JP2000212213A - Method for producing modified polybutadiene, modified polybutadiene, and rubber composition - Google Patents
Method for producing modified polybutadiene, modified polybutadiene, and rubber compositionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特にタイヤトレッ
ド用のゴム材料として有用な変性ポリブタジエンと、そ
の製造方法、およびタイヤトレッド用のゴム材料として
有効に使用できるゴム組成物に関する。The present invention relates to a modified polybutadiene which is particularly useful as a rubber material for a tire tread, a method for producing the same, and a rubber composition which can be effectively used as a rubber material for a tire tread.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリブタジエンやブタジエン−スチレン
共重合体ゴムなどの共役ジエン系共重合体ゴムは、自動
車タイヤトレッド用ゴムとして使用されてきたが、近
年、自動車の低燃費化の要求と雪上及び氷上での走行安
定性の要求から、自動車タイヤトレッド用ゴムとして、
転動抵抗が小さく、雪上及び氷上での路面グリップの大
きいゴム材料の出現が望まれている。2. Description of the Related Art Conjugated diene copolymer rubbers such as polybutadiene and butadiene-styrene copolymer rubber have been used as rubbers for treads of automobile tires. Demand for running stability in automobiles, as rubber for automobile tire treads,
There is a demand for a rubber material having a small rolling resistance and a large road grip on snow and ice.
【0003】この課題を解決するための手段として、例
えばアルカリ金属含有ジエン系重合体と特定の化合物と
を反応させることにより、特定の原子団を重合体中に導
入する方法が数多く提案されてきた。As a means for solving this problem, many methods have been proposed for introducing a specific atomic group into a polymer by, for example, reacting an alkali metal-containing diene polymer with a specific compound. .
【0004】特開昭58−162604号公報と特開昭
59−117514号公報には、ゴム成分をベンゾフェ
ノンと反応させて変性する方法が記載されており、特公
平6−53766号公報、特公平6−57769号公
報、および特公平6−78450号公報には、ゴム成分
をニトロアミノ化合物、ニトロ化合物またはニトロアル
キル化合物と反応させて変性する方法が記載されてい
る。[0004] JP-A-58-162604 and JP-A-59-117514 describe a method of modifying a rubber component by reacting it with benzophenone. JP-A-6-57769 and JP-B-6-78450 describe a method in which a rubber component is modified by reacting it with a nitroamino compound, a nitro compound or a nitroalkyl compound.
【0005】しかしながら、これらの方法では、充分満
足できるゴム材料が得られていないのが現状であり、さ
らに、これらの方法で得られるゴム材料では、そのポリ
マーのミクロ構造におけるシス−1,4含量が低く、耐
摩耗性がハイ・シスポリマーに比べて劣るという問題点
があった。一方、ハイ・シスポリマーを与える触媒とし
ては、Co触媒、Ni触媒、Ti触媒及びNd触媒等が
知られているが、これらの触媒の中で、Co触媒、Ni
触媒及びTi触媒はリビング性がないので、重合系に変
性剤を添加することによって、変性ポリマーを製造する
方法の提案はなされていない。[0005] However, at present, it has not been possible to obtain a sufficiently satisfactory rubber material by these methods. Further, in the rubber material obtained by these methods, the cis-1,4 content in the microstructure of the polymer is not obtained. And the abrasion resistance is inferior to the high cis polymer. On the other hand, as a catalyst that provides a high cis polymer, a Co catalyst, a Ni catalyst, a Ti catalyst, an Nd catalyst, and the like are known.
Since the catalyst and the Ti catalyst do not have a living property, a method for producing a modified polymer by adding a modifying agent to a polymerization system has not been proposed.
【0006】ハイ・シスポリマーに溶媒を加えて溶解
し、その溶液に触媒と変性剤を接触させて変性ポリマー
を製造する方法は既に知られている。例えば、特開昭5
8−142901号公報には、ゴムを溶媒に溶解し、酸
触媒の存在下、不飽和結合を有するゴムにカルボキシル
基とアルデヒド基とを有する有機化合物を反応させて、
ゴムの変性を行う方法が提案されている。また特開昭5
8−162602号公報には、ゴムを溶媒に溶解し、不
飽和結合を有するゴムにカルボキシル基を有する有機化
合物及び芳香族スルホンハロアミドの塩を反応させる方
法が提案されている。A method for producing a modified polymer by adding a solvent to a high cis polymer, dissolving the solution, and bringing a catalyst and a modifier into contact with the solution is already known. For example, JP
JP-A-8-142901 discloses that a rubber is dissolved in a solvent, and a rubber having an unsaturated bond is reacted with an organic compound having a carboxyl group and an aldehyde group in the presence of an acid catalyst.
Methods for modifying rubber have been proposed. See also
JP-A-8-162602 proposes a method in which a rubber is dissolved in a solvent, and a rubber having an unsaturated bond is reacted with an organic compound having a carboxyl group and a salt of an aromatic sulfone halamide.
【0007】特開昭61−225202号公報には、不
飽和結合を有するゴムを溶媒に溶解し、ルイス酸の存在
下、ベンジリデンブチルアミンや、有機酸ハライドを反
応させてゴムを変性する方法が記載されている。これら
の方法はいずれも、ゴムを溶媒で溶解したゴム溶液にす
る工程が必要となり、多量の溶媒を必要とする。そのた
めに、重合系に直接変性剤を添加することにより、この
ような煩雑な操作を省力したハイ・シス含量の変性ゴム
を得る方法の開発が望まれていた。Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-225202 describes a method in which a rubber having an unsaturated bond is dissolved in a solvent, and benzylidenebutylamine or an organic acid halide is reacted in the presence of a Lewis acid to modify the rubber. Have been. All of these methods require a step of forming a rubber solution in which rubber is dissolved with a solvent, and thus require a large amount of solvent. Therefore, it has been desired to develop a method for obtaining a modified rubber having a high cis content by saving such a complicated operation by directly adding a modifying agent to the polymerization system.
【0008】この方法としては、Nd触媒を用いて製造
された擬似リビング性を有する共役ジエン重合体に、変
性剤を直接添加する方法が提案されている。例えば、特
開昭63−178102公報には、ランタン系列希土類
金属触媒を用いて共役ジエンを重合し、その重合された
直後のポリマーに特定のハロゲン化有機金属を反応させ
ることによって変性共役ジエン系重合体を製造する方法
が記載されている。特開昭63−297403号公報に
は、ランタン系列希土類金属触媒を用いて共役ジエンを
重合し、その重合された直後のポリマーに、特定のヘテ
ロクムレン化合物もしくはヘテロ三員環化合物を反応さ
せることによって、変性共役ジエン系重合体を製造する
方法が提案されている。特開昭63−305101号に
は同様の方法で、変性剤として2,4,6−トリクロロ
−1,3,5−トリアジンのような特定のハロゲン化合
物を添加して、変性共役ジエン系重合体を製造する方法
が記載されている。As this method, there has been proposed a method in which a modifier is directly added to a conjugated diene polymer having pseudo-living properties produced using an Nd catalyst. For example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-178102 discloses that a conjugated diene is polymerized by using a lanthanum series rare earth metal catalyst, and a polymer immediately after the polymerization is reacted with a specific organic metal halide to form a modified conjugated diene-based polymer. A method for producing a coalescence is described. JP-A-63-297403 discloses that a conjugated diene is polymerized by using a lanthanum series rare earth metal catalyst, and a polymer immediately after the polymerization is reacted with a specific heterocumulene compound or a hetero three-membered ring compound. A method for producing a modified conjugated diene polymer has been proposed. JP-A-63-305101 discloses a modified conjugated diene polymer in the same manner as described above, except that a specific halogen compound such as 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine is added as a modifier. Are described.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ランタ
ン系列希土類金属触媒を用いる共役ジエンの重合反応に
は、Co触媒やNi触媒と比較して、単位触媒量当たり
の重合反応速度が低いという欠点がある。一方、Co触
媒やNi触媒により、ランタン系列希土類金属触媒の場
合と同様の変性反応を実施させることは、Co触媒やN
i触媒がリビング性や擬似リビング性を有しないので、
不可能であると考えられていた。However, the polymerization reaction of a conjugated diene using a lanthanum series rare earth metal catalyst has a disadvantage that the polymerization reaction rate per unit catalyst amount is lower than that of a Co catalyst or a Ni catalyst. . On the other hand, performing the same modification reaction with a Co catalyst or a Ni catalyst as in the case of a lanthanum series rare earth metal catalyst is difficult with a Co catalyst or an N catalyst.
Since the i catalyst has no living property or pseudo-living property,
It was considered impossible.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
ハイ・シス構造のポリブタジエンゴムを高活性で製造
し、かつ重合直後に変性剤を添加することによって、不
飽和結合を有するゴムに変性剤を導入させる方法の可能
性を考え、この考えに基づき鋭意研究した結果、コバル
ト系触媒組成物(コバルト化合物、ハロゲン含有有機ア
ルミニウム化合物および水を有効成分として含む組成
物)、もしくはニッケル系触媒組成物(ニッケル化合
物、有機アルミニウム化合物およびフッ素化合物を有効
成分として含む組成物)の存在下にて1,3−ブタジエ
ンを重合することにより得られた重合直後のポリブタジ
エンに、変性剤として、少なくとも二個のアミノ基と一
個のカルボキシル基とを有する芳香族化合物を添加する
ことによって、優れた特性を有する変性ポリブタジエン
を製造できることを見出し、本発明に到達した。Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
Considering the possibility of introducing a modifying agent into a rubber having an unsaturated bond by producing a high-cis structure polybutadiene rubber with high activity and adding a modifying agent immediately after polymerization, we have earnestly based on this idea. As a result of the research, a cobalt-based catalyst composition (a composition containing a cobalt compound, a halogen-containing organoaluminum compound and water as active ingredients) or a nickel-based catalyst composition (containing a nickel compound, an organoaluminum compound and a fluorine compound as active ingredients) Composition)), an aromatic compound having at least two amino groups and one carboxyl group is added as a modifier to the polybutadiene immediately after polymerization obtained by polymerizing 1,3-butadiene. To produce modified polybutadiene with excellent properties. Thus, the present invention has been attained.
【0011】従って、本発明は、1,3−ブタジエン
を、コバルト化合物、ハロゲン含有有機アルミニウム化
合物、及び水からなるコバルト系触媒組成物、もしくは
ニッケル化合物、有機アルミニウム化合物、及びフッ素
化合物からなるニッケル系触媒組成物の存在下で重合さ
せてポリブタジエンとした後、このポリブタジエンを、
少なくとも二個のアミノ基と一個のカルボキシル基とを
有する芳香族化合物により変性することを特徴とする変
性ポリブタジエンの製造方法にある。Accordingly, the present invention provides a cobalt catalyst composition comprising a cobalt compound, a halogen-containing organoaluminum compound and water, or a nickel catalyst comprising a nickel compound, an organoaluminum compound and a fluorine compound. After polymerization in the presence of the catalyst composition to polybutadiene, this polybutadiene,
A method for producing a modified polybutadiene, comprising modifying with an aromatic compound having at least two amino groups and one carboxyl group.
【0012】本発明はまた、上記の本発明の製造方法に
より得られた変性ポリブタジエンであって、その繰り返
し単位の80%以上がシス−1,4構造を持ち、ムーニ
ー粘度(ML1+4、100℃)が20〜80の範囲にあ
り、ゲルパーミエーション法による重量平均分子量が2
00,000〜1,000,000の範囲にあり、窒素
含有量が10〜5000ppmの範囲にあることを特徴
とする変性ポリブタジエンにもある。The present invention also relates to a modified polybutadiene obtained by the above production method of the present invention, wherein at least 80% of its repeating units have a cis-1,4 structure and a Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) is in the range of 20 to 80, and the weight average molecular weight by gel permeation method is 2
There is also a modified polybutadiene characterized in that the modified polybutadiene is in the range of from 0.00000 to 1,000,000 and the nitrogen content is in the range of from 10 to 5000 ppm.
【0013】本発明はまた、上記の変性ポリブタジエン
をゴム成分中に少なくとも10重量%含むことを特徴と
するゴム組成物にもある。[0013] The present invention also provides a rubber composition comprising the above-mentioned modified polybutadiene in a rubber component at least 10% by weight.
【0014】本発明の変性ポリブタジエンの製造方法に
おいて使用する触媒組成物はコバルト系触媒組成物であ
ることが望ましく、その場合の各触媒成分の使用量は、
全て1,3−ブタジエン1モルに対する量として、コバ
ルト化合物については1×10-7〜1×10-3モルであ
り、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物については1
×10-5〜1×10-1モルであり、かつ水については1
×10-5〜1×10-1モルであることが望ましい。The catalyst composition used in the method for producing a modified polybutadiene according to the present invention is preferably a cobalt-based catalyst composition.
All amounts per mol of 1,3-butadiene are 1 × 10 −7 to 1 × 10 −3 mol for the cobalt compound and 1 × 10 −3 mol for the halogen-containing organoaluminum compound.
× 10 -5 to 1 × 10 -1 mol, and 1 for water
Desirably, it is from × 10 -5 to 1 × 10 -1 mol.
【0015】本発明の変性ポリブタジエンの製造方法で
は、触媒組成物として、コバルト系触媒組成物の代りに
ニッケル系触媒組成物を使用することもでき、その場合
における各触媒成分の使用量は、全て1,3−ブタジエ
ン1モルに対して、ニッケル化合物については1×10
-7〜1×10-3モルであり、有機アルミニウム化合物
(ハロゲン原子を含まない有機アルミニウム化合物)成
分については1×10-5〜1×10-1モルであり、フッ
素化合物については1×10-4〜1モルであることが好
ましい。In the method for producing a modified polybutadiene of the present invention, a nickel-based catalyst composition may be used instead of a cobalt-based catalyst composition as a catalyst composition. For 1 mol of 1,3-butadiene, 1 × 10
-7 to 1 × 10 -3 mol, 1 × 10 -5 to 1 × 10 -1 mol for the organoaluminum compound (organoaluminum compound containing no halogen atom) component, and 1 × 10 -1 mol for the fluorine compound. It is preferably from -4 to 1 mol.
【0016】また、本発明において、コバルト化合物
は、炭素原子数1〜18のカルボン酸のコバルト塩であ
ることが好ましく、そしてハロゲン含有有機アルミニウ
ム化合物は、合計炭素原子数2〜10のジアルキルアル
ミニウムハライド、アルキルアルミニウムジハライド、
もしくはアルキルアルミニウムセスキハライドであるこ
とが好ましい。ジアミン化合物としては、炭素原子数2
〜6のジアミノアルカンを用いることが好ましい。In the present invention, the cobalt compound is preferably a cobalt salt of a carboxylic acid having 1 to 18 carbon atoms, and the halogen-containing organoaluminum compound is preferably a dialkylaluminum halide having 2 to 10 carbon atoms in total. , Alkyl aluminum dihalide,
Alternatively, it is preferably an alkyl aluminum sesquihalide. As the diamine compound, the number of carbon atoms is 2
It is preferable to use from 6 to 6 diaminoalkanes.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に、本発明の変性ポリブタジエ
ンの製造方法、その製造方法により得られる変性ポリブ
タジエン、そしてその変性ポリブタジエンのタイヤトレ
ッド用のゴム材料としての使用についてさらに詳しく説
明する。Next, the method for producing the modified polybutadiene of the present invention, the modified polybutadiene obtained by the production method, and the use of the modified polybutadiene as a rubber material for a tire tread will be described in more detail.
【0018】コバルト系触媒組成物を用いる場合のコバ
ルト化合物としては、コバルトの塩や錯体が好ましく用
いられる。特に好ましいものは、塩化コバルトや臭化コ
バルトなどのハロゲン化コバルト、硝酸コバルトなどの
無機酸のコバルト塩、オクチル酸コバルト、酢酸コバル
ト、コバルトオクトエートなどの炭素原子数1〜18の
カルボン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、マロン酸コ
バルト、コバルトのビスアセチルアセトナートやトリス
アセチルアセトネート、アセト酢酸エチルエステルなど
のコバルト錯体、ハロゲン化コバルトのトリアリールホ
スフィン錯体、トリアルキルホスフィン錯体、ピリジン
錯体やピコリン錯体等の有機塩基錯体、もしくはエチル
アルコール錯体などの各種錯体が挙げられる。When a cobalt-based catalyst composition is used, a cobalt salt or complex is preferably used. Particularly preferred are cobalt halides such as cobalt chloride and cobalt bromide, cobalt salts of inorganic acids such as cobalt nitrate, cobalt octylate, cobalt acetate, and cobalt carboxylate having 1 to 18 carbon atoms such as cobalt octoate; Cobalt complexes such as cobalt naphthenate, cobalt malonate, cobalt bisacetylacetonate, cobalt trisacetylacetonate, and ethyl acetoacetate; triarylphosphine complexes, cobalt halide halides, trialkylphosphine complexes, pyridine complexes and picoline complexes Various complexes such as an organic base complex and an ethyl alcohol complex are exemplified.
【0019】ニッケル系触媒組成物を用いる場合のニッ
ケル化合物としては、ニッケルの塩や錯体が好ましく用
いられる。特に好ましいものは、塩化ニッケルや臭化ニ
ッケルなどのハロゲン化ニッケル、硝酸ニッケルなどの
無機酸のニッケル塩、オクチル酸ニッケル、酢酸ニッケ
ル、ニッケルオクトエートなどの炭素原子数1〜18の
カルボン酸ニッケル、ナフテン酸ニッケル、マロン酸ニ
ッケル、ニッケルのビスアセチルアセトナートやトリス
アセチルアセトネート、アセト酢酸エチルエステルなど
のニッケル錯体、ハロゲン化ニッケルのトリアリールホ
スフィン錯体、トリアルキルホスフィン錯体、ピリジン
錯体やピコリン錯体等の有機塩基錯体、もしくはエチル
アルコール錯体などの各種錯体が挙げられる。When the nickel-based catalyst composition is used, a nickel salt or complex is preferably used. Particularly preferred are nickel halides such as nickel chloride and nickel bromide, nickel salts of inorganic acids such as nickel nitrate, nickel octylate, nickel acetate, nickel carboxylate having 1 to 18 carbon atoms such as nickel octoate, Nickel complexes such as nickel naphthenate, nickel malonate, nickel bisacetylacetonate, trisacetylacetonate, ethyl acetoacetate, nickel halide triarylphosphine complex, trialkylphosphine complex, pyridine complex and picoline complex Various complexes such as an organic base complex and an ethyl alcohol complex are exemplified.
【0020】コバルト系触媒組成物を用いる場合のハロ
ゲン含有有機アルミニウム化合物としては、R3-nAl
Xn(式中、Rは炭素原子数1〜10の炭化水素基、X
はハロゲンを示し、nは1〜2の整数である。)で表さ
れるハロゲン含有アルキルアルミニウム化合物を挙げる
ことができる。その例としては、ジアルキルアルミニウ
ムクロライド、ジアルキルアルミニウムブロマイド等の
ジアルキルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウ
ムセスキクロライド、アルキルアルミニウムセスキブロ
マイド等のアルキルアルミニウムセスキハライド、アル
キルアルミニウムジクロライド、アルキルアルミニウム
ジブロマイド等のアルキルアルミニウムジハライド等が
挙げられる。具体的化合物としては、ジエチルアルミニ
ウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノブロマ
イド、ジブチルアルミニウムモノクロライド、エチルア
ルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジク
ロライド、ジシクロヘキシルアルミニウムモノクロライ
ド、ジフェニルアルミニウムモノクロライド等が挙げら
れる。When a cobalt-based catalyst composition is used, the halogen-containing organoaluminum compound may be R 3-n Al
X n (where R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, X
Represents a halogen, and n is an integer of 1 to 2. )) Can be mentioned. Examples thereof include dialkyl aluminum chloride, dialkyl aluminum halide such as dialkyl aluminum bromide, alkyl aluminum sesquichloride, alkyl aluminum sesquihalide such as alkyl aluminum sesquibromide, alkyl aluminum dichloride, and alkyl aluminum dibromide such as alkyl aluminum dibromide. No. Specific compounds include diethylaluminum monochloride, diethylaluminum monobromide, dibutylaluminum monochloride, ethylaluminum sesquichloride, ethylaluminum dichloride, dicyclohexylaluminum monochloride, diphenylaluminum monochloride and the like.
【0021】ニッケル系触媒組成物を用いる場合の有機
アルミニウム化合物としては、AlR3(Rは炭素原子
数1〜10の炭化水素基を示す)で表わされるトリアル
キルアルミニウムも好ましく使用することができる。そ
のようなトリアルキルアルミニウムの例としては、トリ
メチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−
n−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニ
ウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリイソブチル
アルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシ
ルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、ト
リオクチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、
トリ−p−トリルアルミニウム、そしてトリベンジルア
ルミニウムを挙げることができる。トリアルキルアルミ
ニウムの内の三個のアルキル基は互いに同一でも、ある
いは異なっていてもよい。As the organoaluminum compound when a nickel-based catalyst composition is used, a trialkylaluminum represented by AlR 3 (R represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) can also be preferably used. Examples of such trialkylaluminums include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-aluminum.
n-propyl aluminum, triisopropyl aluminum, tri-n-butyl aluminum, triisobutyl aluminum, tripentyl aluminum, trihexyl aluminum, tricyclohexyl aluminum, trioctyl aluminum, triphenyl aluminum,
Tri-p-tolyl aluminum and tribenzyl aluminum can be mentioned. The three alkyl groups in the trialkylaluminum may be the same or different from each other.
【0022】ニッケル系触媒組成物を用いる場合のフッ
素化合物としては、三フッ化ホウ素のエーテル、アルコ
ール、またはこれらの混合物の錯体、あるいはフッ化水
素のエーテル、アルコール、またはこれらの錯体の混合
物が用いられる。特に好ましいフッ素化合物としては、
三フッ化ホウ素ジエチルエーテレート、三フッ化ホウ素
ジブチルエーテレート、フッ化水素ジエチルエーテレー
ト、そしてフッ化水素ジブチルエーテレートを挙げるこ
とができる。When the nickel-based catalyst composition is used, the fluorine compound may be a boron trifluoride ether, an alcohol, or a complex of a mixture thereof, or a hydrogen fluoride ether, an alcohol, or a mixture of these complexes. Can be Particularly preferred fluorine compounds include
Boron trifluoride diethyl etherate, boron trifluoride dibutyl etherate, hydrogen fluoride diethyl etherate, and hydrogen fluoride dibutyl etherate can be mentioned.
【0023】本発明の変性対象のポリブタジエンの製造
方法に用いる触媒組成物としては、コバルト系触媒組成
物が好ましい。そして、コバルト化合物の使用量は、原
料モノマーの1,3−ブタジエン1モルに対してコバル
ト化合物が1×10-7〜1×10-3モルの範囲にあるこ
とが好ましい。また、ハロゲン含有有機アルミニウム化
合物の使用量がコバルト化合物1モルに対して1×10
-5〜1×10-1モルの範囲にあり、かつ水の使用量がコ
バルト化合物1モルに対して1×10-5〜1×10-1モ
ルの範囲にあることが好ましい。As the catalyst composition used in the method for producing a polybutadiene to be modified according to the present invention, a cobalt-based catalyst composition is preferable. The amount of the cobalt compound used is preferably in the range of 1 × 10 −7 to 1 × 10 −3 mol per 1 mol of 1,3-butadiene as the raw material monomer. The amount of the halogen-containing organoaluminum compound is 1 × 10
In the range of -5 to 1 × 10 -1 mol, and it is preferable that the amount of water used is in the range of 1 × 10 -5 ~1 × 10 -1 mol per 1 mol of the cobalt compound.
【0024】反応系への触媒成分の添加順序に制限はな
い。各触媒成分を同時に、あるいは任意の順序で添加す
ることができる。The order of adding the catalyst components to the reaction system is not limited. Each catalyst component can be added simultaneously or in any order.
【0025】重合方法についても、特に制限はなく、塊
状重合、溶液重合等の1,3−ブタジエンについて一般
的に利用されている重合方法を利用できる。溶液重合で
の溶媒としては、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳
香族系炭化水素、n−ヘキサン、ブタン、ヘプタン、ペ
ンタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘ
キサン等の脂環式炭化水素、1−ブテン、シス−2−ブ
テン、トランス−2−ブテン等のオレフィン系炭化水
素、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、ケロシン
等の炭化水素溶媒や、塩化メチレン等のハロゲン化炭化
水素系溶媒等を用いることができる。また、1,3−ブ
タジエンそのものを重合溶媒として用いてもよい。これ
らの中でも、ベンゼン、シクロヘキサン、あるいはシス
−2−ブテンとトランス−2−ブテンとの混合物等が溶
液重合の溶媒として好適に用いられる。The polymerization method is not particularly limited, and polymerization methods generally used for 1,3-butadiene, such as bulk polymerization and solution polymerization, can be used. Examples of the solvent in the solution polymerization include aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene, and xylene; aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, butane, heptane, and pentane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; Olefinic hydrocarbons such as -butene, cis-2-butene, trans-2-butene, mineral spirits, solvent naphtha, kerosene and the like; and hydrocarbon solvents such as methylene chloride and the like can be used. it can. Further, 1,3-butadiene itself may be used as a polymerization solvent. Among them, benzene, cyclohexane, a mixture of cis-2-butene and trans-2-butene, and the like are suitably used as a solvent for solution polymerization.
【0026】本発明のポリブタジエンの製造方法におい
ては、重合反応の実施の際に、公知の分子量調節剤、例
えば、シクロオクタジエン、アレン等の非共役ジエン
類、またはエチレン、プロピレン、ブテン−1等のα−
オレフィン類を使用することができる。In the process for producing polybutadiene according to the present invention, a known molecular weight regulator, for example, a non-conjugated diene such as cyclooctadiene or arene, or ethylene, propylene or butene-1 or the like may be used during the polymerization reaction. Α-
Olefins can be used.
【0027】重合温度は−30〜100℃の範囲が好ま
しく、30〜80度の範囲が特に好ましい。重合時間は
10分〜12時間の範囲が好ましく、30分〜6時間が
特に好ましい。また、重合圧力は常圧、あるいは10気
圧(ゲージ圧)程度までの加圧下に行われる。本発明の
変性ポリブタジエンの製造に際しては、所定温度で所定
時間、1,3−ブタジエンを重合した後、直ちに、変性
剤として、少なくとも二個のアミノ基と一個のカルボキ
シル基とを有する芳香族化合物を添加することによっ
て、変性反応を行なう。[0027] The polymerization temperature is preferably in the range of -30 to 100 ° C, particularly preferably in the range of 30 to 80 ° C. The polymerization time is preferably in the range of 10 minutes to 12 hours, particularly preferably 30 minutes to 6 hours. The polymerization is carried out under normal pressure or under pressure up to about 10 atmospheres (gauge pressure). In the production of the modified polybutadiene of the present invention, an aromatic compound having at least two amino groups and one carboxyl group is immediately used as a modifying agent immediately after polymerization of 1,3-butadiene at a predetermined temperature for a predetermined time. A denaturation reaction is performed by the addition.
【0028】本発明の変性ポリブタジエンの製造方法で
は、変性剤として、少なくとも二個のアミノ基と一個の
カルボキシル基とを有する芳香族化合物を用いる。具体
的な化合物の例としては、2,3−ジアミノ安息香酸、
2,4−ジアミノ安息香酸、2,5−ジアミノ安息香
酸、3,4−ジアミノ安息香酸、そして3,5−ジアミ
ノ安息香酸を挙げることができる。特に好ましいのは、
3,4−ジアミノ安息香酸と3,5−ジアミノ安息香酸
である。In the method for producing a modified polybutadiene of the present invention, an aromatic compound having at least two amino groups and one carboxyl group is used as a modifying agent. Examples of specific compounds include 2,3-diaminobenzoic acid,
Examples include 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 3,4-diaminobenzoic acid, and 3,5-diaminobenzoic acid. Particularly preferred is
3,4-diaminobenzoic acid and 3,5-diaminobenzoic acid.
【0029】これらの変性剤は、単独で用いてもよく、
あるいは複数組み合わせて用いてもよい。These modifiers may be used alone,
Alternatively, a plurality of combinations may be used.
【0030】変性剤の使用量は、生成したポリブタジエ
ン(ポリブタジエンゴム)100gに対して0.01〜
150ミリモル、好ましくは1〜100ミリモル、更に
好ましくは3〜50ミリモルである。変性剤の使用量が
少ないと、変性効果が現れにくい。また、使用量が多す
ぎると、ポリブタジエン中に未反応変性剤が残存しやす
くなり、その除去に手間がかかるので、好ましくない。
なお、変性物のムーニー粘度が変性前と比較して1以上
増加していることが好ましい。The amount of the modifier used is 0.01 to 100 g per 100 g of the produced polybutadiene (polybutadiene rubber).
It is 150 mmol, preferably 1 to 100 mmol, more preferably 3 to 50 mmol. If the amount of the modifying agent is small, the modifying effect is less likely to appear. On the other hand, if the amount is too large, the unreacted modifier tends to remain in the polybutadiene, and it takes time to remove it, which is not preferable.
In addition, it is preferable that the Mooney viscosity of the modified product is increased by one or more as compared with that before the modification.
【0031】変性温度は0〜100℃の範囲の温度が好
ましく、特に室温〜70℃の範囲がより好ましい。温度
が低すぎると変性反応の進行が遅く、温度が高すぎると
重合体がゲル化するので好ましくない。通常は、重合温
度と同じ温度で変性反応を行うのが好ましい。変性時間
は特に制限はないが、通常は0.5〜6時間の範囲が好
ましい。変性時間が短すぎると反応が充分進行せず、変
性時間が長すぎると重合体がゲル化する恐れがあるので
好ましくない。The denaturation temperature is preferably in the range of 0 to 100 ° C, more preferably in the range of room temperature to 70 ° C. If the temperature is too low, the progress of the modification reaction is slow, and if the temperature is too high, the polymer gels, which is not preferable. Usually, it is preferable to carry out the modification reaction at the same temperature as the polymerization temperature. The denaturation time is not particularly limited, but is usually preferably in the range of 0.5 to 6 hours. If the denaturation time is too short, the reaction does not proceed sufficiently, and if the denaturation time is too long, the polymer may gel, which is not preferable.
【0032】また、1,3−ブタジエンの重合直後に、
変性剤の添加に先立ち、変性反応の進行を速めるため
に、ハロゲン化アルミニウムやハロゲン化アルキル(ア
ルキル基の炭素原子数は1〜6)などを触媒として添加
することもできる。ハロゲン化アルミニウムの例として
は、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、及びヨウ化
アルミニウムが挙げられる。ハロゲン化アルキルの例と
しては、臭化エチル、ヨウ化エチル、塩化ブチル、臭化
ブチル、ヨウ化ブチルが挙げられる。この触媒の使用量
は、ポリブタジエン100gに対して0.01〜50ミ
リモル、好ましくは0.05〜30ミリモル、更に好ま
しくは0.1〜20ミリモルである。Also, immediately after the polymerization of 1,3-butadiene,
Prior to the addition of the modifying agent, an aluminum halide or an alkyl halide (the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms) may be added as a catalyst in order to accelerate the progress of the modifying reaction. Examples of aluminum halides include aluminum chloride, aluminum bromide, and aluminum iodide. Examples of the alkyl halide include ethyl bromide, ethyl iodide, butyl chloride, butyl bromide, and butyl iodide. The amount of this catalyst to be used is 0.01 to 50 mmol, preferably 0.05 to 30 mmol, more preferably 0.1 to 20 mmol, per 100 g of polybutadiene.
【0033】上記の製造方法により得られる本発明の変
性ポリブタジエン(変性ポリブタジエンゴム)は、その
繰り返し単位の80%以上がシス−1,4構造を持ち、
ムーニー粘度(ML1+4、100℃)が20〜80の範
囲にあり、ゲルパーミエーション法による重量平均分子
量が200,000〜1,000,000の範囲にあ
り、窒素含有量が10〜5000ppmの範囲にあるこ
とが望ましい。In the modified polybutadiene (modified polybutadiene rubber) of the present invention obtained by the above-mentioned production method, 80% or more of its repeating units have a cis-1,4 structure,
Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) is in the range of 20 to 80, weight average molecular weight by gel permeation is in the range of 200,000 to 1,000,000, and nitrogen content is 10 to 5000 ppm. Is desirably within the range.
【0034】本発明により得られる変性ポリブタジエン
は、単独で、または他の合成ゴム若しくは天然ゴムとブ
レンドして配合し、必要ならばプロセス油で油展し、次
いでカーボンブラック等の充填剤、加硫剤、加硫促進剤
その他の通常の配合剤を加えて加硫し、タイヤ、ホー
ス、ベルトその他の各種工業用品等の機械的特性及び耐
摩耗性が要求されるゴム用途に使用される。また、プラ
スチックの改質剤として使用することもできる。The modified polybutadiene obtained according to the present invention is blended alone or blended with another synthetic rubber or natural rubber, and if necessary, oil-extended with a process oil, and then a filler such as carbon black, vulcanization, etc. Vulcanization by adding an agent, a vulcanization accelerator and other usual compounding agents, and is used for rubber applications requiring mechanical properties and abrasion resistance of tires, hoses, belts and other various industrial products. It can also be used as a plastic modifier.
【0035】本発明により得られる変性ポリブタジエン
を自動車のタイヤトレッド用ゴム材料として用いる場合
には、ゴム成分および配合剤から構成されるゴム組成物
において、ゴム成分中に少なくとも本発明の変性ポリブ
タジエンを10重量%含有するように配合することが好
ましい。When the modified polybutadiene obtained by the present invention is used as a rubber material for an automobile tire tread, at least 10 parts of the modified polybutadiene of the present invention are contained in the rubber component of a rubber composition comprising a rubber component and a compounding agent. It is preferable to mix them so as to contain them by weight.
【0036】[0036]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明するが、これらは本発明を限定するものではない。な
お、下記の実施例および比較例において得られたゴム状
ポリマーのムーニー粘度(ML1+4、100℃)、シス
−1,4−含量、窒素含有量、重量平均分子量、分子量
分布及びゲル分率は下記の方法により測定した。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but these do not limit the present invention. In addition, Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.), cis-1,4-content, nitrogen content, weight average molecular weight, molecular weight distribution and gel content of the rubbery polymers obtained in the following Examples and Comparative Examples. The rate was measured by the following method.
【0037】(1)ムーニー粘度(ML1+4、100
℃):JIS−K6300に従い、株式会社島津製作所
製のムーニー粘度計(SMV−200)を使用して、1
00℃で1分予熱したのち、4分間測定してゴムのムー
ニー粘度(ML1+4、100℃)として表示した。 (2)シス−1,4−含量(%):赤外吸収スペクトル
分析法により、0.4重量%の二硫化炭素溶液を用いて
ポリマーのミクロ構造を測定することによってシス−
1,4−含量を算出した。 (3)窒素含有量(ppm):JIS−K0102に従
い、ケルダール法により定量した。(1) Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100
° C): 1 according to JIS-K6300 using a Mooney viscometer (SMV-200) manufactured by Shimadzu Corporation.
After preheating at 00 ° C for 1 minute, it was measured for 4 minutes and indicated as the Mooney viscosity of the rubber (ML 1 + 4 , 100 ° C). (2) cis-1,4-content (%): By measuring the microstructure of the polymer using a 0.4% by weight carbon disulfide solution by infrared absorption spectroscopy,
The 1,4-content was calculated. (3) Nitrogen content (ppm): Determined by the Kjeldahl method according to JIS-K0102.
【0038】(4)重量平均分子量及び分子量分布:ポ
リスチレンを標準物質としてテトラヒドロフランを溶媒
として温度40℃で、ゲルパーミエーション(透過)ク
ロマトグラフィー(GPC、東ソー株式会社製)を行な
い、得られた分子量分布曲線から求めた検量線を用いて
計算し、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(M
n)を求め、重量平均平均分子量、そして分子量分布
(Mw/Mn)を表示した。 (5)ゲル分率の測定方法:未加硫ゴム試料を約0.5
g採り、細かく切断し、正確に重量を測定する(R
g)。別に用意した100メッシュのステンレス製かご
の重量を精秤し(Kg)、秤量した試料をかごに全量移
し、重量を測定する(Rg+Kg)。これをトルエン1
00mLの入った栓付きびんの中に浸漬し、23℃で2
4時間放置する。次いで、かごを引き上げ、23℃で2
4時間乾燥した後、さらに70℃で恒量になるように2
4時間減圧乾燥を行ない、トルエン不溶分をかごと一緒
に正確に秤量し(Gg+Kg)、次式によってゲル分率
を求めた。(4) Weight average molecular weight and molecular weight distribution: Gel permeation (permeation) chromatography (GPC, manufactured by Tosoh Corporation) was performed at a temperature of 40 ° C. using polystyrene as a standard substance and tetrahydrofuran as a solvent, and the obtained molecular weight. The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mw) were calculated using a calibration curve obtained from the distribution curve.
n) was determined, and the weight average average molecular weight and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were displayed. (5) Method of measuring gel fraction: about 0.5% of unvulcanized rubber sample
g, cut into small pieces and accurately weigh (R
g). The weight of a separately prepared 100-mesh stainless steel basket is precisely weighed (Kg), the weighed sample is entirely transferred to the basket, and the weight is measured (Rg + Kg). This is toluene 1
Immersed in a bottle with a cap
Leave for 4 hours. Next, the basket was lifted and the temperature was set to 2 at 23 ° C.
After drying for 4 hours, further adjust to a constant weight at 70 ° C.
After drying under reduced pressure for 4 hours, the toluene-insoluble matter was accurately weighed together with the basket (Gg + Kg), and the gel fraction was determined by the following equation.
【0039】ゲル分率(%)=100×[G−(R×
(フィラー重量部÷ゴム組成物全重量部)]÷[(R×
(ゴム重量部÷ゴム組成物全重量部)] ただし、 フィラー重量部:第1表のカーボンブラックの重量部 ゴム組成物全重量部:第1表の全組成分の合計重量部 ゴム重量部:第1表のゴム成分(NR+BR又は変性B
R)の合計重量部Gel fraction (%) = 100 × [G− (R ×
(Filler parts ÷ rubber composition total parts)] ÷ [(R ×
(Parts by weight of rubber: total parts by weight of rubber composition)] However, parts by weight of filler: parts by weight of carbon black in Table 1 Total parts by weight of rubber composition: total parts by weight of all components in Table 1 Parts by weight of rubber: The rubber components (NR + BR or modified B
R) total weight parts
【0040】また、300%弾性率、転がり抵抗指数、
引張強度、およびウエットスキッド抵抗指数を下記の方
法により測定した。 (1)300%弾性率(M300):JIS−K6301
に規定の方法で測定して300%でのモジュラスで示し
た。 (2)転がり抵抗指数:(株)岩本製作所製の粘弾性ス
ペクトロメーターVESを用い、温度70℃、初期ゆが
み10%、動歪み2%の条件で、tanδを測定し、下
記の式により転がり抵抗指数を求めた。指数の値が大き
い方が、転がり抵抗が低いことを意味し、転がり抵抗は
100以上であればよい。Further, 300% elastic modulus, rolling resistance index,
The tensile strength and wet skid resistance index were measured by the following methods. (1) 300% modulus (M 300): JIS-K6301
And the modulus at 300%. (2) Rolling resistance index: Using a viscoelastic spectrometer VES manufactured by Iwamoto Seisakusho, tan δ was measured at a temperature of 70 ° C., an initial distortion of 10%, and a dynamic strain of 2%, and the rolling resistance was calculated by the following equation. An index was determined. A larger index value indicates a lower rolling resistance, and the rolling resistance may be 100 or more.
【0041】転がり抵抗指数=100×[(比較例(未
変性品)の値)/(実施例(変性品)の値)]Rolling resistance index = 100 × [(value of comparative example (unmodified product)) / (value of example (modified product)]]
【0042】(3)引張強度:JIS−K−6301に
従って測定した。 (4)ウエットスキッド抵抗指数:スタンレー社製のポ
ータブルスキッド抵抗計を用いてASTM−E303−
83の方法に従って測定した。濡れた路面でのグリップ
特性(駆動性能、制動性能及び操縦性能)の指標で数値
が大きい程良好であることを示す。(3) Tensile strength: Measured according to JIS-K-6301. (4) Wet skid resistance index: ASTM-E303- using a portable skid resistance meter manufactured by Stanley.
83. Indices of grip characteristics (driving performance, braking performance and steering performance) on a wet road surface indicate that the larger the value, the better.
【0043】[実施例1]内部を充分窒素置換した1.
5リットル容量のステンレス製のオートクレーブに、
1,3−ブタジエンを27.9重量%含有するベンゼン
−C4 留分混合溶液1リットル(ベンゼン26.9重量
%と、シス−2−ブテンを主成分とするC4留分を4
5.2重量%含有)とを仕込み、次に水2ミリモル、ジ
エチルアルミニウムモノクロライド2.9ミリモルを加
えて攪拌を行ない、シクロオクタジエン4.24ミリモ
ルを添加した。オートクレーブを昇温し、58.5℃に
内温が到達してから、コバルトオクトエート0.008
7ミリモルを加えて、60℃で30分間重合反応を行な
った。次に、直ちに60℃で、変性剤として3,4−ジ
アミノ安息香酸1.0ミリモルを添加し、同温度で12
0分間、変性反応を行なった。[Example 1]
In a 5-liter stainless steel autoclave,
Benzene -C 4 fraction mixed l of solution (benzene 26.9% by weight containing 1,3-butadiene 27.9 wt%, the C 4 fraction composed mainly of cis-2-butene 4
Then, 2 mmol of water and 2.9 mmol of diethylaluminum monochloride were added thereto, followed by stirring, and 4.24 mmol of cyclooctadiene was added. The temperature of the autoclave was raised, and after the internal temperature reached 58.5 ° C., cobalt octoate 0.008
After adding 7 mmol, a polymerization reaction was carried out at 60 ° C. for 30 minutes. Then, immediately at 60 ° C., 1.0 mmol of 3,4-diaminobenzoic acid was added as a denaturant,
The denaturation reaction was performed for 0 minutes.
【0044】反応終了後、未反応ガスを系外に排出し、
トルエン500ミリリットルを添加し、変性ポリブタジ
エンのトルエン溶液にしてから、更にメタノール500
ミリリットルを加えて、10分間攪拌後、攪拌を停止
し、オートクレーブの内容物を容積2リットルの別容器
に移し、ポリマー(変性ポリブタジエン)を濾過分離し
た。次に、ポリマーを800ミリリットルのトルエンで
溶解した後、800ミリリットルのメタノールを加えて
ポリマーを析出させ、濾過分離する操作を3回繰り返し
た後、酸化防止剤としてIrganox−1010[テ
トラキス−(メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル
−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタン]
を変性ポリブタジエンに対して0.11phr、老化防
止剤として、トリス(ノニルフェニル)ホスファイトを
0.45phrを添加して練り込み、100℃で1.5
時間、真空乾燥させ、変性ポリブタジエンを得た。After completion of the reaction, unreacted gas is discharged out of the system,
500 ml of toluene was added to make a modified polybutadiene solution in toluene, and then methanol 500
After stirring for 10 minutes, the stirring was stopped, the content of the autoclave was transferred to a separate vessel having a volume of 2 liters, and the polymer (modified polybutadiene) was separated by filtration. Next, after dissolving the polymer in 800 ml of toluene, 800 ml of methanol was added to precipitate the polymer and the operation of filtration and separation was repeated three times, and then Irganox-1010 [tetrakis- (methylene- 3- (3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate) methane]
0.11 phr with respect to the modified polybutadiene and 0.45 phr of tris (nonylphenyl) phosphite as an antioxidant were added and kneaded.
After drying under vacuum for a period of time, a modified polybutadiene was obtained.
【0045】[実施例2]変性剤を3,5−ジアミノ安
息香酸に変えた以外は実施例1と全く同じ操作を行な
い、変性ポリブタジエンを得た。Example 2 A modified polybutadiene was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the modifier was changed to 3,5-diaminobenzoic acid.
【0046】[実施例3]変性剤の3,4−ジアミノ安
息香酸の使用量を、1.8ミリモルに変えた以外は、実
施例1と全く同様にして、変性ポリブタジエンを製造し
た。Example 3 A modified polybutadiene was produced in exactly the same manner as in Example 1, except that the amount of the modifier, 4,4-diaminobenzoic acid, was changed to 1.8 mmol.
【0047】[実施例4]変性剤の3,5−ジアミノ安
息香酸の使用量を、1.5ミリモルに変えた以外は、実
施例2と全く同様にして、変性ポリブタジエンを製造し
た。Example 4 A modified polybutadiene was produced in exactly the same manner as in Example 2, except that the amount of the modifier, 3,5-diaminobenzoic acid, was changed to 1.5 mmol.
【0048】[比較例1]実施例1と全く同じ操作を行
ない、60℃で30分間、1,3−ブタジエンの重合を
行った後、変性剤を添加しないで、直ちに未反応ガスを
排出し、その後は実施例1と同様の後処理を行なって、
未変性ポリブタジエンを製造した。Comparative Example 1 The same operation as in Example 1 was carried out, and after polymerization of 1,3-butadiene was performed at 60 ° C. for 30 minutes, the unreacted gas was immediately discharged without adding a modifier. After that, the same post-processing as in Example 1 is performed,
Unmodified polybutadiene was produced.
【0049】[加硫物性]実施例1〜4及び比較例1で
得られたポリブタジエン(変性BRまたは未変性BR)
のそれぞれを第1表に記載のように配合してゴム組成物
を調製した。次いで、得られた配合物を150℃で30
分間プレス加硫して、加硫物の物性として、前記の方法
で、300%弾性率、転がり抵抗指数、引張強度、及び
ウエットスキッド抵抗を測定して第2表に示した。[Vulcanization properties] Polybutadiene (modified BR or unmodified BR) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1
Were blended as shown in Table 1 to prepare rubber compositions. Then, the obtained formulation is heated at 150 ° C. for 30 minutes.
After press vulcanization for one minute, the physical properties of the vulcanized product were measured for the 300% elastic modulus, the rolling resistance index, the tensile strength, and the wet skid resistance by the above-mentioned methods, and the results are shown in Table 2.
【0050】[0050]
【表1】第1表 ───────────────────── 配 合 配合量(重量部) ───────────────────── 変性BR又はBR 70 NR 30 カーボンブラック(ISAF)45 亜鉛華(ZnO) 3 ステアリン酸 1 加硫促進剤* 1 硫黄 1.5 ───────────────────── * N-tert.−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェ
ンアミド[Table 1] Table 1 配 Mixing amount (parts by weight) ────────────── {Modified BR or BR 70 NR 30 carbon black (ISAF) 45 zinc white (ZnO) 3 stearic acid 1 vulcanization accelerator * 1 sulfur 1.5} ────────── * N-tert.-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide
【0051】[0051]
【表2】 第2表 ───────────────────────────────── 実施例 比較例1 1 2 3 4 (未変性) ───────────────────────────────── 窒素含有量(ppm) 250 240 340 310 検出されず シス−1,4含量(%) 98.2 98.3 98.3 98.2 98.2 重量平均分子量(万) 42.9 42.8 43.6 43.6 42.0 分子量分布 2.34 2.31 2.38 2.35 2.39 ムーニー粘度 35 35 36 36 33 ゲル分率(%) 33 34 37 35 30 シス-1,4含量(%) 98.2 98.3 98.3 98.2 98.2 ───────────────────────────────── 300%弾性率(MPa) 14 14 16 15 12 転がり抵抗指数 108 106 112 111 100 引張強度(MPa) 22 21 19 20 19 ウエット スキッド指数 104 104 110 107 100 ─────────────────────────────────Table 2 Table 2 Example Comparative Example 1 1 2 3 4 ( (Undenatured) ───────────────────────────────── Nitrogen content (ppm) 250 240 340 310 Not detected -1,4 content (%) 98.2 98.3 98.3 98.2 98.2 Weight average molecular weight (million) 42.9 42.8 43.6 43.6 42.0 Molecular weight distribution 2.34 2.31 2.38 2.35 2.39 Mooney viscosity 35 35 36 36 33 Gel fraction (%) 33 34 37 35 30 cis -1,4 content (%) 98.2 98.3 98.3 98.2 98.2 ───────────────────────────────── 300% elastic modulus (MPa) 14 14 16 15 12 Rolling resistance index 108 106 112 111 100 Tensile strength (MPa) 22 21 19 20 19 Wet skid index 104 104 110 107 100 ──────────────── ─────────────────
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明に従って、1,3−ブタジエン
を、コバルト化合物、ハロゲン含有有機アルミニウム化
合物、及び水からなるコバルト系触媒組成物、もしくは
ニッケル化合物、有機アルミニウム化合物、及びフッ素
化合物からなるニッケル系触媒組成物の存在下で重合さ
せてポリブタジエンとした後、このポリブタジエンを少
なくとも二個のアミノ基と一個のカルボキシル基とを有
する芳香族化合物により変性する方法により製造した変
性ポリブタジエン(変性ポリブタジエンゴム)は、ムー
ニー粘度の増加、ゲル分率の増加、引張強度の増加、反
発弾性率(転がり抵抗指数)の向上、そしてウエットス
キッド抵抗の向上が実現しており、特に自動車タイヤ材
料として有用性が高い。According to the present invention, 1,3-butadiene is converted to a cobalt-based catalyst composition comprising a cobalt compound, a halogen-containing organoaluminum compound and water, or a nickel-based catalyst composition comprising a nickel compound, an organoaluminum compound and a fluorine compound. After polymerization in the presence of a catalyst composition to form polybutadiene, modified polybutadiene (modified polybutadiene rubber) produced by a method of modifying this polybutadiene with an aromatic compound having at least two amino groups and one carboxyl group is It has realized an increase in Mooney viscosity, an increase in gel fraction, an increase in tensile strength, an improvement in rebound resilience (rolling resistance index), and an improvement in wet skid resistance, and are particularly useful as automotive tire materials.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 哲司 千葉県市原市五井南海岸8番の1 宇部興 産株式会社千葉石油化学工場内 (72)発明者 村岡 清繁 兵庫県神戸市中央区筒井町2−1−1 住 友ゴム工業株式会社内 (72)発明者 八木 則子 兵庫県神戸市中央区筒井町2−1−1 住 友ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 4J002 AC01X AC11W AE053 FD010 GM02 GN01 4J028 AA01A AB00A AC47A AC48A BA00A BA01A BA01B BB00A BB01A BB01B BC15A BC15B BC16A BC16B BC17A BC17B BC19A BC19B CA17A CA17B CA17C CB22A CB22B CB22C CB27A CB27B CB27C CB94A CB94B CB94C EA01 EB02 EB04 EB05 EB13 EB16 EB17 FA09 GA01 GA04 GA11 4J100 AS02P CA01 CA31 DA01 DA09 FA08 FA12 HA61 HC27 HC43 JA29 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuji Nakajima 8-1, Goi Minami Coast, Ichihara-shi, Chiba Ube Industries, Ltd. Chiba Petrochemical Plant (72) Inventor Kiyoshige Muraoka Tsutsui, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 2-1-1 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. (72) Inventor Noriko Yagi 2-1-1 Tsutsui-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo F-term in Sumitomo Rubber Industries, Ltd. 4J002 AC01X AC11W AE053 FD010 GM02 GN01 4J028 AA01A AB00A AC47A AC48A BA00A BA01A BA01B BB00A BB01A BB01B BC15A BC15B BC16A BC16B BC17A BC17B BC19A BC19B CA17A CA17B CA17C CB22A CB22B CB22C CB27A CB27B CB27C CB94A CB94B CB94C EA01 EB02 EB04 EB05 EB13 EB16 EB17 FA09 GA01 GA04 GA11 4J100 AS02P CA01 CA31 DA01 DA09 FA08 FA12 HA61 HC27 HC43 JA29
Claims (7)
物、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物、及び水から
なるコバルト系触媒組成物、もしくはニッケル化合物、
有機アルミニウム化合物、及びフッ素化合物からなるニ
ッケル系触媒組成物の存在下で重合させてポリブタジエ
ンとした後、このポリブタジエンを、少なくとも二個の
アミノ基と一個のカルボキシル基とを有する芳香族化合
物により変性することを特徴とする変性ポリブタジエン
の製造方法。1. A 1,3-butadiene comprising a cobalt compound, a halogen-containing organoaluminum compound, and a cobalt-based catalyst composition comprising water or a nickel compound,
After polymerizing in the presence of a nickel-based catalyst composition comprising an organoaluminum compound and a fluorine compound into polybutadiene, the polybutadiene is modified with an aromatic compound having at least two amino groups and one carboxyl group. A method for producing a modified polybutadiene, comprising:
成物であって、その触媒成分の使用量が、それぞれ1,
3−ブタジエン1モルに対して、コバルト化合物につい
ては1×10-7〜1×10-3モルであり、ハロゲン含有
有機アルミニウム化合物については1×10-5〜1×1
0-1モルであり、かつ水については1×10-5〜1×1
0-1モルであることを特徴とする請求項1に記載の変性
ポリブタジエンの製造方法。2. The catalyst composition to be used is a cobalt-based catalyst composition, and the amount of the catalyst component used is 1,
For 1 mol of 3-butadiene, 1 × 10 −7 to 1 × 10 −3 mol for the cobalt compound and 1 × 10 −5 to 1 × 1 for the halogen-containing organoaluminum compound.
0 -1 mol, and 1 × 10 −5 to 1 × 1 for water.
2. The method for producing a modified polybutadiene according to claim 1, wherein the amount is 0 -1 mol.
のカルボン酸のコバルト塩であることを特徴とする請求
項1もしくは2に記載の変性ポリブタジエンの製造方
法。3. The method according to claim 1, wherein the cobalt compound has 1 to 18 carbon atoms.
3. The method for producing a modified polybutadiene according to claim 1, wherein the salt is a cobalt salt of a carboxylic acid.
が、合計炭素原子数2〜10のジアルキルアルミニウム
ハライド、アルキルアルミニウムジハライド、もしくは
アルキルアルミニウムセスキハライドであることを特徴
とする請求項1もしくは2に記載の変性ポリブタジエン
の製造方法。4. The modified product according to claim 1, wherein the halogen-containing organoaluminum compound is a dialkylaluminum halide, alkylaluminum dihalide or alkylaluminum sesquihalide having a total of 2 to 10 carbon atoms. A method for producing polybutadiene.
ボキシル基とを有する芳香族化合物が、3,4−ジアミ
ノ安息香酸もしくは3,5−ジアミノ安息香酸であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の変性ポリブタジエンの
製造方法。5. The method according to claim 1, wherein the aromatic compound having at least two amino groups and one carboxyl group is 3,4-diaminobenzoic acid or 3,5-diaminobenzoic acid. A method for producing the modified polybutadiene as described above.
記載の製造方法により得られた変性ポリブタジエンであ
って、その繰り返し単位の80%以上がシス−1,4構
造を持ち、ムーニー粘度(ML1+4、100℃)が20
〜80の範囲にあり、ゲルパーミエーション法による重
量平均分子量が200,000〜1,000,000の
範囲にあり、窒素含有量が10〜5000ppmの範囲
にあることを特徴とする変性ポリブタジエン。6. A modified polybutadiene obtained by the production method according to any one of claims 1 to 5, wherein 80% or more of its repeating units have a cis-1,4 structure, and have a Mooney structure. 20 viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C)
A modified polybutadiene having a weight-average molecular weight by gel permeation of from 200,000 to 1,000,000 and a nitrogen content of from 10 to 5000 ppm.
ゴム成分中に少なくとも10重量%含むことを特徴とす
るゴム組成物。7. A rubber composition comprising the modified polybutadiene according to claim 6 in a rubber component at least 10% by weight.
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