-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine vibrations- bzw. schwingungsdämpfende Kautschukzusammensetzung und insbesondere eine vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung, die für ein Motorlager oder dergleichen eingesetzt werden soll, das angepasst ist, einen Motor in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen zu stützen und die Übertragung von Vibrationen bzw. Schwingungen zu unterdrücken.
-
Stand der Technik
-
Im Allgemeinen werden vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzungen zur Verminderung von Vibrationen und Geräuschen in Kraftfahrzeugen verwendet. Bei Kraftfahrzeuganwendungen müssen die vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzungen zusätzlich zu einer Vibrationsdämpfungseigenschaft eine Dauerbeständigkeit gegen thermisches Altern (thermische Alterungsbeständigkeit) aufweisen. Insbesondere gibt es einen Bedarf zur Verbesserung der thermischen Alterungsbeständigkeit in Schwellenländern wie z. B. China, Indien und Brasilien.
-
Herkömmlich werden verschiedene Arten von Kautschuken als eine Polymerkomponente für die vibrationsdampfenden Kautschukzusammensetzungen verwendet. Insbesondere wird häufig Naturkautschuk (NR) verwendet, da er billig ist und hervorragende Vibrationsdämpfungseigenschaften aufweist. Schwefel, der als Vulkanisiermittel für den Naturkautschuk verwendet wird, neigt in einer Hochtemperaturumgebung bei einer Temperatur von 100°C oder hoher jedoch zur Zersetzung. Daher neigen die vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzungen, die Naturkautschuk als die Polymerkomponente enthalten, zu einem thermischen Altern, das im Zeitverlauf auf die Witterung oder dergleichen zurückzuführen ist, wodurch sich die physikalischen Eigenschaften der vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzungen verschlechtern.
-
Zur Lösung dieses Problems ist es herkömmlich vorgesehen, ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) zusammen mit dem Naturkautschuk als die Polymerkomponente zu verwenden und die Polymerkomponente mit einem Peroxid zu vulkanisieren, um die Wärmebeständigkeit zu verbessern (vgl. z. B. das Patentdokument PLT1).
-
Liste der Dokumente
-
Patentliteratur
-
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Für die in dem vorstehend genannten Patentdokument beschriebene Peroxidvulkanisation sollte jedoch eine wesentliche Menge des Peroxid-vulkanisierbaren Polymers, wie z. B. des EPDM, in die Zusammensetzung eingemischt werden. Dies erhöht im Vergleich zu einem Fall, bei dem nur der billige Naturkautschuk verwendet wird, in nachteiliger Weise die Materialkosten. Für die Vibrationsdämpfungseigenschaften ist es bevorzugt, nur den Naturkautschuk ohne Zumischen des EPDM zu verwenden. Somit besteht ein Bedarf zur Verbesserung der thermischen Alterungslangzeitbeständigkeit, während die charakteristischen Eigenschaften des Naturkautschuks beibehalten werden.
-
Im Hinblick auf das Vorstehende ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung bereitzustellen, die hervorragende Vibrationsdämpfungseigenschaften sowie eine hervorragende thermische Alterungslangzeitbeständigkeit aufweist.
-
Lösung des Problems
-
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe umfasst eine erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung:
- (A) Naturkautschuk (NR) als eine Hauptkomponente,
- (B) Zinkmonomethacrylat und
- (C) ein Schwefel-enthaltendes Vulkanisiermittel,
wobei die Komponente (B) in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponente (A) vorliegt.
-
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive Untersuchungen zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems durchgeführt. im Verlauf der Untersuchungen haben die Erfinder Experimente durchgeführt, in denen verschiedene Arten von Vulkanisierhilfsmitteln einem Naturkautschuk zur Vulkanisation des Naturkautschuks mit Schwefel zugesetzt worden sind, um die Vernetzung zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit zu verbessern. Als Ergebnis haben die Erfinder gefunden, dass dann, wenn eine spezifische Menge von Zinkmonomethacrylat als Vulkanisierhilfsmittel für den Naturkautschuk zugemischt wird, die Dauerbeständigkeit in einem Langzeittest für die thermische Alterung signifikant verbessert wird, und haben die vorliegende Erfindung gemacht.
-
Im Allgemeinen wird Acrylsäure als Vulkanisierhilfsmittel für den Naturkautschuk verwendet. Acrylsäure weist jedoch ein geringeres Molekulargewicht auf und ist somit mit dem Naturkautschuk hochreaktiv, wodurch im Zeitverlauf eine thermische Alterung verursacht wird, so dass die physikalischen Eigenschaften des Kautschuks verschlechtert werden (z. B. werden die Bruchdehnung und dergleichen vermindert). Andererseits ist ein Metallmethacrylat mit dem Naturkautschuk mäßig reaktiv, wodurch eine Änderung des Vernetzungszustands in einer Hochtemperaturumgebung und ein Brechen von Polymerketten unterdrückt wird. Daher neigt die resultierende Kautschukzusammensetzung weniger zu einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften aufgrund der thermischen Langzeitalterung. Auf der Basis der Experimente haben die Erfinder gefunden, dass Zinkmonomethacrylat bezüglich dieses Effekts besonders hervorragend ist. Folglich ist ein Vulkanisationsprodukt, das durch Vulkanisieren der erfindungsgemäßen vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung erzeugt worden ist, bezüglich der thermischen Alterungslangzeitbeständigkeit in einer Hochtemperaturumgebung bei einer Temperatur von 100°C oder höher stark verbessert, während die charakteristischen Eigenschaften des Naturkautschuks aufrechterhalten werden.
-
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
-
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, umfasst die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung den Naturkautschuk (NR) als die Hauptkomponente und das Schwefel-enthaltende Vulkanisiermittel und sie umfasst ferner einen spezifischen Anteil von Zinkmonomethacrylat als Vulkanisierhilfsmittel. Daher ist die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung bezüglich der Vibrationsdämpfungseigenschaften und der Beständigkeit gegen eine bleibende Verformung sowie der thermischen Alterungslangzeitbestandigkeit hervorragend. Die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung wird in vorteilhafter Weise als vibrationsdämpfendes Material für Motorlager, Stabilisatorbuchsen, Radaufhängungsbuchsen und dergleichen in Kraftfahrzeugen, wie z. B. Automobilen, verwendet. Andere beispielhafte Anwendungen der erfindungsgemäßen vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung umfassen Vibrationsdämpfer für Festplatten von Computern, Vibrationsdämpfer für elektrische Haushaltsgeräte, wie z. B. Waschmaschinen, und seismische Dämpfungsvorrichtungen (Vibrationsdämpfungsvorrichtungen) sowie seismische Isolationsvorrichtungen, wie z. B. architektonische seismische Dämpfungswände und seismische Dämpfer (Vibrationsdämpfer) in den Bereichen der Architektur und Von Wohnungen.
-
Ferner kann ein Dienkautschuk, wie z. B. Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Kautschuk (BR), Isopren-Kautschuk (IR) oder Chloropren-Kautschuk (CR), in einem Anteil von weniger als 50 Gew.-% mit dem Naturkautschuk (NR) gemischt werden. Selbst mit dem in einem solchen Anteil zugemischten Dienkautschuk weist die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung hervorragende Vibrationsdämpfungseigenschaften und eine hervorragende Beständigkeit gegen eine bleibende Verformung auf.
-
Wenn ein spezifisches Mono(meth)acrylat, wie z. B. 2-tert-Butyl-6-(3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl)-4-methylphenylacrylat, Stearylmethacrylat, Tridecylmethacrylat, Polypropylenglykolmonomethacrylat, Phenol-EO-modifiziertes Acrylat, Nonylphenol-EO-modifiziertes Acrylat, Isobornylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, 2-Phenoxyethylmethacrylat, Isodecylmethacrylat oder Laurylmethacrylat, in Kombination mit dem vorstehend beschriebenen Zinkmonomethacrylat verwendet wird, weist die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung zusätzlich zu den Eigenschaften bezüglich der Wärmebeständigkeit und der bleibenden Druckverformung ausreichende Federeigenschaften auf.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
-
Eine erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung enthält Naturkautschuk (A) als eine Hauptkomponente, Zinkmonomethacrylat (B) und ein Schwefel-enthaltendes Vulkanisiermittel (C), und Zinkmonomethacrylat (B) liegt in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen (nachstehend einfach als „Teile” bezeichnet) bezogen auf 100 Teile des Naturkautschuks (A) in der vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung vor. In der vorliegenden Erfindung steht der Begriff „Hauptkomponente” für eine Komponente, die typischerweise nicht weniger als 55 Gew.-% der gesamten Kautschukzusammensetzung ausmacht und die charakteristischen Eigenschaften der Zusammensetzung signifikant beeinflusst.
-
In der erfindungsgemäßen vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, sollte Zinkmonomethacrylat (B) in einem Anteil von 0,1 bis 10 Teilen bezogen auf 100 Teile des Naturkautschuks (A) vorliegen und es liegt vorzugsweise in einem Anteil von 1,0 bis 6,0 Teilen vor. Wenn der Anteil von Zinkmonomethacrylat geringer als der oben genannte Bereich ist, ist es unmöglich, einen gewünschten Effekt des Verhinderns einer thermischen Alterung bereitzustellen. Wenn der Anteil von Zinkmonomethacrylat größer als der oben genannte Bereich ist, besteht andererseits eine Tendenz dahingehend, dass sich der Vernetzungszustand der Kautschukzusammensetzung verändert, wodurch die Vibrationsdämpfungseigenschaften und die Beständigkeit gegen eine bleibende Verformung verschlechtert werden.
-
Ferner kann ein Dienkautschuk, wie z. B. Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Kautschuk (BR), Isopren-Kautschuk (IR) und/oder Chloropren-Kautschuk (CR), in einem Anteil von weniger als 50 Gew.-% als eine Polymerkomponente der erfindungsgemäßen vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung mit dem Naturkautschuk (NR) gemischt werden. Diese Dienkautschuke können entweder allein oder in einer Kombination verwendet werden. Je nach Erfordernis kann EPDM abhängig von dem vorstehend genannten Mischanteil zugemischt werden. Selbst wenn der Dienkautschuk und EPDM in dem vorstehend genannten Mischanteil mit dem Naturkautschuk gemischt worden sind, weist die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung hervorragende Vibrationsdämpfungseigenschaften und eine hervorragende Beständigkeit gegen eine bleibende Verformung auf. Die Komponente (B), bei der es sich um ein pulverförmiges Material handelt, wird vorzugsweise in der Form einer Polymervormischung zugemischt, um ein Verstreuen derselben während des Knetens des Kautschuks zu verhindern. Wie in dem vorstehenden Fall können NR, BR, NBR, EPDM und dergleichen entweder allein oder in einer Kombination als ein Polymer zur Herstellung der Polymervormischung verwendet werden. Insbesondere ist die Polymervormischung der Komponente (B), die unter Verwendung des NR hergestellt worden ist, zur Dispergierung der Komponente (B) in dem Kautschuk bevorzugt.
-
Beispiele für das Schwefel-enthaltende Vulkanisiermittel (C), das in einer Kombination mit den Komponenten (A) und (B) verwendet wird, umfassen Schwefel, Schwefelchlorid und andere Formen von Schwefel (pulverförmigen Schwefel, gefällten Schwefel und unlöslichen Schwefel) und 2-Mercaptoimidazolin, Dipentamethylenthiurampentasulfid, die entweder allein oder in einer Kombination verwendet werden können.
-
Das Schwefel-enthaltende Vulkanisiermittel (C) wird vorzugsweise in einem Anteil von 0,3 bis 7 Teilen, besonders bevorzugt 1 bis 5 Teilen, bezogen auf 100 Teile des Naturkautschuks (A) zugemischt. Wenn der Anteil des Vulkanisiermittels zu gering ist, ist es unmöglich, eine ausreichende Vernetzungsstruktur bereitzustellen, wodurch sich die dynamische Verstärkung und die Beständigkeit gegen eine bleibende Verformung verschlechtern. Wenn der Anteil des Vulkanisiermittels zu groß ist, besteht andererseits eine Tendenz dahingehend, dass die Wärmebeständigkeit vermindert wird.
-
Essentielle Komponenten der erfindungsgemäßen vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung sind die Komponenten (A) bis (C) und ein spezifisches Mono(meth)acrylat (D), wie z. B. 2-tert-Butyl-6-(3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl)-4-methylphenylacrylat, Stearylmethacrylat, Tridecylmethacrylat, Polypropylenglykolmonomethacrylat, Phenol-EO-modifiziertes Acrylat, Nonylphenol-EO-modifiziertes Acrylat, Isobornylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, 2-Phenoxyethylmethacrylat, Isodecylmethacrylat und/oder Laurylmethacrylat, wird vorzugsweise in Kombination mit Zinkmonomethacrylat (B) als Vulkanisierhilfsmittel verwendet. in diesem Fall weist die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung zusätzlich zu den Eigenschaften einer Wärmebeständigkeit und einer bleibenden Druckverformung bessere Federeigenschaften auf. Die vorstehend beschriebenen spezifischen Mono(meth)acrylate können entweder allein oder in einer Kombination verwendet werden. Der Begriff „Mono(meth)acrylat” steht hier für ein Monoacrylat oder ein Monomethacrylat.
-
Das spezifische Mono(meth)acrylat (D) wird vorzugsweise in einem Anteil von 0,5 bis 10 Teilen, besonders bevorzugt 1 bis 6 Teilen, bezogen auf 100 Teile des Naturkautschuks (A) zugemischt.
-
In der erfindungsgemäßen vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung können je nach Erfordernis Ruß, Prozessöl, ein Alterungsschutzmittel, ein Prozesshilfsmittel, ein Vulkanisierbeschleunigungsmittel, ein Weißfüllstoff, ein reaktives Monomer, ein Schaumdämpfer und dergleichen mit den vorstehend genannten Komponenten gemischt werden. In der vorliegenden Erfindung wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, im Wesentlichen Zinkmonomethacrylat (B) als Vulkanisierhilfsmittel verwendet, jedoch können andere Vulkanisierhilfsmittel, wie z. B. Metallmonomethacrylate (ein Aluminiumsalz, ein Calciumsalz, ein Magnesiumsalz und dergleichen), Metalldimethacrylate (ein Zinksalz, ein Aluminiumsalz, ein Calciumsalz, ein Magnesiumsalz und dergleichen), Zinkoxid (ZnO), Stearinsäure und Magnesiumoxid, zusätzlich zu der Komponente (B) zugemischt werden.
-
Beispiele für das Vulkanisierbeschleunigungsmittel umfassen Thiazol-, Sulfenamid-, Thiuram-, Aldehyd/Ammoniak-, Aldehyd/Amin-, Guanidin- und Thioharnstoff-Vulkanisierbeschleunigungsmittel, die entweder allein oder in einer Kombination verwendet werden können. Insbesondere ist ein Sulfenamid-Vulkanisierbeschleunigungsmittel aufgrund dessen hoher Vernetzungsreaktivität bevorzugt.
-
Das Vulkanisierbeschleunigungsmittel wird vorzugsweise in einem Anteil von 0,5 bis 7 Teilen, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Teilen, bezogen auf 100 Teile des Naturkautschuks (A) zugemischt.
-
Beispiele für das Thiazol-Vulkanisierbeschleunigungsmittel umfassen Dibenzothiazyldisulfid (METS), 2-Mercaptobenzothiazol (MBT), Natrium-2-mercaptobenzothiazol (NaMBT) und Zink-2-mercaptobenzothiazol (ZnMBT), die entweder allein oder in einer Kombination verwendet werden können. Von diesen sind Dibenzothiazyldisulfid (METS) und 2-Mercaptobenzothiazol (MBT) aufgrund ihrer hervorragenden Vernetzungsreaktivität bevorzugt.
-
Beispiele für das Sulfenamid-Vulkanisierbeschleunigungsmittel umfassen N-Oxydiethylen-2-benzothiazolylsulfenamid (NOBS), N-Cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid (CBS), N-t-Butyl-2-benzothiazolylsulfenamid (BBS) und N,N'-Dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid.
-
Beispiele für das Thiuram-Vulkanisierbeschleunigungsmittel umfassen Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD), Tetraethylthiuramdisulfid (TETD), Tetrabutylthiuramdisulfid (TBTD), Tetrakis(2-ethylhexyl)thiuramdisulfid (TOT) und Tetrabenzylthiuramdisulfid (TBzTD).
-
Beispiele für das Alterungsschutzmittel umfassen Carbamat-Alterungsschutzmittel, Phenylendiamin-Alterungsschutzmittel, Phenol-Alterungsschutzmittel, Diphenylamin-Alterungsschutzmittel, Chinolin-Alterungsschutzmittel, Imidazol-Alterungsschutzmittel und Wachse, die entweder allein oder in einer Kombination eingesetzt werden können.
-
Das Alterungsschutzmittel wird vorzugsweise in einem Anteil von 1 bis 10 Teilen, besonders bevorzugt 2 bis 5 Teilen, bezogen auf 100 Teile des Naturkautschuks (A) zugemischt.
-
Beispiele für das Prozessöl umfassen naphthenisches Öl Paraffinöl und Aromatenöl, die entweder allein oder in einer Kombination verwendet werden können.
-
Das Prozessöl wird vorzugsweise in einem Anteil von 1 bis 50 Teilen, besonders bevorzugt 3 bis 30 Teilen, bezogen auf 100 Teile des Naturkautschuks (A) zugemischt.
-
Die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung wird durch Mischen der vorstehend genannten essentiellen Komponenten (A) bis (C) und gegebenenfalls der anderen Komponenten (der Komponente (D) und dergleichen), die vorstehend beschrieben worden sind, mittels einer Knetmaschine, wie z. B. eines Kneters, eines Banbury-Mischers, eines Walzenmischers oder eines Doppelschneckenkneters, hergestellt. Die Kautschukzusammensetzung wird zum Vulkanisieren erwärmt. Das resultierende Vulkanisationsprodukt wird für Vibrationsdämpfungsanwendungen eingesetzt. Das Vulkanisationsprodukt ist bezüglich der thermischen Alterungslangzeitbeständigkeit in einer Hochtemperaturumgebung bei einer Temperatur von 100°C oder höher stark verbessert, während die charakteristischen Eigenschaften des Naturkautschuks beibehalten werden.
-
Die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung wird in vorteilhafter Weise als vibrationsdämpfendes Material für Motorlager, Stabilisatorbuchsen, Radaufhängungsbuchsen und dergleichen in Kraftfahrzeugen, wie z. B. Automobilen, verwendet. Andere beispielhafte Anwendungen der erfindungsgemäßen vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung umfassen Vibrationsdämpfer für Festplatten von Computern, Vibrationsdämpfer für elektrische Haushaltsgeräte, wie z. B. Waschmaschinen, und seismische Dämpfungsvorrichtungen (Vibrationsdämpfungsvorrichtungen) sowie seismische Isolationsvorrichtungen, wie z. B. architektonische seismische Dämpfungswände und seismische Dämpfer (Vibrationsdämpfer) in den Bereichen der Architektur und von Wohnungen.
-
Beispiele
-
Als nächstes werden erfindungsgemäße Beispiele zusammen mit Vergleichsbeispielen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese erfindungsgemäßen Beispiele beschränkt.
-
Die folgenden Bestandteile wurden für die erfindungsgemäßen Beispiele und die Vergleichsbeispiele vorbereitet.
NR
Naturkautschuk
BR
Butadienkautschuk, der als NIPOLE 1220 von Nippon Zeon Corporation erhältlich ist.
Zinkoxid
Zinkoxid Typ II, das von Sakai Chemical Industry Co., Ltd. erhältlich ist.
Stearinsäure
LUNAC 530, von Kao Corporation erhältlich.
Alterungsschutzmittel
OZONON 6C, von Seiko Chemical Co., Ltd. erhältlich.
Wachs
SANNOC, von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd. erhältlich.
Öl
Naphthenisches Öl, als DIANA PROCESS NM-280 von Idemitsu Kosan Co., Ltd. erhältlich.
Ruß
ASAHI #50U (mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 70 nm und einer spezifischen CTAB-Oberfläche von 27 m2/g), von Asahi Carbon Co., Ltd. erhältlich.
Vulkanisierbeschleunigungsmittel (i)
N-Cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid (CBS), als NOCCELER CZ von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd. erhältlich.
Vulkanisierbeschleunigungsmittel (ii)
Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD), als SANCELER TT von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. erhältlich.
Vulkanisiermittel
Schwefel, von Karuizawa Refinery K. K. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (i)
Zinkmonomethacrylat, als PRO11542 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (ii)
Zinkdimethacrylat, als SR634 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (iii)
Zinkdiacrylat, als SR633 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (iv)
2-tert-Butyl-6-(3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl)-4-methylphenylacrylat von SUMIRIZER GM von Sumitomo Chemical Co., Ltd. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (v)
Stearylmethacrylat, als SR324 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (vi)
Tridecylmethacrylat, als SR493 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (vii)
Polypropylenglykolmonomethacrylat, als SR604 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (viii)
Phenol-EO-modifiziertes Acrylat, als M101A von Toagosei Co., Ltd. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (ix)
Nonylphenol-EO-modifiziertes Acrylat, als M111 von Toagosei Co., Ltd. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (x)
Isobornylmethacrylat, als SR423 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (xi)
Tetrahydrofurfurylacrylat, als SR285 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (xii)
2-Phenoxyethylmethacrylat, als SR340 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (xiii)
Isodecylmethacrylat, als SR242 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
Vulkanisierhilfsmittel (xiv)
Laurylmethacrylat, als SR313 von Sartomer Company Inc. erhältlich.
-
Beispiel 1
-
Als erstes wurden 100 Teile NR, 5 Teile Zinkoxid, 1 Teil Stearinsäure, 1 Teil Alterungsschutzmittel, 2 Teile Wachs, 3 Teile Öl, 30 Teile Ruß und 0,1 Teile Vulkanisierhilfsmittel (i) gemischt und bei 140°C für 5 Minuten mittels eines Banbury-Mischers miteinander verknetet. Dann wurden 1 Teil Vulkanisiermittel, 2 Teile Vulkanisierbeschleunigungsmittel (i) und 1 Teil Vulkanisierhilfsmittel (ii) mit dem resultierenden Gemisch gemischt, worauf wiederum bei 60°C für 5 Minuten mittels eines Walzenmischers geknetet wurde. Auf diese Weise wurde eine vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung hergestellt.
-
Beispiele 2 bis 17 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7
-
Vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzungen wurden jeweils im Wesentlichen in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurden die Bestandteile in anderen Anteilen zugemischt, wie es in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
-
Die so hergestellten vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden auf der Basis der folgenden Kriterien bewertet (nur die Beispiele 7 bis 17 wurden bezüglich der Federeigenschaften bewertet). Die Ergebnisse der Bewertung sind ebenfalls in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt.
-
Thermischer Alterungstest
-
Die vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzungen wurden jeweils bei 160°C für 20 Minuten formgepresst (vulkanisiert), wodurch 2 mm dicke Kautschukplatten hergestellt wurden. Die Kautschukplatten wurden zu JIS Nr. 5-Hantelprüfkörpern gestanzt, die für eine Messung von deren Bruchdehnung (Eb) gemäß JIS K6251 verwendet wurden. Es sollte beachtet werden, dass die Messung mit einer ursprünglichen Kautschukplatte (vor der thermischen Alterung), einer Kautschukplatte, die in einer 100°C-Umgebung für 70 Stunden thermisch altern gelassen worden ist, einer Kautschukplatte, die in der 100°C-Umgebung für 500 Stunden thermisch altern gelassen worden ist, und einer Kautschukplatte, die in der 100°C-Umgebung für 1000 Stunden thermisch altern gelassen worden ist, durchgeführt wurde. Dann wurden die Prozentsätze der Verminderung der Bruchdehnung (Unterschiede bezogen auf die ursprüngliche Bruchdehnung) nach den jeweiligen thermischen Alterungszeiträumen bestimmt und diese sind in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt. In der vorliegenden Erfindung darf der Prozentsatz der Verminderung der Bruchdehnung in diesem Test nicht höher als 10,0% nach der thermischen Alterung für 70 Stunden, nicht höher als 40,0% nach der thermischen Alterung für 500 Stunden und nicht höher als 60,0% nach der thermischen Alterung für 1000 Stunden sein. Bei der in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Bewertung ist eine vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung, die alle diese Anforderungen erfüllt, mit o (akzeptabel) angegeben, und eine vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung, die nicht alle dieser Anforderungen erfüllt, ist mit x (inakzeptabel) angegeben.
-
Bleibende Druckverformung
-
Die vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzungen wurden jeweils bei 160°C für 30 Minuten formgepresst (vulkanisiert), wodurch ein Prüfkörper hergestellt wurde. Der Prüfkörper wurde gemäß JIS K6262 bei 100°C für 500 Stunden um 25% zusammengedrückt und dann wurde die bleibende Druckverformung des Prüfkörpers gemessen. in der vorliegenden Erfindung muss die bleibende Druckverformung in diesem Test weniger als 55% betragen. Bei der in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Bewertung ist eine vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung, welche diese Anforderung erfüllt, mit o (akzeptabel) angegeben, und eine vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung, welche diese Anforderung nicht erfüllt, ist mit x (inakzeptabel) angegeben.
-
Federeigenschaften
-
Die vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzungen wurden jeweils bei 160°C für 30 Minuten formgepresst (vulkanisiert), wodurch ein Prüfkörper hergestellt wurde. Die dynamische Federkonstante (Kd100) und die statische Federkonstante (Ks) des Prüfkörpers wurden gemäß
JIS K6394 gemessen. Die dynamische Verstärkung (Kd100/Ks) wurde auf der Basis der Messwerte berechnet. Ein Prüfkörper mit einer dynamischen Verstärkung von nicht mehr als 1,30 ist mit o (akzeptabel) angegeben. Tabelle 1 (Gewichtsteile)
| | Beispiel |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Naturkautschuk (NR) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 80 |
| Butadienkautschuk (BR) | - | - | - | - | - | 20 |
| Zinkoxid | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Stearinsäure | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Alterungsschutzmittel | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Wachs | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Öl | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Ruß | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| Vulkanisierbeschleunigungsmittel (i) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Vulkanisierbeschleunigungsmittel (ii) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Vulkanisiermittel | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Vulkanisierhilfsmittel (i) | 0,1 | 3 | 6 | 10 | 3 | 6 |
| Vulkanisierhilfsmittel (ii) | - | - | - | - | 3 | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (iii) | - | - | - | - | - | - |
| Thermischer Alterungstest (%) | |
| Nach 70 Stunden | 10 | 5 | 4 | 2 | 6 | 6 |
| Nach 500 Stunden | 40 | 33 | 30 | 28 | 30 | 30 |
| Nach 1000 Stunden | 58 | 55 | 52 | 50 | 48 | 48 |
| Bewertung | o | o | o | o | o | o |
| Bleibende Druckverformung (%) | 43 | 45 | 48 | 53 | 49 | 35 |
| Bewertung | o | o | o | o | o | o |
Tabelle 2 (Gewichtsteile)
| | Beispiel |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| Naturkautschuk (NR) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Zinkoxid | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Stearinsäure | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Alterungsschutzmittel | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Wachs | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Öl | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Ruß | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| Vulkanisierbeschleunigungsmittel (i) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Vulkanisierbeschleunigungsmittel (ii) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Vulkanisiermittel | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Vulkanisierhilfsmittel (i) | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Vulkanisierhilfsmittel (iv) | 3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (v) | - | 3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (vi) | - | - | 3 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (vii) | - | - | - | 3 | - | - | - | - | - | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (viii) | - | - | - | - | 3 | - | - | - | - | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (ix) | - | - | - | - | - | 3 | - | - | - | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (x) | - | - | - | - | - | - | 3 | - | - | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (xi) | - | - | - | - | - | - | - | 3 | - | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (xii) | - | - | - | - | - | - | - | - | 3 | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (xiii) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 3 | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (xiv) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 3 |
| Thermischer Alterungstest (%) | |
| Nach 70 Stunden | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Nach 500 Stunden | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 |
| Nach 1000 Stunden | 57 | 58 | 57 | 57 | 59 | 58 | 58 | 59 | 59 | 59 | 59 |
| Bewertung | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o |
| Bleibende Druckverformung (%) | 42 | 45 | 48 | 45 | 45 | 45 | 48 | 49 | 50 | 50 | 49 |
| Bewertung | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o |
| Federeigenschaften (dynamische Verstärkung) | 1,30 | 1,25 | 1,24 | 1,30 | 1,30 | 1,25 | 1,28 | 1,30 | 1,26 | 1,28 | 1,25 |
| Bewertung | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o |
Tabelle 3 (Gewichtsteile)
| | Vergleichsbeispiel |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Naturkautschuk (NR) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Butadienkautschuk (BR) | - | - | - | - | - | - | - |
| Zinkoxid | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Stearinsäure | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Alterungsschutzmittel | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Wachs | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Öl | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Ruß | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| Vulkanisierbeschleunigungsmittel (i) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Vulkanisierbeschleunigungsmittel (ii) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Vulkanisiermittel | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Vulkanisierhilfsmittel (i) | - | - | - | - | - | - | 12 |
| Vulkanisierhilfsmittel (ii) | - | 0,1 | 3 | 6 | 10 | - | - |
| Vulkanisierhilfsmittel (iii) | - | - | - | - | - | 3 | - |
| Thermischer Alterungstest (%) | | | | | | | |
| Nach 70 Stunden | 16 | 15 | 14 | 12 | 10 | 16 | 2 |
| Nach 500 Stunden | 48 | 43 | 37 | 34 | 32 | 40 | 27 |
| Nach 1000 Stunden | 65 | 58 | 55 | 52 | 50 | 59 | 48 |
| Bewertung | x | x | x | x | o | x | o |
| Bleibende Druckverformung (%) | 42 | 44 | 47 | 50 | 55 | 50 | 55 |
| Bewertung | o | o | o | o | x | o | x |
-
Die vorstehend angegebenen Ergebnisse zeigen, dass die Produkte der Beispiele hervorragende Eigenschaften bezüglich der bleibenden Druckverformung aufwiesen und selbst nach der thermischen Langzeitalterung in dem thermischen Alterungstest weniger zu einer Verschlechterung der Bruchdehnungseigenschaften neigten. Insbesondere waren die Beispiele 7 bis 17, bei denen das spezifische Monomethacrylat (D) zusammen mit dem Zinkmonomethacrylat als Vulkanisierhilfsmittel zugemischt worden ist, bezüglich der Federeigenschaften sowie der vorstehend genannten Eigenschaften hervorragend.
-
Andererseits wies das Vergleichsbeispiel 1, bei dem das Vulkanisierhilfsmittel nicht zugemischt worden ist, aufgrund der thermischen Alterung schlechtere Bruchdehnungseigenschaften auf. Die Vergleichsbeispiele 2 bis 6, bei denen Zinkdimethacrylat (Vulkanisierhilfsmittel (ii)) oder Zinkdiacrylat (Vulkanisierhilfsmittel (iii)) anstelle von Zinkmonomethacrylat zugemischt worden ist, erfüllten die Anforderungen bezüglich der Bruchdehnungseigenschaften nach der thermischen Langzeitalterung und bezüglich der Eigenschaft der bleibenden Druckverformung nicht. Diesbezüglich waren die Vergleichsbeispiele 2 bis 6 schlechter als die Beispiele. Das Vergleichsbeispiel 7, bei dem Zinkmonomethacrylat (Vulkanisierhilfsmittel (i)) in einem Anteil zugemischt worden ist, der größer ist als der durch die vorliegende Erfindung angegebene Bereich, war bezüglich der Eigenschaft der bleibenden Druckverformung schlechter.
-
Im Beispiel 6 wurde der Butadienkautschuk (BR) in einem spezifischen Anteil mit dem Naturkautschuk (NR) als die Polymerkomponente der Kautschukzusammensetzung gemischt. Es wurde auch experimentell bestätigt, dass beim Zumischen anderer Dienkautschuke (NBR, SBR, IR und CR) hervorragende Ergebnisse wie in den Beispielen erhalten wurden.
-
Während spezifische Formen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, sollte beachtet werden, dass diese Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung dienen, jedoch die Erfindung nicht beschränken. Ferner ist vorgesehen, dass Modifizierungen, die innerhalb des Äquivalentbereichs der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Die erfindungsgemäße vibrationsdämpfende Kautschukzusammensetzung wird in vorteilhafter Weise als vibrationsdämpfendes Material für Motorlager, Stabilisatorbuchsen, Radaufhängungsbuchsen und dergleichen in Kraftfahrzeugen, wie z. B. Automobilen, verwendet. Andere beispielhafte Anwendungen der erfindungsgemäßen vibrationsdämpfenden Kautschukzusammensetzung umfassen Vibrationsdämpfer für Festplatten von Computern, Vibrationsdämpfer für elektrische Haushaltsgeräte, wie z. B. Waschmaschinen, und seismische Dämpfungsvorrichtungen (Vibrationsdämpfungsvorrichtungen) sowie seismische Isolationsvorrichtungen, wie z. B. architektonische seismische Dämpfungswände und seismische Dämpfer (Vibrationsdämpfer) in den Bereichen der Architektur und von Wohnungen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- JIS Nr. 5-Hantelprüfkörpern [0039]
- JIS K6251 [0039]
- JIS K6262 [0040]
- JIS K6394 [0041]