JP2011148935A - Tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体、シリカ及び特定構造のシランカップリング剤とを含むゴム組成物を用いたタイヤに関し、特に該ゴム組成物をトレッドに用いることで、優れた耐摩耗性及び耐ウェットスキッド性を発揮するタイヤに関するものである。 The present invention relates to a tire using a rubber composition containing a specific aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer, silica and a silane coupling agent having a specific structure, and in particular, by using the rubber composition in a tread. The present invention relates to a tire that exhibits excellent wear resistance and wet skid resistance.
スチレン−ブタジエン共重合体等の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体は、通常のアニオン系及びラジカル系重合開始剤等を用いた重合により合成され、その共役ジエン化合物部分の異性構造の一つである1,4構造は、トランス-1,4構造が一般に多く含まれる。また、該共役ジエン化合物部分の異性構造は、ビニル結合量以外の構造制御が困難であった。 An aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer such as a styrene-butadiene copolymer is synthesized by polymerization using ordinary anionic and radical polymerization initiators, etc., and has an isomeric structure of the conjugated diene compound portion. In general, the 1,4 structure includes many trans-1,4 structures. Further, it is difficult to control the isomer structure of the conjugated diene compound portion other than the vinyl bond amount.
これに対し、共役ジエン化合物部分の立体規則性、例えば、シス-1,4構造の含有率を制御するため、配位子と金属原子とからなる金属触媒を用いて、芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体を生成させる手法が知られている(例えば、特許文献1〜特許文献3参照)。しかしながら、該手法により得られる芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体は、芳香族ビニル化合物部分のブロック化や低分子量化等の問題を含む場合があった。 On the other hand, in order to control the stereoregularity of the conjugated diene compound portion, for example, the content of the cis-1,4 structure, an aromatic vinyl compound-conjugated using a metal catalyst composed of a ligand and a metal atom. A technique for producing a diene compound copolymer is known (for example, see Patent Documents 1 to 3). However, the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer obtained by this method sometimes involves problems such as blocking of the aromatic vinyl compound portion and lowering of the molecular weight.
ところで、共役ジエン化合物部分のシス-1,4結合量が高い芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体は、他のミクロ構造を多く含む芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体より、タイヤに耐摩耗性及び耐ウェットスキッド性を付与する傾向があり、他の配合剤と組み合わせることでゴム組成物の作業性を改良すれば、これら耐摩耗性及び耐ウェットスキッド性を更に向上できることが分かった。 By the way, an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer having a high amount of cis-1,4 bonds in the conjugated diene compound portion is more tire-like than an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer containing a lot of other microstructures. There is a tendency to impart wear resistance and wet skid resistance to these, and it has been found that if the workability of the rubber composition is improved by combining with other compounding agents, these wear resistance and wet skid resistance can be further improved. It was.
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、特定の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体と、シリカと、特定構造のシランカップリング剤とを含むゴム組成物を採用することにより、優れた耐摩耗性及び耐ウェットスキッド性が付与されたタイヤを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and employ a rubber composition containing a specific aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer, silica, and a silane coupling agent having a specific structure. It is an object of the present invention to provide a tire having excellent wear resistance and wet skid resistance.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物の存在下、芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物を付加重合させることにより、共役ジエン化合物部分のシス-1,4結合量が80%以上の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体が得られ、該芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体をゴム成分として用い、これにシリカと特定構造のシランカップリング剤とを含むゴム組成物をタイヤに適用することで、耐摩耗性及び耐ウェットスキッド性を大幅に向上できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have carried out addition polymerization of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound in the presence of a polymerization catalyst composition containing a specific metallocene complex, thereby producing a conjugated diene compound. An aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer having a cis-1,4 bond content of 80% or more is obtained, and the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer is used as a rubber component, and silica And a rubber composition containing a silane coupling agent having a specific structure was found to be able to significantly improve the wear resistance and wet skid resistance, thereby completing the present invention.
すなわち、本発明のタイヤは、下記一般式(I):
シリカ(B)と、
下記式(V):
R1 xR2 yR3 zSi−R4−S−CO−R5 ・・・ (V)
[式中、R1は、R6O−、R6C(=O)O−、R6R7C=NO−、R6R7NO−、R6R7N−及び−(OSiR6R7)n(OSiR5R6R7)から選択され且つ炭素数が1〜18であり(但し、R6及びR7は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、nは0〜10である);
R2は、水素、又は炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され;
R3は、−[O(R8O)m]0.5−基(但し、R8は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、mは1〜4である)であり;
x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1であり;
R4は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり;
R5は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され且つ炭素数が1〜18である]で表されるシランカップリング剤(C)とを含むゴム組成物を用いたことを特徴とする。
That is, the tire of the present invention has the following general formula (I):
Silica (B),
The following formula (V):
R 1 x R 2 y R 3 z Si—R 4 —S—CO—R 5 (V)
[Wherein, R 1 represents R 6 O—, R 6 C (═O) O—, R 6 R 7 C═NO—, R 6 R 7 NO—, R 6 R 7 N— and — (OSiR 6 R 7 ) n (OSiR 5 R 6 R 7 ) and having 1 to 18 carbon atoms (provided that R 6 and R 7 are each independently an alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group). Selected from a group and an aryl group and having 1 to 18 carbon atoms and n being 0 to 10);
R 2 is selected from hydrogen or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group and an aryl group;
R 3 is a — [O (R 8 O) m ] 0.5 — group (where R 8 is selected from an alkylene group and a cycloalkylene group and has 1 to 18 carbon atoms, and m is 1 to 4). );
x + y + 2z = 3, 0 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ 2, 0 ≦ z ≦ 1;
R 4 is selected from an alkylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylalkylene group, an alkenylene group, an arylene group, and an aralkylene group, and has 1 to 18 carbon atoms;
R 5 is selected from an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group, and has a carbon number of 1 to 18, and a silane coupling agent (C) represented by A rubber composition is used.
前記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)において、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10%以下であってもよく、芳香族ビニル化合物部分の繰り返し単位のNMR測定でのブロック量が、全芳香族ビニル化合物部分の10%以下であってもよい。
また、前記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)のDSC測定において、融点(Tm)を有するのが望ましい。
さらに、前記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)は、スチレン−ブタジエン共重合体であってもよい。
In the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A), the vinyl bond amount of the conjugated diene compound portion may be 10% or less, and the block amount in the NMR measurement of the repeating unit of the aromatic vinyl compound portion However, it may be 10% or less of the total aromatic vinyl compound portion.
In the DSC measurement of the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A), it is desirable to have a melting point (Tm).
Further, the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) may be a styrene-butadiene copolymer.
前記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)が、上記一般式(I)及び一般式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体からなる群より選択される少なくとも1種類の錯体を含む重合触媒組成物の存在下、芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物を付加重合させて得られるのが望ましい。
本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をトレッドに用いたタイヤであるのが望ましい。
The aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) is a metallocene complex represented by the general formula (I) and the general formula (II), and a half metallocene cation represented by the general formula (III). It is desirable to obtain it by addition polymerization of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound in the presence of a polymerization catalyst composition containing at least one complex selected from the group consisting of complexes.
The tire of the present invention is preferably a tire using the rubber composition as a tread.
本発明によれば、特定のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物の存在下、芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物を付加重合することで、共役ジエン化合物部分のミクロ構造が80%以上のシス-1,4結合量を有した芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体と、シリカと、特定構造のシランカップリング剤とを用いたゴム組成物を採用することで、耐摩耗性及び耐ウェットスキッド性に優れたタイヤを実現することができる。 According to the present invention, by addition polymerization of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound in the presence of a polymerization catalyst composition containing a specific metallocene complex, the microstructure of the conjugated diene compound portion is 80% or higher. , 4 Bond Aromatic Vinyl Compound-Conjugated Diene Compound Copolymer, Silica, and Rubber Composition Using Specific Structure Silane Coupling Agent A tire having excellent properties can be realized.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のタイヤは、上記一般式(I)及び一般式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体からなる群より選択される少なくとも1種類の錯体を含む重合触媒組成物の存在下、芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物を付加重合して得られ、共役ジエン化合物部分のシス-1,4結合量が80%以上である芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)と、シリカ(B)と、上記式(V)で表されるシランカップリング剤(C)とを含むゴム組成物を用いたことを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The tire of the present invention is at least one selected from the group consisting of the metallocene complexes represented by the above general formulas (I) and (II) and the half metallocene cation complex represented by the above general formula (III). Aromatic vinyl compound obtained by addition polymerization of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound in the presence of a polymerization catalyst composition containing a complex of which the cis-1,4 bond content of the conjugated diene compound portion is 80% or more A rubber composition containing a conjugated diene compound copolymer (A), silica (B), and a silane coupling agent (C) represented by the above formula (V) is used.
[芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)]
本発明で用いる芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)は、共役ジエン化合物部分のシス-1,4結合量が非常に高く、該芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)をゴム成分として用いたゴム組成物は、アニオン重合することで得られた従来の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体を用いたゴム組成物及び従来の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体とシス-1,4結合量が高い共役ジエン化合物の単独重合体とをブレンドして用いたゴム組成物と比較して、耐ウェットスキッド性を高度に維持しながら、耐摩耗性を向上させることができる。この理由は、必ずしも明らかではないが、共役ジエン化合物部分のシス-1,4結合量に由来する結晶性により耐摩耗性の向上効果があるためだと思われる。ここで、上記共役ジエン化合物部分のシス-1,4結合量は、80%以上であることを要し、90%以上であることが好ましい。該共役ジエン化合物部分のシス-1,4結合量が80%未満では、シス連鎖が不十分のため、融点(Tm)は測定されず、耐摩耗性は低下する。なお、共役ジエン化合物部分のシス-1,4結合量は、1H-NMRスペクトル及び13C-NMRスペクトルの積分比より求めることができ、その具体的な手法は特開2004−27179号公報に開示されている。
[Aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A)]
The aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) used in the present invention has a very high cis-1,4 bond amount in the conjugated diene compound portion, and the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer ( A rubber composition using A) as a rubber component includes a rubber composition using a conventional aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer obtained by anionic polymerization, and a conventional aromatic vinyl compound-conjugated diene. Abrasion resistance while maintaining high wet skid resistance compared to rubber compositions using a blend of a compound copolymer and a homopolymer of a conjugated diene compound having a high cis-1,4 bond content. Can be improved. The reason for this is not necessarily clear, but it seems to be due to the effect of improving the wear resistance due to the crystallinity derived from the amount of cis-1,4 bonds in the conjugated diene compound portion. Here, the amount of cis-1,4 bonds in the conjugated diene compound portion needs to be 80% or more, and preferably 90% or more. When the amount of cis-1,4 bonds in the conjugated diene compound portion is less than 80%, the cis chain is insufficient, so the melting point (Tm) is not measured, and the wear resistance decreases. The amount of cis-1,4 bonds in the conjugated diene compound portion can be determined from the integration ratio of 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum, and the specific method is disclosed in JP-A-2004-27179. It is disclosed.
また、上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)は、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10%以下であることが好ましく、5%以下であることが更に好ましい。共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10%を超えると、シス-1,4結合量が低下し、耐摩耗性の向上効果が十分に得られなくなる。 In the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A), the vinyl bond content in the conjugated diene compound portion is preferably 10% or less, and more preferably 5% or less. When the vinyl bond amount in the conjugated diene compound portion exceeds 10%, the cis-1,4 bond amount is lowered and the effect of improving the wear resistance cannot be sufficiently obtained.
上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)は、後で詳細に説明する重合触媒組成物を用いる以外は特に制限されず、例えば、通常の配位イオン重合触媒を用いる付加重合体の製造方法と同様にして、単量体である芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との混合物を共重合して得ることができる。なお、重合方法としては、溶液重合法、懸濁重合法、液相塊状重合法、乳化重合法、気相重合法、固相重合法等の任意の方法を用いることができる。また、重合反応に溶媒を用いる場合、用いられる溶媒は重合反応において不活性であればよく、該溶媒の使用量は任意であるが、重合触媒組成物に含まれる錯体の濃度を0.1〜0.0001mol/lとする量であることが好ましい。ここで、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられ、これらの中でも、スチレンが好ましい。一方、共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエン等が挙げられ、これらの中でも、1,3-ブタジエンが好ましい。従って、上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)としては、スチレン−ブタジエン共重合体が特に好ましい。 The aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) is not particularly limited except that a polymerization catalyst composition described in detail later is used. For example, an addition polymer using a normal coordination ion polymerization catalyst. In the same manner as in the above production method, it can be obtained by copolymerizing a mixture of a monomeric aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound. As a polymerization method, any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a liquid phase bulk polymerization method, an emulsion polymerization method, a gas phase polymerization method, and a solid phase polymerization method can be used. When a solvent is used for the polymerization reaction, the solvent used may be inactive in the polymerization reaction, and the amount of the solvent used is arbitrary, but the concentration of the complex contained in the polymerization catalyst composition is 0.1 to 0.0001 mol. The amount is preferably / l. Here, examples of the aromatic vinyl compound include styrene, p-methylstyrene, m-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, α-methylstyrene, chloromethylstyrene, vinyltoluene and the like. Among these, styrene Is preferred. On the other hand, examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, and among these, 1,3-butadiene is preferable. Therefore, a styrene-butadiene copolymer is particularly preferable as the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A).
上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)の合成に用いる重合触媒組成物は、上記一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体からなる群より選択される少なくとも一種の錯体を含むことを要し、更に、通常のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物に含有される他の成分、例えば助触媒等を含むことが好ましい。 The polymerization catalyst composition used for the synthesis of the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) includes a metallocene complex represented by the general formulas (I) and (II), and the general formula (III). It is necessary to include at least one complex selected from the group consisting of a half metallocene cation complex represented by the formula (1), and other components contained in the polymerization catalyst composition containing a normal metallocene complex, such as a promoter It is preferable to contain.
上記一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体において、式中のCpRは、無置換インデニル又は置換インデニルである。インデニル環を基本骨格とするCpRは、C9H7-XRX又はC9H11-XRXで示され得る。ここで、Xは0〜7又は0〜11の整数である。また、Rはそれぞれ独立してヒドロカルビル基又はメタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1〜20であることが好ましく、1〜10であることが更に好ましく、1〜8であることが一層好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。置換インデニルとして、具体的には、2-フェニルインデニル、2-メチルインデニル等が挙げられる。なお、一般式(I)及び式(II)における二つのCpRは、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。 In the metallocene complexes represented by the above general formulas (I) and (II), Cp R in the formula is unsubstituted indenyl or substituted indenyl. Cp R having an indenyl ring as a basic skeleton can be represented by C 9 H 7-X R X or C 9 H 11-X R X. Here, X is an integer of 0-7 or 0-11. In addition, each R is preferably independently a hydrocarbyl group or a metalloid group. The hydrocarbyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms. Specific examples of the hydrocarbyl group include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group. On the other hand, examples of metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there. Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group. Specific examples of the substituted indenyl include 2-phenylindenyl, 2-methylindenyl and the like. In addition, two Cp R in the general formula (I) and the formula (II) may be the same or different from each other.
上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体において、式中のCpR’は、無置換もしくは置換のシクロペンタジエニル、インデニル又はフルオレニルであり、これらの中でも、無置換もしくは置換のインデニルであることが好ましい。シクロペンタジエニル環を基本骨格とするCpR’は、C5H5-XRXで示される。ここで、Xは0〜5の整数である。また、Rはそれぞれ独立してヒドロカルビル基;メタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1〜20であることが好ましく、1〜10であることが更に好ましく、1〜8であることが一層好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。シクロペンタジエニル環を基本骨格とするCpR’として、具体的には、以下のものが例示される。
一般式(III)において、上記インデニル環を基本骨格とするCpR’は、一般式(I)のCpRと同様に定義され、好ましい例も同様である。 In the general formula (III), Cp R ′ having the indenyl ring as a basic skeleton is defined in the same manner as Cp R in the general formula (I), and preferred examples thereof are also the same.
一般式(III)において、上記フルオレニル環を基本骨格とするCpR’は、C13H9-XRX又はC13H17-XRXで示され得る。ここで、Xは0〜9又は0〜17の整数である。また、Rはそれぞれ独立してヒドロカルビル基;メタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1〜20であることが好ましく、1〜10であることが更に好ましく、1〜8であることが一層好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。 In the general formula (III), Cp R ′ having the fluorenyl ring as a basic skeleton can be represented by C 13 H 9-X R X or C 13 H 17-X R X. Here, X is an integer of 0-9 or 0-17. Moreover, it is preferable that R is respectively independently a hydrocarbyl group; metalloid group. The hydrocarbyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms. Specific examples of the hydrocarbyl group include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group. On the other hand, examples of metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there. Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group.
一般式(I)、式(II)及び式(III)における中心金属Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムである。ランタノイド元素には、原子番号57〜71の15元素が含まれ、これらのいずれでもよい。中心金属Mとしては、サマリウムSm、ネオジムNd、プラセオジムPr、ガドリニウムGd、セリウムCe、ホルミウムHo、スカンジウムSc及びイットリウムYが好適に挙げられる。 The central metal M in the general formula (I), formula (II) and formula (III) is a lanthanoid element, scandium or yttrium. The lanthanoid elements include 15 elements having atomic numbers 57 to 71, and any of these may be used. Preferred examples of the central metal M include samarium Sm, neodymium Nd, praseodymium Pr, gadolinium Gd, cerium Ce, holmium Ho, scandium Sc, and yttrium Y.
一般式(I)で表されるメタロセン錯体は、ビストリアルキルシリルアミド配位子[−N(SiR3)2]を含む。ビストリアルキルシリルアミドに含まれるアルキル基R(一般式(I)におけるRa〜Rf)は、それぞれ独立して炭素数1〜3のアルキル基であり、メチル基であることが好ましい。 The metallocene complex represented by the general formula (I) contains a bistrialkylsilylamide ligand [—N (SiR 3 ) 2 ]. The alkyl groups R (R a to R f in the general formula (I)) contained in the bistrialkylsilylamide are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and is preferably a methyl group.
一般式(II)で表されるメタロセン錯体は、シリル配位子[−SiX’ 3]を含む。シリル配位子[−SiX’ 3]に含まれるX’は、下記で説明される一般式(III)のXと同様に定義される基であり、好ましい基も同様である。 The metallocene complex represented by the general formula (II) contains a silyl ligand [—SiX ′ 3 ]. X ′ contained in the silyl ligand [—SiX ′ 3 ] is a group defined in the same manner as X in the general formula (III) described below, and preferred groups are also the same.
一般式(III)において、Xは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシド基、チオラート基、アミド基、シリル基及び炭素数1〜20の炭化水素基からなる群より選択される基である。ここで、上記アルコキシド基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基等の脂肪族アルコキシ基;フェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェノキシ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェノキシ基等のアリールオキシド基が挙げられ、これらの中でも、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基が好ましい。 In the general formula (III), X is a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxide group, a thiolate group, an amide group, a silyl group, and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Here, examples of the alkoxide group include aliphatic alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group and tert-butoxy group; phenoxy group and 2,6-di- -tert-butylphenoxy group, 2,6-diisopropylphenoxy group, 2,6-dineopentylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenoxy group, Examples include aryloxide groups such as 2-isopropyl-6-neopentylphenoxy group, and among these, 2,6-di-tert-butylphenoxy group is preferable.
一般式(III)において、Xが表すチオラート基としては、チオメトキシ基、チオエトキシ基、チオプロポキシ基、チオn-ブトキシ基、チオイソブトキシ基、チオsec-ブトキシ基、チオtert-ブトキシ基等の脂肪族チオラート基;チオフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルチオフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルチオフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-チオネオペンチルフェノキシ基、2-イソプロピル-6-チオネオペンチルフェノキシ基、2,4,6-トリイソプロピルチオフェノキシ基等のアリールチオラート基が挙げられ、これらの中でも、2,4,6-トリイソプロピルチオフェノキシ基が好ましい。 In the general formula (III), the thiolate group represented by X includes a thiomethoxy group, a thioethoxy group, a thiopropoxy group, a thio n-butoxy group, a thioisobutoxy group, a thio sec-butoxy group, a thio tert-butoxy group and the like Group thiolate group; thiophenoxy group, 2,6-di-tert-butylthiophenoxy group, 2,6-diisopropylthiophenoxy group, 2,6-dineopentylthiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropyl Arylthiolate groups such as thiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-thioneopentylphenoxy group, 2-isopropyl-6-thioneopentylphenoxy group, 2,4,6-triisopropylthiophenoxy group, etc. Among these, 2,4,6-triisopropylthiophenoxy group is preferable.
一般式(III)において、Xが表すアミド基としては、ジメチルアミド基、ジエチルアミド基、ジイソプロピルアミド基等の脂肪族アミド基;フェニルアミド基、2,6-ジ-tert-ブチルフェニルアミド基、2,6-ジイソプロピルフェニルアミド基、2,6-ジネオペンチルフェニルアミド基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェニルアミド基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェニルアミド基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェニルアミド基、2,4,6-tert-ブチルフェニルアミド基等のアリールアミド基;ビストリメチルシリルアミド基等のビストリアルキルシリルアミド基が挙げられ、これらの中でも、ビストリメチルシリルアミド基が好ましい。 In the general formula (III), the amide group represented by X includes aliphatic amide groups such as dimethylamide group, diethylamide group and diisopropylamide group; phenylamide group, 2,6-di-tert-butylphenylamide group, 2 2,6-diisopropylphenylamide group, 2,6-dineopentylphenylamide group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenylamide group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenylamide group, 2-isopropyl- Arylamide groups such as 6-neopentylphenylamide group, 2,4,6-tert-butylphenylamide group; and bistrialkylsilylamide groups such as bistrimethylsilylamide group. Among these, bistrimethylsilylamide group is preferable.
一般式(III)において、Xが表すシリル基としては、トリメチルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、ビス(トリメチルシリル)メチルシリル基、トリメチルシリル(ジメチル)シリル基、トリイソプロピルシリル(ビストリメチルシリル)シリル基等が挙げられ、これらの中でも、トリス(トリメチルシリル)シリル基が好ましい。 In the general formula (III), examples of the silyl group represented by X include trimethylsilyl group, tris (trimethylsilyl) silyl group, bis (trimethylsilyl) methylsilyl group, trimethylsilyl (dimethyl) silyl group, triisopropylsilyl (bistrimethylsilyl) silyl group, and the like. Among these, a tris (trimethylsilyl) silyl group is preferable.
一般式(III)において、Xが表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子のいずれでもよいが、塩素原子又は臭素原子が好ましい。また、Xが表す炭素数1〜20の炭化水素基として、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等の直鎖又は分枝鎖の脂肪族炭化水素基;フェニル基、トリル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基;ベンジル基等のアラルキル基等の他;トリメチルシリルメチル基、ビストリメチルシリルメチル基等のケイ素原子を含有する炭化水素基等が挙げられ、これらの中でも、メチル基、エチル基、イソブチル基、トリメチルシリルメチル基等が好ましい。 In the general formula (III), the halogen atom represented by X may be a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, but a chlorine atom or a bromine atom is preferred. Specific examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by X include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert- Linear or branched aliphatic hydrocarbon groups such as butyl group, neopentyl group, hexyl group, octyl group; aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, tolyl group, naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group, etc. Others: Examples include hydrocarbon groups containing silicon atoms such as trimethylsilylmethyl group and bistrimethylsilylmethyl group. Among these, methyl group, ethyl group, isobutyl group, trimethylsilylmethyl group and the like are preferable.
一般式(III)において、Xとしては、ビストリメチルシリルアミド基又は炭素数1〜20の炭化水素基が好ましい。 In the general formula (III), X is preferably a bistrimethylsilylamide group or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
一般式(III)において、[B]−で示される非配位性アニオンとしては、例えば、4価のホウ素アニオンが挙げられる。該4価のホウ素アニオンとして、具体的には、テトラフェニルボレート、テトラキス(モノフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トリル)ボレート、テトラ(キシリル)ボレート、(トリフェニル,ペンタフルオロフェニル)ボレート、[トリス(ペンタフルオロフェニル),フェニル]ボレート、トリデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート等が挙げられ、これらの中でも、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。 In the general formula (III), [B] - The non-coordinating anion represented by, for example, a tetravalent boron anion. Specific examples of the tetravalent boron anion include tetraphenylborate, tetrakis (monofluorophenyl) borate, tetrakis (difluorophenyl) borate, tetrakis (trifluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluorophenyl) borate, tetrakis ( Pentafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluoromethylphenyl) borate, tetra (tolyl) borate, tetra (xylyl) borate, (triphenyl, pentafluorophenyl) borate, [tris (pentafluorophenyl), phenyl] borate, tri Decahydride-7,8-dicarbaoundecaborate is exemplified, and among these, tetrakis (pentafluorophenyl) borate is preferable.
上記一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、更に0〜3個、好ましくは0〜1個の中性ルイス塩基Lを含む。ここで、中性ルイス塩基Lとしては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、中性のオレフィン類、中性のジオレフィン類等が挙げられる。ここで、上記錯体が複数の中性ルイス塩基Lを含む場合、中性ルイス塩基Lは、同一であっても異なっていてもよい。 The metallocene complex represented by the above general formulas (I) and (II) and the half metallocene cation complex represented by the above general formula (III) are further 0 to 3, preferably 0 to 1 neutral. Contains Lewis base L. Here, examples of the neutral Lewis base L include tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethylaniline, trimethylphosphine, lithium chloride, neutral olefins, neutral diolefins, and the like. Here, when the complex includes a plurality of neutral Lewis bases L, the neutral Lewis bases L may be the same or different.
また、上記一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、単量体として存在していてもよく、二量体又はそれ以上の多量体として存在していてもよい。 Further, the metallocene complex represented by the general formula (I) and the formula (II) and the half metallocene cation complex represented by the general formula (III) may exist as a monomer, It may exist as a body or higher multimer.
上記一般式(I)で表されるメタロセン錯体は、例えば、溶媒中でランタノイドトリスハライド、スカンジウムトリスハライド又はイットリウムトリスハライドを、インデニルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)及びビス(トリアルキルシリル)アミドの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)と反応させることで得ることができる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間〜数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンを用いればよい。以下に、一般式(I)で表されるメタロセン錯体を得るための反応例を示す。
上記一般式(II)で表されるメタロセン錯体は、例えば、溶媒中でランタノイドトリスハライド、スカンジウムトリスハライド又はイットリウムトリスハライドを、インデニルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)及びシリルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)と反応させることで得ることができる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間〜数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンを用いればよい。以下に、一般式(II)で表されるメタロセン錯体を得るための反応例を示す。
上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、例えば、次の反応により得ることができる。
ここで、一般式(IV)で表される化合物において、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpR’は、それぞれ独立して無置換もしくは置換シクロペンタジエニル、インデニル又はフルオレニルを示し、Xは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシド基、チオラート基、アミド基、シリル基又は炭素数1〜20の炭化水素基を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0〜3の整数を示す。また、一般式[A]+[B]−で表されるイオン性化合物において、[A]+は、カチオンを示し、[B]−は、非配位性アニオンを示す。 Here, in the compound represented by the general formula (IV), M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium, and Cp R ′ independently represents unsubstituted or substituted cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl. , X represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxide group, a thiolate group, an amide group, a silyl group, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, L represents a neutral Lewis base, and w represents 0 to 3 Indicates an integer. In the ionic compound represented by the general formula [A] + [B] − , [A] + represents a cation, and [B] − represents a non-coordinating anion.
[A]+で表されるカチオンとしては、例えば、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アミンカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプタトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオン等が挙げられる。カルボニウムカチオンとしては、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ(置換フェニル)カルボニウムカチオン等の三置換カルボニウムカチオン等が挙げられ、トリ(置換フェニル)カルボニルカチオンとして、具体的には、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン等が挙げられる。アミンカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオン等が挙げられる。ホスホニウムカチオンとしては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオン等が挙げられる。これらカチオンの中でも、N,N-ジアルキルアニリニウムカチオン又はカルボニウムカチオンが好ましく、N,N-ジアルキルアニリニウムカチオンが特に好ましい。 Examples of the cation represented by [A] + include a carbonium cation, an oxonium cation, an amine cation, a phosphonium cation, a cycloheptatrienyl cation, and a ferrocenium cation having a transition metal. Examples of the carbonium cation include trisubstituted carbonium cations such as triphenylcarbonium cation and tri (substituted phenyl) carbonium cation. Examples of the tri (substituted phenyl) carbonyl cation include tri (methylphenyl). ) Carbonium cation and the like. Examples of amine cations include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation; N, N-dimethylanilinium cation, N, N-diethylanilinium cation, N, N- N, N-dialkylanilinium cations such as 2,4,6-pentamethylanilinium cation; dialkylammonium cations such as diisopropylammonium cation and dicyclohexylammonium cation. Examples of the phosphonium cation include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation. Among these cations, N, N-dialkylanilinium cation or carbonium cation is preferable, and N, N-dialkylanilinium cation is particularly preferable.
上記反応に用いる一般式[A]+[B]−で表されるイオン性化合物としては、上記の非配位性アニオン及びカチオンからそれぞれ選択し組み合わせた化合物であって、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が好ましい。また、一般式[A]+[B]−で表されるイオン性化合物は、メタロセン錯体に対して0.1〜10倍モル加えることが好ましく、約1倍モル加えることが更に好ましい。なお、一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を重合反応に用いる場合、一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体をそのまま重合反応系中に提供してもよいし、上記反応に用いる一般式(IV)で表される化合物と一般式[A]+[B]−で表されるイオン性化合物を別個に重合反応系中に提供し、反応系中で一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を形成させてもよい。また、一般式(I)又は式(II)で表されるメタロセン錯体と一般式[A]+[B]−で表されるイオン性化合物とを組み合わせて使用することにより、反応系中で一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を形成させることもできる。 The ionic compound represented by the general formula [A] + [B] − used in the above reaction is a compound selected and combined from the above non-coordinating anions and cations, and is an N, N-dimethylaniline. Nitrotetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and the like are preferable. In general formula [A] + [B] - ionic compounds represented by is preferably added from 0.1 to 10 mol per mol of the metallocene complex, more preferably it added about 1 molar. When the half metallocene cation complex represented by the general formula (III) is used for the polymerization reaction, the half metallocene cation complex represented by the general formula (III) may be provided as it is in the polymerization reaction system, or the compound represented by the general formula (IV) and the general formula used in the reaction [a] + [B] - provides an ionic compound represented separately into the polymerization reaction system, the general formula in the reaction system (III You may form the half metallocene cation complex represented by this. Further, by using a combination of a metallocene complex represented by the general formula (I) or the formula (II) and an ionic compound represented by the general formula [A] + [B] − , A half metallocene cation complex represented by the formula (III) can also be formed.
一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体の構造は、X線構造解析により決定することが好ましい。 The structures of the metallocene complexes represented by the general formulas (I) and (II) and the half metallocene cation complex represented by the above general formula (III) are preferably determined by X-ray structural analysis.
上記重合触媒組成物に用いることができる助触媒は、通常のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物の助触媒として用いられる成分から任意に選択され得る。該助触媒としては、例えば、アルミノキサン、有機アルミニウム化合物、上記のイオン性化合物等が好適に挙げられる。これら助触媒は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 The co-catalyst that can be used in the polymerization catalyst composition can be arbitrarily selected from components used as a co-catalyst for a polymerization catalyst composition containing a normal metallocene complex. Suitable examples of the cocatalyst include aluminoxanes, organoaluminum compounds, and the above ionic compounds. These promoters may be used alone or in combination of two or more.
上記アルミノキサンとしては、アルキルアルミノキサンが好ましく、例えば、メチルアルミノキサン(MAO)、修飾メチルアルミノキサン等が挙げられる。また、修飾メチルアルミノキサンとしては、MMAO−3A(東ソーファインケム社製)等が好ましい。なお、上記重合触媒組成物におけるアルミノキサンの含有量は、メタロセン錯体の中心金属Mと、アルミノキサンのアルミニウム元素Alとの元素比率Al/Mが、10〜1000程度、好ましくは100程度となるようにすることが好ましい。 The aluminoxane is preferably an alkylaluminoxane, and examples thereof include methylaluminoxane (MAO) and modified methylaluminoxane. As the modified methylaluminoxane, MMAO-3A (manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.) and the like are preferable. The content of aluminoxane in the polymerization catalyst composition is such that the element ratio Al / M between the central metal M of the metallocene complex and the aluminum element Al of the aluminoxane is about 10 to 1000, preferably about 100. It is preferable.
一方、上記有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムクロライド、アルキルアルミニウムジクロライド、ジアルキルアルミニウムハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリアルキルアルミニウムが好ましい。また、トリアルキルアルミニウムとしては、例えば、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等が挙げられる。なお、上記重合触媒組成物における有機アルミニウム化合物の含有量は、メタロセン錯体に対して1〜50倍モルであることが好ましく、約10倍モルであることが更に好ましい。 On the other hand, examples of the organoaluminum compound include trialkylaluminum, dialkylaluminum chloride, alkylaluminum dichloride, and dialkylaluminum hydride. Among these, trialkylaluminum is preferable. Examples of the trialkylaluminum include triethylaluminum and triisobutylaluminum. In addition, the content of the organoaluminum compound in the polymerization catalyst composition is preferably 1 to 50 times mol, more preferably about 10 times mol for the metallocene complex.
更に、上記重合触媒組成物においては、一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体をそれぞれ、適切な助触媒と組み合わせることで、シス-1,4結合量や得られる共重合体の分子量を増大できる。 Furthermore, in the polymerization catalyst composition, each of the metallocene complex represented by the general formula (I) and the formula (II) and the half metallocene cation complex represented by the general formula (III) is used as an appropriate promoter. By combining them, the amount of cis-1,4 bonds and the molecular weight of the resulting copolymer can be increased.
本発明で用いる芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)の製造方法は、上記一般式(I)及び一般式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体からなる群より選択される少なくとも1種類の錯体を含む重合触媒組成物の存在下、芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物を付加重合させて得られる。また、重合触媒として上述した重合触媒組成物を用いること以外は、従来の配位イオン重合触媒を用いる付加重合反応による付加重合体の製造方法と同様とすることができる。ここで、例えば、(1)単量体として芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物を含む重合反応系中に、重合触媒組成物の構成成分を別個に提供し、該反応系中において重合触媒組成物としてもよいし、(2)予め調製された重合触媒組成物を重合反応系中に提供してもよい。また、(2)においては、助触媒によって活性化されたメタロセン錯体(活性種)を提供することも含まれる。なお、重合触媒組成物に含まれるメタロセン錯体の使用量は、単量体に対して1/10000〜1/100倍モルの範囲が好ましい。 The method for producing the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) used in the present invention includes the metallocene complex represented by the general formula (I) and the general formula (II), and the general formula (III). It can be obtained by addition polymerization of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound in the presence of a polymerization catalyst composition containing at least one complex selected from the group consisting of represented half metallocene cation complexes. Moreover, it can be the same as that of the manufacturing method of the addition polymer by the addition polymerization reaction using the conventional coordination ion polymerization catalyst except using the polymerization catalyst composition mentioned above as a polymerization catalyst. Here, for example, (1) a component of the polymerization catalyst composition is separately provided in a polymerization reaction system containing an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound as monomers, and the polymerization catalyst composition is provided in the reaction system. (2) A polymerization catalyst composition prepared in advance may be provided in the polymerization reaction system. Moreover, (2) includes providing a metallocene complex (active species) activated by a cocatalyst. In addition, the usage-amount of the metallocene complex contained in a polymerization catalyst composition has the preferable range of 1 / 10000-1 / 100 times mole with respect to a monomer.
また、得られる共重合体の数平均分子量(Mn)は、特に限定されず、低分子量化の問題が起きることもない。更に、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、3以下が好ましく、2以下が更に好ましい。ここで、平均分子量及び分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレンを標準物質として求めることができる。 Further, the number average molecular weight (Mn) of the obtained copolymer is not particularly limited, and the problem of lowering the molecular weight does not occur. Furthermore, the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is preferably 3 or less, and more preferably 2 or less. Here, the average molecular weight and the molecular weight distribution can be determined using polystyrene as a standard substance by gel permeation chromatography (GPC).
また、上記付加重合反応は、不活性ガス、好ましくは窒素ガスやアルゴンガスの雰囲気下において行われることが好ましい。 The addition polymerization reaction is preferably performed in an atmosphere of an inert gas, preferably nitrogen gas or argon gas.
上記付加重合反応の重合温度は、特に制限されないが、例えば−100℃〜200℃の範囲が好ましく、室温程度とすることもできる。なお、重合温度を上げると、重合反応のシス-1,4選択性が低下することがある。一方、上記付加重合反応の反応時間も特に制限されず、例えば1秒〜10日の範囲が好ましいが、重合される単量体の種類、触媒の種類、重合温度等の条件によって適宜選択することができる。 The polymerization temperature of the addition polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of −100 ° C. to 200 ° C., for example, and can be about room temperature. When the polymerization temperature is raised, the cis-1,4 selectivity of the polymerization reaction may be lowered. On the other hand, the reaction time of the above addition polymerization reaction is not particularly limited, and is preferably in the range of, for example, 1 second to 10 days, but may be appropriately selected depending on conditions such as the type of monomer to be polymerized, the type of catalyst, and the polymerization temperature. Can do.
また、上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)は、芳香族ビニル化合物部分の繰り返し単位のNMR測定でのブロック量が、全芳香族ビニル化合物部分の10%以下であることが好ましく、7%以下であることが更に好まく、0%であることが特に好ましい。上記重合触媒組成物を用いて得られる共重合体は、芳香族ビニル化合物がランダムに重合する傾向があり、芳香族ビニル化合物のブロック化を抑制することができる。ここで、ランダムとは、芳香族ビニル化合物部分の繰り返し単位のNMR測定でのブロック量(以下、ブロック芳香族ビニル化合物含有率と称することがある)が、全芳香族ビニル化合物部分の10%以下であることをいい、ブロックとは、芳香族ビニル化合物−芳香族ビニル化合物の結合を有する芳香族ビニル化合物部分を指す。上記ブロック芳香族ビニル化合物含有率が10%を超えると、芳香族ビニル化合物の単独重合体としての挙動が現われ、ガラス転移温度が上昇し、耐摩耗性が低下する場合がある。なお、ブロック芳香族ビニル化合物含有率は、1H-NMRスペクトルの積分比より求めることができる。 In the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A), the amount of blocks in the NMR measurement of the repeating unit of the aromatic vinyl compound portion is 10% or less of the total aromatic vinyl compound portion. Preferably, it is 7% or less, more preferably 0%. The copolymer obtained using the polymerization catalyst composition tends to polymerize the aromatic vinyl compound at random, and can block the aromatic vinyl compound. Here, the term “random” means that the amount of block in the NMR measurement of the repeating unit of the aromatic vinyl compound portion (hereinafter sometimes referred to as the block aromatic vinyl compound content) is 10% or less of the total aromatic vinyl compound portion. The block refers to an aromatic vinyl compound portion having an aromatic vinyl compound-aromatic vinyl compound bond. If the block aromatic vinyl compound content exceeds 10%, the behavior of the aromatic vinyl compound as a homopolymer appears, the glass transition temperature increases, and the wear resistance may decrease. In addition, a block aromatic vinyl compound content rate can be calculated | required from the integral ratio of a < 1 > H-NMR spectrum.
更に、上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)は、DSC測定(示差走査熱量測定)において、融点(Tm)を示す。ここで、DSC測定における融点(Tm)は、共役ジエン化合物部分の連鎖に由来する静的結晶の融点を指す。 Further, the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) exhibits a melting point (Tm) in DSC measurement (differential scanning calorimetry). Here, the melting point (Tm) in DSC measurement refers to the melting point of a static crystal derived from a chain of conjugated diene compound portions.
[シリカ(B)]
本発明で用いるゴム組成物は、上記の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)をゴム成分として用い、更にシリカ(B)を含有する。ここで、シリカ(B)の配合量は、特に限定されるものではないが、上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)100質量部に対して10〜200質量部、好ましくは80〜140質量部の範囲が望ましい。シリカ(B)の配合量が10質量部未満では、充分な補強性が得られない場合があり、200質量部を超えると、作業性及び耐摩耗性が低下するおそれがある。ここで、シリカ(B)としては、湿式シリカ及び乾式シリカ等が好ましく、湿式シリカが更に好ましい。これらシリカ(B)は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
[Silica (B)]
The rubber composition used in the present invention uses the above aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) as a rubber component, and further contains silica (B). Here, the blending amount of silica (B) is not particularly limited, but is 10 to 200 parts by weight, preferably 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A). A range of 80 to 140 parts by mass is desirable. When the blending amount of silica (B) is less than 10 parts by mass, sufficient reinforcement may not be obtained, and when it exceeds 200 parts by mass, workability and wear resistance may be reduced. Here, as silica (B), wet silica and dry silica are preferable, and wet silica is more preferable. These silica (B) may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
[シランカップリング剤(C)]
本発明で用いるゴム組成物は、更にシランカップリング剤(C)を含有する。該シリカカップリング剤(C)は、上記式(V)で表される。上記式(V)中、R1は、R6O−、R6C(=O)O−、R6R7C=NO−、R6R7NO−、R6R7N−及び−(OSiR6R7)n(OSiR5R6R7)から選択され且つ炭素数が1〜18であり(但し、R6及びR7は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、nは0〜10である);R2は、水素、又は炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され;R3は、−[O(R8O)m]0.5−基(但し、R8は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、mは1〜4である)であり;x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1であり;R4は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり;R5は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され且つ炭素数が1〜18である。
[Silane coupling agent (C)]
The rubber composition used in the present invention further contains a silane coupling agent (C). The silica coupling agent (C) is represented by the above formula (V). In the above formula (V), R 1 represents R 6 O—, R 6 C (═O) O—, R 6 R 7 C═NO—, R 6 R 7 NO—, R 6 R 7 N— and — (OSiR 6 R 7 ) n (OSiR 5 R 6 R 7 ) and having 1 to 18 carbon atoms (provided that R 6 and R 7 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, or an alkenyl group) R 2 is selected from hydrogen, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group, and an alkenyl group, selected from a cycloalkenyl group and an aryl group, and having 1 to 18 carbon atoms and n is 0 to 10); R 3 is a — [O (R 8 O) m ] 0.5 — group (wherein R 8 is selected from an alkylene group and a cycloalkylene group and has 1 carbon atom). X + y + 2z = 3, 0 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ 2, 0 ≦. It is ≦ 1; R 4 is an alkylene group, a cycloalkylene group, cycloalkylalkylene group, alkenylene group, and is selected from arylene groups and aralkylene group having a carbon number 1 to 18; R 5 is an alkyl group, a cycloalkyl It is selected from an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group and an aralkyl group, and has 1 to 18 carbon atoms.
上記R2、R5、R6及びR7において、アルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。また、アルケニル基も、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、メタニル基等が挙げられる。更に、シクロアルキル基としては、シクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基等が、シクロアルケニル基としては、シクロヘキセニル基、エチルシクロヘキセニル基等が、アリール基としては、フェニル基、トリル基等が挙げられる。また更に、R5において、アラルキル基としては、フェネチル基等が挙げられる。 In R 2 , R 5 , R 6 and R 7 , the alkyl group may be linear or branched, and examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. The alkenyl group may be linear or branched, and examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, and a methanyl group. Furthermore, examples of the cycloalkyl group include a cyclohexyl group and an ethylcyclohexyl group, examples of the cycloalkenyl group include a cyclohexenyl group and an ethylcyclohexenyl group, and examples of the aryl group include a phenyl group and a tolyl group. Furthermore, in R 5 , examples of the aralkyl group include a phenethyl group.
上記R4及びR8において、アルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基等が挙げられる。また、シクロアルキレン基としては、シクロヘキシレン基等が挙げられる。また更に、R4において、アルケニレン基は、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルケニレン基としては、ビニレン基、プロペニレン基等が挙げられる。また、シクロアルキルアルキレン基としては、シクロヘキシルメチレン基等が、アリーレン基としては、フェニレン基等が、アラルキレン基としては、キシリレン基等が挙げられる。 In R 4 and R 8 , the alkylene group may be linear or branched, and examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and a propylene group. Examples of the cycloalkylene group include a cyclohexylene group. Furthermore, in R 4 , the alkenylene group may be linear or branched, and examples of the alkenylene group include a vinylene group and a propenylene group. Examples of the cycloalkylalkylene group include a cyclohexylmethylene group, examples of the arylene group include a phenylene group, and examples of the aralkylene group include a xylylene group.
また、上記R3において、−[O(R8O)m]0.5−基は、1,2-エタンジオキシ基、1,3-プロパンジオキシ基、1,4-ブタンジオキシ基、1,5-ペンタンジオキシ基、1,6-ヘキサンジオキシ基等をさす。 In the above R 3 , the — [O (R 8 O) m ] 0.5 — group is 1,2-ethanedioxy group, 1,3-propanedioxy group, 1,4-butanedioxy group, 1,5-pentane. Dioxy group, 1,6-hexanedioxy group, etc.
上記式(V)のシランカップリング剤(C)は、特表2001−505225号に記載の方法で合成することができ、また、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製の商品名「NXT」(式(V)のR1=C2H5O、R4=C3H6、R5=C7H15、x=3、y=0、z=0:3−オクタノイルチオ−プロピルトリエトキシシラン)等の市販品を利用することもできる。 The silane coupling agent (C) of the above formula (V) can be synthesized by the method described in JP-T-2001-505225, and the product name “NXT” (formula of Momentive Performance Materials) R 1 = C 2 H 5 O of (V), R 4 = C 3 H 6, R 5 = C 7 H 15, x = 3, y = 0, z = 0: 3- octanoylthio - propyltriethoxysilane) Commercial products such as these can also be used.
なお、上記シランカップリング剤(C)の配合量は、上記シリカ(B)の配合量の1〜20質量%、好ましくは5〜25質量%の範囲であるのが望ましい。シランカップリング剤(C)の配合量がシリカ(B)の配合量の1質量%未満では、ゴム組成物の低発熱性や作業性等が低下するおそれがあり、一方、20質量%を超えると、低発熱性等をさらに向上させることができず、コスト高となるおそれがある。 In addition, the compounding quantity of the said silane coupling agent (C) is 1-20 mass% of the compounding quantity of the said silica (B), It is desirable that it is the range of 5-25 mass% preferably. If the blending amount of the silane coupling agent (C) is less than 1% by mass of the blending amount of silica (B), the low heat buildup and workability of the rubber composition may be deteriorated, while exceeding 20% by mass. In such a case, the low heat generation property cannot be further improved, and the cost may increase.
[ゴム組成物]
本発明で用いるゴム組成物は、上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)をゴム成分として含み、更にその他のゴム成分を含んでもよい。かかるゴム成分としては、天然ゴム(NR)または上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)以外の合成ジエン系ゴムが挙げられ、合成ジエン系ゴムとしては、具体的には、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム(NBR)等が挙げられる。これらは一種単独で用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。なお、これらその他のゴム成分を用いる場合、ゴム成分全量100質量%中、その10〜90質量%以上、好ましくは30〜70質量%が上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)であるのが望ましい。ゴム成分全量100質量%中における芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)が上記範囲内であると、より良好な作業性を保持しつつ、タイヤに優れた耐摩耗性や耐ウェットスキッド性を付与することが可能となる。
[Rubber composition]
The rubber composition used in the present invention contains the above aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) as a rubber component, and may further contain other rubber components. Examples of the rubber component include natural rubber (NR) or synthetic diene rubbers other than the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A). Specific examples of the synthetic diene rubber include Isoprene rubber (IR), polybutadiene rubber (BR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), halogenated butyl rubber, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and the like. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types. When these other rubber components are used, the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) is 10 to 90% by mass or more, preferably 30 to 70% by mass in 100% by mass of the total rubber component. It is desirable that When the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) in the rubber component total amount of 100% by mass is within the above range, the tire has excellent wear resistance and wet resistance while maintaining better workability. It is possible to impart skid properties.
また、本発明で用いるゴム組成物には、上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)、シリカ(B)、シランカップリング剤(C)の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック等の充填剤、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、亜鉛華、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。上記ゴム組成物は、芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)に、シリカ(B)及びシランカップリング剤(C)と、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。 In addition to the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A), silica (B), and silane coupling agent (C), the rubber composition used in the present invention is usually used in the rubber industry. Compounding agents such as carbon black, fillers, softeners, stearic acid, anti-aging agents, zinc white, vulcanization accelerators, vulcanizing agents, etc. are appropriately selected within a range that does not impair the object of the present invention. Can be blended. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used. The rubber composition is prepared by blending an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A) with silica (B) and a silane coupling agent (C) and various compounding agents appropriately selected as necessary. Then, it can be produced by kneading, heating, extruding or the like.
[タイヤ]
本発明のタイヤは、上記ゴム組成物を用いたことを特徴とし、上記ゴム組成物をトレッドに用いることが好ましい。上記ゴム組成物をトレッドに用いたタイヤは、耐摩耗性及び耐ウェットスキッド性に優れる。なお、本発明のタイヤは、上述のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いる以外特に制限は無く、常法に従って製造することができる。また、該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、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
[tire]
The tire of the present invention is characterized by using the rubber composition, and the rubber composition is preferably used for a tread. A tire using the rubber composition as a tread is excellent in wear resistance and wet skid resistance. The tire of the present invention is not particularly limited except that the rubber composition described above is used for any of the tire members, and can be produced according to a conventional method. Moreover, as gas with which this tire is filled, inert gas, such as nitrogen, argon, helium other than normal or the air which adjusted oxygen partial pressure, can be used.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら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. However, the present invention is not limited to the following examples.
まず、製造例3〜4において、共通して使用した一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を合成し、その構造を1H-NMR及びX線結晶構造解析により確認した。なお、1H-NMRはTHF-d8を溶媒とし、室温で測定を行った。X線結晶構造解析は、RAXIS CS(リガク)を用いて行った。 First, in Production Examples 3 to 4, a commonly used half metallocene cation complex represented by the general formula (III) was synthesized, and its structure was confirmed by 1 H-NMR and X-ray crystal structure analysis. 1 H-NMR was measured at room temperature using THF-d8 as a solvent. X-ray crystal structure analysis was performed using RAXIS CS (Rigaku).
<[(2-MeC9H6)GdN(SiMe3)2(THF)3][B(C6F5)4]の合成例>
窒素雰囲気下、(2-MeC9H6)2GdN(SiMe3)2(0.150g,0.260mmol)のTHF溶液5mLに、トリエチルアニリニウムテトラキスフェニルボレート(Et3NHB(C6H6)4)(0.110g,0.260mmol)を添加し室温で12時間攪拌した。その後、THFを減圧留去し、得られた残査をヘキサンで3回洗浄したところ、オイル状化合物を得た。その残査をTHF/ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、白色結晶として[(2-MeC9H6)GdN(SiMe3)2(THF)3][B(C6F5)4](150mg,59%)を得た。構造確認はX線結晶解析で行った。
<Synthesis Example of [(2-MeC 9 H 6 ) GdN (SiMe 3 ) 2 (THF) 3 ] [B (C 6 F 5 ) 4 ]>
Under a nitrogen atmosphere, triethylanilinium tetrakisphenylborate (Et 3 NHB (C 6 H 6 ) 4 ) was added to 5 mL of a solution of (2-MeC 9 H 6 ) 2 GdN (SiMe 3 ) 2 (0.150 g, 0.260 mmol) in THF. (0.110 g, 0.260 mmol) was added and stirred at room temperature for 12 hours. Thereafter, THF was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was washed three times with hexane to obtain an oily compound. The residue was recrystallized with a THF / hexane mixed solvent to produce [(2-MeC 9 H 6 ) GdN (SiMe 3 ) 2 (THF) 3 ] [B (C 6 F 5 ) 4 ] (150 mg as white crystals). 59%). The structure was confirmed by X-ray crystal analysis.
[製造例1:重合体Cの製造]
窒素雰囲気下のグローブボックス中で、十分に乾燥した30ml耐圧ガラスボトルに、ジメチルアルミニウム(μ-ジメチル)ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)サマリウム[(Cp*)2Sm(μ-Me)2AlMe2](Cp*:ペンタメチルシクロペンタジエニル配位子)を0.03mmol仕込み、トルエン1mlに溶解した。ついで、トリイソブチルアルミニウム0.09mmol、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(Ph3CB(C6F5)4)0.03mmolを添加してボトルを打栓した。その後、グローブボックスからボトルを取り出し、1,3-ブタジエンを0.49g、スチレンを2.4ml仕込み、50℃で12時間重合を行った。重合後、2,6-ビス(t-ブチル)-4-メチルフェノール(BHT)の10質量%のメタノール溶液10mlを加えて反応を停止し、さらに大量のメタノール/塩酸混合溶媒で重合体を分離して60℃で真空乾燥した。得られた重合体Cの収率は20質量%であった。
[Production Example 1: Production of polymer C]
In a glove box under a nitrogen atmosphere, in a well-dried 30 ml pressure-resistant glass bottle, dimethylaluminum (μ-dimethyl) bis (pentamethylcyclopentadienyl) samarium [(Cp * ) 2 Sm (μ-Me) 2 AlMe 2 ] (Cp * : pentamethylcyclopentadienyl ligand) was charged in an amount of 0.03 mmol and dissolved in 1 ml of toluene. Subsequently, 0.09 mmol of triisobutylaluminum and 0.03 mmol of triphenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (Ph 3 CB (C 6 F 5 ) 4 ) were added and the bottle was stoppered. Thereafter, the bottle was taken out from the glove box, charged with 0.49 g of 1,3-butadiene and 2.4 ml of styrene, and polymerized at 50 ° C. for 12 hours. After polymerization, the reaction was stopped by adding 10 ml of a 10 mass% methanol solution of 2,6-bis (t-butyl) -4-methylphenol (BHT), and the polymer was separated with a large amount of methanol / hydrochloric acid mixed solvent. And dried in vacuum at 60 ° C. The yield of the obtained polymer C was 20% by mass.
[製造例2:重合体Dの製造]
1,3-ブタジエンを0.65g、スチレンを2.0ml仕込み、50℃で6時間重合を行った以外は、製造例1と同様の方法で重合体Dを得た。得られた重合体Dの収率は20質量%であった。
[Production Example 2: Production of polymer D]
A polymer D was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that 0.65 g of 1,3-butadiene and 2.0 ml of styrene were charged and polymerization was performed at 50 ° C. for 6 hours. The yield of the obtained polymer D was 20% by mass.
[製造例3:重合体Eの製造]
窒素雰囲気下のグローブボックス中で、十分に乾燥した1L耐圧ガラスボトルに、スチレン104g(1mol)及びトルエン50gを添加し、ボトルを打栓した。その後、グローブボックスからボトルを取り出し、1,3-ブタジエンを54g(1mol)仕込み、モノマー溶液とした。一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器に、ビス(2-メチルインデニル)ガドリニウム(トリメチルシリルアミド)[(2-MeC9H6)2GdN(SiMe3)2]を40μmol、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(Ph3CB(C6F5)4)を40μmol、ジイソブチルアルミニウムハライドを1mmol仕込み、トルエン10mlで溶解させ触媒溶液とした。その後、グローブボックスから触媒溶液を取り出し、モノマー溶液へ添加し、70℃で30分間重合を行った。重合後、2,6-ビス(t-ブチル)-4-メチルフェノール(BHT)の10質量%のメタノール溶液10mlを加えて反応を停止させ、さらに大量のメタノール/塩酸混合溶媒で重合体を分離させ、60℃で真空乾燥した。得られた重合体Eの収量は47gであった。
[Production Example 3: Production of polymer E]
In a glove box under a nitrogen atmosphere, 104 g (1 mol) of styrene and 50 g of toluene were added to a well-dried 1 L pressure-resistant glass bottle, and the bottle was stoppered. Thereafter, the bottle was taken out from the glove box, and 54 g (1 mol) of 1,3-butadiene was charged to obtain a monomer solution. On the other hand, in a glove box under a nitrogen atmosphere, 40 μmol of bis (2-methylindenyl) gadolinium (trimethylsilylamide) [(2-MeC 9 H 6 ) 2 GdN (SiMe 3 ) 2 ] was added to a glass container. 40 μmol of phenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (Ph 3 CB (C 6 F 5 ) 4 ) and 1 mmol of diisobutylaluminum halide were charged and dissolved in 10 ml of toluene to obtain a catalyst solution. Thereafter, the catalyst solution was taken out from the glove box, added to the monomer solution, and polymerized at 70 ° C. for 30 minutes. After the polymerization, the reaction was stopped by adding 10 ml of a 10 mass% methanol solution of 2,6-bis (t-butyl) -4-methylphenol (BHT), and the polymer was separated with a large amount of methanol / hydrochloric acid mixed solvent. And dried in vacuum at 60 ° C. The yield of the obtained polymer E was 47 g.
[製造例4:重合体Fの製造]
触媒溶液におけるジイソブチルアルミニウムハライドの使用量を0.8mmolとした以外は、製造例3と同様の方法で重合を行った。得られた重合体Fの収量は46gであった。
[Production Example 4: Production of polymer F]
Polymerization was carried out in the same manner as in Production Example 3, except that the amount of diisobutylaluminum halide used in the catalyst solution was 0.8 mmol. The yield of the obtained polymer F was 46 g.
比較例で用いる重合体A〜B、及び上記のようにして製造した重合体C〜Fについて、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、ミクロ構造、結合スチレン量、ブロックスチレン含有率、ガラス転移点(Tg)、融点(Tm)を下記の方法で測定した。結果を表1に示す。 Number average molecular weight (Mn), molecular weight distribution (Mw / Mn), microstructure, bound styrene content, block styrene content for polymers A to B used in comparative examples and polymers C to F produced as described above The rate, glass transition point (Tg), and melting point (Tm) were measured by the following methods. The results are shown in Table 1.
(1)数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー[GPC:東ソー製HLC−8020、カラム:東ソー製GMH−XL(2本直列)、検出器:示差屈折率計(RI)]で単分散ポリスチレンを基準として、各重合体のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
(1) Number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn)
Gel permeation chromatography [GPC: Tosoh HLC-8020, column: Tosoh GMH-XL (two in series), detector: differential refractometer (RI)], based on monodisperse polystyrene, The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) in terms of polystyrene were determined.
(2)ミクロ構造及び結合スチレン量
重合体のミクロ構造を1H-NMRスペクトル及び13C-NMRスペクトルの積分比より求め、重合体の結合スチレン量を1H-NMRスペクトルの積分比より求めた。なお、1H-NMR及び13C-NMRは1,1,2,2-テトラクロロエタンを溶媒とし、120℃で測定を行った。
(2) Microstructure and amount of bound styrene The microstructure of the polymer was determined from the integration ratio of 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum, and the amount of bound styrene of the polymer was determined from the integration ratio of 1 H-NMR spectrum. . 1 H-NMR and 13 C-NMR were measured at 120 ° C. using 1,1,2,2-tetrachloroethane as a solvent.
(3)ブロックスチレン含有率
スチレン部分の繰り返し単位のNMR測定でのブロック量(ブロックスチレン含有率)が全スチレン部分に占める割合を1H-NMRスペクトルの積分比より求めた。
(3) Block Styrene Content The ratio of the block amount (block styrene content) in the NMR measurement of the repeating unit of the styrene portion to the total styrene portion was determined from the integration ratio of the 1 H-NMR spectrum.
(4)ガラス転移点(Tg)(℃)及び融点(Tm)(℃)
サンプルを10mg±0.5mg秤量し、アルミニウム製の測定パンに入れ蓋をしたものを、DSC装置(TAインスツルメント社製)にて、室温から50℃まで加温し、10分間安定させた後、-80℃まで冷却し、-80℃で10分間安定させてから、10℃/minの昇温速度で50℃まで昇温しながらガラス転移点(Tg)及び融点(Tm)を測定した。
(4) Glass transition point (Tg) (° C) and melting point (Tm) (° C)
After weighing 10mg ± 0.5mg of sample, putting it in an aluminum measuring pan and covering it with a DSC device (TA Instruments) from room temperature to 50 ° C and stabilizing for 10 minutes The glass transition point (Tg) and the melting point (Tm) were measured while the temperature was raised to 50 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min.
なお、サンプルの詳細NMRデータから、特にスチレン−スチレン結合が確認されなかった。 From the detailed NMR data of the sample, no styrene-styrene bond was particularly confirmed.
※1:ポリブタジエン,旭化成工業社製,商品名:NF35
※2:スチレン−ブタジエン共重合体,旭化成工業社製,商品名:タフデン1000
* 1: Polybutadiene, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name: NF35
* 2: Styrene-butadiene copolymer, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name: Toughden 1000
次に、上記重合体A〜Fを用いて、表2〜3に示す配合処方のゴム組成物を調製し、通常の条件で加硫して得た加硫ゴムに対し、該ゴム組成物の耐ウェットスキッド性及び耐摩耗性を下記の方法により測定した。結果を表2〜3に示す。 Next, using the polymers A to F, rubber compositions having the compounding recipes shown in Tables 2 to 3 are prepared, and the vulcanized rubber obtained by vulcanization under normal conditions is used. Wet skid resistance and abrasion resistance were measured by the following methods. The results are shown in Tables 2-3.
(5)耐摩耗性
ランボーン型摩耗試験機を使用して室温で摩耗量を測定し、該摩耗量の逆数を算出し、比較例1を100として指数表示をした。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好であることを示す。
(5) Abrasion resistance The amount of abrasion was measured at room temperature using a Ramborn abrasion tester, the reciprocal of the amount of abrasion was calculated, and the index was displayed with Comparative Example 1 as 100. The larger the index value, the smaller the amount of wear and the better the wear resistance.
(6)耐ウェットスキッド性
BPST(British Portable Skid Resistance Tester)を用いて、湿潤路面でのゴム組成物の耐ウエットスキッド性を測定し、比較例1を100として指数表示した。指数値が大きい程、耐ウェットスキッド性が良好であることを示す。
(6) Wet skid resistance Using a BPST (British Portable Skid Resistance Tester), the wet skid resistance of the rubber composition on a wet road surface was measured. It shows that wet skid resistance is so favorable that an index value is large.
※3:N220、東海カーボン社製、「シースト6」
※4:東ソー・シリカ社製、「VN3」
※5:エボニック・デグサ社製、商標名「Si75」
※6:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、商品名「NXT」
※7:大内新興化学工業社製、「ノクセラー6C」、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン
※8:大内新興化学工業社製、「ノクセラーD」、ジフェニルグアニジン
※9:大内新興化学工業社製、「ノクセラーCZ」、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド
※10:大内新興化学工業社製、「ノクセラーDM」、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド
* 3: N220, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. “Seast 6”
* 4: “VN3” manufactured by Tosoh Silica Corporation
* 5: Trade name “Si75” manufactured by Evonik Degussa
* 6: Product name “NXT”, manufactured by Momentive Performance Materials
※ 7: Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., "NOCCELER 6C", N-(1,3-dimethylbutyl) -N '- phenyl -p- phenylenediamine ※ 8: Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., "Nocceler D ”, Diphenylguanidine * 9: Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.,“ Noxeller CZ ”, N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide * 10: Ouchi Shinsei Chemical Industries Co., Ltd.“ Noxeller DM ”, Di- 2-Benzothiazolyl disulfide
上記芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体(A)に相当する重合体EまたはF、シリカ(B)及び特定構造のシランカップリング剤(C)の全てを含むゴム組成物を用いた実施例1〜2は、比較例1〜10に比して、極めて優れた耐ウェットスキッド性及び耐摩耗性を発揮することがわかる。 Implementation using a rubber composition containing all of the polymer E or F corresponding to the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (A), silica (B), and a silane coupling agent (C) having a specific structure It can be seen that Examples 1 and 2 exhibit extremely superior wet skid resistance and wear resistance as compared with Comparative Examples 1 to 10.
Claims (7)
シリカ(B)と、
下記式(V):
R1 xR2 yR3 zSi−R4−S−CO−R5 ・・・ (V)
[式中、R1は、R6O−、R6C(=O)O−、R6R7C=NO−、R6R7NO−、R6R7N−及び−(OSiR6R7)n(OSiR5R6R7)から選択され且つ炭素数が1〜18であり(但し、R6及びR7は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、nは0〜10である);
R2は、水素、又は炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され;
R3は、−[O(R8O)m]0.5−基(但し、R8は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、mは1〜4である)であり;
x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1であり;
R4は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり;
R5は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され且つ炭素数が1〜18である]で表されるシランカップリング剤(C)とを含むゴム組成物を用いたことを特徴とするタイヤ。 The following general formula (I):
Silica (B),
The following formula (V):
R 1 x R 2 y R 3 z Si—R 4 —S—CO—R 5 (V)
[Wherein, R 1 represents R 6 O—, R 6 C (═O) O—, R 6 R 7 C═NO—, R 6 R 7 NO—, R 6 R 7 N— and — (OSiR 6 R 7 ) n (OSiR 5 R 6 R 7 ) and having 1 to 18 carbon atoms (provided that R 6 and R 7 are each independently an alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group). Selected from a group and an aryl group and having 1 to 18 carbon atoms and n being 0 to 10);
R 2 is selected from hydrogen or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group and an aryl group;
R 3 is a — [O (R 8 O) m ] 0.5 — group (where R 8 is selected from an alkylene group and a cycloalkylene group and has 1 to 18 carbon atoms, and m is 1 to 4). );
x + y + 2z = 3, 0 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ 2, 0 ≦ z ≦ 1;
R 4 is selected from an alkylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylalkylene group, an alkenylene group, an arylene group, and an aralkylene group, and has 1 to 18 carbon atoms;
R 5 is selected from an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group, and has a carbon number of 1 to 18, and a silane coupling agent (C) represented by A tire characterized by using a rubber composition.
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