添加することができ
る。しかし乍らカツプリング剤として四塩化スズ
を用いることはヒステリシスロス特性の点から好
ましくない。 炭化水素溶媒としてはたとえばヘキサン、ヘプ
タン、シクロヘキサン、ベンゼン及びこれらから
選ばれた混合物が用いられる。モノマー100重量
部当り200〜1000重量部用いられる。有機リチウ
ム化合物開始剤としてはn−ブチルリチウム、
sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムな
どがモノマー100重量部当り0.02〜2重量部の割
合で用いられる。エーテル又は第3級アミンとし
てはジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、
ジメトキシエタン、エチレングリコールジブチル
エーテル、ピリジン、NNN′N′−テトラメチル
エチレンジアミンなど用いられる。 重合温度は好ましくは30〜100℃の範囲である。 本発明にて得られるブタジエン系重合体を含む
ゴム組成物は良好な破壊特性、加工性、高いヒス
テリシスロス特性を利用してタイヤトレツド用ゴ
ム素材、各種防振用素材として用いることができ
るが、その際本発明のブタジエン系共重合体とブ
レンドするゴム素材としては該共重合体が比較的
高いガラス転移温度を有するため、相溶性の良い
天然ゴム、合成ポリイソプレンゴムとか低いガラ
ス転移温度を有する高1,4結合を持つたポリブ
タジエンゴムが好ましい。配合剤としては通常使
用される配合剤、例えばカーボンブラツク、プロ
セスオイル(芳香族オイル、ナフテンオイル、パ
ラフインオイルなど)、充填剤、加硫促進剤、加
硫剤を使用することができる。 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に
説明するが本発明はその主旨を越えない限りこれ
らの実施例によつて制限されるものではない。 実施例1〜7;比較例1〜8 以下の実施例及び比較例に用いるポリマーを下
記の方法にて得た。 試料A;攪拌器およびジヤケツトの付いた内部の
容積が20のリアクターへモノマーとして1,
2−ブタジエンを100ppm含んだブタジエンを
20g/min,スチレンを10g/min,溶媒とし
てシクロヘキサンを150g/min,テトラヒド
ロフランを1.5g/min,触媒としてn−ブチ
ルリチウムをモノマー100gに対して0.055gを
連続的にポンプでチヤージしリアクターの温度
は70℃でコントロールした。リアクター頂部出
口にて四塩化ケイ素をn−ブチルリチウムに対
して1/4モルの割合で連続的に添加しこれを上
記クアクターに連続した2器目のリアクターに
導入してカツプリング反応を行なつた。2器目
のリアクター出口にてジ−tert−ブチル−p−
クレゾールをゴム100部に対し0.7重量部添加し
常法にて脱溶媒及び乾燥を実施した。 表−1に分析結果を示した。 試料B;モノマーのチヤージ組成を変える以外は
試料Aと同一の方法にてポリマーを得た。分析
結果を表−1に示した。 試料C;n−ブチルリチウム量を0.038g使用し
試料Aと同一の方法にてポリマーを得た。カツ
プリング反応は実施しなかつた。分析結果を表
−1に示した。 試料D;試料Aと同一の処方にて1器目のリアク
ターにて重合を行ない、2器目のリアクターに
てさらにモノマーとしてブタジエンを15g/
min,スチレンを7g/min,n−ブチルリチ
ウムを連続的にチヤージし70℃にて重合を行な
つた。カツプリング反応は行なわず、ジ−tert
−ブチル−p−クレゾールを所定量添加し常法
にて脱溶媒と乾燥を実施した。 表−1に分析結果を示した。 試料E;ブタジエンを13.5g/min,スチレンを
16.5g/minのチヤージとした以外は試料Aと
同一の方法でポリマーを得た。表−1に分析結
果を示した。 試料F;ブタジエンを24g/min,スチレンを6
g/minのチヤージとした以外は試料Aと同一
の方法でポリマーを得た。表−1に分析結果を
示した。 試料G;テトラヒドロフランを0.4g/minのチ
ヤージとした以外は試料Aと同一の方法でポリ
マーを得た。表−1に分析結果を示した。 試料H;テトラヒドロフランを10g/minのチヤ
ージとした以外は試料Aと同一の方法でポリマ
ーを得た。表−1に分析結果を示した。 試料I,J,K;5オートクレーブにシクロヘ
キサンを2000g,ブタジエンを335g,スチレ
ンを165g仕込みテトラヒドロフランを25g添
加し所定のビニル結合含有量、結合スチレン含
有量になる様に重合温度n−ブチルリチウムを
試料Iは70℃,0.23g,試料Jは70℃,0.35
g,試料Kは70℃,0.15gに調節して重合を行
なつた。 分析結果を表−1に示した。 試料L;試料Aと同一の連続重合装置を用いてモ
ノマー,溶媒,触媒の添加スピードを下げ、ま
た重合温度を90℃にしてポリマーを得た。尚カ
ツプリング反応は行なわず、テトラヒドロフラ
ンの使用量は4.5g/minとした。分析結果を
表−1に示した。 第2表の配合処方により配合物を調製した。 加硫条件は145℃−30分とした。 第3表に得られた加硫物の性質、及び未加硫
配合物のロール加工性を示した。 試料M;モノマー100gに対し、n−ブチルリチ
ウムを0.045g使用し試料Aの重合処方対比、
モノマー、溶媒を0.7倍のチヤージスピードで
重合を実施した。第1表に分析結果を示した。 実施例−1〜4,6は比較例−1〜7に比べて破
壊強度ヒステリシスロス特性、ロール加工性の
バランスが取れ優れている。 比較例−1,4はヒステリシスロスの温度依存性
が大きく、 比較例−2,5,7は高温でのヒステリシスロス
が小さい。 また比較例−3,6は破壊強度などが劣る。 実施例−5は比較例−8に比べてヒステリシスロ
スの温度依存性が小さく優れている。 実施例−7はHAFカーボンを60重量部、芳香族
系オイルを40重量部用いる以外は、第2表の配
合処方と同一とした。
【表】 使用した。溶媒としてテトラヒドロフランを用い
た。
第 2 表 配 合 処 分 重量部 ポリマー 100 HAFカーボン 50 芳香族系オイル 10 ステアリン酸 2 亜鉛華 3 老化防止剤 810NA*1 1 促 進 剤 CZ*2 0.6 〃 M*3 0.6 〃 C*4 0.4 イオウ 1.5 *1 N−フエニル−N′−イソプロピル−p−
フエニレンジアミン *2 N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリ
ルスルフエンアミド *3 2−メルカプトベンゾチアゾール *4 1,3−ジフエニルグアニジン
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図は試料A,C,IのGPCチヤートを示
す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポリブタジエン部のビニル結合含有量が
    40〜70%であり、 結合ビニル芳香族化合物の含有量が25〜50重
    量%であり、 ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ法によ
    るポリスチレン換算重量平均分子量Mwと数平
    均分子量Mnの比Mw/Mnが1.8〜5.0でかつユ
    ニモーダルな分子量分布を持ち、 ポリスチレン換算重量平均分子量10万以下の
    割合が10〜30重量%であり、 ポリスチレン換算重量平均分子量200万以上
    の割合が10〜30重量%であり、 ムーニー粘度ML1+4,100℃が20〜100である
    ことを特徴とするブタジエン系共重合体を少な
    くとも30重量%含有するゴム組成物。
JP9636884A 1984-05-16 1984-05-16 ブタジエン系共重合体ゴム組成物 Granted JPS60240746A (ja)

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