JP2005082698A

JP2005082698A - Rubber composition for diaphragm

Info

Publication number: JP2005082698A
Application number: JP2003316286A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kaneda; 一男金田; Hiroshi Sakama; 寛阪間
Original assignee: Fujikura Rubber Ltd
Current assignee: Fujikura Composites Inc
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a rubber composition which provides a rubber compound usable as a good diaphragm with reduced swelling or extraction for DME (dimethylether) used as a substitute for gas oil, LNG and LPG for large-scale electric generation use and household use, and the like, and can provide a clean environment. <P>SOLUTION: This rubber composition comprises 30-70 pts.wt. oil-extended ethylene propylene rubber, 70-30 pts.wt. hydrogenated acrylonitrile rubber having a high to middle high acrylonitrile content, and further a peroxide as a vulcanizing agent. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は耐ＤＭＥ（ジメチルエーテル）用ダイヤフラム材として使用可能なダイヤフラム用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition for a diaphragm that can be used as a diaphragm material for DME (dimethyl ether).

近年、地球温暖化に影響するＮＯｘやＳＯｘなどの低減目的でトラック（ディーゼル）に使っている軽油、大規模発電用や家庭用に使っているＬＮＧ・ＬＰＧ等をＤＭＥに変えクリーンな環境とする動きがある。従来ＬＰＧ、ＬＮＧなどの用途に用いられるゴム組成物には、ＮＢＲ、ＨＮＢＲゴムに種々のゴムなどを配合するなどによって対応していた。 In recent years, light oil used in trucks (diesel) for the purpose of reducing NOx and SOx, which affect global warming, and LNG / LPG used for large-scale power generation and home use have been changed to DME to create a clean environment. There is movement. Conventionally, rubber compositions used for applications such as LPG and LNG have been dealt with by blending various rubbers with NBR and HNBR rubber.

しかしＤＭＥの場合、ＮＢＲ、ＨＮＢＲのゴム配合物では、ＬＰＧ、ＬＮＧの使用においては膨潤が大きくダイヤフラム用途として使うのは困難となる。ＤＭＥの膨潤が大きいゴム配合物の場合、ケースからのはみ出しによるダイヤフラム材の破損、漏れ、圧力調整不能などを起こし、また抽出が大きいゴム配合物の場合でも体積収縮などによる漏れ、破損、圧力調整不能を起こす可能性があり膨潤、抽出いずれにしてもＤＭＥの影響を受け悪くなるという課題がある。 However, in the case of DME, the rubber compound of NBR and HNBR has a large swelling in the use of LPG and LNG, making it difficult to use as a diaphragm application. In the case of a rubber compound with a large swelling of DME, the diaphragm material is damaged, leaked, and pressure cannot be adjusted due to protruding from the case, and even in the case of a rubber compound with large extraction, leakage, damage, and pressure adjustment due to volume shrinkage, etc. There is a problem that there is a possibility that it may be impossible, and in any case of swelling or extraction, the influence of DME is adversely affected.

従来配合の課題を解決しようとするものであり、ＤＭＥに対し、膨潤あるいは抽出が少なく、良好にダイヤフラムとして使用可能なゴム配合物を提供できるゴム組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rubber composition that can provide a rubber compound that can be used as a diaphragm well with little swelling or extraction with respect to DME.

上記課題を解決するため、本発明によるダイヤフラム用ゴム組成物は、油展エチレンプロピレンゴム３０〜７０重量部に対し、高、中高ニトリルの水添加アクリロニトリルゴムを７０〜３０重量部配合し、さらに加硫剤として過酸化物を添加したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the rubber composition for diaphragms according to the present invention contains 70 to 30 parts by weight of a high, medium and high nitrile water-added acrylonitrile rubber to 30 to 70 parts by weight of an oil-extended ethylene propylene rubber. It is characterized by adding a peroxide as a sulfurizing agent.

本発明によりＤＭＥに接触しても、膨潤、抽出のバランスの取れたダイヤフラムに使用可能なゴム組成物を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber composition that can be used for a diaphragm having a balanced swelling and extraction even when contacted with DME.

本発明をさらに詳しく説明すると、本発明によれば、油展エチレンプロピレンゴム（以下Ｏ−ＥＰＤＭという）３０〜７０重量部に対し、高、中高ニトリルの水添加アクリロニトリルゴム（以下Ｈ−ＮＢＲという）を７０〜３０重量部配合している。 The present invention will be described in more detail. According to the present invention, a high, medium and high nitrile water-added acrylonitrile rubber (hereinafter referred to as H-NBR) is added to 30 to 70 parts by weight of an oil-extended ethylene propylene rubber (hereinafter referred to as O-EPDM). 70 to 30 parts by weight.

Ｏ−ＥＰＤＭの配合割合は前述のように３０〜７０重量部であるが、この範囲を逸脱すると、ＤＭＥによる膨潤・抽出が大きく、バランスを保てなくなる恐れを生じる。さらに好ましくは、５０重量部〜７０重量部である。一方Ｈ−ＮＢＲの配合割合は７０〜３０重量部であるが、この範囲を逸脱すると、ＤＭＥによる膨潤・抽出のバランスが保てなくなる恐れを生じる。さらに好ましくは３０〜５０重量部である。 The blending ratio of O-EPDM is 30 to 70 parts by weight as described above. However, if it deviates from this range, swelling and extraction by DME is large, and there is a possibility that the balance cannot be maintained. More preferably, it is 50 to 70 parts by weight. On the other hand, the blending ratio of H-NBR is 70 to 30 parts by weight, but if it deviates from this range, the balance between swelling and extraction by DME may not be maintained. More preferably, it is 30-50 weight part.

このようなＯ−ＥＰＤＭとしては、エチレン含量が、ｗｔ％で５０〜７０％の高エチレンのＯ−ＥＰＤＭであるのがよい。エチレン含量が５０％未満であると、グリーン強度が弱く加工性が悪い恐れがあり、一方７０％を越えると、圧縮永久歪が悪くなる恐れがあるからである。 Such O-EPDM is preferably high ethylene O-EPDM having an ethylene content of 50 to 70% by weight. If the ethylene content is less than 50%, the green strength may be weak and the processability may be poor. On the other hand, if it exceeds 70%, the compression set may be deteriorated.

さらに、ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４）１２５℃は４０〜８０であるのがよい。ムーニー粘度が４０未満であると、圧縮永久歪が悪くなり、一方８０を越えると、加工性が悪くなる恐れがあるからである。 Further, the Mooney viscosity (ML _{1 + 4} ) 125 ° C. is preferably 40-80. This is because if the Mooney viscosity is less than 40, the compression set deteriorates, and if it exceeds 80, the workability may deteriorate.

このようなＯ−ＥＰＤＭのオイル量は、ＥＰＤＭ（樹脂分）１００重量部に対し、２０〜１００重量部である。オイル量が２０重量部未満であると、ＤＭＥによる膨潤が大きく、バランスを保てなくなる恐れを生じ、一方１００重量部を越えると、抽出が大きくバランスを保てなくなる恐れを生じる。このオイル分としては、たとえばパラフィン系オイルを使用することができる。 The amount of oil of such O-EPDM is 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of EPDM (resin component). If the amount of oil is less than 20 parts by weight, swelling due to DME is large, and there is a fear that the balance cannot be maintained. On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, the extraction may be largely unbalanced. As this oil component, for example, paraffinic oil can be used.

さらに、配合されるＨ−ＮＢＲとしては、中高ニトリルから高ニトリルのＨ−ＮＢＲが好ましく、結合アクリロニトリル量が３０〜４５％のものであるのがよい。結合アクリロニトリル量が、３０％未満であると、膨潤が大きくなり、一方４５％を越えると、圧縮永久歪が悪くなる恐れを生じる。 Further, the H-NBR to be blended is preferably medium to high nitrile to high nitrile H-NBR, and the amount of bound acrylonitrile is preferably 30 to 45%. If the amount of bound acrylonitrile is less than 30%, the swelling becomes large. On the other hand, if it exceeds 45%, the compression set may be deteriorated.

さらに水添加率は８０〜１００％（ヨウ素価が６０〜0ｍｇ/１００ｍｇ）のものであるのがよい。水添加率が８０％未満であると、耐熱性が不充分になる恐れがある。 Further, the water addition rate is preferably 80 to 100% (iodine value is 60 to 0 mg / 100 mg). If the water addition rate is less than 80%, heat resistance may be insufficient.

また、Ｈ−ＮＢＲのムーニー粘度（ＭＬ_１＋４）１００℃は５０〜８０であるのがよい。ムーニー粘度が５０未満であると、圧縮永久歪が悪くなる恐れがあり、一方８０を越えると、加工性が悪い恐れがあるからである。 The Mooney viscosity (ML _{1 + 4} ) 100 ° C. of H-NBR is preferably 50-80. If the Mooney viscosity is less than 50, the compression set may be deteriorated. On the other hand, if it exceeds 80, the processability may be deteriorated.

このようなＯ−ＥＰＤＭとＨ−ＮＢＲとの配合物に、本発明においては、加硫剤として、過酸化物を配合することができる。過酸化物は、好ましくはＯ−ＥＰＤＭとＨ−ＮＢＲとの配合物１００重量部に対し、２〜８重量部であるのがよい。２重量部未満であると、加硫が十分行われない恐れがあり、一方８重量部以上は、架橋密度が高くなり硬くなりすぎるという欠点を生じる恐れがある。 In the present invention, a peroxide can be blended with such a blend of O-EPDM and H-NBR as a vulcanizing agent. The peroxide is preferably 2 to 8 parts by weight per 100 parts by weight of the blend of O-EPDM and H-NBR. If it is less than 2 parts by weight, vulcanization may not be sufficiently performed, while if it is 8 parts by weight or more, there is a risk that the crosslinking density becomes too high and too hard.

このような本発明にダイヤフラム用の組成物に、さらに充填剤として、カーボンブラック（たとえば、ＳＲＦ，ＦＥＦ）、シリカ、シランカップリング剤などの１種以上を添加することができる。このような充填剤は、強度などのゴムの物性を保持するために添加される。この充填剤は、好ましくはＯ−ＥＰＤＭとＨ−ＮＢＲとの配合物１００重量部に対し、１０〜５０重量部添加される。１０重量部未満であると、強度などが不足する恐れがあり、一方、５０重量部を越えると、伸びが不足する恐れを生じる。 In the present invention, one or more kinds of carbon black (for example, SRF, FEF), silica, silane coupling agent and the like can be further added as a filler to the diaphragm composition. Such a filler is added in order to maintain rubber physical properties such as strength. This filler is preferably added in an amount of 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of a blend of O-EPDM and H-NBR. If it is less than 10 parts by weight, the strength and the like may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 50 parts by weight, the elongation may be insufficient.

さらに、本発明によるダイヤフラム用ゴム組成物には、この種の組成物に添加される種々のものを添加することができる。 In addition, various rubbers added to this type of composition can be added to the rubber composition for a diaphragm according to the present invention.

ブレンド配合
Ｏ−ＥＰＤＭ（商標名：三井ＥＰＴ３０７２Ｅ）
Ｈ−ＮＢＲ（商標名：ゼットポール２０２０、１０２０）
上記を合計１００重量部として、Ｏ−ＥＰＤＭとＨ−ＮＢＲの配合割合を種々変更し、上記配合物に対し、充填剤（カーボンブラック）４５重量部、過酸化物５重量部を添加した。 Blend formulation O-EPDM (trade name: Mitsui EPT3072E)
H-NBR (trade name: Zettopol 2020, 1020)
With the above as a total of 100 parts by weight, the blending ratio of O-EPDM and H-NBR was variously changed, and 45 parts by weight of filler (carbon black) and 5 parts by weight of peroxide were added to the blend.

前記Ｏ−ＥＰＤＭは下記の性質を有していた。 The O-EPDM had the following properties.

１．第３モノマーエチリデンノロボルネン
２．ジエン含量４．５％
３．エチレン含量ｗｔ％で６７％（ハイエチレン）
４．ムーニー粘度５１
５．オイル量４０重量部（パラフィン系オイル）
また、Ｈ−ＮＢＲは下記の性質のものを使用した。
（ゼットポール２０２０）
１．結合アクリロニトリル量３６．２
２．ヨウ素価２８ｍｇ／１００ｍｇ
３．ムーニー粘度７８
４．水添加率９０
および
（ゼットポール１０２０）
１．結合アクリロニトリル量４４．２
２．ヨウ素価２４ｍｇ／１００ｍｇ
３．ムーニー粘度７８
４．水添加率９０ 1. Third monomer Ethylidene norobornene Diene content 4.5%
3. Ethylene content 67% in wt% (high ethylene)
4). Mooney viscosity 51
5). 40 parts by weight of oil (paraffinic oil)
Further, H-NBR having the following properties was used.
(Zet Paul 2020)
1. Bound acrylonitrile amount 36.2
2. Iodine value 28mg / 100mg
3. Mooney viscosity 78
4). Water addition rate 90
And (Zetpole 1020)
1. Bound acrylonitrile content 44.2
2. Iodine value 24mg / 100mg
3. Mooney viscosity 78
4). Water addition rate 90

表１に上記のゴム成分（各配合割合となるＯ−ＥＰＤＭ＋Ｈ−ＮＢＲ）１００重量部を、Ｏ−ＥＰＤＭとＨ−ＮＢＲの割合を変化させ、水冷ロールで均一に混練し、さらに充填剤４５部、過酸化物５部を混練し目的のゴム組成物を得た。 In Table 1, 100 parts by weight of the above rubber components (O-EPDM + H-NBR in each compounding ratio) are uniformly kneaded with a water-cooled roll while changing the ratio of O-EPDM and H-NBR, and further 45 parts of filler. Then, 5 parts of a peroxide was kneaded to obtain a desired rubber composition.

また比較例として、表２に示すゴム成分１００重量部を水冷ロールで均一に混練し、充填剤４５部、過酸化物５部を混練し目的のゴム組成物を得た。 As a comparative example, 100 parts by weight of a rubber component shown in Table 2 was uniformly kneaded with a water-cooled roll, and 45 parts of a filler and 5 parts of a peroxide were kneaded to obtain a desired rubber composition.

得られたゴム組成物について加硫を行い、試験片を作製した後、下記の浸漬試験方法により膨潤を測定・評価した。 The obtained rubber composition was vulcanized to prepare a test piece, and the swelling was measured and evaluated by the following immersion test method.

耐ＤＭＥの評価方法としては、ＤＭＥ浸漬後、試験片を取出してデシケーターに１２分間放置後デシケーターから取出し、１０分間以内に測定し、その後、取出し６０分後に再測定する方法を使用した。 As a method for evaluating DME resistance, a method was used in which after DME immersion, the test piece was taken out, left in a desiccator for 12 minutes, taken out from the desiccator, measured within 10 minutes, and then measured again after 60 minutes.

この結果、Ｏ−ＥＰＤＭ＋Ｈ−ＮＢＲ（合計１００重量部）において、Ｏ−ＥＰＤＭが７０〜３０重量部の範囲で良好な結果が得られた。 As a result, in O-EPDM + H-NBR (total 100 parts by weight), good results were obtained when O-EPDM was in the range of 70 to 30 parts by weight.

これに対し比較例のアクリルゴム、ヒドリンゴム、水添加ＮＢＲ単体、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ＮＢＲ、通常のＥＰＤＭ単体は、判定基準から大きく外れ耐ＤＭＥのダイヤフラム用ゴム材としては不適当であることが分かった。 On the other hand, acrylic rubber, hydrin rubber, water-added NBR alone, butyl rubber, chloroprene rubber, urethane rubber, NBR, and ordinary EPDM alone are not suitable as a rubber material for diaphragms having a DME resistance that greatly deviates from the criteria. I understood that.

表１（実施例）

Table 1 (Example)

表２（比較例）

Table 2 (Comparative example)

本発明によるダイヤフラム用ゴム組成物は、ＤＭＥに接触しても、膨潤、抽出のバランスの取れたダイヤフラムに使用可能であるという利点を有する。 The rubber composition for a diaphragm according to the present invention has an advantage that it can be used for a diaphragm having a balanced swelling and extraction even when contacting with DME.

Claims

Diaphragm rubber characterized in that 70 to 30 parts by weight of high and medium to high nitrile water-added acrylonitrile rubber is blended with 30 to 70 parts by weight of oil-extended ethylene propylene rubber, and further a peroxide is added as a vulcanizing agent. Composition.

2. The rubber composition for a diaphragm according to claim 1, wherein the ethylene content of the oil-extended ethylene-propylene rubber is 50 to 70% in terms of wt%, and Mooney viscosity (ML _{1 + 4} ) 125 ° C. is 40 to 80. 3. .

The rubber composition for a diaphragm according to claim 1 or 2, wherein the oil amount of the oil-extended ethylene propylene rubber is 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ethylene propylene rubber.

The diaphragm according to any one of claims 1 to 3, wherein the water-added acrylonitrile rubber has a bound acrylonitrile amount of 30 to 45% and a Mooney viscosity (ML _{1 + 4} ) 100 ° C of 50 to 90. Rubber composition.

The rubber composition for a diaphragm according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-added acrylonitrile rubber has a water addition rate of 80 to 100%.

The said peroxide is 2-8 weight part addition with respect to 100 weight part of compounds with an oil-extended ethylene propylene rubber and the said water addition acrylonitrile rubber, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. Diaphragm rubber composition.

The diaphragm rubber according to any one of claims 1 to 6, wherein a filler is added in an amount of 10 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the blend of the oil-extended ethylene propylene rubber and the water-added acrylonitrile rubber. Composition.