説明

共役ジエン系重合体の製造方法、共役ジエン系重合体、及び、共役ジエン系重合体組成物

【課題】省燃費性に優れる重合体組成物を得ることができる共役ジエン系重合体の製造方法を提供すること。
【解決手段】下記化合物(I)及び(II)を重合開始剤成分として用いて、共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させる共役ジエン系重合体の製造方法。
(I)有機アルカリ金属化合物
(II)下記式(1)で表される化合物


(式中、R11及びR12は置換基を有してもよい炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基を表す。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、共役ジエン系重合体の製造方法、共役ジエン系重合体、及び、共役ジエン系重合体組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、環境問題への関心の高まりから、自動車に対して省燃費化の要求が強くなっており、自動車用タイヤに用いるゴム組成物に対しても、省燃費性に優れることが求められている。自動車タイヤ用のゴム組成物としては、ポリブタジエンやブタジエン−スチレン共重合体等の共役ジエン系重合体と、補強剤とを含有するゴム組成物が用いられている。
【0003】
例えば、省燃費性を高める重合体、及び、省燃費性が良好な重合体組成物として、特許文献1には、アルキルリチウムを重合開始剤としてブタジエンとスチレンとビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランとをリビングアニオン重合した重合体、及び該重合体とシリカとを含有する重合体組成物が提案されている。また、特許文献2には、ブタジエンとスチレンに、アルキルリチウムとヘキサメチレンイミンを加えて重合した重合体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−77386号公報
【特許文献2】特開平9−110942号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来の共役ジエン系重合体を用いた重合体組成物は、省燃費性において十分に満足のいくものではなかった。
【0006】
かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、省燃費性に優れた重合体組成物を得ることができる共役ジエン系重合体の製造方法、当該製造方法により得られる共役ジエン系重合体、及び、該共役ジエン系重合体と補強剤とを含有する重合体組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1は、下記化合物(I)及び(II)を重合開始剤成分として用いて、共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させる共役ジエン系重合体の製造方法に係るものである。
(I)有機アルカリ金属化合物
(II)下記式(1)で表される化合物

(式中、R11及びR12は置換基を有してもよい炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基を表す。)
【0008】
本発明の第2は、前記製造方法により製造された共役ジエン系重合体に係るものである。
【0009】
本発明の第3は、前記共役ジエン系重合体と補強剤とを含有し、補強剤の含有量が、共役ジエン系重合体100重量部あたり、10重量部〜150重量部である共役ジエン系重合体組成物に係るものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、省燃費性に優れた重合体組成物を得ることができる共役ジエン系重合体の製造方法、当該製造方法により得られる共役ジエン系重合体、及び、該共役ジエン系重合体と補強剤とを含有する重合体組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書では、ヒドロカルビル基は炭化水素から1個の水素原子を除いた1価の基を表す。ヒドロカルビレン基は、炭化水素から2個の水素原子を除いた2価の基を表す。ヒドロカルビルオキシ基は、ヒドロキシ基の水素原子がヒドロカルビル基で置き換えられた構造を有する1価の基を表す。置換アミノ基は、アミノ基の少なくとも1個の水素原子が、水素原子以外の1価の原子又は1価基に置き換えられた構造を有する基、又はアミノ基の2個の水素原子が2価基で置き換えられた構造を有する基を表す。置換基を有するヒドロカルビル基(以下、置換ヒドロカルビル基と記すこともある。)は、ヒドロカルビル基の少なくとも1個の水素原子が置換基で置き換えられた構造を有する1価の基を表す。ヘテロ原子を有するヒドロカルビレン基(以下、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基と記すこともある。)とは、ヒドロカルビレン基の水素原子が除かれている炭素原子以外の炭素原子及び/又は水素原子が、ヘテロ原子(炭素原子、水素原子以外の原子)を有する基で置き換えられた構造を有する2価の基を表す。
【0012】
本発明の共役ジエン系重合体の製造方法は、下記化合物(I)及び(II)を重合開始剤成分として用いて、共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させるものである。
(I)有機アルカリ金属化合物
(II)下記式(1)で表される化合物

(式中、R11及びR12は置換基を有してもよい炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基を表す。)
【0013】
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−1,3−ブタジエン、1,3−ヘキサジエンをあげることができ、好ましくは1,3−ブタジエン又はイソプレンである。
【0014】
ケイ素含有ビニル化合物は、好ましくは下記の式(2)で表される化合物である。

(式中、mは0又は1であり、R21はヒドロカルビレン基を表し、X1、X2及びX3は、置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、又は置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。)
【0015】
式(2)において、mは0又は1であり、好ましくは0である。
【0016】
21におけるヒドロカルビレン基としては、アルキレン基、アルケンジイル基、アリーレン基、アリーレン基とアルキレン基とが結合した基をあげることができる。アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基をあげることができる。アルケンジイル基としてはビニレン基、エチレン−1,1−ジイル基をあげることができる。
アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基をあげることができる。アリーレン基とアルキレン基とが結合した基としては、フェニレン基とメチレン基とが結合した基、フェニレン基とエチレン基が結合した基をあげることができる。
【0017】
21は好ましくはアリーレン基であり、より好ましくはフェニレン基である。
【0018】
式(2)において、X1、X2及びX3は置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、又は置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。好ましくは、X1、X2及びX3の少なくとも1つが置換アミノ基であり、より好ましくは、X1、X2及びX3の2つが置換アミノ基である。
【0019】
1、X2及びX3における置換アミノ基は、好ましくは下記の式(2−A)で表される基である。

(R22及びR23は、置換基を有してもよいヒドロカルビル基、又は、トリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいは、R22とR23とが結合して、窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表す。)
【0020】
22及びR23における置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。置換ヒドロカルビル基としては、置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基をあげることができる。ヒドロカルビル基としては、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、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基などの鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状アルキル基、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基などのアリール基をあげることができ、アルキル基が好ましく、鎖状アルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基が更に好ましい。置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基などのアルコキシアルキル基;フェノキシメチル基などのアリールオキシアルキル基をあげることができる。
【0021】
22及びR23におけるトリヒドロカルビルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基などのトリアルキルシリル基をあげることができる。
【0022】
22及びR23における窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基は、ヒドロカルビレン基又はヘテロ原子が窒素原子及び/又は酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。ヘテロ原子が窒素原子及び/又は酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基、2,2,4−トリメチルへキサン−1,6−ジイル基などのアルキレン基;ペンタン−2−エン−1,5−ジイル基などのアルケンジイル基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、−CH=N−CH=CH−で表される基、
−CH=N−CH2−CH2−で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、
−CH2−CH2−O−CH2−CH2−で表される基をあげることができる。
【0023】
22及びR23はアルキル基であるか、あるいはR22とR23とが結合してアルキレン基となっていることが好ましく、アルキル基であることがより好ましく、メチル基又はエチル基であることがさらに好ましい。
【0024】
式(2−A)で表される置換アミノ基のうち、R22及びR23がヒドロカルビル基であるものとして、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジ−n−ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジ−sec−ブチルアミノ基、ジ−tert−ブチルアミノ基などのジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基などのジアリールアミノ基をあげることができ、ジアルキルアミノ基が好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、ジ−n−ブチルアミノ基がより好ましい。R22とR23とが結合し、置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基であるものとしては、ジ(メトキシメチル)アミノ基、ジ(エトキシメチル)アミノ基などのジ(アルコキシアルキル)アミノ基をあげることができる。R22及びR23がトリヒドロカルビルシリル基であるものとしては、ビス(トリメチルシリル)アミノ基、ビス(tert−ブチルジメチルシリル)アミノ基、N−トリメチルシリル−N−メチルアミノ基などのトリアルキルシリル基含有アミノ基をあげることができる。
【0025】
式(2−A)で表される置換アミノ基のうち、R22とR23とが結合してヒドロカルビレン基となっているものとしては、1−トリメチレンイミノ基、1−ピロリジニル基、1−ピペリジニル基、1−ヘキサメチレンイミノ基、1−ヘプタメチレンイミノ基、1−オクタメチレンイミノ基、1−デカメチレンイミノ基、1−ドデカメチレンイミノ基などの1−アルキレンイミノ基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基となっているものとしては、1−イミダゾリル基、4,5−ジヒドロ−1−イミダゾリル基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基となっているものとしては、モルホリノ基をあげることができる。
【0026】
式(2−A)で表される置換アミノ基としては、ジアルキルアミノ基又は1−アルキレンイミノ基が好ましく、ジアルキルアミノ基がより好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、ジ−n−ブチルアミノ基がさらに好ましい。
【0027】
1、X2及びX3におけるヒドロカルビルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基などのアルコキシ基;フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基をあげることができる。
【0028】
1、X2及びX3における置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。置換ヒドロカルビル基としては、置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基をあげることができる。ヒドロカルビル基としては、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基などのアルキル基;フェニル基、4−メチル−1−フェニル基、ベンジル基などのアリール基をあげることができる。置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基などのアルコキシアルキル基をあげることができる。これらの中ではアルキル基が好ましく、炭素原子数1〜10のアルキル基がより好ましい。
【0029】
式(2)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X1、X2及びX3のうちの1つが置換アミノ基であり、mが0である化合物としては、
(ジメチルアミノ)ジメチルビニルシラン、(エチルメチルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジ−n−プロピルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジイソプロピルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチルビニルシラン、(エチルメチルアミノ)ジエチルビニルシラン、(ジ−n−プロピルアミノ)ジエチルビニルシラン、(ジイソプロピルアミノ)ジエチルビニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジアルキルビニルシラン;
[ビス(トリメチルシリル)アミノ]ジメチルビニルシラン、[ビス(t−ブチルジメチルシリル)アミノ]ジメチルビニルシラン、[ビス(トリメチルシリル)アミノ]ジエチルビニルシラン、[ビス(t−ブチルジメチルシリル)アミノ]ジエチルビニルシランなどの[ビス(トリアルキルシリル)アミノ]ジアルキルビニルシラン;
(ジメチルアミノ)ジ(メトキシメチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(2−メトキシエチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(エトキシメチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(2−エトキシエチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(メトキシメチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(2−メトキシエチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(エトキシメチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(2−エトキシエチル)ビニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジ(アルコキシアルキル)ビニルシラン;
1−ピロリジニルジメチルビニルシラン、1−ピペリジニルジメチルビニルシラン、1−ヘキサメチレンイミノジメチルビニルシラン、4,5−ジヒドロ−1−イミダゾリルジメチルビニルシラン、モルホリノジメチルビニルシランなどの環状アミノジアルキルビニルシラン化合物をあげることができる。
【0030】
式(2)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X1、X2及びX3のうちの1つが置換アミノ基であり、mが1である化合物としては、
(ジメチルアミノ)ジメチル−4−ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジメチル−3−ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジメチル−4−ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジメチル−3−ビニルフェニルシラン、(ジ−n−プロピルアミノ)ジメチル−4−ビニルフェニルシラン、(ジ−n−プロピルアミノ)ジメチル−3−ビニルフェニルシラン、(ジ−n−ブチルアミノ)ジメチル−4−ビニルフェニルシラン、(ジ−n−ブチルアミノ)ジメチル−3−ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチル−4−ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチル−3−ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジエチル−4−ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジエチル−3−ビニルフェニルシラン、(ジ−n−プロピルアミノ)ジエチル−4−ビニルフェニルシラン、(ジ−n−プロピルアミノ)ジエチル−3−ビニルフェニルシラン、(ジ−n−ブチルアミノ)ジエチル−4−ビニルフェニルシラン、(ジ−n−ブチルアミノ)ジエチル−3−ビニルフェニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジアルキルビニルフェニルシランをあげることができる。
【0031】
式(2)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X1、X2及びX3のうちの2つが置換アミノ基であり、mが0である化合物としては、
ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)エチルビニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルキルビニルシラン;
ビス[ビス(トリメチルシリル)アミノ]メチルビニルシラン、ビス[ビス(tert−ブチルジメチル)アミノ]メチルビニルシラン、ビス[ビス(トリメチルシリル)アミノ]エチルビニルシラン、ビス[ビス(tert−ブチルジメチル)アミノ]エチルビニルシランなどのビス[ビス(トリアルキルシリル)アミノ]アルキルビニルシラン;
ビス(ジメチルアミノ)メトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)(2−メトキシエチル)ビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)(2−エトキシエチル)ビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メトキシメチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)(2−メトキシエチル)ビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)(2−エトキシエチル)ビニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルコキシアルキルビニルシラン;
ビス(1−ピロリジニル)メチルビニルシラン、ビス(1−ピペリジニル)メチルビニルシラン、ビス(1−ヘキサメチレンイミノ)メチルビニルシラン、ビス(4,5−ジヒドロ−1−イミダゾリル)メチルビニルシラン、ビス(モルホリノ)メチルビニルシランなどのビス(環状アミノ)アルキルビニルシラン化合物をあげることができる。
【0032】
式(2)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X1、X2及びX3のうちの2つが置換アミノ基であり、mが1である化合物としては、
ビス(ジメチルアミノ)メチル−4−ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチル−3−ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチル−4−ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチル−3−ビニルフェニルシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)メチル−4−ビニルフェニルシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)メチル−3−ビニルフェニルシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)メチル−4−ビニルフェニルシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)メチル−3−ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチル−4−ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチル−3−ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチル−4−ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチル−3−ビニルフェニルシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)エチル−4−ビニルフェニルシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)エチル−3−ビニルフェニルシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)エチル−4−ビニルフェニルシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)エチル−3−ビニルフェニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルキルビニルフェニルシランをあげることができる。
【0033】
式(2)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X1、X2及びX3のうちの3つが置換アミノ基であり、mが0である化合物としては、
トリス(ジメチルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジ−n−プロピルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジ−n−ブチルアミノ)ビニルシランなどのトリス(ジアルキルアミノ)ビニルシランをあげることができる。
【0034】
式(2)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X1、X2及びX3のうちの3つが置換アミノ基であり、mが1である化合物としては、
トリス(ジメチルアミノ)−4−ビニルフェニルシラン、トリス(ジメチルアミノ)−3−ビニルフェニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)−4−ビニルフェニルシラン、
トリス(ジエチルアミノ)−3−ビニルフェニルシラン、トリス(ジ−n−プロピルアミノ)−4−ビニルフェニルシラン、トリス(ジ−n−プロピルアミノ)−3−ビニルフェニルシラン、トリス(ジ−n−ブチルアミノ)−4−ビニルフェニルシラン、トリス(ジ−n−ブチルアミノ)−3−ビニルフェニルシランなどのトリス(ジアルキルアミノ)ビニルフェニルシランをあげることができる。
【0035】
式(2)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X1、X2及びX3が置換アミノ基ではなく、mが0である化合物としては、
トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、トリプロポキシビニルシラン等のトリアルコキシビニルシラン;メチルジメトキシビニルシラン、メチルジエトキシビニルシラン等のジアルコキシアルキルビニルシラン;ジ(tert−ペントキシ)フェニルビニルシラン、ジ(tert−ブトキシ)フェニルビニルシラン等のジアルコキシアリールビニルシラン;ジメチルメトキシビニルシラン等のモノアルコキシジアルキルビニルシラン;tert−ブトキシジフェニルビニルシラン、tert−ペントキシジフェニルビニルシラン等のモノアルコキシジアリールビニルシラン;tert−ブトキシメチルフェニルビニルシラン、tert−ブトキシエチルフェニルビニルシラン等のモノアルコキシアルキルアリールビニルシラン;トリス(β−メトキシエトキシ)ビニルシラン等の置換アルコキシビニルシラン化合物をあげることができる。
【0036】
さらに、ケイ素含有ビニル化合物としては、4−N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノスチレン、3−N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノスチレンなどのビス(トリアルキルシリル)アミノスチレン;4−ビス(トリメチルシリル)アミノメチルスチレン、3−ビス(トリメチルシリル)アミノメチルスチレン、4−[2−ビス(トリメチルシリル)アミノエチル]スチレン、3−[2−ビス(トリメチルシリル)アミノエチル]スチレンなどのビス(トリアルキルシリル)アミノアルキルスチレンをあげることができる。
【0037】
ケイ素含有ビニル化合物は、式(2)で表される化合物が好ましく、式(2)中のmが0である化合物がより好ましく、式(2)中のX1、X2及びX3のうち2つがジアルキルアミノ基である化合物がさらに好ましく、式(2)中のX1、X2及びX3のうち1つがアルキル基である化合物が特に好ましい。
【0038】
ケイ素含有ビニル化合物として特に好ましい化合物は、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ−n−プロピルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ−n−ブチルアミノ)メチルビニルシランである。
【0039】
なお、式(2)で表される化合物に基づく単量体単位において、X1、X2及びX3で表される基は、加水分解などにより、水酸基となっていてもよい。
【0040】
本発明において、ケイ素含有ビニル化合物の使用量は、重合で使用した単量体成分の総使用量を100重量%として、省燃費性を高めるために、好ましくは0.01重量%以上であり、より好ましくは0.02重量%以上であり、さらに好ましくは0.05重量%以上である。経済性を高めるために、また、引張破断強度を大きくするために、好ましくは20重量%以下であり、より好ましくは2重量%以下であり、さらに好ましくは1重量%以下である。
【0041】
本発明においては、引張破断強度を高めるため、共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物に加え、芳香族ビニル化合物を単量体成分として重合させることが好ましい。芳香族ビニル化合物としてはスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどをあげることができ、スチレンが好ましい。
【0042】
芳香族ビニル化合物の使用量としては、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との総量を100重量%として、0重量%以上(共役ジエン化合物の使用量は100重量%以下)であり、好ましくは10重量%以上(共役ジエン化合物の使用量は90重量%以下)であり、より好ましくは15重量%以上(共役ジエン化合物の含有量は85重量%以下)である。また、省燃費性を高めるために、芳香族ビニル化合物の含有量は、好ましくは50重量%以下(共役ジエン化合物の含有量は50重量%以上)であり、より好ましくは45重量%以下(共役ジエン化合物の含有量は55重量%以上)である。
【0043】
化合物(I)は、有機アルカリ金属化合物である。有機アルカリ金属化合物としては、有機リチウム化合物、有機ナトリウム化合物、有機カリウム化合物、有機セシウム化合物をあげることができる。有機リチウム化合物としては、メチルリチウム、エチルリチウム、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、イソブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、n−ヘキシルリチウム、n−オクチルリチウムなどのアルキルリチウム化合物;ビニルリチウム、プロペニルリチウムなどのアルケニルリチウム化合物;フェニルリチウム、ベンジルリチウム、トリルリチウム、リチウムナフチリドなどのアリールリチウム化合物;テトラメチレンジリチウム、ペンタメチレンジリチウム、ヘキサメチレンジリチウム、デカメチレンジリチウムなどのアルキレンジリチウム化合物;及びリチウムナフタレニド、リチウムビフェニリドなどをあげることができる。有機ナトリウム化合物としてはナトリウムナフタレニド、ナトリウムビフェニリドをあげることができる。有機カリウム化合物としては、カリウムナフタレニドをあげることができる。化合物(I)は、好ましくは有機リチウム化合物であり、より好ましくは炭素原子数が1〜20のアルキルリチウム化合物であり、さらに好ましくはn−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムである。
【0044】
化合物(II)は、下記式(1)で表される化合物である。

(式中、R11及びR12は置換基を有してもよい炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基を表す。)
【0045】
式(1)中、置換基を有してもよい炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基は、炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基又は炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基である。炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基としては、ヒドロカルビルオキシ基を置換基として有する炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基、置換アミノ基を置換基として有する炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基、トリアルキルシリル基を置換基として有する炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基、トリアルコキシシリル基を置換基として有する炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基をあげることができる。
【0046】
炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基としては、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、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシルなどの鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状アルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、ナフチル基などのアリール基をあげることができる。ヒドロカルビルオキシ基を置換基として有する炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基などのアルコキシアルキル基をあげることができる。置換アミノ基を置換基として有する炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基としては、ジメチルアミノメチル基、ジエチルアミノメチル基などのジアルキルアミノアルキル基をあげることができる。トリアルキルシリル基を置換基として有する炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基としては、トリメチルシリルメチル基、2−トリメチルシリルエチル基、3−トリメチルシリルプロピル基などのトリアルキルシリルアルキル基をあげることができる。トリアルコキシシリル基を置換基として有する炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基としては、トリメトキシシリルメチル基、2−トリメトキシシリルエチル基、3−トリメトキシシリルプロピル基などのトリアルコキシシリルアルキル基をあげることができる。
【0047】
11及びR12は、好ましくは炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基であり、さらに好ましくはエチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基である。
【0048】
式(1)で表される化合物のうち、R11及びR12が炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基である化合物としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジ−tert−ブチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどのジアルキルアミン;N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−メチル−N−ベンジルアミンなどのアルキルアリールアミン;ジフェニルアミンなどのジアリールアミンをあげることができる。
【0049】
式(1)で表される化合物のうち、R11及びR12の少なくとも1つが炭素原子数1〜20の置換ヒドロカルビル基である化合物としては、ジ(メトキシメチル)アミン、ジ(エトキシメチル)アミン、ジ(2−メトキシエチル)アミン、ジ(2−エトキシエチル)アミンなどのジ(アルコキシアルキル)アミン;ビス(ジメチルアミノメチル)アミンなどのビス(ジアルキルアミノアルキル)アミン;トリメチルシリルプロピルメチルアミンなどのトリアルキルシリルアルキル基含有アミン化合物;トリメトキシシリルプロピルメチルアミンなどのトリアルコキシシリルアルキル基含有アミン化合物をあげることができる。
【0050】
式(1)で表される化合物は、好ましくはR11及びR12が炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基である化合物であり、より好ましくはR11及びR12が炭素原子数1〜10のアルキル基である化合物であり、さらに好ましくはジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミンである。
【0051】
本発明においては、炭化水素を溶媒とし、少なくとも1種の単量体成分を含有する溶液に、化合物(I)及び(II)を化合物(I)、化合物(II)の順に添加して、共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させることが好ましい。好ましくは、化合物(I)を当該溶液に添加した後、単量体成分の重合転化率が5重量%以下である間に、化合物(II)を当該溶液に添加する。前記の重合転化率とは、本製造方法において重合で使用した単量体成分量を100重量%とした値である。
【0052】
化合物(I)を添加する炭化水素を溶媒とした溶液に含有される単量体成分としては、共役ジエン化合物、ケイ素含有ビニル化合物、芳香族ビニル化合物などをあげることができ、好ましくは共役ジエン化合物である。
【0053】
前記炭化水素を溶媒とした溶液中の単量体成分の濃度は、好ましくは1重量%〜50重量%であり、より好ましくは5重量%〜30重量%である。
【0054】
本製造方法における化合物(I)の添加量は、重合で使用される単量体成分100gあたり0.01mmol〜15mmolであることが好ましい。
【0055】
本製造方法において、単量体成分の重合転化率が5重量%以下である間に添加する化合物(II)の量は、好ましくは化合物(I)の添加量1molに対して0.5mol〜2.0molであり、より好ましくは0.8mol〜1.5molである。
【0056】
単量体成分の重合転化率が5重量%を超えた後においても、化合物(II)を添加してもよい。単量体成分の重合転化率が5重量%を超えた後における化合物(II)の添加量は、好ましくは化合物(I)の添加量1molに対して0.5mol以下である。
【0057】
また、炭化水素を溶媒とした溶液に化合物(II)を添加した後に、さらに単量体成分を当該溶液に添加してもよい。
【0058】
炭化水素を溶媒とした溶液の調製に用いられる炭化水素は化合物(I)を失活させない化合物であり、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素などをあげることができる。脂肪族炭化水素としては、プロパン、n−ブタン、iso−ブタン、n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタンなどをあげることができる。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンをあげることができる。脂環族炭化水素としては、シクロペンタン、シクロヘキサンなどをあげることができる。炭化水素溶媒は、工業用ヘキサンのような各種成分の混合物であってもよい。好ましくは、炭素原子数が2〜12の炭化水素である。
【0059】
重合反応は、共役ジエン単位のビニル結合量を調整する剤、共役ジエン系重合体鎖中での共役ジエン単位と共役ジエン以外の単量体に基づく単量体単位の分布を調整する剤(以下、総称して「調整剤」と記す。)の存在下で行ってもよい。このような剤としては、エーテル化合物、第三級アミン化合物、ホスフィン化合物などをあげることができる。該エーテル化合物としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサンなど環状のエーテル;ジエチルエーテル、ジブチルエーテルなどの脂肪族モノエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどの脂肪族ジエ−テル;ジフェニルエーテル、アニソールなどの芳香族エーテルなどがあげられる。該第三級アミン化合物として、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルアニリン、ピリジン、キノリンなどをあげることができる。また、該ホスフィン化合物として、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどをあげることができる。これらは1種類以上用いられる。
【0060】
本発明における重合温度は、通常25℃〜100℃であり、好ましくは35℃〜90℃である。さらに好ましくは50℃〜80℃である。重合時間は、通常10分〜5時間である。
【0061】
本発明の共役ジエン系重合体の製造方法においては、重合により生成した重合体の活性末端に、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を反応させてもよい。
【0062】
窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物のうち好ましいものとして、窒素原子及びカルボニル基を含有する化合物をあげることができる。
【0063】
窒素原子及びカルボニル基を含有する化合物としては、下記式(3)で表される化合物が好ましい。

(式(3)中、R31とR32とは結合していてもよいか、あるいは、R31とR34とは結合してしてもよく、R31は置換基を有してもよいヒドロカルビル基、R32と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基、あるいは、R34と結合して2価基を表し、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基、あるいは、R31と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R34は置換基を有してもよいヒドロカルビル基、水素原子、あるいは、R31と結合して2価基を表す。また、R33は2価基を表し、kは0又は1を表す。)
【0064】
式(3)において、R31、R32、R34の置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。置換ヒドロカルビル基としては、置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基、置換基が置換アミノ基である置換ヒドロカルビル基をあげることができる。ヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基、イソプロペニル基などのアルケニル基;フェニル基などのアリール基をあげることができる。置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基などのアルコキシアルキル基をあげることができる。置換基が置換アミノ基である置換ヒドロカルビル基としては、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル基、2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル基、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル基、3−(N,N−ジエチルアミノ)プロピル基などの(N,N−ジアルキルアミノ)アルキル基;4−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル基、3−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル基、4−(N,N−ジエチルアミノ)フェニル基、3−(N,N−ジエチルアミノ)フェニル基などの(N,N−ジアルキルアミノ)アリール基;4−(N,N−ジメチルアミノ)メチルフェニル基、4−[2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル]フェニル基などの(N,N−ジアルキルアミノ)アルキルアリール基;3−(1−ピロリジニル)プロピル基、3−(1−ピペリジニル)プロピル基、3−(1−イミダゾリル)プロピル基などの環状アミノ基含有アルキル基;4−(1−ピロリジニル)フェニル基、4−(1−ピペリジニル)フェニル基、4−(1−イミダゾリル)フェニル基などの環状アミノ基含有アリール基;4−[2−(1−ピロリジニル)エチル]フェニル基、4−[2−(1−ピペリジニル)エチル]フェニル基、4−[2−(1−イミダゾリル)エチル]フェニル基などの環状アミノ基含有アルキルアリール基をあげることができる。
【0065】
式(3)において、R31とR32とが結合した窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基は、ヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子及び/又は酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。ヘテロ原子が窒素原子及び/又は酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、2,2,4−トリメチルへキサン−1,6−ジイル基などのアルキレン基;1,4−フェニレン基などのアリーレン基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、
−CH=N−CH=CH−で表される基、−CH=N−CH2−CH2−で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、−(CH2s−O−(CH2t−で表される基(s、tは1以上の整数)をあげることができる。
【0066】
式(3)において、R31とR34とが結合した2価基、及びR33の2価基としては、ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヒドロカルビレン基と酸素原子とが結合した基、ヒドロカルビンレン基と−NR35−で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)とが結合した基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、2,2,4−トリメチルへキサン−1,6−ジイル基などのアルキレン基;1,4−フェニレン基などのアリーレン基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、
−CH=N−CH=CH−で表される基、−CH=N−CH2−CH2−で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、−(CH2s−O−(CH2t−で表される基(s、tは1以上の整数)をあげることができる。ヒドロカルビレン基と酸素原子とが結合した基としては、
−(CH2r−O−で表される基(rは1以上の整数を表す)をあげることができる。ヒドロカルビンレン基と−NR35−で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)とが結合した基としては、−(CH2p−NR35−で表される基(R35は炭素原子数1〜6のヒドロカルビル基、又は水素原子を表し、pは1以上の整数を表す)をあげることができる。
【0067】
式(3)で表される好ましい化合物として、kが0であり、R34が置換基を有してもよいヒドロカルビル基又は水素原子である(3−A)で表される化合物をあげることができる。

(式(3−A)中、R31とR32とが結合していてもよく、R31は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、R32と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、R31と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R34は置換基を有してもよいヒドロカルビル基又は水素原子を表す。)
【0068】
式(3−A)において、R31、R32、R34の置換基を有してもよいヒドロカルビル基、R31とR32とが結合した窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基の説明及び例示は、式(3)の説明において述べたものと同じである。
【0069】
式(3−A)において、R31は、好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基であるか、R32と結合して炭素原子数3〜10のヒドロカルビレン基又はヘテロ原子が窒素原子である炭素原子数3〜10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。より好ましくは、炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数6〜10のアリール基であるか、R32と結合して炭素原子数3〜10のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基又は
−CH=N−CH2−CH2−で表される基である。さらに好ましくは、炭素原子数1〜6のアルキル基である。特に好ましくは、メチル基又はエチル基である。
【0070】
式(3−A)において、R32は、好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基であるか、R31と結合して炭素原子数3〜10のヒドロカルビレン基又はヘテロ原子が窒素原子である炭素原子数3〜10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。より好ましくは、炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数6〜10のアリール基であるか、R31と結合して炭素原子数3〜10のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基又は−CH=N−CH2−CH2−で表される基である。さらに好ましくは、炭素原子数1〜6のアルキル基である。特に好ましくは、メチル基又はエチル基である。
【0071】
式(3−A)において、R34は好ましくはヒドロカルビル基又は水素原子であり、より好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基又は水素原子であり、さらに好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基又は水素原子であり、特に好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基である。
【0072】
式(3−A)により表される化合物のうち、R34がヒドロカルビル基であるものとしては、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−N−エチルアセトアミドなどのN,N−ジヒドロカルビルアセトアミド;N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミドなどのN,N−ジヒドロカルビルアクリルアミド;N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−メチル−N−エチルメタクリルアミドなどのN,N−ジヒドロカルビルメタクリルアミドをあげることができる。
【0073】
式(3−A)により表される化合物のうち、R34が水素原子であるものとしては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−N−エチルホルムアミドなどのN,N−ジヒドロカルビルホルムアミドをあげることができる。
【0074】
式(3)で表される好ましい化合物として、kが0であり、R34がR31と結合して2価基となっている(3−B)で表される化合物をあげることができる。

(式(3−B)中、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表し、R36はヒドロカルビレン基と−NR35−で表される基とが結合した基又はヒドロカルビレン基を表し、R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す。R35が結合した窒素原子は、C=Oの炭素原子と結合する。)
【0075】
式(3−B)において、R32の置換基を有してもよいヒドロカルビル基の説明及び例示は、式(3)の説明において述べたものと同じである。
【0076】
式(3−B)において、R36のヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、2,2,4−トリメチルへキサン−1,6−ジイル基などのアルキレン基;1,4−フェニレン基などのアリーレン基をあげることができる。R36の、ヒドロカルビンレン基と−NR35−で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す。)とが結合した基としては、−(CH2p−NR35−で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表し、pは1以上の整数を表す。)をあげることができる。
【0077】
式(3−B)において、R32は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数6〜10のアリール基であり、さらに好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基又はフェニル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、フェニル基である。
【0078】
式(3−B)において、R36は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビレン基、又は、炭素原子数1〜10のヒドロカルビンレン基と−NR35−で表される基(R35は炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基又は水素原子を表す。)とが結合した基であり、より好ましくは炭素原子数3〜6のアルキレン基又は−(CH2p−NR35−で表される基(R35は炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基を表し、pは2〜5の整数を表す。)であり、さらに好ましくはトリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、又は
−(CH22−N(CH3)−で表される基である。
【0079】
式(3−B)で表される化合物のうち、R36がヒドロカルビレン基であるものとしては、N−メチル−β−プロピオラクタム、N−フェニル−β−プロピオラクタムなどのN−ヒドロカルビル−β−プロピオラクタム;N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−フェニル−2−ピロリドン、N−tert−ブチル−2−ピロリドン、N−メチル−5−メチル−2−ピロリドンなどのN−ヒドロカルビル−2−ピロリドン;N−メチル−2−ピペリドン、N−ビニル−2−ピペリドン、N−フェニル−2−ピペリドンなどのN−ヒドロカルビル−2−ピペリドン;N−メチル−ε−カプロラクタム、N−フェニル−ε−カプロラクタムなどのN−ヒドロカルビル−ε−カプロラクタム;N−メチル−ω−ラウリロラクタム、N−ビニル−ω−ラウリロラクタムなどのN−ヒドロカルビル−ω−ラウリロラクタムをあげることができる。好ましくはR36が炭素原子数3〜6のアルキレン基であり、R32が炭素原子数1〜6のアルキル基又はフェニル基である化合物であり、より好ましくはR36がトリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基であり、R32がメチル基、エチル基、フェニル基である化合物であり、更に好ましくはN−フェニル−2−ピロリドン、N−メチル−ε−カプロラクタムである。
【0080】
式(3−B)で表される化合物のうち、R36がヒドロカルビレン基と−NR35−で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子)とが結合した基である化合物としては、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジビニル−2−イミダゾリジノン、1−メチル−3−エチル−2−イミダゾリジノンなどの1,3−ジヒドロカルビル−2−イミダゾリジノンをあげることができる。好ましくは、R36が−(CH2p−NR35−で表される基(R35は炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基を表し、pは2〜5の整数を表す。)であり、R32が炭素原子数1〜6のアルキル基又はフェニル基である化合物であり、より好ましくは、R36が−(CH22−N(CH3)−で表される基であり、R32がメチル基、エチル基である化合物であり、更に好ましくは1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンである。
【0081】
式(3)で表される好ましい化合物として、kが1であり、R33がヒドロカルビレン基である下記式(3−C)で表される化合物をあげることができる。

(式(3−C)中、R31とR32が結合していてもよく、R31は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、あるいはR32と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、あるいはR31と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R33はヒドロカルビレン基を表し、R34は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表す。)
【0082】
式(3−C)において、R31、R32、R34の置換基を有してもよいヒドロカルビル基、R31とR32とが結合した窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基、R33のヒドロカルビレン基の説明及び例示は、式(3)の説明において述べたものと同じである。
【0083】
式(3−C)において、R33は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1〜10のアルキレン基又は炭素原子数6〜10のアリーレン基であり、さらに好ましくは炭素原子数1〜6のアルキレン基又はフェニレン基であり、特に好ましくはエチレン基、トリメチレン基、1,4−フェニレン基である。
【0084】
式(3−C)において、R34は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基、又は置換基がジアルキルアミノ基である炭素原子数3〜10の置換ヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数6〜10のアリール基、炭素原子数3〜6のジアルキルアミノアルキル基又は炭素原子数8〜10のジアルキルアミノアリール基であり、さらに好ましくはメチル基、エチル基、炭素原子数3〜6のジアルキルアミノメチル基、炭素原子数4〜6のジアルキルアミノエチル基、フェニル基、炭素原子数8〜10のジアルキルアミノフェニル基である。
【0085】
式(3−C)において、R31は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基であるか、R32と結合して炭素原子数3〜10のヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子である炭素原子数3〜10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数6〜10のアリール基であるか、
32と結合して炭素原子数3〜10のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基、−CH=N−CH2−CH2−で表される基、−(CH22−O−(CH22−で表される基であり、さらに好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基であるか、R32と結合して炭素原子数3〜6のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基、
−CH=N−CH2−CH2−で表される基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基であるか、R32と結合してテトラメチレン基、ヘキサメチレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基である。
【0086】
式(3−C)において、R32は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基であるか、R31と結合して炭素原子数3〜10のヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子である炭素原子数3〜10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数6〜10のアリール基であるか、
31と結合して炭素原子数3〜10のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基、−CH=N−CH2−CH2−で表される基、−(CH22−O−(CH22−で表される基であり、さらに好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基であるか、R31と結合して炭素原子数3〜6のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基、
−CH=N−CH2−CH2−表される基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基であるか、R31と結合してテトラメチレン基、ヘキサメチレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基である。
【0087】
式(3−C)で表される化合物のうち、R33がアリレーン基であり、R34がアルキル基である化合物としては、4−(N,N−ジメチルアミノ)アセトフェノン、4−(N−メチル−N−エチルアミノ)アセトフェノン、4−(N,N−ジエチルアミノ)アセトフェノンなどの4−(N,N−ジヒドロカルビルアミノ)アセトフェノン;4’−(イミダゾール−1−イル)アセトフェノン等の4−環状アミノアセトフェノン化合物をあげることができる。これらの中では、4−環状アミノアセトフェノン化合物が好ましく、4’−(イミダゾール−1−イル)アセトフェノンがより好ましい。
【0088】
式(3−C)で表される化合物のうち、R33がアリレーン基であり、R34がアリール基又は置換アリール基である化合物としては、1,7−ビス(メチルエチルアミノ)−4−ヘプタノン、1,3−ビス(ジフェニルアミノ)−2−プロパノンなどのビス(ジヒドロカルビルアミノアルキル)ケトン;4−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−N,N−ジエチルアミノベンゾフェノン、4−N,N−ジ−t−ブチルアミノベンゾフェノン、4−N,N−ジフェニルアミノベンゾフェノンなどの4−(ジヒドロカルビルアミノ)ベンゾフェノン;4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジフェニルアミノ)ベンゾフェノンなどの4,4’−ビス(ジヒドロカルビルアミノ)ベンゾフェノンをあげることができる。これらの中では、R31及びR32が炭素原子数1〜6のアルキル基であり、R33がフェニレン基であり、R34がフェニル基又は炭素原子数8〜10のジアルキルアミノフェニル基である化合物が好ましく、4−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−N,N−ジエチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンがより好ましい。
【0089】
式(3)で表される好ましい化合物として、kが1であり、R33がヒドロカルビレン基と酸素原子とが結合した基、又はヒドロカルビレン基と−NR35−で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)とが結合した基である下記式(3−D)で表される化合物をあげることができる。

(式(3−D)中、R31とR32が結合していてもよく、R31は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、あるいはR32と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、あるいはR31と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R37はヒドロカルビレン基を表し、Aは酸素原子又は−NR35−を表し、R35はヒドロカルビレン基又は水素原子を表し、R34は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表す。)
【0090】
式(3−D)において、R31、R32、R34の置換基を有してもよいヒドロカルビル基、R31とR32とが結合した窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基の説明及び例示は、式(3)の説明において述べたものと同じである。
【0091】
式(3−D)において、Aは好ましくは酸素原子又は−NR35−(R35は炭素原子数1〜5のヒドロカルビレン基又は水素原子である。)で表される基であり、より好ましくは酸素原子又は−NH−で表される基であり、さらに好ましくは−NH−で表される基である。
【0092】
式(3−D)において、R37のヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、2,2,4−トリメチルへキサン−1,6−ジイル基などのアルキレン基;1,4−フェニレン基などのアリーレン基をあげることができる。
【0093】
式(3−D)において、R34は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数2〜5のアルケニル基であり、さらに好ましくはビニル基又はイソプロペニル基であり、特に好ましくはビニル基である。
【0094】
式(3−D)において、R37は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1〜6のアルキレン基であり、さらに好ましくはエチレン基又はトリメチレン基であり、特に好ましくはトリメチレン基である。
【0095】
式(3−D)において、R31は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基であるか、R32と結合して炭素原子数3〜10のヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子である炭素原子数3〜10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数6〜10のアリール基であるか、
32と結合して炭素原子数3〜10のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基、−CH=N−CH2−CH2−で表される基、−(CH22−O−(CH22−で表される基であり、さらに好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基であるか、R32と結合して炭素原子数3〜6のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基、
−CH=N−CH2−CH2−で表される基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基であるか、R32と結合してテトラメチレン基、ヘキサメチレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基である。
【0096】
式(3−D)において、R32は好ましくは炭素原子数1〜10のヒドロカルビル基であるか、R31と結合して炭素原子数3〜10のヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子である炭素原子数3〜10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数6〜10のアリール基であるか、
31と結合して炭素原子数3〜10のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基、−CH=N−CH2−CH2−で表される基、−(CH22−O−(CH22−で表される基であり、さらに好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基であるか、R31と結合して炭素原子数3〜6のアルキレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基、
−CH=N−CH2−CH2−で表される基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基であるか、R31と結合してテトラメチレン基、ヘキサメチレン基、−CH=N−CH=CH−で表される基である。
【0097】
式(3−D)で表される化合物のうち、Aが酸素原子である化合物としては、
2−(ジメチルアミノ)エチルアクリレート、2−(ジエチルアミノ)エチルアクリレートなどの2−(ジヒドロカルビルアミノ)エチルアクリレート;3−(ジメチルアミノ)プロピルアクリレートなどの3−(ジヒドロカルビルアミノ)プロピルアクリレート;2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、2−(ジエチルアミノ)エチルメタクリレートなどの2−(ジヒドロカルビルアミノ)エチルメタクリレート;3−(ジメチルアミノ)プロピルメタクリレートなどの3−(ジヒドロカルビルアミノ)プロピルメタクリレートをあげることができる。Aが酸素原子である化合物としては、R31及びR32が炭素原子数1〜6のアルキル基であり、R34がビニル基又はイソプロペニル基であり、R37がエチレン基又はトリメチレン基である化合物が好ましく、R31及びR32がメチル基又はエチル基であり、R34がビニル基であり、R37がトリメチレン基である化合物がより好ましい。
【0098】
式(3−D)で表される化合物のうち、Aが−NR35−(R35はヒドロカルビレン基又は水素原子)で表される基である化合物としては、
N−(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミド、N−(2−ジエチルアミノエチル)アクリルアミドなどのN−(2−ジヒドロカルビルアミノエチル)アクリルアミド;N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド、N−(3−ジエチルアミノプロピル)アクリルアミドなどのN−(3−ジヒドロカルビルアミノプロピル)アクリルアミド;N−(4−ジメチルアミノブチル)アクリルアミド、N−(4−ジエチルアミノブチル)アクリルアミドなどのN−(4−ジヒドロカルビルアミノブチル)アクリルアミド;N−(2−ジメチルアミノエチル)メタクリルアミド、N−(2−ジエチルアミノエチル)メタクリルアミドなどのN−(2−ジヒドロカルビルアミノエチル)メタクリルアミド;N−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、N−(3−ジエチルアミノプロピル)メタクリルアミドなどのN−(3−ジヒドロカルビルアミノプロピル)メタクリルアミド;N−(4−ジメチルアミノブチル)メタクリルアミド、N−(4−ジエチルアミノブチル)メタクリルアミドなどのN−(4−ジヒドロカルビルアミノブチル)メタクリルアミドをあげることができる。これらの中では、Aが−NH−で表される基であり、R31及びR32が炭素原子数1〜6のアルキル基であり、R34がビニル基又はイソプロペニル基であり、R37がエチレン基又はトリメチレン基である化合物が好ましく、Aが−NH−で表される基であり、R31及びR32がメチル基又はエチル基であり、R34がビニル基であり、R37がトリメチレン基である化合物がより好ましい。
【0099】
上記のほか、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物のうち好ましいものとして、アルコキシシリル基を含有する化合物をあげることもできる。
【0100】
アルコキシシリル基を含有する化合物としては、窒素原子及びアルコキシシリル基を含有する化合物が好ましく、当該化合物としては、下記式(4)で表される化合物をあげることができる。

(式(4)中、R44、R45は結合していてもよく、R41はヒドロカルビル基を表し、R42、R43はヒドロカルビル基又はヒドロカルビルオキシ基を表し、R44は置換基を有してもよいヒドロカルビル基又はトリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいはR45と結合して、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子をヘテロ原子として有してもよいヒドロカルビレン基を表し、R45は置換基を有してもよいヒドロカルビル基又はトリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいはR44と結合して、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子をヘテロ原子として有してもよいヒドロカルビレン基を表し、jは1〜5の整数を表す。)
【0101】
上記式(4)において、置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。
【0102】
上記式(4)において、ヒドロカルビル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基、イソプロペニル基などのアルケニル基;フェニル基などのアリール基をあげることができ、好ましくはアルキル基であり、より好ましくはメチル基又はエチル基である。置換ヒドロカルビル基としては、オキシラニル基、テトラヒドロフラニル基等のオキサシクロアルキル基をあげることができ、好ましくはテトラヒドロフラニル基である。
【0103】
本明細書において、オキサシクロアルキル基は、シクロアルキル基の脂環上のCH2が酸素原子に置き換わった基を表す。
【0104】
ヒドロカルビルオキシ基としては、ヒドロカルビルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基などのアルコキシ基;フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基をあげることができ、好ましくはアルコキシ基であり、より好ましくはメトキシ基又はエトキシ基である。
【0105】
トリヒドロカルビルシリル基としては、トリメチルシリル基、tert−ブチル−ジメチルシリル基をあげることができ、好ましくはトリメチルシリル基である。
【0106】
ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基は、ヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子がケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。ヘテロ原子がケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、ヘテロ原子がケイ素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、2,2,4−トリメチルへキサン−1,6−ジイル基などのアルキレン基をあげることができ、中でも炭素原子数4〜7のアルキレン基が好ましく、ペンタメチレン基又はヘキサメチレン基が特に好ましい。ヘテロ原子がケイ素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、
−Si(CH32−CH2−CH2−Si(CH32−で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、
−CH=N−CH=CH−で表される基、又は−CH=N−CH2−CH2−で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、−CH2−CH2−O−CH2−CH2−で表される基をあげることができる。
【0107】
上記式(4)において、R41は好ましくは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、より好ましくはメチル基又はエチル基である。R42、R43は好ましくはヒドロカルビルオキシ基であり、より好ましくは炭素原子数1〜4のアルコキシ基であり、さらに好ましくはメトキシ基又はエトキシ基である。R44、R45は好ましくはヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基又はエチル基である。また、jは好ましくは2〜4の整数である。
【0108】
上記式(4)で表される化合物としては、[3−(ジメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3−(ジメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3−(ジエチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3−(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メチルジエトキシシラン、[2−(ジメチルアミノ)エチル]トリエトキシシラン、[2−(ジメチルアミノ)エチル]トリメトキシシラン等の[(ジアルキルアミノ)アルキル]アルコキシシラン化合物;(1−ヘキサメチレンイミノメチル)トリメトキシシラン、[3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル]トリエトキシシラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾ−ル、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−4,5−イミダゾ−ル等の環状アミノアルキルアルコキシシラン化合物;{3−[ジ(テトラヒドロフラニル)アミノ]プロピル}トリメトキシシラン、{3−[ジ(テトラヒドロフラニル)アミノ]プロピル}トリエトキシシラン等の{[ジ(テトラヒドロフラニル)アミノ]アルキル}アルコキシシラン化合物;{3−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ]プロピル}メチルジメトキシシラン、{3−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ]プロピル}メチルジエトキシシラン等の[N,N−ビス(トリアルキルシリル)アミノアルキル]アルキルアルコキシシラン化合物をあげることができる。R41が炭素原子数1〜4のアルキル基であり、R42、R43が炭素原子数1〜4のアルコキシ基であり、R44、R45が炭素原子数1〜4のアルキル基であり、jが2〜4の整数である化合物がより好ましく、[3−(ジメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3−(ジメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3−(ジエチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3−(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシランがより好ましい。
【0109】
アルコキシシリル基を含有する化合物として、上記の窒素原子及びアルコキシシリル基を含有する化合物以外には、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシランなどのテトラアルコキシシラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどのトリアルコキシヒドロカルビルシラン;トリメトキシクロロシラン、トリエトキシクロロシラン、トリ−n−プロポキシクロロシランなどのトリアルコキシハロシラン;ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシランなどのジアルコキシジヒドロカルビルシラン;ジメトキシジクロロシラン、ジエトキシジクロロシラン、ジ−n−プロポキシジクロロシランなどのジアルコキシジハロシラン;メトキシトリメチルシランなどのモノアルコキシトリヒドロカルビルシラン;メトキシトリクロロシラン、エトキシトリクロロシランなどのモノアルコキシトリハロシラン;2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、(2−グリシドキシエチル)メチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシランなどの(グリシドキシアルキル)アルキルアルコキシシラン化合物;2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランなどの(3,4−エポキシシクロヘキシル)アルキルアルコキシシラン化合物;[2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル]メチルジメトキシシランなどの[(3,4−エポキシシクロヘキシル)アルキル]アルキルアルコキシシラン化合物;3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリエトキシシリルプロピルコハク酸無水物などのアルコキシシリルアルキルコハク酸無水物;3−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイロキシプロピルトリエトキシシランなどの(メタクリロイロキシアルキル)アルコキシシラン化合物をあげることができる。
【0110】
また、アルコキシシリル基を含有する化合物は、窒素原子及び>C=Oで表される基を含有していてもよい。アルコキシシリル基を含有し、かつ窒素原子及び>C=Oで表される基を含有する化合物として、トリス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、トリス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、トリス[3−(トリプロポキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、トリス[3−(トリブトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート等のトリス[(アルコキシシリル)アルキル]イソシアヌレート化合物をあげることができる。中でもトリス[3−(トリアルコキシシリル)プロピル]イソシアヌレートが好ましく、アルコキシ基が炭素原子数1〜4のアルコキシ基であるトリス[3−(トリアルコキシシリル)プロピル]イソシアヌレートがより好ましく、トリス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレートが更に好ましい。
【0111】
上記のほか、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物のうち好ましいものとして、下記式(5)で表される化合物をあげることができる。

(式(5)中、R51は水素原子、ヒドロカルビル基又はヒドロカルビルオキシ基を表し、R52及びR53はヒドロカルビル基を表す。hは0〜10の整数を表し、R54及びR55はそれぞれ水素原子又はヒドロカルビル基を表し、R54が複数ある場合、複数のR54は互いに同じであっても異なっていてもよく、R55が複数ある場合、複数のR55は互いに同じであっても異なっていてもよい。R56及びR57は、それぞれ置換基を有していてもよいヒドロカルビル基又はトリヒドロカルビルシリル基、あるいは、R56及びR57は結合し、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群から選ばれる少なくとも1種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表す。)
【0112】
51は水素原子、ヒドロカルビル基又はヒドロカルビルオキシ基を表す。ヒドロカルビル基としては、好ましくは炭素原子数1〜4のヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基である。ヒドロカルビルオキシ基としては、好ましくは炭素原子数1〜4のヒドロカルビルオキシ基であり、より好ましくは炭素原子数1〜4のアルコキシ基であり、更に好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。これらの中で好ましくは水素原子である。
【0113】
52及びR53はヒドロカルビル基を表す。ヒドロカルビル基としては、好ましくは炭素原子数1〜4のヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基である。R52及びR53は同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。
【0114】
hは0〜10の整数を表す。好ましくは3以下であり、より好ましくは0である。
【0115】
54及びR55はそれぞれ水素原子又はヒドロカルビル基を表し、R54が複数ある場合、複数のR54は互いに同じであっても異なっていてもよく、R55が複数ある場合、複数のR55は互いに同じであっても異なっていてもよい。ヒドロカルビル基としては、好ましくは炭素原子数1〜4のヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基である。
【0116】
56及びR57は、それぞれ置換基を有していてもよいヒドロカルビル基又はトリヒドロカルビルシリル基を表す。置換基を有していてもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。ヒドロカルビル基としては、好ましくは炭素原子数1〜4のヒドロカルビル基である。置換ヒドロカルビル基としては、N,N−ジメチルアミノメチル基、2−N,N−ジメチルアミノエチル基、3−N,N−ジメチルアミノプロピル基などの置換基が置換アミノ基である置換ヒドロカルビル基;メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基などの置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基をあげることができる。トリヒドロカルビルシリル基としては、トリメチルシリル基、tert−ブチル−ジメチルシリル基をあげることができ、好ましくはトリメチルシリル基である。これらの中では、好ましくはヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜4のヒドロカルビル基であり、更に好ましくは炭素原子数1〜4のアルキル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基である。
【0117】
56及びR57は結合して、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群から選ばれる少なくとも1種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基であってもよい。ヒドロカルビレン基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、2,2,4−トリメチルへキサン−1,6−ジイル基などのアルキレン基;ペンタン−2−エン−1,5−ジイル基などのアルケンジイル基をあげることができ、好ましくはアルキレン基であり、より好ましくは炭素原子数4〜7のアルキレン基である。ヘテロ原子がケイ素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、−Si(CH32−CH2−CH2−Si(CH32−で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、−CH=N−CH=CH−で表される基、−CH=N−CH2−CH2−で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、−CH2−CH2−O−CH2−CH2−で表される基をあげることができる。これらの中では、好ましくはヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数4〜7のアルキレン基であり、更に好ましくはテトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基である。
【0118】
式(5)で表される化合物としては、N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N−ジエチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N−ジエチルホルムアミドジエチルアセタールなどのN,N−ジアルキルホルムアミド ジアルキル アセタール;N,N−ジメチルアセトアミドジメチルアセタール、N,N−ジエチルアセトアミドジメチルアセタール、N,N−ジメチルアセトアミドジエチルアセタール、N,N−ジエチルアセトアミドジエチルアセタールなどのN,N−ジアルキルアセトアミド ジアルキル アセタールがあげられる。
【0119】
式(5)で表される化合物として、好ましくは、hが3以下であり、R51が水素原子であり、R52、R53、R54、R55、R56及びR57が炭素原子数1〜4のアルキル基である化合物である。より好ましくは、hが0であり、R51が水素原子であり、R52、R53、R56及びR57が炭素原子数1〜4のアルキル基である化合物である。特に好ましくは、N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N−ジエチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N−ジエチルホルムアミドジエチルアセタールである。
【0120】
単量体成分に、下記化合物(I)及び(II)を化合物(I)、化合物(II)の順に添加して、単量体成分を重合することにより生成した重合体の活性末端と(重合体の活性末端には、化合物(I)の有機アルカリ金属化合物由来のアルカリ金属を有すると考えられる。)、前記の窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物との反応は、前記の窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を重合溶液に添加し、溶液中で重合体と前記の窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物とを混合することにより行われる。重合溶液に添加する窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物の量は、化合物(I)の有機アルカリ金属化合物1モルあたり、通常、0.1モル〜3モルであり、好ましくは、0.5モル〜2モルであり、より好ましくは、0.7モル〜1.5モルである。
【0121】
重合体と前記の窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を混合する温度は25℃〜100℃であり、好ましくは35℃〜90℃であり、さらに好ましくは50℃〜80℃である。接触させる時間は60秒〜5時間であり、好ましくは5分〜1時間である
【0122】
本発明の製造方法においては、単量体の重合開始から、後述する重合体の回収までに、炭化水素を溶媒とした共役ジエン系重合体を含有する溶液にカップリング剤を添加してもよい。カップリング剤としては、下記式(6)で表される化合物をあげることができる。
【0123】
61aML4-a (6)
(式中、R61はアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基またはアリール基を表し、Mはケイ素原子またはスズ原子を表し、Lはハロゲン原子またはヒドロカルビルオキシ基を表し、aは0〜2の整数を表す。)
【0124】
上記式(6)で表されるカップリング剤としては、四塩化ケイ素、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、四塩化スズ、メチルトリクロロスズ、ジメチルジクロロスズ、トリメチルクロロスズ、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、テトラエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエトキシジエチルシランなどをあげることができる。
【0125】
カップリング剤の添加量は、共役ジエン系重合体の加工性を高めるために、アルカリ金属触媒由来のアルカリ金属1モル当たり、好ましくは0.03モル以上であり、より好ましくは0.05モル以上である。また、省燃費性を高めるために、好ましくは0.4モル以下であり、より好ましくは0.3モル以下である。
【0126】
本発明の製造方法においては、後述する重合体の回収を行う前に未反応の活性末端をメタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコールにより処理してもよい。
【0127】
炭化水素を溶媒とした共役ジエン系重合体を含有する溶液から共役ジエン系重合体を回収する方法としては公知の方法を用いることができ、例えば(A)共役ジエン系重合体を含有する溶液に凝固剤を添加する方法、(B)共役ジエン系重合体を含有する溶液にスチームを添加する方法、をあげることができる。回収した共役ジエン系重合体は、バンドドライヤーや押出型ドライヤーなどの公知の乾燥機で乾燥してもよい。
【0128】
本発明の共役ジエン系重合体は、前記の方法により製造された共役ジエン系重合体である。
【0129】
本発明の共役ジエン系重合体のムーニー粘度(ML1+4)は、引張破断強度を高めるために、好ましくは10以上であり、より好ましくは20以上である。また、加工性を高めるために、好ましくは200以下であり、より好ましくは150以下である。該ムーニー粘度(ML1+4)は、JIS K6300(1994)に従って、100℃にて測定される。
【0130】
本発明の共役ジエン系重合体の分子量分布は、省燃費性を高めるために、好ましくは1〜5であり、より好ましくは1〜2である。分子量分布は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)を測定し、MwをMnで除すことにより求められる。
【0131】
ケイ素含有ビニル化合物に基づく単量体単位の含有量は、共役ジエン系重合体100重量%あたり、省燃費性を高めるために、好ましくは0.01重量%以上であり、より好ましくは0.02重量%以上であり、さらに好ましくは0.05重量%以上である。経済性を高めるために、また、引張破断強度を大きくするために、好ましくは20重量%以下であり、より好ましくは2重量%以下であり、さらに好ましくは1重量%以下である。
【0132】
本発明の共役ジエン系重合体は、引張破断強度を高めるため、共役ジエン化合物に基づく単量体単位及びケイ素含有ビニル化合物に基づく単量体単位に加え、芳香族ビニル化合物に基づく単量体単位を含有していることが好ましい。芳香族ビニル化合物としてはスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどをあげることができ、スチレンが好ましい。
【0133】
芳香族ビニル化合物単位の含有量としては、共役ジエン化合物単位と芳香族ビニル化合物単位との総量を100重量%として、0重量%以上(共役ジエン化合物単位の含有量は100重量%以下)であり、好ましくは10重量%以上(共役ジエン化合物単位の含有量は90重量%以下)であり、より好ましくは15重量%以上(共役ジエン化合物単位の含有量は85重量%以下)である。また、省燃費性を高めるために、芳香族ビニル化合物単位の含有量は、好ましくは50重量%以下(共役ジエン化合物単位の含有量は50重量%以上)であり、より好ましくは45重量%以下(共役ジエン化合物単位の含有量は55重量%以上)である。
【0134】
本発明の共役ジエン系重合体のビニル結合量は、共役ジエン単位の含有量を100モル%として、省燃費性を高めるために、好ましくは80モル%以下であり、より好ましくは70モル%以下である。また、グリップ性を高めるために、好ましくは10モル%以上であり、より好ましくは15モル%以上であり、さらに好ましくは20モル%以上であり、特に好ましくは40モル%以上である。該ビニル結合量は、赤外分光分析法により、ビニル基の吸収ピークである910cm-1付近の吸収強度より求められる。
【0135】
本発明の共役ジエン系重合体は、他の重合体成分や添加剤などを配合して、共役ジエン系重合体組成物にして用いることができる。
【0136】
他の重合体成分としては、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、ブチルゴムなどをあげることができる。また、天然ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−オクテン共重合体などもあげることができる。これらの重合体成分は、1種以上用いられる。
【0137】
本発明の共役ジエン系重合体に他の重合体成分を配合する場合、本発明の共役ジエン系重合体の配合量は、省燃費性を高めるために、重合体成分の総配合量(共役ジエン系重合体の配合量含む)を100重量%として、好ましくは10重量%以上であり、より好ましくは20重量%以上である。
【0138】
添加剤としては、公知のものを用いることができ、硫黄などの加硫剤;チアゾール系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤などの加硫促進剤;ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫活性化剤;ジクミルパーオキシド、ジターシャリブチルパーオキシドなどの有機過酸化物;シリカ、カーボンブラックなどの補強剤;炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカなどの充填剤;シランカップリング剤;伸展油;加工助剤;老化防止剤;滑剤を例示することができる。
【0139】
上記硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄があげられる。硫黄の配合量は、重合体成分100重量部あたり、好ましくは0.1重量部〜15重量部であり、より好ましくは0.3重量部〜10重量部であり、さらに好ましくは0.5重量部〜5重量部である。
【0140】
上記加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等のチウラム系加硫促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤をあげることができる。加硫促進剤の配合量は、重合体成分100重量部あたり、好ましくは0.1重量部〜5重量部であり、より好ましくは0.2重量部〜3重量部である。
【0141】
上記シリカとしては、乾式シリカ(無水ケイ酸)、湿式シリカ(含水ケイ酸)、コロイダルシリカ、沈降シリカ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムなどをあげることができる。これらは1種以上用いることができる。シリカのBET比表面積は、好ましくは、50m2/g〜250m2/gである。該BET比表面積は、ASTM D1993−03に従って測定される。市販品としては、デグッサ社製 商品名 ウルトラシルVN3−G、東ソー・シリカ社製 商品名 VN3、AQ、ER、RS−150、Rhodia社製 商品名 Zeosil 1115MP、1165MP等を用いることができる。
【0142】
上記カーボンブラックとしては、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、グラファイトなどをあげることができる。カーボンブラックとしては、EPC、MPC及びCCのようなチャンネルカーボンブラック;SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF及びECFのようなファーネスカーボンブラック;FT及びMTのようなサーマルカーボンブラック;アセチレンカーボンブラックが例示される。これらは1種以上用いることができる。
【0143】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは、5m2/g〜200m2/gであり、また、カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸収量は、好ましくは、5ml/100g〜300ml/100gである。該窒素吸着比表面積は、ASTM D4820−93に従って測定され、該DBP吸収量は、ASTM D2414−93に従って測定される。市販品としては、三菱化学社製 商品名 ダイヤブラックN339、東海カーボン社製 商品名 シースト6、シースト7HM、シーストKH、デグッサ社製 商品名 CK 3、Special Black 4A等を用いることができる。
【0144】
本発明の共役ジエン系重合体に補強剤を配合した共役ジエン系重合体組成物とする場合、補強剤の配合量は、本発明の共役ジエン系重合体の配合量を100重量部あたり、好ましくは10重量部〜150重量部である。また、該配合量は、耐摩耗性および強度を高めるために、より好ましくは20重量部以上であり、さらに好ましくは30重量部以上である。また、補強性を高めるために、より好ましくは120重量部以下であり、さらに好ましくは100重量部以下である。
【0145】
本発明の共役ジエン系重合体に補強剤を配合した共役ジエン系重合体組成物とする場合、省燃費性を高めるために、補強剤として、シリカを用いることが好ましい。シリカの配合量としては、補強剤の総配合量を100重量部として、好ましくは50重量部以上であり、より好ましくは70重量部以上である。
【0146】
また、補強剤として用いるシリカの含有量とカーボンブラックの含有量との重量比(シリカの含有量:カーボンブラックの含有量)としては、2:1〜50:1であることが好ましい。該重量比は、省燃費性を高めるため、及び、補強性を高めるために、5:1〜20:1であることがより好ましい。
【0147】
上記シランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)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、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドなどをあげることができる。これらは1種以上用いられる。市販品としては、デグッサ社製 商品名 Si69、Si75等を用いることができる。
【0148】
本発明の共役ジエン系重合体にシランカップリング剤を配合した共役ジエン系重合体組成物とする場合、シランカップリング剤の配合量は、シリカ100重量部あたり、好ましくは1重量部〜20重量部であり、より好ましくは2重量部〜15重量部であり、さらに好ましくは5重量部〜10重量部である。
【0149】
上記伸展油としては、アロマチック系鉱物油(粘度比重恒数(V.G.C.値)0.900〜1.049)、ナフテン系鉱物油(V.G.C.値0.850〜0.899)、パラフィン系鉱物油(V.G.C.値0.790〜0.849)などをあげることができる。伸展油の多環芳香族含有量は、好ましくは3重量%未満であり、より好ましくは1重量%未満である。該多環芳香族含有量は、英国石油学会346/92法に従って測定される。また、伸展油の芳香族化合物含有量(CA)は、好ましくは20重量%以上である。これらの伸展油は、1種以上用いられる。
【0150】
本発明の共役ジエン系重合体に、他の重合体成分や添加剤などを配合して共役ジエン系重合体組成物を製造する方法としては、公知の方法、例えば、各成分をロールやバンバリーのような公知の混合機で混練する方法を用いることができる。
【0151】
混練条件としては、加硫剤および加硫促進剤以外の添加剤を配合する場合、混練温度は、通常50℃〜200℃であり、好ましくは80℃〜190℃であり、混練時間は、通常30秒〜30分であり、好ましくは1分〜30分である。加硫剤、加硫促進剤を配合する場合、混練温度は、通常100℃以下であり、好ましくは室温〜80℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を配合した組成物は、通常、プレス加硫などの加硫処理を行って用いられる。加硫温度としては、通常120℃〜200℃、好ましくは140℃〜180℃である。
【0152】
本発明の共役ジエン系重合体組成物は、省燃費性及び引張破断強度に優れ、タイヤに好適に用いられる。
【実施例】
【0153】
物性評価は次の方法で行った。
【0154】
1.ムーニー粘度(ML1+4
JIS K6300(1994)に従って、100℃にて重合体のムーニー粘度を測定した。
【0155】
2.ビニル結合量(単位:モル%)
赤外分光分析法により、ビニル基の吸収ピークである910cm-1付近の吸収強度より重合体のビニル結合量を求めた。
【0156】
3.スチレン単位の含量(単位:重量%)
JIS K6383(1995)に従って、屈折率から重合体のスチレン単位の含量を求めた。
【0157】
4.分子量分布(Mw/Mn)
下記の条件(1)〜(8)でゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)を測定し、重合体の分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
【0158】
(1)装置:東ソー社製HLC−8220
(2)分離カラム:東ソー社製TSKgel SuperHM−H(2本直列)
(3)測定温度:40℃
(4)キャリア:テトラヒドロフラン
(5)流量:0.6mL/分
(6)注入量:5μL
(7)検出器:示差屈折
(8)分子量標準:標準ポリスチレン
【0159】
5.省燃費性
シート状の加硫成形体から幅1mmまたは2mm、長さ40mmの短冊上試験片を打ち抜き、試験に供した。測定は、粘弾性測定装置(上島製作所社製)によって、歪み1%及び周波数10Hzの条件下で、温度70℃での試験片の損失正接(tanδ(70℃))を測定した。この値が小さいほど、省燃費性に優れる。
【0160】
6.引張破断強度(TB、単位:MPa)
JIS K6251に従い、3号形ダンベル試験片を用い、引張速度を500mm/分として、該試験片が破断する時の応力を測定した。
【0161】
実施例1
内容積20リットルの撹拌装置付きステンレス製重合反応器の内部を、洗浄、乾燥し、乾燥窒素で置換した。次に、工業用ヘキサン(密度680kg/m3)10.2kg、1,3−ブタジエン608g、スチレン192g、テトラヒドロフラン6.1ml、エチレングリコールジエチルエーテル5.3mlを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液を重合反応器内に投入した。
【0162】
ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン2.74gを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤として、n−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(n−ブチルリチウムの含有量17.2mmol)を重合反応器内に投入し、その後直ちに、ジ−n−ブチルアミン2.23g(n−ブチルリチウム1molあたり1.01mol)を投入し、重合反応を開始した。撹拌速度を130rpm、重合反応器内温度を65℃とし、1,3−ブタジエンとスチレンとを重合反応器内に連続的に供給しながら、1,3−ブタジエン、スチレン、及びビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの共重合反応を3時間行った。重合反応開始後に供給した1,3−ブタジエン及びスチレンの量はそれぞれ912g、288gであった。重合反応器に投入又は供給した単量体総量中、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの投入量は0.14重量%であった。
【0163】
重合溶液にメタノール1.2mlを含むヘキサン溶液20mlを加え、重合溶液を5分間撹拌した。次に、重合溶液に2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(住友化学社製、商品名:スミライザーGM)8.0g、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)(住友化学社製、商品名:スミライザーTP−D)4.0gを加えた。次に、重合溶液を24時間室温下に放置し、溶媒を蒸発させて重合体を得た。その後、得られた重合体を更に55℃で12時間減圧乾燥した。重合体の評価結果を表1に示す。
【0164】
得られた重合体100重量部、シリカ(デグッサ社製、商品名:ウルトラシルVN3−G)78.4重量部、シランカップリング剤(デグッサ社製、商品名:Si69)6.4重量部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名:ダイヤブラックN339)6.4重量部、伸展油(ジャパンエナジー社製、商品名:JOMOプロセスNC−140)47.6重量部、老化防止剤(住友化学社製、商品名:アンチゲン3C)1.5重量部、ステアリン酸2重量部、亜鉛華2重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールCZ)1重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールD)1重量部、ワックス(大内新興化学工業社製、商品名:サンノックN)1.5重量部、硫黄1.4重量部を、ラボプラストミルにて混練して、重合体組成物を調製した。得られた重合体組成物を6インチロールでシートに成形し、該シートを160℃で45分加熱して加硫させ、加硫シートを調製した。加硫シートの物性評価結果を表1に示す。
【0165】
比較例1
内容積20リットルの撹拌装置付きステンレス製重合反応器の内部を、洗浄、乾燥し、乾燥窒素で置換した。次に、工業用ヘキサン(密度680kg/m3)10.2kg、1,3−ブタジエン608g、スチレン192g、テトラヒドロフラン6.1ml、エチレングリコールジエチルエーテル4.4mlを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液を重合反応器内に投入した。
【0166】
ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン2.63gを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤としてn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(n−ブチルリチウムの含有量12.3mmol)を重合反応器内に投入し、重合反応を開始した。撹拌速度を130rpm、重合反応器内温度を65℃とし、1,3−ブタジエンとスチレンとを重合反応器内に連続的に供給しながら、1,3−ブタジエン、スチレン、及び、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの共重合反応を3時間行った。重合反応開始後に供給した1,3−ブタジエン及びスチレンの量はそれぞれ912g、288gであった。重合反応器に投入又は供給した単量体総量中、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの投入量は0.13重量%であった。
【0167】
重合溶液にメタノール0.8mlを含むヘキサン溶液20mlを加え、重合溶液を5分間撹拌した。次に、重合溶液に2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(住友化学社製、商品名:スミライザーGM)8.0g、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)(住友化学社製、商品名:スミライザーTP−D)4.0gを加えた。次に、重合溶液を24時間室温下に放置し、溶媒を蒸発させて重合体を得た。その後、得られた重合体を更に55℃で12時間減圧乾燥した。重合体の評価結果を表1に示す。
【0168】
得られた重合体100重量部、シリカ(デグッサ社製、商品名:ウルトラシルVN3−G)78.4重量部、シランカップリング剤(デグッサ社製、商品名:Si69)6.4重量部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名:ダイヤブラックN339)6.4重量部、伸展油(ジャパンエナジー社製、商品名:JOMOプロセスNC−140)47.6重量部、老化防止剤(住友化学社製、商品名:アンチゲン3C)1.5重量部、ステアリン酸2重量部、亜鉛華2重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールCZ)1重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールD)1重量部、ワックス(大内新興化学工業社製、商品名:サンノックN)1.5重量部、硫黄1.4重量部を、ラボプラストミルにて混練して、重合体組成物を調製した。得られた重合体組成物を6インチロールでシートに成形し、該シートを160℃で45分加熱して加硫させ、加硫シートを調製した。加硫シートの物性評価結果を表1に示す。
【0169】
比較例2
内容積20リットルの撹拌装置付きステンレス製重合反応器の内部を、洗浄、乾燥し、乾燥窒素で置換した。次に、工業用ヘキサン(密度680kg/m3)10.2kg、1,3−ブタジエン608g、スチレン192g、テトラヒドロフラン6.1ml、エチレングリコールジエチルエーテル6.1mlを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液を重合反応器内に投入した。
【0170】
重合開始剤としてn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(n−ブチルリチウムの含有量16.4mmol)を重合反応器内に添加し、その後直ちに、ジ−n−ブチルアミン2.12g(n−ブチルリチウム1molあたり1.01mol)を投入し、重合反応を開始した。撹拌速度を130rpm、重合反応器内温度を65℃とし、1,3−ブタジエンとスチレンとを重合反応器内に連続的に供給しながら、1,3−ブタジエン、及び、スチレンの共重合反応を3時間行った。重合反応開始後に供給した1,3−ブタジエン及びスチレンの量はそれぞれ912g、288gであった。
【0171】
重合溶液にメタノール0.8mlを含むヘキサン溶液20mlを加え、重合溶液を5分間撹拌した。次に、重合溶液に2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(住友化学社製、商品名:スミライザーGM)8.0g、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)(住友化学社製、商品名:スミライザーTP−D)4.0gを加えた。次に、重合溶液を24時間室温下に放置し、溶媒を蒸発させて重合体を得た。その後、得られた重合体を更に55℃で12時間減圧乾燥した。重合体の評価結果を表1に示す。
【0172】
得られた重合体100重量部、シリカ(デグッサ社製、商品名:ウルトラシルVN3−G)78.4重量部、シランカップリング剤(デグッサ社製、商品名:Si69)6.4重量部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名:ダイヤブラックN339)6.4重量部、伸展油(ジャパンエナジー社製、商品名:JOMOプロセスNC−140)47.6重量部、老化防止剤(住友化学社製、商品名:アンチゲン3C)1.5重量部、ステアリン酸2重量部、亜鉛華2重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールCZ)1重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールD)1重量部、ワックス(大内新興化学工業社製、商品名:サンノックN)1.5重量部、硫黄1.4重量部を、ラボプラストミルにて混練して、重合体組成物を調製した。得られた重合体組成物を6インチロールでシートに成形し、該シートを160℃で45分加熱して加硫させ、加硫シートを調製した。加硫シートの物性評価結果を表1に示す。
【0173】
【表1】

【0174】
実施例2
内容積20リットルの撹拌装置付きステンレス製重合反応器の内部を、洗浄、乾燥し、乾燥窒素で置換した。次に、工業用ヘキサン(密度680kg/m3)10.2kg、1,3−ブタジエン608g、スチレン192g、テトラヒドロフラン6.1ml、エチレングリコールジエチルエーテル5.3mlを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液を重合反応器内に投入した。
【0175】
ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン2.74gを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤としてn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(n−ブチルリチウムの含有量17.6mmol)を重合反応器内に投入し、その後直ちに、ジ−n−ブチルアミン2.28g(n−ブチルリチウム1molあたり1.01mol)を投入し、重合反応を開始した。撹拌速度を130rpm、重合反応器内温度を65℃とし、1,3−ブタジエンとスチレンとを重合反応器内に連続的に供給しながら、1,3−ブタジエン、スチレン、及びビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの共重合反応を3時間行った。重合反応開始後に供給した1,3−ブタジエン及びスチレンの量はそれぞれ912g、288gであった。重合反応器に投入又は供給した単量体総量中、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの投入量は0.14重量%であった。
【0176】
次に、得られた重合溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド17.6mmolを重合溶液に添加し、15分間撹拌した。
【0177】
重合溶液にメタノール1.2mlを含むヘキサン溶液20mlを加え、重合溶液を5分間撹拌した。次に、重合溶液に2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(住友化学社製、商品名:スミライザーGM)8.0g、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)(住友化学社製、商品名:スミライザーTP−D)4.0gを加えた。次に、重合溶液を24時間室温下に放置し、溶媒を蒸発させて重合体を得た。その後、得られた重合体を更に55℃で12時間減圧乾燥した。重合体の評価結果を表2に示す。
【0178】
得られた重合体100重量部、シリカ(デグッサ社製、商品名:ウルトラシルVN3−G)78.4重量部、シランカップリング剤(デグッサ社製、商品名:Si69)6.4重量部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名:ダイヤブラックN339)6.4重量部、伸展油(ジャパンエナジー社製、商品名:JOMOプロセスNC−140)47.6重量部、老化防止剤(住友化学社製、商品名:アンチゲン3C)1.5重量部、ステアリン酸2重量部、亜鉛華2重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールCZ)1重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールD)1重量部、ワックス(大内新興化学工業社製、商品名:サンノックN)1.5重量部、硫黄1.4重量部を、ラボプラストミルにて混練して、重合体組成物を調製した。得られた重合体組成物を6インチロールでシートに成形し、該シートを160℃で45分加熱して加硫させ、加硫シートを調製した。加硫シートの物性評価結果を表2に示す。
【0179】
実施例3
内容積20リットルの撹拌装置付きステンレス製重合反応器の内部を、洗浄、乾燥し、乾燥窒素で置換した。次に、工業用ヘキサン(密度680kg/m3)10.2kg、1,3−ブタジエン608g、スチレン192g、テトラヒドロフラン6.1ml、エチレングリコールジエチルエーテル5.3mlを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液を重合反応器内に投入した。
【0180】
ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン2.74gを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤としてn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(n−ブチルリチウムの含有量16.9mmol)を重合反応器内に投入し、その後直ちに、ジ−n−ブチルアミン2.18g(n−ブチルリチウム1molあたり1.01mol)を投入し、重合反応を開始した。撹拌速度を130rpm、重合反応器内温度を65℃とし、1,3−ブタジエンとスチレンとを重合反応器内に連続的に供給しながら、1,3−ブタジエン、スチレン、及びビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの共重合反応を3時間行った。重合反応開始後に供給した1,3−ブタジエン及びスチレンの量は、それぞれ912g、288gであった。重合反応器に投入又は供給した単量体総量中、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランの投入量は0.14重量%であった。
【0181】
次に、得られた重合溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、[3−(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン16.9mmolを重合溶液に添加し、15分間撹拌した。
【0182】
重合溶液にメタノール1.2mlを含むヘキサン溶液20mlを加え、重合溶液を5分間撹拌した。次に、重合溶液に2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(住友化学社製、商品名:スミライザーGM)8.0g、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)(住友化学社製、商品名:スミライザーTP−D)4.0gを加え、次に、重合溶液を24時間室温下に放置し、溶媒を蒸発させて重合体を得た。その後、得られた重合体を更に55℃で12時間減圧乾燥した。重合体の評価結果を表2に示す。
【0183】
得られた重合体100重量部、シリカ(デグッサ社製、商品名:ウルトラシルVN3−G)78.4重量部、シランカップリング剤(デグッサ社製、商品名:Si69)6.4重量部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名:ダイヤブラックN339)6.4重量部、伸展油(ジャパンエナジー社製、商品名:JOMOプロセスNC−140)47.6重量部、老化防止剤(住友化学社製、商品名:アンチゲン3C)1.5重量部、ステアリン酸2重量部、亜鉛華2重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールCZ)1重量部、加硫促進剤(住友化学社製、商品名:ソクシノールD)1重量部、ワックス(大内新興化学工業社製、商品名:サンノックN)1.5重量部、硫黄1.4重量部を、ラボプラストミルにて混練して、重合体組成物を調製した。得られた重合体組成物を6インチロールでシートに成形し、該シートを160℃で45分加熱して加硫させ、加硫シートを調製した。加硫シートの物性評価結果を表2に示す。
【0184】
【表2】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記化合物(I)及び(II)を重合開始剤成分として用いて、共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させる共役ジエン系重合体の製造方法。
(I)有機アルカリ金属化合物
(II)下記式(1)で表される化合物

(式中、R11及びR12は置換基を有してもよい炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基を表す。)
【請求項2】
炭化水素を溶媒とし、少なくとも1種の単量体成分を含有する溶液に、化合物(I)及び(II)を化合物(I)、化合物(II)の順に添加して、共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させる請求項1に記載の共役ジエン系重合体の製造方法。
【請求項3】
単量体成分の重合転化率が5重量%以下である間に、化合物(II)を前記溶液に添加する請求項2に記載の共役ジエン系重合体の製造方法。
【請求項4】
単量体成分の重合転化率が5重量%以下である間に添加する化合物(II)の量が、化合物(I)の添加量1molに対して0.5mol〜2.0molである請求項3に記載の共役ジエン系重合体の製造方法。
【請求項5】
窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を、重合により生成した重合体の活性末端に反応させる請求項1〜4のいずれかに記載の共役ジエン系重合体の製造方法。
【請求項6】
窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物が、窒素原子及びカルボニル基を含有する化合物である請求項5に記載の共役ジエン系重合体の製造方法。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれかの方法により製造された共役ジエン系重合体。
【請求項8】
請求項7に記載の共役ジエン系重合体と補強剤とを含有し、補強剤の含有量が、共役ジエン系重合体100重量部あたり、10重量部〜150重量部である共役ジエン系重合体組成物。

【公開番号】特開2012−167258(P2012−167258A)
【公開日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−9800(P2012−9800)
【出願日】平成24年1月20日(2012.1.20)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】