JP2962041B2 - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加硫性ゴム組成物に関
し、詳しくは耐熱性、強度特性、低摩擦性、耐摩耗性に
優れる、部分水素化不飽和ニトリル−共役ジエン系共重
合体を主成分とする加硫性ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より不飽和ニトリルー共役ジエン系
共重合体中の炭素ー炭素二重結合含有単量体単位の一部
分を水素化した部分水素化不飽和ニトリル−共役ジエン
系共重合体は耐熱性に優れることがよく知られており、
また該共重合体にエチレン性不飽和カルボン酸金属塩を
配合したゴム組成物は強度特性に優れていることも知ら
れている。このゴム組成物は、その優れた特性のためロ
ール、ベルトなど種々の用途に活用されているが、摩擦
性と耐摩耗性とのバランスにおいてまだ不充分であっ
た。一方、ゴム組成物の低摩擦化の手法としては、表面
にシリコンオイルを塗布したり、カーボン、粉末状珪酸
化合物、シリコーンポリマー、フッ素樹脂等の無機また
は有機充填剤を添加する方法が知られていた。しかし、
シリコンオイル等の塗布は、表面に薄層を形成するだけ
なので摩耗によりなくなってしまい、耐久性に劣る。ま
た、各種充填剤においては摩擦係数低下効果が充分でな
く、多量に添加すると強度物性を低下させる問題点があ
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らはこれらの
検討の中で、部分水素化不飽和ニトリル−共役ジエン系
共重合体にエチレン性不飽和カルボン酸金属塩を配合し
たゴム組成物においては、シリコーンゴムとフッ素樹脂
とを併用して配合した場合、それぞれ単独に配合した場
合に比べて摩擦係数を格段に低下させることができ、か
つ耐摩耗性にも優れることを見いだし、本発明を完成す
るに到った。本発明の目的は、耐熱性、強度特性、低摩
擦性、耐摩耗性に優れる有機過酸化物加硫が可能なゴム
組成物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、(1)ヨ
ウ素価が120以下の部分水素化不飽和ニトリル−共役
ジエン系共重合体100重量部に対して、(2)エチレ
ン性不飽和カルボン酸金属塩3〜120重量部、(3)
シリコーンゴム1〜30重量部および(4)フッ素樹脂
1〜50重量部を配合してなることを特徴とするゴム組
成物によって達成される。
【0005】本発明で使用される部分水素化不飽和ニト
リル−共役ジエン系共重合体は、不飽和ニトリルー共役
ジエン共重合体及び不飽和ニトリルー共役ジエンーエチ
レン性不飽和モノマー共重合体の共役ジエン単位部分を
水素化したものである。これらは、乳化重合あるいは溶
液重合等で製造される共重合体を、通常の方法(例え
ば、特公昭60−58242号公報、特公昭62−61
045号公報などに記載された方法)によって該共重合
体中の共役ジエン単位部分を水素化したものであり、そ
のヨウ素価は耐熱性の要求から1〜120、好ましくは
1〜50である。
【0006】本発明の部分水素化不飽和ニトリル−共役
ジエン系共重合体を構成す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、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。これら単量体と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;アクリル酸
メチル、アクリル酸ブチル、マレイン酸ジメチル、フマ
ル酸ジエチル、フマル酸ジーnーブチル、イタコン酸ジ
ーnーブチル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;αお
よびβーシアノエチルアクリレート、α,βおよびγー
シアノプロピルアクリレート、シアノブチルアクリレー
ト、シアノオクチルアクリレートのようなシアノアクリ
ル基を有するアクリレート;2ーヒドロキシエチルアク
リレート、ヒドロキシプロピルアクリレートなどのヒド
ロキシアルキル基を有するアクリレート;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。
これらの単量体以外に、該不飽和単量体の一部を、本発
明の主旨が損なわれない範囲でスチレン、ビニルピリジ
ン等のビニル系単量体や、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。
【0007】本発明で使用される部分水素化不飽和ニト
リル−共役ジエン系共重合体は、具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、ブタジエン−イタコン
酸ジ−nーブチルー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通常5〜60重
量%、好ましくは10〜50重量%である。
【0008】本発明で使用されるエチレン性不飽和カル
ボン酸金属塩としては、1または2以上のカルボキシル
基を有する炭素数5以下のエチレン性不飽和カルボン酸
と金属とがイオン結合した構造を持つものであればよ
い。エチレン性不飽和カルボン酸の例としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸等のものカルボン酸、マレイン酸、
フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸;マレイン酸モ
ノメチル、イタコン酸モノエチル等が挙げられる。金属
としては、上記エチレン性不飽和カルボン酸と塩を形成
するものであれば特に制限されないが、通常、亜鉛、マ
グネシウム、カルシウム、バリウム、チタン、クロム、
鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、錫、鉛等をし
ようでき、中でもゴム製品の特性から、亜鉛、マグネシ
ウム、カルシウム、アルミニウムが適している。上記の
エチレン性不飽和カルボン酸と金属とのモル比は、1/
0.5〜1/3の範囲内が好ましい。これらのエチレン
性不飽和カルボン酸金属塩は、他の成分と配合、混練し
てゴム組成物を製造する時に、金属塩の形でゴムに配合
してもよく、また前記のエチレン性不飽和カルボン酸と
前記金属の酸化物、水酸化物、または炭酸塩とを添加し
て混練等の操作中にこれらを反応させて生成させてもよ
い。エチレン性不飽和カルボン酸金属塩の使用量は特に
制限できないが、通常、ヨウ素価が120以下の部分水
素化不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体100重量
部あたり3〜120重量部、好ましくは5〜100重量
部の範囲で使用される。3重量部未満または120重量
部を超える範囲ではゴム製品の強度特性が劣るので好ま
しくない。
【0009】本発明で使用されるシリコーンゴムとして
は、分子量40万以上のゴム状のものであればよい。ま
た、ジメチル系、メチルビニル系、メチルフェニルビニ
ル系など種々のものが知られているが、その種類は問わ
ない。低分子量の液状シリコーンは、ゴム組成物の強度
を低下させるので好ましくない。添加量はヨウ素価が1
20以下の部分水素化不飽和ニトリル−共役ジエン系共
重合体100重量部あたり1〜30重量部、好ましくは
1〜10重量部の範囲である。30重量部以上になると
ゴム組成物の強度が低下し、またロールで混練する際に
スリップしてしまい、分散状態が悪くなる。
【0010】また、本発明で使用するフッ素樹脂として
は、テトラフルオロエチレン重合体またはテトラフルオ
ロエチレンと他の共重合可能なモノマーとからなる共重
合体が挙げられる。これらの添加量はヨウ素価が120
以下の部分水素化不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合
100重量部あたり1〜50重量部、好ましくは1〜
30重量部の範囲である。50重量部以上になるとゴム
組成物の強度が低下する。又、該樹脂は混連のしやすさ
からパウダー状のものが好ましい。
【0011】本発明での加硫剤は特に制限されず、硫黄
系加硫剤、有機過酸化物系加硫剤が用いられるが、なか
では後者が好ましい。その例としては、ジクミルパーオ
キサイド、ジブチルパーオキサイド、ベンゾイル
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)ヘキシン−32,5−ジメチル
2,5ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサンなどが挙
げられる。これらの有機過酸化物は1種以上で使用さ
れ、通常ヨウ素価が120以下の部分水素化不飽和ニト
リル−共役ジエン系共重合体100重量部に対し0.2
〜10重量部の範囲で使用される。
【0012】本発明のゴム組成物においては、上記の各
成分とともに、亜鉛華、ステアリン酸のほかカーボンブ
ラック、シリカ等の補強剤、タルク、炭酸カルシウム等
の充填剤、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロー
ルプロパン等の架橋助剤、可塑剤、プロセス油、加工助
剤、老化防止剤などの通常ゴム工業で使用される種々の
薬剤が使用目的に応じ適宜配合される。本発明の加硫性
ゴム組成物は、上記の共重合体、加硫剤、加硫促進剤、
その他配合剤を、ロール、バンバリー等の通常用いられ
る混合機により製造される。
【0013】
【発明の効果】本発明のゴム組成物を加硫して得られる
加硫物は、エチレン性不飽和カルボン酸金属塩を含有す
る水素化不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体の特徴
である耐熱性、耐油性、強度特性を保持したうえ、低摩
擦性、耐摩耗性が共に優れており、幅広い用途に応用で
きる。主な用途としては、Oーリング、パツキング等の
各種シール用ゴム製品;自動車のグラスラン、ワイパー
などの摺動部品;各種ロール等である。
【0014】
【実施例】以下、実施例について本発明の組成物を具体
的に説明する。実施例において、常態物性はJISK6
301に準じて測定した。摩擦係数、摩耗量は次のよう
に測定した。 (1)摩擦係数 厚さ2mmの加硫シートを用い、ヘイドン摩擦係数測定試
験機で摩擦係数を測定した。シート上に直径10mmのア
ルミナ圧子をのせ、更にその上に100gの荷重をかけ
て1分間圧着したのち、測定した。測定は、温度23
℃、速度30mm/分の条件で行った。 (2)摩耗量 厚さ2mmの加硫シートを用い、テーバー摩耗試験機で摩
耗量を測定した。測定はHー18の摩耗輪を用い、まず
荷重1Kgで予備削りを1000回行った。次に本試験
として温度23℃、荷重1Kgの条件で1000回削っ
た時の摩耗量をccで表した。
【0015】実施例1 アクリロニトリル量36重量%、ヨウ素価28(水素化
率90%)の部分水素化アクリロニトリル−ブタジエン
共重合ゴムを用い、表1の各配合処方にしたがってロー
ルにて混練し、ゴム配合物を調整した。これを170
℃、20分間加圧加熱し、厚さ2mmのシート状の加硫物
とし、各物性を測定した。その結果を表2に示した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】表2からわかるように、本願の発明のゴム
組成物は、特定の2種類の摺動化剤を併用することによ
り、従来のものより少量の添加で摩擦係数を低下させる
ことができ、また耐摩耗性も向上させることができる。
少量の添加のため、強度を低下させず、各物性のバラン
スに優れている。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 5:09) (C08K 13/02 3:26 5:09) (C08L 9/02 83:04 27:18)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)ヨウ素価が120以下の部分水素
    化不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体100重量部
    に、(2)エチレン性不飽和カルボン酸金属塩3〜12
    0重量部、(3)シリコーンゴム1〜30重量部および
    (4)フッ素樹脂1〜50重量部を配合してなることを
    特徴とするゴム組成物。
  2. 【請求項2】 (2)エチレン性不飽和カルボン酸金属
    塩が、(a)エチレン性不飽和カルボン酸と、(b)金
    属酸化物、金属水酸化物、または金属炭酸塩とを、エチ
    レン性不飽和カルボン酸1モルに対し金属0.5〜3モ
    ルの割合になるように(1)ヨウ素価が120以下の部
    分水素化不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体に添加
    し、反応させたものである請求項1記載のゴム組成物。
  3. 【請求項3】 金属が、亜鉛、マグネシウム、カルシウ
    ム、およびアルミニウムから選択されたものである請求
    項2記載のゴム組成物。
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