JP2757194B2 - アクリル系共重合体組成物 - Google Patents

アクリル系共重合体組成物

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は新規な共重合体エラストマーの加硫組成物に
関するものであり、さらに詳しくは加硫時の金型腐食性
がなく、さらに耐燃料油性及び耐水性の改良された加硫
物を与えるアクリル系共重合体組成物に関するものであ
る。
[従来の技術] アクリル酸アルキルエステルの重合体はアクリルゴム
として知られている。アクリルゴムは耐熱性に優れ、か
つ潤滑油に対する耐性も優れることからオイルシール、
ホース、パッキン等に広く使用されている。しかしなが
ら潤滑油等の鉱物系の油に対する耐性は優れているもの
の燃料油、ブレーキ油には耐性を示さないことからその
用途が制限されている。本発明者らはアクリル酸アルキ
ルエステルと特定の構造を有するアクリル酸エステルま
たはメタクリル酸エステルを共重合することにより従来
のアクリルゴムと同様の耐熱性を有し、かつ燃料油に対
しても優れた耐性を示す新規なアクリル系共重合体が得
られることをすでに見出した(特願昭62−282177号、同
62−290654号)。しかしながら該アクリル系共重合体
は、架橋サイトとして活性ハロゲン含有単量体を用いた
場合、加硫速度は速いものの、加硫の際に金型が腐食す
る、得られる加硫物の耐水性が劣るという問題点があっ
た。金型腐食性を改良する方法の一つとしてMgO、ZnO等
の金属酸化物を配合することが考えられるが、この方法
は金型腐食性は改良されるものの、配合物の耐スコーチ
性が劣りさらに得られる加硫物の耐水性、耐熱性、圧縮
永久歪等の物性の低下が生じ、十分満足な製品が得られ
ない。
[発明が解決しようとする課題] 上述した様に、従来のアクリル系共重合体化合物は、
金型腐蝕性又は耐スコーチ性が劣ったり、得られる加硫
物の耐水性、耐熱性、圧縮永久歪等の物性の低下が生じ
てしまい十分な耐性を有するものではなかった。
[課題を解決するための手段] 本発明者等は、上記現状に鑑み、鋭意研究した結果、
燃料油に対する耐性が改良されたアクリル系共重合体に
架橋サイトとして活性ハロゲン含有単量体を用いた場
合、ハイドロタルサイト類化合物を配合することにより
加硫時の金型腐食性、得られる加硫物の耐水性を改良出
来ることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、 (A)炭素数2〜4のアルキル基のアクリル酸エステル
から選ばれた少なくとも一種のアクリル酸エステル;89.
5〜50重量%、 (B)下式(I)の構造を有するアクリル酸エステルま
たはメタクリル酸エステル;10〜50重量% (ここでR1は水素またはメチル基、R2はシアノ置換アル
キル基であり、nは1以上の整数であり、その数平均値
は1〜5である。) (C)活性ハロゲン系架橋性単量体;0.5〜10重量%、 及び (D)上記(A)、(B)及び(C)と共重合しうる
(A)、(B)及び(C)以外のモノビニル系、あるい
はモノビニリデン系不飽和単量体より選ばれる少なくと
も一種の単量体;0〜15重量% を共重合して得られるアクリル系共重合体、及び該共重
合体100重量部に対して1〜15重量部のハイドロタルサ
イト類化合物を配合したアクリル系共重合体組成物を提
供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用されるアクリル系共重合体エラストマー
において成分(A)は炭素数2〜4のアルキル基のアク
リル酸エステルから選ばれる少なくとも一種のアクリル
酸エステルがあり、具体的にはアクリル酸エチル、アク
リル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸
n−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸sec
−ブチルがあげられる。これらのうち、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸n−ブチルが特に好ましい。
上記成分(B)は、一般式(I)で表わされる構造を
有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル
である。
(ここでR1は水素またはメチル基、R2はシアノ基含有ア
ルキル基であり、nは1以上の整数であり、その数平均
値は1〜5である。) R2の具体例としては、2−シアノエチル基、1−シア
ノエチル基、1−シアノプロピル基、2−シアノプロピ
ル基、3−シアノプロピル基、4−シアノブチル基、6
−シアノヘキシル基等があげられるが、2−シアノエチ
ル基が特に好ましい。
上記成分(C)は本発明の共重合体エラストマーにお
いて加硫の際の架橋点として作用する単位である。具体
的には2−クロロビニルエーテル、ビニルクロロアセテ
ート、アクリルクロロアセテート、クロロメチルスチレ
ン、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−ク
ロロエチル等があげられる。
上記成分(D)は上記必須成分(A)、(B)および
(C)とラジカル共重合しうる(A)、(B)及び
(C)以外のモノビニル系あるいはモノビニリデン系の
不飽和単量体より選ばれる少なくとも一種の単量体であ
り、その例としてはアクリル酸メチル、アクリル酸2−
エチルヘキシル等の成分(A)以外のアクリル酸アルキ
ルエステル類、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸
エトキシエチル等のアクリル酸アルコキシアルキルエス
テル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等の
メタクリル酸エステル類、酢酸ビニル、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、スチレン等があげられる。
上記各成分の混合比は(A)成分;89.5〜50重量%、
(B)成分;10〜50重量%、(C)成分;0.5〜10重量
%、(D)成分;0〜15重量%であることが好ましい。
(A)成分が50重量%未満では、得られる共重合体の耐
熱性、機械的強度が低下して好ましくない、また、
(B)成分が上記範囲より少ないと、本発明の効果が現
われず、多すぎると得られる共重合体の耐熱老化性や機
械的強度が低下してしまう。更に(C)成分の量が上記
範囲より少ないと加硫が十分に行われず、多すぎると、
加硫が過度に進行してしまい好ましくない。
本発明のアクリル系共重合体は、上記単量体の混合物
をラジカル開始剤存在下で塊状重合、溶液重合、乳化重
合、懸濁重合等の公知の方法により共重合することによ
り容易に製造することができる。重合方法としては乳化
重合が特に好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、過酸化物、レドックス
系、過硫酸塩、アゾ系化合物等の通常のラジカル開始剤
を用いることができる。重合は0〜100℃、好ましくは
5〜80℃の温度範囲で可能である。
重合により得られた共重合体エラストマーは塩化カル
シウム、塩化ナトリウム等の無機塩の水溶液を使用する
塩析やメタノール等のポリマー不溶性溶剤を使用するこ
とにより容易に単離できる。
このようにして得られる活性ハロゲン基を架橋サイト
とするアクリル系共重合体100重量部に対し、ハイドロ
タルサイト類化合物1〜15重量部を必須成分として配合
することにより、本発明の組成物は構成される。
ハイドロタルサイト類化合物としてはソ連のウラル地
方等において産出する天然鉱物としてのハイドロタルサ
イトの他に工業的に合成される合成ハイドロタルサイト
を含むものとする。合成ハイドロタルサイトには表面処
理品、無処理品及び焼成したもの等があげられる。例え
ば協和化学工業(株)のDHT−4A−2,DHT−4A,KW−2100,
KW−2200等がある。ハイドロタルサイトの添加部数は1
〜15重量部である。これ以下の使用配合では耐腐食性、
耐水性への効果は期待出来ない。一方これ以上用いると
耐スコーチ性、加硫物の硬さ増大、破断伸びの低下等の
欠点が大きい。ハイドロタルサイトの添加量はより好ま
しくは2〜5重量部である。
該共重合体を加硫する場合に使用される加硫剤の例と
しては、石けん−硫黄系、例えばナトリウムステアレー
ト、カリウムステアレート又はナトリウムアセテートと
硫黄又はジペンタメチレンチウラムヘキササルファイド
のような硫黄供与体、ヘキサメチレンジアミン、トリエ
チレンジアミン、トリエチレンジテトラミン等のポリア
ミンあるいはアンモニウムベンゾエート、アンモニウム
アジペート及びアンモニウムステアレート等のアンモニ
ウム−カルボン酸塩の単独使用又はドデシルブロマイド
等のアルキルハライドとの併用等が挙げられる。
本発明の組成物は必要に応じて補強剤、充填剤、軟化
剤、可塑剤、老化防止剤及び加工助剤等の他の通常のゴ
ム配合剤を加えることが出来る。
補強剤、充填剤としてはカーボンブラック、ホワイト
カーボン、炭酸カルシウム、クレー、タルク、酸化チタ
ン等が、軟化剤、可塑剤としては各種オイル、エステル
類等が、老化防止剤としては一般のアミン系老化防止
剤、フェノール系老化防止剤がある。
加工助剤としては各種ワックス類、低分子量ポリエチ
レン、脂肪酸、脂肪酸アミドが例示される。
本発明による組成物はロール混合、バンバリ−混合、
ニーダー混合等通常の方式によって添加配合される。得
られた配合物は通常のゴム製品と同様にプレス加硫、蒸
気加硫、空気熱加硫等により加硫される。加硫は120〜1
80℃で数分〜数時間加熱されることにより達成される。
[実施例] 以下に本発明を実施例により具体的に説明するが本発
明はこれらに制限されるものではない。
実施例1〜4、比較例1〜5 アクリル酸エチル67重量部、下式(II)の構造を有す
るアクリル酸エステル30重量部、ビニルクロロアセテー
ト3重量部、n−ドデシルメルカプタン0.03重量部をラ
ウリル硫酸ナトリウム4重量部、ポリエチレングリコー
ルラウリルエーテル1重量部、リン酸二水素ナトリウム
0.3重量部、リン酸水素二ナトリウム0.7重量部及び蒸留
水200重量部からなる乳化剤溶液と混合撹拌して乳化し
た。この乳化液の温度を10℃とし、レドックス系重合開
始剤として硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸三ナト
リウム、tert−ブチルハイドロパーオキサイドを用いて
約6時間重合を行なった。単量体の転化率は約95%であ
った。得られた共重合体ラテックスを80℃の塩化カルシ
ウム水溶液に投入して共重合体を単離し十分に水洗した
のち乾燥を行いアクリル系共重合体を得た。
このようにして得られたアクリル系共重合体を表−1
に示す配合に従って8インチオープンロールにて混練
し、170℃で20分プレス加硫を行なうことにより加硫ゴ
ムシートを作成した。更にこれを150℃のギアーオーブ
ン中で4時間熱処理したのち加硫ゴム物性の測定を行な
った。加硫ゴム物性はJIS K6301に従って行なった。耐
燃料油性は加硫ゴムを燃料油C(イソオクタン/トルエ
ン)中に40℃で72時間浸漬した後の体積変化率を測定す
ることにより評価した。金型腐食性試験は以下の方法で
行なった。タンザク型試験金型(10×80 厚さ5mm)を
用い、未加硫ゴムコンパウンドの上下を鋼板ではさみ、
180℃×10minプレス加硫を25回繰返し、その鋼板を温度
23℃、相対湿度60%の恒温、恒湿中に10日間放置し、鋼
板表面部のサビの発生により金型腐食性を評価した。そ
の結果を表−1に示す。
表1より、実施例の方が、比較例よりも、耐腐蝕性、
耐水性が改良されていることがわかる。
[発明の効果] 以上の結果より、本発明の組成物により加硫時の金型
腐食がなく耐水性に優れた加硫物が与えられることが明
らかである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)炭素数2〜4のアルキル基のアクリ
    ル酸エステルから選ばれた少なくとも一種のアクリル酸
    エステル;89.5〜50重量%、 (B)下式(I)の構造を有するアクリル酸エステルま
    たはメタクリル酸エステル;10〜50重量% (ここでR1は水素またはメチル基、R2はシアノ置換アル
    キル基であり、nは1以上の整数であり、その数平均値
    は1〜5である。) (C)活性ハロゲン系架橋性単量体;0.5〜10重量%、 及び (D)上記(A)、(B)及び(C)と共重合しうる
    (A)、(B)及び(C)以外のモノビニル系、あるい
    はモノビニリデン系不飽和単量体より選ばれる少なくと
    も一種の単量体;0〜15重量% を共重合して得られるアクリル系共重合体100重量部に
    対して1〜15重量部のハイドロタルサイト類を配合する
    ことにより得られるアクリル系共重合体組成物。
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