JP4776155B2 - 水添共重合体 - Google Patents
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Description
上記一次変性水添共重合体及び上記二次変性水添共重合体は、柔軟性、低温特性、衝撃吸収性(低反撥弾性)、接着性に優れる。
本発明はまた、上記水添共重合体と、熱可塑性樹脂及びゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体(以下、しばしば成分(b)と称する)とを包含する水添共重合体組成物;上記一次変性水添共重合体と上記成分(b)とを包含する一次変性水添共重合体組成物;及び上記二次変性水添共重合体と上記成分(b)とを包含する二次変性水添共重合体組成物に関する。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物、及び二次変性水添共重合体組成物は、発泡体、建築材料、制振・防音材料、電線被覆材料などとして有利に用いることができるし、また、架橋剤の存在下で架橋することによって耐熱性等に優れた架橋物を得ることもできる。さらに、本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体及び二次変性水添共重合体は、粘接着性組成物、アスファルト組成物などに有利に用いることができる。
しかしながら、上記のブロック共重合体は、ビニル芳香族炭化水素の含有量が比較的少ない場合、柔軟性は良好であるものの衝撃吸収性に劣るという欠点があり、その用途を更に拡大する上で制約となっている。一方、ビニル芳香族炭化水素の含有量が比較的多い場合には、柔軟性、低温特性に劣るという欠点があり、軟質材料として用いるには不適当である。
また、共役ジエンとビニル芳香族炭化水素とのランダム共重合体であって、ビニル芳香族炭化水素含有量が5〜60重量%であり、かつ共重合体中の共役ジエン部分のビニル結合量が60%以上であるランダム共重合体を水素添加することによって得られる水添ジエン系共重合体とポリプロピレン樹脂とを包含する組成物が開示されている。(例えば、特許文献2参照)
しかし、このブロック共重合体は低温特性が十分でない。
更に、スチレンを主体とする重合体ブロックとブタジエン/スチレンを主体とする共重合体ブロックとを包含するブロック共重合体を水添して得られる水添ブロック共重合体を主成分とする成形材料が開示されている。(例えば、特許文献4参照)
しかしながら、これらの水添共重合体はいずれも柔軟性に乏しく、且つ低温特性が劣るものであった。
本発明の他の目的の1つは、上記水添共重合体を変性して得られる一次変性水添共重合体、該一次変性水添共重合体を変性して得られる二次変性水添共重合体を提供することであって、上記一次変性水添共重合体及び上記二次変性水添共重合体は柔軟性、低温特性、衝撃吸収性(低反撥弾性)、接着性に優れる。
本発明のさらなる1つの目的は、上記水添共重合体、一次変性水添共重合体または二次変性水添共重合体と、熱可塑性樹脂及びゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体(以下、しばしば成分(b)と称する)とを包含する組成物を提供することにある。
本発明の上記及びその他の諸目的、諸特徴ならびに諸利益は、以下の詳細な説明及び請求の範囲の記載から明らかになる。
ビニル芳香族単量体単位からなる重合体ブロック(A)と、共役ジエン単量体単位からなる非水添重合体ブロックを水添して得られる水添重合体ブロック(C)とからなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体ブロック、ただし、共役ジエン単量体単位からなる該非水添重合体ブロックのビニル結合量は30%未満である、及び
共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる非水添ランダム共重合体ブロックを水添して得られる少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)、ただし、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる該非水添ランダム共重合体ブロックのビニル結合量は40%未満である、
を包含してなり、
次の特性(1)〜(6)を有することを特徴とする水添共重合体が提供される。
(1)該ビニル芳香族単量体単位の含有量が該水添共重合体の重量に対して40重量%を越え、95重量%未満であり、
(2)該重合体ブロック(A)の含有量が該水添共重合体の重量に対して0〜60重量%であり、
(3)重量平均分子量が3万〜100万であり、
(4)該共役ジエン単量体単位の二重結合の水添率が75%以上であり、
(5)該水添共重合体に関して得られた動的粘弾性スペクトルにおいて、損失正接(tanδ)のピークが−40℃以上,−10℃未満の範囲に少なくとも1つ存在し、そして
(6)該水添共重合体が水添重合体ブロック(C)を有しない場合には、該水添共重合体に関して得られた示差走査熱量測定(DSC)チャートにおいて、−20〜80℃の範囲に該少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)に起因する結晶化ピークが実質的に存在しない。
1.共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とを含む非水添共重合体を水添して得られる水添共重合体であって、該水添共重合体が、
ビニル芳香族単量体単位からなる重合体ブロック(A)と、共役ジエン単量体単位からなる非水添重合体ブロックを水添して得られる水添重合体ブロック(C)とからなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体ブロック、ただし、共役ジエン単量体単位からなる該非水添重合体ブロックのビニル結合量は30%未満である、及び
共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる非水添ランダム共重合体ブロックを水添して得られる少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)、ただし、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる該非水添ランダム共重合体ブロックのビニル結合量は40%未満である、
を包含してなり、
次の特性(1)〜(6)を有することを特徴とする水添共重合体。
(1)該ビニル芳香族単量体単位の含有量が該水添共重合体の重量に対して40重量%を越え、95重量%未満であり、
(2)該重合体ブロック(A)の含有量が該水添共重合体の重量に対して0〜60重量%であり、
(3)重量平均分子量が3万〜100万であり、
(4)該共役ジエン単量体単位の二重結合の水添率が75%以上であり、
(5)該水添共重合体に関して得られた動的粘弾性スペクトルにおいて、損失正接(tanδ)のピークが−40℃以上,−10℃未満の範囲に少なくとも1つ存在し、そして
(6)該水添共重合体が水添重合体ブロック(C)を有しない場合には、該水添共重合体に関して得られた示差走査熱量測定(DSC)チャートにおいて、−20〜80℃の範囲に該少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)に起因する結晶化ピークが実質的に存在しない。
次の特性(7)及び(8)を更に有することを特徴とする前項1に記載の水添共重合体。
(7)該水添共重合体の重量に対して、該少なくとも1つの水添重合体ブロック(C)の含有量が10〜50重量%であり、該少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)の含有量が30〜90重量%であり、そして該重合体ブロック(A)の含有量が0〜40重量%であり、
(8)該ビニル芳香族単量体単位の含有量が該水添共重合体の重量に対して40重量%を越え、90重量%未満である。
4.少なくとも2つの重合体ブロック(A)及び少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)を包含してなり、
次の特性(9)及び(10)を更に有することを特徴とする前項1に記載の水添共重合体。
(9)該ビニル芳香族単量体単位の含有量が該水添共重合体の重量に対して40重量%を越え、60重量%以下であり、
(10)該少なくとも2つの重合体ブロック(A)の含有量が該水添共重合体の重量に対して5〜60重量%である。
6.建築材料、制振・防音材料又は電線被覆材料であることを特徴とする前項1乃至4のいずれかに記載の水添共重合体。
7.前項1乃至4のいずれかに記載の水添共重合体を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋水添共重合体。
8.前項1乃至4のいずれかに記載の水添共重合体である成分(a−0)を、成分(a−0)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と
該水添共重合体(a−0)以外の熱可塑性樹脂及び該水添共重合体(a−0)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−0)と成分(b)との合計100重量部に対して99〜1重量部
を包含する水添共重合体組成物。
10.建築材料、制振・防音材料又は電線被覆材料であることを特徴とする前項8に記載の水添共重合体組成物。
11.前項8に記載の水添重合体組成物を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋水添共重合体組成物。
12.前項1乃至4のいずれかに記載の水添共重合体(a−0)100重量部、及び
粘着付与剤(n)20〜400重量部
を包含する粘接着性組成物。
13.前項1乃至4のいずれかに記載の水添共重合体(a−0)0.5〜50重量部、及び
アスファルト(o)100重量部
を包含するアスファルト組成物。
15.該一次変性剤基が、水酸基、カルボニル基、チオカルボニル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、カルボキシル基、チオカルボキシル酸基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、ピリジル基、キノリン基、エポキシ基、チオエポキシ基、スルフィド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、ハロゲン化ケイ素基、シラノール基、アルコキシシラン基、ハロゲン化スズ基、アルコキシスズ基、フェニルスズ基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有することを特徴とする前項14に記載の一次変性水添共重合体。
16.該一次変性剤基が下記式(1)〜(14)からなる群より選ばれる式で表される少なくとも1種の官能基を有することを特徴とする前項15に記載の一次変性水添共重合体。
Nは窒素原子、Siは珪素原子、Oは酸素原子、Cは炭素原子、Hは水素原子を表し、
R1 ,R2 は各々独立に水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基を表し、且つ、該炭化水素基は、所望により、各々独立に、水酸基、エポキシ基、アミノ基、シラノール基及び炭素数1〜24のアルコキシシラン基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有してもよく、
各R3 は各々独立に炭素数1〜48の炭化水素基を表し、且つ、所望により、各々独立に、水酸基、エポキシ基、アミノ基、炭素数1〜24の炭化水素基を有するイミノ基,シラノール基及び炭素数1〜24のアルコキシシラン基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有してもよく、
各R4 は各々独立に水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。
18.前項14に記載の一次変性水添共重合体を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋一次変性水添共重合体。
19.前項14に記載の一次変性水添共重合体である成分(a−1)を、成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と、
該一次変性水添共重合体(a−1)以外の熱可塑性樹脂及び該一次変性水添共重合体(a−1)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して(b)99〜1重量部
を包含する一次変性水添共重合体組成物。
20.発泡体であることを特徴とする前項19に記載の一次変性水添共重合体組成物。
21.前項19に記載の一次変性水添共重合体組成物を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋一次変性水添共重合体組成物。
を包含する粘接着性組成物。
23.前項14に記載の一次変性水添共重合体(a−1)0.5〜50重量部、及び
アスファルト(o)100重量部
を包含するアスファルト組成物。
24.二次変性剤を前項14に記載の一次変性水添共重合体と反応させることによって得られる二次変性水添共重合体であって、該二次変性剤は該一次変性水添共重合体の一次変性剤基の官能基と反応性を有する官能基を有することを特徴とする二次変性水添共重合体。
25.該二次変性剤の該官能基が、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基、エポキシ基、シラノール基及びアルコキシシラン基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前項24に記載の二次変性水添共重合体。
27.前項24に記載の二次変性水添共重合体を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋二次変性水添共重合体。
28.前項24に記載の二次変性水添共重合体である成分(a−2)を、成分(a−2)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と
該二次変性水添共重合体(a−2)以外の熱可塑性樹脂及び該二次変性水添共重合体(a−2)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−2)と成分(b)との合計100重量部に対して99〜1重量部
を包含する二次変性水添共重合体組成物。
30.前項28に記載の二次変性水添共重合体組成物を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋二次変性水添共重合体組成物。
31.前項24に記載の二次変性水添共重合体(a−2)100重量部、及び 粘着付与剤(n)20〜400重量部
を包含する粘接着性組成物。
32.前項24に記載の二次変性水添共重合体(a−2)0.5〜50重量部、及び
アスファルト(o)100重量部
を包含するアスファルト組成物。
本発明において、重合体を構成する各単量体単位の命名は、該単量体単位が由来する単量体の命名に従っている。例えば、「ビニル芳香族単量体単位」とは、単量体であるビニル芳香族化合物を重合した結果生ずる、重合体の構成単位を意味し、その構造は、置換ビニル基に由来する置換エチレン基の二つの炭素が結合部位となっている分子構造である。また、「共役ジエン単量体単位」とは、単量体である共役ジエンを重合した結果生ずる、重合体の構成単位を意味し、その構造は、共役ジエン単量体に由来するオレフィンの二つの炭素が結合部位となっている分子構造である。
上記重合体ブロック(A)及び水添重合体ブロック(C)は、物理架橋点のような役割を果たすので、「拘束相」と称する。これに対して、上記水添共重合体ブロック(B)は、「非拘束相」と称する。
また、本発明の水添共重合体が水添重合体ブロック(C)を有する場合、架橋性が良好である。
示差走査熱量測定(DSC)チャートにおいて−20〜80℃の範囲に水添重合体ブロック(B)に起因する結晶化ピークが実質的に存在しない水添共重合体は、柔軟性が良好である。上記のような−20〜80℃の範囲に水添共重合体ブロック(B)に起因する結晶化ピークが実質的に存在しない水添共重合体は、後述するようなビニル結合量調整剤や、共役ジエンとビニル芳香族化合物とのランダム共重合性を調整するための、後述するような調整剤を用いて後述するような条件下で重合反応を行うことによって得られる非水添共重合体を水添することによって得られる。
結晶化ピーク温度及び結晶化ピーク熱量は、示差走査熱量測定装置を用いて測定することができる。
本発明の水添共重合体におけるビニル芳香族単量体単位の含有量は、水添共重合体に対して40重量%を越え、95重量%未満である。本発明の水添共重合体は、ビニル芳香族単量体単位の含有量が上記の範囲にあるので、柔軟性、低温特性、衝撃吸収性(低反撥弾性)に優れる。柔軟性、低温特性の点からは、ビニル芳香族単量体単位の含有量は、好ましくは40重量%を越え<80重量%以下、更に好ましくは45重量%を越え<70重量%以下<とりわけ好ましくは45重量%を越え、60重量%以下である。特に、水添共重合体が水添重合体ブロック(C)を有しない場合、ビニル芳香族単量体単位の含有量は、好ましくは40重量%を越え、90重量%以下、より好ましくは45重量%を超え、85重量%以下、更に好ましくは50重量%を超え、80重量%以下である。
ビニル芳香族単量体単位の水添共重合体に対する含有率は、ビニル芳香族単量体単位のベース非水添共重合体に対する含有率とほぼ等しいので、ビニル芳香族単量体単位の水添共重合体に対する含有率は、ベース非水添共重合体に対する含有率として求める。ビニル芳香族単量体単位の水添共重合体に対する含有率は、ベース非水添共重合体を検体として、紫外分光光度計を用いて測定する。
ビニル芳香族重合体ブロック(A)の含有量(重量%)=(ベース非水添共重合体中のビニル芳香族重合体ブロック(A)の重量/ベース非水添共重合体の重量)×100。
なお、重合体ブロック(A)の水添共重合体に対する含有率を直接測定する場合には、水添共重合体を検体として、核磁気共鳴装置(NMR)を用いて行うことができる(Y.Tanaka,et al.,RUBBER CHEMISTRY and TECHNOLOGY 54,685(1981)に記載の方法;以後、「NMR法」と称する)。
Os値=−0.012(Ns値)2 +1.8Ns値)−13.0
従って、本発明においてNMR法によって重合体ブロック(A)の水添共重合体に対する含有率(Ns値)を求めた場合には、上記式に基づいてNs値をOs値に換算する。
上記のように、水添重合体ブロック(C)は共役ジエン単量体単位からなる非水添重合体ブロックを水添して得られる。水添重合体ブロック(C)の含有量は、上記非水添重合体ブロックを製造する際の共役ジエン単量体の添加量から求められる。なお、水添重合体ブロック(C)の水添共重合体に対する含有率は、上記非水添重合体ブロックのベース非水添共重合体に対する含有率とほぼ等しいので、水添重合体ブロック(C)の水添共重合体に対する含有率は、上記非水添重合体ブロックのベース非水添共重合体に対する含有率として求める。
本発明において、分子量分布(Mw/Mn)(重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比)は、好ましくは10以下、さらに好ましくは1.01〜8、特に好ましくは1.1〜5である。成形加工性を重視する場合、好ましくは1.3〜5、さらに好ましくは1.5〜5、ことさら好ましくは1.6〜4.5、特に好ましくは1.8〜4である。
上記のように、本発明の水添共重合体は共役ジエン単量体単位とビニル芳香族化合物単量体単位とを含む非水添共重合体(即ち、ベース非水添共重合体)を水添して得られる。本発明の水添共重合体の該共役ジエン単量体単位の二重結合の水添率は、75〜100%である。水添率は、衝撃吸収性、取り扱い性(耐ブロッキング性)の点から、好ましくは80〜100%、更に好ましくは85〜100%、特に好ましくは90〜100%である。
なお、水添共重合体におけるビニル芳香族単量体単位の二重結合の水添率に関しては特に限定はないが、水添率は好ましくは50%以下、更に好ましくは30%以下、特に好ましくは20%以下である。
水添共重合体における上記水添率は、核磁気共鳴装置を用いて測定することができる。
動的粘弾性スペクトルにおける損失正接(tanδ)のピークは、粘弾性測定解析装置を用い、周波数を10Hzとして測定される。
上記のように、水添共重合体ブロック(B)は、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる非水添ランダム共重合体ブロックを水添して得られる。上記非水添ランダム共重合体における共役ジエン単量体単位のミクロ構造(シス、トランス、ビニルの比率)は、後述する極性化合物等の使用により任意に変えることができる。本発明において、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる非水添ランダム共重合体ブロック中の共役ジエン単量体単位のビニル結合量は、40%未満である{以下、1,2−ビニル結合と3,4−ビニル結合との合計量(但し、共役ジエンとして1,3−ブタジエンを使用した場合には、1,2−ビニル結合量)を単にビニル結合量と称する。}。衝撃吸収性、取り扱い性(耐ブロッキング性)の点から、ビニル結合量は、好ましくは5〜35%、さらに好ましくは8〜30%、特に更に好ましくは10〜25%である。
上記のビニル結合量は、ベース非水添共重合体を検体として赤外分光光度計を用いて測定される。
上記のように、本発明の水添共重合体は、拘束相としての少なくとも1つの重合体ブロックと、非拘束相としての少なくとも1つの共重合体ブロックとを包含する。本発明の水添共重合体が拘束相としての重合体ブロックを少なくとも2個有する場合、該水添共重合体は引張残留歪率が小さい。引張残留歪率は、好ましくは50%以下、更に好ましくは30%以下、更に好ましくは25%以下、とりわけ好ましくは20%以下である。ここで引張残留歪率とは、引張破断試験において試験片を破断するまで引っ張り、破断して24時間後の残留伸びを破断伸びで除した値(%)である。
(C−B)n 、 C−(B−C)n 、 B−(C−B)n 、
[(C−B)n ]m −X、 [(B−C)n −B]m −X、
[(C−B)n −C]m −X、
C−(B−A)n 、C−(A−B)n 、
C−(A−B−A)n 、C−(B−A−B)n 、
A−C−(B−A)n 、A−C−(A−B)n 、
A−C−(B−A)n −B、[(A−B−C)n ]m −X、
[A−(B−C)n ]m −X、[(A−B)n −C]m −X、
[(A−B−A)n −C]m −X、
[(B−A−B)n −C]m −X、[(C−B−A)n ]m −X、
[C−(B−A)n ]m −X、
[C−(A−B−A)n ]m −X、
[C−(B−A−B)n ]m −X
(A−B)n+1 、 A−(B−A)n 、
B−(A−B)n+1 、
[(A−B)n ]m −X、 [(B−A)n −B]m −X、
[(A−B)n −A]m −X、 [(B−A)n+1 ]m −X
上記のように、本発明の水添共重合体は、該水添共重合体に関して得られた動的粘弾性スペクトルにおいて、損失正接(tanδ)のピークが−40℃以上、−10℃未満の範囲に少なくとも1つ存在することが必要であり、上記範囲に存在する損失正接のピークは、水添共重合体ブロック(B)(共役ジエン単量体単位とビニル芳香族化合物と単量体単位とからなる非水添ランダム共重合体ブロックを水添して得られる水添共重合体ブロック)に起因するピークである。上記範囲以外においては、損失正接(tanδ)のピークが存在しても存在しなくてもよい。たとえば、本発明の水添共重合体は、上記範囲以外にピークを有する重合体ブロックを含んでいてもよい。そのような重合体ブロックの例として、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる非水添共重合体ブロック(ただし、ビニル芳香族単量体単位の含有量が50重量%を超える)を水添して得られる水添共重合体ブロック、及び、ビニル結合量が30%以上である共役ジエン単量体単位からなる非水添重合体ブロックを水添して得られる水添重合体ブロックが挙げられる。但し、水添共重合体がこれらの重合体ブロックを含有するとき、該水添共重合体に関して得られた示差走査熱量測定(DSC)チャートにおいて、−20〜80℃、好ましくは−50〜100℃の範囲に結晶化ピークが実質的に存在しないことが推奨される。
本発明において、共役ジエンは1対の共役二重結合を有するジオレフィンである。共役ジエンの例として、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(即ちイソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエンが挙げられる。これらのうち特に好ましいのは1,3−ブタジエン及びイソプレンである。これらは一種のみならず二種以上を使用してもよい。
上記のように、本発明の水添共重合体は、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とを含む非水添共重合体を水添して得られる。該非水添共重合体の製造方法については特に限定はなく、公知の方法を用いることができる。例えば、炭化水素溶媒中で有機アルカリ金属化合物等の重合開始剤を用いてアニオンリビング重合により製造することができる。炭化水素溶媒の例として、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタンなどの脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘプタンなどの脂環式炭化水素類;及びベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素が挙げられる。
第3級アミン化合物の例として、式R1 R2 R3 N(ただし、R1 、R2 、R3 はそれぞれ独立して炭素数1から20の炭化水素基または第3級アミノ基を有する炭化水素基である)で表される化合物が挙げられる。具体的には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、N−エチルピペリジン、N−メチルピロリジン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラエチルエチレンジアミン、1,2−ジピペリジノエタン、トリメチルアミノエチルピペラジン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルエチレントリアミン、N,N’−ジオクチル−p−フェニレンジアミン等が挙げられる。
(1)Ni、Pt、Pd、Ru等の金属をカーボン、シリカ、アルミナ、ケイソウ土等に担持した担持型不均一系水添触媒、
(2)Ni、Co、Fe、Cr等の有機酸塩又はアセチルアセトン塩などの遷移金属塩を有機アルミニウム等の還元剤とともに用いる、いわゆるチーグラー型水添触媒、及び
(3)Ti、Ru、Rh、Zr等の有機金属化合物等のいわゆる有機金属錯体等の均一系水添触媒。
チタノセン化合物としては、特開平8−109219号公報に記載された化合物が使用できる。具体的には、ビスシクロペンタジエニルチタンジクロライド、モノペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリクロライド等の(置換)シクロペンタジエニル骨格、インデニル骨格あるいはフルオレニル骨格を有する配位子を少なくとも1つ以上有する化合物が挙げられる。また、還元性有機金属化合物の例としては、有機リチウム等の有機アルカリ金属化合物、有機マグネシウム化合物、有機アルミニウム化合物、有機ホウ素化合物、有機亜鉛化合物が挙げられる。
上記の水添反応により、水添共重合体の溶液が得られる。水添共重合体の溶液から必要に応じて触媒残査を除去し、水添共重合体を溶液から分離する。溶媒を分離する方法の例としては、水添後の反応液にアセトンまたはアルコール等の水添共重合体に対する貧溶媒となる極性溶媒を加えて重合体を沈澱させて回収する方法;反応液を撹拌下熱湯中に投入し、スチームストリッピングにより溶媒を除去して回収する方法;及び重合体溶液を直接加熱して溶媒を留去する方法、が挙げられる。
なお、本発明の水添共重合体には、各種フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤、アミン系安定剤等の安定剤を添加することができる。
官能基含有一次変性剤基の例として、水酸基、カルボニル基、チオカルボニル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、カルボキシル基、チオカルボキシル酸基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、ピリジル基、キノリン基、エポキシ基、チオエポキシ基、スルフィド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、ハロゲン化ケイ素基、シラノール基、アルコキシシラン基、ハロゲン化スズ基、アルコキシスズ基、フェニルスズ基等からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有するものが挙げられる。上記の官能基のうち、水酸基、エポキシ基、アミノ基、シラノール基、アルコキシシラン基が好ましい。
水酸基、エポキシ基、アミノ基、シラノール基及びアルコキシシラン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する一次変性剤基の好ましい例として、下記式(1)〜(14)からなる群より選ばれる式で表される少なくとも1種の官能基を有するものが挙げられる。
Nは窒素原子、Siは珪素原子、Oは酸素原子、Cは炭素原子、Hは水素原子を表し、
R1 ,R2 は各々独立に水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基を表し、且つ、該炭化水素基は、所望により、各々独立に、水酸基、エポキシ基、アミノ基、シラノール基及び炭素数1〜24のアルコキシシラン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有してもよく、
各R3 は各々独立に炭素数1〜48の炭化水素基を表し、且つ、所望により、各々独立に、水酸基、エポキシ基、アミノ基、炭素数1〜24の炭化水素基を有するイミノ基、シラノール基及び炭素数1〜24のアルコキシシラン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有してもよく、
各R4 は各々独立に水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。
上記式(1)〜(6)の官能基を有する変性剤の例としては、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラグリシジル−p−フェニレンジアミン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルオルソトルイジン、N−(1,3−ジブチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、4−ジ(β−トリメトキシシリルエチル)アミノスチレン、4−ジ(β−トリエトキシシリルエチル)アミノスチレン、4−ジ(γ−トリメトキシシリルプロピル)アミノスチレン、4−ジ(γ−トリエトキシシリルプロピル)アミノスチレンが挙げられる。
上記式(8)の官能基を有する変性剤の例としては、4−メトキシベンゾフェノン、4−エトキシベンゾフェノン、4,4’−ビス(メトキシ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エトキシ)ベンゾフェノン、γ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。 上記式(9)及び(10)の官能基を有する変性剤の例としては、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシランが挙げられる。
また、上記式(13)及び(14)の官能基を有する一次変性剤基を有する一次変性水添共重合体は、それぞれ、上記式(11)及び(12)の官能基を有する一次変性剤基を用いて得られる非水添変性共重合体を水添することによって得られる。
本発明の一次変性水添共重合体は、本発明の水添共重合体を変性することによっても製造できるし、また、ベース非水添共重合体を変性してから水添することによっても製造できる。
たとえば、ベース非水添共重合体を変性してから水添する場合、有機リチウム化合物を重合触媒として上述のような方法で得たベース非水添共重合体のリビング末端に、上記一次変性剤と反応させることにより一次変性非水添共重合体を得、得られた一次変性非水添共重合体を水添することにより、本発明の一次変性水添共重合体が得られる。
なお、変性剤の種類により、一次変性剤を反応させた段階で水酸基やアミノ基等は有機金属塩となっていることもあるが、その場合には水やアルコールなどの活性水素を有する化合物で処理することにより、水酸基やアミノ基等にすることができる。
本発明においては、ベース非水添共重合体のリビング末端に一次変性剤を反応させた後に、変性されていない共重合体が変性共重合体に混在していてもよい。一次変性水添共重合体に混在する未変性の重合体の量は、一次変性水添共重合体の重量に対して好ましくは70重量%以下、より好ましくは60重量%以下、更に好ましくは50重量%以下である。
二次変性剤の官能基の好ましい例として、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基、エポキシ基、シラノール基及びアルコキシシラン基から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。二次変性剤は上記の官能基を少なくとも2種有することが特に好ましい。但し、官能基が酸無水物基である場合は、酸無水物基を1個のみ有する二次変性剤も特に好ましい。一次変性水添共重合体に二次変性剤を反応させる場合の二次変性剤の量は、一次変性水添共重合体に結合されている一次変性剤の官能基1当量あたり、通常0.3〜10モル、好ましくは0.4〜5モル、更に好ましくは0.5〜4モルである。
酸無水物基を有する二次変性剤の例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水ピロメリット酸、シス−4−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキシテトラヒドロキシフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン−ジカルボン酸無水物が挙げられる。
エポキシ基を有する二次変性剤の例としては、テトラグリジジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、エチレングリコールジグリシジル、プロピレングリコールジグリシジル、テレフタル酸ジグリシジルエステルアクリレートが挙げられる。さらに、一次変性水添共重合体を得るために使用される一次変性剤として記載した上記のエポキシ化合物が挙げられる。
シラノール基を有する二次変性剤の例としては、一次変性水添共重合体を得るために使用される一次変性剤として記載した上記のアルコキシシラン化合物の加水分解物が挙げられる。
本発明において特に好ましい二次変性剤の例として、カルボキシル基を2個以上有するカルボン酸又はその酸無水物、及び、酸無水物基、イソシアネート基、エポキシ基、シラノール基、アルコキシシラン基を2個以上有する架橋剤が挙げられる。具体例として、無水マレイン酸、無水ピロメリット酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、トルイレンジイソシアナート、テトラグリジジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)−テトラスルファンが挙げられる。
α、β−不飽和カルボン酸又はその誘導体の添加量は、水添共重合体100重量部当たり、通常0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量部である。
グラフト変性する場合の反応温度は、好ましくは100〜300℃、より好ましくは120〜280℃である。
グラフト変性する方法の詳細については、例えば、特開昭62−79211号公報を参照できる。
本発明の水添共重合体(以下、しばしば「成分(a−0)」と称する)、一次変性共重合体(以下、しばしば「成分(a−1)」と称する)または二次変性共重合体(以下、しばしば「成分(a−2)」と称する)を他の重合体と組み合わせることにより、各種成形材料に適した組成物を得ることができる。以下、このような組成物について説明する(以下、本発明の水添共重合体、一次変性共重合体及び二次変性共重合体を総称して、しばしば「成分(a)」と称する)。
本発明の水添共重合体である成分(a−0)を、成分(a−0)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と、
該水添共重合体(a−0)以外の熱可塑性樹脂及び該水添共重合体(a−0)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−0)と成分(b)との合計100重量部に対して99〜1重量部、
を包含する。
本発明の一次変性水添共重合体組成物は、
本発明の一次変性水添共重合体である成分(a−1)を、成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と、
該一次変性水添共重合体(a−1)以外の熱可塑性樹脂及び該一次変性水添共重合体(a−1)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して(b)99〜1重量部、
を包含する。
本発明の二次変性水添共重合体である成分(a−2)を、成分(a−2)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と、
該二次変性水添共重合体(a−2)以外の熱可塑性樹脂及び該二次変性水添共重合体(a−2)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−2)と成分(b)との合計100重量部に対して99〜1重量部、
を包含する。
上記の水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物及び二次変性水添共重合体組成物のいずれの場合においても、成分(a)/成分(b)重量比は、好ましくは2/98〜90/10、更に好ましくは5/95〜70/30である。
成分(b)としての熱可塑性樹脂の例としては、共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体とのブロック共重合樹脂、及びその水添物(但し、本発明の水添共重合体とは異なる);前記のビニル芳香族単量体の重合体;前記のビニル芳香族単量体と他のビニル単量体(例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリルメチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)との共重合樹脂;ゴム変性スチレン系樹脂(HIPS);アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS);メタクリル酸エステル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(MBS)が挙げられる。
成分(b)としての上記の熱可塑性樹脂の数平均分子量は、通常1,000以上、好ましくは5,000〜500万、更に好ましくは1万〜100万である。上記の熱可塑性樹脂の数平均分子量はGPCによって測定できる。
成分(b)としてのゴム状重合体のさらなる例としては、エピクロルヒドリンゴム;α,β−不飽和ニトリル−アクリル酸エステル−共役ジエン共重合ゴム;ウレタンゴム;多硫化ゴム;スチレン−ブタジエンブロック共重合体及びその水添物;スチレン−イソプレンブロック共重合体及びその水添物等のスチレン系エラストマー;天然ゴムが挙げられる。
上記ゴム状重合体は、官能基(カルボキシル基、カルボニル基、酸無水物基、水酸基、エポキシ基、アミノ基、シラノ−ル基、アルコキシシラン基等)を付与した変性ゴムであってもよい。
上記のゴム状重合体の数平均分子量は、好ましくは1万以上、より好ましくは2万〜100万、更に好ましくは3万〜80万である。上記の熱可塑性樹脂の数平均分子量はGPCによって測定できる。
成分(b)は、2種以上を併用してもよい。併用する場合は、熱可塑性樹脂同士を用いてもよいし、ゴム状重合体同士を用いてもよいし、熱可塑性樹脂とゴム状重合体とを併用してもよい。
成分(a−1)を成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量%、好ましくは2〜90重量%、更に好ましくは5〜70重量%、
上記成分(b)を成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して99〜1重量%、好ましくは98〜10重量%、更に好ましくは95〜30重量%、及び
上記二次変性剤を成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して0.01〜20重量部、好ましくは0.02〜10重量部、更に好ましくは0.05〜7重量部、
を包含する組成物を得ることもできる。
成分(b)が熱可塑性樹脂である場合、成分(a−1)/成分(b)重量比は、好ましくは2/98〜90/10、さらに好ましくは5/95〜60/40、特に好ましくは10/90〜40/60である。
添加剤の例として、「ゴム・プラスチック配合薬品」(ラバーダイジェスト社編)などに記載された添加剤が挙げ混合物等が挙げられる。具体例として、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、マイカ、けい酸(ホワイトカーボン)、酸化チタン等の無機充填剤;カーボンブラック、酸化鉄等の顔料;ステアリン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、エチレンビスステアロアミド等の滑剤;離型剤;有機ポリシロキサン、ミネラルオイル等の可塑剤;ヒンダードフェノール系酸化防止剤、りん系熱安定剤等の酸化防止剤;ヒンダードアミン系光安定剤;ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;難燃剤;帯電防止剤、有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、金属ウィスカ等の補強剤;着色剤などである。これらの添加剤は、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物に、シリカ系無機充填剤、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸化物、カーボンブラックからなる群より選ばれる少なくとも1種の補強性充填剤(以下、しばしばこれらを成分(c)と称する)を配合して補強性充填剤配合物を調製することができる。補強性充填剤配合物における成分(c)の配合量は、成分(a)または(A)の100重量部に対して0.5〜100重量部、好ましくは5〜100重量部、更に好ましくは20〜80重量部である。補強性充填剤配合物における成分(b)の量は、成分(a)100重量部に対して、好ましくは0〜500重量部、さらに好ましくは5〜300重量部、特に好ましくは10〜200重量部である。
補強性充填剤として用いる金属水酸化物は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化ジルコニウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、酸化錫の水和物、硼砂等の無機金属化合物の水和物等の水和系無機充填材であり、中でも水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムが好ましい。
補強性充填剤として用いる金属炭酸化物としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。
また、補強性充填剤として、FT、SRF、FEF、HAF、ISAF、SAF等の各クラスのカーボンブラックが使用でき、窒素吸着比表面積が50mg/g以上、DBP(フタル酸ジブチル)吸油量が80ml/100gのカーボンブラックが好ましい。
架橋剤として用いる有機過酸化物(以下、しばしばこれを成分(e)と称する)としては、臭気性やスコーチ安定性(各成分の混合時の条件下では架橋しないが、架橋反応条件にした時には速やかに架橋する特性)の点で、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3,1,3−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルペルオキシ)バレレート、ジ−ter−ブチルパーオキサイドが好ましい。上記以外には、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、p−クロロベンゾイルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、tert−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルクミルペルオキシドなども用いることができる。
また上記の有機過酸化物を使用して補強性充填剤配合物を架橋する際には、特に架橋促進剤として硫黄;p−キノンジオキシム、p,p’−ジベンゾイルキノンジオキシム、N−メチル−N−4−ジニトロソアニリン、ニトロソベンゼン、ジフェニルグアニジン、トリメチロールプロパン−N,N’−m−フェニレンジマレイミド等のペルオキシ架橋用助剤(以下、しばしば成分(g)と称する);ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリルメタクリレート等の多官能性メタクリレート単量体;ビニルブチラート、ビニルステアレート等の多官能性ビニル単量体(以下、しばしばこれを成分(h)と称する)などを有機過酸化物と併用することもできる。このような架橋促進剤は、上記成分(a)または(A)の100重量部に対し通常0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜15重量部の割合で用いられる。
補強性充填剤配合物の加工性を改良するために、ゴム用軟化剤(以下、しばしば成分(i)と称する)を配合してもよい。ゴム用軟化剤には、鉱物油や、液状もしくは低分子量の合成軟化剤が適している。中でも、一般にゴムの軟化、増容、加工性向上に用いる、ナフテン系及び/又はパラフィン系のプロセスオイル又はエクステンダーオイルが好ましい。鉱物油系ゴム用軟化剤は、芳香族環、ナフテン環及びパラフィン鎖の混合物である。ここで、パラフィン鎖の炭素数が全炭素の50%以上を占めるものがパラフィン系と呼ばれ、ナフテン環の炭素数が30〜45%のものがナフテン系、また芳香族炭素数が30%を超えるものが芳香族系と呼ばれる。補強性充填剤配合物には合成軟化剤を用いてもよく、ポリブテン、低分子量ポリブタジエン、流動パラフィン等が使用可能である。しかし、上記の鉱物油系ゴム用軟化剤が好ましい。補強性充填剤配合物におけるゴム用軟化剤の配合量は、上記成分(a)または(A)の100重量部に対して0〜100重量部、好ましくは10〜90重量部、更に好ましくは30〜90重量部である。ゴム用軟化剤の量が100重量部を超える場合、ブリードアウトを生じやすく、組成物表面にベタツキを生ずる恐れがある。
上記成分(a)または(A)と補強性充填剤とを包含する補強性充填剤配合物は、建築材料、電線被覆材や制振材料などとして用いることができる。また、その架橋組成物は、その特徴を生かしてタイヤ用途や防振ゴム、ベルト、工業用品、履物、発泡体などに適用することができる。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物を、架橋剤の存在下で架橋して、架橋物(即ち、それぞれ、架橋水添共重合体、架橋一次変性水添共重合体、架橋二次変性水添共重合体、架橋水添共重合体組成物、架橋一次変性水添共重合体組成物、架橋二次変性水添共重合体組成物)とすることができる。架橋することにより、耐熱性[高温C−Set(compression set )]や耐屈曲性を向上することができる。上記架橋物において、成分(a)(即ち、水添共重合体、一次変性水添共重合体または二次変性水添共重合体)の成分(b)に対する重量比、即ち成分(a)/成分(b)重量比は、通常10/90〜100/0、好ましくは20/80〜90/10、更に好ましくは30/70〜80/20である。
架橋剤として使用する有機過酸化物としては、前述の成分(e)が挙げられる。有機過酸化物を使用して架橋する際には、架橋促進剤として前述の成分(f)を使用することができ、また前述の成分(g)や成分(h)などを併用することもできる。これらの架橋促進剤の使用量は、上記成分(a)または(A)の100重量部に対し、通常0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜15重量部である。
本発明の架橋物は、補強性充填剤配合物の架橋組成物と同様に、タイヤ用途や防振ゴム、ベルト、工業用品、はきもの、発泡体などに適用でき、更には医療用器具材料や食品包装材料としても用いることができる。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物は、発泡体としても用いることができる。この場合、通常、本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物に充填剤(以下、これを成分(j)と称する)を配合した組成物を調製し、これを発泡させることにより発泡体を得ることができる。上記発泡体において、成分(b)の量は、成分(a)に対して通常5〜95重量%、好ましくは5〜90重量%、更に好ましくは5〜80重量%である。
また、充填剤(j)の配合量は、発泡体を構成する組成物全体に対して通常5〜95重量%であり、好ましくは10〜80重量%、更に好ましくは20〜70重量%である。
本発明の発泡体を得るための発泡方法には、化学的方法や物理的方法がある。いずれの方法においても、無機系発泡剤や有機系発泡剤等の化学的発泡剤、或いは物理発泡剤(以下、両者をしばしば成分(k)と称する)を添加することにより、組成物内部に気泡を分布させる。
また、本発明の発泡体は、望むならば架橋することもできる。架橋の方法は、過酸化物、イオウ等の架橋剤及び必要に応じて共架橋剤等の添加による化学的方法、電子線、放射線等による物理的架橋法を例示することができる。架橋プロセスの例としては、放射線架橋等のような静的な方法(混練しないで架橋する方法)や、動的架橋法が挙げられる。架橋した発泡体を得るための具体的な方法の例としては、ポリマーと発泡剤や架橋剤との混合物を用いてシートを作成し、このシートを160℃くらいに加熱することにより、発泡と同時に架橋反応を起こし、これにより架橋した発泡体を得るという方法が挙げられる。架橋剤としては、前述の成分(e)である有機過酸化物や成分(f)の架橋促進剤を使用することができ、また前述の成分(g)や成分(h)などを併用することができる。これらの架橋促進剤の使用量は、上記成分(a)または(A)の100重量部に対し、通常0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜15重量部である。
また本発明の発泡体は、特開平6−234133号公報に開示されているようなインサート・型空隙拡大法などの方法による射出成形によって、硬質樹脂成形品と組み合わせたクッション性複合成形品を得ることもできる。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物は、多層フィルム又はシートとして使用することもできる。本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物からなるフィルムは、その耐熱性、収縮性、ヒートシール性、透明性、防曇性を維持した状態で、各種機能を付与するための他の樹脂層を積層することが可能である。従って、上記の多層フィルムやシートを用いて、さらに自己粘着性や耐引き裂き伝播性、突き刺し強度、破断伸び等の機械的強度、延伸性、結束性、弾性回復性、耐突き破れ性、耐引き裂き性、変形回復性、ガスバリアー性に優れた種々の多層フィルムを得ることができる。
上記の多層フィルム又はシートの具体的用途に関しては特に限定はなく、包装用フィルム、バッグ、パウチ等に使用することができる。ストレッチ性を有する多層フィルムの場合は、特に食品包装用ストレッチフィルム、パレットストレッチフィルム、保護フィルム等に好適に使用することができる。バリアー性フィルムの場合は、食品、飲料、精密機器、医薬品等の包装用に使用することができる。熱収縮性フィルムの場合は、シュリンク包装、シュリンクラベル等に使用することができる。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物は、建築材料として使用することもできる。この場合、本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物に充填剤及び/又は難燃剤を配合することが好ましい。このような建築材料は、低温特性、衝撃吸収性,引張特性等の優れた特性を持ち、特に、床材、壁材、天井材、シーリング材として好適である。また、本発明の建築材料は、発泡体構造を有する成形品としても利用できる。
上記建築材料において、成分(a)(即ち、水添共重合体、一次変性水添共重合体または二次変性水添共重合体)の成分(b)に対する重量比、即ち成分(a)/成分(b)重量比は、通常100/0〜5/95、好ましくは95/5〜10/90、更に好ましくは95/5〜20/80である。
本発明の建築材料に用いる充填剤としては、「発泡体」の項で例示した充填材(成分(j))を使用することができる。
ハロゲン系難燃剤の例としては、テトラブロモエタン、オクタブロモジフェニルオキサイド、デカブロモジフェニルオキサイド、ヘキサブロモシクロドデカン、トリブロモネオペンチルアルコール、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモジフェニルエタン、トリス(トリブロモフェノキシ)Sトリアジン、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート、ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、エチレンビス(テトラブロモフタルイミド)、ヘキサブロモベンゼン、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールAカーボネートオリゴマー、テトラブロモビスフェノールA・ビスフェノールAオリゴマー、テトラブロモビスフェノールS、塩素化ポリエチレン、テトラブロム無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸等が挙げられる。
充填剤及び/又は難燃剤の添加量としては、上記成分(a)または(A)の重量に対して、通常5〜95重量%であり、好ましくは10〜80重量%、更に好ましくは20〜70重量%である。充填剤と難燃剤とは必要に応じて2種以上を併用してもよい。充填剤同士を用いてもよいし、難燃剤同士を用いてもよいし、充填剤と難燃剤とを併用してもよい。充填剤と難燃剤とを併用する場合には、その合計量が上記範囲内であることが好ましい。
本発明の建築材料の使用形態に特に限定はない。床材、壁材や天井材として用いる場合には、コンクリート、金属、木材等の構造材料を被覆するための、最外層部分の被覆材料として使用することが可能である。本発明の建築材料を床材、壁材、天井材の製造に用いる際には、シート、フィルム、タイル、ボード等の形状で提供され、接着剤、粘着材、釘、ねじ等の手法により構造材等の基材に接合される。また本発明の建築材料は、シーリング材として、密閉性を向上させるためのガスケット等に用いることもできる。具体的な用途としては、一般住宅、オフィスビル、商業施設、公共施設等において、タイル等の床材、内壁材、天井内壁材、窓枠ガスケット等が挙げられる。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物は、制振・防音材料として用いることもできる。この場合、本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物に、充填剤及び/又は難燃剤を配合することが好ましい。本発明の制振・防音材料は、柔軟性に富み、優れた制振性、防音性、強度等の特性を有する。
上記制振・防音材料において、成分(a)(即ち、水添共重合体、一次変性水添共重合体または二次変性水添共重合体)の成分(b)に対する重量比、即ち成分(a)/成分(b)重量比は、通常100/0〜5/95、好ましくは95/5〜10/90、更に好ましくは95/5〜20/80である。
充填剤及び/又は難燃剤の添加量としては、成分(a)または(A)の重量に対して、通常5〜95重量%であり、好ましくは10〜80重量%、更に好ましくは20〜70重量%である。充填剤と難燃剤とは必要に応じ2種以上を併用しても良い。2種以上の充填剤を用いてもよいし、2種以上の難燃剤を用いてもよいし、充填剤と難燃剤とを併用してもよい。充填剤と難燃剤とを併用する場合には、その合計量が上記範囲内であることが好ましい。
本発明の制振・防音材料は、シート、フィルムなどの各種成形方法による成形品として活用できる。また、本発明の制振・防音材料からなる成形品の外観性、耐候性、耐傷つき性等の向上を目的として、成形品の表面に印刷、塗装、シボ等の加飾等を行うことができる。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物は、電線被覆材料として用いることもできる。この場合、本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物に、充填剤及び/又は難燃剤を配合することが好ましい。本発明の電線被覆材料は、電気絶縁性、可とう性、皮むき性に優れるので、電線、電力ケーブル、通信ケーブル、送電用ケーブルなどの被覆用材料として好適である。
上記電線被覆材料において、成分(a)(即ち、水添共重合体、一次変性水添共重合体または二次変性水添共重合体)の成分(b)に対する重量比、即ち成分(a)/成分(b)重量比は、通常100/0〜5/95、好ましくは95/5〜10/90、更に好ましくは95/5〜20/80である。
本発明の電線被覆材料に用いる充填剤としては、「発泡体」の項で例示した充填材(成分(j))を使用することができる。また、難燃剤としては、「建築材料」の項で例示した難燃剤(成分(l))を使用することができる。好ましい難燃剤も建築材料と同様である。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物に粘着付与剤(以下、しばしば成分(n)と称する)を配合し、粘接着性組成物を調製することができる。このような粘接着性組成物は粘着力等の粘着特性のバランス性能や高温加熱下における溶融粘度安定性に優れるので、例えば、粘着性テープ、粘着性シート又はフィルム、粘着性ラベル表面保護シート又はフィルムの粘着層や、接着剤に活用することができる。
粘着付与剤の量は、成分(a)または(A)の100重量部に対して、20〜400重量部、好ましくは50〜350重量部の範囲である。粘着付与剤の量が20重量部未満である場合は、粘接着性組成物の粘着性を付与しにくい。また、粘着付与剤の量が400重量部を超える場合は、粘接着性組成物の軟化点の低下を起こす。したがって、粘着付与剤の量が20重量部未満である場合も400重量部を超える場合も、粘接着性特性を損ねる傾向がある。
粘接着性組成物に用いる粘着付与剤に特に限定はなく、ポリテルペン系樹脂、水添ロジン系テルペン系樹脂、テルペン−フェノール系樹脂、脂肪族系環状炭化水素樹脂などの公知の粘着付与性樹脂を用いることができる。これらの粘着付与剤は2種類以上混合して使用して良い。粘着付与剤の具体例としては、「ゴム・プラスチック配合薬品」(ラバーダイジェスト社編)に記載されたもの、例えば、ポリテルペン系樹脂であるクリアロンP105やP125、脂肪族系環状炭化水素樹脂であるアルコンP−90やP−115等が使用できる。
更に、粘接着性組成物においては、必要に応じて前述の「ゴム・プラスチック配合薬品」(ラバーダイジェスト社編)に記載された酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤などの安定剤を添加することもできる。更に、上記の安定剤以外には、ベンガラ、二酸化チタンなどの顔料;パラフィンワックス、マイクロクリスタンワックス、低分子量ポリエチレンワックスなどのワックス類;無定形ポリオレフィン、エチレンーエチルアクリレート共重合体などのポリオレフィン系又は低分子量のビニル芳香族系熱可塑性樹脂;天然ゴム;ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、イソプレン−イソブチレンゴム、ポリペンテナマーゴム、及びスチレン−ブタジエン系ブロック共重合体、スチレン−イソプレン系ブロック共重合体及びこれらの水添ブロック共重合体などの合成ゴムを粘接着性組成物に添加しても良い。
粘接着性組成物は、良好な溶融粘度、粘着力を示し、また溶融粘度変化率も小さく、粘接着特性において優れたバランス性能を有する。これらの特徴を生かして各種粘着テープ・ラベル類、感圧性薄板、感圧性シート、表面保護シート・フィルム、各種軽量プラスチック成型品固定用裏糊、カーペット固定用裏糊、タイル固定用裏糊、接着剤などに利用でき、特に粘着性テープ用、粘着性シート・フィルム用、粘着性ラベル用、表面保護シート・フィルム用、接着剤用として有用である。
本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体または二次変性水添共重合体にアスファルト(以下、しばしば成分(o)と称する)を配合することにより、アスファルト組成物を調製することができる。このようなアスファルト組成物は、軟化点、高温貯蔵安定性,伸度,弾性回復率等のアスファルト特性が良好であり、このような特性を生かして、例えば、道路舗装用アスファルト組成物、ルーフィング・防水シート用アスファルト組成物及びシーラント用アスファルト組成物として活用することができる。
アスファルト組成物に用いるアスファルトは、石油を精製した際の副産物(石油アスファルト)や、天然の産出物(天然アスファルト)として得られるもの、もしくはこれらと石油類を混合したものなどが挙げられる。これらはいずれも、主成分として瀝青(ビチューメン)を含んでいる。アスファルトの具体例として、ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト、ブローンアスファルト、タール、ピッチ、オイルを添加したカットバックアスファルト、アスファルト乳剤が挙げられる。これらは2種以上を混合して使用しても良い。
アスファルト組成物に用いる好ましいアスファルトは、JIS−K−2207に準じて測定した針入度が30〜300、好ましくは40〜200、更に好ましくは45〜150のストレートアスファルトである。
アスファルト組成物には、必要に応じて種々の添加剤を配合することができる。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラス繊維、ガラスビーズ等の無機充填剤;有機繊維、クマロンインデン樹脂等の有機補強剤;有機パーオキサイド、無機パーオキサイド等の架橋剤;チタン白、カーボンブラック、酸化鉄等の顔料;染料;難燃剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;帯電防止剤;滑剤;パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、パラフィン、有機ポリシロキサン、ミネラルオイル等の軟化剤;可塑剤;クマロンインデン樹脂、テルペン樹脂などの粘着付与樹脂などを添加剤として加えてもよい。
上記のように、本発明本発明の水添共重合体、一次変性水添共重合体、二次変性水添共重合体、水添共重合体組成物、一次変性水添共重合体組成物または二次変性水添共重合体組成物は、様々な用途に使用できる。成形品として使用する場合、成形方法としては、押出成形、射出成形、中空成形、圧空成形、真空成形、発泡成形、複層押出成形、複層射出成形、高周波融着成形、スラッシュ成形及びカレンダー成形などを用いることができる。成形品の例としては、シート、フィルム、チューブや、不織布や繊維状の成形品、合成皮革等が挙げられる。本発明の水添共重合体等及び水添共重合体組成物からなる成形品は、食品包装材料、医療用器具材料、家電製品及びその部品、電子デバイス及びその部品、自動車部品、工業部品、家庭用品、玩具等の素材、履物用素材、繊維素材、粘・接着剤用素材、アスファルト改質剤などに利用できる。
実施例及び比較例においては、非水添共重合体を水添して水添共重合体を得る。上記のように、この非水添共重合体を、しばしば「ベース非水添共重合体」と称する。
I.各種の水添共重合体
I−1)スチレン含有量
スチレン単量体単位の水添共重合体に対する含有率は、ベース非水添共重合体を検体として、紫外分光光度計(UV−2450;島津製作所製)を用いて測定した。スチレン単量体単位の水添共重合体に対する含有率は、スチレン単量体単位のベース非水添共重合体に対する含有率として求めた。
なお、水添共重合体を検体とする場合は、核磁気共鳴装置(ドイツ国BRUKER社製、DPX−400)を用いて測定した。
I−2)スチレン重合体ブロック含有量(Os値)
非水添共重合体のスチレン重合体ブロック含有量は、I.M.Kolthoff,et al.,J.Polym.Sci.1,429(1946)に記載の四酸化オスミウム分解法で測定した。非水添共重合体の分解にはオスミウム酸の0.1g/125ml第3級ブタノール溶液を用いた。ここで得られるスチレン重合体ブロック含有量を「Os値」と称する。
ブロックスチレン(St)強度
=(6.9〜6.3ppm)積算値/2
ランダムスチレン(St)強度
=(7.5〜6.9ppm)積算値−3(ブロックSt強度)
エチレン・ブチレン(EB)強度
=全積算値−3{(ブロックSt強度)+(ランダムSt強度)}/8
NMR測定によって得られるスチレン重合体ブロック含有量(Ns値)
=104(ブロックSt強度)/[104{(ブロックSt強度)+(ランダムSt強度)}+56(EB強度)]
Os値=−0.012(Ns値)2 +1.8(Ns値)−13.0
水添共重合体ブロック(B)の含有量は、非水添ランダム共重合体ブロックを製造する際の共役ジエン単量体及びビニル芳香族単量体単位の添加量から求める。水添共重合体ブロック(B)の水添共重合体に対する含有率は、上記非水添ランダム共重合体ブロックのベース非水添共重合体に対する含有率として求める。 I−4)非水添共役ジエン重合体ブロックを水添して得られる水添重合体ブロック(C)の含有量
水添重合体ブロック(C)の含有量は、非水添共役ジエン重合体ブロックを製造する際の共役ジエン単量体の添加量から求められる。水添重合体ブロック(C)の水添共重合体に対する含有率は、上記非水添重合体ブロックのベース非水添共重合体に対する含有率として求める。
ベース非水添共重合体における重合体ブロックのビニル結合量は、赤外分光光度計(FT/IR−230;日本分光社製)を用いて測定した。単独重合体ブロックである共役ジエン重合体ブロックのビニル結合量はモレロ法により算出した。また、共重合体ブロックである共役ジエン/スチレン共重合体ブロックのビニル結合量はハンプトン法により算出した。
なお、水添共重合体を使用してビニル結合量を測定する場合、核磁気共鳴装置(DPX−400;ドイツ国BRUKER社製)を用いて測定した。
水添共重合体の重量平均分子量はベース非水添共重合体の重量平均分子量とほぼ等しいので、水添共重合体の重量平均分子量はベース非水添共重合体の重量平均分子量として求める。ベース非水添共重合体の重量平均分子量は、GPCにより測定した(米国ウォーターズ社製の装置を用いた)。溶媒としてテトラヒドロフランを用い、温度35℃で測定した。分子量が既知の市販の標準単分散ポリスチレン系ゲルを用いて作成した検量線を使用し、GPCクロマトグラムから重量平均分子量を求めた。
また、上記GPCクロマトグラムから数平均分子量を求めた。
分子量分布は、得られた重量平均分子量(Mw)の得られた数平均分子量(Mn)に対する比として求める。
変性共重合体は、シリカ系ゲルカラムには吸着するが、ポリスチレン系ゲルカラムには吸着しないという特性がある。この特性を利用して、変性率を次のように測定する。試料(変性後の共重合体)及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液に関して、上記のI−6)に記載したのと同じ標準ポリスチレン系ゲルカラム(Shodex;昭和電工製)カラムのGPCと、シリカ系ゲルカラム(Zorbax;米国デュポン社製)のGPCとを行って両クロマトグラムを測定する。それらの差分よりシリカカラムへの吸着量を測定し、変性率を求める。 I−8)共役ジエン単量体単位の二重結合の水添率
水添率は、核磁気共鳴装置(DPX−400;ドイツ国BRUKER社製)を用いて測定した。
粘弾性測定解析装置(型式DVE−V4;(株)レオロジ社製)を用い、粘弾性スペクトルを測定することにより求めた。測定周波数は、10Hzである。
I−10)結晶化ピーク及び結晶化ピーク熱量
水添共重合体の結晶化ピーク及び結晶化ピーク熱量は、DSC装置(DSC3200S;日本国マックサイエンス社製)を用いて測定した。室温から30℃/分の昇温速度で150℃まで昇温し、その後10℃/分の降温速度で−100℃まで降温して結晶化カーブを測定して結晶化ピークの有無を確認した。また、結晶化ピークがある場合、そのピークが出る温度を結晶化ピーク温度とし、結晶化ピーク熱量を測定した。
JIS−K−6251に準拠して引張強度と100%延伸時の応力(以下、「100%モジュラス」と称する)とを測定した。引張速度は500mm/min、測定温度は23℃であった。100%モジュラスは柔軟性の尺度である。100%モジュラスが小さいほど柔軟性が良好である。
I−12)低温特性(硬度の温度依存性)
硬度は、JIS−K−6253に従い、デュロメ−タタイプAで10秒後の値を測定した。測定温度は、23℃、0度、−10℃、−20℃で行った。低温における硬度の値と変化率の小さいものを、低温特性が良いと判断した。
T型剥離試験によって接着強さを測定した。接着強さは接着性の尺度である。接着強さが大きい程、接着性が優れる。接着条件及び剥離試験条件は下記の通りである。
接着条件:160℃、5分間予熱、5分間加圧(1kg荷重/cm2 )
剥離試験条件:剥離速度が200mm/min
なお、被着体として、アルミニウム板(100μ)とPETフィルム(50μ)とを用いた。
I−14)衝撃吸収性
反撥弾性率をBS−903のダンロップ反撥弾性試験に準拠して、23℃で測定した。反撥弾性率が小さい程、衝撃吸収性が優れると判断した。
参考例1;水添触媒の調製
窒素置換した反応容器に乾燥、精製したシクロヘキサン2リットルを仕込み、ビス(η5 −シクロペンタジエニル)チタニウムジ−(p−トリル)40ミリモルと分子量が約1,000の1,2−ポリブタジエン(1,2−ビニル結合量約85%)150グラムとを溶解した後、n−ブチルリチウム60ミリモルを含むシクロヘキサン溶液を添加して、室温で5分反応させ、直ちにn−ブタノール40ミリモルを添加して攪拌することにより、水添触媒を得た。
内容積が10リットルの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用いて、共重合を以下の方法で行った。
シクロヘキサン10重量部を反応器に仕込んで温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウムを全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の重量に対して0.08重量%、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(以下TMEDAと称する)をn−ブチルリチウム1モルに対して0.4モル添加し、その後モノマーとしてスチレン8重量部を含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22重量%)を約3分間かけて添加し、反応器内温を約70℃に調整しながら30分間反応させた。
その後、更にモノマーとしてスチレン8重量部を含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22重量%)を約3分間かけて添加し、反応器内温を約70℃に調整しながら30分間反応させ、共重合体を得た。得られた共重合体のスチレン含有量は52重量%であり、スチレン重合体ブロックの含有量は16重量%であった。
次に、得られた共重合体に、上記水添触媒を共重合体の重量に対してチタンとして100重量ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水添反応を行った。反応終了後にメタノールを添加し、次に安定剤としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを重合体の重量に対して0.3重量%添加し、水添共重合体(以下、ポリマー1と称する)を得た。ポリマー1の水添率は99%であった。また、DSC測定の結果、結晶化ピークは無かった。ポリマー1の特性を表1に示した。
反応器に供給するモノマー等の量を変え、実施例1と同様に共重合体を得た。n−ブチルリチウムの供給量を0.07重量%とし、1段目に供給するスチレンを6重量部に、2段目に供給するブタジエンを54重量部、スチレンを34重量部に、また3段目に供給するスチレンを6重量部に変えること以外は、同様の方法で重合を行った。
次に、実施例1と同様に水添反応を行い、水添共重合体(以下、ポリマー2と称する)を得た。ポリマー2の特性を表1に示す。また、DSC測定の結果、結晶化ピークは無かった。
実施例1で使用した反応器を用い、バッチ重合を以下の方法で行った。
ブタジエン8重量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度24重量%)を反応器に投入した。次にn−ブチルリチウムを全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の重量に対して0.08重量%とTMEDAをn−ブチルリチウム1モルに対して0.10モル添加し、70℃で1時間重合した。得られたポリマーをサンプリングしてビニル結合量を分析したところ、18%であった。その後、ブタジエン44重量部とスチレン36重量部とを含むシクロヘキサン溶液(濃度24重量%)を加えて70℃で1時間重合した。さらに、スチレン12重量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度24重量%)を加えて70℃で1時間重合し、非水添共重合体を得た。
得られた非水添共重合体は、スチレン含有量が48重量%、スチレン重合体ブロック含有量が12重量%、ブタジエン部分のビニル結合量が18重量%、重量平均分子量が17万、分子量分布が1.1であった。
次に、実施例1と同様の方法で水添反応を行い、水添共重合体(以下、「ポリマー3」と称する)を得た。ポリマ−3の特性を表1に示す。
実施例1と同様の方法でバッチ重合を行い、非水添共重合体を得た。重合が終了した時点で、リビングポリマーに変性剤として1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを重合に使用したn−ブチルリチウムに対して当モル反応させることにより、変性共重合体を得た。得られた変性共重合体の変性率は80%であった。
次に、水添触媒を用いて、実施例1と同様の方法で水添反応を行い、変性水添共重合体(以下、ポリマー4と称する)を得た。ポリマー4は、ポリマー1と同様に優れた柔軟性を示した。また、ポリマー4の接着強さを測定したところ、80gf/cm(対アルミニウム板)、45gf/cm(対PETフィルム)と優れた接着性を有していた。
内容積が10リットルの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用いて、共重合を以下の方法で行った。
シクロヘキサン10重量部を反応器に仕込んで温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウムを全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の重量に対して0.08重量%、TMEDAをn−ブチルリチウム1モルに対して0.4モル添加し、その後モノマーとしてスチレン8重量部を含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22重量%)を約3分間かけて添加し、反応器内温を約70℃に調整しながら30分間反応させた。
次に、ブタジエン17重量部とスチレン11重量部とを含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22重量%)を30分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給した。この間、反応器内温は約70℃になるように調整した。
その次に、ブタジエン14重量部とスチレン14重量部とを含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22重量%)を30分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給した。この間、反応器内温は約70℃になるように調整した。
その後、更にモノマーとしてスチレン8重量部を含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22重量%)を約3分間かけて添加し、反応器内温を約70℃に調整しながら30分間反応させ、共重合体を得た。得られた共重合体のスチレン含有量は58重量%であり、スチレン重合体ブロックの含有量は16重量%であった。また、共役ジエン部のビニル結合量は18%であった。
次に、実施例1と同様の方法で水添反応を行い、水添共重合体(以下、「ポリマー5」と称する)を得た。ポリマ−5の水添率は97%であった。また、DSC測定の結果、結晶化ピークは無かった。さらに、粘弾性スペクトルを測定してtanδのピーク温度を求めたところ、−24℃、−2℃、18℃の3つが存在した。ポリマー5の反撥弾性率は25%であり、衝撃吸収性が優れていた。
実施例6において、樹脂組成物を製造した。
使用した成分を下記に示す。
参考例2;熱可塑性樹脂の作成
実施例1と同様の反応器を2基使用し、非水添共重合体の連続重合を以下の方法で行った。
連続重合で得られた非水添共重合体を分析したところ、スチレン含有量は67重量%、スチレン重合体ブロック含有量は20重量%、ブタジエン部分のビニル結合量は14%であった。
次に、連続重合で得られた非水添共重合体に、実施例1で用いた水添触媒を非水添共重合体の重量に対しチタンとして100重量ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水添反応を行った。反応終了後にメタノールを添加し、次に安定剤としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを重合体100重量部に対して0.3重量部添加し、熱可塑性樹脂(以下、ポリマー6と称する)を得た。尚、ポリマー6は、水添率99%、重量平均分子量20万であった。また、粘弾性スペクトルで測定したtanδのピーク温度は、10℃であった。
本発明の水添共重合体(ポリマー1)50重量部、熱可塑性樹脂(上記参考例2で作成したポリマー6)50重量部を混合し、3.5インチロールで混練し、水添共重合体組成物を得た。混練温度は170℃であった。得られた水添共重合体組成物を圧縮成形して2mm厚のシートを作成し、このシートを用いて反撥弾性率を測定した。その結果、反撥弾性率は30%であり、衝撃吸収性が優れていた。
実施例7〜9において、アスファルト組成物を製造した。
使用したアスファルト成分と評価方法を下記に示す。
アスファルト成分
(1) 日石ストレートアスファルト 60-80<日本石油(株)製>
(2) Ergon 150 Pen < Mid Continent製>
(3) PG 64-22< Marathon製>
III−1)軟化点(リング&ボール法)
JIS−K−2207に準じて、組成物の軟化点を測定した。規定の環に試料を充填し、環をグリセリン中で水平に支え、試料の中央に3.5gの球を置いた。液温を5℃/分の速さで上昇させ、球の重さで試料が環台の底板に触れたときの温度を測定した。
製造直後のアスファルト組成物を内径50mm、高さ130mmのアルミ缶の上限まで流し込み、180℃のオ−ブン中で24時間加熱した。アルミ缶を取り出して自然冷却させ、室温まで下がったアスファルト組成物の下端から4cmと上端から4cmの部分をサンプルとして採取し、それぞれの軟化点を測定した。上層部と下層部の軟化点差を高温貯蔵安定性の尺度とした。軟化点差が小さいほど、高温貯蔵安定性は良好である。
III−3)針入度
JIS−K−2207に準じて、恒温水浴糟で所定の温度に保った試料に規定の針が5秒間に進入する長さを測定した。
高温下(46℃)における針入度が小さい程、優れている。
JIS−K−2207に準じて、試料を形枠に流し込み、規定の形状にした後、恒温水浴内で25℃に保ち、次に試料を5cm/min.の速度で引っ張った時、試料が切れるまでに伸びた距離を測定した。伸度の値が大きい程、優れている。
III−5)弾性回復率
ASTM−D−6084に準じ、25℃で測定した。回復率が100%に近い程、優れている。
表2に示した組成のアスファルト組成物を製造した。750mlの金属缶にアスファルトを400g投入し、180℃のオイルバスに金属缶を充分に浸した。次に溶液状態のアスファルトの中に所定量の水添共重合体を攪拌しながら少量づつ投入した。水添共重合体を全て投入した後に、6000rpmの回転速度で60分間攪拌して組成物を得た。
得られたアスファルト組成物の特性を表2に示した。本発明のアスファルト組成物は、特に高温貯蔵安定性、弾性回復率の点で優れている。
Claims (37)
- 共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とを含む非水添共重合体を水添して得られる水添共重合体であって、該水添共重合体が、
ビニル芳香族単量体単位からなる重合体ブロック(A)と、共役ジエン単量体単位からなる非水添重合体ブロックを水添して得られる水添重合体ブロック(C)とからなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体ブロック、ただし、共役ジエン単量体単位からなる該非水添重合体ブロックのビニル結合量は30%未満である、及び
共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる非水添ランダム共重合体ブロックを水添して得られる少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)、ただし、共役ジエン単量体単位とビニル芳香族単量体単位とからなる該非水添ランダム共重合体ブロックのビニル結合量は40%未満である、
を包含してなり、
ただし、該水添共重合体が水添重合体ブロック(C)を有しない場合には、該水添共重合体は少なくとも2つの重合体ブロック(A)を有し、
次の特性(1)〜(6)を有することを特徴とする水添共重合体。
(1)該ビニル芳香族単量体単位の含有量が該水添共重合体の重量に対して40重量%を越え、95重量%未満であり、
(2)該重合体ブロック(A)の含有量が該水添共重合体の重量に対して0〜60重量%であり、
(3)重量平均分子量が3万〜100万であり、
(4)該共役ジエン単量体単位の二重結合の水添率が75%以上であり、
(5)該水添共重合体に関して得られた動的粘弾性スペクトルにおいて、損失正接(tanδ)のピークが−40℃以上、−10℃未満の範囲に少なくとも1つ存在し、そして
(6)該水添共重合体が水添重合体ブロック(C)を有しない場合には、該水添共重合体に関して得られた示差走査熱量測定(DSC)チャートにおいて、−20〜80℃の範囲に該少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)に起因する結晶化ピークが実質的に存在しない。 - 少なくとも1つの水添重合体ブロック(C)、少なくとも1つの水添共重合体ブロック
(B)、及び場合によっては少なくとも1つの重合体ブロック(A)を包含してなり、
次の特性(7)及び(8)を更に有することを特徴とする請求項1に記載の水添共重合体。
(7)該水添共重合体の重量に対して、該少なくとも1つの水添重合体ブロック(C)の含有量が10〜50重量%であり、該少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)の含有量が30〜90重量%であり、そして該重合体ブロック(A)の含有量が0〜40重量%であり、
(8)該ビニル芳香族単量体単位の含有量が該水添共重合体の重量に対して40重量%を越え、90重量%未満である。 - 該水添共重合体に関して得られた示差走査熱量測定(DSC)チャートにおいて、−20〜80℃の範囲に該少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)に起因する結晶化ピークが実質的に存在しないことを特徴とする請求項2に記載の水添共重合体。
- 少なくとも2つの重合体ブロック(A)及び少なくとも1つの水添共重合体ブロック(B)を包含してなり、
次の特性(9)及び(10)を更に有することを特徴とする請求項1に記載の水添共重合体。
(9)該ビニル芳香族単量体単位の含有量が該水添共重合体の重量に対して40重量%を越え、60重量%以下であり、
(10)該少なくとも2つの重合体ブロック(A)の含有量が該水添共重合体の重量に対して5〜60重量%である。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体からなることを特徴とする発泡体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体からなることを特徴とする建築材料。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体からなることを特徴とする制振材料。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体からなることを特徴とする防音材料。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体からなることを特徴とする電線被覆材料。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋水添共重合体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体である成分(a−0)を、成分(a−0)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と、
該水添共重合体(a−0)以外の熱可塑性樹脂及び該水添共重合体(a−0)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−0)と成分(b)との合計100重量部に対して99〜1重量部、
を包含する水添共重合体組成物。 - 請求項11に記載の水添共重合体組成物からなることを特徴とする発泡体。
- 請求項11に記載の水添共重合体組成物からなることを特徴とする建築材料。
- 請求項11に記載の水添共重合体組成物からなることを特徴とする制振材料。
- 請求項11に記載の水添共重合体組成物からなることを特徴とする防音材料。
- 請求項11に記載の水添共重合体組成物からなることを特徴とする電線被覆材料。
- 請求項11に記載の水添重合体組成物を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋水添共重合体組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体(a−0)100重量部、及び
粘着付与剤(n)20〜400重量部、
を包含する粘接着性組成物。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体(a−0)0.5〜50重量部、及び
アスファルト(o)100重量部、を包含するアスファルト組成物。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の水添共重合体と、該水添共重合体に水酸基、カルボニル基、チオカルボニル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、カルボキシル基、チオカルボキシル酸基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、ピリジル基、キノリン基、エポキシ基、チオエポキシ基、スルフィド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、ハロゲン化ケイ素基、シラノール基、アルコキシシラン基、ハロゲン化スズ基、アルコキシスズ基、フェニルスズ基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基が結合した官能基含有一次変性剤基とを包含する一次変性水添共重合体。
- 該一次変性剤基が下記式(1)〜(14)からなる群より選ばれる式で表される少なくとも1種の官能基を有することを特徴とする請求項20に記載の一次変性水添共重合体。
上記式(1)〜(14)において、
Nは窒素原子、Siは珪素原子、Oは酸素原子、Cは炭素原子、Hは水素原子を表し、
R1 ,R2 は各々独立に水素原子又は炭素数1〜24の炭化水素基を表し、且つ、該炭化水素基は、所望により、各々独立に、水酸基、エポキシ基、アミノ基、シラノール基及び炭素数1〜24のアルコキシシラン基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有してもよく、
各R3 は各々独立に炭素数1〜48の炭化水素基を表し、且つ、所望により、各々独立に、水酸基、エポキシ基、アミノ基、炭素数1〜24の炭化水素基を有するイミノ基、シラノール基及び炭素数1〜24のアルコキシシラン基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有してもよく、
各R4 は各々独立に水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。 - 請求項20〜21のいずれかに記載の一次変性水添共重合体からなることを特徴とする発泡体。
- 請求項20〜21のいずれかに記載の一次変性水添共重合体を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋一次変性水添共重合体。
- 請求項20〜21のいずれかに記載の一次変性水添共重合体である成分(a−1)を、成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と、
該一次変性水添共重合体(a−1)以外の熱可塑性樹脂及び該一次変性水添共重合体(a−1)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−1)と成分(b)との合計100重量部に対して(b)99〜1重量部、
を包含する一次変性水添共重合体組成物。 - 請求項24に記載の一次変性水添共重合体組成物からなることを特徴とする発泡体。
- 請求項24に記載の一次変性水添共重合体組成物を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋一次変性水添共重合体組成物。
- 請求項20〜21のいずれかに記載の一次変性水添共重合体(a−1)100重量部、及び
粘着付与剤(n)20〜400重量部、
を包含する粘接着性組成物。 - 請求項20〜21のいずれかに記載の一次変性水添共重合体(a−1)0.5〜50重量部、及び
アスファルト(o)100重量部、
を包含するアスファルト組成物。 - 二次変性剤を請求項20〜21のいずれかに記載の一次変性水添共重合体と反応させることによって得られる二次変性水添共重合体であって、該二次変性剤は該一次変性水添共重合体の一次変性剤基の官能基と反応性を有する官能基を有することを特徴とする二次変性水添共重合体。
- 該二次変性剤の該官能基が、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基、エポキシ基、シラノール基及びアルコキシシラン基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項29に記載の二次変性水添共重合体。
- 請求項29又は30に記載の二次変性水添共重合体からなることを特徴とする発泡体。
- 請求項29又は30に記載の二次変性水添共重合体を、架橋剤の存在下で架橋すること
により得られる架橋二次変性水添共重合体。 - 請求項29又は30に記載の二次変性水添共重合体である成分(a−2)を、成分(a−2)と成分(b)との合計100重量部に対して1〜99重量部と、該二次変性水添共重合体(a−2)以外の熱可塑性樹脂及び該二次変性水添共重合体(a−2)以外のゴム状重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体である成分(b)を、成分(a−2)と成分(b)との合計100重量部に対して99〜1重量部、
を包含する二次変性水添共重合体組成物。 - 請求項33に記載の二次変性水添共重合体組成物からなることを特徴とする発泡体。
- 請求項33に記載の二次変性水添共重合体組成物を、架橋剤の存在下で架橋することにより得られる架橋二次変性水添共重合体組成物。
- 請求項29又は30に記載の二次変性水添共重合体(a−2)100重量部、及び
粘着付与剤(n)20〜400重量部、
を包含する粘接着性組成物。 - 請求項29又は30に記載の二次変性水添共重合体(a−2)0.5〜50重量部、
及び
アスファルト(o)100重量部、
を包含するアスファルト組成物。
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