JP2014169378A - ゴム組成物及び加硫発泡成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
ゴム組成物は、加硫成形することで加硫発泡成形体とすることができる。
また、ゴム組成物には、(4)加硫促進補助剤を添加しても良い。
クロロプレンゴムは、ブレンドゴムの一成分となるものであり、以下に示す硫黄変性クロロプレンゴム、メルカプタン変性クロロプレンゴム、キサントゲン変性クロロプレンゴムがある。
本発明のゴム組成物は、これらのクロロプレンゴムのいずれでも用いることができる。
塩素化ポリエチレンは、ポリエチレンを、塩素を含むトリクロルエタンや四塩化炭素などで処理し、その分子中の水素の一部を塩素と置換して得られたものであり、ゴム組成物及び加硫発泡成形体の耐熱性及び耐オゾン性を向上させるために添加するものである。
塩素化ポリエチレンとしては、塩素化率20〜50%のものを用いると、得られるゴム組成物及び加硫発泡成形体の耐熱性を向上させる効果が高いため好ましい。
塩素化ポリエチレンとしては、具体的には、昭和電工株式会社製のエラスレン(登録商標)や、ダウ・ケミカル日本株式会社製のタイリン(登録商標)が知られている
ブレンドゴムは上述の(1−1)クロロプレンゴムと(1−2)塩素化ポリエチレンを混練して得られたものである。
クロロプレンゴムと塩素化ポリエチレンの比率は、クロロプレンゴム30〜95質量%と塩素化ポリエチレン5〜70質量%の範囲で行う。好ましくはクロロプレンゴム50〜90質量%と塩素化ポリエチレン10〜50質量%の範囲が良い。
クロロプレンゴムの比率がこの範囲より高くなってしまうと、得られるゴム組成物及び加硫発泡成形体の耐オゾン性が低下する。また、塩素化ポリエチレンの比率がこの範囲より高くなってしまうと、ゴム組成物及び加硫発泡成形体の収縮率が高くなる。
チアジアゾール化合物は、ブレンドゴムの加硫を促進させるために添加するものである。チアジアゾール化合物の添加量は、ブレンドゴム100質量部に対して0.1〜4質量部であり、0.5〜3質量部の範囲が好ましい。チアジアゾール化合物の添加量が0.1質量部未満ではブレンドゴムの加硫が不十分である。チアジアゾール化合物の添加量が4質量部を超えてしまうと、得られる加硫発泡成形体の硬度が高く収縮率も高くなってしまう。
ハロゲン系チアジアゾール類としては、具体的には、2−クロロ−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−メチル−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−エチル−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−ブチル−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−ベンジル−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−トルイル−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−チオール−1,3,4−チアジアゾール、2−ブロモ−1,3,4−チアジアゾール、2−ブロモ−5−メチル−1,3,4−チアジアゾール、2−ブロモ−5−エチル−1,3,4−チアジアゾール、2−ブロモ−5−ブチル−1,3,4−チアジアゾール、2−ブロモ−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾール、2−ブロモ−5−ベンジル−1,3,4−チアジアゾール、2−ブロモ−5−トルイル−1,3,4−チアジアゾール、2−ヨード−1,3,4−チアジアゾール、2−ヨード−1,3,4−チアジアゾール、2−ヨード−5−メチル−1,3,4−チアジアゾール、2−ヨード−5−エチル−1,3,4−チアジアゾール、2−ヨード−5−ブチル−1,3,4−チアジアゾール、2−ヨード−5−フェニル−1,3,4−チアジアゾール、2−ヨード−5−ベンジル−1,3,4−チアジアゾール、2−ヨード−5−トルイル−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−ブロモ−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ジクロロ−1,3,4−チアジアゾール、2−クロロ−5−ヨード−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ジブロモ−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ジヨード−1,3,4−チアジアゾールがある。
二量体チアジアゾール類としては、具体的には、ビス1,3,4−チアジアゾール、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール−2−チオール)、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール)、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール−2−アミノ)、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール−2−クロロ)、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール−2−ブロモ)、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール−2−ヨード)、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール−2−フェニル)、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール−2−ベンジル)、5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾール−2−トルイル)がある。
芳香族系チアジアゾール類としては、具体的には、2−フェニル−1,3,4−チアジアゾール、2−ベンジル−1,3,4−チアジアゾール、2−トルイル−1,3,4−チアジアゾールがある。
有機系発泡剤は、得られるゴム組成物を発泡させてスポンジ状に加工するために添加するものである。有機系発泡剤を含むゴム組成物は、これを加圧、加熱することにより、加硫と同時に有機系発泡剤が分解して発泡し加硫発泡成形体となる。有機系発泡剤としてはニトロソ系、アゾ系、ヒドラジド系の化合物があり、これらの化合物は二種以上を併用しても良い。
有機系発泡剤としては、具体的には、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、ベンゼン・スルホニル・ヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ヒドラゾジカルボンアミドがある。
加硫促進補助剤は、チアジアゾール化合物と併用することによりブレンドゴムの加硫反応を更に促進させるために添加するものである。加硫促進補助剤としては、グアニジン系加硫促進剤、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデン−7及びその弱酸塩から選ばれる少なくとも一種の化合物を添加することもできる。
本発明に係る加硫発泡成形物は、上述のゴム組成物を所望する形状に成形した後に加硫したり、ゴム組成物を加硫した後に所望する形状に成形して得られるものである。ゴム組成物を発泡及び成形する方法、加硫発泡成形体を成形する方法は、プレス成形、押出成形、カレンダー成形などの方法がある。
内容積5リットルの4つ口フラスコに、純水130質量部、ロジン酸ナトリウム塩4質量部、βナフタレンスルホン酸ホルマリン0.5質量部、2−クロロ−1,3−ブタジエン96質量部、2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン4質量部及び硫黄0.3質量部及び他の化学品を仕込み、過硫酸カリウムを開始剤として、窒素雰囲気下で重合を行った。モノマーの転化率が65%に到達したとき、チオジフェニルアミンを加えて、重合を停止させた。次いで、常法のスチームトラップ法で未反応モノマーを除去し、ポリクロロプレンのラテックスを得た。得られたポリクロロプレンのラテックスを常法の凍結凝固乾燥法により硫黄変性クロロプレンゴムを得た。
内容積5リットルの4つ口フラスコに、純水130質量部、ロジン酸ナトリウム塩4質量部、βナフタレンスルホン酸ホルマリン0.5質量部、2−クロロ−1,3−ブタジエン96質量部、2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン4質量部及びn−ドデシルメルカプタン0.3質量部及び他の化学品を仕込み、過硫酸カリウムを開始剤として、窒素雰囲気下で重合を行った。モノマーの転化率が65%に到達したとき、チオジフェニルアミンを加えて、重合を停止させた。次いで、常法のスチームトラップ法で未反応モノマーを除去し、ポリクロロプレンのラテックスを得た。得られたポリクロロプレンのラテックスを常法の凍結凝固乾燥法によりメルカプタン変性クロロプレンゴムを得た。
内容積5リットルの4つ口フラスコに、純水130質量部、ロジン酸ナトリウム塩4質量部、βナフタレンスルホン酸ホルマリン0.5質量部、2−クロロ−1,3−ブタジエン96質量部、2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン4質量部及びアルキルキサントゲン化合物0.3質量部及び他の化学品を仕込み、過硫酸カリウムを開始剤として、窒素雰囲気下で重合を行った。モノマーの転化率が65%に到達したとき、チオジフェニルアミンを加えて、重合を停止させた。次いで、常法のスチームトラップ法で未反応モノマーを除去し、ポリクロロプレンのラテックスを得た。得られたポリクロロプレンのラテックスを常法の凍結凝固乾燥法によりキサントゲン変性クロロプレンゴムを得た。
(ゴム組成物の作製)
上述の硫黄変性クロロプレンゴム50質量部、塩素化ポリエチレンA(昭和電工株式会社製エラスレン301A(登録商標))50質量部、チアジアゾール化合物A(5,5−ジチオビス(1,3,4−チアジアゾールー2−チオール))1質量部、有機系発泡剤としてアゾジカルボンアミド5質量部とp,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド5質量部、ステアリン酸1質量部、老化防止剤(大内新興化学工業株式会社ノクラックCD(登録商標))1質量部、カーボンブラック(旭カーボン株式会社製旭#35)30質量部、ナフテンオイル(新日本理化株式会社製NP−24)25質量部、酸化マグネシウム6質量部、酸化亜鉛3質量部、を、JIS K 6299に準拠して8インチオープンロールを用いて混練し、ゴム組成物を得た。
得られたゴム組成物を、JIS K 6299に準拠して、以下に示す条件でプレス加硫を2度行ってスポンジ状の加硫発泡成形体を作製した。なお、1度目のプレス加硫を1次加硫、2度目のプレス加硫を2次加硫という。
1次加硫:キャビティー領域が縦100mm、横95mm、高さ8mmの金型に上述のゴム組成物102g(充填率105%)を入れ、キャビティー領域を圧力3.5Mpa以上、150℃の条件下で10分間行って1次加硫コンパウンドとした。得られた1次加硫コンパウンドを大気圧下、23℃の条件下で10分間静置した。
2次加硫:静置後の1次加硫コンパウンドをキャビティー領域が縦175mm、横170mm、高さ16mmの金型に入れ、キャビティー領域を圧力3.5Mpa以上、155℃の条件下で20分間行って加硫発泡成形体とした。
上述の方法で得られた加硫発泡成形体の評価を表1に示す。表1の評価は次の方法で行った。
硬度(Type−E)の試験は、上述の加硫発泡成形体の硬度を、JIS K6253に準拠してデュロメータ硬さ計を用いて測定し、20以下の値を示したものを合格とした。
(2)収縮率
収縮率の試験は、上述の加硫発泡成形体を、大気圧下、23℃の条件下で168時間静置したのち、スポンジの表層を厚さ2mm±0.20mmにスライスしてスポンジシートを作製した。スライス直後のスポンジの縦横の大きさを測定して基準とし、その後、大気圧下、23℃の条件下で168時間静置した時のスポンジシートの縦横の大きさを再度測定した。スライス直後のスポンジシートの縦の長さをH0(mm)、横の長さをL0(mm)、168時間静置後のスポンジシートの縦の長さをH1(mm)、横の長さをL1(mm)として以下の式で算出し、5%以下の値を示したものを合格とした。
収縮率(%)=(H0×L0−H1×L1)÷(H0×L0)×100
(3)耐オゾン性
耐オゾン性の試験は、上述の加硫発泡成形体の耐オゾン性を、JIS K6259に準拠して測定した。具体的には、40℃、50pphmのオゾン濃度の槽内で20%に伸長させた加硫発泡成形体にクラックが発生した時間を計測し、70時間以上の値を示したものを合格とした。
実施例2、3の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物におけるクロロプレンゴム及び塩素化ポリエチレンの添加量を表1に記載した値に変更したものである。
実施例4、5の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物におけるクロロプレンゴムの種類と添加量を表1に記載したものに変更したものである。
実施例6、7の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物におけるチアジアゾール化合物の添加量を表1に記載した値に変更したものである。
実施例8の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物に加硫促進補助剤a(ジフェニルグアニジン)1質量部を添加したものである。
実施例9の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物に加硫促進補助剤b(1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデン−7のフェノール樹脂塩)1質量部を添加したものである。
実施例10の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物におけるチアジアゾール化合物をチアジアゾール化合物B(1,3,4−チアジアゾール)に変更したものである。
実施例11の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物における塩素化ポリエチレンを塩素化ポリエチレンB(昭和電工株式会社製のエラスレン303A(登録商標))に変更したものである。
実施例12、13の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物における有機系発泡剤の量を表1に記載した値に変更したものである。
比較例1、2の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物におけるクロロプレンゴム及び塩素化ポリエチレンの添加量を表2に記載したものに変更したものである。
比較例3、4の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物におけるチアジアゾール化合物の添加量を表2に記載した量に変更したものである。
比較例3、4の加硫発泡成形物は、実施例1のゴム組成物における有機系発泡剤の添加量を表2に記載した量に変更したものである。
Claims (3)
- 硫黄変性クロロプレンゴム、メルカプタン変性クロロプレンゴム、キサントゲン変性クロロプレンゴムから選ばれる少なくとも一種のクロロプレンゴム30〜95質量%と塩素化ポリエチレン5〜70質量%からなるブレンドゴム100質量部と、式I(式I中、R1、R2は、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、メルカプト基、チアジアゾール基、置換チアジアゾール基、アミノ基、ハロゲン原子のいずれかを示す。R1とR2は、同一であっても異なっていても良い。)で示されるチアジアゾール化合物0.1〜4質量部と、有機系発泡剤5〜20重量部と、加硫促進補助剤として、グアニジン系加硫促進剤、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデン−7及びその弱酸塩から選ばれる少なくとも一種の化合物を合計で0.1〜4質量部含有するゴム組成物。
- 請求項1又は請求項2に記載のゴム組成物を加硫成形した加硫発泡成形体。
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