JP3780090B2 - Rubber with silanol - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高減衰性ゴムなどとして利用可能なシラノールをもつゴムに関する。
【0002】
【従来の技術】
地震は一種の振動現象である。そのため、すべったりずれたりして地震のエネルギーから逃げた建築物は壊れない。しかし、あらゆる構造物において地震動に対して固有の振動応答特性を持つため、地震動の特性と構造物の特性を考えうまく順応できるようにすることにより建築物が受ける地震の影響も減少させることが可能となる。現在行われている地震動に対する建築物設計手段のひとつとして建築物と地盤とを絶縁し、地盤の動きが建築物に直接伝わらないように柔らかいばねを入れて、地震エネルギーの建築物への入力を防ぐ方法がある。この柔らかいばねとして免震用積層ゴムが知られいる。この免震用積層ゴムは、常時免圧100KGF/cm2程度で大荷重の建築物を安定に、長期にわたり支持する。そして大地震時には柔らかく変形することによって、衝撃的な地震動を一定な緩やかな変形に帰る性能が要求される。そのため、柔らかく、そしてクリープが生じにくいゴム状弾性に富む天然ゴムが最適な材料として使用されている。
【0003】
現在用いられている積層ゴムは、通常天然ゴム系免震積層ゴムである。天然ゴム系免震積層ゴムは、天然ゴムに充填剤および加硫剤などの配合剤を加えたものであり、これらの配合剤はゴム弾性を生かした配合となっている。また、地震動をさらに減衰させるために別置きダンパーを併用し、地震時にエネルギー消費によって免震積層ゴムの過大な変位を抑えることが可能となる。
【0004】
一般的に用いられるダンパーとして履歴型ダンパーおよび粘性型ダンパーがある。また天然ゴム系免震積層ゴムの中でも、数多く採用されているのが鋼板と天然ゴムとを交互に重ね、加硫および接着した積層ゴムと高純度の鉛プラグから構成されている鉛プラグ入り積層ゴム(LRB)がある。これは、地震時においては、鉛プラグが積層ゴムの中心に封入されていることにより、積層ゴムと一体となり塑性変形を生じる構造となっている。そのため、LRBは免震システムに必要な機能を装置全体に全て合わせ持ったコンパクトな免震装置でもある。
【0005】
鉛金属は他の一般的な金属に比べて低い応力で塑性変形を生じ、また再結晶といった性質を有することにより疲労減少は明確には現れないという特徴を持っている。これにより、LRBは免震構造として必要な免震ゴムの特徴とダンパー機能を一体化した免震支承であり、積層ゴムの特徴と鉛の有する力学的特性を組み合わせたハイブリッド免震支承であるといえる。しかし、金属鉛は無害金属ではないので他の有用な材料が求められている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高減衰性等の特質をもつ新規な有機−無機ハイブリッド体のゴムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のシラノールをもつゴムは、SBR、NBR、BR、EPM、EPDM、CR、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、天然ゴムから選ばれる少なくとも1種からなるゴム本体と該ゴム本体に結合する側鎖とをもち、該側鎖はシラノールのピリジニウム塩からなることを特徴とする。本発明のシラノールをもつゴムは未加硫の状態で飴のように伸び、通常のゴムに配合することにより高減衰特性をもつ。
【0008】
本発明のシラノールをもつゴムにおいて、ゴム本体は、SBR、NBR、BR、EPM、EPDM、CR、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、天然ゴムから選ばれる少なくとも1種からなる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明のシラノールをもつゴムは、ゴム本体とゴム本体に結合する側鎖とをもつ。側鎖はシラノールのピリジニウム塩からなる。ゴム本体は、SBR、NBR、BR、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)、ネオプレンゴム(CR)、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、天然ゴムから選ばれる少なくとも1種からなる。天然ゴムもグラフト重合によりビニルピリジンが所定量以上結合していればシラノールの導入は可能である。
【0010】
シラノールは、例えば、ケイ酸塩のオルトケイ酸ナトリウムや水ガラスを酸処理して得られるシラノールを、ゴム本体の側鎖に突出しているピリジン環に、ピリジニウム塩として結合させることで得ることができる。このシラノールはゴム本体の側鎖の末端に結合されている。より具体的には、ビニルピリジンで変性した合成ゴムの側鎖に存在するピリジン環をハロゲン化アルキルを用いて四級塩化し、前記四級塩に反応させて、四級塩に結合しているハロゲンをシラノールで置換結合させて形成することができる。このピリジン環の四級塩化処理は、ラテックス状の合成ゴムを用いることで溶液状で容易に処理することができる。
【0011】
ゴム本体に含まれるシラノールの量は、20〜30の範囲が好ましい。
シラノール量は、合成ゴムに共重合されているビニルピリジンの量によって左右される。免震性のゴムを合成するには、ビニルピリジン変性合成ゴム中にビニルピリジンが約2%程度共重合されているものを使用するのが好ましい。
また、ピリジン環の結合量が不足する場合は、ゴムにビニルピリジンをグラフト重合して不足分を補うことも可能である。
【0012】
シラノールをゴム本体中のピリジン環に結合させるには、まずピリジン環を四級塩化する。この四級塩化は、ハロゲン化アルキルをピリジン環に反応させて形成する。この反応は、例えば、ピリジン環を含むゴムのラテックスに、ハロゲン化アルキルの溶液を添加しておこなうことで得られる。ハロゲン化アルキルとしては、臭化エチル、臭化プロピル、臭化ブチル、塩化ブチル、塩化プロピルなどが挙げられる。
【0013】
次いで四級塩を形成したラテックスに、酸処理したケイ酸塩を加えて四級塩のハロゲンをシラノールで置換してゴムを単離することで、シラノールを側鎖の末端にもつゴムが2段解で容易に形成できる。
このシラノールを含むゴムは、未架橋時おいてはシラノールが分子間で架橋の役割をして、柔らかく高い伸度をもつ弾性体として抗変形性を示す特性を有する。架橋処理の後においても、後で述べるように天然ゴム以上の破断強度およびヒステリシスロス値を有する。ただ、単独ではセット性には問題がある。
【0014】
このシラノールを含むゴムとシラノールを含まないビニルピリジン変性合成ゴムとを、それぞれ60%天然ゴムに配合した加硫ゴムの物性を比較すると、図1の引張試験に示すようにシラノールをもつゴムを天然ゴムに配合した場合(●印)が、シラノールを含まないピリジン変性合成ゴム(■)より破断伸度および破断強度が高い。また上記両者の引張−戻し試験の伸度を、150%になるまで引張た後、張力を弛めた際に描かれるループ内面積から算出されるヒステリシスロス値の結果を比較すると、図2に示すようにわずかに差があるがほぼ同じとみられ、天然ゴム単独の場合のヒステリシスロス値と比較して(後述の図7のNR10の場合参照)共に大きく高減衰性を有することを示している。
【0015】
この引張−戻し試験を連続3回行った結果(図3シラノールをもつゴム、図4シラノールを含まないピリジン変性合成ゴム)を比較すると、共に1度目より2度目のヒステリシスロス値(ループが描く面積)は減少するがシラノール含有の方は、図3に示すようにヒステリシスロスのピーク値が、図4のシラノールを含まない場合より下がりにくくなるとともに、繰り返しの変形に強くなり(図3に示すように初回の変形位置にほぼ戻る)シラノールの導入によりゴムの物性を向上できることがことが分かる。
【0016】
このシラノールをもつゴム(図5、6中のLATEXに相当)をカーボンブラックを配合した天然ゴム(図5、6中のNRに相当)に配合割合を変えて加硫し、破断強度を調べた結果を図5、図6に示す。図5、図6で下方の曲線がシラノールをもつゴムを含まない場合で、シラノールをもつゴムを添加することにより各配合割合共に引張強度が大きく向上していることが分かる。
【0017】
そこでカーボンブラックを含む天然ゴム(NR)にシラノールをもつゴム(LATEX)の配合比率を0:10〜10:0に変えた各試料について引張−戻し試験をおこなった結果を図7、図8、図9に示す。図7に示すようにシラノールをもつゴムを含まない天然ゴムの場合のみが下方に狭い面積のループを示し低い値である。その結果に基づきヒステリシスロス値の計算をおこなった。計算結果の値を図10の棒グラフに示した。
【0018】
天然ゴム(NR)のみの場合はヒステリシスロス値が約70で100に達しないがシラノールを有するゴム(LATEX)を配合したものはいずれもヒステリシスロス値が150を越え高減衰性を示した。このうち天然ゴム(NR)とシラノールを有するゴム(LATEX)との配合割合が6:4の場合が最も良い値を示した。また、上記以外の割合でシラノールをもつゴムを配合したゴムのヒステリシスロス値は、多少の誤差はあるが図10の棒グラフに示すようにほぼ同じである。
【0019】
したがて、図10に示すようにシラノールをもつゴム自体(LATEX10:0の例)も高い減衰性を有することを示している。このためシラノールをもつゴム自体の減衰性が認められことから、シラノールをもつゴムは新しい免震ゴムへの用途が期待できる。
そこで、上記のシラノールをもつゴムと天然ゴムの配合比(LATEX:NR)を変えて架橋処理した各試料について150%に伸ばす引張−戻し試験の3回おこない3回目のヒステリシスロスの値を図11の棒グラフに示した。配合比がLATEX:NR=4:6およびLATEX:NR=6:4、4:6の比率で配合したゴムが60を越える良い値を示した。また、シラノールをもつゴムの配合量少ないものも50近い値を示した。また、図11の左端の棒グラフは天然ゴムのみの値であり、他の各シラノールをもつゴムを配合したものはいずれも左端の棒グラフより高く、シラノールをもつゴムの配合で天然ゴムより高いヒステリシスロス値を示している。
【0020】
同様にシラノールを含まないゴムとシラノールを含むゴムとを天然ゴムに配合した場合では、シラノールをもつゴムを配合したものの方が高いヒステリシスロス値を示した。
一般的にヒステリシスロスの大きいものはセット性が悪いとされている。そこで上記の各配合比率の試料について圧縮永久歪みの度合いを調べたのが図12の棒グラフである。それによると、シラノールをもつゴムの配合比が少ない10%のものではセット性はコントロールとほとんど変わらなかった。
【0021】
よって、本発明のシラノールをもつゴムは、高減衰性ゴムとして免震ゴム用途として使用可能である。
【0022】
【実施例】
以下、実施例により具体的に説明する。
(実施例1)
市販の水ガラス3号(15.65g)を脱イオン水(1000ml)で希釈し0.08mol/Lのケイ酸塩溶液を調製した。このケイ酸塩溶液(50g)に2Nの硫酸水溶液(1〜1.3ml)を滴下し溶液のpH6〜7として分液ロートに移した。分液ロート内の溶液にテトラヒドロフラン(20ml)と塩化ナトリウム(10g)を添加して、分液ロートを振盪した。その後分液ロートを静置して2層に分離させた後、上層の有機層を分取した。この分離操作を5回繰り返した。
【0023】
ビニルピリジン変性SBR(ビニルピリジンの含有量2%)140gにハロゲン化アルキル(臭化n−プロピル)0.70gをクロロホルム10mlに溶解した液を滴下してピリジンを四級塩とした。この四級塩化した反応溶液に上記で調製したシラノールを含むテトラヒドロフラン液を加えて反応させ、反応液を硫酸4mlを加えて塩析して析出物を2日間乾燥してシラノールをもつSBRゴムの固形物を作製した。
【0024】
シラノールをもつSBRゴム5g、天然ゴム45g(1:9の場合、以下この配合比率を所定の割りに変えて試料の総量を10とした各試料を作製した)の混合物にカーボンブラックSEAST600を20g、活性亜鉛華2.5g、加硫促進剤1g、硫黄1gを配合し、化学機械設計製作所製ロールを用いロール温度を50℃に設定してローラーで練り混みシート状に形成した。練り終わったゴムは1日置いてから今中機械工作所製JSR型のキュラスト(160℃)にかけて加硫時間を算出し、この時間を考慮してプレス機(160℃)にかけ加硫をおこなった。
【0025】
得られた試料はORINTEC社製AR−6000のテンシロン万能試験機を用いて強伸度およびヒステリシスロスを測定した。引張試験の結果を図5、図6、引張−戻し試験の結果を図7、図8、図9に示した。ヒステリシスロスの計算値を図10の棒グラフで示した。
(実施例2)
水ガラス3号(15.65g)を脱イオン水(1000ml)で希釈し0.08mol/Lのケイ酸塩溶液を調製した。このケイ酸塩溶液(50g)に2Nの硫酸水溶液(1〜1.3ml)を滴下し溶液のpH6〜7として分液ロートに移した。分液ロート内の溶液にテトラヒドロフラン(20ml)と塩化ナトリウム(10g)を添加して、分液ロートを振盪する。分液ロートを静置して2層に分離させた後、上層の有機層を分取した。
【0026】
ビニルピリジン変性SBR(ビニルピリジンの含有量2%)200gにハロゲン化アルキル(臭化n−プロピル)0.65gをクロロホルム10mlに溶解した液を滴下してSBRに共重合されている側鎖のピリジンを四級塩化した。この四級塩化処理をした反応溶液に上記で調製したケイ酸を含むテトラヒドロフラン液を加えて四級塩とケイ酸とを反応させた後、反応液に硫酸4mlを加えて塩析して、得られた析出物を2日間乾燥してピリジンの四級塩にケイ酸が結合したシラノール含有SBRゴムの固形物を作製した。
【0027】
得られたシラノール含有合成ゴム5g、天然ゴム45g(1:9の場合、以下この配合比率を所定の割合に変えて各試料を作製した)の混合物にカーボンブラックSEAST600を20g、活性亜鉛華2.5g、加硫促進剤1g、硫黄1gを配合し、化学機械設計製作所製ロールを用いロール温度を50℃に設定してロールで練り混みシート状に形成した。練り終わったゴムは1日置いてから今中機械工作所製JSR型のキュラスト(160℃)にかけて加硫時間を算出し、この時間を考慮してプレス機(160℃)で加硫してカーボン入の試料を作製した。得られた各試料について、150%の伸度まで引張り元に戻す引張−戻し試験を3回おこない3回目のヒステリシスループについて計算したヒステリシスロスの各試料の値を図11の棒グラフに示した。
【0028】
また、セット性を示す圧縮永久歪みは、圧縮永久歪み試験機に各試料のシートをはさみ、70℃、24時間乾燥機に入れて保持した後、試料のシート厚の変化を測定した。結果を図12の棒グラフに示した。
【0029】
【発明の効果】
本発明のシラノールをもつゴムは物性値のヒステリシスロスおよび引張強度は、従来の天然ゴムで作製された免震ゴムの物性値よりも優れている。したがって、本発明のシラノールをもつゴムは、高減衰ゴムとしての使用に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】シラノールをもつゴムと持たないゴムのS−S曲線のグラフである。
【図2】シラノールをもつゴムと持たないゴムのヒステリシスループのグラフである。
【図3】シラノールをもつゴムの3回の引張−戻し試験のグラフである。
【図4】シラノールをもたないゴムの3回の引張−戻し試験のグラフである。
【図5】シラノールをもつゴムと天然ゴムとを配合比を変えて作製した加硫ゴムのS−S曲線のグラフである。
【図6】シラノールをもつゴムと天然ゴムとを配合比を変えて作製した加硫ゴムのS−S曲線のグラフである。
【図7】シラノールをもつゴムと天然ゴムとを配合比を変えて作製した加硫ゴムのヒステリシスループのグラフである。
【図8】シラノールをもつゴムと天然ゴムとを配合比を変えて作製した加硫ゴムのヒステリシスループのグラフである。
【図9】シラノールをもつゴムと天然ゴムとを配合比を変えて作製した加硫ゴムのヒステリシスループのグラフである。
【図10】シラノールをもつゴムと天然ゴムとを配合比を変えて作製した加硫ゴムのヒステリシスループから計算したヒステリシスロスの値を示す棒グラフである。
【図11】シラノールをもつゴムと天然ゴムとを配合比を変えて作製した加硫ゴムのヒステリシスループから計算したヒステリシスロスの値を示す棒グラフである。
【図12】シラノールをもつゴムと天然ゴムとを配合比を変えて作製した加硫ゴムのセット性の値を示す棒グラフである。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber having silanol that can be used as a high-damping rubber or the like.
[0002]
[Prior art]
Earthquake is a kind of vibration phenomenon. Therefore, buildings that slip away or slip away from the energy of the earthquake will not break. However, because every structure has its own vibration response characteristics against earthquake motion, it is possible to reduce the effects of earthquakes on buildings by allowing them to adapt well considering the characteristics of the earthquake motion and the characteristics of the structure. It becomes. Insulating the building and the ground as one of the building design methods for the seismic motion currently in progress, putting soft springs to prevent the ground movement from being transmitted directly to the building, and inputting the seismic energy to the building There is a way to prevent it. Seismic isolation laminated rubber is known as this soft spring. The base isolation laminate rubber, a building large load stable at all times Men圧100 kgf / cm 2 or so, to support long-term. And it is required to have the ability to return shocking ground motion to a constant and gentle deformation by softly deforming during a large earthquake. Therefore, natural rubber rich in rubber-like elasticity that is soft and hardly causes creep is used as an optimum material.
[0003]
The laminated rubber currently used is usually a natural rubber-based seismic isolation laminated rubber. Natural rubber-based seismic isolation laminated rubber is obtained by adding compounding agents such as a filler and a vulcanizing agent to natural rubber, and these compounding agents are compounded using rubber elasticity. In addition, a separate damper is used together to further attenuate the earthquake motion, and it is possible to suppress excessive displacement of the seismic isolation laminated rubber by energy consumption during an earthquake.
[0004]
Hysteretic dampers and viscous dampers are commonly used dampers. In addition, among the natural rubber-based seismic isolation laminated rubber, a lot of adopted ones are laminated with lead plugs composed of laminated rubber and vulcanized and bonded laminated rubber and high-purity lead plugs, which are alternately laminated steel plates and natural rubber. There is rubber (LRB). In the event of an earthquake, the lead plug is enclosed in the center of the laminated rubber, so that it is integrated with the laminated rubber to cause plastic deformation. Therefore, LRB is also a compact seismic isolation device that has all the functions necessary for the seismic isolation system in the entire device.
[0005]
Lead metal has the characteristics that it undergoes plastic deformation at a lower stress than other general metals, and that fatigue reduction does not appear clearly due to the property of recrystallization. As a result, the LRB is a seismic isolation bearing that integrates the features of the seismic isolation rubber necessary for the base isolation structure and the damper function, and is a hybrid seismic isolation bearing that combines the characteristics of laminated rubber and the mechanical properties of lead. I can say that. However, since metallic lead is not a harmless metal, other useful materials are required.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a novel organic-inorganic hybrid rubber having characteristics such as high attenuation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The rubber having silanol of the present invention comprises a rubber main body made of at least one selected from SBR, NBR, BR, EPM, EPDM, CR, butyl rubber, halogenated butyl rubber and natural rubber , and a side chain bonded to the rubber main body. Moreover, the side chain is characterized by comprising a pyridinium salt of silanol. The rubber having silanol of the present invention stretches like a cocoon in an unvulcanized state and has high damping characteristics when blended with ordinary rubber.
[0008]
In the rubber having silanol of the present invention , the rubber body is composed of at least one selected from SBR, NBR, BR, EPM, EPDM, CR, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and natural rubber.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The rubber having silanol of the present invention has a rubber main body and a side chain bonded to the rubber main body. The side chain consists of a pyridinium salt of silanol. The rubber body is made of at least one selected from SBR, NBR, BR, ethylene propylene rubber (EPM, EPDM), neoprene rubber (CR), butyl rubber, halogenated butyl rubber, and natural rubber. As for natural rubber, silanol can be introduced if vinyl pyridine is bonded in a predetermined amount or more by graft polymerization.
[0010]
Silanol can be obtained, for example, by binding silanol obtained by acid treatment of sodium silicate silicate or water glass as a pyridinium salt to a pyridine ring protruding from the side chain of the rubber body. This silanol is bonded to the end of the side chain of the rubber body. More specifically, the pyridine ring present in the side chain of the synthetic rubber modified with vinylpyridine is quaternized with an alkyl halide and reacted with the quaternary salt to bind to the quaternary salt. It can be formed by substitution bonding of halogen with silanol. This quaternary chlorination treatment of the pyridine ring can be easily performed in a solution state by using a latex- like synthetic rubber.
[0011]
The amount of silanol contained in the rubber body is preferably in the range of 20-30.
The amount of silanol depends on the amount of vinylpyridine copolymerized with the synthetic rubber. In order to synthesize a seismic isolation rubber, it is preferable to use a vinylpyridine-modified synthetic rubber in which about 2% of vinylpyridine is copolymerized.
When the amount of pyridine ring bonds is insufficient, it is possible to make up for the shortage by graft polymerization of vinyl pyridine on rubber.
[0012]
In order to bond silanol to the pyridine ring in the rubber body, first, the pyridine ring is quaternized. This quaternary chloride is formed by reacting an alkyl halide with a pyridine ring. This reaction can be obtained, for example, by adding an alkyl halide solution to a rubber latex containing a pyridine ring. Examples of the alkyl halide include ethyl bromide, propyl bromide, butyl bromide, butyl chloride, propyl chloride and the like.
[0013]
Next, by adding an acid-treated silicate to the latex in which the quaternary salt has been formed and substituting the silanol for the halogen of the quaternary salt, the rubber is isolated. Can be easily formed with a solution.
The rubber containing silanol has a characteristic of exhibiting anti-deformability as an elastic body that is soft and has high elongation when silanol plays a role of cross-linking between molecules when uncrosslinked. Even after the crosslinking treatment, as will be described later, it has a breaking strength and a hysteresis loss value that are higher than those of natural rubber. However, there is a problem with setability alone.
[0014]
Comparing the physical properties of vulcanized rubber containing 60% natural rubber with this silanol-containing rubber and vinylpyridine-modified synthetic rubber that does not contain silanol, as shown in the tensile test in FIG. When blended in rubber (marked with ●), the elongation at break and breaking strength are higher than those of pyridine-modified synthetic rubber (■) containing no silanol. Further, when the elongation of the above-described tensile-return test is pulled to 150% and then the hysteresis loss value calculated from the area in the loop drawn when the tension is relaxed is compared, FIG. As shown, although there is a slight difference, it seems to be almost the same, and it shows that both have a large and high attenuation compared to the hysteresis loss value in the case of natural rubber alone (see the case of NR10 in FIG. 7 described later). .
[0015]
Comparing the results of this tensile-return test performed three times in succession (FIG. 3 rubber with silanol, FIG. 4 pyridine-modified synthetic rubber not containing silanol), the hysteresis loss value (the area drawn by the loop) is the first to second. ) Decreases, but the silanol-containing one has a lower hysteresis loss peak value as shown in FIG. 3 than the case of not containing silanol in FIG. 4 and is more resistant to repeated deformation (as shown in FIG. 3). It is understood that the physical properties of rubber can be improved by introducing silanol.
[0016]
The rubber having silanol (corresponding to LATEX in FIGS. 5 and 6) was vulcanized at a different blending ratio to natural rubber (corresponding to NR in FIGS. 5 and 6) blended with carbon black, and the breaking strength was examined. The results are shown in FIGS. 5 and 6, it can be seen that the lower curves do not include rubber having silanol, and that the tensile strength is greatly improved in each compounding ratio by adding rubber having silanol.
[0017]
Therefore, the results of the tensile-return test for each sample in which the blending ratio of the rubber (LATEX) having silanol to the natural rubber (NR) containing carbon black was changed from 0:10 to 10: 0 are shown in FIGS. As shown in FIG. As shown in FIG. 7, only in the case of natural rubber not containing rubber having silanol, a loop with a narrow area is shown below, which is a low value. Based on the result, the hysteresis loss value was calculated. The value of the calculation result is shown in the bar graph of FIG.
[0018]
In the case of natural rubber (NR) alone, the hysteresis loss value was about 70 and did not reach 100, but all of those blended with rubber having a silanol (LATEX) exceeded the hysteresis loss value of 150 and showed a high damping property. Of these, the best value was obtained when the blending ratio of natural rubber (NR) and silanol-containing rubber (LATEX) was 6: 4. Further, the hysteresis loss value of rubber blended with rubber having silanol at a ratio other than the above is almost the same as shown in the bar graph of FIG. 10 with some errors.
[0019]
Therefore, as shown in FIG. 10, it is shown that the rubber itself having silanol (example of LATEX 10: 0) also has a high damping property. For this reason, since the damping property of the rubber itself having silanol is recognized, the rubber having silanol can be expected to be used as a new seismic isolation rubber.
Accordingly, the hysteresis loss value of the third time is shown by performing the third tensile-return test for each sample cross-linked by changing the compounding ratio (LATEX: NR) of the rubber having the silanol and the natural rubber to 150% and FIG. It is shown in the bar graph. The rubber compounded in the ratios of LATEX: NR = 4: 6 and LATEX: NR = 6: 4, 4: 6 showed good values exceeding 60. Moreover, the thing with little compounding quantity of the rubber | gum which has silanol also showed the value close to 50. Further, the bar graph at the left end of FIG. 11 is a value only for natural rubber, and those blended with other rubbers having each silanol are higher than those at the left end, and the hysteresis loss is higher than that of natural rubber by blending rubber with silanol. The value is shown.
[0020]
Similarly, when a rubber not containing silanol and a rubber containing silanol were blended with natural rubber, the one blended with a rubber having silanol showed a higher hysteresis loss value.
In general, it is considered that a set having a large hysteresis loss is poor in setability. Therefore, the bar graph of FIG. 12 shows the degree of compression set for the samples having the above-described blending ratios. According to this, the setability was almost the same as that of the control when the blend ratio of the rubber having silanol was 10%.
[0021]
Therefore, the rubber having silanol of the present invention can be used as a high damping rubber for seismic isolation rubber.
[0022]
【Example】
Hereinafter, specific examples will be described.
Example 1
Commercially available water glass No. 3 (15.65 g) was diluted with deionized water (1000 ml) to prepare a 0.08 mol / L silicate solution. To this silicate solution (50 g), 2N aqueous sulfuric acid solution (1 to 1.3 ml) was added dropwise to adjust the pH of the solution to 6 to 7, and the solution was transferred to a separatory funnel. Tetrahydrofuran (20 ml) and sodium chloride (10 g) were added to the solution in the separatory funnel, and the separatory funnel was shaken. Thereafter, the separatory funnel was allowed to stand and separated into two layers, and then the upper organic layer was separated. This separation operation was repeated 5 times.
[0023]
A solution obtained by dissolving 0.70 g of an alkyl halide (n-propyl bromide) in 10 ml of chloroform was added dropwise to 140 g of vinylpyridine-modified SBR (vinylpyridine content: 2%) to form pyridine as a quaternary salt. The tetrahydrofuran solution containing silanol prepared above was added to the quaternized chlorinated reaction solution to cause the reaction, 4 ml of sulfuric acid was added to salt out, the precipitate was dried for 2 days, and the solid of SBR rubber having silanol was solidified. A product was made.
[0024]
20 g of carbon black SEAST600 was added to a mixture of 5 g of SBR rubber having silanol and 45 g of natural rubber (in the case of 1: 9, each sample was prepared by changing the blending ratio to a predetermined percentage and making the total amount of the sample 10). 2.5 g of activated zinc flower, 1 g of vulcanization accelerator, and 1 g of sulfur were blended, and the roll temperature was set to 50 ° C. using a roll manufactured by Chemical Machinery Design Manufacturing Co., Ltd. and kneaded with a roller to form a sheet. The finished rubber was left for one day, then the vulcanization time was calculated by applying JSR type Clastast (160 ° C) made by Imachu Machinery Co., Ltd. and taking into account this time, it was vulcanized by pressing machine (160 ° C). .
[0025]
The obtained samples were subjected to measurement of high elongation and hysteresis loss using an AR-6000 Tensilon universal testing machine manufactured by ORINTEC. The results of the tensile test are shown in FIGS. 5 and 6, and the results of the tensile-return test are shown in FIGS. 7, 8, and 9. The calculated value of hysteresis loss is shown by the bar graph in FIG.
(Example 2)
Water glass No. 3 (15.65 g) was diluted with deionized water (1000 ml) to prepare a 0.08 mol / L silicate solution. To this silicate solution (50 g), 2N aqueous sulfuric acid solution (1 to 1.3 ml) was added dropwise to adjust the pH of the solution to 6 to 7, and the solution was transferred to a separatory funnel. Tetrahydrofuran (20 ml) and sodium chloride (10 g) are added to the solution in the separatory funnel and the separatory funnel is shaken. After separating the separatory funnel into two layers, the upper organic layer was separated.
[0026]
Side chain pyridine copolymerized with SBR by dropwise adding a solution of 0.65 g of alkyl halide (n-propyl bromide) in 10 ml of chloroform to 200 g of vinylpyridine-modified SBR (vinylpyridine content 2%) Was quaternized. After adding the tetrahydrofuran solution containing silicic acid prepared above to the reaction solution subjected to the quaternary chlorination treatment, the quaternary salt and silicic acid are reacted, and 4 ml of sulfuric acid is added to the reaction solution for salting out. The resulting precipitate was dried for 2 days to prepare a silanol-containing SBR rubber solid in which silicic acid was bound to a pyridine quaternary salt.
[0027]
20 g of carbon black SEAST600 was added to a mixture of 5 g of the resulting silanol-containing synthetic rubber and 45 g of natural rubber (in the case of 1: 9, each sample was prepared by changing this blending ratio to a predetermined ratio), and activated zinc white2. 5 g, 1 g of a vulcanization accelerator, and 1 g of sulfur were blended, and the roll temperature was set to 50 ° C. using a roll manufactured by Chemical Machinery Design Manufacturing Co., Ltd. and kneaded with the roll to form a sheet. After the rubber has been kneaded for one day, the vulcanization time is calculated by applying JSR type Clastast (160 ° C) made by Imachu-Machinery Co., Ltd. A sample was prepared. For each of the obtained samples, the tensile-return test for returning to the original tension until 150% elongation was performed three times, and the values of the hysteresis loss calculated for the third hysteresis loop are shown in the bar graph of FIG.
[0028]
In addition, the compression set showing the setability was measured by measuring the change in the sheet thickness of the sample after holding the sheet of each sample in a compression set tester and holding it in a dryer at 70 ° C. for 24 hours. The results are shown in the bar graph of FIG.
[0029]
【The invention's effect】
The rubber having silanol of the present invention is superior in physical property value to hysteresis loss and tensile strength than those of conventional seismic isolation rubber made of natural rubber. Therefore, the rubber having silanol of the present invention is useful for use as a high damping rubber.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph of SS curves of rubber with and without silanol.
FIG. 2 is a graph of hysteresis loops of rubber with and without silanol.
FIG. 3 is a graph of three tensile-return tests for rubber with silanol.
FIG. 4 is a graph of three tensile-return tests for rubber without silanol.
FIG. 5 is a graph of an SS curve of a vulcanized rubber produced by changing the compounding ratio of rubber having silanol and natural rubber.
FIG. 6 is a graph of SS curves of vulcanized rubber produced by changing the compounding ratio of rubber having silanol and natural rubber.
FIG. 7 is a graph of a hysteresis loop of vulcanized rubber produced by changing the compounding ratio of rubber having silanol and natural rubber.
FIG. 8 is a graph of a hysteresis loop of vulcanized rubber produced by changing the compounding ratio of rubber having silanol and natural rubber.
FIG. 9 is a graph of hysteresis loops of vulcanized rubber produced by changing the compounding ratio of rubber having silanol and natural rubber.
FIG. 10 is a bar graph showing a hysteresis loss value calculated from a hysteresis loop of a vulcanized rubber produced by changing the compounding ratio of rubber having silanol and natural rubber.
FIG. 11 is a bar graph showing the value of hysteresis loss calculated from the hysteresis loop of vulcanized rubber produced by changing the compounding ratio of rubber having silanol and natural rubber.
FIG. 12 is a bar graph showing setability values of vulcanized rubber produced by changing the compounding ratio of rubber having silanol and natural rubber.

Claims (1)

SBR、NBR、BR、EPM、EPDM、CR、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、天然ゴムから選ばれる少なくとも1種からなるゴム本体と該ゴム本体に結合する側鎖とをもち、該側鎖はシラノールのピリジニウム塩からなることを特徴とするシラノールをもつゴム。 SBR, NBR, BR, EPM, EPDM, CR, butyl rubber, halogenated butyl rubber, natural rubber and at least one rubber main body and a side chain bonded to the rubber main body, the side chain is a silanol pyridinium A rubber with silanol, characterized by consisting of salt.
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