JP2019065102A - Modifier for olefin polymer, modified olefin polymer, method for producing the same, and rubber composition - Google Patents
Modifier for olefin polymer, modified olefin polymer, method for producing the same, and rubber composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019065102A JP2019065102A JP2017189461A JP2017189461A JP2019065102A JP 2019065102 A JP2019065102 A JP 2019065102A JP 2017189461 A JP2017189461 A JP 2017189461A JP 2017189461 A JP2017189461 A JP 2017189461A JP 2019065102 A JP2019065102 A JP 2019065102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- olefin polymer
- substituted
- modifier
- fluorine atom
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 0 *c1nc2ccccc2[n]1 Chemical compound *c1nc2ccccc2[n]1 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
【課題】低燃費性(低発熱性)や耐摩耗性を改善させるオレフィン系ポリマー用変性剤、変性オレフィン系ポリマー、その製造方法及びゴム組成物を提供する。
【解決手段】一般式(A)で表されるベンズイミダゾール化合物を含有することを特徴とするオレフィン系ポリマー用変性剤である。主にベーストレッドやサイドウォール等に使用可能なタイヤ用の新規末端変性ポリマーの創製であって、さらに、その鍵となる低燃費性(低発熱性)や耐摩耗性を改善させる新規な変性剤である。
【選択図】なしThe present invention provides a modifier for an olefin polymer which improves fuel economy (low heat buildup) and abrasion resistance, a modified olefin polymer, a method for producing the same, and a rubber composition.
A modifier for an olefin polymer is characterized by containing a benzimidazole compound represented by the general formula (A). Creation of a new terminal modified polymer for tires that can be used mainly for base treads, sidewalls, etc., and a new modifier that improves the low fuel consumption (low heat buildup) and abrasion resistance, which are the key It is.
【Selection chart】 None
Description
本発明は、オレフィン系ポリマー用変性剤、変性オレフィン系ポリマー、その製造方法及びゴム組成物に関し、詳細には、タイヤの充填剤(フィラー)に使用されるカーボンブラックとの親和性が高いベンズイミダゾール化合物を含有する新規なオレフィン系ポリマー用変性剤、これを用いて製造された変性オレフィン系ポリマー及びその製造方法、並びに変性オレフィン系ポリマーを含有するゴム組成物に関する。 The present invention relates to a modifier for an olefin polymer, a modified olefin polymer, a method for producing the same, and a rubber composition, and in particular, a benzimidazole having high affinity to carbon black used as a filler of a tire. The present invention relates to a novel modifier for an olefin-based polymer containing a compound, a modified olefin-based polymer produced using the same, a method for producing the same, and a rubber composition containing the modified olefin-based polymer.
近年、環境問題及び資源問題への関心が高まるにつれ、自動車に対する低燃費化の要求が高まっている。一般的に、低燃費性に優れるタイヤを製造するためには、低発熱性に優れ、走行時に発熱し難いゴム架橋物を形成することができるゴム組成物の使用が有効であると言われている。このようなゴム組成物に用いられるポリマーとして、例えば末端変性ポリマーは、ポリマー末端とフィラーとを結合や相互作用させることで無駄な動きを抑制し、不要な発熱を抑制する効果や、さらに、フィラーの分散性を向上させる効果があるため有効であると言われている。 In recent years, with the increasing concern for environmental and resource issues, the demand for low fuel consumption of automobiles has increased. Generally, in order to produce a tire excellent in low fuel consumption, it is said that use of a rubber composition which is excellent in low heat buildup and can form a rubber cross-linked product which hardly generates heat during traveling is effective. There is. As a polymer used for such a rubber composition, for example, an end-modified polymer has the effect of suppressing wasteful movement by binding or interacting the polymer end with the filler, and suppressing unnecessary heat generation, and further, the filler It is said to be effective because it has the effect of improving the dispersibility of
このような末端変性ポリマーの製造に使用される末端変性剤は、使用するフィラーに応じて様々なものが知られている。一般的に自動車等のタイヤに使用されるフィラーとしては、シリカとカーボンブラックが挙げられる。例えば、フィラーとしてシリカを使用する場合、変性されたポリマー末端とシリカ表面のシラノール基とが化学結合できるようなタイプの変性剤が、現在も盛んに検討されている(例えば、特許文献1及び2)。また、フィラーとしてカーボンブラックを使用する場合、例えば、スズ化合物、ジアルキルアミノベンゾフェノン系やN−アルキルラクタム系等の末端変性剤がこれまでに知られている(例えば、特許文献3及び4)。 There are various known terminal modifiers used for producing such terminal modified polymers, depending on the filler used. As a filler generally used for tires, such as a car, silica and carbon black are mentioned. For example, when silica is used as a filler, a modifier of a type capable of chemically bonding a modified polymer end to a silanol group on the silica surface is being actively studied (for example, Patent Documents 1 and 2) ). Moreover, when using carbon black as a filler, terminal modifiers, such as a tin compound, a dialkyl amino benzophenone type | system | group, N-alkyl lactam type | system | group, etc., are known so far, for example (for example, patent documents 3 and 4).
しかしながら、カーボンブラックをフィラーとして使用する場合の末端変性剤については、近年の報告例が少なく、最近、特に注目されてきた低燃費性や耐摩耗性等を改善する新たな変性剤の開発が期待されている。 However, with regard to terminal modifiers when carbon black is used as a filler, there have been few reported cases in recent years, and development of new modifiers for improving fuel economy, abrasion resistance, etc., which has attracted particular attention recently, is expected It is done.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、低燃費性(低発熱性)や耐摩耗性を改善させるオレフィン系ポリマー用変性剤、変性オレフィン系ポリマー、その製造方法及びゴム組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a modifier for an olefin polymer, a modified olefin polymer, a method for producing the same, and a rubber composition for improving low fuel consumption (low heat buildup) and wear resistance. Intended to provide.
本発明者らは、以上の目的を達成するために、鋭意検討した結果、特定の化学式で表されるベンズイミダゾール化合物を含有したオレフィン系ポリマー用変性剤によって、低燃費性(低発熱性)や耐摩耗性を改善させた変性オレフィン系ポリマー及びゴム組成物が得られることを見出し、本発明に至った。 The inventors of the present invention conducted intensive studies to achieve the above objects, and as a result, it is possible to reduce fuel consumption (low heat buildup) or to use an olefin polymer modifier containing a benzimidazole compound represented by a specific chemical formula. The inventors have found that a modified olefin-based polymer and a rubber composition having improved abrasion resistance can be obtained, resulting in the present invention.
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1] 下記一般式(A)で表されるベンズイミダゾール化合物を含有することを特徴とするオレフィン系ポリマー用変性剤。
That is, the present invention is as follows.
[1] A modifier for an olefin polymer comprising a benzimidazole compound represented by the following general formula (A).
R2は、窒素上の置換基を表し、水素原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基、及び炭素数1〜6のトリアルキルシリル基のいずれかである。
Gは、反応性基を表し、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を有するカルボン酸アルキルエステル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルケトン基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルチオケトン基、及びシアノ基のいずれかである。
Lは、2価の連結基を表し、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキレン基;酸素原子、硫黄原子及びジメチルシリレン基からなる群より選ばれる基を主鎖中に一つ以上含有する炭素数1〜12のヘテロ含有アルキレン基;ビニレン基;並びにエチニレン基のいずれかである。
但し、一般式(A)で表されるベンズイミダゾール化合物の分子量は1000を超えない。)
R 2 represents a substituent on nitrogen, and is any of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, and a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms.
G represents a reactive group, and is a carboxylic acid alkyl ester group having an alkyl group of 1 to 6 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom, or an alkyl of 1 to 6 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom It is any of a ketone group, a C1-C6 alkylthio ketone group which may be substituted by a fluorine atom, and a cyano group.
L represents a divalent linking group, and in the main chain, a group selected from the group consisting of an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom; an oxygen atom, a sulfur atom and a dimethylsilylene group One or more hetero-containing alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms; vinylene group; and ethynylene group.
However, the molecular weight of the benzimidazole compound represented by the general formula (A) does not exceed 1000. )
[2] 下記一般式(A1)で表されるベンズイミダゾール化合物を含有することを特徴とするオレフィン系ポリマー用変性剤。 [2] A modifier for an olefin polymer, comprising a benzimidazole compound represented by the following general formula (A1).
[3] 前記Gが、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルケトン基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルチオケトン基、及びシアノ基のいずれかであり、前記Lが、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキレン基;並びに酸素原子、硫黄原子及びジメチルシリレン基からなる群より選ばれる基を主鎖中に一つ以上含有する炭素数1〜12のヘテロ含有アルキレン基のいずれかであることを特徴とする前記[1]又は[2]記載のオレフィン系ポリマー用変性剤。 [3] Any one of C 1 to C 6 alkyl ketone groups which may be substituted by a fluorine atom, G 1 to C 6 alkylthio ketone group which may be substituted by a fluorine atom, and cyano group And L is a group selected from the group consisting of an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom; and an oxygen atom, a sulfur atom and a dimethylsilylene group in the main chain The modifier for an olefin polymer according to the above [1] or [2], which is any one of the above-described hetero-containing alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms.
[4] トルエン、キシレン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン及びメチルシクロヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも1種の有機溶媒を含有することを特徴とする前記[1]〜[3]いずれか記載のオレフィン系ポリマー用変性剤。 [4] The method according to any one of the above [1] to [3], which contains at least one organic solvent selected from the group consisting of toluene, xylene, n-hexane, n-heptane, cyclohexane and methylcyclohexane. Modifiers for olefin polymers.
[5] 前記[1]〜[4]いずれか記載のオレフィン系ポリマー用変性剤を使用して製造されたことを特徴とする変性オレフィン系ポリマー。 [5] A modified olefin polymer produced using the modifier for an olefin polymer according to any one of the above [1] to [4].
[6] ブタジエン、イソプレン及びスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種のオレフィン系モノマーを使用して製造されたことを特徴とする前記[5]記載の変性オレフィン系ポリマー。 [6] The modified olefin polymer according to the above [5], which is produced using at least one olefin monomer selected from the group consisting of butadiene, isoprene and styrene.
[7] 前記[1]〜[4]いずれか記載のオレフィン系ポリマー用変性剤を用いることを特徴とする変性オレフィン系ポリマーの製造方法。 [7] A method for producing a modified olefin polymer, comprising using the modifier for an olefin polymer according to any one of the above [1] to [4].
[8] 原料として、ブタジエン、イソプレン及びスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種のオレフィン系モノマーを用いることを特徴とする前記[7]記載の変性オレフィン系ポリマーの製造方法。 [8] The method for producing a modified olefin polymer according to the above [7], wherein at least one olefin monomer selected from the group consisting of butadiene, isoprene and styrene is used as a raw material.
[9] 前記[5]又は[6]記載の変性オレフィン系ポリマーとカーボンブラックとを含有することを特徴とするゴム組成物。 [9] A rubber composition comprising the modified olefin polymer according to the above [5] or [6] and carbon black.
以上のように、本発明によれば、低燃費性(低発熱性)や耐摩耗性を改善させるオレフィン系ポリマー用変性剤、変性オレフィン系ポリマー、その製造方法及びゴム組成物を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a modifying agent for an olefin polymer, a modified olefin polymer, a method for producing the same, and a rubber composition, which improve fuel economy (low heat buildup) and wear resistance. it can.
<ベンズイミダゾール化合物:一般式(A)>
本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤の有効成分として使用される、下記一般式(A)で表されるベンズイミダゾール化合物について説明する。
<Benzimidazole Compound: General Formula (A)>
The benzimidazole compound represented by the following general formula (A), which is used as an active component of the modifier for an olefin polymer of the present invention, will be described.
(置換基:R1,R2に関して)
一般式(A)で表されるベンズイミダゾール化合物において、R1は、芳香環上の任意の炭素の置換基を表す。R1は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルオキシ基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のジアルキルアミノ基、炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数1〜6のジ[トリ(アルキル)シリル]アミノ基、ニトロ基、及び水酸基のいずれかである。
nはその個数であり、0〜4の整数である。ここで、nが2以上の場合、R1は、それぞれ同一であっても、異なっていてもよい。また、置換基の位置は特に限定されない。
R2は、窒素上の置換基を表し、水素原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基、及び炭素数1〜6のトリアルキルシリル基のいずれかである。
(Substituent: with respect to R 1 and R 2 )
In the benzimidazole compound represented by the general formula (A), R 1 represents a substituent of any carbon on the aromatic ring. R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, an alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, a fluorine atom C1-C6 dialkylamino group which may be substituted, C1-C6 trialkylsilyl group, C1-C6 di [tri (alkyl) silyl] amino group, nitro group, and hydroxyl group It is either.
n is the number and is an integer of 0 to 4; Here, when n is 2 or more, R 1 may be identical to or different from each other. Also, the position of the substituent is not particularly limited.
R 2 represents a substituent on nitrogen, and is any of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, and a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R1及びR2における、「炭素数1〜6のアルキル」とは、例えば、メチル、エチル等の炭素数1〜6の直鎖状アルキル;例えば、イソプロピル、t−ブチル等の炭素数3〜6の分岐鎖状アルキル;例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等の炭素数3〜6の環状アルキルを表し、「フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル」とは、前記「アルキル」中の水素原子の一部又はすべてがフッ素原子で置換されていてもよいことを表す。 The “C1-C6 alkyl” in R 1 and R 2 means, for example, C1-C6 linear alkyl such as methyl and ethyl; C3-C3 such as isopropyl and t-butyl 6 branched alkyl; for example, cyclic alkyl having 3 to 6 carbon atoms such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl and the like, and "the alkyl having 1 to 6 carbons which may be substituted with a fluorine atom" means the above-mentioned It represents that a part or all of the hydrogen atoms in "alkyl" may be substituted by a fluorine atom.
一般式(A)中、R1として、好ましくは水素原子、ハロゲン原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基であり、より好ましくは水素原子、フッ素原子、トリフルオロメチル基であり、特に好ましくは水素原子である。また、nは、好ましくは0〜2、より好ましくは0(無置換の場合)である。一般式(A)中、R2として、好ましくは水素原子である。よって、本発明のより好ましいオレフィン系ポリマー用変性剤に含有するベンズイミダゾール化合物は下記一般式(A1)で表される。 In the general formula (A), R 1 is preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, and more preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, trifluoro It is a methyl group, particularly preferably a hydrogen atom. Further, n is preferably 0 to 2, more preferably 0 (in the case of no substitution). In the general formula (A), R 2 is preferably a hydrogen atom. Therefore, the benzimidazole compound contained in the more preferable modifier for olefin polymers of this invention is represented by the following general formula (A1).
(反応性基:Gに関して)
一般式(A)又は一般式(A1)中、Gは、反応性基を表し、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を有するカルボン酸アルキルエステル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルケトン基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルチオケトン基、及びシアノ基のいずれかである。また、炭素数1〜6のアルキルケトン基及び炭素数1〜6のアルキルチオケトン基とは、炭素数1〜5の直鎖状、分岐鎖状又は炭素数3〜5の環状のアルキル基を有するケトン基(>C=O)及びチオケトン基(>C=S)を表す。
(Reactive group: about G)
In the general formula (A) or the general formula (A1), G represents a reactive group, and is a carboxylic acid alkyl ester group having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, a fluorine atom It is any of a C1-C6 alkyl ketone group which may be substituted, a C1-C6 alkyl thio ketone group which may be substituted by the fluorine atom, and a cyano group. Moreover, a C1-C6 alkyl ketone group and a C1-C6 alkylthio ketone group have a C1-C5 linear, branched or C3-C5 cyclic alkyl group. It represents a ketone group (> C = O) and a thioketone group (> C = S).
一般式(A)又は一般式(A1)中、Gとして、好ましくはフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルケトン基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルチオケトン基、及びシアノ基のいずれかである。 In the general formula (A) or the general formula (A1), as G, an alkyl ketone group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom, or 1 to 1 carbon which may be substituted by a fluorine atom 6 is either an alkylthio ketone group or a cyano group.
一般式(A)又は一般式(A1)中、Gとして、特に好ましくは炭素数1〜6のアルキルケトン基、トリフルオロメチルケトン基(CF3−C(=O)−)、炭素数1〜6のアルキルチオケトン基、トリフルオロメチルチオケトン基(CF3−C(=S)−)、及びシアノ基のいずれかである。上記に挙げた反応性基は、カーボンゲル量の増加、反応溶媒への溶解性、経済性の観点から好ましい。 In general formula (A) or general formula (A1), as G, an alkyl ketone group having 1 to 6 carbon atoms, a trifluoromethyl ketone group (CF 3 -C (= O)-), and a carbon number of 1 to 4 are particularly preferable. And any one of an alkyl thio ketone group of 6, a trifluoromethyl thio ketone group (CF 3 -C (= S)-), and a cyano group. The reactive group mentioned above is preferable from the viewpoint of the increase in the amount of carbon gel, the solubility in the reaction solvent, and the economy.
(連結基:Lに関して)
一般式(A)又は一般式(A1)中、Lは、ベンズイミダゾール部位と反応性基Gとをつなぐ2価の連結基を表し、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキレン基;酸素原子、硫黄原子及びジメチルシリレン基からなる群より選ばれる基を主鎖中に一つ以上含有する炭素数1〜12のヘテロ含有アルキレン基;ビニレン基;並びにエチニレン基のいずれかである。
(Linking group: L)
In the general formula (A) or the general formula (A1), L represents a divalent linking group connecting a benzimidazole moiety and a reactive group G, and has 1 to 12 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom An alkylene group; one or more groups selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a dimethylsilylene group in the main chain thereof, a hetero-containing alkylene group having 1 to 12 carbon atoms; a vinylene group; and an ethynylene group is there.
Lが、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、デカメチレン基等の炭素数1〜12の直鎖状アルキレン基;ジメチルエチレン基(−CH(CH3)−CH(CH3)−)、ジメチルプロピレン基(−CH(CH3)−CH2−CH(CH3)−)等の炭素数1〜12の分岐鎖状アルキレン基;シクロヘキシレン基、シクロヘキシル−1,4−ジメチレン基(−CH2−C6H10−CH2−)等の炭素数1〜12の環状アルキレン基が挙げられる。さらに、これらのアルキレン基中の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。 Examples of the alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom include linear groups having 1 to 12 carbon atoms such as ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group and decamethylene group. alkylene group; dimethylethylene group (-CH (CH 3) -CH ( CH 3) -), dimethylpropylene group (-CH (CH 3) -CH 2 -CH (CH 3) -) carbon atoms, such as 1 to 12 Branched alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms such as cyclohexylene and cyclohexyl-1,4-dimethylene (-CH 2 -C 6 H 10 -CH 2- ). Furthermore, hydrogen atoms in these alkylene groups may be substituted with fluorine atoms.
また、Lが、酸素原子、硫黄原子及びジメチルシリレン基からなる群より選ばれる基を主鎖中に一つ以上含有する炭素数1〜12のヘテロ含有アルキレン基とは、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、ジメチルシリレン結合を主鎖中に含有する炭素数1〜12の2価の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基を表す。 In addition, a hetero-containing alkylene group having 1 to 12 carbon atoms in the main chain in which L contains at least one group selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a dimethylsilylene group is, for example, an ether bond or a thioether It represents a C1-C12 divalent linear, branched or cyclic alkylene group having a bond or a dimethylsilylene bond in its main chain.
さらに、Lは、不飽和結合を有するビニレン基(−CH2=CH2−)、エチニレン基でもよい。また、ビニレン基、エチニレン基中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。 Furthermore, L may be a vinylene group (-CH 2 = CH 2- ) having an unsaturated bond or an ethynylene group. In addition, hydrogen atoms in the vinylene group and the ethynylene group may be substituted by a fluorine atom.
一般式(A)又は一般式(A1)中、Lとして、好ましくはフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキレン基;並びに酸素原子、硫黄原子及びジメチルシリレン基からなる群より選ばれる基を主鎖中に一つ以上含有する炭素数1〜12のヘテロ含有アルキレン基のいずれかであり、特に好ましくは炭素数2〜12の直鎖状又は分岐鎖状アルキレン基;エーテル結合、チオエーテル結合、ジメチルシリレン結合を主鎖中に含有する炭素数1〜12の2価の直鎖状アルキレン基が挙げられる。上記に挙げた連結基は、反応溶媒への溶解性、経済性の観点から好ましい。 In the general formula (A) or the general formula (A1), as L, preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom; and an oxygen atom, a sulfur atom and a dimethylsilylene group Any one of C1 to C12 hetero-containing alkylene groups containing one or more selected groups in the main chain, particularly preferably a C2 to C12 linear or branched alkylene group; an ether bond And a bivalent linear alkylene group having 1 to 12 carbon atoms containing a thioether bond and a dimethylsilylene bond in the main chain. The linking group mentioned above is preferable from the viewpoint of solubility in a reaction solvent and economy.
本発明においては、一般式(A)で表されるベンズイミダゾール化合物の分子量は、反応溶媒への溶解性、経済性の観点から1000を超えない。 In the present invention, the molecular weight of the benzimidazole compound represented by the general formula (A) does not exceed 1000 from the viewpoint of solubility in a reaction solvent and economy.
<オレフィン系ポリマー用変性剤>
次に、本発明の前記一般式(A)又は前記一般式(A1)で表されるベンズイミダゾール化合物を含有する末端変性剤について説明する。本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤は、前記一般式(A)又は前記一般式(A1)で表されるベンズイミダゾール化合物を有効成分とした、粉末、顆粒、固形又は有機溶媒に溶解若しくは懸濁させた非水性の溶液(均一溶液又はスラリー液)を表す。
<Modifier for olefin polymers>
Next, a terminal modifier containing the benzimidazole compound represented by the general formula (A) or the general formula (A1) of the present invention will be described. The modifier for an olefin polymer according to the present invention is dissolved or suspended in a powder, granules, solid or organic solvent containing the benzimidazole compound represented by the above general formula (A) or the above general formula (A1) as an active ingredient Represents a non-aqueous solution (homogeneous solution or slurry).
本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤を粉末状(パウダー)、顆粒状、固形状で製造する場合、その方法は、前記一般式(A)又は前記一般式(A1)で表されるベンズイミダゾール化合物が安定に存在できる製造方法であれば特に限定されない。また、固形状で製造する場合、例えば、ペレット、タブレット等、その剤型も特に限定されない。また、本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤を用いたオレフィン系ポリマーの重合反応を阻害しない添加物であれば、使用してもよい。 When the modifier for an olefin polymer according to the present invention is produced in the form of powder (powder), granules, or solid, the method includes the benzimidazole compound represented by the general formula (A) or the general formula (A1) Is not particularly limited as long as it is a manufacturing method that can stably exist. Moreover, when manufacturing in solid form, the dosage form, such as a pellet, a tablet, etc. is not specifically limited, either. Moreover, you may use if it is an additive which does not inhibit the polymerization reaction of an olefin polymer using the modifier for olefin polymers of this invention.
本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤を有機溶液(溶液状)として製造する場合、使用される有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン(異性体含む)等の炭素数6〜18の芳香族系溶媒;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン含有芳香族系溶媒;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭素数6〜18の脂肪族系溶媒等が挙げられる。なお、これらの有機溶媒はそれぞれ単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤に使用される有機溶媒として、好ましくはトルエン、キシレン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン及びメチルシクロヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも1種の有機溶媒である。 When the modifier for olefin polymers of the present invention is produced as an organic solution (in the form of solution), examples of the organic solvent to be used include aromatics having 6 to 18 carbon atoms such as benzene, toluene, and xylene (including isomers). Group solvents; halogen-containing aromatic solvents such as chlorobenzene and dichlorobenzene; and aliphatic solvents having 6 to 18 carbon atoms such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, cyclohexane and methylcyclohexane. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. The organic solvent used for the modifier for an olefin polymer of the present invention is preferably at least one organic solvent selected from the group consisting of toluene, xylene, n-hexane, n-heptane, cyclohexane and methylcyclohexane.
また、有機溶媒の量は、前記一般式(A)又は前記一般式(A1)で表されるベンズイミダゾール化合物が溶解又は製造を妨げない程度に懸濁する量であれば特に限定されない。本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤に使用される有機溶媒の量として、前記一般式(A)又は前記一般式(A1)で表されるベンズイミダゾール化合物の全使用量1molに対する濃度は、通常0.001〜5.0mol/L、好ましくは0.01〜1.0mol/Lである。この濃度より多い場合にはあまり深刻な問題はないが、低い場合は反応容器を大きくする必要が生じる場合があり、経済性、反応性の観点から、上記範囲が好ましい。 The amount of the organic solvent is not particularly limited as long as the benzimidazole compound represented by the general formula (A) or the general formula (A1) is suspended to such an extent that the dissolution or production is not hindered. As the amount of the organic solvent used for the modifier for olefin polymers of the present invention, the concentration relative to 1 mol of the total amount of the benzimidazole compound represented by the general formula (A) or the general formula (A1) is usually 0 0.01 to 5.0 mol / L, preferably 0.01 to 1.0 mol / L. If the concentration is higher than this concentration, there is no serious problem, but if the concentration is lower, the reaction vessel may need to be enlarged, and the above range is preferable from the viewpoint of economy and reactivity.
本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤を有機溶液として製造する場合、例えば、前記一般式(A)又は前記一般式(A1)で表されるベンズイミダゾール化合物を有機溶媒に加え、撹拌、超音波処理等にて混合させて調製する。有機溶媒は、例えば、事前に脱水処理されたもの、脱水グレードの市販品等を用いることができるが、水分が多いと重合反応を妨げる場合があるため、前記一般式(A)又は前記一般式(A1)表されるベンズイミダゾール化合物と有機溶媒との合計重量に対する水分量は100ppm以下が好ましく、75ppm以下がより好ましく、50ppm以下がさらに好ましく、30ppm以下が特に好ましい。 When the modifier for an olefin polymer of the present invention is produced as an organic solution, for example, the benzimidazole compound represented by the above general formula (A) or the above general formula (A1) is added to an organic solvent and stirred, ultrasonicated The mixture is prepared by mixing. The organic solvent may be, for example, one previously dehydrated, a commercial product of dehydration grade, or the like, but if there is a large amount of water, the polymerization reaction may be interrupted, so the general formula (A) or the general formula The water content relative to the total weight of the benzimidazole compound and the organic solvent (A1) is preferably 100 ppm or less, more preferably 75 ppm or less, still more preferably 50 ppm or less, and particularly preferably 30 ppm or less.
<変性オレフィン系ポリマーの製造>
次に、本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤を用いた変性オレフィン系ポリマーの製造方法について説明する。本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤を用いた変性オレフィン系ポリマーの製造方法は、本発明の変性オレフィン系ポリマーが得られる限りにおいて特に限定されず、例えば、溶液重合法で合成されたものであっても、乳化重合法で合成されたものであってもよい。変性剤の反応性や操作性の観点から、不活性溶媒を用いた溶液重合法が好適である。
<Production of Modified Olefin-Based Polymer>
Next, a method for producing a modified olefin polymer using the modifier for an olefin polymer of the present invention will be described. The method for producing a modified olefin polymer using the modifier for an olefin polymer of the present invention is not particularly limited as long as the modified olefin polymer of the present invention can be obtained, and for example, it is synthesized by a solution polymerization method. Alternatively, it may be synthesized by an emulsion polymerization method. From the viewpoint of the reactivity and operability of the modifier, a solution polymerization method using an inert solvent is preferable.
(オレフィン系モノマー)
本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤は、オレフィン系モノマーを重合させたときの重合反応性末端を封止する目的で使用される。ここで、製造原料であるオレフィン系モノマーとは、例えば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン又は1,3−ヘキサジエン等のジエン系モノマー;スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン又は2,4−ジイソプロピルスチレン等の芳香族ビニル系モノマー;エチレン、プロピレン、イソブチレン、アクリロニトリル又はアクリル酸エステル等のビニル系モノマーが挙げられる。なお。これらの化合物は、単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。オレフィン系モノマーは、これらの化合物の中でも、ブタジエン、イソプレン及びスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
(Olefin based monomer)
The modifier for an olefin polymer of the present invention is used for the purpose of sealing the polymerization reactive terminal when polymerizing an olefin monomer. Here, the olefin-based monomer which is a production raw material is, for example, butadiene, isoprene, chloroprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, etc. Diene-based monomers; aromatic vinyl-based monomers such as styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene or 2,4-diisopropylstyrene; ethylene, propylene, isobutylene, acrylonitrile or acrylic acid And vinyl monomers such as esters. In addition. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these compounds, the olefin-based monomer is preferably at least one selected from the group consisting of butadiene, isoprene and styrene.
(重合触媒)
ここで、本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤を用いたオレフィン系モノマーの重合反応が可能な重合反応用触媒としては、例えば、特開2015−196759号公報に記載された、n−ブチルリチウム、i−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム等のアルキルリチウム試薬;国際公開第2016/006665号、国際公開第2013/130522号、特開2001−302703号公報等に記載されたチタン、コバルト、ニッケル、ネオジム若しくはガドリニウム等の脂肪族カルボン酸塩又はジケトン配位物等の有機金属化合物と、例えばトリエチルアルミニウム等の有機アルミニウムとの組合せ等が挙げられる。
(Polymerization catalyst)
Here, as a polymerization reaction catalyst capable of polymerization reaction of an olefin monomer using the modifier for an olefin polymer of the present invention, for example, n-butyl lithium described in JP-A-2015-196759, Alkyl lithium reagents such as i-butyllithium, tert-butyllithium, etc .; titanium, cobalt, nickel, neodymium described in WO 2016/006665, WO 2013/130522, JP 2001-302703 etc. Or a combination of an organic metal compound such as an aliphatic carboxylic acid salt such as gadolinium or a diketone coordination substance and an organic aluminum such as triethylaluminum.
(重合におけるオレフィン系ポリマー用変性剤の使用方法)
本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤は、例えば、特開昭58−162604号公報に記載された芳香族ケトン化合物のように、ブタジエン、イソプレン、スチレン等のオレフィン系モノマーの重合体鎖の活性末端と反応させるカップリング剤として働くことで、重合鎖の末端を変性させ、重合鎖の延長反応を停止させることができる。その際、変性剤の使用量(等量)、濃度及び使用温度は特に限定されない。
(Method of using modifier for olefin polymer in polymerization)
The modifier for an olefin-based polymer of the present invention is, for example, an active terminal of a polymer chain of an olefin-based monomer such as butadiene, isoprene or styrene as in the aromatic ketone compound described in JP-A-58-162604. By acting as a coupling agent to be reacted with, it is possible to denature the ends of the polymer chains and to stop the chain extension reaction. At this time, the amount (equivalent amount), concentration and use temperature of the modifying agent are not particularly limited.
(変性オレフィン系ポリマー)
上記製造方法で得られる本発明の変性オレフィン系ポリマーは、例えば、ブタジエン、イソプレン、スチレン等を重合させて得られたオレフィン系ポリマー(ホモポリマー、コポリマー)であって、そのポリマーの分子末端の片側(片末端:下記式(1))又は両側(両末端:下記式(2))が、本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤で処理されたものである。変性剤の導入は、例えば、核磁気共鳴分光法(NMR)等を用いて前記ポリマーにベンズイミダゾール化合物由来のベンゼン環が結合していることから特定できる。しかしながら、結合後のG’を正確に特定することは困難であり、本発明の末端変性オレフィン系ポリマーの化学構造特定を直接的に行うことは困難である。
(Modified olefin polymer)
The modified olefin-based polymer of the present invention obtained by the above production method is, for example, an olefin-based polymer (homopolymer, copolymer) obtained by polymerizing butadiene, isoprene, styrene or the like, and one side of the molecular end of the polymer (One end: the following formula (1)) or both sides (both ends: the following formula (2)) are treated with the modifier for an olefin polymer of the present invention. The introduction of the modifying agent can be specified, for example, from the fact that a benzene ring derived from a benzimidazole compound is bonded to the polymer using nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) or the like. However, it is difficult to accurately identify G ′ after bonding, and it is difficult to directly specify the chemical structure of the terminally modified olefin polymer of the present invention.
(Polymer)
上記式(1)及び上記式(2)中、Polymerとは、例えば、ブタジエン、イソプレン及びスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマーを重合させたオレフィン系ポリマー(ホモポリマー、コポリマー)を表す。
(Polymer)
In the above formulas (1) and (2), Polymer means, for example, an olefin-based polymer (homopolymer, copolymer) obtained by polymerizing at least one monomer selected from the group consisting of butadiene, isoprene and styrene .
ここで、モノマーとして1,3−ブタジエンを重合させたオレフィン系ポリマーの場合、重合物である1,4−ポリブタジエンは、シス−1,4構造が主成分であって、シス−1,4構造含有率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、好ましくは10〜130、より好ましくは15〜80である。さらに5%トルエン溶液粘度(Tcp)は、好ましくは25〜300である。 Here, in the case of an olefin-based polymer obtained by polymerizing 1,3-butadiene as a monomer, the 1,4-polybutadiene which is a polymer is a cis-1,4 structure as a main component and a cis-1,4 structure The content is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) is preferably 10 to 130, more preferably 15 to 80. Furthermore, the 5% toluene solution viscosity (Tcp) is preferably 25 to 300.
(重量平均分子量)
本発明のオレフィン系ポリマー用変性剤を用いて得られる変性オレフィン系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、好ましくは10,000〜3,000,000、より好ましくは100,000〜2,000,000、特に好ましくは100,000〜1,500,000である。また、変性オレフィン系ポリマーの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表される分子量分布は、特に限定されないが、好ましくは1.0〜3.0である。なお、これらの測定は、例えば、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー、ポリスチレン換算)等にて行う。変性オレフィン系ポリマーの重量平均分子量、分子量分布がこの範囲内であると、これを原料として製造されるゴム組成物の加工性と、得られる架橋物の低発熱性とのバランスが特に良好なものとなる。
(Weight average molecular weight)
The weight average molecular weight (Mw) of the modified olefin polymer obtained using the modifier for an olefin polymer of the present invention is not particularly limited, but preferably 10,000 to 3,000,000, more preferably 100,000. -2,000,000, particularly preferably 100,000 to 1,500,000. The molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the modified olefin polymer is not particularly limited, but preferably 1.0 to 3.0. It is. In addition, these measurements are performed by GPC (gel permeation chromatography, polystyrene conversion) etc., for example. If the weight average molecular weight and molecular weight distribution of the modified olefin polymer are within this range, the balance between the processability of the rubber composition produced from this and the low heat buildup of the resulting crosslinked product is particularly good It becomes.
<ゴム組成物>
本発明のゴム組成物は、本発明の変性オレフィン系ポリマーとカーボンブラックとを原料として製造される。
<Rubber composition>
The rubber composition of the present invention is produced using the modified olefin polymer of the present invention and carbon black as raw materials.
使用されるカーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック及びグラファイト等が挙げられる。使用するカーボンブラックは特に限定されないが、例えば、乗用車、トラック、バス等の使用車種やベーストレッド、サイドウォール、カーカス又はビード部等のタイヤの使用部分によって適宜使用するカーボンブラックのグレードが決められる。カーボンブラックの中では、ファーネスブラックがより好ましく、その具体例としては、SAF、ISAF、ISAF−HS、ISAF−LS、IISAF−HS、HAF、HAF−HS、HAF−LS、T−HS、T−NS、MAF、N234及びFEF等が挙げられる。これらのカーボンブラックは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、カーボンブラックの配合量は、特に限定されないが、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、例えば、120重量部以下である。また、シリカ及びカーボンブラックの合計量も、特に限定されないが、ゴム組成物中のゴム成分100重量部に対して、25〜120重量部が好ましく、30〜100重量部がより好ましく、35〜90重量部がさらに好ましい。 Examples of the carbon black to be used include furnace black, acetylene black, thermal black, channel black and graphite. The carbon black to be used is not particularly limited, but the grade of carbon black to be used is appropriately determined depending on the type of car used, such as passenger car, truck, bus, etc., and the used portion of the tire such as base tread, sidewall, carcass or bead. Among carbon blacks, furnace black is more preferable, and specific examples thereof include SAF, ISAF, ISAF-HS, ISAF-LS, IISAF-HS, HAF, HAF-HS, HAF-LS, T-HS, T- NS, MAF, N234, FEF and the like can be mentioned. These carbon blacks can be used alone or in combination of two or more. Further, the compounding amount of carbon black is not particularly limited, but is, for example, 120 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. The total amount of silica and carbon black is also not particularly limited, but is preferably 25 to 120 parts by weight, more preferably 30 to 100 parts by weight, and 35 to 90 parts by weight per 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. Parts by weight are more preferred.
さらに、本発明で使用するカーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、特に限定されないが、好ましくは5〜250m2/g、より好ましくは20〜150m2/g、さらに好ましくは40〜130m2/gである。また、カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸着量も、特に限定されないが、好ましくは5〜200ml/100g、より好ましくは50〜160ml/100g、さらに好ましくは70〜130ml/100gである。カーボンブラックの窒素吸着比表面積がこの範囲であると、低発熱性に特に優れる架橋物を与える、加工性が良好なタイヤ用ゴム組成物等のゴム組成物を得ることができる。 Furthermore, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of the carbon black used in the present invention is not particularly limited, but preferably 5 to 250 m 2 / g, more preferably 20 to 150 m 2 / g, further preferably 40 to 40 It is 130 m 2 / g. Further, the dibutyl phthalate (DBP) adsorption amount of carbon black is also not particularly limited, but is preferably 5 to 200 ml / 100 g, more preferably 50 to 160 ml / 100 g, and still more preferably 70 to 130 ml / 100 g. When the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is in this range, a rubber composition such as a rubber composition for tires having good processability which gives a crosslinked product which is particularly excellent in low heat buildup can be obtained.
(その他添加物)
本発明のゴム組成物は、変性オレフィン系ポリマーとカーボンブラック以外に適宜添加物を加えてもよい。添加物の種類及び量も特に限定されず、例えば、製品仕様や用途等に合わせて適宜使用される。
(Other additives)
The rubber composition of the present invention may contain additives as appropriate in addition to the modified olefin polymer and carbon black. The type and amount of the additive are not particularly limited, and, for example, are appropriately used in accordance with the product specification, application, and the like.
<ゴム組成物の製造方法>
本発明のゴム組成物に、上記カーボンブラックを配合する方法は特に限定されず、例えば、変性オレフィン系ポリマーに上記カーボンブラックを添加して混練する方法(乾式混練法)又は変性オレフィン系ポリマーの溶液に上記カーボンブラックを添加して凝固・乾燥させる方法(湿式混練法)等を適用することができる。
<Method of producing rubber composition>
The method for blending the carbon black into the rubber composition of the present invention is not particularly limited. For example, a method of adding the carbon black to a modified olefin polymer and kneading it (dry kneading method) or a solution of a modified olefin polymer It is possible to apply a method (wet kneading method) or the like in which the above carbon black is added to coagulate and dry.
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、実施例に表す原材料及び合成中間体、使用量、反応条件(温度、時間、反応環境)及び操作等は、本発明の技術的思想から逸脱しない限り適宜変更することができる。即ち、本発明の範囲は、以下に表す実施例に限定されるものではない。 Next, the present invention will be specifically described by way of examples. The raw materials and synthetic intermediates, the amounts used, the reaction conditions (temperature, time, reaction environment) and the operations described in the examples can be appropriately modified without departing from the technical concept of the present invention. That is, the scope of the present invention is not limited to the examples described below.
(実施例1)
まず、実施例1に係る変性剤として、下記式(A1a)で表されるベンズイミダゾール化合物を合成した。具体的には、大気圧下、300mLのナス型フラスコに1,2−ジアミノベンオレフィン10.0g(92.5mmol)とレブリン酸9.9mL(92.5mmol)とを、6N塩酸水溶液100mLに加え、18時間加熱還流した。反応終了後、室温まで冷却した反応液にアンモニア水をゆっくり加えて中和し、次いで酢酸エチル300mLを加えて、有機層を抽出した。得られた有機層は、飽和食塩水100mLで2回洗浄し、硫酸マグネシウム(無水)を用いて乾燥した。次に、乾燥した有機層は、エバポレーターを用いて溶媒を濃縮し、再度、酢酸エチル50mLを加えた。得られた溶液に、IPE/ヘプタン(50/50wt%)200mLを室温下にてゆっくりと加えていき、固体を析出させた。析出した固体を濾取し、目的物である下記式(A1a)で表されるベンゾイミダゾール化合物:4.30gを淡黄色固体として得た(一次晶取得収率:25%)。得られた化合物の分析データは、以下のとおりである。
Example 1
First, as a modifying agent according to Example 1, a benzimidazole compound represented by the following formula (A1a) was synthesized. Specifically, under atmospheric pressure, 10.0 g (92.5 mmol) of 1,2-diaminobenolefin and 9.9 mL (92.5 mmol) of levulinic acid are added to 100 mL of 6 N aqueous hydrochloric acid solution in a 300 mL eggplant-type flask The mixture was heated to reflux for 18 hours. After completion of the reaction, aqueous ammonia was slowly added to the reaction solution cooled to room temperature for neutralization, and then 300 mL of ethyl acetate was added to extract the organic layer. The obtained organic layer was washed twice with 100 mL of saturated brine and dried over magnesium sulfate (anhydrous). Next, the dried organic layer was concentrated using an evaporator, and 50 mL of ethyl acetate was added again. To the resulting solution, 200 mL of IPE / heptane (50/50 wt%) was slowly added at room temperature to precipitate a solid. The precipitated solid was collected by filtration to obtain 4.30 g of a benzimidazole compound represented by the following formula (A1a), which is a target substance, as a pale yellow solid (primary crystal acquisition yield: 25%). The analytical data of the obtained compound are as follows.
(分析データ:式(A1a):4−(1H−ベンゾイミダゾール−2−イル)ブタン−2―オン)
1H−NMR(重アセトン,400MHz δppm):2.05(s,3H),2.17(s,4H),3.08(s,4H),7.05−7.14(m,2H),7.42,7.53(d,2H),11.19(bs,1H)
CI−MS(M+):188
EI−MS(M++1):189
(Analytical data: Formula (A1a): 4- (1H-benzoimidazol-2-yl) butan-2-one)
1 H-NMR (heavy acetone, 400 MHz δ ppm): 2.05 (s, 3 H), 2.17 (s, 4 H), 3.08 (s, 4 H), 7.05 to 7.14 (m, 2 H) ), 7.42, 7.53 (d, 2 H), 11. 19 (bs, 1 H)
CI-MS (M + ): 188
EI-MS (M + +1): 189
次に、得られたベンゾイミダゾール化合物(式(A1a))にトルエンを加えながら加熱溶解させ、約0.2mol/Lのトルエン溶液として実施例1に係るオレフィン系ポリマー用変性剤を得た。 Next, the obtained benzimidazole compound (formula (A1a)) was heated and dissolved while adding toluene to obtain a modifier for an olefin polymer according to Example 1 as a toluene solution of about 0.2 mol / L.
次に、得られた実施例1に係るオレフィン系ポリマー用変性剤を用いて、変性オレフィン系ポリマーを製造した。具体的には、窒素ガスで十分に内部を置換した、攪拌器、温度計、試薬注入口を備えたオートクレーブ(内容量:1.5L)に、内温3℃以下を維持しながら47.8wt%の1,3−ブタジエン−シクロヘキサン溶液600mlを加えた。次いで、この溶液に、10.2wt%トリエチルアルミニウムヘキサン溶液(約0.6M)を7mL(4.2mmol)、5mMのトリス(2,2,6,6−テトラメチルヘプタン−3,5−ジオナト)ガドリウニムのシクロヘキサン溶液3.6mL(18μmol)、4mMのトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのトルエン溶液9mL(36μmol)を、内温を3℃以下に維持しながら添加し、内温を20℃まで昇温し25分間攪拌し、重合反応を行った。反応終了時に、調製した変性剤(ベンゾイミダゾール化合物:500μM量分)を投入して重合反応を停止した。反応終了後、5.0wt%の老化防止剤溶液(Irganox,エタノール/n−ヘプタン(vol/vol)=1/1)を3ml添加して3分間攪拌し、引き続き、エタノールを約300mL加えて、生成したポリマーを析出させた。析出したポリマーを、減圧(真空)下、80℃で3時間真空乾燥し、目的物である実施例1に係る末端変性ポリブタジエン28.2gを白濁したゴム状固体として得た。 Next, a modified olefin-based polymer was manufactured using the obtained modifier for an olefin-based polymer according to Example 1. Specifically, 47.8 wt while maintaining an internal temperature of 3 ° C. or less in an autoclave (internal volume: 1.5 L) equipped with a stirrer, a thermometer, and a reagent inlet, the interior of which has been sufficiently replaced with nitrogen gas 600 ml of a solution of 1% 1,3-butadiene-cyclohexane was added. Then, 7 mL (4.2 mmol) of a 10.2 wt% triethylaluminum hexane solution (about 0.6 M) in this solution, 5 mM tris (2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dionato) Add 3.6 mL (18 μmol) of a solution of gadolinium in cyclohexane and 9 mL (36 μmol) of a 4 mM solution of triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate in toluene while maintaining the internal temperature below 3 ° C, and add the internal temperature to 20 The temperature was raised to ° C., and the mixture was stirred for 25 minutes to carry out a polymerization reaction. At the end of the reaction, the prepared modifier (benzimidazole compound: 500 μM amount) was added to terminate the polymerization reaction. After completion of the reaction, 3 ml of 5.0 wt% anti-aging solution (Irganox, ethanol / n-heptane (vol / vol) = 1/1) is added and stirred for 3 minutes, and then about 300 ml of ethanol is added, The formed polymer was precipitated. The precipitated polymer was vacuum dried at 80 ° C. for 3 hours under reduced pressure (vacuum) to obtain 28.2 g of the terminally modified polybutadiene according to Example 1 as an objective product as a cloudy rubbery solid.
(分析結果)
得られた末端変性ポリブタジエンは、1H−NMR測定(400mHz、重トルエン溶媒)により、ベンゾイミダゾールのベンゼン骨格由来のピーク(δ:8から6ppm間)が観測されたことから、末端変性が行われていると判断した。また、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC,ポリスチレン標準)による分析から、Mn:25.7×104、Mw:71.1×104、Mw/Mn:2.77、また、ムーニー粘度(ML1+4/100℃、JIS−K6300):56.4であった。
(result of analysis)
Since the peak derived from the benzene skeleton of benzimidazole (δ: between 8 and 6 ppm) was observed by 1 H-NMR measurement (400 mHz, heavy toluene solvent), the terminally modified polybutadiene obtained was subjected to terminal modification. I judged that. Also, according to analysis by gel permeation chromatography (GPC, polystyrene standard), Mn: 25.7 × 10 4 , Mw: 71.1 × 10 4 , Mw / Mn: 2.77, Mooney viscosity (ML 1 + 4/4 ) 100 DEG C. , JIS-K6300): 56.4.
(比較例1)
変性剤成分を使用しない以外は実施例1と同様の方法を行い、末端未変性ポリブタジエンを得た。
(Comparative example 1)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that no modifier component was used, to obtain a terminal unmodified polybutadiene.
(カーボンゲル試料の測定)
未加硫ゴムとして実施例1で得られた末端変性ポリブタジエン(1−A1a)約1.0gを使用し、ゴム試験法第3版(日本ゴム協会編、丸善出版)、「3.10 未加硫ゴムの分析方法」項(164−165ページ)に記載の方法に従って、カーボンゲル量を算出した。同様にして、比較例1で得られた末端未変性ポリブタジエンを使用し、カーボンゲル量を算出した。
(Measurement of carbon gel sample)
Using about 1.0 g of the terminally modified polybutadiene (1-A1a) obtained in Example 1 as unvulcanized rubber, rubber test method third edition (Japan Rubber Association ed., Maruzen Publishing Co., Ltd.), “3.10 unadded Method of Analysis of Vulcanized Rubber "The amount of carbon gel was calculated according to the method described in the section (pages 164-165). Similarly, using the terminal unmodified polybutadiene obtained in Comparative Example 1, the amount of carbon gel was calculated.
(カーボンゲル増加率の測定)
カーボンゲル増加率は、市販のブタジエンゴムのカーボンゲル量を1としたときの比較例1、実施例1のカーボンゲル増加率(相対的カーボンゲル増加率)として算出した。その結果を表1に示す。
(Measurement of carbon gel increase rate)
The carbon gel increase rate was calculated as the carbon gel increase rate (relative carbon gel increase rate) of Comparative Example 1 and Example 1 when the amount of carbon gel of a commercially available butadiene rubber was 1. The results are shown in Table 1.
表1より、本発明の変性オレフィン系ポリマーは、未変性のポリマー(BR150L,比較例1)に対して、カーボンゲル量がより増加することが確認された。この結果から、本発明の変性オレフィン系ポリマーを、例えば、タイヤ用のゴムに使用した場合、走行時に生じるタイヤ成分の摩擦に伴う発熱を低減し、低燃費性を改善できることが期待される。 From Table 1, it was confirmed that the amount of carbon gel of the modified olefin polymer of the present invention is more increased than that of the unmodified polymer (BR 150 L, Comparative Example 1). From this result, when the modified olefin polymer of the present invention is used, for example, as a rubber for a tire, it is expected that the heat generation associated with the friction of tire components generated during traveling can be reduced and the fuel economy can be improved.
以上のとおり、本発明のベンズイミダゾール化合物を含有するオレフィン系ポリマー用変性剤は、例えば、ブタジエン、イソプレン、スチレン等のオレフィン系ポリマー(ホモポリマー、コポリマー)製造における変性剤として使用することにより、得られた変性オレフィン系ポリマー(ホモポリマー、コポリマー)を主にベーストレッドやサイドウォールなどに使用可能なタイヤ製造用ゴム組成物等として提供すると低燃費性の改善が期待されるため有用である。
As described above, the modifier for an olefin polymer containing the benzimidazole compound of the present invention is obtained, for example, by using it as a modifier in the production of an olefin polymer (homopolymer, copolymer) such as butadiene, isoprene and styrene. It is useful to provide the modified olefin-based polymer (homopolymer, copolymer) described above mainly as a rubber composition for producing a tire that can be used as a base tread, a sidewall, etc. because improvement in fuel economy is expected.
Claims (9)
R2は、窒素上の置換基を表し、水素原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基、及び炭素数1〜6のトリアルキルシリル基のいずれかである。
Gは、反応性基を表し、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を有するカルボン酸アルキルエステル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルケトン基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキルチオケトン基、及びシアノ基のいずれかである。
Lは、2価の連結基を表し、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキレン基;酸素原子、硫黄原子及びジメチルシリレン基からなる群より選ばれる基を主鎖中に一つ以上含有する炭素数1〜12のヘテロ含有アルキレン基;ビニレン基;並びにエチニレン基のいずれかである。
但し、一般式(A)で表されるベンズイミダゾール化合物の分子量は1000を超えない。) A modifier for an olefin polymer, comprising a benzimidazole compound represented by the following general formula (A).
R 2 represents a substituent on nitrogen, and is any of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, and a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms.
G represents a reactive group, and is a carboxylic acid alkyl ester group having an alkyl group of 1 to 6 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom, or an alkyl of 1 to 6 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom It is any of a ketone group, a C1-C6 alkylthio ketone group which may be substituted by a fluorine atom, and a cyano group.
L represents a divalent linking group, and in the main chain, a group selected from the group consisting of an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom; an oxygen atom, a sulfur atom and a dimethylsilylene group One or more hetero-containing alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms; vinylene group; and ethynylene group.
However, the molecular weight of the benzimidazole compound represented by the general formula (A) does not exceed 1000. )
前記Lが、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキレン基;並びに酸素原子、硫黄原子及びジメチルシリレン基からなる群より選ばれる基を主鎖中に一つ以上含有する炭素数1〜12のヘテロ含有アルキレン基のいずれかであることを特徴とする請求項1又は2記載のオレフィン系ポリマー用変性剤。 G is any one of a C1-C6 alkyl ketone group which may be substituted by a fluorine atom, a C1-C6 alkylthio ketone group which may be substituted by a fluorine atom, and a cyano group; ,
A carbon having at least one group selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a dimethylsilylene group in the main chain, wherein L is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom; The modifier for olefin polymers according to claim 1 or 2, which is any one of the hetero-containing alkylene groups of 1 to 12.
A rubber composition comprising the modified olefin polymer according to claim 5 and carbon black.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017189461A JP2019065102A (en) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | Modifier for olefin polymer, modified olefin polymer, method for producing the same, and rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017189461A JP2019065102A (en) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | Modifier for olefin polymer, modified olefin polymer, method for producing the same, and rubber composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019065102A true JP2019065102A (en) | 2019-04-25 |
Family
ID=66337591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017189461A Pending JP2019065102A (en) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | Modifier for olefin polymer, modified olefin polymer, method for producing the same, and rubber composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2019065102A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20250050688A1 (en) * | 2021-12-17 | 2025-02-13 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Pneumatic tire |
-
2017
- 2017-09-29 JP JP2017189461A patent/JP2019065102A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20250050688A1 (en) * | 2021-12-17 | 2025-02-13 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Pneumatic tire |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101604503B1 (en) | Modified elastomeric polymers | |
| KR101604566B1 (en) | Hydroxyaryl functionalized polymers | |
| TWI515237B (en) | Modified polymer compositions | |
| JP6317477B2 (en) | Functionalized aminosilane-based terminal modifier, method for producing terminal-modified conjugated diene polymer using the same, and terminal-modified conjugated diene polymer prepared thereby | |
| FR2850657A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING MODIFIED DIENE POLYMER RUBBER AND RUBBER COMPOSITION THUS OBTAINED | |
| JP2009221203A (en) | Boron-containing functionalizing agent | |
| TW201134837A (en) | Modified polymer compositions | |
| JPWO2008041631A1 (en) | Modified conjugated diene polymer, production method thereof, rubber composition and use thereof | |
| TW201714896A (en) | Elastomeric polymer | |
| RU2712620C1 (en) | Method of producing modified diene-containing rubber, rubber and a rubber composition based thereon | |
| JP5473940B2 (en) | Functionalized polymers and methods of manufacture and use | |
| CN110072868B (en) | Method for preparing modified polymerization initiator using continuous type reactor | |
| JPWO2018084128A1 (en) | Copolymer rubber, method for producing the same, and crosslinked rubber composition | |
| JP6231991B2 (en) | Functionalized polymer | |
| JP2712622B2 (en) | Method for producing conjugated diene polymer | |
| JP2019065102A (en) | Modifier for olefin polymer, modified olefin polymer, method for producing the same, and rubber composition | |
| JP6897162B2 (en) | Rubber composition for tires and pneumatic tires | |
| JP5665651B2 (en) | MODIFICATOR, MODIFIED CONJUGATED DIENE POLYMER, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, RUBBER COMPOSITION AND PNEUMATIC TIRE | |
| JP5583322B2 (en) | Catalyst system for the synthesis of amine functionalized rubbery polymers | |
| JP2018145239A (en) | Rubber composition for tire and pneumatic tire | |
| JP2019048923A (en) | Modifier for olefinic polymer, modified olefinic polymer, production method thereof, rubber composition and tire | |
| JP6907598B2 (en) | Rubber composition for tires and pneumatic tires | |
| JPH0686550B2 (en) | Rubber composition for tires | |
| US20250296943A1 (en) | Amine-containing vinyldisiloxanes in the manufacture of elastomeric polymers | |
| JP2018145229A (en) | Rubber composition for tire and pneumatic tire |