JP2021088657A - Rubber composition and tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物及びタイヤに関する。 The present invention relates to rubber compositions and tires.
一般に、タイヤ等に使用されるゴム組成物にはカーボンブラックやシリカ等の補強用充填剤が配合される。一方で、補強用充填剤同士の相互作用により、ゴム組成物中で補強用充填剤が凝集して十分な特性が得られない場合がある。 Generally, a reinforcing filler such as carbon black or silica is blended in a rubber composition used for a tire or the like. On the other hand, due to the interaction between the reinforcing fillers, the reinforcing fillers may aggregate in the rubber composition and sufficient properties may not be obtained.
このようななか、例えば、特許文献1には、補強用充填剤を含有するゴム組成物への配合剤として、変性ブタジエンポリマーが開示されている。 Under such circumstances, for example, Patent Document 1 discloses a modified butadiene polymer as a compounding agent for a rubber composition containing a reinforcing filler.
昨今、ゴム材料に対する要求性能が高まるなか、補強用充填剤を含有するゴム組成物に対しては、加硫後の補強用充填剤の分散性(以下、「加硫後の補強用充填剤の分散性」を単に「補強用充填剤の分散性」又は「分散性」とも言う)のさらなる向上が求められている。
本発明者らが特許文献1に記載のゴム組成物の分散性について検討したところ、今後さらに高まるであろう要求性能を考慮すると、さらなる改善が望ましいことが明らかになった。
In recent years, as the required performance for rubber materials has increased, the dispersibility of the reinforcing filler after vulcanization with respect to the rubber composition containing the reinforcing filler (hereinafter, "the reinforcing filler after vulcanization" Further improvement of "dispersibility" (also referred to simply as "dispersibility of the reinforcing filler" or "dispersibility") is required.
When the present inventors examined the dispersibility of the rubber composition described in Patent Document 1, it became clear that further improvement is desirable in consideration of the required performance that will be further increased in the future.
そこで、本発明は、上記実情を鑑みて、補強用充填剤の分散性に優れるゴム組成物、及び、上記ゴム組成物を用いて製造されたタイヤを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a rubber composition having excellent dispersibility of a reinforcing filler and a tire manufactured by using the rubber composition.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、変性イソプレンポリマーと変性ブタジエンポリマーを併用することで上記課題が解決できることを見出し、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 diligent studies on the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by using the modified isoprene polymer and the modified butadiene polymer in combination, and have reached the present invention.
That is, the present inventors have found that the above problems can be solved by the following configuration.
(1) 重量平均分子量が150,000以上のゴム成分と、カーボンブラック及びシリカからなる群より選択される少なくとも1種を含む補強用充填剤と、変性イソプレンポリマーと、変性ブタジエンポリマーとを含有するゴム組成物。
(2) 上記変性イソプレンポリマーが、末端又は側鎖に、アルコキシシリル基、又は、窒素原子及びアルコキシシリル基を含む官能基、を有し、重量平均分子量が1,000以上1500,000未満である変性イソプレンポリマーであり、
上記変性ブタジエンポリマーが、末端又は側鎖に、アルコキシシリル基、又は、窒素原子及びアルコキシシリル基を含む官能基、を有し、重量平均分子量が1,000以上1500,000未満である、変性ブタジエンポリマーである、上記(1)に記載のゴム組成物。
(3) 上記変性イソプレンポリマーの含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して、1〜50質量部であり、
上記変性ブタジエンポリマーの含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して、1〜50質量部である、上記(1)又は(2)に記載のゴム組成物。
(4) 上記補強用充填剤の含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して、5〜150質量部である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のゴム組成物。
(5) 上記補強用充填剤が、カーボンブラック及びシリカからなる群より選択される少なくとも1種である、上記(1)〜(4)のいずれかに記載のゴム組成物。
(6) さらに、シランカップリング剤を含有し、
上記補強用充填剤が少なくともシリカを含み、
上記シランカップリング剤の含有量が、上記シリカの含有量に対して、1〜20質量%である、上記(1)〜(5)のいずれかに記載のゴム組成物。
(7) 上記(1)〜(6)のいずれかに記載のゴム組成物を用いて製造されたタイヤ。
(1) Contains a reinforcing filler containing a rubber component having a weight average molecular weight of 150,000 or more, at least one selected from the group consisting of carbon black and silica, a modified isoprene polymer, and a modified butadiene polymer. Rubber composition.
(2) The modified isoprene polymer has an alkoxysilyl group or a functional group containing a nitrogen atom and an alkoxysilyl group at the terminal or side chain, and has a weight average molecular weight of 1,000 or more and less than 1.5 million. It is a modified isoprene polymer and
The modified butadiene polymer has an alkoxysilyl group or a functional group containing a nitrogen atom and an alkoxysilyl group at the terminal or side chain, and has a weight average molecular weight of 1,000 or more and less than 1.5 million. The rubber composition according to (1) above, which is a polymer.
(3) The content of the modified isoprene polymer is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
The rubber composition according to (1) or (2) above, wherein the content of the modified butadiene polymer is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
(4) The rubber composition according to any one of (1) to (3) above, wherein the content of the reinforcing filler is 5 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
(5) The rubber composition according to any one of (1) to (4) above, wherein the reinforcing filler is at least one selected from the group consisting of carbon black and silica.
(6) Further contains a silane coupling agent,
The reinforcing filler contains at least silica and
The rubber composition according to any one of (1) to (5) above, wherein the content of the silane coupling agent is 1 to 20% by mass with respect to the content of the silica.
(7) A tire manufactured by using the rubber composition according to any one of (1) to (6) above.
以下に示すように、本発明によれば、補強用充填剤の分散性に優れるゴム組成物、及び、上記ゴム組成物を用いて製造されたタイヤを提供することができる。 As shown below, according to the present invention, it is possible to provide a rubber composition having excellent dispersibility of a reinforcing filler and a tire manufactured by using the rubber composition.
以下に、本発明のゴム組成物及び本発明のタイヤについて説明する。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本発明のゴム組成物が含有する各成分は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上を併用する場合、その成分について含有量とは、特段の断りが無い限り、合計の含有量を指す。
The rubber composition of the present invention and the tire of the present invention will be described below.
The numerical range represented by using "~" in the present specification means a range including the numerical values before and after "~" as the lower limit value and the upper limit value.
In addition, each component contained in the rubber composition of the present invention may be used alone or in combination of two or more. Here, when two or more kinds of each component are used in combination, the content of the component means the total content unless otherwise specified.
[1]ゴム組成物
本発明のゴム組成物(以下、単に「本発明の組成物」とも言う)は、重量平均分子量が150,000以上のゴム成分と、カーボンブラック及びシリカからなる群より選択される少なくとも1種を含む補強用充填剤と、変性イソプレンポリマーと、変性ブタジエンポリマーとを含有するゴム組成物である。
[1] Rubber Composition The rubber composition of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “the composition of the present invention”) is selected from the group consisting of a rubber component having a weight average molecular weight of 150,000 or more, carbon black and silica. It is a rubber composition containing a reinforcing filler containing at least one of these, a modified isoprene polymer, and a modified butadiene polymer.
以下、本発明の組成物に含有される各成分について説明する。 Hereinafter, each component contained in the composition of the present invention will be described.
[ゴム成分]
上述のとおり、本発明の組成物はゴム成分を含有する。
上記ゴム成分は重量平均分子量(Mw)が150,000以上のゴム成分であれば特に制限されない。ただし、上記ゴム成分には後述する変性イソプレンポリマー及び後述する変性ブタジエンポリマーは含まれない。
[Rubber component]
As described above, the composition of the present invention contains a rubber component.
The rubber component is not particularly limited as long as it is a rubber component having a weight average molecular weight (Mw) of 150,000 or more. However, the rubber component does not include the modified isoprene polymer described later and the modified butadiene polymer described later.
上記ゴム成分は、加工性及び分散性により優れ、また、加硫後の、低発熱性、破断伸び、破断強度及び耐摩耗性により優れる理由から、ジエン系ゴムであることが好ましい。
以下、「加工性及び分散性により優れ、また、加硫後の、低発熱性、破断伸び、破断強度及び耐摩耗性により優れる」ことを「本発明の効果等がより優れる」とも言う。
上記ジエン系ゴムの具体例としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、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。なかでも、本発明の効果等がより優れる理由から、天然ゴムが好ましい。
上記ゴム成分が天然ゴムを含む場合、上記ゴム成分中の天然ゴムの含有量は、本発明の効果等がより優れる理由から、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。上記ゴム成分中の天然ゴムの含有量の上限は特に制限されず、100質量%である。
The rubber component is preferably a diene-based rubber because it is excellent in processability and dispersibility, and is also excellent in low heat generation, elongation at break, breaking strength and wear resistance after vulcanization.
Hereinafter, "excellent in workability and dispersibility, and excellent in low heat generation, elongation at break, fracture strength and wear resistance after vulcanization" is also referred to as "the effect of the present invention is more excellent".
Specific examples of the diene rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), butyl rubber (IIR), and the like. Examples thereof include butyl halide rubber (Br-IIR, Cl-IIR) and chloroprene rubber (CR). Of these, natural rubber is preferable because the effects of the present invention are more excellent.
When the rubber component contains natural rubber, the content of the natural rubber in the rubber component is preferably 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Is more preferable, and 90% by mass or more is further preferable. The upper limit of the content of natural rubber in the rubber component is not particularly limited and is 100% by mass.
〔分子量〕 [Molecular weight]
<重量平均分子量>
上述のとおり、上記ゴム成分の重量平均分子量(Mw)は150,000以上である。ゴム成分のMwは、本発明の効果等がより優れる理由から、200,000〜10,000,000であることが好ましく、250,000〜2,000,000であることがより好ましい。
<Weight average molecular weight>
As described above, the weight average molecular weight (Mw) of the rubber component is 150,000 or more. The Mw of the rubber component is preferably 200,000 to 1,000,000, more preferably 250,000 to 2,000,000, for the reason that the effects of the present invention are more excellent.
<数平均分子量>
上記ゴム成分の重量平均分子量(Mn)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、100,000〜5,000,000であることが好ましく、120,000〜1,000,000であることがより好ましい。
<Number average molecular weight>
The weight average molecular weight (Mn) of the rubber component is not particularly limited, but is preferably 100,000 to 5,000,000, preferably 120,000 to 1,000, for the reason that the effects of the present invention are more excellent. It is more preferably 000.
<測定方法>
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、以下の条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により得られる標準ポリスチレン換算値とする。
・溶媒:テトラヒドロフラン
・検出器:RI検出器
<Measurement method>
In the present specification, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are standard polystyrene-equivalent values obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement under the following conditions.
・ Solvent: Tetrahydrofuran ・ Detector: RI detector
[補強用充填剤]
上述のとおり、本発明の組成物は、カーボンブラック及びシリカからなる群より選択される少なくとも1種を含む補強用充填剤を含有する。
上記補強用充填剤は、本発明の効果等がより優れる理由から、カーボンブラック及びシリカの両方を含むのが好ましい。
[Reinforcing filler]
As described above, the composition of the present invention contains a reinforcing filler containing at least one selected from the group consisting of carbon black and silica.
The reinforcing filler preferably contains both carbon black and silica for the reason that the effects of the present invention are more excellent.
〔カーボンブラック〕
本発明の組成物は、本発明の効果等がより優れる理由から、補強用充填剤としてカーボンブラックを含有するのが好ましい。上記カーボンブラックは、1種のカーボンブラックを単独で用いても、2種以上のカーボンブラックを併用してもよい。
上記カーボンブラックは特に限定されず、例えば、SAF−HS、SAF、ISAF−HS、ISAF、ISAF−LS、IISAF−HS、HAF−HS、HAF、HAF−LS、FEF、GPF、SRF等の各種グレードのものを使用することができる。
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、50〜200m2/gであることが好ましく、70〜150m2/gであることがより好ましい。
ここで、窒素吸着比表面積(N2SA)は、カーボンブラック表面への窒素吸着量をJIS K6217−2:2001「第2部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」にしたがって測定した値である。
〔Carbon black〕
The composition of the present invention preferably contains carbon black as a reinforcing filler for the reason that the effects of the present invention are more excellent. As the carbon black, one kind of carbon black may be used alone, or two or more kinds of carbon black may be used in combination.
The carbon black is not particularly limited, and for example, various grades such as SAF-HS, SAF, ISAF-HS, ISAF, ISAF-LS, IISAF-HS, HAF-HS, HAF, HAF-LS, FEF, GPF, SRF and the like. Can be used.
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of the carbon black is not particularly limited, but is preferably 50 to 200
Here, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is the amount of nitrogen adsorbed on the surface of carbon black according to JIS K6217-2: 2001 "Part 2: How to obtain the specific surface area-Nitrogen adsorption method-Single point method". It is a measured value.
本発明の組成物において、カーボンブラックの含有量は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、上述したゴム成分100質量部に対して、1〜100質量部であることが好ましく、2〜10質量部であることがより好ましい。 In the composition of the present invention, the content of carbon black is not particularly limited, but it is preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned rubber component for the reason that the effect of the present invention is more excellent. More preferably, it is 2 to 10 parts by mass.
〔シリカ〕
本発明の組成物は、本発明の効果等がより優れる理由から、補強用充填剤としてシリカを含有するのが好ましい。
上記シリカは特に制限されず、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〕
The composition of the present invention preferably contains silica as a reinforcing filler for the reason that the effects of the present invention are more excellent.
The silica is not particularly limited, and any conventionally known silica can be used.
Examples of the silica include wet silica, dry silica, fumed silica, and diatomaceous earth. As the silica, one type of silica may be used alone, or two or more types of silica may be used in combination.
上記シリカの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(以下、「CTAB吸着比表面積」を単に「CTAB」とも言う)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、100〜300m2/gであることが好ましく、185m2/g以上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 cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area (hereinafter, “CTAB adsorption specific surface area” is also simply referred to as “CTAB”) of the silica is not particularly limited, but 100 to 300 m for the reason that the effect of the present invention is more excellent. it is preferably 2 / g, more preferably 185 m 2 / g or more.
Here, the CTAB adsorption specific surface area is a value obtained by measuring the amount of CTAB adsorbed on the silica surface according to JIS K6217-3: 2001 "Part 3: How to obtain the specific surface area-CTAB adsorption method".
上記シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、100〜300m2/gであることが好ましく、194m2/g以上であることがより好ましい。
ここで、N2SAは、シリカがゴム分子との吸着に利用できる表面積の代用特性であり、シリカ表面への窒素吸着量をJIS K6217−2:2001「第2部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」にしたがって測定した値である。
Nitrogen adsorption specific surface area of the
Here, N 2 SA is a substitute property of the surface area that silica can be used for adsorption with rubber molecules, and the amount of nitrogen adsorbed on the silica surface is determined by JIS K6217-2: 2001 "Part 2: How to obtain the specific surface area-" It is a value measured according to "Nitrogen adsorption method-single point method".
シリカのCTAB吸着比表面積に対するシリカ窒素吸着比表面積の比(N2SA/CTAB)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、0.9〜1.4であることが好ましい。 The ratio of the silica nitrogen adsorption specific surface area to the CTAB adsorption specific surface area of silica (N 2 SA / CTAB) is not particularly limited, but is preferably 0.9 to 1.4 for the reason that the effect of the present invention is more excellent. ..
本発明の組成物において、シリカの含有量は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、上述したゴム成分100質量部に対して、10〜150質量部であることが好ましく、30〜100質量部であることがより好ましい。 In the composition of the present invention, the content of silica is not particularly limited, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, it is preferably 10 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component described above. More preferably, it is 30 to 100 parts by mass.
<含有量>
本発明の組成物において、補強用充填剤の含有量は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、上述したゴム成分100質量部に対して、5〜150質量部であることが好ましく、30〜100質量部であることがより好ましい。
なお、本発明の組成物が2種以上の補強用充填剤を含有する場合、補強用充填剤の含有量は合計の含有量を意味する。
<Content>
In the composition of the present invention, the content of the reinforcing filler is not particularly limited, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, the content is 5 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component described above. Is preferable, and it is more preferably 30 to 100 parts by mass.
When the composition of the present invention contains two or more kinds of reinforcing fillers, the content of the reinforcing fillers means the total content.
[変性イソプレンポリマー]
上述のとおり、本発明の組成物は変性イソプレンポリマー(以下、「変性IR」とも言う)を含有する。
上記変性IRは、官能基を有するイソプレンポリマーである。
[Modified isoprene polymer]
As described above, the composition of the present invention contains a modified isoprene polymer (hereinafter, also referred to as “modified IR”).
The modified IR is an isoprene polymer having a functional group.
〔官能基〕
上記変性IRが有する官能基は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、アミノ基、ヒドロキシ基、エポキシ基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基、カルボキシル基及び後述する特定官能基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基が好ましく、アルコキシシリル基(特にトリエトキシシリル基)及び後述する特定官能基がより好ましく、後述する特定官能基がさらに好ましい。
上記変性IRは、上記官能基を末端に有するのでも側鎖に有するのでも構わないが、本発明の効果等がより優れる理由から、上記官能基を末端に有するのが好ましい。
[Functional group]
The functional group possessed by the modified IR is not particularly limited, but from the amino group, the hydroxy group, the epoxy group, the alkylsilyl group, the alkoxysilyl group, the carboxyl group and the specific functional group described later, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. At least one functional group selected from the above group is preferable, an alkoxysilyl group (particularly a triethoxysilyl group) and a specific functional group described later are more preferable, and a specific functional group described later is further preferable.
The modified IR may have the functional group at the end or the side chain, but it is preferable to have the functional group at the end for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
〔分子量〕 [Molecular weight]
<重量平均分子量>
変性IRの重量平均分子量(Mw)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、1,000〜10,000,000であることが好ましく、20,000以上150,000未満であることがより好ましく、70,000以上150,000未満であることがさらに好ましい。
<Weight average molecular weight>
The weight average molecular weight (Mw) of the modified IR is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 1,000,000, preferably 20,000 or more and less than 150,000, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. More preferably, it is more preferably 70,000 or more and less than 150,000.
<数平均分子量>
変性IRの数平均分子量(Mn)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、1,000〜5,000,000であることが好ましく、10,000以上150,000未満であることがより好ましく、70,000以上150,000未満であることがさらに好ましい。
<Number average molecular weight>
The number average molecular weight (Mn) of the modified IR is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 5,000,000, preferably 10,000 or more and less than 150,000, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. More preferably, it is more preferably 70,000 or more and less than 150,000.
<分子量分布>
変性IRの分子量分布(Mw/Mn)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、2.0以下であることが好ましく、1.7以下であることがより好ましく、1.5以下であることがさらに好ましく、1.3以下であることが特に好ましい。
下限は特に制限されないが、通常、1.0以上である。
<Molecular weight distribution>
The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the modified IR is not particularly limited, but is preferably 2.0 or less, more preferably 1.7 or less, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. It is more preferably 5 or less, and particularly preferably 1.3 or less.
The lower limit is not particularly limited, but is usually 1.0 or more.
〔ミクロ構造〕
<1,2−構造および3,4−構造>
変性IRにおいて、1,2−構造および3,4−構造の割合は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、0〜10モル%であることが好ましく、0〜5モル%であることがより好ましい。
ここで、1,2−構造の割合とは、イソプレンに由来する繰り返し単位のうち、1,2−構造を有する繰り返し単位が占める割合(モル%)を言う。また、3,4−構造の割合とは、イソプレンに由来する繰り返し単位のうち、3,4−構造を有する繰り返し単位が占める割合(モル%)を言う。
[Micro structure]
<1,2-structure and 3,4-structure>
In the modified IR, the ratio of 1,2-structure and 3,4-structure is not particularly limited, but is preferably 0 to 10 mol%, preferably 0 to 5 mol%, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Is more preferable.
Here, the ratio of the 1,2-structure means the ratio (mol%) of the repeating units having the 1,2-structure among the repeating units derived from isoprene. The ratio of the 3,4-structure means the ratio (mol%) of the repeating units having the 3,4-structure among the repeating units derived from isoprene.
<1,4−トランス構造>
変性IRにおいて、1,4−トランス構造の割合は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、2〜90モル%であることが好ましく、5〜70モル%であることがより好ましい。
ここで、1,4−トランス構造の割合とは、イソプレンに由来する全繰り返し単位のうち、1,4−トランス構造を有する繰り返し単位が占める割合(モル%)を言う。
<1,4-Transformer structure>
In the modified IR, the ratio of the 1,4-trans structure is not particularly limited, but is preferably 2 to 90 mol%, more preferably 5 to 70 mol% for the reason that the effect of the present invention is more excellent. preferable.
Here, the ratio of the 1,4-trans structure means the ratio (mol%) of the repeating units having the 1,4-trans structure to all the repeating units derived from isoprene.
<1,4−シス構造>
変性IRにおいて、1,4−シス構造の割合は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、10〜98モル%であることが好ましく、30〜98モル%であることがより好ましい。
ここで、1,4−シス構造の割合とは、イソプレンに由来する全繰り返し単位のうち、1,4−シス構造を有する繰り返し単位が占める割合(モル%)を言う。
<1,4-cis structure>
In the modified IR, the ratio of the 1,4-cis structure is not particularly limited, but is preferably 10 to 98 mol%, more preferably 30 to 98 mol%, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. preferable.
Here, the ratio of the 1,4-cis structure means the ratio (mol%) of the repeating units having the 1,4-cis structure to all the repeating units derived from isoprene.
なお、以下、「1,2−構造および3,4−構造の割合の合計(モル%)、1,4−トランス構造の割合(モル%)、1,4−シス構造の割合(モル%)」を「1,2−および3,4−/トランス/シス」とも表す。 In addition, hereinafter, "total ratio of 1,2-structure and 3,4-structure (mol%), ratio of 1,4-trans structure (mol%), ratio of 1,4-cis structure (mol%)) Is also expressed as "1,2- and 3,4- / trans / cis".
〔ガラス転移温度〕
変性IRのガラス転移温度(Tg)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、−100〜−40℃であることが好ましく、−90〜−50℃であることがより好ましく、−85〜−60℃であることがさらに好ましい。
なお、本明細書において、ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC)を用いて10℃/分の昇温速度で測定し、中点法にて算出したものとする。
〔Glass-transition temperature〕
The glass transition temperature (Tg) of the modified IR is not particularly limited, but is preferably −100 to −40 ° C., more preferably −90 to −50 ° C. for the reason that the effect of the present invention is more excellent. , −85 to −60 ° C., more preferably.
In the present specification, the glass transition temperature (Tg) is measured at a heating rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC) and calculated by the midpoint method.
〔粘度〕
変性IRの粘度は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、2,000Pa・sを超えることが好ましく、3,000〜100,000Pa・sであることがより好ましい。
また、変性IRを変性する前のイソプレンポリマーの粘度は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、800Pa・sを超えることが好ましく、1,200〜8,000Pa・sであることがより好ましい。
また、変性IRの粘度は、本発明の効果等がより優れる理由から、変性前のイソプレンポリマーの粘度に対して、150〜240%であることが好ましい。以下、変性前の粘度に対する変性後の粘度を「粘度(変性後/変性前)」とも言う。
なお、本明細書において、粘度は、JIS K5600−2−3に準じて、コーンプレート型粘度計を用いて測定したものとする。また、上記粘度は40℃の条件下で測定されたものとする。
〔viscosity〕
The viscosity of the modified IR is not particularly limited, but it is preferably more than 2,000 Pa · s, more preferably 3,000 to 100,000 Pa · s, for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
The viscosity of the isoprene polymer before modification of the modified IR is not particularly limited, but is preferably more than 800 Pa · s, preferably 1,200 to 8,000 Pa · s, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Is more preferable.
Further, the viscosity of the modified IR is preferably 150 to 240% with respect to the viscosity of the isoprene polymer before modification because the effect of the present invention is more excellent. Hereinafter, the viscosity after modification with respect to the viscosity before modification is also referred to as "viscosity (after modification / before modification)".
In this specification, the viscosity is measured using a cone plate type viscometer according to JIS K5600-2-3. Further, it is assumed that the viscosity is measured under the condition of 40 ° C.
〔特定変性イソプレンポリマー〕
上記変性IRは、本発明の効果等がより優れる理由から、窒素原子及びケイ素原子を含む官能基(以下、「特定官能基」とも言う)を末端に有するイソプレンポリマー(以下、「特定変性イソプレンポリマー」又は「特定変性IR」とも言う)であることが好ましい。
[Specific modified isoprene polymer]
The modified IR is an isoprene polymer having a functional group containing a nitrogen atom and a silicon atom (hereinafter, also referred to as “specific functional group”) at the end (hereinafter, “specific modified isoprene polymer”) for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Or "specific modified IR").
<特定官能基>
上述のとおり、特定変性IRは、窒素原子及びケイ素原子を含む官能基(特定官能基)を末端に有する。なお、特定変性IRは特定官能基を特定変性IRの少なくとも1つの末端に有すればよい。
<Specific functional group>
As described above, the specific modified IR has a functional group (specific functional group) containing a nitrogen atom and a silicon atom at the end. The specific modified IR may have a specific functional group at at least one terminal of the specific modified IR.
(好適な態様)
特定官能基は窒素原子及びケイ素原子を含む官能基であれば特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、窒素原子をアミノ基(−NR2:Rは水素原子又は炭化水素基)として含むのが好ましく、ケイ素原子をヒドロカルビルオキシシリル基(≡SiOR:Rは炭化水素基)として含むのが好ましい。
(Preferable aspect)
The specific functional group is not particularly limited as long as it is a functional group containing a nitrogen atom and a silicon atom, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, the nitrogen atom is an amino group (-NR 2 : R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group). ), And preferably contains a silicon atom as a hydrocarbyloxysilyl group (≡SiOR: R is a hydrocarbon group).
特定官能基は、本発明の効果等がより優れる理由から、下記式(M)で表される基であることが好ましい。 The specific functional group is preferably a group represented by the following formula (M) for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
上記式(M)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
上記式(M)中、Lは、単結合又は2価の有機基を表す。
In the above formula (M), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
In the above formula (M), L represents a single bond or a divalent organic group.
上記置換基は1価の置換基であれば特に制限されないが、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アミノ基、メルカプト基、アシル基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、シリル基、ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基などが挙げられる。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
上記ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基のヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子などが挙げられる。
上記ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、またはこれらを組み合わせた基などが挙げられる。
上記脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。上記脂肪族炭化水素基の具体例としては、直鎖状または分岐状のアルキル基(特に、炭素数1〜30)、直鎖状または分岐状のアルケニル基(特に、炭素数2〜30)、直鎖状または分岐状のアルキニル基(特に、炭素数2〜30)などが挙げられる。
上記芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などの炭素数6〜18の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
The above-mentioned substituent is not particularly limited as long as it is a monovalent substituent, and for example, a halogen atom, a hydroxy group, a nitro group, a carboxy group, an alkoxy group, an amino group, a mercapto group, an acyl group, an imide group, a phosphino group and a phosphinyl. Examples thereof include a group, a silyl group, and a hydrocarbon group which may have a hetero atom.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Examples of the heteroatom of the hydrocarbon group which may have the heteroatom include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and a phosphorus atom.
Examples of the hydrocarbon group which may have the heteroatom include an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group in which these are combined.
The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched alkyl group (particularly 1 to 30 carbon atoms), a linear or branched alkenyl group (particularly 2 to 30 carbon atoms), and the like. Examples thereof include a linear or branched alkynyl group (particularly, having 2 to 30 carbon atoms).
Examples of the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, a xsilyl group, and a naphthyl group.
上記式(M)中、R1は、本発明の効果等がより優れる理由から、水素原子、アルキル基(好ましくは、炭素数1〜10)、アルキルシリル基(好ましくは、炭素数1〜10)、芳香族炭化水素基(好ましくは、炭素数6〜18)であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい。
複数あるR1が異なる場合、複数あるR1の組合せは、本発明の効果等がより優れる理由から、水素原子と、アルキル基(好ましくは、炭素数1〜10)、アルキルシリル基(好ましくは、炭素数1〜10)又は芳香族炭化水素基(好ましくは、炭素数6〜18)との組合せが好ましく、水素原子とアルキルシリル基(好ましくは、炭素数1〜10)との組合せがより好ましく、水素原子とトリアルキルシリル基(好ましくは、炭素数1〜10)との組合せが更に好ましい。
In the above formula (M), R 1 has a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms), and an alkylsilyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms) because the effect of the present invention is more excellent. ), It is preferably an aromatic hydrocarbon group (preferably 6 to 18 carbon atoms), and more preferably a hydrogen atom.
A plurality of R 1s may be the same or different.
When a plurality of R 1 are different, the combination of a plurality of R 1 is, for reasons effect, etc. of the present invention is more excellent, and a hydrogen atom, an alkyl group (preferably, 1 to 10 carbon atoms), an alkylsilyl group (preferably , 1 to 10 carbon atoms) or an aromatic hydrocarbon group (preferably 6 to 18 carbon atoms), and a combination of a hydrogen atom and an alkylsilyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms) is more preferable. A combination of a hydrogen atom and a trialkylsilyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms) is more preferable.
R2は、本発明の効果等がより優れる理由から、ヒドロカルビルオキシ基(−OR基:Rは炭化水素基)であることが好ましく、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜10)であることがより好ましい。 R 2 is preferably a hydrocarbyloxy group (-OR group: R is a hydrocarbon group) and is an alkoxy group (preferably having 1 to 10 carbon atoms) because the effect of the present invention is more excellent. Is more preferable.
上述のとおり、上記式(M)中、Lは、単結合又は2価の有機基を表す。
2価の有機基としては、例えば、脂肪族炭化水素基(例えば、アルキレン基。好ましくは炭素数1〜10)、芳香族炭化水素基(例えば、アリーレン基。好ましくは炭素数6〜18)、−O−、−S−、−SO2−、−N(R)−(R:アルキル基)、−CO−、−NH−、−COO−、−CONH−、またはこれらを組み合わせた基(例えば、アルキレンオキシ基(−CmH2mO−:mは正の整数)、アルキレンオキシカルボニル基、アルキレンカルボニルオキシ基など)などが挙げられる。
Lは、本発明の効果等がより優れる理由から、アルキレン基(好ましくは、炭素数1〜10)であることが好ましい。
As described above, in the above formula (M), L represents a single bond or a divalent organic group.
Examples of the divalent organic group include an aliphatic hydrocarbon group (for example, an alkylene group, preferably 1 to 10 carbon atoms), an aromatic hydrocarbon group (for example, an arylene group, preferably 6 to 18 carbon atoms). -O-, -S-, -SO 2- , -N (R)-(R: alkyl group), -CO-, -NH-, -COO-, -CONH-, or a group combining these (for example, , alkyleneoxy radical (-C m H 2m O-: m is a positive integer), alkyleneoxy carbonyl group, an alkylene carbonyl group) and the like.
L is preferably an alkylene group (preferably having 1 to 10 carbon atoms) for the reason that the effects of the present invention are more excellent.
上記式(M)中、nは、0〜2の整数を表す。
nは、本発明の効果等がより優れる理由から、2であることが好ましい。
In the above equation (M), n represents an integer of 0 to 2.
n is preferably 2 for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
上記式(M)中、mは、1〜3の整数を表す。
mは、本発明の効果等がより優れる理由から、1であることが好ましい。
In the above formula (M), m represents an integer of 1 to 3.
m is preferably 1 for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
上記式(M)中、n及びmは、n+m=3の関係式を満たす。 In the above equation (M), n and m satisfy the relational expression of n + m = 3.
上記式(M)中、*は、結合位置を表す。 In the above formula (M), * represents a bonding position.
<製造方法>
特定変性IRを製造する方法は特に制限されず、従来公知の方法を用いることができる。分子量及び分子量分布を特定の範囲する方法は特に制限されないが、開始剤とモノマーと停止剤との量比、反応温度、及び、開始剤を添加する速度などを調整する方法などが挙げられる。
<Manufacturing method>
The method for producing the specific modified IR is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. The method for limiting the molecular weight and the molecular weight distribution in a specific range is not particularly limited, and examples thereof include a method for adjusting the amount ratio of the initiator, the monomer, and the terminator, the reaction temperature, the rate at which the initiator is added, and the like.
特定変性IRを製造する方法は、得られる組成物について本発明の効果等がより優れる理由から、有機リチウム化合物を用いてイソプレンを重合し、その後、窒素原子及びケイ素原子を含む求電子剤を用いて重合を停止する方法(以下、「本発明の方法1」とも言う)であることが好ましい。以下、「得られる組成物について本発明の効果等がより優れる」ことを単に「本発明の効果等がより優れる」とも言う。 In the method for producing the specific modified IR, isoprene is polymerized with an organic lithium compound because the effect of the present invention is more excellent with respect to the obtained composition, and then an electrophile containing a nitrogen atom and a silicon atom is used. The method for terminating the polymerization (hereinafter, also referred to as “method 1 of the present invention”) is preferable. Hereinafter, "the effect of the present invention is more excellent with respect to the obtained composition" is also simply referred to as "the effect of the present invention is more excellent".
(有機リチウム化合物)
上記有機リチウム化合物は特に制限されないが、その具体例としては、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、n−プロピルリチウム、iso−プロピルリチウム、ベンジルリチウム等のモノ有機リチウム化合物;1,4−ジリチオブタン、1,5−ジリチオペンタン、1,6−ジリチオヘキサン、1,10−ジリチオデカン、1,1−ジリチオジフェニレン、ジリチオポリブタジエン、ジリチオポリイソプレン、1,4−ジリチオベンゼン、1,2−ジリチオ−1,2−ジフェニルエタン、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、1,3,5−トリリチオ−2,4,6−トリエチルベンゼン等の多官能性有機リチウム化合物が挙げられる。なかでも、本発明の効果等がより優れる理由から、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムのモノ有機リチウム化合物が好ましい。
(Organolithium compound)
The organic lithium compound is not particularly limited, and specific examples thereof include monoorganic lithium compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, n-propyllithium, iso-propyllithium, and benzyllithium; 1,4-dilithiobutane, 1,5-dilithiopentane, 1,6-dilithiohexane, 1,10-dilithiodecane, 1,1-dilithiodiphenylene, dilithiopolybutadiene, dilithiopolyisoprene, 1,4-dilithio Benzene, 1,2-dilithio-1,2-diphenylethane, 1,4-dilithio-2-ethylcyclohexane, 1,3,5-trilithiobenzene, 1,3,5-trilithio-2,4,6- Examples thereof include polyfunctional organic lithium compounds such as triethylbenzene. Of these, monoorganolithium compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium, and tert-butyllithium are preferable because the effects of the present invention are more excellent.
有機リチウム化合物の使用量は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、イソプレンに対して、0.001〜10モル%であることが好ましい。 The amount of the organic lithium compound used is not particularly limited, but it is preferably 0.001 to 10 mol% with respect to isoprene for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
(イソプレンの重合)
有機リチウム化合物を用いてイソプレンを重合する方法は特定に制限されないが、イソプレンを含有する有機溶媒溶液に上述した有機リチウム化合物を加え、0〜120℃(好ましくは30〜100℃)の温度範囲で撹拌する方法などが挙げられる。
(Polymerization of isoprene)
The method for polymerizing isoprene using an organic lithium compound is not particularly limited, but the above-mentioned organic lithium compound is added to an organic solvent solution containing isoprene, and the temperature range is 0 to 120 ° C (preferably 30 to 100 ° C). Examples include a method of stirring.
(特定求電子剤)
本発明の方法1では、窒素原子及びケイ素原子を含む求電子剤(以下、「特定求電子剤」とも言う)を用いてイソプレンの重合を停止する。特定求電子剤を用いて重合を停止することで、上述した特定官能基を末端に有するイソプレンポリマー(特定変性IR)が得られる。
特定求電子剤は窒素原子及びケイ素原子を含む化合物であれば特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、窒素原子をアミノ基(−NR2:Rは水素原子又は炭化水素基)として含むのが好ましく、ケイ素原子をヒドロカルビルオキシシリル基(≡SiOR:Rは炭化水素基)として含むのが好ましい。
(Specific electrophile)
In Method 1 of the present invention, the polymerization of isoprene is stopped by using an electrophile containing a nitrogen atom and a silicon atom (hereinafter, also referred to as “specific electrophile”). By terminating the polymerization with a specific electrophile, an isoprene polymer (specifically modified IR) having the above-mentioned specific functional group at the end can be obtained.
The specific electrophilic agent is not particularly limited as long as it is a compound containing a nitrogen atom and a silicon atom, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, the nitrogen atom is an amino group (-NR 2 : R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group). ), And preferably contains a silicon atom as a hydrocarbyloxysilyl group (≡SiOR: R is a hydrocarbon group).
特定求電子剤は、本発明の効果等がより優れる理由から、シラザンであることが好ましく、環状シラザンであることがより好ましい。ここで、シラザンとは、ケイ素原子と窒素原子とが直接結合した構造を有する化合物(Si−N結合を有する化合物)を意図する。 The specific electrophile is preferably silazane, more preferably cyclic silazane, for the reason that the effects of the present invention are more excellent. Here, silazane is intended to be a compound having a structure in which a silicon atom and a nitrogen atom are directly bonded (a compound having a Si—N bond).
上記環状シラザンは、本発明の効果等がより優れる理由から、下記式(S)で表される化合物であることが好ましい。 The cyclic silazane is preferably a compound represented by the following formula (S) for the reason that the effects of the present invention are more excellent.
上記式(S)中、R1〜R3は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。置換基の具体例及び好適な態様は上述した式(M)中のR1及びR2と同じである。
上記式(S)中、Lは、2価の有機基を表す。2価の有機基の具体例及び好適な態様は、上述した式(M)中のLと同じである。
In the above formula (S), R 1 to R 3 independently represent a hydrogen atom or a substituent. Specific examples and preferred embodiments of the substituent are the same as those of R 1 and R 2 in the above formula (M).
In the above formula (S), L represents a divalent organic group. Specific examples and preferred embodiments of the divalent organic group are the same as L in the above-mentioned formula (M).
上記式(S)中、R1は、本発明の効果等がより優れる理由から、アルキル基(好ましくは、炭素数1〜10)、アルキルシリル基(好ましくは、炭素数1〜10)、芳香族炭化水素基(好ましくは、炭素数6〜18)であることが好ましく、アルキルシリル基であることがより好ましい。 In the above formula (S), R 1 has an alkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms), an alkylsilyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms), and an aromatic group because the effects of the present invention are more excellent. It is preferably a group hydrocarbon group (preferably 6 to 18 carbon atoms), and more preferably an alkylsilyl group.
上記式(S)中、R2及びR3は、本発明の効果等がより優れる理由から、それぞれ独立に、ヒドロカルビルオキシ基(−OR基:Rは炭化水素基)であることが好ましく、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜10)であることがより好ましい。 In the above formula (S), R 2 and R 3 are preferably hydrocarbyloxy groups (-OR group: R is a hydrocarbon group) independently of each other because the effects of the present invention are more excellent, and alkoxy. It is more preferably a group (preferably 1 to 10 carbon atoms).
上記式(S)中、Lは、本発明の効果等がより優れる理由から、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは2〜8、さらに好ましくは3〜5)であることが好ましい。 In the above formula (S), L is preferably an alkylene group (preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms, still more preferably 3 to 5 carbon atoms) for the reason that the effect of the present invention is more excellent. preferable.
上記式(S)で表される化合物としては、例えば、N−n−ブチル−1,1−ジメトキシ−2−アザシラシクロペンタン、N−フェニル−1,1−ジメトキシ−2−アザシラシクロペンタン、N−トリメチルシリル−1,1−ジメトキシ−2−アザシラシクロペンタン、N−トリメチルシリル−1,1−ジエトキシ−2−アザシラシクロペンタンなどが挙げられる。
なお、環状シラザンのケイ素原子は求電子性を示すと考えられる。
Examples of the compound represented by the above formula (S) include Nn-butyl-1,1-dimethoxy-2-azasilacyclopentane and N-phenyl-1,1-dimethoxy-2-azasilacyclopentane. , N-Trimethylsilyl-1,1-dimethoxy-2-azasilacyclopentane, N-trimethylsilyl-1,1-diethoxy-2-azasilacyclopentane and the like.
The silicon atom of cyclic silazane is considered to exhibit electrophilicity.
有機リチウム化合物に対する特定求電子剤の量は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、モル比で、0.1〜10であることが好ましく、1〜7であることがより好ましい。 The amount of the specific electrophile with respect to the organolithium compound is not particularly limited, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, the molar ratio is preferably 0.1 to 10, and more preferably 1 to 7. preferable.
〔含有量〕
本発明の組成物において、変性IRの含有量は、本発明の効果等がより優れる理由から、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜50質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましい。
〔Content〕
In the composition of the present invention, the content of the modified IR is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. More preferably, it is by mass.
[変性ブタジエンポリマー]
上述のとおり、本発明の組成物は変性ブタジエンポリマー(以下、「変性BR」とも言う)を含有する。
上記変性BRは、官能基を有するブタジエンポリマーである。
[Modified Butadiene Polymer]
As described above, the composition of the present invention contains a modified butadiene polymer (hereinafter, also referred to as "modified BR").
The modified BR is a butadiene polymer having a functional group.
〔官能基〕
上記変性BRが有する官能基の具体例及び好適な態様は上述した変性IRと同じである。
上記変性BRは、上記官能基を末端に有するのでも側鎖に有するのでも構わないが、本発明の効果等がより優れる理由から、上記官能基を末端に有するのが好ましい。
[Functional group]
Specific examples and preferred embodiments of the functional group of the modified BR are the same as those of the modified IR described above.
The modified BR may have the functional group at the end or the side chain, but it is preferable to have the functional group at the end for the reason that the effect of the present invention is more excellent.
〔分子量〕 [Molecular weight]
<重量平均分子量>
変性BRの重量平均分子量(Mw)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、1,000〜10,000,000であることが好ましく、2,000以上150,000未満であることがより好ましく、5,000〜100,000であることがさらに好ましく、5,000〜20,000であることが特に好ましい。
<Weight average molecular weight>
The weight average molecular weight (Mw) of the modified BR is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 1,000,000, preferably 2,000 or more and less than 150,000, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. It is more preferably 5,000 to 100,000, and particularly preferably 5,000 to 20,000.
<数平均分子量>
変性BRの数平均分子量(Mn)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、1,000〜5,000,000であることが好ましく、2,000以上150,000未満であることがより好ましく、5,000〜100,000であることがさらに好ましく、5,000〜20,000であることが特に好ましい。
<Number average molecular weight>
The number average molecular weight (Mn) of the modified BR is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 5,000,000, preferably 2,000 or more and less than 150,000, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. It is more preferably 5,000 to 100,000, and particularly preferably 5,000 to 20,000.
<分子量分布>
変性BRの分子量分布(Mw/Mn)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、2.0以下であることが好ましく、1.7以下であることがより好ましく、1.5以下であることがさらに好ましく、1.3以下であることが特に好ましい。
下限は特に制限されないが、通常、1.0以上である。
<Molecular weight distribution>
The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the modified BR is not particularly limited, but is preferably 2.0 or less, more preferably 1.7 or less, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. It is more preferably 5 or less, and particularly preferably 1.3 or less.
The lower limit is not particularly limited, but is usually 1.0 or more.
〔ミクロ構造〕
<ビニル構造>
変性BRにおいて、ビニル構造の割合(ビニル単位含有量)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、10〜50モル%であることが好ましく、20〜40モル%であることがより好ましい。
ここで、ビニル構造の割合とは、ブタジエンに由来する繰り返し単位のうち、ビニル構造を有する繰り返し単位が占める割合(モル%)を言う。
[Micro structure]
<Vinyl structure>
In the modified BR, the ratio of the vinyl structure (vinyl unit content) is not particularly limited, but it is preferably 10 to 50 mol%, preferably 20 to 40 mol%, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Is more preferable.
Here, the ratio of the vinyl structure means the ratio (mol%) of the repeating units having a vinyl structure to the repeating units derived from butadiene.
<1,4−トランス構造>
変性BRにおいて、1,4−トランス構造の割合は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、10〜70モル%であることが好ましく、30〜50モル%であることがより好ましい。
ここで、1,4−トランス構造の割合とは、ブタジエンに由来する全繰り返し単位のうち、1,4−トランス構造を有する繰り返し単位が占める割合(モル%)を言う。
<1,4-Transformer structure>
In the modified BR, the ratio of the 1,4-trans structure is not particularly limited, but is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 30 to 50 mol%, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. preferable.
Here, the ratio of the 1,4-trans structure means the ratio (mol%) of the repeating units having the 1,4-trans structure to all the repeating units derived from butadiene.
<1,4−シス構造>
変性BRにおいて、1,4−シス構造の割合は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、10〜50モル%であることが好ましく、20〜40モル%であることがより好ましい。
ここで、1,4−シス構造の割合とは、ブタジエンに由来する全繰り返し単位のうち、1,4−シス構造を有する繰り返し単位が占める割合(モル%)を言う。
<1,4-cis structure>
In the modified BR, the ratio of the 1,4-cis structure is not particularly limited, but is preferably 10 to 50 mol%, more preferably 20 to 40 mol%, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. preferable.
Here, the ratio of the 1,4-cis structure means the ratio (mol%) of the repeating units having the 1,4-cis structure to all the repeating units derived from butadiene.
〔ガラス転移温度〕
変性BRのガラス転移温度(Tg)は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、−100〜−60℃であることが好ましく、−90〜−70℃であることがより好ましく、−85〜−75℃であることがさらに好ましい。
なお、ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC)を用いて10℃/分の昇温速度で測定し、中点法にて算出したものとする。
〔Glass-transition temperature〕
The glass transition temperature (Tg) of the modified BR is not particularly limited, but is preferably −100 to −60 ° C., more preferably −90 to −70 ° C. for the reason that the effect of the present invention is more excellent. , −85 to −75 ° C., more preferably.
The glass transition temperature (Tg) is measured at a heating rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC) and calculated by the midpoint method.
〔粘度〕
変性BRの粘度は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、1,000〜10,000mPa・sであることが好ましく、3,000〜6,000mPa・sであることがより好ましい。
また、変性BRを変性する前のブタジエンポリマーの粘度は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、500〜5,000mPa・sであることが好ましく、1,500〜3,000mPa・sであることがより好ましい。
また、変性BRの粘度は、本発明の効果等がより優れる理由から、変性前のブタジエンポリマーの粘度に対して、150〜240%であることが好ましい。
なお、粘度は、JIS K5600−2−3に準じて、コーンプレート型粘度計を用いて測定したものとする。
〔viscosity〕
The viscosity of the modified BR is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 10,000 mPa · s, more preferably 3,000 to 6,000 mPa · s, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. preferable.
The viscosity of the butadiene polymer before modification of the modified BR is not particularly limited, but is preferably 500 to 5,000 mPa · s, preferably 1,500 to 3,000 mPa, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. -S is more preferable.
The viscosity of the modified BR is preferably 150 to 240% of the viscosity of the butadiene polymer before modification because the effects of the present invention are more excellent.
The viscosity shall be measured using a cone plate type viscometer according to JIS K5600-2-3.
〔特定変性ブタジエンポリマー〕
上記変性BRは、本発明の効果等がより優れる理由から、窒素原子及びケイ素原子を含む官能基(以下、「特定官能基」とも言う)を末端に有するブタジエンポリマー(以下、「特定変性ブタジエンポリマー」又は「特定変性BR」とも言う)であることが好ましい。
[Specific modified butadiene polymer]
The modified BR is a butadiene polymer having a functional group containing a nitrogen atom and a silicon atom (hereinafter, also referred to as “specific functional group”) at the end (hereinafter, “specific modified butadiene polymer”) for the reason that the effect of the present invention is more excellent. "Or" specific modified BR ").
<特定官能基>
特定官能基の具体例及び好適な態様は上述した特定変性IRと同じである。
<Specific functional group>
Specific examples and preferred embodiments of the specific functional group are the same as those of the specific modified IR described above.
<製造方法>
特定変性BRを製造する方法は特に制限されず、従来公知の方法を用いることができる。分子量及び分子量分布を特定の範囲する方法は特に制限されないが、開始剤とモノマーと停止剤との量比、反応温度、及び、開始剤を添加する速度などを調整する方法などが挙げられる。
<Manufacturing method>
The method for producing the specific modified BR is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. The method for limiting the molecular weight and the molecular weight distribution in a specific range is not particularly limited, and examples thereof include a method for adjusting the amount ratio of the initiator, the monomer, and the terminator, the reaction temperature, the rate at which the initiator is added, and the like.
特定変性BRを製造する方法は、得られる組成物について本発明の効果等がより優れる理由から、有機リチウム化合物を用いてブタジエンを重合し、その後、窒素原子及びケイ素原子を含む求電子剤を用いて重合を停止する方法(以下、「本発明の方法2」とも言う)であることが好ましい。以下、「得られる組成物について本発明の効果等がより優れる」ことを単に「本発明の効果等がより優れる」とも言う。
In the method for producing the specific modified BR, butadiene is polymerized with an organic lithium compound for the reason that the effect of the present invention is more excellent with respect to the obtained composition, and then an electrophile containing a nitrogen atom and a silicon atom is used. It is preferable that the method is used to terminate the polymerization (hereinafter, also referred to as “
(有機リチウム化合物)
上記有機リチウム化合物の具体例及び好適な態様は上述した特定変性IRと同じである。
(Organolithium compound)
Specific examples and preferred embodiments of the organolithium compound are the same as those of the specific modified IR described above.
(ブタジエンの重合)
有機リチウム化合物を用いてブタジエンを重合する方法は特定に制限されないが、ブタジエンを含有する有機溶媒溶液に上述した有機リチウム化合物を加え、0〜120℃(好ましくは30〜100℃)の温度範囲で撹拌する方法などが挙げられる。
(Polymerization of butadiene)
The method for polymerizing butadiene using an organic lithium compound is not particularly limited, but the above-mentioned organic lithium compound is added to an organic solvent solution containing butadiene, and the temperature range is 0 to 120 ° C (preferably 30 to 100 ° C). Examples include a method of stirring.
(特定求電子剤)
特定求電子剤の具体例及び好適な態様は上述した特定変性IRと同じである。
(Specific electrophile)
Specific examples and preferred embodiments of the specific electrophile are the same as those of the specific modified IR described above.
有機リチウム化合物に対する特定求電子剤の量の好適な態様は上述した特定変性IRと同じである。 A preferred embodiment of the amount of the specific electrophile with respect to the organolithium compound is the same as the specific modified IR described above.
〔含有量〕
本発明の組成物において、変性BRの含有量は、本発明の効果等がより優れる理由から、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜50質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましい。
〔Content〕
In the composition of the present invention, the content of the modified BR is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, for the reason that the effect of the present invention is more excellent. More preferably, it is by mass.
[変性IRと変性BRの合計の含有量]
本発明の組成物において、上述した変性IRと上述した変性BRの合計の含有量は、本発明の効果等がより優れる理由から、上述したゴム成分100質量部に対して、1〜100質量部であることが好ましく、2〜20質量部であることがより好ましく、4〜10質量部であることがさらに好ましい。
[Total content of modified IR and modified BR]
In the composition of the present invention, the total content of the above-mentioned modified IR and the above-mentioned modified BR is 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned rubber component because the effect of the present invention is more excellent. It is preferably 2 to 20 parts by mass, more preferably 4 to 10 parts by mass.
本発明の組成物において、上述した変性IRと上述した変性BRの合計の含有量は、本発明の効果等がより優れる理由から、上述した補強用充填剤(特にシリカ)の含有量に対して、1〜50質量%であることが好ましく、3〜40質量%であることがより好ましく、5〜35質量%であることがさらに好ましく、7〜30質量%であることが特に好ましく、10〜25質量%であることが特に好ましく、15〜20質量%であることが最も好ましい。 In the composition of the present invention, the total content of the above-mentioned modified IR and the above-mentioned modified BR is based on the above-mentioned content of the reinforcing filler (particularly silica) because the effect of the present invention is more excellent. , 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 40% by mass, further preferably 5 to 35% by mass, particularly preferably 7 to 30% by mass, and 10 to 10% by mass. It is particularly preferably 25% by mass, and most preferably 15 to 20% by mass.
[変性IRと変性BRの量比]
本発明の組成物において、上述した変性IRの含有量に対する上述した変性BRの含有量の割合(変性IR/変性BR)は、本発明の効果等がより優れる理由から、10〜500質量%であることが好ましく、20〜400質量%であることがより好ましく、50〜200質量%であることがさらに好ましく、80〜120質量%であることが特に好ましい。
[Amount ratio of modified IR and modified BR]
In the composition of the present invention, the ratio of the above-mentioned modified BR content to the above-mentioned modified IR content (modified IR / modified BR) is 10 to 500% by mass because the effect of the present invention is more excellent. It is preferably 20 to 400% by mass, more preferably 50 to 200% by mass, and particularly preferably 80 to 120% by mass.
[任意成分]
本発明の組成物は、必要に応じて、上述した成分以外の成分(任意成分)を含有することができる。
そのような成分としては、例えば、シランカップリング剤、テルペン樹脂(好ましくは、芳香族変性テルペン樹脂)、熱膨張性マイクロカプセル、酸化亜鉛(亜鉛華)、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加工助剤、プロセスオイル、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、加硫剤(例えば、硫黄)、加硫促進剤、加硫活性剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤などが挙げられる。
[Arbitrary component]
The composition of the present invention may contain components (arbitrary components) other than the above-mentioned components, if necessary.
Such components include, for example, silane coupling agents, terpene resins (preferably aromatic modified terpene resins), thermosetting microcapsules, zinc oxide (zinc oxide), stearic acid, antioxidants, waxes, processing. Auxiliary agents, process oils, liquid polymers, thermosetting resins, vulcanizing agents (eg, sulfur), vulcanization accelerators, various additives commonly used in rubber compositions such as vulcanization activators, etc. Be done.
〔シランカップリング剤〕
本発明の組成物は、本発明の効果等がより優れる理由から、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。特に、上述した補強用充填剤が少なくともシリカを含む場合、本発明の効果等がより優れる理由から、本発明の組成物はシランカップリング剤を含有するのが好ましい。
〔Silane coupling agent〕
The composition of the present invention preferably contains a silane coupling agent for the reason that the effects of the present invention are more excellent. In particular, when the above-mentioned reinforcing filler contains at least silica, the composition of the present invention preferably contains a silane coupling agent for the reason that the effects of the present invention are more excellent.
シランカップリング剤は、加水分解性基および有機官能基を有するシラン化合物であれば特に制限されない。
上記加水分解性基は特に制限されないが、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、本発明の効果等がより優れる理由から、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、本発明の効果等がより優れる理由から、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。
The silane coupling agent is not particularly limited as long as it is a silane compound having a hydrolyzable group and an organic functional group.
The hydrolyzable group is not particularly limited, and examples thereof include an alkoxy group, a phenoxy group, a carboxyl group, and an alkenyloxy group. Of these, an alkoxy group is preferable because the effect of the present invention is more excellent. When the hydrolyzable group is an alkoxy group, the number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 1 to 16 and more preferably 1 to 4 for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Examples of the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and the like.
上記有機官能基は特に制限されないが、有機化合物と化学結合を形成し得る基であることが好ましく、例えば、エポキシ基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アミノ基、スルフィド基、メルカプト基、ブロックメルカプト基(保護メルカプト基)(例えば、オクタノイルチオ基)などが挙げられ、なかでも、本発明の効果等がより優れる理由から、スルフィド基(特に、ジスルフィド基、テトラスルフィド基)、メルカプト基、ブロックメルカプト基が好ましい。
シランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The organic functional group is not particularly limited, but is preferably a group capable of forming a chemical bond with an organic compound, for example, an epoxy group, a vinyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, an amino group, a sulfide group, a mercapto group, or a block. Examples thereof include a mercapto group (protected mercapto group) (for example, an octanoylthio group), and among them, a sulfide group (particularly, a disulfide group and a tetrasulfide group), a mercapto group, and a block mercapto for the reason that the effect of the present invention is more excellent. Groups are preferred.
One type of silane coupling agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
上記シランカップリング剤は、本発明の効果等がより優れる理由から、硫黄含有シランカップリング剤であることが好ましい。 The silane coupling agent is preferably a sulfur-containing silane coupling agent because the effects of the present invention are more excellent.
上記シランカップリング剤の具体例としては、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイル−テトラスルフィド、トリメトキシシリルプロピル−メルカプトベンゾチアゾールテトラスルフィド、トリエトキシシリルプロピル−メタクリレート−モノスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイル−テトラスルフィド、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらのうち1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the above silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and mercaptopropyltrimethoxy. Silane, mercaptopropyl triethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl-tetrasulfide, trimethoxysilylpropyl-mercaptobenzothiazole tetrasulfide, triethoxysilylpropyl-methacrylate-monosulfide, dimethoxymethylsilyl Examples thereof include propyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl-tetrasulfide, 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane, etc., and one of them may be used alone or two or more thereof may be used in combination. ..
<含有量>
本発明の組成物において、シランカップリング剤の含有量は特に制限されないが、本発明の効果等がより優れる理由から、上述したゴム成分100質量部に対して、1〜20質量部であることが好ましく、2〜10質量部であることがより好ましい。
<Content>
In the composition of the present invention, the content of the silane coupling agent is not particularly limited, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, the content is 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned rubber component. Is preferable, and it is more preferably 2 to 10 parts by mass.
また、本発明の組成物において、シランカップリング剤の含有量は、本発明の効果等がより優れる理由から、上述したシリカの含有量に対して1〜20質量%であることが好ましく、5〜15質量%であることがより好ましい。 Further, in the composition of the present invention, the content of the silane coupling agent is preferably 1 to 20% by mass with respect to the above-mentioned silica content for the reason that the effect of the present invention is more excellent. More preferably, it is ~ 15% by mass.
[2]タイヤ
本発明のタイヤは、上述した本発明の組成物を用いて製造されたタイヤである。本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましく、空気、窒素等の不活性ガス及びその他の気体を充填することができる。また、本発明のタイヤは、本発明の組成物を用いて製造されたタイヤトレッド部を備えるタイヤであることが好ましい。
図1に、本発明の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、本発明のタイヤは図1に示す態様に限定されるものではない。
[2] Tire The tire of the present invention is a tire manufactured by using the composition of the present invention described above. The tire of the present invention is preferably a pneumatic tire and can be filled with an inert gas such as air or nitrogen or other gas. Further, the tire of the present invention is preferably a tire having a tire tread portion manufactured by using the composition of the present invention.
FIG. 1 shows a schematic partial cross-sectional view of a tire showing an example of an embodiment of the tire of the present invention, but the tire of the present invention is not limited to the aspect 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及びビードフィラー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、タイヤトレッド部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。
なお、タイヤトレッド部3は上述した本発明の組成物により形成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 represents a bead portion,
Further, a carcass layer 4 in which a fiber cord is embedded is mounted between the pair of left and right bead portions 1, and the end portion of the carcass layer 4 is placed around the
Further, in the
Further, in the bead portion 1, the
The
本発明のタイヤは、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、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の又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 tire of the present invention can be manufactured, for example, according to a conventionally known method. Further, as the gas to be filled in the tire of the present invention, an inert gas such as nitrogen, argon or helium can be used in addition to normal air or air having an adjusted oxygen partial pressure.
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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
〔合成例〕
以下のとおり、特定変性IR1〜2及び特定変性BR1〜2を合成した。
特定変性IR1〜2は、窒素原子及びケイ素原子を含む官能基を末端に有するイソプレンポリマーであるため、上述した特定変性IRに該当する。また、特定変性BR1〜2は、窒素原子及びケイ素原子を含む官能基を末端に有するブタジエンポリマーであるため、上述した特定変性BRに該当する。
[Synthesis example]
Specific modified IR1 and 2 and specific modified BR1 and 2 were synthesized as follows.
Since the specific modified
<特定変性IR1(50k)>
n−BuLi(関東化学製:1.60mol/L(ヘキサン溶液),40.0mL,64mmol)を、イソプレン(681g,10.0mol)のシクロヘキサン(4.0kg)混合溶液に加えて、50℃で6時間攪拌した。反応後、N−トリメチルシリル−1,1−ジメトキシ−2−アザシラシクロペンタン(以下構造)(80mL、328mmol)を投入し、重合を停止した。得られた溶液を取り出し、減圧下で濃縮した。その濃縮溶液をメタノール(5.0L)に流し込み、メタノール不溶成分を分離した。
<Specific modified IR1 (50k)>
Add n-BuLi (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .: 1.60 mol / L (hexane solution), 40.0 mL, 64 mmol) to a mixed solution of isoprene (681 g, 10.0 mol) in cyclohexane (4.0 kg) at 50 ° C. The mixture was stirred for 6 hours. After the reaction, N-trimethylsilyl-1,1-dimethoxy-2-azasilacyclopentane (hereinafter, structure) (80 mL, 328 mmol) was added to terminate the polymerization. The resulting solution was removed and concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was poured into methanol (5.0 L) to separate the methanol-insoluble component.
その結果、下記式(m1)で表される官能基を末端に有するイソプレンポリマー(特定変性IR1)(Mn=44,000,Mw=54,200,Mw/Mn=1.2)を95%の収率で得た。なお、IR分析によって、1,2−および3,4−/トランス/シス=7/0/93と見積もられた。また、Tgは−61℃であった。 As a result, 95% of the isoprene polymer (specifically modified IR1) (Mn = 44,000, Mw = 54,200, Mw / Mn = 1.2) having a functional group represented by the following formula (m1) at the end. Obtained in yield. It was estimated by IR analysis that 1,2- and 3,4- / trans / cis = 7/0/93. The Tg was −61 ° C.
<特定変性IR2(100k)>
n−BuLi(関東化学製:1.60mol/L(ヘキサン溶液),20.0mL,32mmol)を、イソプレン(681g,10.0mol)のシクロヘキサン(4.0kg)混合溶液に加えて、50℃で6時間攪拌した。反応後、N−トリメチルシリル−1,1−ジメトキシ−2−アザシラシクロペンタン(40mL、164mmol)を投入し、重合を停止した。得られた溶液を取り出し、減圧下で濃縮した。その濃縮溶液をメタノール(5.0L)に流し込み、メタノール不溶成分を分離した。その結果、上記式(m1)で表される官能基を末端に有するイソプレンポリマー(特定変性IR2)(Mn=84,500,Mw=105,000,Mw/Mn=1.2)を97%の収率で得た。なお、IR分析によって、1,2−および3,4−/トランス/シス=6/0/94と見積もられた。また、Tgは−62℃であった。
<Specific modified IR2 (100k)>
Add n-BuLi (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .: 1.60 mol / L (hexane solution), 20.0 mL, 32 mmol) to a mixed solution of isoprene (681 g, 10.0 mol) in cyclohexane (4.0 kg) at 50 ° C. The mixture was stirred for 6 hours. After the reaction, N-trimethylsilyl-1,1-dimethoxy-2-azasilacyclopentane (40 mL, 164 mmol) was added to terminate the polymerization. The resulting solution was removed and concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was poured into methanol (5.0 L) to separate the methanol-insoluble component. As a result, 97% of the isoprene polymer (specifically modified IR2) (Mn = 84,500, Mw = 105,000, Mw / Mn = 1.2) having a functional group represented by the above formula (m1) at the end. Obtained in yield. It was estimated by IR analysis that 1,2- and 3,4- / trans / cis = 6/0/94. The Tg was −62 ° C.
<特定変性BR1(50k)>
n−BuLi(関東化学製:1.60mol/L(ヘキサン溶液),30mL,48mmol)を、1,3−ブタジエン(832g,15.4mol)及び2,2−ジ(2−テトラヒドロフリル)プロパン(東京化成製,0.1mL)のシクロヘキサン(4.2kg)混合溶液に加えて、室温で6時間攪拌した。反応後、N−トリメチルシリル−1,1−ジメトキシ−2−アザシラシクロペンタン(60mL、246mmol)を投入し、重合を停止した。得られた溶液を取り出し、減圧下で濃縮した。その濃縮溶液をメタノール(5.0L)に流し込み、メタノール不溶成分を分離した。その結果、上記式(m1)で表される官能基を末端に有するブタジエンポリマー(特定変性BR1)(Mn=46,200,Mw=52,100,Mw/Mn=1.1)を94%の収率で得た。なお、IR分析によって、ビニル/トランス/シス=24/40/36と見積もられた。また、Tgは−84℃であった。
<Specific modified BR1 (50k)>
n-BuLi (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .: 1.60 mol / L (hexane solution), 30 mL, 48 mmol), 1,3-butadiene (832 g, 15.4 mol) and 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane ( It was added to a mixed solution of cyclohexane (4.2 kg) of Tokyo Kasei Co., Ltd. (0.1 mL), and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours. After the reaction, N-trimethylsilyl-1,1-dimethoxy-2-azasilacyclopentane (60 mL, 246 mmol) was added to terminate the polymerization. The resulting solution was removed and concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was poured into methanol (5.0 L) to separate the methanol-insoluble component. As a result, 94% of the butadiene polymer (specifically modified BR1) (Mn = 46,200, Mw = 52,100, Mw / Mn = 1.1) having a functional group represented by the above formula (m1) at the end. Obtained in yield. It was estimated by IR analysis that vinyl / trans / cis = 24/40/36. The Tg was −84 ° C.
<特定変性BR2(10k)>
n−BuLi(関東化学製:1.60mol/L(ヘキサン溶液),120mL,192mmol)を、1,3−ブタジエン(832g,15.4mol)及び2,2−ジ(2−テトラヒドロフリル)プロパン(東京化成製,0.1mL)のシクロヘキサン(4.0kg)混合溶液に加えて、室温で6時間攪拌した。反応後、N−トリメチルシリル−1,1−ジメトキシ−2−アザシラシクロペンタン(240mL、984mmol)を投入し、重合を停止した。得られた溶液を取り出し、減圧下で濃縮した。その濃縮溶液をメタノール(5.0L)に流し込み、メタノール不溶成分を分離した。その結果、上記式(m1)で表される官能基を末端に有するブタジエンポリマー(特定変性BR1)(Mn=9,680,Mw=9,970,Mw/Mn=1.0)を91%の収率で得た。なお、IR分析によって、ビニル/トランス/シス=28/41/31と見積もられた。また、Tgは−83℃であった。
<Specific modified BR2 (10k)>
n-BuLi (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .: 1.60 mol / L (hexane solution), 120 mL, 192 mmol), 1,3-butadiene (832 g, 15.4 mol) and 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane ( It was added to a mixed solution of cyclohexane (4.0 kg) of Tokyo Kasei Co., Ltd. (0.1 mL), and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours. After the reaction, N-trimethylsilyl-1,1-dimethoxy-2-azasilacyclopentane (240 mL, 984 mmol) was added to terminate the polymerization. The resulting solution was removed and concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was poured into methanol (5.0 L) to separate the methanol-insoluble component. As a result, 91% of the butadiene polymer (specifically modified BR1) (Mn = 9,680, Mw = 9,970, Mw / Mn = 1.0) having a functional group represented by the above formula (m1) at the end. Obtained in yield. It was estimated by IR analysis that vinyl / trans / cis = 28/41/31. The Tg was −83 ° C.
〔ゴム組成物の調製〕
下記表1〜6に示される成分を同表に示される割合(質量部)で配合した。
具体的には、まず、下記表1〜6に示される成分のうち硫黄、加硫活性剤及び加硫促進剤を除く成分を、80℃のバンバリーミキサーで5分間混合した。次に、ロールを用いて、硫黄、加硫活性剤及び加硫促進剤を混合し、ゴム組成物を得た。
[Preparation of rubber composition]
The components shown in Tables 1 to 6 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in the same table.
Specifically, first, among the components shown in Tables 1 to 6 below, the components excluding sulfur, the vulcanization activator and the vulcanization accelerator were mixed in a Banbury mixer at 80 ° C. for 5 minutes. Next, using a roll, sulfur, a vulcanization activator and a vulcanization accelerator were mixed to obtain a rubber composition.
〔ペイン効果(加硫後)〕
得られた各ゴム組成物(未加硫)を、金型(15cm×15cm×0.2cm)中、160℃で15分間プレス加硫して、加硫ゴムシートを作製した。
そして、作製した加硫ゴムシートについて、歪せん断応力測定機(RPA2000、α−テクノロジー社製)により、歪0.28%の歪せん断弾性率G′と歪30.0%の歪せん断弾性率G′とを測定し、その差G′0.28(MPa)−G′30.0(MPa)をペイン効果として算出した。
結果を表1〜6に示す。結果は標準例を100とする指数で表した。指数が小さいほど補強用充填剤の分散性に優れることを意味する。
[Pain effect (after vulcanization)]
Each of the obtained rubber compositions (unvulcanized) was press-vulcanized in a mold (15 cm × 15 cm × 0.2 cm) at 160 ° C. for 15 minutes to prepare a vulcanized rubber sheet.
Then, with respect to the produced vulture rubber sheet, a strain shear stress measuring machine (RPA2000, manufactured by α-Technology Co., Ltd.) was used to obtain a strain shear modulus G'of 0.28% strain and a strain shear modulus G of 30.0% strain. ′ And the difference G ′ 0.28 (MPa) − G ′ 30.0 (MPa) were calculated as the Pain effect.
The results are shown in Tables 1-6. The results are expressed as an index with the standard example as 100. The smaller the index, the better the dispersibility of the reinforcing filler.
上記表1〜6に示される各成分の詳細は以下のとおりである。
・天然ゴム:VON BUNDIT社製TSR20(重量平均分子量:1,890,000)
・カーボンブラック:東海カーボン社製シーストKH
・シリカ:Zeosil Premium 200MP(シリカ、N2SA=200m2/g、CTAB=200m2/g、N2SA/CTAB=1.0、ローディア社製)
・特定変性IR1:上述のとおり合成した特定変性IR1
・特定変性IR2:上述のとおり合成した特定変性IR2
・特定変性BR1:上述のとおり合成した特定変性BR1
・特定変性BR2:上述のとおり合成した特定変性BR2
・老化防止剤1:SANTOFLEX 6PPD(Soltia Europe社製)
・老化防止剤2:VULKANOX HS/LG(LANXESS社製)
・ワックス:パラフィンワックス(大内新興化学社製)
・加硫活性剤1:ステアリン酸YR(BF Goodrich社製)
・加硫活性剤2:亜鉛華3号(正同化学社製)
・シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製Si69
・加硫促進剤1:ノクセラー CZ−G(大内振興化学工業社製)
・加硫促進剤2:ソクシノール D−G:(住友化学社製)
・硫黄:油処理硫黄(軽井沢精錬所社製)
Details of each component shown in Tables 1 to 6 above are as follows.
-Natural rubber: TSR20 manufactured by VON BUNDIT (weight average molecular weight: 1,890,000)
-Carbon Black: Tokai Carbon Co., Ltd. Seest KH
-Silica: Zeosil Premium 200MP (silica, N 2 SA = 200m 2 / g, CTAB = 200m 2 / g, N 2 SA / CTAB = 1.0, manufactured by Rhodia)
-Specific modified IR1: Specific modified IR1 synthesized as described above
-Specific modified IR2: Specific modified IR2 synthesized as described above
-Specific modified BR1: Specific modified BR1 synthesized as described above
-Specific modified BR2: Specific modified BR2 synthesized as described above
-Anti-aging agent 1: SANTOFLEX 6PPD (manufactured by Soltia Europe)
-Anti-aging agent 2: VULKANOX HS / LG (manufactured by LANXESS)
・ Wax: Paraffin wax (manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd.)
-Vulcanization activator 1: YR stearate (manufactured by BF Goodrich)
・ Vulcanization activator 2: Zinc oxide No. 3 (manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd.)
-Silane coupling agent: Si69 manufactured by Evonik Degussa
・ Vulcanization accelerator 1: Noxeller CZ-G (manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
・ Vulcanization accelerator 2: Soxinol DG: (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
・ Sulfur: Oil-treated sulfur (manufactured by Karuizawa Smelter)
表1〜6から分かるように、いずれの表(変性IRと変性BRの合計の含有量が同じ態様同士の対比)においても、変性IR又は変性BRのどちらか一方のみを使用した比較例と比較して、変性IRと変性BRを併用した実施例は、優れた分散性を示した。
実施例B2〜B4の対比、及び、実施例B5〜B7の対比から、変性IR/変性BRが200質量%以下である、実施例B3〜B4、及び、実施例B6〜B7は、より優れた分散性を示した。
実施例B1と実施例B3と実施例B6との対比(変性IR/変性BRが100質量%の態様同士の対比)から、変性IRと変性BRの合計の含有量がゴム成分100質量部に対して4質量部以上である実施例B3及びB6は、より優れた分散性を示した。なかでも、変性IRと変性BRの合計の含有量がゴム成分100質量部に対して7質量部以上である実施例B6は、さらに優れた分散性を示した。
As can be seen from Tables 1 to 6, in each table (contrast between modes having the same total content of modified IR and modified BR), comparison with a comparative example using only one of modified IR and modified BR. Therefore, the example in which the modified IR and the modified BR were used in combination showed excellent dispersibility.
From the comparison of Examples B2 to B4 and the comparison of Examples B5 to B7, Examples B3 to B4 and Examples B6 to B7 in which the modified IR / modified BR was 200% by mass or less were more excellent. It showed dispersibility.
From the comparison between Examples B1 and B3 and Example B6 (contrast between modes in which modified IR / modified BR is 100% by mass), the total content of modified IR and modified BR is 100 parts by mass of the rubber component. Examples B3 and B6 having 4 parts by mass or more showed better dispersibility. Among them, Example B6 in which the total content of the modified IR and the modified BR was 7 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component showed further excellent dispersibility.
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
Claims (7)
前記変性ブタジエンポリマーが、末端又は側鎖に、アルコキシシリル基、又は、窒素原子及びアルコキシシリル基を含む官能基、を有し、重量平均分子量が1,000以上1500,000未満である、変性ブタジエンポリマーである、請求項1に記載のゴム組成物。 The modified isoprene polymer has an alkoxysilyl group or a functional group containing a nitrogen atom and an alkoxysilyl group at the terminal or side chain, and has a weight average molecular weight of 1,000 or more and less than 1.5 million. And
The modified butadiene polymer has an alkoxysilyl group or a functional group containing a nitrogen atom and an alkoxysilyl group at the terminal or side chain, and has a weight average molecular weight of 1,000 or more and less than 1.5 million. The rubber composition according to claim 1, which is a polymer.
前記変性ブタジエンポリマーの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、1〜50質量部である、請求項1又は2に記載のゴム組成物。 The content of the modified isoprene polymer is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
The rubber composition according to claim 1 or 2, wherein the content of the modified butadiene polymer is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
前記補強用充填剤が少なくともシリカを含み、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記シリカの含有量に対して、1〜20質量%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のゴム組成物。 In addition, it contains a silane coupling agent,
The reinforcing filler contains at least silica and
The rubber composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the silane coupling agent is 1 to 20% by mass with respect to the content of the silica.
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