JP2004352870A - Rubber composition and molding prepared by crosslinking the same - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐オゾン性、耐熱性に優れ、かつ、マンドレル成型時に亀裂の生じない架橋成形物の製造に好適なゴム組成物及びその架橋成形物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニトリル共重合ゴムは、耐油性に優れ、様々な用途に用いられている代表的なゴムであるが、耐オゾン性に劣り、オゾン劣化防止剤を配合しないとオゾンによる劣化が早いという問題があった。しかし、オゾン劣化防止剤は、それ自体がラジカルを捕捉してゴムのオゾン劣化を防止するため、次第に変質して機能が失われる。その結果、オゾン劣化防止剤を配合したゴム組成物は、ゴム分子のオゾン劣化を遅延させることができても完全に防止することはできず、長期にわたるゴムの耐オゾン性を維持させることができなかった。
【０００３】
一方、ニトリル共重合ゴムと塩化ビニル樹脂とのポリマーアロイは、耐オゾン性に優れ、耐油性も併せ持つことから、耐油性ホースを中心に広く使用されている。しかし、このポリマーアロイを用いて、曲がったホースや管径が変化するホースを製造する際に、架橋前の直管状ホースにマンドレルを挿入して形状を固定し架橋すると、架橋成形物に亀裂が発生するという問題を生じることがあった。
【０００４】
この問題を改善しようとして、ニトリル共重合ゴムとしてムーニー粘度の高いものを使用することなどが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、マンドレル成形時の亀裂はある程度改善されたが、ホース形状等がより複雑化する中、マンドレル成形性のより一層の改善が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７２４３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記事情に鑑み、耐オゾン性、耐熱性に優れ、かつ、マンドレル成形時に亀裂の生じない架橋成形物の製造に好適なゴム組成物及びその架橋成形物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討したところ、ニトリル共重合ゴム、塩化ビニル樹脂及び塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂の特定組成から成るゴム配合物に、特定の亜鉛化合物を、ゴム配合剤として通常必要とされていた量を下回る特定量以下含有して成るゴム組成物を架橋成形することにより、耐オゾン性、耐熱性に優れ、かつ、マンドレル成形時に亀裂の生じない架橋成形物が得られることを見出し、この知見に基づいて、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
かくして本発明によれば、以下の１〜２の発明が提供される。
１． ニトリル共重合ゴム（Ａ）４０〜９０重量％、塩化ビニル樹脂（Ｂ）５〜３０重量％及び塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）５〜３０重量％から成るゴム配合物に、酸化亜鉛、炭素数１０〜２０の脂肪酸酸の亜鉛塩及びこれらの混合物から成る群より選ばれる１種以上を、前記ゴム配合物中にゴム配合物の合計重量に対して３重量％以下の量で含有してなるゴム組成物。
２． 上記１に記載のゴム組成物を架橋成形して成る架橋成形物。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、ニトリル共重合ゴム（Ａ）４０〜９０重量％、塩化ビニル樹脂（Ｂ）５〜３０重量％及び塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）５〜３０重量％から成るゴム配合物に、酸化亜鉛又はステアリン酸亜鉛又はこれらの混合物を、前記ゴム配合物中に３重量％以下の量で含有してなる。
【００１０】
本発明で使用するニトリル共重合ゴム（Ａ）は、α，β−エチレン性不飽和ニトリル単量体単位と、これと共重合可能な他の単量体単位とから成り、α，β−エチレン性不飽和ニトリル単量体単位を、好ましくは３０〜８０重量％、より好ましくは３３〜６０重量％含有する。α，β−エチレン性不飽和ニトリル単量体単位の含有量が少なすぎると架橋成形物の耐油性に劣り、逆に多すぎると耐寒性に劣る。
上記ニトリル共重合ゴム（Ａ）は、α，β−エチレン性不飽和ニトリル単量体と、これと共重合可能な他の単量体とを共重合させ、必要に応じて主鎖の炭素−炭素不飽和結合を水素化して得ることができる。α，β−エチレン性不飽和ニトリル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等を挙げることができる。これらの中でも、アクリロニトリルが好ましい。
【００１１】
α，β−エチレン性不飽和ニトリル単量体と共重合可能な他の単量体の例としては、共役ジエン単量体、非共役ジエン単量体、α−オレフィン、芳香族ビニル単量体、フッ素含有ビニル系単量体、α，β−エチレン性不飽和モノカルボン酸、α，β−エチレン性不飽和多価カルボン酸又はその無水物、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体、共重合性の老化防止剤等を挙げることができる。これらの中でも、共役ジエン単量体が好ましい。ニトリル共重合ゴム（Ａ）中のこれら単量体単位の含有量は、好ましくは７０〜２０重量％、より好ましくは４０〜６７重量％である。
【００１２】
共役ジエン単量体としては、１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン等を挙げることができる。中でも、１，３−ブタジエンが好ましい。
非共役ジエン単量体は、炭素数が５〜１２のものが好ましく、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン等を挙げることができる。
α−オレフィンとしては、炭素数が２〜１２のものが好ましく、エチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン等を挙げることができる。
芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルピリジン等を挙げることができる。フッ素含有ビニル系単量体としては、フルオロエチルビニルエーテル、フルオロプロピルビニルエーテル、ｏ−トリフルオロメチルスチレン、ペンタフルオロ安息香酸ビニル、ジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン等を挙げることができる。
α，β−エチレン性不飽和モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸等を挙げることができる。α，β−エチレン性不飽和多価カルボン酸としては、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等を挙げることができる。
α，β−エチレン性不飽和多価カルボン酸の無水物としては、無水イタコン酸、無水マレイン酸等を挙げることができる。
【００１３】
α，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ドデシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート等の、炭素数１〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリレート；メトキシメチルアクリレート、メトキシエチルメタクリレート等の、炭素数２〜１２のアルコキシアルキル基を有する（メタ）アクリレート；α−シアノエチルアクリレート、β−シアノエチルアクリレート、シアノブチルメタクリレート等の、シアノアルキル基を有する炭素数２〜１２の（メタ）アクリレート；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート等の、ヒドロキシアルキル基を有する炭素数２〜１２の（メタ）アクリレート；マレイン酸モノエチル、イタコン酸モノｎ−ブチル等のα，β−エチレン性ジカルボン酸モノアルキルエステル；マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル等のα，β−エチレン性ジカルボン酸ジアルキルエステル；ジメチルアミノメチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート等のアミノ基含有α，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル；トリフルオロエチルアクリレート、テトラフルオロプロピルメタクリレート等のフルオロアルキル基含有（メタ）アクリレート；フルオロベンジルアクリレート、フルオロベンジルメタクリレート等のフッ素置換ベンジル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００１４】
共重合性の老化防止剤の例としては、Ｎ−（４−アニリノフェニル）アクリルアミド、Ｎ−（４−アニリノフェニル）メタクリルアミド、Ｎ−（４−アニリノフェニル）シンナムアミド、Ｎ−（４−アニリノフェニル）クロトンアミド、Ｎ−フェニル−４−（３−ビニルベンジルオキシ）アニリン、Ｎ−フェニル−４−（４−ビニルベンジルオキシ）アニリン等を挙げることができる。
【００１５】
本発明で使用するニトリル共重合ゴム（Ａ）は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ（ＧＰＣ）で測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が、好ましくは５０，０００〜３，０００，０００、より好ましくは７０，０００〜２，０００，０００、さらに好ましくは１００，０００〜１，５００，０００である。
【００１６】
本発明で使用するニトリル共重合ゴム（Ａ）のムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは２５〜１４０である。ムーニー粘度が小さすぎるとマンドレルを挿入してホースを架橋成形する際に亀裂が発生する可能性があり、逆に大きすぎると粘度が高くなり成形加工するのが困難となる。
【００１７】
本発明で使用する塩化ビニル樹脂（Ｂ）としては、塩化ビニル単独重合体（ポリ塩化ビニル）、塩化ビニルとこれと共重合可能な単量体（酢酸ビニルは除く）との共重合体が挙げられる。塩化ビニルと共重合可能な単量体は特に限定されないが、例えば、プロピオン酸ビニル、ラウリル酸ビニル等のビニルエステル類；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル類；ジブチルフマレート、ジエチルフマレートなどのフマル酸エステル類；メチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類；エチレン、プロピレン、スチレンなどのα−オレフィン類；塩化ビニリデン、臭化ビニル等などの塩化ビニル以外のハロゲン化ビニリデン又はハロゲン化ビニル類；ジアクリルフタレート、エチレングリコールジメタクリレートなどの多官能性単量体等である。これらの単量体は一種で又は二種以上を組み合せて使用することができる。これらの共重合可能な単量体単位の共重合体中の含有量は好ましくは１５重量％以下であり、より好ましくは１０重量％以下、更に好ましくは５重量％以下である。これらの共重合可能な単量体単位の含有量が多過ぎると耐オゾン性、耐油性、耐寒性に劣る可能性がある。本発明で使用される塩化ビニル樹脂の中ではポリ塩化ビニルが最も好ましい。
【００１８】
このような塩化ビニル樹脂の平均重合度は、好ましくは５００〜２，０００、より好ましくは７００〜１，５００の範囲である。この平均重合度が小さすぎると本発明のゴム組成物の耐オゾン性に劣り、大きすぎるとゴム組成物の粘度が高くなり成形加工が困難となる。
【００１９】
本発明で使用する塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）は、塩化ビニル単量体と酢酸ビニル単量体とを共重合させて得られるものである。また、これに、本発明の効果を実質的に阻害しない範囲で、その他の共重合可能な単量体を共重合させてもよい。このような共重合可能な単量体は特に限定されないが、上記塩化ビニル樹脂（Ｂ）において、塩化ビニルと共重合可能な単量体として例示したものと同じものを用いることができる。これらの共重合可能な単量体単位の塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）中の含有量は１５重量％以下であり、好ましくは１０重量％以下、更に好ましくは５重量％以下である。これらの共重合可能な単量体単位の含有量が多過ぎると、耐オゾン性、耐油性及び耐寒性に劣る可能性がある。
【００２０】
上記塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）の平均重合度は、好ましくは５００〜２，０００、より好ましくは７００〜１，５００の範囲である。平均重合度が小さ過ぎると、本発明のゴム組成物の耐オゾン性に劣り、大き過ぎるとゴム組成物の粘度が高くなり成形加工が困難となる。
【００２１】
上記塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）中の酢酸ビニル単量体単位の含有量は、５〜３０重量％、好ましくは１０〜２０重量％である。酢酸ビニル単量体単位の含有量が多すぎると、耐オゾン性、耐ガソリン透過性、耐寒性に劣る可能性がある。
【００２２】
上記塩化ビニル樹脂（Ｂ）及び塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）は、塩化ビニル、酢酸ビニル及び上記のこれらと共重合可能な単量体を、従来公知の重合方法で重合することによって製造される。例えば、懸濁重合、乳化重合、塊状重合等が挙げられ、重合方式も回分式、連続式など従来公知のいずれの方式も用いることができる。
【００２３】
本発明に用いるゴム配合物は、上記ニトリル共重合ゴム（Ａ）、塩化ビニル樹脂（Ｂ）及び塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）を混練して調製する。
【００２４】
上記ゴム配合物の調製方法は特に限定されず、ニトリル共重合ゴム（Ａ）と、塩化ビニル樹脂（Ｂ）と、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）とに、本発明の効果を実質的に阻害しない範囲で、ゴムや樹脂に通常用いられる安定剤や可塑剤等を加え、バンバリーミキサー、ニーダー、インターナルミキサーなどの混練機で高温で混合するドライブレンド法；あるいはこれらのゴム成分及び樹脂成分をラテックス状態で混合して一緒に凝固（共沈殿）及び乾燥した後に、押出機やバンバリーミキサー、ニーダー、インターナルミキサーなどの混練機を用いて加熱混合するラテックス共沈法；などの公知の方法を用いることができる。
【００２５】
本発明に用いる上記ゴム配合物におけるニトリル共重合ゴム（Ａ）の含有量は４０〜９０重量％、好ましくは６０〜８５重量％、特に好ましくは６５〜８０重量％であり、塩化ビニル樹脂（Ｂ）の含有量は５〜３０重量％、好ましくは５〜２５重量％、特に好ましくは８〜２３重量％であり、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）の含有量は５〜３０重量％、好ましくは５〜２５重量％、特に好ましくは８〜２３重量％である。ニトリル共重合ゴム（Ａ）の量が少な過ぎると本発明のゴム組成物を架橋成形してなる架橋成形物がゴム弾性に劣り、逆に多過ぎると耐オゾン性に劣る場合がある。塩化ビニル樹脂（Ｂ）の量が少な過ぎると該架橋成形物の耐オゾン性、耐ガソリン透過性に劣り、逆に多過ぎるとゴム弾性に劣り、圧縮永久ひずみが大きくなる場合がある。塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）の量が少な過ぎると、ホースにマンドレルを挿入して架橋成形する際に、亀裂が発生し、逆に多過ぎると耐熱性に劣り、圧縮永久ひずみが大きくなる場合がある。
【００２６】
本発明に用いる上記ゴム組成物は、上記ゴム配合物に、酸化亜鉛、炭素数１０〜２０の脂肪酸酸の亜鉛塩及びこれらの混合物から成る群より選ばれる１種以上を含有して成る。炭素数１０〜２０の脂肪酸酸の亜鉛塩としては、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛などが挙げられ、中でもステアリン酸亜鉛が好ましい。また、酸化亜鉛とステアリン酸とを含有するのがより好ましく、この場合には、ゴム配合物に酸化亜鉛及びステアリン酸を配合することにより、ステアリン酸亜鉛を配合後に生成させることもできる。
酸化亜鉛、炭素数１０〜２０の脂肪酸酸の亜鉛塩及びこれらの混合物の、ゴム配合物中の合計含有量は、通常、ゴムの耐熱性付与のために必要と考えられていた量（通常５重量％以上）よりも少ないことを特徴とする。すなわち、本発明に用いる上記ゴム配合物の全重量に対して３重量％以下、好ましくは０．３重量％以上２重量％以下にする。本発明のゴム組成物においては、酸化亜鉛、炭素数１０〜２０の脂肪酸酸の亜鉛塩及びこれらの混合物を、ゴム配合物に対して３重量％よりも多く用いると、架橋成形物の耐熱性が低下する。
【００２７】
本発明のゴム組成物は、さらに架橋剤を配合し、架橋成形することができる。
架橋剤としては、硫黄系架橋剤、有機過酸化物、ポリアミン系架橋剤などが例示される。硫黄系架橋剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄などの硫黄；４，４’−ジチオモルホリンや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、高分子多硫化物など有機硫黄化合物；などが挙げられる。
【００２８】
有機過酸化物としては、ジアルキルパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシエステル類などが挙げられる。ジアルキルパーオキサイドとしては、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキシン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンなどが挙げられる。ジアシルパーオキサイドとして、ベンゾイルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイドなどが挙げられる。パーオキシエステルとして、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートなどが挙げられる。
【００２９】
ポリアミン系架橋剤は、２つ以上のアミノ基を有する化合物であって、脂肪族炭化水素や芳香族炭化水素の複数の水素がアミノ基又はヒドラジド構造、すなわち−ＣＯＮＨＮＨ２で表される構造に置換されたものである。ポリアミン系架橋剤としては、脂肪族多価アミン類、芳香族多価アミン類、ヒドラジド構造を２つ以上有する化合物などが挙げられる。脂肪族多価アミン類としては、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカルバメート、テトラメチレンペンタミン、ヘキサメチレンジアミン−シンナムアルデヒド付加物、ヘキサメチレンジアミン−ジベンゾエート塩などが挙げられる。芳香族多価アミン類としては、４，４’−メチレンジアニリン、４，４’−オキシジフェニルアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）などが挙げられる。ヒドラジド構造を２つ以上有する化合物としては、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジドなどが挙げられる。
【００３０】
架橋剤の使用量は、架橋剤の種類により異なるが、概ね、ニトリル共重合ゴム（Ａ）１００重量部に対して、好ましくは０．１〜１０重量部、より好ましくは０．３〜７重量部、特に好ましくは０．５〜５重量部である。架橋剤の使用量が少なすぎると架橋成形物の架橋密度が低くなり耐油性に劣る場合があり、多すぎると屈曲疲労性に劣る。
【００３１】
硫黄系架橋剤を用いる場合は、通常、架橋促進剤を併用する。架橋促進剤としては、亜鉛華、スルフェンアミド系架橋促進剤、グアニジン系架橋促進剤、チアゾール系架橋促進剤、チウラム系架橋促進剤、ジチオ酸塩系架橋促進剤などが挙げられる。架橋促進剤の使用量は特に限定されず、架橋成形物の用途、要求性能、硫黄架橋剤の種類、架橋促進剤の種類などに応じて決めればよい。
【００３２】
また、有機過酸化物を用いる場合は、通常、架橋助剤を併用する。架橋助剤としては、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドなどが挙げられる。これらは、クレー、炭酸カルシウム、シリカなどに分散させ、ゴム組成物の加工性を改良したものを使用してもよい。架橋助剤の使用量は特に限定されず、架橋物の用途、要求性能、架橋剤の種類、架橋助剤の種類などに応じて決めればよい。
【００３３】
本発明のゴム組成物には、本発明の効果を実質的に阻害しない範囲で、一般的なゴムに使用される配合剤、例えば、カーボンブラック、シリカなどの補強剤；炭酸カルシウム、クレー、タルク、ケイ酸カルシウムなどの充填剤；α，β−不飽和カルボン酸金属塩；可塑剤；顔料などを配合してもよい。また、本発明の効果を実質的に阻害しない範囲で、ニトリル共重合ゴム（Ａ）、塩化ビニル樹脂（Ｂ）及び塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）以外のゴム又は樹脂を配合してもよい。さらに、加熱によるゴム又は樹脂の劣化防止のため、老化防止剤を配合するのが好ましい。
【００３４】
老化防止剤の例としては、ｎ−オクタデシル−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、テトラキス−［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールのようなフェノール系老化防止剤；ｍ−トルイレンジアミン、ｐ−ジアリルアミン、ジフェニル―ｐ―フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−β―ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンのようなアミン系老化防止剤等を挙げることができる。本発明においては、フェノール系酸化防止剤を用いるのが好ましく、中でも、テトラキス−［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタンを用いるのが最も好ましい。老化防止剤の配合量は、本発明に用いる上記ゴム配合物の重量を基準にして、０．２〜５．０重量％、好ましくは０．５〜３．０重量％である。
【００３５】
本発明のゴム組成物の調製方法は特に限定されず、他のゴム組成物と同様に一般的なゴム組成物の調製方法で調製すればよく、密閉式混合機やオープンロールなどを用いて混練すればよい。架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤などを配合する場合、配合後は、架橋開始温度以下になるように温度調整をして混合する。
【００３６】
本発明の架橋成形物は、前述の本発明のゴム組成物に上記架橋剤等を配合して架橋成形したものである。ゴム組成物を架橋する方法は、特に限定されないが、通常は加熱により架橋する。
【００３７】
架橋時の温度は、好ましくは１００〜２００℃、より好ましくは１３０〜１９０℃、特に好ましくは１４０〜１８０℃である。温度が低すぎると架橋時間が長くなったり、架橋密度が小さくなったりする場合がある。温度が高すぎる場合は、成形不良になる場合がある。
【００３８】
また、架橋時間は、架橋方法、架橋温度、形状などにより異なるが、１分以上、５時間以下の範囲が架橋密度と生産効率の観点から好ましい。
【００３９】
さらに、成形物の形状、大きさなどによっては、表面が架橋していても、内部まで十分に架橋していない場合があるので、その場合には、二次架橋を行うのが好ましい。
【００４０】
架橋するための加熱方法としては、プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる方法から適宜選択すればよい。
【００４１】
本発明の架橋成形物は、耐オゾン性、耐熱性に優れ、かつ、マンドレル成型時に亀裂が生じない。従って、該架橋成形物は、ロール、ホース、ベルト、シール材などの工業部品として用いられ、パッキン、燃料ホース、エアインテークホース、エアダクトホース、ブーツ材、自動車内装部材などの自動車用ゴム部品として好適である。特に、本発明の架橋成形物は、高温かつ高オゾン濃度という非常に過酷な環境に暴露されるような自動車、バイク等において、ガソリンやアルコール混合ガソリンなどの燃料油を燃料タンクに充填したり、エンジンなどに輸送したりするために使用されるフュエルホース、フュエルインレットホース、フュエルブリーザーホース、エバポホース、ＯＲＶＲ（オンボード・リフューエリング・ベーパー・リカバリー）規制対策用ホース等のホースとして好適である。
【００４２】
【実施例】
以下に実施例、比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。部及び％は、特に記載のない限り、重量基準である。なお、試験方法及び評価方法は下記の通りである。
【００４３】
ムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）は、ＪＩＳ Ｋ ６３００に準じて測定した。
【００４４】
マンドレル成形亀裂評価試験
マンドレルによるホースの亀裂発生の有無は、図１に示すマンドレル１を用いて以下のように評価した。押出機を用い、スクリュー温度６０℃、ヘッド温度８０℃でゴム組成物を押出し、内径３．５ｍｍ、外径８ｍｍの未架橋ゴムホースを成形した。亀裂を発生し易くするため、未架橋ゴムホースを４０℃に７２時間保持した。未架橋ゴムホースを長さ３ｃｍに切断して、試験片２を作成した。開口部２１にシリコーン系離型剤（セバゾール２２００、一方社製）を２滴垂らし、離型剤が試験片２の内壁に均一に広がるように、マンドレル１を挿入した。図１に示すように試験片２のマンドレル１挿入側開口部２１から長さ方向中央までが一定の管径になり、残りは管径が一定割合で減少するようになる位置までマンドレル１を挿入し、はみ出した離型剤を拭き取った。亀裂を発生し易くするため、４０℃に２４時間保持した後、オーブンで１５０℃に３０分間保持して架橋し、室温に戻し、エアを吹き込みながらマンドレルを抜いて架橋ゴムホース試験片を得た。得られた架橋ゴムホース試験片を長さ方向に沿ってカッターで切断し、一種のゴム組成物につき３個ずつの試験片の外周及び内壁を目視で観察し、亀裂の発生の有無を評価した。
結果の評価について
○○○： 試験片３個全てに亀裂が発生している。
×××： 試験片３個全てに亀裂が発生していない。
【００４５】
なお、マンドレル１のＬ１は１５０ｍｍ、Ｌ２は１３０ｍｍ、Ｒｉは３．５ｍｍであり、Ｒは６ｍｍ、６．５ｍｍ及び７ｍｍと変えた。また、マンドレル１を挿入した場合、試験片２は変形するので、Ｔは約２５ｍｍになり、挿入側開口部２１からＨまでの長さ（Ｈの半分であり、約１２．５ｍｍ）が一定の管径（Ｒ：６ｍｍ、６．５ｍｍ及び７ｍｍ）で、残りの部分は開口部２２に向けて管径が小さくなっている。架橋前後で試験片２の形状の変化は特に認められなかった。
【００４６】
空気加熱老化試験方法
熱プレス金型を用い、１５０℃で３０分間、ゴム組成物をプレス成形して２ｃｍ×１５ｃｍ×１５ｃｍの架橋シートを得た。得られた架橋シートからＪＩＳ Ｋ ６２５１ 記載のダンベル状３号形を用いて試験片を得、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準じて、引張試験を行った。
次にＪＩＳ Ｋ−６２５７に準じて、ギヤー式老化試験機を用い、老化温度１２０℃、老化時間７２時間で老化試験を行った。該試験後、試験片が脆化し、折り曲げた際に破壊したものをＢ．Ｏ．（Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｏｕｔの略）と記述した。破壊しなかった試験片のみに試験後の引張試験を行い、引張り強さ、切断時伸び、硬さの変化率を計算した。
結果の評価について
Ｂ．Ｏ．： Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｏｕｔの意味で熱劣化による試料の硬化が激しく測定不能となったもの。
ΔＴＢ（％）： 強度の変化であり、マイナスは強度の低下を意味する。変化は小さい方が良好であるが、プラスであれば特に問題ない。
ΔＥＢ（％）： 伸びの変化であり、プラス、マイナスとも値が小さい方が良い。
ΔＨｓ（Ｐｏｉｎｔｓ）： 硬度の変化であり、プラス、マイナスとも値が小さい方が良い。（マイナスの場合を軟化劣化と言う）
【００４７】
実施例１
１．第一段混練（ポリマーのブレンド及び混練）
ニトリル共重合ゴム（Ａ）（Ｎｉｐｏｌ ＤＮ３３３５、日本ゼオン社製、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル単位含有量３３．５％、ムーニー粘度３５）７０部、塩化ビニル樹脂（Ｂ）（ＺＥＳＴ ８００Ｚ、新第一塩ビ社製、ポリ塩化ビニル、重合度８００）２０部、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）（ＺＥＳＴ Ｃ１５０Ｓ、新第一塩ビ社製、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル含量１５％、重合度８００）１０部、塩化ビニル樹脂用安定剤０．５部及び可塑剤１（ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）：大八化学製）１部を８インチロールを用いて５０℃で混練し、得られたゴム配合物シートをさらにロール温度１７０℃で５分間混練して加熱処理を行い、再び５０℃で５分間混練してゴム配合物シートを得た。
【００４８】
２．第二段混練（配合剤の添加）
得られた上記シートの裁断物１００部、酸化亜鉛（Ｚｎ＃１、堺化学社製）１％及びステアリン酸１％（いずれも、上記ニトリル共重合ゴム（Ａ）、塩化ビニル樹脂（Ｂ）及び塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）の合計量に対し）、ＦＥＦカーボンブラック（シーストＳＯ、東海カーボン社製）６０部及び可塑剤２（ＤＯＰ）３０部を、温水により系内を５０℃としたバンバリー型密閉式混練機を用いて５分間混練し、得られた混合物に、硫黄０．３部、テトラメチルチウラムジスルフィド（ノクセラーＴＴ、大内新興化学工業製）１．５部及びＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスフレンアミド（ノクセラーＣＺ、大内新興社製）１．５部を添加し、温水で５０℃に加熱したロール混練機で混練してゴム組成物シートとした。
【００４９】
得られた上記ゴム組成物シートについて、上記方法によりマンドレル成形亀裂評価試験を３回実施し、かつ空気加熱老化試験を実施した。得られた結果を表２に示す。
【００５０】
実施例２
塩化ビニル樹脂（Ｂ）、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）の量を表１に示す通りに変更した他は、実施例１と同様に処理した。得られた結果を表２に示す。
【００５１】
実施例３
実施例１の第二段混練において、老化防止剤（Ｉｒｇａｎｏｘ １０１０、チバ・スペシャルティ・ケミカル株式会社製、テトラキス−［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン）１部を添加した他は、実施例と同様に処理した。得られた結果を表２に示す。
【００５２】
比較例１
塩化ビニル樹脂（Ｂ）及び酸化亜鉛の量を表１に示す通りに変更し、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）を加えなかった他は、実施例１と同様に処理した。得られた結果を表２に示す。
【００５３】
比較例２
塩化ビニル樹脂（Ｂ）の量を表１に示す通りに変更し、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）を加えなかった他は、実施例１と同様に処理した。得られた結果を表２に示す。
【００５４】
比較例３
ニトリル共重合ゴム（Ａ）及び塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）の量を表１に示す通りに変更し、塩化ビニル樹脂を加えなかった他は、実施例１と同様に処理した。得られた結果を表２に示す。
【００５５】
比較例４
塩化ビニル樹脂（Ｂ）、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）及び酸化亜鉛の量を表１に示す通りに変更した他は、実施例１と同様に処理した。得られた結果を表２に示す。
【００５６】
【表１】
【表２】
以上、表２から分かる通りに、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂（Ｃ）を配合しない場合には、ホースのマンドレル成形時に亀裂の発生が見られる（比較例１及び比較例２）。また、塩化ビニル樹脂（Ｂ）を配合しない場合には、架橋成形物の熱劣化が激しくＢｅｎｄｉｎｇ Ｏｕｔが見られ、耐熱性に劣る（比較例３）。また、酸化亜鉛の配合量が多い場合には、架橋成形物の熱劣化が激しくＢｅｎｄｉｎｇ Ｏｕｔが見られ、耐熱性に劣る（比較例４）。
これに対し、本発明の架橋成形物は、耐オゾン性、耐熱性に優れ、熱劣化が小さくかつマンドレル成形時に亀裂の発生が見られない（実施例１〜３）。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の架橋成形物は、耐オゾン性、耐熱性に優れかつマンドレル成型時に亀裂が生じない。従って、本発明の架橋成形物は、様々な用途に用いられるばかりでなく、特に高温、高オゾン濃度という非常に過酷な環境に暴露される分野において用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いるマンドレルを挿入した試験片を示す。
【符号の説明】
１ マンドレル
２ 試験片
２１ マンドレル挿入側開口部
２２ 開口部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition which is excellent in ozone resistance and heat resistance and which is suitable for producing a crosslinked molded product which does not crack during mandrel molding, and a crosslinked molded product thereof.
[0002]
[Prior art]
Nitrile copolymer rubber has excellent oil resistance and is a typical rubber used for various applications.However, it has poor ozone resistance and has a problem that deterioration by ozone is rapid if no ozone deterioration inhibitor is added. Was. However, since the ozone deterioration preventing agent itself captures radicals to prevent ozone deterioration of rubber, it gradually deteriorates and loses its function. As a result, the rubber composition containing the antiozonant can not completely prevent the ozone deterioration of the rubber molecules but can maintain the ozone resistance of the rubber for a long time. Did not.
[0003]
On the other hand, polymer alloys of a nitrile copolymer rubber and a vinyl chloride resin are widely used mainly for oil-resistant hoses because they have excellent ozone resistance and also have oil resistance. However, when using this polymer alloy to manufacture bent hoses or hoses with variable tube diameters, if a mandrel is inserted into a straight tubular hose before crosslinking to fix the shape and crosslink, cracks will be formed in the crosslinked molded product. In some cases.
[0004]
In an attempt to improve this problem, it has been proposed to use a nitrile copolymer rubber having a high Mooney viscosity (for example, see Patent Document 1). As a result, cracks during molding of the mandrel were improved to some extent, but as the shape of the hose and the like became more complicated, further improvement in the mandrel moldability was desired.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-172433 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a rubber composition which is excellent in ozone resistance and heat resistance, and which is suitable for producing a crosslinked molded article which does not generate cracks during mandrel molding, and a crosslinked molded article thereof. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and found that a specific zinc compound was added to a rubber compound comprising a specific composition of a nitrile copolymer rubber, a vinyl chloride resin and a vinyl chloride-vinyl acetate resin. By cross-molding a rubber composition containing a specific amount less than the amount normally required as an agent, a cross-linked molded product having excellent ozone resistance and heat resistance, and having no crack during mandrel molding is obtained. The present inventors have found that the present invention can be obtained, and have completed the present invention based on this finding.
[0008]
Thus, according to the present invention, the following inventions 1 and 2 are provided.
1. A rubber compound comprising 40 to 90% by weight of a nitrile copolymer rubber (A), 5 to 30% by weight of a vinyl chloride resin (B) and 5 to 30% by weight of a vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) is added with zinc oxide and carbon. At least one selected from the group consisting of zinc salts of fatty acids of several tens to 20 and a mixture thereof in an amount of 3% by weight or less based on the total weight of the rubber compound; Rubber composition.
2. A crosslinked molded product obtained by crosslinking the rubber composition according to the above item 1.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The rubber composition of the present invention comprises a rubber comprising 40 to 90% by weight of a nitrile copolymer rubber (A), 5 to 30% by weight of a vinyl chloride resin (B) and 5 to 30% by weight of a vinyl chloride-vinyl acetate resin (C). The compound comprises zinc oxide or zinc stearate or a mixture thereof in an amount of not more than 3% by weight in the rubber compound.
[0010]
The nitrile copolymer rubber (A) used in the present invention comprises α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomer units and other monomer units copolymerizable therewith, and comprises α, β-ethylene The unsaturated nitrile monomer unit is contained in an amount of preferably 30 to 80% by weight, more preferably 33 to 60% by weight. When the content of the α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomer unit is too small, the oil resistance of the crosslinked molded product is poor, and when it is too large, the cold resistance is poor.
The above-mentioned nitrile copolymer rubber (A) is obtained by copolymerizing an α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomer and another monomer copolymerizable therewith, and if necessary, carbon-carbon of the main chain. It can be obtained by hydrogenating carbon unsaturated bonds. Examples of the α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, and the like. Of these, acrylonitrile is preferred.
[0011]
Examples of other monomers copolymerizable with the α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomer include conjugated diene monomers, non-conjugated diene monomers, α-olefins, aromatic vinyl monomers , Fluorine-containing vinyl monomer, α, β-ethylenically unsaturated monocarboxylic acid, α, β-ethylenically unsaturated polycarboxylic acid or anhydride thereof, α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid ester And a copolymerizable antioxidant. Among these, conjugated diene monomers are preferred. The content of these monomer units in the nitrile copolymer rubber (A) is preferably 70 to 20% by weight, more preferably 40 to 67% by weight.
[0012]
Examples of the conjugated diene monomer include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and 1,3-pentadiene. Among them, 1,3-butadiene is preferred.
The non-conjugated diene monomer preferably has 5 to 12 carbon atoms, and examples thereof include 1,4-pentadiene, 1,4-hexadiene, vinylnorbornene, and dicyclopentadiene.
As the α-olefin, those having 2 to 12 carbon atoms are preferable, and examples thereof include ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene.
Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, vinylpyridine and the like. Examples of the fluorine-containing vinyl monomer include fluoroethyl vinyl ether, fluoropropyl vinyl ether, o-trifluoromethylstyrene, vinyl pentafluorobenzoate, difluoroethylene, tetrafluoroethylene, and the like.
Examples of the α, β-ethylenically unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid and methacrylic acid. Examples of the α, β-ethylenically unsaturated polycarboxylic acid include itaconic acid, fumaric acid, and maleic acid.
Examples of the anhydride of α, β-ethylenically unsaturated polycarboxylic acid include itaconic anhydride and maleic anhydride.
[0013]
Examples of the α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid ester monomer include (meth) acrylates having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-dodecyl acrylate, methyl methacrylate, and ethyl methacrylate. A (meth) acrylate having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms such as methoxymethyl acrylate and methoxyethyl methacrylate; a carbon atom having a cyanoalkyl group such as α-cyanoethyl acrylate, β-cyanoethyl acrylate and cyanobutyl methacrylate; (Meth) acrylates having 2 to 12 carbon atoms such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate having a hydroxyalkyl group; ) Acrylates; α, β-ethylenic dicarboxylic acid monoalkyl esters such as monoethyl maleate and mono-n-butyl itaconate; α, β-ethylenic acids such as dimethyl maleate, dimethyl fumarate, dimethyl itaconate and diethyl itaconate Dicarboxylic acid dialkyl esters; amino group-containing α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid esters such as dimethylaminomethyl acrylate and diethylaminoethyl acrylate; and fluoroalkyl group-containing (meth) acrylates such as trifluoroethyl acrylate and tetrafluoropropyl methacrylate; Examples thereof include fluorine-substituted benzyl (meth) acrylates such as fluorobenzyl acrylate and fluorobenzyl methacrylate.
[0014]
Examples of the copolymerizable antioxidant include N- (4-anilinophenyl) acrylamide, N- (4-anilinophenyl) methacrylamide, N- (4-anilinophenyl) cinnamamide, N- (4 -Anilinophenyl) crotonamide, N-phenyl-4- (3-vinylbenzyloxy) aniline, N-phenyl-4- (4-vinylbenzyloxy) aniline and the like.
[0015]
The nitrile copolymer rubber (A) used in the present invention preferably has a weight average molecular weight in terms of standard polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of preferably 50,000 to 3,000,000, more preferably 70,000-2,000,000, More preferably, it is 100,000-1500,000.
[0016]
Mooney viscosity (ML) of the nitrile copolymer rubber (A) used in the present invention 1 + 4 , 100 ° C) is preferably from 20 to 200, more preferably from 25 to 140. If the Mooney viscosity is too low, a crack may be generated when the mandrel is inserted and the hose is cross-linked, and if it is too high, the viscosity becomes high and molding becomes difficult.
[0017]
Examples of the vinyl chloride resin (B) used in the present invention include a vinyl chloride homopolymer (polyvinyl chloride) and a copolymer of vinyl chloride and a monomer copolymerizable therewith (excluding vinyl acetate). Can be The monomer copolymerizable with vinyl chloride is not particularly limited, and examples thereof include vinyl esters such as vinyl propionate and vinyl laurate; and methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate. (Meth) acrylic esters; fumaric esters such as dibutyl fumarate and diethyl fumarate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether and octyl vinyl ether; α-olefins such as ethylene, propylene and styrene; vinylidene chloride and vinyl bromide And vinylidene halides or vinyl halides other than vinyl chloride; polyfunctional monomers such as diacryl phthalate and ethylene glycol dimethacrylate. These monomers can be used alone or in combination of two or more. The content of these copolymerizable monomer units in the copolymer is preferably 15% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and further preferably 5% by weight or less. If the content of these copolymerizable monomer units is too large, ozone resistance, oil resistance, and cold resistance may be poor. Among the vinyl chloride resins used in the present invention, polyvinyl chloride is most preferred.
[0018]
The average degree of polymerization of such a vinyl chloride resin is preferably in the range of 500 to 2,000, more preferably 700 to 1,500. If the average degree of polymerization is too small, the rubber composition of the present invention is inferior in ozone resistance. If it is too large, the viscosity of the rubber composition becomes high and molding processing becomes difficult.
[0019]
The vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) used in the present invention is obtained by copolymerizing a vinyl chloride monomer and a vinyl acetate monomer. In addition, other copolymerizable monomers may be copolymerized with this as long as the effects of the present invention are not substantially impaired. Such a copolymerizable monomer is not particularly limited, but the same monomers as those exemplified as the monomer copolymerizable with vinyl chloride in the vinyl chloride resin (B) can be used. The content of these copolymerizable monomer units in the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) is at most 15% by weight, preferably at most 10% by weight, more preferably at most 5% by weight. If the content of these copolymerizable monomer units is too large, ozone resistance, oil resistance, and cold resistance may be poor.
[0020]
The average degree of polymerization of the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) is preferably in the range of 500 to 2,000, more preferably 700 to 1,500. If the average degree of polymerization is too small, the rubber composition of the present invention will be inferior in ozone resistance. If it is too large, the viscosity of the rubber composition will be high and molding processing will be difficult.
[0021]
The content of the vinyl acetate monomer unit in the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) is 5 to 30% by weight, preferably 10 to 20% by weight. If the content of the vinyl acetate monomer unit is too large, ozone resistance, gasoline resistance, and cold resistance may be poor.
[0022]
The vinyl chloride resin (B) and the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) are produced by polymerizing vinyl chloride, vinyl acetate and the above-mentioned copolymerizable monomers by a conventionally known polymerization method. You. For example, suspension polymerization, emulsion polymerization, bulk polymerization and the like can be mentioned, and any conventionally known polymerization system such as a batch system or a continuous system can be used.
[0023]
The rubber compound used in the present invention is prepared by kneading the nitrile copolymer rubber (A), the vinyl chloride resin (B) and the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C).
[0024]
The method of preparing the rubber compound is not particularly limited, and the nitrile copolymer rubber (A), the vinyl chloride resin (B), and the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) can substantially exhibit the effects of the present invention. Dry blending method in which stabilizers and plasticizers ordinarily used for rubbers and resins are added within a range not hindered and mixed at a high temperature in a kneader such as a Banbury mixer, kneader or internal mixer; or these rubber components and resin components And coagulation (coprecipitation) together in a latex state and drying, followed by heating and mixing using a kneader such as an extruder, a Banbury mixer, a kneader, or an internal mixer; Can be used.
[0025]
The content of the nitrile copolymer rubber (A) in the rubber compound used in the present invention is 40 to 90% by weight, preferably 60 to 85% by weight, particularly preferably 65 to 80% by weight. ) Is 5 to 30% by weight, preferably 5 to 25% by weight, particularly preferably 8 to 23% by weight, and the content of the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) is 5 to 30% by weight, preferably Is 5 to 25% by weight, particularly preferably 8 to 23% by weight. If the amount of the nitrile copolymer rubber (A) is too small, the cross-linked molded product obtained by cross-linking the rubber composition of the present invention may be inferior in rubber elasticity, and if too large, the ozone resistance may be poor. When the amount of the vinyl chloride resin (B) is too small, the ozone resistance and gasoline permeation resistance of the crosslinked molded article are inferior. On the contrary, when the amount is too large, the rubber elasticity is inferior and the compression set may become large. If the amount of the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) is too small, a crack is generated when the mandrel is inserted into the hose and cross-linked, and if too large, the heat resistance is poor and the compression set becomes large. There are cases.
[0026]
The rubber composition used in the present invention comprises, in the rubber compound, at least one selected from the group consisting of zinc oxide, zinc salts of fatty acid having 10 to 20 carbon atoms, and mixtures thereof. Examples of the zinc salt of a fatty acid having 10 to 20 carbon atoms include zinc stearate, zinc oleate, zinc laurate, and the like, with zinc stearate being preferred. Further, it is more preferable to contain zinc oxide and stearic acid. In this case, by mixing zinc oxide and stearic acid in the rubber compound, zinc stearate can be formed after compounding.
The total content of zinc oxide, a zinc salt of a fatty acid having 10 to 20 carbon atoms and a mixture thereof in a rubber compound is usually an amount considered to be necessary for imparting heat resistance to rubber (usually 5 parts). % By weight or more). That is, the content is 3% by weight or less, preferably 0.3% by weight or more and 2% by weight or less based on the total weight of the rubber compound used in the present invention. In the rubber composition of the present invention, when zinc oxide, a zinc salt of a fatty acid having 10 to 20 carbon atoms, and a mixture thereof are used in an amount of more than 3% by weight based on the rubber compound, the heat resistance of the crosslinked molded product is increased. Decreases.
[0027]
The rubber composition of the present invention can be further cross-linked by blending a cross-linking agent.
Examples of the crosslinking agent include a sulfur-based crosslinking agent, an organic peroxide, and a polyamine-based crosslinking agent. Examples of the sulfur-based crosslinking agent include sulfur such as powdered sulfur and precipitated sulfur; and organic sulfur compounds such as 4,4'-dithiomorpholine, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, and high molecular polysulfide.
[0028]
Examples of the organic peroxide include dialkyl peroxides, diacyl peroxides, and peroxyesters. Examples of the dialkyl peroxide include dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) -3-hexyne, 2,5-dimethyl-2, 5-di (t-butylperoxy) hexane, 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene and the like. Examples of the diacyl peroxide include benzoyl peroxide and isobutyryl peroxide. Examples of the peroxyester include 2,5-dimethyl-2,5-bis (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyisopropyl carbonate, and the like.
[0029]
The polyamine-based crosslinking agent is a compound having two or more amino groups, and a plurality of hydrogens of an aliphatic hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon have an amino group or a hydrazide structure, that is, -CONHNH 2 Is replaced by the structure represented by Examples of the polyamine-based crosslinking agent include aliphatic polyamines, aromatic polyamines, and compounds having two or more hydrazide structures. Examples of the aliphatic polyamines include hexamethylenediamine, hexamethylenediaminecarbamate, tetramethylenepentamine, hexamethylenediamine-cinnamaldehyde adduct, and hexamethylenediamine-dibenzoate salt. Examples of the aromatic polyamines include 4,4′-methylenedianiline, 4,4′-oxydiphenylamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, and 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline). No. Examples of the compound having two or more hydrazide structures include isophthalic dihydrazide, adipic dihydrazide, and sebacic dihydrazide.
[0030]
The amount of the cross-linking agent varies depending on the type of the cross-linking agent, but is generally preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the nitrile copolymer rubber (A). Parts, particularly preferably 0.5 to 5 parts by weight. If the amount of the cross-linking agent is too small, the cross-linking density of the cross-linked molded article may be low and oil resistance may be poor. If too large, the bending fatigue resistance may be poor.
[0031]
When a sulfur-based crosslinking agent is used, a crosslinking accelerator is usually used in combination. Examples of the crosslinking accelerator include zinc white, a sulfenamide-based crosslinking accelerator, a guanidine-based crosslinking accelerator, a thiazole-based crosslinking accelerator, a thiuram-based crosslinking accelerator, and a dithioate-based crosslinking accelerator. The amount of the crosslinking accelerator used is not particularly limited, and may be determined according to the use of the crosslinked molded product, the required performance, the type of the sulfur crosslinking agent, the type of the crosslinking accelerator, and the like.
[0032]
When an organic peroxide is used, a crosslinking assistant is usually used in combination. Examples of the crosslinking assistant include triallyl cyanurate, trimethylolpropane trimethacrylate, N, N'-m-phenylenebismaleimide, and the like. These may be dispersed in clay, calcium carbonate, silica or the like to improve the processability of the rubber composition. The amount of the crosslinking aid used is not particularly limited, and may be determined according to the use of the crosslinked product, the required performance, the type of the crosslinking agent, the type of the crosslinking aid, and the like.
[0033]
In the rubber composition of the present invention, a compounding agent used for a general rubber, for example, a reinforcing agent such as carbon black or silica; calcium carbonate, clay, talc or the like, as long as the effect of the present invention is not substantially impaired. And a filler such as calcium silicate; a metal salt of an α, β-unsaturated carboxylic acid; a plasticizer; and a pigment. Further, a rubber or resin other than the nitrile copolymer rubber (A), the vinyl chloride resin (B) and the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) may be blended within a range not substantially impairing the effects of the present invention. . Further, in order to prevent deterioration of the rubber or resin due to heating, it is preferable to add an antioxidant.
[0034]
Examples of anti-aging agents include n-octadecyl-3- (3 ', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate, tetrakis- [methylene-3- (3', 5'-di -T-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate, 2,6-di-t-butyl-p-cresol Phenolic antioxidants; examples include amine antioxidants such as m-toluylenediamine, p-diallylamine, diphenyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-β-naphthyl-p-phenylenediamine. Can be. In the present invention, it is preferable to use a phenolic antioxidant, and particularly to use tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane. Most preferred. The compounding amount of the antioxidant is 0.2 to 5.0% by weight, preferably 0.5 to 3.0% by weight, based on the weight of the rubber compound used in the present invention.
[0035]
The method for preparing the rubber composition of the present invention is not particularly limited, and may be prepared by a general method for preparing a rubber composition like other rubber compositions, and is kneaded using an internal mixer or an open roll. do it. When a cross-linking agent, a cross-linking aid, a cross-linking accelerator, and the like are compounded, the temperature is adjusted so as to be equal to or lower than the cross-linking start temperature after mixing.
[0036]
The crosslinked molded product of the present invention is obtained by blending the above-mentioned crosslinking agent and the like with the above-mentioned rubber composition of the present invention and crosslinking and molding. The method for cross-linking the rubber composition is not particularly limited, but is usually cross-linked by heating.
[0037]
The temperature at the time of crosslinking is preferably 100 to 200 ° C, more preferably 130 to 190 ° C, and particularly preferably 140 to 180 ° C. If the temperature is too low, the crosslinking time may be long or the crosslinking density may be low. If the temperature is too high, molding failure may occur.
[0038]
The crosslinking time varies depending on the crosslinking method, crosslinking temperature, shape and the like, but is preferably in the range of 1 minute or more and 5 hours or less from the viewpoint of crosslinking density and production efficiency.
[0039]
Furthermore, depending on the shape, size, etc. of the molded product, even if the surface is cross-linked, the inside may not be sufficiently cross-linked. In this case, it is preferable to perform secondary cross-linking.
[0040]
A heating method for crosslinking may be appropriately selected from methods used for rubber crosslinking such as press heating, steam heating, oven heating, and hot air heating.
[0041]
The cross-linked molded product of the present invention has excellent ozone resistance and heat resistance, and does not crack during mandrel molding. Therefore, the crosslinked molded product is used as an industrial part such as a roll, a hose, a belt, and a sealing material, and is suitable as a rubber part for automobiles such as a packing, a fuel hose, an air intake hose, an air duct hose, a boot material, and an automobile interior member. It is. In particular, the cross-linked molded product of the present invention is used in automobiles, motorcycles, and the like that are exposed to a very severe environment of high temperature and high ozone concentration, by filling a fuel tank with fuel oil such as gasoline or alcohol-blended gasoline, It is suitable as a hose such as a fuel hose, a fuel inlet hose, a fuel breather hose, an evaporative hose, and a hose for ORVR (on-board refueling vapor recovery) regulation used for transporting to an engine or the like.
[0042]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples. Parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. The test method and evaluation method are as follows.
[0043]
Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) was measured according to JIS K 6300.
[0044]
Mandrel forming crack evaluation test
The presence or absence of cracks in the hose due to the mandrel was evaluated as follows using the mandrel 1 shown in FIG. Using an extruder, the rubber composition was extruded at a screw temperature of 60 ° C. and a head temperature of 80 ° C. to form an uncrosslinked rubber hose having an inner diameter of 3.5 mm and an outer diameter of 8 mm. The uncrosslinked rubber hose was kept at 40 ° C. for 72 hours to facilitate cracking. The uncrosslinked rubber hose was cut into a length of 3 cm to prepare a test piece 2. Two drops of a silicone-based release agent (Sevasol 2200, manufactured by Ichigo Co., Ltd.) were dropped into the opening 21, and the mandrel 1 was inserted so that the release agent spread evenly on the inner wall of the test piece 2. As shown in FIG. 1, the mandrel 1 is inserted to a position where the pipe diameter is constant from the opening 21 on the mandrel 1 insertion side of the test piece 2 to the center in the longitudinal direction, and the rest is such that the pipe diameter decreases at a constant rate. Then, the protruding release agent was wiped off. In order to facilitate the occurrence of cracks, the sample was kept at 40 ° C. for 24 hours, then kept at 150 ° C. for 30 minutes in an oven to perform crosslinking, returned to room temperature, and pulled out a mandrel while blowing air to obtain a crosslinked rubber hose test piece. The obtained crosslinked rubber hose test piece was cut along a length direction with a cutter, and the outer periphery and the inner wall of each of three test pieces of one kind of rubber composition were visually observed to evaluate the presence or absence of cracks.
About evaluation of results
○: Cracks have occurred in all three test pieces.
×××: Cracks did not occur in all three test pieces.
[0045]
In addition, L1 of the mandrel 1 was 150 mm, L2 was 130 mm, Ri was 3.5 mm, and R was changed to 6 mm, 6.5 mm, and 7 mm. When the mandrel 1 is inserted, the test piece 2 is deformed, so that T becomes about 25 mm, and the length from the insertion side opening 21 to H (half of H, about 12.5 mm) is constant. With the tube diameter (R: 6 mm, 6.5 mm, and 7 mm), the diameter of the remaining portion decreases toward the
[0046]
Air heating aging test method
Using a hot press mold, the rubber composition was press-formed at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a 2 cm × 15 cm × 15 cm crosslinked sheet. A test piece was obtained from the obtained crosslinked sheet using a dumbbell-shaped No. 3 shape described in JIS K6251, and a tensile test was performed according to JIS K6251.
Next, according to JIS K-6257, an aging test was performed at an aging temperature of 120 ° C. and an aging time of 72 hours using a gear type aging tester. After the test, the test piece became brittle and was broken when bent. O. (Abbreviation for Bending Out). Tensile tests after the test were performed only on the test pieces that did not break, and the tensile strength, elongation at break, and rate of change in hardness were calculated.
About evaluation of results
B. O. : In the meaning of Bending Out, the sample was hardened due to thermal deterioration and became unmeasurable.
ΔTB (%): a change in strength, and a minus signifies a decrease in strength. The smaller the change, the better, but if it is positive, there is no particular problem.
ΔEB (%): This is a change in elongation, and the smaller the value of both plus and minus, the better.
ΔHs (Points): This is a change in hardness, and the smaller the value of both plus and minus, the better. (A negative value is called softening deterioration.)
[0047]
Example 1
1. First stage kneading (polymer blending and kneading)
70 parts of nitrile copolymer rubber (A) (Nipol DN3335, manufactured by Zeon Corporation, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile unit content 33.5%, Mooney viscosity 35), 70 parts of vinyl chloride resin (B) (ZEST 800Z, new 20 parts by polyvinyl chloride, polyvinyl chloride, degree of polymerization 800, 20 parts, vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) (ZEST C150S, manufactured by Shin-Daiichi PVC Co., vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl acetate content 15) %, Degree of polymerization 800), 10 parts of a stabilizer for vinyl chloride resin, and 1 part of plasticizer 1 (dioctyl phthalate (DOP): manufactured by Daihachi Chemical) at 50 ° C. using an 8 inch roll, The obtained rubber compound sheet is further kneaded at a roll temperature of 170 ° C. for 5 minutes to perform a heat treatment, and kneaded again at 50 ° C. for 5 minutes to obtain a rubber compound sheet. It was obtained.
[0048]
2. Second stage kneading (addition of compounding agent)
100 parts of the cut sheet obtained above, 1% of zinc oxide (Zn # 1, manufactured by Sakai Chemical Co.) and 1% of stearic acid (all of the above nitrile copolymer rubber (A), vinyl chloride resin (B) and 60 parts of FEF carbon black (SEAST SO, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) and 30 parts of plasticizer 2 (DOP) with respect to the total amount of vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) were heated to 50 ° C. with warm water. The mixture was kneaded for 5 minutes using a Banbury-type internal mixer, and 0.3 parts of sulfur, 1.5 parts of tetramethylthiuram disulfide (Noxeller TT, manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry) and N-cyclohexyl- 1.5 parts of 2-benzothiazolylsulfenamide (Noxeller CZ, manufactured by Ouchi Shinko Co., Ltd.) was added, and the mixture was kneaded with a roll kneader heated to 50 ° C with warm water to obtain a rubber composition sheet.
[0049]
The obtained rubber composition sheet was subjected to a mandrel molding crack evaluation test three times by the above method, and an air heating aging test was performed. Table 2 shows the obtained results.
[0050]
Example 2
The same treatment as in Example 1 was carried out except that the amounts of the vinyl chloride resin (B) and the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) were changed as shown in Table 1. Table 2 shows the obtained results.
[0051]
Example 3
In the second stage kneading of Example 1, an antioxidant (Irganox 1010, manufactured by Ciba Specialty Chemical Co., Ltd., tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) ) Propionate] methane), except that 1 part was added. Table 2 shows the obtained results.
[0052]
Comparative Example 1
The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amounts of the vinyl chloride resin (B) and zinc oxide were changed as shown in Table 1, and the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) was not added. Table 2 shows the obtained results.
[0053]
Comparative Example 2
The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of the vinyl chloride resin (B) was changed as shown in Table 1, and the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) was not added. Table 2 shows the obtained results.
[0054]
Comparative Example 3
The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amounts of the nitrile copolymer rubber (A) and the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) were changed as shown in Table 1, and the vinyl chloride resin was not added. Table 2 shows the obtained results.
[0055]
Comparative Example 4
The same treatment as in Example 1 was carried out except that the amounts of the vinyl chloride resin (B), vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) and zinc oxide were changed as shown in Table 1. Table 2 shows the obtained results.
[0056]
[Table 1]
[Table 2]
As can be seen from Table 2, when the vinyl chloride-vinyl acetate resin (C) is not blended, cracks are observed during the mandrel molding of the hose (Comparative Examples 1 and 2). Further, when the vinyl chloride resin (B) was not blended, the crosslinked molded product was severely thermally degraded, a Bending Out was observed, and the heat resistance was poor (Comparative Example 3). In addition, when the amount of zinc oxide is large, the crosslinked molded article is severely thermally degraded, a Bending Out is observed, and the heat resistance is inferior (Comparative Example 4).
On the other hand, the crosslinked molded product of the present invention is excellent in ozone resistance and heat resistance, has small heat deterioration, and does not show cracks during mandrel molding (Examples 1 to 3).
[0059]
【The invention's effect】
The cross-linked molded product of the present invention has excellent ozone resistance and heat resistance, and does not crack during mandrel molding. Therefore, the crosslinked molded article of the present invention is suitable not only for use in various applications but also for use in fields exposed to extremely harsh environments such as high temperature and high ozone concentration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a test piece into which a mandrel used in an example of the present invention is inserted.
[Explanation of symbols]
1 Mandrel
2 Test pieces
21 Mandrel insertion side opening
22 opening
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