JP2956344B2 - ゴム組成物 - Google Patents
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Description
ニトリル−共役ジエン系共重合体、(2)エチレン−プ
ロピレン系共重合体および(3)エチレンー酢酸ビニル
共重合体、アクリルゴム、ハロゲン化ブチルゴムから選
ばれる少なくとも1種とからなる共加硫可能なゴム組成
物に関する。さらには、該ゴム組成物を成形、加硫して
なるゴム製品に関する。
系共重合体(以下、HNBRと略す)は、耐熱老化性、
耐油性、耐酸敗ガソリン性に優れるゴムとして良く知ら
れている。その優れた性質を活かし、さらに他の特徴を
持たせるために各種ゴムとのブレンド系が検討されてき
た。ブレンド系の中でもエチレン−プロピレン系共重合
体(以下、EPMと略す)とのブレンド物は耐熱老化
性、耐油性、耐候性に優れるゴム組成物として知られて
いる(特開昭58−40332、61−40342号、
61−283639号、62−190241号)。しか
しながら、これら2種のゴムは、それらの溶解度指数が
離れているため、これらを混合した場合均一な組成物を
得ることが難しい。また、各ゴム相の加硫速度に差があ
るため、得られる加硫物の物性には限界があった。
HNBRとEPMとからなるブレンド物の共加硫性を改
良し、加硫物の定伸長疲労性および防振特性が飛躍的に
改良されたゴム組成物およびその加硫物を提供すること
にある。
ウ素価が120以下であり、結合不飽和ニトリル量が1
0〜50重量%である部分水素化不飽和ニトリル−共役
ジエン系共重合体ゴム、 (2)エチレン単位とプロピレン単位とを90:10〜
20:80(重量比)の割合で含み、所望によりさらに
共役ジエン単位を含むエチレン−プロピレン系共重合体
ゴム、および (3)下記(イ)、(ロ)および(ハ)の中から選ばれ
る少なくとも1種: (イ)アクリル酸アルキルエステルおよび/またはアク
リル酸アルコキシアルキルエステル30〜99.9重量
%、架橋性単量体0.1〜10重量%およびこれらと共
重合可能な他のエチレン性不飽和単量体0〜70重量%
の共重合体であるアクリルゴム、 (ロ)イソブチレン90〜99.5重量%とイソプレン
0.5〜10重量%からなる共重合体ゴムのハロゲン化
物であるハロゲン化ブチルゴム、 (ハ)酢酸ビニル単位含有量5〜90重量%のエチレン
−酢酸ビニル共重合体からなることを特徴とするゴム組
成物によって達成される。
乳化重合あるいは溶液重合等で製造される不飽和ニトリ
ル−共役ジエン系共重合ゴムを通常の方法(例えば、特
公昭60−58242号公報、特公昭62−61045
号公報などに記載された方法)によって該ゴム中の共役
ジエン単位部分を水素化したものである。
の製造に用いる不飽和ニトリルとしてはアクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルなどが、また、共役ジエンとし
ては1,3−ブタジエン、2,3−ジメチルブタジエ
ン、イソプレン、1,3−ペンタジエンなどが挙げられ
る。不飽和ニトリルおよび共役ジエンは、所望ならば、
エチレン性不飽和モノマーと共重合することができる。
共重合可能なエチレン性不飽和モノマーとしてはアクリ
ル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸などの不
飽和カルボン酸及びその塩;メチルアクリレート、ブチ
ルアクリレートのような前記カルボン酸のアルキルエス
テル;メトキシアクリレート、エトキシエチルアクリレ
ート、メトキシエトキシエチルアクリレートのような前
記不飽和カルボン酸のアルコキシアルキルエステル;ア
クリルアミド、メタクリルアミド;N−メチロール(メ
タ)アクリルアミド、N,N′−ジメチロール(メタ)
アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリル
アミドのようなN−置換(メタ)アクリルアミドなどが
含まれる。不飽和ニトリル−エチレン性不飽和単量体系
共重合ゴムにおいては、該エチレン性不飽和単量体の一
部をビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,
4−ヘキサジエンのような非共役ジエンで置換してもよ
い。
体的には、ブタジエン−アクリロニトリル共重合ゴム
(以下、NBRと略す)、イソプレン−ブタジエン−ア
クリロニトリル共重合ゴム、イソプレン−アクリロニト
リル共重合ゴムなどを水素化したもの;ブタジエン−メ
チルアクリレート−アクリロニトリル共重合ゴム、ブタ
ジエン−アクリル酸−アクリロニトリル共重合ゴムなど
を水素化したものなどが例示される。該共重合ゴム中の
結合不飽和ニトリル量は耐油性の要求から10〜50重
量%である。本発明で用いられる該共重合ゴムのヨウ素
価は0〜120の範囲であり、好ましくは0〜80であ
る。ヨウ素価が120を超えると耐熱性が低下する。
プロピレン(両者の割合は重量比で90:10ないし2
0:80)および所望によっては、さらに非共役ジエン
の各単量体からなる共重合ゴムである。この共重合ゴム
の製造に所望により用いられる非共役ジエンとしてはジ
シクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、メ
チレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、1,4
−ヘキサジエンなどが挙げられるが、これらの中でもエ
チリデンノルボルネンあるいはジシクロペンタジエンを
共重合させたものが本発明に特に適している。これら非
共役ジエンの使用量としては、得られる共重合ゴムのヨ
ウ素価として3〜35に相当する量が好ましい。
酢酸ビニルとの共重合体であれば格別限定されるもので
はなく、ゴム状、樹脂状を問わない。一般に、EVAと
しては酢酸ビニル含有量5〜90重量%、メルトインデ
ックス0.1〜200のものが用いられる。
ル酸アルキルエステル単量体および/またはアクリル酸
アルコキシアルキルエステル単量体30〜99.9重量
%、架橋性単量体0.1〜10重量%およびこれらと共
重合可能な他のエチレン性不飽和単量体0〜70重量%
からなる共重合体が一般的である。
ルエステル単量体は、好ましくは炭素数1〜8、さらに
好ましくは炭素数2〜4のアルキル基を有するものであ
り、その具体例としては、メチルアクリレート、エチル
アクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレ
ート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレ
ート、オクチルアクリレートなどが挙げられる。また、
アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体は、好ま
しくは炭素数1〜4のアルコキシ基を有する炭素数1〜
4のアルキル基をもつものであり、その具体例として
は、メトキシメチルアクリレート、メトキシエチルアク
リレート、エトキシエチルアクリレート、ブトキシエチ
ルアクリレートなどが挙げられる。
別限定されるものではなく、架橋点として活性塩素基、
エポキシ基、不飽和基、カルボキシル基などが挙げられ
る。活性塩素基含有不飽和単量体の例としては、2−ク
ロロエチルビニルエーテル、ビニルクロロアセテート、
アリルクロロアセテート、ビニルベンジルクロライド、
2−クロロエチルビニルエーテル、クロロメチルビニル
ケトン、5−クロロメチル−2−ノルボルネンなどが挙
げられる。エポキシ基含有単量体の例としては、グリシ
ジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリル
グリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテルなどが
挙げられる。不飽和基含有単量体としてはエチリデンノ
ルボルネン、またカルボキシル基含有単量体としてはア
クリル酸などが挙げられる。
/またはアクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体
および架橋性単量体と共重合される他のエチレン性単量
体は、ゴム組成物の要求物性に応じて用いられる任意成
分であり、その具体例としてはアクリロニトリル、酢酸
ビニル、スチレン、α−スチレン、アクリルアミド、塩
化ビニル、塩化ビニリデンなどが挙げられる。
イソブテンとイソプレンとからなるブチルゴムを塩素化
または臭素化したものである。ブチルゴム中の各単量体
単位の含有量はイソブテンが90〜99.5重量%、イ
ソプレンが0.5〜10重量%であって、ブチルゴムに
対する塩素または臭素付加量が0.5〜3重量%の範囲
のものが用いられる。
は、第1成分であるHNBRが40〜90重量%、第2
成分のEPMが5〜40重量%、第3成分のEVA、A
R、ハロゲン化IIRから選ばれる少なくとも1種が5
〜20重量%の範囲が好ましい。さらに好ましい配合割
合は第1成分45〜80重量%、第2成分10〜40重
量%、第3成分5〜15重量%である。そのうち第2成
分と第3成分との混合割合は、両者の合計量に基ずきそ
れぞれ20〜80重量%の範囲内で任意に選択できる。
これら各ゴム成分の最適混合比率はゴム組成物の使用目
的に従って決めることができる。本発明の目的を損なわ
ない限り、上記ゴム組成物に共役ジエン系ゴムその他の
ゴムをさらに配合してもよい。
組成物に加硫剤、加硫助剤、必要に応じてカーボンブラ
ック、シリカなどの充填剤、補強剤、可塑剤、老化防止
剤等を加え、ロール、バンバリーなどの混合機を用いて
製造される。加硫剤としては各共重合ゴム成分の共通の
加硫系である有機過酸化物加硫系が使用される。この有
機過酸化物化合物としては、例えば、ジ−t−ブチルパ
ーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、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、2,5−ジメチ
ル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)−ヘキシン
−3、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシ−イソプ
ロピル)ベンゼン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ
シクロヘキサン、t−ブチルパーベンゾエート、t−ブ
チルパーオキシ−イソプロピルカーボネートなどが挙げ
られる。本発明のゴム組成物中の加硫剤の量は組成物重
量に基づき1〜10重量%であることが好ましい。
加硫物は耐熱性、耐油性のバランスに優れると共に、定
伸長疲労性、損失係数が極めて優れているので、各種ホ
ース、防振材等の製造に巾広く用いることができる。
的に説明する。実施例において、各物性はJISK63
01に準じて測定した。定伸長疲労性と動倍率試験は次
のように測定した。 (定伸長疲労性)2mm厚の加硫シートをJIS3号ダン
ベルの形状に打ち抜き試験片をつくり、デマッシャ型屈
曲試験機(上嶋製作所製)にダンベル試験片をとりつ
け、試験片が最大50%伸長するまで一方の掴持端が移
動するようにセットし、この伸縮運動を繰返す。測定は
室温で一つの試験片につき10回行ない、ダンベル試験
片が切断する時の伸縮回数の平均値を破断回数として定
伸長疲労性の目安とした。
た。試験片はN1形のものを用い、測定条件は室温、1
5Hz、圧縮ひずみ±2%で行った。測定装置は油圧サ
ーボ動特性試験機(鷺宮製作所製)を使用した。 (2)動倍率:動的バネ定数と静的バネ定数の比により
求めた。動的バネ定数はJISK−6394に準じて1
00Hz、圧縮ひずみ±0.2%の条件で、静的バネ定
数は同様の試験片でJISK−6385に準じて測定を
行った。
トリル−ブタジエン共重合ゴム(水素化NBR)とエチ
レン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、ア
クリルゴム(AR)を用いて、表1記載の配合処方(単
位:重量部)により配合ゴム組成物を調製した。これら
の配合ゴムを用い、表1記載の加硫条件でプレス加硫
し、2mm厚さの加硫シートを作成した。このシートを
用いて測定した加硫物性および定伸長疲労性の結果を表
1および表2に示す。定伸長疲労性の破断回数は、10
回の測定の平均値である。
定伸長疲労破断回数のデータおよび動倍率のデータをそ
れぞれ図1および図2に示す。実験番号1〜5では、H
NBRの量を固定し、エチレンープロピレンージエン共
重合ゴム(EPDM)、アクリルゴム(AR)のブレン
ド比を変えて測定を行った。図1の横軸はブレンド比、
縦軸は定伸長疲労破断回数であり、図2の横軸はブレン
ド比、縦軸は動倍率である。両図中、実線は測定値を結
んだもの、点線はHNBR/EPDM系とHNBR/A
R系の定伸長疲労破断回数の間に加成性が成り立つと仮
定した場合を表したものである。
数からわかるように、本発明例であるHNBR、EPD
M、ARの3成分からなる組合せのゴム組成物は、HN
BRとEPDM、HNBRとARの組合せの場合の加成
性以上の優れた性質を持っている。このことは図1をみ
れば明かである。また、動倍率をみても、図2に示され
るように各々の組合せの加成性以上の低い数値を示して
いることがわかる。
3成分としてエチレンー酢酸ビニル共重合体(EVA)
および臭素化ブチルゴム(Br−IIR)を用い、これ
らの組成を変えて表3に示す配合処方によりゴム配合物
を作成した。これらを表3記載の加硫条件でプレス加硫
し、2mm厚の加硫シートとした。加硫シートについでJ
IS K−6301により物性を測定した結果を表3お
よび表4に示す。
R/EPDM/EVA系、HNBR/EPDM/ハロゲ
ン化IIR系においても、HNBR/EPDM/AR系
と同様に、HNBR/EPDM系の耐熱性を損なうこと
なく定伸長疲労性が飛躍的に向上している。
を示すグラフ。
フ。図中の数字は実験番号を示す。
Claims (6)
- 【請求項1】 (1)ヨウ素価が120以下であり、結
合不飽和ニトリル量が10〜50重量%である部分水素
化不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体ゴム、 (2)エチレン単位とプロピレン単位とを90:10〜
20:80(重量比)の割合で含み、所望によりさらに
共役ジエン単位を含むエチレン−プロピレン系共重合体
ゴム、および (3)下記(イ)、(ロ)および(ハ)の中から選ばれ
る少なくとも1種: (イ)アクリル酸アルキルエステルおよび/またはアク
リル酸アルコキシアルキルエステル30〜99.9重量
%、架橋性単量体0.1〜10重量%およびこれらと共
重合可能な他のエチレン性不飽和単量体0〜70重量%
の共重合体であるアクリルゴム、 (ロ)イソブチレン90〜99.5重量%とイソプレン
0.5〜10重量%からなる共重合体ゴムのハロゲン化
物であるハロゲン化ブチルゴム、 (ハ)酢酸ビニル単位含有量5〜90重量%のエチレン
−酢酸ビニル共重合体からなることを特徴とするゴム組
成物。 - 【請求項2】 請求項1の(1)、(2)、(3)の各
成分を下記の割合: (1)40〜90重量%、(2)5〜40重量%、
(3)5〜20重量%で含む請求項1記載のゴム組成
物。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のゴム組
成物と有機過酸化物系加硫剤とからなる加硫性ゴム組成
物。 - 【請求項4】 請求項3に記載の加硫性ゴム組成物を成
形、加硫してなるゴム部材。 - 【請求項5】 請求項3に記載の加硫性ゴム組成物を成
形、加硫してなるゴムホース。 - 【請求項6】 請求項3に記載の加硫性ゴム組成物を成
形、加硫してなる防振ゴム。
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