JP2014162809A - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物および空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire.
近年、車両走行時の低燃費性の面から、タイヤの転がり抵抗を低減することが求められている。また、安全性の面からウェット性能の向上が求められている。これに対し、タイヤのトレッド部を構成するゴム成分に、シリカを配合して、低転がり抵抗性とウェット性能を両立する方法が知られている。
しかし、シリカはゴム成分との親和性が低く、また、シリカ同士の凝集性が高いため、ゴム成分に単にシリカを配合してもシリカが分散せず、転がり抵抗を低減する効果やウェット性能を向上する効果が十分に得られないという問題があった。
In recent years, it has been required to reduce rolling resistance of tires from the viewpoint of low fuel consumption during vehicle travel. Moreover, the improvement of wet performance is calculated | required from the surface of safety. On the other hand, a method is known in which silica is blended with the rubber component constituting the tread portion of the tire so as to achieve both low rolling resistance and wet performance.
However, since silica has low affinity with rubber components and high cohesiveness between silicas, silica is not dispersed even if silica is simply added to the rubber component, reducing rolling resistance and wet performance. There was a problem that the effect of improving could not be obtained sufficiently.
このようななか、特許文献1には、イソプレンブロックを有する共役ジエン系ゴムを含有するゴム組成物が開示されている。特許文献1によると、上記組成物を用いることで、シリカとゴムとの親和性が良好となり、タイヤの低発熱性(低転がり抵抗性)やウェットグリップ性を向上させることができる旨が記載されている。 Under such circumstances, Patent Document 1 discloses a rubber composition containing a conjugated diene rubber having an isoprene block. According to Patent Document 1, it is described that by using the above composition, the affinity between silica and rubber is improved, and the low heat build-up (low rolling resistance) and wet grip properties of the tire can be improved. ing.
また、タイヤ用のゴム組成物には、併せて、貯蔵段階や加硫工程前段階の架橋(ゴム焼け)が少ないことが求められる。すなわち、優れたスコーチ性(加工性)が求められる。 In addition, the rubber composition for tires is required to have less cross-linking (rubber burn) in the storage stage and the stage before the vulcanization process. That is, excellent scorch (workability) is required.
一方、環境問題および資源問題から、車両のさらなる低燃費性が求められ、それに伴い、タイヤの低転がり抵抗性のさらなる向上が求められている。また、求められる安全レベルの向上に伴い、ウェット性能についてもさらなる向上が求められている。 On the other hand, due to environmental problems and resource problems, further fuel efficiency of vehicles is required, and accordingly, further improvement of tire rolling resistance is required. Further, with the improvement of the required safety level, further improvement in wet performance is also required.
このようななか、特許文献1に記載のゴム組成物について検討したところ、スコーチ性には優れるものの、低転がり抵抗性およびウェット性能は昨今求められているレベルを満たしていないことが明らかとなった。
そこで、本発明は、上記実情を鑑みて、タイヤにしたときに低転がり抵抗性およびウェット性能に優れ、かつ、スコーチ性に優れたゴム組成物を提供することを目的とする。
Under such circumstances, the rubber composition described in Patent Document 1 was examined, and it was revealed that the low rolling resistance and the wet performance did not satisfy the levels required recently, although the scorch property was excellent.
Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a rubber composition which is excellent in low rolling resistance and wet performance when made into a tire and excellent in scorch properties.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、特定の共役ジエン系ゴムを所定量含有するゴム成分とメルカプト系シランカップリング剤とを併用することで、タイヤにしたときに低転がり抵抗性およびウェット性能に優れ、かつ、スコーチ性に優れたゴム組成物が得られることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have used a rubber component containing a specific amount of a specific conjugated diene rubber and a mercapto silane coupling agent in combination, so that the tire has low rolling resistance. And it discovered that the rubber composition excellent in wet performance and scorch property was obtained, and it came to this invention.
That is, the present inventors have found that the above problem can be solved by the following configuration.
(1) 共役ジエン系ゴム(A)を10質量%以上含むゴム成分と、メルカプト系シランカップリング剤(B)と、シリカ(C)とを含有し、
上記共役ジエン系ゴム(A)が、共役ジエン系共重合体鎖(a1)と、変性剤(a2)との反応により得られる、3以上の上記共役ジエン系共重合体鎖(a1)が上記変性剤(a2)を介して結合してなる構造体(a)を5質量%以上含み、
上記共役ジエン系共重合体鎖(a1)が、一方の端にイソプレン単位を70質量%以上含有するイソプレンブロックを有し、他方の端に活性末端を有する、共役ジエン系共重合体鎖であり、
上記変性剤(a2)が、エポキシ基および/またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、上記エポキシ基と、上記ヒドロカルビルオキシシリルに含まれるヒドロカルビルオキシ基との合計数が3以上である、変性剤であり、
上記メルカプト系シランカップリング剤(B)の含有量が、上記シリカ(C)の含有量に対して0.5〜20質量%であり、
上記シリカ(C)の含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して5〜150質量である、ゴム組成物。
(2) 上記メルカプト系シランカップリング剤(B)が、後述する式(7)で表される化合物、および/または、後述する式(9)で表される繰り返し単位および後述する式(10)で表される繰り返し単位を有する共重合物である、上記(1)に記載のゴム組成物。
(3) 上記変性剤(a2)が、ポリオルガノシロキサンである、上記(1)または(2)に記載のゴム組成物。
(4) 上記(1)〜(3)のいずれかに記載のゴム組成物をタイヤトレッドに用いた空気入りタイヤ。
(1) A rubber component containing 10% by mass or more of the conjugated diene rubber (A), a mercapto silane coupling agent (B), and silica (C),
Three or more conjugated diene copolymer chains (a1) obtained by reacting the conjugated diene rubber (A) with a conjugated diene copolymer chain (a1) and a modifier (a2) Containing 5 mass% or more of the structure (a) formed by bonding via the modifier (a2),
The conjugated diene copolymer chain (a1) is a conjugated diene copolymer chain having an isoprene block containing 70% by mass or more of isoprene units at one end and an active end at the other end. ,
The modifier (a2) is an modifier having an epoxy group and / or a hydrocarbyloxysilyl group, and the total number of the epoxy group and the hydrocarbyloxy group contained in the hydrocarbyloxysilyl is 3 or more. ,
The content of the mercapto-based silane coupling agent (B) is 0.5 to 20% by mass with respect to the content of the silica (C),
The rubber composition whose content of the said silica (C) is 5-150 mass with respect to 100 mass parts of said rubber components.
(2) The mercapto-based silane coupling agent (B) is a compound represented by the following formula (7) and / or a repeating unit represented by the following formula (9) and a formula (10) described later. The rubber composition according to (1) above, which is a copolymer having a repeating unit represented by:
(3) The rubber composition according to (1) or (2), wherein the modifier (a2) is polyorganosiloxane.
(4) A pneumatic tire using the rubber composition according to any one of (1) to (3) in a tire tread.
以下に示すように、本発明によれば、タイヤにしたときに低転がり抵抗性およびウェット性能に優れ、かつ、スコーチ性に優れたゴム組成物およびそれをタイヤトレッドに用いた空気入りタイヤを提供することができる。 As shown below, according to the present invention, a rubber composition excellent in low rolling resistance and wet performance when made into a tire and excellent in scorch and a pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread is provided. can do.
以下に、本発明のゴム組成物、および本発明のゴム組成物を用いた空気入りタイヤについて説明する。 Below, the rubber composition of this invention and the pneumatic tire using the rubber composition of this invention are demonstrated.
[ゴム組成物]
本発明のゴム組成物は、共役ジエン系ゴム(A)を10質量%以上含むゴム成分と、メルカプト系シランカップリング剤(B)と、シリカ(C)とを含有し、上記共役ジエン系ゴム(A)が、共役ジエン系共重合体鎖(a1)と、変性剤(a2)との反応により得られる、3以上の上記共役ジエン系共重合体鎖(a1)が上記変性剤(a2)を介して結合してなる構造体(a)を5質量%以上含む。
ここで、上記共役ジエン系共重合体鎖(a1)は、一方の端にイソプレン単位を70質量%以上含有するイソプレンブロックを有し、他方の端に活性末端を有する、共役ジエン系共重合体鎖である。
また、上記変性剤(a2)は、エポキシ基および/またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、前記エポキシ基と、前記ヒドロカルビルオキシシリルに含まれるヒドロカルビルオキシ基との合計数が3以上である、変性剤である。
また、上記メルカプト系シランカップリング剤(B)の含有量は、上記シリカ(C)の含有量に対して0.5〜20質量%であり、上記シリカ(C)の含有量は、上記ゴム成分100質量部に対して5〜150質量である。
[Rubber composition]
The rubber composition of the present invention contains a rubber component containing 10% by mass or more of a conjugated diene rubber (A), a mercapto silane coupling agent (B), and silica (C), and the conjugated diene rubber described above. (A) is obtained by reaction of the conjugated diene copolymer chain (a1) with the modifier (a2), and three or more conjugated diene copolymer chains (a1) are the modifier (a2). 5% by mass or more of the structure (a) formed through bonding is included.
Here, the conjugated diene copolymer chain (a1) has an isoprene block containing 70% by mass or more of isoprene units at one end and an active end at the other end. Is a chain.
The modifier (a2) has an epoxy group and / or a hydrocarbyloxysilyl group, and the total number of the epoxy group and the hydrocarbyloxy group contained in the hydrocarbyloxysilyl is 3 or more. It is.
Further, the content of the mercapto-based silane coupling agent (B) is 0.5 to 20% by mass with respect to the content of the silica (C), and the content of the silica (C) is the rubber. It is 5-150 mass with respect to 100 mass parts of components.
本発明のゴム組成物は、後述する構造体(a)を所定量含有する共役ジエン系ゴム(A)と、メルカプト系シランカップリング剤(B)とを併用するため、低転がり抵抗性、ウェット性能およびスコーチ性のいずれについても優れた特性を示すゴム組成物となると考えられる。 Since the rubber composition of the present invention uses a conjugated diene rubber (A) containing a predetermined amount of the structure (a) described later and a mercapto silane coupling agent (B), low rolling resistance, wet It is considered that the rubber composition exhibits excellent characteristics in both performance and scorch properties.
その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
後述するように、構造体(a)は、イソプレンブロックを有する共役ジエン系重合体鎖(a1)が変性剤(a2)を介して結合した構造を有する。本発明のゴム組成物は上記構造体(a)を所定量含有する共役ジエン系ゴム(A)と、メルカプト系シランカップリング剤(B)とを併用するため、メルカプト系シランカップリング剤(B)のメルカプト基および加水分解性基が、構造体(a)のイソプレンブロック、および、シリカの双方と相互作用し、シリカの分散性を向上させ、結果として、優れた低転がり抵抗性およびウェット性能を示すものと考えられる。特に、メルカプト基がイソプレンブロックに対して強く親和することが、上述するような優れた特性を担保しているものと考えられる。このことは、構造体(a)を所定量含有する共役ジエン系ゴム(A)を使用しても、シランカップリング剤として非メルカプト系シランカップリング剤を使用した場合(後述する比較例3)や、メルカプト系シランカップリング剤(B)を使用しても、構造体(a)を含有しない共役ジエン系ゴムを使用した場合(後述する比較例1)では、低転がり抵抗性およびウェット性能が不十分となるという事実からも推測される。
また、上述したような、メルカプト基とイソプレンブロックとの間の強い親和性により、メルカプト基が安定化され、優れたスコーチ性が担保されるものと考えられる。このことは、構造体(a)を含有しない共役ジエン系ゴムを使用した場合(後述する比較例1)や、スコーチ性が不十分となるという事実からも推測される。
The reason is not clear, but it is presumed that it is as follows.
As will be described later, the structure (a) has a structure in which a conjugated diene polymer chain (a1) having an isoprene block is bonded via a modifier (a2). Since the rubber composition of the present invention uses the conjugated diene rubber (A) containing a predetermined amount of the structure (a) and the mercapto silane coupling agent (B), the mercapto silane coupling agent (B ) Mercapto groups and hydrolyzable groups interact with both the isoprene block of the structure (a) and silica to improve the dispersibility of the silica, resulting in excellent low rolling resistance and wet performance. It is thought that it shows. In particular, the strong affinity of the mercapto group for the isoprene block is considered to ensure the excellent characteristics as described above. This means that even when the conjugated diene rubber (A) containing a predetermined amount of the structure (a) is used, a non-mercapto silane coupling agent is used as the silane coupling agent (Comparative Example 3 described later). Even when the mercapto-based silane coupling agent (B) is used and the conjugated diene rubber not containing the structure (a) is used (Comparative Example 1 described later), low rolling resistance and wet performance are obtained. It is also inferred from the fact that it becomes insufficient.
In addition, it is considered that the mercapto group is stabilized by the strong affinity between the mercapto group and the isoprene block as described above, and excellent scorch properties are ensured. This is also inferred from the fact that the conjugated diene rubber not containing the structure (a) is used (Comparative Example 1 described later) and the fact that the scorch property becomes insufficient.
以下、本発明のゴム組成物に含有される各成分について詳述する。 Hereinafter, each component contained in the rubber composition of the present invention will be described in detail.
〔ゴム成分〕
本発明のゴム組成物に含有されるゴム成分は、後述する共役ジエン系ゴム(A)を10質量%以上含有する。上記ゴム成分は、共役ジエン系ゴム(A)以外のジエン系ゴムを含有してもよい。
[Rubber component]
The rubber component contained in the rubber composition of the present invention contains 10% by mass or more of a conjugated diene rubber (A) described later. The rubber component may contain a diene rubber other than the conjugated diene rubber (A).
共役ジエン系ゴム(A)は、後述する共役ジエン系共重合体鎖(a1)と、後述する変性剤(a2)との反応により得られる、3以上の共役ジエン系共重合体鎖(a1)が変性剤(a2)を介して結合してなる後述する構造体(a)を5質量%以上含むものである。 The conjugated diene rubber (A) is obtained by reacting a conjugated diene copolymer chain (a1) described later with a modifying agent (a2) described later and three or more conjugated diene copolymer chains (a1). Contains 5% by mass or more of a structure (a) described later formed by bonding via a modifier (a2).
<共役ジエン系重合体鎖(a1)>
共役ジエン系ゴム(A)に含まれる構造体(a)を形成するのに使用される共役ジエン系重合体鎖(a1)は、共役ジエン単量体単位を含んでなる重合体鎖であって、一方の端にイソプレンブロックを有し、他方の端に活性末端(重合活性末端またはリビング成長末端)を有するものであれば、特に限定されない。
<Conjugated Diene Polymer Chain (a1)>
The conjugated diene polymer chain (a1) used for forming the structure (a) contained in the conjugated diene rubber (A) is a polymer chain comprising a conjugated diene monomer unit. There is no particular limitation as long as it has an isoprene block at one end and an active end (polymerization active end or living growth end) at the other end.
上記共役ジエン系重合体鎖(a1)は、不活性溶媒中で、イソプレンまたはイソプレンを所定量含んでなるイソプレン混合物を、重合開始剤を用いてリビング重合することにより、活性末端(重合活性末端またはリビング成長末端)を有するイソプレンブロックを形成させ、次いで、共役ジエン単量体または共役ジエン単量体を含んでなる単量体混合物を、活性末端を有するイソプレンブロックに結合させ、引き続きリビング重合することにより得ることができる。なお、上記共役ジエン単量体を含んでなる単量体混合物は、さらに芳香族ビニル単量体を含んでなることが好ましい。 The conjugated diene polymer chain (a1) is obtained by subjecting an isoprene or an isoprene mixture containing a predetermined amount of isoprene in an inert solvent to living polymerization using a polymerization initiator, thereby producing an active end (polymerization active end or Forming an isoprene block having a living growth terminal), and then coupling a conjugated diene monomer or a monomer mixture comprising a conjugated diene monomer to an isoprene block having an active terminal, followed by living polymerization. Can be obtained. The monomer mixture containing the conjugated diene monomer preferably further contains an aromatic vinyl monomer.
イソプレンブロックは、イソプレンの単独重合体、または、イソプレンと他の単量体(モノマー)との共重合体であり、イソプレン単位の含有量が70質量%以上のポリイソプレンである。イソプレンブロック中のイソプレン単位の含有量は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることが特に好ましい。 The isoprene block is a homopolymer of isoprene or a copolymer of isoprene and another monomer (monomer), and is a polyisoprene having a content of isoprene units of 70% by mass or more. The content of isoprene units in the isoprene block is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass.
上述のとおり、上記共役ジエン系重合体鎖(a1)は、一方の端に上記イソプレンブロックを有する。共役ジエン系重合体鎖(a1)の鎖中にさらにイソプレンブロックを有してもよい。両方の端にイソプレンブロックを有し、そのうちの一方の端のイソプレンブロックが活性末端を有してもよいが、活性末端ではない方の端にのみイソプレンブロックを有するのが生産性の観点から好ましい。 As described above, the conjugated diene polymer chain (a1) has the isoprene block at one end. An isoprene block may be further included in the chain of the conjugated diene polymer chain (a1). It has an isoprene block at both ends, and an isoprene block at one end of them may have an active end, but it is preferable from the viewpoint of productivity to have an isoprene block only at the end that is not the active end. .
イソプレンブロックの重量平均分子量は、特に制限されないが、強度の観点から、好ましくは500〜25,000、より好ましくは1,000〜15,000であり、特に好ましくは1,500〜10,000である。 The weight average molecular weight of the isoprene block is not particularly limited, but is preferably 500 to 25,000, more preferably 1,000 to 15,000, and particularly preferably 1,500 to 10,000 from the viewpoint of strength. is there.
イソプレンブロックの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる分子量分布は、特に制限されないが、生産性の観点から、好ましくは1.0〜1.5、より好ましくは1.0〜1.4、特に好ましくは1.0〜1.3である。 The molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the isoprene block is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, preferably 1.0 to 1. 5, More preferably, it is 1.0-1.4, Most preferably, it is 1.0-1.3.
イソプレンブロックを得るために用いるイソプレンと共重合し得るその他の単量体としては、イソプレンと共重合可能なものであれば特に限定されず、例えば、1,3−ブタジエン、スチレン、α−メチルスチレンなどを用いることができる。これらの中でも、スチレンが好ましい。イソプレンブロック中、その他の単量体単位の含有量は、30質量%未満であり、20質量%未満であることが好ましく、10質量%未満であることがより好ましく、イソプレン単位以外の単量体を含有していないことが特に好ましい。 The other monomer that can be copolymerized with isoprene used for obtaining the isoprene block is not particularly limited as long as it is copolymerizable with isoprene. For example, 1,3-butadiene, styrene, α-methylstyrene Etc. can be used. Among these, styrene is preferable. In the isoprene block, the content of other monomer units is less than 30% by mass, preferably less than 20% by mass, more preferably less than 10% by mass, and monomers other than isoprene units. It is particularly preferred not to contain.
イソプレン(またはイソプレン混合物)の重合に用いられる不活性溶媒としては、溶液重合において通常使用されるものであって、重合反応を阻害しないものであれば、特に制限なく使用できる。その具体例としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、2−ブテンなどの鎖状脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘキセンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;などが挙げられる。不活性溶媒の使用量は特に制限されないが、通常、全単量体(イソプレンおよびその他の単量体)の濃度が1〜50質量%になるような量であり、好ましくは10〜40質量%になるような量である。 As the inert solvent used for the polymerization of isoprene (or isoprene mixture), any solvent that is usually used in solution polymerization and does not inhibit the polymerization reaction can be used without particular limitation. Specific examples thereof include, for example, chain aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, heptane and 2-butene; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane and cyclohexene; aromatics such as benzene, toluene and xylene. Group hydrocarbons; and the like. The amount of the inert solvent used is not particularly limited, but is usually an amount such that the concentration of all monomers (isoprene and other monomers) is 1 to 50% by mass, preferably 10 to 40% by mass. It is the quantity which becomes.
イソプレンブロックを合成する際の重合開始剤としては、イソプレン(またはイソプレン混合物)をリビング重合させて、活性末端を有する重合体鎖を与えることができるものであれば、特に限定されないが、例えば、有機アルカリ金属化合物および有機アルカリ土類金属化合物、ならびにランタン系列金属化合物などを主触媒とする重合開始剤が好ましく使用される。有機アルカリ金属化合物の具体例としては、例えば、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、およびスチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物;ジリチオメタン、1,4−ジリチオブタン、1,4−ジリチオ−2−エチルシクロヘキサン、1,3,5−トリリチオベンゼン、および1,3,5−トリス(リチオメチル)ベンゼンなどの有機多価リチウム化合物;ナトリウムナフタレンなどの有機ナトリウム化合物;カリウムナフタレンなどの有機カリウム化合物;などが挙げられる。また、有機アルカリ土類金属化合物としては、ジ−n−ブチルマグネシウム、ジ−n−ヘキシルマグネシウム、ジエトキシカルシウム、ジステアリン酸カルシウム、ジ−t−ブトキシストロンチウム、ジエトキシバリウム、ジイソプロポキシバリウム、ジエチルメルカプトバリウム、ジ−t−ブトキシバリウム、ジフェノキシバリウム、ジエチルアミノバリウム、ジステアリン酸バリウム、およびジケチルバリウムなどが挙げられる。ランタン系列金属化合物を主触媒とする重合開始剤としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウムおよびガドリニウムなどのランタン系列金属と、カルボン酸、およびリン含有有機酸などとからなるランタン系列金属の塩を主触媒とし、これと、アルキルアルミニウム化合物、有機アルミニウムハイドライド化合物、および有機アルミニウムハライド化合物などの助触媒とからなる重合開始剤が挙げられる。これらの重合開始剤のなかでも、有機モノリチウム化合物および有機多価リチウム化合物を用いることが好ましく、有機モノリチウム化合物を用いることがより好ましく、n−ブチルリチウムを用いることが特に好ましい。なお、有機アルカリ金属化合物は、予め、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、およびヘプタメチレンイミン(好ましくは、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、およびヘプタメチレンイミン)などの第2級アミンと反応させて、有機アルカリ金属アミド化合物として使用してもよい。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。 The polymerization initiator for synthesizing the isoprene block is not particularly limited as long as it is capable of living polymerizing isoprene (or an isoprene mixture) to give a polymer chain having an active end. A polymerization initiator mainly comprising an alkali metal compound, an organic alkaline earth metal compound, a lanthanum series metal compound, or the like is preferably used. Specific examples of the organic alkali metal compound include, for example, organic monolithium compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, phenyllithium, and stilbenelithium; dilithiomethane, 1,4-dilithiobutane Organic polyvalent lithium compounds such as 1,4-dilithio-2-ethylcyclohexane, 1,3,5-trilithiobenzene, and 1,3,5-tris (lithiomethyl) benzene; organic sodium compounds such as sodium naphthalene; Organic potassium compounds such as potassium naphthalene; and the like. Examples of organic alkaline earth metal compounds include di-n-butylmagnesium, di-n-hexylmagnesium, diethoxycalcium, calcium distearate, di-t-butoxystrontium, diethoxybarium, diisopropoxybarium, and diethyl. Examples include mercaptobarium, di-t-butoxybarium, diphenoxybarium, diethylaminobarium, barium distearate, and diketylbarium. As a polymerization initiator having a lanthanum series metal compound as a main catalyst, a lanthanum series metal salt comprising a lanthanum series metal such as lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium and gadolinium, a carboxylic acid, and a phosphorus-containing organic acid As a main catalyst, and a polymerization initiator comprising this and a co-catalyst such as an alkylaluminum compound, an organoaluminum hydride compound, and an organoaluminum halide compound. Among these polymerization initiators, it is preferable to use an organic monolithium compound and an organic polyvalent lithium compound, more preferably an organic monolithium compound, and particularly preferably n-butyllithium. In addition, the organic alkali metal compound is a secondary compound such as dibutylamine, dihexylamine, dibenzylamine, pyrrolidine, hexamethyleneimine, and heptamethyleneimine (preferably pyrrolidine, hexamethyleneimine, and heptamethyleneimine). You may make it react with an amine and use it as an organic alkali metal amide compound. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
重合開始剤の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すればよいが、イソプレン(またはイソプレン混合物)100g当り、好ましくは4〜250mmol、より好ましくは30〜200mmol、特に好ましくは40〜100mmolの範囲である。 The amount of the polymerization initiator used may be determined according to the target molecular weight, but is preferably 4 to 250 mmol, more preferably 30 to 200 mmol, and particularly preferably 40 to 100 mmol per 100 g of isoprene (or isoprene mixture). It is a range.
イソプレン(またはイソプレン混合物)を重合するに際し、重合温度は、通常、−80〜150℃、好ましくは0〜100℃、より好ましくは20〜90℃の範囲である。 When polymerizing isoprene (or isoprene mixture), the polymerization temperature is usually in the range of -80 to 150 ° C, preferably 0 to 100 ° C, more preferably 20 to 90 ° C.
イソプレンブロックにおけるイソプレン単位由来のビニル結合含有量(以下、単にビニル結合含有量ともいう)を調節するために、重合に際し、不活性有機溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。極性化合物としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、2,2−ジ(テトラヒドロフリル)プロパンなどのエーテル化合物;テトラメチルエチレンジアミンなどの第三級アミン;アルカリ金属アルコキシド;ホスフィン化合物;などが挙げられる。これらの中でも、エーテル化合物、第三級アミンが好ましく、その中でも、重合開始剤の金属とキレート構造を形成し得るものがより好ましく、2,2−ジ(テトラヒドロフリル)プロパン、テトラメチルエチレンジアミンが特に好ましい。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、重合開始剤1molに対して、好ましくは0.1〜30mol、より好ましくは0.5〜10molの範囲で調節すればよい。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、ビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。 In order to adjust the content of vinyl bonds derived from isoprene units in the isoprene block (hereinafter also simply referred to as vinyl bond content), it is preferable to add a polar compound to an inert organic solvent during polymerization. Examples of the polar compound include ether compounds such as dibutyl ether, tetrahydrofuran and 2,2-di (tetrahydrofuryl) propane; tertiary amines such as tetramethylethylenediamine; alkali metal alkoxides; phosphine compounds; Among these, ether compounds and tertiary amines are preferable, and among them, those capable of forming a chelate structure with the metal of the polymerization initiator are more preferable, and 2,2-di (tetrahydrofuryl) propane and tetramethylethylenediamine are particularly preferable. preferable. The amount of the polar compound used may be determined according to the target vinyl bond content, and is preferably adjusted in the range of 0.1 to 30 mol, more preferably 0.5 to 10 mol, relative to 1 mol of the polymerization initiator. do it. When the amount of the polar compound used is within this range, the vinyl bond content can be easily adjusted, and problems due to the deactivation of the polymerization initiator hardly occur.
イソプレンブロックにおけるビニル結合含有量は、低転がり抵抗性およびウェット性能がより優れる理由から、好ましくは21〜85質量%、より好ましくは50〜80質量%、さらに好ましくは70〜80質量%である。なお、イソプレン単位由来のビニル結合含有量とは、イソプレンブロックにおける、イソプレン単位由来の1,2−ビニル結合の単位と、イソプレン単位由来の3,4−ビニル結合の単位との合計の割合(質量%)である。 The vinyl bond content in the isoprene block is preferably from 21 to 85% by mass, more preferably from 50 to 80% by mass, and even more preferably from 70 to 80% by mass because the low rolling resistance and wet performance are more excellent. The vinyl bond content derived from isoprene units is the total ratio (mass of 1,2-vinyl bond units derived from isoprene units and 3,4-vinyl bond units derived from isoprene units in the isoprene block. %).
共役ジエン系重合体鎖(a1)におけるイソプレンブロック以外の部分は、共役ジエン単量体の単独重合体鎖または共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体鎖であることが好ましい。イソプレンブロック以外の部分における共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との質量比(共役ジエン単量体単位:芳香族ビニル単量体単位)は、100:0〜50:50が好ましく、90:10〜70:30がより好ましい。 The part other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1) may be a homopolymer chain of a conjugated diene monomer or a copolymer chain of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer. preferable. The mass ratio of the conjugated diene monomer unit to the aromatic vinyl monomer unit in the portion other than the isoprene block (conjugated diene monomer unit: aromatic vinyl monomer unit) is 100: 0 to 50:50. Preferably, 90:10 to 70:30 is more preferable.
共役ジエン系重合体鎖(a1)においてイソプレンブロック以外の部分を得るために用いる共役ジエン単量体としては、特に限定されないが、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン(2−メチル−1,3−ブタジエン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、および1,3−ヘキサジエンなどが挙げられる。これらの中でも、1,3−ブタジエン、またはイソプレンを用いることが好ましく、1,3−ブタジエンを用いることがより好ましい。これらの共役ジエン単量体は、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Although it does not specifically limit as a conjugated diene monomer used in order to obtain parts other than an isoprene block in a conjugated diene type polymer chain (a1), For example, 1, 3- butadiene, isoprene (2-methyl-1,3) -Butadiene), 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, and the like. Among these, 1,3-butadiene or isoprene is preferably used, and 1,3-butadiene is more preferably used. These conjugated diene monomers can be used alone or in combination of two or more.
また、共役ジエン系重合体鎖(a1)においてイソプレンブロック以外の部分を得るために用いる芳香族ビニル単量体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、5−t−ブチル−2−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノメチルスチレン、およびジメチルアミノエチルスチレンなどを挙げることができる。これらの中でも、スチレン、α−メチルスチレン、および4−メチルスチレンが好ましく、スチレンがより好ましい。これらの芳香族ビニル単量体は、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。 In addition, the aromatic vinyl monomer used to obtain a portion other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1) is not particularly limited, and examples thereof include styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-ethylstyrene, 3-ethylstyrene, 4-ethylstyrene, 2,4-diisopropylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 4-t-butylstyrene, 5-t- Examples thereof include butyl-2-methylstyrene, vinylnaphthalene, dimethylaminomethylstyrene, and dimethylaminoethylstyrene. Among these, styrene, α-methylstyrene, and 4-methylstyrene are preferable, and styrene is more preferable. These aromatic vinyl monomers can be used alone or in combination of two or more.
共役ジエン系重合体鎖(a1)においてイソプレンブロック以外の部分を得るために用いる単量体として、本発明における本質的な特性を損なわない範囲において、所望により、共役ジエン単量体および芳香族ビニル単量体以外の他の単量体を使用することができる。他の単量体としては、例えば、アクリロニトリル、およびメタクリロニトリルなどのα,β−不飽和ニトリル;アクリル酸、メタクリル酸、および無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸または酸無水物;メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、およびアクリル酸ブチルなどの不飽和カルボン酸エステル;1,5−ヘキサジエン、1,6−へプタジエン、1,7−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、および5−エチリデン−2−ノルボルネンなどの非共役ジエンなどを挙げることができる。これらの単量体の使用量は、共役ジエン系重合体鎖(a1)においてイソプレンブロック以外の部分を得るために用いる全単量体中、10質量%以下とするのが好ましく、5質量%以下とするのがより好ましい。 As a monomer to be used for obtaining a portion other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1), a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl are optionally selected as long as the essential characteristics of the present invention are not impaired. Other monomers other than the monomer can be used. Other monomers include, for example, α, β-unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; unsaturated carboxylic acids or acid anhydrides such as acrylic acid, methacrylic acid, and maleic anhydride; methyl methacrylate Unsaturated carboxylic acid esters such as 1,5-hexadiene, 1,6-heptadiene, 1,7-octadiene, dicyclopentadiene, and 5-ethylidene-2-norbornene Non-conjugated dienes can be mentioned. The amount of these monomers used is preferably 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, based on the total amount of monomers used for obtaining a portion other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1). Is more preferable.
共役ジエン系重合体鎖(a1)においてイソプレンブロック以外の部分の重合に用いられる不活性溶媒については、上述のイソプレンブロックの合成に用いられる不活性溶媒と同様である。 The inert solvent used for polymerization of a portion other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1) is the same as the inert solvent used for the synthesis of the above-described isoprene block.
共役ジエン系重合体鎖(a1)においてイソプレンブロック以外の部分の合成に用いられる重合開始剤としては上述した活性末端を有するイソプレンブロックをそのまま用いる。重合開始剤の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すればよいが、単量体(混合物)100g当り、通常、0.1〜5mmol、好ましくは0.2〜2mmol、より好ましくは0.3〜1.5mmolの範囲である。 As the polymerization initiator used for the synthesis of a portion other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1), the above-described isoprene block having an active end is used as it is. The amount of the polymerization initiator used may be determined according to the target molecular weight, but is usually 0.1 to 5 mmol, preferably 0.2 to 2 mmol, more preferably 0 per 100 g of the monomer (mixture). The range is from 3 to 1.5 mmol.
共役ジエン系重合体鎖(a1)においてイソプレンブロック以外の部分を重合するに際し、重合温度は、通常、−80〜150℃一、好ましくは0〜100℃、より好ましくは20〜90℃の範囲である。重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できる。共役ジエン系重合体鎖(a1)におけるイソプレンブロック以外の部分を、共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体鎖とする場合、あるいは、2種以上の共役ジエン単量体からなる共重合体鎖とする場合には、結合のランダム性を制御しやすい点で、回分式が好ましい。 In polymerizing a portion other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1), the polymerization temperature is usually -80 to 150 ° C, preferably 0 to 100 ° C, more preferably 20 to 90 ° C. is there. As the polymerization mode, any mode such as batch mode or continuous mode can be adopted. When the portion other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1) is a copolymer chain of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer, or two or more conjugated diene monomers In the case where the copolymer chain is made of, a batch system is preferable because the randomness of the bond can be easily controlled.
共役ジエン系重合体鎖(a1)におけるイソプレンブロック以外の部分を、共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体鎖とする場合、あるいは、2種以上の共役ジエン単量体からなる共重合体鎖とする場合の各単量体の結合様式は、例えば、ブロック状、テーパー状、またはランダム状など種々の結合様式とすることができる。これらの中でも、ランダム状が好ましい。共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との結合様式をランダム状にする場合、重合系内において、共役ジエン単量体と芳香族ピニル単量体との合計量に対する芳香族ビニル単量体の比率が高くなりすぎないように、共役ジエン単量体または共役ジエン単量体と芳香族ピニル単量体とを、連続的または断続的に重合系内に供給して重合することが好ましい。 When the portion other than the isoprene block in the conjugated diene polymer chain (a1) is a copolymer chain of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer, or two or more conjugated diene monomers The coupling mode of each monomer in the case of forming a copolymer chain comprising, for example, various coupling modes such as a block shape, a taper shape, or a random shape. Among these, a random shape is preferable. When the coupling mode of the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer is random, in the polymerization system, the aromatic vinyl monomer with respect to the total amount of the conjugated diene monomer and the aromatic pinyl monomer. It is preferable that the conjugated diene monomer or the conjugated diene monomer and the aromatic pinyl monomer are continuously or intermittently supplied into the polymerization system for polymerization so that the ratio of the body does not become too high. .
共役ジエン系重合体鎖(a1)のイソプレンブロック以外の部分におけるビニル結合含有量を調節するためには、イソプレンブロックにおけるイソプレン単位中のビニル結合含有量の調節時と同様、重合に際し、不活性有機溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。ただし、イソプレンブロックの合成時に、不活性有機溶媒に、共役ジエン系重合体鎖のイソプレンブロック以外の部分におけるビニル結合含有量を調節するのに十分な量の極性化合物を添加している場合は、新たに極性化合物を添加しなくてもよい。イソプレンブロック以外の部分におけるビニル結合含有量を調節するために用いられる極性化合物についての具体例は、上述のイソプレンブロックの合成に用いられる極性化合物と同様である。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、重合開始剤1molに対して、好ましくは0.01〜100mol、より好ましくは0.1〜30molの範囲で調節すればよい。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、イソプレンブロック以外の部分におけるビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ、重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。 In order to adjust the vinyl bond content in the portion other than the isoprene block of the conjugated diene polymer chain (a1), as in the case of adjusting the vinyl bond content in the isoprene unit in the isoprene block, an inert organic compound is used during the polymerization. It is preferable to add a polar compound to the solvent. However, when synthesizing the isoprene block, when adding a sufficient amount of a polar compound to the inert organic solvent to adjust the vinyl bond content in the portion other than the isoprene block of the conjugated diene polymer chain, It is not necessary to newly add a polar compound. The specific example about the polar compound used in order to adjust vinyl bond content in parts other than an isoprene block is the same as the polar compound used for the synthesis | combination of the above-mentioned isoprene block. The amount of the polar compound used may be determined according to the target vinyl bond content, and is preferably adjusted in the range of 0.01 to 100 mol, more preferably 0.1 to 30 mol with respect to 1 mol of the polymerization initiator. do it. When the amount of the polar compound used is within this range, the vinyl bond content in the portion other than the isoprene block can be easily adjusted, and problems due to the deactivation of the polymerization initiator hardly occur.
共役ジエン系重合体鎖(a1)のイソプレンブロック以外の部分におけるビニル結合含有量は、粘弾性特性と強度とのバランスの観点から、好ましくは10〜90質量%、より好ましくは20〜80質量%である。
なお、イソプレンブロック以外の部分におけるビニル結合含有量とは、共役ジエン系重合体鎖(a1)のイソプレンブロック以外の部分における、ビニル結合単位の割合(質量%)である。
The vinyl bond content in the portion other than the isoprene block of the conjugated diene polymer chain (a1) is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, from the viewpoint of balance between viscoelastic properties and strength. It is.
In addition, vinyl bond content in parts other than an isoprene block is a ratio (mass%) of a vinyl bond unit in parts other than the isoprene block of a conjugated diene polymer chain (a1).
共役ジエン系重合体鎖(a1)の重量平均分子量は、特に限定されないが、1,000〜2,000,000が好ましく、10,000〜1,500,000がより好ましく、100,000〜1,000,000が特に好ましい。共役ジエン系重合体鎖(a1)の重量平均分子量が上記範囲内にあるとき、タイヤの強度と低転がり抵抗性とのバランスが良好となる。 The weight average molecular weight of the conjugated diene polymer chain (a1) is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 2,000,000, more preferably 10,000 to 1,500,000, and 100,000 to 1 1,000,000 is particularly preferred. When the weight average molecular weight of the conjugated diene polymer chain (a1) is within the above range, the balance between tire strength and low rolling resistance is good.
共役ジエン系重合体鎖(a1)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる分子量分布は、好ましくは1.0〜3.0、より好ましくは1.0〜2.5、特に好ましくは1.0〜2.2である。この分子量分布の値(Mw/Mn)が上記範囲内にあると、共役ジエン系ゴム(A)の製造が容易となる。 The molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the conjugated diene polymer chain (a1) is preferably 1.0 to 3.0, more preferably. Is 1.0 to 2.5, particularly preferably 1.0 to 2.2. When the molecular weight distribution value (Mw / Mn) is within the above range, the conjugated diene rubber (A) can be easily produced.
共役ジエン系重合体鎖(a1)は、上述したように、不活性溶媒中、まず重合開始剤を用いてイソプレン(またはイソプレン混合物)をリビング重合させることにより、活性末端を有するイソプレンブロックを形成し、次いで、このイソプレンブロックを新たな重合開始剤として用いて、共役ジエン単量体などの単量体をリビング重合させることにより得ることができる。この際、共役ジエン単量体などの単量体の溶液中にイソプレンブロックを加えてもよいし、イソプレンブロックの溶液中に共役ジエン単量体などの単量体を加えてもよいが、共役ジエン単量体などの単量体の溶液中にイソプレンブロックを加えることが好ましい。また、共役ジエン単量体などの単量体の重合転化率が通常95%以上になった時点で、新たにイソプレン(またはイソプレン混合物)を添加することにより、共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端側にもイソプレンブロックを形成させることができる。このイソプレン(またはイソプレン混合物)の使用量は、初めの重合反応に使用した重合開始剤1molに対して、好ましくは10〜100mol、より好ましくは15〜70mol、特に好ましくは20〜35molである。 As described above, the conjugated diene polymer chain (a1) forms an isoprene block having an active end by first living polymerizing isoprene (or an isoprene mixture) using an initiator in an inert solvent. Then, using this isoprene block as a new polymerization initiator, it can be obtained by living polymerizing a monomer such as a conjugated diene monomer. At this time, an isoprene block may be added to a monomer solution such as a conjugated diene monomer, or a monomer such as a conjugated diene monomer may be added to a solution of an isoprene block. It is preferable to add an isoprene block in a solution of a monomer such as a diene monomer. Further, when the polymerization conversion rate of a monomer such as a conjugated diene monomer is usually 95% or more, a conjugated diene polymer chain (a1) is newly added by adding isoprene (or an isoprene mixture). An isoprene block can also be formed on the active terminal side of. The amount of isoprene (or isoprene mixture) used is preferably 10 to 100 mol, more preferably 15 to 70 mol, and particularly preferably 20 to 35 mol with respect to 1 mol of the polymerization initiator used in the initial polymerization reaction.
共役ジエン系重合体鎖(a1)は、芳香族ビニル単量体単位を含有しなくともよいが、含有することが好ましい。共役ジエン系重合体鎖(a1)における共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との重量比(共役ジエン単量体単位芳香族ビニル単量体単位)の好ましい範囲は、上述のイソプレンブロック以外の部分と同じである。また、共役ジエン系重合体鎖(a1)における共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量の好ましい範囲も、上述のイソプレンブロック以外の部分と同じである。 The conjugated diene polymer chain (a1) does not need to contain an aromatic vinyl monomer unit, but preferably contains it. The preferred range of the weight ratio of the conjugated diene monomer unit to the aromatic vinyl monomer unit (conjugated diene monomer unit aromatic vinyl monomer unit) in the conjugated diene polymer chain (a1) is as described above. The same as the portion other than the isoprene block. Moreover, the preferable range of the vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit in the conjugated diene polymer chain (a1) is also the same as the portion other than the above-described isoprene block.
<変性剤(a2)>
本発明で使用される共役ジエン系ゴム(A)は、以上のようにして得られる共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端と、エポキシ基および/またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、上記エポキシ基と、上記ヒドロカルビルオキシシリル基に含まれるヒドロカルビルオキシ基(−OR:ここでRは炭化水素基またはアリール基)との合計数が3以上である変性剤(a2)とが反応してなるものである。
<Modifier (a2)>
The conjugated diene rubber (A) used in the present invention has an active terminal of the conjugated diene polymer chain (a1) obtained as described above, an epoxy group and / or a hydrocarbyloxysilyl group, and The epoxy group and the hydrocarbyloxy group (—OR: where R is a hydrocarbon group or aryl group) contained in the hydrocarbyloxysilyl group react with the modifier (a2) having a total number of 3 or more. Is.
本明細書において「変性剤」とは、1分子中に、共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端と反応する官能基を有する化合物である。ただし、含有する上記官能基は、シリカと親和性を有するものに限る。本発明において、上記官能基は、エポキシ基、または、ヒドロカルビルオキシシリル基に含まれるヒドロカルビルオキシ基である。 In the present specification, the “modifier” is a compound having a functional group that reacts with the active end of the conjugated diene polymer chain (a1) in one molecule. However, the functional group to be contained is limited to those having an affinity for silica. In the present invention, the functional group is an epoxy group or a hydrocarbyloxy group contained in a hydrocarbyloxysilyl group.
本発明の共役ジエン系ゴムに含有される構造体(a)を形成するのに用いられる変性剤(a2)は、エポキシ基および/またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、エポキシ基と、ヒドロカルビルオキシシリル基に含まれるヒドロカルビルオキシ基との合計数が3以上である変性剤であれば、特に限定されない。すなわち、変性剤(a2)としては、分子中に3以上のエポキシ基を有するものや、分子中にヒドロカルビルオキシシリル基を有し、ヒドロカルビルオキシシリル基においてケイ素原子と結合しているヒドロカルビルオキシ基が分子中に3以上含まれているものを用いることができ、それに加えて、分子中にエポキシ基およびヒドロカルビルオキシシリル基の両方を有し、1分子内において、エポキシ基と、ヒドロカルビルオキシシリル基においてケイ素原子と結合しているヒドロカルビルオキシ基との合計数が3以上のものを用いることもできる。なお、分子中にヒドロカルビルオキシシリル基を有し、ヒドロカルビルオキシシリル基においてケイ素原子と結合しているヒドロカルビルオキシ基が分子中に2以上含まれているという場合、1つのヒドロカルビルオキシ基を有するケイ素原子が2以上含まれているもの、同一のケイ素原子に2以上のヒドロカルビルオキシ基を有するもの、およびこれらの組合せを指す。なお、ヒドロカルビルオキシシリル基のケイ素原子にヒドロカルビルオキシ基以外の有機基が結合している場合、この有機基については特に制限はない。 The modifier (a2) used to form the structure (a) contained in the conjugated diene rubber of the present invention has an epoxy group and / or a hydrocarbyloxysilyl group, and the epoxy group and the hydrocarbyloxysilyl group If it is a modifier | denaturant whose total number with the hydrocarbyl oxy group contained in group is 3 or more, it will not specifically limit. That is, as the modifier (a2), there are those having 3 or more epoxy groups in the molecule, and hydrocarbyloxy groups having hydrocarbyloxysilyl groups in the molecules and bonded to silicon atoms in the hydrocarbyloxysilyl groups. Those having 3 or more in the molecule can be used, and in addition, both the epoxy group and the hydrocarbyloxysilyl group are included in the molecule, and in one molecule, in the epoxy group and the hydrocarbyloxysilyl group Those having a total number of 3 or more of hydrocarbyloxy groups bonded to silicon atoms can also be used. In the case where the molecule has a hydrocarbyloxysilyl group and the hydrocarbyloxysilyl group has two or more hydrocarbyloxy groups bonded to a silicon atom, the silicon atom having one hydrocarbyloxy group Includes two or more, those having two or more hydrocarbyloxy groups on the same silicon atom, and combinations thereof. When an organic group other than the hydrocarbyloxy group is bonded to the silicon atom of the hydrocarbyloxysilyl group, the organic group is not particularly limited.
なお、共役ジエン系重合体鎖(a1)が、エポキシ基を有する変性剤(a2)と反応する場合は、変性剤(a2)における少なくとも一部のエポキシ基が開環することにより、エポキシ基が開環した部分の炭素原子と共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端との結合が形成されると考えられる。また、共役ジエン系重合体鎖(a1)が、ヒドロカルビルオキシシリル基を有する変性剤(a2)と反応する場合は、変性剤(a2)のヒドロカルビルオキシシリル基における少なくとも一部のヒドロカルビルオキシ基が脱離することにより、変性剤(a2)が含有するケイ素原子と共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端との結合が形成されると考えられる。 In addition, when the conjugated diene polymer chain (a1) reacts with the modifier (a2) having an epoxy group, at least a part of the epoxy group in the modifier (a2) is ring-opened so that the epoxy group becomes It is considered that a bond is formed between the carbon atom of the ring-opened portion and the active end of the conjugated diene polymer chain (a1). Further, when the conjugated diene polymer chain (a1) reacts with the modifier (a2) having a hydrocarbyloxysilyl group, at least a part of the hydrocarbyloxysilyl group in the hydrocarbyloxysilyl group of the modifier (a2) is removed. By separating, it is considered that a bond between the silicon atom contained in the modifier (a2) and the active end of the conjugated diene polymer chain (a1) is formed.
エポキシ基と、ヒドロカルビルオキシシリル基に含まれるヒドロカルビルオキシ基との合計数が3以上である変性剤(a2)を用いることにより、3以上の上記共役ジエン系重合体鎖(a1)が上記変性剤(a2)を介して結合してなる構造体(a)を有する共役ジエン系ゴム(A)を得ることができる。 By using the modifier (a2) in which the total number of epoxy groups and hydrocarbyloxy groups contained in the hydrocarbyloxysilyl group is 3 or more, the conjugated diene polymer chain (a1) of 3 or more is converted into the modifier. A conjugated diene rubber (A) having a structure (a) bonded through (a2) can be obtained.
変性剤(a2)に含まれるヒドロカルビルオキシシリル基としては、例えば、メトキシシリル基、エトキシシリル基、プロポキシシリル基、ブトキシシリル基などのアルコキシシリル基、ならびにフェにキシシリル基などのアリールオキシシリル基が挙げられる。これらの中でも、アルコキシシリル基が好ましく、エトキシシリル基がより好ましい。 Examples of the hydrocarbyloxysilyl group contained in the modifier (a2) include alkoxysilyl groups such as methoxysilyl group, ethoxysilyl group, propoxysilyl group, butoxysilyl group, and aryloxysilyl groups such as phenoxysilyl group. Can be mentioned. Among these, an alkoxysilyl group is preferable and an ethoxysilyl group is more preferable.
また、変性剤(a2)に含まれるヒドロカルビルオキシシリル基に含まれるヒドロカルビルオキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基およびブトキシ基などのアルコキシ基、ならびにフェノキシ基などのアリールオキシ基が挙げられる。これらの中でも、アルコキシ基が好ましく、エトキシ基がより好ましい。 Examples of the hydrocarbyloxy group contained in the hydrocarbyloxysilyl group contained in the modifier (a2) include alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group and butoxy group, and aryloxy groups such as phenoxy group. Can be mentioned. Among these, an alkoxy group is preferable and an ethoxy group is more preferable.
変性剤(a2)は、低転がり抵抗性およびウェット性能がより優れる理由から、ポリオルガノシロキサンであることが好ましい。 The modifier (a2) is preferably a polyorganosiloxane for the reason that the low rolling resistance and the wet performance are more excellent.
変性剤(a2)の好適な態様としては、下記式(1)で表されるポリオルガノシロキサン、下記式(2)で表されるポリオルガノシロキサン、および下記式(3)で表されるポリオルガノシロキサン、ならびに下記式(4)で表されるヒドロカルビルオキシシランなどが挙げられる。なかでも、下記式(1)で表されるポリオルガノシロキサン、下記式(2)で表されるポリオルガノシロキサン、および下記式(3)で表されるポリオルガノシロキサンであることが好ましく、下記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンであることがより好ましい。 Preferred embodiments of the modifier (a2) include a polyorganosiloxane represented by the following formula (1), a polyorganosiloxane represented by the following formula (2), and a polyorganosiloxane represented by the following formula (3). Examples thereof include siloxane and hydrocarbyloxysilane represented by the following formula (4). Among these, a polyorganosiloxane represented by the following formula (1), a polyorganosiloxane represented by the following formula (2), and a polyorganosiloxane represented by the following formula (3) are preferable. The polyorganosiloxane represented by (1) is more preferable.
上記式(1)中、R1〜R8は、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数6〜12のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。上記式(1)中、X1およびX4は、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、もしくはエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基、または、炭素数1〜6のアルキル基、もしくは炭素数6〜12のアリール基であり、X1およびX4は同一であっても相違していてもよい。上記式(1)中、X2は、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基である。上記式(1)中、X3は、2〜20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基である。上記式(1)中、mは3〜200の整数、nは0〜200の整数、kは0〜200の整数である。 In said formula (1), R < 1 > -R < 8 > is a C1-C6 alkyl group or a C6-C12 aryl group, and these may mutually be same or different. In the above formula (1), X 1 and X 4 are each an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 14 carbon atoms, or a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group, or carbon It is a C1-C6 alkyl group or a C6-C12 aryl group, and X < 1 > and X < 4 > may be the same or different. In the above formula (1), X 2 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a group having 4 to 12 carbon atoms containing an aryl group or an epoxy group, having 6 to 14 carbon atoms. In the above formula (1), X 3 is a group containing 2 to 20 alkylene glycol repeating units. In said formula (1), m is an integer of 3-200, n is an integer of 0-200, k is an integer of 0-200.
上記式(2)中、R9〜R16は、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。上記式(2)中、X5〜X8は、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。 In said formula (2), R < 9 > -R < 16 > is a C1-C6 alkyl group or a C6-C12 aryl group, and these may mutually be same or different. In the above formula (2), X 5 ~X 8 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a group having 4 to 12 carbon atoms containing an aryl group or an epoxy group, having 6 to 14 carbon atoms, these May be the same or different.
上記式(3)中、R17〜R19は、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。上記式(3)中、X9〜X11は、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。上記式(3)中、sは1〜18の整数である。 In said formula (3), R < 17 > -R < 19 > is a C1-C6 alkyl group or a C6-C12 aryl group, and these may mutually be same or different. In the above formula (3), X 9 ~X 11 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a group having 4 to 12 carbon atoms containing an aryl group or an epoxy group, having 6 to 14 carbon atoms, these May be the same or different. In said formula (3), s is an integer of 1-18.
上記式(4)中、R20は、炭素数1〜12のアルキレン基である。上記式(4)中、R21〜R29は、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。上記式(4)中、rは1〜10の整数である。 In the formula (4), R 20 is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms. In the formula (4), R 21 ~R 29 is an alkyl group or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms, which may be different from be the same as each other. In said formula (4), r is an integer of 1-10.
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、R1〜R8、X1およびX4で表される炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびシクロヘキシル基などが挙げられる。炭素数6〜12のアリール基としては、例えば、フェニル基、およびメチルフェニル基などが挙げられる。これらのなかでも、ポリオルガノシロキサン自体の製造の観点から、メチル基、およびエチル基が好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 to R 8 , X 1 and X 4 include a methyl group, an ethyl group, and n- Examples include propyl group, isopropyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, and cyclohexyl group. Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group and a methylphenyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of production of the polyorganosiloxane itself.
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X1、X2、およびX4で表される炭素数1〜5のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、およびブトキシ基などが挙げられる。なかでも、共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端との反応性の観点から、メトキシ基、およびエトキシ基が好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms represented by X 1 , X 2 and X 4 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, A propoxy group, a butoxy group, etc. are mentioned. Of these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable from the viewpoint of reactivity with the active terminal of the conjugated diene polymer chain (a1).
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X1、X2、およびX4で表される炭素数6〜14のアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、およびトリルオキシ基などが挙げられる。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), examples of the aryloxy group having 6 to 14 carbon atoms represented by X 1 , X 2 and X 4 include a phenoxy group and a tolyloxy group. It is done.
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X1、X2、およびX4で表されるエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基としては、下記式(5)で表される基が挙げられる。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), the group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group represented by X 1 , X 2 , and X 4 is represented by the following formula (5). Group.
上記式(5)中、Z1は、炭素数1〜10のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Z2はメチレン基、硫黄原子、または酸素原子であり、Eはエポキシ基を有する炭素数2〜10のヒドロカルビル基(炭化水素基)である。上記式(5)中、*は結合位置を表す。 The formula (5) in, Z 1 is an alkylene group or an alkyl arylene group having 1 to 10 carbon atoms, Z 2 is methylene group, a sulfur atom or an oxygen atom, 2 carbon atoms E is an epoxy group -10 hydrocarbyl groups (hydrocarbon groups). In the above formula (5), * represents a bonding position.
上記式(5)で表される基において、Z2が酸素原子であるものが好ましく、Z2が酸素原子であり、かつ、Eがグリシジル基であるものがより好ましく、Z1が炭素数3のアルキレン基であり、Z2が酸素原子であり、かつ、Eがグリシジル基であるものが特に好ましい。 In the group represented by the formula (5) is preferably a Z 2 is an oxygen atom, Z 2 is an oxygen atom, and is more preferable E is a glycidyl group, Z 1 is 3 carbon atoms Are particularly preferred, wherein Z 2 is an oxygen atom and E is a glycidyl group.
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X1およびX4としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数4〜12の基、または炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、また、X2としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数4〜12の基が好ましく、X1およびX4が炭素数1〜6のアルキル基であり、かつ、X2がエポキシ基を含有する炭素数4〜12の基であることがより好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), X 1 and X 4 are preferably a group having 4 to 12 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms containing an epoxy group. X 2 is preferably an epoxy group-containing group having 4 to 12 carbon atoms, X 1 and X 4 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and X 2 is an epoxy group. It is more preferable that it is a C4-C12 group containing group.
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X3、すなわち2〜20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基としては、下記式(6)で表される基が好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), the group containing a repeating unit of X 3 , that is, an alkylene glycol of 2 to 20, is preferably a group represented by the following formula (6).
上記式(6)中、tは2〜20の整数であり、Pは炭素数2〜10のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Rは水素原子またはメチル基であり、Qは炭素数1〜10のアルコキシ基またはアリールオキシ基である。上記式(6)中、*は結合位置を表す。これらの中でも、tが2〜8の整数であり、Pが炭素数3のアルキレン基であり、Rが水素原子であり、かつ、Qがメトキシ基であるものが好ましい。 In said formula (6), t is an integer of 2-20, P is a C2-C10 alkylene group or alkylarylene group, R is a hydrogen atom or a methyl group, Q is C1-C1. 10 alkoxy groups or aryloxy groups. In the above formula (6), * represents a bonding position. Among these, it is preferable that t is an integer of 2 to 8, P is an alkylene group having 3 carbon atoms, R is a hydrogen atom, and Q is a methoxy group.
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、mは、低転がり抵抗性および機械的強度がより優れる理由から、好ましくは20〜150、より好ましくは30〜120の整数である。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), m is preferably an integer of 20 to 150, more preferably 30 to 120, for the reason that low rolling resistance and mechanical strength are more excellent.
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、nは、好ましくは0〜150の整数、より好ましくは0〜120の整数である。また、上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、kは、好ましくは0〜150の整数、より好ましくは0〜120の整数である。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), n is preferably an integer of 0 to 150, more preferably an integer of 0 to 120. In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), k is preferably an integer of 0 to 150, more preferably an integer of 0 to 120.
上記式(1)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、m、n、およびkの合計数は、400以下であることが好ましく、300以下であることがより好ましく、250以下であることが特に好ましい。m、n、およびkの合計数が400以下であるとポリオルガノシロキサン自体の製造が容易になると共に、その粘度が高くなりすぎず、取り扱いも容易となる。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), the total number of m, n, and k is preferably 400 or less, more preferably 300 or less, and particularly preferably 250 or less. . When the total number of m, n, and k is 400 or less, the production of the polyorganosiloxane itself is facilitated, the viscosity is not excessively increased, and the handling is facilitated.
上記式(2)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、R9〜R16の具体例および好適な態様は、上記式(1)中のR1〜R8と同様である。また、上記式(2)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X5〜X8の具体例および好適な態様は、上記式(1)中のX2と同様である。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (2), specific examples and preferred embodiments of R 9 to R 16 are the same as R 1 to R 8 in the above formula (1). In the polyorganosiloxane represented by the above formula (2), specific examples and preferred embodiments of X 5 to X 8 are the same as X 2 in the above formula (1).
上記式(3)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、R17〜R19の具体例および好適な態様は、上記式(1)中のR1〜R8と同様である。また、上記式(3)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X9〜X11の具体例および好適な態様は、上記式(1)中のX2と同様である。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (3), specific examples and preferred embodiments of R 17 to R 19 are the same as R 1 to R 8 in the above formula (1). In the polyorganosiloxane represented by the above formula (3), specific examples and preferred embodiments of X 9 to X 11 are the same as X 2 in the above formula (1).
上記式(4)で表されるヒドロカルビルオキシシランにおいて、R20で表される炭素数1〜12のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、およびプロピレン基などが挙げられる。これらの中でも、プロピレン基が好ましい。
上記式(4)で表されるヒドロカルビルオキシシランにおいて、R21〜R29の具体例および好適な態様は、上記式(1)中のR1〜R8と同様である。
In the hydrocarbyloxysilane represented by the above formula (4), examples of the alkylene group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 20 include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. Among these, a propylene group is preferable.
In the hydrocarbyloxysilane represented by the above formula (4), specific examples and preferred embodiments of R 21 to R 29 are the same as R 1 to R 8 in the above formula (1).
上記式(4)で表されるヒドロカルビルオキシシランの具体例としては、N,N−ビス(トリメチルシリル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、およびN,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシランなどを挙げることができる。これらの中でも、N,N−ビス(トリメチルシリル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランおよびN,N−ビス(トリメチルシリル)−3−アミノプロピルトリエトキシシランを用いることが好ましい。 Specific examples of the hydrocarbyloxysilane represented by the above formula (4) include N, N-bis (trimethylsilyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane and N, N-bis (trimethylsilyl) -3-aminopropyltriethoxy. Examples thereof include silane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminoethyltrimethoxysilane, and N, N-bis (trimethylsilyl) aminoethyltriethoxysilane. Among these, it is preferable to use N, N-bis (trimethylsilyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane and N, N-bis (trimethylsilyl) -3-aminopropyltriethoxysilane.
変性剤(a2)の他の例としては、テトラメトキシシランなどのテトラアルコキシシラン化合物;ビス(トリメトキシシリル)メタンなどのヘキサアルコキシシラン化合物;メチルトリエトキシシランなどのアルキルアルコキシシラン化合物;ビニルトリメトキシシランンなどのアルケニルアルコシキシシラン化合物;フェニルトリメトキシシランなどのアリールアルコキシシラン化合物;トリエトキシクロロシランなどのハロゲノアルコキシシラン化合物;3−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシブチルプロピルトリメトキシシラン、ビス(3−グリシドキシプロピル)ジメトキシシランなどのエポキシ基含有アルコキシシラン化合物;ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィドなどの硫黄含有アルコキシシラン化合物;ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)メチルアミンなどのアミノ基含有アルコキシシラン化合物;トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートなどのイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物;テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンなどのエポキシ基含有化合物;などが挙げられる。 Other examples of the modifier (a2) include tetraalkoxysilane compounds such as tetramethoxysilane; hexaalkoxysilane compounds such as bis (trimethoxysilyl) methane; alkylalkoxysilane compounds such as methyltriethoxysilane; vinyltrimethoxy Alkenylalkoxysilane compounds such as Silane; arylalkoxysilane compounds such as phenyltrimethoxysilane; halogenoalkoxysilane compounds such as triethoxychlorosilane; 3-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxybutylpropyltri Epoxy group-containing alkoxysilane compounds such as methoxysilane and bis (3-glycidoxypropyl) dimethoxysilane; sulfur-containing compounds such as bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide Coxisilane compounds; amino group-containing alkoxysilane compounds such as bis (3-trimethoxysilylpropyl) methylamine; isocyanate group-containing alkoxysilane compounds such as tris (3-trimethoxysilylpropyl) isocyanurate; tetraglycidyl-1,3- And epoxy group-containing compounds such as bisaminomethylcyclohexane.
変性剤(a2)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いることもできる。 A modifier | denaturant (a2) may be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type.
変性剤(a2)の使用量は、特に限定されないが、重合反応に使用した重合開始剤のモル数に対する、共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端と反応する変性剤(a2)中の、エポキシ基と、ヒドロカルビルオキシシリル基に含まれるヒドロカルビルオキシ基との合計のモル数の割合が、通常、0.1〜5であり、低転がり抵抗性および機械的強度がより優れる理由から、0.5〜3であることが好ましい。 Although the usage-amount of modifier | denaturant (a2) is not specifically limited, The modifier in the modifier | denaturant (a2) which reacts with the active terminal of a conjugated diene type polymer chain (a1) with respect to the mole number of the polymerization initiator used for polymerization reaction. The ratio of the total number of moles of the epoxy group and the hydrocarbyloxy group contained in the hydrocarbyloxysilyl group is usually from 0.1 to 5, and the reason why the low rolling resistance and mechanical strength are more excellent is 0. It is preferable that it is 5-3.
共役ジエン系重合体鎖(a1)は、上述の変性剤(a2)を反応させる前に、本発明の効果を阻害しない範囲で、重合停止剤、変性剤(a2)以外の重合末端変性剤、およびカップリング剤などを重合系内に添加して、共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端の一部を不活性化してもよい。 The conjugated diene polymer chain (a1) is a polymerization terminator other than the polymerization terminator and the modifier (a2), as long as the effect of the present invention is not inhibited before the above-described modifier (a2) is reacted. A coupling agent or the like may be added to the polymerization system to inactivate a part of the active end of the conjugated diene polymer chain (a1).
このとき用いられる重合末端変性剤およびカップリング剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−フェニル−2−ピロリドン、およびN−メチル−ε−カプロラクタムなどのN−置換環状アミド類;1,3−ジメチルエチレン尿素、および1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノンなどのN−置換環状尿素類;4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、および4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどのN−置換アミノケトン類;ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、および2,4−トリレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート類;N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドなどのN,N−ジ置換アミノアルキルメタクリルアミド類;4−N,N−ジメチルアミノベンズアルデヒドなどのN−置換アミノアルデヒド類;ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのN−置換カルボジイミド類;N−エチルエチリデンイミン、N−メチルベンジリデンイミンなどのシッフ塩基類;4−ビニルピリジンなどのピリジル基含有ビニル化合物;四塩化錫、四塩化ケイ素、ヘキサクロロジシラン、ビス(トリクロロシリル)メタン、1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン、1,3−ビス(トリクロロシリル)プロパン、1,4−ビス(トリクロロシリル)ブタン、1,5−ビス(トリクロロシリル)ペンタン、および1,6−ビス(トリクロロシリル)ヘキサンなどのハロゲン化金属化合物;などが挙げられる。これらの中でも、カップリング効率がより優れる理由から、ハロゲン化金属化合物をカップリング剤として用いることが好ましく、1分子中に5以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物をカップリング剤として用いることがより好ましく、1,6−ビス(トリクロロシリル)ヘキサンを用いることが特に好ましい。 Examples of the polymerization terminal modifier and coupling agent used at this time include N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-phenyl-2-pyrrolidone, and N-methyl-ε-caprolactam. N-substituted cyclic amides; N-substituted cyclic ureas such as 1,3-dimethylethyleneurea and 1,3-diethyl-2-imidazolidinone; 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, and N-substituted aminoketones such as 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone; aromatic isocyanates such as diphenylmethane diisocyanate and 2,4-tolylene diisocyanate; N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide and the like N, N-disubstituted aminoalkylmethacrylamides; 4-N, N-di N-substituted aminoaldehydes such as tilaminobenzaldehyde; N-substituted carbodiimides such as dicyclohexylcarbodiimide; Schiff bases such as N-ethylethylideneimine and N-methylbenzylideneimine; pyridyl group-containing vinyl compounds such as 4-vinylpyridine Tin tetrachloride, silicon tetrachloride, hexachlorodisilane, bis (trichlorosilyl) methane, 1,2-bis (trichlorosilyl) ethane, 1,3-bis (trichlorosilyl) propane, 1,4-bis (trichlorosilyl) And metal halide compounds such as butane, 1,5-bis (trichlorosilyl) pentane, and 1,6-bis (trichlorosilyl) hexane. Among these, it is preferable to use a metal halide compound as a coupling agent because the coupling efficiency is more excellent. A silicon halide compound having 5 or more silicon-halogen atom bonds in one molecule is used as a coupling agent. More preferably, 1,6-bis (trichlorosilyl) hexane is particularly preferably used.
カップリング剤の使用量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に制限されず、例えば、1分子中に5以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物の場合、その使用量は、低転がり抵抗性および機械的強度がより優れる理由から、重合反応に使用した重合開始剤のモル数に対する、ハロゲン化ケイ素化合物のケイ素−ハロゲン原子結合のmol数の割合が、0.001〜0.25であることが好ましく、0.01〜0.2であることがより好ましい。 The amount of the coupling agent used is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired. For example, in the case of a halogenated silicon compound having 5 or more silicon-halogen atom bonds in one molecule, the amount used is as follows. The ratio of the number of moles of silicon-halogen atom bonds of the silicon halide compound to the number of moles of the polymerization initiator used in the polymerization reaction is 0.001 to 0.001 because the low rolling resistance and mechanical strength are more excellent. It is preferable that it is 0.25, and it is more preferable that it is 0.01-0.2.
上記カップリング剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The said coupling agent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
共役ジエン系重合体鎖(a2)を含有する溶液に、変性剤(a1)およびカップリング剤などを添加する際には、反応を良好に制御する観点から、それらを不活性溶媒に溶解して重合系内に添加することが好ましい。その溶液濃度は、1〜50質量%の範囲とすることが好ましい。 When adding the modifier (a1) and the coupling agent to the solution containing the conjugated diene polymer chain (a2), they are dissolved in an inert solvent from the viewpoint of controlling the reaction well. It is preferable to add to the polymerization system. The solution concentration is preferably in the range of 1 to 50% by mass.
<共役ジエン系ゴム(A)>
本発明のゴム組成物に含有される共役ジエン系ゴム(A)は、共役ジエン系重合体鎖(a1)と、変性剤(a2)とが反応することにより得られる共役ジエン系ゴムであり、具体的には、3以上の共役ジエン系重合体鎖(a1)が変性剤(a2)を介して結合してなる構造体を5質量%以上含有するものである。
<Conjugated diene rubber (A)>
The conjugated diene rubber (A) contained in the rubber composition of the present invention is a conjugated diene rubber obtained by reacting the conjugated diene polymer chain (a1) with the modifier (a2). Specifically, it contains 5% by mass or more of a structure in which three or more conjugated diene polymer chains (a1) are bonded via a modifier (a2).
共役ジエン系重合体鎖(a1)と変性剤(a2)との反応は、例えば、共役ジエン系重合体鎖(a1)を含有する溶液に、変性剤(a2)を添加することにより行なうことができる。変性剤(a2)およびカップリング剤などを添加する時期は、特に限定されないが、共役ジエン系重合体鎖(a1)における重合反応が完結しておらず共役ジエン系重合体鎖(a1)を含有する溶液がイソプレン等の単量体を含有している状態、より具体的には、共役ジエン系重合体鎖(a1)を含有する溶液が、好ましくは100ppm以上、より好ましくは300〜50,000ppmの単量体を含有している状態で、この溶液に変性剤(a2)およびカップリング剤などを添加することが望ましい。変性剤(a2)およびカップリング剤などの添加を行なうことにより、共役ジエン系重合体鎖(a1)と重合系中に含まれる不純物との副反応を抑制して、反応を良好に制御することが可能となる。 The reaction between the conjugated diene polymer chain (a1) and the modifier (a2) can be performed, for example, by adding the modifier (a2) to a solution containing the conjugated diene polymer chain (a1). it can. The timing for adding the modifier (a2) and the coupling agent is not particularly limited, but the polymerization reaction in the conjugated diene polymer chain (a1) is not completed and the conjugated diene polymer chain (a1) is contained. The solution containing the monomer such as isoprene, more specifically, the solution containing the conjugated diene polymer chain (a1) is preferably 100 ppm or more, more preferably 300 to 50,000 ppm. It is desirable to add a modifier (a2), a coupling agent, and the like to this solution in a state where the monomer is contained. By adding a modifier (a2), a coupling agent, etc., the side reaction between the conjugated diene polymer chain (a1) and impurities contained in the polymerization system is suppressed, and the reaction is controlled well. Is possible.
共役ジエン系ゴム(A)を得るにあたり、変性剤(a2)およびカップリング剤などを2種以上併用する場合において、それらを重合系に添加する順序は特に限定されない。変性剤(a2)と、1分子中に5以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するカップリング剤としてのハロゲン化ケイ素化合物とを併用する場合においても、その添加順序は、特に限定されないが、カップリング剤の添加を変性剤(a2)の添加より先に行なうことが好ましい。このような順序で添加を行なうことにより、カップリング剤を介して得られる高分岐共役ジエン系ゴムが得られやすくなり、その高分岐共役ジエン系ゴムを用いて得られるタイヤは、操縦安定性がより優れる。 In obtaining conjugated diene rubber (A), when two or more modifiers (a2) and coupling agents are used in combination, the order of adding them to the polymerization system is not particularly limited. Even when the modifying agent (a2) and a silicon halide compound as a coupling agent having 5 or more silicon-halogen atom bonds in one molecule are used in combination, the order of addition is not particularly limited. It is preferable to add the agent prior to the addition of the modifier (a2). By adding in this order, it becomes easy to obtain a highly branched conjugated diene rubber obtained via a coupling agent, and a tire obtained using the highly branched conjugated diene rubber has a steering stability. Better.
変性剤(a2)およびカップリング剤などを反応させるときの条件としては、温度が、通常、0〜100℃、好ましくは30〜90℃の範囲であり、それぞれの反応時間が、通常、1〜120分、好ましくは2〜60分の範囲である。 As conditions for reacting the modifier (a2) and the coupling agent, the temperature is usually in the range of 0 to 100 ° C., preferably 30 to 90 ° C., and each reaction time is usually 1 to 1 ° C. The range is 120 minutes, preferably 2 to 60 minutes.
共役ジエン系重合体鎖(a1)に変性剤(a2)を反応させた後は、メタノールなどのアルコール、または水を添加して活性末端を失活させることが好ましい。 After the modifier (a2) is reacted with the conjugated diene polymer chain (a1), it is preferable to deactivate the active terminal by adding alcohol such as methanol or water.
共役ジエン系重合体鎖(a1)の活性末端を失活させた後、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤、クラム化剤、およびスケール防止剤などを重合溶液に添加した後、直接乾燥およびスチームストリッピングにより重合溶液から重合溶媒を分離して、共役ジエン系ゴム(A)を回収する。なお、重合溶液から重合溶媒を分離する前に、重合溶液に伸展油を混合し、共役ジエン系ゴム(A)を油展ゴムとして回収してもよい。 After deactivating the active end of the conjugated diene polymer chain (a1), if desired, an anti-aging agent such as a phenol-based stabilizer, a phosphorus-based stabilizer, a sulfur-based stabilizer, a crumbizing agent, and a scale-inhibiting agent Are added to the polymerization solution, and then the polymerization solvent is separated from the polymerization solution by direct drying and steam stripping to recover the conjugated diene rubber (A). Before separating the polymerization solvent from the polymerization solution, an extending oil may be mixed into the polymerization solution, and the conjugated diene rubber (A) may be recovered as an oil-extended rubber.
共役ジエン系ゴム(A)を油展ゴムとして回収する場合に用いる伸展油としては、例えば、パラフィン系、芳香族系およびナフテン系の石油系軟化剤、植物系軟化剤、ならびに脂肪酸などが挙げられる。石油系軟化剤を用いる場合には、多環芳香族の含有量が3%未満であることが好ましい。この含有量は、IP346の方法(英国のTHE INSTITUTE PETROLEUMの検査方法)により測定される。伸展油を使用する場合、その使用量は、共役ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、通常、5〜100質量部、好ましくは10〜60質量部、より好ましくは20〜50質量部である。 Examples of the extending oil used when the conjugated diene rubber (A) is recovered as an oil-extended rubber include paraffinic, aromatic and naphthenic petroleum softeners, plant softeners, and fatty acids. . When using a petroleum softener, the polycyclic aromatic content is preferably less than 3%. This content is measured by the method of IP346 (the testing method of THE INSTITUTE PETROLEUM, UK). When using the extender oil, the amount used is usually 5 to 100 parts by mass, preferably 10 to 60 parts by mass, more preferably 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber (A). It is.
共役ジエン系ゴム(A)は、3以上の共役ジエン系重合体鎖(a1)が変性剤(a2)を介して結合された構造体(a)を5質量%以上含有してなり、より好ましくは5〜40質量%含有してなり、特に好ましくは10〜30質量%含有してなるものである。
最終的に得られた共役ジエン系ゴム(A)の全量に対する、3以上の共役ジエン系重合体鎖(a1)が変性剤(a2)を介して結合された構造体(a)の割合を「3分岐以上のカップリング率(質量%)」(以下、単にカップリング率ともいう)として表す。これは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(ポリスチレン換算)により測定することができる。ゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定により得られたチャートより、全溶出面積(s1)に対する、分子量の最も小さいピークが示すピークトップ分子量の2.8倍以上のピークトップ分子量を有するピーク部分の面積(s2)の比(s2/s1)を3分岐以上のカップリング率とする。なお、変性剤(a2)以外のカップリング剤などを変性前に添加した場合には、変性剤(a2)を添加する前にサンプルを採取し、GPCを測定しておくことで、カップリング剤のみと結合した共役ジエン系重合体鎖の割合の補正を行うことができる。
The conjugated diene rubber (A) contains 5% by mass or more of the structure (a) in which three or more conjugated diene polymer chains (a1) are bonded via the modifier (a2), and more preferably. Is contained in an amount of 5 to 40% by mass, particularly preferably 10 to 30% by mass.
The ratio of the structure (a) in which three or more conjugated diene polymer chains (a1) are bonded via the modifier (a2) to the total amount of the conjugated diene rubber (A) finally obtained is expressed as “ It is expressed as “coupling ratio of 3 or more branches (mass%)” (hereinafter also simply referred to as coupling ratio). This can be measured by gel permeation chromatography (polystyrene conversion). From the chart obtained by gel permeation chromatography measurement, the area of the peak portion (s2) having a peak top molecular weight of 2.8 times or more of the peak top molecular weight indicated by the peak with the smallest molecular weight relative to the total elution area (s1). The ratio (s2 / s1) is a coupling rate of three or more branches. When a coupling agent other than the modifying agent (a2) is added before the modification, a sample is taken before the modifying agent (a2) is added, and the coupling agent is measured by measuring GPC. The proportion of the conjugated diene polymer chain bonded only to the monomer can be corrected.
共役ジエン系ゴム(A)の重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定される値として、通常、1,000〜3,000,000、好ましくは100,000〜2,000,000、より好ましくは300,000〜1,500,000の範囲である。重量平均分子量が3,000,000以下であると、共役ジエン系ゴム(A)へのシリカ(C)の配合が容易となり、ゴム組成物のスコーチ性がより優れたものとなる。また、重量平均分子量が1,000以上であると、得られるタイヤの低転がり抵抗性がより優れたものとなる。 The weight average molecular weight of the conjugated diene rubber (A) is not particularly limited, but is usually 1,000 to 3,000,000, preferably 100,000 to a value measured by gel permeation chromatography in terms of polystyrene. It is in the range of 2,000,000, more preferably 300,000 to 1,500,000. When the weight average molecular weight is 3,000,000 or less, the silica (C) can be easily blended with the conjugated diene rubber (A), and the scorch property of the rubber composition becomes more excellent. Further, when the weight average molecular weight is 1,000 or more, the low rolling resistance of the obtained tire becomes more excellent.
共役ジエン系ゴム(A)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる分子量分布は、特に限定されないが、好ましくは1.1〜3.0、より好ましくは1.2〜2.5、特に好ましくは1.3〜2.2である。この分子量分布の値(Mw/Mn)が3.0以下であると、得られるタイヤの低転がり抵抗性がより優れたものとなる。 The molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the conjugated diene rubber (A) is not particularly limited, but preferably 1.1 to 3.0. More preferably, it is 1.2-2.5, Most preferably, it is 1.3-2.2. When the molecular weight distribution value (Mw / Mn) is 3.0 or less, the resulting tire has more excellent low rolling resistance.
共役ジエン系ゴム(A)のムーニー粘度(ML1+4(100℃))も、特に限定されないが、通常、20〜100、好ましくは30〜90、より好ましくは40〜85の範囲である。なお、共役ジエン系ゴム(A)を油展ゴムとする場合は、その油展ゴムのムーニー粘度を上記の範囲とすることが好ましい。 The Mooney viscosity (ML 1 + 4 (100 ° C.)) of the conjugated diene rubber (A) is not particularly limited, but is usually in the range of 20 to 100, preferably 30 to 90, and more preferably 40 to 85. When the conjugated diene rubber (A) is an oil-extended rubber, the Mooney viscosity of the oil-extended rubber is preferably in the above range.
<ジエン系ゴム>
上述のとおり、本発明のゴム組成物に含有されるゴム成分は、共役ジエン系ゴム(A)以外のジエン系ゴムを含有してもよい。
上記ジエン系ゴムとしては特に制限されないが、その具体例としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−IIR、Cl−IIR)、クロロプレンゴム(CR)などが挙げられる。上記ジエン系ゴムは、1種のジエン系ゴムを単独で用いても、2種以上のジエン系ゴムを併用してもよい。
<Diene rubber>
As described above, the rubber component contained in the rubber composition of the present invention may contain a diene rubber other than the conjugated diene rubber (A).
The diene rubber is not particularly limited, and specific examples thereof include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer. Polymerized rubber (NBR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (Br-IIR, Cl-IIR), chloroprene rubber (CR) and the like can be mentioned. The diene rubber may be a single diene rubber or a combination of two or more diene rubbers.
〔メルカプト系シランカップリング剤(B)〕
本発明のゴム組成物にはメルカプト系シランカップリング剤(B)が含有される。メルカプト系シランカップリング剤(B)は、メルカプト基および加水分解性基を有する。
[Mercapto silane coupling agent (B)]
The rubber composition of the present invention contains a mercapto silane coupling agent (B). The mercapto silane coupling agent (B) has a mercapto group and a hydrolyzable group.
上記加水分解性基としては、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、シリカの分散性がより優れることにより、低転がり抵抗性およびウェット性能により優れたタイヤが得られる理由から、アルコキシ基であることが好ましい。加水分解性基がアルコキシ基である場合、アルコキシ基の炭素数は、1〜16であることが好ましく、1〜4であることがより好ましい。炭素数1〜4のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。 Examples of the hydrolyzable group include an alkoxy group, a phenoxy group, a carboxyl group, and an alkenyloxy group. Among these, an alkoxy group is preferable because the dispersibility of silica is more excellent and a tire excellent in low rolling resistance and wet performance can be obtained. When the hydrolyzable group is an alkoxy group, the alkoxy group preferably has 1 to 16 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms. As a C1-C4 alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group etc. are mentioned, for example.
上記メルカプト系シランカップリング剤(B)は、本発明のゴム組成物のスコーチ性がより優れ、また、低転がり抵抗性およびウェット性能により優れたタイヤが得られる理由から、ポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤、および/または、ポリシロキサン構造(−Si−O−)を有するメルカプト系シランカップリング剤であることが好ましい。
ここで、ポリエーテル鎖とは、エーテル結合を2以上有する側鎖であり、その具体例としては、例えば、構造単位−Ra−O−Rb−を合計して2個以上有する側鎖が挙げられる。ここで、上記構造単位中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニレン基、直鎖状もしくは分岐状のアルキニレン基、または、置換もしくは無置換のアリーレン基を表す。
The mercapto-based silane coupling agent (B) is a mercapto having a polyether chain because the rubber composition of the present invention is more excellent in scorch and a tire having excellent rolling resistance and wet performance can be obtained. A silane coupling agent and / or a mercapto silane coupling agent having a polysiloxane structure (—Si—O—) is preferred.
Here, the polyether chain is a side chain having two or more ether bonds, and specific examples thereof include, for example, a side chain having two or more structural units —R a —O—R b — in total. Can be mentioned. Here, in the structural unit, R a and R b are each independently a linear or branched alkylene group, a linear or branched alkenylene group, a linear or branched alkynylene group, Alternatively, it represents a substituted or unsubstituted arylene group.
上記ポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤の好適な態様としては、例えば、下記式(7)で表される化合物が挙げられる。 As a suitable aspect of the mercapto type | system | group silane coupling agent which has the said polyether chain, the compound represented by following formula (7) is mentioned, for example.
上記式(7)中、R71は、炭素数1〜8のアルコキシ基を表し、なかでも、シリカの分散に優れ、低転がり抵抗性により優れたタイヤが得られる理由から、炭素数1〜3のアルコキシ基が好ましい。炭素数1〜3のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。なお、lが2である場合の複数あるR71はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(7)中、R72は、炭素数4〜30の直鎖状のポリエーテル基を表す。ポリエーテル基とは、エーテル結合を2以上有する基であり、その具体例としては、例えば、構造単位−Ra−O−Rb−を合計して2個以上有する基が挙げられる。RaおよびRbの定義および好適な態様は、上述したRaおよびRbと同じである。なお、mが2である場合の複数あるR72はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
炭素数4〜30の直鎖状のポリエーテル基の好適な態様としては、下記式(8)で表される基が挙げられる。
In the above formula (7), R 71 represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and among them, the reason why a tire excellent in silica dispersion and excellent in rolling resistance can be obtained. The alkoxy group is preferable. Examples of the alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms include a methoxy group and an ethoxy group. A plurality of R 71 in the case where l is 2 may be the same or different.
In the above formula (7), R 72 represents a straight-chain polyether group having 4 to 30 carbon atoms. The polyether group is a group having two or more ether bonds, and specific examples thereof include a group having two or more structural units —R a —O—R b — in total. Definitions and preferred embodiments of R a and R b are the same as R a and R b as described above. A plurality of R 72 when m is 2 may be the same or different.
As a suitable aspect of a C4-C30 linear polyether group, group represented by following formula (8) is mentioned.
上記式(8)中、R81は、直鎖状のアルキル基、直鎖状のアルケニル基、または、直鎖状のアルキニル基を表し、なかでも直鎖状のアルキル基が好ましい。上記直鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数8〜15の直鎖状のアルキル基がより好ましい。炭素数8〜15の直鎖状のアルキル基の具体例としては、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基などが挙げられ、なかでもトリデシル基が好ましい。
上記式(8)中、R82は、直鎖状のアルキレン基、直鎖状のアルケニレン基、または、直鎖状のアルキニレン基を表し、なかでも直鎖状のアルキレン基が好ましい。上記直鎖状のアルキレン基としては、炭素数1〜2の直鎖状のアルキレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
上記式(8)中、pは、1〜10の整数を表し、3〜7であることが好ましい。
上記式(8)中、*は、結合位置を示す。
In the above formula (8), R 81 represents a linear alkyl group, a linear alkenyl group, or a linear alkynyl group, and among them, a linear alkyl group is preferable. As the linear alkyl group, a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and a linear alkyl group having 8 to 15 carbon atoms is more preferable. Specific examples of the linear alkyl group having 8 to 15 carbon atoms include octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group and the like, and tridecyl group is particularly preferable.
In the above formula (8), R 82 represents a linear alkylene group, a linear alkenylene group, or a linear alkynylene group, and among these, a linear alkylene group is preferable. As said linear alkylene group, a C1-C2 linear alkylene group is preferable and an ethylene group is more preferable.
In said formula (8), p represents the integer of 1-10 and it is preferable that it is 3-7.
In the above formula (8), * indicates a bonding position.
上記式(7)中、R73は、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。
上記式(7)中、R74は炭素数1〜30のアルキレン基を表し、なかでも炭素数1〜12のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましい。炭素数1〜5のアルキレン基の具体例としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基などが挙げられる。
上記式(7)中、lは1〜2の整数を表し、1であることが好ましい。上記式(7)中、mは1〜2の整数を表し、2であることが好ましい。nは0〜1の整数を表し、0であることが好ましい。l、mおよびnはl+m+n=3の関係式を満たす。
In said formula (7), R73 represents a hydrogen atom or a C1-C8 alkyl group.
In the above formula (7), R 74 represents an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, among them preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. Specific examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.
In said formula (7), l represents the integer of 1-2 and it is preferable that it is 1. In said formula (7), m represents the integer of 1-2 and it is preferable that it is 2. n represents an integer of 0 to 1, and is preferably 0. l, m, and n satisfy the relationship of l + m + n = 3.
一方、上記ポリシロキサン構造を有するメルカプト系シランカップリング剤の好適な態様としては、例えば、下記式(9)で表される繰り返し単位および下記式(10)で表される繰り返し単位を有する共重合物が挙げられる。 On the other hand, as a suitable aspect of the mercapto silane coupling agent having the polysiloxane structure, for example, a copolymer having a repeating unit represented by the following formula (9) and a repeating unit represented by the following formula (10): Things.
上記式(9)および(10)中、R91およびR101は、それぞれ独立に、炭素数1〜5のアルキレン基を表し、その具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などが挙げられる。なかでも、プロピレン基が好ましい。複数あるR91およびR101はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(9)および(10)中、R92およびR102は、それぞれ独立に、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニレン基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニレン基を表し、なかでも、炭素数3〜20のものが好ましい。R92が末端である場合、R92は、水素原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニル基を表し、なかでも、炭素数3〜20のものが好ましい。R102が末端である場合、R102の定義、具体例および好適な態様は、上記R92と同じである。複数あるR92およびR102はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(9)および(10)中、R93およびR103は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するもの、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するものを表す。R103は、末端に水酸基を有する基であることが好ましい。R92およびR93は、R92とR103とで環を形成していてもよい。R102およびR103は、R102とR103とで環を形成していてもよい。複数あるR93およびR103はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
R94は、炭素数1〜13のアルキル基を表し、なかでも、炭素数3〜10のアルキル基が好ましい。炭素数3〜10のアルキル基の具体例としては、たとえばヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。複数あるR94はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
In the above formulas (9) and (10), R 91 and R 101 each independently represent an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and the like. It is done. Of these, a propylene group is preferred. A plurality of R 91 and R 101 may be the same or different.
In the above formulas (9) and (10), R 92 and R 102 are each independently a linear or branched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 2 to 30 carbon atoms. The alkenylene group or the linear or branched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms is preferable, and those having 3 to 20 carbon atoms are preferable. When R 92 is a terminal, R 92 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a straight chain. It represents a chain or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, and among them, those having 3 to 20 carbon atoms are preferable. If R 102 is terminated, the definition of R 102, specific examples and preferred embodiments are the same as above R 92. A plurality of R 92 and R 102 may be the same or different.
In the above formulas (9) and (10), R 93 and R 103 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, linear or branched. A alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and a hydroxyl group or a carboxyl group at the terminal Or a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and having a hydroxyl group or a carboxyl group at the terminal. R 103 is preferably a group having a hydroxyl group at the terminal. R 92 and R 93 may form a ring with R 92 and R 103 . R 102 and R 103 may form a ring with R 102 and R 103 . A plurality of R 93 and R 103 may be the same or different.
R 94 represents an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, and among them, an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms is preferable. Specific examples of the alkyl group having 3 to 10 carbon atoms include a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. A plurality of R 94 may be the same or different.
上記メルカプト系シランカップリング剤(B)は、本発明のゴム組成物のシリカ分散性がより優れ、また、低転がり抵抗性およびウェット性能により優れたタイヤが得られる理由から、上記ポリシロキサン構造を有するメルカプト系シランカップリング剤であることよりも、上記ポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤であることの方がより好ましい。 The mercapto-based silane coupling agent (B) is more excellent in silica dispersibility of the rubber composition of the present invention, and the above polysiloxane structure is obtained because a tire excellent in low rolling resistance and wet performance can be obtained. The mercapto silane coupling agent having the polyether chain is more preferable than the mercapto silane coupling agent.
本発明のゴム組成物において、上記メルカプト系シランカップリング剤(B)の含有量は、後述するシリカ(C)の含有量に対して0.5〜20質量%であり、低転がり抵抗性およびウェット性能により優れたタイヤが得られる理由から、2〜18質量%であることが好ましく、4〜15質量%であることがより好ましい。 In the rubber composition of the present invention, the content of the mercapto-based silane coupling agent (B) is 0.5 to 20% by mass with respect to the content of silica (C) described later, and has low rolling resistance and From the reason that a tire superior in wet performance is obtained, the content is preferably 2 to 18% by mass, and more preferably 4 to 15% by mass.
〔シリカ(C)〕
本発明のゴム組成物に含有されるシリカ(C)は特に限定されず、タイヤ等の用途でゴム組成物に配合されている従来公知の任意のシリカを用いることができる。
上記シリカ(C)としては、例えば、湿式シリカ、乾式シリカ、ヒュームドシリカ、珪藻土などが挙げられる。上記シリカ(C)は、1種のシリカを単独で用いても、2種以上のシリカを併用してもよい。
[Silica (C)]
The silica (C) contained in the rubber composition of the present invention is not particularly limited, and any conventionally known silica compounded in the rubber composition for uses such as tires can be used.
Examples of the silica (C) include wet silica, dry silica, fumed silica, diatomaceous earth, and the like. As the silica (C), one type of silica may be used alone, or two or more types of silica may be used in combination.
上記シリカ(C)は、タイヤにしたときのウェット性能および耐摩耗性により優れる理由から、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)吸着比表面積が100〜300m2/gであることが好ましく、150〜220m2/gであることがより好ましい。
ここで、CTAB吸着比表面積は、シリカがシランカップリング剤との吸着に利用できる表面積の代用特性であり、シリカ表面へのCTAB吸着量をJIS K6217−3:2001「第3部:比表面積の求め方−CTAB吸着法」にしたがって測定した値である。
The silica (C) preferably has a cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area of 100 to 300 m 2 / g, and 150 to 220 m 2 , because of its superior wet performance and wear resistance when used as a tire. / G is more preferable.
Here, the CTAB adsorption specific surface area is a surrogate property of the surface area that silica can be used for adsorption with the silane coupling agent, and the amount of CTAB adsorption on the silica surface is JIS K6217-3: 2001 “Part 3: Specific surface area of It is a value measured according to “How to obtain—CTAB adsorption method”.
本発明のゴム組成物において、上記シリカ(C)の含有量は、上記ゴム成分100質量部に対して、5〜150質量部であり、低転がり抵抗性により優れたタイヤが得られ、タイヤの耐摩耗性およびウェット性能も向上する理由から、30〜140質量部であることが好ましく、50〜135質量部であることがより好ましい。 In the rubber composition of the present invention, the content of the silica (C) is 5 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and a tire excellent in low rolling resistance is obtained. In order to improve wear resistance and wet performance, the amount is preferably 30 to 140 parts by mass, and more preferably 50 to 135 parts by mass.
〔任意成分〕
本発明のゴム組成物には、必要に応じて、その効果や目的を損なわない範囲でさらに添加剤を含有することができる。
上記添加剤としては、例えば、本発明のゴム組成物に含有されるメルカプト系シランカップリング剤(B)以外のシランカップリング剤、シリカ(C)以外の充填剤(例えば、カーボンブラック)、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、加工助剤、アロマオイル、液状ポリマー、テルペン系樹脂、熱硬化性樹脂、加硫剤、加硫促進剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤が挙げられる。
[Optional ingredients]
If necessary, the rubber composition of the present invention may further contain an additive within a range that does not impair its effects and purposes.
Examples of the additive include silane coupling agents other than the mercapto-based silane coupling agent (B) contained in the rubber composition of the present invention, fillers other than silica (C) (for example, carbon black), oxidation, and the like. Various additives commonly used in rubber compositions such as zinc, stearic acid, antioxidants, processing aids, aroma oils, liquid polymers, terpene resins, thermosetting resins, vulcanizing agents, vulcanization accelerators Agents.
〔ゴム組成物の製造方法〕
本発明のゴム組成物の製造方法は特に限定されず、その具体例としては、例えば、上述した各成分を、公知の方法、装置(例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど)を用いて、混練する方法などが挙げられる。
また、本発明のゴム組成物は、従来公知の加硫または架橋条件で加硫または架橋することができる。
[Method for producing rubber composition]
The method for producing the rubber composition of the present invention is not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, kneading the above-described components using a known method and apparatus (for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, etc.). The method of doing is mentioned.
The rubber composition of the present invention can be vulcanized or crosslinked under conventionally known vulcanization or crosslinking conditions.
[空気入りタイヤ]
本発明の空気入りタイヤは、上述した本発明のゴム組成物をタイヤトレッドに使用した空気入りタイヤである。
図1に、本発明の空気入りタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明の空気入りタイヤは図1に示す態様に限定されるものではない。
[Pneumatic tire]
The pneumatic tire of the present invention is a pneumatic tire using the above-described rubber composition of the present invention for a tire tread.
FIG. 1 shows a schematic partial sectional view of a tire representing an example of an embodiment of the pneumatic tire of the present invention, but the pneumatic tire of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
図1において、符号1はビード部を表し、符号2はサイドウォール部を表し、符号3はタイヤトレッド部を表す。
また、左右一対のビード部1間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架されており、このカーカス層4の端部はビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。
また、ビード部1においては、リムに接する部分にリムクッション8が配置されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 represents a bead portion, reference numeral 2 represents a sidewall portion, and reference numeral 3 represents a tire tread portion.
Further, a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded is mounted between the pair of left and right bead portions 1, and the end of the carcass layer 4 extends from the inside of the tire to the outside around the bead core 5 and the bead filler 6. Wrapped and rolled up.
In the tire tread 3, a belt layer 7 is disposed over the circumference of the tire on the outside of the carcass layer 4.
Moreover, in the bead part 1, the rim cushion 8 is arrange | positioned in the part which touches a rim | limb.
本発明の空気入りタイヤは、本発明のゴム組成物を空気入りタイヤのトレッドに用いる以外は特に制限はなく、例えば従来公知の方法に従って製造することができる。また、タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。 The pneumatic tire of the present invention is not particularly limited except that the rubber composition of the present invention is used for a tread of a pneumatic tire, and can be produced, for example, according to a conventionally known method. Moreover, as gas with which a tire is filled, inert gas, such as nitrogen, argon, helium other than the air which adjusted normal or oxygen partial pressure, can be used.
以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.
<共役ジエン系ゴム1の製造>
窒素置換された100mlアンプル瓶に、シクロヘキサン28gおよびテトラメチルエチレンジアミン8.6mmolを添加し、さらに、n−ブチルリチウム6.1mmolを添加した。次いで、イソプレン8.0gをゆっくりと添加し、60℃のアンプル瓶内で120分反応させることにより、イソプレンブロック(開始剤1とする)を得た。この開始剤1について、重量平均分子量、分子量分布、およびビニル結合含有量を測定した。測定結果を第1表に示す。
<Production of Conjugated Diene Rubber 1>
To a 100 ml ampule bottle purged with nitrogen, 28 g of cyclohexane and 8.6 mmol of tetramethylethylenediamine were added, and 6.1 mmol of n-butyllithium was further added. Then, 8.0 g of isoprene was slowly added and reacted in an ampoule bottle at 60 ° C. for 120 minutes to obtain an isoprene block (referred to as initiator 1). For this initiator 1, the weight average molecular weight, molecular weight distribution, and vinyl bond content were measured. The measurement results are shown in Table 1.
次に、撹拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン4000g、1,3−ブタジエン357.7gおよびスチレン132.3gを仕込んだ後、開始剤1を全量加え、40℃で重合を開始した。重合を開始してから10分経過後、1,3−ブタジエン195.3g、スチレン14.7gを60分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は60℃であった。連続添加終了後、さらに20分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、次いで、1,6−ビス(トリクロロシリル)ヘキサン0.08mmolを20質量%濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、10分間反応させた。さらに、下記式(11)で表されるポリオルガノシロキサンA0.027mmolを20質量%濃度のキシレン溶液の状態で添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴム1を含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス1520L(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を、100質量部の共役ジエン系ゴム1に対して0.15質量部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴム1を得た。 Next, in a nitrogen atmosphere, 4000 g of cyclohexane, 357.7 g of 1,3-butadiene and 132.3 g of styrene were charged in an autoclave equipped with a stirrer, and then the whole amount of initiator 1 was added, and polymerization was started at 40 ° C. Ten minutes after the start of polymerization, 195.3 g of 1,3-butadiene and 14.7 g of styrene were continuously added over 60 minutes. The maximum temperature during the polymerization reaction was 60 ° C. After completion of the continuous addition, the polymerization reaction was continued for another 20 minutes, and after confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, 1,6-bis (trichlorosilyl) hexane 0.08 mmol was then obtained. Was added in the form of a 20% strength by weight cyclohexane solution and allowed to react for 10 minutes. Furthermore, 0.027 mmol of polyorganosiloxane A represented by the following formula (11) was added in the form of a 20% by mass concentration of xylene solution and reacted for 30 minutes. Thereafter, as a polymerization terminator, an amount of methanol corresponding to twice the mole of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing the conjugated diene rubber 1. To this solution, 0.15 parts by mass of Irganox 1520L (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as an anti-aging agent was added to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber 1, and then the solvent was removed by steam stripping. Then, the solid conjugated diene rubber 1 was obtained by vacuum drying at 60 ° C. for 24 hours.
上記式(11)中、X1、X4、R1〜R3およびR5〜R8はメチル基である。上記式(11)中、mは80、nは120である。上記式(11)中、X2は下記式(12)で表される基である(ここで、*は結合位置を表す)。 In the formula (11), X 1, X 4, R 1 ~R 3 and R 5 to R 8 is a methyl group. In the above formula (11), m is 80 and n is 120. In the above formula (11), X 2 is a group represented by the following formula (12) (here, * represents a bonding position).
共役ジエン系ゴム1について、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、イソプレンブロック以外の部分におけるビニル結合含有量、および、ムーニー粘度を測定した。測定結果を第2表に示す。なお、測定方法は以下のとおりである。 For the conjugated diene rubber 1, the weight average molecular weight, molecular weight distribution, coupling rate, styrene unit content, vinyl bond content in portions other than the isoprene block, and Mooney viscosity were measured. The measurement results are shown in Table 2. The measurement method is as follows.
(重量平均分子量、分子量分布およびカップリング率)
重量平均分子量、分子量分布およびカップリング率(共役ジエン系ゴム(A)に対する構造体(a)の割合(質量%))については、ゲルパーミエーションクロマトグラフィにより、ポリスチレン換算の分子量に基づくチャートを得て、そのチャートに基づいて求めた。なお、ゲルパーミエーションクロマトグラフィの具体的な測定条件は、以下のとおりである。
(Weight average molecular weight, molecular weight distribution and coupling rate)
About weight average molecular weight, molecular weight distribution, and coupling rate (ratio (mass%) of structure (a) to conjugated diene rubber (A)), a chart based on molecular weight in terms of polystyrene was obtained by gel permeation chromatography. And based on the chart. The specific measurement conditions for gel permeation chromatography are as follows.
・測定器:HLC−8020(東ソ一社製)
・カラム:GMH−HR−H(東ソ一社製)2本を直列に連結した
・検出器:示差屈折計RI−8020(東ソ一社製)
・溶離夜:テトラヒドロフラン
・カラム温度:40℃
・ Measurement device: HLC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: GMH-HR-H (manufactured by Tosoh Corporation) connected in series Detector: Differential refractometer RI-8020 (manufactured by Tosoh Company)
-Elution night: Tetrahydrofuran-Column temperature: 40 ° C
ここで、カップリング率は、全溶出面積(s1)に対する、分子量の最も小さいピークが示すピークトップ分子量の2.8倍以上のピークトップ分子量を有するピーク部分の面積(s2)の比(s2/s1)である。 Here, the coupling rate is the ratio of the area (s2) of the peak portion having a peak top molecular weight of 2.8 times or more of the peak top molecular weight indicated by the smallest peak of molecular weight to the total elution area (s1) (s2 / s1).
(スチレン単位含有量およびビニル結合含有量)
スチレン単位含有量およびビニル結合含有量については、1H−NMRにより測定した。
(Styrene unit content and vinyl bond content)
The styrene unit content and the vinyl bond content were measured by 1 H-NMR.
(ムーニー粘度)
ムーニー粘度(ML1+4(100℃))については、JIS K6300−1:2001に準じて測定した。
(Mooney viscosity)
The Mooney viscosity (ML 1 + 4 (100 ° C.)) was measured according to JIS K6300-1: 2001.
<共役ジエン系ゴム2の製造>
窒素置換された100mlアンプル瓶に、シクロヘキサン28gおよびテトラメチルエチレンジアミン7.5mmolを添加し、さらに、n−ブチルリチウム5.4mmolを添加した。次いで、イソプレン7.0gをゆっくりと添加し、70℃のアンプル瓶内で120分反応させることにより、イソプレンブロック(開始剤2とする)を得た。この開始剤2について、重量平均分子量、分子量分布、およびビニル結合含有量を測定した。測定結果を第1表に示す。
<Production of Conjugated Diene Rubber 2>
To a 100 ml ampoule bottle purged with nitrogen, 28 g of cyclohexane and 7.5 mmol of tetramethylethylenediamine were added, and 5.4 mmol of n-butyllithium was further added. Next, 7.0 g of isoprene was slowly added and reacted in an ampoule bottle at 70 ° C. for 120 minutes to obtain an isoprene block (referred to as initiator 2). For this initiator 2, the weight average molecular weight, molecular weight distribution, and vinyl bond content were measured. The measurement results are shown in Table 1.
次に、撹拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン4000g、1,3−ブタジエン357.7gおよびスチレン132.3gを仕込んだ後、さらに開始剤2を全量加え、40℃で重合を開始した。重合を開始してから10分経過後、1,3−ブタジエン195.3g、スチレン14.7gを60分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は60℃であった。連続添加終了後、さらに20分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、次いで、上記式(11)で表されるポリオルガノシロキサンA0.023mmolを20質量%濃度のキシレン溶液の状態で添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴム2を含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス1520L(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を、100質量部の共役ジエン系ゴム2に対して0.15質量部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴム2を得た。 Next, in a nitrogen atmosphere, 4000 g of cyclohexane, 357.7 g of 1,3-butadiene and 132.3 g of styrene were charged in an autoclave equipped with a stirrer, and then the whole amount of initiator 2 was added, and polymerization was started at 40 ° C. Ten minutes after the start of polymerization, 195.3 g of 1,3-butadiene and 14.7 g of styrene were continuously added over 60 minutes. The maximum temperature during the polymerization reaction was 60 ° C. After completion of the continuous addition, the polymerization reaction was continued for another 20 minutes. After confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, the polyorganosiloxane A0 represented by the above formula (11) was then used. 0.023 mmol was added in the form of a 20% strength by weight xylene solution and allowed to react for 30 minutes. Thereafter, as a polymerization terminator, an amount of methanol corresponding to twice the mole of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing the conjugated diene rubber 2. To this solution, 0.15 parts by mass of Irganox 1520L (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as an antioxidant is added to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber 2, and then the solvent is removed by steam stripping. The solid conjugated diene rubber 2 was obtained by vacuum drying at 60 ° C. for 24 hours.
共役ジエン系ゴム2について、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ビニル結合含有量およびムーニー粘度を測定した。測定結果を第2表に示す。なお、測定方法や上述のとおりである。 For the conjugated diene rubber 2, the weight average molecular weight, molecular weight distribution, coupling rate, styrene unit content, vinyl bond content, and Mooney viscosity were measured. The measurement results are shown in Table 2. In addition, it is as a measuring method and the above-mentioned.
<共役ジエン系ゴム3の製造>
窒素置換された100mlアンプル瓶に、シクロヘキサン50gおよびテトラメチルエチレンジアミン0.9mmolを添加し、さらに、n−ブチルリチウム5.4mmolを添加した。次いで、イソプレン9.0gをゆっくりと添加し、70℃のアンプル瓶内で120分反応させることにより、イソプレンブロック(開始剤3とする)を得た。この開始剤3について、重量平均分子量、分子量分布、およびビニル結合含有量を測定した。測定結果を第1表に示す。
<Production of Conjugated Diene Rubber 3>
To a 100 ml ampoule bottle purged with nitrogen, 50 g of cyclohexane and 0.9 mmol of tetramethylethylenediamine were added, and 5.4 mmol of n-butyllithium was further added. Next, 9.0 g of isoprene was slowly added and reacted in an ampoule bottle at 70 ° C. for 120 minutes to obtain an isoprene block (referred to as initiator 3). For this initiator 3, the weight average molecular weight, molecular weight distribution, and vinyl bond content were measured. The measurement results are shown in Table 1.
次に、撹拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン4000g、1,3−ブタジエン357.7gおよびスチレン132.3gを仕込んだ後、さらに開始剤3を全量加え、40℃で重合を開始した。重合を開始してから10分経過後、1,3−ブタジエン195.3gおよびスチレン14.7gを60分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は60℃であった。連続添加終了後、さらに20分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、次いで、上記式(11)で表されるポリオルガノシロキサンA0.023mmolを20質量%濃度のキシレン溶液の状態で添加し、30分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴム3を含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス1520L(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を、100質量部の共役ジエン系ゴム3に対して0.15質量部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴム3を得た。 Next, in a nitrogen atmosphere, 4000 g of cyclohexane, 357.7 g of 1,3-butadiene and 132.3 g of styrene were charged in an autoclave equipped with a stirrer, and then the whole amount of initiator 3 was added, and polymerization was started at 40 ° C. After 10 minutes from the start of polymerization, 195.3 g of 1,3-butadiene and 14.7 g of styrene were continuously added over 60 minutes. The maximum temperature during the polymerization reaction was 60 ° C. After completion of the continuous addition, the polymerization reaction was continued for another 20 minutes. After confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, the polyorganosiloxane A0 represented by the above formula (11) was then used. 0.023 mmol was added in the form of a 20% strength by weight xylene solution and allowed to react for 30 minutes. Thereafter, as a polymerization terminator, an amount of methanol corresponding to twice the mole of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing the conjugated diene rubber 3. Irganox 1520L (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added to this solution as an anti-aging agent in an amount of 0.15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber 3, and the solvent was removed by steam stripping. Then, it was vacuum dried at 60 ° C. for 24 hours to obtain a solid conjugated diene rubber 3.
共役ジエン系ゴム3について、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ビニル結合含有量およびムーニー粘度を測定した。測定結果を第2表に示す。なお、測定方法や上述のとおりである。 The conjugated diene rubber 3 was measured for weight average molecular weight, molecular weight distribution, coupling rate, styrene unit content, vinyl bond content and Mooney viscosity. The measurement results are shown in Table 2. In addition, it is as a measuring method and the above-mentioned.
<共役ジエン系ゴム4の製造>
窒素置換された100mlアンプル瓶に、シクロヘキサン50gおよびテトラメチルエチレンジアミン7.0mmolを添加し、さらに、n−ブチルリチウム5.1mmolを添加した。次いで、イソプレン10.2gをゆっくりと添加し、60℃のアンプル瓶内で120分反応させることにより、イソプレンブロック(開始剤4とする)を得た。この開始剤4について、重量平均分子量、分子量分布、およびビニル結合含有量を測定した。測定結果を第1表に示す。
<Manufacture of Conjugated Diene Rubber 4>
To a 100 ml ampoule bottle purged with nitrogen, 50 g of cyclohexane and 7.0 mmol of tetramethylethylenediamine were added, and 5.1 mmol of n-butyllithium was further added. Next, 10.2 g of isoprene was slowly added and reacted for 120 minutes in an ampoule bottle at 60 ° C. to obtain an isoprene block (referred to as initiator 4). For this initiator 4, the weight average molecular weight, molecular weight distribution, and vinyl bond content were measured. The measurement results are shown in Table 1.
次に、撹拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン4000g、1,3−ブタジエン357.7gおよびスチレン132.3gを仕込んだ後、さらに開始剤4を全量加え、40℃で重合を開始した。重合を開始してから10分経過後、1,3−ブタジエン195.3gおよびスチレン14.7gを60分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は60℃であった。連続添加終了後、さらに20分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、次いで、N,N−ビス(トリメチルシリル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン0.55mmolを20質量%濃度のキシレン溶液の状態で添加し、10分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して、共役ジエン系ゴム4を含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス1520L(チバスペシャリティーケミカルズ社製)を、100質量部の共役ジエン系ゴム4に対して0.15質量部添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状の共役ジエン系ゴム4を得た。 Next, in a nitrogen atmosphere, 4000 g of cyclohexane, 357.7 g of 1,3-butadiene and 132.3 g of styrene were charged in an autoclave equipped with a stirrer, and then the whole amount of initiator 4 was further added, and polymerization was started at 40 ° C. After 10 minutes from the start of polymerization, 195.3 g of 1,3-butadiene and 14.7 g of styrene were continuously added over 60 minutes. The maximum temperature during the polymerization reaction was 60 ° C. After completion of the continuous addition, the polymerization reaction was continued for another 20 minutes, and after confirming that the polymerization conversion was in the range of 95% to 100%, N, N-bis (trimethylsilyl) -3-aminopropyl was then obtained. 0.55 mmol of triethoxysilane was added in the form of a 20% by mass concentration xylene solution and reacted for 10 minutes. Thereafter, as a polymerization terminator, an amount of methanol corresponding to twice the mole of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing the conjugated diene rubber 4. Irganox 1520L (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as an anti-aging agent was added to this solution in an amount of 0.15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber 4, and the solvent was removed by steam stripping. Then, it was vacuum dried at 60 ° C. for 24 hours to obtain a solid conjugated diene rubber 4.
共役ジエン系ゴム4について、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ビニル結合含有量およびムーニー粘度を測定した。測定結果を第2表に示す。なお、測定方法や上述のとおりである。 The conjugated diene rubber 4 was measured for weight average molecular weight, molecular weight distribution, coupling rate, styrene unit content, vinyl bond content and Mooney viscosity. The measurement results are shown in Table 2. In addition, it is as a measuring method and the above-mentioned.
<実施例1〜10、比較例1〜5>
下記第3表に示す成分を、下記第3表に示す割合(質量部)で配合した。
具体的には、まず、下記第3表に示す成分のうち硫黄および加硫促進剤を除く成分を、1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて150℃付近に温度を上げてから、5分間混合した後に放出し、室温まで冷却してマスターバッチを得た。さらに、上記バンバリーミキサーを用いて、得られたマスターバッチに硫黄および加硫促進剤を混合し、ゴム組成物を得た。
<Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 5>
The components shown in Table 3 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in Table 3 below.
Specifically, first, the components excluding sulfur and the vulcanization accelerator among the components shown in Table 3 below were raised to around 150 ° C. using a 1.7 liter closed Banbury mixer, and then 5 After mixing for a minute, it was discharged and cooled to room temperature to obtain a masterbatch. Furthermore, using the Banbury mixer, sulfur and a vulcanization accelerator were mixed with the obtained master batch to obtain a rubber composition.
<ムーニー粘度>(スコーチ性の指標)
調製したゴム組成物(未加硫)について、JIS K6300−1:2001に準じて、L形ロータを使用し、予熱時間1分、ロータの回転時間4分、試験温度100℃の条件で、ムーニー粘度を測定した。結果を第3表に示す。結果は比較例1のムーニー粘度を100とする指数で表した。値が小さいほどスコーチ性(加工性)が優れることを示す。
<Mooney viscosity> (Scorch index)
For the prepared rubber composition (unvulcanized), Mooney was used in accordance with JIS K6300-1: 2001, using an L-shaped rotor, with a preheating time of 1 minute, a rotor rotation time of 4 minutes, and a test temperature of 100 ° C. The viscosity was measured. The results are shown in Table 3. The results were expressed as an index with the Mooney viscosity of Comparative Example 1 as 100. A smaller value indicates better scorch (workability).
<tanδ(0℃)>(ウェット性能の指標)
調製したゴム組成物(未加硫)を金型(15cm×15cm×0.2cm)中で、160℃で20分間プレス加硫して加硫ゴムシートを作製した。
作製した加硫ゴムシートについて、JIS K6394:2007に準じて、粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所社製)を用いて、伸張変形歪率10%±2%、振動数20Hz、温度0℃の条件で、tanδ(0℃)を測定した。
結果を第3表に示す。結果は比較例1のtanδ(0℃)を100とする指数で表した。指数が大きいほどtanδ(0℃)が大きく、タイヤにしたときにウェット性能に優れる。
<Tan δ (0 ° C.)> (Wet performance index)
The prepared rubber composition (unvulcanized) was press vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a mold (15 cm × 15 cm × 0.2 cm) to prepare a vulcanized rubber sheet.
About the produced vulcanized rubber sheet, in accordance with JIS K6394: 2007, using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) under the conditions of 10% ± 2% elongation deformation strain rate, frequency 20 Hz, temperature 0 ° C. , Tan δ (0 ° C.) was measured.
The results are shown in Table 3. The results were expressed as an index with tan δ (0 ° C.) of Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the larger the tan δ (0 ° C.), and the better the wet performance when made into a tire.
<tanδ(60℃)>(低転がり抵抗性の指標)
調製したゴム組成物(未加硫)を金型(15cm×15cm×0.2cm)中で、160℃で20分間プレス加硫して加硫ゴムシートを作製した。
作製した加硫ゴムシートについて、JIS K6394:2007に準じて、粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所社製)を用いて、伸張変形歪率10%±2%、振動数20Hz、温度60℃の条件で、tanδ(60℃)を測定した。
結果を第3表に示す。結果は比較例1のtanδ(60℃)を100とする指数で表した。指数が小さいほどtanδ(60℃)が小さく、タイヤにしたときに低転がり抵抗性に優れる。
<Tan δ (60 ° C.)> (Index of low rolling resistance)
The prepared rubber composition (unvulcanized) was press vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a mold (15 cm × 15 cm × 0.2 cm) to prepare a vulcanized rubber sheet.
About the produced vulcanized rubber sheet, in accordance with JIS K6394: 2007, using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) under the conditions of an elongation deformation strain rate of 10% ± 2%, a frequency of 20 Hz and a temperature of 60 ° C. , Tan δ (60 ° C.) was measured.
The results are shown in Table 3. The results were expressed as an index with tan δ (60 ° C.) of Comparative Example 1 as 100. The smaller the index, the smaller the tan δ (60 ° C.), and the lower the rolling resistance when the tire is made.
上記第3表に示されている各成分の詳細は以下のとおりである。
・共役ジエン系ゴム1:上述のとおり製造された共役ジエン系ゴム1
・共役ジエン系ゴム2:上述のとおり製造された共役ジエン系ゴム2
・共役ジエン系ゴム3:上述のとおり製造された共役ジエン系ゴム3
・共役ジエン系ゴム4:上述のとおり製造された共役ジエン系ゴム4
・比較共役ジエン系ゴム1:NS616(日本ゼオン社製)(シリカ用末端変性SSBR)
・ブタジエンゴム:Nipol1220(日本ゼオン社製)
・シリカ1:Zeosil 1165MP(CTAB吸着比表面積=160m2/g、ローディア社製)
・カーボンブラック:ショウブラックN339(CTAB吸着比表面積=90m2/g、キャボットジャパン社製)
・比較シランカップリング剤1:Si69(エボニックデグッサ社製)(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
・シランカップリング剤1:VP Si363(エボニックデグッサ社製)(上記式(7)で表される化合物。ここで、R71:−OC2H5、R72:−O(C2H4O)5−C13H27、R74:−(CH2)3−、l=1、m=2、n=0。)
・シランカップリング剤2:NXT−Z45(Momentive社製)(上記式(9)で表される繰り返し単位および上記式(10)で表される繰り返し単位を有する共重合物。ここで、上記式(9)で表される繰り返し単位の割合が55モル%、上記式(10)で表される繰り返し単位の割合が45モル%である。)
・シランカップリング剤3:KBM−803(信越化学社製)(γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)
・酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(正同化学工業社製)
・ステアリン酸:ステアリン酸YR(NOFコーポレーション社製)
・老化防止剤:Santoflex6PPD(Solutia Europe社製)
・ワックス:パラフィンワックス(大内新興化学工業社製)
・プロセスオイル:エキストラクト4号S(昭和シェル石油社製)
・硫黄:油処理イオウ(鶴見化学工業社製)
・加硫促進剤1:ノクセラーCZ−G(大内新興化学工業社製)
・加硫促進剤2:Perkacit DPG(Flexsys社製)
Details of each component shown in Table 3 are as follows.
Conjugated diene rubber 1: Conjugated diene rubber 1 produced as described above
Conjugated diene rubber 2: Conjugated diene rubber 2 produced as described above
Conjugated diene rubber 3: Conjugated diene rubber 3 produced as described above
Conjugated diene rubber 4: Conjugated diene rubber 4 produced as described above
Comparative conjugated diene rubber 1: NS616 (manufactured by ZEON Corporation) (terminal modified SSBR for silica)
-Butadiene rubber: Nipol 1220 (manufactured by Nippon Zeon)
Silica 1: Zeosil 1165MP (CTAB adsorption specific surface area = 160 m 2 / g, manufactured by Rhodia)
Carbon black: Show black N339 (CTAB adsorption specific surface area = 90 m 2 / g, manufactured by Cabot Japan)
Comparative silane coupling agent 1: Si69 (Evonik Degussa) (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide)
Silane coupling agent 1: VP Si363 (manufactured by Evonik Degussa) (compound represented by the above formula (7). Here, R 71 : —OC 2 H 5 , R 72 : —O (C 2 H 4 O) 5 —C 13 H 27 , R 74 : — (CH 2 ) 3 —, l = 1, m = 2, n = 0.)
Silane coupling agent 2: NXT-Z45 (manufactured by Momentive) (a copolymer having a repeating unit represented by the above formula (9) and a repeating unit represented by the above formula (10). (The ratio of the repeating unit represented by (9) is 55 mol%, and the ratio of the repeating unit represented by the above formula (10) is 45 mol%.)
Silane coupling agent 3: KBM-803 (manufactured by Shin-Etsu Chemical) (γ-mercaptopropyltrimethoxysilane)
・ Zinc oxide: 3 types of zinc oxide (manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Stearic acid: Stearic acid YR (manufactured by NOF Corporation)
Anti-aging agent: Santoflex 6PPD (manufactured by Solutia Europe)
・ Wax: Paraffin wax (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
・ Process oil: Extract No. 4 S (made by Showa Shell Sekiyu KK)
・ Sulfur: Oil-treated sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
・ Vulcanization accelerator 1: Noxeller CZ-G (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
・ Vulcanization accelerator 2: Perkacit DPG (manufactured by Flexsys)
第3表から分かるように、メルカプト系シランカップリング剤(B)を含有するが、構造体(a)を含む共役ジエン系ゴム(A)を含有しない(構造体(a)を含まない共役ジエン系ゴムを含有する)比較例1と比較して、構造体(a)を含む共役ジエン系ゴム(A)とメルカプト系シランカップリング剤(B)とを併用した本願実施例1〜10は、低転がり抵抗性、ウェット性能およびスコーチ性のいずれの点においても優れた特性を示した。
なかでも、メルカプト系シランカップリング剤(B)として、ポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤、および/または、ポリシロキサン構造(−Si−O−)を有するメルカプト系シランカップリング剤を使用する実施例1〜8は、低転がり抵抗性、ウェット性能およびスコーチ性のいずれの点においてもより優れた特性を示す傾向が見られた。そのなかでも、メルカプト系シランカップリング剤(B)としてポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤を使用する実施例1〜4は、ウェット性能およびスコーチ性のいずれの点においてもさらに優れた特性を示す傾向が見られた。
実施例1〜4の対比、実施例5〜8の対比、および、実施例9と10の対比から、変性剤(a2)としてポリオルガノシロキサンを使用する実施例1〜3、実施例5〜7、および、実施例9の方がより優れたウェット性能および低転がり抵抗性を示した。なかでも、カップリング剤を使用する実施例1、5および9は、さらに優れたウェット性能および低転がり抵抗性を示した。
実施例1〜4の対比、実施例5〜8の対比、および、実施例9と10の対比から、イソプレンブロックにおけるビニル結合含有量が70質量%以上である実施例1、5および9は、より優れたウェット性能および低転がり抵抗性を示した。
As can be seen from Table 3, the mercapto-based silane coupling agent (B) is contained, but the conjugated diene rubber (A) containing the structure (a) is not contained (the conjugated diene not containing the structure (a)). Compared with Comparative Example 1 (containing a rubber), Examples 1 to 10 of the present application in which the conjugated diene rubber (A) containing the structure (a) and the mercapto silane coupling agent (B) were used in combination, Excellent characteristics were exhibited in all of the points of low rolling resistance, wet performance and scorch.
Among these, as the mercapto silane coupling agent (B), a mercapto silane coupling agent having a polyether chain and / or a mercapto silane coupling agent having a polysiloxane structure (—Si—O—) is used. Examples 1 to 8 showed a tendency to exhibit better characteristics in any of the low rolling resistance, the wet performance, and the scorch property. Among them, Examples 1 to 4 using a mercapto-based silane coupling agent having a polyether chain as the mercapto-based silane coupling agent (B) are more excellent in both wet performance and scorch properties. The tendency which shows was seen.
From the comparison of Examples 1 to 4, the comparison of Examples 5 to 8, and the comparison of Examples 9 and 10, Examples 1 to 3 and Examples 5 to 7 using polyorganosiloxane as the modifier (a2). And, Example 9 showed better wet performance and low rolling resistance. Among them, Examples 1, 5 and 9 using a coupling agent showed further excellent wet performance and low rolling resistance.
From the comparison of Examples 1 to 4, the comparison of Examples 5 to 8, and the comparison of Examples 9 and 10, Examples 1, 5 and 9 in which the vinyl bond content in the isoprene block is 70% by mass or more are as follows: Excellent wet performance and low rolling resistance.
一方、構造体(a)を含む共役ジエン系ゴム(A)を含有するが、メルカプト系シランカップリング剤(B)を含有しない(非メルカプト系シランカップリング剤を含有する)比較例3は、スコーチ性は優れるものの、低転がり抵抗性およびウェット性能の点で本願実施例より劣っていた。
また、構造体(a)を含む共役ジエン系ゴム(A)とメルカプト系シランカップリング剤(B)とを併用するが、メルカプト系シランカップリング剤(B)の含有量がシリカ(C)の含有量に対して20質量%を超える比較例4は、低転がり抵抗性は優れるものの、スコーチ性およびウェット性能の点で本願実施例より劣っていた。
また、構造体(a)を含む共役ジエン系ゴム(A)とメルカプト系シランカップリング剤(B)とを併用するが、メルカプト系シランカップリング剤(B)の含有量がシリカ(C)の含有量に対して0.5質量%に満たない比較例5は、スコーチ性に優れるものの、低転がり抵抗性およびウェット性能の点で本願実施例より劣っていた。
On the other hand, Comparative Example 3 containing the conjugated diene rubber (A) containing the structure (a) but not containing the mercapto silane coupling agent (B) (containing a non-mercapto silane coupling agent) Although the scorch property was excellent, it was inferior to the examples of the present application in terms of low rolling resistance and wet performance.
Further, the conjugated diene rubber (A) containing the structure (a) and the mercapto silane coupling agent (B) are used in combination, and the content of the mercapto silane coupling agent (B) is silica (C). Although the comparative example 4 exceeding 20 mass% with respect to content is excellent in low rolling resistance, it was inferior to the Example of this application in the point of scorch property and wet performance.
Further, the conjugated diene rubber (A) containing the structure (a) and the mercapto silane coupling agent (B) are used in combination, and the content of the mercapto silane coupling agent (B) is silica (C). Although the comparative example 5 which is less than 0.5 mass% with respect to content is excellent in scorch property, it was inferior to the present Example in the point of low rolling resistance and wet performance.
比較例1と比較例2との対比から分かるように、シランカップリング剤として非メルカプト系シランカップリング剤を使用した場合、共役ジエン系ゴムとして構造体(a)を含む共役ジエン系ゴム(A)を使用しても、低転がり抵抗性およびウェット性能はほとんど向上しなかった。
一方、比較例1と本願実施例との対比から分かるように、シランカップリング剤としてメルカプト系シランカップリング剤(B)を使用した場合、共役ジエン系ゴムとして構造体(a)を含有する共役ジエン系ゴム(A)を使用することで、転がり抵抗性、ウェット性能およびスコーチ性のいずれの特性も向上した。
As can be seen from the comparison between Comparative Example 1 and Comparative Example 2, when a non-mercapto silane coupling agent is used as the silane coupling agent, a conjugated diene rubber (A) containing the structure (a) as the conjugated diene rubber (A) ) Showed little improvement in low rolling resistance and wet performance.
On the other hand, as can be seen from the comparison between Comparative Example 1 and Examples of the present application, when the mercapto silane coupling agent (B) is used as the silane coupling agent, the conjugate containing the structure (a) as the conjugated diene rubber. By using the diene rubber (A), all the characteristics of rolling resistance, wet performance and scorch property were improved.
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 タイヤトレッド部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション
1 Bead part 2 Side wall part 3 Tire tread part 4 Carcass layer 5 Bead core 6 Bead filler 7 Belt layer 8 Rim cushion
Claims (4)
前記共役ジエン系ゴム(A)が、共役ジエン系共重合体鎖(a1)と、変性剤(a2)との反応により得られる、3以上の前記共役ジエン系共重合体鎖(a1)が前記変性剤(a2)を介して結合してなる構造体(a)を5質量%以上含み、
前記共役ジエン系共重合体鎖(a1)が、一方の端にイソプレン単位を70質量%以上含有するイソプレンブロックを有し、他方の端に活性末端を有する、共役ジエン系共重合体鎖であり、
前記変性剤(a2)が、エポキシ基および/またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、前記エポキシ基と、前記ヒドロカルビルオキシシリルに含まれるヒドロカルビルオキシ基との合計数が3以上である、変性剤であり、
前記メルカプト系シランカップリング剤(B)の含有量が、前記シリカ(C)の含有量に対して0.5〜20質量%であり、
前記シリカ(C)の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して5〜150質量である、ゴム組成物。 A rubber component containing 10% by mass or more of the conjugated diene rubber (A), a mercapto silane coupling agent (B), and silica (C);
Three or more conjugated diene copolymer chains (a1) obtained by reacting the conjugated diene rubber (A) with a conjugated diene copolymer chain (a1) and a modifier (a2) Containing 5 mass% or more of the structure (a) formed by bonding via the modifier (a2),
The conjugated diene copolymer chain (a1) is a conjugated diene copolymer chain having an isoprene block containing 70% by mass or more of isoprene units at one end and an active terminal at the other end. ,
The modifier (a2) is a modifier having an epoxy group and / or a hydrocarbyloxysilyl group, and the total number of the epoxy group and the hydrocarbyloxy group contained in the hydrocarbyloxysilyl is 3 or more. ,
The content of the mercapto silane coupling agent (B) is 0.5 to 20% by mass with respect to the content of the silica (C),
The rubber composition whose content of the said silica (C) is 5-150 mass with respect to 100 mass parts of said rubber components.
R92およびR102は、それぞれ独立に、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニレン基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニレン基を表す。R92が末端である場合、R92は、水素原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニル基を表す。R102が末端である場合、R102は、水素原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニル基を表す。
R93およびR103は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルキニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜30のアルキル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するもの、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するもの、を表す。
R92およびR93は、R92とR93とで環を形成していてもよい。
R102およびR103は、R102とR103とで環を形成していてもよい。
R94は、炭素数1〜13のアルキル基を表す。
複数あるR91、R92、R93、R94、R101、R102およびR103はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。) The mercapto-based silane coupling agent (B) is a compound represented by the following formula (7) and / or a repeating unit represented by the following formula (9) and a repeating unit represented by the following formula (10). The rubber composition according to claim 1, which is a copolymer having
R 92 and R 102 are each independently a linear or branched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, or a linear or branched group. Represents a alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms. When R 92 is a terminal, R 92 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a straight chain. A chain or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms is represented. When R102 is a terminal, R102 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a straight chain. A chain or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms is represented.
R 93 and R 103 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, A linear or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and having a hydroxyl group or a carboxyl group at the terminal, or linear or branched A alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and having a hydroxyl group or a carboxyl group at its terminal.
R 92 and R 93 may form a ring with R 92 and R 93 .
R 102 and R 103 may form a ring with R 102 and R 103 .
R 94 represents an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms.
A plurality of R 91 , R 92 , R 93 , R 94 , R 101 , R 102 and R 103 may be the same or different. )
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