(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール化合物及びアルキルフェノール化合物から選択される少なくとも1種のフェノール類と、フェノール類１モルに対し１〜１０モルのスチレン類を酸触媒の存在下に反応させて得られる重量平均分子量が２００〜１０００、数平均分子量が１００〜５００、重量平均分子量/数平均分子量の比が１〜３のスチレン化フェノール類又はこれを主成分とするオリゴマーを含有率が１０〜７０重量％となるように、ゴム又は樹脂に配合したことを特徴とする制振材。
【請求項２】
フェノール化合物及びアルキルフェノール化合物から選択される少なくとも1種のフェノール類と、フェノール類１モルに対し１〜１０モルのスチレン類を酸触媒の存在下に反応させて得られる重量平均分子量が２００〜１０００、数平均分子量が１００〜５００、重量平均分子量/数平均分子量の比が１〜３のスチレン化フェノール類又はこれを主成分とするオリゴマーからなる制振性付与剤。
【請求項３】
フェノール化合物及びアルキルフェノール化合物から選択される少なくとも1種のフェノール類と、フェノール類１モルに対し１〜１０モルのスチレン類を酸触媒の存在下に反応させて得られる重量平均分子量が２００〜１０００、数平均分子量が１００〜５００、重量平均分子量/数平均分子量の比が１〜３のスチレン化フェノール類又はこれを主成分とするオリゴマーを、ゴム又は樹脂に配合した組成物であり、該スチレン化フェノール類又はオリゴマーの含有率が２０〜６０重量％であることを特徴とするゴム又は樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品分野（耐熱性材料、断熱材）、自動車分野（塗料、シーリング材、アンダーボディコート材、断熱材）などの添加剤として、並びに建材、電化製品、自動車、橋梁、モーター、発電機、エンジン等の振動や騒音が問題となる分野において必要とされる制振性付与剤に及びそれに適したゴム又は樹脂組成物に関する。詳しくは、芳香族オリゴマー樹脂組成物を利用した室温から１７０℃程度までの領域で効果があり、特に室温から６０℃程度の範囲で優れた効果を示す制振性付与剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭化水素樹脂を使用し、制振性をコントロールする方法は各種提案されている。たとえば、市販の石油樹脂や、市販のクマロン−インデン樹脂を使用するもの（特開昭６３−１１９８０号公報、特開昭６２−１４１０６９号公報）や、市販のポリブテン、テルペン樹脂若しくは変性ロジンを使用したもの（特開平２−４９０６３号公報）が報告されている。また、多環芳香族樹脂を使用した例としては、アルキルベンゼン−メチルナフタレン樹脂を使用したもの（特開平７−９０１３０号公報）がある。なお、ＷＯ０１-１６１９９号公報では、２〜３環の多環芳香族化合物、フェノール類とホルムアルデヒド類とを、酸触媒の存在下に反応させて、これらが縮合した多環芳香族オリゴマーを製造する方法の記載されている他、これが制振付与剤として優れることが記載されている。
【０００３】
ゴム、樹脂、瀝青材料等の基材に配合して制振性を向上させる制振付与剤は、これを配合した制振材のtanδ（損失係数）が使用領域で大きいこと、tanδの温度依存性が小さいことが望まれる。しかし、この性質は相反することが多いことが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、広い温度範囲で優れた制振性能を発揮し、しかも簡易に得られる制振付与剤及びこれを配合した制振材及び組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フェノール化合物及びアルキルフェノール化合物から選択される少なくとも1種のフェノール類と、フェノール類１モルに対し１〜１０モルのスチレン類を酸触媒の存在下に反応させて得られる重量平均分子量が２００〜１０００、数平均分子量が１００〜５００、重量平均分子量/数平均分子量の比が１〜３のスチレン化フェノール類又はこれを主成分とするオリゴマーを含有率が１０〜７０重量％となるように、ゴム又は樹脂に配合したことを特徴とする制振材である。また、本発明は、フェノール類と、フェノール類１モルに対し１〜１０モルのスチレン類を酸触媒の存在下に反応させて得られる重量平均分子量が２００〜１０００、数平均分子量が１００〜５００、重量平均分子量/数平均分子量の比が１〜３のスチレン化フェノール類又はこれを主成分とするオリゴマーからなる制振性付与剤である。更に、本発明は、前記スチレン化フェノール類又はオリゴマーを、ゴム又は樹脂に配合した組成物であり、該スチレン化フェノール類又はオリゴマーの含有率が２０〜６０重量％であることを特徴とするゴム又は樹脂組成物である。
【０００６】
まず、本発明の制振性付与剤として使用されるスチレン化フェノール類又はこれを主成分とするオリゴマーとその製造方法の説明する。スチレン化フェノール類又はこれを主成分とするオリゴマーは、フェノール類とスチレン類を反応原料とし、酸触媒の存在下に反応させて得ることができる。なお、上記反応ではフェノール類とスチレン類の反応生成物が主として生成するが、一部スチレンオリゴマー等も生成する。しかし、スチレン化フェノール類が主成分である限り、本発明の制振性付与剤としての性能については格別な差異はないので、本明細書において、スチレン化フェノール類とこれを主成分とするオリゴマーの両者を含む意味でスチレン化フェノール類ということがある。また、本明細書において、特にことわらない限り、純度又は濃度を表わす％は、重量％を意味する。
【０００７】
フェノール類としては、フェノール化合物又はアルキルフェノール化合物がある。フェノール化合物としては、フェノールの他、レゾルシン、ピロガロール等の多価フェノール、ナフトール等の多環芳香族ヒドロキシ化合物などが挙げられる。アルキルフェノール化合物としては、フェノール化合物にメチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基が１〜５個置換したクレゾール、キシレノール、ｔ−ブチルフェノール等の化合物が挙げられる。反応性、物性などの面からは、フェノール、炭素数４以下の低級アルキル基が１〜２個置換したアルキルフェノール等の１価のフェノール類が望ましい。
【０００８】
スチレン類としては、スチレン、メチルスチレン異性体などの化合物が挙げられるが、好ましくはスチレンである。
前記フェノール類及びスチレン類原料は高純度品であってもよいが、これらを主として含む混合物であってもよい。
【０００９】
酸触媒としては、硫酸、燐酸、塩酸等の無機酸、しゅう酸、トルエンスルホン酸等の有機酸、シリカ−アルミナ、ゼオライト、イオン交換樹脂、酸性白土等の固体酸、トリフルオロ硼酸などが使用できるが、トルエンスルホン酸等の有機酸及びトリフルオロ硼酸が好ましい。酸触媒の使用量は、酸触媒の種類によって異なるが、一般に反応原料の０．５〜２０重量％程度である。
【００１０】
フェノール類とスチレン類の反応は、使用する原料、触媒によって反応条件が異なるが、反応温度が５０〜１５０℃、反応時間が０．５〜５時間程度が一般的である。フェノール類とスチレン類の使用量は、フェノール類１モルに対しスチレン類１〜１０モル、好ましくは１〜５モルである。スチレン類が少ないと未反応のフェノール類が増え、多いと未反応のスチレン類が増える他、スチレン化フェノール類の分子量が高くなりすぎたり、スチレンオリゴマーの副生が増大したりする。また、必要によりトルエン等の反応溶媒を使用することができるが、スチレン類に対し反応しない溶媒又は反応性の劣る溶媒を使用する。トルエン等の芳香族溶媒はスチレンと反応したとしてもフェノール類に比べて反応性が十分に低いので、わずかである。
【００１１】
反応は、反応したフェノールとスチレン類のモル比が１：１〜１：１０、好ましくは１：１〜１：５となるまで行う。通常、スチレン類の９０％以上を反応させると、上記モル比となるように原料仕込み比や反応条件を調整することがよい。条件にもよるが、フェノール類と酸触媒が存在する系内にスチレン類を徐々に添加すると、スチレン類はほぼ定量的、且つ速やかに反応してポリスチレン化フェノール類とモノスチレン化フェノール類からなるスチレン化フェノール類を生成する。反応終了後、酸触媒を除去し、これを蒸留にかけ、反応溶媒などの低沸点物を溜出させ、次いで減圧にして２００℃程度まで昇温して、未反応の原料やその他の溜分を溜出させる。残留物はスチレン化フェノール類又はこれを主成分とするオリゴマーである。原料として不純物を含むものを使用したり、反応性を有する溶媒を使用したり、スチレンオリゴマーが生成したりすると少量のオリゴマー成分が残留物中に含まれる。
【００１２】
このようにして得られるスチレン化フェノール類は、数平均分子量は１００〜５００の範囲であり、重量平均分子量は２００〜１０００の範囲であり、その比は１〜３の範囲であることがよい。また、このスチレン化フェノール類は、常温液状から軟化点が１００℃、好ましくは常温液状〜５０℃の範囲にあることがよい。軟化点が高すぎると良好な制振性を示す温度範囲が常用使用範囲からずれたり、相溶性が低下したりする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の制振性付与剤は、前記スチレン化フェノール類の制振性付与効果を特徴とするものであり、前記スチレン化フェノール類はそのまま使用してもよく、精製したり、分子量分画したりしたのち使用してもよい。本発明の制振性付与剤は、制振材として使用される樹脂、ゴム、瀝青物等に配合されて使用する。この際、制振材中に本発明の制振性付与剤の他に、公知の制振性付与剤や、カーボンブラック、炭酸カルシウム、酸化チタン、クレー、タルク、マイカ、アルミナ等の充填材、プロセスオイル、酸化防止材等の各種添加剤を配合することができる。
有利には、ＳＢＲ、ブチルゴム、天然ゴム、ジエン系ゴム、クロロプレン、これらの水添変成ゴム等のゴムに、本発明の制振性付与剤を１０〜７０％、好ましくは３０〜６０％配合して使用する。また、本発明の制振性付与剤を複数組合せて使用すれば、より広い温度範囲において良好な制振性を与えることができる。また、同様に他の制振性付与剤と組合せて使用すれば、他の制振性付与剤の欠点を改良することができる。
本発明のゴム又は樹脂組成物は、前記スチレン化フェノール類を、ゴム又は樹脂に配合した組成物であり、該オリゴマーの含有率が１０〜７０重量％、好ましくは２０〜６０重量％である組成物である。この組成物は制振材として適することはもちろん、包装材、容器等として使用可能である。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示す。実施例中、％は重量％であり、部は重量部である。
実施例１
スチレン化フェノールの合成は、フェノールを１００部、トルエン１５０部をフラスコに仕込み、これを８０℃に保ち、三フッ化ホウ素を３部添加した。次いで、撹拌しつつ８０℃でスチレン２００部を滴下し２時間反応させた。反応終了後、水を加えて触媒をクエンチした。その後、フラスコにコンデンサーを取付け、常圧で蒸留を開始した。トルエンの留出後、未反応のフェノールを回収し、フラスコに残ったスチレン化フェノールは２９９部であった。スチレンとフェノールは、ほぼ全量がスチレン化フェノール類の生成に使用されたと推定される。
このスチレン化フェノールのポリスチレンを基準としたゲルパーミュエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）の結果、数平均分子量３００、重量平均分子量３３０であった。
【００１５】
このスチレン化フェノールとＳＢＲ（タフプレンＡ、旭化成工業株式会社製）を重量比で１：１の割合で使用し、ＴＨＦを使用して溶液を調製する。次に、この溶液に小さなスプリング（外径５ｍｍ、長さ２９ｍｍ）を含浸後、室温で２４時間乾燥してスプリング間隙に樹脂系材料とゴム系材料が混合された皮膜を形成させて、ＤＳＡ（Dynamic  Spring  Analysis）法による制振特性評価用試料を調製した。
このようにして調製した試料を測定器（(株)オリエンテック：RHEOBIBRON DDV-II-EP）でマイナス１１０℃から１５０℃の範囲の粘弾性を測定し、その結果をtanδ−温度として図１に示す。０℃〜５０℃の範囲内で大きなtanδの吸収が見られる。
【００１６】
実施例２
スチレン化フェノールの合成は、フェノールを３５部、トルエン１５０部をフラスコに仕込み、これを８０℃に保ち、三フッ化ホウ素を３部添加した。次いで、撹拌しつつ８０℃でスチレン２００部を滴下し２時間反応させた。反応終了後、水を加えて触媒をクエンチした。その後、フラスコにコンデンサーを取付け、常圧で蒸留を開始した。トルエンの留出後、未反応のフェノールを回収し、フラスコに残ったスチレン化フェノールは２５０部であった。
このスチレン化フェノールのポリスチレンを基準としたゲルパーミュエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）の結果、数平均分子量４００、重量平均分子量６００であった。
【００１７】
このスチレン化フェノールとＳＢＲ（タフプレンＡ、旭化成工業株式会社製）を重量比で１：１の割合で使用し、ＴＨＦを使用して溶液を調製する。次に、この溶液に小さなスプリング（外径５ｍｍ、長さ２９ｍｍ）を含浸後、室温で２４時間乾燥してスプリング間隙に樹脂系材料とゴム系材料が混合された皮膜を形成させて、ＤＳＡ（Dynamic  Spring  Analysis）法による制振特性評価用試料を調製した。
このようにして調製した試料を測定器（(株)オリエンテック：RHEOBIBRON DDV-II-EP）でマイナス１１０℃から１５０℃の範囲の粘弾性を測定し、その結果をtanδ−温度として図１に示す。０℃〜５０℃の範囲内で大きなtanδの吸収が見られる。
【００１８】
実施例３
2,6-ジメチルフェノールを１００部、トルエン１５０部をフラスコに仕込み、これを８０℃に保ち、三フッ化ホウ素を３部添加した。次いで撹拌しつつ８０℃でスチレン２００部を滴下し２時間反応させた。反応終了後、水を加えて触媒をクエンチした。その後、フラスコにコンデンサーを取付け、常圧で蒸留を開始した。トルエンの留出後、未反応のフェノールを回収し、フラスコに残ったスチレン化2,6-ジメチルフェノールは３２０部であった。
このスチレン化フェノールのポリスチレンを基準としたゲルパーミュエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）の結果、数平均分子量２５０、重量平均分子量３００であった。
【００１９】
このスチレン化2,6-ジメチルフェノールとＳＢＲ（タフプレンＡ、旭化成工業株式会社製）を重量比で１：１の割合で使用し、ＴＨＦを使用して溶液を調製する。次に、この溶液に小さなスプリング（外径５ｍｍ、長さ２９ｍｍ）を含浸後、室温で２４時間乾燥してスプリング間隙に樹脂系材料とゴム系材料が混合された皮膜を形成させて、ＤＳＡ（Dynamic  Spring  Analysis）法による制振特性評価用試料を調製した。
このようにして調製した試料を測定器（(株)オリエンテック：RHEOBIBRON DDV-II-EP）でマイナス１１０℃から１５０℃の範囲の粘弾性を測定し、その結果をtanδ−温度として図１に示す。０℃〜５０℃の範囲内で大きなtanδの吸収が見られる。
【００２０】
比較例１
スチレン化フェノール類を使用せず、ＳＢＲ（タフプレンＡ、旭化成工業株式会社製）のみで実施例１と同様の方法で粘弾性を測定し、その結果をtanδ−温度として図１に示す。０℃〜５０℃の範囲内でtanδの吸収がなく、１００℃付近に吸収が見られる。またtanδの絶対値も実施例に比較し、小さな値となっている。
表１にtanδ-1と-2のピークとその温度をまとめて示す。
【００２１】
【表１】
0003850726.tif 000002
【００２２】
【発明の効果】
本発明のスチレン化フェノール類は制振性付与剤等として有用である。本発明の制振性付与剤は、優れた制振性を与えることができる。また、本発明の樹脂組成物又は制振性付与剤は、比較的容易に得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  tanδ−温度の関係を示すグラフ
【図１】
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