JP6701764B2 - Vinyl cis-polybutadiene rubber and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、ビニル・シス−ポリブタジエンゴム及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a vinyl cis-polybutadiene rubber and a method for producing the same.
従来、ビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造は、ベンゼン、トルエン及びキシレンなどの炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒中において、所定の触媒を用いて、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合し、続いて、シンジオタクチック−1,2重合(以下、単に「1,2重合」という場合がある。)する方法により行われている。 Conventionally, vinyl cis-polybutadiene rubber has been produced by using a predetermined catalyst in an inert organic solvent containing a hydrocarbon such as benzene, toluene and xylene as a main component, and converting 1,3-butadiene into cis-1, It is carried out by a method of 4 polymerizations and then syndiotactic-1,2 polymerizations (hereinafter sometimes simply referred to as "1,2 polymerizations").
また、ビニル・シス−ポリブタジエンゴムは、ゴム組成物にしたときの用途によって、種々の特性の改良が望まれている。例えば、特許文献1には、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する際に、溶解された1,2−ポリブタジエンを予め混合させることにより、ゴム組成物にしたときに、押出加工性及び引張応力を向上させたビニル・シス−ポリブタジエンゴムが記載されている。また、特許文献2乃至4には、さらにそれを改良した、発熱性や耐亀裂性に優れたビニル・シス−ポリブタジエンゴムが記載されている。 Further, vinyl cis-polybutadiene rubber is desired to be improved in various properties depending on its use when it is made into a rubber composition. For example, in Patent Document 1, when a 1,3-butadiene is subjected to cis-1,4 polymerization, a dissolved 1,2-polybutadiene is mixed in advance to obtain a rubber composition, which has an extrudability. And vinyl cis-polybutadiene rubber with improved tensile stress. Further, Patent Documents 2 to 4 describe further improved vinyl cis-polybutadiene rubbers having excellent heat generation and crack resistance.
しかしながら、種々の改良されたビニル・シス−ポリブタジエンゴムである特許文献1乃至4に記載のビニル・シス−ポリブタジエンゴムにおいても、耐亀裂性の更なる改良に関しては、産業上有用である。 However, the vinyl cis-polybutadiene rubbers described in Patent Documents 1 to 4, which are various improved vinyl cis-polybutadiene rubbers, are industrially useful for further improvement in crack resistance.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ゴム組成物にしたときに、特に、耐亀裂性に優れたビニル・シス−ポリブタジエンゴム及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vinyl cis-polybutadiene rubber excellent in crack resistance and a method for producing the same, when a rubber composition is prepared. .
本発明者らは、以上の目的を達成するために、鋭意検討した結果、ビニル・シス−ポリブタジエンゴム中に特定のピークトップ分子量(Mp)を有する1,2−ポリブタジエンを含有させることにより、ゴム組成物としたときに、優れた耐亀裂性を有するビニル・シス−ポリブタジエンゴムを製造できることを見出し、本発明に至った。 The inventors of the present invention have conducted extensive studies to achieve the above object, and as a result, by incorporating 1,2-polybutadiene having a specific peak top molecular weight (Mp) into a vinyl cis-polybutadiene rubber, The present invention has been found out that a vinyl cis-polybutadiene rubber having excellent crack resistance can be produced when it is made into a composition.
すなわち、本発明は、融点が60〜150℃の1,2−ポリブタジエン(A)、及び融点が160〜230℃の1,2−ポリブタジエン(B)を含有するビニル・シス−ポリブタジエンゴムであって、前記1,2−ポリブタジエン(B)のピークトップ分子量(Mp)が10,000以下であることを特徴とするビニル・シス−ポリブタジエンゴムに関する。 That is, the present invention is a vinyl cis-polybutadiene rubber containing 1,2-polybutadiene (A) having a melting point of 60 to 150° C. and 1,2-polybutadiene (B) having a melting point of 160 to 230° C. , 1,2-polybutadiene (B) having a peak top molecular weight (Mp) of 10,000 or less.
また、本発明は、前記ビニル・シス−ポリブタジエンゴムを製造する方法であって、融点が60〜150℃の1,2−ポリブタジエン(A)と、1,3−ブタジエンと、炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒との混合物を調製する第1工程と、第1工程で調製された混合物に水、有機アルミニウム化合物及び可溶性コバルト化合物からなる触媒、又は、有機アルミニウム化合物、ニッケル化合物及びフッ素化合物からなる触媒を添加して、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する第2工程と、第2工程で得られた重合反応混合物中の1,3−ブタジエンをシンジオタクチック−1,2重合する第3工程と、を備え、第3工程において、重合温度を50〜100℃に調整することを特徴とするビニル・シス−ポリブタジエンの製造方法に関する。 Further, the present invention is a method for producing the vinyl cis-polybutadiene rubber, which comprises 1,2-polybutadiene (A) having a melting point of 60 to 150° C., 1,3-butadiene, and a hydrocarbon as main components. And a catalyst comprising water, an organoaluminum compound and a soluble cobalt compound in the mixture prepared in the first step, or an organoaluminum compound, a nickel compound and a fluorine compound A catalyst consisting of 1,3-butadiene and cis-1,4 are polymerized in the second step, and 1,3-butadiene in the polymerization reaction mixture obtained in the second step is converted into syndiotactic-1, And a third step of polymerizing, wherein the polymerization temperature is adjusted to 50 to 100° C. in the third step.
以上のように、本発明によれば、ゴム組成物にしたときに、特に、耐亀裂性に優れたビニル・シス−ポリブタジエンゴム及びその製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a vinyl cis-polybutadiene rubber excellent in crack resistance and a method for producing the same, when a rubber composition is formed.
<ビニル・シス−ポリブタジエンゴム>
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムは、マトリックス成分であるポリブタジエン中に、融点が60〜150℃の1,2−ポリブタジエン(A)、及び融点が160〜230℃の1,2−ポリブタジエン(B)を含有し、1,2−ポリブタジエン(B)のピークトップ分子量(Mp)が10,000以下である。
<Vinyl cis-polybutadiene rubber>
The vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention comprises 1,2-polybutadiene (A) having a melting point of 60 to 150° C. and 1,2-polybutadiene (having a melting point of 160 to 230° C.) in polybutadiene as a matrix component. B) is contained, and the peak top molecular weight (Mp) of 1,2-polybutadiene (B) is 10,000 or less.
(1,2−ポリブタジエン(A))
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムにおいて、1,2−ポリブタジエン(A)の融点は60〜150℃であるが、80〜120℃であることが好ましく、95〜99℃であることがさらに好ましい。1,2−ポリブタジエン(A)の融点が60℃より低い、若しくは150℃より高いと耐亀裂性が悪化する傾向にあり、好ましくない。
(1,2-polybutadiene (A))
In the vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention, the melting point of 1,2-polybutadiene (A) is 60 to 150°C, preferably 80 to 120°C, more preferably 95 to 99°C. preferable. If the melting point of 1,2-polybutadiene (A) is lower than 60° C. or higher than 150° C., crack resistance tends to deteriorate, which is not preferable.
1,2−ポリブタジエン(A)の含有量は、ビニル・シス−ポリブタジエンゴムに対して、1〜20重量%が好ましく、2〜10重量%がより好ましく、3〜7重量%が特に好ましい。含有量が20重量%より多いと低燃費性が悪化する傾向にあり、1重量%より少ないと対亀裂性が悪化する傾向にあり、好ましくない。 The content of 1,2-polybutadiene (A) is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 2 to 10% by weight, particularly preferably 3 to 7% by weight, based on the vinyl cis-polybutadiene rubber. If the content is more than 20% by weight, the fuel economy tends to deteriorate, and if it is less than 1% by weight, the crack resistance tends to deteriorate, which is not preferable.
1,2−ポリブタジエン(A)は、後述するビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法の第1工程において、不活性有機溶媒中に添加又は合成することによって、製造されたビニル・シス−ポリブタジエンゴム中に上記含有量を含有させることができる。 1,2-Polybutadiene (A) is used in the vinyl cis-polybutadiene rubber produced by adding or synthesizing it in an inert organic solvent in the first step of the method for producing vinyl cis-polybutadiene rubber described below. Can contain the above content.
(1,2−ポリブタジエン(B))
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムにおいて、1,2−ポリブタジエン(B)の融点は160〜230℃であるが、170〜220℃であることが好ましく、175〜210℃であることがさらに好ましい。1,2−ポリブタジエン(B)の融点が160℃より低いとダイ・スウェルが悪化するため好ましくない。
(1,2-polybutadiene (B))
In the vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention, the melting point of 1,2-polybutadiene (B) is 160 to 230°C, preferably 170 to 220°C, and more preferably 175 to 210°C. preferable. When the melting point of 1,2-polybutadiene (B) is lower than 160° C., the die swell deteriorates, which is not preferable.
1,2−ポリブタジエン(B)の含有量(H.I.)は、ビニル・シス−ポリブタジエンゴムに対して、1〜25重量%が好ましく、5〜20重量%がより好ましく、10〜15重量%が特に好ましい。含有量が25重量%より多いと加工性が悪化する傾向にあり、1重量%より少ないと耐亀裂性が悪化する傾向にあるため、好ましくない。 The content (HI) of 1,2-polybutadiene (B) is preferably 1 to 25% by weight, more preferably 5 to 20% by weight, and 10 to 15% by weight based on the vinyl cis-polybutadiene rubber. % Is particularly preferred. If the content is more than 25% by weight, workability tends to deteriorate, and if it is less than 1% by weight, crack resistance tends to deteriorate, which is not preferable.
1,2−ポリブタジエン(B)のピークトップ分子量(Mp)は、10,000以下であり、1,000〜10,000が好ましく、3,000〜10,000であることが特に好ましい。ピークトップ分子量(Mp)が10,000より大きいと耐亀裂性が悪化するため好ましくない。本発明において、ピークトップ分子量(Mp)とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定により得られた溶出曲線におけるピークトップの分子量であり、ポリスチレンを標準物質として得た検量線から算出することができる。 The peak top molecular weight (Mp) of 1,2-polybutadiene (B) is 10,000 or less, preferably 1,000 to 10,000, and particularly preferably 3,000 to 10,000. When the peak top molecular weight (Mp) is more than 10,000, crack resistance is deteriorated, which is not preferable. In the present invention, the peak top molecular weight (Mp) is the peak top molecular weight in the elution curve obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement, and can be calculated from a calibration curve obtained using polystyrene as a standard substance. .
1,2−ポリブタジエン(B)は、後述するビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法の第3工程において、1,3−ブタジエンをシンジオタクチック−1,2重合することによって、製造されたビニル・シス−ポリブタジエンゴム中に上記含有量を含有させることができる。また、1,2−ポリブタジエン(B)のピークトップ分子量(Mp)は、第3工程におけるシンジオタクチック−1,2重合の重合温度を50〜100℃に調整することによって、調整することができる。 The 1,2-polybutadiene (B) is a vinyl-based resin produced by polymerizing 1,3-butadiene with syndiotactic-1,2 in the third step of the method for producing a vinyl-cis-polybutadiene rubber described later. The above content can be contained in the cis-polybutadiene rubber. The peak top molecular weight (Mp) of 1,2-polybutadiene (B) can be adjusted by adjusting the polymerization temperature of the syndiotactic-1,2 polymerization in the third step to 50 to 100°C. .
(ポリブタジエン)
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムにおいて、マトリックス成分であるポリブタジエンは、後述するビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法の第2工程において、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合することによって得られる。ポリブタジエンのムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、20〜60が好ましく、25〜45がより好ましい。また、ポリブタジエンのシス−1,4構造含有率は90%以上であることが好ましく、特に95%以上であることが好ましい。
(Polybutadiene)
In the vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention, the polybutadiene which is the matrix component is obtained by polymerizing 1,3-butadiene with cis-1,4 in the second step of the method for producing a vinyl cis-polybutadiene rubber described later. Obtained by 20-60 are preferable and, as for the Mooney viscosity (ML1 +4 , 100 degreeC) of polybutadiene, 25-45 are more preferable. Further, the cis-1,4 structure content of polybutadiene is preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.
また、マトリックス成分であるポリブタジエンの重量平均分子量は、200,000〜800,000が好ましく、400,000〜650,000がより好ましい。また、重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、2.00〜5.00が好ましく、2.20〜3.50がより好ましい。 Further, the weight average molecular weight of the polybutadiene as the matrix component is preferably 200,000 to 800,000, and more preferably 400,000 to 650,000. The ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight and the number average molecular weight is preferably 2.00 to 5.00, more preferably 2.20 to 3.50.
また、シス−1,4重合で得られるポリブタジエンは実質的にゲル分を含有しない。 The polybutadiene obtained by cis-1,4 polymerization contains substantially no gel component.
(グラフト体)
さらに、本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムは、グラフト体含有率が、5〜25重量%であることが好ましく、15〜22重量%であることがより好ましい。グラフト体は、溶解した1,2−ポリブタジエン(A)中で、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合することによって得られる、1,2−ポリブタジエン(A)とマトリックス成分であるポリブタジエンとが一部化学結合した物質である。グラフト体含有率が、5〜25重量%であることで、低燃費性が良好となり、また耐亀裂性とのバランスの観点から好ましい。
(Graft)
Further, the vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention preferably has a graft content of 5 to 25% by weight, more preferably 15 to 22% by weight. The graft body comprises 1,2-polybutadiene (A), which is obtained by cis-1,4 polymerization of 1,3-butadiene in dissolved 1,2-polybutadiene (A), and polybutadiene which is a matrix component. Is a partially chemically bonded substance. The graft body content of 5 to 25% by weight is preferable from the viewpoint of good fuel economy and balance with crack resistance.
<ビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法>
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法としては、融点が60〜150℃の1,2−ポリブタジエン(A)と、1,3−ブタジエンと、炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒との混合物を調製する第1工程と、第1工程で調製された混合物に水、有機アルミニウム化合物及び可溶性コバルト化合物からなる触媒、又は、有機アルミニウム化合物、ニッケル化合物及びフッ素化合物からなる触媒を添加して、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する第2工程と、第2工程で得られた重合反応混合物中の1,3−ブタジエンをシンジオタクチック−1,2重合する第3工程と、を備え、第3工程において、重合温度を50〜100℃に調整することを特徴とする。
<Method for producing vinyl cis-polybutadiene rubber>
As the method for producing the vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention, 1,2-polybutadiene (A) having a melting point of 60 to 150° C., 1,3-butadiene, and an inert organic compound containing hydrocarbon as a main component are used. First step of preparing a mixture with a solvent, and water, a catalyst composed of an organoaluminum compound and a soluble cobalt compound, or a catalyst composed of an organoaluminum compound, a nickel compound and a fluorine compound is added to the mixture prepared in the first step. Then, the second step of polymerizing 1,3-butadiene with cis-1,4 and the third step of polymerizing 1,3-butadiene in the polymerization reaction mixture obtained in the second step with syndiotactic-1,2 And a step of adjusting the polymerization temperature to 50 to 100° C. in the third step.
(第1工程)
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法において使用する、融点が60〜150℃の1,2−ポリブタジエン(A)は、コバルト化合物、一般式AlR3(但し、Rは炭素原子数1〜10の炭化水素基である)で表される有機アルミニウム化合物及び二硫化炭素、並びに、必要に応じてアルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、ニトリル、スルホキシド、アミド及び燐酸エステルからなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物、からなる触媒を用い、1,3−ブタジエンを重合することにより製造される。前記1,2−ポリブタジエン(A)の1,2構造含有率は、40〜99%が好ましく、50〜95%が特に好ましい。また、前記1,2−ポリブタジエン(A)は、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンであることが好ましい。
(First step)
The 1,2-polybutadiene (A) having a melting point of 60 to 150° C., which is used in the method for producing a vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention, is a cobalt compound, a general formula AlR 3 (where R is 1 carbon atom). 1 to 10 hydrocarbon groups) and carbon disulfide, and optionally 1 selected from the group consisting of alcohols, aldehydes, ketones, esters, nitriles, sulfoxides, amides and phosphoric acid esters. It is produced by polymerizing 1,3-butadiene using a catalyst composed of one kind or two or more kinds of compounds. The 1,2-structure content of the 1,2-polybutadiene (A) is preferably 40 to 99%, particularly preferably 50 to 95%. The 1,2-polybutadiene (A) is preferably syndiotactic-1,2-polybutadiene.
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法において、1,2−ポリブタジエン(A)の添加量は、得られるビニル・シス−ポリブタジエンゴムに対して、1〜20重量%が好ましく、2〜15重量%がより好ましく、3〜10重量%が特に好ましい。添加量が20重量%より多いと低燃費性が悪化する傾向にあり、1重量%より少ないと耐亀裂性が悪化する傾向にあり、好ましくない。 In the method for producing a vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention, the addition amount of 1,2-polybutadiene (A) is preferably 1 to 20% by weight based on the obtained vinyl cis-polybutadiene rubber, 15% by weight is more preferable, and 3 to 10% by weight is particularly preferable. If the addition amount is more than 20% by weight, fuel economy tends to deteriorate, and if it is less than 1% by weight, crack resistance tends to deteriorate, which is not preferable.
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法において使用する不活性有機溶媒としては、トルエン、ベンゼン及びキシレン等の芳香族炭化水素、n−ヘキサン、ブタン、ヘプタン及びペンタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン及びシクロペンタン等の脂環族炭化水素、上記のオレフィン化合物及びシス−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、ソルベントナフサ及びケロシン等の炭化水素系溶媒、並びに塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素系溶媒などが挙げられる。また、1,3−ブタジエンモノマーそのものを重合溶媒として用いてもよい。 Examples of the inert organic solvent used in the method for producing a vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention include aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene and xylene, and aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, butane, heptane and pentane. Alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane, olefin compounds and olefinic hydrocarbons such as cis-2-butene and trans-2-butene, mineral spirits, solvent solvents such as solvent naphtha and kerosene, And halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride. Further, 1,3-butadiene monomer itself may be used as a polymerization solvent.
上記の不活性有機溶媒の中でも、トルエン、シクロヘキサン、及びシス−2−ブテンとトランス−2−ブテンとの混合物などが好適に用いられる。 Among the above-mentioned inert organic solvents, toluene, cyclohexane, and a mixture of cis-2-butene and trans-2-butene are preferably used.
本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法において、融点が60〜150℃の1,2−ポリブタジエン(A)と、1,3−ブタジエンと、炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒との混合物は、1,3−ブタジエン及び前記不活性有機溶媒との混合物に、1,2−ポリブタジエン(A)を溶解することより調製することができる。1,2−ポリブタジエン(A)が溶解し難い場合、30〜180℃に加熱し、溶解させることができる。また、1,3−ブタジエンと不活性有機溶媒との混合物中において、上記の触媒系を用いて1,2−ポリブタジエン(A)を合成して、溶解させて、混合物を調製してもよい。 In the method for producing a vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention, an inert organic solvent containing 1,2-polybutadiene (A) having a melting point of 60 to 150° C., 1,3-butadiene and a hydrocarbon as main components. The mixture with can be prepared by dissolving 1,2-polybutadiene (A) in a mixture of 1,3-butadiene and the above-mentioned inert organic solvent. When the 1,2-polybutadiene (A) is difficult to dissolve, it can be heated to 30 to 180° C. to dissolve it. Alternatively, the mixture may be prepared by synthesizing and dissolving 1,2-polybutadiene (A) in the mixture of 1,3-butadiene and an inert organic solvent using the above catalyst system.
(第2工程)
次に、第1工程で調製された混合物中の水分の濃度を調整する。水分の濃度は、シス−1,4重合で用いる有機アルミニウム化合物1モル当たり、好ましくは0.1〜1.4モル、特に好ましくは0.2〜1.2モルの範囲である。この範囲外では触媒活性が低下したり、シス−1,4構造含有率が低下したり、分子量が異常に低く又は高くなったりするため好ましくない。また、上記の範囲外では、重合時のゲルの発生を抑制することができず、このため重合槽などへのゲルの付着が起り、さらに連続重合時間を延ばすことができないので好ましくない。水分の濃度を調整する方法は、公知の方法が適用できる。多孔質濾過材を通して添加・分散させる方法(特開平4−85304号公報)も有効である。
(Second step)
Next, the concentration of water in the mixture prepared in the first step is adjusted. The concentration of water is preferably 0.1 to 1.4 mol, particularly preferably 0.2 to 1.2 mol, per mol of the organoaluminum compound used in cis-1,4 polymerization. Outside of this range, the catalytic activity is lowered, the cis-1,4 structure content is lowered, and the molecular weight is abnormally low or high, which is not preferable. Further, if the amount is out of the above range, the generation of gel during polymerization cannot be suppressed, so that the gel may adhere to the polymerization tank or the like and the continuous polymerization time cannot be extended, which is not preferable. A known method can be applied to the method for adjusting the water concentration. A method of adding/dispersing through a porous filter material (Japanese Patent Laid-Open No. 4-85304) is also effective.
上記のように水分の濃度を調整して得られた混合物に、有機アルミニウム化合物を添加する。有機アルミニウム化合物としては、トリアルキルアルミニウム、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、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、及びアルキルアルミニウムジクロライドなどが挙げられる。 The organoaluminum compound is added to the mixture obtained by adjusting the water concentration as described above. Examples of the organic aluminum compound include trialkyl aluminum, dialkyl aluminum chloride, dialkyl aluminum bromide, alkyl aluminum sesquichloride, alkyl aluminum sesquibromide, and alkyl aluminum dichloride.
上記の有機アルミニウム化合物のうち、一般式AlR3(但し、Rは炭素原子数1〜10の炭化水素基である)により表わされるトリアルキルアルミニウムを好ましく用いることができる。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、及びトリベンジルアルミニウムを挙げることができる。なお、トリアルキルアルミニウム内のアルキル基は、互いに同一でも、あるいは異なっていてもよい。 Among the above organoaluminum compounds, trialkylaluminum represented by the general formula AlR 3 (wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) can be preferably used. Examples of the trialkylaluminum include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tripentylaluminum, trihexylaluminum, tricyclohexylaluminum, trioctyl. Aluminum, triphenyl aluminum, tri-p-tolyl aluminum, and tribenzyl aluminum can be mentioned. The alkyl groups in the trialkylaluminum may be the same or different.
上記の有機アルミニウム化合物に加えて、ジメチルアルミニウムクロライド及びジエチルアルミニウムクロライドなどのジアルキルアルミニウムクロライド、セスキエチルアルミニウムクロライド及びエチルアルミニウムジクロライドなどの有機アルミニウムハロゲン化合物、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド及びセスキエチルアルミニウムハイドライドなどの水素化有機アルミニウム化合物を用いることもできる。 In addition to the above organoaluminum compounds, dialkylaluminum chlorides such as dimethylaluminum chloride and diethylaluminum chloride, organoaluminum halogen compounds such as sesquiethylaluminum chloride and ethylaluminum dichloride, diethylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride and sesquiethylaluminum hydride, etc. It is also possible to use the organoaluminum hydride compound.
これらの有機アルミニウム化合物は、2種類以上を併用することもできる。 Two or more kinds of these organoaluminum compounds may be used in combination.
有機アルミニウム化合物の使用量は、水、有機アルミニウム化合物及び可溶性コバルト化合物からなる触媒系を用いてシス−1,4重合する場合は、1,3−ブタジエン1モル当たり0.1ミリモル以上、特に0.5〜50ミリモルであることが好ましい。また、有機アルミニウム化合物、ニッケル化合物及びフッ素化合物からなる触媒系を用いてシス−1,4重合する場合は、1,3−ブタジエン1モル当たり1×10−5〜1×10−1モルであることが好ましい。 When the cis-1,4 polymerization is carried out using a catalyst system consisting of water, an organoaluminum compound and a soluble cobalt compound, the amount of the organoaluminum compound used is 0.1 mmol or more, particularly 0 mol/mol of 1,3-butadiene. It is preferably 0.5 to 50 mmol. When cis-1,4 polymerization is carried out using a catalyst system consisting of an organoaluminum compound, a nickel compound and a fluorine compound, it is 1×10 -5 to 1×10 -1 mol per mol of 1,3-butadiene. Preferably.
次いで、有機アルミニウム化合物を添加した混合物に可溶性コバルト化合物を添加して、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する。可溶性コバルト化合物としては、炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒若しくは液体1,3−ブタジエンに可溶なものであるか、又は均一に分散できる、例えば、コバルト(II)アセチルアセトナート及びコバルト(III)アセチルアセトナートなどコバルトのβ−ジケトン錯体、コバルトアセト酢酸エチルエステル錯体のようなコバルトのβ−ケト酸エステル錯体、コバルトオクトエート、コバルトナフテネート及びコバルトベンゾエートなどの炭素数6以上の有機カルボン酸のコバルト塩、塩化コバルトピリジン錯体及び塩化コバルトエチルアルコール錯体などのハロゲン化コバルト錯体などが用いられる。可溶性コバルト化合物の使用量は、1,3−ブタジエン1モル当たり0.001ミリモル以上、特に0.005ミリモル以上であることが好ましい。また、可溶性コバルト化合物に対する有機アルミニウム化合物のモル比(Al/Co)は10以上であり、特に50以上であることが好ましい。 Next, a soluble cobalt compound is added to the mixture containing the organoaluminum compound to polymerize 1,3-butadiene with cis-1,4. The soluble cobalt compound is soluble in an inert organic solvent containing hydrocarbon as a main component or liquid 1,3-butadiene, or can be uniformly dispersed, for example, cobalt (II) acetylacetonate and cobalt. (III) Cobalt β-diketone complex such as acetylacetonate, cobalt β-keto acid ester complex such as cobalt acetoacetate ethyl ester complex, cobalt octoate, cobalt naphthenate and cobalt benzoate having 6 or more carbon atoms Cobalt salts of carboxylic acids, cobalt halides such as cobalt chloride pyridine complex and cobalt chloride ethyl alcohol complex are used. The amount of the soluble cobalt compound used is preferably 0.001 mmol or more, and particularly preferably 0.005 mmol or more per 1 mol of 1,3-butadiene. Further, the molar ratio (Al/Co) of the organic aluminum compound to the soluble cobalt compound is 10 or more, and particularly preferably 50 or more.
また、可溶性コバルト化合物の代わりに、有機アルミニウム化合物を添加した混合物にニッケル化合物及びフッ素化合物を添加して、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合してもよい。この場合、水は、シス−1,4重合触媒の成分として添加しても、添加しなくてもよい。 Further, instead of the soluble cobalt compound, a nickel compound and a fluorine compound may be added to a mixture containing an organoaluminum compound to polymerize 1,3-butadiene with cis-1,4. In this case, water may or may not be added as a component of the cis-1,4 polymerization catalyst.
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。特に好ましいものとして、塩化ニッケル及び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及び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、ピリジン錯体及びピコリン錯体等の有機塩基錯体、並びにエチルアルコール錯体などの各種錯体を挙げることができる。ニッケル化合物の使用量は、1,3−ブタジエン1モル当たり1×10−7〜1×10−3モルであることが好ましい。 As the nickel compound, nickel salts or complexes are 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 naphthenate, nickel malonate, nickel bisacetylacetonate and trisacetylacetonate, nickel complexes such as acetoacetic acid ethyl ester, nickel halide triarylphosphine complexes, trialkylphosphine complexes, pyridine complexes and picoline complexes, etc. Examples include organic base complexes and various complexes such as ethyl alcohol complexes. The amount of the nickel compound used is preferably 1×10 −7 to 1×10 −3 mol per mol of 1,3-butadiene.
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、又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、又はこれらの錯体の混合物が好ましく用いられる。特に好ましいものとして、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、及び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。フッ素化合物の使用量は、1,3−ブタジエン1モル当たり1×10−4〜1モルであることが好ましい。 As the fluorine compound, a complex of an ether of boron trifluoride, an alcohol, or a mixture thereof, or a mixture of an ether of hydrogen fluoride, an alcohol, or a complex thereof is preferably used. Particularly preferred are boron trifluoride diethyl etherate, boron trifluoride dibutyl etherate, hydrogen fluoride diethyl etherate, and hydrogen fluoride dibutyl etherate. The amount of the fluorine compound used is preferably 1×10 −4 to 1 mol per mol of 1,3-butadiene.
1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する温度は、0℃を超えて100℃以下、好ましくは10〜100℃、さらに好ましくは20〜100℃である。重合時間は、10分〜2時間の範囲が好ましい。シス−1,4重合後のポリマー濃度が5〜26重量%となるように、シス−1,4重合を行うことが好ましい。重合は、重合槽(重合器)内にて溶液を攪拌混合して行う。重合に用いる重合槽としては、高粘度液攪拌装置付きの重合槽、例えば特公昭40−2645号公報に記載された装置を用いることができる。 The temperature for cis-1,4 polymerization of 1,3-butadiene is more than 0°C and 100°C or less, preferably 10 to 100°C, and more preferably 20 to 100°C. The polymerization time is preferably in the range of 10 minutes to 2 hours. It is preferable to carry out cis-1,4 polymerization so that the polymer concentration after cis-1,4 polymerization is 5 to 26% by weight. Polymerization is performed by stirring and mixing the solution in a polymerization tank (polymerizer). As the polymerization tank used for the polymerization, a polymerization tank equipped with a high-viscosity liquid stirring device, for example, the device described in JP-B-40-2645 can be used.
シス−1,4重合時に、公知の分子量調節剤、例えばシクロオクタジエン、アレン、メチルアレン(1,2−ブタジエン)などの非共役ジエン類、又はエチレン、プロピレン、ブテン−1などのα−オレフィン類を使用することができる。また、重合時のゲルの生成をさらに抑制するため、公知のゲル化防止剤を使用することができる。 At the time of cis-1,4 polymerization, known molecular weight regulators, for example, non-conjugated dienes such as cyclooctadiene, arene and methylallene (1,2-butadiene), or α-olefins such as ethylene, propylene and butene-1. Kinds can be used. Further, a known gelation inhibitor can be used in order to further suppress the generation of gel during polymerization.
(第3工程)
次に、第2工程で得られた重合反応混合物中の1,3−ブタジエンをシンジオタクチック−1,2重合する。その際に、得られたシス−1,4重合物に、1,3−ブタジエンを添加しても添加しなくてもよい。また、この1,2重合する際に、一般式AlR3(但し、Rは炭素原子数1〜10の炭化水素基である)で表される有機アルミニウム化合物及び二硫化炭素、並びに、必要に応じて可溶性コバルト化合物を添加して1,3−ブタジエンを1,2重合することが好ましく、さらに、1,2重合する際に、重合系に水を添加してもよい。また、二硫化炭素はシス−1,4重合に与える影響が小さく、また重合終了後も溶液中に残存するため、第1工程若しくは第2工程で添加してもよい。
(Third step)
Next, 1,3-butadiene in the polymerization reaction mixture obtained in the second step is polymerized with syndiotactic-1,2. At that time, 1,3-butadiene may or may not be added to the obtained cis-1,4 polymer. Further, during the 1, 2 polymerization, an organoaluminum compound represented by the general formula AlR 3 (wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) and carbon disulfide, and, if necessary, It is preferable to add a soluble cobalt compound to polymerize 1,3-butadiene 1,2, and water may be added to the polymerization system during 1,2 polymerization. Further, carbon disulfide has a small effect on cis-1,4 polymerization and remains in the solution even after the completion of the polymerization, so that it may be added in the first step or the second step.
前記の一般式AlR3により表される有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリn−ヘキシルアルミニウム及びトリフェニルアルミニウムなどが好適である。有機アルミニウム化合物は、1,3−ブタジエン1モル当たり0.1ミリモル以上、特に0.5〜50ミリモルが好ましい。二硫化炭素の濃度は、20ミリモル/L以下、特に好ましくは0.01〜10ミリモル/Lである。二硫化炭素の代替として、公知のイソチオシアン酸フェニルやキサントゲン酸化合物を使用してもよい。水は、1,3−ブタジエンを有機アルミニウム化合物と接触させた後、重合系に添加することが好ましい。水の添加量は、有機アルミニウム化合物1モル当たり0.1〜1.5モルが好ましい。可溶性コバルト化合物としては、前記第2工程で記載したものと同様のものを用いることができる。 As the organoaluminum compound represented by the above general formula AlR 3 , trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tri-n-hexylaluminum, triphenylaluminum and the like are preferable. The organoaluminum compound is preferably 0.1 mmol or more, and particularly preferably 0.5 to 50 mmol per mol of 1,3-butadiene. The concentration of carbon disulfide is 20 mmol/L or less, particularly preferably 0.01 to 10 mmol/L. As an alternative to carbon disulfide, a known phenyl isothiocyanate or a xanthate compound may be used. Water is preferably added to the polymerization system after contacting 1,3-butadiene with the organoaluminum compound. The amount of water added is preferably 0.1 to 1.5 mol per mol of the organoaluminum compound. As the soluble cobalt compound, the same one as described in the second step can be used.
第3工程において、1,2重合する温度は、50〜100℃であり、60〜90℃が好ましく、特に70〜85℃が好ましい。本発明においては、第3工程の重合温度を50〜100℃に調整することによって、得られる1,2−ポリブタジエン(B)のピークトップ分子量(Mp)調整することができる。 In the third step, the temperature of 1,2 polymerization is 50 to 100°C, preferably 60 to 90°C, and particularly preferably 70 to 85°C. In the present invention, the peak top molecular weight (Mp) of the obtained 1,2-polybutadiene (B) can be adjusted by adjusting the polymerization temperature in the third step to 50 to 100°C.
1,2重合する際の重合系には、前記第2工程で得られたシス−1,4重合物100重量部当たり1〜50重量部、好ましくは1〜20重量部の1,3−ブタジエンを添加することができる。これにより、1,2重合時の1,2−ポリブタジエン(B)の収量を増大させることができる。重合時間は、2分〜2時間の範囲が好ましい。1,2重合後のポリマー濃度が9〜29重量%となるように、1,2重合を行うことが好ましい。重合は重合槽(重合器)内にて重合溶液を攪拌混合して行う。1,2重合に用いる重合槽としては、1,2重合中は更に高粘度となり、ポリマーが付着しやすいので、高粘度液攪拌装置付きの重合槽、例えば特公昭40−2645号公報に記載された装置を用いることができる。 The 1,2-butadiene polymerization system is 1-50 parts by weight, preferably 1-20 parts by weight, of 1,3-butadiene per 100 parts by weight of the cis-1,4 polymer obtained in the second step. Can be added. Thereby, the yield of 1,2-polybutadiene (B) at the time of 1,2 polymerization can be increased. The polymerization time is preferably in the range of 2 minutes to 2 hours. It is preferable to carry out 1,2 polymerization so that the polymer concentration after 1,2 polymerization is 9 to 29% by weight. Polymerization is performed by stirring and mixing the polymerization solution in a polymerization tank (polymerizer). As the polymerization tank used for the 1,2 polymerization, the viscosity is further increased during the 1,2 polymerization, and the polymer is apt to adhere to the polymerization tank. Any device can be used.
重合反応が所定の重合率に達した後、常法に従って公知の老化防止剤を添加することができる。老化防止剤としては、フェノール系の2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)、リン系のトリノニルフェニルフォスファイト(TNP)、並びに硫黄系の4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール及びジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート(TPL)などが挙げられる。これらを単独でも2種以上組み合わせて用いてもよく、老化防止剤の添加は、ビニル・シス−ポリブタジエンゴム100重量部に対して0.001〜5重量部である。 After the polymerization reaction reaches a predetermined polymerization rate, a known antioxidant can be added according to a conventional method. As the anti-aging agent, phenol-based 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT), phosphorus-based trinonylphenyl phosphite (TNP), and sulfur-based 4,6-bis(octylthio) are used. Methyl)-o-cresol and dilauryl-3,3'-thiodipropionate (TPL). These may be used alone or in combination of two or more, and the addition amount of the antioxidant is 0.001 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl cis-polybutadiene rubber.
重合反応は、重合溶液にメタノール及びエタノールなどのアルコール、又は水などの極性溶媒を大量に投入する方法、塩酸及び硫酸などの無機酸、酢酸及び安息香酸などの有機酸、又は塩化水素ガスを重合溶液に導入する方法など、それ自体公知の方法を用いて停止する。次いで、通常の方法に従い、生成したビニル・シス−ポリブタジエンゴムを分離、洗浄、続いて乾燥する。 The polymerization reaction is performed by adding a large amount of alcohol such as methanol and ethanol or a polar solvent such as water to the polymerization solution, polymerizing an inorganic acid such as hydrochloric acid and sulfuric acid, an organic acid such as acetic acid and benzoic acid, or hydrogen chloride gas. Stop using a method known per se, such as a method of introducing into a solution. The vinyl cis-polybutadiene rubber produced is then separated, washed and subsequently dried according to the usual methods.
<ゴム組成物>
本発明のビニル・シス−ポリブタジエンゴムは、例えば、タイヤにおけるキャップトレッド、ランフラットタイヤのサイド補強層、カーカス、ベルト、チェーファー、ベーストレッド、ビード、スティフナー、インナーライナー等のタイヤ部材や、防振ゴム、ホース、ベルト、ゴムロール、ゴムクーラー、靴底ゴムなどの工業製品、その他のコンポジット、接着剤、プラスチックの改質剤などにも用いることができる。特に、タイヤ用のゴム組成物として用いた場合、従来よりも優れた耐亀裂性を有する。
<Rubber composition>
The vinyl cis-polybutadiene rubber of the present invention is, for example, a tire tread such as a cap tread in a tire, a side reinforcing layer of a run flat tire, a carcass, a belt, a chafer, a base tread, a bead, a stiffener, an inner liner, or a vibration proof. It can also be used for industrial products such as rubber, hoses, belts, rubber rolls, rubber coolers and shoe sole rubbers, other composites, adhesives, and modifiers for plastics. In particular, when used as a rubber composition for a tire, it has better crack resistance than before.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。なお、本発明に係るビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造方法により製造されたビニル・シス−ポリブタジエンゴムの素ゴム、及び加硫物の物性は、以下のようにして測定した。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples, but these do not limit the object of the present invention. The physical properties of the vinyl cis-polybutadiene rubber base rubber and the vulcanized product produced by the method for producing a vinyl cis-polybutadiene rubber according to the present invention were measured as follows.
<ビニル・シス−ポリブタジエンゴム>
1.低融点SPB(1,2−ポリブタジエン(A))含有量
低融点SPB(1,2−ポリブタジエン(A))の含有量は、以下の式(1)を用いて計算した。
低融点SPB(1,2−ポリブタジエン(A))の含有量=重合系中に添加した低融点SPB量÷得られたビニル・シス−ポリブタジエンゴム量×100 ・・・(1)
<Vinyl cis-polybutadiene rubber>
1. Low Melting Point SPB (1,2-Polybutadiene (A)) Content The low melting point SPB (1,2-polybutadiene (A)) content was calculated using the following formula (1).
Content of low-melting point SPB (1,2-polybutadiene (A))=amount of low-melting point SPB added to polymerization system/amount of vinyl cis-polybutadiene rubber obtained×100 (1)
2.ムーニー粘度(ML1+4,100℃)
ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、JIS K6300に準拠し、100℃にて予熱1分測定4分の値をムーニー粘度計(島津製作所製、SMV−202)により測定した。
2. Mooney viscosity (ML 1+4 , 100°C)
The Mooney viscosity (ML 1+4 , 100° C.) was measured by a Mooney viscometer (manufactured by Shimadzu Corporation, SMV-202) in accordance with JIS K6300, at a temperature of 100° C. for 1 minute of preheating and 4 minutes.
3.高融点SPB(1,2−ポリブタジエン(B))含有量(H.I.)
赤外線スペクトルを測定し、シス740cm−1、トランス967cm−1、ビニル910cm−1の吸収強度比からミクロ構造を算出して、1,2−ポリブタジエン(A)、1,2−ポリブタジエン(B)、ビニル・シス−ポリブタジエンゴムの各ビニル1,2−構造含有量を計算した。
計算した各ビニル1,2−構造含有量及び重合条件・結果から得られた数値を下記式(2)に代入することで1,2−ポリブタジエン(B)量(g)を計算した。
(1,2−ポリブタジエン(A)量(g))*(1,2−ポリブタジエン(A)のビニル1,2−構造含有量)+{(ビニル・シス−ポリブタジエンゴムの収量(g)−(1,2−ポリブタジエン(A)量(g)−(1,2−ポリブタジエン(B)量(g))}*0.01+(1,2−ポリブタジエン(B)量(g))*(1,2−ポリブタジエン(B)のビニル1,2−構造含有量)=(ビニル・シス−ポリブタジエンゴムの収量(g))*(ビニル・シス−ポリブタジエンゴムのビニル1,2−構造含有量) ・・・式(2)
計算した1,2−ポリブタジエン(B)量(g)を下記式(3)に代入することでビニル・シス−ポリブタジエンゴムのH.I.量を計算した。
(ビニル・シス−ポリブタジエンゴムのH.I.量(%))=(1,2−ポリブタジエン(B)量(g))/(ビニル・シス−ポリブタジエンゴムの収量(g)*100 ・・・式(3)
3. High melting point SPB (1,2-polybutadiene (B)) content (HI)
An infrared spectrum is measured, a microstructure is calculated from an absorption intensity ratio of cis 740 cm −1 , trans 967 cm −1 , vinyl 910 cm −1 , and 1,2-polybutadiene (A), 1,2-polybutadiene (B), The content of each vinyl 1,2-structure of the vinyl cis-polybutadiene rubber was calculated.
The amount (g) of 1,2-polybutadiene (B) was calculated by substituting the calculated vinyl 1,2-structure content, the polymerization conditions, and the numerical values obtained from the results into the following formula (2).
(Amount (g) of 1,2-polybutadiene (A))*(Content of vinyl 1,2-structure of 1,2-polybutadiene (A))+{(Yield of vinyl cis-polybutadiene rubber (g)-( 1,2-polybutadiene (A) amount (g)-(1,2-polybutadiene (B) amount (g))}*0.01+(1,2-polybutadiene (B) amount (g))*(1, 2-Polybutadiene (B) vinyl 1,2-structure content) = (Vinyl cis-polybutadiene rubber yield (g)) * (Vinyl cis-polybutadiene rubber vinyl 1,2-structure content)・Formula (2)
By substituting the calculated amount (g) of 1,2-polybutadiene (B) into the following formula (3), the H.V. I. The amount was calculated.
(HI amount of vinyl cis-polybutadiene rubber (%))=(1,2-polybutadiene (B) amount (g))/(yield of vinyl cis-polybutadiene rubber (g)*100... Formula (3)
4.高融点SPB(1,2−ポリブタジエン(B))のピークトップ分子量(Mp)
高融点SPB(1,2−ポリブタジエン(B))のピークトップ分子量(Mp)は、ソックスレー抽出により回収したn−ヘキサン不溶分を145℃のオルトジクロロベンゼン(ODCB)で溶解後、熱時ろ過したものを145℃で高温GPC測定(Waters製GPC/V2000型)を行い、ポリスチレンを標準物質として得た検量線から、SPBのピークトップ分子量(Mp)を算出した。
4. High melting point SPB (1,2-polybutadiene (B)) peak top molecular weight (Mp)
The peak top molecular weight (Mp) of the high melting point SPB (1,2-polybutadiene (B)) was obtained by dissolving the n-hexane insoluble matter recovered by Soxhlet extraction with ortho-dichlorobenzene (ODCB) at 145° C. and then filtering with heat. The product was subjected to high temperature GPC measurement (GPC/V2000 type manufactured by Waters) at 145° C., and the peak top molecular weight (Mp) of SPB was calculated from a calibration curve obtained using polystyrene as a standard substance.
<加硫物>
1.耐亀裂性
耐亀裂性は、定伸長疲労試験機(上島製作所)を用いて、加硫試験片(幅12mm、高さ110mm、厚さ2mm)の中央に0.5mmの傷を入れ、歪50%、300回/分の条件で亀裂進展長が1.0mmに達した際の回数を測定した。比較例1を100とし、指数の数値が大きいほど耐亀裂性が良好なことを示す。
<Vulcanized product>
1. Crack resistance The crack resistance was measured by using a constant elongation fatigue tester (Kamishima Seisakusho) to make a crack of 0.5 mm in the center of a vulcanized test piece (width 12 mm, height 110 mm, thickness 2 mm) and strain 50 %, the number of times when the crack growth length reached 1.0 mm was measured under the condition of 300 times/minute. Comparative Example 1 is set to 100, and the larger the index value, the better the crack resistance.
(実施例1)
表1,2に示す条件にてビニル・シス−ポリブタジエンゴムを製造した。具体的には、ヘリカル羽を備えチッソ置換を終えた1.5Lステンレス製オートクレーブに表1に示す量の低融点SPB(1,2−ポリブタジエン(A)成分:JSR社製 RB830)及びシクロヘキサン450mlを投入しオートクレーブを密閉し、次いで、1,3−ブタジエン450mlを圧送することで、原料溶液(FB)900mlを作製した。原料溶液に表1の濃度となるように水(H2O)をシリンジを用いて添加し、その後、オートクレーブを60℃まで昇温し、30分・500rpmで攪拌することにより、低融点SPBを完全に溶解させた。オートクレーブを25℃まで冷却した後、ジエチルアルミニウムクロライド及びトリエチルアルミニウム(モル比3:1)を表1の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、5分攪拌した。次いで、1,5−シクロオクタジエン(COD)を表1の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、45℃まで昇温させた。コバルトオクトエート(Co(Oct)2)を表1の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、45℃で20分シス−1,4重合を実施した。得られた重合反応混合物に、トリエチルアルミニウム(TEA)を表2の濃度となるようにシリンジを用いて添加し2分間保持、次いで、コバルトオクトエートを表2の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、更に2分間保持、更に、二硫化炭素(CS2)を表2の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、78℃で5分シンジオタクチック−1,2重合を実施した。得られた重合反応混合物に重合停止剤を添加し、シンジオタクチック−1,2重合を停止させた。その後、オートクレーブを冷却・脱圧し、重合反応混合物をバットに取り出した。100℃に温めた真空乾燥機にバットごと投入し、未反応のブタジエン及び溶剤を除去することで、実施例1に記載のビニル・シス−ポリブタジエンゴムを得た。得られたビニル・シス−ポリブタジエンゴムの物性を表3に示す。
(Example 1)
Vinyl cis-polybutadiene rubber was produced under the conditions shown in Tables 1 and 2. Specifically, an amount of low melting point SPB (1,2-polybutadiene (A) component: RB830 manufactured by JSR Co.) and 450 ml of cyclohexane shown in Table 1 were added to a 1.5 L stainless steel autoclave equipped with helical wings and having been subjected to nitrogen substitution. 900 ml of a raw material solution (FB) was prepared by charging and sealing the autoclave, and then 450 ml of 1,3-butadiene was pressure-fed. Water (H 2 O) was added to the raw material solution so as to have the concentration shown in Table 1 by using a syringe, and then the autoclave was heated to 60° C. and stirred at 500 rpm for 30 minutes to obtain low melting point SPB. It was completely dissolved. After cooling the autoclave to 25° C., diethylaluminum chloride and triethylaluminum (molar ratio 3:1) were added using a syringe so as to have the concentrations shown in Table 1, and the mixture was stirred for 5 minutes. Next, 1,5-cyclooctadiene (COD) was added using a syringe so as to have the concentrations shown in Table 1, and the temperature was raised to 45°C. Cobalt octoate (Co(Oct) 2 ) was added using a syringe so as to have the concentrations shown in Table 1, and cis-1,4 polymerization was carried out at 45° C. for 20 minutes. Triethylaluminum (TEA) was added to the obtained polymerization reaction mixture using a syringe so that the concentration thereof was shown in Table 2, and the mixture was kept for 2 minutes, and then cobalt octoate was used so that the concentration thereof was shown in Table 2. The mixture was added and held for another 2 minutes, and further carbon disulfide (CS 2 ) was added using a syringe so that the concentration was as shown in Table 2, and syndiotactic-1,2 polymerization was carried out at 78° C. for 5 minutes. A polymerization terminator was added to the obtained polymerization reaction mixture to terminate the syndiotactic-1,2 polymerization. Then, the autoclave was cooled and depressurized, and the polymerization reaction mixture was taken out into a vat. The vinyl cis-polybutadiene rubber described in Example 1 was obtained by charging the whole vat into a vacuum dryer heated to 100° C. and removing unreacted butadiene and solvent. Table 3 shows the physical properties of the obtained vinyl cis-polybutadiene rubber.
(比較例1)
表1,2に示す条件にてビニル・シス−ポリブタジエンゴムを製造した。具体的には、ヘリカル羽を備えチッソ置換を終えた1.5Lステンレス製オートクレーブに低融点SPB(1,2−ポリブタジエン(A)成分:JSR社製 RB830)2.7g及びシクロヘキサン100mlを投入しオートクレーブを密閉し、次いで、1,3−ブタジエンと2−ブテンの混合溶液(重量比50:50)500mlを圧送することで、原料溶液(FB)600mlを作製した。原料溶液に表1の濃度となるように水(H2O)及び二硫化炭素(CS2)をシリンジを用いて添加し、その後、オートクレーブを60℃まで昇温し、30分・500rpmで攪拌することにより、低融点SPBを完全に溶解させた。オートクレーブを25℃まで冷却した後、ジエチルアルミニウムクロライド及びトリエチルアルミニウム(モル比3:1)を表1の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、5分攪拌した。次いで、1,5−シクロオクタジエン(COD)を表1の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、45℃まで昇温させた。コバルトオクトエート(Co(Oct)2)を表1の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、45℃で20分シス−1,4重合を実施した。得られた重合反応混合物に、トリエチルアルミニウム(TEA)を表2の濃度となるようにシリンジを用いて添加し2分間保持、次いで、コバルトオクトエートを表2の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、45℃で20分シンジオタクチック−1,2重合を実施した。得られた重合反応混合物に重合停止剤を添加し、シンジオタクチック−1,2重合を停止させた。その後、オートクレーブを冷却・脱圧し、重合反応混合物をバットに取り出した。100℃に温めた真空乾燥機にバットごと投入し、未反応のブタジエン及び溶剤を除去することで、比較例1に記載のビニル・シス−ポリブタジエンゴムを得た。得られたビニル・シス−ポリブタジエンゴムの物性を表3に示す。
(Comparative Example 1)
Vinyl cis-polybutadiene rubber was produced under the conditions shown in Tables 1 and 2. Specifically, a 1.5 L stainless steel autoclave equipped with helical wings and having been subjected to nitrogen substitution was charged with 2.7 g of low melting point SPB (1,2-polybutadiene (A) component: RB830 manufactured by JSR Co.) and 100 ml of cyclohexane. Was sealed, and then 500 ml of a mixed solution of 1,3-butadiene and 2-butene (weight ratio 50:50) was pressure-fed to prepare 600 ml of a raw material solution (FB). Water (H 2 O) and carbon disulfide (CS 2 ) were added to the raw material solution using a syringe so as to have the concentrations shown in Table 1, and then the autoclave was heated to 60° C. and stirred at 500 rpm for 30 minutes. By doing so, the low melting point SPB was completely dissolved. After cooling the autoclave to 25° C., diethylaluminum chloride and triethylaluminum (molar ratio 3:1) were added using a syringe so as to have the concentrations shown in Table 1, and the mixture was stirred for 5 minutes. Next, 1,5-cyclooctadiene (COD) was added using a syringe so as to have the concentrations shown in Table 1, and the temperature was raised to 45°C. Cobalt octoate (Co(Oct) 2 ) was added using a syringe so as to have the concentrations shown in Table 1, and cis-1,4 polymerization was carried out at 45° C. for 20 minutes. Triethylaluminum (TEA) was added to the obtained polymerization reaction mixture using a syringe so as to have the concentration shown in Table 2, and the mixture was held for 2 minutes, and then cobalt octoate was used so as to have the concentration shown in Table 2 using the syringe. After the addition, syndiotactic-1,2 polymerization was carried out at 45° C. for 20 minutes. A polymerization terminator was added to the obtained polymerization reaction mixture to terminate the syndiotactic-1,2 polymerization. Then, the autoclave was cooled and depressurized, and the polymerization reaction mixture was taken out into a vat. The vinyl cis-polybutadiene rubber described in Comparative Example 1 was obtained by charging the whole vat into a vacuum dryer heated to 100° C. and removing unreacted butadiene and solvent. Table 3 shows the physical properties of the obtained vinyl cis-polybutadiene rubber.
前記実施例1及び比較例1で得られたビニル・シス−ポリブタジエンゴムを表4に従ってプラストミルでカーボンブラック、天然ゴム、亜鉛華、プロセスオイル、ステアリン酸および老化防止剤を加えて混練する一次配合を実施し、次いで、ロールにて加硫促進剤および硫黄を添加する二次配合を実施して、配合物を作成した。さらに、この配合物を成型し、160℃にてプレス加硫して加硫物を得た後、耐亀裂性を測定した。加硫物の物性測定結果について表5に示す。 According to Table 4, the vinyl cis-polybutadiene rubbers obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were kneaded in a plastomill with the addition of carbon black, natural rubber, zinc white, process oil, stearic acid and an antioxidant. After that, secondary mixing was performed by adding a vulcanization accelerator and sulfur on a roll to prepare a compound. Further, this compound was molded, press-vulcanized at 160° C. to obtain a vulcanized product, and then crack resistance was measured. Table 5 shows the results of measuring the physical properties of the vulcanizates.
以上より、実施例に係る加硫物は、比較例の加硫物と比較して、耐亀裂性の改善が図られていることが分かる。 From the above, it can be seen that the vulcanizates according to the examples have improved crack resistance as compared with the vulcanizates of the comparative examples.
Claims (4)
前記1,2−ポリブタジエン(B)のピークトップ分子量(Mp)が10,000以下であることを特徴とするビニル・シス−ポリブタジエンゴム。 A vinyl cis-polybutadiene rubber containing 1,2-polybutadiene (A) having a melting point of 60 to 150°C and 1,2-polybutadiene (B) having a melting point of 160 to 230°C.
The vinyl-cis-polybutadiene rubber, wherein the 1,2-polybutadiene (B) has a peak top molecular weight (Mp) of 10,000 or less.
第1工程で調製された混合物に水、有機アルミニウム化合物及び可溶性コバルト化合物からなる触媒、又は、有機アルミニウム化合物、ニッケル化合物及びフッ素化合物からなる触媒を添加して、1,3−ブタジエンをシス−1,4重合する第2工程と、
第2工程で得られた重合反応混合物中の1,3−ブタジエンをシンジオタクチック−1,2重合する第3工程と、を備え、
第3工程において、重合温度を70〜85℃に調整することを特徴とするビニル・シス−ポリブタジエンの製造方法。 A first step of preparing a mixture of 1,2-polybutadiene (A) having a melting point of 60 to 150° C., 1,3-butadiene, and an inert organic solvent containing hydrocarbon as a main component;
Water, a catalyst composed of an organoaluminum compound and a soluble cobalt compound, or a catalyst composed of an organoaluminum compound, a nickel compound and a fluorine compound is added to the mixture prepared in the first step to add 1,3-butadiene to cis-1. , 4 second step of polymerizing,
A third step of polymerizing 1,3-butadiene in the polymerization reaction mixture obtained in the second step with syndiotactic-1,2,
In the third step, the polymerization temperature is adjusted to 70 to 85 °C, and a method for producing vinyl cis-polybutadiene.
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