JP6948887B2 - 塗膜親和性ゴム組成物および鉄道車両用外幌 - Google Patents
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Description
そのため、従来では、外幌表面に研磨を施して下地処理をし、そのアンカー効果により塗膜の密着性を確保している。
(A)エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)。
(B)イソシアネート基および水酸基の少なくとも一方と反応可能な官能基を有する非水添型液状ブタジエンゴム。
(C)有機過酸化物架橋剤。
さらに、上記金属水酸化物(D)が、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくとも一方であると、より優れた難燃効果を得ることができる。
本発明のゴム組成物に用いられるEPDM(A)は、エチレン、プロピレンとともに、ジエン系モノマー(第3成分)が共重合されたものであり、そのジエン系モノマーとしては、炭素数5〜20のジエン系モノマーであるものが好ましく、具体的には、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2,5−ジメチル−1,5−ヘキサジエン、1,4−オクタジエン、1,4−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン(DCP)、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)、5−ブチリデン−2−ノルボルネン、2−メタリル−5−ノルボルネン、2−イソプロペニル−5−ノルボルネン等があげられる。これらジエン系モノマー(第3成分)のなかでも、ジシクロペンタジエン(DCP)、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)が好ましい。
本発明のゴム組成物に用いられる、イソシアネート基および水酸基の少なくとも一方と反応可能な官能基を有する非水添型液状ブタジエンゴム(B)としては、その分子鎖の両末端に上記官能基を有する非水添型液状ブタジエンゴムが、塗膜親和性の観点から好ましい。上記官能基としては、水酸基、マレイン酸基、エポキシ基、カルボン酸基、アミン基、アクリル基等があげられる。なお、上記液状ブタジエンゴムは、その一分子中において、上記の各種官能基を、単独種有するものであっても、複数種有するものであってもよい。さらに、上記官能基が水酸基の場合、上記液状ブタジエンゴムの水酸基価は、20〜70mgKOH/gであることが、塗膜親和性の観点から好ましい。また、上記液状ブタジエンゴムは、先に述べたように、意図的に水添されたものでないのであれば、ブタジエンゴムの分子鎖中の二重結合に水添等の付加反応がなされたものであってもよいが、上記二重結合(特に1,2−ビニル構造の二重結合)は、EPDMとの架橋点となるため、水添等により上記架橋点が少なくなると、ゴム物性に支障をきたす。そのため、上記ブタジエンゴムの分子鎖中の二重結合への水添等の付加反応は、若干量に止めるべきであり、望ましくは、水添率0%とすることである。なお、上記液状ブタジエンゴムの水添率は、液状ブタジエンゴムの分子構造内における、二重結合を持たないブロック構造の割合を示すものであり、1H−NMRにより測定された各構造単位の割合をもとに算出されたものである。そして、上記液状ブタジエンゴムの分子鎖中の、1,2−ビニル構造の割合が20〜90%であることが、EPDMとの共架橋を高める観点から好ましい。なお、上記液状ブタジエンゴムの分子鎖中の、シス1,4−ブタジエン構造の割合は0〜20%、トランス1,4−ブタジエン構造の割合は10〜60%であることが、EPDMとの共架橋の観点から好ましい。
さらに、上記の、水酸基を有する非水添型液状ブタジエンゴム(B)の数平均分子量(Mn)は、500〜5000であることが好ましく、より好ましくは、1000〜3000の範囲である。このような数平均分子量であることが、ブリードやゴムの物性低下を引き起こすことなく、EPDMとの高い相溶性を達成する観点から、好ましい。なお、上記数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)に準じて、測定した値である。
本発明のゴム組成物に用いられる有機過酸化物架橋剤(C)としては、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、1,1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジベンゾイルペルオキシヘキサン、n−ブチル−4,4’−ジ−t−ブチルペルオキシバレレート、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルペルオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルペルオキシ−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルペルオキシヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルペルオキシヘキシン−3、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシ−イソプロピル)ベンゼン等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。本発明では、架橋剤として、上記のように有機過酸化物を用いることから、分子量の小さい非水添型液状ブタジエンゴム(B)と、EPDM(A)との共架橋を良好に達成することができる。また、架橋剤として、上記のように有機過酸化物を用いると、例えば、酸性雨による黄変の問題を解消することができる。
上記金属水酸化物(D)としては、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくとも一方を用いることが、鉄道車両用外幌等に要求される難燃効果を得る観点から好ましい。
前記酸変性ポリオレフィンとしては、ポリ−α−オレフィン、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂を、酸変性してなるものがあげられる。これらの酸変性ポリオレフィンは、単独であるいは二種以上併せて用いられる。なお、上記酸変性は、不飽和カルボン酸、ポリ乳酸、リン酸、スルホン酸等によるものがあげられる。また、上記不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、不飽和ジカルボン酸のハーフエステル、不飽和ジカルボン酸のハーフアミド、フタル酸、ケイ皮酸、グルタコン酸、無水シトラコン酸、無水アニコット酸、ナジック酸等があげられる。また、上記酸変性による変性基は、ポリオレフィン分子鎖の末端にあっても、分子鎖の途中(分子鎖非末端)にあってもよい。
エスプレン512F、住友化学社製
タフマーMH7020、三井化学社製
酸化亜鉛2種、堺化学工業社製
ステアリン酸さくら、日油社製
ハイジライトH−42M、昭和電工社製
水酸基を有する非水添型液状ブタジエンゴム(水酸基価:35〜55mgKOH/g、水添率0%、分子鎖中の1,2−ビニル構造の割合:85%、Mn:2000)(G−2000、日本曹達社製)
エポキシ基を有する非水添型液状ブタジエンゴム(エポキシ当量210g/eq、水添率0%、分子鎖中の1,2−ビニル構造の割合:70%以上、Mn:1300)(JP−100、日本曹達社製)
マレイン酸基を有する非水添型液状ブタジエンゴム(酸価:120mgKOH/g、水添率0%、分子鎖中の1,2−ビニル構造の割合:28%、Mn:3000)(Ricon130MA20、CRAY VALLEY社製)
アクリル基を有する非水添型液状ブタジエンゴム(アクリル当量1400g/eq、水添率0%、分子鎖中の1,2−ビニル構造の割合:88%、Mn:2500)(TE−2000、日本曹達社製)
水酸基を有する水添型液状ブタジエンゴム(水酸基価:40〜55mgKOH/g、水添率90%以上、分子鎖中の1,2−ビニル構造の割合:7%以下、Mn:2000)(GI−2000、日本曹達社製)
パークミルD40、日油社製
ハイクロスED−P、精工化学社製
硫黄、軽井沢精錬所社製
サンセラーBZ、三新化学社製
サンセラーTT、三新化学社製
サンセラーTRA、三新化学社製
バルノックR、大内新興化学工業社製
後記の表1および表2に示す各成分を、同表に示す割合で配合し、バンバリーミキサーおよびオープンロールを用いて混練することにより、ゴム組成物を調製した。
ゴム組成物(混練物)のムーニー粘度を、JIS K6300−1(2001)に準じ、試験温度121℃にて測定した。そして、そのムーニー粘度(ML1+4 121℃)が60以下のものを「○」、60を超えるものを「×」と評価した。
ゴム組成物を、150℃×20分の条件でプレス成形(加硫)して、厚み2mmのゴムシートを作製した。そして、このゴムシートから、JIS5号ダンベルを打ち抜き、JIS K6251(2010)に準拠して、引張り強さ(引張強度)および切断時伸び(破断伸び)を測定した。なお、上記引張強度は、10MPa以上のものを「○」、10MPa未満のものを「×」と評価した。また、上記破断伸びは、500%以上のものを「○」、400%以上500%未満のものを「△」と評価した。
ゴム組成物を、150℃×20分の条件でプレス成形(加硫)して、厚み2mmのゴムシートを作製した。そして、このゴムシートから、JIS3号ダンベルを打ち抜き、このダンベルを用い、JIS K6260に準じてダンベル疲労試験(伸張試験)を行った。そして、その破断時の伸張回数(破断時回数)が3万回以上のものを「○」、3万回未満のものを「×」と評価した。
ゴム組成物を、170℃×20分の条件でプレス成形(加硫)して、厚み2mmのゴムシートを作製した。そして、このゴムシートの表面に、ウレタン塗料(ポリタン、大日本塗料社製)を塗布し、厚み50μmのウレタン塗膜を形成した後、このゴムシートから、JIS1号ダンベルを打ち抜いた。その後、上記ダンベルに対して引張試験を行い、上記ダンベルの伸び率が200%を超えてもウレタン塗膜の剥がれがみられないものを「○」、上記ダンベルの伸び率が200%以下でウレタン塗膜の剥がれがみられたものを「×」と評価した。
各ゴム組成物を、170℃×60分の条件でプレス成形(加硫)して、76.2mm角、厚さ25.4mmのゴムブロックを作製した。そして、このゴムブロックの難燃性を評価するため、ASTM E662に準拠し、このゴムシートの燃焼時に発生する煙の光透過度を測定した。すなわち、ノンフレミングもしくはフレミング試験における加熱開始4分後の煙のDs値(比光学密度)が50未満のものを「○」と評価した。
各ゴム組成物を、170℃×20分の条件でプレス成形(加硫)して、厚み2mmのゴムシートを作製した。そして、このゴムシートの燃えやすさを評価するため、JIS K7201に準拠し、このゴムシートの燃焼を持続するのに必要な最低酸素濃度(容量%)を測定した。そして、酸素指数が24以上のものを「○」、酸素指数が21以上24未満のものを「△」と評価した。
Claims (6)
- 下記の(A)成分を主成分とし、下記の(B)および(C)成分を含有する、幌用のゴム組成物であることを特徴とする塗膜親和性ゴム組成物。
(A)エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)。
(B)イソシアネート基および水酸基の少なくとも一方と反応可能な官能基を有する非水添型液状ブタジエンゴム。
(C)有機過酸化物架橋剤。 - 上記の、イソシアネート基および水酸基の少なくとも一方と反応可能な官能基を有する非水添型液状ブタジエンゴム(B)の含有割合が、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(A)100重量部に対し、10〜30重量部の範囲である、請求項1記載の塗膜親和性ゴム組成物。
- さらに、下記の(D)成分を、上記エチレン−プロピレン−ジエンゴム(A)100重量部に対し、100〜400重量部の割合で含有する、請求項1または2記載の塗膜親和性ゴム組成物。
(D)金属水酸化物。 - 上記金属水酸化物(D)が、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの少なくとも一方である、請求項3記載の塗膜親和性ゴム組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の塗膜親和性ゴム組成物の架橋体からなることを特徴とする鉄道車両用外幌。
- 上記鉄道車両用外幌の表面をコーティングするウレタン塗膜またはアクリル系塗膜を備えている、請求項5記載の鉄道車両用外幌。
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