JP2003313367A - 水素化クロロプレン系ゴム組成物 - Google Patents

水素化クロロプレン系ゴム組成物

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JP2003313367A
JP2003313367A JP2002124236A JP2002124236A JP2003313367A JP 2003313367 A JP2003313367 A JP 2003313367A JP 2002124236 A JP2002124236 A JP 2002124236A JP 2002124236 A JP2002124236 A JP 2002124236A JP 2003313367 A JP2003313367 A JP 2003313367A
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rubber composition
sulfur
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Yasuhiro Kaba
泰宏 樺
Yoshihiro Masuko
芳弘 増子
Hidehiro Matsuda
英博 松田
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】耐寒性、耐オゾン性等の特性の改良された優れ
たゴム弾性体を提供する。 【解決手段】2−クロロ−1,3−ブタジエン単量体及
び、必要に応じてそれと共重合可能な単量体とを重合し
てなるクロロプレン系重合体に水素を導入し、該重合体
中に存在する炭素炭素2重結合の1部分が単結合に変換
された水素化クロロプレン重合体に、受酸剤、硫黄を配
合してなるゴム組成物。硫黄としては、粉末硫黄、沈降
硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、非汚
染性硫黄ドナーなどがあげられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素雰囲気中、触
媒を用いてクロロプレン系重合体に水素を導入し、該重
合体中に存在する炭素炭素二重結合の一部分が単結合に
変換された重合体を主成分とし、加硫剤としての硫黄と
受酸剤を含有してなるゴム組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】クロロプレン重合体(クロロプレンゴ
ム)は、そのバランスした特性を活かして自動車部品、
接着剤、各種工業部品など広範囲の分野に用いられてい
る。しかし、クロロプレンゴムは分子内に極性基である
塩素が付加しいているため、低温下で高分子鎖の柔軟性
が損なわれ、他のジエン系ゴムであるブタジエンゴムや
イソプレンゴムなどと比べて耐寒性に劣ることが知られ
ている。また、分子内に二重結合を有するため、高分子
主鎖が炭素−炭素結合からなる重合体に比べて、オゾン
劣化が起きやすいことが知られている。
【0003】クロロプレン重合体の特性を改良する手段
として、ブタジエン単量体やイソプレン単量体などの様
なコモノマー成分とラジカル共重合させる方法がある
(Rubber Chemistry and Tec
hnology;49,670(1976))が、クロ
ロプレン単量体(2−クロロ−1,3−ブタジエン単量
体)は他の単量体に比べてラジカル重合速度が非常に速
く、優位に共重合するコモノマーの種類が限られ、特性
改良の範囲が制限されていた。
【0004】コモノマー成分を共重合して改良する方法
以外に、クロロプレン重合体中に存在する炭素炭素二重
結合部位に水素を付加させて単結合とすることが試みら
れている(Macromolecules,27,69
85(1994))。
【0005】しかし、クロロプレン重合体中に存在する
炭素炭素二重結合の一部に水素を付加させて単結合に変
換させたいわゆる水素化クロロプレン重合体を、ゴム弾
性体とする方法は知られていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐寒性、耐
オゾン性等の特性の改良された優れたゴム弾性体を提供
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため、水素雰囲気中、触媒を用いてクロロ
プレン系重合体に水素を導入し、該重合体中に存在する
炭素炭素二重結合の一部分が単結合に変換された重合体
が、良好なゴム弾性体を形成する方法について検討した
結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は水素雰囲
気中、触媒を用いてクロロプレン系重合体に水素を導入
し、該重合体中に存在する炭素炭素二重結合の一部分が
単結合に変換された重合体と硫黄及び受酸剤からなる水
素化クロロプレン系ゴム組成物である。
【0008】以下に本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の水素化重合体を合成するための原料として用いる
クロロプレン系重合体とは、例えば特開平2001−2
88304に記載したようにして得たものである。
【0009】こうして得られたクロロプレン系重合体を
用いて、特開2001−288304に記載したように
水素化して、水素化クロロプレン重合体を得る。
【0010】こうして得られた水素化クロロプレン重合
体は、原料として用いたクロロプレン系重合体に比べて
耐寒性、耐オゾン性などに優れており、通常のクロロプ
レン重合体あるいはクロロプレン共重合体の用途のみな
らず、耐寒性、耐オゾン性を必要とする種々のゴム用途
に好適である。
【0011】本発明に用いる硫黄としては、粉末硫黄、
沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、
非汚染性硫黄ドナーなどがあげられる。
【0012】本発明で用いる硫黄の添加量としては、水
素化クロロプレン系ゴム100質量部に対して、0.5
〜10質量部である。
【0013】本発明に用いるグアニジン化合物として
は、ジフェニル・グアニジン、ジ・オルト・グアニジ
ン、オルト・トリル・ビグアニド、ジカテコール・ほう
酸のジオルト・トリル・グアニジン塩等があげられる。
【0014】本発明で用いるグアニジン化合物の添加量
としては、水素化クロロプレン系ゴム100質量部に対
して、0.1〜5質量部である。
【0015】本発明に用いるチアゾール化合物として
は、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジ
ル・ジスルフィド、2−メルカプトベンゾチアゾールの
亜鉛塩、2−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム
塩、2−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシル
アミン塩、2−(N,N−ジエチルチオ・カルバモイ
ル)ベンゾチアゾール、2−(4’−モルホリノ・ジチ
オ)ベンゾチアゾール等があげられる。
【0016】本発明で用いるチアゾール化合物の添加量
としては、水素化クロロプレン系ゴム100質量部に対
して、0.1〜5質量部である。
【0017】本発明で用いるスルフェンアミド化合物と
しては、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル・ス
ルフェンアミド、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベン
ゾチアジル・スルフェンアミド、N−オキシジエチレン
−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、N,N−ジ
イソプロピル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミ
ド、N−ターシャリーブチル−2−ベンゾチアジル・ス
ルフェンアミド、N−ターシャリーブチル−ジ(2−ベ
ンゾチアゾール)スルフェンイミド等があげられる。
【0018】本発明で用いるスルフェンアミド化合物の
添加量としては、水素化クロロプレン系ゴム100質量
部に対して、0.1〜5質量部である。
【0019】本発明で用いるチウラム化合物としては、
テトラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチル
チウラム・ジスルフィド、活性化テトラメチルチウラム
・ジスルフィド、テトラエチルチウラム・ジスルフィ
ド、テトラブチルチウラム・ジスルフィド、N,N’−
ジメチル−N,N’−ジフェニルチウラム・ジスルフィ
ド、ジペンタメチレンチウラム・テトラまたはヘキサス
ルフィド、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラム
ジスルフィド等があげられる。
【0020】本発明で用いるチウラム化合物の添加量と
しては、水素化クロロプレン系ゴム100質量部に対し
て、0.1〜5質量部である。
【0021】本発明で用いる受酸剤としては、ベリリウ
ム、マグネシウム、亜鉛、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、ゲルマニウム、チタニウム、錫、ジルコ
ニウム、鉛、アンチモン、バナジウム、ビスマス、モリ
ブデン、タングステン、テルル、セレン、鉄、ニッケ
ル、コバルト、オスミウムの元素単体および上記化合物
の酸化物または水酸化物またはエポキシ化合物等があげ
られる。エポキシ化合物としては、トリス(2,3−エ
ポキシ プロピル)イソシアヌレート、1,2−エポキ
シシクロヘキサン、1,8−エポキシ−p-メンタン、
エポキシエタン、ブチル2,3−エポキシプロピルエー
テル、2,3−エポキシ−1−プロパノール、1,2−
エポキシ−4−エポキシエチルシクロヘキサン、1,2
−エポキシブタン、プロピレンオキシド等が挙げられ
る。
【0022】本発明で用いる受酸剤の添加量は、水素化
クロロプレン系ゴム100質量部に対して0.1〜30
質量部、好ましくは1〜20質量部が好ましい。0.1
質量部未満の場合には、水素化クロロプレン系ゴム組成
物より発生する塩素により腐食等の問題が発生する。ま
た、水素化クロロプレン系ゴム組成物100質量部に対
して受酸剤30質量部より多く添加した場合には、加硫
物の特性が劣る問題がある。
【0023】本発明による水素化クロロプレン系ゴム組
成物には、必要に応じて、補強剤、充填剤、軟化剤、可
塑剤、加工助剤、老化防止剤などを配合することができ
る。補強剤としては、カーボンブラック、シリカなどが
挙げられ、ゴムの機械的強度を増大させるために用いら
れる。一般には、水素化クロロプレン系ゴム100質量
部に対して、5〜100質量部の範囲で用いられる。ま
た、炭酸カルシウム、クレー、タルクなどの充填剤も適
宜添加することができる。
【0024】軟化剤としては、潤滑油、プロセスオイ
ル、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルトな
どの石油系軟化剤、ナタネ油、アマニ油、ヒマシ油、ヤ
シ油などの脂肪油系軟化剤がある。可塑剤としては、フ
タル酸誘導体であるジブチルフタレート、ジ−n−オク
チルフタレートなど、ジイソフタル酸誘導体であるジイ
ソオクチルイソフタレートなど、アジピン酸誘導体であ
るジ−n−ブチルアジペート、ジ−(2−エチルヘキシ
ル)アジペート、ジ(n−オクチル)アジペートなど、
アゼライン酸誘導体であるジ−(2−エチルヘキシル)
アゼレート、ジイソオクチルアゼレートなど、セバシン
酸誘導体であるジ−n−ブチルセバケート、ジ−(2−
エチルヘキシル)セバケートなどがある。この他、マレ
イン酸誘導体、フマル酸誘導体、トリメリット酸誘導
体、リン酸誘導体、グリセリン誘導体などがある。これ
ら可塑剤は、水素化クロロプレン系ゴム100質量部に
対して、最大40質量部程度まで添加することができ
る。
【0025】加工助剤としては、ステアリン酸などの脂
肪酸、ステアロアミドの脂肪酸アミド、ブチルステアレ
ートなどの脂肪酸エステルなどが用いられる。これら加
工助剤は、水素化クロロプレン系ゴム100質量部に対
して、0.1〜5質量部程度添加することができる。
【0026】老化防止剤としては、アミン系、イミダゾ
ール系、カルバミン酸金属塩、フェノール系、ワックス
などが使用でき、水素化クロロプレン系ゴム100質量
部に対して、0.1〜10質量部程度添加することがで
きる。
【0027】更に、本発明の水素化クロロプレン系ゴム
組成物の特性を損なわない範囲で、他種ゴムをブレンド
することも可能である。ブレンド可能なゴムの一例を挙
げれば、通常のクロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレ
ンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニ
トリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素
化ポリエチレン、クロロスルフォン化ポリエチレン、水
素化ニトリルゴムなどがある。
【0028】本発明で得られる水素化クロロプレン系ゴ
ム組成物は、通常のクロロプレンゴムと同じ様に、ミキ
シングロール、ニーダー、バンバリーなどの密閉混合機
などを用いて各種配合剤を混練添加することによって得
られる。加硫時の温度や加硫時間は適宜設定することが
でき、例えば、加硫温度は130〜220℃の範囲であ
る。
【0029】本発明の組成物からなるゴムホース、ベル
ト、ガスケット、シール部品、防振ゴム部品は、通常の
クロロプレンゴムと同様に、ミキシングロール、ニーダ
ー、バンバリーなどの密閉混合機などを用いて各種配合
剤を混練添加することによって得られる。加硫時の温度
や加硫時間は適宜設定することができ、例えば、加硫温
度は130〜220℃の範囲である。 「実施例」以下に実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明は下記の実施例により限定されるものではな
い。以下の説明において特に断りのない限り、部及び%
は質量基準であらわす。
【0030】クロロプレンゴムとして電気化学工業社製
M−30を用い、容量30LのSUS316製耐圧反応
器の中に、トルエン15,100gとクロロプレンゴム
1500gを入れ、上蓋を締めた後、室温下、窒素ガス
を通気した状態で攪拌、溶解し、クロロプレン重合体溶
液を作製した。一方、窒素雰囲気のグローブボックス中
で容量10Lのガラス製容器に、トルエン6,500g
を入れ、水素化触媒としてクロロトリス−(トリフェニ
ルホスフィン)ロジウムRhCl(P(C653
3(以下、Rh錯体と略記する)を1.5g、配位子と
してトリフェニルホスフィンを4.3g加えた後に攪拌
し、溶解した。この水素化触媒と配位子を溶解した触媒
溶液を反応器に仕込んだ後、反応器内の内容物を攪拌、
溶解した(攪拌翼アンカー翼、回転数120rpm、室
温、10分間)。次に、前記した容積30Lの耐圧反応
器に、水素ガス(水素ガス純度99.99995%)ラ
インを連結し、反応器内に水素ガスを導入して反応器内
圧力を5.0MPaとし、反応器外側のジャケットを1
00±1℃に維持した。その後、反応器内の水素ガス圧
力と温度を、上記条件のまま5時間保持した。所定時間
経過後、反応液を冷却した後、反応器内の水素ガスを開
放し、内容液(以下、水素化重合体溶液と称す)を取り
出した。この水素化重合体溶液に二倍量のメタノールを
添加して水素化重合体を析出させ、次に多量の純水と接
触させた後、ダブルドラムドライヤーを通して水素化重
合体を乾燥した。こうして約1300gの水素化クロロ
プレン系ゴムを得た。
【0031】表1に示す配合処方により、4インチロー
ルを用いて配合し、水素化クロロプレン系ゴム組成物を
得た。油圧プレスを用いて160℃で30分間加硫し、
加硫シートを得た。この加硫物の物性測定結果を表1に
示した。引張強度、破断伸びの力学的特性はJIS K
6251に、硬さはK6253に、耐オゾン性はK62
59に、ゲーマン捻り試験測定はK6261に準拠し
た。
【0032】「比較例」実施例と同様に実施した比較例
の結果も、表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】表−1で用いたデンカクロロプレンM−4
0は、電気化学工業製M−40 表−1で用いたカーボンブラックは、旭カーボン製#5
5 表−1で用いたノクラックCDは、大内新興製 ノクラ
ックCD 表−1で用いたノクラック6Cは、大内新興製 ノクラ
ック6C
【0035】実施例と比較例との対比から、本発明によ
って得られる水素化クロロプレン系ゴム組成物は、優れ
た耐寒性、耐オゾン性を有することは明らかである。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、クロロプレン系重合体
中の炭素炭素二重結合の一部を単結合に変換させた水素
化クロロプレン系重合体と硫黄を含有したゴム組成物
は、良好なゴム弾性体を示す。こうして得られた水素化
クロロプレン系ゴム組成物は優れた耐寒性と耐オゾン性
を有し、また水素化クロロプレン系重合体の分子構造
上、耐候性、耐熱性などの優れた特性を併せ持つゴム組
成物である。従って、実用上、工業上の有用性が期待で
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09K 3/10 C09K 3/10 H F16F 1/36 F16F 1/36 C 15/08 15/08 D F16G 1/06 F16G 1/06 F16J 15/10 F16J 15/10 Y Fターム(参考) 3J040 BA01 EA15 FA06 HA21 3J048 AA01 BA01 BD04 3J059 AB11 BA41 GA01 4H017 AA03 AC01 AC09 AC11 AD01 AD03 4J002 AC091 CD142 DA046 DA087 DA107 DA117 DE077 DE087 DE097 DE107 DE117 DE127 DE137 EL027 EL047 ER028 EV168 EV278 EV328 FD146 FD202 FD207 GJ00 GM01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)水素雰囲気中、触媒を用いてクロロ
    プレン系重合体に水素を導入し、該重合体中に存在する
    炭素炭素二重結合の一部分が単結合に変換された重合体
    と、 (B)硫黄 (C)受酸剤 からなることを特徴とする水素化クロロプレン系ゴム組
    成物。
  2. 【請求項2】請求項1に記載した(A)(B)(C)の
    組成物と (D)グアニジン化合物または、チアゾール化合物また
    は、スルフェンアミド化合物または、チウラム化合物の
    うち少なくとも1種類以上 からなることを特徴とする水素化クロロプレン系ゴム組
    成物。
  3. 【請求項3】上記(C)の受酸剤が、ベリリウム、マグ
    ネシウム、亜鉛、カルシウム、ストロンチウム、バリウ
    ム、ゲルマニウム、チタニウム、錫、ジルコニウム、
    鉛、アンチモン、バナジウム、ビスマス、モリブデン、
    タングステン、テルル、セレン、鉄、ニッケル、コバル
    ト、オスミウムの元素単体および上記化合物の酸化物ま
    たは水酸化物またはエポキシ化合物から選ばれた少なく
    とも1種以上を添加してなることを特徴とする請求項1
    または2記載の水素化クロロプレン系ゴム組成物。
  4. 【請求項4】上記(B)の硫黄が水素化クロロプレン系
    ゴム100重量部当たり0.1〜20重量部である請求
    項1〜3のいずれか1項記載のゴム組成物。
  5. 【請求項5】上記(C)の受酸剤が水素化クロロプレン
    ゴム100重量部当たり0.1〜30重量部である請求
    項1〜4のいずれか1項記載のゴム組成物。
  6. 【請求項6】上記(D)の化合物が水素化クロロプレン
    系ゴム組成物100重量部当たり0.01〜10重量部
    である請求項1〜5のいずれか一項に記載されたゴム組
    成物。
  7. 【請求項7】請求項1〜6のいずれか1項記載の水素化
    クロロプレン系ゴム組成物を加硫してなることを特徴と
    する加硫物
  8. 【請求項8】請求項7の加硫物からなるゴムホース、ベ
    ルト、ガスケット、シール部品、防振ゴム部品
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WO2016199389A1 (ja) * 2015-06-09 2016-12-15 株式会社ブリヂストン ホース用ゴム組成物及びホース
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