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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Chloroprenkautschuk, eine Chloroprenkautschukzusammensetzung und das Vulkanisat davon, und den Formkörper, der unter Verwendung des Selbigen gebildet ist. Spezieller bezieht sie sich auf einen Chloroprenkautschuk, der in Kautschukformkörpern, wie etwa Wischblättern, Manschettenelementen und Schlauchelementen verwendet wird.
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Verwandter Stand der Technik
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Chloroprenkautschuke, welche bezüglich Wärmebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, Ozonbeständigkeit und chemischer Beständigkeit überlegen sind, sind auf verschiedenen Gebieten eingesetzt worden, beispielsweise für die Produktion allgemeiner industrieller Kautschukprodukte, Automobilteile und Haftmittel. Solche Chloroprenkautschukformkörper werden im Allgemeinen durch Formen einer Chloroprenkautschukzusammensetzung, die einen Chloroprenkautschuk und zusätzlich ein Vulkanisationsmittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger, einen Füllstoff und Weitere enthält, in eine bestimmte Form und Vulkanisieren des Formkörpers hergestellt.
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Dem gegenüber weisen Chloroprenkautschuke ein Problem auf, dass sie bezüglich Niedertemperatureigenschaften, insbesondere Druckverformung und dynamischer Eigenschaften bei geringer Temperatur, geringwertiger sind. Somit wurden Chloroprenkautschukzusammensetzungen, die einen besonderen Weichmacher zum Verbessern der Niedertemperatur Beständigkeit enthalten, vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 bis 3).
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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- [Patentdokument 1] Japanische, ungeprüfte Patentanmeldung Publikationsnummer 2004-269594
- [Patentdokument 2] Japanische, ungeprüfte Patentanmeldung Publikationsnummer 2004-323572
- [Patentdokument 3] Japanische, ungeprüfte Patentanmeldung Publikationsnummer 2004-323573
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Aufgabenstellung
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Allerdings sind die oben beschriebenen, traditionellen Technologien Verbesserungsverfahren durch Modifikation der Beimischungstechnologie. Im Fall dieser Verfahren resultierte dies, wenn der Weichmacher in einer erhöhten Menge zum weiteren Verbessern der Niedertemperatureigenschaften zugegeben wird, in einem Ausbluten des Weichmachers aus der Oberfläche während des Formens, was zu einer Verschlechterung der Haftfähigkeit zwischen der Chloroprenkautschukzusammensetzung und der Form führt. Somit ist nicht eine Modifikation der Beimischungszusammensetzung, sondern eine Verbesserung der Niedertemperatureigenschaften des Chloroprenkautschuks (Polymers) selbst von Nöten.
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Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Chloroprenkautschuk bereitzustellen, der bezüglich Niedertemperatureigenschaften überlegen ist, eine Chloroprenkautschukzusammensetzung, die den Selben enthält, und das Vulkanisat und den Formkörper daraus.
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Lösung der Aufgabenstellung
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Nach intensiven Studien von 1-Chlorbuta-1,3-dien, einem der Rohmonomere, das einen Einfluss auf die Niedertemperatureigenschaften von Chloropren aufweist, die durchgeführt wurden, um die obigen Probleme zu überwinden, gelangten die Erfinder zu der folgenden Erkenntnis: 1-Chlorbuta-1,3-dien weist Isomere wie etwa ein antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien, ein synperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien auf. Die Erfinder fanden heraus, das insbesondere das antiperiplanare trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und das cis-1-Chlorbuta-1,3-dien unter diesen Isomeren die Kristallisationsbeständigkeit und die Niedertemperatureigenschaften des Chloroprens effektiv verbessern und stellten die vorliegende Erfindung fertig.
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Demgemäß ist der Chloroprenkautschuk gemäß der vorliegenden Erfindung ein Produkt, das erhalten ist durch Emulsionspolymerisation von Rohmonomeren, die antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in einer Gesamtmenge von 0,5 Masse-% oder mehr und 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien in einer Menge von 2,0 Masse-% oder mehr aufweisen. In der vorliegenden Erfindung weist, da die Rohmonomere antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien, cis-1-Chlorbuta-1,3-dien und 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien jeweils in speziellen Mengen enthalten, der resultierende Chloroprenkautschuk stabilisierte Niedertemperatureigenschaften auf.
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Die Chloroprenkautschukzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält den oben beschriebenen Chloroprenkautschuk.
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Das Vulkanisat gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Vulkanisation der oben beschriebenen Chloroprenkautschukzusammensetzung angefertigt.
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Ferner ist der Formkörper gemäß der vorliegenden Erfindung ein Produkt, das erhalten ist durch Vulkanisieren der oben beschriebenen Chloroprenkautschukzusammensetzung nach oder während des Formens und Beispiele davon beinhalten Manschettenelemente (Balgelemente), Schlauchelemente, Gummilager, Dichtelemente, Wischblätter, und dergleichen.
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Der Chloroprenkautschuk gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Emulsionspolymerisation von Rohmonomeren angefertigt, die antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in einer Gesamtmenge von 0,5 Masse-% oder mehr und 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien in einer Menge von 2,0 Masse-% oder mehr enthalten.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen das Vulkanisat und der Formkörper aus der Chloroprenkautschukzusammensetzung bessere Niedertemperatureigenschaften als die der konventionellen Chloroprenkautschuke, da Rohmonomere, die antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,2-dien, cis-1-Chlorbuta-1,2-dien und 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien jeweils in bestimmten Mengen enthalten, bei der Emulsionspolymerisation verwendet werden.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben werden, es sollte aber verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Der Chloroprenkautschuk in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als erstes beschrieben werden. Der Chloroprenkautschuk der vorliegenden Ausführungsform ist durch Emulsionspolymeration von Rohmonomeren, die antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in einer Gesamtmenge von 0,5 Masse-% oder mehr und 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien in einer Menge von 2,0 Masse-% oder mehr enthalten, erhalten.
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Der Rest der Rohmonomere (Hauptbestandteil) ist 2-Chlor-1,3-butadien (nachfolgend als Chloropren bezeichnet), aber die Rohmonomere können zusätzlich weitere Monomere, die mit Chloropren polymerisierbar sind, wie etwa Styrol und Derivate davon und ebenso Acrylonitril und Methacrylate, enthalten.
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[1-Chlorbuta-1,3-dien: 0,5 Masse-% oder mehr]
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Antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien, das durch die folgende chemische Formel 1 dargestellt ist, und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien, das durch die folgende chemische Formel 2 dargestellt ist, werden als Nebenprodukte hergestellt, wenn Chloropren beispielsweise durch ein Acytelenverfahren hergestellt wird. Wenn sie mit Chloropren copolymerisiert werden, zeigt das resultierende Polymer verbesserte Niedertemperatureigenschaften nach dem Vulkanisieren. [C. 1]
[C. 2]
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Wenn allerdings das antiperiplanare trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und das cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in einer Gesamtmenge von weniger als 0,5 Masse-% in den Rohmonomeren enthalten sind, zeigt das resultierende Monomer weniger vorteilhafte Niedertemperatureigenschaften. Speziell weist das Polymer geringere Druckverformung (Druckverformungsrest) bei niedriger Temperatur auf.
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Der Maximalgehalt an antiperiplanaren trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in den Rohmonomeren ist nicht insbesondere begrenzt, beträgt aber bevorzugt 5 Masse-% oder weniger vom Gesichtspunkt der Stabilität während des Prozessierens. Die ”Stabilität während des Prozessierens”, wie hierin verwendet, bedeutet, dass das Polymer für eine ausreichende Zeitdauer vor der Vulkanisation stabil ist, sodass das Polymer keine Formdefekte aufgrund von Vulkanisation während des Formens verursacht. Es ist im Allgemeinen ein Konzept, das bezüglich der Anvulkanisationszeit relevant ist.
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[2,3-Dichlorobuta-1,3-dien: 2 Masse-% oder mehr]
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2,3-Dichlorobuta-1,3-dien weist eine Wirkung auf, die Kristallinität des Chloroprenkautschuks zu stören und die Niedertemperatureigenschaften davon nach der Vulkanisation zu verbessern. Wenn es allerdings in einer Menge von weniger als 2,0 Masse-% basierend auf der Gesamtmenge von Monomeren enthalten ist, zeigt es keine ausreichend hohe Verbesserungswirkung. Somit ist bei den Chloroprenkautschuk der vorliegenden Ausführungsform der Gehalt an 2,3-Dichlorobuta-1,3-dien in den Rohmonomeren auf 2,0 Masse-% oder mehr eingestellt.
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Alternativ ist der Maximalgehalt an 2,3-Dichlorobuta-1,3-dien Gehalt in den Rohmonomeren nicht insbesondere begrenzt, ist aber bevorzugt 20 Masse-% oder weniger basierend auf der Gesamtmenge an Monomeren, da es zu einer Erhöhung der Versprödungstemperatur oder Verschlechterung der mechanischen Festigkeit führen kann, wenn es in einer größeren Menge zugegeben wird.
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[Herstellungsverfahren]
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Nachfolgend wird das Verfahren zum Herstellen des Chloroprenkautschuks der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Bei dem Verfahren zum Herstellen des Chloroprenkautschuks der vorliegenden Ausführungsform werden Rohmonomere, die Chloropren als den Hauptbestandteil enthalten, emulsionspolymerisiert. Dann wird der Gesamtgehalt an antiperiplanarem trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in den Rohmonomeren auf 0,5 Masse-% oder mehr und der Gehalt an 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien auf 2,0 Masse-% oder mehr eingestellt.
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Das Verfahren zum Einstellen des Gesamtgehalts an antiperiplanarem trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in den Rohmonomeren auf 0,5 Masse-% oder mehr ist nicht insbesondere begrenzt und beispielsweise können Chloroprene, die antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in verschiedenen Mengen enthalten zum Einstellen des Gesamtgehalts miteinander gemischt werden. Alternativ ist es ebenso möglich, antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien von anderen Isomeren zu isolieren und sie direkt zu dem Rohmonomere zuzugeben.
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Diese Monomere, 2,3-Dichlorobuta-1,3-dien, antiperiplanares trans-1-Chlorobuta-1,3-dien und cis-1-Chlorobuta-1,3-dien können alle gleichzeitig oder mehrmalig in Aliquots zugegeben werden. Das Verfahren der aufgesplitteten Zugabe ist nicht insbesondere begrenzt und beispielsweise können einige der Monomere in bestimmten Mengen zugegeben werden, wenn die Polymerisation initiiert wird und die anderen Monomere können alle gleichzeitig oder mehrfach in Aliquots zugegeben werden, wenn die Chloroprenumsatzrate in einem bestimmten Bereich liegt.
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Der Emulgator/das Dispersionsmittel, der/das bei der Emulsionspolymerisation verwendet wird, kann ein Alkalimetallsalz einer üblichen Harzsäure sein. Insbesondere ist die Verwendung von Natrium und/oder Kaliumsalz von disproportionierter Harzsäure vom Gesichtspunkt der Farbstabilität bevorzugt.
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Zusätzlich kann ein Derivat von Harzsäure in einer anderen Struktur als ein Alkalimetallsalz in Kombination als der Emulgator/das Dispersionsmittel in dem Bereich verwendet werden, der die vorteilhaften Effekte der Erfindung nicht beeinträchtigt. Der Emulgator/das Dispersionsmittel, der/das in Kombination mit dem Harzsäurealkalimetallsalz verwendet werden kann, beinhaltet Carboxylatsalze, Sulfonatsalze, Sulfatestersalze und dergleichen. Typische Beispiele davon beinhalten, sind aber nicht begrenzt auf, Alkylsulfonate und Alkylarylsulfonate mit einer Kohlenstoffzahl von 8 bis 20, Kondensate von Natriumnaphthalensulfonat und Formaldehyd, Polyoxyethylenacylether, Polyoxyethylenalkylphenole, Sorbitanfettsäureester, Polyoxyethylenacylester und dergleichen.
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Der Polymerisationsinitiator, der bei der Emulsionspolymerisation verwendet wird, ist nicht insbesondere begrenzt und solche, die bei der üblichen Chloroprenemulsionspolymerisationen verwendet werden, können verwendet werden. Typische Beispiele davon, die bevorzugt verwendet werden, beinhalten Persulfatsalze wie etwa Kaliumpersulfat, organische Peroxide, wie etwa tert-Butylhydroperoxid, und dergleichen.
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Das Kettenübertragungsmittel ist ebenso nicht insbesondere begrenzt und solche, die bei der üblichen Chloroprenemulsionspolymerisation verwendet werden, können verwendet werden. Speziell können bekannte Kettenübertragungsmittel einschließlich langkettigen Alkylmercatptanen, wie etwa n-Dodecylmercaptan und tert-Dodecylmercaptan, Dialkylxanthogendisulfide wie etwa Diisopropylxanthogendisulfid und Diethylxanthogendisulfid, Iodoform und dergleichen verwendet werden.
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Die Polymerisationstemperatur des Chloroprenlatex ist nicht insbesondere begrenzt, falls sie in dem Bereich liegt, bei welchem Emulsionspolymerisation allgemein ausgeführt wird, aber die Polymerisationstemperatur beträgt bevorzugt 33 bis 58° zum Verbessern der Niedertemperatureigenschaften und der Produktivität.
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Der Polymerisationsterminator (Polymerisationsabbruchmittel) der zum Terminieren der Polymerisation zugegeben wird, ist nicht insbesondere begrenzt und solche, die üblicherweise verwendet werden, können verwendet werden. Typische Beispiele davon beinhalten Phenothiazine, para-t-Butylcatechol, Hydrochinon, Hydrochinonmonometyhylether, Diethylhydroxylamin und dergleichen. Die Schlusspolymerisationsrate des Chlororenpolymers, das bei dem oben beschriebenen Polymerisationsschritt erhalten wird (Chloroprenkautschuk) ist nicht insbesondere begrenzt und kann auf jeglichen Wert in dem Bereich von 0 bis 100% eingestellt sein. Allerdings ist die Schlusspolymerisationsrate des Chloroprenkautschuks bevorzugt 30% oder mehr, wenn die Produktivität in Betracht gezogen wird.
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Nachfolgend werden nicht reagierte Monomere aus der Polymerlösung, die in dem Polymerisationsschritt erhalten ist, entfernt (Monomerentfernung). Das Verfahren ist nicht insbesondere begrenzt und jegliches bekannte Verfahren, wie etwa Erwärmen unter reduzierten Druck, kann verwendet werden.
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Wie oben detailliert beschrieben, zeigt der Chloroprenkautschuk der vorliegenden Ausführungsform verbesserte Kristallinität, da 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien in einer Menge von 2,0 Masse-% oder mehr in den Rohmonomeren enthalten ist. Zusätzlich ist es möglich, die Niedertemperatureigenschaften effektiv und zuverlässig zu verbessern, da der Gehalt an antiperiplanarem trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in den Rohmonomeren auf 0,5 Masse-% oder mehr eingestellt ist. Es ist als ein Ergebnis möglich, einen Chloroprenkautschuk zu erhalten, der verbesserte Niedertemperatureigenschaften effektiv und zuverlässig zeigt.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachfolgend wird die Chloroprenkautschukzusammensetzung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Die Chloroprenkautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält, zusätzlich zu dem oben beschriebenen Chloroprenkautschuk, ein Vulkanisationsmittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger, einen Füllstoff, ein Verstärkungsmittel, einen Weichmacher, einen Plastifizierer, ein Gleitmittel, Gleitmittel, einen Alterungsinhibitor, einen Stabilisierer, ein Silankupplungsmittel, einen Säureakzeptor und dergleichen.
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Die Vulkanisationsmittel, die zu der Chloroprenkautschukzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform zugegeben werden können, beinhalten beispielsweise Metalle wie etwa Berryllium, Magnesium, Zink, Kalzium, Barium, Germanium, Titan, Zinn, Zirkon, Antimon, Vanadium, Bismut, Molybden, Wolfram, Tellur, Selen, Eisen, Nickel, Kobalt und Osmium, die Oxide und Hydroxide davon, und dergleichen. Insbesondere sind unter den Metallverbindungen Kalziumoxid, Zinkoxid, Antimondioxid, Antimontrioxyd und Magnesiumoxid bevorzugt, da sie stärkere Vulkanisationswirkung aufweisen. Diese Vulkanisationsmittel können allein oder in Kombination zweier oder mehrerer eingesetzt werden.
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Die Vulkanisationsbeschleuniger zur Verwendung beinhalten beispielsweise Thioharnstoff basierte Vulkanisationsbeschleuniger, Thiuram basierte Vulkanisationsbeschleuniger, Sulfenamid basierte Vulkanisationsbeschleuniger und dergleichen. Insbesondere ist unter diesen Ethylenthioharnstoff bevorzugt, da er bezüglich Prozessierbarkeit überlegen ist und ein Vulkanisat ergibt, das bezüglich der Balance der physikalischen Eigenschaften überlegen ist. Diese Vulkanisationsbeschleuniger können in Kombination zweier oder mehrerer verwendet werden.
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Der Füllstoff und das Verstärkungsmittel, die der Chloroprenkautschukzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform beigemengt werden, können solche, die allgemein bei der Chloroprenkautschukanwendung verwendet werden, sein, und typische Beispiele davon beinhalten Kohleschwarz, Siliziumoxid, Ton, Kalk, Kalziumkarbonat und dergleichen.
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Die Plastifizierer können ebenso Plastifizierer sein, die üblicherweise bei Chloroprenkautschukanwendung verwendet werden, und Beispiele davon beinhalten Dioctylphthalat, Dioctyladipat und dergleichen.
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Der Alterungsinhibitor zur Verwendung kann ein Alterungsinhibitor sein, der üblicherweise bei Chloroprenkautschukanwendung verwendet wird. Speziell können Amin basierte Alterungsinhibitoren, Imidazol basierte Alterungsinhibitoren, Metallcarbamatsalze, Phenol basierte Alterungsinhibitoren, Wachse und dergleichen verwendet werden und sie können allein oder in Kombination verwendet werden. Insbesondere können unter diesen Alterungsinhibitoren Amin basierte Alterungsinhibitoren, wie etwa 4,4'-bis(α,α-Dimethylbenzyl)diphenylamin und octylierte Diphenylamine, die Wärmebeständigkeit des Formkörpers verbessern, wenn sie verwendet werden.
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Der Weichmacher zur Verwendung kann jeglicher Weichmacher sein, der üblicherweise bei der Chloroprenanwendung verwendet wird. Speziell sind Schmieröle, Prozessöle, Paraffine, flüssige Paraffine, Vaselinen, Petroliumweichmacher wie etwa Petroliumasphalte, pflanzenölbasierte Weichmacher wie etwa Rapsöl, Leinsamenöl, Kastoröle und Kokosnussöle verwendbar, und sie können allein oder in Kombination verwendet werden.
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Die Chloroprenkautschukzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform kann durch ein bekanntes Verfahren wie etwa Pressvulkanisation, Spritzgussvulkanisation, Dampfpfannenvulkanisation, UHF Vulkanisation, LCM Vulkanisation oder HFB Vulkanisation in ein Vulkanisat vulkanisiert werden. Die Vulkanisationstemperatur kann dann gemäß der Zusammensetzung der Chloroprenkautschukzusammensetzung und der Art des verwendeten Vulkanisationsmittels angemessen eingestellt werden, ist aber normalerweise bevorzugt innerhalb des Bereichs von 140 bis 190°, stärker bevorzugt innerhalb des Bereichs von 150 bis 180°.
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Wie oben detailliert beschrieben, kann die Chloroprenkautschukzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform, welche einen Chloroprenkautschuk verwendet, der durch Emulsionspolymerisation von Rohmonomeren erhalten ist, die 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien in einer bestimmten Menge und antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien und cis-1-Chlorbuta-1,3-dien in einer bestimmten Menge enthalten, die Kristallisationsbeständigkeit effektiv und zuverlässig verbessern. Im Ergebnis zeigt das aus der Chloroprenkautschukzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform hergestellte Vulkanisat zuverlässig exzellente Niedertemperatureigenschaften.
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(Dritte Ausführungsform)
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Nachfolgend wird der Formkörper in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Der Formkörper der vorliegenden Ausführungsform ist ein Produkt, das durch Vulkanisieren der oben beschriebenen Chloroprenkautschukzusammensetzung aus der ersten Ausführungsform nach oder während des Formens erhalten ist. Typische Beispiele der Formkörper beinhalten Manschettenelemente (Balgelemente) wie etwa Gleichlaufgelenkbalge, Kugelgelenkbalge und Zahnstangenmanschetten; Schlauchelemente wie etwa Ölschläuche, Brennstoffdruckschläuche, Luftschläuche, Turboladerschläuche, Leistungssteuerschläuche, Bremsschläuche, Klimaanlagenschläuche und Druckschläuche; Motorlagerungsantivibrationsgummis, Auspufftopfaufhängungen, Lagergummis, Luftfedern, Dichtmaterialien wie etwa Öldichtungen und O-Ringe, Wischblätter und dergleichen.
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Das Formverfahren ist nicht insbesondere begrenzt und beispielsweise kann Pressformen, Spritzguss oder Extrusionsformen verwendet werden. Beispielsweise kann der Formkörper, wenn er ein Wischblatt oder ein Antivibrationsmaterial, wie etwa ein automobiler oder industrieller Antivibrationsgummi ist, durch Pressformen oder Spritzguss gebildet werden.
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Der Formkörper der vorliegenden Ausführungsform, welcher den oben beschriebenen Chloroprenkautschuk der ersten Ausführungsform verwendet, kann die Kristallisationsbeständigkeit effektiver und zuverlässiger als zuvor verbessern. Es ist im Ergebnis möglich, die Niedertemperatureigenschaften, wie etwa Druckverformungsrest bei geringer Temperatur zu verbessern und bevorzugte Niedertemperatureigenschaften zuverlässig zu erhalten.
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Beispiele
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Nachfolgend werden die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung spezieller mit Bezug auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. In den folgenden Beispielen wurden die Chloroprenkautschuke der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 aus den Rohmonomeren in den Zusammensetzungen, die in der folgenden Tabelle 1 gezeigt sind, angefertigt, und die Eigenschaften davon wurden ausgewertet. [Tabelle 1]
| Monomerzusammensetzung (Masse-%) | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Beispiel 4 | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 | Vergleichsbeispiel 3 |
| Chloropren | 95,5 | 93,5 | 91 | 86,5 | 97 | 98,5 | 100 |
| Antiperiplanares trans-1-Chlorbuta-1,3-dien | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| cis-1-Chlorbuta-1,3-dien | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0 | 0,5 | 0 |
| 2,3-Dichlorbuta-1,3-dien | 3 | 5 | 8 | 12 | 3 | 0 | 0 |
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Die in der folgenden Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungen wurden jeweils aus dem Chloroprenkautschuk dieser Beispiele und Vergleichsbeispiele angefertigt und die „Härte”, „Prozessierungseigenschaften”, „Zugfestigkeit” und „Niedertemperaturverformungsrest” davon wurden durch die Verfahren unter den nachfolgend gezeigten Bedingungen ausgewertet. Tabelle 2
| Bestandteil | Einmischmenge (Masseteile) |
| Kautschukelement | Chloroprenkautschuk | 100 |
| Alterungsinhibitor | N-Phenyl-1-naphthylamin | 1 |
| Säureakzeptor | MgO (#30) | 4 |
| Vulkanisierungsmittel | ZnO (2 Arten) | 5 |
| Vulkanisationsbeschleuniger | Ethylenthioharnstoff | 0,37 |
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(Härte)
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Prüfstücke wurden gemäß JIS K6250 (Vulkanisationsbedingung: 141°C × 25 Minuten) angefertigt und die Härte jedes Vulkanisats (vulkanisierter Gummi) wurde gemäß JIS K6253 bestimmt.
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(Prozessierungseigenschaften)
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Die Anvulkanisationszeit jeder Chloroprenkautschukzusammensetzung in der in Tabelle 2 oben gezeigten Zusammensetzung wurde bei 125°C gemäß JIS K6300 bestimmt.
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(Zugfestigkeit)
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Prüfstücke wurden gemäß JIS K6250 (Vulkanisationsbedingung: 141°C × 25 Minuten) angefertigt und die Festigkeit und die Streckung jedes Vulkanisats (vulkanisierter Gummi) wurden bei der Zugprüfung nach JIS K6253 bestimmt.
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(Druckverformungsrest)
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Jede Chloroprenkautschukzusammensetzung in der in Tabelle 2 oben gezeigten Zusammensetzung wurde bei 141°C für 35 Minuten vulkanisiert und der Druckverformungsrest des Vulkanisats wurde gemäß JIS K6262, wie es bei einer Temperatur von 0°C für 70 Stunden geprüft wird, bestimmt.
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Die Chloroprenkautschukzusammensetzungen in den in der folgenden Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzungen wurden jeweils aus den Chloroprenkautschuken der Beispiele und Vergleichsbeispiele oben angefertigt und der Gehmantorsionsprüfung unterzogen. Tabelle 3
| Bestandteil | Einmischmenge (Masseteile) |
| Kautschukbestandteil | Chloroprenkautschuk | 100 |
| Prozessierungshilfe | Stearinsäure | 0,5 |
| Verstärkungsmaterial | Kohleschwarz | 30 |
| Säureakzeptor | MgO (#30) | 4 |
| Vulkanisationsmittel | ZnO (2 Arten) | 5 |
| Vulkanisationsbeschleuniger | Ethylenthioharnstoff | 0,37 |
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(Gehman T10)
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Jede der Polychloroprenkautschukzusammensetzungen in den in Tabelle 3 oben gezeigten Zusammensetzungen wurde bei 141°C für 25 Minuten vulkanisiert und das Vulkanisat wurde der Gehman Torsionsprüfung gemäß JIS K6261 unterzogen. Die Temperatur (T10) bei welcher das 180° Torsionsmodul 10mal größer ist als bei normaler Temperatur wurde bestimmt und die Niedertemperatureigenschaften jeder Polychloroprenkautschukzusammensetzung wurde basierend auf dem Wert ausgewertet.
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Die obigen Resultate sind in der folgenden Tabelle 4 zusammengefasst. Tabelle 4
| Prüfstück | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Beispiel 4 | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 | Vergleichsbeispiel 3 |
| Härte (Shore A) | 45 | 45 | 46 | 47 | 46 | 45 | 45 |
| Anvulkanisationszeit (Minuten) | 18,3 | 19 | 20,5 | 21,4 | 22,2 | 17,7 | 18,6 |
| Zugfestigkeit (MPa) | 17,6 | 17,3 | 16,8 | 16,3 | 17,5 | 18 | 17,7 |
| Dehnung (%) | 1110 | 1150 | 1170 | 1220 | 1220 | 1100 | 1110 |
| Niedertemp.-druckverf. (%) | 46 | 43 | 39 | 35 | 65 | 83 | 99 |
| Gehman T10 (°C) | –36,1 | –35,5 | –34,6 | –33,5 | –36,2 | –37,1 | –36,9 |
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Wie in Tabelle 4 oben gezeigt war der Chloroprenkautschuk von Vergleichsbeispiel 1, welcher durch Emulsionspolymersation von Rohmonomeren angefertigt wurde, die 2,3-Dichlorobuta-1,3-dien enthielten aber kein antiperiplanares trans-1-Chlorobuta-1,3-dien oder cis-1-Chlorobuta-1,3-dien enthielten, bezüglich Niedertemperaturdruckverformungsrest minderwertiger. Alternativ war der Chloroprenkautschuk von Vergleichsbeispiel 2, welcher durch Emulsionspolymersation von Rohmonomeren, die weder 2,3-Dichlorobuta-1,3-dien noch antiperiplanares trans-1-Chlorobuta-1,3-dien enthielten, angefertigt wurde, und der Chloroprenkautschuk von Vergleichsbeispiel 3, welcher durch Emulsionspolymersation von Chloropren allein angefertigt wurde, ebenso bezüglich des Niedertemperaturdruckverformungsrests minderwertiger.
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Im Gegensatz dazu waren die Chloroprenkautschuke der Beispiele 1 bis 4, welche durch Emulsionspolymersation von Rohmonomeren angefertigt wurden, die antiperiplanares trans-1-Chlorobuta-1,3-dien und cis-1-Chlorobuta-1,3-dien in einer Gesamtmenge von 0,5 Masse-% oder mehr und 2,3-Dichlorobuta-1,3-dien in einer Menge von 2,0 Masse-% oder mehr enthielten, bezüglich des Niedertemperaturdruckverformungsrests überlegen und bezüglich der Prozessierbarkeit und mechanischer Eigenschaften ausreichend vorteilhaft.
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Die obigen Ergebnisse demonstrieren, dass es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist, einen Chloroprenkautschuk zu erhalten, der bezüglich Niedertemperatureigenschaften überlegen ist.
