JPH0625236B2 - 共役ジエン系共重合体の製造方法 - Google Patents

共役ジエン系共重合体の製造方法

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JPH0625236B2
JPH0625236B2 JP60071811A JP7181185A JPH0625236B2 JP H0625236 B2 JPH0625236 B2 JP H0625236B2 JP 60071811 A JP60071811 A JP 60071811A JP 7181185 A JP7181185 A JP 7181185A JP H0625236 B2 JPH0625236 B2 JP H0625236B2
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conjugated diene
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文雄 堤
満彦 榊原
昇 大嶋
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Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本発明は、転がり摩擦抵抗特性にすぐれた共重合体の製
造方法に関するものである。
b.従来の技術 近年、自動車タイヤ用ゴム材料に対する要求として低燃
費化のために転がり摩擦抵抗が小さいこと、濡れた路面
でのブレーキ特性をよくするためにウェットスキッド抵
抗が大きいこと、耐久性をよくするために破壊強さが大
きいジエン系重合体が求められている。
従来、これらのジエン系重合体は、特公昭44−499
6号公報、米国特許第3956232号明細書、特開昭
57−205414号公報などに記載されているよう
に、炭化水素溶媒中で有機リチウム開始剤を用いて共役
ジエン化合物を重合するか、または共役ジエン化合物と
ビニル芳香族化合物を共重合したのち、ハロゲン化スズ
化合物、アルケニルスズ化合物と反応させて得られてい
る。
c.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、最近の自動車業界からの低燃費性への要
求は一段と厳しくなって来ており、上記したポリマーの
低燃費性をさらに改良することが望まれている。
d.問題点を解決するための手段 本発明者らは、有機リチウム開始剤を用いた溶液重合S
BRでさらに低燃費性を改良すべく、鋭意検討した結
果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、上記問題点を解決するために、炭化
水素溶媒中でエーテルまたは第3級アミンの存在下に、
有機リチウム化合物を開始剤として、ビニル芳香族化合
物5〜35重量部と共役ジエン化合物95〜65重量部
とからなる単量体混合物を重合して、1,2結合と3,
4結合を合計で20〜70%含む共役ジエン系共重合体
を製造するに際し、重合転化率が90〜99%の範囲に
達した段階で、前記単量体混合物100重量部に対して
1〜5重量部の共役ジエン化合物を、連続的または断続
的に添加し、さらに重合を行ない、多官能性カップリン
グ剤で重合を停止することを特徴とする共役ジエン系共
重合体の製造方法を提供するものである。
本発明方法により得られる共役ジエン系共重合体は、重
合転化率が90〜99%まではエーテルまたは第3級ア
ミンの存在下で、上昇温度下あるいは等温下でビニル芳
香族化合物と共役ジエン化合物の共重合が行なわれる。
次に重合転化率が90〜99%、より好ましくは95〜
99%に達した段階以後では、単量体中のビニル芳香族
化合物の含量が高くなるため、重合系内に外部から少量
の共役ジエン化合物を連続的または断続的に添加し、ラ
ンダムな共役ジエン系共重合体となる。
重合転化率が90%未満で共役ジエン化合物を連続的ま
たは断続的に添加すると、共役ジエンとビニル芳香族化
合物とのランダム化重合が不完全で、重合体未満にビニ
ル芳香族化合物のブロック重合体が生成し、加硫物の転
がり摩擦抵抗が大きくなり、燃費性が劣る。
重合転化率が99%を越えると、共役ジエン化合物を添
加する以前に、ポリビニル芳香族化合物のブロック重合
体が生成して転がり摩擦抵抗が大きくなる場合がある。
添加する共役ジエンが、1重量部未満であると共役ジエ
ンとビニル芳香族化合物とのランダム化重合が不完全
で、転がり摩擦抵抗が大きくなる。5重量部を越える
と、添加する共役ジエンに含まれる不純物により失活さ
れるリチウム活性末端が増加し、特に重合終了後、スズ
化合物などでカップリングするときにカップリング効率
が低くなり、転がり摩擦抵抗特性が改良されず、好まし
くない。
本発明に用いられる共役ジエン化合物は、1,3−ブタ
ジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−
ジメチルブタジエンなどが挙げられ、好ましくは1,3
−ブタジエン、イソプレンである。
ビニル芳香族化合物としては、スチレン、P−メチルス
チレン、O−メチルスチレンン、P−ブチルスチレン、
ビニルナフタレンなどが挙げられ、好ましくはスチレン
である。
炭化水素溶媒としては、ブタン、ペンタン、2−メチル
ブテン、1−メチルブテン、ヘキサン、ヘプタン、シク
ロヘキサン、メチルシクロペンタン、オクタン、ベンゼ
ンなどから1種または2種以上選んで用いられる。炭化
水素溶媒の量は単量体混合物1重量部に対して2〜10
重量部用いられる。
有機リチウム化合物としては、n−ブチルリチウム、s
ec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、n
−ヘキシルリチウム、1,4−ジリチオブタン、ブチル
リチウムとジビニルベンゼンの反応物などが用いられ
る。有機リチウム化合物の使用量は、単量体100重量
部に対して0.01〜0.2重量部用いられる。
使用されるエーテル、第3級アミンとしては、エチレン
グリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエ
チルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコール
ジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエ
ーテル、2−メトキシメチルテトラヒドロフラン、2,
5−ジメトキシメチルテトラヒドロフラン、N,N,
N′,N′−テトラメチルエチレンジアミン、1,2−
ジピリジノエタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフ
ラン、ジオキサン、ピリジン、トリエチルアミンなどが
用いられる。
エーテルまたは第3級アミンの使用量は、その種類によ
り異るが、通常、有機リチウム化合物のリチウム1原子
当量当り0.01〜3000モルの範囲で、共役ジエン
系共重合体の平均の1,2結合と3,4結合含量の合計
が20〜70%の範囲になるように調整される。
重合反応は、炭化水素溶媒中にエーテルまたは第3級ア
ミンの存在下に有機リチウム化合物を開始剤としてビニ
ル芳香族化合物5〜35重量部と共役ジエン化合物95
〜65重量部とからなる単量体混合物を、重合開始温度
が−10〜50℃で重合を開始し、150℃以下の上昇
温度下で行なわれるか、もしくは0℃〜100℃の範囲
の等温下で行なわれる。
重合反応に続いて多官能性カップリング剤と反応させ
る。多官能性カップリング剤として、特公昭49−36
957号公報に記載のものを用いることができる。
好ましくは、ハロゲン化スズ化合物としては四塩化ス
ズ、ジブチルジクロルスズ、トリフェニルスズクロリド
などがあり、有機カルボン酸のスズ化合物としてはジブ
チルジラウリルスズ、ブチルトリステアリルスズ、ジメ
チルジステアリルスズなどがある。またビニルスズ化合
物としてはモノビニルトリブチルスズ、ジビニルジブチ
ルスズなどがあり、イソシアナート化合物としては、ト
リレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシア
ナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、クルードジ
フェニルメタンジイソシアナートなどがある。
エポキシ基、ケトン基、アルデヒド基、エステル基、ニ
トリル基を少なくとも1つ含むジアルキル、アミノ置換
芳香族化合物としては、下記の一般式で表わすものがあ
る。
多官能性カップリング剤との反応(処理)は、特に限定
しないが、重合温度以下で実施される。多官能性カップ
リング剤と反応させることにより転がり抵抗特性および
破壊強さが改良される。反応時間は、多官能性カップリ
ング剤の種類により異なるが、3時間以内で、通常、1
時間以内である。
以下、実施例にて本発明を詳細に説明するが、その要旨
を越えない限り、実施例の範囲に限定されるものではな
い。
e.実施例 本実施例において、ミクロ構造は、赤外法(モレロ法)
にて求めた。スチレン含有量は、699cm-1のフェニル
基の吸収に基づいた吸収ピークにより、予じめ求めてお
いた検量線により測定した。
破壊強さはJIS K 6301に準じた引張強度を指
標とした。
転がり摩擦抵抗特性は、50℃にて測定したtan δ
の値を用いた。tan δは粘弾性スペクトロメーター
(岩本製作所製)にて測定した50℃のtan δの値
は小さいほど転がり摩擦抵抗特性が良好である。
ウェットスキッド抵抗はスタンレー社製スキッドテスタ
ーを用いて測定した。
ウェットスキッド抵抗は室温にて測定した。
実施例1〜9、比較例1〜6 〔ポリマーAの調製〕 窒素置換された5の反応器に、シクロヘキサンを25
00g、ブタジエンを385g、スチレンを100g、
テトラヒドロフランを12.5g仕込み、温度を20℃
にしてn−ブチルリチウムを0.30g仕込み、断熱下
で重合を行なった。初期仕込みモノマーの重合転化率が
96%(重合系の温度が80℃に到達した)の時点でブ
タジエンを15g連続的に5分間添加した。添加後、1
5分間で反応転化率はほぼ100%に達した。老化防止
剤として2,6−ジ−t−ブチルカテコールを、ポリマ
ー100重量部に対し0.5重量部加え、常法にて脱
溶、乾燥を行なった。
得られた共重合体のブタジエン部のビニル結合含量は4
8%で、結合スチレン含有量は20重量%でムーニー粘
は40であった。
また共重合体をオゾン分解−ゲルパーミエーションクロ
マトグラフにより分析してみると、スチレンが5個以上
連続して結合したスチレンの長鎖ブロック含有率は、5
%であった。
〔ポリマーBの調製〕
ポリマーAと同一の処方で重合を行なった。反応転化率
がほぼ100%に達したのち、四塩化スズをn−ブチル
リチウム1モルに対して0.2モル添加した。次いで常
法により脱落、乾燥を行なった。得られたポリマーの は70であった。ブタジエン部のビニル結合、結合スチ
レン量、ブロック結合スチレン量は、ポリマーAと同一
であった。
〔ポリマーCの調製〕
ポリマーAと同一の処方で重合を行なった。
反応転化率がほぼ100%に達した後、トリレンジイソ
シアナートをn−ブチルリチウム1モルに対して1モル
添加した。得られたポリマーの は62であった。
ブタジエン部のビニル結合、結合スチレン量、ブロック
結合スチレン量はポリマーAと同一であった。
〔ポリマーDの調製〕
窒素置換された5の反応器に、シクロヘキサンを25
00g、ブタジエンを400g、スチレンを100g、
テトラヒドロフランを12.5g仕込み、温度を20℃
にしてn−ブチルリチウムを0.30g仕込み、断熱下
で重合を行なった。重合温度は85℃に到達した。反応
転化率がほぼ100%に達したのち、ブタジエンを添加
することなく、ポリマーAと同一の重合後の処理を行な
った。得られたポリマーのブタジエン部ビニル結合含量
は47%で、結合スチレン含有量は20重量%、 は46であった。ブロック結合スチレン量は25%であ
った。
〔ポリマーE〜Nの調製〕
表−2に示した処方により断熱下で重合を行なった。溶
媒量、全モノマー量、n−ブチルリチウム量および重合
開始温度はポリマーAと同一とした。
テトラヒドロフラン量は、ポリマーE〜Mは12.5
g、ポリマーNは20gとした。
所定の反応転化率でブタジエンを所定量5〜15分間で
添加した。添加後、15分間で反応転化率はほぼ100
%に達した。四塩化スズを、n−ブチルリチウム1モル
に対して、0.2モル添加した。(G,HについてはS
nClを添加せず)次いで脱溶、乾燥を行なった。得
られたポリマーのML、ブタジエン部のビニル結合、結
合スチレン量、ブロック結合スチレン量を表−3に示し
た。以上のポリマーを表−1の配合処方にて250ccプ
ラストミルを用いて混練りし145℃−30分の条件で
加硫し、物生評価結果を表−4に示した。
本発明の範囲を外れた長鎖ブロックポリスチレンを含有
した比較例−2,3,4は転がり摩擦抵抗特性が劣り、
また比較例−5,6は追添するブタジエン量が増加し、
実施例−1に比してカップリング効率が低いため、転が
り摩擦抵抗特性が劣る。
これらに較べて本発明の実施例は転がり摩擦抵抗特性に
すぐれ、ウエットスキッド抵抗および破壊強さにもすぐ
れたポリマーがえられている。
f.発明の効果 本発明方法により得られた共重合体は、転がり摩擦抵抗
特性にすぐれ、単独あるいは他のジエン系ゴム(天然ゴ
ム、BR、乳化重合SBRなど)とブレンドして通常の
ゴム用配合剤を配合し、タイヤ用途、各種工業用品に好
適に用いることができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 //(C08F 236/04 212:06)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭化水素溶媒中でエーテルまたは第3級ア
    ミンの存在下に、有機リチウム化合物を開始剤として、
    ビニル芳香族化合物5〜35重量部と共役ジエン化合物
    95〜65重量部とからなる単量体混合物を重合して
    1,2結合と3,4結合を合計で20〜70%含む共役
    ジエン系共重合体を製造するに際し、重合転化率が90
    〜99%の範囲に達した段階で、前記単量体混合物10
    0重量部に対して1〜5重量部の共役ジエン化合物を、
    連続的または断続的に添加し、さらに重合を行ない、多
    官能性カップリング剤で重合を停止することを特徴とす
    る共役ジエン系共重合体の製造方法。
JP60071811A 1985-04-04 1985-04-04 共役ジエン系共重合体の製造方法 Expired - Lifetime JPH0625236B2 (ja)

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