JP3314492B2 - Rubber composition - Google Patents

Rubber composition

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JP3314492B2 JP28777693A JP28777693A JP3314492B2 JP 3314492 B2 JP3314492 B2 JP 3314492B2 JP 28777693 A JP28777693 A JP 28777693A JP 28777693 A JP28777693 A JP 28777693A JP 3314492 B2 JP3314492 B2 JP 3314492B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム組成物に関する。
更に詳しくは、フロンおよび冷凍機油に対してすぐれた
耐性を有するゴム組成物に関する。
The present invention relates to a rubber composition.
More specifically, the present invention relates to a rubber composition having excellent resistance to chlorofluorocarbons and refrigerator oil.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、冷媒としてフロンR12(CCl2F2)を
用いているエアコンなどのゴム部品(Oリング、パッキン
など)には、水素添加ニトリルゴムまたはニトリルゴム
が用いられているが、フロン規制によりフロンR12がフ
ロンR134a(CH2FCF3)に代替されようとしている。しかし
ながら、水素添加ニトリルゴム、ニトリルゴムは、フロ
ンR134aとの接触で発泡してしまうという欠点を有して
いる。
2. Description of the Related Art At present, hydrogenated nitrile rubber or nitrile rubber is used for rubber parts (O-rings, packings, etc.) of air conditioners and the like using Freon R12 (CCl 2 F 2 ) as a refrigerant. CFC regulations are about to replace CFC R12 with CFC R134a (CH 2 FCF 3 ). However, hydrogenated nitrile rubber and nitrile rubber have a disadvantage that they foam when contacted with Freon R134a.

【0003】一方、フロンR134aに対しては、エチレン
・プロピレン系共重合ゴムがすぐれた耐性を有している
が、エチレン・プロピレン系共重合ゴムは、逆にフロン
R12との接触で発泡してしまうという欠点を有してい
る。
On the other hand, ethylene-propylene copolymer rubber has excellent resistance to Freon R134a, but ethylene-propylene copolymer rubber
It has the disadvantage of foaming on contact with R12.

【0004】このように、現在フロンR12からフロンR13
4aに代替されようとはしているが、それに伴ってそこに
は種々の問題があり、フロンR12がすべてフロンR134aに
代替される迄には、かなりの時間を有するのが現状であ
る。この間の措置として、フロンR12とフロンR134aとが
それぞれ用いられることになり、従ってフロンR12とフ
ロンR134aの両方の冷媒に対して使用できるゴム組成物
が求められている。
[0004] As described above, CFCs R12 to C13
Although it is about to be replaced by 4a, there are various problems associated therewith, and at present, there is a considerable amount of time before all CFCs R12 are replaced by CFCs R134a. As measures during this time, Freon R12 and Freon R134a will be used, respectively. Therefore, a rubber composition that can be used for both refrigerants Freon R12 and Freon R134a has been demanded.

【0005】そこで、本出願人は先に、水素添加ニトリ
ルゴムと塩素化ポリエチレンのブレンドゴムに有機過酸
化物を添加したゴム組成物を提案している(特開平3-25
0,037号公報)。この提案されたゴム組成物は、フロンR1
2およびR134aの両冷媒、更にはこれらの冷媒と冷凍機油
との混合液に対してもすぐれた耐性を示してはいるもの
の、ブレンドゴムの主成分(約40〜80重量%)として、塩
素化ポリエチレンが用いられているため、次のような問
題点がみられた。 (1)例えば、高温、高湿といった非常に厳しい条件下で
は、これと接触する相手金属を腐食させる。 (2)一部の冷凍機油に対しては膨潤性が大きく、そのた
めシール性が低下する。 (3)こうした問題点を取り除くため、単に塩素化ポリエ
チレンを省くと、フロン、特にR134aに対する耐性が低
下し、ブリスターの発生が起きるようになる。
Accordingly, the present applicant has previously proposed a rubber composition obtained by adding an organic peroxide to a blended rubber of a hydrogenated nitrile rubber and chlorinated polyethylene (Japanese Patent Laid-Open No. 3-25).
0,037). This proposed rubber composition has Freon R1
Although it shows excellent resistance to both refrigerants 2 and R134a, and also to the mixture of these refrigerants and refrigerating machine oil, chlorinated as the main component (about 40 to 80% by weight) of the blended rubber Since polyethylene is used, the following problems have been observed. (1) Under extremely severe conditions such as high temperature and high humidity, the metal in contact therewith is corroded. (2) Some refrigeration oils have a large swelling property, and therefore the sealing property is reduced. (3) If chlorinated polyethylene is simply omitted in order to eliminate such problems, the resistance to chlorofluorocarbons, especially R134a, is reduced, and blisters occur.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フロ
ンR12、フロンR134aの両冷媒およびこれらに使用される
すべての冷凍機油に対してすぐれた耐性を示し、その上
金属を腐食させることのない加硫成形品を与え得るゴム
組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to exhibit excellent resistance to both Freon R12 and Freon R134a refrigerants and all refrigerating machine oils used therein, and to further corrode metals. It is an object of the present invention to provide a rubber composition which can give a vulcanized molded article.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
水素添加ニトリルゴムまたはニトリルゴム100重量部当
り、いずれも約5〜145重量部のカーボンブラックと比表
面積約20〜200m2/gのホワイトカーボンとを約40〜150重
量部の合計量で、有機過酸化物約1〜10重量部と共に含
有させたゴム組成物によって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is as follows.
In each case, about 5 to 145 parts by weight of carbon black and about 20 to 200 m 2 / g of white carbon having a specific surface area of about 40 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of hydrogenated nitrile rubber or nitrile rubber, are combined with an organic compound. Achieved by a rubber composition included with about 1 to 10 parts by weight of peroxide.

【0008】水素添加ニトリルゴムとしては、アクリロ
ニトリルとブタジエンとの共重合ゴム(ニトリルゴム)を
水素添加し、分子主鎖中の炭素-炭素二重結合量を10%以
下にしたものが好んで用いられるが、本発明においては
ニトリルゴム自体を用いることもできるので、この二重
結合量が10%以上のものも用いることができる。また、
そのムーニー粘度ML1+4(100℃)について、一般には60〜
85程度のものが用いられるが、100以上のものを用いる
こともできる(特開平5-65,369号公報参照)。実際的に
は、市販品、例えば日本ゼオン製品ゼットポールシリー
ズのものなどが用いられる。
As the hydrogenated nitrile rubber, a rubber obtained by hydrogenating a copolymer rubber of acrylonitrile and butadiene (nitrile rubber) and reducing the amount of carbon-carbon double bonds in the molecular main chain to 10% or less is preferably used. However, in the present invention, the nitrile rubber itself can be used, and therefore, those having a double bond amount of 10% or more can also be used. Also,
Its Mooney viscosity ML 1 + 4 (100 ° C)
About 85 are used, but 100 or more can also be used (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-65,369). Practically, a commercially available product, for example, a product of Zeon product Zetpol series is used.

【0009】カーボンブラックとしては、オイルを不完
全燃焼させて製造されるファーネスブラック、天然ガス
を熱分解させて製造されるサーマルブラックなどが一般
に用いられ、これらはゴム工業用に上市されている市販
品をそのまま用いることができる。
As the carbon black, furnace black produced by incompletely burning oil, thermal black produced by thermally decomposing natural gas, and the like are generally used, and these are commercially available for the rubber industry. The product can be used as it is.

【0010】ホワイトカーボンとしては、ハロゲン化け
い酸または有機けい素化合物の熱分解法あるいはけい砂
を加熱還元し、SiOを酸化する方法等で製造される乾式
法ホワイトカーボン、けい酸ナトリウムの熱分解法等で
製造される湿式法ホワイトカーボンなどであって、比表
面積(窒素吸着法による)が約20〜200m2/g、好ましくは
約30〜100m2/gのものが用いられ、これらは一般にゴム
工業用として上市されている市販品をそのまま用いるこ
とができる。比表面積がこれより小さいものは、ホワイ
トカーボンとしての補強性が得られなくなり、耐フロン
性が低下するようになる。一方、これより比表面積の大
きいものは、ホワイトカーボンの粒子径が小さくなり、
ゴム中での分散不良等の問題を生ずる。
[0010] As the white carbon, dry method white carbon produced by a thermal decomposition method of a halogenated silicic acid or an organic silicon compound or a method of heating and reducing silica sand to oxidize SiO, and thermal decomposition of sodium silicate and the like wet process white carbon produced by law or the like, a specific surface area (by nitrogen adsorption method) of about 20 to 200 m 2 / g, preferably used is of about 30 to 100 m 2 / g, they generally Commercial products marketed for the rubber industry can be used as they are. If the specific surface area is smaller than this, the reinforcing properties as white carbon cannot be obtained, and the CFC resistance is reduced. On the other hand, those having a larger specific surface area have a smaller white carbon particle diameter,
Problems such as poor dispersion in rubber occur.

【0011】これらのカーボンブラックおよびホワイト
カーボンは、いずれも水素添加ニトリルゴムまたはニト
リルゴム100重量部当り約5〜145重量部、好ましくは約1
0〜100重量部の割合で用いられる。これらの割合がこれ
より少ないと、いずれも耐フロンR134a性に劣るように
なり、一方これらより多い割合で用いられると、ゴム硬
度が非常に高くなり、またゴム弾性も失われるようにな
る。また、これらの合計量は、上記と同様の理由で、約
40〜150重量部、好ましくは約50〜130重量部の範囲内に
なければならない。
These carbon blacks and white carbons are used in an amount of about 5 to 145 parts by weight, preferably about 1 to 100 parts by weight, per 100 parts by weight of hydrogenated nitrile rubber or nitrile rubber.
It is used in a proportion of 0 to 100 parts by weight. If these proportions are lower than these, all of them will be inferior to CFC R134a resistance, while if used at higher proportions, the rubber hardness will be very high and the rubber elasticity will be lost. Also, the total amount of these is about
It must be in the range of 40-150 parts by weight, preferably about 50-130 parts by weight.

【0012】水素添加ニトリルゴムまたはニトリルゴム
の架橋剤として、その100重量部当り約1〜10重量部、好
ましくは約2〜8重量部の割合で用いられる有機過酸化物
としては、例えばジ第3ブチルパーオキサイド、ジクミ
ルパーオキサイド、第3ブチルクミルパーオキサイド、
1,1-ジ(第3ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロ
ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(第3ブチルパーオキシ)
ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(第3ブチルパーオキシ)
ヘキシン-3、1,3-ジ(第3ブチルパーオキシイソプロピ
ル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオ
キシ)ヘキサン、第3ブチルパーオキシベンゾエート、第
3ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、n-ブチ
ル-4,4-ジ(第3ブチルパーオキシ)バレレートなどが用い
られる。
The organic peroxide used as a hydrogenated nitrile rubber or a crosslinking agent for the nitrile rubber in an amount of about 1 to 10 parts by weight, preferably about 2 to 8 parts by weight, per 100 parts by weight of the organic peroxide is, for example, dicarboxylic acid. 3 butyl peroxide, dicumyl peroxide, tertiary butyl cumyl peroxide,
1,1-di (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy)
Hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy)
Hexin-3, 1,3-di (tert-butylperoxyisopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, tert-butylperoxybenzoate,
Tributyl peroxyisopropyl carbonate, n-butyl-4,4-di (tertiary butyl peroxy) valerate and the like are used.

【0013】ゴム組成物中には、以上の必須成分以外
に、トリアリル(イソ)シアヌレート、トリメチロールプ
ロパントリメタクリレート、トリアリルトリメリテート
などの多官能性化合物、活性炭酸カルシウムなどの他の
補強剤、タルク、クレー、グラファイト、けい酸カルシ
ウムなどの充填剤、ステアリン酸、パルミチン酸、パラ
フィンワックスなどの加工助剤、酸化マグネシウム、ハ
イドロタルサイト、エポキシ樹脂などの受酸剤、老化防
止剤、可塑剤などのゴム工業で一般的に使用されている
配合剤が必要に応じて適宜添加されて用いられる。
In the rubber composition, in addition to the above essential components, other functional agents such as triallyl (iso) cyanurate, trimethylolpropane trimethacrylate, triallyl trimellitate, and other reinforcing agents such as active calcium carbonate Fillers such as talc, clay, graphite and calcium silicate; processing aids such as stearic acid, palmitic acid and paraffin wax; acid acceptors such as magnesium oxide, hydrotalcite and epoxy resin; antioxidants; plasticizers A compounding agent commonly used in the rubber industry, such as, for example, is appropriately added and used as needed.

【0014】ゴム組成物の調製は、インタミックス、ニ
ーダ、バンバリーミキサなどの混練機あるいはオープン
ロールなどを用いて混練することによって行われ、それ
の加硫は、射出成形機、圧縮成形機、加硫プレスなどを
用い、一般に約150〜200℃で約3〜60分間程度加熱する
ことによって行われ、必要に応じて約120〜200℃で約1
〜24時間加熱する二次加硫が行われる。
The rubber composition is prepared by kneading using a kneading machine such as an intermix, kneader, Banbury mixer or an open roll, and vulcanizing the same using an injection molding machine, a compression molding machine, a vulcanizing machine, or the like. It is generally carried out by heating at about 150 to 200 ° C. for about 3 to 60 minutes using a sulfur press or the like.
Secondary vulcanization with heating for ~ 24 hours is performed.

【0015】[0015]

【発明の効果】水素添加ニトリルゴムまたはニトリルゴ
ムに、カーボンブラックおよび特定比表面積のホワイト
カーボンを混合した場合、分散性などに問題はなく、均
一に混合することができる。かかるゴム組成物を有機過
酸化物で架橋すると、フロンR12、R134aの両冷媒および
これらに使用されるすべての冷凍機油に対してすぐれた
耐性を示し、更に金属腐食性を有しない。
When carbon black and white carbon having a specific specific surface area are mixed with a hydrogenated nitrile rubber or a nitrile rubber, there is no problem in dispersibility and the mixture can be uniformly mixed. When such a rubber composition is crosslinked with an organic peroxide, it exhibits excellent resistance to both refrigerants R12 and R134a and all refrigerating machine oils used therein, and further has no metal corrosiveness.

【0016】従って、本発明に係るゴム組成物は、フロ
ンR12またはフロンR134aを使用しているエアコン、冷蔵
庫などに用いられるOリング、パッキン、オイルシール
などのゴム部品の成形材料として好適に用いることがで
きる。
Therefore, the rubber composition according to the present invention can be suitably used as a molding material for rubber parts such as O-rings, packings, oil seals used in air conditioners, refrigerators and the like using Freon R12 or Freon R134a. Can be.

【0017】[0017]

【実施例】次に、実施例について本発明の効果を説明す
る。
Next, the effects of the present invention will be described with reference to examples.

【0018】実施例1〜2、比較例1〜2 水素添加ニトリルゴム 100重量部 (日本ゼオン製品ゼットポール2020) 酸化亜鉛 5 ステアリン酸 0.5 ジフェニルアミン系老化防止剤 1.5 イミダゾール系老化防止剤 1.5 1,3-ジ(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(濃度40%) 10 アジピン酸系可塑剤 10 ビニルシラン化合物(実施例1〜2、比較例2のみ) 2 以上の各成分と、カーボンブラック(N-990)およびホワ
イトカーボン(比表面積70m2/g)の下記所定量(重量部)と
を、3Lニーダおよびオープンロールを用いて混練し、こ
の混練物を170℃、20分間の一次加硫(プレス加硫)およ
び160℃、3時間の二次加硫(オーブン加硫)により、150
×150×2mmのシート状に加硫成形した。 カーボンブラック ホワイトカーボン 比較例1 90 0 実施例1 60 20 実施例2 30 40 比較例2 0 60
Examples 1-2, Comparative Examples 1-2 Hydrogenated nitrile rubber 100 parts by weight (Zepol 2020, manufactured by Zeon Corporation) Zinc oxide 5 Stearic acid 0.5 Diphenylamine anti-aging agent 1.5 Imidazole anti-aging agent 1.5 1,3 -Di (tert-butylperoxyisopropyl) benzene (concentration 40%) 10 adipic acid-based plasticizer 10 vinylsilane compound (Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 only) 2 Each of the above components and carbon black (N-990 ) And white carbon (specific surface area 70 m 2 / g) with the following specified amount (parts by weight) using a 3 L kneader and an open roll, and kneaded the mixture with primary vulcanization at 170 ° C for 20 minutes (press vulcanization). Vulcanization) and secondary vulcanization (oven vulcanization) for 3 hours at 160 ° C for 150 hours.
It was vulcanized and formed into a sheet of × 150 × 2 mm. Example Carbon Black White Carbon Comparative Example 1 90 0 Example 1 60 20 Example 2 30 40 Comparative Example 2 0 60

【0019】実施例3 実施例2において、水素添加ニトリルゴムの代わりに、
ニトリルゴム(日本ゼオン製品DN108)が100重量部用いら
れた。
Example 3 In Example 2, instead of the hydrogenated nitrile rubber,
100 parts by weight of nitrile rubber (Nippon Zeon product DN108) was used.

【0020】比較例3 水素添加ニトリルゴム(ゼットポール2020) 50重量部 塩素化ポリエチレン(昭和電工製品エラスレン302NA) 50 カーボンブラック(N-990) 60 ハイドロタルサイト 10 ステアリン酸 0.5 ジフェニルアミン系老化防止剤 1.5 イミダゾール系老化防止剤 1.5 1,3-ジ(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(濃度40%) 10 以上の各成分を用いてのシート状への加硫成形が、前記
と同様に行われた。
Comparative Example 3 Hydrogenated nitrile rubber (Zetpol 2020) 50 parts by weight Chlorinated polyethylene (Eraslen 302NA, Showa Denko KK) 50 Carbon black (N-990) 60 Hydrotalcite 10 Stearic acid 0.5 Diphenylamine antioxidant 1.5 Vulcanization molding into a sheet using the imidazole-based antioxidant 1.5 1,3-di (tert-butylperoxyisopropyl) benzene (concentration 40%) 10 or more components was performed in the same manner as described above. .

【0021】上記各実施例および比較例でそれぞれ得ら
れた加硫シートについて、常態物性の測定(JIS K-6301
準拠)、浸漬試験(冷凍機油であるパラフィン油、ナフテ
ン油またはポリグリコール油中に150℃、70時間の浸漬
を行ったときの体積変化率を測定)、フロン試験(フロン
R12またはフロンR134a中に25℃、24時間浸漬した後、15
0℃のオーブン中で1時間加熱したときの外観状態をブリ
スターの有無で観察)および腐食試験(2枚の加硫ゴムシ
ートの間にSPCC板を挾み、150℃のオーブン中に200時間
放置し、SPCC板のさびの有無を観察)を行った。得られ
た結果は、次の表に示される。 表 項 目 比-1 実-1 実-2 比-2 実-3 比-3 [常態物性] 硬 さ (JIS A) 75 76 77 78 78 75 引張強さ (MPa) 20.0 22.5 26.4 29.6 25.1 19.6 伸 び (%) 350 300 240 200 230 190 [浸漬試験;体積変化率] パラフィン油 (%) -3.2 -3.1 -2.9 -2.9 -3.2 +4.2 ナフテン油 (%) +5.2 +5.4 +5.7 +6.1 +5.6 +24.4 ポリグリコール油(%) +1.0 +1.1 +1.1 +1.3 +1.0 -0.9 [フロン試験;ブリスターの有無] R12 なし なし なし なし なし なし R134a あり なし なし あり なし なし [腐食試験;さびの有無] SPCC板 なし なし なし なし なし あり
The vulcanized sheets obtained in the above Examples and Comparative Examples were each measured for physical properties under normal conditions (JIS K-6301).
Compliance), immersion test (measures the volume change rate when immersed in paraffin oil, naphthenic oil, or polyglycol oil as a refrigerating machine oil at 150 ° C for 70 hours), CFC test (CFC
After immersion in R12 or Freon R134a at 25 ° C for 24 hours, 15
Appearance after heating for 1 hour in an oven at 0 ° C is observed with or without blisters) and a corrosion test (an SPCC plate is sandwiched between two vulcanized rubber sheets and left in an oven at 150 ° C for 200 hours) Then, the presence or absence of rust on the SPCC plate was observed). The results obtained are shown in the following table. Table item ratio-1 real-1 real-2 ratio-2 real-3 ratio-3 [Normal physical properties] Hardness (JIS A) 75 76 77 78 78 75 Tensile strength (MPa) 20.0 22.5 26.4 29.6 25.1 19.6 elongation (%) 350 300 240 200 230 190 [Immersion test; volume change rate] Paraffin oil (%) -3.2 -3.1 -2.9 -2.9 -3.2 +4.2 Naphthenic oil (%) +5.2 +5.4 +5.7 +6.1 +5.6 +24.4 Polyglycol oil (%) +1.0 +1.1 +1.1 +1.3 +1.0 -0.9 [Freon test; presence of blister] R12 None None None None None None R134a Yes None None None None None [Corrosion test; presence of rust] SPCC plate No No No No No No Yes

【0022】以上の結果から、各実施例では、フロンR1
2、フロンR134aおよびすべての冷凍機油に対して耐性が
あり、更に金属を腐食させないことが示されている。
From the above results, in each embodiment, CFC R1
2, It is shown to be resistant to Freon R134a and all refrigerating machine oils and not corrode metals.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 9/02 C08K 3/04 C08K 3/36 C08K 5/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 9/02 C08K 3/04 C08K 3/36 C08K 5/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水素添加ニトリルゴムまたはニトリルゴ
ム100重量部当り、いずれも約5〜145重量部のカーボン
ブラックと比表面積約20〜200m2/gのホワイトカーボン
とを約40〜150重量部の合計量で、有機過酸化物約1〜10
重量部と共に含有せしめてなるゴム組成物。
1. A hydrogenated nitrile rubber or 100 parts by weight of nitrile rubber, each containing about 5 to 145 parts by weight of carbon black and about 20 to 200 m 2 / g of white carbon in an amount of about 40 to 150 parts by weight. In total, about 1-10 organic peroxides
A rubber composition contained together with parts by weight.
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