JP2002053718A - ブチルゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
き、そこにブリスタなどを発生させない加硫成形品を与
え得るブチルゴム組成物を提供する。 【解決手段】 ブチルゴム100重量部当りCTAB(セチル
トリメチルアンモニウムブロマイド)比表面積が約30〜
100m2/gのカーボンブラックを約30〜150重量部添加した
ブチルゴム組成物。この組成物中に、平均粒子径が約1
〜40μmでアスペクト比が5以上の偏平状充填剤約10〜10
0重量部および有機金属化合物カップリング剤が約0.05
〜5重量部添加されて用いられると、二酸化炭素冷媒に
対する遮蔽性がさらに向上する。
Description
に関する。更に詳しくは、二酸化炭素を冷媒とするエア
コン用のシール材成形材料などとして有効に用いられる
ブチルゴム組成物に関する。
系ガスが用いられているが、フロン系ガスはその化学構
造より、オゾン層を破壊したり、地球を温暖化させるな
ど地球環境を破壊することが知られている。そこで、よ
り地球環境にやさしい冷媒の研究がなされており、その
一つとして二酸化炭素(CO2)が注目されているが、CO2は
高分子物質に対する溶解性が大きく、シール材内部を透
過したり、使用環境での圧力変化によるブリスタの発生
などを生じ、CO2をシールできる材料が未だ見出されて
いない状況にある。
化炭素冷媒を有効にシールすることができ、そこにブリ
スタなどを発生させない加硫成形品を与え得るブチルゴ
ム組成物を提供することにある。
ブチルゴム100重量部当りCTAB比表面積が約30〜100m2/g
のカーボンブラックを約30〜150重量部添加したブチル
ゴム組成物によって達成される。このブチルゴム組成物
中には、さらに平均粒子径が約1〜40μmでアスペクト比
が5以上の偏平状充填剤約10〜100重量部および有機金属
化合物カップリング剤約0.05〜5重量部が添加されてい
ることが好ましい。
ソプレンとの共重合体であって、イソプレンを最大3モ
ル%程度共重合させているが、本発明においては2モル%
程度イソプレンを共重合させたものが好んで用いられ
る。
としては、CTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロマ
イド)比表面積が約30〜100m2/g、好ましくは約35〜95m2
/gのものが、ブチルゴム100重量部当り約30〜150重量
部、好ましくは約50〜130重量部の割合で用いられる。
カーボンブラックのCTAB比表面積がこれ以上のものを用
いると、補強性が強すぎてゴムコンパウンドの粘度上昇
や分散不良などを生じ、一方これ以下のCTAB比表面積の
ものを用いると、実用レベルの補強性が得られず、CO2
冷媒に接したとき発泡を生ずるようになる。また、これ
以下の配合割合のときも、CTAB比表面積が小さい場合と
同様であり、一方これ以上の配合割合で用いると、ゴム
コンパウンドの粘度上昇によって混練が困難となるばか
りではなく、加硫成形品が非常に硬くなってしまう。
ンブラックと共に、偏平状充填剤を併用すると、冷媒と
して用いられる二酸化炭素の遮蔽性をさらに低下させる
ことができる。偏平状充填剤としては、例えばクレー、
マイカ(雲母粉)、グラファイト、二硫化モリブデン等
が、ブチルゴム100重量部当り約10〜100重量部、好まし
くは約30〜80重量部の割合で用いられる。
1〜40μm、好ましくは約5〜30μmで、アスペクト比が5
以上、好ましくは10〜30のものが用いられる。平均粒子
径がこれ以下あるいはアスペクト比がこれ以下のものを
用いると、冷媒遮蔽性の向上がみられない。一方、これ
以上の平均粒子径のものを用いると、実用レベルの補強
性が得られないばかりではなく、二酸化炭素冷媒に接し
たときブリスタを生ずるようになる。また、添加割合が
約10重量部以下では、冷媒遮蔽性の向上がみられず、一
方約100重量部以上の添加割合で用いられると、平均粒
子径が大きい場合と同様に二酸化炭素冷媒に接したとき
にブリスタが発生するようになる。
いた場合には、有機金属化合物カップリング剤を、ブチ
ルゴム100重量部当り約0.05〜5重量部、好ましくは約0.
1〜3重量部併用することが必要である。これ以下の添加
割合ではカップリングの効果がみられず、二酸化炭素冷
媒に接したときブリスタを生ずるようになる。一方、こ
れ以上の添加割合で用いられると架橋阻害がみられるよ
うになり、耐圧縮永久歪特性が悪化するようになる。
例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、ビ
ニルトリクロルシラン、γ-グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシ
シラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
γ-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等
のシランカップリング剤、イソプロピルトリイソステア
ロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパ
イロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N-ア
ミノエチル-アミノエチル)チタネート、テトラオクチル
ビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、ビス(ジ
オクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネ
ート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチ
タネート等のチタンカップリング剤、アルミニウムエチ
レート、アルミニウムイソプロピレート、アルミニウム
イソプロピネートモノセカンダリーブチレート、アルミ
ニウムセカンダリーブチレート、アルミニウムアルキル
アセトアセテートジイソプロピネート、アルミニウムト
リスアセチルアセトネート、アルミニウムアルキルアセ
トアセテート等のアルミニウムカップリング剤が単独ま
たは2種類以上組合せて用いられる。
リン、キノイド、ハロゲン化アルキルフェノールホルム
アルデヒド樹脂等ブチルゴムに使用可能な架橋剤であれ
ば、任意のものを使用することができる。ブチルゴム組
成物中には、以上の各成分以外に、ホワイトカーボン等
の補強剤、タルク、クレー、グラファイト、けい酸カル
シウム等の充填剤、ステアリン酸、パルミチン酸、パラ
フィンワックス等の加工助剤、酸化亜鉛、酸化マグネシ
ウム等の受酸剤、老化防止剤、可塑剤などの各種配合剤
が、必要に応じて適宜添加されて用いられる。
ダ、バンバリーミキサ等の混練機またはオープンロール
などを用いて混練することによって行われ、それの加硫
は射出成形機、圧縮成形機、加硫プレス等を用いて、約
150〜200℃で約3〜60分間程度加熱することによって行
われ、その後必要に応じて約120〜200℃で約1〜24時間
程度オーブン加硫(二次加硫)することが行われる。
ルゴムに特定のCTAB比表面積を有するカーボンブラック
を添加することにより構成され、二酸化炭素冷媒に対し
てもブリスタなどを発生させることがなく、すぐれた二
酸化炭素シール性を示す加硫成形品を与えることができ
る。特に、特定性状の偏平状充填剤および有機金属化合
物カップリング剤をカーボンブラックと共に併用した場
合には、二酸化炭素冷媒のさらなる遮蔽性が確保される
ようになる。
ゴム組成物は、エアコンに使用されるOリング、ガスケ
ット、パッキン等のシール材、例えばスクィーズパッキ
ン(Oリング、Xリング、Dリング等)の成形材料や二酸化
炭素冷媒に適用可能な冷凍機油(ポリアルキレングリコ
ール等)のシール材の成形材料などとして好適に使用す
ることができる。
混練物について170℃で30分間のプレス加硫および140℃
で10時間のオーブン加硫(二次加硫)を行ない、150×150
×2mmの加硫シートを得た。
びJIS K-6251に準拠して常態物性を測定すると共に、液
化CO2中に25℃で24時間浸せきした後150℃に1時間加熱
して、表面ブリスタ発生の有無を目視で観察した。
積が80m2/gのものが70重量部用いられた。
積が10m2/gのものが150重量部用いられた。
積が120m2/gのものが50重量部用いられた。
積が90m2/gのものが20重量部用いられた。
積が30m2/gのものが170重量部用いられた。
び評価結果は、次の表1に示される。なお、比較例2およ
び比較例4では、混練自体が不能であった。 表1 測定・評価項目 実-1 実-2 比-1 比-3 [常態物性] 硬さ (デュロメーターA) 81 80 78 60 引張強さ (MPa) 15.3 16.4 7.3 8.9 伸び (%) 220 270 210 200 [耐CO2性] ブリスタ発生の有無 なし なし あり あり
定および評価を行った。測定では、常態物性および耐CO
2性の他に、JIS K-6262に準拠した圧縮永久歪(120℃、7
0時間)およびASTM D-1434に準拠したCO2遮蔽性(70℃)の
測定も行われた。
積80m2/gのものが50重量部用いられた。
径2μm、アスペクト比10のものが同量用いられた。
シシランの代りにイソプロピルトリイソステアロイルチ
タネートが同量用いられた。
シシランの代りにアルミニウムアルキルアセトアセテー
トが同量用いられた。
2に示される。 表2 測定・評価項目 実-3 実-4 実-5 実-6 実-7 [常態物性] 硬さ (デュロメーターA) 80 81 83 80 80 引張強さ (MPa) 14.3 15.0 15.1 14.5 14.7 伸び (%) 260 240 220 260 250 [圧縮永久歪] 120℃、70時間 (%) 27 26 25 28 27 [CO2遮蔽性] 透過係数(cc・mm/m2・24hr・atm) 700 750 850 700 700 [耐CO2性] ブリスタ発生の有無 なし なし なし なし なし
積10m2/gのものが120重量部用いられた。
積120m2/gのものが40重量部用いられた。
積90m2/gのものが15重量部用いられた。
積30m2/gのものが160重量部用いられた。
径0.5μm、アスペクト比10のものが同量用いられた。
粒子径50μm、アスペクト比20の扁平状マイカが同量用
いられた。
粒子径10μm、アスペクト比1の球状クレーが同量用いら
れた。
また偏平状グラファイト量が5重量部にそれぞれ変更さ
れた。
また偏平状グラファイト量が120重量部にそれぞれ変更
された。
シシランが用いられなかった。
シシラン量が10重量部に変更された。
果は、次の表3に示される。なお、比較例6および比較例
8では、混練自体が不能であった。 表3 比較例 測定・評価項目 5 7 9 10 11 12 13 14 15 [常態物性] 硬さ (デュロ 82 79 81 80 82 81 79 80 77 メーターA) 引張強さ (MPa) 8.7 12.4 15.6 13.5 15.1 15.9 6.9 14.5 12.7 伸び (%) 270 290 240 290 270 260 190 280 460 [圧縮永久歪] 120℃、70時間(%) 24 29 26 32 25 21 35 25 68 [CO2遮蔽性] 透過係数(cc・mm/ m2・24hr・atm) 600 850 1200 550 1400 1300 350 700 750 [耐CO2性] ブリスタ発生の有無 あり あり なし あり なし なし あり あり な し
におけるCO2遮蔽性(透過係数)の値は、それぞれ140
0、1400、1200および1600(cc・mm/m2・24hr・atm)で
あった。
Claims (5)
- 【請求項1】 ブチルゴム100重量部当りCTAB(セチル
トリメチルアンモニウムブロマイド)比表面積が約30〜
100m2/gのカーボンブラックを約30〜150重量部添加して
なるブチルゴム組成物。 - 【請求項2】 平均粒子径が約1〜40μmでアスペクト比
が5以上の偏平状充填剤約10〜100重量部および有機金属
化合物カップリング剤約0.05〜5重量部がカーボンブラ
ックと併用された請求項1記載のブチルゴム組成物。 - 【請求項3】 二酸化炭素用成形材料として用いられる
請求項1または2記載のブチルゴム組成物。 - 【請求項4】 エアコン用シール材の成形材料として用
いられる請求項3記載のブチルゴム組成物。 - 【請求項5】 エアコン用スクィーズパッキンの成形材
料として用いられる請求項4記載のブチルゴム組成物。
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