JP2722674B2 - Method for producing water-swellable rubber composition - Google Patents

Method for producing water-swellable rubber composition

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JP2722674B2
JP2722674B2 JP14063489A JP14063489A JP2722674B2 JP 2722674 B2 JP2722674 B2 JP 2722674B2 JP 14063489 A JP14063489 A JP 14063489A JP 14063489 A JP14063489 A JP 14063489A JP 2722674 B2 JP2722674 B2 JP 2722674B2
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swellable
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和久 仙田
伸吾 河野
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水膨潤性ゴム組成物の製造法に関する。更
に詳しくは、機械的強度の低下などがなくかつ安定した
吸水性能を有する加硫物を与える水膨潤性ゴム組成物の
製造法に関する。
The present invention relates to a method for producing a water-swellable rubber composition. More specifically, the present invention relates to a method for producing a water-swellable rubber composition that gives a vulcanizate having stable water absorption performance without a decrease in mechanical strength.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

水膨潤性ゴムに関しては、従来から多くの提案がなさ
れており、その多くは吸水性物質をゴムに配合する方法
である(例えば、特開昭54−7463号公報、同54−20066
号公報、同57−158279号公報、同60−197784号公報、同
61−26661号公報など)。しかしながら、これらの方法
は単にゴムと吸水性物質とを混練りし、ゴム成分のみが
架橋反応に関与するため相溶性が悪く、配合成分の脱落
や機械的強度の不足などといった不具合を生ずる。
Many proposals have been made on water-swellable rubbers in the past, most of which are methods of compounding a rubber with a water-absorbing substance (for example, JP-A-54-7463 and JP-A-54-20066).
JP-A-57-158279, JP-A-60-197784,
No. 61-26661). However, these methods simply knead the rubber and the water-absorbing substance, and have poor compatibility because only the rubber component is involved in the crosslinking reaction, resulting in inconveniences such as falling off of the components and insufficient mechanical strength.

こうした方法の改良のために、水膨潤性物質としてウ
レタン系物質を使用することが提案されているが(特開
昭57−23618号公報)、この場合には硬化剤としてMOCA
(4,4′−ジアミノ−3,3′−ジクロロジフェニルメタ
ン)などが通常使用されており、しかるにこれらの硬化
剤は有毒性であって使用環境など汚染がみられる。そこ
で、アミン系の硬化剤を使用せずに、水やアルコール系
の硬化剤の使用が望まれるが、加硫成形品の機械的強度
が低いという問題がある。
To improve such a method, it has been proposed to use a urethane-based substance as a water-swellable substance (Japanese Patent Laid-Open No. 57-23618). In this case, MOCA is used as a curing agent.
(4,4'-diamino-3,3'-dichlorodiphenylmethane) and the like are usually used. However, these curing agents are toxic and cause contamination such as use environment. Therefore, it is desirable to use water or an alcohol-based curing agent without using an amine-based curing agent, but there is a problem that the mechanical strength of the vulcanized molded product is low.

〔発明が解決しようとする課題〕 特公昭62−44032号公報には、天然ゴムにポリエーテ
ルポリオール、ポリイソシアネートおよび硬化剤の反応
物たる膨潤性ウレタン物質を添加したコーキング材組成
物が記載されており、この提案に基づいて合成ゴムにポ
リアルキレンオキサイドジイソシアネート付加物を添加
して水膨潤性ゴム組成物を調製した場合にも、加硫成形
品の機械的強度の低下を免れることはできない。
[Problem to be Solved by the Invention] Japanese Patent Publication No. 62-44032 describes a caulking material composition in which a natural rubber is added with a swellable urethane substance which is a reactant of a polyether polyol, a polyisocyanate and a curing agent. However, even when a water-swellable rubber composition is prepared by adding a polyalkylene oxide diisocyanate adduct to a synthetic rubber based on this proposal, a decrease in the mechanical strength of a vulcanized molded product cannot be avoided.

本発明の目的は、上記水膨潤性ゴム組成物において、
機械的強度の低下がなくかつ安定した吸水性能を有する
加硫物を与える水膨潤性ゴム組成物の製造法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide the water-swellable rubber composition,
An object of the present invention is to provide a method for producing a water-swellable rubber composition which gives a vulcanizate having stable water absorption performance without a decrease in mechanical strength.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

かかる本発明の目的は、合成ゴム配合物とポリアルキ
レンオキサイドジイソシアネート付加物との混合物にカ
ルボキシル基含有アクリルゴムラテックスを添加して反
応させ、水膨潤性ゴム組成物を製造することによって達
成される。
The object of the present invention is achieved by adding a carboxyl group-containing acrylic rubber latex to a mixture of a synthetic rubber compound and a polyalkylene oxide diisocyanate adduct and reacting the mixture to produce a water-swellable rubber composition.

合成ゴム配合物は、スチレン−ブタジエンゴム、アク
リロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン
系ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴムなどの各種
合成ゴムに、ゴムの種類などに応じて、カーボンブラッ
クの他、シリカ、クレー、タルクなどの充填剤、酸化亜
鉛、ステアリン酸などの助剤、老化防止剤、安定剤、可
塑剤などの必要な配合剤を配合した配合物であり、ただ
し加硫剤や加硫促進剤は水膨潤性ゴム組成物の製造時に
加硫反応を起さないように、組成物の製造後に添加する
ことが望ましい。
Synthetic rubber compounds include various synthetic rubbers such as styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, and, depending on the type of rubber, carbon black, silica, and clay. , Such as talc, fillers, zinc oxide, stearic acid and other auxiliaries, antioxidants, stabilizers, plasticizers and other necessary additives. It is desirable to add it after the production of the composition so as not to cause a vulcanization reaction during the production of the water-swellable rubber composition.

ポリアルキレンオキサイドジイソシアネート付加物と
しては、エチレングリコール、プロピレングリコール、
グリセリンなどのポリオールの存在下または不存在下に
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアル
キレンオキサイドを単独重合または共重合させて得られ
た重合体であって、その両末端ジオール基にトリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、
m−キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネートなどのジイソシアネートなどを、一般に−NC
O/−OH当量比1で付加反応させることにより得られる。
これらの付加物は、約1000〜10000センチポイズ、好ま
しくは約3000〜7000センチポイズ程度の粘度(25℃)を
有するものが用いられる。
As polyalkylene oxide diisocyanate adducts, ethylene glycol, propylene glycol,
A polymer obtained by homopolymerizing or copolymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide in the presence or absence of a polyol such as glycerin, and having diol groups at both ends thereof, tolylene diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate. ,
diisocyanates such as m-xylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc .;
It is obtained by performing an addition reaction at an O / -OH equivalent ratio of 1.
These adducts have a viscosity (25 ° C.) of about 1,000 to 10,000 centipoise, preferably about 3,000 to 7000 centipoise.

合成ゴム配合物とポリアルキレンオキサイドジイソシ
アネート付加物との混合は、まず合成ゴム配合物を予め
ニーダなどの密閉式混合機でよく混練りし、十分に可塑
化させた後、そこに合成ゴム配合物100重量部当り約10
〜250重量部、好ましくは約50〜200重量部となる量の付
加物を徐々に添加し、十分に混合撹拌することにより行
われ、そこに低粘度の混合物を形成させる。
The mixing of the synthetic rubber compound and the polyalkylene oxide diisocyanate adduct is performed by first kneading the synthetic rubber compound well in an internal mixer such as a kneader, and then sufficiently plasticizing the mixture. About 10 per 100 parts by weight
This is done by slowly adding the adduct in an amount of up to 250 parts by weight, preferably about 50 to 200 parts by weight, and thoroughly mixing and stirring to form a low viscosity mixture there.

この混合物をそのまま撹拌しながら、概ね約50℃以
下、一般には室温付近の温度に冷却し、ラテックス添加
時の反応熱による水蒸気発生を抑えながらカルボキシル
基含有アクリルゴムラテックスを徐々に添加すると、分
散されている付加物のイソシアネート基とアクリルゴム
中のカルボキシル基および水とが反応して、次第に高粘
度化してくるので、ゴム生地として取り出せる状態にな
ったならば、ニーダなどの密閉式混合機より取り出し、
オープンロールなどで分出しする。
While stirring this mixture as it is, it is cooled to a temperature of about 50 ° C. or less, generally around room temperature, and a carboxyl group-containing acrylic rubber latex is gradually added while suppressing the generation of water vapor due to reaction heat at the time of adding the latex. The isocyanate group of the adduct reacts with the carboxyl group and water in the acrylic rubber, and the viscosity gradually increases, so if it is ready to be taken out as a rubber material, take it out from a closed mixer such as a kneader. ,
Dispense using an open roll.

カルボキシル基含有アクリルゴムは、炭素数1〜8の
アルキル基を有するアルキルアクリレート、例えばメチ
ルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアク
リレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オク
チルアクリレートなど、あるいはこれらと炭素数2〜8
のアルコキシアルキル基を有するアルコキシアルキルア
クリレート、例えばメトキシエチルアクリレート、エト
キシメチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート
などとの混合物を、約0.5〜15モル%のアクリル酸、メ
タクリル酸、イタコン酸、クロトン酸などと共重合させ
た共重合体であって、これらの共重合体は固形分濃度が
約5〜80重量%、好ましくは約20〜50重量%のラテック
スとして、合成ゴム配合物100重量部当り約5〜200重量
部、好ましくは約50〜150重量部のラテックス量で用い
られる。
The carboxyl group-containing acrylic rubber is an alkyl acrylate having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, and the like, or those having 2 to 2 carbon atoms. 8
A mixture of an alkoxyalkyl acrylate having an alkoxyalkyl group of, for example, methoxyethyl acrylate, ethoxymethyl acrylate, butoxyethyl acrylate, and the like, is copolymerized with about 0.5 to 15 mol% of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, and the like. Copolymers having a solids content of about 5 to 80% by weight, preferably about 20 to 50% by weight, in the form of a latex in an amount of about 5 to 200% by weight per 100 parts by weight of the synthetic rubber compound. It is used in an amount of latex of about 50 parts by weight, preferably about 50 to 150 parts by weight.

以上の反応物たる水膨潤性ゴム組成物は、そこに加硫
剤および加硫促進剤を添加し、スチーム加硫法などによ
って加硫される。
The water-swellable rubber composition as a reactant described above is added with a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator, and vulcanized by a steam vulcanization method or the like.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明方法に従い、合成ゴム配合物に液状の親水性ポ
リアルキレンノキサイドジイソシアネート付加物をまず
分散混合した後、イソシアネート基をカルボキシル基含
有アクリルゴムラテックスと反応させて高分子量化させ
て得られた水膨潤性ゴム組成物は、その反応物が安定し
て合成ゴム中に存在することになるので、機械的強度の
低下などをみることなく、しかも安定した吸水性能を有
する加硫物を与えることができる。
According to the method of the present invention, a liquid obtained by first dispersing and mixing a liquid hydrophilic polyalkylene oxide diisocyanate adduct into a synthetic rubber compound and then reacting isocyanate groups with a carboxyl group-containing acrylic rubber latex to increase the molecular weight. Since the swellable rubber composition has its reactant stably present in the synthetic rubber, it is possible to give a vulcanizate having stable water absorbing performance without any decrease in mechanical strength. it can.

〔実施例〕〔Example〕

次に、実施例について本発明を説明する。 Next, the present invention will be described with reference to examples.

実施例1 SER(日本ゼオン製品SBR1507) 100重量部 FEFカーボンブラック 20 ハードクレー 20 沈降性シリカ 10 酸化亜鉛 5 ステアリン酸 1 トリメチル−ジハイドロキノリン重合体 2 ワックス 2 以上の配合割合のSBR配合物をニーダで練り、十分に
可塑化させた後エチレンオキサイド−プロピレンオキサ
イド共重合体の両末端水酸基に1分子ずつのトリレンジ
イソシアネートを結合させたポリアルキレンオキサイド
ジイソシアネート付加物(粘度3000センチポイズ)をSB
R配合物100重量部当り140重量部の割合で徐々に添加
し、混合撹拌する。
Example 1 SER (Nippon Zeon SBR1507) 100 parts by weight FEF carbon black 20 hard clay 20 precipitated silica 10 zinc oxide 5 stearic acid 1 trimethyl-dihydroquinoline polymer 2 wax 2 wax After kneading and plasticizing sufficiently, a polyalkylene oxide diisocyanate adduct (viscosity: 3,000 centipoise) in which one molecule of tolylene diisocyanate is bonded to both terminal hydroxyl groups of the ethylene oxide-propylene oxide copolymer is subjected to SB.
140 parts by weight per 100 parts by weight of the R formulation is gradually added and mixed and stirred.

その後、ニーダを室温付近(約30℃)迄冷却し、アク
リル酸エチル−アクリル酸(モル比99:1)共重合体の固
形分濃度30重量%ラテックス100重量部を徐々に添加
し、ニーダ内で数分間反応させた後、加流剤としてのイ
オウ1重量部および加硫促進剤としてのN−シクロヘキ
シル−2−ベンゾチアジルスルホンアミン4重量部を添
加した。
Thereafter, the kneader was cooled to around room temperature (about 30 ° C.), and 100 parts by weight of a latex (solid content: 30% by weight) of an ethyl acrylate-acrylic acid (molar ratio: 99: 1) copolymer was gradually added. After reacting for several minutes, 1 part by weight of sulfur as a flowing agent and 4 parts by weight of N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfonamine as a vulcanization accelerator were added.

得られた加硫性SBR組成物の押出性は良好で、5×25m
mの断面積で帯状に押出して130℃で2時間スチーム加硫
し、次のような物性(5mm厚のダンベルについて測定)
および水膨潤率(5×25×25mmのサンプルについて測
定)を有する加硫成形品を得た。
The extrudability of the obtained vulcanizable SBR composition is good, 5 × 25 m
Extruded into a strip with a cross section of m and steam vulcanized at 130 ° C for 2 hours. The following physical properties (measured with a dumbbell of 5mm thickness)
A vulcanized molded product having a water swelling ratio (measured on a sample of 5 × 25 × 25 mm) was obtained.

硬 さ (JIS−A) 55 引張強さ 52kgf/cm2 伸 び 300% 水膨潤率(70hrs浸漬) 150% 実施例2 実施例1において、ポリアルキレンオキサイドジイソ
シアネート化合物として、ポリエチレンオキサイドのト
リレンジイソシアネート付加物(粘度6000センチポイ
ズ)をSBR配合物100重量部当り100重量部の割合で用
い、またラテックスとして、アクリル酸エチル−メタク
リル酸(モル比95:5)共重合体の固形分濃度30重量%ラ
テックス70重量部を用いた。
Hardness (JIS-A) 55 Tensile strength 52 kgf / cm 2 Elongation 300% Water swelling rate (70 hours immersion) 150% Example 2 In Example 1, tolylene diisocyanate was added to polyethylene oxide as the polyalkylene oxide diisocyanate compound. Product (viscosity: 6000 centipoise) at a ratio of 100 parts by weight per 100 parts by weight of the SBR compound, and as a latex, a latex having a solid content concentration of ethyl acrylate-methacrylic acid (molar ratio: 95: 5) copolymer of 30% by weight 70 parts by weight were used.

得られた加硫性SBR組成物の押出性は良好で、スチー
ム加硫物は次のような物性を有していた。
The extrudability of the obtained vulcanizable SBR composition was good, and the steam vulcanizate had the following physical properties.

硬 さ(JIS−A) 55 引張強さ 47kgf/cm2 伸 び 350% 水膨潤率(70hrs浸漬) 100% 実施例3 実施例1において、SBRの代りに同量のNBR(日本合成
ゴム製品N230SV)を用いると、次のような物性および水
膨潤率を有する加硫成形品が得られた。
Hardness (JIS-A) 55 Tensile strength 47kgf / cm 2 Elongation 350% Water swelling rate (70hrs immersion) 100% Example 3 In Example 1, the same amount of NBR (Nippon Synthetic Rubber N230SV) was used instead of SBR. Using), a vulcanized molded product having the following physical properties and water swelling ratio was obtained.

硬 さ(JIS−A) 60 引張強さ 47kgf/cm2 伸 び 270% 水膨潤率(70hrs浸漬) 110% 比較例 実施例1において、ラテックスの代わりに水を用い、
130℃で2時間スチーム加硫すると、得られた加硫成形
品は次のような物性を有していた。
Hardness (JIS-A) 60 Tensile strength 47 kgf / cm 2 Elongation 270% Water swelling rate (70 hrs immersion) 110% Comparative Example In Example 1, water was used instead of latex.
After steam vulcanization at 130 ° C. for 2 hours, the obtained vulcanized molded product had the following physical properties.

硬 さ(JIS−A) 50 引張強さ 38kgf/cm2 伸 び 280% 水膨潤率(70hrs浸漬) 120%Hardness (JIS-A) 50 Tensile strength 38kgf / cm 2 Elongation 280% Water swelling rate (70hrs immersion) 120%

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】合成ゴム配合物とポリアルキレンオキサイ
ドジイソシアネート付加物との混合物にカルボキシル基
含有アクリルゴムラテックスを添加して反応させること
を特徴とする水膨潤性ゴム組成物の製造法。
1. A process for producing a water-swellable rubber composition, comprising adding a carboxyl group-containing acrylic rubber latex to a mixture of a synthetic rubber compound and a polyalkylene oxide diisocyanate adduct and reacting the mixture.
JP14063489A 1989-06-02 1989-06-02 Method for producing water-swellable rubber composition Expired - Lifetime JP2722674B2 (en)

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