JP2019189839A - アクリルゴムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明者らは、これらの知見に基づき本発明を完成するに至った。
本発明によれば、乳化重合工程にノニオン性乳化剤が主成分である乳化剤を含むものである上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記単量体が、架橋性単量体を含むものである上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記架橋性単量体が、カルボキシル基含有単量体、エポキシ基含有単量体及びハロゲン基含有単量体からなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体である上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記還元剤として、少なくとも2種の化合物を用いる上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記還元剤として、還元状態にある金属イオン含有化合物と、前記還元状態にある金属イオン含有化合物以外の還元剤とを組み合わせて用いる上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記還元状態にある金属イオン含有化合物が、硫酸第一鉄である上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記還元状態にある金属イオン含有化合物以外の還元剤が、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩である上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記重合開始剤と還元剤との組み合わせが、過酸化物、硫酸第一鉄、及びアスコルビン酸塩の組み合わせである上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記乳化重合液と前記1価金属硫酸塩との接触を、前記乳化重合液に前記1価金属硫酸塩を添加するか、前記乳化重合液を前記1価金属硫酸塩の溶液または分散液に投入するかのいずれかの方法で行う上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、金属硫酸塩液濃度が、1〜50重量%である上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記乳化重合液と前記1価金属硫酸塩との接触温度が、60℃以上である上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、前記1価金属硫酸塩が、硫酸ナトリウムである上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、また、前記洗浄が、水洗浄を複数回行うことを含むものである上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明によれば、更に、前記洗浄が、酸洗浄を含むものである上記アクリルゴムの製造方法が提供される。
本発明の乳化重合工程に使用される単量体は、(メタ)アクリル酸エステルを主成分とすることが特徴である。主成分である(メタ)アクリル酸エステルとしては、格別な限定はないが、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルなどを挙げることができる。
本発明の乳化重合工程は、上記(メタ)アクリル酸エステルを主成分とする単量体を乳化重合し乳化重合液を得ることを特徴とする。
ノニオン性乳化剤としては、特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンドデシルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテル;ポリオキシエチレンステアリン酸エステルなどのポリオキシアルキレン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル;ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレン共重合体;などを挙げることができる。これらの中でも、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレン共重合体などが好ましく、特にポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレン共重合体が好ましい。ノニオン性乳化剤の重量平均分子量は、格別な限定はないが、通常300〜50,000、好ましくは500〜30,000、より好ましくは1,000〜15,000の範囲である。これらのノニオン性乳化剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。乳化剤中のノニオン性乳化剤の割合は、格別な限定は無いが、主成分であることが好ましく、例えば少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも60重量%である。
本発明の乳化重合工程においては、乳化重合により得られた、凝固前の乳化重合液に必要に応じて各種配合剤を添加し、生成するアクリルゴム重合体中に均一分散させることができる。添加する配合剤としては、ゴム用配合剤であれば格別な限定はないが、例えば、老化防止剤、滑剤、アルキレンオキシド系重合体などが挙げられ、好ましくは老化防止剤である。
本発明の凝固工程は、上記、必要に応じて老化防止剤、滑剤及び/またはアルキレンオキシド系重合体を添加した乳化重合液を1価金属硫酸塩と接触させて凝固し含水クラムを得ることを特徴とする。
本発明の洗浄工程は、上記した凝固工程において得られた含水クラムに対して洗浄を行うものである。
本発明の乾燥工程は、上記洗浄工程において洗浄を行った含水クラムに対し乾燥を行うものである。
本発明によれば、上記製造方法により、アクリルゴムを得ることができる。かくして製造される本発明のアクリルゴムは、常態物性を良好に保ちながら、貯蔵安定性に優れるものである。
本発明によれば、上記製造方法により得られるアクリルゴムを含むゴム成分に、架橋剤を配合することで、上記製造方法により得られるアクリルゴムを含むゴム成分と、架橋剤とを含むゴム組成物を得ることができる。
本発明によれば、上記したゴム組成物を架橋することで、ゴム架橋物を得ることができる。
各種の物性については、以下の方法に従って評価した。
アクリルゴムのムーニー粘度(ポリマームーニー)をJIS K6300に従って測定した。
アクリルゴム組成物のムーニースコーチタイム(t5及びt35)、及びVminをJIS K6300に従って145℃で測定した。本測定においては、ムーニー粘度が、Vminから5M上昇した時間をt5とし、ムーニー粘度が、Vminから35M上昇した時間をt35とした。また、測定に使用したアクリルゴム組成物はJIS K6299に従って作製した。t5及びt35は値が大きいほど加硫にかかる時間がかかることを意味し、ゴム組成物の貯蔵安定性に優れ、加硫促進効果が抑えられている(良好に制御されている)と判断できる。Vminは値が低いほどゴム組成物の初期加硫が少ないことを意味し、貯蔵安定性に優れると判断できる。
さらに貯蔵安定性の促進試験として、40℃、80%湿度下で3日間保管したアクリルゴム組成物について、上記と同様の条件にて、ムーニースコーチ試験(貯蔵後のムーニースコーチ試験)を実施した。貯蔵後のムーニースコーチ試験のVminと、初期のムーニースコーチ試験のVminの差をΔVminとした。ΔVminが小さいほどゴム組成物の貯蔵安定性に優れる。
アクリルゴム組成物を、縦15cm、横15cm、深さ0.2cmの金型に入れ、プレス圧10MPaで加圧しながら170℃で20分間プレスすることにより架橋し、シート状のゴム架橋物を得た。得られたゴム架橋物を3号形ダンベルで打ち抜いて試験片を作製した。この試験片について、JIS K6253に従い、デュロメーター硬さ試験機(タイプA)を用いて硬度を測定した。さらに、JIS K6251に従い引張強度および伸びを測定した。
上記常態物性の評価に用いた試験片と同様にして作製した試験片を、ギヤー式オーブン中で、温度175℃の環境下に70時間置いた後、上記常態物性の評価と同様の方法により、引張強度、伸び、硬度を測定し、得られた結果と、上記方法にしたがって測定した常態物性とを対比することにより、耐熱老化性の評価を行った。
アクリルゴム組成物を170℃、20分間のプレスによって成型、架橋して、直径29mm、厚さ12.5mmの円柱型試験片を作製し、さらに、150℃にて4時間加熱して二次架橋させた。JIS K6262に準じて、上記にて得られた二次架橋後の試験片を25%圧縮させたまま、150℃の環境下で70時間放置した後、圧縮を解放して圧縮永久歪率(%)を測定した。圧縮永久歪率(%)の値が小さいほど、耐圧縮永久歪み性に優れることを示す。
ホモミキサーを備えた混合容器に、純水49.95部、アクリル酸エチル40.9部、アクリル酸n−ブチル35.0部、アクリル酸2−メトキシエチル20.0部、アクリロニトリル1.5部、モノクロロ酢酸ビニル2.6部、アニオン性乳化剤としてのラウリル硫酸ナトリウム(商品名「エマール 2FG」、花王社製)0.57部、及びノニオン性乳化剤としてのポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレン共重合体(商品名「プロノン208」、日油株式会社製)1.40部、L―アスコルビン酸ナトリウム0.22部を攪拌することで、単量体乳化液を得た。
凝固剤としての硫酸ナトリウム100部に代えて、80℃に加温した20重量%硫酸ナトリウム水溶液500部(硫酸ナトリウム換算で、100部)を使用した以外は実施例1と同様にしてアクリルゴム(A2)を得た。
得られたアクリルゴム(A2)を用いて、実施例1と同様に、アクリルゴム組成物を得て、ムーニースコーチ試験、硬度、引張強度及び破断伸びの測定、空気熱老化試験、圧縮永久歪み試験を行い、それらの結果を表1に示した。
凝固剤としての硫酸ナトリウム100部に代えて、塩化カルシウム4部を使用した以外は実施例1と同様にして固形状のアクリルゴム(C1)を得た。
得られたアクリルゴム(C1)を用いて、実施例1と同様に、アクリルゴム組成物を得て、ムーニースコーチ試験、硬度、引張強度及び破断伸びの測定、空気熱老化試験、圧縮永久歪み試験を行い、それらの結果を表1に示した。
凝固剤としての硫酸ナトリウム100部に代えて、塩化ナトリウム80部を使用した以外は実施例1と同様にして固形状のアクリルゴム(C2)を得た。
得られたアクリルゴム(C2)を用いて、実施例1と同様に、アクリルゴム組成物を得て、ムーニースコーチ試験、硬度、引張強度及び破断伸びの測定、空気熱老化試験、圧縮永久歪み試験を行い、それらの結果を表1に示した。
Claims (15)
- (メタ)アクリル酸エステルと、カルボキシル基含有単量体、エポキシ基含有単量体及びハロゲン基含有単量体からなる群から選ばれる少なくとも1種の架橋性単量体とを含む単量体を重合開始剤の存在下で乳化重合し乳化重合液を得る乳化重合工程と、
前記乳化重合液を1価金属硫酸塩と接触させて凝固し含水クラムを得る凝固工程と、
前記含水クラムに対して洗浄を行う洗浄工程と、
洗浄した前記含水クラムを乾燥する乾燥工程と、
を備えるアクリルゴムの製造方法。 - 乳化重合工程にノニオン性乳化剤が主成分である乳化剤を含むものである請求項1記載のアクリルゴム製造方法。
- 前記重合開始剤が、還元剤と組み合わせて用いられるものである請求項1または2に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記還元剤として、少なくとも2種の化合物を用いる請求項3記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記還元剤として、還元状態にある金属イオン含有化合物と、前記還元状態にある金属イオン含有化合物以外の還元剤とを組み合わせて用いる請求項3記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記還元状態にある金属イオン含有化合物が、硫酸第一鉄である請求項5記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記還元状態にある金属イオン含有化合物以外の還元剤が、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩である請求項5または6記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記重合開始剤と還元剤との組み合わせが、過酸化物、硫酸第一鉄、及びアスコルビン酸塩の組み合わせである請求項3記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記乳化重合工程により得られる乳化重合液に、老化防止剤、滑剤、及びアルキレンオキシド系重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種を添加する請求項1〜8のいずれかに記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記乳化重合液と前記1価金属硫酸塩との接触を、前記乳化重合液に前記1価金属硫酸塩を添加するか、前記乳化重合液を前記1価金属硫酸塩の溶液または分散液に投入するかのいずれかの方法で行う請求項1〜9のいずれかに記載のアクリルゴムの製造方法。
- 金属硫酸塩液濃度が、1〜50重量%である請求項1〜10のいずれかに記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記乳化重合液と前記1価金属硫酸塩との接触温度が、60℃以上である請求項1〜11のいずれかに記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記1価金属硫酸塩が、硫酸ナトリウムである請求項1〜12のいずれかに記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記洗浄が、水洗浄を複数回行うことを含むものである請求項1〜13のいずれかに記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記洗浄が、酸洗浄を含むものである請求項1〜14のいずれかに記載のアクリルゴムの製造方法。
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