JP5002212B2 - パーオキサイド架橋用組成物およびそれからなる成形品、耐燃料透過性シール材 - Google Patents
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Description
(式中、構造単位M1はVdF(m1)由来の構造単位であり、構造単位M2は含フッ素エチレン性単量体(m2)由来の構造単位であり、構造単位N1は単量体(m1)および単量体(m2)と共重合可能な単量体(n1)由来の繰り返し単位である)
また、単量体(n1)としては、架橋部位を与える単量体が好ましい。
CY1 2=CY1−Rf 1CHR1X1 (2)
(式中、Y1は、水素原子、フッ素原子または−CH3、Rf 1は、フルオロアルキレン基、パーフルオロアルキレン基、フルオロポリオキシアルキレン基またはパーフルオロポリオキシアルキレン基であり、該フルオロアルキレン基、パーフルオロアルキレン基には、エーテル結合性酸素原子を含んでいてもよく、R1は、水素原子または−CH3、X1は、ヨウ素原子または臭素原子)
で表されるヨウ素または臭素含有単量体、一般式(3):
CF2=CFO(CF2CF(CF3)O)m(CF2)n−X2 (3)
(式中、mは、0〜5の整数、nは、1〜3の整数、X2は、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、臭素原子、ヨウ素原子)
で表される単量体、一般式(4):
CH2=CH(CF2)pI (4)
(式中、pは1〜10の整数)
で表される単量体などがあげられ、たとえば特公平5−63482号公報、特開平7−316234号公報に記載されているようなパーフルオロ(6,6−ジヒドロ−6−ヨード−3−オキサ−1−ヘキセン)やパーフルオロ(5−ヨード−3−オキサ−1−ペンテン)などのヨウ素含有単量体、特開平4−217936号公報記載のCF2=CFOCF2CF2CH2Iなどのヨウ素含有単量体、特開昭61−55138号公報に記載されている4−ヨード−3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテンなどのヨウ素含有単量体、特開平4−505341号公報に記載されている臭素含有単量体、特開平4−505345号公報、特開平5−500070号公報に記載されているようなシアノ基含有単量体、カルボキシル基含有単量体、アルコキシカルボニル基含有単量体などがあげられる。これらをそれぞれ単独で、または任意に組合わせて用いることができる。
(式中、構造単位M3はTFE(m3)由来の構造単位であり、構造単位M4はプロピレン(m4)由来の構造単位であり、構造単位N2は単量体(m3)および単量体(m4)と共重合可能な単量体(n2)由来の繰り返し単位である)
(式中、構造単位M5はTFE(m5)由来の構造単位であり、構造単位M6はPAVEやパーフルオロ(アルコキシビニルエーテル)(m6)由来の構造単位であり、構造単位N3は単量体(m5)および単量体(m6)と共重合可能な単量体(n3)由来の繰り返し単位である)
CmF2m+1−CnH2n− (7)
(式中、mは1〜20、好ましくは2〜10の整数であり、nは1〜10の整数である。)
で表される基、あるいは、一般式(8):
R2−CmF2m−CnH2n− (8)
(式中、mは1〜20、好ましくは2〜10の整数であり、R2はアルキル基、アルケニル基、またはアリール基であり、nは1〜10の整数である。)
で表される基であることが好ましい。また、本発明で用いるパーオキサイド架橋剤、パーオキサイド架橋助剤による架橋反応が可能であることから、シリコーン生ゴム中のケイ素原子に結合する基は、前記のアルケニル基;前記のアクリル含有有機基等の脂肪族不飽和結合含有基が好ましい。
状シリカ微粉末、溶融シリカ微粉末、沈降性シリカ微粉末、煙霧状酸化チタン微粉末が例示され、特に、BET比表面積が少なくとも50m2/gである煙霧状シリカ微粉末であることが好ましい。また、助剤としては、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン;メチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン等のクロロシラン;ヘキサメチルジシラザン等のシラザン;分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサンオリゴマー、分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルビニルシロキサンオリゴマー、分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルフェニルシロキサンオリゴマー等のシロキサンオリゴマーが例示される。
R3 aSi(OR4)(4-a) (9)
(式中、R3はアルケニル基を除く置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、R4は炭素数4以下のアルキル基であり、aは0、1または2である。)
で表される有機ケイ素化合物もしくはその部分加水分解縮合物および/またはオルガノハイドロジェンポリシロキサン、縮合反応用触媒、および必要に応じてその他の架橋剤からなる縮合反応性組成物(以下、組成物(I)とする)、および一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および付加反応用触媒からなる付加反応性組成物(以下、組成物(II)とする)があげられる。
R5R3 bSi(OR4)(3-b) (10)
で表される有機ケイ素化合物またはその部分加水分解縮合物を配合してもよい。
式中、R5はアルケニル基、エポキシ含有有機基、アミノ含有有機基、およびアクリル含有有機基からなる群から選択される基である。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基が例示され、エポキシ含有有機基としては、3−グリシドキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、4−オキシラニルブチル基が例示され、アミノ含有有機基としては、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基が例示され、アクリル含有有機基としては、3−メタクリロキシプロピル基、3−アクリロキシプロピル基が例示される。これらの中でも、フッ素ゴムのパーオキサイド架橋反応において反応性を有することから、アルケニル基、アクリル含有有機基が好ましく、ビニル基、アリル基、ヘキセニル基、3−メタクリロキシプロピル基がより好ましい。
また、bは0または1である。
JIS K 6251に準拠し、切断時引張応力(TSb)と切断時伸び(Eb)を求めた。試験片はダンベル状4号形を用いた。
JIS K 6253に準拠し、タイプAデュロメータ硬さ(HA)を求めた。
JIS K 6262に準拠し、圧縮ひずみ25%、試験温度150℃(または175℃、200℃)、試験時間70時間の条件で求めた。試験片はリング状(P24)のものを用いた。また、圧縮永久歪み試験(70h、150℃)に使用した試料片を観察し、加熱後の着色の有無を判定した。
JIS K 6261に準拠し、低温弾性回復試験(TR試験)により評価した。収縮率が10%になる温度(TR10)で表した。
ASTM E 96を参考にして、透過カップによる重量法で求めた。燃料油としてはCE10(イソオクタン45vol%、トルエン45vol%、エタノール10 vol%)を用い、40℃にて測定した。燃料透過性(g・mm/m2・day)は、透過速度が定常状態になった後、次式により、試料厚さと面積で換算して計算した。
内容積3LのSUS316製オートクレーブに、純水1.0Lおよび乳化剤としてC7F15COONH4 2.0g、pH調整剤としてリン酸水素二ナトリウム12水塩 0.09gを仕込み、系内を窒素ガスで充分に置換した後、600rpmで攪拌しながら、80℃に昇温し、VdF/TFE/パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(以下、PMVEという)のモノマー混合物(モル比70/5/25)を内圧が1.57MPaになるように圧入した。次いで、過硫酸アンモニウム(以下、APSという)の5mg/mL水溶液4mLを窒素圧で圧入して反応を開始した。
8−ベンジル−1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセニウムクロライド(DBU−B)
ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド(BTPPC)
テトラフェニルホスホニウムクロリド(TPPC)
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25B)
トリアリルイソシアヌレート(TAIC)
東レ・ダウコーニング株式会社製のSE1185U(JIS K 6249:2003「未硬化及び硬化シリコーンゴムの試験方法」で規定の平行板可塑度計(ウイリアムプラストメータ)による可塑度(25℃、4.2gの球状試料、3分後)の値が158である分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合生ゴムとBET比表面積が200m2/gである煙霧状シリカ微粉末からなるコンパウンド)
合成例1(球状のシリコーンゴム粉末(SR2)の調製)
平均式:HO[(CH3)2SiO]45Hで示されるジメチルポリシロキサン86.4重量部、平均式:(CH3)3SiO[(CH3)HSiO]40Si(CH3)3である分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン9.1重量部および3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン4.3重量部を均一に混合した。次に、この混合物をポリオキシエチレンラウリルエーテル5重量部と純水100重量部からなる水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した後、純水158重量部を加えて希釈して縮合反応架橋性シリコーン組成物のエマルジョンを調製した。
平均式:HO[(CH3)2SiO]45Hで示されるジメチルポリシロキサン88.0重量部、平均式:(CH3)3SiO[(CH3)HSiO]40Si(CH3)3である分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン9.3重量部およびビニルトリメトキシシラン2.7重量部を均一に混合した。次に、この混合物をポリオキシエチレンラウリルエーテル5重量部と純水100重量部からなる水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した後、純水200重量部を加えて希釈して縮合反応架橋性シリコーン組成物のエマルジョンを調製した。
平均式:HO[(CH3)2SiO]45Hで示されるジメチルポリシロキサン86.4重量部、平均式:(CH3)3SiO[(CH3)HSiO]40Si(CH3)3である分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン9.1重量部および3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン4.5重量部を均一に混合した。次に、この混合物をポリオキシエチレンラウリルエーテル5重量部と純水100重量部からなる水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した後、純水200重量部を加えて希釈して縮合反応架橋性シリコーン組成物のエマルジョンを調製した。
平均式:HO(Si(CH3)(CH2CH2CF3)O)3.6Hで示されるメチル(3,3,3−トリフロロプロピル)ポリシロキサン75.5重量部、テトラエトキシシランを部分加水分解縮合反応してなる、平均構造式:(C2H5O)12Si5O4で示されるエチルポリシリケート20.0重量部、および3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン4.5重量部を均一に混合した。次に、この混合物をポリオキシエチレンラウリルエーテル5重量部と純水30重量部からなる水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した後、純水158重量部を加えて希釈して縮合反応架橋性シリコーン組成物のエマルジョンを調製した。
フッ素ゴム100重量部、シリコーン生ゴムSR1 43重量部、TPPC 0.4重量部、TAIC 5.7重量部およびパーヘキサ25B 2.1重量部を、2本ロールを用いて混練した。ついで、得られたコンパウンドを真空引き下で160℃、10分間プレス架橋し、さらに180℃、4時間オーブン架橋して架橋成形品を得た。この架橋成形品を用いて各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表1に示す。
TPPCを用いなかった以外は実施例1と同様にして混練、架橋し、架橋成形品を得た。この架橋成形品を用いて各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表1に示す。
フッ素ゴム100重量部、架橋済みシリコーンゴム微粒子SR2 43重量部、TAIC 4.0重量部およびパーヘキサ25B 1.5重量部は固定とし、さらに、ホスホニウム塩と塩基性フィラーを表2に示したような割合で配合し、前述と同様に混練、架橋し、各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表2に示す。
TPPCを用いなかった以外は実施例2と同様にして混練、架橋し、架橋成形品を得た。この架橋成形品を用いて各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表2に示す。
フッ素ゴム100重量部、TAIC 4.0重量部、パーヘキサ25B 1.5重量部およびBTPPC0.4重量部は固定とし、架橋済みシリコーンゴム微粒子SR2を表3に示したような割合で配合し、前述と同様に混練、架橋し、各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表3に示す。
フッ素ゴム100重量部、BTPPC0.4重量部、TAIC 4.0重量部およびパーヘキサ25B 1.5重量部を前述と同様にして混練、架橋し、架橋成形品を得た。この架橋成形品を用いて各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表3に示す。
フッ素ゴム100重量部、架橋済みシリコーンゴム微粒子SR3 43重量部、TPPC 0.4重量部、TAIC 4.0重量部およびパーヘキサ25B 1.5重量部を、前述と同様に混練、架橋し、各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表4に示す。
TPPCを用いなかった以外は実施例9と同様にして混練、架橋し、架橋成形品を得た。この架橋成形品を用いて各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表4に示す。
フッ素ゴム100重量部、架橋済みシリコーンゴム微粒子SR4 43重量部、TAIC 4.0重量部およびパーヘキサ25B 1.5重量部は固定とし、さらに、オニウム塩を表4に示したような割合で配合し、前述と同様に混練、架橋し、各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表5に示す。
TPPCを用いなかった以外は実施例10と同様にして混練、架橋し、架橋成形品を得た。この架橋成形品を用いて各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表5に示す。
フッ素ゴム 100重量部、架橋済みシリコーンゴム微粒子SR5 49重量部、BTPPC 0.5重量部、TAIC 4.0重量部およびパーヘキサ25B 1.5重量部を、前述と同様に混練、架橋し、各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表6に示す。
BTPPCを用いなかった以外は実施例14と同様にして混練、架橋し、各種ゴム物性の試験をおこなった。試験結果を表6に示す。
Claims (6)
- (A)パーオキサイド架橋可能なフッ素ゴム、(B)シリコーン生ゴムまたはシリコーンゴム組成物を架橋したシリコーンゴム架橋粒子であるシリコーンゴム、および(C)ホスホニウム塩を含むパーオキサイド架橋用組成物。
- (A)成分100重量部に対して、(B)成分が5〜200重量部、(C)成分が0.01〜15重量部である請求項1記載のパーオキサイド架橋用組成物。
- (B)成分のシリコーンゴム架橋粒子が、ゴム中のケイ素原子に脂肪族不飽和結合含有基を有する粒子である請求項1または2記載のパーオキサイド架橋用組成物。
- (B)成分が、該ゴム中のケイ素原子にフッ素含有一価炭化水素基を有する請求項1〜3のいずれかに記載のパーオキサイド架橋用組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のパーオキサイド架橋用組成物をパーオキサイド架橋して得られる成形品。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のパーオキサイド架橋用組成物をパーオキサイド架橋して得られる耐燃料透過性シール材。
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