JP3189581B2 - 水膨張性加硫用ゴム組成物とその用途 - Google Patents
水膨張性加硫用ゴム組成物とその用途Info
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Description
物に関する。更に詳しくはエチレンオキシド、エピクロ
ルヒドリンを主成分とする共重合体ゴムと加硫剤を含
み、その加硫物がトンネルや上下水道工事のセグメント
間の防水用シール等の土木、建築工事の止水材、防振機
能を兼ねた結露防止剤等に有用な水膨張性加硫用ゴム組
成物に関する。
母材であるゴムとを混合した後、ゴムを加硫してゴム構
造中に高吸水性樹脂を封じ込めたものが一般に知られて
いる(特開昭54−7463号公報、特開昭54−20
066号公報、特開昭57−23618号公報、特開昭
60−197784号公報等)。この様にして製造され
た水膨張性ゴムは、高吸水性樹脂の割合を増加していく
と、膨張倍率はそれに従って大きくなるが、機械的強度
が著しく低下するほか、高吸水性樹脂が水中へ流出して
長期的な止水性能が減少する等の欠点を有している。こ
の問題を解決するために、例えば特定組成のエチレンオ
キシド−プロピレンオキシド−アリルグリシジルエーテ
ル三元共重合体をゴム成分として用いることが提案され
ている(特開平4−372651号公報)。この組成物
は水膨張性の経時安定性には優れているが、一方膨張時
の機械的強度、耐油性等で不十分な面があり、水膨張性
ゴムの実際的な使用環境を考慮すればこれらの点の改良
が望まれている。
性の経時安定性と共に、膨張時の機械的強度の改善ある
いは耐油性、耐オゾン性等環境抵抗性に優れた水膨張性
加硫用ゴム組成物を提供することにある。
結果、特定組成のエチレンオキシド−エピクロルヒドリ
ン共重合体又はエチレンオキシド−エピクロルヒドリン
−アリルグリシジルエーテル三元共重合体ゴム及び加硫
剤を含む組成物が上記の目的を達成することを見出し本
発明を完成したものである。
モル%を越え95モル%、エピクロルヒドリン5モル%
〜30モル%未満、アリルグリシジルエーテル0〜10
モル%を構成成分とする共重合体ゴムと加硫剤とを含む
ことを特徴とする水膨張性加硫用組成物であり、またこ
の組成物を加硫してなる止水材である。
ンオキシド成分を70モル%を越え95モル%、好まし
くは80〜90モル%、エピクロルヒドリン成分を5モ
ル%〜30モル%未満、好ましくは10〜20モル%、
アリルグリシジルエーテル成分を0〜10モル%、好ま
しくは0〜8モル%、更に好ましくは0〜6モル%含有
してなるものが用いられる。エチレンオキシド成分がこ
の範囲未満では目的とする水膨張性が急激に低下する。
一方この範囲以上では、共重合体のゴム弾性が低下す
る。エピクロルヒドリン成分が上記範囲未満では共重合
体ゴムのゴム弾性が失われると共に、機械的強度、耐油
性が低下する。また共重合体の側鎖の塩素原子の反応性
を利用して加硫する場合は、その加硫速度が低下する。
アリルグリシジルエーテル成分は、本発明組成物を硫黄
加硫又は過酸化物による加硫を行う際にその架橋サイト
成分となるものであるが、その量が上記範囲を越えると
得られる加硫物が剛直になり過ぎてゴム弾性が低下す
る。またこのような三元共重合体において側鎖塩素原子
の反応性を利用して加硫を行う場合においても、未反応
のアリルグリシジルエーテルの存在は加硫物の耐オゾン
性の向上に有効である。しかしその場合にも上記範囲を
越えるアリルグリシジルエーテル成分の導入は実用上不
要である。
の重合法を採用できる。特に本出願人の米国特許第3,
773,694号明細書に記載の有機錫−リン酸エステ
ル縮合物を重合触媒とする方法は、重合物が高収率で得
られるので好ましい。即ち、上記触媒の存在下で脂肪族
又は芳香族炭化水素を溶媒として重合温度10〜70℃
で8〜15時間重合させることにより、重合収率90%
以上で製品を得ることができる。これ等の共重合体ゴム
の分子量範囲は100℃におけるムーニー粘度表示で3
0〜200のものが好ましく用いられる。またその結晶
度は示差走査熱量測定による融解熱量の表示によって
は、約15cal/g以下である。
しては、上記二元共重合体においては塩素原子の反応性
を利用する公知の加硫剤、即ちポリアミン類、チオウレ
ア類、ポリチオール類、チウラムポリスルフィド類等
が、三元共重合体においては同様の加硫剤の他、側鎖二
重結合の反応性を利用する公知の加硫剤、例えば有機過
酸化物、硫黄、モルホリンポリスルフィド類、チウラム
ポリスルフィド類等がある。これ等の加硫剤を例示すれ
ば、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、エチレンチ
オウレア、ジエチルチオウレア、トリチオシアヌール
酸、1−ジブチルアミノ−3,5−ジメルカプト−S−
トリアジン、6−メチルキノキサリン−2,3−ジチオ
カーボネート、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チ
アジアゾール、テトラメチルチウラムジスルフィド、ジ
ペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジクミルパ
ーオキシド、モルホリンジスルフィド等を挙げることが
できる。また、これ等の加硫剤と共に用いられる公知の
促進剤,遅延剤を本組成物においてもそのまま用いるこ
とができる。これ等加硫促進剤の例としては、アミン
類、アミンの弱酸塩類、塩基性シリカ、四級アンモニウ
ム塩類、四級ホスホニウム塩類、多官能ビニル化合物、
メルカプトベンゾチアゾール類、スルフェンアミド類、
ジチオカーバメート類等を挙げることができる。一方、
加硫遅延剤としてはN−シクロヘキシルチオフタルイミ
ド等を挙げることができる。
調整、加硫物の熱安定性の見地から受酸剤となる金属化
合物を更に用いることもできる。それ等の化合物には周
期律表第II族金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、カルボ
ン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜燐酸塩、周期律表第IV
A族金属の酸化物、塩基性炭酸塩、塩基性カルボン酸
塩、塩基性亜燐酸塩、塩基性亜硫酸塩、三塩基性硫酸塩
等がある。具体的な例としては、マグネシア、水酸化マ
グネシウム、水酸化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸
バリウム、生石灰、消石灰、炭酸カルシウム、ケイ酸カ
ルシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜
鉛、フタル酸カルシウム、亜燐酸カルシウム、亜鉛華、
酸化錫、リサージ、鉛丹、鉛白、二塩基性フタル酸鉛、
二塩基性炭酸鉛、ステアリン酸錫、塩基性亜燐酸鉛、塩
基性亜燐酸錫、塩基性亜硫酸鉛、三塩基性硫酸鉛等を挙
げることができる。本発明の目的とする良好な水膨張性
を得るには上記化合物中、周期律表第II族金属化合物の
使用は特に好ましい。また本発明の組成物には、上記の
他に当該技術分野で行われる各種の吸水性樹脂、老化防
止剤、充填剤、補強剤、可塑剤、加工助剤、顔料、難燃
剤等を任意に配合できる。
リマー加工の分野において利用されている任意の手段、
例えばミキシングロール、バンバリーミキサー、各種ニ
ーダー類等を利用することができる。本発明の組成物
は、通常100〜250℃に加熱することで加硫物とす
ることができる。加硫時間は温度によって異なるが0.
5〜300分の間で行われるのが普通である。加硫成型
の方法としては、金型による圧縮成型、射出成型、スチ
ーム缶、エアーバス、赤外線あるいはマイクロウェーブ
による加熱等任意の方法を用いることができる。
×50×2mmの試料を23℃の水中に70時間浸漬
後)は用いる共重合体の共重合組成及び配合する薬剤、
加硫条件等によっても異なるが、およそ50%以上好ま
しくは100%以上、更に好ましくは150%以上であ
る。
管、推進管等のゴム輪、U字溝等のパッキング材、構造
物の止水板、シールド工法におけるセグメント間のシー
ル材、コンクリート打継部の止水等土木建築用の止水材
として広く応用可能である。水膨張性ゴムからなる止水
材は水に触れて膨張し、その高い膨張圧で止水するので
優れた止水効果が得られる。その形状、構成、用法を例
示すれば、例えばヒューム管用ゴム輪においては通常の
非膨張性ゴムと水膨張性ゴムとの多層構造のゴム輪が、
予めヒューム管接合部に装着され、接合されて後、止水
効果を発揮する。またシールド工法のセグメント間のシ
ール材に用いる際は、リボン状の止水材を予めセグメン
ト組合せ部に貼りつけ、セグメントが組み込まれた後、
止水材の水膨張によって止水される。その他、止水を必
要とする箇所又は工事の特殊性に応じて、止水材の形
状、寸法、構成、施工方法等は異なる。
に説明する。 実施例1〜4、比較例1〜5 表1に記載の各配合物を60〜70℃のオープンロール
で混練し、シート化したものを金型に入れ、170℃、
80kg/cm2 で15分間加圧成型を行った。得られ
た各加硫物の物性試験を行い、その結果を表2、表3に
示した。
L1+4 (100℃)65 (2)EO-ECH共重合比( 82/18モル比)ムーニー粘度M
L1+4 (100℃)70 (3)EO-ECH共重合比( 50/50モル比)ムーニー粘度M
L1+4 (100℃)65 (4)EO-ECH共重合比( 97/ 3モル比)ムーニー粘度M
L1+4 (100℃)80 (5)EO-ECH-AGE共重合比(72/23/ 5モル比)ムーニー
粘度ML1+4 (100℃)65 (6)EO-ECH-AGE共重合比(50/45/ 5モル比)ムーニー
粘度ML1+4 (100℃)50 (7)EO-ECH-AGE共重合比(96/ 2/ 2モル比)ムーニー
粘度ML1+4 (100℃)70 (8)EO-PO-AGE 共重合比(50/45/ 5モル比)ムーニー
粘度ML1+4 (100℃)60 EO:エチレンオキシド PO:プロピレンオキシド ECH:エピクロルヒドリン AGE:アリルグリシジルエーテル
るように、水膨張度が大きく、繰り返し吸水試験によっ
ても殆んど変化しない。また膨張時の引張強さ、伸びで
表わされる機械的特性の低下も改善されている。更に永
久伸びで示されるゴム弾性、耐オゾン性、耐油性等実際
的な環境下で必要とされる特性も著しく優れている。一
方比較例1,3は本発明組成物よりエチレンオキシドが
少い例であるが水膨張性が殆んど認められない。また比
較例4はエチレンオキシドが多くエピクロルヒドリンの
少い例、比較例5はエピクロルヒドリンに代えてプロピ
レンオキシドを配合した例であるが、水膨張性は良好で
あるものの、水浸漬後に強度低下が著しく、耐油性が劣
りゴム弾性も低下している。
も強度の低下が改善され、良好なゴム弾性、優れた耐油
性、耐オゾン性等の加硫特性を示すゴム組成物が得られ
る。その加硫物は止水材等の工業的用途に有用である。
Claims (2)
- 【請求項1】 エチレンオキシド70モル%を越え95
モル%、エピクロルヒドリン5モル%〜30モル%未
満、アリルグリシジルエーテル0〜10モル%を構成成
分とする共重合体ゴムと加硫剤とを含むことを特徴とす
る水膨張性加硫用ゴム組成物。 - 【請求項2】 請求項1に記載のゴム組成物を加硫して
なる止水材。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP15844794A JP3189581B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 水膨張性加硫用ゴム組成物とその用途 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0820715A JPH0820715A (ja) | 1996-01-23 |
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JP2003327950A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-19 | Hayakawa Rubber Co Ltd | 水膨張止水材 |
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- 1994-07-11 JP JP15844794A patent/JP3189581B2/ja not_active Expired - Fee Related
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