DE112019004152T5

DE112019004152T5 - Antivibrationsgummizusammensetzung und antivibrationsgummielement

Info

Publication number: DE112019004152T5
Application number: DE112019004152.5T
Authority: DE
Inventors: Masashi Okahisa; Seiji Kasai
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2021-05-06
Also published as: CN112752792A; WO2020066550A1; US11965077B2; CN112752792B; JPWO2020066550A1; JP6657491B1; US20210206944A1

Abstract

Antivibrationsgummizusammensetzung, umfassend: ein Polymer umfassend Komponente (A); und Komponenten (B) bis (E). Das Mischverhältnis der Komponenten (B) und (C) ist in einem Bereich von (B)/(C) = 99/1 bis 96/4 im Gewichtsverhältnis. Als Ergebnis ist es möglich niedrige dynamische Vergrößerung zu erreichen und beides, Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit auf einem hohen Niveau, zu erreichen.(A) Dienkautschuk;(B) Silica;(C) Ruß;(D) Silan-Kupplungsmittel;(E) Dihydrazidverbindung dargestellt durch allgemeine Formel (1).[in allgemeiner Formel (1) stellt R eine Alkylengruppe mit 1 bis 30Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylengruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe dar]

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Antivibrationsgummizusammensetzung und ein Antivibrationsgummielement, welches für eine Antivibrationsanwendung in Fahrzeugen, wie zum Beispiel Automobilen und Zügen, verwendet wird.
Stand der Technik
Im technischen Gebiet von Antivibrationsgummi werden eine hohe Haltbarkeit, Unterdrückung einer Erhöhung im Verlustkoeffizienten tanδ (Verlustfaktor) und eine niedrige dynamische Vergrößerung (Verringerung eines Wertes der dynamischen Vergrößerung [dynamische Federkonstante (Kd)/statische Federkonstante (Ks)]) benötigt. Es wird allgemein gesagt, dass der Gehalt, Partikelgröße, Dispergierbarkeit, Wechselwirkung mit einem Polymer und ähnliches eines Füllers, welcher in die Antivibrationsgummizusammensetzung gemischt ist, viel als ein Kontrollfaktor zur Verwirklichung der Voraussetzungen beitragen.
Als der Füller wird gewöhnlich Ruß, Silica oder ähnliches wegen der hohen Leistung als Verstärkungsmaterial verwendet (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1 bis 4).
Stand der Technik Dokumente
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanisches Patent Veröffentlichungsnummer 2017-119873
Patentdokument 2: Japanisches Patent Veröffentlichungsnummer 2015-224279
Patentdokument 3: Japanisches Patent Veröffentlichungsnummer 2018-95810
Patentdokument 4: Japanisches Patent Veröffentlichungsnummer 2016-124880

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Es ist jedoch insbesondere im technischen Gebiet von Antivibrationsgummi schwierig die Erhöhung in dynamische Vergrößerung des Antivibrationsgummis durch den Füller zu unterdrücken und beides, Haltbarkeit (Haltbarkeit gegen einen Druckzugfestigkeitstest) und Witterungsbeständigkeit (umfassend Ozonbeständigkeit oder ähnliches) zu erreichen, und es ist nötig beide Eigenschaften auf einem hohem Niveau zu erreichen.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Hinblick auf die obigen Umstände gemacht und stellt eine Antivibrationsgummizusammensetzung und ein Antivibrationsgummielement bereit, welches fähig ist eine niedrige dynamische Vergrößerung zu erreichen und beides, Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit auf einem hohen Niveau, zu erreichen.
Mittel zum Lösen des Problems
Die vorliegende Offenbarung ist als die folgenden [1] bis [7] gezeigt.

[1] Antivibrationsgummizusammensetzung, umfassend: ein Polymer umfassend Komponente (A); und Komponenten (B) bis (E), wobei das Mischverhältnis der Komponenten (B) und (C) in einem Bereich von (B)/(C) = 99/1 bis 96/4 im Gewichtsverhältnis ist,
1. (A) Dienkautschuk;
2. (B) Silica;
3. (C) Ruß;
4. (D) Silan-Kupplungsmittel;
5. (E) Dihydrazidverbindung dargestellt durch allgemeine Formel (1).
[in allgemeiner Formel (1) stellt R eine Alkylengruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylengruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe dar]
[2] Antivibrationsgummizusammensetzung nach [1], wobei ein Inhaltsverhältnis des Silica (B) in einem Bereich von 5 bis 100 Gewichtsteilen mit Bezug auf 100 Gewichtsteilen des Dienkautschuks (A) ist.
[3] Antivibrationsgummizusammensetzung nach [1] oder [2], wobei das Silica (B) eine BET spezifische Oberfläche von 30 bis 320 m²/g aufweist.
[4] Antivibrationsgummizusammensetzung nach einem von [1] bis [3], wobei das Silankupplungsmittel (D) zumindest eines ausgewählt aus einem Silankupplungsmittel auf Sulfidbasis und einem Silankupplungsmittel auf Mercaptobasis ist.
[5] Antivibrationsgummizusammensetzung nach einem von [1] bis [4], wobei ein Inhaltsverhältnis der Dihydrazidverbindung (E) in einem Bereich von 0,01 bis 5,0 Gewichtsteilen in Bezug auf 100 Gewichtsteilen des Dienkautschuks (A) ist.
[6] Antivibrationszusammensetzung nach einem von [1] bis [5], wobei die Dihydrazidverbindung (E) zumindest eine ausgewählt aus Adipinsäuredihydrazid und Isophtalsäuredihydrazid ist.
[7] Antivibrationsgummielement, umfassend einen vulkanisierten Körper der die Antivibrationsgummizusammensetzung nach einem von [1] bis [6] umfasst.

Das heißt, die vorliegenden Erfinder haben intensive Studien durchgeführt, um die obigen Probleme zu lösen. Im Prozess des Studiums untersuchten die vorliegenden Erfinder das Silica und das Ruß als Füller in dem Dienkautschuk, welcher ein Polymer der Antivibrationsgummizusammensetzung ist, zu kombinieren, und untersuchten ferner die Dispergierbarkeit des Silica durch eine kombinierte Verwendung der Hydrazidverbindung und des Silankupplungsmittels, welche durch allgemeine Formel (1) dargestellt sind, zu verbessern. Dann wurde gefunden, dass basierend auf der obigen Ausgestaltung, wenn das Mischungsverhältnis von Silica/Ruß eingestellt ist im Bereich von 99/1 zu 96/4 im Gewichtsverhältnis zu sein, die Zunahme in dynamischer Vergrößerung unterdrückt werden kann und beides, Haltbarkeit (Haltbarkeit gegen einen Druckzugfestigkeitstest) und Witterungsbeständigkeit (umfassend Ozonbeständigkeit oder ähnliches) auf einem hohen Niveau erreicht werden kann.
Effekt der Erfindung
Wie oben beschrieben, enthält die Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung einen Polymer umfassend einen Dienkautschuk (A) und enthält zudem ein Silica (B), ein Ruß (C), ein Silankupplungsmittel (D) und eine Dihydrazidverbindung (E) dargestellt durch die allgemeine Formel (1), wobei das Mischungsverhältnis des Silicas (B) und des Rußes (C) in einem spezifischen Bereich ist. Daher ist es möglich niedrige dynamische Vergrößerung zu erreichen und beides, Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit auf einem hohen Niveau zu erreichen.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Als nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die Ausführungsform eingeschränkt.
Wie oben beschrieben, enthält die Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung ein Polymer umfassend Komponente (A) und enthält zudem Komponenten (B) bis (E), und das Mischungsverhältnis der Komponente (B) und der Komponente (C) ist in einem Bereich von (B)/(C) = 99/1 bis 96/4 im Gewichtsverhältnis.

(A) Dienkautschuk;
(B) Silica;
(C) Ruß;
(D) Silankupplungsmittel;
(E) Dihydrazidverbindung dargestellt durch die allgemeine Formel (1).

In der Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung ist es aus der Sicht des Unterdrückens der Erhöhung in dynamischer Vergrößerung und Erreichen beides, Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit auf einem hohem Niveau, besonders wichtig, dass das Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) des Silicas (B) und des Rußes (C) festgelegt ist in einem Bereich von (B)/(C) = 99/1 bis 96/4, wie oben beschrieben, zu sein. Daneben, aus der gleichen Sicht, ist das Gewichtsverhältnis [(B)/(C)] bevorzugt in einem Bereich von 98,5/1,5 bis 96/4 und bevorzugter in einem Bereich von 98/2 bis 96/4. Das heißt, der Grund ist dass, wenn das Verhältnis von Ruß (C) zu groß ist, wird die dynamische Vergrößerung verbessert oder die Haltbarkeit (Haltbarkeit gegen einen Druckzugfestigkeitstest) oder ähnliches wird schlechter, und umgekehrt, wenn das Verhältnis von Ruß (C) zu klein ist, wird die Witterungsbeständigkeit oder ähnliches schlechter.
Im Folgenden werden die Bestandteile der Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung im Detail beschrieben.
[Dienkautschuk (A)]
Wie oben beschrieben, verwendet die Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung das Polymer umfassend den Dienkautschuk (A) und verwendet kein anderes Polymer außer den Dienkautschuk (A). Als der Dienkautschuk

(A) wird bevorzugt ein Dienkautschuk, welcher einen natürlichen Kautschuk (NR) als Hauptkomponente enthält, verwendet. Hier bedeutet die „Hauptkomponente“ dass 50 Gewichtsprozent oder mehr des Dienkautschuks (A) natürlicher Kautschuk ist und bedeutet auch dass der Dienkautschuk (A) nur natürlichen Kautschuk umfasst. Auf diese Weise wird durch die Verwendung eines natürlichen Kautschuks als Hauptkomponente der Dienkautschuk (A) exzellent in Stärke, niedriger dynamischer Vergrößerung oder ähnlichem.

Des Weiteren enthalten Dienkautschuke außer dem natürlichen Kautschuk, zum Beispiel einen Butadienkautschuk (BR), einen Styrol-Butadienkautschuk (SBR), einen Chloroprenkautschuk (CR), einen Isoprenkautschuk (IR), einen Acrylonitril-Butadienkautschuk (NBR), einen Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM), einen Butylkautschuk (IIR) und einen Chloroprenkautschuk (CR) und ähnliche. Diese Kautschuke werden allein verwendet, oder zwei oder mehrere dieser Kautschuke werden in Kombination verwendet. Zusätzlich ist es wünschenswert diese Dienkautschuke in Kombination mit einem natürlichen Kautschuk zu verwenden.
[Silica (B)]
Als nächstes werden als das Silica (B), zum Beispiel ein feuchtes Silica, ein trockenes Silica, kolloidales Silica oder ähnliches verwendet. Außerdem werden diese Silica alleine verwendet, oder zwei oder mehrere dieser Silica werden in Kombination verwendet.
Anschließend, ist, aus Sicht eines weiteren Erreichens hoher Haltbarkeit, Unterdrücken einer Erhöhung im Verlustfaktor und niedriger dynamischer Vergrößerung, die BET-spezifische Oberfläche des Silicas (B) bevorzugt 30 bis 320 m²/g, und ein Silica mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 50 bis 230 m²/g ist bevorzugter.
Zusätzlich kann die BET-spezifische Oberfläche des Silica (B), zum Beispiel, durch ein BET-spezifische Oberflächenmessgerät (hergestellt durch Mico Data Co., Ltd., 4232-II), unter Verwendung eines Mischgases (N₂: 70%, He: 30%) als ein Adsorptionsgas nachdem eine Probe bei 200°C für 15 Minuten entgast wird, gemessen werden.
Des Weiteren, aus Sicht des weiteren Erreichens hoher Haltbarkeit, Unterdrückung der Erhöhung im Verlustfaktor und niedriger dynamischer Vergrößerung, ist der Gehalt an Silica (B) bevorzugt 5 bis 100 Gewichtsteile und bevorzugter 20 bis 60 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks (A).
Zusätzlich ist es nötig den Gehalt des Silicas (B) zu spezifizieren, nachdem das Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) des Silica (B) und des Rußes (C), spezifiziert in der vorliegenden Offenbarung wie oben beschrieben, erfüllt ist.
[Ruß (C)]
Aus Sicht des Verbesserns der Witterungsbeständigkeit werden, als der Ruß (C), welcher zusammen mit dem Silica (B) verwendet wird, verschiedene Klassen von Rußen verwendet, wie zum Beispiel SAF-Klasse, ISAF-Klasse, HAF-Klasse, MAF-Klasse, FEF-Klasse, GPF-Klasse, SRF-Klasse, FT-Klasse und MT-Klasse. Diese Ruße werden allein verwendet, oder zwei oder mehrere dieser Ruße werden in Kombination verwendet.
Außerdem hat, aus Sicht der Haltbarkeit und der niedrigen dynamischen Vergrößerung, der Ruß bevorzugt eine Iod-Adsorptionsmenge von 10 bis 100 mg/g und eine DBP-Öl-Absorptionsmenge von 30 bis 180 ml/100 g.
Zusätzlich ist die Iod-Adsorptionsmenge des Rußes (C) ein Wert, welcher in Einklang mit JIS K 6217-1 (Verfahren A) gemessen wird. Ferner ist die DBP-Öl-Absorptionsmenge des Rußes (C) ein Wert, welcher in Einklang mit JIS K 6217-4 gemessen ist.
Aus Sicht des weiteren Erreichens von beidem, Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit, ist der Anteil von Ruß (C) bevorzugt 0,1 bis 5 Gewichtsteile und bevorzugter 0,1 bis 3 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks (A).
Zusätzlich ist es nötig den Gehalt an Ruß (C) zu spezifizieren, nachdem das Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) des Silicas (B) und des Rußes (C) spezifiziert in der vorliegenden Offenbarung wie oben beschrieben, erfüllt ist.
[Silankupplungsmittel (D)]
Wie oben beschrieben, enthält die Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung das Silankupplungsmittel (D), und daher sind das Silica (B) und der Dienkautschuk (A) über das Silankupplungsmittel (D) verbunden, und die Haltbarkeit des Antivibrationsgummis kann weiter verbessert werden.
Als das Silankupplungsmittel (D) werden, zum Beispiel, ein Silankupplungsmittel auf Mercapto-Basis, ein Silankupplungsmittel auf Sulfid-Basis, ein Silankupplungsmittel auf Amin-Basis, ein Silankupplungsmittel auf Epoxy-Basis, ein vinylisches Silankupplungsmittel und ähnliches alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Silankupplungsmittel werden in Kombination verwendet. Insbesondere ist das Silankupplungsmittel (D) bevorzugt ein Silankupplungsmittel auf Mercapto-Basis oder ein Silankupplungsmittel auf Sulfid-Basis, weil die Vulkanisationsdichte erhöht wird und es daher insbesondere einen Effekt in niedriger dynamischer Vergrößerung und Haltbarkeit gibt.
Das Silankupplungsmittel auf Mercapto-Basis kann, zum Beispiel 3-Mercaptopropyldimetoxysilan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan oder ähnliches sein. Diese Silankupplungsmittel auf Mercapto-Basis werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Silankupplungsmittel werden in Kombination verwendet.
Das Silankupplungsmittel auf Sulfid-Basis kann, zum Beispiel bis-(3-(Triethoxysilyl)-propyl)-disulfid, bis-(3-Triethoxysilylpropyl)-trisulfid, bis-(3-(Triethoxysilyl)-propyl)-tetrasulfid, bis-(3-Trimethoxysilylpropyl)-disulfid, bis-(2-Triethoxysilylethyl)-tetrasulfid, bis-(2-Trimethoxysilylethyl)-tetrasulfid, bis-(3-Triethoxysilylpropyl)-disulfid, 3-Trimethoxysilylpropyl-N,N-Dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropyl-N,N-Dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 2-Triethoxysilylethyl-N,N-Dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 2-Trimethoxysilylethyl-N,N-Dimethylthiocarbamoyltetrasulfid, 3-Trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropylbenzothiazoltetrasulfid, 3-Triethoxysilylpropylmethacrylatemonosulfid, 3-Trimethoxysilylpropylmethacrylatmonosulfid oder ähnliches sein. Diese Silankupplungsmittel auf Sulfid-Basis werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Silankupplungsmittel auf Sulfidbasis werden in Kombination verwendet.
Das Silankupplungsmittel auf Amin-Basis kann, zum Beispiel, 3-Aminopropyltriethoxy silan, 3 -Aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan, 3-(N-Phenyl)-aminopropyltrimethoxysilan oder ähnliches sein. Das Silankupplungsmittel auf Aminbasis wird alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Silankupplungsmittel auf Amin-Basis werden in Kombination verwendet.
Das Silankupplungsmittel auf Epoxy-Basis kann, zum Beispiel, 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan, 3 -Glycidoxypropyltriethoxysilan, 3-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan oder ähnliches sein. Diese Silankupplungsmittel auf Epoxy-Basis werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Silankupplungsmittel auf Epoxy-Basis werden in Kombination verwendet.
Das vinylische Silankupplungsmittel kann, zum Beispiel, Vinyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyl-tris-(β-methoxyethoxy)-silane, Vinyldimethylchlorosilan, Vinyltrichlorosilan, Vinyltriisopropoxysilan, Vinyl-tris-(2-methoxyethoxy)-silan oder ähnliches sein. Diese vinylischen Silankupplungsmittel werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der vinylischen Silankupplungsmittel werden in Kombination verwendet.
Aus Sicht der Exzellenz in niedriger dynamischer Vergrößerung, Haltbarkeit und ähnliches, ist der Gehalt dieser Silankupplungsmittel (D) bevorzugt 0,5 bis 20 Gewichtsteile und bevorzugter 1,0 bis 10 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks (A).
[Dihydrazidverbindung (E)]
Wie oben beschrieben, enthält die Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung die Dihydrazidverbindung (E) dargestellt durch allgemeine Formel (1), und daher wird die Dispergierbarkeit des Silicas (B) verbessert, und als Ergebnis kann die Erhöhung in dynamischer Vergrößerung effektiv unterdrückt werden.
[in der allgemeinen Formel (1) stellt R eine Alkylengruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylengruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe dar]
Spezifische Beispiele der Dihydrazidverbindung (E) enthalten, zum Beispiel, Adipinsäuredihydrazid, Isophthalsäuredihydrazid, Phthalsäuredihydrazid, Terephthalsäuredihydrazid, Bernsteinstäuredihydrazid, Azelainsäuredihydrazid, Sebacinsäuredihydrazid, Oxalsäuredihydrazid, Dodecansäuredihydrazid, oder ähnliches. Diese Dihydrazidverbindungen werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Dihydrazidverbindungen werden in Kombination verwendet. Insbesondere sind Aditinsäure Dihydrazid and Isophthalsäure Dihydrazid aus Sicht des Verringerns der dynamischen Vergrößerung bevorzugt.
Aus Sicht einer niedrigen dynamischen Vergrößerung und ähnlichem ist der Gehalt der Dihydrazidverbindung (E) bevorzugt 0,01 bis 5,0 Gewichtsteile und bevorzugter 0,01 bis 3 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks (A).
Zusätzlich kann in der Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung, zusammen mit den obigen Komponenten (A) bis (E), welche essentielle Komponenten sind, ein Vulkanisationsmittel, ein Vulkanisationsbeschleuniger, eine Vulkanisationshilfe, ein Antioxidanz, ein Prozessöl und ähnliches angemessen enthalten sein, wie notwendig.
Das Vulkanisationsmittel kann, zum Beispiel, Schwefel (Schwefelpulver, ausgefallener Schwefel, unlöslicher Schwefel), Schwefel enthaltende Verbindungen, wie zum Beispiel Alkylphenoldisulfid oder ähnliches, sein. Diese Vulkanisationsmittel werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere dieser Vulkanisationsmittel werden in Kombination verwendet.
Ferner ist der Gehalt des Vulkanisationsmittel bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen und bevorzugter in einem Bereich von 0,3 bis 5 Gewichtsteilen in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks (A). Das heißt, der Grund ist, dass wenn der Gehalt des Vulkanisationsmittels zu klein ist, sich die Vulkanisationsreaktivität tendiert zu verschlechtern und umgekehrt, wenn der Gehalt an Vulkanisationsmittel zu groß ist, die Gummieigenschaft (Bruchfestigkeit, Bruchdehnung) tendiert abzunehmen.
Der Vulkanisationsbeschleuniger kann, zum Beispiel, ein Vulkanisationsbeschleuniger auf Thiuram-Basis, ein Vulkanisationsbeschleuniger auf Sulfenamid-Basis, ein Vulkanisationsbeschleuniger auf Guanidin-Basis, ein Vulkanisationsbeschleuniger auf Thiazol-Basis, ein Vulkanisationsbeschleuniger auf Aldehyd-Ammonium-Basis, ein Vulkanisationsbeschleuniger auf Aldehyd-Amin-Basis, ein Vulkanisationsbeschleuniger auf Thioharnstoff-Basis oder ähnliches sein. Diese Vulkanisationsbeschleuniger werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Vulkanisationsbeschleuniger werden in Kombination verwendet. Insbesondere, aus Sicht der Exzellenz in dauerhafter Druckbelastung, ist eine Kombination des Vulkanisationsbeschleunigers auf Thioram-Basis und zumindest eines ausgewählt der Gruppe bestehend aus Vulkanisationsbeschleuniger auf Sulfenamid-Basis, Vulkanisationsbeschleuniger auf Guanidin-Basis und Vulkanisationsbeschleuniger auf Thiazol-Basis, bevorzugt.
Ferner ist der Gehalt an Vulkanisationsbeschleuniger bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen und bevorzugter in einem Bereich von 0,3 bis 5 Gewichtsteilen in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks (A).
Der Vulkanisationsbeschleuniger auf Thioram-Basis kann, zum Beispiel, Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD), Tetraethylthiuramdisulfid (TETD), Tetrabutylthiuramdisulfid (TBTD), tetrakis-(2-Ethylhexyl)-thiuramdisulfid (TOT), Tetrabenzylthiuramdisulfid (TBzTD) oder ähnliches sein.
Der Vulkanisationsbeschleuniger auf Sulfenamid-Basis kann, zum Beispiel, N-Oxydiethylen-2-benzothiazolylsulfenamid (NOBS), N-Cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid (CBS), N-t-Butyl-2-benzothiazolsulfenamid (BBS), N,N'-Dicyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid oder ähnliches sein. Diese Vulkanisationsbeschleuniger auf Sulfenamid-Basis werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Vulkanisationsbeschleuniger auf Sulfenamid-Basis werden in Kombination verwendet.
Der Vulkanisationsbeschleuniger auf Guanidin-Basis kann, zum Beispiel, N,N'-Diphenylthioharnstoff, Trimethylthioharnstoff, N,N'-Diethylthioharnstoff, N,N'-Dibutylthioharnstoff oder ähnliches sein. Diese Vulkanisationsbeschleuniger auf Guanidin-Basis werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Vulkanisationsbeschleuniger auf Guanidin-Basis werden in Kombination verwendet.
Der Vulkanisationsbeschleuniger auf Thiazol-Basis kann, zum Beispiel, Dibenzothiazyldisulfid (MBTS), 2-Mercaptobenzothiazol (MBT), 2-Mercaptobenzothiazol-Natriumsalz (NaMBT), 2-Mercaptobenzothiazol-Zinksalz (ZnMBT) oder ähnliches sein. Diese Vulkanisationsbeschleuniger auf Thiazol-Basis werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Vulkanisationsbeschleuniger auf Thiazol-Basis werden in Kombination verwendet. Insbesondere werden Dibenzothiazoldisulfid (MBTS) bevorzugt verwendet in Bezug auf besonders exzellente Vulkanisationsreaktivität.
Die Vulkanisationshilfe kann, zum Beispiel, Zinkoxid (ZnO), Stearinsäure, Magnesiumoxid oder ähnliches sein. Diese Vulkanisationshilfen werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Vulkanisationshilfen werden in Kombination verwendet.
Ferner ist der Gehalt an Vulkanisationshilfe bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtseilen und besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 7 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks (A).
Das Antioxidans kann, zum Beispiel, ein Antioxidans auf Carbamat-Basis, ein Antioxidans auf Phenylendiamin-Basis, ein Antioxidans auf Phenol-Basis, ein Antioxidans auf Diphenylamin-Basis, ein Antioxidans auf Quinolin-Basis, ein Antioxidans auf Imidazol-Basis, ein Art Wachs oder ähnliches sein. Diese Antioxidantien werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere der Antioxidantien werden in Kombination verwendet.
Ferner ist der Gehalt an Antioxidans in einem Bereich von 0,5 bis 15 Gewichtsteilen und besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 Gewichtsteilen mit Bezug auf 100 Gewichtsteilen an Dienkautschuk (A).
Das Prozessöl kann, zum Beispiel, ein napthenisches Öl, ein paraffinisches Öl, ein Aromaöl oder ähnliches sein. Diese Prozessöle werden alleine verwendet, oder zwei oder mehrere dieser Prozessöle werden in Kombination verwendet.
Ferner ist der Gehalt an Prozessöl bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 35 Gewichtsteilen und besonders bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 30 Gewichtsteilen in Bezug auf 100 Gewichtsteile des Dienkautschuks (A).
[Verfahren zur Herstellung einer Antivibrationsgummizusammensetzung]
Hier kann die Antivibrationsgummiszusammensetzung der vorliegenden Offenbarung durch Verwendung einer Knetmaschine, wie zum Beispiel ein Kneter, ein Banbury-Mixer, einer offenen Rolle und eines Doppelschraubenrührers zum Kneten der Komponenten (A) bis (E), welche essenzielle Komponenten sind, und Kneten anderer Materialien, welche oben aufgelistet sind, wie benötigt, hergestellt werden.
Die Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung, welche auf diese Weise erhalten wird, wird bei einer hohen Temperatur (150°C bis 170°C) für 5 bis 30 Minuten vulkanisiert, um ein Antivibrationsgummielement (vulkanisierter Körper) zu werden.
Außerdem wird das Antivibrationsgummielement, welches einen vulkanisierten Körper der Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung enthält, bevorzugt als ein Bestandteil einer Antriebshalterung, einer Stabilisatorbuchse, einer Aufhängungsbuchse, einer Motorhalterung, einer Hilfsrahmenhalterung oder ähnliches verwendet, welche in einem Kraftfahrzeug oder ähnlichem verwendet werden. Insbesondere wegen der niedrigen dynamischen Vergrößerung und exzellenten Haltbarkeit, kann das Antivibrationsgummielement vorteilhafterweise als ein Bestandteil (Antivibrationsgummielement für ein elektrisches Fahrzeug) einer Motorhalterung, einer Aufhängungsbuchse, einer Hilfsrahmenhalterung und ähnliches in einem elektrischen Fahrzeug angetrieben durch einen elektrischen Motor (umfassend Brennstoffzellenfahrzeug FCV), Plug-in-Hybridfahrzeug (PHV), Hybridfahrzeug (HV) und ähnliches neben elektrischen Fahrzeugen (EV) verwendet werden.
Ferner kann das Antivibrationsgummielement zusätzlich zu den obigen Anwendungen auch für eine seismische Kontroll- (Vibrationskontroll-)Vorrichtung und eine seismische Isolationsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Schwingungsdämpfer auf Computerfestplatten, einen Schwingungsdämpfer auf allgemeinen Haushaltsgeräten, wie zum Beispiel einer Waschmaschine, und eine seismische Kontrollwand oder einen seismischen Kontroll-(Schwingungskontroll-)Dämpfer für den Bau im Gebiet Bau und Wohnen verwendet werden.
Beispiel
Als nächstes werden Beispiele zusammen mit Vergleichsbeispielen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Zuerst, vor den Beispielen und den Vergleichsbeispielen, werden die folgenden Materialien vorbereitet. Zusätzlich ist jeder gemessene Wert des Rußes und des Silica ein Wert, welcher gemäß den obigen Verfahren gemessen wird.
[Natürlicher Kautschuk (NR)]
[Isoprenkautschuk (IR)]
Nipol IR 2200 hergestellt durch Zeon Corporation
[Butadienekautschuk (BR)]
Nipol 1220 hergestellt durch Zeon Corporation
[Zinkoxid]
Zwei Arten von Zinkoxid hergestellt durch Sakai Chemical Industry Co., Ltd.
[Stearinsäure]
Perlenstearinsäure Sakura hergestellt durch Nof Corporation
[Antioxidans]
Antigen 6C hergestellt durch Sumitomo Chemical Co., Ltd.
[Silica (i)]
Nipsil VN3 (BET spezifische Oberfläche: 180 bis 230 m²/g) hergestellt durch Tosoh Silica Corporation
[Silica (ii)]
Nipsil ER (BET spezifische Oberfläche: 70 to 120 m²/g) hergestellt durch Tosoh Silica Corporation
[Ruß]
Show Black N330 (DBP Ölabsorbtionsmenge: 104 ml/100 g, Iodadsorbtionsmenge: 81 mg/g) hergestellt durch Cabot Japan Co., Ltd.
[Prozessöl]
Sunthene 410 hergestellt durch Japan Sun Oil Co., Ltd.
[Dihydrazid (i)]
Adipinsäuredihydrazid (ADH) hergestellt durch Otsuka Chemical Co., Ltd.
[Dihydrazid (ii)]
Isophthalsäuredihydrazid (IDH) hergestellt durch Otsuka Chemical Co., Ltd.
[Silankupplungsmittel (i)]
Silankupplungsmittel auf Sulfid-Basis (Si-69 hergestellt durch EVONIK DEGUSSA)
[Silankupplungsmittel (ii)]
NXT Z45 hergestellt durch MOMENTIVE
[Vulkanisationsbeschleuniger]
Sanceler CZ-G hergestellt durch Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.
[Schwefel (Vulkanisationsmittel)]
Hergestellt durch Karuizawa Seirenjo
[Beispiele 1 bis 14 Vergleichsbeispiele 1 bis 3]
Die Antivibrationsgummizusammensetzung wurde durch Mischen und Kneten jedes der obigen Materialien in dem Verhältnis, welches in Tabelle 1 und 2 unten gezeigt ist, vorbereitet. Zusätzlich, in dem obigen Kneten, wurden zuerst Materialien außer dem Vulkanisationsmittel und dem Vulkanisationsbeschleuniger bei 140°C für 5 Minuten durch Verwendung eines Banbury-Mischer geknetet, und anschließend wurde das Vulkanisationsmittel und der Vulkanisationsbeschleuniger beigemischt und bei 60°C für 5 Minuten durch Verwendung einer offenen Rolle geknetet.
Die Antivibrationsgummizusammensetzung der Beispiele und die Antivibrationsgummizusammensetzung der Vergleichsbeispiele, welche auf diese Weise erhalten werden, wurden verwendet, um jede Eigenschaft nach dem folgenden Kriterium zu bewerten. Die Ergebnisse sind auch in den Tabellen 1 und 2 unten gezeigt.
<Dynamische Vergrößerung>
Jede Antivibrationsgummizusammensetzung wurde pressgeformt (vulkanisiert) um ein Teststück vorzubereiten. Dann wurde die statische Federkonstante (Ks) des Teststücks gemäß JIS K 6394 gemessen, und die dynamische Federkonstante (Kd100) des Teststücks bei einer Frequenz von 100 Hz wurde gemäß JIS K 6385 erhalten. Basierend auf den obigen Werten wurde die dynamische Vergrößerung (Kd100/Ks) berechnet.
Tabellen 1 und 2 unten zeigen einen gemessenen Wert der dynamischen Vergrößerung in jedem Beispiel, welcher in einen Index konvertiert wird, während der gemessene Wert der dynamischen Vergrößerung (Kd100/Ks) im Vergleichsbeispiel 1 auf 100 festgelegt wird.
Dann wurde es als „◯“ bewertet, wenn der Wert der Beispiele niedriger ist als der des Vergleichsbeispiels 1, und es wurde als „×“ bewertet, wenn der Wert der dynamischen Vergrößerung der Beispiele gleich oder höher als der des Vergleichsbeispiels 1 ist.
<Haltbarkeit>
Jede Antivibrationsgummizusammensetzung wurde pressgeformt (vulkanisiert) unter der Kondition von 150°C × 30 Minuten, um ein Gummiblatt mit einer Dicke von 2 mm vorzubereiten. Dann wurde eine JIS Nr. 3 Hantel aus dem Gummiblatt ausgestanzt, und ein Hantelermüdungstest (Expansionstest) wurde unter Verwendung der Hantel gemäß JIS K 6260 durchgeführt. Dann wurde die Anzahl der Expansion bei Bruch (Anzahl bei Bruch) gemessen.
Tabellen 1 und 2 unten zeigen einen gemessenen Wert der Anzahl bei Bruch in jedem Beispiel, welcher in einen Index konvertiert wird, wenn der gemessene Wert der Anzahl bei Bruch im Vergleichsbeispiel 1 auf 100 gesetzt wird.
Dann wurde es als „◯“ bewertet, wenn der Wert der Anzahl bei Bruch (Indexkonversionswert) gleich oder höher als 90 (gleich oder höher als der des Vergleichsbeispiels 1), ist, und es wurde als „x“ bewertet, wenn der Wert der Anzahl bei Bruch weniger als 90 ist.
<Witterungsbeständigkeit>
Jede der Antivibrationsgummizusammensetzung wurde pressgeformt (vulkanisiert) unter der Bedingung von 150°C × 30 Minuten, um ein Gummiblatt mit einer Dicke von 2 mm vorzubereiten. Dann wurde ein Teststück mit einer Breite von 50 mm und einer Länge von 50 mm aus dem obigen Gummiblatt vorbereitet, und ein Witterungsbeständigkeitstest wurde durchgeführt, indem das Teststück einem Sonnenschein Wettermesser ausgesetzt wurde (hergestellt durch Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., Atlas Weather-Ometer Ci4000, Schwarze-Tafel-Temperatur 63°C) für 48 Stunden.
Dann wurde die Farbänderung des Teststücks nach dem Witterungsbeständigkeitstest visuell durch Vergleich mit dem Teststück vor dem Witterungsbeständigkeitstest bewertet, und das Teststück, in welchem keine Farbänderung empfunden wurde, wurde als „◯“ bewertet und das Teststück, in welchem die Farbänderung empfunden wurde, wurde als „×“ bewertet. Zusätzlich wurde die obige visuelle Bewertung durch 10 Diskussionsteilnehmer durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse basieren auf den Konsens von 8 oder mehr aus den 10 Leuten sind Tabellen 1 und 2 unten gezeigt.

[Tabelle 1]

(Gewichtsteile)
	Beispiele
	1	2	3	4	5	6	7	8
NR	100	100	100	100	100	100	100	100
IR	-	-	-	-	-	-	-	-
BR	-	-	-	-	-	-	-	-
Zinkoxid	5	5	5	5	5	5	5	5
Stearinsäure	2	2	2	2	2	2	2	2
Antioxidans	1	1	1	1	1	1	1	1
Silica (i)	40	40	40	15	60	40	40	-
Silica (ii)	-	-	-	-	-	-	-	40
Ruß	0.5	1	1.8	0.4	1.5	1	1	1
Prozssöl	3	3	3	3	3	3	3	3
Dihydrazid (i)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	-	1	0.5
Dihydrazid (ii)	-	-	-	-	-	0.5	-	-
Silankupplungsmittel (i)	1	1	1	1	1	1	1	1
Silankupplungsmittel (ii)	-	-	-	-	-	-	-	-
Vulkanisationsbeschleuniger	1	1	1	1	1	1	1	1
Schwefel	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
Dynamische Vergrößerung (Index)	80	82	85	71	97	84	83	79
Bewertung	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯
Haltbarkeit (Index)	103	102	100	95	110	102	99	90
Bewertung	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯
Witterungsbeständigkeit	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯

[Tabelle 2]

(Gewichtsteile)
	Beispiele						Vergleichsbeispiele
	9	10	11	12	13	14	1	2	3
NR	90	80	90	100	100	100	100	100	100
IR	10	20	-	-	-	-	-	-	-
BR	-	-	10	-	-	-	-	-	-
Zinkoxid	5	5	5	5	5	5	5	5	5
Stearinsäure	2	2	2	2	2	2	2	2	2
Antioxidans	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Silica (i)	40	40	40	40	40	40	40	40	40
Silica (ii)	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Ruß	1	1	1	1	1	1	1	-	10
Prozssöl	3	3	3	3	3	3	3	3	3
Dihydrazid (i)	0.5	0.5	0.5	0.1	3	0.5	-	0.5	0.5
Dihydrazid (ii)	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Silankupplungsmittel (i)	1	1	1	1	1	-	1	1	1
Silankupplungsmittel (ii)	-	-	-	-	-	1	-	-	-
Vulkanisationsbeschleuniger	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Schwefel	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
Dynamische Vergrößerung (Index)	84	85	81	89	83	85	100	82	104
Bewertung	◯	◯	◯	◯	◯	◯	×	◯	×
Haltbarkeit (Index)	97	96	91	102	98	105	100	107	88
Bewertung	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	×
Witterungsbeständigkeit	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	×	◯

Gemäß den Ergebnissen der Tabellen 1 und 2 oben hat der vulkanisierte Körper der Antivibrationsgummizusammensetzung der Beispiele eine niedrige dynamische Vergrößerung (Kd100/Ks) und erreicht beides, Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit, wenn verglichen mit dem vulkanisierten Körper der Antivibrationsgummizusammensetzung des Vergleichsbeispiels 1, welche keine Dihydrazidverbindung enthält.
Unterdessen enthält der vulkanisierte Körper der Antivibrationsgummizusammensetzung des Vergleichsbeispiels 2 kein Ruß oder ist schlechter in der Witterungsbeständigkeit als der vulkanisierte Körper der Antivibrationsgummizusammensetzung der Beispiele und des Vergleichsbeispiels 1.
Ferner enthält der vulkanisierte Körper der Antivibrationsgummizusammensetzung des Vergleichsbeispiels 3 mehr Ruß als das Verhältnis, welches in der vorliegenden Offenbarung spezifiziert ist, und wie anhand des vulkanisierten Körpers der Antivibrationsgummizusammensetzung der Beispiele ersichtlich, werden das Erreichen der niedrigen dynamischen Vergrößerung und der Verbesserungseffekt der Haltbarkeit nicht erkannt.
Zusätzlich zeigen die obigen Beispiele spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, aber die obigen Beispiele sind bloß Veranschaulichungen und sollen nicht in einer einschränkenden Art und Weise interpretiert werden. Verschiedene Abwandlungen, welche für den Fachmann offensichtlich sind, sollen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung sein.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Antivibrationsgummizusammensetzung der vorliegenden Offenbarung wird bevorzugt als Material für einen Bestandteil (Antivibrationsgummielement) einer Antriebshalterung, einer Stabilisatorbuchse, einer Aufhängungsbuchse, einer Motorhalterung, einer Hilfsrahmenhalterung und ähnliches verwendet, welche in einem Kraftfahrzeug oder ähnlichem verwendet werden. Zusätzlich kann die Antivibrationsgummizusammensetzung auch als ein Material für einen Bestandteil (Anivibrations- und Gummielement) einer seismischen Kontroll- (Vibrationskontroll-) und einer seismischen Isolationsvorrichtung, wie zum Beispiel einem Schwingungsdämpfer auf Computerfestplatten, einem Schwingungsdämpfer auf allgemeinen Haushaltsgeräten, wie zum Beispiel einer Waschmaschine, und einer seismischen Kontrollwand oder einem seismischen Kontroll-(Schwingungskontroll-)Dämpfer für den Bau im Bereich Bau und Wohnen verwendet werden.
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 Patentliteratur

JP 2017119873 [0003]
JP 2015224279 [0003]
JP 201895810 [0003]

Claims

Antivibrationsgummizusammensetzung, umfassend: ein Polymer umfassend Komponente (A); und Komponenten (B) bis (E), wobei das Mischverhältnis der Komponenten (B) und (C) in einem Bereich von (B)/(C) = 99/1 bis 96/4 im Gewichtsverhältnis ist, (A) Dienkautschuk; (B) Silica; (C) Ruß; (D) Silan-Kupplungsmittel; (E) Dihydrazidverbindung dargestellt durch allgemeine Formel (1).
[in allgemeiner Formel (1) stellt R eine Alkylengruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylengruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe dar]
Antivibrationsgummizusammensetzung nach Anspruch 1, wobei ein Inhaltsverhältnis des Silica (B) in einem Bereich von 5 bis 100 Gewichtsteilen mit Bezug auf 100 Gewichtsteilen des Dienkautschuks (A) ist.
Antivibrationsgummizusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Silica (B) eine BET spezifische Oberfläche von 30 bis 320 m²/g aufweist.
Antivibrationsgummizusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Silankupplungsmittel (D) zumindest eines ausgewählt aus einem Silankupplungsmittel auf Sulfidbasis und einem Silankupplungsmittel auf Mercaptobasis ist.
Antivibrationsgummizusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Inhaltsverhältnis der Dihydrazidverbindung (E) in einem Bereich von 0,01 bis 5,0 Gewichtsteilen in Bezug auf 100 Gewichtsteilen des Dienkautschuks (A) ist.
Antivibrationszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dihydrazidverbindung (E) zumindest eine ausgewählt aus Adipinsäuredihydrazid und Isophtalsäuredihydrazid ist.
Antivibrationsgummielement, umfassend einen vulkanisierten Körper der die Antivibrationsgummizusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst.