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JP2023117650A - Production method of branched conjugated diene polymer, branched conjugated diene polymer, rubber composition, production method of rubber composition and production method of tire - Google Patents

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JP2023117650A
JP2023117650A JP2022020327A JP2022020327A JP2023117650A JP 2023117650 A JP2023117650 A JP 2023117650A JP 2022020327 A JP2022020327 A JP 2022020327A JP 2022020327 A JP2022020327 A JP 2022020327A JP 2023117650 A JP2023117650 A JP 2023117650A
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JP
Japan
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conjugated diene
based polymer
compound
branched
mass
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JP2022020327A
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Japanese (ja)
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新一 関川
Shinichi Sekikawa
忠大 杉本
Tadahiro Sugimoto
謙太 久村
Kenta Hisamura
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Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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Abstract

To provide a production method of a branched conjugated diene polymer capable of producing a branched conjugated diene polymer having a higher degree of branching than in a case when a branch structure is introduced to a conjugated diene polymer using merely a coupling agent, and in which a functional group is introduced into a principal chain of a conjugated diene polymer, the production method of a branched conjugated diene polymer capable of obtaining a rubber composition excellent in dispersibility of silica when made into a compound with the silica, and excellent in high mileage properties, abrasion resistance, wet skid resistance, rupture strength etc. when made into a compound of a vulcanizate.SOLUTION: A production method of a branched conjugated diene polymer includes: a polymerization step of polymerizing or copolymerizing a conjugated diene compound or a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound using an alkali metal compound or an alkaline-earth metal compound as a polymerization initiator, to obtain a conjugated diene polymer having an active terminal; and a branching step of reacting a branching agent containing a nitrogen atom with the active terminal of the conjugated diene polymer to introduce a branch structure.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、分岐化共役ジエン系重合体の製造方法、分岐化共役ジエン系重合体、ゴム組成物、ゴム組成物の製造方法、及びタイヤの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a branched conjugated diene-based polymer, a branched conjugated diene-based polymer, a rubber composition, a method for producing a rubber composition, and a method for producing a tire.

従来から、環境負荷への観点から、自動車に対する低燃費化要求が高まっている。特に、自動車用タイヤに対しては、地面と直接接するトレッド部に使用される材料に対し、低燃費性の改良が求められている。
近年、転がり抵抗が小さい、すなわち低ヒステリシスロス性を有する材料の開発が求められてきている。
また、タイヤ軽量化を図ることが要求されており、タイヤトレッド部の厚みを減らすこと、及びタイヤトレッド部に耐摩耗性の高い材料を用いることが求められている。
一方において、タイヤトレッド部に用いられる材料は、安全性の観点から、ウェットスキッド抵抗性に優れること、及び実用上十分な破壊特性を有していることが要求されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, from the viewpoint of environmental load, there has been an increasing demand for low fuel consumption of automobiles. In particular, for automobile tires, improvements in fuel efficiency are required for materials used in the tread portion that is in direct contact with the ground.
In recent years, the development of materials with low rolling resistance, that is, low hysteresis loss has been desired.
In addition, there is a demand to reduce the weight of the tire, and it is demanded to reduce the thickness of the tire tread portion and to use a highly wear-resistant material for the tire tread portion.
On the other hand, from the viewpoint of safety, materials used for tire treads are required to have excellent wet skid resistance and practically sufficient breaking properties.

上述したような、各種の要求に応える材料として、ゴム状重合体と、カーボンブラック、シリカ等の補強性充填剤とを含むゴム材料が挙げられる。
シリカを含むゴム材料を用いると、低ヒステリシスロス性(低燃費性の指標)とウェットスキッド抵抗性とのバランス向上を図ることができる。また、運動性の高いゴム状重合体の分子末端部に、シリカとの親和性又は反応性を有する官能基を導入することによって、ゴム材料中におけるシリカの分散性を改良し、さらには、シリカ粒子との結合でゴム状重合体の分子末端部の運動性を低減して、ヒステリシスロスを低減化することができる。
一方、耐摩耗性を改良する方法としては、ゴム状重合体の分子量を大きくする、という方法が挙げられる。しかしながら、ゴム状重合体の分子量を大きくすると、ゴム状重合体と補強性充填剤とを混練する際の加工性が悪化する傾向にある。
かかる事情に鑑み、加工性を損なうことなく、分子量を大きくするために、ゴム状重合体に分岐構造を導入する試みがなされている。
Materials that meet the above-mentioned various requirements include rubber materials containing rubber-like polymers and reinforcing fillers such as carbon black and silica.
By using a rubber material containing silica, it is possible to improve the balance between low hysteresis loss (indicator of low fuel consumption) and wet skid resistance. In addition, by introducing a functional group having affinity or reactivity with silica to the end of the molecule of the highly mobile rubber-like polymer, the dispersibility of silica in the rubber material is improved. Bonding with particles can reduce the mobility of the molecular ends of the rubber-like polymer, thereby reducing the hysteresis loss.
On the other hand, as a method of improving abrasion resistance, there is a method of increasing the molecular weight of the rubber-like polymer. However, increasing the molecular weight of the rubber-like polymer tends to deteriorate the workability when kneading the rubber-like polymer and the reinforcing filler.
In view of such circumstances, attempts have been made to introduce a branched structure into rubber-like polymers in order to increase the molecular weight without impairing processability.

例えば、従来においては、アミノ基を含有するアルコキシシラン類を共役ジエン系重合体活性末端に反応させて得られる変性共役ジエン系重合体とシリカとの樹脂組成物が提案されている。
また、重合体活性末端と多官能性シラン化合物をカップリング反応させて得られる分岐構造を導入した変性共役ジエン系重合体が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
さらに、スチレン誘導体を分岐化剤として活用し、主鎖に分岐構造を導入する技術も提案さている(例えば、特許文献3参照)。
For example, conventionally, a resin composition of silica and a modified conjugated diene-based polymer obtained by reacting an alkoxysilane containing an amino group with an active terminal of a conjugated diene-based polymer has been proposed.
Further, a modified conjugated diene-based polymer having a branched structure obtained by coupling reaction between an active terminal of the polymer and a polyfunctional silane compound has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Furthermore, a technique has been proposed in which a styrene derivative is used as a branching agent to introduce a branched structure into the main chain (see, for example, Patent Document 3).

国際公開第2007/114203号パンフレットWO 2007/114203 Pamphlet 国際公開第2016/133154号パンフレットInternational Publication No. 2016/133154 pamphlet 国際公開第2020/070961号パンフレットWO2020/070961 Pamphlet

しかしながら、特許文献1、2に開示されている重合体活性末端と多官能性シラン化合物をカップリング反応させる、という共役ジエン系重合体に分岐構造を導入する方法では、それにより得られる変性共役ジエン系重合体の分岐度は、多官能性シラン化合物が有する重合体活性末端との反応可能基の数に大きく依存し、かつ、反応可能基以上にはならない。合成可能性の観点から、1つの多官能性シランに付与できる反応可能基の数には限界があるため、得られる変性共役ジエン系重合体の分岐度にも限界がある、という問題点を有している。
また、特許文献3に開示されているスチレン誘導体を分岐化剤として活用し、主鎖に分岐構造を導入する技術においては、得られる変性共役ジエン系重合体が主鎖に官能基を有していないため、変性共役ジエン系重合体をシリカ等との配合物とした際にシリカの分散性に改善の余地があり、配合物を加硫物とした際の低燃費性や耐摩耗性にも改善の余地がある、という問題点を有している。
However, in the method of introducing a branched structure into a conjugated diene-based polymer by subjecting a polymer active terminal and a polyfunctional silane compound to a coupling reaction disclosed in Patent Documents 1 and 2, the modified conjugated diene obtained thereby The degree of branching of the system polymer largely depends on the number of groups capable of reacting with the active terminal of the polymer possessed by the polyfunctional silane compound, and does not exceed the number of groups capable of reacting. From the viewpoint of synthesizability, there is a problem that the number of reactive groups that can be imparted to one polyfunctional silane is limited, and thus the degree of branching of the resulting modified conjugated diene-based polymer is also limited. are doing.
In addition, in the technique of introducing a branched structure into the main chain by utilizing a styrene derivative as a branching agent disclosed in Patent Document 3, the resulting modified conjugated diene-based polymer has a functional group in the main chain. Therefore, when the modified conjugated diene-based polymer is blended with silica, etc., there is room for improvement in the dispersibility of silica, and when the blend is made into a vulcanizate, fuel efficiency and wear resistance are also improved. There is a problem that there is room for improvement.

そこで、本発明においては、カップリング剤のみを使用して共役ジエン系重合体に分岐構造を導入した場合よりも分岐度が高い共役ジエン系重合体を製造でき、また、主鎖や側鎖の長さを調整できる、重合体設計自由度の高い、分岐化共役ジエン系重合体を製造する方法を提供することに加え、分岐化剤としてスチレン誘導体を用いた場合に比較して、主鎖に官能基を導入できる製造方法を提供することで、シリカ等との配合物とした際のシリカの分散性が良好で、配合物を加硫物とした際に、低燃費性、耐摩耗性、ウェットスキッド抵抗性、及び破壊強度に優れた共役ジエン系重合体の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, a conjugated diene polymer having a higher degree of branching can be produced than when a branched structure is introduced into a conjugated diene polymer using only a coupling agent. In addition to providing a method for producing a branched conjugated diene-based polymer, the length of which can be adjusted and the degree of freedom in polymer design is high. By providing a production method capable of introducing a functional group, silica has good dispersibility when made into a compound with silica or the like, and when the compound is made into a vulcanizate, fuel efficiency, wear resistance, An object of the present invention is to provide a method for producing a conjugated diene polymer having excellent wet skid resistance and breaking strength.

本発明者らは、上述した従来技術の課題を解決するために鋭意研究検討した結果、共役ジエン系重合体に、窒素原子含有の分岐化剤を反応させて主鎖に分岐点と窒素原子を同時に導入することにより、上述した従来の課題を解決できる分岐化共役ジエン系重合体が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は以下の通りである。
The present inventors have made intensive research and studies to solve the above-described problems of the prior art, and found that a conjugated diene-based polymer is reacted with a branching agent containing a nitrogen atom to form a branch point and a nitrogen atom in the main chain. The inventors have found that a branched conjugated diene-based polymer that can solve the above-described conventional problems can be obtained by introducing them simultaneously, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.

〔1〕
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を重合開始剤として用い、共役ジエン化合物、又は、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を、重合又は共重合することで、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得る重合工程と、
前記共役ジエン系重合体の活性末端に、窒素原子を含有する分岐化剤を反応させ分岐構造を導入する分岐化工程と、
を、有する、
分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
〔2〕
前記分岐化工程時及び/又はその後で、共役ジエン化合物及び/又は芳香族ビニル化合物を反応系に追加する工程をさらに有する、前記〔1〕に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
〔3〕
前記分岐化剤が、下記式(1)又は(2)で表される化合物である、前記〔1〕又は〔2〕に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
[1]
A conjugated diene-based polymer having an active terminal is obtained by polymerizing or copolymerizing a conjugated diene compound or a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound using an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound as a polymerization initiator. a polymerization step to obtain;
A branching step of reacting a branching agent containing a nitrogen atom with the active terminal of the conjugated diene-based polymer to introduce a branched structure;
have
A method for producing a branched conjugated diene-based polymer.
[2]
The method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to [1] above, further comprising adding a conjugated diene compound and/or an aromatic vinyl compound to the reaction system during and/or after the branching step.
[3]
The method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to [1] or [2] above, wherein the branching agent is a compound represented by the following formula (1) or (2).

Figure 2023117650000001
Figure 2023117650000001

(式(1)中、R1~R5は、各々独立して、水素又は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基を示し、R6、R7は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基を示す。
m、nは、各々独立して、1~3の整数を示し、(m+n)は、2以上の整数を示す。複数存在する場合のR2~R5は、各々独立している。)
(In Formula (1), R 1 to R 5 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and R 6 and R 7 each independently represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
m and n each independently represent an integer of 1 to 3, and (m+n) represents an integer of 2 or more. Each of R 2 to R 5 is independent when a plurality of R 2 to R 5 are present. )

Figure 2023117650000002
Figure 2023117650000002

(式(2)中、R8~R10、R12は、各々独立して、水素又は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基を示し、R11は、炭素数1~20のアルキレン基を示す。
mは、1~3の整数を示し、複数存在する場合のR9、R10は、各々独立している。)
(In formula (2), R 8 to R 10 and R 12 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; It represents 1 to 20 alkylene groups.
m represents an integer of 1 to 3, and R 9 and R 10 are each independent when a plurality of R 9 and R 10 are present. )

〔4〕
前記分岐化工程で得られた分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に、カップリング剤又は重合停止剤を反応させる反応工程を、さらに有する、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
〔5〕
前記カップリング剤が、窒素原子含有基を有している、前記〔4〕に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
〔6〕
前記重合停止剤が、窒素原子含有基を有している、前記〔4〕に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
〔7〕
前記重合停止剤が、窒素原子含有基を有するアルコキシ化合物である、前記〔4〕乃至〔6〕のいずれか一に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
〔8〕
前記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体であって、重合体主鎖に、前記窒素原子を含有する分岐化剤に由来する主鎖分岐構造を有する、分岐化共役ジエン系重合体。
〔9〕
前記〔8〕に記載の分岐化共役ジエン系重合体を10質量%以上含むゴム成分と、
前記ゴム成分100質量部に対して、充填剤を、5.0質量部以上150質量部以下、含有する、ゴム組成物。
〔10〕
前記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一に記載の製造方法により分岐化共役ジエン系重合体を得る工程と、
当該分岐化共役ジエン系重合体を10質量%以上含むゴム成分を得る工程と、
前記ゴム成分100質量部に対して、充填剤を、5.0質量部以上150質量部以下、含有させ、ゴム組成物を得る工程と、
を有する、ゴム組成物の製造方法。
〔11〕
前記〔10〕に記載のゴム組成物の製造方法によりゴム組成物を得る工程と、
当該ゴム組成物を成形し、タイヤを得る工程と、
を有する、タイヤの製造方法。
[4]
Any one of the above [1] to [3], further comprising a reaction step of reacting a coupling agent or a polymerization terminator with the active terminal of the branched conjugated diene-based polymer obtained in the branching step. A method for producing the branched conjugated diene-based polymer described.
[5]
The method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to [4] above, wherein the coupling agent has a nitrogen atom-containing group.
[6]
The method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to [4] above, wherein the polymerization terminator has a nitrogen atom-containing group.
[7]
The method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to any one of [4] to [6], wherein the polymerization terminator is an alkoxy compound having a nitrogen atom-containing group.
[8]
A branched conjugated diene-based polymer obtained by the method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to any one of the above [1] to [7], wherein the polymer main chain contains the nitrogen atom. A branched conjugated diene-based polymer having a main chain branched structure derived from a branching agent.
[9]
a rubber component containing 10% by mass or more of the branched conjugated diene-based polymer according to [8];
A rubber composition containing 5.0 parts by mass or more and 150 parts by mass or less of a filler with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
[10]
a step of obtaining a branched conjugated diene-based polymer by the production method according to any one of [1] to [7];
a step of obtaining a rubber component containing 10% by mass or more of the branched conjugated diene-based polymer;
A step of adding 5.0 parts by mass or more and 150 parts by mass or less of a filler to 100 parts by mass of the rubber component to obtain a rubber composition;
A method for producing a rubber composition.
[11]
A step of obtaining a rubber composition by the method for producing a rubber composition according to [10];
A step of molding the rubber composition to obtain a tire;
A method for manufacturing a tire.

本発明によれば、カップリング剤のみを使用して共役ジエン系重合体に分岐構造を導入した場合よりも分岐度の高い分岐化共役ジエン系重合体を製造でき、共役ジエン系重合体の主鎖中に官能基を導入した、分岐化共役ジエン系重合体の製造方法を提供できる。これにより、シリカ等との配合物とした際のシリカの分散性が良好で、配合物を加硫物とした際に、低燃費性、耐摩耗性、ウェットスキッド抵抗性、及び破壊強度に優れたゴム組成物が得られる分岐化共役ジエン系重合体の製造方法を提供できる。 According to the present invention, a branched conjugated diene polymer having a higher degree of branching can be produced than when a branched structure is introduced into a conjugated diene polymer using only a coupling agent. A method for producing a branched conjugated diene-based polymer in which a functional group is introduced into the chain can be provided. As a result, the dispersibility of silica is good when it is made into a compound with silica, etc., and when the compound is made into a vulcanized product, it is excellent in fuel efficiency, wear resistance, wet skid resistance, and breaking strength. It is possible to provide a method for producing a branched conjugated diene-based polymer from which a rubber composition obtained by the present invention can be obtained.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。
なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施することができる。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form (henceforth "this embodiment") for implementing this invention is demonstrated in detail.
It should be noted that the following embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. The present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the gist thereof.

〔分岐化共役ジエン系重合体の製造方法〕
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法は、
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を重合開始剤として用い、共役ジエン化合物、又は、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を、重合又は共重合することで、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得る重合工程と、
前記共役ジエン系重合体の活性末端に、窒素原子を含有する分岐化剤を反応させ分岐構造を導入する分岐化工程と、を有する。
[Method for producing branched conjugated diene-based polymer]
The method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment includes:
A conjugated diene-based polymer having an active terminal is obtained by polymerizing or copolymerizing a conjugated diene compound or a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound using an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound as a polymerization initiator. a polymerization step to obtain;
and a branching step of reacting the active terminal of the conjugated diene-based polymer with a branching agent containing a nitrogen atom to introduce a branched structure.

本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体は、単一の共役ジエン化合物の単独重合体、異なる種類の共役ジエン化合物の重合体すなわち共重合体、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体のいずれであってもよい。
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法によれば、主鎖に分岐点と窒素原子を同時に導入することにより、カップリング剤のみを使用して共役ジエン系重合体に分岐構造を導入した場合よりも分岐度と窒素含有量の高い分岐化共役ジエン系重合体を製造でき、また、主鎖や側鎖の長さを容易に調整でき、重合体設計自由度が高くなる。さらに、本実施形態によれば、主鎖中に官能基を導入した、分岐化共役ジエン系重合体でき、これにより、シリカ等との配合物とした際のシリカの分散性が良好で、配合物を加硫物とした際に、低燃費性、耐摩耗性、ウェットスキッド抵抗性、及び破壊強度に優れたゴム組成物が得られる分岐化共役ジエン系重合体を製造できる。
The branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment is a homopolymer of a single conjugated diene compound, a polymer of different types of conjugated diene compounds, that is, a copolymer, a conjugated diene compound and an aromatic vinyl Any copolymer with a compound may be used.
According to the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, a branched structure is formed in the conjugated diene-based polymer using only a coupling agent by simultaneously introducing a branch point and a nitrogen atom into the main chain. A branched conjugated diene polymer having a higher degree of branching and a higher nitrogen content can be produced than when it is introduced, and the length of the main chain and side chains can be easily adjusted, increasing the degree of freedom in polymer design. Furthermore, according to the present embodiment, a branched conjugated diene-based polymer having a functional group introduced into the main chain can be obtained. It is possible to produce a branched conjugated diene polymer that, when vulcanized, gives a rubber composition excellent in fuel efficiency, abrasion resistance, wet skid resistance and breaking strength.

(重合工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法における重合工程は、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を重合開始剤として用い、共役ジエン化合物、又は、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を、重合又は共重合することで、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得る。
重合工程においては、リビングアニオン重合反応による成長反応による重合を行うことが好ましく、これにより、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得ることができる。
(Polymerization process)
In the polymerization step in the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is used as a polymerization initiator, and a conjugated diene compound or a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound are produced. , polymerization or copolymerization to obtain a conjugated diene-based polymer having an active terminal.
In the polymerization step, it is preferable to carry out polymerization by a growth reaction based on a living anionic polymerization reaction, whereby a conjugated diene-based polymer having an active terminal can be obtained.

<重合開始剤>
重合開始剤としては、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を用いる。
アルカリ金属化合物としては、有機リチウム系化合物を用いることが好ましく、有機モノリチウム化合物を用いることがより好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、例えば、有機マグネシウム化合物、有機カルシウム化合物、及び有機ストロンチウム化合物が挙げられる。また、アルカリ土類金属のアルコキサイド、スルフォネート、カーボネート、及びアミドの化合物も挙げられる。
有機モノリチウム化合物としては、以下に限定されないが、例えば、低分子化合物、可溶化したオリゴマーの有機モノリチウム化合物が挙げられる。
また、有機モノリチウム化合物は、その有機基とそのリチウムの結合様式において、例えば、炭素-リチウム結合を有する化合物、窒素-リチウム結合を有する化合物、及び錫-リチウム結合を有する化合物のいずれも用いることができる。
<Polymerization initiator>
As the polymerization initiator, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is used.
As the alkali metal compound, an organic lithium compound is preferably used, and an organic monolithium compound is more preferably used.
Alkaline earth metal compounds include, for example, organomagnesium compounds, organocalcium compounds, and organostrontium compounds. Also included are compounds of alkaline earth metal alkoxides, sulfonates, carbonates and amides.
Examples of organomonolithium compounds include, but are not limited to, low-molecular-weight compounds and solubilized oligomeric organomonolithium compounds.
In addition, the organic monolithium compound, in the bonding mode of the organic group and its lithium, for example, a compound having a carbon-lithium bond, a compound having a nitrogen-lithium bond, and a compound having a tin-lithium bond can be used. can be done.

重合開始剤の使用量は、目標とする共役ジエン系重合体の分子量によって決めることが好ましい。
重合開始剤の使用量に対する、共役ジエン化合物等の単量体の使用量が、目標とする共役ジエン系重合体の重合度に関係する。すなわち、数平均分子量及び/又は重量平均分子量に関係する傾向にある。
したがって、共役ジエン系重合体の分子量を増大させるためには、重合開始剤を減らす方向に調整するとよく、分子量を低下させるためには、重合開始剤量を増やす方向に調整するとよい。
The amount of the polymerization initiator to be used is preferably determined according to the target molecular weight of the conjugated diene polymer.
The amount of the monomer such as the conjugated diene compound used relative to the amount of the polymerization initiator used relates to the desired degree of polymerization of the conjugated diene polymer. That is, it tends to be related to number average molecular weight and/or weight average molecular weight.
Therefore, in order to increase the molecular weight of the conjugated diene-based polymer, the polymerization initiator should be adjusted in the direction of decreasing, and in order to lower the molecular weight, the polymerization initiator amount should be adjusted in the direction of increasing.

有機モノリチウム化合物は、共役ジエン系重合体へ窒素原子を導入する一つの手法として用いられるという観点から、好ましくは、置換アミノ基を有するアルキルリチウム化合物、又はジアルキルアミノリチウムである。
この場合、重合開始末端にアミノ基からなる窒素原子を有する、共役ジエン系重合体が得られる。
The organomonolithium compound is preferably an alkyllithium compound having a substituted amino group or a dialkylaminolithium from the viewpoint of being used as one method of introducing a nitrogen atom into a conjugated diene polymer.
In this case, a conjugated diene polymer having a nitrogen atom consisting of an amino group at the polymerization initiation terminal is obtained.

置換アミノ基とは、活性水素を有しない、又は、活性水素を保護した構造の、アミノ基である。
活性水素を有しないアミノ基を有するアルキルリチウム化合物としては、以下に限定されないが、例えば、3-ジメチルアミノプロピルリチウム、3-ジエチルアミノプロピルリチウム、4-(メチルプロピルアミノ)ブチルリチウム、及び4-ヘキサメチレンイミノブチルリチウムが挙げられる。
活性水素を保護した構造のアミノ基を有するアルキルリチウム化合物としては、以下に限定されないが、例えば、3-ビストリメチルシリルアミノプロピルリチウム、及び4-トリメチルシリルメチルアミノブチルリチウムが挙げられる。
A substituted amino group is an amino group having no active hydrogen or having a structure in which the active hydrogen is protected.
Examples of the alkyllithium compound having an amino group having no active hydrogen include, but are not limited to, 3-dimethylaminopropyllithium, 3-diethylaminopropyllithium, 4-(methylpropylamino)butyllithium, and 4-hexa Methyleneiminobutyllithium may be mentioned.
Examples of the alkyllithium compound having an amino group with a protected active hydrogen include, but are not limited to, 3-bistrimethylsilylaminopropyllithium and 4-trimethylsilylmethylaminobutyllithium.

ジアルキルアミノリチウムとしては、以下に限定されないが、例えば、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジ-n-ヘキシルアミド、リチウムジへプチルアミド、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウム-ジ-2-エチルへキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピペリジド、リチウムヘプタメチレンイミド、リチウムモルホリド、1-リチオアザシクロオクタン、6-リチオ-1,3,3-トリメチル-6-アザビシクロ[3.2.1]オクタン、及び1-リチオ-1,2,3,6-テトラヒドロピリジンが挙げられる。 Examples of dialkylaminolithium include, but are not limited to, lithium dimethylamide, lithium diethylamide, lithium dipropylamide, lithium dibutylamide, lithium di-n-hexylamide, lithium diheptylamide, lithium diisopropylamide, lithium dioctylamide, lithium -di-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium ethylpropylamide, lithium ethylbutyramide, lithium ethylbenzylamide, lithium methylphenethylamide, lithium hexamethyleneimide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium hepta methylene imide, lithium morpholide, 1-lithioazacyclooctane, 6-lithio-1,3,3-trimethyl-6-azabicyclo[3.2.1]octane, and 1-lithio-1,2,3, 6-tetrahydropyridine may be mentioned.

これらの置換アミノ基を有する有機モノリチウム化合物は、重合可能な単量体、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン、スチレン等の単量体を少量反応させて、ノルマルヘキサン、シクロヘキサンに可溶化したオリゴマーの有機モノリチウム化合物として用いることもできる。 These organomonolithium compounds having a substituted amino group are solubilized in normal hexane or cyclohexane by reacting a small amount of a polymerizable monomer such as 1,3-butadiene, isoprene, or styrene. It can also be used as an oligomeric organomonolithium compound.

有機モノリチウム化合物は、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点から、好ましくは、アルキルリチウム化合物である。この場合、重合開始末端にアルキル基を有する、共役ジエン系重合体が得られる。
前記アルキルリチウム化合物としては、以下に限定されないが、例えば、n-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、ベンジルリチウム、フェニルリチウム、及びスチルベンリチウムが挙げられる。
アルキルリチウム化合物としては、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点から、n-ブチルリチウム、及びsec-ブチルリチウムが好ましい。
The organomonolithium compound is preferably an alkyllithium compound from the viewpoint of industrial availability and ease of control of the polymerization reaction. In this case, a conjugated diene polymer having an alkyl group at the polymerization initiation terminal is obtained.
Examples of the alkyllithium compounds include, but are not limited to, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, n-hexyllithium, benzyllithium, phenyllithium, and stilbenelithium.
As the alkyllithium compound, n-butyllithium and sec-butyllithium are preferable from the viewpoint of industrial availability and ease of control of the polymerization reaction.

これらの有機モノリチウム化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、重合開始剤として、他の有機金属化合物と併用してもよい。
他の有機金属化合物としては、例えば、アルカリ土類金属化合物、他のアルカリ金属化合物、その他有機金属化合物が挙げられる。
アルカリ土類金属化合物としては、上記のように、例えば、有機マグネシウム化合物、有機カルシウム化合物、及び有機ストロンチウム化合物が挙げられる。また、アルカリ土類金属のアルコキサイド、スルフォネート、カーボネート、及びアミドの化合物も挙げられる。
有機マグネシウム化合物としては、例えば、ジブチルマグネシウム、及びエチルブチルマグネシウムが挙げられる。
その他の有機金属化合物としては、例えば、有機アルミニウム化合物が挙げられる。
These organic monolithium compounds may be used singly or in combination of two or more. Moreover, you may use together with another organometallic compound as a polymerization initiator.
Other organometallic compounds include, for example, alkaline earth metal compounds, other alkali metal compounds, and other organometallic compounds.
Alkaline earth metal compounds include, for example, organomagnesium compounds, organocalcium compounds, and organostrontium compounds, as described above. Also included are compounds of alkaline earth metal alkoxides, sulfonates, carbonates and amides.
Organomagnesium compounds include, for example, dibutylmagnesium and ethylbutylmagnesium.
Other organometallic compounds include, for example, organoaluminum compounds.

重合工程において、重合反応様式としては、以下に限定されないが、例えば、回分式(「バッチ式」ともいう。)、連続式の重合反応様式が挙げられる。
連続式においては、1個又は2個以上の連結された反応器を用いることができる。連続式の反応器は、例えば、撹拌機付きの槽型、管型のものが用いられる。連続式においては、好ましくは、連続的に単量体、不活性溶媒、及び重合開始剤が反応器にフィードされ、当該反応器内で重合体を含む重合体溶液が得られ、連続的に重合体溶液が排出される。
回分式の反応器は、例えば、攪拌機付の槽型のものが用いられる。回分式においては、好ましくは、単量体、不活性溶媒、及び重合開始剤がフィードされ、必要により単量体が重合中に連続的又は断続的に追加され、当該反応器内で重合体を含む重合体溶液が得られ、重合終了後に重合体溶液が排出される。
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、重合工程において、高い割合で活性末端を有する共役ジエン系重合体を得るには、重合体を連続的に排出し、短時間で次の反応に供することが可能な、連続式が好ましい。連続式においては、反応器の数は特に限定されず、1個又は2個以上の連結された反応器を用いることができる。反応器は、モノマーと重合開始剤を溶液中で十分に接触させられるものが好ましく、撹拌機付きの槽型、管型等のものが用いられる。反応器の数は適宜選択できるが、製造設備の省スペース化の観点から反応器は1個が好ましく、生産性向上の観点から2個以上が好ましい。2個以上の反応器を用いる場合は、分岐化剤は2基目以降に添加する方がより好ましい。
In the polymerization step, the polymerization reaction mode is not limited to the following, but includes, for example, a batch system (also referred to as a "batch system") and a continuous polymerization reaction mode.
In continuous mode, one or more connected reactors can be used. As the continuous reactor, for example, a tank-type or tubular-type reactor equipped with a stirrer is used. In the continuous system, preferably, a monomer, an inert solvent, and a polymerization initiator are continuously fed to a reactor, a polymer solution containing a polymer is obtained in the reactor, and the polymerization is continuously performed. The combined solution is discharged.
As the batch type reactor, for example, a tank type reactor equipped with a stirrer is used. In the batch system, the monomer, inert solvent, and polymerization initiator are preferably fed, and if necessary, the monomer is added continuously or intermittently during the polymerization, and the polymer is produced in the reactor. A polymer solution is obtained containing the polymer, and the polymer solution is discharged after completion of the polymerization.
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, in order to obtain a conjugated diene-based polymer having a high proportion of active terminals in the polymerization step, the polymer is continuously discharged and A continuous system is preferred because it can be subjected to the next reaction. In the continuous system, the number of reactors is not particularly limited, and one or two or more connected reactors can be used. The reactor is preferably one that allows sufficient contact between the monomer and the polymerization initiator in the solution, and may be of a vessel type equipped with a stirrer, a tubular type, or the like. Although the number of reactors can be selected as appropriate, the number of reactors is preferably one from the viewpoint of space saving of production equipment, and preferably two or more from the viewpoint of productivity improvement. When using two or more reactors, it is more preferable to add the branching agent after the second reactor.

共役ジエン系重合体の重合工程においては、不活性溶媒中で重合することが好ましい。
不活性溶媒としては、例えば、飽和炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素系溶媒が挙げられる。具体的な炭化水素系溶媒としては、以下に限定されないが、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素及びそれらの混合物からなる炭化水素が挙げられる。
重合反応に供する前に、不純物であるアレン類、及びアセチレン類を有機金属化合物で処理することで、高濃度の活性末端を有する共役ジエン系重合体が得られる傾向にあり、高い変性率の変性された共役ジエン系重合体が得られる傾向にあるため好ましい。
In the polymerization step of the conjugated diene-based polymer, the polymerization is preferably carried out in an inert solvent.
Examples of inert solvents include hydrocarbon solvents such as saturated hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. Specific hydrocarbon solvents include, but are not limited to, aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, and heptane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, methylcyclopentane, and methylcyclohexane; ; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and hydrocarbons consisting of mixtures thereof.
By treating allenes and acetylenes, which are impurities, with an organometallic compound before being subjected to a polymerization reaction, there is a tendency to obtain a conjugated diene polymer having a high concentration of active terminals, and a high modification rate. It is preferred because it tends to yield a conjugated diene polymer with a conjugated diene polymer.

重合工程においては、極性化合物(極性物質)を添加してもよい。これにより、芳香族ビニル化合物を共役ジエン化合物とランダムに共重合させることができる。また、極性化合物は、共役ジエン部のミクロ構造を制御するためのビニル化剤としても用いることができる傾向にある。さらに、重合反応の促進等にも効果がある傾向にある。
極性化合物としては、以下に限定されないが、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジメトキシベンゼン、2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパン等のエーテル類;テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、キヌクリジン等の第3級アミン化合物;カリウム-tert-アミラート、カリウム-tert-ブチラート、ナトリウム-tert-ブチラート、ナトリウムアミラート等のアルカリ金属アルコキシド化合物;トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物等を用いることができる。
これらの極性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
A polar compound (polar substance) may be added in the polymerization step. Thereby, the aromatic vinyl compound and the conjugated diene compound can be randomly copolymerized. Polar compounds also tend to be used as vinylating agents to control the microstructure of the conjugated diene moiety. Furthermore, it tends to be effective in promoting the polymerization reaction and the like.
Examples of polar compounds include, but are not limited to, tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dimethoxybenzene, 2,2-bis(2-oxolanyl)propane. Ethers such as; tertiary amine compounds such as tetramethylethylenediamine, dipiperidinoethane, trimethylamine, triethylamine, pyridine, quinuclidine; potassium-tert-amylate, potassium-tert-butylate, sodium-tert-butylate, sodium amine Alkali metal alkoxide compounds such as phosphate; phosphine compounds such as triphenylphosphine; and the like can be used.
These polar compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

極性化合物の使用量は、特に限定されず、目的等に応じて選択することができるが、重合開始剤1モルに対して、0.01モル以上100モル以下であることが好ましい。
このような極性化合物は、ビニル化剤としての機能も有し、共役ジエン系重合体の共役ジエン部分のミクロ構造の調整剤として、所望のビニル結合量に応じて、適量用いることができる。
多くの極性化合物は、同時に共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合において有効なランダム化効果を有し、芳香族ビニル単量体単位の分布の調整やスチレンブロック量の調整剤として用いることができる傾向にある。
共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とをランダム化する方法としては、例えば、特開昭59-140211号公報に記載されているように、スチレンの全量と1,3-ブタジエンの一部とで共重合反応を開始させ、共重合反応の途中で残りの1,3-ブタジエンを断続的に添加する方法を用いてもよい。
The amount of the polar compound to be used is not particularly limited and can be selected depending on the purpose, etc., but is preferably 0.01 mol or more and 100 mol or less per 1 mol of the polymerization initiator.
Such a polar compound also functions as a vinylating agent, and can be used in an appropriate amount as a microstructure adjusting agent for the conjugated diene portion of the conjugated diene polymer, depending on the desired amount of vinyl bonds.
Many polar compounds simultaneously have an effective randomization effect in the copolymerization of conjugated diene compounds and aromatic vinyl compounds, and can be used as agents for adjusting the distribution of aromatic vinyl monomer units and adjusting the amount of styrene blocks. tends to be possible.
As a method for randomizing the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound, for example, as described in JP-A-59-140211, the total amount of styrene and a part of 1,3-butadiene are mixed. A method of starting the polymerization reaction and intermittently adding the remaining 1,3-butadiene during the copolymerization reaction may also be used.

重合工程における重合温度は、リビングアニオン重合が進行する温度であることが好ましく、生産性の観点から、0℃以上120℃以下であることがより好ましい。
このような範囲とすることで、重合工程終了後の共役ジエン系重合体の活性末端に対する後述する分岐化剤やカップリング剤の反応量を充分に確保することができる傾向にある。さらにより好ましくは50℃以上100℃以下である。
The polymerization temperature in the polymerization step is preferably a temperature at which living anionic polymerization proceeds, and from the viewpoint of productivity, it is more preferably 0° C. or higher and 120° C. or lower.
With such a range, there is a tendency that a reaction amount of a branching agent or a coupling agent, which will be described later, with respect to the active terminal of the conjugated diene-based polymer after the completion of the polymerization process can be sufficiently ensured. Even more preferably, the temperature is 50°C or higher and 100°C or lower.

重合工程により得られる共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物の重合体、もしくは共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体である。 The conjugated diene-based polymer obtained by the polymerization step is a polymer of a conjugated diene compound or a copolymer of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound.

<共役ジエン化合物>
共役ジエン化合物としては、特に限定されず、重合可能な単量体であればよく、以下に限定されるものではないが、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘプタジエン、1,3-ヘキサジエン等が挙げられる。これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、1,3-ブタジエン、イソプレンが好ましい。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Conjugated diene compound>
The conjugated diene compound is not particularly limited as long as it is a polymerizable monomer, and is not limited to the following. 3-butadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-heptadiene, 1,3-hexadiene and the like. Among these, 1,3-butadiene and isoprene are preferred from the viewpoint of industrial availability. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<芳香族ビニル化合物>
芳香族ビニル化合物としては、共役ジエン化合物と共重合可能な単量体であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレン等が挙げられる。これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、スチレンが好ましい。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Aromatic vinyl compound>
The aromatic vinyl compound is not particularly limited as long as it is a monomer copolymerizable with the conjugated diene compound. Examples include styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, vinylethylbenzene, vinyl xylene, vinylnaphthalene, diphenylethylene and the like. Among these, styrene is preferable from the viewpoint of industrial availability. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

(分岐化工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、前記重合工程で得られた共役ジエン系重合体の活性末端に、分岐化剤として、窒素原子を含有する分岐化剤を反応させる、分岐化工程を実施する。
分岐化剤が重合活性を維持してモノマーと重合しつつ、分岐化剤の官能基に別の重合体鎖の活性末端が反応することで、重合体に分岐構造が形成される。
分岐構造を導入した共役ジエン系重合体と、さらにモノマー及び分岐化剤と重合、反応させることで、更なる分岐構造を形成させることも可能であるし、後述するように、官能基を有する変性剤と反応させて変性共役ジエン系重合体にしたり、カップリングにより重合体鎖をさらに伸長させたりすることも可能である。
本実施形態は、分岐化剤を利用して分岐化共役ジエン系重合体を製造することで、分岐化共役ジエン系重合体は、窒素原子を含有する分岐化剤に由来する部分を有する。
本明細書において、「窒素原子を含有する分岐化剤に由来する部分」とは、例えば、分岐化剤である窒素原子を含有するビニルシラン化合物を起点とする部分である。具体的には、窒素原子を含有するビニルシラン化合物のアルコキシシリル基及び/又はハロシリル基の、アルコキシ基及び/又はハロゲンが脱離基となり、重合活性末端が置換した構造であって、分岐化剤中のケイ素原子に重合体鎖が結合したうえで、さらに窒素原子を含有するビニルシラン化合物が、共役ジエン化合物、又は、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物と共重合した構造である。
(Branching step)
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, the active terminal of the conjugated diene-based polymer obtained in the polymerization step is reacted with a branching agent containing a nitrogen atom as a branching agent. , carrying out the branching step.
While the branching agent maintains its polymerization activity and polymerizes with the monomer, the functional group of the branching agent reacts with the active terminal of another polymer chain to form a branched structure in the polymer.
Further branched structures can be formed by polymerizing and reacting a conjugated diene-based polymer into which a branched structure has been introduced with a monomer and a branching agent. It is also possible to react with an agent to form a modified conjugated diene-based polymer, or to extend the polymer chain further by coupling.
In this embodiment, a branched conjugated diene-based polymer is produced using a branching agent, and the branched conjugated diene-based polymer has a portion derived from the branching agent containing a nitrogen atom.
In the present specification, "a portion derived from a branching agent containing a nitrogen atom" is, for example, a portion starting from a vinylsilane compound containing a nitrogen atom, which is a branching agent. Specifically, an alkoxy group and/or a halogen of an alkoxysilyl group and/or a halosilyl group of a vinylsilane compound containing a nitrogen atom becomes a leaving group, and a structure in which the polymerization active terminal is substituted; In addition, a vinylsilane compound containing a nitrogen atom is copolymerized with a conjugated diene compound or a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound.

<分岐化剤>
分岐化工程で使用される、窒素原子を含有する分岐化剤は、重合の継続性とゲル化防止の観点から、分岐化反応後に分岐部位に活性末端が1つだけ残る骨格が主骨格となるものであることが好ましく、さらに分岐化反応時に重合活性末端と十分に反応する反応性を有しているものであることが好ましい。
すなわち、分岐化剤が反応することで重合活性を維持しつつ主鎖に分岐化剤が取り込まれ、活性が維持されている末端にさらに別のモノマーが重合することでポリマー鎖がさらに伸びる。また取り込まれた分岐化剤の官能基に、他の重合体鎖の活性末端が反応し、結合を形成することで分岐構造ができる。この反応が繰り返し起こることで重合体鎖の分岐が増え、ポリマー構造はより複雑に、分子量はより大きくなる。
重合の継続性やポリマー構造の制御性の観点から、別の重合体鎖の活性末端と反応した後に脱離する官能基が重合の阻害作用が少ないことも必要となる。ここで「重合の阻害作用が少ない」とは、アニオン重合の副反応である、連鎖移動反応、重合の途中失活、重合体の会合度上昇による活性低下等が少ないことが挙げられる。
分岐化剤が有する官能基は、重合活性を過度に向上させないものである必要があり、さらに重合活性を失活させないものである必要がある。リビングアニオン重合でポリマーを重合する場合、活性末端を失活させない官能基として水素原子を有しておらず、ピアソンのHASB則に基づく定義で言うところの硬い塩基であることが重要であり、より具体的にはアルコキシ基が挙げられる。これらの中から、活性末端との反応性の他、脱離した官能基が重合を阻害しないという観点で、本実施形態の製造方法で用いる分岐化剤としての分岐化剤の構造を選択することができる。
<Branching agent>
The nitrogen atom-containing branching agent used in the branching step has a main skeleton in which only one active terminal remains at the branching site after the branching reaction, from the viewpoint of continuity of polymerization and prevention of gelation. Further, it preferably has reactivity sufficient to react with the polymerization active terminal during the branching reaction.
That is, the reaction of the branching agent causes the branching agent to be incorporated into the main chain while maintaining the polymerization activity, and another monomer is polymerized at the end where the activity is maintained, thereby further extending the polymer chain. In addition, the functional group of the incorporated branching agent reacts with the active terminal of another polymer chain to form a bond, thereby forming a branched structure. As this reaction occurs repeatedly, the branching of the polymer chain increases, the polymer structure becomes more complex, and the molecular weight becomes larger.
From the viewpoint of continuity of polymerization and controllability of the polymer structure, it is also necessary that the functional group that is released after reacting with the active terminal of another polymer chain has little polymerization inhibitory effect. Here, the phrase "having little polymerization inhibitory action" includes little side reaction of anionic polymerization, such as chain transfer reaction, deactivation during polymerization, and decrease in activity due to an increase in the degree of association of the polymer.
The functional group possessed by the branching agent must not excessively improve the polymerization activity, and further must not deactivate the polymerization activity. When a polymer is polymerized by living anionic polymerization, it is important that it does not have a hydrogen atom as a functional group that does not deactivate the active terminal and is a hard base as defined by Pearson's HASB rule. A specific example is an alkoxy group. From among these, the structure of the branching agent used in the production method of the present embodiment should be selected from the viewpoint of reactivity with the active terminal and that the released functional group does not inhibit polymerization. can be done.

本実施形態の製造方法で用いる分岐化剤は、窒素原子を含有する。
本実施形態の製造方法で用いる窒素原子を含有する分岐化剤の窒素原子の好ましい結合形態としては、例えば、窒素原子を含有するビニルシラン化合物中のベンゼン環のオルト位、メタ位もしくはパラ位に直接アミノ基の形態で結合していることが好ましく、また、重合活性末端を失活させないという観点で、活性水素を含まない3級アミノ基の形態で結合していることがより好ましい。
The branching agent used in the production method of this embodiment contains a nitrogen atom.
A preferred form of binding of the nitrogen atom of the nitrogen atom-containing branching agent used in the production method of the present embodiment is, for example, directly at the ortho, meta or para position of the benzene ring in the nitrogen atom-containing vinylsilane compound. It is preferably bound in the form of an amino group, and more preferably in the form of a tertiary amino group containing no active hydrogen from the viewpoint of not deactivating the polymerization active terminal.

本実施形態の製造方法で用いる分岐化剤は、窒素原子を含有するビニルシラン化合物が好ましく、ベンゼン環のオルト位、メタ位もしくはパラ位に直接結合した窒素原子に炭素数1~20のアルキレン基を介して、ケイ素原子が結合した形態を有する化合物がより好ましい。すなわち、Sty-N-R-Si(Styはビニル基を有するベンゼン環構造、Rは炭素数1~20のアルキレン基を表す)で表される構造を有することが好ましい。窒素原子に直接ケイ素原子が結合した形態の場合には、後述する脱溶剤工程においてスチームストリッピング等で水分と触れるとケイ素-窒素結合が加水分解により切断する傾向にある。窒素とケイ素の間にアルキレン基(上記式中、Rが存在することで、この加水分解による切断が起こらず、所望の分岐構造を形成することが可能になる。 The branching agent used in the production method of the present embodiment is preferably a vinylsilane compound containing a nitrogen atom. A compound having a form in which a silicon atom is bonded via is more preferable. That is, it preferably has a structure represented by Sty-NR-Si (Sty is a benzene ring structure having a vinyl group, and R represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms). In the case of a form in which a silicon atom is directly bonded to a nitrogen atom, the silicon-nitrogen bond tends to break due to hydrolysis when it comes into contact with water by steam stripping or the like in the solvent removal step described later. The presence of an alkylene group (R in the above formula) between nitrogen and silicon prevents cleavage by hydrolysis, making it possible to form a desired branched structure.

本実施形態の製造方法で用いる窒素原子を有する分岐化剤において、重合工程後に共役ジエン系重合体の重合活性末端と反応する置換基は、例えば、ハロゲン基、エポキシ基、アルコキシ基等が好ましく、アルコキシ基がより好ましい。置換基をアルコキシシリル基とした場合、分岐化剤はSty-N-R-Si―ORn(Styはビニル基を有するベンゼン環構造、Rは炭素数1~20のアルキレン基、ORはアルコキシ基を表し、nは1~3の整数である。)で表される構造を有する。本実施形態の製造方法における分岐化工程において、例えば1個のケイ素原子に対し3個のアルコキシ基を有する分岐化剤を用いた場合、すなわちトリアルコキシシラン基1モルに対し、3モルの共役ジエン系重合体の活性末端を反応させる場合、シリル基の塩基性の低下から2モルまでの共役ジエン系重合体との反応は起こるが、1モルのアルコキシ基は未反応で残存する傾向にある。従って、一つのケイ素に結合するアルコキシ基の数が1であると、形成する重合体が分岐構造になりにくいので、一つのケイ素に結合するアルコキシ基の数は2又は3であることが好ましい。すなわち、Sty-N-R-Si―ORn(Styはビニル基を有するベンゼン環構造、Rは炭素数1~20のアルキレン基を表し、ORはアルコキシ基を表し、nは2又は3である。)で表されることが好ましい。残存したアルコキシシリル基は、後述する脱溶剤工程においてスチームストリッピング等で水分により容易にシラノール(Si-OH基)となる傾向にある。
残存したシラノール基は、シリカ等との配合物とした際、シリカの分散性を高める機能を有し、省燃費性や耐摩耗性が良好となる傾向となる。
In the branching agent having a nitrogen atom used in the production method of the present embodiment, the substituent that reacts with the polymerization active terminal of the conjugated diene polymer after the polymerization step is preferably, for example, a halogen group, an epoxy group, an alkoxy group, etc. Alkoxy groups are more preferred. When the substituent is an alkoxysilyl group, the branching agent is Sty-N-R-Si-ORn (Sty is a benzene ring structure having a vinyl group, R is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and OR is an alkoxy group. and n is an integer of 1 to 3.). In the branching step in the production method of the present embodiment, for example, when a branching agent having three alkoxy groups per silicon atom is used, i.e., 1 mol of trialkoxysilane group, 3 mol of conjugated diene When the active terminal of the silyl group is reacted, up to 2 mol of the conjugated diene polymer react with the conjugated diene polymer due to the decrease in basicity of the silyl group, but 1 mol of the alkoxy group tends to remain unreacted. Accordingly, when the number of alkoxy groups bonded to one silicon is one, the resulting polymer is unlikely to have a branched structure, so the number of alkoxy groups bonded to one silicon is preferably two or three. That is, Sty-NR-Si-ORn (Sty is a benzene ring structure having a vinyl group, R represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, OR represents an alkoxy group, and n is 2 or 3. ) is preferably represented. The remaining alkoxysilyl groups tend to easily become silanol (Si—OH groups) with moisture by steam stripping or the like in the solvent removal step described later.
The remaining silanol groups have the function of enhancing the dispersibility of silica when compounded with silica or the like, and tend to improve fuel economy and wear resistance.

本実施形態の製造方法において、窒素原子を含有する分岐化剤を添加するタイミングは、特に限定されず、目的等に応じて選択することができるが、共役ジエン系重合体の絶対分子量の向上、カップリング率向上の観点から、重合開始剤添加後、原料転化率が20%以上であるタイミングが好ましく、40%以上であることがより好ましく、50%以上であることがさらに好ましく、65%以上であることがさらにより好ましく、75%以上であることがよりさらに好ましい。 In the production method of the present embodiment, the timing of adding the nitrogen atom-containing branching agent is not particularly limited, and can be selected according to the purpose. From the viewpoint of improving the coupling rate, the timing at which the raw material conversion rate after addition of the polymerization initiator is 20% or more is preferable, 40% or more is more preferable, 50% or more is further preferable, and 65% or more is preferable. and even more preferably 75% or more.

<モノマーの追加工程>
本実施形態の製造方法において、分岐化工程時及び/又はその後、さらに所望の原料であるモノマーを追添加して、分岐化工程後に重合工程を継続してもよく、前記記載の内容を繰り返してもよい。
なお、ここで、分岐化工程後とは、分岐化剤を添加した後であるものとする。
追加するモノマーは、特に限定されないが、共役ジエン化合物及び/又は芳香族ビニル化合物であることが好ましく、特に、分岐化工程時においてモノマーを追加する場合には、共役ジエン系重合体の分岐点での立体障害緩和による変性率向上の観点から、重合工程で使用される共役ジエン系単量体総量、例えばブタジエン総量の5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、15%以上であることがさらに好ましく、20%以上であることがさらにより好ましく、25%以上であることがよりさらに好ましい。かかる場合、特に、連続重合プロセスを用いて、分岐化工程時に、重合工程で使用される共役ジエン系単量体総量、例えばブタジエン総量の5%以上でモノマーの追加を行うことが変性率向上の観点から好ましい。
分岐化剤を添加するタイミング、追加するモノマーの量によって、主鎖や側鎖の長さを調整することができるため、重合体設計自由度が高い。
<Step of adding monomer>
In the production method of the present embodiment, during and/or after the branching step, a desired raw material monomer may be additionally added, and the polymerization step may be continued after the branching step, and the above-described contents may be repeated. good too.
Here, "after the branching step" means after adding the branching agent.
The monomer to be added is not particularly limited, but is preferably a conjugated diene compound and/or an aromatic vinyl compound. From the viewpoint of improving the modification rate by alleviating steric hindrance, the total amount of conjugated diene-based monomers used in the polymerization step, for example, the total amount of butadiene is preferably 5% or more, more preferably 10% or more. % or more, even more preferably 20% or more, and even more preferably 25% or more. In such a case, in particular, using a continuous polymerization process, during the branching step, the total amount of conjugated diene monomers used in the polymerization step, for example, adding monomers in an amount of 5% or more of the total amount of butadiene improves the modification rate. preferable from this point of view.
Since the length of the main chain and side chains can be adjusted by adjusting the timing of adding the branching agent and the amount of the added monomer, the degree of freedom in polymer design is high.

<分岐化剤の好ましい構造>
本実施形態の製造方法で用いる分岐化剤は、下記式(1)又は(2)で表される化合物を用いることが、連鎖移動反応抑制及び活性末端の失活抑制、ゲル化防止の観点から好ましい。
<Preferred Structure of Branching Agent>
The branching agent used in the production method of the present embodiment is a compound represented by the following formula (1) or (2), from the viewpoint of suppressing the chain transfer reaction, suppressing deactivation of the active terminal, and preventing gelation. preferable.

Figure 2023117650000003
Figure 2023117650000003

(式(1)中、R1~R5は、各々独立して、水素又は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基を示し、R6、R7は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基を示す。
m、nは、各々独立して、1~3の整数を示し、(m+n)は、2以上の整数を示す。複数存在する場合のR2~R5は、各々独立している。)
(In Formula (1), R 1 to R 5 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and R 6 and R 7 each independently represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
m and n each independently represent an integer of 1 to 3, and (m+n) represents an integer of 2 or more. Each of R 2 to R 5 is independent when a plurality of R 2 to R 5 are present. )

前記式(1)で表される分岐化剤としては、以下に限定されないが、例えば、下記式(M-1)~(M-4)で表される化合物等が挙げられる。
なお、式(M-1)~(M-4)中、Meはメチル基を示し、Etはエチル基を示す。
Examples of the branching agent represented by formula (1) include, but are not limited to, compounds represented by the following formulas (M-1) to (M-4).
In formulas (M-1) to (M-4), Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group.

Figure 2023117650000004
Figure 2023117650000004

Figure 2023117650000005
Figure 2023117650000005

(式(2)中、R8~R10、R12は、各々独立して、水素又は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基を示し、R11は、炭素数1~20のアルキレン基を示す。
mは、1~3の整数を示し、複数存在する場合のR9、R10は、各々独立している。)
(In formula (2), R 8 to R 10 and R 12 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; It represents 1 to 20 alkylene groups.
m represents an integer of 1 to 3, and R 9 and R 10 are each independent when a plurality of R 9 and R 10 are present. )

前記式(2)で表される分岐化剤としては、以下に限定されないが、例えば、下記式(M-5)~(M-8)で表される化合物等が挙げられる。
なお、式(M-5)~(M-8)中、Meはメチル基を示し、Etはエチル基を示す。
Examples of the branching agent represented by the formula (2) include, but are not limited to, compounds represented by the following formulas (M-5) to (M-8).
In formulas (M-5) to (M-8), Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group.

Figure 2023117650000006
Figure 2023117650000006

上述した、分岐化剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The above branching agents may be used singly or in combination of two or more.

<分岐工程で得られる、分岐化共役ジエン系重合体の好ましい形態>
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法における分岐化工程で得られる、分岐化共役ジエン系重合体の分岐構造は、3分岐以上24分岐以下であることが好ましく、より好ましくは4分岐以上20分岐以下であり、さらに好ましくは5分岐以上18分岐以下である。
24分岐以下にすることで、官能基を有する変性剤と反応させて変性共役ジエン系重合体にしたり、カップリング反応により重合体鎖をさらに伸長させることが容易である傾向にあり、3分岐以上にすることで、得られる分岐化共役ジエン系重合体が加工性及び耐摩耗性に優れる傾向にある。
<Preferred form of branched conjugated diene-based polymer obtained in the branching step>
The branched structure of the branched conjugated diene-based polymer obtained in the branching step in the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment preferably has 3 or more branches and 24 or less branches, more preferably 4 branches. It is more than 20 branches and more preferably more than 5 branches and less than 18 branches.
By making it 24 or less branches, it tends to be easy to react with a modifier having a functional group to form a modified conjugated diene-based polymer, or to further extend the polymer chain by a coupling reaction, and 3 or more branches. By doing so, the obtained branched conjugated diene-based polymer tends to be excellent in workability and abrasion resistance.

分岐化工程における分岐化剤の添加量は、特に限定されず、目的等に応じて添加量を選択することができるが、共役ジエン系重合体の末端停止反応率の向上、カップリング率向上、分岐化後の重合の継続性の観点から、活性な重合開始剤量に対して、分岐化剤のモル比が2分の1以下であり100分の1以上が好ましく、3分の1以下であり50分の1以上がより好ましく、4分の1以下であり30分の1以上がさらに好ましく、6分の1以下であり25分の1以上がさらにより好ましく、8分の1以下であり12分の1以上がよりさらに好ましい。 The amount of the branching agent to be added in the branching step is not particularly limited, and the amount to be added can be selected according to the purpose. From the viewpoint of continuity of polymerization after branching, the molar ratio of the branching agent to the amount of the active polymerization initiator is 1/2 or less, preferably 1/100 or more, and 1/3 or less. 1/50 or more is more preferable, 1/4 or less and 1/30 or more is more preferable, 1/6 or less and 1/25 or more is even more preferable, 1/8 or less 1/12 or more is even more preferred.

また、上述したように、分岐化工程時及び/又はその後、さらにモノマーを追添加して、分岐化後に重合工程を継続してもよく、モノマーの追添加の後でさらに分岐化剤を投入し、モノマーを添加と繰り返してもよい。
モノマーを追加することで、分岐点周辺の立体障害の緩和により、重合の継続性の向上とカップリング率及び変性率向上という効果が得られる。これにより、重合体の分子量を増加しつつ、所望の位置で分岐を形成することができる。
追加するモノマーは、スチレン等の芳香族ビニルでもブタジエン等の共役ジエン化合物でもよく、これらの混合物でもよく、最初に重合させるモノマーの種類や比率と同じでも異なってもよいが、重合の継続性の観点からは共役ジエン化合物が好ましい。また、重合体の耐熱性の向上の観点からは芳香族ビニル化合物を追加することが好ましい。
Further, as described above, additional monomer may be added during and/or after the branching step, and the polymerization step may be continued after branching, and the branching agent may be added after the additional addition of the monomer. , addition of monomer may be repeated.
By adding a monomer, steric hindrance around the branch point is alleviated, and effects such as improvement of polymerization continuity and improvement of coupling rate and modification rate can be obtained. This allows the formation of branches at desired positions while increasing the molecular weight of the polymer.
The monomer to be added may be an aromatic vinyl such as styrene, a conjugated diene compound such as butadiene, or a mixture thereof. A conjugated diene compound is preferable from the point of view. Further, from the viewpoint of improving the heat resistance of the polymer, it is preferable to add an aromatic vinyl compound.

本実施形態の製造方法における分岐化工程で得られる、分岐構造が導入された窒素原子を含有する分岐化共役ジエン系重合体は、110℃で測定されるムーニー粘度が10以上150以下であることが好ましく、より好ましくは15以上140以下であり、さらに好ましくは20以上130以下であり、さらにより好ましくは30以上100以下である。
ムーニー粘度が前記範囲であると、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体は加工性及び耐摩耗性に優れる傾向にある。
The branched conjugated diene-based polymer containing a nitrogen atom into which a branched structure is introduced, obtained in the branching step in the production method of the present embodiment, has a Mooney viscosity of 10 or more and 150 or less measured at 110°C. is preferably 15 or more and 140 or less, still more preferably 20 or more and 130 or less, and even more preferably 30 or more and 100 or less.
When the Mooney viscosity is within the above range, the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment tends to be excellent in workability and abrasion resistance.

本実施形態の製造方法における分岐化工程で得られる、分岐構造が導入された窒素原子を含有する分岐化共役ジエン系重合体の重量平均分子量は、10000以上1500000以下であることが好ましく、100000以上1000000以下であることがより好ましく、200000以上900000以下であることがさらに好ましい。
重量平均分子量が前記範囲であると、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体は、加工性、耐摩耗性、及びこれらの特性バランスに優れる傾向にある。
分岐化工程後にさらにカップリング工程を実施し、さらにその後、変性剤を反応させて変性した分岐化共役ジエン系重合体を製造する場合、重量平均分子量の範囲を100000以上1000000以下に確実に到達させるためには、窒素原子を含有する分岐化剤の添加量を重合開始剤に対してモル比で3分の1以下であり50分の1以上の範囲で制御して分岐を形成させながらも重合開始剤がカップリング工程前にすべて消費されるのを防ぎつつ、カップリング剤の官能基数を2官能以上にすることが必要であり、変性した分岐化共役ジエン系重合体の重量平均分子量の範囲を200000以上900000以下に到達させるためには、窒素原子を含有する分岐化剤の添加量を重合開始剤に対してモル比で3分の1以下であり50分の1以上の範囲に制御しつつ、カップリング剤の官能基数を3官能以上にすることが必要である。
The weight-average molecular weight of the branched conjugated diene-based polymer containing nitrogen atoms into which a branched structure is introduced, which is obtained in the branching step in the production method of the present embodiment, is preferably 10,000 or more and 1,500,000 or less, and preferably 100,000 or more. It is more preferably 1,000,000 or less, and even more preferably 200,000 or more and 900,000 or less.
When the weight-average molecular weight is within the above range, the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment tends to be excellent in workability, wear resistance, and a balance of these properties.
When a branched conjugated diene-based polymer modified by further performing a coupling step after the branching step and then reacting with a modifying agent is produced, the range of the weight average molecular weight is surely reached to 100,000 or more and 1,000,000 or less. For this purpose, the addition amount of the branching agent containing a nitrogen atom is controlled in a range of 1/3 or less and 1/50 or more in terms of molar ratio to the polymerization initiator to form branches while polymerizing. While preventing the initiator from being completely consumed before the coupling step, it is necessary to make the number of functional groups of the coupling agent more than two, and the weight average molecular weight range of the modified branched conjugated diene polymer In order to reach 200,000 or more and 900,000 or less, the amount of the nitrogen atom-containing branching agent added is controlled in the range of 1/3 or less and 1/50 or more in terms of molar ratio with respect to the polymerization initiator. At the same time, it is necessary that the number of functional groups of the coupling agent is 3 or more.

本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物と分岐化剤との重合体であってもよいし、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物と分岐化剤との重合体であってもよいし、また、これらとその他の単量体との共重合体であってもよい。
例えば、共役ジエン化合物がブタジエン又はイソプレンで、これと芳香族ビニル部分を含む分岐化剤とを重合させた場合、重合鎖はいわゆるポリブタジエン又はポリイソプレンで、分岐部分に芳香族ビニル由来の構造を含むポリマーとなる。このような構造を有することで、ポリマー鎖の1本当たりの直線性の向上、及び加硫後の架橋密度の向上が可能で、ポリマーの耐摩耗性の向上という効果を奏する。そのため、タイヤ、樹脂改質、自動車の内装・外装品、防振ゴム、履物等の用途に好適である。
分岐化共役ジエン系重合体をタイヤのトレッド用途に供する場合、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物と分岐化剤との共重合体が好適であり、この用途の共重合体において結合共役ジエン量は40質量%以上100質量%以下であることが好ましく、55質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
また、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体中の結合芳香族ビニル量は、特に限定されないが、0質量%以上60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上45質量%以下であることがより好ましい。
結合共役ジエン量及び結合芳香族ビニル量が上記範囲であると、加硫物としたときにおける低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランス、耐摩耗性、及び破壊特性により優れる傾向にある。
ここで、結合芳香族ビニル量は、フェニル基の紫外吸光によって測定でき、ここから結合共役ジエン量も求めることができる。具体的には、後述する実施例に記載の方法に準じて測定することができる。
The branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment may be a polymer of a conjugated diene compound and a branching agent, or a polymer of an aromatic vinyl compound, a conjugated diene compound and a branching agent. They may be polymers or copolymers of these and other monomers.
For example, when the conjugated diene compound is butadiene or isoprene, and this is polymerized with a branching agent containing an aromatic vinyl portion, the polymer chain is so-called polybutadiene or polyisoprene, and the branch portion contains a structure derived from the aromatic vinyl. polymer. By having such a structure, it is possible to improve the linearity of each polymer chain and to improve the crosslink density after vulcanization, thereby achieving the effect of improving the wear resistance of the polymer. Therefore, it is suitable for applications such as tires, resin modification, automobile interior/exterior parts, anti-vibration rubber, and footwear.
When the branched conjugated diene-based polymer is used for tire treads, a copolymer of a conjugated diene compound, an aromatic vinyl compound, and a branching agent is suitable. It is preferably 40% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 55% by mass or more and 80% by mass or less.
The amount of bound aromatic vinyl in the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 0% by mass or more and 60% by mass or less, and 20% by mass or more. It is more preferably 45% by mass or less.
When the amount of bound conjugated diene and the amount of bound aromatic vinyl are within the above ranges, the resulting vulcanizate tends to be excellent in balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, abrasion resistance, and fracture properties.
Here, the amount of bound aromatic vinyl can be measured by ultraviolet absorption of the phenyl group, and the amount of bound conjugated diene can also be obtained from this. Specifically, it can be measured according to the method described in the examples below.

本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体において、共役ジエン結合単位中のビニル結合量は、特に限定されないが、10モル%以上75モル%以下であることが好ましく、20モル%以上65モル%以下であることがより好ましい。
ビニル結合量が上記範囲であると、加硫物としたときにおける低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性のバランス、耐摩耗性、及び破壊強度により優れる傾向にある。
ここで、共役ジエン系重合体がブタジエンとスチレンとの共重合体である場合には、ハンプトンの方法(R.R.Hampton,Analytical Chemistry,21,923(1949))により、ブタジエン結合単位中のビニル結合量(1,2-結合量)を求めることができる。具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
In the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment, the amount of vinyl bonds in the conjugated diene bond units is not particularly limited, but is preferably 10 mol % or more and 75 mol % or less, and 20 mol. % or more and 65 mol % or less.
When the vinyl bond content is within the above range, the vulcanizate tends to have a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, wear resistance, and breaking strength.
Here, when the conjugated diene-based polymer is a copolymer of butadiene and styrene, by Hampton's method (RR Hampton, Analytical Chemistry, 21, 923 (1949)), The vinyl bond content (1,2-bond content) can be determined. Specifically, it can be measured by the method described in Examples described later.

共役ジエン系重合体のミクロ構造については、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体中のビニル結合量、結合芳香族ビニル量、結合共役ジエン量が上述した数値範囲にあり、さらに、共役ジエン系重合体のガラス転移温度が-80℃以上-15℃以下の範囲にあるときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性のバランスに、より一層優れた加硫物を得ることができる傾向にある。
ガラス転移温度については、ISO 22768:2006に従い、所定の温度範囲で昇温しながらDSC曲線を記録し、DSC微分曲線のピークトップ(Inflection point)をガラス転移温度とする。
Regarding the microstructure of the conjugated diene-based polymer, the amount of vinyl bonds, the amount of bound aromatic vinyl, and the amount of bound conjugated diene in the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment are within the numerical ranges described above. Furthermore, when the glass transition temperature of the conjugated diene-based polymer is in the range of −80° C. or more and −15° C. or less, a vulcanizate having a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance is obtained. tend to be able to
Regarding the glass transition temperature, according to ISO 22768:2006, a DSC curve is recorded while increasing the temperature in a predetermined temperature range, and the peak top (Inflection point) of the DSC differential curve is taken as the glass transition temperature.

本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体が、共役ジエン-芳香族ビニル共重合体である場合、当該分岐化共役ジエン系重合体は、芳香族ビニル単位が30以上連鎖しているブロックの数が、少ないか又はないものであることが好ましい。より具体的には、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体がブタジエン-スチレン共重合体の場合、Kolthoffの方法(I.M.KOLTHOFF,et al.,J.Polym.Sci.1,429(1946)に記載の方法)により重合体を分解し、メタノールに不溶なポリスチレン量を分析する公知の方法において、芳香族ビニル単位が30以上連鎖しているブロックが、分岐化共役ジエン系重合体の総量に対して、好ましくは5.0質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下である。 When the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment is a conjugated diene-aromatic vinyl copolymer, the branched conjugated diene-based polymer has 30 or more aromatic vinyl units chained together. It is preferred that there are few or no blocks. More specifically, when the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment is a butadiene-styrene copolymer, Kolthoff's method (IM KOLTHOFF, et al., J. Polym. Sci., 1, 429 (1946)) to decompose the polymer and analyze the amount of polystyrene insoluble in methanol. It is preferably 5.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, relative to the total amount of the conjugated diene polymer.

本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体が、共役ジエン-芳香族ビニル共重合体である場合、省燃費性能向上の観点から、芳香族ビニル単位が単独で存在する割合が多い方が好ましい。
具体的には、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体が、ブタジエン-スチレン共重合体の場合、田中らの方法(Polymer,22,1721(1981))として知られているオゾン分解による方法で、前記共役ジエン系重合体を分解し、GPCによりスチレン連鎖分布を分析した場合、全結合スチレン量に対し、単離スチレン量が40質量%以上であり、スチレンの連鎖が8個以上の連鎖スチレン構造が5.0質量%以下であることが好ましい。
この場合、得られる加硫ゴムが特に低いヒステリシスロスである優れた性能となる傾向にある。
When the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment is a conjugated diene-aromatic vinyl copolymer, from the viewpoint of improving fuel efficiency performance, the proportion of aromatic vinyl units present alone is More is better.
Specifically, when the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment is a butadiene-styrene copolymer, it is known as the method of Tanaka et al. (Polymer, 22, 1721 (1981)). When the conjugated diene polymer is decomposed by the ozonolysis method and the styrene chain distribution is analyzed by GPC, the amount of isolated styrene is 40% by mass or more with respect to the total amount of bound styrene, and the styrene chains are The content of 8 or more chain styrene structures is preferably 5.0% by mass or less.
In this case, the resulting vulcanized rubber tends to have excellent performance with particularly low hysteresis loss.

(反応工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、上述した重合工程、分岐化工程を経て得られた分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に対して、カップリング剤、例えば3官能以上の反応性化合物を用いてカップリングを行う工程、又は分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に対して、重合停止剤、例えば2官能以下の反応性化合物を反応させる工程を実施することが好ましい。
以下、カップリング剤を反応させる工程(カップリング工程)又は重合停止を反応させる工程(重合停止工程)を、併せて反応工程という。
反応工程においては、共役ジエン系重合体の活性末端の一端に対してカップリング剤又は重合停止剤と反応させる。
(Reaction step)
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, a coupling agent, for example, 3 Carrying out a step of coupling using a reactive compound having a functionality or higher, or a step of reacting the active terminal of the branched conjugated diene-based polymer with a polymerization terminator, for example, a reactive compound having a functionality of 2 or less. is preferred.
Hereinafter, the step of reacting a coupling agent (coupling step) or the step of reacting polymerization termination (polymerization termination step) are collectively referred to as a reaction step.
In the reaction step, one end of the active terminal of the conjugated diene polymer is reacted with a coupling agent or a polymerization terminator.

<カップリング剤を反応させる工程>
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、反応工程として、上述した重合工程及び分岐工程を経て得られた分岐化共役ジエン系重合体を、カップリング剤によりカップリングさせるカップリング工程を有することが好ましい。
カップリング工程によって、分子鎖を効率的に長くすることがで、また、3官能以上のカップリング剤を採用することで重合体に分岐を導入することもできる。分岐を導入するという機能は、分岐化剤を使用する工程と共通するものの、カップリング工程で行うことで、公知のカップリング剤を使用して窒素、硫黄、ケイ素等、所望の元素を導入しつつ分岐を形成できる観点から好ましい。
当該カップリング工程としては、例えば、分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に対して、3官能以上の反応性化合物を用いて行うカップリング工程、又は、窒素原子含有基を有するカップリング剤(以下、併せて「カップリング剤」と記載する場合がある。)を用いて行うカップリング工程が好ましい。
<Step of reacting the coupling agent>
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, as a reaction step, the branched conjugated diene-based polymer obtained through the above-described polymerization step and branching step is coupled with a coupling agent. It is preferable to have a ring process.
The coupling step can efficiently lengthen the molecular chain, and the use of a tri- or higher-functional coupling agent can introduce branches into the polymer. Although the function of introducing branches is common to the step of using a branching agent, the coupling step uses a known coupling agent to introduce desired elements such as nitrogen, sulfur, and silicon. It is preferable from the viewpoint of being able to form a branch.
The coupling step includes, for example, a coupling step using a trifunctional or higher reactive compound to the active terminal of the branched conjugated diene polymer, or a coupling agent having a nitrogen atom-containing group ( Hereinafter, it may be collectively described as a “coupling agent”.) is preferably performed.

カップリング工程においては、例えば、共役ジエン系重合体の活性末端の一端に対して3官能以上の反応性化合物、又は、窒素原子含有基を有するカップリング剤で、カップリング反応させることにより、分岐を導入した共役ジエン系重合体を得ることができる。 In the coupling step, for example, one end of the active terminal of the conjugated diene-based polymer is subjected to a coupling reaction with a reactive compound having a functionality of three or more, or a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, thereby branching. It is possible to obtain a conjugated diene polymer into which the is introduced.

[3官能以上の反応性化合物]
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法において、カップリング工程で用いられる3官能以上の反応性化合物は、好ましくは、珪素原子を有する3官能以上の反応性化合物である。
[Trifunctional or higher reactive compound]
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, the trifunctional or higher reactive compound used in the coupling step is preferably a trifunctional or higher reactive compound having a silicon atom.

珪素原子を有する3官能以上の反応性化合物としては、以下に限定されないが、例えば、ハロゲン化シラン化合物、エポキシ化シラン化合物、ビニル化シラン化合物、アルコキシシラン化合物、窒素含有基を含むアルコキシシラン化合物等が挙げられる。 Examples of trifunctional or more reactive compounds having silicon atoms include, but are not limited to, halogenated silane compounds, epoxidized silane compounds, vinylated silane compounds, alkoxysilane compounds, alkoxysilane compounds containing a nitrogen-containing group, and the like. is mentioned.

カップリング剤であるハロゲン化シラン化合物としては、以下に限定されないが、例えば、メチルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、トリス(トリメチルシロキシ)クロロシラン、トリス(ジメチルアミノ)クロロシラン、ヘキサクロロジシラン、ビス(トリクロロシリル)メタン、1,2-ビス(トリクロロシリル)エタン、1,2-ビス(メチルジクロロシリル)エタン、1,4-ビス(トリクロロシリル)ブタン、1,4-ビス(メチルジクロロシリル)ブタン等が挙げられる。 Halogenated silane compounds as coupling agents include, but are not limited to, methyltrichlorosilane, tetrachlorosilane, tris(trimethylsiloxy)chlorosilane, tris(dimethylamino)chlorosilane, hexachlorodisilane, bis(trichlorosilyl)methane. , 1,2-bis(trichlorosilyl)ethane, 1,2-bis(methyldichlorosilyl)ethane, 1,4-bis(trichlorosilyl)butane, 1,4-bis(methyldichlorosilyl)butane and the like. .

カップリング剤であるエポキシ化シラン化合物としては、以下に限定されないが、例えば、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エトキシシラン、エポキシ変性シリコーン等が挙げられる。 Examples of the epoxidized silane compound as a coupling agent include, but are not limited to, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane. , epoxy-modified silicone, and the like.

カップリング剤であるビニル化シラン化合物としては、以下に限定されないが、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシシラン等が挙げられる。 Examples of the vinylated silane compound that is a coupling agent include, but are not limited to, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and the like.

カップリング剤であるアルコキシシラン化合物としては、以下に限定されないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリフェノキシメチルシラン、1,2-ビス(トリエトキシシリル)エタン、メトキシ置換ポリオルガノシロキサン等が挙げられる。 Alkoxysilane compounds that are coupling agents include, but are not limited to, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, triphenoxymethylsilane, 1,2-bis(triethoxysilyl)ethane, methoxy-substituted polyorganosiloxane, and the like. is mentioned.

[窒素原子含有基を有するカップリング剤]
窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下に限定されないが、例えば、イソシアナート化合物、イソチオシアナート化合物、イソシアヌル酸誘導体、窒素原子含有基を有するカルボニル化合物、窒素原子含有基を有するビニル化合物、窒素原子含有基を有するエポキシ化合物、窒素原子含有基を有するアルコキシシラン化合物、窒素原子含有基を有し、かつ1級又は2級のアミンを形成し得る保護化アミン化合物等が挙げられる。
[Coupling agent having nitrogen atom-containing group]
Examples of the coupling agent having a nitrogen atom-containing group include, but are not limited to, isocyanate compounds, isothiocyanate compounds, isocyanuric acid derivatives, carbonyl compounds having a nitrogen atom-containing group, and vinyl compounds having a nitrogen atom-containing group. , an epoxy compound having a nitrogen atom-containing group, an alkoxysilane compound having a nitrogen atom-containing group, a protected amine compound having a nitrogen atom-containing group and capable of forming a primary or secondary amine, and the like.

窒素原子含有基を有するカップリング剤において、その窒素原子含有基としては、好ましくは活性水素を有さないアミン系化合物に由来する官能基が挙げられ、当該アミン系化合物としては、例えば、3級アミン化合物、上記の活性水素を保護基で置換した保護化アミン化合物が挙げられる。その他の窒素原子含有基を形成し得る化合物としては、一般式-N=Cで表されるイミン化合物、及び、前記窒素原子含有基と結合したアルコキシシラン化合物が挙げられる。 In the coupling agent having a nitrogen atom-containing group, the nitrogen atom-containing group preferably includes a functional group derived from an amine compound having no active hydrogen, and the amine compound includes, for example, tertiary Examples include amine compounds and protected amine compounds in which the above active hydrogen is substituted with a protecting group. Other compounds capable of forming a nitrogen atom-containing group include imine compounds represented by the general formula -N=C and alkoxysilane compounds bonded to the nitrogen atom-containing group.

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるイソシアナート化合物としては、以下に限定されないが、例えば、2,4-トリレンジイソシアナート、2,6-トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、ポリメリックタイプのジフェニルメタンジイソシアナート(C-MDI)、フェニルイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、ブチルイソシアナート、1,3,5-ベンゼントリイソシアナート等が挙げられる。 Examples of the isocyanate compound, which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, include, but are not limited to, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and polymeric type. diphenylmethane diisocyanate (C-MDI), phenyl isocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, butyl isocyanate, 1,3,5-benzene triisocyanate, and the like.

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるイソシアヌル酸誘導体としては、以下に限定されないが、例えば、1,3,5-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、1,3,5-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、1,3,5-トリ(オキシラン-2-イル)-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオン、1,3,5-トリス(イソシアナトメチル)-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオン、1,3,5-トリビニル-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオン等が挙げられる。 Examples of the isocyanuric acid derivative, which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, include, but are not limited to, 1,3,5-tris(3-trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, 1,3,5-tris (3-triethoxysilylpropyl) isocyanurate, 1,3,5-tri(oxiran-2-yl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione, 1,3,5-tris ( isocyanatomethyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione, 1,3,5-trivinyl-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione and the like.

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるカルボニル化合物としては、以下に限定されないが、例えば、1,3-ジメチル-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、1-メチル-3-(2-メトキシエチル)-2-イミダゾリジノン、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチル-2-ピペリドン、N-メチル-2-キノロン、4,4’-ビス(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、メチル-2-ピリジルケトン、メチル-4-ピリジルケトン、プロピル-2-ピリジルケトン、ジ-4-ピリジルケトン、2-ベンゾイルピリジン、N,N,N’,N’-テトラメチル尿素、N,N-ジメチル-N’,N’-ジフェニル尿素、N,N-ジエチルカルバミン酸メチル、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチル-N’,N’-ジメチルアミノアセトアミド、N,N-ジメチルピコリン酸アミド、N,N-ジメチルイソニコチン酸アミド等が挙げられる。 Examples of the carbonyl compound, which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, include, but are not limited to, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-ethyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-(2-methoxyethyl)-2-imidazolidinone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-piperidone, N-methyl-2-quinolone, 4,4′-bis( diethylamino)benzophenone, 4,4′-bis(dimethylamino)benzophenone, methyl-2-pyridyl ketone, methyl-4-pyridyl ketone, propyl-2-pyridyl ketone, di-4-pyridyl ketone, 2-benzoylpyridine, N , N,N',N'-tetramethylurea, N,N-dimethyl-N',N'-diphenylurea, N,N-methyl diethylcarbamate, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethyl- N',N'-dimethylaminoacetamide, N,N-dimethylpicolinamide, N,N-dimethylisonicotinamide and the like.

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるビニル化合物としては、以下に限定されないが、例えば、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N-メチルマレイミド、N-メチルフタルイミド、N,N-ビストリメチルシリルアクリルアミド、モルホリノアクリルアミド、3-(2-ジメチルアミノエチル)スチレン、(ジメチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、4,4’-ビニリデンビス(N,N-ジメチルアニリン)、4,4’-ビニリデンビス(N,N-ジエチルアニリン)、1,1-ビス(4-モルホリノフェニル)エチレン、1-フェニル-1-(4-N,N-ジメチルアミノフェニル)エチレン等が挙げられる。 Examples of the vinyl compound, which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, include, but are not limited to, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylmethacrylamide, N-methylmaleimide, N-methylphthalimide, N , N-bistrimethylsilylacrylamide, morpholinoacrylamide, 3-(2-dimethylaminoethyl)styrene, (dimethylamino)dimethyl-4-vinylphenylsilane, 4,4′-vinylidenebis(N,N-dimethylaniline), 4 ,4'-vinylidenebis(N,N-diethylaniline), 1,1-bis(4-morpholinophenyl)ethylene, 1-phenyl-1-(4-N,N-dimethylaminophenyl)ethylene and the like. .

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるエポキシ化合物としては、以下に限定されないが、例えば、アミノ基に結合したエポキシ基含有炭化水素化合物が挙げられ、さらにエーテル基に結合したエポキシ基含有炭化水素化合物も挙げられる。このようなエポキシ化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、一般式(i)で表わされるエポキシ化合物が挙げられる。 Examples of the epoxy compound, which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, include, but are not limited to, an epoxy group-containing hydrocarbon compound bonded to an amino group, and an epoxy group-containing hydrocarbon compound bonded to an ether group. Compounds are also included. Examples of such epoxy compounds include, but are not limited to, epoxy compounds represented by general formula (i).

Figure 2023117650000007
Figure 2023117650000007

前記式(i)中、Rは、2価以上の炭化水素基、又は、エーテル、エポキシ、ケトン等の酸素を有する極性基、チオエーテル、チオケトン等の硫黄を有する極性基、3級アミノ基、イミノ基等の窒素を有する極性基からなる群より選ばれる少なくとも1種の極性基を有する2価以上の有機基である。 In the above formula (i), R is a divalent or higher hydrocarbon group, or a polar group having oxygen such as ether, epoxy, ketone, etc., a polar group having sulfur such as thioether, thioketone, etc., a tertiary amino group, imino It is a bivalent or higher valent organic group having at least one polar group selected from the group consisting of nitrogen-containing polar groups such as groups.

2価以上の炭化水素基は、飽和又は不飽和の直鎖状、分岐状、環状であってもよい炭化水素基であり、アルキレン基、アルケニレン基、フェニレン基等を含む。好ましくは、炭素数が1~20の炭化水素基である。例えば、メチレン、エチレン、ブチレン、シクロヘキシレン、1,3-ビス(メチレン)-シクロヘキサン、1,3-ビス(エチレン)-シクロヘキサン、o-,m-,p-フェニレン、m-,p-キシレン、ビス(フェニレン)-メタン等が挙げられる。 The divalent or higher hydrocarbon group is a saturated or unsaturated hydrocarbon group which may be linear, branched or cyclic, and includes an alkylene group, an alkenylene group, a phenylene group and the like. Hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms are preferred. For example, methylene, ethylene, butylene, cyclohexylene, 1,3-bis(methylene)-cyclohexane, 1,3-bis(ethylene)-cyclohexane, o-, m-, p-phenylene, m-, p-xylene, bis(phenylene)-methane and the like.

前記式(i)中、R1、R4は、炭素数1~10の炭化水素基であり、R1、R4は互いに同一でも異なっていてもよい。
前記式(i)中、R2、R5は、水素又は炭素数1~10の炭化水素基であり、R2、R5は互いに同一でも異なっていてもよい。
前記式(i)中、R3は炭素数1~10の炭化水素基、又は下記式(ii)の構造である。
1、R2、R3は、互いに結合した環状構造であってもよい。
また、R3が炭化水素基の場合、Rと互いに結合した環状構造であってもよい。前記の環状構造の場合、R3に結合しているNとRとが直接結合している形態であってもよい。
前記式(i)上記中、nは1以上の整数であって、mは0又は1以上の整数である。
In formula (i), R 1 and R 4 are hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, and R 1 and R 4 may be the same or different.
In formula (i), R 2 and R 5 are hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 and R 5 may be the same or different.
In formula (i) above, R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a structure represented by formula (ii) below.
R 1 , R 2 and R 3 may be cyclic structures bonded together.
Moreover, when R 3 is a hydrocarbon group, it may be a cyclic structure in which R is bonded to each other. In the case of the above cyclic structure, the form in which N bonded to R 3 and R are directly bonded may be used.
In the above formula (i), n is an integer of 1 or more, and m is 0 or an integer of 1 or more.

Figure 2023117650000008
Figure 2023117650000008

前記式(ii)中、R1、R2は、前記式(i)のR1、R2と同様に定義され、R1、R2は互いに同一であっても異なっていてもよい。 In formula (ii), R 1 and R 2 are defined in the same manner as R 1 and R 2 in formula (i) above, and R 1 and R 2 may be the same or different.

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるエポキシ化合物としては、エポキシ基含有炭化水素基を有するものが好ましく、より好ましくはグリシジル基含有炭化水素基を有するものである。 The epoxy compound, which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, preferably has an epoxy group-containing hydrocarbon group, and more preferably has a glycidyl group-containing hydrocarbon group.

アミノ基又はエーテル基に結合したエポキシ基含有炭化水素基としては、以下に限定されないが、例えば、グリシジルアミノ基、ジグリシジルアミノ基又はグリシジドキシ基が挙げられる。さらに好ましい分子構造は、グリシジルアミノ基又はジグリシジルアミノ基、及びグリシジドキシ基をそれぞれ有するエポキシ基含有化合物であり、下記一般式(iii)で表わされる化合物が挙げられる。 Epoxy group-containing hydrocarbon groups bonded to amino groups or ether groups include, but are not limited to, glycidylamino groups, diglycidylamino groups, or glycididoxy groups. A more preferred molecular structure is an epoxy group-containing compound having a glycidylamino group or diglycidylamino group and a glycididoxy group, respectively, and examples thereof include compounds represented by the following general formula (iii).

Figure 2023117650000009
Figure 2023117650000009

前記式(iii)中、Rは、前記式(i)のRと同様に定義され、R6は、炭素数1~10の炭化水素基又は下記式(iv)の構造である。
6が炭化水素基の場合、Rと互いに結合して環状構造であってもよく、その場合は、R6に結合しているNとRとが直接結合している形態であってもよい。
式(iii)中、nは1以上の整数であって、mは0又は1以上の整数である。
In formula (iii), R is defined in the same manner as R in formula (i) above, and R 6 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a structure of formula (iv) below.
When R 6 is a hydrocarbon group, it may be bonded to R to form a cyclic structure, in which case N and R bonded to R 6 may be directly bonded. .
In formula (iii), n is an integer of 1 or more, and m is 0 or an integer of 1 or more.

Figure 2023117650000010
Figure 2023117650000010

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるエポキシ化合物としては、特に好ましくは分子中にジグリシジルアミノ基を1個以上及びグリシドキシ基を1個以上有する化合物である。 As the epoxy compound which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, compounds having one or more diglycidylamino groups and one or more glycidoxy groups in the molecule are particularly preferred.

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるエポキシ化合物としては、以下に限定されないが、例えば、N,N-ジグリシジル-4-グリシドキシアニリン、1-N,N-ジグリシジルアミノメチル-4-グリシドキシ-シクロヘキサン、4-(4-グリシドキシフェニル)-(N,N-ジグリシジル)アニリン、4-(4-グリシドキシフェノキシ)-(N,N-ジグリシジル)アニリン、4-(4-グリシドキシベンジル)-(N,N-ジグリシジル)アニリン、4-(N,N’-ジグリシジル-2-ピペラジニル)-グリシドキシベンゼン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、4,4-メチレン-ビス(N,N-ジグリシジルアニリン)、1,4-ビス(N,N-ジグリシジルアミノ)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-p-フェニレンジアミン、4,4’-ビス(ジグリシジルアミノ)ベンゾフェノン、4-(4-グリシジルピペラジニル)-(N,N-ジグリシジル)アニリン、2-〔2-(N,N-ジグリシジルアミノ)エチル〕-1-グリシジルピロリジン、N,N-ジグリシジルアニリン、4,4’-ジグリシジル-ジベンジルメチルアミン、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N-ジグリシジルオルソトルイジン、N,N-ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン等が挙げられる。これらのうち特に好ましいものとしては、N,N-ジグリシジル-4-グリシドキシアニリン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンが挙げられる。 Examples of the epoxy compound, which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, include, but are not limited to, N,N-diglycidyl-4-glycidoxyaniline, 1-N,N-diglycidylaminomethyl-4- glycidoxy-cyclohexane, 4-(4-glycidoxyphenyl)-(N,N-diglycidyl)aniline, 4-(4-glycidoxyphenoxy)-(N,N-diglycidyl)aniline, 4-(4-glycidyl) Sidoxybenzyl)-(N,N-diglycidyl)aniline, 4-(N,N'-diglycidyl-2-piperazinyl)-glycidoxybenzene, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane , N,N,N′,N′-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 4,4-methylene-bis(N,N-diglycidylaniline), 1,4-bis(N,N-diglycidylamino) Cyclohexane, N,N,N',N'-tetraglycidyl-p-phenylenediamine, 4,4'-bis(diglycidylamino)benzophenone, 4-(4-glycidylpiperazinyl)-(N,N-diglycidyl ) aniline, 2-[2-(N,N-diglycidylamino)ethyl]-1-glycidylpyrrolidine, N,N-diglycidylaniline, 4,4′-diglycidyl-dibenzylmethylamine, N,N-di glycidylaniline, N,N-diglycidylorthotoluidine, N,N-diglycidylaminomethylcyclohexane and the like. Among these, particularly preferred are N,N-diglycidyl-4-glycidoxyaniline and 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane.

窒素原子含有基を有するカップリング剤であるアルコキシシラン化合物としては、以下に限定されないが、例えば、3-ジメ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-モルホリノプロピルトリメトキシシラン、3-ピペリジノプロピルトリエトキシシラン、3-ヘキサメチレンイミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-(4-メチル-1-ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、1-[3-(トリエトキシシリル)-プロピル]-3-メチルヘキサヒドロピリミジン、3-(4-トリメチルシリル-1-ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(3-トリエチルシリル-1-イミダゾリジニル)プロピルメチルジエトキシシラン、3-(3-トリメチルシリル-1-ヘキサヒドロピリミジニル)プロピルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノ-2-(ジメチルアミノメチル)プロピルトリメトキシシラン、ビス(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-N-メチルアミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-N-メチルアミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)メチルアミン、トリス(トリメトキシシリル)アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、N,N,N’,N’-テトラ(3-トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミン、3-イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、3-シアノプロピルトリメトキシシラン、2,2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-(4-トリメトキシシリルブチル)-1-アザ-2-シラシクロヘキサン、2,2-ジメトキシ-1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-フェニル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-ブチル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-メチル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-8-(4-メチルピペラジニル)メチル-1,6-ジオキサ-2-シラシクロオクタン、2,2-ジメトキシ-8-(N,N-ジエチルアミノ)メチル-1,6-ジオキサ-2-シラシクロオクタン等が挙げられる。 Examples of the alkoxysilane compound, which is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group, include, but are not limited to, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminopropylmethyldimethoxysilane, 3-diethylaminopropyltriethoxysilane. , 3-morpholinopropyltrimethoxysilane, 3-piperidinopropyltriethoxysilane, 3-hexamethyleneiminopropylmethyldiethoxysilane, 3-(4-methyl-1-piperazino)propyltriethoxysilane, 1-[3 -(triethoxysilyl)-propyl]-3-methylhexahydropyrimidine, 3-(4-trimethylsilyl-1-piperazino)propyltriethoxysilane, 3-(3-triethylsilyl-1-imidazolidinyl)propylmethyldiethoxysilane , 3-(3-trimethylsilyl-1-hexahydropyrimidinyl)propyltrimethoxysilane, 3-dimethylamino-2-(dimethylaminomethyl)propyltrimethoxysilane, bis(3-dimethoxymethylsilylpropyl)-N-methylamine , bis(3-trimethoxysilylpropyl)-N-methylamine, bis(3-triethoxysilylpropyl)methylamine, tris(trimethoxysilyl)amine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, N,N ,N′,N′-tetra(3-trimethoxysilylpropyl)ethylenediamine, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-cyanopropyltrimethoxysilane, 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl )-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-(3-triethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-(4- trimethoxysilylbutyl)-1-aza-2-silacyclohexane, 2,2-dimethoxy-1-(3-dimethoxymethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1- Phenyl-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-butyl-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-methyl-1-aza-2-silacyclopentane Pentane, 2,2-dimethoxy-8-(4-methylpiperazinyl)methyl-1,6-dioxa-2-silacyclooctane, 2,2-dimethoxy-8-(N,N-diethylamino)methyl-1 , 6-dioxa-2-silacyclooctane and the like.

窒素原子含有基を有するカップリング剤で、1級又は2級のアミンを形成しうる保護化アミン化合物であって、不飽和結合と保護化アミンを分子中に有する化合物としては、以下に限定されないが、例えば、4,4’-ビニリデンビス〔N,N-ビス(トリメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N,N-ビス(トリエチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N,N-ビス(t-ブチルジメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-メチル-N-(トリメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-エチル-N-(トリメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-メチル-N-(トリエチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-エチル-N-(トリエチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-メチル-N-(t-ブチルジメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-エチル-N-(t-ブチルジメチルシリル)アニリン〕、1-〔4-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノフェニル〕-1-〔4-N-メチル-N-(トリメチルシリル)アミノフェニル〕エチレン、1-〔4-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノフェニル〕-1-〔4-N,N-ジメチルアミノフェニル〕エチレン等が挙げられる。 A protected amine compound that is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group and capable of forming a primary or secondary amine and has an unsaturated bond and a protected amine in the molecule is not limited to the following: are, for example, 4,4′-vinylidenebis[N,N-bis(trimethylsilyl)aniline], 4,4′-vinylidenebis[N,N-bis(triethylsilyl)aniline], 4,4′-vinylidenebis [N,N-bis(t-butyldimethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N-methyl-N-(trimethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N-ethyl-N- (trimethylsilyl)aniline], 4,4′-vinylidenebis[N-methyl-N-(triethylsilyl)aniline], 4,4′-vinylidenebis[N-ethyl-N-(triethylsilyl)aniline], 4, 4′-vinylidenebis[N-methyl-N-(t-butyldimethylsilyl)aniline], 4,4′-vinylidenebis[N-ethyl-N-(t-butyldimethylsilyl)aniline], 1-[4 -N,N-bis(trimethylsilyl)aminophenyl]-1-[4-N-methyl-N-(trimethylsilyl)aminophenyl]ethylene, 1-[4-N,N-bis(trimethylsilyl)aminophenyl]-1 -[4-N,N-dimethylaminophenyl]ethylene and the like.

窒素原子含有基を有するカップリング剤で、1級又は2級のアミンを形成しうる保護化アミン化合物であって、アルコキシシランと保護化アミンを分子中に有する化合物としては、以下に限定されないが、例えば、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、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、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、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、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン、N,N-ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-(4-トリメチルシリル-1-ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(3-トリエチルシリル-1-イミダゾリジニル)プロピルメチルジエトキシシラン、3-(3-トリメチルシリル-1-ヘキサヒドロピリミジニル)プロピルトリメトキシシラン、2,2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-(4-トリメトキシシリルブチル)-1-アザ-2-シラシクロヘキサン、2,2-ジメトキシ-1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-フェニル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-ブチル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-メチル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、N-(1,3-ジメチルブチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、N-(1-メチルエチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、N-エチリデン-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、N-(1-メチルプロピリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、N-(4-N,N-ジメチルアミノベンジリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン等が挙げられ、N-(1-メチルプロピリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、N-(1,3-ジメチルブチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、3-(ベンジリデンアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-(ベンジリデンアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-(ベンジリデンアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(ベンジリデンアミノ)プロピルトリプロピルシシラン等が挙げられる。 A protected amine compound that is a coupling agent having a nitrogen atom-containing group and capable of forming a primary or secondary amine and has an alkoxysilane and a protected amine in its molecule is not limited to the following: , for example, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropyltrimethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropylmethyldimethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropyltriethoxysilane, N,N-bis (Trimethylsilyl)aminopropylmethyldiethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminoethyltrimethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminoethylmethyldiethoxysilane, N,N-bis(triethylsilyl)aminopropyl Methyldiethoxysilane, 3-(4-trimethylsilyl-1-piperazino)propyltriethoxysilane, 3-(3-triethylsilyl-1-imidazolidinyl)propylmethyldiethoxysilane, 3-(3-trimethylsilyl-1-hexahydro pyrimidinyl)propyltrimethoxysilane, 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-(3-triethoxysilylpropyl) -1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-(4-trimethoxysilylbutyl)-1-aza-2-silacyclohexane, 2,2-dimethoxy-1-(3-dimethoxymethyl silylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-phenyl-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-butyl-1-aza-2- Silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-methyl-1-aza-2-silacyclopentane, N-(1,3-dimethylbutylidene)-3-(triethoxysilyl)-1-propanamine, N -(1-methylethylidene)-3-(triethoxysilyl)-1-propanamine, N-ethylidene-3-(triethoxysilyl)-1-propanamine, N-(1-methylpropylidene)-3- (Triethoxysilyl)-1-propanamine, N-(4-N,N-dimethylaminobenzylidene)-3-(triethoxysilyl)-1-propanamine and the like, N-(1-methylpropylidene )-3-(triethoxysilyl)-1-propanamine, N-(1,3-dimethylbutylidene)-3-(triethoxysilyl)-1-propanamine, 3-(benzylideneamino)propyltrimethoxysilane , 3-(benzylideneamino)propyltrimethoxysilane, 3-(benzylideneamino)propyltriethoxysilane, 3-(benzylideneamino)propyltripropylsilane and the like.

特に好ましい、窒素原子含有基を有するカップリング剤であるアルコキシシラン化合物としては、以下に限定されないが、例えば、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリプロポキシシリルプロピル)アミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)―[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-メチル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,6-ヘキサメチレンジアミン、ペンタキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ジエチレントリアミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)シラン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]シラン、3-トリス[2-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)エトキシ]シリル-1-トリメトキシシリルプロパン、1-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-3,4,5-トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-シクロヘキサン、1-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-3,4,5-トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-シクロヘキサン、3,4,5-トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-シクロヘキシル-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]エーテル、(3-トリメトキシシリルプロピル)ホスフェイト、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)―[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]ホスフェイト、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)ホスフェイト、及びトリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]ホスフェイトが挙げられる。 Particularly preferred alkoxysilane compounds, which are coupling agents having a nitrogen atom-containing group, include, but are not limited to, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, tris(3-triethoxysilylpropyl)amine, tris(3-tripropoxysilylpropyl)amine, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]amine, tetrakis(3-tri methoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3 -propanediamine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-methyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, bis(3- triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane ) propyl]-1,3-propanediamine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy- 1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,6-hexamethylenediamine, pentakis(3-trimethoxysilylpropyl)- Diethylenetriamine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, bis(3- trimethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclo pentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)silane, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl -1-sila-2-azacyclopentane)propyl]silane, 3-tris[2-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)ethoxy]silyl-1-trimethoxysilylpropane, 1 -[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-3,4,5-tris(3-trimethoxysilylpropyl)-cyclohexane, 1-[3-( 2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-3,4,5-tris(3-trimethoxysilylpropyl)-cyclohexane, 3,4,5-tris(3-trimethoxysilyl propyl)-cyclohexyl-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl] ether, (3-trimethoxysilylpropyl) phosphate, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[ 3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]phosphate, bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3- trimethoxysilylpropyl) phosphate, and tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl] phosphate.

<重合工程、分岐化工程、及び反応工程を経て得られる分岐化共役ジエン系重合体>
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法における、上述した反応工程、特にカップリング剤を反応させる工程を経て得られる分岐化共役ジエン系重合体は、下記一般式(i)、若しくは、(A)~(C)のいずれかで表される、窒素原子含有基を有する化合物に由来する構造を含むことが好ましい。
<Branched conjugated diene-based polymer obtained through polymerization step, branching step, and reaction step>
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, the branched conjugated diene-based polymer obtained through the above-described reaction step, particularly the step of reacting a coupling agent, has the following general formula (i), or , (A) to (C), and preferably contain a structure derived from a compound having a nitrogen atom-containing group.

Figure 2023117650000011
Figure 2023117650000011

前記式(i)中、Rは、2価以上の炭化水素基、又は、エーテル、エポキシ、ケトン等の酸素を有する極性基、チオエーテル、チオケトン等の硫黄を有する極性基、3級アミノ基、イミノ基等の窒素を有する極性基から選ばれる少なくとも1種の極性基を有する2価以上の有機基である。 In the above formula (i), R is a divalent or higher hydrocarbon group, or a polar group having oxygen such as ether, epoxy, ketone, etc., a polar group having sulfur such as thioether, thioketone, etc., a tertiary amino group, imino It is a divalent or higher valent organic group having at least one polar group selected from nitrogen-containing polar groups such as groups.

2価以上の炭化水素基は、飽和又は不飽和の直鎖状、分岐状、環状であってもよい炭化水素基であり、アルキレン基、アルケニレン基、フェニレン基等を含む。好ましくは、炭素数が1~20の炭化水素基である。例えば、メチレン、エチレン、ブチレン、シクロヘキシレン、1,3-ビス(メチレン)-シクロヘキサン、1,3-ビス(エチレン)-シクロヘキサン、o-,m-,p-フェニレン、m-,p-キシレン、ビス(フェニレン)-メタン等が挙げられる。 The divalent or higher hydrocarbon group is a saturated or unsaturated hydrocarbon group which may be linear, branched or cyclic, and includes an alkylene group, an alkenylene group, a phenylene group and the like. Hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms are preferred. For example, methylene, ethylene, butylene, cyclohexylene, 1,3-bis(methylene)-cyclohexane, 1,3-bis(ethylene)-cyclohexane, o-, m-, p-phenylene, m-, p-xylene, bis(phenylene)-methane and the like.

前記式(i)中、R1、R4は、炭素数1~10の炭化水素基であり、R1、R4は互いに同一でも異なっていてもよい。
前記式(i)中、R2、R5は、水素又は炭素数1~10の炭化水素基であり、R2、R5は互いに同一でも異なっていてもよい。
前記式(i)中、R3は炭素数1~10の炭化水素基、又は下記式(ii)の構造である。
1、R2、R3は、互いに結合した環状構造であってもよい。
また、R3が炭化水素基の場合、Rと互いに結合した環状構造であってもよい。前記の環状構造の場合、R3に結合しているNとRとが直接結合している形態であってもよい。
前記式(i)上記中、nは1以上の整数であって、mは0又は1以上の整数である。
In formula (i), R 1 and R 4 are hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, and R 1 and R 4 may be the same or different.
In formula (i), R 2 and R 5 are hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 and R 5 may be the same or different.
In formula (i) above, R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a structure represented by formula (ii) below.
R 1 , R 2 and R 3 may be cyclic structures bonded together.
Moreover, when R 3 is a hydrocarbon group, it may be a cyclic structure in which R is bonded to each other. In the case of the above cyclic structure, the form in which N bonded to R 3 and R are directly bonded may be used.
In the above formula (i), n is an integer of 1 or more, and m is 0 or an integer of 1 or more.

Figure 2023117650000012
Figure 2023117650000012

前記式(ii)中、R1、R2は、前記式(i)のR1、R2と同様に定義され、R1、R2は互いに同一であっても異なっていてもよい。 In formula (ii), R 1 and R 2 are defined in the same manner as R 1 and R 2 in formula (i) above, and R 1 and R 2 may be the same or different.

Figure 2023117650000013
Figure 2023117650000013

(式(A)中、R1~R4は、各々独立して、炭素数1~20のアルキル基、又は炭素数6~20のアリール基を示し、R5は、炭素数1~10のアルキレン基を示し、R6は、炭素数1~20のアルキレン基を示す。
mは、1又は2の整数を示し、nは、2又は3の整数を示し、(m+n)は、4以上の整数を示す。複数存在する場合のR1~R4は、各々独立している。)
(In formula (A), R 1 to R 4 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and R 5 is a represents an alkylene group, and R 6 represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
m represents an integer of 1 or 2, n represents an integer of 2 or 3, and (m+n) represents an integer of 4 or more. When a plurality of R 1 to R 4 are present, they are each independent. )

Figure 2023117650000014
Figure 2023117650000014

(式(B)中、R1~R6は、各々独立して、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を示し、R7~R9は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基を示す。
m、n、及びlは、各々独立して、1~3の整数を示し、(m+n+l)は、4以上の整数を示す。複数存在する場合のR1~R6は、各々独立している。)
(In formula (B), R 1 to R 6 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and R 7 to R 9 each independently , represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
m, n, and l each independently represent an integer of 1 to 3, and (m+n+l) represents an integer of 4 or more. When a plurality of R 1 to R 6 are present, they are each independent. )

Figure 2023117650000015
Figure 2023117650000015

(式(C)中、R12~R14は、各々独立に、単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を示し、R15~R18、及びR20は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基を示し、R19及びR22は、各々独立に、炭素数1~20のアルキレン基を示し、R21は、炭素数1~20のアルキル基又はトリアルキルシリル基を示す。
mは、1~3の整数を示し、pは、1又は2を示す。
それぞれ複数存在する場合のR12~R22、m、及びpは、各々独立しており、同じであっても異なっていてもよい。
iは、0~6の整数を示し、jは、0~6の整数を示し、kは、0~6の整数を示し、(i+j+k)は、4~10の整数である。
Aは、炭素数1~20の炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、珪素原子、硫黄原子、及びリン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有し、活性水素を有しない有機基を表す。)
(In Formula (C), R 12 to R 14 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R 15 to R 18 and R 20 each independently represent a R 19 and R 22 each independently represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R 21 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a trialkylsilyl group.
m represents an integer of 1 to 3, p represents 1 or 2;
R 12 to R 22 , m and p when there are a plurality of each may be independent and may be the same or different.
i represents an integer of 0-6, j represents an integer of 0-6, k represents an integer of 0-6, and (i+j+k) represents an integer of 4-10.
A is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or has at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a sulfur atom, and a phosphorus atom, and does not have active hydrogen. represents an organic group. )

前記式(A)で表される窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下に限定されないが、例えば、2,2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-(4-トリメトキシシリルブチル)-1-アザ-2-シラシクロヘキサン、2,2-ジメトキシ-1-(5-トリメトキシシリルペンチル)-1-アザ-2-シラシクロヘプタン、2,2-ジメトキシ-1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-(3-ジエトキシエチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2-メトキシ-2-メチル-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2-エトキシ-2-エチル-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2-メトキシ,2-メチル-1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、及び2-エトキシ-2-エチル-1-(3-ジエトキシエチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタンが挙げられる。 Examples of the coupling agent having a nitrogen atom-containing group represented by formula (A) include, but are not limited to, 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza- 2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-(3-triethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-(4-trimethoxysilylbutyl)- 1-aza-2-silacyclohexane, 2,2-dimethoxy-1-(5-trimethoxysilylpentyl)-1-aza-2-silacycloheptane, 2,2-dimethoxy-1-(3-dimethoxymethylsilyl Propyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-(3-diethoxyethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2-methoxy-2-methyl-1 -(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2-ethoxy-2-ethyl-1-(3-triethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2 -methoxy,2-methyl-1-(3-dimethoxymethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, and 2-ethoxy-2-ethyl-1-(3-diethoxyethylsilylpropyl)-1 -aza-2-silacyclopentane.

これらの中でも、窒素原子含有基を有するカップリング剤の官能基とシリカ等の無機充填剤との反応性及び相互作用性の観点、並びに加工性の観点から、mが2、nが3を示すものが好ましい。具体的には、2,2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、及び2,2-ジエトキシ-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタンが好ましい。 Among these, m is 2 and n is 3 from the viewpoint of reactivity and interaction between the functional group of the coupling agent having a nitrogen atom-containing group and an inorganic filler such as silica, and from the viewpoint of workability. things are preferred. Specifically, 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane and 2,2-diethoxy-1-(3-triethoxysilylpropyl)- 1-aza-2-silacyclopentane is preferred.

前記式(A)で表される窒素原子含有基を有するカップリング剤を、重合活性末端に反応させる際の、反応温度、反応時間等については、特に限定されないが、0℃以上120℃以下で、30秒以上反応させることが好ましい。 The reaction temperature, reaction time, etc. when reacting the coupling agent having a nitrogen atom-containing group represented by the formula (A) with the polymerization active terminal are not particularly limited, but at 0 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. , it is preferable to react for 30 seconds or longer.

前記式(A)で表される窒素原子含有基を有するカップリング剤の化合物中のシリル基に結合したアルコキシ基の合計モル数が、重合開始剤のアルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物の添加モル数の0.6倍以上3.0倍以下となる範囲であることが好ましく、0.8倍以上2.5倍以下となる範囲であることがより好ましく、0.8倍以上2.0倍以下となる範囲であることがさらに好ましい。得られる分岐化共役ジエン系重合体が十分な変性率及び分子量と分岐構造を得る観点から、0.6倍以上とすることが好ましく、加工性改良のために重合体末端同士をカップリングさせ、分岐化共役ジエン系重合体成分を得ることが好ましいことに加え、カップリング剤コストの観点から、3.0倍以下とすることが好ましい。 The total number of moles of alkoxy groups bonded to silyl groups in the coupling agent compound having a nitrogen atom-containing group represented by formula (A) is the alkali metal compound and/or alkaline earth metal compound of the polymerization initiator. The range is preferably 0.6 times or more and 3.0 times or less, more preferably 0.8 times or more and 2.5 times or less, and 0.8 times or more 2 It is more preferable to be in the range of 0.0 times or less. From the viewpoint of obtaining a sufficient modification rate, molecular weight, and branched structure of the obtained branched conjugated diene-based polymer, it is preferably 0.6 times or more. In addition to the fact that it is preferable to obtain the branched conjugated diene-based polymer component, from the viewpoint of the cost of the coupling agent, the ratio is preferably 3.0 times or less.

重合開始剤のモル数は、前記式(A)で表される窒素原子含有基を有するカップリング剤のモル数に対して、好ましくは3.0倍モル以上、より好ましくは4.0倍モル以上である。 The number of moles of the polymerization initiator is preferably 3.0 times or more, more preferably 4.0 times the number of moles of the coupling agent having a nitrogen atom-containing group represented by the formula (A). That's it.

前記式(B)で表される窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下に限定されないが、例えば、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-メチルジメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-メチルジエトキシシリルプロピル)アミン、トリス(トリメトキシシリルメチル)アミン、トリス(2-トリメトキシシリルエチル)アミン、及びトリス(4-トリメトキシシリルブチル)アミンが挙げられる。 Examples of the coupling agent having a nitrogen atom-containing group represented by formula (B) include, but are not limited to, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, tris(3-methyldimethoxysilylpropyl)amine , tris(3-triethoxysilylpropyl)amine, tris(3-methyldiethoxysilylpropyl)amine, tris(trimethoxysilylmethyl)amine, tris(2-trimethoxysilylethyl)amine, and tris(4-tri methoxysilylbutyl)amine.

これらの中でも、カップリング剤の官能基とシリカ等の無機充填剤との反応性及び相互作用性の観点、並びに加工性の観点から、前記式(B)中、n、m、及びlが全て3を示すものであることが好ましい。好ましい具体例としては、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、及びトリス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミンが挙げられる。 Among these, from the viewpoint of the reactivity and interaction between the functional group of the coupling agent and the inorganic filler such as silica, and from the viewpoint of workability, in the formula (B), all of n, m, and l 3 is preferred. Preferred specific examples include tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine and tris(3-triethoxysilylpropyl)amine.

前記式(B)で表される窒素原子含有基を有するカップリング剤を、前記分岐化工程で得られた分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に反応させる際の、反応温度、反応時間等については、特に限定されないが、0℃以上120℃以下で、30秒以上反応させることが好ましい。 Reaction temperature, reaction time, etc. when reacting the coupling agent having a nitrogen atom-containing group represented by the formula (B) with the active terminal of the branched conjugated diene-based polymer obtained in the branching step is not particularly limited, but it is preferable to react at 0° C. or higher and 120° C. or lower for 30 seconds or longer.

前記式(B)で表されるカップリング剤の化合物中のシリル基に結合したアルコキシ基の合計モル数が、上述した重合開始剤を構成するリチウムのモル数の0.6倍以上3.0倍以下となる範囲であることが好ましく、0.8倍以上2.5倍以下となる範囲であることがより好ましく、0.8倍以上2.0倍以下となる範囲であることがさらに好ましい。本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体において十分な変性率及び分子量と分岐構造とを得る観点から、0.6倍以上とすることが好ましく、加工性改良のために重合体末端同士をカップリングさせ、分岐化共役ジエン系重合体成分を得ることが好ましいことに加え、カップリング剤コストの観点から、3.0倍以下とすることが好ましい。 The total number of moles of alkoxy groups bonded to silyl groups in the compound of the coupling agent represented by the formula (B) is 0.6 times or more the number of moles of lithium constituting the polymerization initiator described above, and 3.0. It is preferably in the range of 0.8 times or more and 2.5 times or less, more preferably in the range of 0.8 times or more and 2.0 times or less. . From the viewpoint of obtaining a sufficient modification rate, molecular weight, and branched structure in the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment, it is preferably 0.6 times or more. In addition to preferably obtaining a branched conjugated diene-based polymer component by coupling the coalesced ends, it is preferable to reduce the coupling agent cost to 3.0 times or less.

重合開始剤のモル数は、前記式(B)で表される窒素原子含有基を有するカップリング剤のモル数に対して、好ましくは4.0倍モル以上、より好ましくは5.0倍モル以上である。 The number of moles of the polymerization initiator is preferably 4.0 times or more, more preferably 5.0 times the number of moles of the coupling agent having a nitrogen atom-containing group represented by the formula (B). That's it.

前記式(C)において、Aは、好ましくは下記一般式(II)~(V)のいずれかで表される。 In the above formula (C), A is preferably represented by any one of the following general formulas (II) to (V).

Figure 2023117650000016
Figure 2023117650000016

(式(II)中、B1は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、aは、1~10の整数を示す。複数存在する場合のB1は、各々独立している。) (In formula (II), B 1 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a represents an integer of 1 to 10. When there are multiple B 1 s, each independently there is.)

Figure 2023117650000017
Figure 2023117650000017

(式(III)中、B2は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、B3は、炭素数1~20のアルキル基を示し、aは、1~10の整数を示す。それぞれ複数存在する場合のB2及びB3は、各々独立している。) (In formula (III), B 2 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, B 3 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a is an integer of 1 to 10. Each of B2 and B3 is independent when there are a plurality of each.)

Figure 2023117650000018
Figure 2023117650000018

(式(IV)中、B4は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、aは、1~10の整数を示す。複数存在する場合のB4は、各々独立している。) (In formula (IV), B 4 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a represents an integer of 1 to 10. When there are a plurality of B 4 , each independently there is.)

Figure 2023117650000019
Figure 2023117650000019

(式(V)中、B5は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、aは、1~10の整数を示す。複数存在する場合のB5は、各々独立している。) (In formula (V), B 5 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a represents an integer of 1 to 10. When there are a plurality of B 5 , each independently there is.)

前記式(C)において、Aが式(II)で表される場合の窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下に限定されないが、例えば、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、トリス(3-エトキシシリルプロピル)アミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)―[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリエトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミンが挙げられる。 In the above formula (C), the coupling agent having a nitrogen atom-containing group when A is represented by formula (II) is not limited to the following, for example, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, Bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]amine, bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2 -silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)amine, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]amine, tris(3-ethoxysilylpropyl) ) amine, bis(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]amine, bis[3-(2,2-diethoxy-1- aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)amine, tris[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]amine, tetrakis(3- trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3- Propanediamine, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris[3-(2 ,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2 -silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]- 1,3-propanediamine, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2- trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-tri methoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris[3-(2,2-dimethoxy-1- Aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tetrakis(3-triethoxysilyl propyl)-1,3-propanediamine, tris(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, Bis(3-triethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine.

また、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラキス(3-トリエトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,6-ヘキサメチレンジアミン、及びペンタキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ジエチレントリアミンが挙げられる。 Also, tris[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tetrakis[3-(2,2 -diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2 -azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, bis(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3 -(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane ) propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris[3-( 2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine , tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane) propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3- bisaminomethylcyclohexane, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tetrakis[3 -(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl- 1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclo pentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis[3-(2,2-dimethoxy- 1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3 -bisaminomethylcyclohexane, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclo pentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tetrakis(3-triethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tris(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy -1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis(3-triethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2- silacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tris[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)-1 ,3-propanediamine, tetrakis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris(3-triethoxysilylpropyl)-[3- (1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy -1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis[ 3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-aza Cyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, Tris[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl -1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,6-hexamethylenediamine, and pentakis(3-trimethoxysilylpropyl) )-diethylenetriamine.

前記式(C)において、Aが式(III)で表される場合の窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下に限定されないが、例えば、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス(2-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス(2-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、N1,N1’-(プロパン-1,3-ジイル)ビス(N1-メチル-N3,N3-ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)-1,3-プロパンジアミン)、及びN1-(3-(ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N1-メチル-N3-(3-(メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N3-(3-(トリメトキシシリル)プロピル)-1,3-プロパンジアミンが挙げられる。 In formula (C), when A is represented by formula (III), the coupling agent having a nitrogen atom-containing group is not limited to the following, for example, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-methyl -1,3-propanediamine, bis(2-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-methyl-1,3-propanediamine, Bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine, tris(3-triethoxysilylpropyl )-methyl-1,3-propanediamine, bis(2-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-methyl-1,3- Propanediamine, bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine, N 1 , N 1 '-(propane-1,3-diyl)bis(N 1 -methyl- N 3 ,N 3 -bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-1,3-propanediamine), and N 1 -(3 -(bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N1-methyl-N3-(3-(methyl(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N3-(3-( trimethoxysilyl)propyl)-1,3-propanediamine.

前記式(C)において、Aが式(IV)で表される場合の窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下に限定されないが、例えば、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)シラン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、(3-トリメトキシシリル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)シラン、及びビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(1-メトキシ-2-メチル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]シランが挙げられる。 In the above formula (C), the coupling agent having a nitrogen atom-containing group when A is represented by formula (IV) is not limited to the following, but for example, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy- 1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)silane, tris[ 3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]silane, bis( 3-trimethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, (3-trimethoxysilyl)-[3-(1-methoxy-2 -trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, bis[3-(1-methoxy-2- trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3 -(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2- Azacyclopentane)propyl]-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, bis[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2- Azacyclopentane)propyl]-bis(3-trimethoxysilylpropyl)silane and bis(3-trimethoxysilylpropyl)-bis[3-(1-methoxy-2-methyl-1-sila-2-azacyclo pentane)propyl]silane.

前記式(C)において、Aが式(V)で表される場合の窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、3-トリス[2-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)エトキシ]シリル-1-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロパン、及び3-トリス[2-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)エトキシ]シリル-1-トリメトキシシリルプロパンが挙げられる。 In the formula (C), the coupling agent having a nitrogen atom-containing group when A is represented by the formula (V) is not limited to the following, for example, 3-tris[2-(2, 2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)ethoxy]silyl-1-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propane, and 3-tris[2-(2,2 -dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)ethoxy]silyl-1-trimethoxysilylpropane.

前記式(C)において、Aは、好ましくは式(II)又は式(III)で表され、kは、0を示す。 In formula (C) above, A is preferably represented by formula (II) or formula (III), and k represents 0.

このような、前記式(C)で表される構造の窒素原子含有基を有するカップリング剤は、入手が容易である傾向にあり、また、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体を加硫物としたときの耐摩耗性及び低ヒステリシスロス性能がより優れるものとなる傾向にある。このような窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、及びビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリスメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミンが挙げられる。 Such a coupling agent having a nitrogen atom-containing group having the structure represented by the formula (C) tends to be readily available, and the branched conjugated diene obtained by the production method of the present embodiment There is a tendency for the abrasion resistance and low hysteresis loss performance to become more excellent when the system polymer is made into a vulcanizate. Coupling agents having such a nitrogen atom-containing group include, but are not limited to, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2 -silacyclopentane)propyl]amine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, tris(3-triethoxysilylpropyl)amine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy -1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propane Diamine, Tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, Tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, Tris(3-trimethoxysilylpropyl)-methyl- 1,3-propanediamine and bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trismethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine mentioned.

前記式(C)において、Aは、より好ましくは式(II)又は式(III)で表され、kは0を示し、式(II)又は式(III)において、aは、2~10の整数を示す。
これにより、分岐化共役ジエン系重合体は、加硫したときにおける耐摩耗性及び低ヒステリシスロス性能がより優れるものとなる傾向にある。
このような窒素原子含有基を有するカップリング剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、及びN1-(3-(ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N1-メチル-N3-(3-(メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N3-(3-(トリメトキシシリル)プロピル)-1,3-プロパンジアミンが挙げられる。
In formula (C), A is more preferably represented by formula (II) or formula (III), k represents 0, and in formula (II) or formula (III), a is 2 to 10 Indicates an integer.
As a result, the branched conjugated diene-based polymer tends to be more excellent in wear resistance and low hysteresis loss performance when vulcanized.
Coupling agents having such a nitrogen atom-containing group include, but are not limited to, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1 ,3-propanediamine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, and N 1 -(3-( Bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N 1 -methyl-N 3 -(3-(methyl(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N 3 -(3- (Trimethoxysilyl)propyl)-1,3-propanediamine.

窒素原子含有基を有するカップリング剤としての前記式(C)で表される化合物の添加量は、カップリング反応前の分岐化共役ジエン系重合体のモル数対カップリング剤のモル数が、所望の化学量論的比率で反応させるよう調整することができ、そのことにより所望の星形高分岐構造が達成される傾向にある。 The addition amount of the compound represented by the formula (C) as the coupling agent having a nitrogen atom-containing group is determined by the molar number of the branched conjugated diene-based polymer before the coupling reaction versus the molar number of the coupling agent. It can be tailored to react in desired stoichiometric proportions, which tends to achieve the desired star-shaped hyperbranched structure.

重合開始剤のモル数は、前記式(C)で表される窒素原子含有基を有するカップリング剤のモル数に対して、好ましくは5.0倍モル以上、より好ましくは6.0倍モル以上である。 The number of moles of the polymerization initiator is preferably 5.0 times or more, more preferably 6.0 times the number of moles of the coupling agent having a nitrogen atom-containing group represented by the formula (C). That's it.

この場合、式(C)において、カップリング剤の官能基数((m-1)×i+p×j+k)は、5~10の整数であることが好ましく、6~10の整数であることがより好ましい。 In this case, in formula (C), the number of functional groups of the coupling agent ((m−1)×i+p×j+k) is preferably an integer of 5 to 10, more preferably an integer of 6 to 10. .

本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体は、その重合体中の窒素原子含有基を有する重合体の割合は、変性率で表される。
変性率は好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは65質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、さらにより好ましくは75質量%以上、よりさらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは82質量%以上である。
変性率を60質量%以上とすることにより、加硫物とする際の加工性に優れ、加硫物としたときにおける耐摩耗性及び低ヒステリシスロス性能により優れる傾向にある。
In the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment, the ratio of the polymer having a nitrogen atom-containing group in the polymer is represented by the modification rate.
The modification rate is preferably 60% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, even more preferably 75% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 82% by mass. It is mass % or more.
By setting the modification rate to 60% by mass or more, the vulcanizate tends to be excellent in workability, and the vulcanizate tends to be excellent in wear resistance and low hysteresis loss performance.

<重合停止剤を反応させる工程>
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、上述した重合工程及び分岐化工程を経て得られた分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に、上述したカップリング剤又は重合停止剤を反応させる反応工程を実施することができる。
重合停止工程としては、例えば、分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に対して、2官能の反応性化合物を用いて行う重合停止工程、又は、窒素原子含有基を有する重合停止剤(以下、併せて「重合停止剤」と記載する場合がある。)を用いて行う重合停止工程が好ましい。
<Step of reacting polymerization terminator>
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, the above-described coupling agent or polymerization terminator is added to the active terminal of the branched conjugated diene-based polymer obtained through the above-described polymerization step and branching step. A reaction step of reacting the agents can be performed.
As the polymerization termination step, for example, a polymerization termination step performed using a bifunctional reactive compound on the active terminal of the branched conjugated diene polymer, or a polymerization termination agent having a nitrogen atom-containing group (hereinafter referred to as In addition, it may be described as a "polymerization terminator".) is preferable.

重合停止工程においては、例えば、上述した分岐化工程で得られた分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に対して、2官能の反応性化合物、又は、窒素原子含有基を有する重合停止剤で、重合停止反応させ、目的とする分岐化共役ジエン系重合体を得ることができる。 In the polymerization termination step, for example, a bifunctional reactive compound or a polymerization terminator having a nitrogen atom-containing group is applied to the active terminal of the branched conjugated diene-based polymer obtained in the above branching step. , the polymerization termination reaction can be carried out to obtain the desired branched conjugated diene polymer.

[2官能の反応性化合物]
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法において、重合停止工程で用いられる2官能の反応性化合物は、いかなる構造のものでもよいが、珪素原子を有する2官能の反応性化合物であることが好ましい。
珪素原子を有する2官能の反応性化合物としては、以下に限定されないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
[Bifunctional reactive compound]
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, the bifunctional reactive compound used in the polymerization termination step may have any structure, but is a bifunctional reactive compound having a silicon atom. is preferred.
Examples of the bifunctional reactive compound having a silicon atom include, but are not limited to, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and the like. be done.

[窒素原子含有基を有する重合停止剤]
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法において、重合停止工程で用いられる窒素原子含有基を有する重合停止剤は、いかなる構造のものでもよいが、分岐化工程後の分岐化共役ジエン系重合体と反応する官能基を有していることが好ましい。
[Polymerization terminator having nitrogen atom-containing group]
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, the polymerization terminator having a nitrogen atom-containing group used in the polymerization termination step may have any structure. It preferably has a functional group that reacts with the system polymer.

前記窒素原子含有基を有する重合停止剤としては、省燃費性能向上の観点から、窒素原子含有基を有するアルコキシ化合物が好ましい。
窒素原子含有基を有する重合停止剤としては、以下に限定されないが、例えば、3-(N,N-ジメチルアミノプロピル)ジメトキシメチルシラン、3-(N,N-ジエチルアミノプロピル)ジメトキシメチルシラン、3-(N,N-ジプロピルアミノプロピル)ジメトキシメチルシラン、3-(N,N-ジメチルアミノプロピル)ジエトキシメチルシラン、3-(N,N-ジエチルアミノプロピル)ジエトキシメチルシラン、3-(N,N-ジプロピルアミノプロピル)ジエトキシメチルシラン、3-(N,N-ジメチルアミノプロピル)ジメトキシエチルシラン、3-(N,N-ジエチルアミノプロピル)ジメトキシエチルシラン、3-(N,N-ジプロピルアミノプロピル)ジメトキシエチルシラン、3-(N,N-ジメチルアミノプロピル)ジエトキシエチルシラン、3-(N,N-ジエチルアミノプロピル)ジエトキシエチルシラン、3-(N,N-ジプロピルアミノプロピル)ジエトキシエチルシラン等が挙げられる。
As the polymerization terminator having a nitrogen atom-containing group, an alkoxy compound having a nitrogen atom-containing group is preferable from the viewpoint of improving fuel economy performance.
Examples of the polymerization terminator having a nitrogen atom-containing group include, but are not limited to, 3-(N,N-dimethylaminopropyl)dimethoxymethylsilane, 3-(N,N-diethylaminopropyl)dimethoxymethylsilane, 3 -(N,N-dipropylaminopropyl)dimethoxymethylsilane, 3-(N,N-dimethylaminopropyl)diethoxymethylsilane, 3-(N,N-diethylaminopropyl)diethoxymethylsilane, 3-(N ,N-dipropylaminopropyl)diethoxymethylsilane, 3-(N,N-dimethylaminopropyl)dimethoxyethylsilane, 3-(N,N-diethylaminopropyl)dimethoxyethylsilane, 3-(N,N-di propylaminopropyl)dimethoxyethylsilane, 3-(N,N-dimethylaminopropyl)diethoxyethylsilane, 3-(N,N-diethylaminopropyl)diethoxyethylsilane, 3-(N,N-dipropylaminopropyl) ) diethoxyethylsilane and the like.

本実施形態の製造方法により、上述した重合工程、分岐化工程、及び反応工程を経て得られる、分岐化共役ジエン系重合体の分岐構造は、8分岐以上36分岐以下であることが好ましく、より好ましくは10分岐以上24分岐以下であり、さらに好ましくは12分岐以上20分岐以下である。
本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体中の分岐点の総数は2カ所以上が好ましく、3カ所以上がより好ましく、4カ所以上がよりさらに好ましく、5カ所以上がさらにより好ましい。
分岐構造、及び分岐点の総数が上述した範囲であると、加工性及び省燃費性及び耐摩耗性に優れる傾向にある。
分岐化共役ジエン系重合体の分岐構造が8分岐以上36分岐以下であり、かつ、分岐化工程、カップリング工程後に、変性剤を反応させて変性重合体を得る場合に、分岐点の総数が2カ所以上15カ所以下であるものを構築するためには、分岐化剤のモル比が重合開始剤の2分の1以下であり100分の1以上であり、カップリング剤の官能基数が3官能以上を使用する必要がある。変性を要しない重合体の場合は、分岐点が1か所以上でもよい。
分岐構造が8分岐以上36分岐以下であり、分岐点の総数が3カ所以上12カ所以下であるものを構築するためには、分岐化剤のモル比が重合開始剤の3分の1以下であり50分の1以上であり、カップリング剤の官能基数が4官能以上であるものを使用することが好ましい。
分岐構造が10分岐以上24分岐以下であり、分岐点の総数は4カ所以上10カ所以下を構築するためには、分岐化剤のモル比が重合開始剤の6分の1以下であり25分の1以上であり、カップリング剤の官能基数が5官能以上であるものを使用するのが好ましい。
分岐構造が12分岐以上20分岐以下であり、分岐点の総数が5カ所以上9カ所以下であるものを構築するためには、分岐化剤のモル比が重合開始剤の8分の1以下であり12分の1以上であり、カップリング剤の官能基数が6官能以上であるものを使用することが好ましい。
The branched structure of the branched conjugated diene-based polymer obtained through the above-described polymerization step, branching step, and reaction step by the production method of the present embodiment preferably has 8 branches or more and 36 branches or less, and more It preferably has 10 or more and 24 or less branches, more preferably 12 or more and 20 or less branches.
The total number of branch points in the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, even more preferably 4 or more, and even more preferably 5 or more. preferable.
When the branch structure and the total number of branch points are within the ranges described above, the workability, fuel economy, and wear resistance tend to be excellent.
When the branched conjugated diene-based polymer has a branched structure of 8 or more and 36 or less branches, and the modified polymer is obtained by reacting a modifier after the branching step and the coupling step, the total number of branch points is In order to construct one with 2 or more and 15 or less sites, the molar ratio of the branching agent is 1/2 or less and 1/100 or more of the polymerization initiator, and the number of functional groups of the coupling agent is 3. It is necessary to use more than sensuality. A polymer that does not require modification may have one or more branch points.
In order to construct a branched structure having 8 branches or more and 36 branches or less and a total number of branch points of 3 or more and 12 or less, the molar ratio of the branching agent is 1/3 or less of that of the polymerization initiator. It is preferable to use a coupling agent having 1/50 or more of the functional group and the number of functional groups of the coupling agent is 4 or more.
In order to construct a branched structure of 10 or more and 24 or less branches and a total number of branch points of 4 or more and 10 or less, the molar ratio of the branching agent is 1/6 or less of that of the polymerization initiator, and the reaction time is 25 minutes. is 1 or more, and the number of functional groups of the coupling agent is preferably 5 or more.
In order to construct a structure having a branched structure of 12 to 20 branches and a total number of branch points of 5 to 9, the molar ratio of the branching agent to that of the polymerization initiator is 1/8 or less. It is preferable to use a coupling agent having a functionality of 1/12 or more and a coupling agent having 6 or more functional groups.

(縮合反応工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、上述したカップリング工程後、又はカップリング工程前に、縮合促進剤の存在下で縮合反応させる縮合反応工程を行ってもよい。
(Condensation reaction step)
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, a condensation reaction step may be performed in the presence of a condensation accelerator after or before the coupling step described above.

(水素化工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、共役ジエン部を水素化する水素化工程を実施してもよい。
分岐化共役ジエン系重合体の共役ジエン部を水素化する方法は、特に限定されず、公知の方法が利用できる。
好適な水素化の方法としては、触媒の存在下、重合体溶液に気体状水素を吹き込む方法で水素化する方法が挙げられる。
触媒としては、特に限定されないが、例えば、貴金属を多孔質無機物質に担持させた触媒等の不均一系触媒;ニッケル、コバルト等の塩を可溶化し有機アルミニウム等と反応させた触媒、チタノセン等のメタロセンを用いた触媒等の均一系触媒が挙げられる。これら中でも、マイルドな水素化条件を選択できる観点から、チタノセン触媒が好ましい。また、芳香族基の水素化は、貴金属の担持触媒を用いることによって行うことができる。
(Hydrogenation process)
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, a hydrogenation step of hydrogenating the conjugated diene portion may be carried out.
The method for hydrogenating the conjugated diene portion of the branched conjugated diene-based polymer is not particularly limited, and known methods can be used.
A suitable hydrogenation method includes a method of hydrogenating by blowing gaseous hydrogen into a polymer solution in the presence of a catalyst.
The catalyst is not particularly limited, but for example, a heterogeneous catalyst such as a catalyst in which a noble metal is supported on a porous inorganic material; a catalyst in which a salt such as nickel or cobalt is solubilized and reacted with organic aluminum or the like; titanocene; homogeneous catalysts such as catalysts using the metallocene of Among these, a titanocene catalyst is preferable from the viewpoint of being able to select mild hydrogenation conditions. Hydrogenation of the aromatic group can also be carried out using a noble metal-supported catalyst.

水素化触媒としては、以下に限定されないが、例えば、(1)Ni,Pt,Pd,Ru等の金属をカーボン、シリカ、アルミナ、ケイソウ土等に担持させた担持型不均一系水添触媒、(2)Ni,Co,Fe,Cr等の有機酸塩又はアセチルアセトン塩等の遷移金属塩と有機アルミニウム等の還元剤とを用いる、いわゆるチーグラー型水添触媒、(3)Ti,Ru,Rh,Zr等の有機金属化合物等のいわゆる有機金属錯体等が挙げられる。さらに、水素化触媒としては、特に限定されないが、例えば、特公昭42-8704号公報、特公昭43-6636号公報、特公昭63-4841号公報、特公平1-37970号公報、特公平1-53851号公報、特公平2-9041号公報、特開平8-109219号公報に記載された公知の水素化触媒も挙げられる。好ましい水素化触媒としては、チタノセン化合物と還元性有機金属化合物との反応混合物が挙げられる。 Examples of hydrogenation catalysts include, but are not limited to: (1) supported heterogeneous hydrogenation catalysts in which metals such as Ni, Pt, Pd, and Ru are supported on carbon, silica, alumina, diatomaceous earth, etc.; (2) a so-called Ziegler-type hydrogenation catalyst using an organic acid salt such as Ni, Co, Fe, Cr or a transition metal salt such as acetylacetone salt and a reducing agent such as organic aluminum; So-called organometallic complexes such as organometallic compounds such as Zr can be used. Furthermore, the hydrogenation catalyst is not particularly limited, but for example, Japanese Patent Publication No. 42-8704, Japanese Patent Publication No. 43-6636, Japanese Patent Publication No. 63-4841, Japanese Patent Publication No. 1-37970, Japanese Patent Publication No. 1 -53851, JP-B-2-9041 and JP-A-8-109219. Preferred hydrogenation catalysts include reaction mixtures of titanocene compounds and reducing organometallic compounds.

(失活剤、中和剤の添加工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、上述したカップリング工程の後、重合体溶液に、必要に応じて、失活剤、中和剤等を添加してもよい。
失活剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール等が挙げられる。
中和剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、バーサチック酸(炭素数9~11個で、10個を中心とする、分岐の多いカルボン酸混合物)等のカルボン酸;無機酸の水溶液、炭酸ガスが挙げられる。
(Step of adding deactivator and neutralizer)
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, after the coupling step described above, a deactivator, a neutralizer, or the like may be added to the polymer solution, if necessary.
Examples of deactivators include, but are not limited to, water; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and the like.
Examples of the neutralizing agent include, but are not limited to, carboxylic acids such as stearic acid, oleic acid, and versatic acid (mixture of highly branched carboxylic acids containing 9 to 11 carbon atoms, mainly 10 carbon atoms). Acid; aqueous solution of inorganic acid, carbon dioxide gas.

(ゴム用安定剤の添加工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、重合後のゲル生成を防止する観点、及び加工時の安定性を向上させる観点から、ゴム用安定剤を添加することが好ましい。
ゴム用安定剤としては、以下のものに限定されず、公知のものを用いることができるが、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン(以下「BHT」とも記す。)、n-オクタデシル-3-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェノール)プロピネート、2-メチル-4,6-ビス[(オクチルチオ)メチル]フェノール等の酸化防止剤が好ましい。
(Step of adding rubber stabilizer)
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, it is preferable to add a rubber stabilizer from the viewpoint of preventing gel formation after polymerization and improving the stability during processing.
The rubber stabilizer is not limited to the following ones, and known ones can be used. For example, 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene (hereinafter also referred to as "BHT"). , n-octadecyl-3-(4′-hydroxy-3′,5′-di-tert-butylphenol)propinate, 2-methyl-4,6-bis[(octylthio)methyl]phenol and other antioxidants are preferred. .

(ゴム用軟化剤の添加工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法においては、当該分岐化共役ジエン系重合体の生産性、充填剤等を配合してゴム組成物としたときの加工性をより改善する観点から、必要に応じて、ゴム用軟化剤を添加することができる。
ゴム用軟化剤としては、特に限定されないが、例えば、伸展油、液状ゴム、樹脂等が挙げられる。
ゴム用軟化剤を分岐化共役ジエン系重合体に添加する方法としては、以下に限定されないが、ゴム用軟化剤を分岐化共役ジエン系重合体溶液に加え、混合して、ゴム用軟化剤含有の重合体溶液としたものを脱溶媒する方法が好ましい。
(Step of adding softener for rubber)
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, the viewpoint of further improving the productivity of the branched conjugated diene-based polymer and the processability when blending a filler or the like to make a rubber composition. Therefore, if necessary, a rubber softener can be added.
Examples of rubber softeners include, but are not limited to, extender oils, liquid rubbers, resins, and the like.
The method of adding the rubber softener to the branched conjugated diene-based polymer is not limited to the following, but the rubber softener is added to the branched conjugated diene-based polymer solution and mixed to obtain a solution containing the rubber softener. A method of removing the solvent from the polymer solution of (1) is preferred.

好ましい伸展油としては、例えば、アロマ油、ナフテン油、パラフィン油、植物油等が挙げられる。これらの中でも、環境安全上の観点、並びにオイルブリード防止及びウェットグリップ特性の観点から、IP346法による多環芳香族(PCA)成分が3質量%以下であるアロマ代替油が好ましい。アロマ代替油としては、例えば、Kautschuk Gummi Kunststoffe 52(12)799(1999)に示されるTDAE(Treated Distillate Aromatic Extracts)、MES(Mild Extraction Solvate)等の他、RAE(Residual Aromatic Extracts)が挙げられる。
好ましい液状ゴムとしては、以下に限定されないが、例えば、液状ポリブタジエン、液状、スチレン-ブタジンゴム等が挙げられる。
液状ゴムを添加した際の効果としては、分岐化共役ジエン系重合体と充填剤等とを配合した樹脂組成物としたときの加工性を改善することができることに加え、樹脂組成物のガラス転移温度を低温側にシフトできることで、加硫物としたときにおける耐摩耗性、低ヒステリシスロス性、及び低温特性を改良できる傾向にあることが挙げられる。
ゴム用軟化剤としての樹脂としては、以下に限定されないが、例えば、芳香族系石油樹脂、クマロン・インデン樹脂、テルペン系樹脂、ロジン誘導体(桐油樹脂を含む)、トール油、トール油の誘導体、ロジンエステル樹脂、天然及び合成のテルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、芳香族炭化水素樹脂、混合脂肪族-芳香族炭化水素樹脂、クマリン-インデン樹脂、フェノール樹脂、p-tert-ブチルフェノール-アセチレン樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、キシレン-ホルムアルデヒド樹脂、モノオレフィンのオリゴマー、ジオレフィンのオリゴマー、水素化芳香族炭化水素樹脂、環式脂肪族炭化水素樹脂、水素化炭化水素樹脂、炭化水素樹脂、水素化桐油樹脂、水素化油樹脂、水素化油樹脂と単官能又は多官能アルコールとのエステル等が挙げられる。これら樹脂は、1種類で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。水素化する場合、不飽和基を全て水添してもよいし、一部残してもよい。
ゴム用軟化剤としての樹脂を添加した際の効果としては、共役ジエン系重合体と充填剤等とを配合した樹脂組成物としたときの加工性を改善することができることに加え、加硫物としたときにおける破壊強度を改良できる傾向にあること、また樹脂組成物のガラス転移温度を高温側にシフトできることで、ウェットスキッド抵抗性を改良できる傾向にあることが挙げられる。
Preferred extender oils include, for example, aromatic oils, naphthenic oils, paraffin oils, vegetable oils and the like. Among these, from the viewpoints of environmental safety, prevention of oil bleed and wet grip properties, aromatic alternative oils containing 3% by mass or less of polycyclic aromatic (PCA) components according to the IP346 method are preferable. Examples of alternative aromatic oils include TDAE (Treated Distillate Aromatic Extracts) and MES (Mild Extraction Solvate) shown in Kautschuk Gummi Kunststoffe 52 (12) 799 (1999), as well as RAE (Residual Aromatic Extracts). Extracts).
Preferred liquid rubbers include, but are not limited to, liquid polybutadiene, liquid, styrene-butadiene rubber, and the like.
The effect of adding a liquid rubber is that the processability of a resin composition containing a branched conjugated diene polymer and a filler or the like can be improved, and the glass transition of the resin composition can be improved. The ability to shift the temperature to the low temperature side tends to improve the wear resistance, low hysteresis loss, and low-temperature properties of the vulcanizate.
Resins used as rubber softeners include, but are not limited to, aromatic petroleum resins, coumarone-indene resins, terpene-based resins, rosin derivatives (including tung oil resins), tall oil, tall oil derivatives, rosin ester resins, natural and synthetic terpene resins, aliphatic hydrocarbon resins, aromatic hydrocarbon resins, mixed aliphatic-aromatic hydrocarbon resins, coumarin-indene resins, phenolic resins, p-tert-butylphenol-acetylene resins, Phenol-formaldehyde resin, xylene-formaldehyde resin, monoolefin oligomer, diolefin oligomer, hydrogenated aromatic hydrocarbon resin, cycloaliphatic hydrocarbon resin, hydrogenated hydrocarbon resin, hydrocarbon resin, hydrogenated tung oil resin , hydrogenated oil resins, and esters of hydrogenated oil resins and monofunctional or polyfunctional alcohols. These resins may be used alone or in combination of two or more. When hydrogenating, all of the unsaturated groups may be hydrogenated, or some of them may remain.
The effect of adding a resin as a softening agent for rubber is that it is possible to improve the processability of a resin composition containing a conjugated diene polymer and a filler, etc., and to improve the vulcanizate. and that the glass transition temperature of the resin composition can be shifted to a higher temperature side, thereby tending to improve the wet skid resistance.

ゴム用軟化剤としての、伸展油、液状ゴム又は樹脂等の添加量は、特に限定されないが、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体100質量部に対し、好ましくは1質量部以上60質量部以下、より好ましくは5質量部以上50質量部以下、さらに好ましくは10質量部以上37.5質量部以下である。
ゴム用軟化剤を前記範囲内で添加すると、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体と充填剤等とを配合した樹脂組成物としたときの加工性が良好となり、加硫物としたときにおける破壊強度及び耐摩耗性が良好となる傾向にある。
The amount of the extender oil, liquid rubber, resin, or the like added as a softening agent for rubber is not particularly limited, but is preferably 1 part per 100 parts by mass of the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment. The content is from 5 parts by mass to 60 parts by mass, more preferably from 5 parts by mass to 50 parts by mass, and even more preferably from 10 parts by mass to 37.5 parts by mass.
When the rubber softening agent is added within the above range, the processability of the resin composition obtained by blending the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment with a filler and the like is improved, and Fracture strength and wear resistance tend to be good when converted to sulfide.

(脱溶媒工程)
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法において、得られた分岐化共役ジエン系重合体を、重合体溶液から取得する方法としては、公知の方法を用いることができる。その方法として、特に限定されないが、例えば、スチームストリッピング等で溶媒を分離した後、重合体を濾別し、さらにそれを脱水及び乾燥して重合体を取得する方法、フラッシングタンクで濃縮し、さらにベント押出し機等で脱揮する方法、ドラムドライヤー等で直接脱揮する方法が挙げられる。
(Desolvation step)
In the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, a known method can be used as a method for obtaining the obtained branched conjugated diene-based polymer from a polymer solution. The method is not particularly limited, but for example, after the solvent is separated by steam stripping or the like, the polymer is separated by filtration, dehydrated and dried to obtain the polymer, concentrated in a flushing tank, Furthermore, a method of devolatilizing with a vent extruder or the like and a method of directly devolatilizing with a drum dryer or the like can be mentioned.

〔分岐化共役ジエン系重合体〕
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体は、上述した本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体であり、重合体主鎖に、前記窒素原子を含有する分岐化剤に由来する主鎖分岐構造を有する。
[Branched conjugated diene-based polymer]
The branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment is a branched conjugated diene-based polymer obtained by the above-described method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment. It has a main chain branched structure derived from a branching agent containing atoms.

〔ゴム組成物、及びゴム組成物の製造方法〕
本実施形態のゴム組成物は、上述した本実施形態の製造方法により製造された、本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体を10質量%以上含むゴム成分と、当該ゴム成分100質量部に対して、5.0質量部以上150質量部以下の充填剤とを含有する。
本実施形態のゴム組成物の製造方法は、上述した製造方法により分岐化共役ジエン系重合体を得る工程と、当該分岐化共役ジエン系重合体を10質量%以上含むゴム成分を得る工程と、当該ゴム成分100質量部に対して、充填剤を5.0質量部以上150質量部以下含有させる工程を含む。
また、前記ゴム成分中に本実施形態の製造方法により得られた分岐化共役ジエン系重合体を10質量%含むことにより、優れた省燃費性能、加工性、耐摩耗性の向上効果が得られる。
[Rubber composition and method for producing rubber composition]
The rubber composition of the present embodiment comprises a rubber component containing 10% by mass or more of the branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment, which is produced by the above-described production method of the present embodiment, and 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it contains 5.0 parts by mass or more and 150 parts by mass or less of a filler.
The method for producing the rubber composition of the present embodiment includes the steps of obtaining a branched conjugated diene-based polymer by the above-described production method, obtaining a rubber component containing 10% by mass or more of the branched conjugated diene-based polymer, A step of adding 5.0 parts by mass or more and 150 parts by mass or less of a filler to 100 parts by mass of the rubber component is included.
In addition, by including 10% by mass of the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment in the rubber component, excellent fuel saving performance, workability, and abrasion resistance can be improved. .

充填剤は、シリカ系無機充填剤を含むことが好ましい。
ゴム組成物は、充填剤としてシリカ系無機充填剤を分散させることで、加硫物とする際の加工性により優れる傾向にあり、加硫物としたときにおける耐摩耗性、破壊強度、及び低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスにより優れる傾向にある。
ゴム組成物が、タイヤ、防振ゴム等の自動車部品、靴等の加硫ゴム用途に用いられる場合にも、シリカ系無機充填剤を含むことが好ましい。
The filler preferably contains a silica-based inorganic filler.
By dispersing a silica-based inorganic filler as a filler, the rubber composition tends to be more excellent in processability when vulcanized, and wear resistance, breaking strength, and low resistance when vulcanized. It tends to have a better balance between hysteresis loss and wet skid resistance.
Also when the rubber composition is used for vulcanized rubber applications such as automobile parts such as tires and anti-vibration rubber, and shoes and the like, it preferably contains a silica-based inorganic filler.

本実施形態のゴム組成物は、上述した製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体を10質量%以上含むゴム成分を、前記充填剤と混合することにより得られる。
ゴム成分は、上述した分岐化共役ジエン系重合体以外のゴム状重合体(以下、単に「ゴム状重合体」という。)を、含有してもよい。
このようなゴム状重合体としては、以下のものに限定されないが、例えば、共役ジエン系重合体又はその水素添加物、共役ジエン系化合物と芳香族ビニル化合物とのランダム共重合体又はその水素添加物、共役ジエン系化合物と芳香族ビニル化合物とのブロック共重合体又はその水素添加物が挙げられ、その他として非ジエン系重合体、天然ゴムが挙げられる。
The rubber composition of the present embodiment is obtained by mixing the rubber component containing 10% by mass or more of the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method described above with the filler.
The rubber component may contain a rubber-like polymer (hereinafter simply referred to as "rubber-like polymer") other than the branched conjugated diene-based polymer described above.
Examples of such rubber-like polymers include, but are not limited to, conjugated diene-based polymers or hydrogenated products thereof, random copolymers of conjugated diene-based compounds and aromatic vinyl compounds, or hydrogenated polymers thereof. block copolymers of conjugated diene compounds and aromatic vinyl compounds, or hydrogenated products thereof; others include non-diene polymers and natural rubber.

ゴム状重合体としては、以下に限定されないが、例えば、ブタジエンゴム又はその水素添加物、イソプレンゴム又はその水素添加物、スチレン-ブタジエンゴム又はその水素添加物、スチレン-ブタジエンブロック共重合体又はその水素添加物、スチレン-イソプレンブロック共重合体又はその水素添加物等のスチレン系エラストマー、アクリロニトリル-ブタジエンゴム又はその水素添加物が挙げられる。 Examples of rubber-like polymers include, but are not limited to, butadiene rubber or hydrogenated products thereof, isoprene rubber or hydrogenated products thereof, styrene-butadiene rubber or hydrogenated products thereof, styrene-butadiene block copolymers or their hydrogenated products, styrene-based elastomers such as styrene-isoprene block copolymers or hydrogenated products thereof, acrylonitrile-butadiene rubbers or hydrogenated products thereof.

非ジエン系重合体としては、以下に限定されないが、例えば、エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、エチレン-ブテン-ジエンゴム、エチレン-ブテンゴム、エチレン-ヘキセンゴム、エチレン-オクテンゴム等のオレフィン系エラストマー、ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、α,β-不飽和ニトリル-アクリル酸エステル-共役ジエン共重合ゴム、ウレタンゴム、及び多硫化ゴムが挙げられる。 Non-diene polymers include, but are not limited to, olefin elastomers such as ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, ethylene-butene-diene rubber, ethylene-butene rubber, ethylene-hexene rubber, and ethylene-octene rubber; Butyl rubber, brominated butyl rubber, acrylic rubber, fluororubber, silicone rubber, chlorinated polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, α,β-unsaturated nitrile-acrylate-conjugated diene copolymer rubber, urethane rubber, and polysulfide rubber. be done.

天然ゴムとしては、以下のものに限定されないが、例えば、スモークドシートであるRSS3~5号、SMR、エポキシ化天然ゴムが挙げられる。 Examples of natural rubber include, but are not limited to, smoked sheet RSS Nos. 3-5, SMR, and epoxidized natural rubber.

上述した各種ゴム状重合体は、水酸基、アミノ基等の極性を有する官能基を付与した変性ゴムであってもよい。タイヤ用に用いる場合、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、天然ゴム、及びブチルゴムが好ましく用いられる。 The various rubber-like polymers described above may be modified rubbers to which polar functional groups such as hydroxyl groups and amino groups have been added. When used for tires, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, natural rubber, and butyl rubber are preferably used.

ゴム状重合体の重量平均分子量は、本実施形態のゴム組成物の各種性能と加工特性とのバランスの観点から、2000以上2000000以下であることが好ましく、5000以上1500000以下であることがより好ましい。また、低分子量のゴム状重合体、いわゆる液状ゴムを用いることもできる。
これらのゴム状重合体は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The weight-average molecular weight of the rubber-like polymer is preferably 2,000 or more and 2,000,000 or less, more preferably 5,000 or more and 1,500,000 or less, from the viewpoint of the balance between various performances and processability of the rubber composition of the present embodiment. . Low-molecular-weight rubber-like polymers, so-called liquid rubbers, can also be used.
These rubber-like polymers may be used singly or in combination of two or more.

本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体を用いたゴム組成物を、上述のゴム状重合体を含むゴム組成物とする場合において、ゴム状重合体に対する上述の分岐化共役ジエン系重合体の含有比率(質量比)は、(分岐化共役ジエン系重合体/ゴム状重合体)として、10/90以上100/0以下が好ましく、20/80以上90/10以下がより好ましく、50/50以上80/20以下がさらに好ましい。
したがって、ゴム成分は、当該ゴム成分の総量(100質量%)に対して、上述の分岐化共役ジエン系重合体を、好ましくは10質量%以上100質量%以下含み、より好ましくは20質量%以上90質量%以下含み、さらに好ましくは50質量%以上80質量%以下含む。
When the rubber composition using the branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment is used as a rubber composition containing the above-described rubber-like polymer, the above-described branched conjugated diene-based polymer for the rubber-like polymer The content ratio (mass ratio) is preferably 10/90 or more and 100/0 or less, more preferably 20/80 or more and 90/10 or less, as (branched conjugated diene polymer/rubber-like polymer), and 50/50. 80/20 or less is more preferable.
Therefore, the rubber component preferably contains 10% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 20% by mass or more, of the above-described branched conjugated diene polymer relative to the total amount (100% by mass) of the rubber component. It contains 90 mass % or less, more preferably 50 mass % or more and 80 mass % or less.

(分岐化共役ジエン系重合体/ゴム状重合体)の含有比率が上記範囲であると、加硫物としたときにおける耐摩耗性、破壊強度に優れ、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスも良好なものになる傾向にある。 When the content ratio of (branched conjugated diene-based polymer/rubber-like polymer) is within the above range, the vulcanizate has excellent wear resistance and breaking strength, low hysteresis loss and wet skid resistance. balance tends to be good.

本実施形態のゴム組成物に含まれる充填剤としては、以下に限定されないが、例えば、前記シリカ系無機充填剤の他、カーボンブラック、金属酸化物、金属水酸化物が挙げられる。これらの中でも、シリカ系無機充填剤が好ましい。
充填剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
ゴム組成物中の充填剤の含有量は、上述の分岐化共役ジエン系重合体を含むゴム成分100質量部に対して、5.0質量部以上150質量部であり、20質量部以上100質量部以下が好ましく、30質量部以上90質量部以下がより好ましい。
ゴム組成物において、充填剤の含有量は、充填剤の添加効果が発現する観点から、ゴム成分100質量部に対して5.0質量部以上であり、充填剤を十分に分散させ、ゴム組成物の加工性及び機械強度を実用的に十分なものとする観点から、ゴム成分100質量部に対して150質量部以下である。
Examples of fillers contained in the rubber composition of the present embodiment include, but are not limited to, carbon black, metal oxides, and metal hydroxides in addition to the silica-based inorganic fillers. Among these, silica-based inorganic fillers are preferred.
A filler may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The content of the filler in the rubber composition is 5.0 parts by mass or more and 150 parts by mass, and 20 parts by mass or more and 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component containing the branched conjugated diene polymer. Part or less is preferable, and 30 to 90 parts by mass is more preferable.
In the rubber composition, the content of the filler is 5.0 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, from the viewpoint of expressing the effect of adding the filler. From the viewpoint of making the workability and mechanical strength of the product practically sufficient, the amount is 150 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component.

シリカ系無機充填剤としては、特に限定されず、公知のものを用いることができるが、SiO2又はSi3Alを構成単位として含む固体粒子が好ましく、SiO2又はSi3Alを構成単位の主成分として含む固体粒子がより好ましい。ここで、主成分とは、シリカ系無機充填剤中に50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上含有される成分をいう。 The silica-based inorganic filler is not particularly limited, and known ones can be used. Solid particles containing SiO 2 or Si 3 Al as a structural unit are preferable, and Solid particles included as a component are more preferred. Here, the main component means a component contained in the silica-based inorganic filler in an amount of 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more.

シリカ系無機充填剤としては、以下に限定されないが、例えば、シリカ、クレイ、タルク、マイカ、珪藻土、ウォラストナイト、モンモリロナイト、ゼオライト、ガラス繊維等の無機繊維状物質が挙げられる。また、表面を疎水化したシリカ系無機充填剤、シリカ系無機充填剤とシリカ系以外の無機充填剤との混合物も挙げられる。
これらの中でも、強度及び耐摩耗性等の観点から、シリカ及びガラス繊維が好ましく、シリカがより好ましい。
シリカとしては、例えば、乾式シリカ、湿式シリカ、合成ケイ酸塩シリカが挙げられる。これらのシリカの中でも、破壊強度の改良効果及びウェットスキッド抵抗性のバランスに優れる観点から、湿式シリカが好ましい。
Examples of silica-based inorganic fillers include, but are not limited to, inorganic fibrous substances such as silica, clay, talc, mica, diatomaceous earth, wollastonite, montmorillonite, zeolite, and glass fiber. In addition, a silica-based inorganic filler having a hydrophobized surface, and a mixture of a silica-based inorganic filler and a non-silica-based inorganic filler may also be used.
Among these, silica and glass fiber are preferred, and silica is more preferred, from the viewpoint of strength, abrasion resistance, and the like.
Examples of silica include dry silica, wet silica, and synthetic silicate silica. Among these silicas, wet silica is preferable from the viewpoint of excellent balance of breaking strength improving effect and wet skid resistance.

ゴム組成物において実用上良好な耐摩耗性及び破壊強度を得る観点から、シリカ系無機充填剤のBET吸着法で求められる窒素吸着比表面積は、100m2/g以上300m2/g以下であることが好ましく、170m2/g以上250m2/g以下であることがより好ましい。
また必要に応じて、比較的比表面積が小さい(例えば、比表面積が200m2/g未満の)シリカ系無機充填剤と、比較的比表面積の大きい(例えば、200m2/g以上の)シリカ系無機充填剤)と、を組み合わせて用いることができる。
特に比較的比表面積の大きい(例えば、200m2/g以上の)シリカ系無機充填剤を用いる場合に、上述の分岐化共役ジエン系重合体を含むゴム組成物は、シリカの分散性を改善し、特に耐摩耗性の向上に効果があり、良好な破壊強度と低ヒステリシスロス性とを高度にバランスさせることができる傾向にある。
From the viewpoint of obtaining practically good abrasion resistance and breaking strength in the rubber composition, the nitrogen adsorption specific surface area of the silica-based inorganic filler obtained by the BET adsorption method should be 100 m 2 /g or more and 300 m 2 /g or less. and more preferably 170 m 2 /g or more and 250 m 2 /g or less.
In addition, if necessary, a silica-based inorganic filler with a relatively small specific surface area (for example, a specific surface area of less than 200 m 2 /g) and a silica-based filler with a relatively large specific surface area (for example, 200 m 2 /g or more) inorganic filler) can be used in combination.
Especially when using a silica-based inorganic filler having a relatively large specific surface area (for example, 200 m 2 /g or more), the rubber composition containing the branched conjugated diene-based polymer improves silica dispersibility. In particular, it is effective in improving wear resistance, and tends to achieve a high balance between good breaking strength and low hysteresis loss.

ゴム組成物中のシリカ系無機充填剤の含有量は、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体を含むゴム成分100質量部に対して、5.0質量部以上150質量部が好ましく、20質量部以上100質量部以下がより好ましい。ゴム組成物において、シリカ系無機充填剤の含有量は、当該シリカ系無機充填剤の添加効果が発現する観点から、ゴム成分100質量部に対して5.0質量部以上であることが好ましく、シリカ系無機充填剤を十分に分散させ、ゴム組成物の加工性及び機械強度を実用的に十分なものとする観点から、ゴム成分100質量部に対して150質量部以下であることが好ましい。 The content of the silica-based inorganic filler in the rubber composition is 5.0 parts by mass or more and 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component containing the branched conjugated diene polymer obtained by the production method of the present embodiment. parts are preferred, and 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less are more preferred. In the rubber composition, the content of the silica-based inorganic filler is preferably 5.0 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, from the viewpoint of expressing the effect of adding the silica-based inorganic filler. From the viewpoint of sufficiently dispersing the silica-based inorganic filler and making the processability and mechanical strength of the rubber composition practically sufficient, the amount is preferably 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

カーボンブラックとしては、以下に限定されないが、例えば、SRF、FEF、HAF、ISAF、SAF等の各クラスのカーボンブラックが挙げられる。これらの中でも、窒素吸着比表面積が50m2/g以上、かつ、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が80mL/100g以下のカーボンブラックが好ましい。 Examples of carbon black include, but are not limited to, each class of carbon black such as SRF, FEF, HAF, ISAF, and SAF. Among these, carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 50 m 2 /g or more and a dibutyl phthalate (DBP) oil absorption of 80 mL/100 g or less is preferable.

ゴム組成物中のカーボンブラックの含有量は、本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体を含むゴム成分100質量部に対して、0.5質量部以上100質量部以下が好ましく、3.0質量部以上100質量部以下がより好ましく、5.0質量部以上50質量部以下がさらに好ましい。ゴム組成物において、カーボンブラックの含有量は、ドライグリップ性能、導電性等のタイヤ等の用途に求められる性能を発現する観点から、ゴム成分100質量部に対して0.5質量部以上とすることが好ましく、分散性の観点から、ゴム成分100質量部に対して100質量部以下とすることが好ましい。 The content of carbon black in the rubber composition is 0.5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component containing the branched conjugated diene polymer obtained by the production method of the present embodiment. It is preferably 3.0 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, and even more preferably 5.0 parts by mass or more and 50 parts by mass or less. In the rubber composition, the content of carbon black is 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of expressing the performance required for applications such as tires, such as dry grip performance and conductivity. From the viewpoint of dispersibility, it is preferably 100 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component.

金属酸化物とは、化学式MxOy(Mは、金属原子を示し、x及びyは、各々独立して、1~6の整数を示す。)を構成単位の主成分とする固体粒子のことをいう。 A metal oxide is a solid particle whose structural unit is a main component of the chemical formula MxOy (M represents a metal atom, and x and y each independently represent an integer of 1 to 6). .

金属酸化物としては、以下に限定されないが、例えば、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、及び酸化亜鉛が挙げられる。 Examples of metal oxides include, but are not limited to, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, and zinc oxide.

金属水酸化物としては、以下に限定されないが、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化ジルコニウムが挙げられる。 Examples of metal hydroxides include, but are not limited to, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and zirconium hydroxide.

本実施形態のゴム組成物は、シランカップリング剤を含有させてもよい。
シランカップリング剤は、ゴム成分と無機充填剤との相互作用を緊密にする機能を有している。具体的には、ゴム成分及びシリカ系無機充填剤のそれぞれに対する親和性又は結合性の基を有しており、硫黄結合部分とアルコキシシリル基又はシラノール基部分とを一分子中に有する化合物が好ましい。
このような化合物としては、特に限定されないが、例えば、ビス-[3-(トリエトキシシリル)-プロピル]-テトラスルフィド、ビス-[3-(トリエトキシシリル)-プロピル]-ジスルフィド、ビス-[2-(トリエトキシシリル)-エチル]-テトラスルフィドが挙げられる。
The rubber composition of this embodiment may contain a silane coupling agent.
The silane coupling agent has the function of making the interaction between the rubber component and the inorganic filler closer. Specifically, it is preferable to use a compound that has an affinity or binding group for each of the rubber component and the silica-based inorganic filler, and has a sulfur-bonding portion and an alkoxysilyl group or silanol group portion in one molecule. .
Examples of such compounds include, but are not limited to, bis-[3-(triethoxysilyl)-propyl]-tetrasulfide, bis-[3-(triethoxysilyl)-propyl]-disulfide, bis-[ 2-(Triethoxysilyl)-ethyl]-tetrasulfide.

ゴム組成物において、シランカップリング剤の含有量は、上述した無機充填剤100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下が好ましく、0.5質量部以上20質量部以下がより好ましく、1.0質量部以上15質量部以下がさらに好ましい。シランカップリング剤の含有量が上記範囲であると、シランカップリング剤による上記添加効果を一層顕著なものにできる傾向にある。 In the rubber composition, the content of the silane coupling agent is preferably 0.1 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler described above. More preferably 1.0 parts by mass or more and 15 parts by mass or less. When the content of the silane coupling agent is within the above range, the effect of adding the silane coupling agent tends to be more pronounced.

本実施形態のゴム組成物は、その加工性の改良を図る観点から、ゴム用軟化剤を含んでもよい。
ゴム用軟化剤の添加量は、上述の本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体を含むゴム成分100質量部に対して、予め上述の分岐化共役ジエン系重合体や他のゴム状重合体に含有してある、ゴム用軟化剤を含んだ量と、ゴム組成物を製造する際に添加するゴム用軟化剤の総量で表される。
ゴム用軟化剤としては、鉱物油、又は、液状若しくは低分子量の合成軟化剤が好適である。
ゴムの軟化、増容、及び加工性の向上を図るために使用されているプロセスオイル又はエクステンダーオイルと呼ばれる鉱物油系ゴム用軟化剤は、芳香族環、ナフテン環、及びパラフィン鎖の混合物であり、パラフィン鎖の炭素数が全炭素中50%以上を占めるものがパラフィン系と呼ばれ、ナフテン環炭素数が全炭素中30%以上45%以下を占めるものがナフテン系と呼ばれ、芳香族炭素数が全炭素中30%を超えて占めるものが芳香族系と呼ばれている。
本実施形態の分岐化共役ジエン系重合体が、重合単量体として共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とを含むものである場合、用いるゴム用軟化剤としては、適度な芳香族含量を有するものが、分岐化共役ジエン系共重合体との馴染みがよい傾向にあるため好ましい。
ゴム組成物において、ゴム用軟化剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0質量部以上100質量部以下が好ましく、10質量部以上90質量部以下がより好ましく、30質量部以上90質量部以下がさらに好ましい。ゴム用軟化剤の含有量がゴム成分100質量部に対して100質量部以下であることで、ブリードアウトを抑制し、ゴム組成物表面のベタツキを抑制する傾向にある。
The rubber composition of the present embodiment may contain a rubber softening agent from the viewpoint of improving its processability.
The amount of the rubber softening agent to be added is such that the above-described branched conjugated diene-based polymer or other It is represented by the total amount of the softener for rubber contained in the rubber-like polymer and the softener for rubber added during the production of the rubber composition.
Suitable rubber softeners are mineral oils or liquid or low molecular weight synthetic softeners.
Mineral oil-based rubber softeners called process oils or extender oils used to soften, expand, and improve the processability of rubber are mixtures of aromatic rings, naphthenic rings, and paraffin chains. , The number of carbon atoms in the paraffin chain accounts for 50% or more of the total carbon is called paraffinic. Those whose number accounts for more than 30% of the total carbon are called aromatic systems.
When the branched conjugated diene-based polymer of the present embodiment contains a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound as polymerization monomers, the rubber softener to be used has an appropriate aromatic content, It is preferable because it tends to be compatible with branched conjugated diene copolymers.
In the rubber composition, the content of the softener for rubber is preferably 0 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, and 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. 90 parts by mass or less is more preferable. When the content of the softening agent for rubber is 100 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component, bleeding out is suppressed and stickiness on the surface of the rubber composition tends to be suppressed.

本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体とその他のゴム状重合体、シリカ系無機充填剤、カーボンブラックやその他の充填剤、シランカップリング剤、ゴム用軟化剤等の各種添加剤を混合する方法については、以下に限定されないが、例えば、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸スクリュー押出機、2軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機等の一般的な混和機を用いた溶融混練方法、各成分を溶解混合後、溶剤を加熱除去する方法が挙げられる。
これらのうち、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機による溶融混練法が生産性、良混練性の観点から好ましい。また、ゴム成分とその他の充填剤、シランカップリング剤、及び添加剤とを一度に混練する方法、複数の回数に分けて混合する方法のいずれも適用可能である。
Branched conjugated diene polymers and other rubber-like polymers obtained by the production method of the present embodiment, silica-based inorganic fillers, carbon black and other fillers, silane coupling agents, rubber softeners, etc. The method of mixing the additives is not limited to the following, but for example, a general kneader such as an open roll, a Banbury mixer, a kneader, a single screw extruder, a twin screw extruder, a multi-screw extruder, etc. The melt-kneading method used and the method of removing the solvent by heating after dissolving and mixing the components can be mentioned.
Among these, melt-kneading methods using rolls, Banbury mixers, kneaders, and extruders are preferred from the viewpoint of productivity and good kneading properties. In addition, both a method of kneading the rubber component, other fillers, silane coupling agent, and additives at once, and a method of mixing them in multiple batches can be applied.

本実施形態のゴム組成物は、加硫剤により加硫処理を施した加硫組成物としてもよい。加硫剤としては、以下に限定されないが、例えば、有機過酸化物及びアゾ化合物等のラジカル発生剤、オキシム化合物、ニトロソ化合物、ポリアミン化合物、硫黄、硫黄化合物が挙げられる。硫黄化合物には、一塩化硫黄、二塩化硫黄、ジスルフィド化合物、高分子多硫化合物等が含まれる。
本実施形態のゴム組成物において、加硫剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下が好ましく、0.1質量部以上15質量部以下がより好ましい。加硫方法としては、従来公知の方法を適用でき、加硫温度は、120℃以上200℃以下が好ましく、より好ましくは140℃以上180℃以下である。
The rubber composition of the present embodiment may be a vulcanized composition that has been vulcanized with a vulcanizing agent. Examples of vulcanizing agents include, but are not limited to, radical generators such as organic peroxides and azo compounds, oxime compounds, nitroso compounds, polyamine compounds, sulfur, and sulfur compounds. Sulfur compounds include sulfur monochloride, sulfur dichloride, disulfide compounds, polymeric polysulfur compounds, and the like.
In the rubber composition of the present embodiment, the content of the vulcanizing agent is preferably 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and 0.1 parts by mass or more and 15 parts by mass or less. more preferred. As the vulcanization method, a conventionally known method can be applied, and the vulcanization temperature is preferably 120° C. or higher and 200° C. or lower, more preferably 140° C. or higher and 180° C. or lower.

加硫に際しては、必要に応じて加硫促進剤を用いてもよい。
加硫促進剤としては、従来公知の材料を用いることができ、以下のものに限定されないが、例えば、スルフェンアミド系、グアニジン系、チウラム系、アルデヒド-アミン系、アルデヒド-アンモニア系、チアゾール系、チオ尿素系、ジチオカルバメート系の加硫促進剤が挙げられる。
また、加硫助剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、亜鉛華、ステアリン酸が挙げられる。
加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下が好ましく、0.1質量部以上15質量部以下がより好ましい。
For vulcanization, a vulcanization accelerator may be used as necessary.
As the vulcanization accelerator, conventionally known materials can be used, and are not limited to the following; , thiourea-based and dithiocarbamate-based vulcanization accelerators.
Examples of vulcanizing aids include, but are not limited to, zinc white and stearic acid.
The content of the vulcanization accelerator is preferably 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

本実施形態のゴム組成物には、本実施形態の目的を損なわない範囲内で、上述した以外のその他の軟化剤及び充填剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、老化防止剤、着色剤、滑剤等の各種添加剤を用いてもよい。
その他の軟化剤としては、公知の軟化剤を用いることができる。
その他の充填剤としては、具体的には、特に限定されないが、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウムが挙げられる。上記の耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、老化防止剤、着色剤、潤滑剤としては、それぞれ公知の材料を用いることができる。
In the rubber composition of the present embodiment, other softening agents and fillers than those mentioned above, heat stabilizers, antistatic agents, weather stabilizers, anti-aging agents, Various additives such as coloring agents and lubricants may be used.
As other softening agents, known softening agents can be used.
Examples of other fillers include, but are not particularly limited to, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum sulfate, and barium sulfate. Known materials can be used as the heat stabilizer, antistatic agent, weather stabilizer, anti-aging agent, colorant, and lubricant.

〔タイヤ、及びタイヤの製造方法〕
本実施形態のタイヤは、上述した本実施形態のゴム組成物を含有する。
本実施形態のタイヤの製造方法は、本実施形態の製造方法により分岐化共役ジエン系重合体を得る工程と、当該分岐化共役ジエン系重合体を含有するゴム組成物を得る工程と、当該ゴム組成物を成形する工程を有する。
上述した本実施形態の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体を含有するゴム組成物は、タイヤ用ゴム組成物として好適に用いられる。
[Tire and tire manufacturing method]
The tire of this embodiment contains the rubber composition of this embodiment described above.
The tire manufacturing method of the present embodiment comprises steps of obtaining a branched conjugated diene-based polymer by the manufacturing method of the present embodiment, obtaining a rubber composition containing the branched conjugated diene-based polymer, It has a step of molding the composition.
The rubber composition containing the branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present embodiment described above is suitably used as a rubber composition for tires.

タイヤ用ゴム組成物としては、以下に限定されないが、例えば、省燃費タイヤ、オールシーズンタイヤ、高性能タイヤ、スタッドレスタイヤ等の各種タイヤ:トレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部等のタイヤ各部位への利用が可能である。特に、タイヤ用ゴム組成物は、加硫物としたときに耐摩耗性能、破壊強度、及び低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスに優れているので、省燃費タイヤ、高性能タイヤのトレッド用として、好適に用いられる。 Examples of rubber compositions for tires include, but are not limited to, various tires such as fuel-saving tires, all-season tires, high-performance tires, and studless tires: tread, carcass, sidewall, bead, etc. is available. In particular, the rubber composition for tires has an excellent balance between wear resistance, breaking strength, low hysteresis loss, and wet skid resistance when vulcanized, so it can be used for fuel-saving tires and high-performance tires. It is preferably used for treads.

以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本実施形態を更に詳しく説明するが、本発明は以下の実施例及び比較例により何ら限定されるものではない。
実施例及び比較例における各種の物性は下記に示す方法により測定した。
以下においては、カップリング剤でカップリングされている共役ジエン系重合体を「カップリング共役ジエン系重合体」と記載する。
また、窒素原子を含有する分岐化剤に由来する分岐構造を有する共役ジエン系重合体を「変性分岐化共役ジエン系重合体」と記載する。
さらに、カップリング共役ジエン系重合体、変性分岐化共役ジエン系重合体、分岐化剤による分岐構造を有さない共役ジエン系重合体、カップリング前の共役ジエン系重合体の総称として「共役ジエン系重合体」と記載する場合がある。
なお、後述する実施例においては、窒素原子を含有する分岐化剤に由来する分岐構造を有する共役ジエン系重合体を「変性分岐化共役ジエン系重合体」と記載するが、かかる表記は、本発明の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法により作製される分岐化共役ジエン系重合体を何ら限定するものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to specific examples and comparative examples, but the present invention is not limited by the following examples and comparative examples.
Various physical properties in Examples and Comparative Examples were measured by the methods described below.
A conjugated diene-based polymer coupled with a coupling agent is hereinafter referred to as a "coupling conjugated diene-based polymer".
A conjugated diene-based polymer having a branched structure derived from a branching agent containing a nitrogen atom is referred to as a "modified branched conjugated diene-based polymer".
Furthermore, coupling conjugated diene-based polymer, modified branched conjugated diene-based polymer, conjugated diene-based polymer that does not have a branched structure due to a branching agent, and conjugated diene-based polymer before coupling are collectively referred to as "conjugated diene It may be described as "system polymer".
In the examples described later, a conjugated diene-based polymer having a branched structure derived from a branching agent containing a nitrogen atom is referred to as a "modified branched conjugated diene-based polymer". The branched conjugated diene-based polymer produced by the method for producing a branched conjugated diene-based polymer of the invention is not limited at all.

実施例及び比較例における各種の物性は下記に示す方法により測定した。 Various physical properties in Examples and Comparative Examples were measured by the methods described below.

(物性1)重合体ムーニー粘度
各種の共役ジエン系重合体を試料として、ムーニー粘度計(上島製作所社製の商品名「VR1132」)を用い、ISO 289に準拠し、L形ローターを用いてムーニー粘度を測定した。
測定温度は、表1及び表2中、カップリング剤添加前の変性分岐化共役ジエン系重合体を試料とする場合には110℃とし、カップリング共役ジエン系重合体を試料とする場合には100℃とした。
また、表3中、分岐化剤を使用せずカップリング剤添加前の共役ジエン系重合体を試料とする場合、窒素原子を含有しない分岐化剤を使用した場合、分岐化剤に変えて所定の化合物を使用した場合であって、それぞれカップリング剤添加前の共役ジエン系重合体を試料とする場合は110℃とした。
まず、試料を1分間試験温度で予熱した後、ローターを2rpmで回転させ、4分後のトルクを測定してムーニー粘度(ML(1+4))とした。
(Physical properties 1) Polymer Mooney viscosity Using various conjugated diene polymers as samples, a Mooney viscometer (manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd., trade name “VR1132”) was used to measure Mooney viscosity using an L-shaped rotor in accordance with ISO 289 Viscosity was measured.
In Tables 1 and 2, the measurement temperature is 110° C. when the sample is the modified branched conjugated diene polymer before the addition of the coupling agent, and 110° C. when the sample is the coupling conjugated diene polymer. It was set to 100°C.
In Table 3, when a conjugated diene-based polymer without a branching agent is used as a sample and a branching agent that does not contain a nitrogen atom is used, the branching agent is replaced with a predetermined In the case of using the compound of , the temperature was set at 110° C. when the conjugated diene-based polymer before addition of the coupling agent was used as the sample.
First, after preheating the sample for 1 minute at the test temperature, the rotor was rotated at 2 rpm, and the torque after 4 minutes was measured to obtain the Mooney viscosity (ML (1+4) ).

(物性2)ムーニー緩和率
カップリング共役ジエン系重合体を試料として、ムーニー粘度計(上島製作所社製の商品名「VR1132」)を用い、ISO 289に準拠し、L形ローターを用いてムーニー粘度を測定した後に、即座にローターの回転を停止させ、停止後1.6秒間~5秒間の0.1秒ごとのトルクをムーニー単位で記録し、トルクと時間(秒)を両対数プロットした際の直線の傾きを求め、その絶対値をムーニー緩和率(MSR)とした。
(Physical property 2) Mooney relaxation rate Using a coupling conjugated diene polymer as a sample, a Mooney viscometer (trade name “VR1132” manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) was used to measure the Mooney viscosity according to ISO 289 using an L-shaped rotor. After measuring, immediately stop the rotation of the rotor, record the torque every 0.1 seconds from 1.6 seconds to 5 seconds after stopping, and plot the torque and time (seconds) double logarithm was obtained, and the absolute value was taken as the Mooney relaxation rate (MSR).

(物性3)分岐度(Bn)
カップリング共役ジエン系重合体の分岐度(Bn)は、粘度検出器付きGPC-光散乱法測定法によって以下とおり測定した。
カップリング共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定装置(Malvern社製の商品名「GPCmax VE-2001」)を使用して、光散乱検出器、RI検出器、粘度検出器(Malvern社製の商品名「TDA305」)の順番に接続されている3つの検出器を用いて測定し、標準ポリスチレンに基づいて、光散乱検出器とRI検出器の測定結果から絶対分子量を、RI検出器と粘度検出器の測定結果から固有粘度を求めた。
直鎖ポリマーは、固有粘度[η]=10-3.8830.771に従うものとして用い、各分子量に対応する固有粘度の比としての収縮因子(g’)を算出した。なお、式中、Mは絶対分子量を表す。
その後、得られた収縮因子(g’)を用いてg’=6Bn/[(Bn+1)(Bn+2)]と定義される分岐度(Bn)を算出した。
溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りテトラヒドロフラン(以下「THF」とも記す。)を使用した。
カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel G4000HXL」、「TSKgel G5000HXL」、及び「TSKgel G6000HXL」を接続して使用した。
測定用の試料20mgを10mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液100μLをGPC測定装置に注入して、オーブン温度40℃、THF流量1mL/分の条件で測定した。
(Physical property 3) degree of branching (Bn)
The degree of branching (Bn) of the coupled conjugated diene polymer was measured by the GPC-light scattering method with a viscosity detector as follows.
Using a coupled conjugated diene polymer as a sample, a gel permeation chromatography (GPC) measurement device (manufactured by Malvern, trade name "GPCmax VE-2001") in which three columns filled with polystyrene gel are connected is used. Then, a light scattering detector, an RI detector, and a viscosity detector (manufactured by Malvern, trade name “TDA305”) are used for measurement using three detectors connected in that order. The absolute molecular weight was obtained from the measurement results of the scattering detector and the RI detector, and the intrinsic viscosity was obtained from the measurement results of the RI detector and the viscosity detector.
A linear polymer was used according to intrinsic viscosity [η]=10 −3.883 M 0.771 and the shrinkage factor (g′) was calculated as the ratio of intrinsic viscosities corresponding to each molecular weight. In the formula, M represents an absolute molecular weight.
After that, the obtained shrinkage factor (g') was used to calculate the degree of branching (Bn) defined as g'=6Bn/[(Bn+1)(Bn+2)].
Tetrahydrofuran (hereinafter also referred to as “THF”) containing 5 mmol/L triethylamine was used as an eluent.
As the columns, Tosoh's trade names "TSKgel G4000HXL", "TSKgel G5000HXL" and "TSKgel G6000HXL" were connected and used.
20 mg of a sample for measurement was dissolved in 10 mL of THF to prepare a measurement solution, and 100 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device and measured under the conditions of an oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 1 mL/min.

(物性4)分子量
<測定条件1> :
変性分岐化共役ジエン系重合体又はカップリング共役ジエン系重合体等の各種共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」)を使用して、RI検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いてクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用して得られる検量線に基づいて、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)と分子量分布(Mw/Mn)とを求めた。
溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHF(テトラヒドロフラン)を使用した。カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続し、その前段にガードカラムとして東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」を接続して使用した。
測定用の試料10mgを10mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液10μLをGPC測定装置に注入して、オーブン温度40℃、THF流量0.35mL/分の条件で測定した。
上記の測定条件1で測定した各種試料の中で、分子量分布(Mw/Mn)の値が1.6未満であった試料は、改めて下記の測定条件2により測定した。測定条件1で測定し、その分子量分布の値が1.6以上であった試料に対しては、測定条件1で測定した。
<測定条件2> :
変性分岐化共役ジエン系重合体又はカップリング共役ジエン系重合体等の各種共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置を使用して、クロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用した検量線に基づいて重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)とを求めた。
溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを使用した。カラムは、ガードカラム:東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperH-H」、カラム:東ソー社製の商品名「TSKgel SuperH5000」、「TSKgel SuperH6000」、「TSKgel SuperH7000」を使用した。
オーブン温度40℃、THF流量0.6mL/分の条件で、RI検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いた。測定用の試料10mgを20mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液20μLをGPC測定装置に注入して測定した。
測定条件1で測定し、その分子量分布の値が1.6未満であった試料に対しては、測定条件2で測定した。
(Physical property 4) Molecular weight <Measurement condition 1>:
Various conjugated diene-based polymers such as modified branched conjugated diene-based polymers or coupling conjugated diene-based polymers are used as samples. Using the product name "HLC-8320GPC"), the chromatogram is measured using an RI detector (manufactured by Tosoh Corporation, product name "HLC8020"), and based on the calibration curve obtained using standard polystyrene, The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) were determined.
THF (tetrahydrofuran) containing 5 mmol/L triethylamine was used as an eluent. As the columns, three columns of Tosoh's product name "TSKgel Super MultiporeHZ-H" were connected, and a Tosoh company's product name "TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H" was connected as a guard column in front of them.
10 mg of a sample for measurement was dissolved in 10 mL of THF to prepare a measurement solution, and 10 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device and measured under the conditions of an oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 0.35 mL/min.
Among the various samples measured under measurement conditions 1 above, samples with a molecular weight distribution (Mw/Mn) value of less than 1.6 were measured again under measurement conditions 2 below. The measurement conditions 1 were used for the samples whose molecular weight distribution value was 1.6 or more.
<Measurement condition 2>:
Various conjugated diene-based polymers such as modified branched conjugated diene-based polymers or coupling conjugated diene-based polymers are used as samples, and using a GPC measurement apparatus in which three columns filled with polystyrene gel are connected, Chromatograms were measured to determine the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) based on a calibration curve using standard polystyrene.
THF containing 5 mmol/L triethylamine was used as the eluent. As the columns, guard columns: trade name "TSKguardcolumn SuperH-H" manufactured by Tosoh Corporation, columns: trade names "TSKgel SuperH5000", "TSKgel SuperH6000" and "TSKgel SuperH7000" manufactured by Tosoh Corporation were used.
An RI detector (trade name “HLC8020” manufactured by Tosoh Corporation) was used under conditions of an oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 0.6 mL/min. 10 mg of a sample for measurement was dissolved in 20 mL of THF to prepare a measurement solution, and 20 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device for measurement.
Measurement conditions 1 were used for measurement, and measurement conditions 2 were used for samples whose molecular weight distribution value was less than 1.6.

(物性5)変性率
カップリング共役ジエン系重合体の変性率をカラム吸着GPC法で以下のとおり測定した。
カップリング共役ジエン系重合体を試料として、シリカ系ゲルを充填剤としたGPCカラムに、変性した塩基性重合体成分が吸着する特性を応用することにより、測定した。
試料及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液を、ポリスチレン系カラムで測定したクロマトグラムと、シリカ系カラムで測定したクロマトグラムと、の差分よりシリカ系カラムへの吸着量を測定し、変性率を求めた。
具体的には、以下に示すとおりである。
また、上記の(物性4)の測定条件1で測定し、その分子量分布の値が1.6以上であった試料に対しては下記の測定条件3で測定し、その測定値を採用した。上記(物性4)の測定条件1で測定し、その分子量分布の値が1.6未満であった試料に対しては下記の測定条件4で測定し、その測定値を採用した。
(Physical property 5) Modification rate The modification rate of the coupling conjugated diene polymer was measured by the column adsorption GPC method as follows.
Using a coupled conjugated diene-based polymer as a sample, measurement was performed by applying the characteristics of adsorption of a modified basic polymer component to a GPC column filled with silica-based gel.
A sample solution containing a sample and a low-molecular-weight internal standard polystyrene was measured with a polystyrene column and a chromatogram measured with a silica column, and the amount of adsorption to the silica column was measured from the difference. asked.
Specifically, it is as shown below.
In addition, the sample was measured under measurement condition 1 of (physical property 4) above, and the sample whose molecular weight distribution value was 1.6 or more was measured under measurement condition 3 below, and the measured value was adopted. Measurement was performed under measurement condition 1 of (physical property 4) above, and the sample whose molecular weight distribution value was less than 1.6 was measured under measurement condition 4 below, and the measured value was adopted.

<試料溶液の調製>:
試料10mg及び標準ポリスチレン5mgを20mLのTHFに溶解させて、試料溶液とした。
<Preparation of sample solution>:
10 mg of sample and 5 mg of standard polystyrene were dissolved in 20 mL of THF to prepare a sample solution.

<測定条件3> :
ポリスチレン系カラムを用いたGPC測定条件:
東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」を使用して、5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを溶離液として用い、試料溶液10μLを装置に注入し、カラムオーブン温度40℃、THF流量0.35mL/分の条件で、RI検出器を用いてクロマトグラムを得た。
カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続し、その前段にガードカラムとして東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」を接続して使用した。
<測定条件4> :
5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを溶離液として用い、試料溶液20μLを装置に注入して測定した。
カラムは、ガードカラム:東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperH-H」、カラム:東ソー社製の商品名「TSKgel SuperH5000」、「TSKgel SuperH6000」、「TSKgel SuperH7000」を使用した。カラムオーブン温度40℃、THF流量0.6mL/分の条件で、RI検出器(東ソー社製 HLC8020)を用いて測定し、クロマトグラムを得た。
<Measurement condition 3>:
GPC measurement conditions using a polystyrene column:
Using Tosoh's product name "HLC-8320GPC", using THF containing 5 mmol / L triethylamine as an eluent, injecting 10 μL of the sample solution into the device, column oven temperature 40 ° C., THF flow rate 0.35 mL / Chromatograms were obtained using an RI detector under conditions of minutes.
As for the columns, three columns manufactured by Tosoh under the trade name of "TSKgel SuperMultiporeHZ-H" were connected, and a guard column manufactured by Tosoh under the trade name of "TSKguardcolumn SuperMP (HZ)-H" was connected to the preceding column.
<Measurement condition 4>:
THF containing 5 mmol/L triethylamine was used as an eluent, and 20 μL of the sample solution was injected into the apparatus for measurement.
As the columns, guard columns: trade name "TSKguardcolumn SuperH-H" manufactured by Tosoh Corporation, columns: trade names "TSKgel SuperH5000", "TSKgel SuperH6000" and "TSKgel SuperH7000" manufactured by Tosoh Corporation were used. Under the conditions of a column oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 0.6 mL/min, measurement was performed using an RI detector (HLC8020 manufactured by Tosoh Corporation) to obtain a chromatogram.

シリカ系カラムを用いたGPC測定条件:
東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」を使用して、THFを溶離液として用い、試料溶液50μLを装置に注入し、カラムオーブン温度40℃、THF流量0.5ml/分の条件で、RI検出器を用いてクロマトグラムを得た。カラムは、商品名「Zorbax PSM-1000S」、「PSM-300S」、「PSM-60S」を接続して使用し、その前段にガードカラムとして商品名「DIOL 4.6×12.5mm 5micron」を接続して使用した。
GPC measurement conditions using a silica-based column:
Using Tosoh's trade name "HLC-8320GPC", using THF as an eluent, injecting 50 μL of the sample solution into the device, column oven temperature 40 ° C., THF flow rate 0.5 ml / min. A chromatogram was obtained using the detector. The columns are used by connecting the product names "Zorbax PSM-1000S", "PSM-300S", and "PSM-60S". connected and used.

変性率の計算方法 :
ポリスチレン系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積をP1、標準ポリスチレンのピーク面積をP2、シリカ系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積をP3、標準ポリスチレンのピーク面積をP4として、下記式より変性率(%)を求めた。
変性率(%)=[1-(P2×P3)/(P1×P4)]×100
(ただし、P1+P2=P3+P4=100)
How to calculate the denaturation rate:
The total peak area of the chromatogram using a polystyrene column is 100, the peak area of the sample is P1, the peak area of standard polystyrene is P2, and the total peak area of the chromatogram using a silica column is 100, and the sample Using the peak area of P3 as P3 and the peak area of standard polystyrene as P4, the modification rate (%) was obtained from the following formula.
Modification rate (%) = [1-(P2 × P3) / (P1 × P4)] × 100
(However, P1+P2=P3+P4=100)

(物性6)結合スチレン量
ゴム用軟化剤を含まないカップリング共役ジエン系重合体を試料として、試料100mgを、クロロホルムで100mLにメスアップし、溶解して測定サンプルとした。
スチレンのフェニル基による紫外線吸収波長(254nm付近)の吸収量により、試料であるカップリング共役ジエン系重合体100質量%に対しての結合スチレン量(質量%)を測定した(測定装置:島津製作所社製の分光光度計「UV-2450」)。
(Physical Property 6) Amount of Bound Styrene A coupling conjugated diene polymer containing no softener for rubber was used as a sample, and 100 mg of the sample was diluted to 100 mL with chloroform and dissolved to obtain a measurement sample.
The amount of bound styrene (% by mass) with respect to 100% by mass of the coupling conjugated diene-based polymer as a sample was measured from the absorption amount of the ultraviolet absorption wavelength (around 254 nm) by the phenyl group of styrene (measuring device: Shimadzu Corporation). Spectrophotometer "UV-2450" manufactured by the company).

(物性7)ブタジエン部分のミクロ構造(1,2-ビニル結合量)
ゴム用軟化剤を含まないカップリング共役ジエン系重合体を試料として、試料50mgを、10mLの二硫化炭素に溶解して測定サンプルとした。
溶液セルを用いて、赤外線スペクトルを600~1000cm-1の範囲で測定して、所定の波数における吸光度によりハンプトンの方法(R.R.Hampton,Analytical Chemistry 21,923(1949)に記載の方法)の計算式に従い、ブタジエン部分のミクロ構造、すなわち、1,2-ビニル結合量(表中、1,2-結合量とも記す。(mol%)を求めた(測定装置:日本分光社製のフーリエ変換赤外分光光度計「FT-IR230」)。
(Physical property 7) Microstructure of butadiene portion (1,2-vinyl bond content)
A coupling conjugated diene-based polymer containing no rubber softener was used as a sample, and 50 mg of the sample was dissolved in 10 mL of carbon disulfide to prepare a measurement sample.
Using a solution cell, the infrared spectrum is measured in the range of 600 to 1000 cm −1 , and the absorbance at a predetermined wave number is measured by Hampton's method (RR Hampton, Analytical Chemistry 21, 923 (1949)). According to the formula, the microstructure of the butadiene portion, that is, the amount of 1,2-vinyl bonds (also referred to as the amount of 1,2-bonds in the table. (mol%) was determined (measuring device: Fourier manufactured by JASCO Corporation Conversion infrared spectrophotometer "FT-IR230").

(物性8)GPC-光散乱法測定による分子量(絶対分子量)
カップリング共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC-光散乱測定装置を使用して、クロマトグラムを測定し、溶液粘度及び光散乱法に基づいて重量平均分子量(Mw-i)を求めた(「絶対分子量」ともいう。)。
溶離液はテトラヒドロフランとトリエチルアミンの混合溶液(THF in TEA:トリエチルアミン5mLをテトラヒドロフラン1Lに混合させ調整した。)を使用した。
カラムは、ガードカラム:東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn HHR-H」と、カラム:東ソー社製の商品名「TSKgel G6000HHR」、「TSKgel G5000HHR」、「TSKgel G4000HHR」とを接続して使用した。
オーブン温度40℃、THF流量1.0mL/分の条件で、GPC-光散乱測定装置(マルバーン社製の商品名「Viscotek TDAmax」)を用いた。
測定用の試料10mgを20mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液200μLをGPC測定装置に注入して測定した。
(Physical property 8) GPC-Molecular weight by light scattering method measurement (absolute molecular weight)
Using a coupled conjugated diene-based polymer as a sample, a GPC-light scattering measurement device in which three columns filled with polystyrene gel are connected to measure a chromatogram, based on the solution viscosity and the light scattering method. The weight-average molecular weight (Mw-i) was determined by the method (also referred to as "absolute molecular weight").
A mixed solution of tetrahydrofuran and triethylamine (THF in TEA: prepared by mixing 5 mL of triethylamine with 1 L of tetrahydrofuran) was used as the eluent.
As the columns, a guard column (trade name: "TSKguardcolumn HHR-H" manufactured by Tosoh Corporation) and columns: trade names (trade names: "TSKgel G6000HHR", "TSKgel G5000HHR", and "TSKgel G4000HHR" manufactured by Tosoh Corporation) were connected and used.
A GPC-light scattering measurement device (trade name “Viscotek TDAmax” manufactured by Malvern) was used under conditions of an oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 1.0 mL/min.
10 mg of a sample for measurement was dissolved in 20 mL of THF to prepare a measurement solution, and 200 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device for measurement.

〔共役ジエン系重合体〕
(実施例1)カップリング共役ジエン系重合体(試料1)
内容積が10Lで、内部の高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が4.0であり、底部に入口、頂部に出口を有し、攪拌機付槽型反応器である攪拌機及び温度制御用のジャケットを有する槽型圧力容器を重合反応器として2基連結した。
予め水分除去した、1,3-ブタジエンを18.6g/分、スチレンを10.0g/分、n-ヘキサンを175.2g/分の条件で混合した。この混合溶液を重合反応器の入口に供給する配管の途中に設けたスタティックミキサーにおいて、残存不純物不活性処理用のn-ブチルリチウムを0.103mmol/分で添加、混合した後、重合反応器の底部に連続的に供給した。更に、極性物質として2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを0.081mmol/分の速度で、重合開始剤としてn-ブチルリチウムを0.143mmol/分の速度で、攪拌機で激しく混合する1基目反応器の底部へ供給し、反応器内温を67℃に保持した。
1基目反応器頂部より重合体溶液を連続的に抜き出し、2基目反応器の底部に連続的に供給し70℃で反応を継続し、さらに2基目の頂部よりスタティックミキサーへ供給した。
重合が十分に安定したところで、1,3-ブタジエンとスチレンとを共重合しながら、2基目の反応器の底部より、分岐化剤として下記に示す化合物(表中「M-1」と略す。)を0.0122mmol/分の速度で添加し、窒素原子を含有する主鎖分岐構造を有する変性分岐化共役ジエン系重合体を得る重合反応及び分岐化反応を行った。
さらに重合反応と分岐化反応が安定したところで、カップリング剤添加前の変性分岐化共役ジエン系重合体溶液を少量抜出し、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように添加した後に溶媒を除去し、110℃のムーニー粘度及び各種の分子量を測定した。物性を表1に示す。
次に、重合反応器の出口より流出した重合体溶液に、カップリング剤として、テトラエトキシシラン(表中、「A」と略す。)を0.0480mmol/分の速度で連続的に添加し、スタティックミキサーを用いて混合し、カップリング反応した。このとき、重合反応器の出口より流出した重合体溶液にカップリング剤が添加されるまでの時間は4.8分、温度は68℃であり、重合工程における温度と、カップリング剤を添加するまでの温度との差は2℃であった。カップリング反応後のカップリング共役ジエン系重合体溶液を少量抜出し、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように添加した後に溶媒を除去し、結合スチレン量(物性6)、及びブタジエン部分のミクロ構造(1,2-ビニル結合量:物性7)を測定した。測定結果を表1に示す。
次に、カップリング反応した重合体溶液に、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように0.055g/分(n-ヘキサン溶液)で連続的に添加し、カップリング反応を終了した。酸化防止剤と同時に、ゴム用軟化剤として重合体100gに対してSRAEオイル(JX日鉱日石エネルギー社製 JOMOプロセスNC140)が25.0gとなるように連続的に添加し、スタティックミキサーで混合した。スチームストリッピングにより溶媒を除去して、一部の主鎖に下記式(M-1)で表される化合物である、窒素原子を含有する分岐化剤(以下「分岐化剤構造(M-1)」とも記す。)由来の5分岐構造を有し、カップリング剤由来の3分岐星形高分子構造を有する、カップリング共役ジエン系重合体(試料1)を得た。
試料1の物性を表1に示す。
なお、前記分岐化剤を添加する前の重合体、分岐化剤を添加した後の重合体、及びカップリング剤添加後の各工程における重合体について、GPC測定による分子量と、粘度計付きGPC測定による分岐度との比較を行うことにより、カップリング共役ジエン系重合体の構造を同定した。以下、同様に各試料の構造を同定した。
[Conjugated diene polymer]
(Example 1) Coupling conjugated diene polymer (Sample 1)
A tank reactor with an internal volume of 10 L, a ratio (L/D) of internal height (L) to diameter (D) of 4.0, an inlet at the bottom and an outlet at the top, and equipped with a stirrer. Two tank-type pressure vessels having a stirrer and a jacket for temperature control were connected as polymerization reactors.
18.6 g/min of 1,3-butadiene, 10.0 g/min of styrene, and 175.2 g/min of n-hexane, all of which had previously been dehydrated, were mixed. In a static mixer provided in the middle of the pipe for supplying this mixed solution to the inlet of the polymerization reactor, n-butyllithium for inactivation treatment of residual impurities was added at 0.103 mmol/min and mixed, and then the mixture was added to the polymerization reactor. Continuously fed to the bottom. Further, 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as a polar substance at a rate of 0.081 mmol/min and n-butyllithium as a polymerization initiator at a rate of 0.143 mmol/min are vigorously mixed with a stirrer 1. It was supplied to the bottom of the primary reactor, and the internal temperature of the reactor was kept at 67°C.
The polymer solution was continuously withdrawn from the top of the first reactor, continuously supplied to the bottom of the second reactor, the reaction was continued at 70°C, and further supplied to the static mixer from the top of the second reactor.
When the polymerization was sufficiently stabilized, while copolymerizing 1,3-butadiene and styrene, the compound shown below as a branching agent (abbreviated as "M-1" in the table) was added from the bottom of the second reactor. ) was added at a rate of 0.0122 mmol/min to carry out a polymerization reaction and a branching reaction to obtain a modified branched conjugated diene-based polymer having a nitrogen atom-containing main chain branched structure.
Further, when the polymerization reaction and the branching reaction are stabilized, a small amount of the modified branched conjugated diene polymer solution before addition of the coupling agent is taken out, and an antioxidant (BHT) is added so as to be 0.2 g per 100 g of the polymer. After that, the solvent was removed and the Mooney viscosity at 110° C. and various molecular weights were measured. Physical properties are shown in Table 1.
Next, tetraethoxysilane (abbreviated as "A" in the table) is continuously added as a coupling agent to the polymer solution discharged from the outlet of the polymerization reactor at a rate of 0.0480 mmol/min, They were mixed using a static mixer and subjected to a coupling reaction. At this time, the time until the coupling agent was added to the polymer solution flowing out from the outlet of the polymerization reactor was 4.8 minutes, and the temperature was 68°C. The difference from the temperature to was 2°C. A small amount of the coupling conjugated diene-based polymer solution after the coupling reaction was extracted, an antioxidant (BHT) was added to 0.2 g per 100 g of the polymer, the solvent was removed, and the amount of bound styrene (physical property 6) , and the microstructure of the butadiene portion (1,2-vinyl bond content: physical property 7). Table 1 shows the measurement results.
Next, an antioxidant (BHT) was continuously added to the coupling-reacted polymer solution at 0.055 g/min (n-hexane solution) so as to be 0.2 g per 100 g of the polymer, and coupling was performed. The reaction was finished. Simultaneously with the antioxidant, 25.0 g of SRAE oil (JOMO Process NC140 manufactured by JX Nippon Oil & Energy Co., Ltd.) was continuously added to 100 g of the polymer as a softener for rubber, and mixed with a static mixer. . The solvent is removed by steam stripping, and a branching agent containing a nitrogen atom (hereinafter referred to as "branching agent structure (M-1 )”.) and a tri-branched star polymer structure derived from the coupling agent (Sample 1) was obtained.
Table 1 shows the physical properties of Sample 1.
Regarding the polymer before adding the branching agent, the polymer after adding the branching agent, and the polymer in each step after adding the coupling agent, the molecular weight by GPC measurement and the GPC measurement with a viscometer The structure of the coupled conjugated diene-based polymer was identified by comparing with the degree of branching by . Hereinafter, the structure of each sample was identified in the same manner.

Figure 2023117650000020
Figure 2023117650000020

式(M-1)中、Meは、メチル基を示す。 In formula (M-1), Me represents a methyl group.

(実施例2~6)カップリング共役ジエン系重合体(試料2~6)
カップリング剤を、テトラエトキシシランから下記「B」~「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を、下記表1に示した量に変更した以外は、実施例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料2~6)を得た。
試料2~6の物性を下記表1に示した。
「B」:1,2-ビス(トリエトキシシリル)エタン
「C」:1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン
「D」:2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン
「E」:トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン
「F」:テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン
(Examples 2 to 6) Coupling conjugated diene polymers (Samples 2 to 6)
Same as Example 1, except that the coupling agent was changed from tetraethoxysilane to compounds "B" to "F" below, and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 1 below. Coupling conjugated diene polymers (Samples 2 to 6) were thus obtained.
The physical properties of Samples 2 to 6 are shown in Table 1 below.
"B": 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane "C": 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane "D": 2-dimethoxy-1-(3-trimethoxy silylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane "E": tris (3-trimethoxysilylpropyl) amine "F": tetrakis (3-trimethoxysilylpropyl) -1,3-propanediamine

(実施例7~8)カップリング共役ジエン系重合体(試料7~8)
分岐化剤を「M-1」から、下記に示す化合物(表中「M-2」と略す。)に変え、カップリング剤を、テトラエトキシシランから上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を、下記表1に示した量に変更した以外は、実施例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料7~8)を得た。
試料7~8の物性を下記表1に示した。
(Examples 7-8) Coupling conjugated diene polymer (Samples 7-8)
The branching agent was changed from "M-1" to the compound shown below (abbreviated as "M-2" in the table), and the coupling agent was changed from tetraethoxysilane to the above "D" and "F" compounds. Coupling conjugated diene polymers (Samples 7 and 8) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 1 below.
The physical properties of Samples 7 and 8 are shown in Table 1 below.

Figure 2023117650000021
Figure 2023117650000021

式(M-2)中、Etは、エチル基を示す。 In formula (M-2), Et represents an ethyl group.

(実施例9~10)カップリング共役ジエン系重合体9~10
分岐化剤を「M-1」から、下記に示す化合物(表中「M-3」と略す。)に変え、分岐化剤の添加量を0.0122mmol/分から0.0203mmol/分に変え、カップリング剤を、テトラエトキシシランから上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を、下記表1に示した量に変更した以外は、実施例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料9~10)を得た。
試料9~10の物性を下記表1に示した。
(Examples 9-10) Coupling conjugated diene polymers 9-10
The branching agent was changed from "M-1" to the compound shown below (abbreviated as "M-3" in the table), and the amount of the branching agent added was changed from 0.0122 mmol/min to 0.0203 mmol/min, Same as Example 1, except that the coupling agent was changed from tetraethoxysilane to the compounds "D" and "F" above, and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 1 below. Coupling conjugated diene polymers (Samples 9 and 10) were thus obtained.
The physical properties of Samples 9-10 are shown in Table 1 below.

Figure 2023117650000022
Figure 2023117650000022

式(M-3)中、Meは、メチル基を示す。 In formula (M-3), Me represents a methyl group.

(実施例11~12)カップリング共役ジエン系重合体11~12
分岐化剤を「M-1」から、下記に示す化合物(表中「M-4」と略す。)に変え、分岐化剤の添加量を0.0122mmol/分から0.0203mmol/分に変え、カップリング剤を、テトラエトキシシランから上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を、下記表1に示した量に変更した以外は、実施例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料11~12)を得た。
試料11~12の物性を下記表1に示した。
(Examples 11-12) Coupling conjugated diene polymers 11-12
The branching agent was changed from "M-1" to the compound shown below (abbreviated as "M-4" in the table), and the addition amount of the branching agent was changed from 0.0122 mmol/min to 0.0203 mmol/min, Same as Example 1, except that the coupling agent was changed from tetraethoxysilane to the compounds "D" and "F" above, and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 1 below. Coupling conjugated diene polymers (Samples 11 and 12) were thus obtained.
The physical properties of Samples 11 and 12 are shown in Table 1 below.

Figure 2023117650000023
Figure 2023117650000023

式(M-4)中、Etは、エチル基を示す。 In formula (M-4), Et represents an ethyl group.

(実施例13~18)
分岐化剤を「M-1」から、下記に示す化合物(表中「M-5」と略す。)に変え、分岐化剤の添加量を0.0122mmol/分から0.0203mmol/分に変え、カップリング剤を、上記「A」~「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を、下記表2に示した量に変更した以外は、実施例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料13~18)を得た。
試料13~18の物性を下記表2に示した。
(Examples 13-18)
The branching agent was changed from "M-1" to the compound shown below (abbreviated as "M-5" in the table), and the addition amount of the branching agent was changed from 0.0122 mmol/min to 0.0203 mmol/min, Coupling was carried out in the same manner as in Example 1, except that the coupling agent was changed to the above compounds "A" to "F" and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 2 below. Conjugated diene polymers (Samples 13 to 18) were obtained.
The physical properties of Samples 13 to 18 are shown in Table 2 below.

Figure 2023117650000024
Figure 2023117650000024

式(M-5)中、Meは、メチル基を示す。 In formula (M-5), Me represents a methyl group.

(実施例19~20)
分岐化剤を「M-1」から、下記に示す化合物(表中「M-6」と略す。)に変え、分岐化剤の添加量を0.0122mmol/分から0.0203mmol/分に変え、カップリング剤を、テトラエトキシシランから上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を、下記表2に示した量に変更した以外は、実施例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料19~20)を得た。
試料19~20の物性を下記表2に示した。
(Examples 19-20)
The branching agent was changed from "M-1" to the compound shown below (abbreviated as "M-6" in the table), and the addition amount of the branching agent was changed from 0.0122 mmol/min to 0.0203 mmol/min, Same as Example 1, except that the coupling agent was changed from tetraethoxysilane to the compounds "D" and "F" above, and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 2 below. Coupling conjugated diene polymers (Samples 19 and 20) were thus obtained.
The physical properties of Samples 19-20 are shown in Table 2 below.

Figure 2023117650000025
Figure 2023117650000025

式(M-6)中、Etは、エチル基を示す。 In formula (M-6), Et represents an ethyl group.

(実施例21~22)
分岐化剤を「M-1」から、下記に示す化合物(表中「M-7」と略す。)に変え、分岐化剤の添加量を0.0122mmol/分から0.0304mmol/分に変え、カップリング剤を、テトラエトキシシランから上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を下記表2に示した量に変更した以外は、実施例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料21~22)を得た。
試料21~22の物性を下記表2に示した。
(Examples 21-22)
The branching agent was changed from "M-1" to the compound shown below (abbreviated as "M-7" in the table), and the addition amount of the branching agent was changed from 0.0122 mmol/min to 0.0304 mmol/min, Example 1 was repeated except that the coupling agent was changed from tetraethoxysilane to the compounds "D" and "F" above, and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 2 below. Coupling conjugated diene polymers (Samples 21 and 22) were obtained.
The physical properties of Samples 21 and 22 are shown in Table 2 below.

Figure 2023117650000026
Figure 2023117650000026

式(M-7)中、Meは、メチル基を示す。 In formula (M-7), Me represents a methyl group.

(実施例23~24)
分岐化剤を「M-1」から、下記に示す化合物(表中「M-8」と略す。)に変え、分岐化剤の添加量を0.0122mmol/分から0.0304mmol/分に変え、カップリング剤を、テトラエトキシシランから上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を下記表2に示した量に変更した以外は、実施例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料23~24)を得た。
試料23~24の物性を下記表2に示した。
(Examples 23-24)
The branching agent was changed from "M-1" to the compound shown below (abbreviated as "M-8" in the table), and the addition amount of the branching agent was changed from 0.0122 mmol/min to 0.0304 mmol/min, Example 1 was repeated except that the coupling agent was changed from tetraethoxysilane to the compounds "D" and "F" above, and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 2 below. Coupling conjugated diene polymers (Samples 23 and 24) were obtained.
The physical properties of Samples 23 and 24 are shown in Table 2 below.

Figure 2023117650000027
Figure 2023117650000027

式(M-8)中、Etは、エチル基を示す。 In formula (M-8), Et represents an ethyl group.

(比較例1)カップリング共役ジエン系重合体(試料25)
内容積が10Lで、内部の高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が4.0であり、底部に入口、頂部に出口を有し、攪拌機付槽型反応器である攪拌機及び温度制御用のジャケットを有する槽型圧力容器を重合反応器として2基連結した。
予め水分除去した、1,3-ブタジエンを18.6g/分、スチレンを10.0g/分、n-ヘキサンを175.2g/分の条件で混合した。この混合溶液を重合反応器の入口に供給する配管の途中に設けたスタティックミキサーにおいて、残存不純物不活性処理用のn-ブチルリチウムを0.103mmol/分で添加、混合した後、重合反応器の底部に連続的に供給した。更に、極性物質として2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを0.081mmol/分の速度で、重合開始剤としてn-ブチルリチウムを0.143mmol/分の速度で、攪拌機で激しく混合する1基目反応器の底部へ供給し、重合反応器内温を67℃に保持した。
1基目反応器頂部より重合体溶液を連続的に抜き出し、2基目反応器の底部に連続的に供給し70℃で反応を継続し、分岐化剤を添加しなかった。
さらに重合反応が安定したところで、カップリング剤添加前の共役ジエン系重合体溶液を少量抜出し、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように添加した後に溶媒を除去し、110℃のムーニー粘度及び各種の分子量を測定した。物性を表3に示す。
次に、重合反応器の出口より流出した重合体溶液に、カップリング剤として、テトラエトキシシラン(表中、「A」と略す。)を0.0480mmol/分の速度で連続的に添加し、スタティックミキサーを用いて混合し、カップリング反応した。このとき、重合反応器の出口より流出した重合体溶液にカップリング剤が添加されるまでの時間は4.8分、温度は68℃であり、重合工程における温度と、カップリング剤を添加するまでの温度との差は2℃であった。カップリング反応後のカップリング共役ジエン系重合体溶液を少量抜出し、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように添加した後に溶媒を除去し、結合スチレン量(物性6)、及びブタジエン部分のミクロ構造(1,2-ビニル結合量:物性7)を測定した。測定結果を表3に示す。
次に、カップリング反応した重合体溶液に、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように0.055g/分(n-ヘキサン溶液)で連続的に添加し、カップリング反応を終了した。酸化防止剤と同時に、ゴム用軟化剤として重合体100gに対してSRAEオイル(JX日鉱日石エネルギー社製 JOMOプロセスNC140)が25.0gとなるように連続的に添加し、スタティックミキサーで混合した。スチームストリッピングにより溶媒を除去して、カップリング剤由来の3分岐星形高分子構造を有する、カップリング共役ジエン系重合体(試料25)を得た。
試料25の物性を表3に示す。
なお、分岐化剤添加前の重合体、分岐化剤添加後の重合体、及びカップリング剤添加後の各工程における重合体について、GPC測定による分子量と、粘度計付きGPC測定による分岐度との比較により、カップリング共役ジエン系重合体の構造を同定した。以下、同様に各試料の構造を同定した。
(Comparative Example 1) Coupling conjugated diene polymer (Sample 25)
A tank reactor with an internal volume of 10 L, a ratio (L/D) of internal height (L) to diameter (D) of 4.0, an inlet at the bottom and an outlet at the top, and equipped with a stirrer. Two tank-type pressure vessels having a stirrer and a jacket for temperature control were connected as polymerization reactors.
18.6 g/min of 1,3-butadiene, 10.0 g/min of styrene, and 175.2 g/min of n-hexane, all of which had previously been dehydrated, were mixed. In a static mixer provided in the middle of the pipe for supplying this mixed solution to the inlet of the polymerization reactor, n-butyllithium for inactivation treatment of residual impurities was added at 0.103 mmol/min and mixed, and then the mixture was added to the polymerization reactor. Continuously fed to the bottom. Further, 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as a polar substance at a rate of 0.081 mmol/min and n-butyllithium as a polymerization initiator at a rate of 0.143 mmol/min are vigorously mixed with a stirrer 1. It was supplied to the bottom of the primary reactor, and the internal temperature of the polymerization reactor was kept at 67°C.
A polymer solution was continuously withdrawn from the top of the first reactor and continuously supplied to the bottom of the second reactor, and the reaction was continued at 70° C. without adding a branching agent.
Further, when the polymerization reaction is stabilized, a small amount of the conjugated diene polymer solution before the addition of the coupling agent is extracted, and an antioxidant (BHT) is added so as to be 0.2 g per 100 g of the polymer, and then the solvent is removed. Mooney viscosity at 110° C. and various molecular weights were measured. Physical properties are shown in Table 3.
Next, tetraethoxysilane (abbreviated as "A" in the table) is continuously added as a coupling agent to the polymer solution discharged from the outlet of the polymerization reactor at a rate of 0.0480 mmol/min, They were mixed using a static mixer and subjected to a coupling reaction. At this time, the time until the coupling agent was added to the polymer solution flowing out from the outlet of the polymerization reactor was 4.8 minutes, and the temperature was 68°C. The difference from the temperature to was 2°C. A small amount of the coupling conjugated diene-based polymer solution after the coupling reaction was extracted, an antioxidant (BHT) was added to 0.2 g per 100 g of the polymer, the solvent was removed, and the amount of bound styrene (physical property 6) , and the microstructure of the butadiene portion (1,2-vinyl bond content: physical property 7). Table 3 shows the measurement results.
Next, an antioxidant (BHT) was continuously added to the coupling-reacted polymer solution at 0.055 g/min (n-hexane solution) so as to be 0.2 g per 100 g of the polymer, and coupling was performed. The reaction was finished. Simultaneously with the antioxidant, 25.0 g of SRAE oil (JOMO Process NC140 manufactured by JX Nippon Oil & Energy Co., Ltd.) was continuously added to 100 g of the polymer as a softener for rubber, and mixed with a static mixer. . The solvent was removed by steam stripping to obtain a coupled conjugated diene-based polymer (Sample 25) having a tri-branched star polymer structure derived from the coupling agent.
Table 3 shows the physical properties of Sample 25.
Regarding the polymer before the addition of the branching agent, the polymer after the addition of the branching agent, and the polymer in each step after the addition of the coupling agent, the molecular weight measured by GPC and the degree of branching measured by GPC with a viscometer. By comparison, the structure of the coupling conjugated diene polymer was identified. Hereinafter, the structure of each sample was identified in the same manner.

(比較例2~3)カップリング共役ジエン系重合体(試料26~27)
カップリング剤を、テトラエトキシシランから下記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を下記表3に示した量に変更した以外は、比較例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料26~27)を得た。
試料26~27の物性を下記表3に示した。
「D」:2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン
「F」:テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン
(Comparative Examples 2-3) Coupling conjugated diene polymers (Samples 26-27)
The same procedure as in Comparative Example 1 was repeated except that the coupling agent was changed from tetraethoxysilane to compounds "D" and "F" below, and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 3 below. Coupling conjugated diene polymers (Samples 26 and 27) were obtained.
The physical properties of Samples 26 and 27 are shown in Table 3 below.
"D": 2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane "F": tetrakis (3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine

(比較例4~6)カップリング共役ジエン系重合体(試料28~30)
窒素原子を含まない分岐化剤として、下記に示す化合物(表中「M-9」と略す。)を0.0152mmol/分で添加し、カップリング剤を、上記「A」、「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を下記表3に示した量に変更した以外は、比較例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料28~30)を得た。
試料28~30の物性を下記表3に示した。
(Comparative Examples 4-6) Coupling conjugated diene polymers (Samples 28-30)
As a branching agent containing no nitrogen atom, the compound shown below (abbreviated as "M-9" in the table) is added at 0.0152 mmol/min, and the coupling agent is added to the above "A", "D", Coupling conjugated diene polymers (Samples 28 to 30) were produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the compound of "F" was used and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 3 below. got
The physical properties of Samples 28-30 are shown in Table 3 below.

Figure 2023117650000028
Figure 2023117650000028

式(M-9)中、Meは、メチル基を示す。 In formula (M-9), Me represents a methyl group.

(比較例7~8)カップリング共役ジエン系重合体(試料31~32)
窒素原子を含まない分岐化剤として、下記に示す化合物(表中「M-10」と略す。)を0.0203mmol/分で添加し、カップリング剤を、上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を下記表3に示した量に変更した以外は、比較例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料31~32)を得た。試料31~32の物性を下記表3に示した。
(Comparative Examples 7-8) Coupling conjugated diene polymers (Samples 31-32)
As a branching agent containing no nitrogen atom, the compound shown below (abbreviated as "M-10" in the table) is added at 0.0203 mmol/min, and the coupling agent is added to the above "D" and "F". Coupling conjugated diene polymers (Samples 31 to 32) were obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amount of each coupling agent added was changed to that shown in Table 3 below. The physical properties of Samples 31 and 32 are shown in Table 3 below.

Figure 2023117650000029
Figure 2023117650000029

式(M-10)中、Meは、メチル基を示す。 In formula (M-10), Me represents a methyl group.

(比較例9~10)カップリング共役ジエン系重合体(試料33~34)
窒素原子を含み分岐化効果のない、下記に示す化合物(表中「M-11」と略す。)を0.0152mmol/分で添加し、カップリング剤を、上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を下記表3に示した量に変更した以外は、比較例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料33~34)を得た。試料33~34の物性を下記表3に示した。
(Comparative Examples 9-10) Coupling conjugated diene polymers (Samples 33-34)
A compound shown below containing a nitrogen atom and having no branching effect (abbreviated as "M-11" in the table) was added at 0.0152 mmol/min, and the coupling agent was added to the above "D" and "F". Coupling conjugated diene-based polymers (Samples 33 and 34) were obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the compound was changed and the amount of each coupling agent added was changed to the amount shown in Table 3 below. The physical properties of Samples 33 and 34 are shown in Table 3 below.

Figure 2023117650000030
Figure 2023117650000030

(比較例11~12)カップリング共役ジエン系重合体(試料35~36)
窒素原子を含み分岐化効果のない、下記に示す化合物(表中「M-12」と略す。)を0.0152mmol/分で添加し、カップリング剤を、上記「D」、「F」の化合物に変え、それぞれのカップリング剤の添加量を下記表3に示した量に変更した以外は、比較例1と同様にしてカップリング共役ジエン系重合体(試料35~36)を得た。試料35~36の物性を下記表3に示した。
(Comparative Examples 11-12) Coupling conjugated diene polymer (Samples 35-36)
A compound shown below containing a nitrogen atom and having no branching effect (abbreviated as "M-12" in the table) was added at 0.0152 mmol/min, and the coupling agent was added to the above "D" and "F". Coupling conjugated diene polymers (Samples 35 and 36) were obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amount of each coupling agent added was changed to that shown in Table 3 below. The physical properties of Samples 35-36 are shown in Table 3 below.

Figure 2023117650000031
Figure 2023117650000031

Figure 2023117650000032
Figure 2023117650000032

Figure 2023117650000033
Figure 2023117650000033

Figure 2023117650000034
Figure 2023117650000034

〔ゴム組成物〕
(実施例25~48)、(比較例13~25)
表1~表3に示す、試料1~36を原料ゴムとして、以下に示す配合に従い、それぞれの原料ゴムを含有するゴム組成物を得た。
[Rubber composition]
(Examples 25-48), (Comparative Examples 13-25)
Using Samples 1 to 36 shown in Tables 1 to 3 as raw material rubbers, rubber compositions containing the respective raw rubbers were obtained according to the formulations shown below.

<ゴム成分>
・カップリング共役ジエン系重合体(試料1~36)
:80質量部(ゴム用軟化剤抜きの質量部)
・ハイシスポリブタジエン(宇部興産社製の商品名「UBEPOL BR150」)
:20質量部
<Rubber component>
・Coupling conjugated diene polymer (Samples 1 to 36)
: 80 parts by mass (parts by mass without rubber softener)
・ Hi-cis polybutadiene (trade name “UBEPOL BR150” manufactured by Ube Industries, Ltd.)
: 20 parts by mass

<配合条件>
各配合剤の添加量は、ゴム用軟化剤を含まないゴム成分100質量部に対する質量部数で示した。
・シリカ1(エボニック デグサ社製の商品名「Ultrasil 7000GR」
窒素吸着比表面積170m2/g):50.0質量部
・シリカ2(ローディア社製の商品名「Zeosil Premium 200MP」
窒素吸着比表面積220m2/g):25.0質量部
・カーボンブラック(東海カーボン社製の商品名「シーストKH(N339)」)
:5.0質量部
・シランカップリング剤(エボニック デグサ社製の商品名「Si75」、
ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド):6.0質量部
・SRAEオイル(JX日鉱日石エネルギー社製の商品名「プロセスNC140」)
:42.0質量部
(予め、試料1~36中に含まれるゴム用軟化剤として添加した量を含む)
・亜鉛華:2.5質量部
・ステアリン酸:1.0質量部
・老化防止剤(N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジ アミン):2.0質量部
・硫黄:2.2質量部
・加硫促進剤1(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフィンアミド)
:1.7質量部
・加硫促進剤2(ジフェニルグアニジン):2.0質量部
・合計:239.4質量部
<Combination conditions>
The amount of each compounding agent added is shown in parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component that does not contain a softening agent for rubber.
・ Silica 1 (trade name “Ultrasil 7000GR” manufactured by Evonik Degussa
Nitrogen adsorption specific surface area: 170 m / g): 50.0 parts by mass Silica 2 (trade name "Zeosil Premium 200MP" manufactured by Rhodia)
Nitrogen adsorption specific surface area: 220 m / g): 25.0 parts by mass ・Carbon black (trade name “Seist KH (N339)” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
: 5.0 parts by mass Silane coupling agent (trade name "Si75" manufactured by Evonik Degussa,
Bis (triethoxysilylpropyl) disulfide): 6.0 parts by mass SRAE oil (trade name “Process NC140” manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation)
: 42.0 parts by mass (including the amount previously added as a rubber softener contained in samples 1 to 36)
Zinc white: 2.5 parts by mass Stearic acid: 1.0 parts by mass Anti-aging agent (N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine): 2.0 parts by mass Parts Sulfur: 2.2 parts by mass Vulcanization accelerator 1 (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfinamide)
: 1.7 parts by mass Vulcanization accelerator 2 (diphenylguanidine): 2.0 parts by mass Total: 239.4 parts by mass

<混練り方法>
上記の材料を下記の方法により混練してゴム組成物を得た。
温度制御装置を備える密閉混練機(内容量0.3L)を使用し、第一段の混練として、充填率65%、ローター回転数30~50rpmの条件で、原料ゴム(試料1~36)、充填剤(シリカ1、シリカ2、カーボンブラック)、シランカップリング剤、SRAEオイル、亜鉛華及びステアリン酸を混練した。このとき、密閉混合機の温度を制御し、排出温度は155~160℃で各ゴム組成物(配合物)を得た。
次に、第二段の混練として、上記で得た配合物を室温まで冷却後、老化防止剤を加え、シリカの分散を向上させるため再度混練した。この場合も、混合機の温度制御により、配合物の排出温度を155~160℃に調整した。
冷却後、第三段の混練として、70℃に設定したオープンロールにて、硫黄、加硫促進剤1、2を加えて混練した。
その後、成型し、160℃で20分間、加硫プレスにて加硫した。
加硫前のゴム組成物、及び加硫後のゴム組成物を評価した。
具体的には、下記の方法により評価した。その結果を表4~表6に示す。
<Kneading method>
The above materials were kneaded by the following method to obtain a rubber composition.
Using a closed kneader (contents 0.3 L) equipped with a temperature control device, raw rubber (Samples 1 to 36), Fillers (silica 1, silica 2, carbon black), silane coupling agent, SRAE oil, zinc oxide and stearic acid were kneaded. At this time, the temperature of the closed mixer was controlled, and each rubber composition (mixture) was obtained at a discharge temperature of 155 to 160°C.
Next, as the second step of kneading, after cooling the mixture obtained above to room temperature, an anti-aging agent was added, and kneading was performed again in order to improve dispersion of silica. Again, the temperature control of the mixer adjusted the discharge temperature of the formulation to 155-160°C.
After cooling, sulfur and vulcanization accelerators 1 and 2 were added and kneaded with an open roll set at 70° C. as the third stage of kneading.
After that, it was molded and vulcanized with a vulcanizing press at 160° C. for 20 minutes.
A rubber composition before vulcanization and a rubber composition after vulcanization were evaluated.
Specifically, it was evaluated by the following method. The results are shown in Tables 4 to 6.

〔特性の評価〕
(評価1)配合物ムーニー粘度
上記で得た第二段の混練後、かつ、第三段の混練前の配合物を試料として、ムーニー粘度計を使用し、ISO 289に準拠して、130℃、1分間の予熱を行った後に、ローターを毎分2回転で4分間回転させた後の粘度を測定した。
比較例13の結果を100として指数化した。指数が小さいほど加工性が良好であることを示す。
[Evaluation of characteristics]
(Evaluation 1) Formulation Mooney Viscosity After the second stage kneading and before the third stage kneading obtained above as a sample, using a Mooney viscometer, 130 ° C. in accordance with ISO 289 , and after preheating for 1 minute, the viscosity was measured after rotating the rotor at 2 revolutions per minute for 4 minutes.
The result of Comparative Example 13 was indexed as 100. A smaller index indicates better workability.

(評価2)引張強度及び引張伸び
JIS K6251の引張試験法に準拠し、引張強度及び引張伸びを測定し、比較例13の結果を100として指数化した。指数が大きいほど引張強度及び引張伸び(破壊強度)が良好であることを示す。
(Evaluation 2) Tensile strength and tensile elongation The tensile strength and tensile elongation were measured according to the tensile test method of JIS K6251, and indexed with the result of Comparative Example 13 as 100. A larger index indicates better tensile strength and tensile elongation (breaking strength).

(評価3)耐摩耗性
アクロン摩耗試験機(安田精機製作所社製)を使用し、JIS K6264-2に準拠して、荷重44.4N、1000回転の摩耗量を測定し、比較例13の結果を100として指数化した。指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。
(Evaluation 3) Abrasion resistance Akron abrasion tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho) was used to measure the amount of abrasion at a load of 44.4 N and 1000 rotations in accordance with JIS K6264-2. was indexed as 100. A larger index indicates better wear resistance.

(評価4)粘弾性パラメータ
レオメトリックス・サイエンティフィック社製の粘弾性試験機「ARES」を使用し、ねじりモードで粘弾性パラメータを測定した。各々の測定値は、比較例13のゴム組成物に対する結果を100として指数化した。
0℃において周波数10Hz、ひずみ1%で測定したtanδをウェットスキッド性の指標とした。指数が大きいほどウェットスキッド性が良好であることを示す。
また、50℃において周波数10Hz、ひずみ3%で測定したtanδを省燃費性の指標とした。指数が小さいほど省燃費性が良好であることを示す。
さらに、50℃において周波数10Hz、ひずみ3%で測定した弾性率(G’)を操縦安定性の指標とした。指数が大きいほど操縦安定性が良好であることを示す。
(Evaluation 4) Viscoelasticity parameter A viscoelasticity tester "ARES" manufactured by Rheometrics Scientific was used to measure the viscoelasticity parameter in torsional mode. Each measured value was indexed with the result for the rubber composition of Comparative Example 13 set to 100.
Tan δ measured at 0° C. with a frequency of 10 Hz and a strain of 1% was used as an index of wet skid resistance. A larger index indicates better wet skid resistance.
Also, tan δ measured at 50° C. with a frequency of 10 Hz and a strain of 3% was used as an index of fuel saving. A smaller index indicates better fuel economy.
Furthermore, the modulus of elasticity (G') measured at 50°C at a frequency of 10 Hz and a strain of 3% was used as an index of steering stability. A larger index indicates better steering stability.

(評価5)シリカ分散性
第二段の混練後、かつ、第三段の混練前の配合物を試料としてロータレスダイ方式レオメーター、Alpha Technologies社製 RPA2000を用いて、温度100℃、周波数0.5Hzの条件で、歪を0.1%から1200%まで変化させて、配合物の弾性率(G')を測定した。歪0.5%のG'の値から、歪1200%のG'の値を差し引いたΔG'をシリカ分散性の指標とし、比較例13のゴム組成物対する結果を100として指数化した。
指数の小さい方がシリカの分散性に優れることを示す。
(Evaluation 5) Silica dispersibility After the second stage of kneading and before the third stage of kneading, the sample was measured using a rotorless die rheometer, RPA2000 manufactured by Alpha Technologies, at a temperature of 100 ° C. and a frequency of 0.5 Hz. The elastic modulus (G') of the compound was measured by changing the strain from 0.1% to 1200% under the conditions of . ΔG′ obtained by subtracting the G′ value at a strain of 1200% from the G′ value at a strain of 0.5% was used as an index of silica dispersibility, and the result for the rubber composition of Comparative Example 13 was indexed as 100.
A smaller index indicates better dispersibility of silica.

Figure 2023117650000035
Figure 2023117650000035

Figure 2023117650000036
Figure 2023117650000036

Figure 2023117650000037
Figure 2023117650000037

表4~表6に示す通り、実施例25~48は、比較例13~25と比較して、加硫物とする際の配合物ムーニー粘度が低く良好な加工性を示し、加硫物としたときにおける耐摩耗性、操縦安定性及び破壊強度に優れ、また、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスに優れることが確認された。 As shown in Tables 4 to 6, Examples 25 to 48, as compared with Comparative Examples 13 to 25, exhibited good processability with low Mooney viscosity of the formulations when vulcanizates were obtained. It was confirmed that the wear resistance, steering stability, and breaking strength are excellent when the tire is crushed, and that the balance between low hysteresis loss and wet skid resistance is excellent.

本発明の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体は、タイヤトレッド、自動車の内装及び外装品、防振ゴム、ベルト、履物、発泡体、各種工業用品用途等の分野において産業上の利用可能性がある。 The branched conjugated diene-based polymer obtained by the production method of the present invention is industrially used in fields such as tire treads, automobile interior and exterior parts, anti-vibration rubber, belts, footwear, foams, and various industrial products. there is a possibility.

Claims (11)

アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を重合開始剤として用い、共役ジエン化合物、又は、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を、重合又は共重合することで、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得る重合工程と、
前記共役ジエン系重合体の活性末端に、窒素原子を含有する分岐化剤を反応させ分岐構造を導入する分岐化工程と、
を、有する、
分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
A conjugated diene-based polymer having an active terminal is obtained by polymerizing or copolymerizing a conjugated diene compound or a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound using an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound as a polymerization initiator. a polymerization step to obtain;
A branching step of reacting a branching agent containing a nitrogen atom with the active terminal of the conjugated diene-based polymer to introduce a branched structure;
have
A method for producing a branched conjugated diene-based polymer.
前記分岐化工程時及び/又はその後で、共役ジエン化合物及び/又は芳香族ビニル化合物を反応系に追加する工程をさらに有する、
請求項1に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
further comprising adding a conjugated diene compound and/or an aromatic vinyl compound to the reaction system during and/or after the branching step;
The method for producing the branched conjugated diene-based polymer according to claim 1.
前記分岐化剤が、下記式(1)又は(2)で表される化合物である、
請求項1又は2に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
Figure 2023117650000038
(式(1)中、R1~R5は、各々独立して、水素又は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基を示し、R6、R7は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基を示す。
m、nは、各々独立して、1~3の整数を示し、(m+n)は、2以上の整数を示す。複数存在する場合のR2~R5は、各々独立している。)
Figure 2023117650000039
(式(2)中、R8~R10、R12は、各々独立して、水素又は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基を示し、R11は、炭素数1~20のアルキレン基を示す。
mは、1~3の整数を示し、複数存在する場合のR9、R10は、各々独立している。)
The branching agent is a compound represented by the following formula (1) or (2),
The method for producing the branched conjugated diene-based polymer according to claim 1 or 2.
Figure 2023117650000038
(In Formula (1), R 1 to R 5 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and R 6 and R 7 each independently represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
m and n each independently represent an integer of 1 to 3, and (m+n) represents an integer of 2 or more. Each of R 2 to R 5 is independent when a plurality of R 2 to R 5 are present. )
Figure 2023117650000039
(In formula (2), R 8 to R 10 and R 12 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; It represents 1 to 20 alkylene groups.
m represents an integer of 1 to 3, and R 9 and R 10 are each independent when a plurality of R 9 and R 10 are present. )
前記分岐化工程で得られた分岐化共役ジエン系重合体の活性末端に、カップリング剤又は重合停止剤を反応させる反応工程を、
さらに有する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
A reaction step of reacting a coupling agent or a polymerization terminator with the active terminal of the branched conjugated diene-based polymer obtained in the branching step,
further have
The method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to any one of claims 1 to 3.
前記カップリング剤が、窒素原子含有基を有している、
請求項4に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
The coupling agent has a nitrogen atom-containing group,
The method for producing the branched conjugated diene-based polymer according to claim 4.
前記重合停止剤が、窒素原子含有基を有している、
請求項4に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
The polymerization terminator has a nitrogen atom-containing group,
The method for producing the branched conjugated diene-based polymer according to claim 4.
前記重合停止剤が、窒素原子含有基を有するアルコキシ化合物である、
請求項4乃至6のいずれか一項に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法。
The polymerization terminator is an alkoxy compound having a nitrogen atom-containing group,
The method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to any one of claims 4 to 6.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の分岐化共役ジエン系重合体の製造方法により得られる分岐化共役ジエン系重合体であって、
重合体主鎖に、前記窒素原子を含有する分岐化剤に由来する主鎖分岐構造を有する、
分岐化共役ジエン系重合体。
A branched conjugated diene-based polymer obtained by the method for producing a branched conjugated diene-based polymer according to any one of claims 1 to 7,
Having a main chain branched structure derived from the branching agent containing the nitrogen atom in the polymer main chain,
Branched conjugated diene polymer.
請求項8に記載の分岐化共役ジエン系重合体を10質量%以上含むゴム成分と、
前記ゴム成分100質量部に対して、充填剤を、5.0質量部以上150質量部以下、含有する、ゴム組成物。
A rubber component containing 10% by mass or more of the branched conjugated diene-based polymer according to claim 8;
A rubber composition containing 5.0 parts by mass or more and 150 parts by mass or less of a filler with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の製造方法により分岐化共役ジエン系重合体を得る工程と、
当該分岐化共役ジエン系重合体を10質量%以上含むゴム成分を得る工程と、
前記ゴム成分100質量部に対して、充填剤を、5.0質量部以上150質量部以下、含有させ、ゴム組成物を得る工程と、
を有する、ゴム組成物の製造方法。
A step of obtaining a branched conjugated diene-based polymer by the production method according to any one of claims 1 to 7;
a step of obtaining a rubber component containing 10% by mass or more of the branched conjugated diene-based polymer;
A step of adding 5.0 parts by mass or more and 150 parts by mass or less of a filler to 100 parts by mass of the rubber component to obtain a rubber composition;
A method for producing a rubber composition.
請求項10に記載のゴム組成物の製造方法によりゴム組成物を得る工程と、
当該ゴム組成物を成形し、タイヤを得る工程と、
を有する、タイヤの製造方法。
A step of obtaining a rubber composition by the method for producing a rubber composition according to claim 10;
A step of molding the rubber composition to obtain a tire;
A method for manufacturing a tire.
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