(57)【要約】【解決手段】  乳化重合スチレンブタジエンゴム又は溶液重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練してなるゴム組成物。【効果】  本発明によれば、高い熱伝導性を有しつつ、ゴム本来の強度及び伸び特性が十分維持されたゴムを与えるゴム材料を提供することができる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳化重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練してなることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
溶液重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練してなることを特徴とするゴム組成物。
【請求項３】
上記溶液重合スチレンブタジエンゴムが、スチレンモノマー及びブタジエンモノマーを有機リチウム化合物の存在下で重合させて得られた末端が活性リチウムで修飾された重合体とカップリング剤とを反応させて得られた末端変性スチレンブタジエンコポリマーを含有するスチレンブタジエンゴムであることを特徴とする請求項２記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ、ベルト等の材料として有用な、高い熱伝導性を有し、機械的特性に優れたゴム材料を与えるゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱伝導性が低いゴムに対して熱伝導性を付与するために、カーボンブラック、カーボン繊維、金属粉等の無機材料をフィラーとしてブレンドすることが検討されているが、これらのフィラーの配合は、ゴムに熱伝導性を付与する反面、機械的特性、例えば、強度や伸びの低下を招くため、熱伝導性の付与と機械的特性の維持は相反する課題として問題となっており、熱伝導性と機械的特性とを共に高いレベルで達成したゴム材料の確立が望まれていた。
【０００３】
なお、この発明に関する先行技術文献情報としては以下のものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２８７１５１号公報
【特許文献２】特開平１−２８９８４３号公報
【特許文献３】特開平１−２８９８４４号公報
【特許文献４】特開平９−１１０９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、熱伝導性と機械的特性に優れたゴム材料を与えるゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、
（１）乳化重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練してなるゴム組成物、
（２）溶液重合スチレンブタジエンゴム、特に、末端変性スチレンブタジエンコポリマー、例えば分子鎖末端が二級アミノ基で修飾されたスチレンブタジエンコポリマーを含有するスチレンブタジエンゴムと、気相成長炭素繊維とを混練してなるゴム組成物
が、高い熱伝導性を有しつつ、ゴム本来の強度及び伸び特性が十分維持さたれたゴムを与えるものであることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【０００７】
従って、本発明は、下記のゴム組成物を提供する。
［請求項１］  乳化重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練してなることを特徴とするゴム組成物。
［請求項２］  溶液重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練してなることを特徴とするゴム組成物。
［請求項３］  上記溶液重合スチレンブタジエンゴムが、スチレンモノマー及びブタジエンモノマーを有機リチウム化合物の存在下で重合させて得られた末端が活性リチウムで修飾された重合体とカップリング剤とを反応させて得られた末端変性スチレンブタジエンコポリマーを含有するスチレンブタジエンゴムであることを特徴とする請求項２記載のゴム組成物。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高い熱伝導性を有しつつ、ゴム本来の強度及び伸び特性が十分維持されたゴムを与えるゴム材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明につき、更に詳しく説明する。
まず、本発明のゴム組成物の第１の態様について説明する。この第１の態様のゴム組成物は、乳化重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練してなるものである。
【００１０】
乳化重合スチレンブタジエンゴムは、乳化重合により得られたものであるが、乳化重合の際に界面活性剤が用いられるため、界面活性剤がゴム内に高い分散状態で混合されている。このような乳化重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを配合して混練すると、乳化重合スチレンブタジエンゴム中の界面活性剤の作用により、気相成長炭素繊維がスムーズ、かつ効率的に基材であるスチレンブタジエンゴムに分散することから、気相成長炭素繊維の分散性が高くなり、その結果、従来のものと比べて少量の気相成長炭素繊維の添加によって同程度の熱伝導性が得られることとなり、基材であるスチレンブタジエンゴムに対する気相成長炭素繊維の配合比率を低く抑えることができ、結果として、熱伝導性が同程度の従来のものと比べて強度や伸びの低下が少ないゴム材料を得ることができる。
【００１１】
気相成長炭素繊維としては、市販品を使用し得、例えば、ＶＧＣＦ（昭和電工（株）製）等が挙げられる。また、本発明においては、気相成長炭素繊維の直径が１μｍ以下、好ましくは１ｎｍ〜１μｍ、更に好ましくは０．０１〜０．２μｍのものを用いることが好ましく、アスペクト比（長さ／直径）が１０〜１０，０００、特に１０〜１，０００のものを使用することが好ましい。なお、配合量は、乳化重合スチレンブタジエンゴム１００質量部に対して、０．１〜１００質量部、特に１〜５０質量部であることが好ましい。
【００１２】
次に、本発明のゴム組成物の第２の態様について説明する。この第２の態様のゴム組成物は、溶液重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練してなるものである。
【００１３】
溶液重合スチレンブタジエンゴムは、分子鎖の末端が重合開始剤由来の変性基で修飾されたスチレンブタジエンコポリマー分子又はこの重合開始剤由来の変性基が他の化合物と反応したスチレンブタジエンコポリマー分子（末端変性スチレンブタジエンコポリマー分子）を含有するものであり、このようなスチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを配合して混練することにより、混練の際にスチレンブタジエンゴム中の末端変性スチレンブタジエンコポリマー分子の分子鎖末端の変性基が切断されてスチレンブタジエンコポリマー分子残基と炭素繊維分子とが反応し、ゴム分子と炭素繊維分子とが複合化する。これによって、ゴム分子と炭素繊維分子との一体性が増し、気相成長炭素繊維分子のゴム分子への分散性が高くなり、破壊性の外力に抗するゴム本来の特性がさほど低下していないゴム材料が得られ、結果として、熱伝導性が同程度の従来のものと比べて強度や伸びの低下が少ないゴム材料を得ることができる。
【００１４】
溶液重合スチレンブタジエンゴムとしては、例えば、スチレンモノマー及びブタジエンモノマーを有機リチウム化合物の存在下で重合させて得られた末端が活性リチウムで修飾された重合体とカップリング剤とを反応させて得られた末端変性スチレンブタジエンコポリマーを含有するスチレンブタジエンゴムを挙げることができる。
【００１５】
このようなものは、例えば、特開平９−１１０９４２号公報（特許文献４）に記載された方法により得ることができ、具体的には、溶媒中、スチレンモノマー及びブタジエンモノマーを、有機リチウム化合物、及び必要に応じてランダマイザーの存在下、例えば−８０〜１５０℃の温度で、必要に応じて加圧して重合させることにより、有機リチウム化合物によりスチレン−ブタジエンコポリマーの末端を活性リチウム部位として修飾し、この活性リチウム部位にカップリング剤とを反応させることにより、末端が変性されたスチレンブタジエンコポリマーを含有するスチレンブタジエンゴムとして得ることが可能である。
【００１６】
なお、この場合、上記末端変性スチレンブタジエンコポリマーを含有するスチレンブタジエンゴムを製造するために用いる有機リチウム化合物としては、一般に知られている化合物が全て含まれ、特に制限されないが、例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、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、ｎ−オクチルリチウム等に代表されるアルキルリチウム、フェニルリチウム、トリルリチウム、リチウムナフチリド等に代表されるアリールリチウム、ビニルリチウム、プロペニルリチウム等に代表されるアルケニルリチウム、テトラメチレンジリチウム、ペンタメチレンジリチウム、ヘキサメチレンジリチウム、デカメチレンジリチウム等に代表されるアルキレンジリチウム等を挙げることができる。
【００１７】
一方、カップリング剤としては、四塩化スズ、メチル三塩化スズ、ジブチルジクロロスズ、トリブチルクロロスズ等のハロゲン化スズ化合物、テトラアリルスズ、ジエチルジアリルスズ、テトラ（２−オクテニル）スズ等のアリルスズ化合物、テトラフェニルスズ、テトラベンジルスズ等のスズ化合物、四塩化ケイ素、四臭化ケイ素、メチル三塩化ケイ素、ジメチルジクロロケイ素、トリメチルクロロケイ素等のハロゲン化ケイ素化合物、テトラフェノキシケイ素、テトラエトキシケイ素等のアルコキシケイ素化合物、四塩化ゲルマニウム等のハロゲン化ゲルマニウム等の化合物を挙げることができ、特にハロゲン化スズ化合物が好適である。
【００１８】
この第２の態様において、気相成長炭素繊維としては、上記第１の態様において例示したものと同様のものを用いることができるが、その配合量は、溶液重合スチレンブタジエンゴム１００質量部に対して、０．１〜１００質量部、特に１〜５０質量部であることが好ましい。
【００１９】
本発明のゴム組成物には、更に、常法に従い、得られるゴム系複合材料の使用目的や用途などに応じてカーボンブラック、シリカフレーク等の充填材、軟化剤、硫黄、有機硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤、亜鉛華、ステアリン酸等の加硫促進助剤、老化防止剤、分散剤等の添加剤を、本発明の効果を損なわない程度に常用量の範囲内で添加することが可能である。
【００２０】
基材である乳化重合スチレンブタジエンゴム又は溶液重合スチレンブタジエンゴムと気相成長炭素繊維とを混練する方法は特に制限されないが、均一に分散させる観点からバンバリーミキサーなどの混練機により混練することが好ましい。
【実施例】
【００２１】
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２２】
［合成例１］
末端変性スチレンブタジエンゴムの合成
乾燥し、窒素置換された５リットルのオートクレーブ中に、溶媒としてシクロヘキサン２，１００ｇを入れ、更にブタジエンモノマー３２０ｇ及びスチレンモノマー８０ｇを入れ、１０℃にした後、ｎ−ブチルリチウム（ＢｕＬｉ：１．６規定、２．５ｍｌ）を１５分間かけて加えた後、すみやかにランダマイザーとしてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）２０．２ｇ（リチウム対比モル当量７０）を投入して６０分間重合を行った。この間オートクレーブ内温は８５℃まで上昇した。重合系は重合開始から終了まで、全く沈澱は見られず均一で透明であった。終了時の重合転化率はほぼ１００％であった。
【００２３】
次に、上記重合溶液にカップリング剤として四塩化スズを重合体末端の活性リチウム原子に対し、塩素原子として等モル当量加え、７０℃で３０分間変性を行った。これをイソプロピルアルコール中に投入、攪拌することにより得られた固形物を乾燥し、ゴム状共重合体（溶液重合スチレンブタジエンゴム）を得た。
【００２４】
［実施例１］
乳化重合スチレンブタジエンゴム（ＪＳＲ（株）製  乳化重合ＳＢＲ＃１５００）１００質量部、ＶＧＣＦ−Ｒ（昭和電工（株）製：直径１５０μｍ、アスペクト比１０〜５００）５０質量部、ステアリン酸１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）１質量部、亜鉛華３質量部、加硫促進剤（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾイルスルフェンアミド）１質量部、及び硫黄１．７５質量部を、ラボプラストミル（東洋精機（株）製）にて混練してゴム組成物を得た。
【００２５】
得られたゴム組成物を１５５℃、２０分の条件でプレスキュアしてゴム硬化物を得、このゴム硬化物について、以下の方法により熱伝導率、破断強度、破断伸びを評価した。結果を表１に示す。
【００２６】
熱伝導率：京都電子工業製  迅速熱伝導計による。
破断強度及び破断伸び：ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠。
【００２７】
［実施例２］
乳化重合スチレンブタジエンゴムを上記合成例１で得られた溶液重合スチレンブタジエンゴム（末端変性スチレンブタジエンゴム）に変えた以外は実施例１と同様にしてゴム組成物及びゴム硬化物を得、ゴム硬化物を評価した。結果を表１に示す。
【００２８】
［比較例１，２］
ＶＧＣＦ−Ｒをカーボンブラック（ＨＡＦタイプ）に変えた以外は実施例１，２と各々同様にして、ゴム組成物及びゴム硬化物を得、ゴム硬化物を評価した。結果を表１に示す。
［比較例３］
溶液重合スチレンブタジエンゴム（末端変性スチレンブタジエンゴム）を未変性スチレンブタジエンゴムに変えた以外は実施例２と各々同様にして、ゴム組成物及びゴム硬化物を得、ゴム硬化物を評価した。結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2006328179.tif 000002