JP2017095702A - 変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の加硫組成物及びその製造法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ハロゲン化ポリオレフィンの持つ優れた耐熱性を維持したままに、耐油性が大きく改良された変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を加硫してなる加硫組成物、及び変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の製造法を提供する。
【解決手段】 ハロゲン化ポリオレフィンに、アクリロニトリルとアクリル系化合物を含有する共重合体が結合したグラフト共重合体と、アクリロニトリルとアクリル系化合物を含有する共重合体とを含有する変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物、を加硫して成る加硫組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】 ハロゲン化ポリオレフィンに、アクリロニトリルとアクリル系化合物を含有する共重合体が結合したグラフト共重合体と、アクリロニトリルとアクリル系化合物を含有する共重合体とを含有する変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物、を加硫して成る加硫組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の加硫組成物に関するものであり、より詳しくは、ハロゲン化ポリオレフィンにアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体が結合したグラフト共重合体及びハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル化合物の共重合体を含有する組成物の加硫組成物に関するものである。
ハロゲン化ポリオレフィンは、クロロスルホン化ポリエチレンや塩素化ポリエチレン等の総称であり、優れた耐熱性、耐候性、耐オゾン性、耐薬品性及び明色性を有することから、各種ホースやホースのカバー材、電線被覆材、パッキン、ガスケット、ロール及びエスカレーターの手摺等の各種用途に使用されている。また、クロロスルホン化ポリエチレンや塩素化ポリエチレン等は塩素基を含有することから、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム及びエチレン・プロピレン系ゴム等の汎用ゴムと比べて耐油性が良好であり、耐油性が要求されるホースやチューブ等にも多く使用されている。
ハロゲン化ポリオレフィンの耐油性を向上する方法としては、ハロゲン量を増大させることが知られているが、この方法で耐油性を向上した場合、得られるハロゲン化ポリオレフィンのガラス転移温度が高くなり、室温付近での硬さが増大し、ゴム材料としての特性を失ってしまう問題が生じる。そのため、各種ホース用途分野に於いてはハロゲン量増大による耐油性の向上には限界があり、高度な耐油性が要求される用途に対しては好ましい方法とは言えない。
自動車向けの燃料系ホースや、建設機械用の特殊な油圧ホース等の高度な耐油性が要求される用途に於いては、ハロゲン化ポリオレフィン単層での適用は困難であり、燃料等が直接接触する内層部分には、耐油性が特に優れたアクリロニトリル・ブタジエンゴム、水素添加アクリロニトリル・ブタジエンゴム、アクリルゴム、或いはフッ素系材料が使用されており、多層構造とせざるを得ない状況が生じている(例えば特許文献1〜6参照。)。
しかし、昨今の自動車では、エンジンルームの省スペース化やターボ化によってエンジンルーム内の温度が上昇しており、内層材料としてのアクリロニトリル・ブタジエンゴムの耐熱性では限界を超える場合が生じている。このような場合には、アクリロニトリル・ブタジエンゴムより耐熱性に優れた水素添加アクリロニトリル・ブタジエンゴムやアクリルゴム、或いはフッ素系材料が使用されることとなるが、これらの材料はアクリロニトリル・ブタジエンゴムに比べて高価格であり、ホース製品の材料コストを大幅に増大させることとなるため、比較的低価格で、耐油性と耐熱性のバランスに優れたゴム材料が望まれている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的はハロゲン化ポリオレフィンの持つ優れた耐熱性を維持したままに、耐油性が大きく改良された変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の加硫組成物及びその製造法を提供するものである。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明は、ハロゲン化ポリオレフィンにアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体が結合したグラフト共重合体及び当該グラフト共重合体及びハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体を含有する変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の加硫組成物、及びその製造法である。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、ハロゲン化ポリオレフィンにアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体が結合したグラフト共重合体、並びに当該グラフト重合体及びハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体を含有する変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の加硫組成物である。
本発明で用いる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物は、ハロゲン化ポリオレフィンにアクリロニトリルとアクリル系化合物を共グラフトすることにより得ることができる。
ハロゲン化ポリオレフィンとしては、原料であるポリオレフィンを塩素化、または塩素化及びクロロスルホン化して得られるハロゲン化ポリオレフィンが例示できる。また、必要に応じて臭素やフッ素を含有したハロゲン化ポリオレフィンも使用可能である。原料であるポリオレフィンには、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられ、ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、フッ素含有ポリエチレン等が挙げられる。これらを単独または併用して用いることができるが、良好な物理特性と耐油性を両立させるためには、高密度ポリエチレン(HDPE)が好ましい。
原料であるポリオレフィンを塩素化、または塩素化及びクロロスルホン化する反応を行う際、溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系有機溶剤や、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、フロロベンゼン、ジクロロジフロロベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロフロロエタン等の塩素系有機溶剤が挙げられ、これらを単独または2種類以上を併用して用いることができるが、塩素化反応に対し不活性な塩素系有機溶剤のみの使用が好ましい。
ポリオレフィンの塩素化、または塩素化及びクロロスルホン化を行う反応工程はラジカル発生剤を触媒として、塩素、または塩素と亜硫酸ガス、塩素と塩化スルフリル、塩化スルフリル単独、塩素と亜硫酸ガスと塩化スルフリルを、溶剤に溶解または懸濁したポリオレフィンと反応させる。また、臭素化のために塩素の一部又は全部を臭素に変更することも可能である。クロロスルホン化反応を行う場合には必要に応じて助触媒としてピリジン、キノリン等のアミノ化合物が添加させる。反応温度は塩素化反応、または塩素化反応及びクロロスルホン化反応が進行する範囲であれば特に限定するものではなく、例えば40〜150℃であり、適度な塩素化反応、または塩素化反応及びクロロスルホン化反応が進行するためには好ましくは60〜130℃の範囲である。反応圧力は塩素化反応、または塩素化反応及びクロロスルホン化反応が進行する範囲であれば特に限定するものではなく、例えば、0〜1.0MPaであり、適度な塩素化反応、または塩素化反応及びクロロスルホン化反応が進行するためには好ましくは0〜0.7MPaである。
原料であるポリオレフィンを塩素化、または塩素化及びクロロスルホン化する反応を行う際に使用するラジカル発生剤は、塩素化反応、または塩素化反応及びクロロスルホン化反応が進行するものであれば特に限定するものではなく、例えば、アゾ系化合物、有機過酸化物等が挙げられる。アゾ系化合物としては、例えば、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられ、有機過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化t−ブチル、過安息香酸t−ブチル等が挙げられる。取り扱い上安定性が高いため、好ましくはアゾ系化合物であり、適度な塩素化反応、または塩素化反応及びクロロスルホン化反応が進行するためには、特に好ましくはα,α’−アゾビスイソブチロニトリルである。
塩素化、または塩素化及びクロロスルホン化を行う反応工程における、塩素、または塩素と亜硫酸ガス、塩素と塩化スルフリル、塩化スルフリル単独、塩素と亜硫酸ガスと塩化スルフリルとラジカル発生剤を添加する際の添加方法は、塩素化反応、または塩素化及びクロロスルホン化反応が進行すれば特に限定されないが、明色性のためにはラジカル発生剤を加える前に、塩素、または塩素と亜硫酸ガス、塩素と塩化スルフリル、塩化スルフリル単独、塩素と亜硫酸ガスと塩化スルフリル等を先に添加するのが好ましい。反応工程終了時にはラジカル発生剤の添加停止後、塩素、または塩素と亜硫酸ガス、塩素と塩化スルフリル、塩化スルフリル単独、塩素と亜硫酸ガスと塩化スルフリル等の添加を停止するのが好ましく、これらの添加方法は単独または併用しても良い。
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の製造に用いられるハロゲン化ポリオレフィンの塩素量は特に制限はないが、耐油性や機械特性を考慮し、15.0〜45.0重量%の範囲が好ましく、更に低温性を考慮した場合、20.0重量%〜40.0重量%の範囲であることが好ましい。ハロゲン化ポリオレフィンが、ポリオレフィンを塩素化及びクロロスルホン化によって得られるクロロスルホン化ポリエチレンである場合の硫黄量は特に制限はないが、0.1〜3.0重量%の範囲が好ましい。
ハロゲン化ポリオレフィンに共グラフトするアクリル系化合物は、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を含有する化合物であれば制限されず、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル等のフッ素含有(メタ)アクリル酸系化合物、(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸化合物等を例示することができ、これらは単独あるいは2種類以上併用しても良いが、良好な物理特性及び耐油性を維持するためには、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸n−ブチルをそれぞれ単独あるいは併用することが望ましい。
また、アクリロニトリル、アクリル系化合物以外に、変性ハロゲン化ポリオレフィンとしての特性を損なわない範囲で、その他の単量体をグラフト重合していても良い。例えばメチルビニルケトン等のアルキルビニルケトン化合物、ビニルエチルエーテル等のアルキルビニルエーテル化合物、アリルメチルエーテル等のアリルエーテル化合物、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン等のビニル芳香族化合物、メタクリロニトリル等のビニルニトリル化合物、酢酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、アクリルアミド、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、プロピオン酸ビニル、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸等を例示することができる。これらの上記単量体としては、グラフト重合に用いる総不飽和単量体中の20重量%以下の割合で加えることが好ましい。
本発明の特徴は、アクリロニトリル及びアクリル系化合物を共グラフト反応によりハロゲン化ポリオレフィンに導入させることで、物理特性と耐油性に優れる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得ることができる点である。
本発明で用いる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物には、アクリロニトリルとアクリル系化合物に由来するものとして、グラフト共重合体中のハロゲン化ポリオレフィンと結合したアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体及びハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体が存在する。グラフト共重合体中のアクリロニトリル及びアクリル系化合物の共重合体と、ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリル及びアクリル系化合物の共重合体の重量比率(グラフト選択率)については特に制限はないが、得られる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の力学物性と耐油性を両立させるためには、その重量比率が3/97〜70/30の範囲であることが好ましい。
本発明で用いる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中の、ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体及びグラフト共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体の合計の含有率は、ハロゲン化ポリオレフィン組成物としての特性を維持しつつ、優れた物理特性と耐油性を両立させるためには20重量%から75重量%の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、40重量%から65重量%の範囲である。残りの成分は、グラフト共重合体中のハロゲン化ポリオレフィンに由来する成分である。
本発明で用いる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中のハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリル及びアクリル系化合物の共重合体及びグラフト共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体に含まれる、アクリロニトリルとアクリル系化合物由来の成分の重合比率は3/97〜70/30の範囲であることが好ましく、更に10/90〜70/30の範囲、15/85〜60/40の範囲であることが好ましい。当該の共重合体中におけるアクリロニトリルの重量比率が3%以上の場合、得られる変性ハロゲン化ポリオレフィン加硫物の引張強さが維持される。一方、アクリロニトリルの重量比率が70%以下の場合、得られる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の粘度が上昇せず、成形加工性が良好である。また、変性ハロゲン化ポリオレフィンの耐寒性改善の観点からは、アクリロニトリルの重量比率は耐油性を損なわない範囲で低い方が好ましく、3/97〜50/50の範囲である。
本発明で用いる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の製造法としては、本発明の変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物が得られる方法であれば特に制限はない。例えば、ハロゲン化ポリオレフィンを溶剤に溶解、または押出し機などを用いて撹拌しながら、一括または連続でアクリロニトリル及びアクリル系化合物を含有する不飽和単量体を添加して、ラジカル開始剤によりグラフト重合し、所定の重合転化率に達したところで、酸化防止剤を添加し、必要により溶剤または未反応の不飽和単量体を洗浄、減圧除去し、乾燥すること等によって、本発明の変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得ることができる。
共グラフト反応工程を均一な溶液状態で行うためには、原料であるハロゲン化ポリオレフィンと単量体、及び得られる変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物が可溶な溶剤を用いることが好ましい。溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系有機溶剤や、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、フロロベンゼン、ジクロロジフロロベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロフロロエタン等の塩素系有機溶剤が挙げられ、これらを単独または2種類以上を併用して用いることができる。
ラジカル開始剤としては、パーオキサイド類やアゾ化合物等を用いることができる。パーオキサイド類としては、メチル―エチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)吉草酸等のパーオキシケタール類、p−メンタン−ハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼン−ハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチル−ハイドロパーオキサイド、クメン−ハイドロパーオキサイド、t−ブチル−ハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミル−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)ヘキサン、t−ブチル−クミル−パーオキサイド、ジ−t−ヘキシル−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)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド類、ジイソブチリル−パーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイル−パーオキサイド、ジコハク酸−パーオキサイド、ジベンゾイル−パーオキサイド、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド等のジアジルパーオキサイド類、ジ−n−プロピル−パーオキシジカーボネート、ジイソプロピル−パーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチル−パーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート類、クミル−パーオキシネオデカン酸、1,1,3,3−テトラメチルブチル−パーオキシネオデカン酸、t−ヘキシル−パーオキシネオデカン酸、t−ブチル−パーオキシネオデカン酸、t−ブチル−パーオキシネオヘプタン酸、t−ヘキシル−パーオキシピバル酸、t−ブチル−パーオキシピバル酸、1,1,3,3−テトラメチルブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサン酸、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシル−パーオキシ−2−エチルヘキサン酸、t−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサン酸、t−ヘキシル−パーオキシ−イソプロピル−モノカーボネート、t−ブチル−パーオキシ−マレイン酸、t−ブチル−パーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサン酸、t−ブチル−パーオキシラウリン酸、t−ブチルーパーオキシイソプロピルーモノカーボネート、t−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキシル−モノカーボネート、t−ヘキシル−パーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチル−パーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル類が挙げられる。アゾ化合物としては、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリン酸)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2’−アゾビス{2−メチル−n−[1,1’−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジサルフェートジハイドレート、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス[n−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]テトラハイドレート等が挙げられる。これらのラジカル開始剤は、単独または併用して用いることができ、場合によっては、硫酸第一鉄等の第一鉄塩、ハイドロサルファイトナトリウム、アスコルビン酸、エリソルビン酸、アニリン、n−ブチルアルデヒドアミン、三級アミン等の還元剤を添加してグラフト重合を行うこともできる。
上述の不飽和単量体及びラジカル開始剤の添加方法としては特に制限はなく、共グラフト反応の初期段階に一括で添加する方法、一部の不飽和単量体及び/またはラジカル開始剤を共グラフト反応の初期段階で添加し、残りの不飽和単量体及び/またはラジカル開始剤を連続注入する方法、すべての不飽和単量体及び/またはラジカル開始剤を連続注入する方法が挙げられる。
また、共重合体の分子量を調整するため、及び分子間架橋を抑制するため、共グラフト反応時に分子量調節剤を添加しても良い。分子量調節剤としては、例えば、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルチウラムジスルフィド、2,2’−ジチオプロピオン酸、3,3’−ジチオプロピオン酸、4,4’−ジチオジブラン酸、2,2’−ジチオビス安息香酸などのジスルフィド類、n−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオサリチル酸、3−メルカプト安息香酸、チオマレイン酸無水物、ジチオマレイン酸、チオグルタール酸、システイン、ホモシステイン、6−メルカプトテトラゾール酢酸、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸等のメルカプタン類、ジフェニルエチレン、p−クロロジフェニルエチレン、p−シアノジフェニルエチレン、α−メチルスチレンダイマー、ベンジルジチオベンゾエート、有機テルル化合物、硫黄等が挙げられ、これらを単独または併用して用いることができる。
酸化防止剤としては特に限定するものではなく、ポリマーの酸化防止剤として一般に利用されているもので、例えば2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−ビス〔{[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]オキシ}メチル]プロパン−1,3−ジオール、1,3−ビス[3−(t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[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]、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリン)−1,3,5−トリアジン、ペンタエリスリチル−テトラキス[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]、2,2−チオ−ジエチレンビス[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]、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、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエチルエステル、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、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、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル]−オルト−クレゾール、イソオクチル−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、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]ウンデカン等のフェノール系酸化防止剤、2,2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル−ベンゾトリアゾール、4,4’−ビス−(2,2−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、ビス(1,2,2,5,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)デカンジオナート等のアミン系酸化防止剤、ジラウリルー3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルー3,3’−ジチオプロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンズイミダゾール等の硫黄系酸化防止剤、トリスノニルフェニルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト等のリン系酸化防止剤、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル等の安定ラジカル系酸化防止剤等が挙げられる。
共グラフト反応の反応温度及び反応圧力は特に限定するものではないが、反応温度は50〜150℃、反応圧力は0〜1.0MPaの範囲が好ましい。
反応終了後、メタノール等の不溶性溶剤による析出、ドラムドライヤー、ベント付押出し機等を用いた濃縮、乾燥により、目的とする変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物が得られる。
また、反応終了後の溶液を、アセトン等のグラフト共重合体が不溶で、アクリロニトリルとアクリル系化合物が可溶な溶剤に添加することによって、ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体を低減した変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得ることが可能である。
本発明において、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物は加硫物として使用される。本発明の変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の加硫物を得る方法としては、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物と各種配合剤をロール又はバンバリーミキサー等で配合又は混練した後、プレス加硫、蒸気加硫、高周波(UHF)加硫あるいは電子線加硫等が行われる。加硫温度は特に制限はないが、130〜200℃であり、好ましくは150〜180℃である。また、必要に応じて二次加硫を行うことも可能である。二次加硫の条件は、加熱オーブン中140〜180℃の範囲で、2時間〜6時間行う。各種配合剤としては加硫剤、加硫促進剤、受酸剤、可塑剤、補強剤、充填剤、加工助剤、老化防止剤等が挙げられ、必要に応じて用いられる。
加硫剤としては、硫黄等の無機系加硫剤、チウラムポリスルフィド類、ジチオカルバミン酸塩類、オキシム類、ニトロソ化合物、有機過酸化物等の有機系加硫剤が挙げられる。加硫促進剤としては、チオウレア類、グアニジン類、チアゾール類、スルフェンアミド類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、キサントゲン酸塩類等が挙げられる。受酸剤としては酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、リサージ等が挙げられる。可塑剤としては、鉱物油系軟化剤、植物油系軟化剤、合成軟化剤、合成可塑剤等が挙げられる。補強材としては、カーボンブラック、ホワイトカーボン等が挙げられる。充填剤としては、炭酸カルシウム類、塩基性炭酸マグネシウム類、珪酸及び珪酸塩類等が挙げられる。加工助剤としては脂肪酸類、脂肪酸エステル類、脂肪酸金属塩類、炭化水素系ワックス等が挙げられる。老化防止剤としては、アミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤、硫黄系老化防止剤、リン系老化防止剤、ワックス類等が挙げられる。
本発明の変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を加硫して成る加硫組成物は、特に耐油性が必要とされる各種ホースや各種シール材、パッキン等に用いることができる。
本発明の変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の加硫組成物は、良好な難燃性、物理特性と耐油性を両立しており、特に耐油性が必要とされる各種ホースや各種シール材、パッキン等に用いることができる。
以下に実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに制限されるものではない。
尚、以下の実施例等で用いた値は、以下の測定法で行ったものである。
<不飽和単量体の転化率>
不飽和単量体の転化率は、反応終了後の溶液を少量採取し、未反応の不飽和単量体量をガスクロマトグラフィー(GC−2025、島津製作所製)を用いて測定することにより求めた。
不飽和単量体の転化率は、反応終了後の溶液を少量採取し、未反応の不飽和単量体量をガスクロマトグラフィー(GC−2025、島津製作所製)を用いて測定することにより求めた。
<共重合体の含有率>
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中に於ける、ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリル及びアクリル系化合物の共重合体及びグラフト共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体の合計の含有率は、原料であるハロゲン化ポリオレフィン重量と、不飽和単量体(アクリロニトリル及びアクリル系化合物)の仕込み量と各不飽和単量体の転化率から求めた反応した不飽和単量体重量から算出した。
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中に於ける、ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリル及びアクリル系化合物の共重合体及びグラフト共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体の合計の含有率は、原料であるハロゲン化ポリオレフィン重量と、不飽和単量体(アクリロニトリル及びアクリル系化合物)の仕込み量と各不飽和単量体の転化率から求めた反応した不飽和単量体重量から算出した。
含有率={反応した不飽和単量体重量/(ハロゲン化ポリオレフィン重量+反応した不飽和単量体重量)}×100
<共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の重量比率>
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中に於ける、ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体及びグラフト共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体に含まれるアクリロニトリルとアクリル系化合物由来の成分の重量比率は、不飽和単量体の重合率より算出した。
<共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の重量比率>
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中に於ける、ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体及びグラフト共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体に含まれるアクリロニトリルとアクリル系化合物由来の成分の重量比率は、不飽和単量体の重合率より算出した。
アクリロニトリル重量比率
=(反応したアクリロニトリル重量/反応した不飽和単量体重量)×100
アクリル系化合物重量比率
=(反応したアクリル系化合物重量/反応した不飽和単量体重量)×100
<グラフト選択率>
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中に於けるハロゲン化ポリオレフィンに結合したアクリロニトリル及びアクリル系化合物の共重合体と、ハロゲン化ポリオレフィンに結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体の重量比率(グラフト選択率)は、以下の方法によって求めた。
1)得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物をアセトンで抽出し、アセトン抽出物及びアセトン抽出残渣の夫々を乾燥し、精秤する。
=(反応したアクリロニトリル重量/反応した不飽和単量体重量)×100
アクリル系化合物重量比率
=(反応したアクリル系化合物重量/反応した不飽和単量体重量)×100
<グラフト選択率>
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中に於けるハロゲン化ポリオレフィンに結合したアクリロニトリル及びアクリル系化合物の共重合体と、ハロゲン化ポリオレフィンに結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体の重量比率(グラフト選択率)は、以下の方法によって求めた。
1)得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物をアセトンで抽出し、アセトン抽出物及びアセトン抽出残渣の夫々を乾燥し、精秤する。
アセトン抽出物重量 [A]
アセトン抽出残渣物重量 [B]
3)アセトン抽出物、及びアセトン抽出残渣物中の塩素含有率を測定する。
アセトン抽出残渣物重量 [B]
3)アセトン抽出物、及びアセトン抽出残渣物中の塩素含有率を測定する。
原料ハロゲン化ポリオレフィンの塩素含有率 [C]
アセトン抽出物の塩素含有率 [D]
アセトン抽出残渣物の塩素含有率 [E]
アセトン抽出物中の共重合体含有率[F]=([C]−[D])×100/[C]
アセトン抽出残渣物中の共重合体含有率[G]=([C]−[E])×100/[C]
グラフト選択率=([B]×[G])×100/([A]×[F]+[B]×[G])
<塩素含有率の測定>
塩素含有率の測定は、最初に、吸収液として1.7重量%硫酸ヒドラジニウム水溶液15.0mlを入れた燃焼フラスコ内で、原料ハロゲン化ポリオレフィンまたは変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアセトン抽出物またはアセトン抽出残渣物30.0mgを酸素燃焼法に従い燃焼させ、30分静置した。次に、この吸収液を純水100.0mlで洗い出し、濃度0.05Nの硝酸銀水溶液で電位差滴定法により塩素イオンを定量することにより求めた。
アセトン抽出物の塩素含有率 [D]
アセトン抽出残渣物の塩素含有率 [E]
アセトン抽出物中の共重合体含有率[F]=([C]−[D])×100/[C]
アセトン抽出残渣物中の共重合体含有率[G]=([C]−[E])×100/[C]
グラフト選択率=([B]×[G])×100/([A]×[F]+[B]×[G])
<塩素含有率の測定>
塩素含有率の測定は、最初に、吸収液として1.7重量%硫酸ヒドラジニウム水溶液15.0mlを入れた燃焼フラスコ内で、原料ハロゲン化ポリオレフィンまたは変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアセトン抽出物またはアセトン抽出残渣物30.0mgを酸素燃焼法に従い燃焼させ、30分静置した。次に、この吸収液を純水100.0mlで洗い出し、濃度0.05Nの硝酸銀水溶液で電位差滴定法により塩素イオンを定量することにより求めた。
<硫黄含有率の測定>
硫黄含有率の測定は、最初に、吸収液として3.0重量%の過酸化水素水10.0mlを入れた燃焼フラスコ内で、原料ハロゲン化ポリオレフィンまたは変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアセトン抽出物またはアセトン抽出残渣物30.0mgを酸素燃焼法に従い燃焼させ、30分静置した。次に、この吸収液を純水約40.0mlで洗い出した後、酢酸1ml、2−プロピルアルコール100.0ml、アルセナゾIII0.47mlを加えた。これを濃度0.01Nの酢酸バリウム溶液で光度滴定法により硫酸イオンを定量することにより求めた。
硫黄含有率の測定は、最初に、吸収液として3.0重量%の過酸化水素水10.0mlを入れた燃焼フラスコ内で、原料ハロゲン化ポリオレフィンまたは変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアセトン抽出物またはアセトン抽出残渣物30.0mgを酸素燃焼法に従い燃焼させ、30分静置した。次に、この吸収液を純水約40.0mlで洗い出した後、酢酸1ml、2−プロピルアルコール100.0ml、アルセナゾIII0.47mlを加えた。これを濃度0.01Nの酢酸バリウム溶液で光度滴定法により硫酸イオンを定量することにより求めた。
<物理的特性評価>
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を表1に記載した所定の配合処方にてJIS−K−6299(2012年度版)に従い混練を行い、得られたサンプルを厚み2mmの金型にて加硫を行った。その後、引張強さ(TB)、破断時伸び(EB)、100%引張応力(M100)はJIS−K−6251(2012年度版)に従い、引張速度500mm/分、23℃の条件にて評価した。
変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を表1に記載した所定の配合処方にてJIS−K−6299(2012年度版)に従い混練を行い、得られたサンプルを厚み2mmの金型にて加硫を行った。その後、引張強さ(TB)、破断時伸び(EB)、100%引張応力(M100)はJIS−K−6251(2012年度版)に従い、引張速度500mm/分、23℃の条件にて評価した。
実施例1
40リットルのグラスライニング製オートクレーブに1,1,2−トリクロロエタンを21.6kg、密度が960kg/cm3、メルトフローレート(MFR)が5.0g/10分の高密度ポリエチレン3kgを添加した後、反応器のジャケットに蒸気を通し、110℃でポリエチレンを均一に溶解した。またこの間、反応器に10.0リットル/分の流速で窒素ガスを導入し、反応器内の空気を除去した。ラジカル発生剤として、5.0gのα,α−アゾビスイソブチロニトリルを1,1,2−トリクロロエタン1.0リットルに溶解した溶液を4.0ml/分の流量で、6.5kgの塩化スルフリルを25.0ml/分の流量で、各々別の投入口より反応器へ連続的に添加した。反応中は反応器の圧力を0.2MPaに保った。反応終了後、反応系の圧力を常圧まで低下し、その後常圧下で窒素を吹き込むことによって、溶液中に溶存する塩化水素、亜硫酸ガスを系外に排出した。その後ドラム乾燥機にて生成物を単離し、クロロスルホン化ポリエチレンを得た。
40リットルのグラスライニング製オートクレーブに1,1,2−トリクロロエタンを21.6kg、密度が960kg/cm3、メルトフローレート(MFR)が5.0g/10分の高密度ポリエチレン3kgを添加した後、反応器のジャケットに蒸気を通し、110℃でポリエチレンを均一に溶解した。またこの間、反応器に10.0リットル/分の流速で窒素ガスを導入し、反応器内の空気を除去した。ラジカル発生剤として、5.0gのα,α−アゾビスイソブチロニトリルを1,1,2−トリクロロエタン1.0リットルに溶解した溶液を4.0ml/分の流量で、6.5kgの塩化スルフリルを25.0ml/分の流量で、各々別の投入口より反応器へ連続的に添加した。反応中は反応器の圧力を0.2MPaに保った。反応終了後、反応系の圧力を常圧まで低下し、その後常圧下で窒素を吹き込むことによって、溶液中に溶存する塩化水素、亜硫酸ガスを系外に排出した。その後ドラム乾燥機にて生成物を単離し、クロロスルホン化ポリエチレンを得た。
得られたクロロスルホン化ポリエチレンは、35.3重量%の塩素と、0.22重量%の硫黄を含有していた。
次に、得られたクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
窒素雰囲気下4リットルのガラスフラスコにクロロスルホン化ポリエチレン150g、1,1,2−トリクロロエタン2.0kgを仕込み、内部を窒素で置換し、110℃に加熱してクロロスルホン化ポリエチレンを溶解した。内温を65℃まで冷却した後、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸n−ブチル96.1gを添加し、1,1,2−トリクロロエタン144gに溶解したラジカル開始剤(日油(株)製 パーロイルOPP;ジ−2−エチルヘキシル−パーオキシジカーボネート)3.7gを溶解した溶液を5時間かけて滴下して反応を実施した。その後、1時間撹拌を継続し、得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥することにより、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸n−ブチル共重合体含有率は31.7重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸n−ブチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸n−ブチル比率は26/74であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸n−ブチル共重合体含有率は27.4重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸n−ブチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸n−ブチル比率は54/46であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例3
不飽和単量体を、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸エチル75.1gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸エチル75.1gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体含有率は28.0重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸エチル比率は31/69であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例4
不飽和単量体を、アクリロニトリル59.7g、アクリル酸エチル27.6gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル59.7g、アクリル酸エチル27.6gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体含有率は26.1重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸エチル比率は59/41であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例5
不飽和単量体を、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸2−メトキシエチル97.6gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸2−メトキシエチル97.6gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は31.0重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は31/69であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例6
不飽和単量体を、アクリロニトリル59.7g、アクリル酸2−メトキシエチル48.8gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル59.7g、アクリル酸2−メトキシエチル48.8gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は24.4重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は45/55であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例7
共グラフト反応におけるクロロスルホン化ポリエチレンの仕込量を180g、不飽和単量体を、アクリロニトリル53.4g、アクリル酸エチル100.8gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
共グラフト反応におけるクロロスルホン化ポリエチレンの仕込量を180g、不飽和単量体を、アクリロニトリル53.4g、アクリル酸エチル100.8gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体含有率は29.9重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸エチル比率は32/68であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例8
不飽和単量体を、アクリロニトリル103.9g、アクリル酸エチル196.1gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル103.9g、アクリル酸エチル196.1gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体含有率は54.0重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸エチル比率は33/67であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例9
共グラフト反応におけるクロロスルホン化ポリエチレンの仕込量を180g、不飽和単量体を、アクリロニトリル79.4g、アクリル酸エチル74.9gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
共グラフト反応におけるクロロスルホン化ポリエチレンの仕込量を180g、不飽和単量体を、アクリロニトリル79.4g、アクリル酸エチル74.9gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体含有率は28.5重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸エチル比率は53/47であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
実施例10
不飽和単量体を、アクリロニトリル154.4g、アクリル酸エチル145.6gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル154.4g、アクリル酸エチル145.6gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体含有率は52.6重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸エチル比率は51/49であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例11
共グラフト反応におけるクロロスルホン化ポリエチレンの仕込量を200g、不飽和単量体を、アクリロニトリル49.7g、アクリル酸2−メトキシエチル121.8gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
共グラフト反応におけるクロロスルホン化ポリエチレンの仕込量を200g、不飽和単量体を、アクリロニトリル49.7g、アクリル酸2−メトキシエチル121.8gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は30.2重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は29/71であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
実施例12
不飽和単量体を、アクリロニトリル86.9g、アクリル酸2−メトキシエチル213.1gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル86.9g、アクリル酸2−メトキシエチル213.1gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は55.4重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は30/70であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
実施例13
共グラフト反応におけるクロロスルホン化ポリエチレンの仕込量を180g、不飽和単量体を、アクリロニトリル69.3g、アクリル酸2−メトキシエチル85.0gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
共グラフト反応におけるクロロスルホン化ポリエチレンの仕込量を180g、不飽和単量体を、アクリロニトリル69.3g、アクリル酸2−メトキシエチル85.0gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は28.8重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は49/51であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
実施例14
不飽和単量体を、アクリロニトリル134.8g、アクリル酸2−メトキシエチル165.3gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル134.8g、アクリル酸2−メトキシエチル165.3gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は50.2重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は49/51であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
実施例15
ハロゲン化ポリオレフィンとして、TOSOH−CSM TS−530(東ソー(株)製 クロロスルホン化ポリエチレン、塩素量35.6重量%、硫黄量1.03重量%、ムーニー粘度ML1+4=56)を用いて、共グラフト反応を実施した。
ハロゲン化ポリオレフィンとして、TOSOH−CSM TS−530(東ソー(株)製 クロロスルホン化ポリエチレン、塩素量35.6重量%、硫黄量1.03重量%、ムーニー粘度ML1+4=56)を用いて、共グラフト反応を実施した。
窒素雰囲気下4リットルのガラスフラスコにクロロスルホン化ポリエチレン150g、1,1,2−トリクロロエタン2.0kgを仕込み、内部を窒素で置換し、110℃に加熱してクロロスルホン化ポリエチレンを溶解した。内温を65℃まで冷却した後、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸2−メトキシエチル213.1g、ラジカル開始剤(日油(株)製 パーブチルO;t−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサノエート)7.0gを添加し、1,1,2−トリクロロエタン144gに溶解した還元剤(大内新興化学工業(株)製 ノクセラー8;n−ブチルアルデヒドアミン)2.0gを溶解した溶液を5時間かけて滴下して反応を実施した。その後、1時間撹拌を継続し、得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥することにより、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は42.8重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は40/60であった。処方2の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
実施例16
ハロゲン化ポリオレフィンとして、実施例15記載のクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
ハロゲン化ポリオレフィンとして、実施例15記載のクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
窒素雰囲気下4リットルのガラスフラスコにクロロスルホン化ポリエチレン150g、1,1,2−トリクロロエタン2.0kgを仕込み、内部を窒素で置換し、110℃に加熱してクロロスルホン化ポリエチレンを溶解した。内温を65℃まで冷却した後、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸2−メトキシエチル213.1g、還元剤(大内新興化学工業(株)製 ノクセラー8;n−ブチルアルデヒドアミン)2.0gを添加し、1,1,2−トリクロロエタン144gに溶解した溶解したラジカル開始剤(日油(株)製 パーブチルO;t−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサノエート)7.0g溶液を5時間かけて滴下して反応を実施した。その後、1時間撹拌を継続し、得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥することにより、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は32.1重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は49/51であった。処方2の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表4に示す。
実施例17
ハロゲン化ポリオレフィンとして、実施例15記載のクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
ハロゲン化ポリオレフィンとして、実施例15記載のクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
窒素雰囲気下4リットルのガラスフラスコにクロロスルホン化ポリエチレン150g、1,1,2−トリクロロエタン2.0kgを仕込み、内部を窒素で置換し、110℃に加熱してクロロスルホン化ポリエチレンを溶解した。内温を65℃まで冷却した後、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸2−メトキシエチル213.1g、還元剤(大内新興化学工業(株)製 ノクセラー8;n−ブチルアルデヒドアミン)2.0gを添加し、1,1,2−トリクロロエタン288gに溶解した溶解したラジカル開始剤(日油(株)製 パーブチルO;t−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサノエート)7.0g溶液を10時間かけて滴下して反応を実施した。その後、1時間撹拌を継続し、得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥することにより、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は45.1重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は39/61であった。処方2の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表4に示す。
実施例18
ハロゲン化ポリオレフィンとして、実施例15記載のクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
ハロゲン化ポリオレフィンとして、実施例15記載のクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
窒素雰囲気下4リットルのガラスフラスコにクロロスルホン化ポリエチレン150g、1,1,2−トリクロロエタン2.0kgを仕込み、内部を窒素で置換し、110℃に加熱してクロロスルホン化ポリエチレンを溶解した。内温を65℃まで冷却した後、アクリロニトリル39.8g、アクリル酸2−メトキシエチル213.1g、還元剤(大内新興化学工業(株)製 ノクセラー8;n−ブチルアルデヒドアミン)2.0gを添加し、1,1,2−トリクロロエタン288gに溶解した溶解したラジカル開始剤(日油(株)製 パーブチルO;t−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサノエート)14.0g溶液を10時間かけて滴下して反応を実施した。その後、1時間撹拌を継続し、得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥することにより、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は52.3重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は30/70であった。処方2の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表4に示す。
実施例19
不飽和単量体を、アクリロニトリル100.0g、アクリル酸2−メトキシエチル268.4g、メタクリル酸グリシジル10.9gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
不飽和単量体を、アクリロニトリル100.0g、アクリル酸2−メトキシエチル268.4g、メタクリル酸グリシジル10.9gに変更した以外は実施例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル−メタクリル酸グリシジル共重合体含有率は56.6重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル−メタクリル酸グリシジル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル/メタクリル酸グリシジル比率は31/64/5であった。処方3の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表4に示す。
比較例1
ハロゲン化ポリオレフィンとして、実施例1記載のクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
ハロゲン化ポリオレフィンとして、実施例1記載のクロロスルホン化ポリエチレンを用いて、共グラフト反応を実施した。
窒素雰囲気下4リットルのガラスフラスコにクロロスルホン化ポリエチレン250g、1,1,2−トリクロロエタン2.5kgを仕込み、内部を窒素で置換し、110℃に加熱してクロロスルホン化ポリエチレンを溶解した。内温を65℃まで冷却した後、アクリロニトリル66.3gを添加し、1,1,2−トリクロロエタン115gに溶解した溶解したラジカル開始剤(日油(株)製 パーロイルOPP;ジ−2−エチルヘキシル−パーオキシジカーボネート)4.0g溶液を4時間かけて滴下して反応を実施した。その後、1時間撹拌を継続し、得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥することにより、変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル重合体含有率は9.7重量%であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表4に示す。耐油性が不十分であった。
比較例2
グラフト反応に於いて、クロロスルホン化ポリエチレン150g、アクリロニトリル79.6gに変更した以外は比較例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
グラフト反応に於いて、クロロスルホン化ポリエチレン150g、アクリロニトリル79.6gに変更した以外は比較例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル重合体含有率は15.2重量%であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表4に示す。配合物のムーニー粘度が高く、成形性に問題を有する。
比較例3
グラフト反応に於いて、クロロスルホン化ポリエチレン100g、アクリロニトリル106.1g、ラジカル開始剤5.9gに変更した以外は比較例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
グラフト反応に於いて、クロロスルホン化ポリエチレン100g、アクリロニトリル106.1g、ラジカル開始剤5.9gに変更した以外は比較例1と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を得た。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル重合体含有率は31.3重量%であった。処方1の配合処方にて物性評価を実施した。評価結果を表4に示す。配合物のムーニー粘度が高く、引張物性の破断伸びが劣ることから問題を有する。
比較例4
窒素雰囲気下4リットルのガラスフラスコに1,1,2−トリクロロエタン2.5kgを仕込み、内部を窒素で置換し、内温を65℃まで昇温した後、アクリロニトリル83.3g、アクリル酸2−メトキシエチル233.7gを添加し、1,1,2−トリクロロエタン144gに溶解したラジカル開始剤(日油(株)製 パーロイルOPP;ジ−2−エチルヘキシル−パーオキシジカーボネート)3.7gを溶解した溶液を5時間かけて滴下して反応を実施した。その後、1時間撹拌を継続した。その後、実施例1と同じクロロスルホン化ポリエチレン125gを添加し、完全に溶解するまで撹拌を継続した。得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥する際、フィルムの粘着性が高く、強度が弱いため、フィルムとして取り出すことが不可能であった。
窒素雰囲気下4リットルのガラスフラスコに1,1,2−トリクロロエタン2.5kgを仕込み、内部を窒素で置換し、内温を65℃まで昇温した後、アクリロニトリル83.3g、アクリル酸2−メトキシエチル233.7gを添加し、1,1,2−トリクロロエタン144gに溶解したラジカル開始剤(日油(株)製 パーロイルOPP;ジ−2−エチルヘキシル−パーオキシジカーボネート)3.7gを溶解した溶液を5時間かけて滴下して反応を実施した。その後、1時間撹拌を継続した。その後、実施例1と同じクロロスルホン化ポリエチレン125gを添加し、完全に溶解するまで撹拌を継続した。得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥する際、フィルムの粘着性が高く、強度が弱いため、フィルムとして取り出すことが不可能であった。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は56.9重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は32/68であった。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物は、粘度が低く、物性評価のための混練作業が困難であったため、物性評価ができなかった。
比較例5
不飽和単量体を、アクリロニトリル100.0g、アクリル酸2−メトキシエチル268.4gに変更し、反応後に溶解するクロロスルホン化ポリエチレンをTOSOH−CSM TS−530(東ソー(株)製 クロロスルホン化ポリエチレン、塩素量35.3重量%、硫黄量1.01重量%、ムーニー粘度ML1+4=90)に変更した以外は比較例4と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の溶液を得た。得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥する際、フィルムの粘着性が高く、強度が弱いため、フィルムとして取り出すことが不可能であった。
不飽和単量体を、アクリロニトリル100.0g、アクリル酸2−メトキシエチル268.4gに変更し、反応後に溶解するクロロスルホン化ポリエチレンをTOSOH−CSM TS−530(東ソー(株)製 クロロスルホン化ポリエチレン、塩素量35.3重量%、硫黄量1.01重量%、ムーニー粘度ML1+4=90)に変更した以外は比較例4と同様にして変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物の溶液を得た。得られた反応溶液をドラム乾燥機にて乾燥する際、フィルムの粘着性が高く、強度が弱いため、フィルムとして取り出すことが不可能であった。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物のアクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体含有率は62.8重量%であり、アクリロニトリル−アクリル酸2−メトキシエチル共重合体のアクリロニトリル/アクリル酸2−メトキシエチル比率は30/70であった。
得られた変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物は、粘度が低く、物性評価のための混練作業が困難であったため、物性評価ができなかった。
Claims (7)
- ハロゲン化ポリオレフィンにアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体が結合したグラフト共重合体と、ハロゲン化ポリオレフィンに結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体を含有する変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物を加硫して成る加硫組成物。
- ハロゲン化ポリオレフィンがクロロスルホン化ポリオレフィンであることを特徴とする請求項1記載の加硫組成物。
- グラフト共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体と、ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体の重量比率が3/97〜70/30の範囲であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の加硫組成物。
- 変性ハロゲン化ポリオレフィン組成物中のハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体及びグラフト共重合体中のアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体の合計の含有率が20重量%から75重量%の範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の加硫組成物。
- ハロゲン化ポリオレフィンと結合していないアクリロニトリルとアクリル系化合物の共重合体及びグラフト共重合体に含まれるアクリロニトリルとアクリル系化合物由来の成分の重量比率が、3/97〜70/30の範囲であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の加硫組成物。
- アクリル系化合物がアクリル酸2−メトキシエチルであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の加硫組成物。
- 溶剤に溶解したハロゲン化ポリオレフィン溶液に、アクリロニトリル及びアクリル系化合物を含有する不飽和単量体を、ラジカル開始剤を用いてグラフト反応し、得られたグラフト反応溶液を乾燥することによって得た変性ハロゲン化ポリオレフィンを加硫して成る加硫組成物の製造法。
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2016
- 2016-11-15 JP JP2016222409A patent/JP2017095702A/ja active Pending
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