JP6211854B2 - Rubber composition and method for improving rubber permanent compression strain - Google Patents
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Description
この発明はカルボキシル基含有アクリルゴムの組成物ならびに当該ゴムの永久圧縮ひずみ性の改良方法に関する。さらに詳しくは、カルボキシル基含有アクリルゴムに、架橋剤としてヘキサメチレンジアミンカーバメートと、加硫活性剤として2−メルカプトベンゾチアゾールのアミン塩であって、アミンが、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンから選択された塩を含有するゴム組成物ならびに当該ゴムの永久圧縮ひずみ性の改良方法に関する。以下、この明細書で、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7をDBU、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5をDBN、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンをDABCOと称することがある。 The present invention relates to a composition of a carboxyl group-containing acrylic rubber and a method for improving the permanent compression strain of the rubber. More specifically, the carboxyl group-containing acrylic rubber is an amine salt of hexamethylenediamine carbamate as a crosslinking agent and 2-mercaptobenzothiazole as a vulcanization activator, and the amine is 1,8-diazabicyclo [5.4.0]. Rubber composition containing a salt selected from undecene-7,1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5,1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and improvement of permanent compression strain of the rubber Regarding the method. Hereinafter, in this specification, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 is DBU, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 is DBN, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane. May be referred to as DABCO.
アクリルゴムはアクリル酸エステル重合物を共架橋性モノマーで架橋させたものであり、特に重要な2-クロロエチルビニルエーテルとの共重合体はACMと、アクリロニトリルとの共重合体はANMと呼ばれている。ACMの特徴として、耐熱油性、耐熱老化性、耐侯性に優れている反面、スコーチ安定性が不充分、常態での引張強度が低い、ロ−ル粘着が大きい、耐寒性が不充分、といった点が欠点とされている。用途としては、耐熱性と耐油性を備えているところから、自動車用オイルホースやガスケット、パッキン、船舶関連シールなどに賞用されている。 Acrylic rubber is obtained by crosslinking an acrylic ester polymer with a co-crosslinking monomer. A particularly important copolymer with 2-chloroethyl vinyl ether is called ACM, and a copolymer with acrylonitrile is called ANM. Yes. The characteristics of ACM are excellent heat resistance, heat aging resistance, and weather resistance, but scorch stability is insufficient, normal tensile strength is low, roll adhesion is large, and cold resistance is insufficient. Is a drawback. Because it has heat resistance and oil resistance, it is used for automobile oil hoses, gaskets, packings, ship-related seals, etc.
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これらのゴムの架橋には、加硫活性剤として塩基性のジフェニルグアニジンや、ジ(o−トリル)グアニジンが知られている。ここで、特許文献1によれば、各種アクリレート系のゴムに、非芳香族アミン、DBUなどのアミジン、ならびにそれらの塩から選択される少なくとも1種の加硫促進剤を配合して、グアニジンを含まない混合物を開示している。 For the crosslinking of these rubbers, basic diphenylguanidine and di (o-tolyl) guanidine are known as vulcanization activators. According to Patent Document 1, at least one vulcanization accelerator selected from non-aromatic amines, amidines such as DBU, and salts thereof is blended with various acrylate rubbers, and guanidine is added. Disclosed mixtures are disclosed.
同じく特許文献1によれば、文番号0005以降で、「良好な耐屈曲性および伸びが必要とされる場合には、ジフェニルグアニジン(DPG)が、または最良の圧縮永久歪みが求められる場合には、ジ−o−トリルグアニジン(DOTG)が好ましい」、次いで「促進剤としてグアニジンを含有する系はよく知られているが、これらのグアニジンは、それらの危険性についてずっと国民的論議の対象であった。」、との記載があることから、永久圧縮ひずみの改良には加硫活性剤として塩基性のジフェニルグアニジンや、ジ(o−トリル)グアニジンが知られているものの、これらのグアニジン系化合物は発がん性が推定されるなど、衛生学的な要請で使用が制限されるという問題点が理解される。 Similarly, according to Patent Document 1, the sentence number 0005 and after, "If good flex resistance and elongation are required, diphenylguanidine (DPG) or the best compression set is required. , Di-o-tolylguanidine (DOTG) is preferred ", then" systems containing guanidine as a promoter are well known, but these guanidines have been a subject of much public debate about their dangers. In order to improve the permanent compression strain, basic diphenylguanidine and di (o-tolyl) guanidine are known as vulcanization activators, but these guanidine compounds It is understood that there is a problem that its use is limited by hygienic requirements, such as carcinogenicity is estimated.
アクリルゴム用の加硫活性剤として、DBU,DBNが単独または塩の形で作用することは、特許文献2に開示されているが、塩についての具体的な記載はない。また特許文献3によれば、アクリルゴムに、架橋剤としてヘキサメチレンジアミンカーバメートに例示されるポリアミン化合物と、加硫活性剤としてDBUに例示されるジアザビシクロアルケンを配合したアクリルゴム組成物が開示されている。 Although it is disclosed in Patent Document 2 that DBU and DBN act alone or in the form of a salt as a vulcanization activator for acrylic rubber, there is no specific description of the salt. Patent Document 3 discloses an acrylic rubber composition in which an acrylic rubber is blended with a polyamine compound exemplified by hexamethylenediamine carbamate as a crosslinking agent and a diazabicycloalkene exemplified by DBU as a vulcanization activator. Has been.
また、特許文献4の請求項2には、加硫剤としてのジアミン化合物および加硫促進剤としてのグアニジン類、DBU,DBNまたはこれらの塩が配合されたカルボキシル基含有アクリル系エラストマーに、さらにメルカプトベンツイミダゾール類を配合してなるアクリル系エラストマー組成物が開示されており、系内でメルカプトベンツイミダゾールとDBUの塩の生成が想定されている。特許文献5には、この発明の要件である2−メルカプトベンゾチアゾールとDBUの塩が開示され、エピクロルヒドリンゴムの架橋に使用されている。 Further, in claim 2 of Patent Document 4, a carboxylic compound containing a diamine compound as a vulcanizing agent and a guanidine, DBU, DBN or a salt thereof as a vulcanization accelerator is further added to a mercapto-containing acrylic elastomer. An acrylic elastomer composition obtained by blending benzimidazoles is disclosed, and the formation of a salt of mercaptobenzimidazole and DBU is assumed in the system. Patent Document 5 discloses a salt of 2-mercaptobenzothiazole and DBU, which is a requirement of the present invention, and is used for crosslinking of epichlorohydrin rubber.
従来のカルボキシル基含有アクリルゴム用の配合において、特許文献2に開示の、架橋剤としてヘキサメチレンジアミンカーバメートに例示されるポリアミン化合物と、加硫活性剤としてDBUに例示されるジアザビシクロアルケンを配合したアクリルゴム組成物では、スコーチ安全性が劣るという欠点があった。また、DBU等は強塩基性液体であるので、これを単独で取り扱う場合、計量などの取り扱いに難点があった。この発明は毒性の問題があるジフェニルグアニジンや、ジ(o−トリル)グアニジンを使用することなく、特に永久圧縮ひずみにおいて同等の物性を有する加硫系を提供することを目的とする。 In the conventional compounding for carboxyl group-containing acrylic rubber, polyamine compound exemplified by hexamethylenediamine carbamate as a crosslinking agent and diazabicycloalkene exemplified by DBU as a crosslinking agent disclosed in Patent Document 2 The acrylic rubber composition has a drawback that the scorch safety is poor. Moreover, since DBU etc. are strong basic liquids, when handling this alone, there existed a difficulty in handling, such as measurement. The object of the present invention is to provide a vulcanization system having equivalent physical properties, particularly in permanent compression strain, without using diphenylguanidine or di (o-tolyl) guanidine which has a problem of toxicity.
この発明は、カルボキシル基含有アクリルゴムの加硫系に関し、衛生学的な要請で使用が制限されているグアニジン類を使用することなく、加硫速度とスコーチ安全性を改良するものであり、その構成はカルボキシル基含有アクリルゴムに、架橋剤としてヘキサメチレンジアミンカーバメートと、加硫活性剤として2−メルカプトベンゾチアゾールのアミン塩であって、アミンが、DBU、DBN、DABCOから選択された塩を含有するゴム組成物である。 The present invention relates to a vulcanization system for carboxyl group-containing acrylic rubber , and improves vulcanization speed and scorch safety without using guanidines whose use is restricted due to hygienic requirements. Constitution is a carboxyl group-containing acrylic rubber , hexamethylenediamine carbamate as a crosslinking agent, and an amine salt of 2-mercaptobenzothiazole as a vulcanization activator, the amine containing a salt selected from DBU, DBN, DABCO It is a rubber composition.
この組成物は、従来の問題点であるカルボキシル基含有アクリルゴムの加硫速度と永久圧縮ひずみ性を改良したゴム組成物となる。なお、特許文献5にはこの発明と同一の構成である2−メルカプトベンゾチアゾールとDBUの塩が記載されているが、カルボキシル基含有アクリルゴムの永久圧縮ひずみ性やカルボキシル基含有アクリルゴムの改良に適用される記載はない。 This composition becomes a rubber composition in which the vulcanization rate and permanent compression strain of the carboxyl group-containing acrylic rubber , which are conventional problems, are improved. Incidentally, the patent Salts of 2-mercaptobenzothiazole and DBU in the same configuration as the present invention have been described in the literature 5, the permanent compressive strain resistance and the carboxyl group-containing modified acrylic rubber of the carboxyl group-containing acrylic rubber There are no applicable statements.
この発明の組成物に関し、ヘキサメチレンジアミンカーバメートの配合量はゴム100重量部に対して、0.1から4重量部、好ましくは0.3から2重量部である。また、2−メルカプトベンゾチアゾールのDBU、DBN、DABCOの各塩の配合量はゴム100重量部に対して、0.1から10重量部、好ましくは0.3から6重量部である。10重量部を超えて配合した場合、格段の効果はなくコストの点で好ましくない。 In the composition of the present invention, the amount of hexamethylenediamine carbamate is 0.1 to 4 parts by weight, preferably 0.3 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of rubber. The compounding amount of each salt of DBU, DBN and DABCO of 2-mercaptobenzothiazole is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.3 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of rubber. When it mixes exceeding 10 weight part, there is no remarkable effect and it is not preferable at the point of cost.
このゴム組成物にはカーボンブラック、および架橋剤以外に、ゴム業界で使用される配合剤を配合することができる。この配合剤としては、例えば、シリカ等の補強性充填剤、炭酸カルシウムやクレーなどの非補強性充填材、ワックス等の老化防止剤、光安定剤、スコーチ防止剤、可塑剤、粘着付与剤、加工助剤、滑剤、潤滑剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤、シランカップリング剤、架橋遅延剤等のゴム用配合剤が例示される。これらの配合剤は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されず、配合目的に応じた量を適宜配合することができる。 In addition to carbon black and a crosslinking agent, a compounding agent used in the rubber industry can be blended with the rubber composition. Examples of this compounding agent include reinforcing fillers such as silica, non-reinforcing fillers such as calcium carbonate and clay, anti-aging agents such as wax, light stabilizers, scorch inhibitors, plasticizers, tackifiers, Examples include rubber compounding agents such as processing aids, lubricants, lubricants, flame retardants, antistatic agents, colorants, silane coupling agents, and crosslinking retarders. These compounding agents are not particularly limited as long as they do not impair the effects of the present invention, and can be appropriately compounded in amounts according to the compounding purpose.
この発明によると、カルボキシル基含有アクリルゴムにおいて加硫速度が速く、永久圧縮ひずみ性に優れた加硫物が得られる。 According to the present invention, a vulcanizate having a high vulcanization rate and excellent permanent compression strain can be obtained in the carboxyl group-containing acrylic rubber .
以下に本発明の実施例を示すが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。 Examples of the present invention are shown below, but the scope of the present invention is not limited thereto.
製造例
特許文献5の製造例に準じて、2−メルカプトベンゾチアゾールのDBU塩、DBN塩、DABCO塩を製造した。これを下記に記載のとおり、加硫試験に供した。
Production Example According to the production example of Patent Document 5, DBU salt, DBN salt and DABCO salt of 2-mercaptobenzothiazole were produced. This was subjected to a vulcanization test as described below.
加硫試験例
カルボキシル基ACM 100部に、カーボンブラックFEF 50部、ステアリン酸 1部からなる試験用基本ゴムに、記載の薬剤を所定重量部混練してJISK6300−2(2010)に従って未加硫ゴムの物理試験を実施した。また表に記載の条件でJISK6262(2006)に従って加硫ゴムの永久圧縮歪み試験を実施した。実施例を表1に、比較例を表2に記載した。
Example of vulcanization test 100 parts of carboxyl group ACM, 50 parts of carbon black FEF and 1 part of stearic acid were mixed with a predetermined part by weight of the above-mentioned chemicals and unvulcanized rubber according to JISK6300-2 (2010). Physical tests were conducted. Moreover, the permanent compression strain test of the vulcanized rubber was implemented according to JISK6262 (2006) under the conditions described in the table. Examples are shown in Table 1 and Comparative Examples are shown in Table 2.
記載薬剤の略号は、以下のとおりである。
HMDAC:ヘキサメチレンジアミンカーバメート
M-DBU:2−メルカプトベンゾチアゾールのDBU塩
M-DABCO:2−メルカプトベンゾチアゾールのDABCO塩
M-DBN:2−メルカプトベンゾチアゾールのDBN塩
DOTG:1,3−ジーO−トリルグアニジン
MBT:2−メルカプトベンゾチアゾール
CMBT:2−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩
DABCO:1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン
MBI:2−メルカプトベンゾイミダゾール
DBU−BA:安息香酸のDBU塩
Abbreviations of listed drugs are as follows.
HMDAC: Hexamethylenediamine carbamate M-DBU: DBU salt of 2-mercaptobenzothiazole M-DABCO: DABCO salt of 2-mercaptobenzothiazole M-DBN: DBN salt of 2-mercaptobenzothiazole DOTG: 1,3-di-O -Tolylguanidine MBT: 2-mercaptobenzothiazole CMBT: cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole DABCO: 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane MBI: 2-mercaptobenzimidazole DBU-BA: DBU salt of benzoic acid
実施例から、架橋剤としてジアミンカーバメートを、加硫活性剤として2−メルカプトベンゾチアゾールのDBU塩、DBN塩、DABCO塩を適用した加硫系ではいずれも加硫の立ち上がりや圧縮永久歪み試験の結果が良好であった。それに対して、比較例1から、架橋剤としてジアミンカーバメートのみで加硫活性剤を配合しない系では、圧縮永久歪み試験値が高く、好ましくない。 From the examples, the results of vulcanization start-up and compression set tests are all obtained in vulcanization systems in which diamine carbamate is used as the crosslinking agent and DBU salt, DBN salt, DABCO salt of 2-mercaptobenzothiazole is applied as the vulcanization activator. Was good. On the other hand, from Comparative Example 1, a system in which only a diamine carbamate is used as a crosslinking agent and no vulcanization activator is blended is not preferable because the compression set test value is high.
比較例2から、架橋剤としてジアミンカーバメートを、加硫活性剤として1,3−ジーO−トリルグアニジンを適用した加硫系は、本発明と同程度である。これから本発明は先に記載のグアニジン類の毒性問題がない加硫系を提供することができると理解できる。 From Comparative Example 2, the vulcanization system using diamine carbamate as the crosslinking agent and 1,3-di-O-tolylguanidine as the vulcanization activator is similar to the present invention. From this, it can be understood that the present invention can provide a vulcanization system free from the toxicity problems of guanidines described above.
比較例3から、架橋剤としてジアミンカーバメートを、加硫活性剤としてDBU塩としない2−メルカプトベンゾチアゾールを適用した加硫系と、比較例4から、架橋剤としてジアミンカーバメートを、加硫活性剤としてDBU塩でなくシクロヘキシルアミン塩の2−メルカプトベンゾチアゾールを適用した加硫系ではいずれも圧縮永久歪み試験値が高く、好ましくない。 From Comparative Example 3, a vulcanization system using diamine carbamate as a cross-linking agent and 2-mercaptobenzothiazole not using a DBU salt as a vulcanization activator, and from Comparative Example 4, diamine carbamate as a cross-linking agent, a vulcanization activator. As the vulcanization system to which 2-mercaptobenzothiazole of cyclohexylamine salt is applied instead of DBU salt, the compression set test value is high, which is not preferable.
比較例5から、架橋剤としてジアミンカーバメートを、加硫活性剤として2−メルカプトベンゾチアゾール塩としないDBUを単独で適用した加硫系では液体という取り扱いの問題の他、加硫が早く、スコーチ性であるという問題がある。 From Comparative Example 5, the vulcanization system in which diamine carbamate is used as a crosslinking agent and DBU that is not a 2-mercaptobenzothiazole salt as a vulcanization activator alone is not only a problem of handling as a liquid, but also vulcanization is fast, and scorch properties. There is a problem that.
比較例6から、架橋剤としてジアミンカーバメートを、加硫活性剤として2−メルカプトベンゾチアゾール塩としないDABCOを単独で適用した加硫系では圧縮永久歪み試験の結果が劣っていた。従って強塩基化合物単独ではなく、2−メルカプトベンゾチアゾールの塩が必須であることが理解できる。比較例7から、架橋剤としてジアミンカーバメートを、加硫活性剤として2−メルカプトベンゾイミダゾールを適用した加硫系ではトルク値が小さく、加硫性能が好ましくない。 From the comparative example 6, the result of the compression set test was inferior in the vulcanization system in which diamine carbamate was used as a crosslinking agent and DABCO not a 2-mercaptobenzothiazole salt was applied alone as a vulcanization activator. Therefore, it can be understood that a salt of 2-mercaptobenzothiazole is essential, not a strong base compound alone. From Comparative Example 7, the vulcanization system in which diamine carbamate is applied as a crosslinking agent and 2-mercaptobenzimidazole is applied as a vulcanization activator has a small torque value, and vulcanization performance is not preferable.
比較例8から、架橋剤としてジアミンカーバメートを、加硫活性剤としてDBUの安息香酸塩を適用した加硫系では圧縮永久歪み試験値が高くなり、好ましくない。比較例9から、1,3−ジーO−トリルグアニジンのみからなる加硫系、ならびに、比較例10から、2−メルカプトベンゾチアゾールのDBU塩のみからなる加硫系はいずれも加硫しなかった。架橋剤としてジアミンカーバメートが必須であることが理解できる。 From Comparative Example 8, a vulcanization system using diamine carbamate as a crosslinking agent and DBU benzoate as a vulcanization activator is not preferable because the compression set test value becomes high. From Comparative Example 9, the vulcanization system consisting only of 1,3-di-O-tolylguanidine and the vulcanization system consisting only of the DBU salt of 2-mercaptobenzothiazole from Comparative Example 10 did not vulcanize. . It can be understood that diamine carbamate is essential as a crosslinking agent.
本発明の組成のカルボキシル基含有アクリルゴムは、加硫が早く、ゴムの静的特性に優れ、特に永久圧縮ひずみ性の改良という効果の点で有効に作用する。
The carboxyl group-containing acrylic rubber having the composition of the present invention is vulcanized quickly and excellent in the static characteristics of the rubber, and is particularly effective in terms of the effect of improving the permanent compression strain.
Claims (3)
A carboxyl group-containing acrylic rubber , an amine salt of hexamethylenediamine carbamate as a crosslinking agent and 2-mercaptobenzothiazole as a vulcanization activator, wherein the amine is 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, Permanent compression strain of the rubber comprising one or more salts selected from 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5,1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane Improved method.
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