JPH11130740A - フェニレンジアミン誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム用酸化防止剤 - Google Patents

フェニレンジアミン誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム用酸化防止剤

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JPH11130740A
JPH11130740A JP30986797A JP30986797A JPH11130740A JP H11130740 A JPH11130740 A JP H11130740A JP 30986797 A JP30986797 A JP 30986797A JP 30986797 A JP30986797 A JP 30986797A JP H11130740 A JPH11130740 A JP H11130740A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 150℃を超えるような高温条件下においても
揮発による消失や熱変性が殆んどみられない酸化防止剤
として有効に使用されるフェニレンジアミン誘導体を提
供する。 【解決手段】 一般式 [R1, R2:水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ
ル基、シアノ基、n,m:1、2または3]で表わされるフェ
ニレンジアミン誘導体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェニレンジアミ
ン誘導体、その製造法およびそれを有効成分とするゴム
用酸化防止剤に関する。更に詳しくは、150℃以上の高
温においても安定なフェニレンジアミン誘導体、その製
造法およびそれを有効成分とするゴム用酸化防止剤に関
する。
【0002】
【従来の技術】特に自動車産業などでは、材料の使用環
境の高温化や長寿命化の要求が大きく、ゴム製材料にお
いても適当な酸化防止剤を添加し、耐熱性を向上させる
ことでこれに対応してきている。しかしながら、現在上
市されている酸化防止剤は、主としてSBR製タイヤや各
種プラスチック製品への添加を目的として開発されたも
のが殆んどであり、これら製品の耐熱使用温度が約100
〜150℃程度であるため、これらに添加される酸化防止
剤としても、約150℃程度迄その能力が発揮されれば十
分であり、これ以上の使用温度を想定した酸化防止剤と
いうものは殆んど存在していない。従って、このような
従来の酸化防止剤を使用した場合には、約150℃より高
い使用温度条件下では、酸化防止剤自体の材料表面から
の揮発による消失がみられるため、材料の長寿命化を困
難とさせている。
【0003】このような欠点を避け、酸化防止剤を難揮
発性にするために、それの分子量を大きくすることが行
われている。そして、現在上市されている酸化防止剤の
中にも、かなり難揮発性のものもある。しかるに、この
ような難揮発性の酸化防止剤にあっては、高分子量化し
たためにゴムへの分散性の低下がみられる。また、低揮
発性を実現させるために、酸化防止剤分子をポリマーに
化学的に結合させて利用する試みや多孔質体に保持させ
る試みも行われているが、これらの方法は実用化の上で
の課題も多く、未だ実用とはなっていないのが現状であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、150
℃を超えるような高温条件下においても揮発による消失
や熱変性が殆んどみられない酸化防止剤として有効に使
用されるフェニレンジアミン誘導体を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
一般式 [ここで、R1およびR2はそれぞれ水素原子、低級アルキ
ル基、低級アルコキシル基またはシアノ基であり、nお
よびmは1、2または3である]で表わされるフェニレンジ
アミン誘導体によって達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】上記フェニレンジアミン誘導体
は、N,N´-ジフェニル-1,4-フェニレンジアミンと一般
(ここで、R1およびR2はそれぞれ水素原子、低級アルキ
ル基、低級アルコキシル基またはシアノ基であり、Xは
ハロゲン原子である)で表わされるベンゾイルクロライ
ド(誘導体)とを反応させることによって製造される。
【0007】上記一般式で表わされるベンゾイルクロラ
イド(誘導体)としては、ベンゾイルクロライド以外に、
その4-メチル、4-メトキシ、4-シアノ誘導体等が挙げら
れ、これらは混合物としても用いることができる。
【0008】これら両者間の反応は、N,N´-ジフェニル
-1,4-フェニレンジアミンに対して2倍モル量以上のベン
ゾイルクロライド(誘導体)を用い、無水塩化アルミニウ
ム触媒の存在下で、約30〜100℃、好ましくは約40〜80
℃の反応温度で、好ましくはベンゼン、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素またはベンジンの如き脂肪族炭
化水素を反応溶媒に用いて行われるが、無溶媒下でも反
応させることができる。
【0009】得られた反応生成物は、微量のモノ置換体
を含有しているが、その殆んどは目的とするジ置換体ま
たはポリ置換体である。ベンゾイルクロライド誘導体と
して、2種類以上の混合物を用いた場合には、ジ置換体
またはポリ置換体の置換基R1、R2はそれぞれ異なり得
る。また、その置換位置は、n,mが1の場合には、-NH-
基に対して一般にp-位であり、n,mが2(または3)の場合
には、-NH-基に対してのp-位に加えて、o-位(およびo´
-位)である。
【0010】このようなジ置換体またはポリ置換体より
なるフェニレンジアミン誘導体は、約150℃以上の高温
条件下で用いられるゴム用酸化防止剤として有効に使用
される。このフェニレンジアミン誘導体は、約450以上
の数平均分子量Mnを有し、175℃の加熱空気中に40時間
放置したときの重量損失量が約40%以下、好ましくは約2
0%以下であるという特徴を有している。また、オイルシ
ール、Oリング、パッキン等のエンジンオイルに接触す
るシール材料に添加されて用いられたとき、それの耐オ
イル抽出性においてもすぐれているという特徴を有して
いる。
【0011】従って、本発明にかかるフェニレンジアミ
ン誘導体は、各種架橋性基を有するアクリルゴム、NB
R、SBR、EPDM等の種々のゴムの酸化防止剤として有効に
使用することができる。その添加割合は、ゴム100重量
部当り約0.1〜10重量部、好ましくは約0.3〜5重量部程
度であり、また他の酸化防止剤との併用も勿論可能であ
る。
【0012】
【発明の効果】本発明によって、高温条件下において使
用された場合においても熱的安定性にすぐれ、しかもゴ
ムへの分散性においてもすぐれていて、従ってゴムへの
酸化防止剤などとして有効に使用されるフェニレンジア
ミン誘導体が提供される。
【0013】このフェニレンジアミン誘導体は、エンジ
ンオイルに接触するシール材料に添加されて用いられた
とき、耐オイル抽出性の点でもすぐれているので、オイ
ルシール、Oリング、パッキン等のシール材料にも有効
に添加されて用いられる。
【0014】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【0015】実施例1(酸化防止剤Aの製造) 油浴上の容量300mlの三口フラスコ中に、N,N´-ジフェ
ニル-1,4-フェニレンジアミン(大内新興化学製品ノクラ
ックDP)5.2gおよびトルエン100mlを仕込み、撹拌しなが
ら十分に窒素ガス置換を行った後、滴下ロートからベン
ゾイルクロライド6.7gを滴下し、滴下終了後今度は無水
塩化アルミニウム6.0gを少量ずつ加えた。無水塩化アル
ミニウムの全量を添加した後、油浴温度を80℃迄上げ、
発生する塩化水素をトラップしながら、約15時間撹拌し
ながら反応を継続した。
【0016】反応終了後、反応混合物にトルエン100ml
を加え、その後フラスコ内容物を少量ずつ500mlの蒸留
水中に投入した。全量を投入した後、液上部の有機層を
容量300mlのフラスコに移し、10重量%の水酸化ナトリウ
ム水溶液100mlを加えて還流操作を行った。その後、有
機層を取り出し、分液ロートを用いての蒸留水による洗
浄を、液が中性になる迄行った。洗浄後の有機層からト
ルエンを留去し、黒褐色の目的物質4.6g(収率49%)を得
た。
【0017】得られた物質の一定量をとり、175℃の空
気循環式オーブン中に40時間放置したが、そのときの重
量損失量は10%以下(7.8%)であった。また、TLC法(シリ
カゲルプレート使用、展開溶媒:n-ヘキサン/トルエン
容量比=1/2)によって得られた物質を分析したところ、
原料成分は確認できず、モノ置換体と考えられる不純物
のスポットおよび構造不明のスポットが微量存在してい
たが、大部分は目的物質であった。 Mn(テトラヒドロフランを溶媒とするGPC法による):468.56 FI-IR(KRS-5結晶板上にキャストして測定): 3342cm-1 N-H伸縮振動 3060cm-1 芳香族C-H伸縮振動 1649cm-1 C=O伸縮振動 1300〜1600cm-1 芳香環由来の振動 700cm-1付近 〃 推定構造:
【0018】実施例2(酸化防止剤Bの製造) 実施例1において、ベンゾイルクロライドの代わりに7.
5gの4-シアノベンゾイルクロライドを用いて同様の反応
を行い、黒褐色の目的物質7.1g(収率68%)を得た。
【0019】この物質の175℃、40時間における重量損
失量は20%以下(19.9%)であり、またTLC法による挙動も
実施例1と同様であった。 Mn(テトラヒドロフランを溶媒とするGPC法による):518.58 FI-IR(KRS-5結晶板上にキャストして測定): 3388cm-1 N-H伸縮振動 3043cm-1 芳香族C-H伸縮振動 2229cm-1 C≡N伸縮振動 1651cm-1 C=O伸縮振動 1280〜1600cm-1 芳香環由来の振動 700cm-1付近 〃 推定構造:
【0020】実施例3(酸化防止剤Cの製造) 油浴上の容量300mlの還流冷却管付き三口フラスコ中
に、p-アニス酸(p-メトキシ安息香酸)9.2gおよびジイソ
プロピルエーテル100mlを仕込み、p-アニス酸を攪拌混
合した後、滴下ロートからチオニルクロライド18.0gを
滴下した。滴下終了後、油浴を加熱し、2時間還流させ
た。還流冷却管を外し、フラスコを減圧下に加熱して、
揮発成分を完全に除去した。
【0021】p-アニス酸クロライドを残留させたフラス
コを大気圧に戻した後、N,N′-ジフェニル-1,4-フェニ
レンジアミン7.2gおよびトルエン100mlをそこに加え、
以下実施例1と同様に処理し、黒褐色の目的物質7.8g
(収率37%)を得た。
【0022】この物質の175℃、40時間における重量損
失量は15%以下(14.7%)であり、またTLC法による挙動も
実施例1と同様であった。 Mn(テトラヒドロフランを溶媒とするGPC法による):528.61 FI-IR(KRS-5結晶板上にキャストして測定): 3327cm-1 N-H伸縮振動 3031cm-1 芳香族C-H伸縮振動 2836cm-1 CH3O基C-H伸縮振動 1651cm-1 C=O伸縮振動 1300〜1600cm-1 芳香環由来の振動 700cm-1 〃 推定構造:
【0023】 実施例4〜6、比較例1〜2 塩素含有アクリルゴム 100重量部 (日本メクトロン製品ノックスタイトPA404K) HAFカーボンブラック 60 〃 ステアリン酸 1 〃 酸化防止剤A 2 〃 (実施例4) 〃 B 2 〃 (実施例5) 〃 C 2 〃 (実施例6) 〃 D 2 〃 (比較例1) 〃 E 2 〃 (比較例2) ステアリン酸ナトリウム(花王製品NSソープ) 2 〃 ステアリン酸カリウム(日本油脂製品ノンサールSK-1) 0.25 〃 イオウ 0.2 〃 注)酸化防止剤E:大内新興化学製品ノクラックCD 175℃、40時間における重量損失量 約35% 酸化防止剤F:ノクラックDP 175℃、40時間における重量損失量 約70% 上記各配合成分をロール混練して得られたアクリルゴム
組成物について、180℃、8分間のプレス加硫(一次加硫)
を行った後、175℃の熱風循環オーブン中で4時間の二次
加硫を行い、120×220×2mmのシート状に加硫成形し
た。
【0024】このテストピースについて、常態物性(JIS
K-6301準拠)および圧縮永久歪(150℃、70時間、25%圧
縮)の測定を行うと共に、耐熱老化性試験(175℃、70時
間後の常態値変化として測定)を行った。得られた結果
は、次の表に示される。 実施例 比較例 [常態物性] 硬さ (JIS A) 65 64 66 64 65 引張強さ (MPa) 14.6 14.3 14.8 14.2 14.4 100%モジュラス(MPa) 5.0 4.6 4.9 4.7 4.8 伸び (%) 230 240 240 230 240 [耐熱老化性試験] 硬さ変化 (ポイント) +5 +5 +5 +8 +11 引張強さ変化率 (%) -12 -14 -14 -23 -20 伸び変化率 (%) +1 +5 +6 +11 -2 [圧縮永久歪] 150℃、70時間 (%) 25 24 22 29 32 上記耐熱老化性試験の結果から、本発明に係る酸化防止
剤を用いた場合には、常態物性を損なうことなく、耐熱
老化性や耐圧縮永久歪特性を改善させることができ、即
ちそこに有効な酸化防止効果が示されている。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 [ここで、R1およびR2はそれぞれ水素原子、低級アルキ
    ル基、低級アルコキシル基またはシアノ基であり、nお
    よびmは1、2または3である]で表わされるフェニレンジ
    アミン誘導体。
  2. 【請求項2】 数平均分子量Mnが約450以上であり、175
    ℃の加熱空気中に40時間放置したときの重量損失量が約
    40%以下である請求項1記載のフェニレンジアミン誘導
    体。
  3. 【請求項3】 N,N´-ジフェニル-1,4-フェニレンジア
    ミンと一般式 (ここで、R1およびR2はそれぞれ水素原子、低級アルキ
    ル基、低級アルコキシル基またはシアノ基であり、Xは
    ハロゲン原子である)で表わされるベンゾイルハライド
    またはその誘導体とを反応させることを特徴とする請求
    項1記載のフェニレンジアミン誘導体の製造法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のフェニレンジアミン誘導
    体よりなるゴム用酸化防止剤。
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