JP2800308B2 - 水膨潤性ゴム組成物の製造法 - Google Patents

水膨潤性ゴム組成物の製造法

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和久 仙田
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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、押出加工性にすぐれているばかりではな
く、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。
〔従来の技術〕
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。
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
剤を有毒性であって使用環境などの汚染がみられる。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、水やアルコールを含
め、これらの硬化剤により水膨潤性物質を先に硬化させ
たものをゴム成分に分散配合させた場合、ゴムとの相溶
性が低いため分散が悪く、加硫成形品の機械的強度が低
いという問題がみられるようになる。
〔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。
本発明の目的は、上記水膨潤性ゴム組成物において、
押出加工性にすぐれているばかりではなく、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。
〔課題を解決するための手段〕
かかる本発明の目的は、ポリアルキレンオキサイドジ
イソシアネート付加物と無水けい酸系ホワイトカーボン
との混合物および合成ゴム配合物を混練装置で十分混合
した後、そこに水を添加して前記付加物と反応させ、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。
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。
無水けい酸系ホワイトカーボンとしては、無水けい酸
またはその表面をシランカップリング剤などで処理した
ものなどが用いられる。
これらのポリアルキレンオキサイドジイソシアネート
付加物と無水けい酸系ホワイトカーボンとは、合成ゴム
配合物との混合に先立ち、ニーダなどの撹拌装置または
ヘンシェルミキサなどの密閉混合装置でプレミックスさ
れる。このプレミックスは、ポリアルキレンオキサイド
ジイソシアネート付加物が液状であり、合成ゴム配合物
に対して相溶し難く、また取扱いし難いという欠点を補
うことができる。これに対し、プレミックスしない場合
には、液状物との相溶性が悪く、作業性も著しく悪い。
これらの各成分は、合成ゴム配合物100重量部当り、
前者が約10〜250重量部、好ましくは約50〜200重量部の
割合で、また後者が約2〜200重量部、好ましくは約10
〜100重量部の割合であって、かつ両者の合計が約60〜3
00重量部となる割合で用いられる。
プレミックスされたこれら両成分混合物には、ニーダ
などで練り、十分に可塑化された合成ゴム配合物が添加
され、十分に混合する。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。
この混合物は、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た後、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10〜
100重量部の水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。
以上の反応物たる水膨潤性ゴム組成物は、そこに用い
られた合成ゴムの種類に応じた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。ま
た、この組成物をシート状に分出しした後、オーブンな
どに入れて約60〜80℃の温度で約12〜24時間加熱乾燥し
て水分を完全に除去し、そこに加硫剤および加硫促進剤
を添加して、オーブン加硫法、プレス加硫法などにより
加硫することもできる。
〔発明の効果〕
本発明方法に従い、まずポリアルキレンオキサイドジ
イソシアネート付加物と無水けい酸系ホワイトカーボン
とをプレミックスした後合成ゴム配合物に添加すると、
ポリアルキレンオキサイドジイソシアネート付加物を単
体で合成ゴム配合物に添加する方法と比べ、製造面から
はゴム配合混練と類似の方法で簡便に行うことができし
かも押出性は良好で、また機械的強度も十分で、安定し
た吸水機能を有する水膨潤性ゴム組成物の加硫物を与え
ることができる。
〔実施例〕
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例1 SBR(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 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。
エチレンオキサイド−プロピレンオキサド共重合体の
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)160重量部および表
面処理無水けい酸(日本アエロジル製品アエロジルR97
2、煙霧質シリカの表面水酸基の一部または全部をジメ
チルジクロロシランと反応させたもの)30重量部を、撹
拌装置でプレミックスし、そのゲル化物に前記可塑化さ
れたSBR配合物100重量部を添加して混合撹拌した。その
後、ニーダを室温付近(約30℃)迄冷却し、そこに水90
重量部を徐々に添加し、ポリアルキレンオキサイドジイ
ソシアネート付加物とニーダ内で数分間反応させてか
ら、オープンロールで厚さ約5mmのシートに分出しし、
そのシート状のまま60℃のオーブンにて24時間乾燥させ
て、未加硫ゴム中に含まれる水分を完全に除去した。
この未加硫ゴム生地に対し、加硫剤としてのイオウ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フェンアミン4重量部を添加し
た。
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時間オーブン加硫
し、押出加硫物を得た。また、このものはプレス加硫が
可能で、165℃で10分間の加硫条件で次のような物性(5
mm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)を有する加硫シートを
得た。
硬 さ (JIS−A) 50 引張強さ 42kgf/cm2 伸 び 600% 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、また水の添加量を60重量部に変更した。
得られた加硫性SBR組成物の押出性は良好で、プレス
加硫物は次のような物性を有していた。
硬 さ (JIS−A) 48 引張強さ 38kgf/cm2 伸 び 520% 水膨潤率(70hrs浸漬) 120% 実施例3 イソプレンゴム(日本ゼオン製品IR2200) 100重量部 FEFカーボンブラック 30 炭酸カウシウム 30 酸化亜鉛 5 ステアリン酸 2 プロセスオイル 5 N−フェニル−N′−イソプロピル−p− フェニレンジアミン 2 以上の配合割合のイソプレンゴム配合物をニーダで練
り、十分に可塑化させた。
いずれも実施例1で用いられたポリアルキレンオキサ
イドジイソシアネート付加物130重量部および表面処理
無水けい酸65重量部を、密閉混合装置(ヘンシェルミキ
サ)で撹拌混合し、粒径1mm以下の造粒粉体としたもの
に、前記可塑化されたイソプレンゴム配合物100重量部
を添加して混合撹拌した。その後、ニーダを室温付近迄
冷却し、そこに水70重量部を徐々に添加し、以下実施例
1と同様に処理し、加硫剤および加硫促進剤(ただし2
重量部)を添加した。
得られた加硫性イソプレンゴム組成物の押出性は良好
で、それのプレス加硫物は次のような物性を有してい
た。
硬 さ (JIS−A) 65 引張強さ 92kgf/cm2 伸 び 690% 水膨潤率(70hrs浸漬) 110% 実施例4 実施例1において、表面処理無水けい酸の代わりに、
無水けい酸(日本アエロジル製品アエロジル200)が用
いられた。
得られた加硫性SBR組成物の押出性は良好で、それの
プレス加硫物は次のような物性を有していた。
硬 さ (JIS−A) 48 引張強さ 40kgf/cm2 伸 び 640% 水膨潤率(70hrs浸漬) 170% 比較例 実施例1において、表面処理無水けい酸の代わりに、
含水けい酸(日本シリカ製品ニップシールVN3LP)が用
いられた。
得られた加硫性SBR組成物は、1軸スクリュー押出機
にカーベイダイを取付けて評価した採点方法で、16点満
点に対し12点未満と押出性に劣っていた。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−23654(JP,A) 特開 昭57−147570(JP,A) 特開 昭62−236854(JP,A) 特開 昭60−210690(JP,A) 特開 平3−93878(JP,A) 特開 昭63−132987(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 75/00 - 75/16 C08C 19/00 - 19/44 C08G 18/00 - 18/87

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアルキレンオキサイドジイソシアネー
    ト付加物と無水けい酸系ホワイトカーボンとの混合物お
    よび合成ゴム配合物を混練装置で十分混合した後、そこ
    に水を添加して前記付加物と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。
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