JP7740225B2 - Diarylamine compound, surface-treated filler, and polymer composition - Google Patents
Diarylamine compound, surface-treated filler, and polymer compositionInfo
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Description
本発明は、ポリマー材料に対して優れた老化防止作用を示す表面処理フィラーを与えることのできる、新規なジアリールアミン系化合物、このようなジアリールアミン系化合物を用いて得られる表面処理フィラー、および、このような表面処理フィラーを含有するポリマー組成物に関する。 The present invention relates to novel diarylamine compounds that can provide surface-treated fillers that exhibit excellent anti-aging properties for polymer materials, surface-treated fillers obtained using such diarylamine compounds, and polymer compositions containing such surface-treated fillers.
石油化学の発展に伴い、有機化合物で構成される重合体はプラスチック、ゴム、繊維、フィルムといった様々な形態で人類の発展に貢献してきた。これらは用途に応じ様々な環境下で用いられることから、想定される環境下での耐久性を各々付与することで長期間使用できるように改良が施されてきた。たとえば、屋外で用いられるプラスチックには耐紫外線性能を、極寒地でも機能するゴムには耐寒性能を賦与した製品が開発されてきた。With the development of petrochemistry, polymers composed of organic compounds have contributed to human development in various forms, such as plastics, rubber, fibers, and films. Because these are used in a variety of environments depending on their application, they have been improved to ensure long-term use by giving each product durability in the expected environments. For example, products have been developed that are UV-resistant for plastics used outdoors, and cold-resistant for rubber that functions in extremely cold regions.
一方、産業の発展に伴い使用量が増大してきた、エンジンに代表される内燃機関は潤滑油を必要とし、かつ多大な熱を発生することから、それに使用される重合体にはオイルや高温への耐性が要求される。特に自動車のエンジン回りの重合体には、オイルや高温に曝されても長時間柔軟性を維持でき、亀裂などの欠陥を生じないといった特性が求められる。こうした要求に応えるべく様々な耐油・耐熱性ゴムが開発されてきたが、中でもアクリルゴムは、ゴム弾性を有し、耐油性、耐熱特性、柔軟性に優れたポリマーとして、自動車のエンジン回りのシール、ガスケット、パッキン、ホースといった部材として幅広く使用されており、要求特性に応じて架橋構造や老化防止剤、配合剤を工夫し耐油性、耐熱性をさらに強化している。Meanwhile, internal combustion engines, such as engines, have seen an increase in use as a result of industrial development. Because they require lubricating oil and generate a great deal of heat, the polymers used in them must be resistant to oil and high temperatures. Polymers used in automobile engines, in particular, must be able to maintain flexibility for long periods of time even when exposed to oil and high temperatures, and must not develop defects such as cracks. To meet these requirements, various oil- and heat-resistant rubbers have been developed. Among these, acrylic rubber, a polymer with rubber elasticity and excellent oil and heat resistance and flexibility, is widely used in components such as seals, gaskets, packings, and hoses used in automobile engines. Depending on the required properties, its oil and heat resistance are further enhanced by modifying the crosslinking structure, antioxidants, and compounding agents.
たとえば、特許文献1には、耐熱性を向上させる老化防止剤について開示されている。しかしながら、このような老化防止剤だけでは、熱によるポリマーの低分子量化および意図しない架橋反応は抑制できず、そのため、190℃以上といったさらなる高温領域における耐熱要求に対応するには不充分であった。For example, Patent Document 1 discloses an antioxidant that improves heat resistance. However, such an antioxidant alone cannot suppress the polymer's low molecular weight and unintended crosslinking reactions caused by heat, and is therefore insufficient to meet the heat resistance requirements at even higher temperatures, such as 190°C and above.
本発明は、上記実状に鑑みてなされ、ポリマー材料に対して優れた老化防止作用を示す表面処理フィラーを与えることのできる、新規なジアリールアミン系化合物、このようなジアリールアミン系化合物を用いて得られる表面処理フィラー、および、このような表面処理フィラーを含有するポリマー組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a novel diarylamine-based compound that can provide a surface-treated filler that exhibits excellent anti-aging properties for polymer materials, a surface-treated filler obtained using such a diarylamine-based compound, and a polymer composition containing such a surface-treated filler.
本発明者は、上記目的を達成すべく検討を行ったところ、ヒドロキシル基と結合可能な基を有する、特定のジアリールアミン系化合物によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventors conducted research to achieve the above objective and discovered that the above objective could be achieved by using a specific diarylamine compound having a group capable of bonding to a hydroxyl group, thereby completing the present invention.
すなわち、本発明によれば、下記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物が提供される。
(A1)m-A2-(A3-A4)n (1)
(上記一般式(1)中、A1は、ヒドロキシル基と結合可能な基であり、A2は、置換基を有していてもよい炭素数1~30の(m+n)価の有機基であり、A3は、化学的な単結合、または、エーテル基、ケト基、エステル基、およびアミド基から選択される基を含有する2価の基であり、A4は、下記式(2)~(8)から選択される化合物中の炭素-水素結合を形成する水素原子を1つ除いた構造を有する1価の基であり、mは1~5の整数、nは1~5の整数である。)
(A 1 ) m −A 2 −(A 3 −A 4 ) n (1)
(In the above general formula (1), A 1 is a group capable of bonding to a hydroxyl group, A 2 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms and a valence of (m+n), which may have a substituent, A 3 is a divalent group containing a chemical single bond or a group selected from an ether group, a keto group, an ester group, and an amide group, A 4 is a monovalent group having a structure in which one hydrogen atom forming a carbon-hydrogen bond in a compound selected from the following formulas (2) to (8) has been removed, m is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 1 to 5.)
本発明のジアリールアミン系化合物において、A4が、下記式(9)で表される基であることが好ましい。
本発明のジアリールアミン系化合物において、A1が、少なくとも1つのアルコキシ基を有するシリル基であることが好ましい。
本発明のジアリールアミン系化合物において、A3が、アミド基であることが好ましい。
In the diarylamine compound of the present invention, A4 is preferably a group represented by the following formula (9).
In the diarylamine compound of the present invention, A 1 is preferably a silyl group having at least one alkoxy group.
In the diarylamine compound of the present invention, A3 is preferably an amide group.
また、本発明によれば、上記のジアリールアミン系化合物を、フィラーの表面に固定化してなる表面処理フィラーが提供される。
本発明の表面処理フィラーは、ジアリールアミン系化合物を、シリカの表面に固定化してなるものであることが好ましい。
Furthermore, according to the present invention, there is provided a surface-treated filler obtained by immobilizing the above diarylamine compound on the surface of a filler.
The surface-treated filler of the present invention is preferably one in which a diarylamine compound is fixed to the surface of silica.
さらに、本発明によれば、ポリマーと、上記の表面処理フィラーとを含有するポリマー組成物が提供される。
本発明のポリマー組成物において、前記ポリマーが、ゴムであることが好ましい。
本発明のポリマー組成物において、前記ゴムが、アクリルゴムであることが好ましい。
Furthermore, according to the present invention, there is provided a polymer composition containing a polymer and the above-mentioned surface-treated filler.
In the polymer composition of the present invention, the polymer is preferably a rubber.
In the polymer composition of the present invention, the rubber is preferably an acrylic rubber.
本発明によれば、ポリマー材料に対して優れた老化防止作用を示す表面処理フィラーを与えることのできる、新規なジアリールアミン系化合物、このようなジアリールアミン系化合物を用いて得られる表面処理フィラー、および、このような表面処理フィラーを含有するポリマー組成物を提供することができる。 The present invention provides novel diarylamine compounds that can provide surface-treated fillers that exhibit excellent anti-aging properties for polymer materials, surface-treated fillers obtained using such diarylamine compounds, and polymer compositions containing such surface-treated fillers.
<ジアリールアミン系化合物>
本発明のジアリールアミン系化合物は、下記一般式(1)で表される化合物である。本発明のジアリールアミン系化合物は、フィラーの表面に固定化し、下記一般式(1)で表される化合物が表面に固定化された表面処理フィラーとして用いることで、ポリマー材料に対して優れた老化防止作用を示すものとすることができ、このような本発明のジアリールアミン系化合物を用いて得られる表面処理フィラーは、老化防止剤として好適に用いられるものである。
(A1)m-A2-(A3-A4)n (1)
(上記一般式(1)中、A1は、ヒドロキシル基と結合可能な基であり、A2は、置換基を有していてもよい炭素数1~30の(m+n)価の有機基であり、A3は、化学的な単結合、または、エーテル基、ケト基、エステル基、およびアミド基から選択される基を含有する2価の基であり、A4は、下記式(2)~(8)から選択される化合物中の炭素-水素結合を形成する水素原子を1つ除いた構造を有する1価の基であり、mは1~5の整数、nは1~5の整数である。)
The diarylamine compound of the present invention is a compound represented by the following general formula (1): When the diarylamine compound of the present invention is fixed to the surface of a filler and used as a surface-treated filler having the compound represented by the following general formula (1) fixed to the surface, the filler can exhibit excellent antiaging properties against polymer materials, and the surface-treated filler obtained using such a diarylamine compound of the present invention is suitably used as an antiaging agent.
(A 1 ) m −A 2 −(A 3 −A 4 ) n (1)
(In the above general formula (1), A 1 is a group capable of bonding to a hydroxyl group, A 2 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms and a valence of (m+n), which may have a substituent, A 3 is a divalent group containing a chemical single bond or a group selected from an ether group, a keto group, an ester group, and an amide group, A 4 is a monovalent group having a structure in which one hydrogen atom forming a carbon-hydrogen bond in a compound selected from the following formulas (2) to (8) has been removed, m is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 1 to 5.)
上記一般式(1)中、A1は、ヒドロキシル基と結合可能な基であり、ヒドロキシル基と反応して、化学結合を形成可能な基であればよく、特に限定されないが、アルコキシシリル基、イソシアナート基、イソチオシアナート基、エポキシ基、カルボキシル基などが挙げられる。A1は、フィラーの有するヒドロキシル基と反応することで、本発明のジアリールアミン系化合物の、フィラー表面への固定化に寄与する。これらの中でも、A1としては、アルコキシシリル基、すなわち、少なくとも1つのアルコキシ基を有するシリル基が好ましく、下記一般式(10)で表されるアルコキシシリル基がより好適である。
-Si(R1)x(OR2)3-x (10)
上記一般式(10)中、R1は、炭素数1~5のアルキル基、好ましくは炭素数1~3のアルキル基、より好ましくは炭素数1~2のアルキル基、さらに好ましくは炭素数2のアルキル基である。また、R2は、炭素数1~5のアルキル基、好ましくは炭素数1~3のアルキル基、より好ましくは炭素数1~2のアルキル基、さらに好ましくは炭素数2のアルキル基である。xは、0~2の整数であり、好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。R1、R2がそれぞれ複数ある場合には、複数のR1、R2は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
In the above general formula (1), A 1 is a group capable of bonding to a hydroxyl group, and may be any group capable of reacting with a hydroxyl group to form a chemical bond, and examples thereof include, but are not limited to, an alkoxysilyl group, an isocyanate group, an isothiocyanate group, an epoxy group, and a carboxyl group. A 1 reacts with the hydroxyl group of the filler, thereby contributing to the immobilization of the diarylamine compound of the present invention to the filler surface. Among these, A 1 is preferably an alkoxysilyl group, i.e., a silyl group having at least one alkoxy group, and more preferably an alkoxysilyl group represented by the following general formula (10):
-Si(R 1 ) x (OR 2 ) 3-x (10)
In the above general formula (10), R 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and even more preferably an alkyl group having 2 carbon atoms. R 2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and even more preferably an alkyl group having 2 carbon atoms. x is an integer from 0 to 2, preferably 0 or 1, and more preferably 0. When there are multiple R 1s and multiple R 2s , the multiple R 1s and multiple R 2s may be the same or different.
A1を構成するアルコキシシリル基としては、たとえば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、ジメチルメトキシシリル基、エチルジメトキシシリル基、ジエチルメトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基、ジメチルエトキシシリル基、エチルジエトキシシリル基、ジエチルエトキシシリル基などが挙げられる。これらの中でも、フィラーの表面への固定化をより好適に行うことができるという観点より、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基が好ましく、トリエトキシシリル基が特に好ましい。 Examples of the alkoxysilyl group constituting A1 include a trimethoxysilyl group, a triethoxysilyl group, a triisopropoxysilyl group, a methyldimethoxysilyl group, a dimethylmethoxysilyl group, an ethyldimethoxysilyl group, a diethylmethoxysilyl group, a methyldiethoxysilyl group, a dimethylethoxysilyl group, an ethyldiethoxysilyl group, a diethylethoxysilyl group, etc. Among these, from the viewpoint of more suitably immobilizing the filler on the surface, a trimethoxysilyl group, a triethoxysilyl group, and a triisopropoxysilyl group are preferred, and a triethoxysilyl group is particularly preferred.
A2は、置換基を有していてもよい炭素数1~30の(m+n)価の有機基である。すなわち、A2は、上記一般式(1)中のm、nの数に応じた価数を有する有機基であり、たとえば、m=1、n=1の場合には、A2は、置換基を有していてもよい炭素数1~30の2価の有機基となる。置換基を有していてもよい炭素数1~30の(m+n)価の有機基としては、たとえば、置換基を有していてもよい炭素数1~30の脂肪族炭化水素基、または、置換基を有していてもよい炭素数6~30の芳香族炭化水素環基などが挙げられる。炭素数1~30の(m+n)価の有機基が、置換基を有するものである場合には、置換基の位置としては、任意の位置とすることができる。置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;メチル基、エチル基、t-ブチル基等の炭素数1~10のアルキル基;等が挙げられる。 A2 is an (m+n)-valent organic group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent. That is, A2 is an organic group having a valence corresponding to the numbers m and n in the above general formula (1). For example, when m = 1 and n = 1, A2 is a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the (m+n)-valent organic group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent include an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. When the (m+n)-valent organic group having 1 to 30 carbon atoms has a substituent, the position of the substituent can be any position. Examples of the substituent include halogen atoms such as a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom; alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, and an isopropoxy group; a nitro group; a cyano group; and alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a t-butyl group.
A2を構成する脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基などの炭素数1~20のアルキレン基などが挙げられる。A2を構成する芳香族炭化水素環基の具体例としては、1,2-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基、1,4-ナフチレン基、1,5-ナフチレン基、2,6-ナフチレン基、4,4’-ビフェニレン基などが挙げられる。これらの中でも、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数2~5のアルキレン基がより好ましい。 Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group constituting A2 include alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, such as methylene, ethylene, trimethylene, propylene, tetramethylene, butylene, pentamethylene, hexamethylene, octamethylene, and decamethylene. Specific examples of the aromatic hydrocarbon ring group constituting A2 include 1,2-phenylene, 1,3-phenylene, 1,4-phenylene, 1,4-naphthylene, 1,5-naphthylene, 2,6-naphthylene, and 4,4'-biphenylene. Of these, alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms are preferred, and alkylene groups having 2 to 5 carbon atoms are more preferred.
上記一般式(1)中、A3は、化学的な単結合、または、エーテル基、ケト基、エステル基、およびアミド基から選択される基を含有する2価の基である。A3の具体例としては、化学的な単結合、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR3-C(=O)-、-C(=O)-NR3-、-O-C(=O)-O-、-NR3-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR3-、-NR3-C(=O)-NR4-などが挙げられる。なお、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。これらの中でも、老化防止作用をより高めることができるという観点より、アミド基が好ましく、-NR3-C(=O)-がより好ましく、-NH-C(=O)-が特に好ましい。 In the general formula (1), A3 is a chemical single bond or a divalent group containing a group selected from an ether group, a keto group, an ester group, and an amide group. Specific examples of A3 include a chemical single bond, -O-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -NR3 -C(=O)-, -C(=O) -NR3- , -O-C(=O)-O-, -NR3 -C(=O) -O- , -O-C(=O) -NR3- , and -NR3-C(=O) -NR4- . R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Among these, from the viewpoint of further enhancing the anti-aging effect, an amide group is preferred, -NR 3 -C(=O)- is more preferred, and -NH-C(=O)- is particularly preferred.
上記一般式(1)中、mは、1~5の整数であり、好ましくは1または2であり、より好ましくは1である。また、nは、1~5の整数であり、好ましくは1または2であり、より好ましくは1である。 In the above general formula (1), m is an integer from 1 to 5, preferably 1 or 2, and more preferably 1. Also, n is an integer from 1 to 5, preferably 1 or 2, and more preferably 1.
上記一般式(1)中、A4は、下記式(2)~(8)から選択される化合物中の炭素-水素結合を形成する水素原子を1つ除いた構造を有する1価の基である。
なお、上記において、「*」は、上記一般式(1)中において、A3と結合する炭素原子位置を示している。すなわち、上記式(2)~(8)で表される化合物は、「*」が付された炭素原子位置において、水素原子を1つ除いた構造を有する1価の置換基となり、「*」が付された炭素原子位置(「*」が複数付されている化合物については、「*」が付されている複数の炭素原子位置のうち、いずれか一つの炭素原子位置)において、A3と化学結合を形成し得る。
In the above general formula (1), A4 is a monovalent group having a structure in which one hydrogen atom forming a carbon-hydrogen bond in a compound selected from the following formulas (2) to (8) has been removed.
In the above, "*" indicates the position of the carbon atom in general formula (1) that bonds to A3 . That is, in the compounds represented by formulas (2) to (8) above, the carbon atom marked with "*" becomes a monovalent substituent having a structure in which one hydrogen atom has been removed, and a chemical bond can be formed with A3 at the carbon atom marked with "*" (or at any one of the carbon atoms marked with " * " in the case of a compound with multiple "*"s).
上記式(2)~(8)中、芳香環を形成する炭素原子と結合する水素原子は、炭素数1~30の1価の有機基で置換されていてもよく、このような炭素数1~30の有機基としては、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、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等の炭素数1~30のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の炭素数3~30のシクロアルキル基;フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラニル基等の炭素数6~30のアリール基;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、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基等の炭素数1~30のアルコキシ基;等が挙げられる。In the above formulas (2) to (8), the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms forming the aromatic ring may be substituted with a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. Examples of such organic groups having 1 to 30 carbon atoms include alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, and n-decyl; and cyclopropyl groups. cycloalkyl groups having 3 to 30 carbon atoms such as cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, and cyclooctyl; aryl groups having 6 to 30 carbon atoms such as phenyl, biphenyl, naphthyl, and anthranyl; and alkoxy groups having 1 to 30 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, t-butoxy, n-pentyloxy, and n-hexyloxy.
また、炭素数1~30の有機基は、置換基を有していてもよく、置換基の位置としては、任意の位置とすることができる。置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;メチル基、エチル基、t-ブチル基等の炭素数1~10のアルキル基;等が挙げられる。 The organic group having 1 to 30 carbon atoms may have a substituent, and the position of the substituent may be any position. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine, chlorine, and bromine atoms; alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, and isopropoxy; nitro groups; cyano groups; alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as methyl, ethyl, and t-butyl groups; and the like.
上記式(2)~(8)で表される化合物の中でも、老化防止作用をより高めることができるという観点より、上記式(2)で表される化合物、上記式(3)で表される化合物、上記式(5)、上記式(6)で表される化合物が好ましく、上記式(2)で表される化合物が特に好ましい。すなわち、A4としては、下記式(9)で表される基(上記式(2)で表される化合物のうち、A3と結合する炭素原子位置が、下記式(9)で示される位置である化合物)であることが好ましい。
上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物の具体例としては、特に限定されないが、下記一般式(11)で表される化合物が特に好適である。
上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物の製造方法としては、特に限定されないが、たとえば、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物が、上記一般式(11)で表される化合物である場合を例示すると、次の方法が挙げられる。 The method for producing the diarylamine compound represented by the above general formula (1) is not particularly limited. For example, when the diarylamine compound represented by the above general formula (1) is a compound represented by the above general formula (11), the following method can be mentioned.
すなわち、まず、下記反応式に示すように、無水トリメリット酸と、4-アミノジフェニルアミンとを、溶媒中で反応させ、下記式(12)で表される化合物および/または下記式(13)で表される化合物を含有する反応液を得る。
次いで、上記反応により得られた上記式(12)で表される化合物および/または上記式(13)で表される化合物を含有する反応液を加熱することで、下記反応式に示すように、イミド化反応を進行させ、下記式(14)で示す化合物を得る。
上記イミド化反応は、通常、酸触媒または塩基触媒の存在下に実施する。酸触媒として用いる酸としては、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸;p-トルエンスルホン酸、10-カンファースルホン酸、酢酸などの有機酸が挙げられるが、これらに限定されない。塩基触媒として用いる塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N-メチルモルホリンなどの三級アミン;ピリジン、ピコリン、ルチジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジンなどのピリジン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウムなどの無機塩基が挙げられるが、これらに限定されない。なお、無水トリメリット酸と、4-アミノジフェニルアミンとの反応と、イミド化反応とは、同時に進行させてもよい。The above imidization reaction is typically carried out in the presence of an acid catalyst or a base catalyst. Acids used as acid catalysts include, but are not limited to, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid; and organic acids such as p-toluenesulfonic acid, 10-camphorsulfonic acid, and acetic acid. Bases used as base catalysts include, but are not limited to, tertiary amines such as triethylamine, diisopropylethylamine, and N-methylmorpholine; pyridines such as pyridine, picoline, lutidine, and 4-(dimethylamino)pyridine; and inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and potassium carbonate. The reaction between trimellitic anhydride and 4-aminodiphenylamine and the imidization reaction may proceed simultaneously.
次いで、下記反応式に示すように、上記反応により得られた上記式(14)で示す化合物に、下記一般式(15)に示すアミノ基含有シラン化合物(下記一般式(15)中、R5、R6、p、qは、上記一般式(11)と同じ)を反応させることで、上記一般式(11)で示す化合物を得ることができる。
また、たとえば、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物が、下記一般式(16)で表される化合物である場合を例示すると、次の方法が挙げられる。
すなわち、下記反応式に示すように、無水トリメリット酸と、4,4’-ジアミノジフェニルアミンとを、溶媒中で反応させ、加熱によりイミド化を進行させることにより、下記式(17)に示す化合物を得る。なお、下記反応式における、無水トリメリット酸と、4,4’-ジアミノジフェニルアミンとの反応およびイミド化は、上記一般式(11)で表される化合物の場合と同様とすることができる。
次いで、下記反応式に示すように、上記反応により得られた上記式(17)で示す化合物に、無水フタル酸を、溶媒中で反応させ、加熱によりイミド化を進行させることにより、下記式(18)に示す化合物を得る。なお、下記反応式における、無水フタル酸と、上記式(17)で示す化合物との反応およびイミド化は、上記一般式(11)で表される化合物の場合と同様とすることができる。
次いで、上記反応により得られた上記式(18)で示す化合物に、下記一般式(15)に示すアミノ基含有シラン化合物(下記一般式(15)中、R5、R6、p、qは、上記一般式(16)と同じ)を反応させることで、上記一般式(16)で示す化合物を得ることができる。
なお、上記においては、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物が、上記一般式(11)で示す化合物である場合、および上記一般式(16)で示す化合物である場合(すなわち、A4が、上記式(2)で表される化合物に由来の基である場合、および上記式(3)で表される化合物に由来の基である場合)における、製造方法について例示したが、A4が、上記式(4)~(8)で表される化合物に由来の基である場合等には、たとえば、国際公開第2018/159459号に記載の方法、国際公開第2011/058918号に記載の方法、国際公開第2011/093443号に記載の方法に、上記の方法や、公知の合成方法を組み合わせることより製造することができる。 [0062] Note that, in the above, examples have been given of production methods when the diarylamine compound represented by general formula (1) is the compound represented by general formula (11) above, and when it is the compound represented by general formula (16) above (i.e., when A4 is a group derived from the compound represented by formula (2) above, and when it is a group derived from the compound represented by formula (3) above). However, when A4 is a group derived from the compounds represented by formulas (4) to (8) above, the diarylamine compound can be produced, for example, by combining the method described in WO 2018/159459, WO 2011/058918, or WO 2011/093443 with the above method or a known synthesis method.
<表面処理フィラー>
本発明の表面処理フィラーは、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物を、フィラー表面に固定化することにより得られる、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物で表面処理されたフィラーである。本発明の表面処理フィラーは、ポリマー材料に配合することで、ポリマー材料に対して優れた老化防止作用を示すものとすることができ、老化防止剤として好適なものである。
<Surface treatment filler>
The surface-treated filler of the present invention is a filler that has been surface-treated with the diarylamine compound represented by the general formula (1), which is obtained by fixing the diarylamine compound represented by the general formula (1) on the surface of a filler. When blended with a polymer material, the surface-treated filler of the present invention can exhibit an excellent antiaging effect on the polymer material, and is therefore suitable as an antiaging agent.
本発明で用いるフィラーとしては、特に限定されないが、その表面に、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物を好適に固定することが出来るという観点より、シリカが好適である。 The filler used in the present invention is not particularly limited, but silica is preferred from the viewpoint of being able to suitably fix the diarylamine compound represented by the above general formula (1) to its surface.
シリカとしては、たとえば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、沈降シリカなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。また、カーボンブラック表面にシリカを担持させたカーボン-シリカデュアル・フェイズ・フィラーを用いてもよい。これらのシリカは、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。シリカの窒素吸着比表面積(ASTM D3037-81に準じBET法で測定される)は、好ましくは50~300m2/g、より好ましくは80~220m2/g、特に好ましくは100~170m2/gである。また、シリカのpHは、pH5~10であることが好ましい。 Examples of silica include dry-process white carbon, wet-process white carbon, colloidal silica, and precipitated silica. Among these, wet-process white carbon, primarily composed of hydrous silicic acid, is preferred. Carbon-silica dual-phase fillers, in which silica is supported on the surface of carbon black, may also be used. These silicas may be used alone or in combination of two or more. The nitrogen adsorption specific surface area of the silica (measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-81) is preferably 50 to 300 m 2 /g, more preferably 80 to 220 m 2 /g, and particularly preferably 100 to 170 m 2 /g. The pH of the silica is preferably 5 to 10.
上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物を、フィラー表面に固定化する方法としては、特に限定されず、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物中のA1を構成する、ヒドロキシル基と結合可能な基と、フィラー表面に存在するヒドロキシル基とを反応させることができる方法を採用すればよい。たとえば、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物中のA1を構成する、ヒドロキシル基と結合可能な基が、アルコキシシリル基である場合には、酸触媒の存在下で、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物と、フィラーとを混合する方法などが挙げられる。 The method for immobilizing the diarylamine compound represented by the general formula (1) on the surface of the filler is not particularly limited, and any method capable of reacting a group capable of bonding to a hydroxyl group, which constitutes A1 in the diarylamine compound represented by the general formula (1), with a hydroxyl group present on the surface of the filler may be employed. For example, when the group capable of bonding to a hydroxyl group, which constitutes A1 in the diarylamine compound represented by the general formula (1), is an alkoxysilyl group, a method of mixing the diarylamine compound represented by the general formula (1) with the filler in the presence of an acid catalyst may be employed.
本発明の表面処理フィラーにおける、フィラーに対する、上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物の固定量は、特に限定されないが、フィラー100重量部に対し、好ましくは0.1~10重量部、より好ましくは0.5~7重量部、さらに好ましくは1~5重量部、特に好ましくは1.2~3重量部である。上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物の固定量を上記範囲とすることにより、ポリマー材料に対する老化防止作用をより高めることができる。なお、本発明に於いては、フィラー100重量部に対する、フィラーに固定された状態(固定化反応により、分子の脱離等が起こる場合には、分子が脱離した後の状態)の上記一般式(1)で表されるジアリールアミン系化合物の量を上記範囲とすることが好ましい。In the surface-treated filler of the present invention, the amount of the diarylamine compound represented by the general formula (1) fixed to the filler is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 7 parts by weight, even more preferably 1 to 5 parts by weight, and particularly preferably 1.2 to 3 parts by weight, per 100 parts by weight of filler. By setting the amount of the diarylamine compound represented by the general formula (1) fixed to the filler within this range, the anti-aging effect on polymer materials can be further enhanced. Note that in the present invention, it is preferable to set the amount of the diarylamine compound represented by the general formula (1) fixed to the filler (or the state after the molecules have been detached, if the detachment of molecules occurs due to the fixation reaction) within the above range, per 100 parts by weight of filler.
<ポリマー組成物>
本発明のポリマー組成物は、ポリマーに対して、上記した表面処理フィラーを配合してなるものである。なお、表面処理フィラーは、通常、本発明のポリマー組成物中において、ポリマーに対する老化防止剤として作用する。
<Polymer Composition>
The polymer composition of the present invention is obtained by blending the above-described surface-treated filler with a polymer. The surface-treated filler usually acts as an antioxidant for the polymer in the polymer composition of the present invention.
本発明で用いるポリマーとしては、たとえば、合成樹脂またはゴムが挙げられる。合成樹脂としては、耐熱性が求められる用途に使用される合成樹脂であれば、特に制限なく用いることできるが、たとえば、ポリオレフィン、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド等が挙げられる。これら合成樹脂は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of polymers used in the present invention include synthetic resins and rubbers. Synthetic resins can be used without particular limitations as long as they are used in applications requiring heat resistance, and examples include polyolefins, polystyrene-based resins, polyesters, polycarbonates, and polyamides. These synthetic resins may be used alone or in combination of two or more.
また、ゴムとしては、耐熱性が求められる用途に使用されるゴムであれば、特に制限なく用いることできるが、たとえば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル-ブタジエン共重合ゴム(ニトリルゴム)、スチレン-ブタジエン-イソプレン共重合ゴム、ブタジエン-イソプレン共重合ゴム、アクリロニトリル-スチレン-ブタジエン共重合ゴムなどの共役ジエン単位が含まれるゴム;アクリルゴム;ヒドリンゴム;エチレンプロピレンゴム;などが挙げられる。これらのゴムは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、アミノ基およびエポキシ基などを有していてもよい。また、これらのゴムは水素化されていてもよく、たとえば、アクリロニトリル-ブタジエン共重合ゴム水素添加物(水素化ニトリルゴム)が挙げられる。これらのゴムは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよく、さらには、上述した合成樹脂を組み合わせ用いてもよい。これらの中でも、特に、高い耐熱性が求められるアクリルゴムまたは水素化ニトリルゴムに適用した場合に、その耐熱性の改善効果が高いという点より好ましく、アクリルゴムが特に好ましい。Any rubber may be used for applications requiring heat resistance, without particular limitations. Examples include rubbers containing conjugated diene units such as natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (nitrile rubber), styrene-butadiene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, and acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer rubber; acrylic rubber; hydrin rubber; and ethylene propylene rubber. These rubbers may contain hydroxyl groups, carboxyl groups, alkoxysilyl groups, amino groups, and epoxy groups. These rubbers may also be hydrogenated, such as hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (hydrogenated nitrile rubber). These rubbers may be used alone or in combination of two or more, or may be used in combination with the synthetic resins listed above. Among these, acrylic rubber is particularly preferred because it has a significant effect of improving heat resistance when applied to acrylic rubber or hydrogenated nitrile rubber, which are required to have high heat resistance.
表面処理フィラーを、ポリマーに配合する方法としては特に限定されず、ポリマーラテックス中やポリマー溶液中に配合する方法の他、ポリマーラテックスやポリマー溶液を凝固することで、ポリマーを析出させた後の任意の工程にて配合する方法などが挙げられる。たとえば、ポリマーペレットを製造する段階で配合してもよいし、各種配合剤を配合し混練する段階で配合してもよいし、あるいは、成形機を用いて成形する段階で配合してもよく、ポリマー中に十分均一に分散させることのできる配合時期を適宜選択すればよい。There are no particular limitations on the method for incorporating the surface-treated filler into the polymer, and examples include incorporating it into a polymer latex or polymer solution, as well as incorporating it in any step after precipitating the polymer by coagulating the polymer latex or polymer solution. For example, the filler may be incorporated during the production of polymer pellets, during the blending and kneading of various compounding ingredients, or during the molding step using a molding machine. The timing of incorporation can be selected as needed to ensure sufficiently uniform dispersion throughout the polymer.
表面処理フィラーの配合量は、ポリマー100重量部に対して、好ましくは20~90重量部、より好ましくは30~80重量部、さらに好ましくは40~70重量部である。配合量を上記範囲とすることにより、フィラーとしての補強効果を担保しながら、十分な老化防止効果を得ることができる。The amount of surface-treated filler to be blended is preferably 20 to 90 parts by weight, more preferably 30 to 80 parts by weight, and even more preferably 40 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of polymer. By keeping the blending amount within this range, it is possible to obtain sufficient anti-aging effects while ensuring the reinforcing effect of the filler.
<アクリルゴム>
本発明のポリマー組成物を構成するポリマーの一例としてのアクリルゴムは、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位50~100重量%および架橋性単量体単位10~0重量%、および必要に応じこれらの単量体単位を形成する単量体と共重合可能なその他の単量体の単位50~0重量%を有するゴムであり、アクリルゴムを構成する各単量体単位の割合を調節することにより、ゴム物性を調整することができる。なお、本発明では、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよび/またはメタアクリルのことを示す。
<Acrylic rubber>
Acrylic rubber, an example of a polymer constituting the polymer composition of the present invention, is a rubber having 50 to 100% by weight of (meth)acrylic acid ester monomer units, 10 to 0% by weight of crosslinkable monomer units, and, if necessary, 50 to 0% by weight of units of other monomers copolymerizable with the monomers that form these monomer units, and the physical properties of the rubber can be adjusted by adjusting the proportions of the monomer units that constitute the acrylic rubber. Note that, in the present invention, "(meth)acrylic" refers to acrylic and/or methacrylic.
アクリルゴムは、耐油性、特に高温下での耐油性に優れ、かつ、耐熱性が良好なゴムとして知られ、自動車用のホース、オイルシール、Oリングや装置・機械内蔵コンベアベルト等として需要が増大しているものである。 Acrylic rubber is known for its excellent oil resistance, especially at high temperatures, and good heat resistance, and demand is increasing for its use in automotive hoses, oil seals, O-rings, and conveyor belts built into equipment and machinery.
アクリルゴムの主成分である(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体は、特に限定されないが、たとえば、好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体、および(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体などを挙げることができる。 The (meth)acrylic acid ester monomer that forms the (meth)acrylic acid ester monomer unit, which is the main component of acrylic rubber, is not particularly limited, but preferred examples include (meth)acrylic acid alkyl ester monomers and (meth)acrylic acid alkoxyalkyl ester monomers.
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、炭素数1~8のアルカノールと(メタ)アクリル酸とのエステルが好ましく、具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどが挙げられる。これらの中でも(メタ)アクリル酸エチルおよび(メタ)アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸エチルおよびアクリル酸n-ブチルがより好ましい。これらは1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。 The (meth)acrylic acid alkyl ester monomer is not particularly limited, but is preferably an ester of an alkanol having 1 to 8 carbon atoms with (meth)acrylic acid. Specific examples include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, and cyclohexyl (meth)acrylate. Of these, ethyl (meth)acrylate and n-butyl (meth)acrylate are preferred, with ethyl acrylate and n-butyl acrylate being more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、炭素数2~8のアルコキシアルキルアルコールと(メタ)アクリル酸とのエステルが好ましく、具体的には、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-メトキシブチルなどが挙げられる。これらの中でも(メタ)アクリル酸2-エトキシエチルおよび(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルが好ましく、アクリル酸2-エトキシエチルおよびアクリル酸2-メトキシエチルが特に好ましい。これらは1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。 The (meth)acrylic acid alkoxyalkyl ester monomer is not particularly limited, but is preferably an ester of an alkoxyalkyl alcohol having 2 to 8 carbon atoms with (meth)acrylic acid. Specific examples include methoxymethyl (meth)acrylate, ethoxymethyl (meth)acrylate, 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, 2-propoxyethyl (meth)acrylate, 2-butoxyethyl (meth)acrylate, 3-methoxypropyl (meth)acrylate, and 4-methoxybutyl (meth)acrylate. Of these, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate and 2-methoxyethyl (meth)acrylate are preferred, with 2-ethoxyethyl acrylate and 2-methoxyethyl acrylate being particularly preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
アクリルゴム中の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量は、50~100重量%、好ましくは60~99.5重量%、より好ましくは70~99.5重量%である。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量が少なすぎると、得られるゴム架橋物の耐候性、耐熱性および耐油性が低下するおそれがある。The content of (meth)acrylic acid ester monomer units in the acrylic rubber is 50 to 100% by weight, preferably 60 to 99.5% by weight, and more preferably 70 to 99.5% by weight. If the content of (meth)acrylic acid ester monomer units is too low, the weather resistance, heat resistance, and oil resistance of the resulting cross-linked rubber may be reduced.
(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の内訳は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位30~100重量%および(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体単位70~0重量%であることが好ましい。 The breakdown of the (meth)acrylic acid ester monomer units is preferably 30 to 100% by weight of (meth)acrylic acid alkyl ester monomer units and 70 to 0% by weight of (meth)acrylic acid alkoxyalkyl ester monomer units.
架橋性単量体単位を形成する架橋性単量体としては、特に限定されないが、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体;ハロゲン原子またはエポキシ基を有する単量体;ジエン単量体;などが挙げられる。 The crosslinkable monomer that forms the crosslinkable monomer unit is not particularly limited, but includes α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers; monomers having halogen atoms or epoxy groups; diene monomers; and the like.
α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体は、特に限定されないが、たとえば、炭素数3~12のα,β-エチレン性不飽和モノカルボン酸、炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸、および炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数1~8のアルカノールとのモノエステルなどが挙げられる。炭素数3~12のα,β-エチレン性不飽和モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、α-エチルアクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸などが挙げられる。炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸としては、フマル酸またはマレイン酸などのブテンジオン酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロロマレイン酸などが挙げられる。炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数1~8のアルカノールとのモノエステルとしては、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチルなどのブテンジオン酸モノ鎖状アルキルエステル;フマル酸モノシクロペンチル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸モノシクロヘキセニル、マレイン酸モノシクロペンチル、マレイン酸モノシクロヘキシル、マレイン酸モノシクロヘキセニルなどの脂環構造を有するブテンジオン酸モノエステル;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸モノシクロヘキシルなどのイタコン酸モノエステル;などが挙げられる。これらの中でもブテンジオン酸モノ鎖状アルキルエステルまたは脂環構造を有するブテンジオン酸モノエステルが好ましく、フマル酸モノブチル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノシクロヘキシルおよびマレイン酸モノシクロヘキシルがより好ましい。これらのα,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体は1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。なお、上記単量体のうち、ジカルボン酸は、無水物として共重合されていてもよく、架橋の際に加水分解してカルボキシル基を生成するものであればよい。 The α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is not particularly limited, but examples include α,β-ethylenically unsaturated monocarboxylic acids having 3 to 12 carbon atoms, α,β-ethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms, and monoesters of α,β-ethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms with alkanols having 1 to 8 carbon atoms. Examples of α,β-ethylenically unsaturated monocarboxylic acids having 3 to 12 carbon atoms include acrylic acid, methacrylic acid, α-ethylacrylic acid, crotonic acid, and cinnamic acid. Examples of α,β-ethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms include butenedioic acids such as fumaric acid and maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, and chloromaleic acid. Examples of monoesters of α,β-ethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms and alkanols having 1 to 8 carbon atoms include butenedioic acid mono-chain alkyl esters such as monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, monobutyl fumarate, monomethyl maleate, monoethyl maleate, and monobutyl maleate; butenedioic acid monoesters having an alicyclic structure such as monocyclopentyl fumarate, monocyclohexyl fumarate, monocyclohexenyl fumarate, monocyclopentyl maleate, monocyclohexyl maleate, and monocyclohexenyl maleate; and itaconic acid monoesters such as monomethyl itaconate, monoethyl itaconate, monobutyl itaconate, and monocyclohexyl itaconate. Among these, butenedioic acid mono-chain alkyl esters or butenedioic acid monoesters having an alicyclic structure are preferred, and monobutyl fumarate, monobutyl maleate, monocyclohexyl fumarate, and monocyclohexyl maleate are more preferred. These α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers can be used alone or in combination of two or more. Among the above monomers, dicarboxylic acids may be copolymerized as anhydrides, and may be any monomers that hydrolyze to generate carboxyl groups during crosslinking.
ハロゲン原子を有する単量体としては、特に限定されないが、たとえば、ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステル、(メタ)アクリル酸ハロアルキルエステル、(メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステル、ハロゲン含有不飽和エーテル、ハロゲン含有不飽和ケトン、ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物、ハロゲン含有不飽和アミド、ハロアセチル基含有不飽和単量体などが挙げられる。ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステルとしては、クロロ酢酸ビニル、2-クロロプロピオン酸ビニル、クロロ酢酸アリルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸ハロアルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸1-クロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロエチル、(メタ)アクリル酸1,2-ジクロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロプロピル、(メタ)アクリル酸3-クロロプロピル、(メタ)アクリル酸2,3-ジクロロプロピルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(クロロアセトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)プロピルなどが挙げられる。ハロゲン含有不飽和エーテルとしては、クロロメチルビニルエーテル、2-クロロエチルビニルエーテル、3-クロロプロピルビニルエーテル、2-クロロエチルアリルエーテル、3-クロロプロピルアリルエーテルなどが挙げられる。ハロゲン含有不飽和ケトンとしては、2-クロロエチルビニルケトン、3-クロロプロピルビニルケトン、2-クロロエチルアリルケトンなどが挙げられる。ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物としては、p-クロロメチルスチレン、p-クロロメチル-α-メチルスチレンなどが挙げられる。ハロゲン含有不飽和アミドとしては、N-クロロメチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。ハロアセチル基含有不飽和単量体としては、3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルアリルエーテル、p-ビニルベンジルクロロ酢酸エステルなどが挙げられる。 Halogen atom-containing monomers include, but are not limited to, unsaturated alcohol esters of halogen-containing saturated carboxylic acids, (meth)acrylic acid haloalkyl esters, (meth)acrylic acid haloacyloxyalkyl esters, (meth)acrylic acid (haloacetylcarbamoyloxy)alkyl esters, halogen-containing unsaturated ethers, halogen-containing unsaturated ketones, halomethyl group-containing aromatic vinyl compounds, halogen-containing unsaturated amides, and haloacetyl group-containing unsaturated monomers. Examples of unsaturated alcohol esters of halogen-containing saturated carboxylic acids include vinyl chloroacetate, vinyl 2-chloropropionate, and allyl chloroacetate. Examples of (meth)acrylic acid haloalkyl esters include chloromethyl (meth)acrylate, 1-chloroethyl (meth)acrylate, 2-chloroethyl (meth)acrylate, 1,2-dichloroethyl (meth)acrylate, 2-chloropropyl (meth)acrylate, 3-chloropropyl (meth)acrylate, and 2,3-dichloropropyl (meth)acrylate. Examples of (meth)acrylic acid haloacyloxyalkyl esters include 2-(chloroacetoxy)ethyl (meth)acrylate, 2-(chloroacetoxy)propyl (meth)acrylate, 3-(chloroacetoxy)propyl (meth)acrylate, and 3-(hydroxychloroacetoxy)propyl (meth)acrylate. Examples of (meth)acrylic acid (haloacetylcarbamoyloxy)alkyl esters include 2-(chloroacetylcarbamoyloxy)ethyl (meth)acrylate and 3-(chloroacetylcarbamoyloxy)propyl (meth)acrylate. Examples of halogen-containing unsaturated ethers include chloromethyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, 3-chloropropyl vinyl ether, 2-chloroethyl allyl ether, and 3-chloropropyl allyl ether. Examples of halogen-containing unsaturated ketones include 2-chloroethyl vinyl ketone, 3-chloropropyl vinyl ketone, and 2-chloroethyl allyl ketone. Examples of halomethyl group-containing aromatic vinyl compounds include p-chloromethylstyrene and p-chloromethyl-α-methylstyrene. Examples of halogen-containing unsaturated amides include N-chloromethyl(meth)acrylamide, etc. Examples of haloacetyl group-containing unsaturated monomers include 3-(hydroxychloroacetoxy)propyl allyl ether, p-vinylbenzyl chloroacetic acid ester, etc.
エポキシ基を有する単量体としては、特に限定されないが、たとえば、エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステルおよびエポキシ基含有エーテルなどを挙げることができる。エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸グリシジルなどが挙げられ、また、エポキシ基含有エーテルとしては、アリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。 Epoxy group-containing monomers are not particularly limited, but examples include epoxy group-containing (meth)acrylic acid esters and epoxy group-containing ethers. Epoxy group-containing (meth)acrylic acid esters include glycidyl (meth)acrylate, and epoxy group-containing ethers include allyl glycidyl ether.
ジエン単量体としては、共役ジエン単量体および非共役ジエン単量体が挙げられる。共役ジエン単量体としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、ピペリレンなどを挙げることができる。非共役ジエン単量体としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、(メタ)アクリル酸2-ジシクロペンタジエニルエチルなどを挙げることができる。 Diene monomers include conjugated and non-conjugated diene monomers. Conjugated diene monomers include 1,3-butadiene, isoprene, and piperylene. Non-conjugated diene monomers include ethylidene norbornene, dicyclopentadiene, dicyclopentadienyl (meth)acrylate, and 2-dicyclopentadienylethyl (meth)acrylate.
これら架橋性単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。アクリルゴム中における、架橋性単量体単位の含有量は、0~10重量%、好ましくは0.5~7重量%、より好ましくは0.5~5重量%である。架橋性単量体単位の含有量が多すぎると、得られるゴム架橋物の伸びが低下したり、圧縮永久歪率が増大したりする可能性がある。 These cross-linkable monomers can be used alone or in combination of two or more. The content of cross-linkable monomer units in the acrylic rubber is 0 to 10% by weight, preferably 0.5 to 7% by weight, and more preferably 0.5 to 5% by weight. If the content of cross-linkable monomer units is too high, the elongation of the resulting cross-linked rubber product may decrease and the compression set rate may increase.
上記各単量体と共重合可能なその他の単量体としては、特に限定されないが、例えば、芳香族ビニル単量体、α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体、アクリロイルオキシ基を2個以上有する単量体、オレフィン系単量体、およびビニルエーテル化合物などが挙げられる。 Other monomers copolymerizable with the above-mentioned monomers are not particularly limited, but examples include aromatic vinyl monomers, α,β-ethylenically unsaturated nitrile monomers, monomers having two or more acryloyloxy groups, olefin-based monomers, and vinyl ether compounds.
芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。多官能(メタ)アクリル単量体としては、エチレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル、プロピレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステルなどが挙げられる。オレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-オクテンなどが挙げられる。ビニルエーテル化合物としては、酢酸ビニル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテルなどが挙げられる。これらの中でも、スチレン、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルが好ましく、アクリロニトリルおよびメタアクリロニトリルがより好ましい。 Aromatic vinyl monomers include styrene, α-methylstyrene, and divinylbenzene. α,β-ethylenically unsaturated nitrile monomers include acrylonitrile and methacrylonitrile. Polyfunctional (meth)acrylic monomers include (meth)acrylic acid diesters of ethylene glycol and (meth)acrylic acid diesters of propylene glycol. Olefin monomers include ethylene, propylene, 1-butene, and 1-octene. Vinyl ether compounds include vinyl acetate, ethyl vinyl ether, and butyl vinyl ether. Among these, styrene, acrylonitrile, and methacrylonitrile are preferred, with acrylonitrile and methacrylonitrile being more preferred.
これら共重合可能なその他の単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。アクリルゴム中における、その他の単量体の単位の含有量は、0~50重量%、好ましくは0~39.5重量%、より好ましくは0~29.5重量%である。These copolymerizable other monomers can be used alone or in combination of two or more. The content of units of other monomers in the acrylic rubber is 0 to 50% by weight, preferably 0 to 39.5% by weight, and more preferably 0 to 29.5% by weight.
本発明で用いられるアクリルゴムは、上記単量体を重合することにより得ることができる。重合反応の形態としては、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法および溶液重合法のいずれも用いることができるが、重合反応の制御の容易性等から、従来公知のアクリルゴムの製造法として一般的に用いられている常圧下での乳化重合法によるのが好ましい。The acrylic rubber used in the present invention can be obtained by polymerizing the above-mentioned monomers. The polymerization reaction can be carried out using any of the following methods: emulsion polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, and solution polymerization. However, due to the ease of control of the polymerization reaction, it is preferable to use emulsion polymerization under atmospheric pressure, which is a commonly used method for producing conventional acrylic rubber.
乳化重合は、回分式、半回分式、連続式のいずれでもよい。重合は通常0~70℃、好ましくは5~50℃の温度範囲で行われる。Emulsion polymerization may be performed in a batch, semi-batch, or continuous manner. Polymerization is usually carried out at a temperature ranging from 0 to 70°C, preferably from 5 to 50°C.
このようにして製造される、本発明で用いるアクリルゴムのムーニー粘度〔ML1+4、100℃〕(ポリマームーニー)は、好ましくは10~80、より好ましくは20~70、特に好ましくは25~60である。 The Mooney viscosity [ML1+4, 100°C] (polymer Mooney) of the acrylic rubber used in the present invention produced in this manner is preferably 10 to 80, more preferably 20 to 70, and particularly preferably 25 to 60.
<その他の老化防止剤>
また、本発明のポリマー組成物は、ポリマー、および老化防止剤としての表面処理フィラーに加えて、表面処理フィラー以外のその他の老化防止剤を含有していてもよい。
<Other antioxidants>
Furthermore, the polymer composition of the present invention may contain, in addition to the polymer and the surface-treated filler as an antioxidant, other antioxidants other than the surface-treated filler.
その他の老化防止剤としては、特に限定されないが、下記一般式(19)で表される化合物が好適に挙げられる。
上記一般式(19)中、RaおよびRbはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の有機基を表す。
RaおよびRbを構成する炭素数1~30の有機基としては、特に限定されないが、たとえば、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、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基などの炭素数1~30のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの炭素数3~30のシクロアルキル基;フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラニル基などの炭素数6~30のアリール基;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、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基などの炭素数1~30のアルコキシ基;などが挙げられる。
In the above general formula (19), R a and R b each independently represent an organic group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
R a and R The organic group having 1 to 30 carbon atoms constituting b is not particularly limited, and examples thereof include alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, and n-decyl; cycloalkyl groups having 3 to 30 carbon atoms such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, and cyclooctyl; aryl groups having 6 to 30 carbon atoms such as phenyl, biphenyl, naphthyl, and anthranyl; and alkoxy groups having 1 to 30 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, t-butoxy, n-pentyloxy, and n-hexyloxy.
また、上述したRaおよびRbを構成する有機基は、置換基を有していてもよく、該置換基の位置としては、任意の位置とすることができる。
このような置換基としては、有機基がアルキル基である場合には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基などの炭素数1~10のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;フェニル基、4-メチルフェニル基、2-クロロフェニル基などの置換基を有していてもよいフェニル基;などが挙げられる。
また、有機基がシクロアルキル基またはアリール基である場合には、置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基などの炭素数1~10のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;メチル基、エチル基、t-ブチル基などの炭素数1~10のアルキル基;などが挙げられる。
さらに、有機基がアルコキシ基の場合には、置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子;ニトロ基;シアノ基;などが挙げられる。
また、上記一般式(19)において、RaおよびRbを構成する有機基が、置換基を有する場合、有機基の炭素数には、該置換基の炭素数を含まないものとする。
The organic groups constituting the above-mentioned R a and R b may have a substituent, and the position of the substituent may be any position.
When the organic group is an alkyl group, such a substituent includes a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom; an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, or an isopropoxy group; a nitro group; a cyano group; a phenyl group, a 4-methylphenyl group, a 2-chlorophenyl group, or another substituted phenyl group; and the like.
Furthermore, when the organic group is a cycloalkyl group or an aryl group, examples of the substituent include halogen atoms such as a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom; alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, and an isopropoxy group; a nitro group; a cyano group; and alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a t-butyl group.
Furthermore, when the organic group is an alkoxy group, examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, and bromine atoms; a nitro group; and a cyano group.
In addition, in the general formula (19), when the organic groups constituting R a and R b have a substituent, the number of carbon atoms of the substituent is not included in the number of carbon atoms of the organic group.
RaおよびRbとしては、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数2~20のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基であることが好ましく、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐状の炭素数2~20のアルキル基、もしくは置換基を有していてもよいフェニル基、または置換基を有していてもよいナフチル基であることがより好ましく、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐状の炭素数2~8のアルキル基、または置換基を有していてもよいフェニル基であることがさらに好ましく、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐状の炭素数2~8のアルキル基が特に好ましい。これらの置換基としては、前記有機基が置換基を有していてもよい炭素数1~30のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基の置換基として例示したのと同じのものが挙げられる。 R a and R b are each preferably an optionally substituted alkyl group having 2 to 20 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably an optionally substituted linear or branched alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an optionally substituted phenyl group, or an optionally substituted naphthyl group, still more preferably an optionally substituted linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms or an optionally substituted phenyl group, and particularly preferably an optionally substituted linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. Examples of these substituents include the same as those exemplified as the substituents of the optionally substituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and the optionally substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms of the organic group.
このようなRaおよびRbを構成する有機基の好ましい具体例としては、α-メチルベンジル基、α,α-ジメチルベンジル基、t-ブチル基、フェニル基、または4-メチルフェニル基などが挙げられ、これらの中でも、α,α-ジメチルベンジル基、または4-メチルフェニル基がより好ましく、α,α-ジメチルベンジル基がさらに好ましい。なお、これらは、それぞれ独立したものとすることができる。 Preferred specific examples of the organic group constituting R a and R b include an α-methylbenzyl group, an α,α-dimethylbenzyl group, a t-butyl group, a phenyl group, or a 4-methylphenyl group, and among these, an α,α-dimethylbenzyl group or a 4-methylphenyl group is more preferred, and an α,α-dimethylbenzyl group is even more preferred. These may be independent of each other.
また、上記一般式(19)中、ZaおよびZbはそれぞれ独立して、化学的な単結合または-SO2-であり、化学的な単結合であることが好ましい。 In the general formula (19), Z a and Z b are each independently a chemical single bond or —SO 2 —, and are preferably a chemical single bond.
さらに、上記一般式(19)中、rおよびsはそれぞれ独立して、0または1であり、かつ、rおよびsの少なくとも一方は1である。なお、rおよびsは、いずれも1であることが好ましい。 Furthermore, in the above general formula (19), r and s are each independently 0 or 1, and at least one of r and s is 1. It is preferable that both r and s are 1.
本発明においては、上記一般式(19)で表される化合物としては、下記一般式(20)~(22)で表される化合物のいずれかであることが好ましい。
上記一般式(20)~(22)で表される化合物のなかでも、一般式(20)、(22)で表される化合物が好ましく、一般式(22)で表される化合物がより好ましい。 Of the compounds represented by the above general formulas (20) to (22), compounds represented by general formulas (20) and (22) are preferred, and compounds represented by general formula (22) are more preferred.
また、上記一般式(20)~(22)中、-Za-Ra、-Zb-Rbがそれぞれ独立して、α-メチルベンジル基、α,α-ジメチルベンジル基、t-ブチル基、フェニルスルホニル基、または4-メチルフェニルスルホニル基であることが好ましく、α,α-ジメチルベンジル基、または4-メチルフェニルスルホニル基であることがより好ましく、α,α-ジメチルベンジル基であることがさらに好ましい。 In the above general formulas (20) to (22), -Z a -R a and -Z b -R b are each preferably independently an α-methylbenzyl group, an α,α-dimethylbenzyl group, a t-butyl group, a phenylsulfonyl group, or a 4-methylphenylsulfonyl group, more preferably an α,α-dimethylbenzyl group or a 4-methylphenylsulfonyl group, and even more preferably an α,α-dimethylbenzyl group.
すなわち、本発明においては、上記一般式(19)中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐状の炭素数2~8のアルキル基、ならびにZaおよびZbは化学的な単結合であり、rおよびsが1であることが好ましい。 That is, in the present invention, in the above general formula (19), it is preferred that R a and R b each independently represent a linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms which may have a substituent, Z a and Z b represent a chemical single bond, and r and s are 1.
上記一般式(19)で表される化合物は、公知のフェノチアジン系化合物の製造方法を適用することにより、前駆体となるフェノチアジン系化合物を得て、次いで、得られた化合物を酸化することにより、製造することができる。 The compound represented by the above general formula (19) can be produced by applying a known method for producing phenothiazine compounds to obtain a precursor phenothiazine compound, and then oxidizing the resulting compound.
具体的には、上記一般式(19)で表される化合物は、下記一般式(23)で表される化合物(フェノチアジン)を出発原料として、国際公開第2011/093443号に記載の反応方法により、一般式(23)におけるフェノチアジン環の、1位、3位、6位および/または8位に、置換基(-Za-Ra、-Zb-Rb)を導入すること、およびフェノチアジン環のSを、-SO2-にするために酸化すること、により得ることができる。
上記一般式(19)中、RaおよびRbはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の有機基を表し、置換基を有していてもよい炭素数1~30の芳香族基または環状脂肪族基が好ましい。
炭素数1~30の芳香族基としては、特に限定されないが、たとえば、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、アントラニル基などの芳香族炭化水素基や、フリル基、ピロリル基、チエニル基、ピリジル基、チアゾリル基などの芳香族複素環基が挙げられる。
炭素数1~30の環状脂肪族基としては、特に限定されないが、たとえば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。なかでも、RaおよびRbとしては、それぞれ独立して、フェニル基および4-メチルフェニル基が好ましい。
また、上述したRaおよびRbを構成する有機基は、置換基を有していてもよく、該置換基の位置としては、任意の位置とすることができる。このような置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基などの炭素数1~10のアルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;メチル基、エチル基、t-ブチル基などの炭素数1~10のアルキル基;などが挙げられる。
In the general formula (19), R a and R b each independently represent an organic group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and are preferably an aromatic group or cycloaliphatic group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
The aromatic group having 1 to 30 carbon atoms is not particularly limited, but examples thereof include aromatic hydrocarbon groups such as a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, and an anthranyl group, and aromatic heterocyclic groups such as a furyl group, a pyrrolyl group, a thienyl group, a pyridyl group, and a thiazolyl group.
The cycloaliphatic group having 1 to 30 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, etc. Of these, it is preferable that R a and R b are each independently a phenyl group or a 4-methylphenyl group.
The organic groups constituting the above-mentioned R a and R b may have a substituent, and the position of the substituent may be any position. Examples of such a substituent include halogen atoms such as fluorine, chlorine, and bromine; alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, and isopropoxy; nitro groups; cyano groups; and alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as methyl, ethyl, and t-butyl groups.
本発明のポリマー組成物中における、上記一般式(19)で表される化合物の配合量は、ポリマー100重量部に対して、好ましくは0.1~10重量部、より好ましくは0.3~5重量部、さらに好ましくは0.5~3重量部である。配合量を上記範囲とすることにより、上記一般式(19)で表される化合物を配合することによる、老化防止効果をより適切に高めることができる。 The amount of the compound represented by general formula (19) in the polymer composition of the present invention is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 5 parts by weight, and even more preferably 0.5 to 3 parts by weight, per 100 parts by weight of the polymer. By keeping the amount in this range, the anti-aging effect achieved by adding the compound represented by general formula (19) can be more appropriately enhanced.
また、上記一般式(19)で表される化合物以外の老化防止剤を配合してもよく、このような老化防止剤としては、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-secブチルフェノール、2-(1-メチルシクロヘキシル)-4,6-ジメチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-α-ジメチルアミノ-p-クレゾール、2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]-o-クレゾール、スチレン化フェノール、アルキル化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(6-α-メチルベンジル-p-クレゾール)、メチレン架橋した多価アルキルフェノール、4,4’-ブチリデンビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-エチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2’-ジヒドロキシ-3,3’-(α-メチルシクロヘキシル)-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、アルキル化ビスフェノール、p-クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、2,5-ジ-t-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-t-アミルヒドロキノン等のビス、トリス、またはポリフェノール系老化防止剤;4,4’-チオビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)、4,4’-チオビス(6-t-ブチル-o-クレゾール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルフィド等のチオビスフェノール系老化防止剤:などのフェノール系老化防止剤;フェニル-α-ナフチルアミン、オクチレイテッド・ジフェニルアミン、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、p-(p-トルエンスルフォニルアミド)ジフェニルアミン、p-イソプロポキシ・ジフェニルアミン、ビス(フェニル・イソプロピリデン)-4,4-ジフェニルアミン、N,N’-ジフェニル・エチレンジアミン、N,N’-ジフェニル・プロピレンジアミン、N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジ-2-ナフチル-p-フェニルジアミン,N-シクロへキシル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N’-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピル)-p-フェニレンジアミン、N,N’―ビス(1-メチルへプチル)―p-フェニレンジアミン、N,N-ビス(1,4-ジメチルペンチル)-p-フェニレンジアミン、4-(α-フェニルエチル)ジフェニルアミン、4,4’-ビス(α-フェニルエチル)ジフェニルアミン、4,4’-ビス(4-メチルフェニル)スルフォニル)ジフェニルアミン等の芳香族第二級アミン化合物;ジメチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジエチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル等のジアルキルジチオカルバミン酸ニッケル;等を用いることができる。 Antiaging agents other than the compound represented by the general formula (19) above may also be blended. Examples of such antioxidants include monophenolic antioxidants such as 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-sec-butylphenol, 2-(1-methylcyclohexyl)-4,6-dimethylphenol, 2,6-di-t-butyl-α-dimethylamino-p-cresol, 2,4-bis[(octylthio)methyl]-o-cresol, styrenated phenol, and alkylated phenols; 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis(4-ethyl-6-t-butylphenol), 4,4'-methylenebis(2,6-di-t-butyl) Bis-, tris-, or polyphenol-based antioxidants such as 4,4'-thiobis(6-t-butyl-m-cresol), 2,2'-methylenebis(6-α-methylbenzyl-p-cresol), methylene-bridged polyhydric alkylphenols, 4,4'-butylidenebis(6-t-butyl-m-cresol), 4,4'-butylidenebis(3-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-ethylidenebis(4,6-di-t-butylphenol), 1,1-bis-(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 2,2'-dihydroxy-3,3'-(α-methylcyclohexyl)-5,5'-dimethyldiphenylmethane, alkylated bisphenols, butylated reaction products of p-cresol and dicyclopentadiene, 2,5-di-t-butylhydroquinone, and 2,5-di-t-amylhydroquinone; phenolic antioxidants such as thiobisphenol-based antioxidants (4,4'-thiobis(6-t-butyl-o-cresol), 4,4'-thiobis(3-methyl-6-t-butylphenol), and bis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) sulfide; phenolic antioxidants such as phenyl-α-naphthylamine, octylated diphenylamine, 4,4'-bis(α,α-dimethylbenzyl)diphenylamine, p-(p-toluenesulfonylamido)diphenylamine, p-isopropoxy diphenylamine, bis(phenyl isopropylidene)-4,4-diphenylamine, N,N'-diphenyl ethylenediamine, N,N'-diphenyl propylenediamine, N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine, and N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine; Examples of aromatic secondary amine compounds that can be used include: aromatic secondary amine compounds such as diphenyldiamine, N,N'-di-2-naphthyl-p-phenyldiamine, N-cyclohexyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N'-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropyl)-p-phenylenediamine, N,N'-bis(1-methylheptyl)-p-phenylenediamine, N,N-bis(1,4-dimethylpentyl)-p-phenylenediamine, 4-(α-phenylethyl)diphenylamine, 4,4'-bis(α-phenylethyl)diphenylamine, and 4,4'-bis(4-methylphenyl)sulfonyl)diphenylamine; and nickel dialkyldithiocarbamates such as nickel dimethyldithiocarbamate, nickel diethyldithiocarbamate, and nickel dibutyldithiocarbamate.
<その他の添加剤、ポリマー組成物の調製方法等>
また、本発明のポリマー組成物には、ポリマー、表面処理フィラー、および必要に応じて用いられる上記一般式(19)で表される化合物等のその他の老化防止剤に加えて、さらにその他の添加剤を含有されていてもよい。
<Other additives, preparation method of polymer composition, etc.>
The polymer composition of the present invention may further contain other additives in addition to the polymer, the surface-treated filler, and other antioxidants such as the compound represented by the general formula (19) that are used as needed.
他の添加剤としては、合成高分子材料を用いる分野において通常使用される添加剤が挙げられる。たとえば、カーボンブラック等の補強性充填剤;炭酸カルシウム、クレー等の非補強性充填材;光安定剤;スコーチ防止剤;可塑剤;加工助剤;滑剤;粘着剤;潤滑剤;難燃剤;防黴剤;帯電防止剤;着色剤;シランカップリング剤;架橋剤;架橋促進剤;架橋遅延剤;等が挙げられる。
これらの添加剤の配合量は、本発明の目的や効果を阻害しない範囲であれば特に限定されず、配合目的に応じた量を適宜配合することができる。
Other additives include additives commonly used in fields using synthetic polymer materials, such as reinforcing fillers such as carbon black, non-reinforcing fillers such as calcium carbonate and clay, light stabilizers, scorch inhibitors, plasticizers, processing aids, slip agents, adhesives, lubricants, flame retardants, mildew inhibitors, antistatic agents, colorants, silane coupling agents, crosslinking agents, crosslinking accelerators, crosslinking retarders, etc.
The amounts of these additives to be added are not particularly limited as long as they do not impair the object and effect of the present invention, and they can be added in amounts appropriate to the purpose of addition.
本発明のポリマー組成物は、たとえば、各成分をバンバリーミキサーやニーダー等で混合・混練し、次いで、混練ロールを用いて、さらに混練することにより調製することができる。各成分の配合順序は特に限定されないが、熱で反応や分解しにくい成分を充分に混合した後、熱で反応や分解しやすい成分である架橋剤などを、反応や分解が起こらない温度で短時間に混合することが好ましい。The polymer composition of the present invention can be prepared, for example, by mixing and kneading the components using a Banbury mixer or kneader, followed by further kneading using a kneading roll. The order in which the components are mixed is not particularly limited, but it is preferable to thoroughly mix the components that are resistant to reaction or decomposition by heat, and then mix components that are resistant to reaction or decomposition by heat, such as crosslinkers, in a short period of time at a temperature that will not cause reaction or decomposition.
たとえば、ポリマー組成物を構成する、ポリマーとして、アクリルゴムなどのゴムを使用し、架橋剤を含有させた場合には、これを架橋することによりゴム架橋物を得ることができる。ゴム架橋物は、所望の形状に対応した成形機、たとえば、押出機、射出成形機、圧縮機、ロールなどにより成形を行い、架橋反応によりゴム架橋物としての形状を固定化することにより得ることができる。その際には、予め成形した後に架橋しても、成形と同時に架橋を行ってもよい。成形温度は、通常、10~200℃、好ましくは25~120℃である。架橋温度は、通常、130~220℃、好ましくは150~190℃であり、架橋時間は、通常、2分間~10時間、好ましくは3分間~6時間である。加熱方法としては、プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる方法を適宜選択すればよい。For example, if a rubber such as acrylic rubber is used as the polymer constituting the polymer composition and a crosslinking agent is added, a crosslinked rubber product can be obtained by crosslinking the polymer. The crosslinked rubber product can be obtained by molding the desired shape using a molding machine, such as an extruder, injection molding machine, compressor, or roll, and then solidifying the shape of the crosslinked rubber product through a crosslinking reaction. In this case, crosslinking may be performed after molding or simultaneously with molding. The molding temperature is typically 10 to 200°C, preferably 25 to 120°C. The crosslinking temperature is typically 130 to 220°C, preferably 150 to 190°C, and the crosslinking time is typically 2 minutes to 10 hours, preferably 3 minutes to 6 hours. The heating method can be selected from methods commonly used for crosslinking rubber, such as press heating, steam heating, oven heating, and hot air heating.
また、ゴム架橋物の形状、大きさなどによっては、表面が架橋していても内部まで十分に架橋していない場合があるので、さらに加熱して二次架橋を行ってもよい。二次架橋時間は、加熱方法、架橋温度、形状などにより異なるが、好ましくは1~48時間である。加熱方法、加熱温度は適宜選択すればよい。 Depending on the shape and size of the cross-linked rubber product, the surface may be cross-linked but not sufficiently cross-linked to the interior. Therefore, secondary cross-linking may be performed by further heating. The secondary cross-linking time varies depending on the heating method, cross-linking temperature, shape, etc., but is preferably 1 to 48 hours. The heating method and heating temperature may be selected as appropriate.
このようにして得られるゴム架橋物は、耐熱性に優れるものである。そのため、上記ゴム組成物を用いて得られるゴム架橋物は、その特性を活かして、O-リング、パッキン、ダイアフラム、オイルシール、シャフトシール、ベアリングシール、メカニカルシール、ウェルヘッドシール、電気・電子機器用シール、空気圧機器用シールなどの各種シール;シリンダブロックとシリンダヘッドとの連接部に装着されるシリンダヘッドガスケット、ロッカーカバーとシリンダヘッドとの連接部に装着されるロッカーカバーガスケット、オイルパンとシリンダブロックまたはトランスミッションケースとの連接部に装着されるオイルパンガスケット、正極、電解質板および負極を備えた単位セルを挟み込む一対のハウジング間に装着される燃料電池セパレーター用ガスケット、ハードディスクドライブのトップカバー用ガスケットなどの各種ガスケット;各種ベルト;燃料ホース、ターボエアーホース、オイルホース、ラジエーターホース、ヒーターホース、ウォーターホース、バキュームブレーキホース、コントロールホース、エアコンホース、ブレーキホース、パワーステアリングホース、エアーホース、マリンホース、ライザー、フローラインなどの各種ホース;CVJブーツ、プロペラシャフトブーツ、等速ジョイントブーツ、ラックアンドピニオンブーツなどの各種ブーツ;クッション材、ダイナミックダンパ、ゴムカップリング、空気バネ、防振材などの減衰材ゴム部品;として好適に用いられ、特に、過酷な高温下で使用される用途にも適用できる。The cross-linked rubber obtained in this manner has excellent heat resistance. Therefore, by taking advantage of its properties, the cross-linked rubber obtained using the above rubber composition can be used in a variety of seals, including O-rings, packings, diaphragms, oil seals, shaft seals, bearing seals, mechanical seals, wellhead seals, seals for electrical and electronic equipment, and seals for pneumatic equipment; cylinder head gaskets attached to the joint between the cylinder block and cylinder head; rocker cover gaskets attached to the joint between the rocker cover and cylinder head; oil pan gaskets attached to the joint between the oil pan and cylinder block or transmission case; and fuel cell separator gaskets attached between a pair of housings sandwiching a unit cell comprising a positive electrode, an electrolyte plate, and a negative electrode. and gaskets for the top covers of hard disk drives; various belts; various hoses such as fuel hoses, turbo air hoses, oil hoses, radiator hoses, heater hoses, water hoses, vacuum brake hoses, control hoses, air conditioner hoses, brake hoses, power steering hoses, air hoses, marine hoses, risers, and flow lines; various boots such as CVJ boots, propeller shaft boots, constant velocity joint boots, and rack and pinion boots; and damping rubber parts such as cushioning materials, dynamic dampers, rubber couplings, air springs, and vibration isolators, and are particularly suitable for use in applications under severe high temperatures.
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。なお、各例中の「部」は、特に断りのない限り、重量基準である。
各種の物性については、以下の方法に従って評価した。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples. In each example, "parts" is by weight unless otherwise specified.
Various physical properties were evaluated according to the following methods.
[加熱前後の破断伸び]
各実施例、比較例で得られたゴム組成物を、170℃、20分間の条件にて、プレスにより成型、架橋した後、さらに170℃、4時間加熱して二次架橋することで、シート状のゴム架橋物を得た。次いで、得られたゴム架橋物からダンベル状3号形の試験片を作製し、この試験片について、JIS K6251にしたがって、加熱前後の破断伸びの測定を行った。なお、加熱の条件は、190℃、1008時間とし、下記式にしたがって、加熱前後の破断伸びの変化率を求めた。破断伸びの変化率の値が小さい程、加熱による劣化が抑制されていると判断できる。
破断伸びの変化率(%)=[(加熱後の破断伸び(%))-(加熱前の伸び(%))]/(加熱前の破断伸び(%))]×100
[Elongation at break before and after heating]
The rubber compositions obtained in each Example and Comparative Example were molded and crosslinked by press at 170°C for 20 minutes, and then further heated at 170°C for 4 hours to cause secondary crosslinking, thereby obtaining a sheet-like cross-linked rubber product. Next, dumbbell-shaped No. 3 test pieces were prepared from the obtained cross-linked rubber products, and the elongation at break before and after heating was measured for these test pieces in accordance with JIS K6251. The heating conditions were 190°C and 1008 hours, and the rate of change in elongation at break before and after heating was calculated according to the following formula. It can be determined that the smaller the rate of change in elongation at break, the more suppressed the deterioration due to heating.
Rate of change in breaking elongation (%) = [(breaking elongation after heating (%)) - (elongation before heating (%))] / (breaking elongation before heating (%))] × 100
[合成例1]
冷却器、温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、無水トリメリット酸80g、および4-アミノジフェニルアミン76.7gを、酢酸1リットルに溶解した。この溶液をオイルバスにて10時間加熱還流下にて反応を行った。反応終了後、反応液を水2リットルに投入し、固体を析出させた。その後、析出した固体を吸引ろ過した。ろ物を水、メタノールの順で洗浄した後、真空乾燥機で乾燥させ、下記式(14)で示す中間体138.5gを、収率92%で得た。得られた中間体の構造は1H-NMRで同定した。1H-NMR(500MHz、THF-d8、TMS、δppm):6.97(t、1H、J=7.0Hz)、7.24-7.28(m、4H)、7.33-7.36(m、2H)、7.40-7.42(m、2H)、7.68(s、1H)、8.11(d、1H、J=8.5Hz)、8.56-8.58(m、2H)、12.20(bs、1H)。
In a four-neck reactor equipped with a condenser and a thermometer, 80 g of trimellitic anhydride and 76.7 g of 4-aminodiphenylamine were dissolved in 1 liter of acetic acid in a nitrogen stream. This solution was heated under reflux in an oil bath for 10 hours to cause a reaction. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into 2 liters of water to precipitate a solid. The precipitated solid was then suction filtered. The residue was washed with water and then methanol, and then dried in a vacuum dryer to obtain 138.5 g of an intermediate represented by the following formula (14) in a yield of 92%. The structure of the obtained intermediate was identified by 1 H-NMR. 1 H-NMR (500MHz, THF-d8, TMS, δppm): 6.97 (t, 1H, J = 7.0Hz), 7.24-7.28 (m, 4H), 7.33-7.36 (m, 2 H), 7.40-7.42 (m, 2H), 7.68 (s, 1H), 8.11 (d, 1H, J=8.5Hz), 8.56-8.58 (m, 2H), 12.20 (bs, 1H).
[合成例2]
温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、合成例1で得られた上記式(14)で示す中間体5.38g、および3-アミノプロピルトリエトキシシラン6.64gをテトラヒドロフラン(THF)400mLに溶解した。この溶液を氷浴で0℃に冷却し、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(WSC)2.88g、および1-ヒドロキシベンゾトリアゾール一水和物2.30gを加えた。その後、室温下にて15時間反応を行った。反応終了後、テトラヒドロフランを留去し、酢酸エチル200mL、および水100mLを加え、分液ろうとを用いて有機層を分離した。有機層を濃縮乾燥して得られた固体をアルミナカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=50:1)により精製し、下記式(24)で表される化合物5.40gを、収率64%で得た。得られた化合物の構造は1H-NMRで同定した。1H-NMR(500MHz、CDCl3、TMS、δppm):8.29(m、2H)、8.01(d、1H、J=8.5Hz)、7.30(m、4H)、7.15(m、4H)、7.00(t、1H、J=7.5Hz)、6.92(t、1H、J=5.5Hz)、5.88(s、1H)、3.86(q、6H、J=7.0Hz)、3.52(q、2H、J=6.5Hz)、1,82(quin、2H、J=7.0Hz)、1.23(t、9H、J=7.0Hz)、0.75(t、2H、J=7.5Hz)。
In a four-neck reactor equipped with a thermometer, 5.38 g of the intermediate represented by formula (14) obtained in Synthesis Example 1 and 6.64 g of 3-aminopropyltriethoxysilane were dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran (THF) under a nitrogen stream. This solution was cooled to 0°C in an ice bath, and 2.88 g of 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (WSC) and 2.30 g of 1-hydroxybenzotriazole monohydrate were added. The reaction was then carried out at room temperature for 15 hours. After completion of the reaction, tetrahydrofuran was distilled off, and 200 mL of ethyl acetate and 100 mL of water were added. The organic layer was separated using a separatory funnel. The organic layer was concentrated and dried, and the resulting solid was purified by alumina column chromatography (chloroform:methanol = 50:1) to obtain 5.40 g of the compound represented by formula (24) below in a 64% yield. The structure of the resulting compound was identified by 1 H-NMR. 1 H-NMR (500MHz, CDCl3, TMS, δppm): 8.29 (m, 2H), 8.01 (d, 1H, J = 8.5Hz ), 7.30 (m, 4H), 7.15 (m, 4H), 7.00 (t, 1H, J=7.5Hz), 6.92 (t, 1H, J=5. 5Hz), 5.88 (s, 1H), 3.86 (q, 6H, J=7.0Hz), 3.52 (q, 2H, J=6.5Hz), 1,8 2 (quin, 2H, J=7.0Hz), 1.23 (t, 9H, J=7.0Hz), 0.75 (t, 2H, J=7.5Hz).
[合成例3]
ナスフラスコに、合成例2で得られた上記式(24)で表される化合物0.96gをメタノール640mLに溶解した。この溶液へ、シリカ(商品名「Nipsil ER」、東ソー・シリカ社製、比表面積70~120m2/g)40g、および0.2重量%酢酸水溶液160mLを加え、室温下、72時間撹拌した。その後、溶媒を留去し、バットにあけて24時間自然乾燥後、120℃のオーブンで24時間加熱処理を施した後、24時間放冷することで、シリカ表面に、上記式(24)で表される化合物が固定してなる表面処理シリカを作製した。なお、表面処理シリカは、シリカ100部に対して、上記式(24)で表される化合物が2.4部の割合で反応したもの(脱離したエタノール分子を考慮すると、上記式(24)で表される化合物が1.8部の割合で反応したもの)であった。
[Synthesis Example 3]
In a recovery flask, 0.96 g of the compound represented by formula (24) obtained in Synthesis Example 2 was dissolved in 640 mL of methanol. To this solution, 40 g of silica (trade name "Nipsil ER," manufactured by Tosoh Silica Corporation, specific surface area 70-120 m 2 /g) and 160 mL of 0.2 wt % aqueous acetic acid solution were added, and the mixture was stirred at room temperature for 72 hours. The solvent was then removed by distillation, and the mixture was placed in a tray and allowed to air dry for 24 hours. The mixture was then heat-treated in an oven at 120°C for 24 hours, and then allowed to cool for 24 hours, thereby producing surface-treated silica in which the compound represented by formula (24) was fixed to the silica surface. The surface-treated silica was prepared by reacting 2.4 parts of the compound represented by formula (24) with 100 parts of silica (taking into account the ethanol molecules that were eliminated, 1.8 parts of the compound represented by formula (24) was reacted).
[合成例4]
温度計を備えた3つ口反応器に窒素気流中、フェノチアジン50.0gを加えて、トルエン200mlに溶解させた。次いで、この溶液にα-メチルスチレン59.31gとp-トルエンスルホン酸1水和物1.19gを加えて80℃にて1時間反応させた。その後、反応液を室温に戻して酢酸48ml、および30重量%過酸化水素水85.34gを加えて、さらに80℃にて2時間反応させた。反応後、得られた反応液を室温に戻した後、メタノール630mlに投入することで、結晶を析出させた。そして、析出した結晶をろ過し、320mlのメタノールでリンスすることで、下記式(25)に示す化合物を85.7g、収率73%で得た。得られた化合物の構造は1H-NMRで同定した。1H-NMR(500MHz、DMSO-d6、TMS、δppm):1.67(s,12H)、7.15-7.32(m,12H)、7.43(dd,2H,J=9.0, 2.0Hz)、7.68(d,2H,J=1.5Hz)、10.84(s,1H)。
50.0 g of phenothiazine was added to a three-neck reactor equipped with a thermometer in a nitrogen stream and dissolved in 200 ml of toluene. Next, 59.31 g of α-methylstyrene and 1.19 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate were added to this solution and reacted at 80°C for 1 hour. The reaction solution was then returned to room temperature, and 48 ml of acetic acid and 85.34 g of 30 wt% hydrogen peroxide solution were added, followed by a further reaction at 80°C for 2 hours. After the reaction, the resulting reaction solution was returned to room temperature and then poured into 630 ml of methanol to precipitate crystals. The precipitated crystals were then filtered and rinsed with 320 ml of methanol, yielding 85.7 g of the compound represented by the following formula (25) in a 73% yield. The structure of the resulting compound was identified by 1 H-NMR. 1H -NMR (500MHz, DMSO-d6, TMS, δppm): 1.67 (s, 12H), 7.15-7.32 (m, 12H), 7.43 (dd, 2H, J = 9.0, 2.0Hz), 7.68 (d, 2H, J=1.5Hz), 10.84 (s, 1H).
[実施例1]
アクリルゴム(商品名「Hytemp AR212HR」、日本ゼオン社製)100部、合成例3で得られた表面処理シリカ(シリカ表面に、上記式(24)で表される化合物が固定してなる表面処理シリカ)50.9部、シランカップリング剤(商品名「KBM-403」、信越シリコーン社製)1部、ステアリン酸2部、エステル系ワックス(商品名「グレッグ G8205」、大日本インキ社製)1部、および、合成例4で得られた上記式(25)に示す化合物1部を、オープンロールを用いて50℃で混練した後、架橋剤としてのヘキサメチレンジアミンカルバメート(商品名「Diak No.1」、デュポン ダウ エラストマージャパン社製)0.5部、および架橋促進剤としてのジ-o-トリルグアニジン(商品名「ノクセラーDT」、大内新興化学工業社製)2部を添加して、オープンロールで50℃にて混練することで、ゴム組成物を得た。そして、得られたゴム組成物を用いて、上記した方法にしたがい、加熱前後の破断伸びの評価を行った。結果を表1に示す。
[Example 1]
100 parts of acrylic rubber (trade name "Hytemp AR212HR", manufactured by Zeon Corporation), 50.9 parts of the surface-treated silica obtained in Synthesis Example 3 (surface-treated silica having a compound represented by the above formula (24) fixed to the silica surface), 1 part of a silane coupling agent (trade name "KBM-403", manufactured by Shin-Etsu Silicones Co., Ltd.), 2 parts of stearic acid, 1 part of an ester wax (trade name "Greg G8205", manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), and 1 part of the compound represented by the above formula (25) obtained in Synthesis Example 4 were kneaded at 50°C using an open roll, and then hexamethylenediamine carbamate (trade name "Diak No. 1", manufactured by DuPont Dow Chemical Co., Ltd.) was added as a crosslinking agent. 0.5 parts of di-o-tolylguanidine (trade name "Noccela DT", manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.) as a crosslinking accelerator were added, and the mixture was kneaded at 50°C with an open roll to obtain a rubber composition. The obtained rubber composition was then evaluated for elongation at break before and after heating according to the method described above. The results are shown in Table 1.
[比較例1]
合成例2で得られた表面処理シリカ50.9部に代えて、シリカ(商品名「Nipsil ER」、東ソー・シリカ社製)50部を使用した以外は、実施例1と同様にして、ゴム組成物を製造し、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A rubber composition was produced in the same manner as in Example 1, except that 50 parts of silica (trade name "Nipsil ER", manufactured by Tosoh Silica Corporation) was used instead of 50.9 parts of the surface-treated silica obtained in Synthesis Example 2, and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[比較例2]
合成例2で得られた表面処理シリカ50.9部に代えて、シリカ(商品名「Nipsil ER」、東ソー・シリカ社製)50部を使用するとともに、合成例2で得られた上記式(24)で表される化合物1.2部をそのまま使用した以外は、実施例1と同様にして、ゴム組成物を製造し、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
A rubber composition was produced in the same manner as in Example 1, except that 50.9 parts of the surface-treated silica obtained in Synthesis Example 2 was replaced with 50 parts of silica (trade name "Nipsil ER", manufactured by Tosoh Silica Corporation), and 1.2 parts of the compound represented by formula (24) obtained in Synthesis Example 2 was used as is, and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、シリカ表面に、上記式(24)で表される化合物が固定してなる表面処理シリカを配合したアクリルゴムを用いて得られるゴム架橋物は、加熱後の破断伸びが高く、また、加熱前後の破断伸びの変化率も小さく、加熱による劣化が有効に抑制されたものであった(実施例1)。
一方、表面処理シリカに代えて、シリカを配合した場合、および、シリカとともに、表面処理シリカを配合した場合のいずれにおいても、得られるゴム架橋物は、加熱後の破断伸びが小さく、また、加熱前後の破断伸びの変化率も大きく、加熱による劣化が大きいものであった(比較例1,2)。
As shown in Table 1, the cross-linked rubber obtained using an acrylic rubber blended with surface-treated silica in which the compound represented by the above formula (24) is fixed to the surface of the silica had a high breaking elongation after heating, and the rate of change in breaking elongation before and after heating was also small, meaning that deterioration due to heating was effectively suppressed (Example 1).
On the other hand, in both cases where silica was blended in place of the surface-treated silica and where surface-treated silica was blended together with silica, the cross-linked rubber products obtained had a small breaking elongation after heating, and the rate of change in breaking elongation before and after heating was also large, indicating that they were significantly deteriorated by heating (Comparative Examples 1 and 2).
Claims (7)
(A1)m-A2-(A3-A4)n (1)
(上記一般式(1)中、A1は、少なくとも1つのアルコキシ基を有するシリル基であり、A2は、炭素数1~20のアルキレン基であり、A3は、アミド基であり、A4は、下記式(3)または(9)で表される基であり、mは1~5の整数、nは1~5の整数である。)
(A 1 ) m −A 2 −(A 3 −A 4 ) n (1)
(In the above general formula (1), A 1 is a silyl group having at least one alkoxy group, A 2 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, A 3 is an amide group, A 4 is a group represented by the following formula (3) or (9), m is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 1 to 5.)
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