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Hintergrund der Erfindung
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Fachgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung und
ein vibrationsfestes Material.
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Verwandter Stand der Technik
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In
Kraftfahrzeugen werden verschiedene Arten von vibrationsfesten Materialien
zur Verringerung von Vibrationen bei Motoren und Begleitgeräuschen
verwendet. Für vibrationsfeste Materialien werden zweifellos vibrationsfeste
Eigenschaften gefordert; da die Temperatur der Verwendungsumgebung
durch die Wärmeerzeugung durch die Motoren hoch wird, wird
Wärmebeständigkeit gefordert; und Haltbarkeit
gegenüber wiederholten externen Kräften über
einen langen Zeitraum wird gefordert.
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Da
in hohem Maße ungesättigte Kautschuke, wie natürlicher
Kautschuk (NR) und Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk (SBR) ausgezeichnete
vibrationsfeste Eigenschaften und Haltbarkeit aufweisen, werden die
in hohem Maße ungesättigten Kautschuke herkömmlich
als Ausgangskautschuke für vibrationsfeste Materialien
verwendet. Die kürzliche Erhöhung der Temperatur
der Verwendungsumgebung erfordert jedoch höhere Wärmebeständigkeit,
und herkömmliche vibrationsfeste Materialien; die in hohem
Maße ungesättigte Kautschuke als Ausgangskautschuke
verwenden, sind nicht in der Lage, diesen Bedarf in ausreichendem
Maße zu erfüllen.
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Andererseits
ist bekannt, dass in geringem Maße ungesättigte
Kautschuke eine bessere Wärmebeständigkeit im
Vergleich mit in hohem Maße ungesättigten Kautschuken
aufweisen obwohl in geringem Maße ungesättigte
Kautschuke, wie Kautschuk aus Ethylen-α-nicht konjugiertes
Dien-Copolymer, eine schlechtere Haltbarkeit im Vergleich mit in
hohem Maße ungesättigten Kautschuken aufweisen.
Um den vorstehend genannten Bedarf an verbesserter Wärmebeständigkeit
zu erfüllen, werden heutzutage Versuche unternommen, in
denen die in geringem Maße ungesättigten Kautschuke
als Ausgangskautschuke von vibrationsfesten Materialien verwendet
werden, und Verfahren zur Verbesserung der Haltbarkeit von vibrationsfesten
Materialien; die in geringem Maße ungesättigte
Kautschuke als Ausgangskautschuke verwenden, werden verschiedentlich untersucht.
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Zum
Beispiel schlägt das
japanische
offengelegte Patent Nr. 3-227343 eine Kautschukzusammensetzung,
in der ein Kautschuk mit hohem Molekulargewicht als ein Kautschuk
aus Ethylen-Propylen-nicht konjugiertes Dien-Copolymer verwendet
wird und Ruß mit hoher Struktur zugegeben wird, und ein
vibrationsfestes Material, das durch Vernetzen der Kautschukzusammensetzung
erhalten wird vor. Ferner schlagen das
japanische offengelegte Patent Nr. 6-200096 und
Nr.
2006-193714 Kautschukzusammensetzungen,
in denen ein Kautschuk aus Ethylen-Propylen-nicht konjugiertes Dien-Copolymer
mit einem natürlichen Kautschuk und Ruß versetzt
wird, und vibrationsfeste Materialien, die durch Vernetzen der Kautschukzusammensetzungen
erhalten werden, vor.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Jedoch
weisen die vorstehend genannten vibrationsfesten Materialien keine
ausreichenden vibrationsfesten Eigenschaften oder Haltbarkeit auf.
In einer solchen Situation sind durch die vorliegende Erfindung zu
lösende Aufgaben, die Bereitstellung einer Kautschukzusammensetzung,
in der ein Kautschuk aus Ethylen-Propylen-nicht konjugiertes Polyen-Copolymer
als Ausgangskautschuk verwendet wird, und das ein vibrationsfestes
Material bereitstellen kann, das ausgezeichnete vibrationsfeste
Eigenschaften und Haltbarkeit aufweist, das durch Vernetzen der
Kautschukzusammensetzung erhalten wird, und die Bereitstellung eines
vibrationfesten Materials, das durch Vernetzen der Kautschukzusammensetzung
erhalten wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Kautschukzusammensetzung bereit,
die die folgenden Bestandteile (A), (B), (C), (D) und (E) enthält:
- (A): Einen Kautschuk aus Ethylen-α-Olefin-nicht konjugiertes
Polyen-Copolymer
- (B): einen Naturkautschuk
- (C): ein organisches Peroxid
- (D): eine aromatische Aminverbindung
- (E): eine anorganische Verbindung auf Aluminiumbasis
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein vibrationsfestes Material
bereit, das durch Vernetzen der vorstehend genannten Kautschukzusammensetzung
erhalten wird.
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Die
vorliegende Erfindung kann eine Kautschukzusammensetzung bereitstellen,
in der ein Kautschuk aus Ethylen-α-Olefin-nicht konjugiertes
Polyen-Copolymer als Ausgangskautschuk verwendet wird und das ein
vibrationsfestes Material bereitstellen kann, das ausgezeichnete
vibrationsfeste Eigenschaften und Haltbarkeit aufweist, das durch
Vernetzen der Katuschukzusammensetzung erhalten wird, und kann ein
vibrationsfestes Material bereitstellen, das durch Vernetzen der
Kautschukzusammensetzung erhalten wird.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Kautschukzusammensetzung bereit,
die die folgenden Bestandteile (A), (B), (C), (D) und (E) enthält.
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Der
Bestandteil (A) ist ein Kautschuk aus Ethylen-α-Olefin-nicht
konjugiertes Polyen-Copolymer. Der „Kautschuk aus Ethylen-α-Olefin-nicht
konjugiertes Dien-Copolymer" bedeutet ein Copolymer von Ethylen, α-Olefin
und nicht konjugiertem Dien. Die α-Olefine werden durch
Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-penten, 1-Octen
und 1-Decen veranschaulicht. Das α-Olefin ist vorzugsweise
ein α-Olefin mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und stärker
bevorzugt Propylen und 1-Buten.
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Die
nicht konjugierten Polyene schließen nicht konjugierte
Diene und nicht konjugierte Triene ein. Die nicht konjugierten Diene
werden durch kettenförmige nicht konjugierte Diene, wie
1,4-Hexadien, 1,6-Octadien, 2-Methyl-1,5-hexadien, 6-Methyl-1,5-heptadien
und 7-Methyl-1,6-octadien; und cyclische nicht konjugierte Diene,
wie Cyclohexadien, Dicyclopentadien, Methyltetraindol, 5-Vinylnorbornen,
5-Ethyliden-2-norbornen und 6-Chlormethyl-5-isopropenyl-2-norbornen
veranschaulicht. Die nicht konjugierten Triene werden durch 2,3-Diisopropyliden-5-norbornen,
2-Ethyliden-3-isopropyliden-5-norbornen, 2-Propenyl-2,2-norbornadien, 1,3,7-Octatrien,
1,4,9-Decatrien, 5-Vinyl-2-norbornen, 5-(2-Propenyl)-2-norbornen,
5-(3-Butenyl)-2-norbornen, 5-(4-Pentenyl)-2-norbornen, 5-(5-Hexenyl)-2-norbornen,
5-(5-Heptenyl)-2-norbornen, 5-(7-Octenyl)-2-norbornen, 5-Methylen-2-norbornen,
6,10-Dimethyl-1,5,9-undecatrien, 5,9-Dimethyl-1,4,8-decatrien, 4-Ethyliden-8-methyl-1,7-nonadien,
13-Ethyl-9-methyl-1,9,12-pentadecatrien, 5,9,13-Trimethyl-1,4,8,12-Tetradecadien,
8,14,16-Trimethyl- 1,7,14-hexadecatrien und 4-Ethyliden-12-methyl-1,11-pentadecadien
ein. Diese nicht konjugierten Polyene können einzeln oder
in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Das nicht
konjugierte Polyen ist vorzugsweise ein nicht konjugiertes Polyen
mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen.
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Das
nicht konjugierte Polyen ist vorzugsweise ein nicht konjugiertes
Dien und stärker bevorzugt 5-Ethyliden-2-norbornen, Dicyclopentadien
oder eine Kombination der beiden.
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Die
Kautschuk aus Ethylen-α-Olefin-nicht konjugiertes Polyen-Copolymer
des Bestandteils (A) werden durch Ethylen-Propylen-5-Ethyliden-2-norbornen-Copolymer-Kautschuke,
Ethylen-Propylen-Dicyclopentadien-Copolymer-Kautschuke und Ethylen-Propylen-5-Ethyliden-2-norbornen-Dicyclopentadien-Copolymer-Kautschuke
veranschaulicht. Diese können einzeln oder in Kombination
von zwei oder mehreren verwendet werden.
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In
Bezug auf den Gehalt an Monomereinheiten auf Ethylenbasis (Ethyleneinheit)
und an Monomereinheiten auf α-Olefinbasis (α-Olefineinheit)
in dem Bestandteil (A) ist vorzugsweise der Gehalt an Ethyleneinheiten
nicht geringer als 40 Gew.-% und der Gehalt an α-Olefineinheiten
nicht mehr als 60 Gew.-% und stärker bevorzugt ist der
Gehalt an Ethyleneinheiten nicht geringer als 45 Gew.-% und der
Gehalt an α-Olefineinheiten nicht mehr als 55 Gew.-%, bezogen
auf 100 Gew.-% des Gesamtgehalts an Ethyleneinheiten und α-Olefineinheiten,
im Hinblick auf die Verbesserung der Haltbarkeit eines vibrationsfesten
Materials. Ferner beträgt im Hinblick auf die Verbesserung
der vibrationsfesten Eigenschaften des vibrationsfesten Materials
vorzugsweise der Gehalt an Ethyleneinheiten nicht mehr als 80 Gew.-%
und der Gehalt an α-Olefineinheiten nicht weniger als 20
Gew.-% und stärker bevorzugt beträgt der Gehalt
an Ethyleneinheiten nicht mehr als 65 Gew.-% und der Gehalt an α-Olefineinheiten
nicht weniger als 35 Gew.-%. Die Ethyleneinheiten und α-Olefineinheiten
können durch Infrarotspektroskopie gemessen werden.
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Der
Gehalt an Monomereinheiten auf Basis des nicht konjugierten Polyens
(nicht konjugierte Polyeneinheit) im Bestandteil (A) ist vorzugsweise
nicht geringer als 5, stärker bevorzugt nicht geringer
als 8, als Messwert der Iodzahl, im Hinblick auf die Verbesserung
der Haltbarkeit eines vibrationsfesten Materials. Ferner ist im
Hinblick auf die Verbesserung der vibrationsfesten Eigenschaften
des vibrationsfesten Materials der Gehalt vorzugsweise nicht mehr
als 36, stärker bevorzugt nicht mehr als 30. Die Iodzahl
kann durch Messen der Menge an Doppel bindungen, die aus dem nicht
konjugierten Polyen stammen, durch Infrarotspektroskopie und Umrechnen
der Menge an Doppelbindungen auf die Iodzahl bestimmt werden.
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Die
Mooney-Viskosität (ML1+4125°C)
des Bestandteils (A) ist vorzugsweise nicht geringer als 50, stärker
bevorzugt nicht geringer als 80, im Hinblick auf die Verbesserung
der vibrationsfesten Eigenschaft eines vibrationsfesten Materials.
Ferner beträgt die Mooney-Viskosität vorzugsweise
nicht mehr als 200, um die Knetverarbeitbarkeit einer Kautschukzusammensetzung
zu verbessern. Die Mooney-Viskosität kann gemäß JIS
K6300-1994 mit der Testtemperatur von 125°C gemessen werden.
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Wenn
der Bestandteil (A) eine Kombination von zwei oder mehreren Copolymerkautschuken
ist, werden der Gehalt der Ethyleneinheiten, der Gehalt der α-Olefineinheiten,
die Mooney-Viskosität und die Iodzahl als gesamte Kombination
beurteilt. Der Bestandteil (A) kann in einer Kombination mit einem
Strecköl verwendet werden. Ein Material, in dem ein Strecköl
zu dem Bestandteil (A) gegeben wird, wird vom Fachmann ein ölgestreckter
Kautschuk genannt.
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Das
Herstellungsverfahren des Bestandteils (A) ist nicht besonders beschränkt,
und der Bestandteil (A) kann mit einem allgemein bekannten Verfahren
hergestellt werden. Die Polymerisationskatalysatoren zur Herstellung
des Bestandteils (A) werden durch Katalysatoren auf Titanbasis,
Katalysatoren auf Vanadiumbasis und Metallocenkatalysatoren veranschaulicht.
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Der
Bestandteil (B) ist ein Naturkautschuk. Die Mooney-Viskosität
(ML1+4100°C) eines Naturkautschuks
ist vorzugsweise nicht geringer als 20, stärker bevorzugt
nicht geringer als 30, im Hinblick auf die Verbesserung der Haltbarkeit
eines vibrationsfesten Materials. Ferner beträgt im Hinblick
auf die Verbesserung der Knetverarbeitbarkeit einer Kautschukzusammensetzung
die Mooney-Viskosität nicht mehr als 180, stärker bevorzugt
nicht mehr als 170. Die Mooney-Viskosität kann gemäß JIS
K6300-1994 mit der Testtemperatur von 100°C gemessen werden.
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Der
Bestandteil (C) ist ein organisches Peroxid, und wird durch Dicumylperoxid,
2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan,
2,5-Dimethyl-2,5-(tert-butylperoxy)hexin-3, Di-tert-butylperoxid,
Di-tert-butylperoxid-3,3,5-Trimethylcyclohexan und tert-Butylhydroperoxid veranschaulicht.
Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder
mehreren verwendet werden. Der Bestandteil (C) ist vorzugsweise
mindestens einer, ausgewählt aus Dicumylperoxid, Di-tert-butylperoxid
und Di-tert-butylperoxid-3,3,5-Trimethylcyclohexan.
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Der
Bestandteil (D) ist eine aromatische Aminverbindung und wird durch
N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin, N-Phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylendiamin,
N-Phenyl-N'-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropyl)-p-phenylendiamin,
ein 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin-Polymer, 6-Ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4-trimethylchinolin,
N-Phenyl-1-naphthylamin, alkyliertes Diphenylamin, octyliertes Diphenylamin,
4,4'-Bis(α,α-dimethylbenzyl)diphenylamin, p-(p-Toluolsulfonylamid)diphenylamin,
N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin und N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin
veranschaulicht. Diese können einzeln oder in Kombination
von zwei oder mehreren verwendet werden. Im Hinblick auf die Verbesserung
der Wärmebeständigkeit ist der Bestandteil (D) vorzugsweise
eine aromatische Aminverbindung mit vier oder mehreren Phenylgruppen
und stärker bevorzugt mindestens eine, ausgewählt
aus 4,4'-Bis(α,α-dimethylbenzyl)diphenylamin,
p-(p-Toluolsulfonylamid)diphenylamin, N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin
und N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin.
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Der
Bestandteil (E) ist eine anorganische Verbindung auf Aluminiumbasis
und wird durch Aluminiumsilicat, Aluminiumhydroxid, Sepiolit, Montmorillonit,
Zeolith, Böhmit, Bentonit, Beidellit, Nontronit, Saponit
und Hektorit veranschaulicht. Diese können einzeln oder
in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Der Bestandteil
(E) ist vorzugsweise mindestens einer, ausgewählt aus Aluminiumsilicat
und Aluminiumhydroxid.
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In
Bezug auf 100 Gew.-Teilen der Summe des Bestandteils (A) und des
Bestandteils (B), beträgt vorzugsweise der Gehalt des Bestandteils
(A) 30 bis 95 Gew.-Teile; der Gehalt des Bestandteils (B) 5 bis
70 Gew.-Teile; der Gehalt des Bestandteils (C) 0,1 bis 15 Gew.-Teile;
der Gehalt des Bestandteils (D) 0,01 bis 15 Gew.-Teile; und der
Gehalt des Bestandteils (E) beträgt 0,5 bis 50 Gew.-Teile.
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Im
Hinblick auf die Verbesserung der Wärmebeständigkeit
eines vibrationsfesten Materials beträgt in Bezug auf 100
Gew.-Teile der Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B)
vorzugsweise der Gehalt des Bestandteils (A) nicht weniger als 30
Gew.-Teile; und der Gehalt des Bestandteils (B) beträgt
nicht mehr als 70 Gew.-Teile, und stärker bevorzugt beträgt
der Gehalt des Bestandteils (A) nicht weniger als 55 Gew.-Teile;
und der Gehalt des Bestandteils (B) beträgt nicht mehr
als 45 Gew.-Teile. Ferner beträgt im Hinblick auf die Verbesserung
der vibrationsfesten Eigenschaften eines vibrationsfesten Materials
vorzugsweise der Gehalt des Bestandteils (A) nicht mehr als 95 Gew.-Teile;
und der Gehalt des Bestandteils (B) nicht weniger als 5 Gew.-Teile,
und stärker bevorzugt beträgt der Gehalt des Bestandteils
(A) nicht mehr als 75 Gew.-Teile; und der Gehalt des Bestandteils
(B) beträgt nicht weniger als 25 Gew.-Teile.
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Der
Gehalt des Bestandteils (C) beträgt im Hinblick auf die
Verbesserung der vibrationsfesten Eigenschaften eines vibrationsfesten
Materials vorzugsweise nicht weniger als 0,1 Gew.-Teil, stärker
bevorzugt nicht weniger als 0,5 Gew.-Teile in Bezug auf 100 Gew.-Teile
der Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B). Ferner
beträgt im Hinblick auf die Verbesserung der Haltbarkeit
eines vibrationsfesten Materials der Gehalt des Bestandteils (C)
vorzugsweise nicht mehr als 15 Gew.-Teile, stärker bevorzugt
nicht mehr als 8 Gew.-Teile.
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Der
Gehalt des Bestandteils (D) beträgt im Hinblick auf die
Verbesserung der Wärmebeständigkeit vorzugsweise
nicht weniger als 0,01 Gew.-Teil, stärker bevorzugt nicht
weniger als 0,05 Gew.-Teile, in Bezug auf 100 Gew.-Teile der Summe
des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B). Ferner beträgt
im Hinblick auf die Verbesserung der vibrationsfesten Eigenschaften
der Gehalt des Bestandteils (D) vorzugsweise nicht mehr als 15 Gew.-Teile,
stärker bevorzugt nicht mehr als 8 Gew.-Teile.
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Der
Gehalt des Bestandteils (E) beträgt im Hinblick auf die
Verbesserung der Haltbarkeit eines vibrationsfesten Materials vorzugsweise
nicht weniger als 0,5 Gew.-Teile, stärker bevorzugt nicht
weniger als 1 Gew.-Teil, in Bezug auf 100 Gew.-Teile der Summe des
Bestandteils (A) und des Bestandteils (B). Ferner beträgt
im Hinblick auf die Verbesserung der vibrationsfesten Eigenschaften
eines vibrationsfesten Materials der Gehalt des Bestandteils (E)
vorzugsweise nicht mehr als 50 Gew.-Teile, stärker bevorzugt
nicht mehr als 30 Gew.-Teile.
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Die
erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung kann
einen Weichmacher, ein Verstärkungsmittel, ein Vulkanisationsmittel,
einen Vulkanisationsbeschleuniger, ein Vulkanisationshilfsmittel,
ein Verarbeitungshilfsmittel, ein Antialterungsmittel, ein Harz,
wie Polyethylen oder Polypropylen, und einen anderen Kautschuk als
den Bestandteil (A) und den Bestandteil (B) enthalten.
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Der
Weichmacher wird durch üblicherweise auf dem Fachgebiet
von Kautschuken verwendeten Weichmachern veranschaulicht, wie Verfahrensöl,
Schmieröl, Paraffin, flüssiges Paraffin, Petroleumasphalt, Vaseline,
Kohleteerpech, Rizinusöl, Flachssaatöl, Faktis,
Bienenwachs, Rizinolsäure, Palmitinsäure, Bariumstearat,
Calciumstearat, Zinklaurat und ataktisches Polypropylen. Der Weichmacher
ist vorzugsweise Verfahrensöl.
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Bei
der Zugabe eines Weichmachers beträgt der Gehalt des Weichmachers üblicherweise
1 bis 150 Gew.-Teile, vorzugsweise 2 bis 100 Gew.-Teile, in Bezug
auf 100 Gew.-Teile der Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils
(B).
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Das
Verstärkungsmittel wird durch Ruße, die im Channel-Verfahren
hergestellt wurden, wie EPC, MPC und CC, Ofenruße, wie
SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, SRF, GPF, APF, FF, CF, SCF und ECF, thermische
Ruße, wie FT und MT, Acetylenruß, trockenes Siliciumdioxid,
nasses Siliciumdioxid; synthetisches Silikat-Siliciumdioxid, kolloidales
Siliciumdioxid, basisches Magnesiumcarbonat, aktiviertes Calciumcarbonat,
schweres Calciumcarbonat, leichtes Calciumcarbonat, Glimmer, Magnesiumsilicat,
hohe Styrolharze, cyclisierten Kautschuk, Cumaron-Indol-Harze, Phenol-Formaldehyd-Harze,
copolymerisierte Vinyltoluolharze, Lignin und Magnesiumhydroxid
veranschaulicht.
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Bei
der Zugabe eines Verstärkungsmittels beträgt der
Gehalt des Verstärkungsmittels üblicherweise 0,05
bis 8 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-Teile, in Bezug auf
100 Gew.-Teile der Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils
(B).
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Das
Vulkanisationsmittel wird durch Schwefel veranschaulicht.
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Bei
der Zugabe eines Vulkanisationsmittels ist der Gehalt des Vulkanisationsmittels üblicherweise nicht
geringer als 0,05 Gew.-Teile, vorzugsweise nicht geringer als 0,1
Gew.-Teile, in Bezug auf 100 Gew.-Teile der Summe des Bestandteils
(A) und des Bestandteils (B) im Hinblick auf die Verbesserung der
vibrationsfesten Eigenschaften eines vibrationsfesten Materials.
Ferner ist im Hinblick auf die Verbesserung der Wärmebeständigkeit
der Gehalt des Vulkanisationsmittels vorzugsweise nicht mehr als
5 Gew.-Teile, stärker bevorzugt nicht mehr als 3 Gew.-Teile.
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Der
Vulkanisationsbeschleuniger wird durch Tetramethylthiuramdisulfid,
Tetraethylthiuramdisulfid, Tetrabutylthiuramdisulfid, Dipentamethylenthiurammonosulfid,
Dipentamethylenthiuramdisulfid, Dipentamethylenthiuramtetrasulfid,
N,N'-Dimethyl-N,N'-diphenylthiuramdisulfid, N,N'-Dioctadecyl-N,N'-diisopropylthiuramdisulfid,
N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid, N-Oxydiethylen-2-benzothiazolsulfenamid,
N,N-Diisopropyl-2-benzothiazolsulfenamid, 2-Mercaptobenzothiazol,
2-(2,4-Dinitrophenyl)mercaptobenzothiazol, 2-(2,6-Diethyl-4-morpholinothio)benzothiazol,
Dibenzothiazyldisulfid, Diphenylguanidin, Triphenylguanidin, Di-ortho-tolylguanidin,
ortho-Tolylbiguanid, Diphenylguanidinphthalat, ein Acetaldehyd-Anilin-Reaktionsprodukt,
ein Butylaldehyd-Anilin-Kondensat, Hexamethylentetramin, Acetaldehydammoniak,
2-Mercaptoimidazolin, 2-Mercaptobenzimidazol, Thiocarbanilid, Diethylthioharnstoff,
Dibutylthioharnstoff, Trimethylthioharnstoff, Di-ortho-tolylthioharnstoff,
Zinkdimethyldithiocarbamat, Zinkdiethylthiocarbamat, Zinkdi-n-butyldithiocarbamat, Zinkethylphenyldithiocarbamat,
Zinkbutylphenyldithiocarbamat, Natriumdimethyldithiocarbamat, Selendimethyldithiocarbamat,
Tellurdiethyldithiocarbamat, Zinkdibutylxanthogenat und Ethylenthioharnstoff
veranschaulicht.
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Bei
Zugabe eines Vulkanisationsbeschleunigers beträgt der Gehalt
des Vulkanisationsbeschleunigers üblicherweise nicht weniger
als 0,05 Gew.-Teile, vorzugsweise nicht weniger als 0,1 Gew.-Teile,
in Bezug auf 100 Gew.-Teile der Summe des Bestandteils (A) und des
Bestandteils (B) im Hinblick auf die Verbesserung der vibrationsfesten
Eigenschaft eines vibrationsfesten Materials. Ferner beträgt
im Hinblick auf die Unterdrückung der Erzeugung von Ausblühen
der Gehalt des Vulkanisationsbeschleunigers vorzugsweise nicht mehr
als 20 Gew.-Teile, stärker bevorzugt nicht mehr als 8 Gew.-Teile.
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Das
Vulkanisationshilfsmittel schließt polyfunktionelle Monomere
und Metalloxide ein. Die polyfunktionellen Monomere werden durch
Triallylisocyanurat, N,N'-m-Phenylenbismaleimid, Methacrylsäure,
Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat,
n-Butylmethacrylat, i-Butylmethacrylat, sec-Butylmethacrylat, t-Butylmethacrylat,
2-Ethylhexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Isodecylmethacrylat,
Laurylmethacrylat, Tridecylmethacrylat, Stearylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat,
Hydroxypropylmethacrylat, Polyethylenglycolmonomethacrylat, Polypropylenglycolmonomethacrylat,
2-Ethoxyethylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Allylmethacrylat,
Glycidylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat,
Diethylaminoethylmethacrylat, Methacryloxyethylphosphat, 1,4-Butandioldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, 1,3-Butylenglycoldimethacrylat,
Neopentylglycoldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, Diethylenglycoldimethacrylat,
Triethylenglycoldimethacrylat, Polyethylenglycoldimethacrylat, Dipropylenglycoldimethacrylat,
Polypropylenglycoldimethacrylat, Trimethylolethantrimethacrylat,
Trimethylolpropantrimethacrylat, Allylglycidylether, N-Methylolmethacrylamid,
2,2-Bis(4-methacryloxypolyethoxyphenyl)propan, Aluminiummethacrylat,
Zinkmethacrylat, Calciummethacrylat, Magnesiummethacrylat und 3-Chlor-2-hydroxypropylmethacrylat
veranschaulicht. Die Metalloxide werden durch Magnesiumoxid und
Zinkoxid und vorzugsweise Zinkoxid veranschaulicht.
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Bei
der Zugabe eines polyfunktionellen Monomers als ein Vulkanisationshilfsmittel
beträgt der Gehalt des polyfunktionellen Monomers vorzugsweise
nicht weniger als 0,05 Gew.-Teile, stärker bevorzugt nicht
weniger als 0,1 Gew.-Teile, in Bezug auf 100 Gew.-Teile der Summe
des Bestandeils (A) und des Bestandteils (B) im Hinblick auf die
Verbesserung der vibrationsfesten Eigenschaften eines vibrationsfesten
Materials. Ferner beträgt im Hinblick auf die Verbesserung
der Haltbarkeit der Gehalt des polyfunktionellen Monomers vorzugsweise
nicht mehr als 15 Gew.-Teile, stärker bevorzugt nicht mehr
als 8 Gew.-Teile. Bei der Zugabe eines Metalloxids als ein Vulkanisationshilfsmittel
beträgt der Gehalt des Metalloxids üblicherweise
1 bis 20 Gew.-Teile in Bezug auf 100 Gew.-Teile der Summe des Bestandteils
(A) und des Bestandteils (B).
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Andere
Kautschuke als der Bestandteil (A) und der Bestandteil (B) werden
durch Styrol-Butadien-Kautschuk, Chloroprenkautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk,
Acrylkautschuk, Butadienkautschuk, flüssiges Polybutadien,
modifiziertes flüssiges Polybutadien, flüssiges
Isopren und modifiziertes flüssiges Isopren veranschaulicht.
Der Gehalt des Kautschukbestandteils beträgt üblicherweise
nicht mehr als 50 Gew.-Teile, in Bezug auf 100 Gew.-Teile der Summe
des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B).
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Die
erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung kann
mit einem Herstellungsverfahren für allgemeine Kautschukverbindungen
hergestellt werden. Ein Herstellungsverfahren für eine
erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung, schließt,
zum Beispiel, ein Herstellungsverfahren mit den folgenden Schritten (1)
und (2) ein.
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Der
Schritt (1) beinhaltet Kneten mindestens der Bestandteile (A), (B),
(D) und (E), wobei ein geknetetes Produkt erhalten wird. Der Schritt
(2) beinhaltet das Mischen des im Schritt (1) erhaltenen gekneteten Produkts
mit mindestens einem organischen Peroxid eines Bestandteils (C).
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Das
Kneten im Schritt (1) wird mit einer üblichen geschlossenen
Knetvorrichtung, wie einem Banbury-Mischer oder einem Knetwerk,
durchgeführt. Die Knettemperatur beträgt üblicherweise
40 bis 250°C; und die Knetdauer beträgt üblicherweise
0,5 bis 30 min.
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Das
Mischen im Schritt (2) wird unter Verwendung einer Walze, eines
Knetwerks oder dgl. durchgeführt. Die Mischtemperatur beträgt
vorzugsweise nicht mehr als die Zersetzungstemperatur des Bestandteils (C)
(zum Beispiel nicht mehr als 100°C). Die Mischdauer beträgt üblicherweise
0,5 bis 60 min.
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In
den Schritten (1) und (2) werden jeweils, falls erforderlich, die
vorstehend genannten Substanzen, ein Weichmacher, ein Verstärkungsmittel,
ein Vulkanisationsbeschleuniger, ein Vulkanisationsmittel, ein Vulkanisationshilfsmittel,
ein Verarbeitungshilfsmittel, ein Antialterungsmittel, ein Harz,
wie Polyethylen oder Polypropylen, und ein anderer Kautschuk als
der Bestandteil (A) und der Bestandteil (B) zugegeben.
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Die
erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung wird
zu einer gewünschten Form mit einer Formvorrichtung, wie
einer Extrusionsformvorrichtung, einer Spritzformvorrichtung, einer
Kalanderwalzenvorrichtung oder einer Kompressionsformvorrichtung
geformt; und die Zusammensetzung wird gleichzeitig unter Formen
oder Wärmebehandlung eines geformten Körpers vernetzt.
Das vernetzte Produkt wird als vibrationsfestes Material verwendet.
Die Temperatur und die Dauer der Wärmebehandlung sind die,
bei der der in der Kautschukzusammensetzung enthaltene Bestandteil
(C) zersetzt werden kann. Die Temperatur der Wärmebehandlung
ist üblicherweise nicht geringer als 120°C, vorzugsweise
140 bis 220°C. Die Dauer der Wärmebehandlung beträgt üblicherweise
1 bis 60 min.
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Das
vibrationsfeste Material der vorliegenden Erfindung weist ausgezeichnete
vibrationsfeste Eigenschaften und Haltbarkeit und günstige
Wärmebeständigkeit auf. Daher wird das vibrationsfeste
Material der vorliegenden Erfindung zu gewünschten Formen
verarbeitet und als vibrationsfeste Kautschukprodukte, wie Motorbefestigungen,
Auspuffaufhängungen und Strebenbefestigungen, verwendet.
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BEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird durch die Beispiele beschrieben, aber
der Bereich der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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Messung und Beurteilungsverfahren
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(1) Ethyleneinheiten und Propyleneinheiten
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Ein
Copolymerkautschuk wurde mit einer Heißpressvorrichtung
zu einer Folie mit etwa 0,1 mm Dicke geformt; das Infrarotabsorptionsspektrum
der Folie wurde mit einem Infrarotspektrophotometer (IR-810, hergestellt
von JASCO Corp.) gemessen; und die Ethyleneinheiten und die Propyleneinheiten
wurden gemäß dem in den Druckschriften (Takayama,
Usami, et al., „Characterization of polyethylene by infrared
absorption spectrum", auf japanisch; Mc Rae, M. A., Maddams, W.
F. et al., Die Makromolekulare Chemie, 177, 461 (1976))
beschriebenem Verfahren bestimmt.
-
(2) Iodzahl
-
Ein
Copolymerkautschuk wurde mit einer Heißpressvorrichtung
zu einer Folie mit etwa 0,5 mm Dicke geformt; ein Peak (Absorptionspeak
1688 cm–1), der von dem 5-Ethyliden-2-norbornen
der Folie stammt, wurde mit einem Infrarotspektrophotometer gemessen,
um den molaren Gehalt der Doppelbindungen im Copolymerkautschuk
zu bestimmen; und die Iodzahl wurde aus dem molaren Gehalt berechnet.
-
(3) Mooney-Viskosität
-
Die
Mooney-Viskosität (ML1+4100°C)
bei 100°C wurde bei einer Testtemperatur von 100°C,
und die Mooney-Viskosität (ML1+4125°C)
bei 125°C wurde bei einer Testtemperatur von 125°C
gemäß JIS K6300-1994 gemessen.
-
(4) Dynamische Multiplikation
-
Eine
streifenförmige Probe vom Nr. 1 Typ, die in JIS K6254-1993
vorgeschrieben ist, wurde aus einem vernetzten Bahnenmaterial geschnitten.
Dann wurde der statische Schermodul der Probe mit einer TENSILON Universalzugtestvorrichtung
(RTC-1210A, hergestellt von A&D
Co., Ltd.) unter den Testbedingungen einer Atmosphärentemperatur
von 23°C und einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min gemäß JIS
K6254-1993 „5. Low deformation tensile test" gemessen;
und ein Wert, der durch Multiplizieren des Werts des statischen Schermoduls
mit Drei erhalten wurde, wurde als statischer Modul definiert. Der
dynamische Modul wurde unter Verwendung einer Probe vom Typ Nr.
1, die in JIS K6254-1993 vorgeschrieben ist, deren gesamte Länge
50 mm betrug, unter Verwendung eines automatischen Testers für
vibrationsfesten Eigenschaften (hergestellt von Yoshimizu Corp.)
unter Bedingungen einer Atmosphärentemperatur von 23°C,
einer Vibrationsfrequenz von 100 Hz und einer Vibrationsamplitude
von ±0,1% gemessen. Ein Wert, der durch Teilen des dynamischen
Moduls durch den statischen Modul erhalten wurde, wurde als dynamische
Multiplikation definiert. Je geringer dieser Wert ist, desto besser
sind die vibrationsfesten Eigenschaften.
-
(5) Reißfestigkeit
-
Eine
bogenförmige Probe, die in JIS K6252-1993 vorgeschrieben
ist, wurde aus einem vernetzten Bahnenmaterial geschnitten. Dann
wurde die Reißfestigkeit der Probe mit einer Zugtestvorrichtung
(QUICK READER P-57, hergestellt von Ueshima Seisakusho Co., Ltd.)
unter den Testbedingungen einer Atmosphärentemperatur von
23°C und einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min gemessen.
Je höher dieser Wert ist, desto besser ist die Haltbarkeit.
-
Proben
-
Bestandteil (A)
-
- Ein Ethylen-Propylen-5-Ethyliden-2-norbornen-Copolymer-Kautschuk
(Handelsname: Esplene 553, hergestellt von Sumitomo Chemical Co.,
Ltd., Ethyleneinheiten: 52 Gew.-%, Propyleneinheiten: 48 Gew.-%
(die Summe beider Gehalte beträgt 100 Gew.-%), Mooney-Viskosität
(ML1+4125°C): 100 und Iodzahl:
10)
-
Bestandteil (B)
-
- Ein Naturkautschuk (Mooney-Viskosität (ML1+4100°C): 65)
-
Bestandteil (C)
-
- Dicumylperoxid (hergestellt von NOF Corp., ein 40% verdünntes
Produkt)
-
Bestandteil (D)
-
- D-1: 4,4'-Bis(α,α-dimethylbenzyl)diphenylamin
- D-2: N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin
-
Bestandteil (E)
-
- E-1: Aluminiumsilicat (Crown Clay, hergestellt von SOUTHEASTERN
CLAY Co.)
- E-2: Aluminiumsilicat (Burgess Clay 30, hergestellt von Burgess
Pigment Co.)
- E-3: Aluminiumhydroxid (Hijilite H42M, hergestellt von Showa
Denko K. K.)
-
| Vulkanisationshilfsmittel: |
Zinkoxid |
| Verarbeitungshilfsmittel: |
Stearinsäure |
| Vulkanisationsbeschleuiger: |
2-Mercaptobenzimidazol |
| Antialterungsmittel: |
2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin-Polymer |
| Verstärkungsmittel: |
Ruß (Asahi
50G, hergestellt von Asahi Carbon Co., Ltd.)
Magnesiumsilicat
(Mistron Vapor, hergestellt von Nihon Mistron Co., Ltd.)
Magnesiumhydroxid
(Kisuma 5B, hergestellt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.)
Calciumcarbonat
(Hakuenka CC, hergestellt von Shiraishi Kogyo Kaisha, Ltd.) |
-
Beispiel 1
-
Herstellung einer Kautschukzusammensetzung
-
55
Gew.-Teile eines Ethylen-Propylen-5-Ethyliden-2-norbornen-Copolymer-Kautschuks
als Bestandteil (A), 45 Gew.-Teile eins Naturkautschuks als Bestandteil
(B), 1,5 Gew.-Teile 4,4'-Bis(α,α-dimethylbenzyl)diphenylamin
und 0,5 Gew.-Teile N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin als Bestandteile
(D) und 10 Gew.-Teile Aluminiumsilicat (Crown Clay, hergestellt
von SOUTHEASTERN CLAY Co.), 5 Gew.-Teile Zinkoxid, 1 Gew.-Teil Stearinsäure,
0,5 Gew.-Teile 2-Mercaptobenzimidazol und 0,5 Gew.-Teile 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin als
Bestandteile (E) wurden in einen Banburymischer mit 1700 ml bei
einer Ausgangstemperatur von 80°C eingebracht und bei einer
Rotorrotationsfrequenz von 60 Upm für 5 Minuten geknetet,
wobei ein geknetetes Produkt erhalten wurde. Dann wurden zu dem
gekneteten Produkt 9 Gew.-Teile Dicumylperoxid (40% verdünnt) als
Bestandteil (C), bezogen auf 100 Gew.-Teile der Summe des Bestandteils
(A) und des Bestandteils (B) gegeben und mit einer 8 inch offenen
Walze gemischt, wobei eine Kautschukzusammensetzung erhalten wurde.
-
Herstellung eines vibrationsfesten
Materials
-
Die
vorstehend genannte Kautschukzusammensetzung wurde bei 170°C × 20
min gepresst, um gleichzeitig Formen und Vernetzen durchzuführen,
um ein vernetztes Bahnenmaterial mit 2 mm Dicke herzustellen. Die
Ergebnisse der Beurteilung des erhaltenen vernetzten Bahnenmaterials
sind in Tabelle 1 gezeigt.
-
Beispiel 2
-
Die
Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein
vernetztes Bahnenmaterial zu erhalten, außer dass 10 Gew.-Teile
Aluminiumsilicat (Burgess Clay 30, hergestellt von Burgess Pigment
Co.) statt Aluminiumsilicat (Crown Clay, hergestellt von SOUTHEASTERN
CLAY Co.) als Bestandteil (E) verwendet wurden. Die Ergebnisse der
Beurteilung des erhaltenen vernetzten Bahnenmateriala sind in Tabelle
1 gezeigt.
-
Beispiel 3
-
Die
Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein
vernetztes Bahnenmaterial zu erhalten, außer dass 10 Gew.-Teile
Aluminiumhydroxid statt Aluminiumsilicat als Bestandteil (E) verwendet
wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung des erhaltenen vernetzten
Bahnenmaterials sind in Tabelle 1 gezeigt.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Die
Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein
vernetztes Bahnenmaterial zu erhalten, außer dass kein
Bestandteil (E) verwendet wurde. Die Ergebnisse der Beurteilung
des erhaltenen vernetzten Bahnenmaterials sind in Tabelle 1 gezeigt.
-
Vergleichsbeispiel 2
-
Die
Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein
vernetztes Bahnenmaterial zu erhalten, außer dass 10 Gew.-Teile
Ruß statt Aluminiumsilicat als Bestandteil (E) verwendet
wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung des erhaltenen vernetzten
Bahnenmaterials sind in Tabelle 2 gezeigt.
-
Vergleichsbeispiel 3
-
Die
Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein
vernetztes Bahnenmaterial zu erhalten, außer dass 10 Gew.-Teile
Magnesiumsilicat statt Aluminiumsilicat als Bestandteil (E) verwendet
wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung des erhaltenen vernetzten
Bahnenmaterials sind in Tabelle 2 gezeigt.
-
Vergleichsbeispiel 4
-
Die
Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein
vernetztes Bahnenmaterial zu erhalten, außer dass 10 Gew.-Teile
Magnesiumhydroxid statt Aluminiumsilicat als Bestandteil (E) verwendet
wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung des erhaltenen vernetzten
Bahnenmaterials sind in Tabelle 2 gezeigt.
-
Vergleichsbeispiel 5
-
Die
Verfahren wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, um ein
vernetztes Bahnenmaterial zu erhalten, außer dass 10 Gew.-Teile
Calciumcarbonat statt Aluminiumsilicat als Bestandteil (E) verwendet
wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung des erhaltenen vernetzten
Bahnenmaterials sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1
| | Bsp.
1 | Bsp.
2 | Bsp.
3 | Vergl.-bsp.
1 |
| Kautschukzusammensetzung | Einheit | | | | |
| Bestandteil
(A) | Gew.-Teile | 55 | 55 | 55 | 55 |
| Bestandteil
(B) | Gew.-Teile | 45 | 45 | 45 | 45 |
| Bestandteil
(C) | Gew.-Teile | 9 | 9 | 9 | 9 |
| Bestandteil (D) | D-1 | Gew.-Teile | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| D-2 | Gew.-Teile | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Bestandteil (E) | E-1 | Gew.-Teile | 10 | - | - | - |
| E-2 | Gew.-Teile | - | 10 | - | - |
| E-3 | Gew.-Teile | - | - | 10 | - |
| Zinkoxide | Gew.-Teile | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Stearinsäure | Gew.-Teile | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2-Mercaptobenzimidazol | Gew.-Teile | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinolin-Polymer | Gew.-Teile | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Vibrationsfestes
Material | Einheit | | | | |
| DynamischeMultiplikation | - | 1,38 | 1,39 | 1,38 | 1,38 |
| Reißfestigkeit | kN/m | 34 | 33 | 34 | 27 |
Tabelle 2
| | Vergl.
bsp. 2 | Vergl.
bsp. 3 | Vergl.
bsp. 4 | Vergl.
bsp 5 |
| Kautschukzusammensetzung | Einheit | | | | |
| Bestandteil
(A) | Gew.-Teile | 55 | 55 | 55 | 55 |
| Bestandteil
(B) | Gew.-Teile | 45 | 45 | 45 | 45 |
| Bestandteil
(C) | Gew.-Teile | 9 | 9 | 9 | 9 |
| Bestandteil (D) | D-1 | Gew.-Teile | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| D-2 | Gew.-Teile | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Reinforcing
agent | Ruß | Gew.-Teile | 10 | - | - | - |
| Magnesiumsilicat | Gew.-Teile | - | 10 | - | - |
| Magnesiumhydroxid | Gew.-Teile | - | - | 10 | - |
| Calciumcarbonat | Gew.-Teile | - | - | - | 10 |
| Zinkoxide | Gew.-Teile | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Stearinsäure | Gew.-Teile | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2-Mercaptobenzimidazole | Gew.-Teile | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinolin-Polymer | Gew.-Teile | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Vibrationsfestes
Material | Einheit | | | | |
| DynamischeMultiplikation | - | 1,48 | 1,47 | 1,43 | 1,45 |
| Reißfestigkeit | kN/m | 38 | 32 | 31 | 32 |
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung werden eine Kautschukzusammensetzung, die
einen Kautschuk aus Ethylen-α-Olefin-nicht konjugiertes
Polyen-Copolymer als einen Ausgangskautschuk verwendet, und die durch
Vernetzen der Kautschukzusammensetzung ein vibrationsfestes Material,
das ausgezeichnete vibrationsfeste Eigenschaften und Haltbarkeit
aufweist, bereitstellen kann, und ein vibrationsfestes Material,
erhalten durch Vernetzen der Kautschukzusammensetzung, bereitgestellt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 3-227343 [0005]
- - JP 6-200096 [0005]
- - JP 2006-193714 [0005]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Takayama,
Usami, et al., „Characterization of polyethylene by infrared
absorption spectrum", auf japanisch; Mc Rae, M. A., Maddams, W.
F. et al., Die Makromolekulare Chemie, 177, 461 (1976) [0049]