JP2005336290A - 防水材用ゴム組成物 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
【解決手段】 エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)、2個以上のSiH基含有化合物(B)、可塑剤(C)および無機充填材(D)を含有し、粘度が100Pa・S以下である防水材用ゴム組成物。
【選択図】なし
Description
また、このようなウレタン系防水材は、硬化速度が遅く歩行可能な程度に硬化するまでに長い時間を要するという問題に加えて、耐候性が悪いために防水性能が低下しやすいという問題があった。
本発明は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエンランダム共重合体ゴムを含み、硬化速度が速く、耐候性に優れ、かつ防水材に好適なゴム組成物を提供する。
また本発明は、硬化速度が速く、耐候性に優れたゴム組成物からなる防水材を提供する。
(i)エチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフィンとの質量比(エチレン/α-オレフィン)が35/65〜95/5の範囲にあり、
(ii)ヨウ素価が0.5〜50の範囲にあり、
(iii)135℃のデカリン溶液中で測定した極限粘度[η]が0.1〜1.0dl/gの範囲にあり、
(iv)非共役ポリエンが、下記一般式[I]または[II]で表わされる末端ビニル基含有ノルボルネン化合物の少なくとも一種から導かれる構成単位である
前記した防水材用ゴム組成物は、本発明の好ましい態様である。
[η]<[0.3×C/(A+C)]+0.5
本発明により、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエンランダム共重合体ゴムを含み、硬化速度が速く、耐候性に優れ、かつ防水材に好適なゴム組成物が提供される。
また本発明により、硬化速度が速く、耐候性に優れたゴム組成物からなる防水材が提供される。
本発明で用いられるエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエンランダム共重合体ゴム(A)は、エチレンと、α-オレフィンと、非共役ポリエンとのランダム共重合体が好ましい。
本発明で用いられる非共役ポリエンは、従来公知のものから適宜選択することができるが、中でも非共役ジエンが好ましい。
好ましい非共役ジエンの例は、下記の一般式[I]または[II]で表わされる末端ビニル基含有ノルボルネン化合物である。
R1は炭素原子数1〜10のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、t-ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。
R2の炭素原子数1〜5のアルキル基の具体例としては、上記R1 の具体例のうち、炭素原子数1〜5のアルキル基が挙げられる。
R3のアルキル基の具体例としては、上記R1のアルキル基の具体例と同じアルキル基を挙げることができる。
ネン、5-(5-ヘキセニル)-2-ノルボルネン、5-(1-メチル-4-ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-(2,3-ジメチル-3-ブテニル)-2- ノルボルネン、5-(2-エチル-3-ブテニル)-2- ノルボルネン、5-(6-ヘプテニル)-2- ノルボルネン、5-(3-メチル-5-ヘキセニル)-2- ノルボルネン、5-(3,4-ジメチル-4-ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-(3-エチル-4-
ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-(7-オクテニル)-2-ノルボルネン、5-(2-メチル-6-
ヘプテニル)-2-ノルボルネン、5-(1,2-ジメチル-5- ヘキセシル)-2-ノルボルネン、5-(5-エチル-5-ヘキセニル)-2-ノルボルネン、5-(1,2,3-トリメチル-4-ペンテニル)-2-ノルボルネンなど挙げられる。このなかでも、5-ビニル-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネン、5-(2-プロペニル)-2-ノルボルネン、5-(3-ブテニル)-2- ノルボルネン、5-(4-ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-(5-ヘキセニル)-2-ノルボルネン、5-(6-ヘプテニル)-2-ノルボルネン、5-(7-オクテニル)-2-ノルボルネンが好ましい。これらのノルボルネン化合物は、単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
(a)エチレンで導かれる単位と(b)α-オレフィンから導かれる単位とを、通常35/65〜95/5、好ましくは50/50〜90/10、さらに好ましくは55/45〜85/15、特に好ましくは60/40〜80/20のモル比[(a)/(b)]で含有している。モル比がこの範囲にあると、耐寒性と耐候性のバランスに優れている。
きの有効網目鎖密度(ν)(架橋密度の指標)が、0.5×1020個/cm3以上、好ましく0.8×1020個/cm3 以上、さらに好ましくは1.0×1020個/cm3以上であるが望ましい。この有効網目鎖密度(ν)が0.5×1020個/cm3 以上であると、耐圧縮永久歪み性に優れた架橋ゴム成形体を提供できるゴム組成物が得られる。
本発明で用いられるSiH基含有化合物(C)は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエンランダム共重合体ゴム(A)と反応し、架橋剤として作用する。このSiH基含有化合物(C)は、その分子構造に特に制限はなく、従来製造されている例えば線状、環状、分岐状構造あるいは三次元網目状構造の樹脂状物などでも使用可能であるが、1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上のケイ素原子に直結した水素原子、すなわちSiH基を含んでいることが必要である。
R4 bHcSiO(4−b−c)/2
で表わされる化合物を使用することができる。
ポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、R4 2(H)SiO1/2 単位とSiO4/2 単位とからなり、任意にR4 2SiO1/2単位、R4 2SiO2/2単位、R4(H)SiO2/2単位、(H)SiO3/2またはR4SiO3/3単位を含み得るシリコーンレジンなどを挙げることができる。
(CH3)3SiO-(-SiH(CH3)-O-)d-Si(CH3)3
[式中のdは2以上の整数である。]
(CH3)3SiO-(-Si(CH3)2-O-)e-(-SiH(CH3)-O-)f-Si(CH3)3
[式中のeは1以上の整数であり、fは2以上の整数である。]
HOSi(CH3)2O-(-SiH(CH3)-O-)2-Si(CH3)2OH
HOSi(CH3)2O-(-Si(CH3)2-O-)e-(-SiH(CH3)-O-)f-Si(CH3)2OH
[式中のeは1以上の整数であり、fは2以上の整数である。]
HSi(CH3)2O-(-Si(CH3)2-O-)e-Si(CH3)2H
[式中のeは1以上の整数である。]
HSi(CH3)2O-(-SiH(CH3)-O-)e-Si(CH3)2H
[式中のeは1以上の整数である。]
ロピル基等で置換した化合物などが挙げられる。
HSi(CH3)2O-(-Si(CH3)2-O-)e-(-SiH(CH3)-O-)h-Si(CH3)2H
[式中のeおよびhは、それぞれ1以上の整数である。]
上記SiH含有化合物としては、下記一般式で表される化合物が特に好ましい化合物として挙げられる。
(R4)m-Si-[-O-(Si(CH3)2-O-)n-Si(CH3)2H]4-m
本発明で用いられる可塑剤(C)としては、通常ゴムに使用される軟化剤を用いることができ、具体的には、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、エチレンとα- オレフィンとのコオリゴマ−、パラフィンワックス、流動パラフィン、ホワイトオイル、ペトロラタム、潤滑油、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟化剤;
コールタール、コールタールピッチなどのコールタール系軟化剤;ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤;トール油;
石油樹脂、アタクチックポリプロピレン、クマロンインデン樹脂等の合成高分子物質;
フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、テトラヒドロフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、アゼライン酸誘導体、セバシン酸誘導体、ドデカン-2- 酸誘導体、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、ピロメリット酸誘導体、クエン酸誘導体、イタコン酸誘導体、オレイン酸誘導体、リシノール酸誘導体、ステアリン酸誘導体、リン酸誘導体、スルホン酸誘導体、グリセリン誘導体、グルタル酸誘導体、エポキシ誘導体、グリコール誘導体、パラフィン誘導体、シリコーンオイルなどを挙げることができる。
[η]<[0.3×C/(A+C)]+0.5
好ましくは[η]<[0.3×C/(A+C)]+0.3
この範囲にあると、機械的性質と作業性と耐候性のバランスに優れる。
本発明で用いられる無機充填剤としては、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、ケイ藻土、シリカなどが挙げられる。
無機充填剤の種類および配合量は、その用途により適宜選択できるが、無機充填剤の配合量は、通常エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエンランダム共重合体ゴム(A)および可塑剤(C)の合計量100重量部に対して、1〜300重量部、好ましくは1〜200重量部である。
本発明のゴム組成物には、所望によって触媒(E)を含ませてもよい。任意成分として用いられる触媒(E)は、付加反応触媒であり、上記エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエンランダム共重合体ゴム(A)成分のアルケニル基と、SiH基含有化合物(B)のSiH基との付加反応(アルケンのヒドロシリル化反応)を促進するものであれば特に制限はなく、たとえば白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の白金族元素よりなる付加反応触媒(周期律表8族金属、8族金属錯体、8族金属化合物等の8族金属系触媒)を挙げることができ、中でも、硬化速度の点からは、白金系触媒が好ましい。
許第3,516,946号明細書に記載の塩化白金酸とオレフィンとの錯化合物、米国特許第3,775,452号明細書および米国特許第3,814,780号明細書に記載の白金とビニルシロキサンとの錯化合物などが挙げられる。より具体的には、白金の単体(白金黒)、塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体、白金−シロキサン錯体、あるいはアルミナ、シリカ等の担体に白金の担体を担持させたものなどが挙げられる。
上記以外の触媒(E)としては、ルイス酸、コバルトカルボニルなどが挙げられる。
本発明で触媒(E)とともに任意成分として用いられる反応抑制剤(F)としては、ベンゾトリアゾール、エチニル基含有アルコール(たとえばエチニルシクロヘキサノール等)、アクリロニトリル、アミド化合物(たとえばN,N-ジアリルアセトアミド、N,N-ジアリルベンズアミド、N,N,N',N'-テトラアリル-o-フタル酸ジアミド、N,N,N',N'-テトラアリル-m-フタル酸ジアミド、N,N,N',N'-テトラアリル-p-フタル酸ジアミド等)、イオウ、リン、窒素、アミン化合物、イオウ化合物、リン化合物、スズ、スズ化合物、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン、ハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物などが挙げられる。
産性に優れたゴム組成物が得られる。
本発明のゴム組成物は、未架橋のままでも用いることができるが、架橋ゴム成形体あるいは架橋ゴム発泡成形体のような架橋物として用いた場合に最もその特性を発揮することができる。
上記無機充填剤としては、具体的には、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレーなどが挙げられる。
コールタール、コールタールピッチ等のコールタール系軟化剤;
ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油等の脂肪油系軟化剤;
トール油;
サブ;
蜜ロウ、カルナウバロウ、ラノリン等のロウ類;
リシノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛等の脂肪酸および脂肪酸塩;
石油樹脂、アタクチックポリプロピレン、エチレン・α−オレフィン共重合体、クマロンインデン樹脂等の合成高分子物質を挙げることができる。中でも石油系軟化剤が好ましく用いられ、特にプロセスオイルが好ましく用いられる。
上記老化防止剤としては、たとえばアミン系、ヒンダードフェノール系、またはイオウ
系老化防止剤などが挙げられるが、これらの老化防止剤は、上述したように、本発明の目的を損なわない範囲で用いられる。
本発明で用いられるアミン系老化防止剤としては、ジフェニルアミン類、フェニレンジアミン類などが挙げられる。
これらの化合物は、単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
(1)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、
(2)3,9-ビス[2-{3-(3-t-ブチル-4- ヒドロキシ-5- メチルフェニル)プロピオニルオキシ}-1,1- ジメチルエチル]-2,4-8,10- テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン
(3)2,2‘−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)
などを好ましく挙げることができる。
使用するイオウ系老化防止剤に特に制限はないが、特に2-メルカプトベンゾイミダゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾールの亜鉛塩、2-メルカプトメチルベンゾイミダゾール、2-メルカプトメチルベンゾイミダゾールの亜鉛塩、ペンタエリスリトール- テトラキス- (β- ラウリル- チオプロピオネート)が好ましい。
、イソプレンゴム(IR)などのイソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)などの共役ジエン系ゴムを挙げることができる。
一般の液状ゴムと同様に、本発明のゴム組成物に、用途等に応じて、従来公知のゴム補強剤、無機充填剤、老化防止剤、加工助剤、加硫促進剤、有機過酸化物、架橋助剤、着色剤、分散剤、難燃剤などの添加剤を混ぜ合わせ、次いで、プラネタリーミキサー、ニーダー等の混練装置により、各成分を混ぜ合わせることにより、ゴム組成物を調製することができる。
(1)共重合体(A)の組成
共重合体(A)の組成は13C−NMR法で測定した。
(2)共重合体(A)のヨウ素価
共重合体(A)のヨウ素価は、滴定法により求めた。
(3)極限粘度[η]
共重合体(A)の極限粘度[η]は、135℃、デカリン中で測定した。
JIS K6251に従って、測定温度23℃、引張速度500mm/分の条
件で引張試験を行ない、架橋シートの破断時の引張強度TBと伸びEBを測定し
た。
(5)耐候性
JIS K6266(1996)に従い、JIS B7753サンシャインカ−ボンア−ク灯式耐候性試験機を用いて試験を行った。
ブラックパネル温度は63℃、SA法、フィルタ−はI型、噴霧サイクルは102分照射後、18分間の照射及び水噴霧の条件で行い、1000時間後のサンプル表面の状態を観察した。
撹拌羽根を備えた実質内容積100リットルのステンレス製重合器(撹拌回転数=250rpm)を用いて、連続的にエチレンとプロピレンと5-ビニル-2-ノルボルネンとの三元共重合を行なった。重合器側部より液相へ毎時ヘキサンを60リットル、エチレンを2.4kg、プロピレンを2.5kg、5-ビニル-2-ノルボルネンを230gの速度で、また、水素を230リットル、触媒としてVOCl3 を85ミリモル、Al(Et)2Clを255ミリモル、Al(Et)1.5Cl1.5 を255ミリモルの速度で連続的に供給した。重合温度は40℃、重合圧力は0.74MPaであった。
その後、重合器下部から連続的に抜き出した重合溶液中に少量のメタノールを添加して重合反応を停止させ、スチームストリッピング処理にて重合体を溶媒から分離したのち、55℃で48時間真空乾燥を行なった。
撹拌羽根を備えた実質内容積100リットルのステンレス製重合器(撹拌回転数=250rpm)を用いて、連続的にエチレンとプロピレンと5-ビニル-2-ノルボルネンとの三元共重合を行なった。重合器側部より液相へ毎時ヘキサンを60リットル、エチレンを2
.14kg、プロピレンを1.9kg、5-ビニル-2-ノルボルネンを400gの速度で、また、水素を400リットル、触媒としてVOCl3 を230ミリモル、Al(Et)2Clを690ミリモル、Al(Et)1.5Cl1.5 を690ミリモルの速度で連続的に供給した。重合温度は45℃、重合圧力は0.74MPaであった。
上記で得られたエチレン・プロピレン・5-ビニル-2 -ノルボルネンランダム共重合体ゴム(A−1)100重量部と、表面処理クレ−[土屋カオリン工業株式会社(株)製、商品名 トランスリンク37]80重量部と、可塑剤[出光興産株式会社製、商品名 PW−32]30重量部を容量2リットルのプラネタリーミキサー[(株)井上製作所製、商品名:PLM−2型]で混練し、配合物(1)を得た。得られた配合物(1)について、下記の方法により粘度を測定した。
粘度計:ブルックフィ−ルド回転粘度計
温度:室温
回転数:1rpm
スポンドル:No.5
得られた配合物(2)を用いて、可使時間、硬化時間を測定した。結果を表2に示す。
23℃、50%RHの雰囲気下で、100Pa・sに到達するまでの時間(可使時間)を測定した。可使時間が40分以上あれば夏場においても十分施工できると判断した。
(c)硬化時間
23℃、50RHの雰囲気下において、スレ−ト板上に塗布し、歩行可能となるまでの時間を測定した。
23℃、50RHの雰囲気下において、スレ−ト板上に塗布し、3日後の塗膜の物性を測定した。
実施例1において、実施例1で用いた共重合体1の代わりに、共重合体(A−2)を用い、可塑剤配合量30部の使用を省略した以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表2に示す。
分子量650のポリオキシテトラメチレングリコ−ル28.6重量部に、21.4重量部の4,4−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト(NCO/OH比=3.0)と50重量部のカルボジイミド変性4,4−ジフェニルメタンジイソシアネ−トを反応させ、NCO基含有率19.4重量%のプレポリマ-を得て、主材とした。
分子量650のポリオキシテトラメチレングリコ−ル28.6重量部に、フタル酸ジオクチル21.95重量部、1,2−ジメチルイミダゾ−ル・2−エチルヘキサン酸ブロック塩0.05重量部、顔料ペ−スト3重量部を混合した液を硬化剤とした。
炭酸カルシウム90重量部、ゼオライト10重量部の充填剤とした。
上記各成分を、主剤/硬化剤/充填剤の重量比=1/2/2(NCO/OH比=1.0)の配合割合で混合して配合物を得て、実施例1と同様に物性を測定した。結果を表1に示す。
表1に示すエチレン・プロピレン・5-ビニル-2-ノルボルネンランダム共重合体ゴム(A−1)100重量部と、表面処理クレ−[土屋カオリン工業株式会社製、商品名 トランスリンク37]80重量部と、可塑剤[出光興産株式会社製、商品名PW−32]30重量部を容量2リットルのプラネタリミキサー[(株)井上製作所製、商品名:PLM−2型]で混練した。
また、23℃、50RHの雰囲気下において、スレ−ト板上に塗布したが、3日後に物性測定が可能な塗膜は得られなかった。
本発明により、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエンランダム共重合体ゴムを含み、硬化速度が速く、耐候性に優れ、かつ防水材に好適なゴム組成物が提供される。
また本発明により、硬化速度が速く、耐候性に優れたゴム組成物からなる防水材が提供される。
Claims (5)
- エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)、2個以上のSiH基含有化合物(B)、可塑剤(C)および無機充填材(D)を含有し、粘度が100Pa・S以下である防水材用ゴム組成物。
- 前記エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)が、
(i)エチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフィンとのモル比(エチレン/α-オレフィン)が35/65〜95/5の範囲にあり、
(ii)ヨウ素価が0.5〜50の範囲にあり、
(iii)135℃のデカリン溶液中で測定した極限粘度[η]が0.1〜1.0dl/gの範囲にあり、
(iv)非共役ポリエンが、下記一般式[I]または[II]で表わされる末端ビニル基含有ノルボルネン化合物の少なくとも一種から導かれる構成単位である
ことを特徴とする請求項1に記載の防水材用ゴム組成物。
- エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)100重量部に対し、2個以上のSiH基含有化合物(B)を0.1〜100重量部、可塑剤(C)を1〜200重量部および無機充填材(D)を1〜300重量部の割合で含有してなることを特徴とする請求項1または2に記載の防水材用ゴム組成物。
- エチレン・α−オレフィン・ポリエン共重合体(A)のデカリン中135℃で測定した[η]と、前記組成物における共重合体(A)と可塑剤(C)の含有量の合計に対する可塑剤(C)の含有量の比(C/(A+C))とが下記の関係式を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の防水材用ゴム組成物。
[η]<[0.3×C/(A+C)]+0.5 - 請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物からなる防水材。
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