JP7447488B2 - Acrylic rubber with excellent heat resistance and processability - Google Patents
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Description
本発明は、アクリルゴム及びその製造方法、アクリルゴム成形体、ゴム組成物及びゴム架橋物に関し、さらに詳しくは、耐熱性と加工性に優れるアクリルゴム及びその製造方法、該アクリルゴムを成形してなる成形体、該アクリルゴムを含む架橋性のゴム組成物及びそれを架橋してなるゴム架橋物に関する。 The present invention relates to an acrylic rubber, a method for producing the same, an acrylic rubber molded article, a rubber composition, and a crosslinked rubber product, and more specifically, an acrylic rubber with excellent heat resistance and processability, a method for producing the same, and a method for producing the acrylic rubber. The present invention relates to a molded article, a crosslinkable rubber composition containing the acrylic rubber, and a crosslinked rubber product obtained by crosslinking the same.
アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とする重合体であり、一般に耐熱性、耐油性及び耐オゾン性に優れたゴムとして知られ、自動車関連の分野などで広く用いられている。 Acrylic rubber is a polymer containing acrylic ester as a main component, and is generally known as a rubber with excellent heat resistance, oil resistance, and ozone resistance, and is widely used in automobile-related fields.
かかるアクリルゴムとしては、例えば、特許文献1(国際公開第2018/101146号パンフレット)には、炭素数1~8のアルキル基を有するアクリル酸エステルに由来する構成単位及び/又は炭素数2~8のアルコキシアルキル基を有するアクリル酸エステルに由来する構成単位45~89.5重量%、炭素数3~16のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位10~50重量%、カルボキシ機を有する架橋性モノマーに由来する構成単位0.5~5重量%を含有する耐熱性に優れるアクリル共重合が開示され、具体的には、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸n-ブチル、フマル酸モノエチルからなる単量体、水、乳化剤としてのポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルを仕込み、アスコルビン酸ナトリウムと過硫酸カリウムを加えて常圧、常温下で乳化重合反応を開始させ、重合転化率が95%に達するまで反応を継続し、ヒドロキノンを添加して重合を停止した乳化重合液を硫酸ナトリウム水溶液で凝固させて含水クラムを生成し、次いで生成した含水クラムを水洗、乾燥してムーニー粘度38のアクリルゴムを製造することが記載されている。しかしながら、本方法では、得られるアクリルゴムは加工性に劣る問題があった。 As such acrylic rubber, for example, Patent Document 1 (International Publication No. 2018/101146 pamphlet) describes a structural unit derived from an acrylic ester having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and/or a structural unit having 2 to 8 carbon atoms. 45 to 89.5% by weight of structural units derived from an acrylic acid ester having an alkoxyalkyl group, 10 to 50% by weight of structural units derived from a methacrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 3 to 16 carbon atoms, and a carboxy group. An acrylic copolymer with excellent heat resistance containing 0.5 to 5% by weight of structural units derived from crosslinkable monomers is disclosed, specifically, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate. , a monomer consisting of monoethyl fumarate, water, and polyoxyalkylene alkyl ether phosphate as an emulsifier are prepared, and sodium ascorbate and potassium persulfate are added to start an emulsion polymerization reaction at normal pressure and room temperature. The reaction was continued until the conversion rate reached 95%, and the emulsion polymerization solution, in which hydroquinone was added to stop polymerization, was coagulated with an aqueous sodium sulfate solution to produce a hydrous crumb, and the produced hydrous crumb was then washed with water and dried. It is described that an acrylic rubber with a Mooney viscosity of 38 is produced. However, this method has a problem in that the resulting acrylic rubber has poor processability.
本発明は、かかる従来技術の実状に鑑みてなされたものであり、耐熱性と加工性の両方に優れるアクリルゴム及びその製造方法、該アクリルゴムを成形してなるアクリルゴム成形体、該アクリルゴムを含むゴム組成物及びそれを架橋してなるゴム架橋物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the actual state of the prior art, and provides an acrylic rubber that is excellent in both heat resistance and processability, a method for producing the same, an acrylic rubber molded article obtained by molding the acrylic rubber, and an acrylic rubber molded article obtained by molding the acrylic rubber. The object of the present invention is to provide a rubber composition containing the same, and a crosslinked rubber product obtained by crosslinking the same.
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究した結果、メタクリル酸エステルを含む特定組成の構造単位からなり、特定溶媒に不溶解なゲル量を殆ど含まず重量平均分子量(Mw)の特定範囲にあるアクリルゴムは耐熱性と加工性が格段に優れることを見出した。 As a result of intensive research in view of the above-mentioned problems, the present inventors have found that the gel is composed of structural units of a specific composition including methacrylic acid ester, contains almost no amount of gel that is insoluble in a specific solvent, and has a specific range of weight average molecular weight (Mw). We have discovered that a certain acrylic rubber has significantly superior heat resistance and processability.
本発明者らは、また、特定の単量体成分を乳化剤でエマルジョン化した後に乳化重合して得られた乳化重合液を凝固液で凝固した含水クラムを洗浄後にスクリュー型押出機で実質的に水分を含まない含水量まで溶融回転して乾燥することで容易に耐熱性と加工性に優れるアクリルゴムが得られることを見出した。 The present inventors also found that a water-containing crumb obtained by coagulating an emulsion polymerization liquid obtained by emulsifying a specific monomer component with an emulsifier and then coagulating it with a coagulation liquid was washed and then substantially processed using a screw extruder. It has been found that acrylic rubber with excellent heat resistance and processability can be easily obtained by melting and spinning until the water content is free and drying.
本発明者らは、更に、上記アクリルゴムをシート状又はベール状にすることで耐熱性と加工性に優れ且つ操業性、保存安定性、耐水性などのその他の特性にも優れることを見出した。 The present inventors further discovered that by forming the above acrylic rubber into a sheet or veil form, it has excellent heat resistance and processability, as well as other properties such as operability, storage stability, and water resistance. .
本発明者らは、これらの知見に基づき本発明を完成させるに至ったものである。 The present inventors have completed the present invention based on these findings.
かくして本発明によれば、アクリル酸エステル由来の結合単位(A)10~98.9重量%、メタクリル酸エステル由来の結合単位(B)1~50重量%、反応性基含有単量体由来の結合単位(C)0.1~10重量%及びその他の単量体由来の結合単位(D)0~30重量%からなり、メチルエチルケトン不溶解分のゲル量が30重量%以下で、重量平均分子量(Mw)が100,000~5,000,000の範囲であるアクリルゴムが提供される。 Thus, according to the present invention, 10 to 98.9% by weight of bonding units (A) derived from acrylic ester, 1 to 50% by weight of bonding units (B) derived from methacrylic ester, and 1 to 50% by weight of bonding units (B) derived from methacrylic ester, and 1 to 50% by weight of bonding units (B) derived from methacrylic ester. Consisting of 0.1 to 10% by weight of the bonding unit (C) and 0 to 30% by weight of the bonding unit (D) derived from other monomers, with a gel content of methyl ethyl ketone insoluble components of 30% by weight or less, and a weight average molecular weight. An acrylic rubber having a (Mw) in the range of 100,000 to 5,000,000 is provided.
本発明のアクリルゴムにおいて、灰分量が1重量%以下であることが好ましい。
本発明のアクリルゴムにおいて、リン酸エステル塩又は硫酸エステル塩を乳化剤として使用し乳化重合したものであることが好ましい。
本発明のアクリルゴムにおいて、乳化重合した重合液をアルカリ金属塩又は周期表第2族金属塩を凝固剤として使用することにより凝固させ、乾燥したものであることが好ましい。
本発明のアクリルゴムにおいて、凝固後にスクリュー型押出機を用いて乾燥されたものであることが好ましい。
本発明のアクリルゴムにおいて、前記スクリュー型押出機を用いた乾燥が、実質的に水分を含まない状態で行われたものであることが好ましい。
本発明のアクリルゴムにおいて、前記スクリュー型押出機を用いた乾燥が、減圧下で行われたものであることが好ましい。
本発明のアクリルゴムにおいて、前記スクリュー型押出機を用いた乾燥後に、50℃/hr以上の冷却速度で冷却されたものであることが好ましい。
In the acrylic rubber of the present invention, the ash content is preferably 1% by weight or less.
In the acrylic rubber of the present invention, it is preferable that the rubber is emulsion polymerized using a phosphate ester salt or a sulfuric ester salt as an emulsifier.
In the acrylic rubber of the present invention, it is preferable that the emulsion-polymerized polymer solution is coagulated by using an alkali metal salt or a Group 2 metal salt of the periodic table as a coagulant, and then dried.
The acrylic rubber of the present invention is preferably dried using a screw extruder after solidification.
In the acrylic rubber of the present invention, it is preferable that the drying using the screw extruder is performed in a substantially moisture-free state.
In the acrylic rubber of the present invention, it is preferable that the drying using the screw extruder is performed under reduced pressure.
The acrylic rubber of the present invention is preferably cooled at a cooling rate of 50° C./hr or more after drying using the screw extruder.
本発明によれば、また、アクリル酸エステル(a)、メタクリル酸エステル(b)、反応性基含有単量体(c)、及び必要に応じて共重合可能なその他の単量体(d)とからなる単量体成分を水と乳化剤とでエマルジョン化した後に重合触媒存在下に乳化重合して乳化重合液を得る乳化重合工程と、得られた乳化重合液と凝固液を接触させて含水クラムを生成させる凝固工程と、生成した含水クラムを洗浄する洗浄工程と、洗浄した含水クラムをスクリュー型押出機を用いて含水量1重量%未満まで乾燥する乾燥工程と、を含むアクリルゴムの製造方法が提供される。 According to the present invention, an acrylic ester (a), a methacrylic ester (b), a reactive group-containing monomer (c), and if necessary, other copolymerizable monomers (d) An emulsion polymerization step in which a monomer component consisting of is emulsified with water and an emulsifier and then subjected to emulsion polymerization in the presence of a polymerization catalyst to obtain an emulsion polymerization solution, and a water-containing solution is obtained by bringing the obtained emulsion polymerization solution into contact with a coagulation solution. Production of acrylic rubber, including a coagulation step of producing crumbs, a washing step of washing the produced water-containing crumbs, and a drying step of drying the washed water-containing crumbs to a water content of less than 1% by weight using a screw extruder. A method is provided.
本発明のアクリルゴムの製造方法において、スクリュー型押出機の押出量(Q)と回転数(N)の比(Q/N)が、2~10の範囲であることが好ましい。 In the method for producing acrylic rubber of the present invention, the ratio (Q/N) of the extrusion amount (Q) to the rotation speed (N) of the screw extruder is preferably in the range of 2 to 10.
本発明によれば、また、上記アクリルゴムからなるシート状又はベール状のアクリルゴム成形体が提供される。 According to the present invention, there is also provided a sheet-like or veil-like acrylic rubber molded article made of the above-mentioned acrylic rubber.
本発明のアクリルゴム成形体において、比重が0.8以上であることが好ましい。 In the acrylic rubber molded article of the present invention, it is preferable that the specific gravity is 0.8 or more.
本発明によれば、また、上記アクリルゴムを含むゴム成分、充填剤及び架橋剤を含んでなるゴム組成物が提供される。 According to the present invention, there is also provided a rubber composition comprising a rubber component containing the above acrylic rubber, a filler, and a crosslinking agent.
本発明によれば、更に、上記ゴム組成物を架橋してなるゴム架橋物が提供される。 According to the present invention, there is further provided a crosslinked rubber product obtained by crosslinking the above rubber composition.
本発明によれば、耐熱性と加工性の両方に優れるアクリルゴム及びその効率的な製造方法、該アクリルゴムを成形してなるアクリルゴム成形体、該アクリルゴムを含んでなるゴム組成物及びそれを架橋してなるゴム架橋物が提供される。 According to the present invention, an acrylic rubber excellent in both heat resistance and processability, an efficient manufacturing method thereof, an acrylic rubber molded article formed by molding the acrylic rubber, a rubber composition comprising the acrylic rubber, and the same. A crosslinked rubber product obtained by crosslinking is provided.
本発明のアクリルゴムは、アクリル酸エステル由来の結合単位(A)10~98.9重量%、メタクリル酸エステル由来の結合単位(B)1~50重量%、反応性基含有単量体由来の結合単位(C)0.1~10重量%及びその他の単量体由来の結合単位(D)0~30重量%からなり、メチルエチルケトン不溶解分のゲル量が30重量%以下で、重量平均分子量(Mw)が100,000~5,000,000の範囲であることを特徴とする。 The acrylic rubber of the present invention contains 10 to 98.9% by weight of bonding units (A) derived from acrylic esters, 1 to 50% by weight of bonding units (B) derived from methacrylic esters, and 1 to 50% by weight of bonding units (B) derived from methacrylic esters. Consisting of 0.1 to 10% by weight of bonding units (C) and 0 to 30% by weight of bonding units (D) derived from other monomers, with a gel content of methyl ethyl ketone insoluble components of 30% by weight or less, and a weight average molecular weight. (Mw) is in the range of 100,000 to 5,000,000.
<単量体成分>
本発明のアクリルゴムを構成する結合単位(A)は、アクリル酸エステル(a)由来の結合単位であり、好適には、アクリル酸アルキルエステル及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアクリル酸エステル由来の結合単位である。
<Monomer component>
The bonding unit (A) constituting the acrylic rubber of the present invention is a bonding unit derived from an acrylic acid ester (a), and is preferably at least one bonding unit selected from the group consisting of an acrylic acid alkyl ester and an acrylic acid alkoxyalkyl ester. It is a bonding unit derived from acrylic ester of species.
アクリル酸アルキルエステルとしては、格別な限定はないが、例えば炭素数が1~12のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルが挙げられ、好ましくは炭素数1~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル、より好ましくは炭素数2~6のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルである。 The acrylic acid alkyl ester is not particularly limited, but examples thereof include acrylic acid alkyl esters having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably acrylic acid alkyl esters having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. More preferably, it is an acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n-ヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシルなどが挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチルがより好ましい。 Specific examples of acrylic acid alkyl esters include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, Examples include cyclohexyl acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, and n-butyl acrylate are preferred, and ethyl acrylate and n-butyl acrylate are more preferred.
アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、格別な限定はないが、例えば炭素数が2~12のアルコキシアルキル基を有するアクリル酸アルコキシアルキルエステルなどが挙げられ、好ましくは炭素数2~8のアルコキシアルキル基を有するアクリル酸アルコキシアルキルエステル、より好ましくは炭素数2~6のアルコキシアルキル基を有するアクリル酸アルコキシエステルである。 The acrylic acid alkoxyalkyl ester is not particularly limited, but examples thereof include acrylic acid alkoxyalkyl ester having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms, and preferably acrylic acid alkoxyalkyl ester having an alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. acrylic acid alkoxyalkyl ester having an alkoxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms, more preferably an acrylic acid alkoxy ester having an alkoxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
アクリル酸アルコキシアルキルエステルの具体例としては、アクリル酸メトキシメチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシプロピル、アクリル酸メトキシブチル、アクリル酸エトキシメチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸プロポキシエチル、アクリル酸ブトキシエチルなどが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸エトキシメチル、アクリル酸メトキシメチルなどが好ましく、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチルがより好ましい。 Specific examples of acrylic acid alkoxyalkyl esters include methoxymethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, methoxypropyl acrylate, methoxybutyl acrylate, ethoxymethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, propoxyethyl acrylate, and butoxyethyl acrylate. Examples include. Among these, methoxyethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, ethoxymethyl acrylate, methoxymethyl acrylate and the like are preferred, and methoxyethyl acrylate and ethoxyethyl acrylate are more preferred.
これらのアクリル酸エステル由来の結合単位(A)は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせることができ、アクリルゴム中の結合量は、10~98.9重量%、好ましくは32~97.7重量%、より好ましくは50~96.5重量%、特に好ましくは62~94重量%の範囲である。アクリルゴム中の結合単位(A)量が、過度に少ないと耐候性、耐熱性、及び耐油性が低下するおそれがあり、また過度に多いと強度特性や耐圧縮永久歪み特性が低下するおそれがあり好ましくない。 These bonding units (A) derived from acrylic acid esters can be used alone or in combination of two or more, and the bonding amount in the acrylic rubber is 10 to 98.9% by weight, preferably 32 to 97.9% by weight. 7% by weight, more preferably 50 to 96.5% by weight, particularly preferably 62 to 94% by weight. If the amount of bonding unit (A) in the acrylic rubber is too small, weather resistance, heat resistance, and oil resistance may be reduced, and if it is too large, strength properties and compression set resistance may be reduced. Yes, it's not good.
本発明のアクリルゴムを構成する結合単位(B)は、メタクリル酸エステル(b)由来の結合単位である。 The bonding unit (B) constituting the acrylic rubber of the present invention is a bonding unit derived from methacrylic acid ester (b).
メタクリル酸エステル(b)としては、格別な限定はなく、例えば、メタクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種のメタクリル酸エステルが好適な例として挙げられ、特にメタクリル酸アルキルエステルが好ましい。 The methacrylic acid ester (b) is not particularly limited, and preferable examples include at least one methacrylic ester selected from the group consisting of methacrylic acid alkyl esters and methacrylic acid alkyl esters. Alkyl esters are preferred.
メタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、炭素数が1~14のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルなどが挙げられ、好ましくは炭素数2~8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル、より好ましくは炭素数2~6のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルである。 Examples of methacrylic acid alkyl esters include methacrylic acid alkyl esters having an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, preferably methacrylic acid alkyl esters having an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, and more preferably carbon methacrylic acid alkyl esters. It is an alkyl methacrylate ester having 2 to 6 alkyl groups.
メタクリル酸アルキルエステルの具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n-ヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸イソトリデシルなどが挙げられ、好ましくはメタクリル酸エチル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、より好ましくはメタクリル酸エチル、メタクリル酸n-ブチルである。 Specific examples of methacrylic acid alkyl esters include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, Examples include cyclohexyl methacrylate, octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, isotridecyl methacrylate, etc., preferably ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, more preferably ethyl methacrylate. , n-butyl methacrylate.
メタクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、例えば、炭素数が2~14のアルコキシアルキル基を有するメタクリル酸アルコキシアルキルエステルなどが挙げられ、好ましくは炭素数2~8のアルコキシアルキル基を有するメタクリル酸アルコキシアルキルエステル、より好ましくは炭素数2~6のアルコキシアルキル基を有するメタクリル酸アルコキシアルキルエステルである。 Examples of methacrylic acid alkoxyalkyl esters include methacrylic acid alkoxyalkyl esters having an alkoxyalkyl group having 2 to 14 carbon atoms, and preferably methacrylic acid alkoxyalkyl esters having an alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. More preferably, it is a methacrylic acid alkoxyalkyl ester having an alkoxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
メタクリル酸アルコキシアルキルエステルの具体例としては、メタクリル酸メトキシメチル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシプロピル、メタクリル酸メトキシブチル、メタクリル酸エトキシメチル、メタクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸プロポキシエチル、メタクリル酸ブトキシエチルなどが挙げられる。これらの中でも、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸エトキシメチル、メタクリル酸エトキシエチルなどが好ましく、メタクリル酸メトキシエチルメタクリル酸エトキシエチルがより好ましい。 Specific examples of alkoxyalkyl methacrylates include methoxymethyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, methoxypropyl methacrylate, methoxybutyl methacrylate, ethoxymethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, propoxyethyl methacrylate, and butoxyethyl methacrylate. Examples include. Among these, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, ethoxymethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate and the like are preferred, and methoxyethyl methacrylate and ethoxyethyl methacrylate are more preferred.
これらのメタクリル酸エステル由来の結合単位(B)は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせることができ、アクリルゴム中の結合量は、1~50重量%、好ましくは2~40重量%、より好ましくは3~30重量%、特に好ましくは5~25重量%の範囲である。 These bonding units (B) derived from methacrylic acid esters can be used alone or in combination of two or more, and the bonding amount in the acrylic rubber is 1 to 50% by weight, preferably 2 to 40% by weight, It is more preferably in the range of 3 to 30% by weight, particularly preferably in the range of 5 to 25% by weight.
本発明のアクリルゴムを構成する結合単位(C)は、反応性基含有単量体(c)由来の結合単位である。 The bonding unit (C) constituting the acrylic rubber of the present invention is a bonding unit derived from the reactive group-containing monomer (c).
反応性基含有単量体(c)としては、格別な限定はないが、例えば、カルボキシル基、エポキシ基及びハロゲン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する単量体などが挙げられ、好ましくはカルボキシル基を有する単量体、エポキシ基を有する単量体であり、特に好ましくはカルボキシル基を有する単量体である。 The reactive group-containing monomer (c) is not particularly limited, but includes, for example, a monomer having at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, an epoxy group, and a halogen group. A monomer having a carboxyl group or an epoxy group is preferable, and a monomer having a carboxyl group is particularly preferable.
カルボキシル基を有する単量体としては、格別な限定はないが、エチレン性不飽和カルボン酸を好適に用いることができる。エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、エチレン性不飽和モノカルボン酸、エチレン性不飽和ジカルボン酸、エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステルなどが挙げられ、これらの中でもエチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステルが、得られるアクリルゴムの耐圧縮永久歪み特性をより高めることができ好ましい。 Although there are no particular limitations on the monomer having a carboxyl group, ethylenically unsaturated carboxylic acids can be suitably used. Examples of ethylenically unsaturated carboxylic acids include ethylenically unsaturated monocarboxylic acids, ethylenically unsaturated dicarboxylic acids, ethylenically unsaturated dicarboxylic acid monoesters, and among these, ethylenically unsaturated dicarboxylic acid monoesters However, it is preferable because it can further improve the compression set resistance of the obtained acrylic rubber.
エチレン性不飽和モノカルボン酸としては、格別な限定はないが、炭素数3~12のエチレン性不飽和モノカルボン酸が好ましく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エチルアクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸などを挙げることができる。 The ethylenically unsaturated monocarboxylic acid is not particularly limited, but is preferably an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid having 3 to 12 carbon atoms, such as acrylic acid, methacrylic acid, ethyl acrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, etc. Examples include acids.
エチレン性不飽和ジカルボン酸としては、格別な限定はないが、炭素数4~12のエチレン性不飽和ジカルボン酸が好ましく、例えば、フマル酸、マレイン酸などのブテンジオン酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロロマレイン酸などを挙げることができる。なお、エチレン性不飽和ジカルボン酸には、無水物として存在しているものも含まれる。 The ethylenically unsaturated dicarboxylic acid is not particularly limited, but is preferably an ethylenically unsaturated dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms, such as fumaric acid, butenedionic acid such as maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, chloro Examples include maleic acid. Note that ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include those existing as anhydrides.
エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステルとしては、格別な限定はないが、通常、炭素数4~12のエチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数1~12のアルキルモノエステル、好ましくは炭素数4~6のエチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数2~8のアルキルモノエステル、より好ましくは炭素数4のブテンジオン酸の炭素数2~6のアルキルモノエステルである。 The ethylenically unsaturated dicarboxylic acid monoester is not particularly limited, but it is usually an ethylenically unsaturated dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and an alkyl monoester having 1 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms. An ethylenically unsaturated dicarboxylic acid and an alkyl monoester having 2 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl monoester having 2 to 6 carbon atoms of butenedioic acid having 4 carbon atoms.
エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステルの具体例としては、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノn-ブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノn-ブチル、フマル酸モノシクロペンチル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸モノシクロヘキセニル、マレイン酸モノシクロペンチル、マレイン酸モノシクロヘキシルなどのブテンジオン酸モノアルキルエステル;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノn-ブチル、イタコン酸モノシクロヘキシルなどのイタコン酸モノアルキルエステル;などが挙げられ、好ましくはフマル酸モノn-ブチル、マレイン酸モノn-ブチルで、特に好ましくはフマル酸モノn-ブチルである。 Specific examples of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid monoesters include monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, mono-n-butyl fumarate, monomethyl maleate, monoethyl maleate, mono-n-butyl maleate, monocyclopentyl fumarate, and fumarate. Butenedionic acid monoalkyl esters such as monocyclohexyl acid, monocyclohexenyl fumarate, monocyclopentyl maleate, monocyclohexyl maleate; itaconic acid such as monomethyl itaconate, monoethyl itaconate, mono n-butyl itaconate, monocyclohexyl itaconate Monoalkyl ester; etc., preferably mono-n-butyl fumarate and mono-n-butyl maleate, particularly preferably mono-n-butyl fumarate.
エポキシ基を有する単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル;アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテルなどのエポキシ基含有ビニルエーテル;などが挙げられる。なお、ここでいう「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を総称する語として用いられ、以下においても同様である。 Examples of the monomer having an epoxy group include epoxy group-containing (meth)acrylic acid esters such as glycidyl (meth)acrylate; epoxy group-containing vinyl ethers such as allyl glycidyl ether and vinyl glycidyl ether; and the like. Note that "(meth)acrylic acid" as used herein is used as a generic term for acrylic acid and/or methacrylic acid, and the same applies below.
ハロゲン基を有する単量体としては、例えば、ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステル、(メタ)アクリル酸ハロアルキルエステル、(メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステル、ハロゲン含有不飽和エーテル、ハロゲン含有不飽和ケトン、ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物、ハロゲン含有不飽和アミド、ハロアセチル基含有不飽和単量体などが挙げられる。 Examples of monomers having a halogen group include unsaturated alcohol esters of halogen-containing saturated carboxylic acids, (meth)acrylic acid haloalkyl esters, (meth)acrylic acid haloacyloxyalkyl esters, and (meth)acrylic acid (haloacetylcarbamoyl esters). Examples include oxy)alkyl esters, halogen-containing unsaturated ethers, halogen-containing unsaturated ketones, halomethyl group-containing aromatic vinyl compounds, halogen-containing unsaturated amides, and haloacetyl group-containing unsaturated monomers.
ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステルとしては、例えば、クロロ酢酸ビニル、2-クロロプロピオン酸ビニル、クロロ酢酸アリルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸ハロアルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸1-クロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロエチル、(メタ)アクリル酸1,2-ジクロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロプロピル、(メタ)アクリル酸3-クロロプロピル、(メタ)アクリル酸2,3-ジクロロプロピルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(クロロアセトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)プロピルなどが挙げられる。ハロゲン含有不飽和エーテルとしては、例えば、クロロメチルビニルエーテル、2-クロロエチルビニルエーテル、3-クロロプロピルビニルエーテル、2-クロロエチルアリルエーテル、3-クロロプロピルアリルエーテルなどが挙げられる。ハロゲン含有不飽和ケトンとしては、例えば、2-クロロエチルビニルケトン、3-クロロプロピルビニルケトン、2-クロロエチルアリルケトンなどが挙げられる。ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物としては、例えば、p-クロロメチルスチレン、m-クロロメチルスチレン、o-クロロメチルスチレン、p-クロロメチル-α-メチルスチレンなどが挙げられる。ハロゲン含有不飽和アミドとしては、例えば、N-クロロメチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。ハロアセチル基含有不飽和単量体としては、例えば、3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルアリルエーテル、p-ビニルベンジルクロロ酢酸エステルなどが挙げられる。 Examples of the unsaturated alcohol ester of a halogen-containing saturated carboxylic acid include vinyl chloroacetate, vinyl 2-chloropropionate, allyl chloroacetate, and the like. Examples of the (meth)acrylic acid haloalkyl ester include chloromethyl (meth)acrylate, 1-chloroethyl (meth)acrylate, 2-chloroethyl (meth)acrylate, 1,2-dichloroethyl (meth)acrylate, Examples include 2-chloropropyl (meth)acrylate, 3-chloropropyl (meth)acrylate, and 2,3-dichloropropyl (meth)acrylate. Examples of the (meth)acrylic acid haloacyloxyalkyl ester include 2-(chloroacetoxy)ethyl (meth)acrylate, 2-(chloroacetoxy)propyl (meth)acrylate, and 3-(chloroacetoxy)(meth)acrylate. ) propyl, 3-(hydroxychloroacetoxy)propyl (meth)acrylate, and the like. Examples of the (meth)acrylic acid (haloacetylcarbamoyloxy)alkyl ester include 2-(chloroacetylcarbamoyloxy)ethyl (meth)acrylate and 3-(chloroacetylcarbamoyloxy)propyl (meth)acrylate. It will be done. Examples of the halogen-containing unsaturated ether include chloromethyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, 3-chloropropyl vinyl ether, 2-chloroethyl allyl ether, and 3-chloropropyl allyl ether. Examples of the halogen-containing unsaturated ketone include 2-chloroethyl vinyl ketone, 3-chloropropyl vinyl ketone, and 2-chloroethylallyl ketone. Examples of the halomethyl group-containing aromatic vinyl compound include p-chloromethylstyrene, m-chloromethylstyrene, o-chloromethylstyrene, and p-chloromethyl-α-methylstyrene. Examples of the halogen-containing unsaturated amide include N-chloromethyl (meth)acrylamide. Examples of the haloacetyl group-containing unsaturated monomer include 3-(hydroxychloroacetoxy)propyl allyl ether and p-vinylbenzylchloroacetate.
これらの反応性基含有単量体由来の結合単位(C)は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせることができ、アクリルゴム中の結合量は、0.1~10重量%、好ましくは0.3~8重量%、より好ましくは0.5~5重量%、特に好ましくは1~3重量%の範囲である。 The bonding units (C) derived from these reactive group-containing monomers can be used alone or in combination of two or more, and the bonding amount in the acrylic rubber is 0.1 to 10% by weight, preferably It ranges from 0.3 to 8% by weight, more preferably from 0.5 to 5% by weight, particularly preferably from 1 to 3% by weight.
本発明のアクリルゴムを構成する結合単位(D)は、必要に応じて共重合されるその他の単量体(d)由来の結合単位である。 The bonding unit (D) constituting the acrylic rubber of the present invention is a bonding unit derived from another monomer (d) that is copolymerized as necessary.
その他の単量体(d)としては、上記単量体(a)(b)(c)以外であって且つこれらと共重合可能であれば格別な限定はなく、例えば、芳香族ビニル、エチレン性不飽和ニトリル、アクリルアミド系単量体、その他のオレフィン系単量体などが挙げられる。芳香族ビニルとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。エチレン性不飽和ニトリルとしては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。アクリルアミド系単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミドなどが挙げられる。その他のオレフィン系単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテルなどが挙げられる。 Other monomers (d) are not particularly limited as long as they are other than the above monomers (a), (b), and (c) and can be copolymerized with these monomers, such as aromatic vinyl, ethylene, etc. Examples include unsaturated nitriles, acrylamide monomers, and other olefin monomers. Examples of the aromatic vinyl include styrene, α-methylstyrene, and divinylbenzene. Examples of ethylenically unsaturated nitriles include acrylonitrile and methacrylonitrile. Examples of the acrylamide monomer include acrylamide and methacrylamide. Examples of other olefinic monomers include ethylene, propylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and the like.
これらのその他の単量体由来の結合単位(D)は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせることができ、アクリルゴム中の結合量は、0~30重量%、好ましくは0~20重量%、より好ましくは0~15重量%、特に好ましくは0~10重量%の範囲である。したがって、本発明のアクリルゴムは、その他の単量体由来の結合単位(D)を含まないものや上記範囲内で含むものがあり、前者の場合は、上記のようなその他の単量体(d)は使用されない。 These bonding units (D) derived from other monomers can be used alone or in combination of two or more, and the bonding amount in the acrylic rubber is 0 to 30% by weight, preferably 0 to 20% by weight. %, more preferably from 0 to 15% by weight, particularly preferably from 0 to 10% by weight. Therefore, some of the acrylic rubbers of the present invention do not contain the bonding unit (D) derived from other monomers, while others contain the bonding unit (D) within the above range. d) is not used.
<アクリルゴム>
本発明のアクリルゴムは、上記アクリル酸エステル由来の結合単位(A)、メタクリル酸エステル由来の結合単位(B)、反応性基含有単量体由来の結合単位(C)、及び必要に応じてその他の単量体由来の結合単位(D)からなり、それぞれの割合は、結合単位(A)が、10~98.9重量%、好ましくは32~97.7重量%、より好ましくは50~96.5重量%、特に好ましくは62~94重量%の範囲であり、結合単位(B)が、1~50重量%、好ましくは2~40重量%、より好ましくは3~30重量%、特に好ましくは5~25重量%の範囲であり、結合単位(C)が、0.1~10重量%、好ましくは0.3~8重量%、より好ましくは0.5~5重量%、特に好ましくは1~3重量%の範囲であり、結合単位(D)が、0~30重量%、好ましくは0~20重量%、より好ましくは0~15重量%、特に好ましくは0~10重量%の範囲である。すなわち、本発明のアクリルゴムは上記各結合単位を上述した特定の重量割合で含み、且つ各結合単位の合計が100重量%になるように含む共重合体であり、アクリルゴム中のそれぞれの単量体結合単位がこの範囲にあるときにアクリルゴムの架橋物としたとき、耐熱性、耐水性及び耐圧縮永久歪み特性を高度にバランスさせることができるので好適である。
<Acrylic rubber>
The acrylic rubber of the present invention comprises a bonding unit (A) derived from the above acrylic ester, a bonding unit (B) derived from a methacrylic ester, a bonding unit (C) derived from a reactive group-containing monomer, and, if necessary, Consisting of bonding units (D) derived from other monomers, the proportion of each bonding unit (A) is 10 to 98.9% by weight, preferably 32 to 97.7% by weight, more preferably 50 to 98.9% by weight. 96.5% by weight, particularly preferably from 62 to 94% by weight, and the bonding unit (B) is from 1 to 50% by weight, preferably from 2 to 40% by weight, more preferably from 3 to 30% by weight, especially It is preferably in the range of 5 to 25% by weight, and the bonding unit (C) is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.3 to 8% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, particularly preferably is in the range of 1 to 3% by weight, and the bonding unit (D) is in the range of 0 to 30% by weight, preferably 0 to 20% by weight, more preferably 0 to 15% by weight, particularly preferably 0 to 10% by weight. range. That is, the acrylic rubber of the present invention is a copolymer that contains each of the above-mentioned bonding units in the above-mentioned specific weight proportions, and the total of each bonding unit is 100% by weight. When the mer bond unit is within this range, it is preferable to form a crosslinked product of acrylic rubber because heat resistance, water resistance, and compression set resistance can be highly balanced.
本発明のアクリルゴムの反応性基含有量は、格別な限定はなく上記反応性基含有単量体由来の結合単位割合の中で適宜選択されればよく、反応性基自体の重量割合で、通常0.001~5重量%、好ましくは0.01~3重量%、より好ましくは0.05~1重量%、特に好ましくは0.1~0.5重量%の範囲にあるときに加工性、強度特性、耐圧縮永久歪み特性、耐油性、耐寒性、及び耐水性などの特性が高度にバランスされるので好適である。 The content of reactive groups in the acrylic rubber of the present invention is not particularly limited and may be appropriately selected from among the proportions of bonding units derived from the above-mentioned reactive group-containing monomers, and is the weight proportion of the reactive groups themselves. Processability is usually in the range of 0.001 to 5% by weight, preferably 0.01 to 3% by weight, more preferably 0.05 to 1% by weight, particularly preferably 0.1 to 0.5% by weight. It is suitable because properties such as strength, compression set resistance, oil resistance, cold resistance, and water resistance are highly balanced.
本発明のアクリルゴムのゲル量は、メチルエチルケトンの不溶解分で、30重量%以下、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下、特に好ましくは10重量%以下、最も好ましくは5重量%以下であるときにアクリルゴムの加工性が高度に改善され好適である。 The amount of gel in the acrylic rubber of the present invention is 30% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, particularly preferably 10% by weight or less, and most preferably 5% by weight, based on the insoluble content of methyl ethyl ketone. % or less, the processability of the acrylic rubber is highly improved, which is preferable.
本発明のアクリルゴム中の全灰分量は、格別な限定はないが、通常1重量%、好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.3重量%以下、特に好ましくは0.2重量%以下、最も好ましくは0.15重量%以下であり、全灰分量がこの範囲にあるときアクリルゴムとしての耐水性が格段に優れ好適である。 The total ash content in the acrylic rubber of the present invention is not particularly limited, but is usually 1% by weight, preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.3% by weight or less, particularly preferably 0.2% by weight. % or less, most preferably 0.15% by weight or less, and when the total ash content is within this range, the water resistance as an acrylic rubber is particularly excellent and is suitable.
本発明のアクリルゴム中の全灰分量の下限値は、格別限定されるものではないが、通常0.0001重量%以上、好ましくは0.0005重量%以上、より好ましくは0.001重量%以上、特に好ましくは0.005重量%以上、最も好ましくは0.01重量%以上であるときに、アクリルゴムの金属付着性が低減され作業性に優れるようになり好適である。 The lower limit of the total ash content in the acrylic rubber of the present invention is not particularly limited, but is usually 0.0001% by weight or more, preferably 0.0005% by weight or more, more preferably 0.001% by weight or more. , particularly preferably 0.005% by weight or more, most preferably 0.01% by weight or more, since the metal adhesion of the acrylic rubber is reduced and workability is excellent.
したがって、本発明のアクリルゴムの耐水性と金属付着耐性とが高度にバランスされる全灰分量としては、通常0.0001~1重量%、好ましくは、0.0005~0.5重量%、より好ましくは0.001~0.3重量%、特に好ましくは0.005~0.2重量%、最も好ましくは0.01~0.15重量%の範囲である。 Therefore, the total ash content at which the water resistance and metal adhesion resistance of the acrylic rubber of the present invention are highly balanced is usually 0.0001 to 1% by weight, preferably 0.0005 to 0.5% by weight, or more. Preferably it ranges from 0.001 to 0.3% by weight, particularly preferably from 0.005 to 0.2% by weight and most preferably from 0.01 to 0.15% by weight.
本発明のアクリルゴムにおける灰分中のマグネシウムとリンの合計量は、全灰分中の60重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上を占めるときに、アクリルゴムの耐水性が高度に優れるので好適である。 When the total amount of magnesium and phosphorus in the ash in the acrylic rubber of the present invention accounts for 60% by weight or more, preferably 70% by weight or more, and more preferably 80% by weight or more of the total ash, the water resistance of the acrylic rubber It is suitable because it has a high degree of properties.
本発明のアクリルゴムのガラス転移温度(Tg)は、格別な限定はないが、通常20℃以下、好ましくは10℃以下、より好ましくは0℃である。 The glass transition temperature (Tg) of the acrylic rubber of the present invention is not particularly limited, but is usually 20°C or lower, preferably 10°C or lower, and more preferably 0°C.
本発明のアクリルゴムのpHは、格別な限定はないが、通常7以下、好ましくは6以下、より好ましくは2~6、特に好ましくは2.5~5.5、最も好ましくは3~5の範囲がよく、この範囲にあるときに保存安定性が高度に改善され好適である。 The pH of the acrylic rubber of the present invention is not particularly limited, but is usually 7 or less, preferably 6 or less, more preferably 2 to 6, particularly preferably 2.5 to 5.5, and most preferably 3 to 5. The range is good, and storage stability is highly improved when it is within this range, which is preferable.
本発明のアクリルゴムの含水量は、通常1重量%未満、好ましくは0.8重量%以下、より好ましくは0.6重量%以下であるときにスコーチ特性を最適にでき好適である。 The water content of the acrylic rubber of the present invention is usually less than 1% by weight, preferably 0.8% by weight or less, and more preferably 0.6% by weight or less, since the scorch properties can be optimized.
本発明のアクリルゴムのムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、10~150、好ましくは20~100、より好ましくは25~80の範囲である。 The Mooney viscosity (ML1+4, 100°C) of the acrylic rubber of the present invention is in the range of 10 to 150, preferably 20 to 100, more preferably 25 to 80.
本発明のアクリルゴムの重量平均分子量(Mw)は、GPC-MALSで測定される絶対分子量で、100,000~5,000,000、好ましくは500,000~4,000,000、より好ましくは700,000~3,000,000、最も好ましくは1,000,000~2,500,000の範囲であるときにアクリルゴムの混合時の加工性、強度特性、及び耐圧縮永久歪み特性が高度にバランスされるので好適である。 The weight average molecular weight (Mw) of the acrylic rubber of the present invention is an absolute molecular weight measured by GPC-MALS, and is 100,000 to 5,000,000, preferably 500,000 to 4,000,000, more preferably 700,000 to 3,000,000, most preferably 1,000,000 to 2,500,000, when the acrylic rubber has high processability, strength properties, and compression set resistance when mixed. This is preferable because it is well-balanced.
本発明のアクリルゴムの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、格別な限定はないが、GPC-MALSで測定される絶対分子量分布で、通常1.1~8、好ましくは1.2~7、より好ましくは1.4~6の範囲であるときにアクリルゴムの加工性、強度特性及び耐圧縮永久歪み特性が高度にバランスされるので好適である。 The ratio (Mw/Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the acrylic rubber of the present invention is not particularly limited, but is usually 1 in the absolute molecular weight distribution measured by GPC-MALS. A range of .1 to 8, preferably 1.2 to 7, more preferably 1.4 to 6 is preferable because the processability, strength characteristics, and compression set resistance of the acrylic rubber are highly balanced. be.
<アクリルゴムの製造方法>
上記アクリルゴムの製造方法は、格別限定されるものではないが、例えば、アクリル酸エステル(a)、メタクリル酸エステル(b)、反応性基含有単量体(c)、及び必要に応じて共重合可能なその他の単量体(d)とからなる単量体成分を水と乳化剤とでエマルジョン化した後に重合触媒存在下に乳化重合して乳化重合液を得る乳化重合工程と、
得られた乳化重合液と凝固液を接触させて含水クラムを生成する凝固工程と、
生成した含水クラムを洗浄する洗浄工程と、
洗浄した含水クラムをスクリュー型押出機を用いて含水量1重量%未満まで乾燥する乾燥工程と、
を含む製造方法で容易に製造できる。
<Method for manufacturing acrylic rubber>
The method for producing the acrylic rubber is not particularly limited, but includes, for example, an acrylic ester (a), a methacrylic ester (b), a reactive group-containing monomer (c), and, if necessary, a co-producer. An emulsion polymerization step in which a monomer component consisting of another polymerizable monomer (d) is emulsified with water and an emulsifier, and then emulsion polymerized in the presence of a polymerization catalyst to obtain an emulsion polymerization liquid;
a coagulation step of bringing the obtained emulsion polymerization liquid into contact with a coagulation liquid to produce water-containing crumb;
a cleaning step of cleaning the generated water-containing crumb;
a drying step of drying the washed water-containing crumb using a screw extruder until the water content is less than 1% by weight;
It can be easily manufactured using a manufacturing method including
以下、上記各工程の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of each of the above steps will be described.
(乳化重合工程)
本発明のアクリルゴムの製造方法における乳化重合工程は、アクリル酸エステル(a)、メタクリル酸エステル(b)、反応性基含有単量体(c)、及び必要に応じて共重合可能なその他の単量体(d)とからなる単量体成分を水と乳化剤とでエマルジョン化した後に重合触媒存在下に乳化重合して乳化重合液を得ることを特徴とする。
(Emulsion polymerization process)
In the emulsion polymerization step in the method for producing acrylic rubber of the present invention, an acrylic ester (a), a methacrylic ester (b), a reactive group-containing monomer (c), and other copolymerizable monomers as necessary. The method is characterized in that a monomer component consisting of monomer (d) is emulsified with water and an emulsifier, and then emulsion polymerized in the presence of a polymerization catalyst to obtain an emulsion polymerization solution.
アクリルゴムの乳化重合工程で使用される単量体成分(a)~(d)は、既に述べたアクリルゴム結合単位(A)~(D)に対応した単量体成分の例示及び好ましい範囲と同じである。単量体成分の使用量についても、既に述べたとおりであり、乳化重合工程では、各単量体を本発明のアクリルゴムの上記組成になるように適宜選択すればよい。 The monomer components (a) to (d) used in the emulsion polymerization process of acrylic rubber are the examples and preferred ranges of monomer components corresponding to the acrylic rubber bonding units (A) to (D) already mentioned. It's the same. The amounts of the monomer components to be used are also as described above, and in the emulsion polymerization step, each monomer may be appropriately selected so as to achieve the above composition of the acrylic rubber of the present invention.
乳化重合工程で乳化剤として使用される乳化剤としては、乳化重合において使用されるものであれば格別な限定はないが、例えば、アニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤などが挙げられ、好ましくはアニオン性乳化剤とノニオン性乳化剤であり、より好ましくはアニオン性乳化剤である。 The emulsifier used as an emulsifier in the emulsion polymerization step is not particularly limited as long as it is used in emulsion polymerization, but examples include anionic emulsifiers, cationic emulsifiers, nonionic emulsifiers, etc., and preferably They are anionic emulsifiers and nonionic emulsifiers, and more preferably anionic emulsifiers.
アニオン性乳化剤としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノレン酸などの脂肪酸の塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウムなどの硫酸エステル塩、オクチルオキシジオキシエチレンリン酸エステルナトリウムなどのリン酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩などを挙げることができる。これらのアニオン性乳化剤の中でも、硫酸エステル塩やリン酸エステル塩が好ましい。 Examples of anionic emulsifiers include salts of fatty acids such as myristic acid, palmitic acid, oleic acid, and linolenic acid; alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate; sulfuric ester salts such as sodium lauryl sulfate, and octyloxydioxy Examples include phosphate ester salts such as sodium ethylene phosphate, alkyl sulfosuccinates, and the like. Among these anionic emulsifiers, sulfate ester salts and phosphate ester salts are preferred.
カチオン性乳化剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、ベンジルアンモニウムクロライドなどを挙げることができる。 Examples of the cationic emulsifier include alkyltrimethylammonium chloride, dialkylammonium chloride, and benzylammonium chloride.
ノニオン性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルなどのポリオキシアルキレン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンドデシルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテル;ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステルなどを挙げることができ、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテルが好ましく、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルがより好ましい。 Examples of nonionic emulsifiers include polyoxyalkylene fatty acid esters such as polyoxyethylene stearate; polyoxyalkylene alkyl ethers such as polyoxyethylene dodecyl ether; polyoxyalkylene alkyl phenol ethers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether; Examples include oxyethylene sorbitan alkyl ester, polyoxyalkylene alkyl ether and polyoxyalkylene alkylphenol ether are preferred, and polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene alkylphenol ether are more preferred.
これらの乳化剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができ、その使用量は、単量体成分100重量部に対して、通常0.01~10重量部、好ましくは0.1~5重量部、より好ましくは1~3重量部の範囲である。 These emulsifiers can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer component. 5 parts by weight, more preferably 1 to 3 parts by weight.
単量体成分と水と乳化剤との混合方法(混合方式)は、常法に従えばよく、例えば、単量体と乳化剤と水とをホモジナイザーやディスクタービンなどの撹拌機を用いて撹拌する方法などが挙げられる。水の使用量は、単量体成分100重量部に対して、通常1~1,000重量部、好ましくは5~500重量部、より好ましくは4~300重量部、特に好ましくは3~150重量部、最も好ましくは20~80重量部の範囲である。 The mixing method (mixing method) of the monomer components, water, and emulsifier may follow a conventional method, for example, a method of stirring the monomer, emulsifier, and water using a stirrer such as a homogenizer or a disc turbine. Examples include. The amount of water used is usually 1 to 1,000 parts by weight, preferably 5 to 500 parts by weight, more preferably 4 to 300 parts by weight, particularly preferably 3 to 150 parts by weight, per 100 parts by weight of the monomer component. parts, most preferably in the range of 20 to 80 parts by weight.
使用する重合触媒としては、乳化重合で通常使われるものであれば格別な限定はないが、例えば、ラジカル発生剤と還元剤とからなるレドックス触媒を用いることができる。 The polymerization catalyst used is not particularly limited as long as it is commonly used in emulsion polymerization, but for example, a redox catalyst consisting of a radical generator and a reducing agent can be used.
ラジカル発生剤としては、例えば、過酸化物、アゾ化合物などが挙げられ、好ましくは過酸化物である。過酸化物としては、無機系過酸化物や有機系過酸化物が用いられる。 Examples of the radical generator include peroxides and azo compounds, and peroxides are preferred. As the peroxide, an inorganic peroxide or an organic peroxide is used.
無機系過酸化物としては、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過酸化水素、過硫酸アンモニウムなどが挙げられ、これらの中でも、過硫酸カリウム、過酸化水素、過硫酸アンモニウムが好ましく、過硫酸カリウムが特に好ましい。 Examples of inorganic peroxides include sodium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, and ammonium persulfate. Among these, potassium persulfate, hydrogen peroxide, and ammonium persulfate are preferred, and potassium persulfate is preferred. Particularly preferred.
有機系過酸化物としては、アクリルゴムなどの乳化重合で使用されるものであれば格別な限定はなく、例えば、2,2-ジ(4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン、1-ジ-(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ-(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)吉草酸n-ブチル、2,2-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ブタン、t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラエチルブチルハイドロパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-ヘキシルパーオキサイド、ジ(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジイソブチリルパーオキサイド、ジ(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジコハク酸パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジ(3-メチルベンゾイル)パーオキサイド、ベンゾイル(3-メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジイソブチリルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカネート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシネオデカネート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシピバレート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(2-エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサネート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサネート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブイチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサンなどが挙げられ、これらの中でもジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどが好ましい。 The organic peroxide is not particularly limited as long as it is used in emulsion polymerization of acrylic rubber, etc. For example, 2,2-di(4,4-di-(t-butylperoxy)cyclohexyl) ) propane, 1-di-(t-hexylperoxy)cyclohexane, 1,1-di-(t-butylperoxy)cyclohexane, 4,4-di-(t-butylperoxy)n-butyl valerate, 2,2-di-(t-butylperoxy)butane, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, paramenthane hydroperoxide, benzoyl peroxide, 1,1,3,3 -Tetraethylbutyl hydroperoxide, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, di-t-hexyl peroxide, di(2-t-butylperoxyisopropyl)benzene, dicumyl peroxide, diisobutyryl peroxide, di(3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dilauroyl peroxide, disuccinic acid peroxide, dibenzoyl peroxide, di(3-methylbenzoyl) peroxide, benzoyl (3-methylbenzoyl) Peroxide, diisobutyryl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di(2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, di-sec-butyl peroxydicarbonate, 1,1,3,3-tetra Methylbutylperoxyneodecanate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxyneodecanate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, 2,5-dimethyl-2,5 -di(2-ethylhexanoylperoxy)hexane, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanate, t-butylperoxy -3,5,5-trimethylhexanate, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, 2,5-dimethyl-2, 5-di(benzoylperoxy)hexane, t-butylperoxyacetate, t-hexylperoxybenzoate, t-butylperoxybenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane Among these, diisopropylbenzene hydroperoxide, cumene hydroperoxide, paramenthane hydroperoxide, benzoyl peroxide and the like are preferred.
上記アゾ化合物としては、例えば、アゾビスイソプチロニトリル、4,4'-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン、2,2'-アゾビス(プロパン-2-カルボアミジン)、2,2'-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロパンアミド]、2,2'-アゾビス{2-[1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル]プロパン}、2,2'-アゾビス(1-イミノ-1-ピロリジノ-2-メチルプロパン)及び2,2'-アゾビス{2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル]プロパンアミド}などが挙げられる。 Examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile, 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane, 2, 2'-azobis(propane-2-carboamidine), 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropanamide], 2,2'-azobis{2-[1-(2 -hydroxyethyl)-2-imidazolin-2-yl]propane}, 2,2'-azobis(1-imino-1-pyrrolidino-2-methylpropane) and 2,2'-azobis{2-methyl-N- [1,1-bis(hydroxymethyl)-2-hydroxyethyl]propanamide} and the like.
これらのラジカル発生剤は、それぞれ単独であるいは2種類以上組み合わせて用いることができ、その使用量は、単量体成分100重量部に対して、通常0.0001~5重量部、好ましくは0.0005~1重量部、より好ましくは0.001~0.5重量部の範囲である。 These radical generators can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is usually 0.0001 to 5 parts by weight, preferably 0.0001 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer component. The amount ranges from 0.005 to 1 part by weight, more preferably from 0.001 to 0.5 part by weight.
還元剤としては、乳化重合のレドックス触媒で使用されるものであれば限定なく用いることができるが、本発明においては、特に少なくとも2種の還元剤を用いることが好ましい。少なくとも2種の還元剤としては、例えば、還元状態にある金属イオン化合物とそれ以外の還元剤の組み合わせが好適である。 As the reducing agent, any reducing agent can be used without limitation as long as it is used in a redox catalyst for emulsion polymerization, but in the present invention, it is particularly preferable to use at least two types of reducing agents. As the at least two types of reducing agents, for example, a combination of a metal ion compound in a reduced state and another reducing agent is suitable.
還元状態にある金属イオン化合物としては、特に限定されないが、例えば、硫酸第一鉄、ヘキサメチレンジアミン四酢酸鉄ナトリウム、ナフテン酸第一銅などが挙げられ、これらの中でも硫酸第一鉄が好ましい。これらの還元状態にある金属イオン化合物は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その使用量は、単量体成分100重量部に対して、通常0.000001~0.01重量部、好ましくは0.00001~0.001重量部、より好ましくは0.00005~0.0005重量部の範囲である。 Examples of the metal ion compound in a reduced state include, but are not limited to, ferrous sulfate, sodium hexamethylenediaminetetraacetate, cuprous naphthenate, and the like. Among these, ferrous sulfate is preferred. These metal ion compounds in a reduced state can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is usually 0.000001 to 0.000 parts per 100 parts by weight of the monomer components. 0.01 parts by weight, preferably 0.00001 to 0.001 parts by weight, more preferably 0.00005 to 0.0005 parts by weight.
それらの還元状態にある金属イオン化合物以外の還元剤としては、特に限定されないが、例えば、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸カリウムなどのアスコルビン酸又はその塩;エリソルビン酸、エリソルビン酸ナトリウム、エリソルビン酸カリウムなどのエリソルビン酸又はその塩;ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウムなどのスルフィン酸塩;亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウム、アルデヒド亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウムの亜硫酸塩;ピロ亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸カリウム、ピロ亜硫酸水素ナトリウム、ピロ亜硫酸水素カリウムなどのピロ亜硫酸塩;チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウムなどのチオ硫酸塩;亜燐酸、亜燐酸ナトリウム、亜燐酸カリウム、亜燐酸水素ナトリウム、亜燐酸水素カリウムの亜燐酸又はその塩;ピロ亜燐酸、ピロ亜燐酸ナトリウム、ピロ亜燐酸カリウム、ピロ亜燐酸水素ナトリウム、ピロ亜燐酸水素カリウムなどのピロ亜燐酸又はその塩;ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートなどが挙げられる。これらの中でも、アルコルビン酸又はその塩、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートなどが好ましく、特にアスコルビン酸又はその塩が好ましい。 Reducing agents other than metal ion compounds in their reduced state include, but are not particularly limited to, ascorbic acid or its salts such as ascorbic acid, sodium ascorbate, and potassium ascorbate; erythorbic acid, sodium erythorbate, and erythorbic acid. Erythorbic acid or its salts such as potassium; sulfinates such as sodium hydroxymethanesulfinate; sulfites of sodium sulfite, potassium sulfite, sodium hydrogen sulfite, aldehyde sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite; sodium pyrosulfite, potassium pyrosulfite, pyrosulfites such as sodium pyrosulfite and potassium pyrosulfite; thiosulfates such as sodium thiosulfate and potassium thiosulfate; Phosphoric acid or a salt thereof; pyrophosphorous acid or a salt thereof such as pyrophosphorous acid, sodium pyrophosphite, potassium pyrophosphite, sodium hydrogen pyrophosphite, potassium hydrogen pyrophosphite; sodium formaldehyde sulfoxylate; and the like. Among these, ascorbic acid or its salts, sodium formaldehyde sulfoxylate, etc. are preferred, and ascorbic acid or its salts are particularly preferred.
これらの還元状態にある金属イオン化合物以外の還元剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その使用量は、単量体成分100重量部に対し、通常0.001~1重量部、好ましくは0.005~0.5重量部、より好ましくは0.01~0.1重量部の範囲である。 These reducing agents other than metal ion compounds in a reduced state can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is usually 0.001 parts by weight per 100 parts by weight of the monomer components. ~1 part by weight, preferably 0.005 to 0.5 part by weight, more preferably 0.01 to 0.1 part by weight.
還元状態にある金属イオン化合物とそれ以外の還元剤との好ましい組み合わせは、硫酸第一鉄とアスコルビン酸若しくはその塩及び/又はナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートの組み合わせであり、より好ましくは硫酸第一鉄とアスコルビン酸塩及び/又はナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートの組み合わせ、最も好ましくは硫酸第一鉄とアルコルビン酸塩の組み合わせである。このときの硫酸第一鉄の使用量は、単量体成分100重量部に対して、通常0.000001~0.01重量部、好ましくは0.00001~0.001重量部、より好ましくは0.00005~0.0005重量部の範囲であり、アスコルビン酸若しくはその塩及び/又はナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートの使用量は、両成分100重量部に対し、通常0.001~1重量部、好ましくは0.005~0.5重量部、より好ましくは0.01~0.1重量部の範囲である。 A preferred combination of a metal ion compound in a reduced state and another reducing agent is a combination of ferrous sulfate and ascorbic acid or a salt thereof and/or sodium formaldehyde sulfoxylate, more preferably a combination of ferrous sulfate and ascorbic acid or a salt thereof and/or sodium formaldehyde sulfoxylate. A combination of ascorbate and/or sodium formaldehyde sulfoxylate, most preferably a combination of ferrous sulfate and ascorbate. The amount of ferrous sulfate used at this time is usually 0.000001 to 0.01 parts by weight, preferably 0.00001 to 0.001 parts by weight, and more preferably 0. The amount of ascorbic acid or its salt and/or sodium formaldehyde sulfoxylate used is usually 0.001 to 1 part by weight, preferably 0.001 to 1 part by weight, per 100 parts by weight of both components. The amount ranges from 0.005 to 0.5 parts by weight, more preferably from 0.01 to 0.1 parts by weight.
乳化重合反応における水の使用量は、単量体成分エマルジョン化時に使用した量だけでもよいが、重合に用いる単量体成分100重量部に対して、通常10~1,000重量部、好ましくは50~500重量部、より好ましくは80~400重量部、最も好ましくは100~300重量部の範囲になるように調整される。 The amount of water used in the emulsion polymerization reaction may be just the amount used during emulsification of the monomer components, but it is usually 10 to 1,000 parts by weight, preferably 10 to 1,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer components used in the polymerization. The amount is adjusted to be in the range of 50 to 500 parts by weight, more preferably 80 to 400 parts by weight, and most preferably 100 to 300 parts by weight.
乳化重合反応の方式は、常法に従えばよく、回分式、半回分式、連続式のいずれでもよい。重合温度及び重合時間は、特に限定されず、使用する重合開始剤の種類などから適宜選択できる。重合温度は、通常0~100℃、好ましくは5~80℃、より好ましくは10~50℃の範囲であり、重合時間は通常0.5~100時間、好ましくは1~10時間である。 The method of the emulsion polymerization reaction may be any conventional method, and may be a batch method, a semi-batch method, or a continuous method. The polymerization temperature and polymerization time are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of polymerization initiator used. The polymerization temperature is usually in the range of 0 to 100°C, preferably 5 to 80°C, more preferably 10 to 50°C, and the polymerization time is usually 0.5 to 100 hours, preferably 1 to 10 hours.
乳化重合反応の重合転化率は、格別限定はないが、通常80重量%以上、好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上であり、このときに製造されるアクリルゴムは強度特性に優れ且つ単量体臭も無く好適である。重合停止に当たっては、重合停止剤を使用してもよい。 The polymerization conversion rate of the emulsion polymerization reaction is not particularly limited, but is usually 80% by weight or more, preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, and the acrylic rubber produced at this time has poor strength properties. It is excellent and has no monomer odor, making it suitable. A polymerization terminator may be used to terminate the polymerization.
(凝固工程)
本発明のアクリルゴムの製造方法における凝固工程は、上記の乳化重合工程で得られた乳化重合液と凝固液を接触させて含水クラムを生成する工程である。
(solidification process)
The coagulation step in the method for producing acrylic rubber of the present invention is a step of bringing the emulsion polymerization solution obtained in the above-mentioned emulsion polymerization step into contact with the coagulation solution to produce water-containing crumb.
凝固工程で使用される乳化重合液の固形分濃度は、格別な限定はないが、通常5~50重量%、好ましくは10~45重量%、より好ましくは20~40重量%の範囲に調整される。 The solid content concentration of the emulsion polymerization liquid used in the coagulation step is not particularly limited, but is usually adjusted to a range of 5 to 50% by weight, preferably 10 to 45% by weight, and more preferably 20 to 40% by weight. Ru.
凝固液に使用される凝固剤としては、格別な限定はないが、通常は金属塩が用いられる。金属塩としては、例えば、アルカリ金属、周期表第2族金属塩、その他の金属塩などが挙げられ、好ましくはアルカリ金属塩、周期表第2族金属塩である。 Although there are no particular limitations on the coagulant used in the coagulation liquid, metal salts are usually used. Examples of the metal salt include alkali metal salts, salts of metals from group 2 of the periodic table, and other metal salts, and preferably alkali metal salts and salts of metals from group 2 of the periodic table.
アルカリ金属塩としては、例えば、塩化ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸ナトリウムなどのナトリウム塩;塩化カリウム、硝酸カリウム、硫酸カリウムなどのカリウム塩;塩化リチウム、硝酸リチウム、硫酸リチウムなどのリチウム塩などが挙げられ、これらの中でもナトリウム塩が好ましく、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムが特に好ましい。 Examples of alkali metal salts include sodium salts such as sodium chloride, sodium nitrate, and sodium sulfate; potassium salts such as potassium chloride, potassium nitrate, and potassium sulfate; and lithium salts such as lithium chloride, lithium nitrate, and lithium sulfate. Among these, sodium salts are preferred, and sodium chloride and sodium sulfate are particularly preferred.
周期表第2族金属塩としては、例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウムなどが挙げられ、好ましくは塩化カルシウム、硫酸マグネシウムである。 Examples of Group 2 metal salts of the periodic table include magnesium chloride, calcium chloride, magnesium nitrate, calcium nitrate, magnesium sulfate, and calcium sulfate, with calcium chloride and magnesium sulfate being preferred.
その他の金属塩としては、例えば、塩化亜鉛、塩化チタン、塩化マンガン、塩化鉄、塩化コバルト、塩化ニッケル、塩化アルミニウム、塩化スズ、硝酸亜鉛、硝酸チタン、硝酸マンガン、硝酸鉄、硝酸コバルト、硝酸ニッケル、硝酸アルミニウム、硝酸スズ、硫酸亜鉛、硫酸チタン、硫酸マンガン、硫酸鉄、硫酸コバルト、硫酸ニッケル、硫酸アルミニウム、硫酸スズなどが挙げられる。 Examples of other metal salts include zinc chloride, titanium chloride, manganese chloride, iron chloride, cobalt chloride, nickel chloride, aluminum chloride, tin chloride, zinc nitrate, titanium nitrate, manganese nitrate, iron nitrate, cobalt nitrate, and nickel nitrate. , aluminum nitrate, tin nitrate, zinc sulfate, titanium sulfate, manganese sulfate, iron sulfate, cobalt sulfate, nickel sulfate, aluminum sulfate, tin sulfate, and the like.
これらの凝固剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができ、その使用量は、単量体成分100重量部に対し、通常0.01~100重量部、好ましくは0.1~50重量部、より好ましくは1~30重量部の範囲である。凝固剤がこの範囲にあるときに、アクリルゴムの凝固を充分なものとしながら、アクリルゴムを架橋した場合の耐圧縮永久歪み特性や耐水性を高度に向上させることができるので好適である。 These coagulants can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is usually 0.01 to 100 parts by weight, preferably 0.1 parts by weight, per 100 parts by weight of the monomer component. -50 parts by weight, more preferably 1-30 parts by weight. When the coagulant is in this range, it is possible to sufficiently coagulate the acrylic rubber while highly improving compression set resistance and water resistance when the acrylic rubber is crosslinked.
使用する凝固液の凝固剤濃度は、通常0.1~20重量%、好ましくは0.5~10重量%、より好ましくは1~5重量%の範囲であるときに、生成する含水クラムの粒径を均一に且つ特定領域に集束できるので好適である。 When the coagulant concentration of the coagulating liquid used is usually in the range of 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 5% by weight, the particles of the water-containing crumb to be produced are This is preferable because the diameter can be uniform and focused on a specific area.
使用する凝固液の温度は、格別限定はないが、通常40℃以上、好ましくは40~90℃、より好ましくは50~80℃の範囲であるときに均一な含水クラムが生成され好適である。 The temperature of the coagulating liquid used is not particularly limited, but it is preferable that it is usually 40° C. or higher, preferably 40 to 90° C., more preferably 50 to 80° C., since a uniform water-containing crumb will be produced.
本発明のアクリルゴムの製造方法では、凝固工程における乳化重合液と凝固液との接触は、乳化重合液を撹拌している凝固液中に添加する方法、凝固液を乳化重合液中に添加する方法などがあるが、乳化重合液を撹拌している凝固液中に添加する方法であるときに極大及び微細な含水クラムの生成を抑制し、生成する含水クラムの乳化剤や凝固剤の洗浄効率を格段に向上できるので好適である。 In the method for producing acrylic rubber of the present invention, the contact between the emulsion polymerization liquid and the coagulation liquid in the coagulation step is carried out by adding the emulsion polymerization liquid to the stirring coagulation liquid, or adding the coagulation liquid to the emulsion polymerization liquid. There are several methods, but when the emulsion polymerization solution is added to the coagulating solution while stirring, it suppresses the generation of extremely large and fine water-containing crumbs, and improves the cleaning efficiency of the emulsifier and coagulant for the water-containing crumbs that are generated. This is suitable because it can significantly improve the performance.
撹拌されている凝固液の撹拌速度(撹拌数)は、凝固槽内に設けた撹拌装置の毎分当りの回転数(具体的には撹拌翼の回転数)で表されるが、乳化重合液を凝固槽中に添加するときに一定程度激しく撹拌されている方が生成する含水クラム粒径を小さく且つ均一にする上で好適であるため、上記回転数は、通常100rpm以上、好ましくは200~1,000rpm、より好ましくは300~900rpm、特に好ましくは350~850rpm、最も好ましくは400~800rpmの範囲である。凝固液の撹拌速度(回転数)が過度に低いと、大きいクラム粒径のものと小さいクラム粒径のものが生成してしまい、過度に高いと凝固反応の制御が困難になるため、いずれも好ましくない。 The stirring speed (stirring number) of the coagulated liquid being stirred is expressed by the number of rotations per minute of the stirring device installed in the coagulation tank (specifically, the number of rotations of the stirring blade), but the When adding to the coagulation tank, it is preferable to stir it vigorously to a certain extent in order to make the size of the water-containing crumb particles small and uniform. The range is 1,000 rpm, more preferably 300 to 900 rpm, particularly preferably 350 to 850 rpm, and most preferably 400 to 800 rpm. If the stirring speed (rotation speed) of the coagulation liquid is too low, large crumb particles and small crumb particle sizes will be produced, and if it is too high, it will be difficult to control the coagulation reaction, so both Undesirable.
また、撹拌されている凝固液の周速は、上記撹拌装置の撹拌翼の外周の速度で表されるが、既に述べたように、凝固液が一定程度激しく撹拌されている方が生成する含水クラム粒径を小さく且つ均一にできるので好適であり、そのため凝固槽中の凝固液の周速は、少なくとも0.5m/s以上とするのが適当である。この周速が0.5m/s以上、好ましくは1m/s以上、より好ましくは1.5m/s以上、特に好ましくは2m/s以上、とりわけ2.5m/s以上であるときに、洗浄工程や脱水工程での凝固剤及び乳化剤の除去性に優れるクラム形状及びクラム径を有する含水クラムを生成できるので好適である。 Additionally, the circumferential speed of the coagulated liquid being stirred is expressed by the speed of the outer circumference of the stirring blade of the above-mentioned stirring device. This is preferable because the crumb particle size can be made small and uniform, and therefore it is appropriate that the circumferential velocity of the coagulating liquid in the coagulating tank is at least 0.5 m/s or more. When this peripheral speed is 0.5 m/s or more, preferably 1 m/s or more, more preferably 1.5 m/s or more, particularly preferably 2 m/s or more, especially 2.5 m/s or more, the cleaning step This method is suitable because it can produce a hydrated crumb having a crumb shape and crumb diameter that allows for excellent removability of coagulants and emulsifiers in the dehydration process.
撹拌されている凝固液の周速の上限値は、格別な限定はないが、通常30m/s以下、好ましくは25m/s以下、より好ましくは20m/s以下、特に好ましくは15m/s以下であるときに凝固反応の制御が容易となり好適である。 The upper limit of the peripheral speed of the coagulated liquid being stirred is not particularly limited, but is usually 30 m/s or less, preferably 25 m/s or less, more preferably 20 m/s or less, particularly preferably 15 m/s or less. It is preferable that the coagulation reaction be easily controlled at certain times.
本発明のアクリルゴム製造方法では、凝固反応の上記条件(接触方法、乳化重合液の固形分濃度、凝固液の濃度、温度、回転数、周速など)を適宜選定することで、生成する含水クラムの形状及びクラム径が均一で且つ集束化され、洗浄工程及び脱水工程における含水クラム中の乳化剤や凝固剤の除去効率が格段に向上し、好適である。 In the acrylic rubber manufacturing method of the present invention, by appropriately selecting the above-mentioned conditions for the coagulation reaction (contact method, solid content concentration of the emulsion polymerization liquid, concentration of the coagulation liquid, temperature, number of rotations, circumferential speed, etc.), it is possible to The crumb shape and crumb diameter are uniform and concentrated, and the removal efficiency of the emulsifier and coagulant in the water-containing crumb in the washing step and dehydration step is significantly improved, which is preferable.
このようにアクリルゴム製造時に生成される含水クラムの粒度(サイズ)と粒度分布を特定範囲に調整することによって、洗浄時及び脱水時における含水クラム中の乳化剤及び凝固剤の除去効率を大幅に改善できる。 In this way, by adjusting the particle size and particle size distribution of the hydrous crumbs produced during acrylic rubber production to a specific range, the removal efficiency of emulsifiers and coagulants from the hydrous crumbs during washing and dehydration has been significantly improved. can.
(洗浄工程)
本発明のアクリルゴムの製造方法における洗浄工程は、上記凝固工程で生成した含水クラムを洗浄する工程である。
(Washing process)
The washing step in the method for producing acrylic rubber of the present invention is a step of washing the water-containing crumbs produced in the coagulation step.
洗浄方法としては、格別限定されるものでなく常法に従えばよく、例えば、生成した含水クラムを多量の水と混合して行うことができる。 The washing method is not particularly limited and may be any conventional method. For example, it can be carried out by mixing the produced water-containing crumb with a large amount of water.
洗浄のため加える水の量は、特に限定されないが、乳化重合で仕込んだ単量体成分100重量部に対して、水洗1回当たりの量が、通常50重量部以上、好ましくは50~15,000重量部、より好ましくは100~10,000重量部、さらに好ましくは500~5,000重量部の範囲であるときに、アクリルゴム中の灰分量を効果的に低減することができるので好適である。 The amount of water added for washing is not particularly limited, but the amount per water washing is usually 50 parts by weight or more, preferably 50 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer components charged by emulsion polymerization. 000 parts by weight, more preferably 100 to 10,000 parts by weight, even more preferably 500 to 5,000 parts by weight, since the ash content in the acrylic rubber can be effectively reduced. be.
使用する水の温度は、格別限定されないが、温水を使われるのが好適で、通常40℃以上、好ましくは40~100℃、より好ましくは50~90℃であり、特に60~80℃のときに洗浄効率を格段に上げることができ最適である。使用する温水の温度を上記した下限以上とすることにより、乳化剤や凝固剤が含水クラムから遊離して洗浄効率がより向上する。 The temperature of the water used is not particularly limited, but it is preferable to use warm water, usually 40°C or higher, preferably 40 to 100°C, more preferably 50 to 90°C, especially 60 to 80°C. It is ideal for dramatically increasing cleaning efficiency. By setting the temperature of the hot water used to be equal to or higher than the above-mentioned lower limit, the emulsifier and coagulant are released from the water-containing crumb, and the cleaning efficiency is further improved.
洗浄時間は、格別な限定はないが、通常1~120分、好ましくは2~60分、より好ましくは3~30分の範囲である。 The washing time is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 120 minutes, preferably 2 to 60 minutes, and more preferably 3 to 30 minutes.
洗浄工程での洗浄(水洗)の回数についても、特に限定されず、通常は1~10回、好ましくは1~5回、より好ましくは2~3回である。なお、最終的に得られるアクリルゴム中の凝固剤の残留量を低減させるという観点からは、水洗回数が多い方が望ましいが、上記のように含水クラムの形状及び含水クラム径を特定範囲にすること、及び/又は洗浄温度を上記の範囲にすることで、水洗回数を格段に低減できる。 The number of times of washing (washing with water) in the washing step is also not particularly limited, and is usually 1 to 10 times, preferably 1 to 5 times, and more preferably 2 to 3 times. In addition, from the viewpoint of reducing the amount of coagulant remaining in the acrylic rubber finally obtained, it is desirable to wash with water more often, but as mentioned above, the shape of the hydrous crumb and the diameter of the hydrous crumb should be set within a specific range. By setting the cleaning temperature and/or the cleaning temperature within the above range, the number of times of water washing can be significantly reduced.
(乾燥工程)
本発明のアクリルゴムの製造方法における乾燥工程は、上記洗浄した含水クラムをスクリュー型押出機を用いて含水量1重量%未満まで乾燥させる工程である。
(drying process)
The drying step in the method for producing acrylic rubber of the present invention is a step of drying the washed water-containing crumb using a screw extruder to a water content of less than 1% by weight.
使用されるスクリュー型押出機としては、格別な限定はないが、脱水スリットを有する脱水バレルと減圧下で乾燥する乾燥バレルと先端部にダイとを備え含水クラムの脱水・乾燥・成形を一括で行ってしまうものがアクリルゴムの耐熱性や様々な特性を損なわずに大幅に加工性を改善でき好適である。 There are no particular limitations on the screw type extruder used, but it is equipped with a dehydration barrel with a dehydration slit, a drying barrel that dries under reduced pressure, and a die at the tip, and can dehydrate, dry, and mold hydrous crumbs all at once. This is preferable because it can significantly improve processability without impairing the heat resistance and various properties of acrylic rubber.
脱水バレル部での脱水・乾燥
含水クラムの脱水は、スクリュー型押出機内に設けた、脱水スリットを有する脱水バレルで行われる。脱水スリットの目開きは、使用条件に応じて適宜選択されればよいが、通常0.01~5mm、好ましくは0.1~1mm、より好ましくは0.2~0.6mmの範囲であるときに、含水クラムの損失が少なく且つ含水クラムの脱水が効率的にできるため好適である。
Dehydration and drying in the dehydration barrel section Dehydration of the water-containing crumb is performed in a dehydration barrel provided in a screw type extruder and having a dehydration slit. The opening of the dehydration slit may be selected as appropriate depending on the conditions of use, but is usually in the range of 0.01 to 5 mm, preferably 0.1 to 1 mm, and more preferably 0.2 to 0.6 mm. In addition, it is suitable because there is little loss of water-containing crumbs and the water-containing crumbs can be dehydrated efficiently.
スクリュー型押出機における脱水バレルの数は、格別限定されるものではないが、通常複数個、好ましくは2~10個、より好ましくは3~6個であるときに粘着性のアクリルゴムの脱水を効率よく行う上で好適である。 The number of dehydration barrels in a screw type extruder is not particularly limited, but it is usually plural, preferably 2 to 10, more preferably 3 to 6, for dehydration of sticky acrylic rubber. This is suitable for efficient execution.
脱水バレルにおける含水クラムからの水の除去は、脱水スリットから液状で除去するもの(排水)、蒸気状で除去するもの(排蒸気)の二通りがあるが、本発明においては、排水は脱水、排蒸気は予備乾燥と定義して区別する。 There are two ways to remove water from the water-containing crumbs in the dehydration barrel: water is removed from the dehydration slit in liquid form (drainage) and water is removed in vapor form (exhaust steam). Exhaust steam is defined and distinguished from pre-drying.
脱水バレルを複数個備えるスクリュー型押出機を用いて行う場合は、排水(脱水)及び排蒸気(予備乾燥)を組み合わせることで、粘着性アクリルゴムの脱水と含水量低下を効率よく実施できるため特に好適である。脱水バレルを3個以上備えるスクリュー型押出機において、各脱水バレルを排水型脱水バレルにするか排蒸気型脱水バレルにするかの選択は、アクリルゴムの使用目的に応じて適宜行えばよい。通常製造されるゴム中の灰分量を少なくする場合は排水型バレルを多くし、例えば脱水バレルが3個ある場合は排水型バレルを2個、脱水バレルが4個ある場合は排水型バレルを3個などと適宜選択する。 When using a screw extruder equipped with multiple dehydration barrels, it is especially effective because dehydration and water content reduction of sticky acrylic rubber can be efficiently carried out by combining waste water (dehydration) and exhaust steam (pre-drying). suitable. In a screw type extruder equipped with three or more dehydration barrels, whether each dehydration barrel is a drain type dehydration barrel or an exhaust steam type dehydration barrel may be appropriately selected depending on the intended use of the acrylic rubber. To reduce the amount of ash in normally produced rubber, increase the number of drain-type barrels.For example, if there are three dewatering barrels, use two drain-type barrels, and if there are four dewatering barrels, use three drain-type barrels. Please select as appropriate.
脱水バレルの設定温度は、アクリルゴムの種類、灰分量、含水量、及び操業条件などにより適宜選択されるが、通常60~150℃、好ましくは70~140℃、より好ましくは80~130℃の範囲である。排水状態で脱水する脱水バレルの設定温度は、通常60~120℃、好ましくは70~110℃、より好ましくは80~100℃である。排蒸気状態で予備乾燥を行う脱水バレルの設定温度は、通常100~150℃、好ましくは105~140℃、より好ましくは110~130℃の範囲である。 The set temperature of the dehydration barrel is appropriately selected depending on the type of acrylic rubber, ash content, water content, operating conditions, etc., but is usually 60 to 150°C, preferably 70 to 140°C, more preferably 80 to 130°C. range. The set temperature of the dehydration barrel for dehydration in the drained state is usually 60 to 120°C, preferably 70 to 110°C, more preferably 80 to 100°C. The set temperature of the dehydration barrel for pre-drying in the exhaust steam state is usually in the range of 100 to 150°C, preferably 105 to 140°C, more preferably 110 to 130°C.
含水クラムの脱水後の含水量、すなわち排水型バレル通過後の含水量は、格別限定されないが、通常1~50重量%、好ましくは3~40重量%、より好ましくは5~35重量%、最も好ましくは10~35重量%であるときに、乳化剤と凝固剤の除去を効率よく行うことができ好適である。スクリュー型押出機で乳化剤や凝固剤の除去と含水量の低減を効率的に行う場合の脱水後の含水量は、5~40重量%、好ましくは10~40重量%、より好ましくは15~35重量%の範囲である。 The water content of the water-containing crumb after dehydration, that is, the water content after passing through the drainage type barrel, is not particularly limited, but is usually 1 to 50% by weight, preferably 3 to 40% by weight, more preferably 5 to 35% by weight, most preferably Preferably, the amount is 10 to 35% by weight, since the emulsifier and coagulant can be efficiently removed. When removing emulsifiers and coagulants and reducing water content efficiently using a screw extruder, the water content after dehydration is 5 to 40% by weight, preferably 10 to 40% by weight, more preferably 15 to 35% by weight. % by weight.
上記の特定組成で架橋性基を有する粘着性のアクリルゴムの脱水は、遠心分離機などを用いて行うと脱水スリット部にアクリルゴムが付着してしまい殆ど脱水できないが(含水量は約45~55重量%程度までしか低減しない)、本発明において、脱水スリットを有しスクリューで強制的に絞られる脱水バレルを備えるスクリュー型押出機を用いることにより、それ以下の含水量まで効率的に低減できるため特に好適である。 When dehydrating sticky acrylic rubber with the above specific composition and crosslinkable groups using a centrifuge, etc., the acrylic rubber adheres to the dehydration slit, making it almost impossible to dehydrate it (the water content is approximately 45 to In the present invention, by using a screw type extruder equipped with a dehydration barrel that has a dehydration slit and is forcibly squeezed by a screw, the water content can be efficiently reduced to less than that. Therefore, it is particularly suitable.
上記脱水後に排蒸気型脱水バレルで予備乾燥した含水クラムの含水量は、通常1~30重量%、好ましくは3~20重量%、より好ましくは5~15重量%である。 The moisture content of the hydrous crumb pre-dried in an exhaust steam dehydration barrel after the above dehydration is usually 1 to 30% by weight, preferably 3 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight.
乾燥バレルでの乾燥
上記脱水バレルで脱水・乾燥した含水クラムは、さらに同じスクリュー型押出機内の下流側(押出側)に設けた減圧下の乾燥バレルで乾燥される。
Drying in a Drying Barrel The hydrous crumbs dehydrated and dried in the dehydrating barrel described above are further dried in a drying barrel under reduced pressure provided on the downstream side (extrusion side) of the same screw type extruder.
乾燥バレル内部の減圧度は、適宜選択されればよいが、通常1~50kPa、好ましくは2~30kPa、より好ましくは3~20kPaであるときに効率よく含水クラムを乾燥でき好適である。 The degree of vacuum inside the drying barrel may be selected as appropriate, but it is usually 1 to 50 kPa, preferably 2 to 30 kPa, more preferably 3 to 20 kPa, which is suitable for efficiently drying the water-containing crumbs.
乾燥バレルの設定温度は、適宜選択されればよいが、通常100~250℃、好ましくは110~200℃、より好ましくは120~180℃の範囲であるときに、アクリルゴムのヤケや変質がなく、効率よく乾燥ができ且つアクリルゴムのゲル量を低減できるので好適である。 The temperature setting of the drying barrel may be selected as appropriate, but it is usually in the range of 100 to 250°C, preferably 110 to 200°C, more preferably 120 to 180°C, that the acrylic rubber will not fade or deteriorate. This is preferable because it allows efficient drying and reduces the amount of gel in the acrylic rubber.
スクリュー型押出機における乾燥バレルの数は、格別限定されるものではないが、通常複数個、好ましくは2~10個、より好ましくは3~8個である。乾燥バレルが複数個有する場合の減圧度は、全ての乾燥バレルで近似した減圧度にしてもよいし、変えてもよい。乾燥バレルを複数個有する場合の設定温度は、全ての乾燥バレルで近似した温度にしてもよいし変えてもよいが、導入部(脱水バレルに近い方)の温度よりも排出部(ダイに近い方)の温度を高くすると、乾燥効率を上げることができ好適である。 The number of drying barrels in the screw extruder is not particularly limited, but is usually plural, preferably 2 to 10, more preferably 3 to 8. When there is a plurality of drying barrels, the degree of vacuum may be similar to that of all the drying barrels, or may be varied. When having multiple drying barrels, the set temperature may be set to a similar temperature for all drying barrels or may be changed, but the temperature at the discharge section (closer to the die) may be higher than the temperature at the inlet section (closer to the dehydration barrel). It is preferable to raise the temperature of the first method since drying efficiency can be increased.
乾燥バレル部での乾燥後のアクリルゴムクラムの含水量は、通常1重量%未満、好ましくは0.8重量%以下、より好ましくは0.6重量%以下である。本発明においては、特にスクリュー型押出機内でアクリルゴムの含水量がこの値(殆ど水が除去された状態)になって溶融押出しされることが、アクリルゴムのメチルエチルケトン不溶解分のゲル量を低減しアクリルゴムの加工性を格段に向上でき好適である。 The water content of the acrylic rubber crumb after drying in the drying barrel section is usually less than 1% by weight, preferably less than 0.8% by weight, more preferably less than 0.6% by weight. In the present invention, in particular, melt-extruding the acrylic rubber in a screw extruder with the water content at this value (almost all water has been removed) reduces the gel amount of methyl ethyl ketone insoluble components of the acrylic rubber. This is suitable because it can significantly improve the processability of acrylic rubber.
アクリルゴムの形状(ダイ部)
上記脱水バレル及び乾燥バレルのスクリュー部で脱水及び乾燥されたアクリルゴムは、スクリュー型押出機の先端部付近に設けられた、スクリューの無い整流のダイ部に送られる。スクリュー部とダイ部の間には、ブレーカープレートや金網を設けてもよいし、設けなくてもよい。
Shape of acrylic rubber (die part)
The acrylic rubber dehydrated and dried in the screw parts of the dehydration barrel and drying barrel is sent to a rectifying die part without a screw, which is provided near the tip of the screw type extruder. A breaker plate and a wire mesh may or may not be provided between the screw part and the die part.
スクリュー型押出機のダイ部から押し出されるアクリルゴムは、ダイのノズル形状により、粒状、ペレット状、柱状、丸棒状、シート状など種々の形状のものとなる。 The acrylic rubber extruded from the die part of a screw type extruder has various shapes such as granules, pellets, columns, round rods, and sheets depending on the shape of the nozzle of the die.
ダイ部における樹脂圧は、格別限定されないが、通常0.1~10MPa、好ましくは0.5~5MPa、より好ましくは1~3MPaの範囲としたときに、空気の巻き込みが少なく(比重が大きい)且つ生産性にも優れるので好適である。 The resin pressure in the die part is not particularly limited, but when it is usually in the range of 0.1 to 10 MPa, preferably 0.5 to 5 MPa, more preferably 1 to 3 MPa, there is little air entrainment (high specific gravity). Moreover, it is suitable because it is excellent in productivity.
スクリュー型押出機の操業条件
使用されるスクリュー型押出機のスクリュー長(L)は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、通常3,000~15,000mm、好ましくは4,000~10,000mm、より好ましくは4,500~8,000mmの範囲である。
Operating conditions of screw extruder The screw length (L) of the screw extruder used may be selected appropriately depending on the purpose of use, but is usually 3,000 to 15,000 mm, preferably 4,000 to 15,000 mm. The range is 10,000 mm, more preferably 4,500 to 8,000 mm.
使用されるスクリュー型押出機のスクリュー径(D)は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、通常50~250mm、好ましくは100~200mm、より好ましくは120~160mmの範囲である。 The screw diameter (D) of the screw extruder used may be appropriately selected depending on the purpose of use, but is usually in the range of 50 to 250 mm, preferably 100 to 200 mm, and more preferably 120 to 160 mm.
使用されるスクリュー型押出機のスクリュー長(L)とスクリュー径(D)との比(L/D)は、格別限定されるものではないが、通常10~100、好ましくは20~80、より好ましくは30~60の範囲であるときに乾燥ゴムの分子量低下や焼けを起こさずに含水量を1重量%未満に出来好適である。 The ratio (L/D) between the screw length (L) and the screw diameter (D) of the screw type extruder used is not particularly limited, but is usually 10 to 100, preferably 20 to 80, and more. Preferably, when it is in the range of 30 to 60, the water content can be reduced to less than 1% by weight without reducing the molecular weight of the dry rubber or causing burning.
使用されるスクリュー型押出機の回転数(N)は、諸条件に応じて適宜選択されればよいが、通常10~1,000rpm、好ましくは50~750rpm、より好ましくは100~500rpm、最も好ましくは120~300rpmであるときに、アクリルゴムの含水量とゲル量を効率よく低減でき好適である。 The rotation speed (N) of the screw type extruder used may be appropriately selected depending on various conditions, but is usually 10 to 1,000 rpm, preferably 50 to 750 rpm, more preferably 100 to 500 rpm, and most preferably It is preferable that the speed is 120 to 300 rpm because the water content and gel amount of the acrylic rubber can be efficiently reduced.
使用されるスクリュー型押出機の押出量(Q)は、格別限定されないが、通常100~1,500kg/hrが適当であり、好ましくは300~1,200kg/hr、より好ましくは400~1,000kg/hr、最も好ましくは500~800kg/hrの範囲である。 The extrusion rate (Q) of the screw type extruder used is not particularly limited, but it is usually appropriate to range from 100 to 1,500 kg/hr, preferably from 300 to 1,200 kg/hr, more preferably from 400 to 1,200 kg/hr. 000 kg/hr, most preferably in the range of 500-800 kg/hr.
使用されるスクリュー型押出機の押出量(Q)と回転数(N)の比(Q/N)は、格別限定されるものではないが、通常1~20、好ましくは2~10、より好ましくは3~8、特に好ましくは4~6の範囲であるときに、粘着性のアクリルゴムの脱水・乾燥・成形を効率よくでき、また、耐熱性、加工性、保存安定性などのアクリルゴムの特性が高度にバランスされ好適である。 The ratio (Q/N) between the extrusion amount (Q) and the rotation speed (N) of the screw extruder used is not particularly limited, but is usually 1 to 20, preferably 2 to 10, more preferably When the value is in the range of 3 to 8, particularly preferably 4 to 6, the adhesive acrylic rubber can be dehydrated, dried, and molded efficiently, and the acrylic rubber can be improved in terms of heat resistance, processability, storage stability, etc. The properties are highly balanced and suitable.
以上のように本発明のアクリルゴムの製造方法によれば、上述したアクリル酸エステル由来の結合単位(A)10~98.9重量%、メタクリル酸エステル由来の結合単位(B)1~50重量%、反応性基含有単量体由来の結合単位(C)0.1~10重量%及びその他の単量体由来の結合単位(D)0~30重量%からなり、メチルエチルケトン不溶解分のゲル量が30重量%以下で、重量平均分子量(Mw)が100,000~5,000,000の範囲であるアクリルゴムを、効率的に製造することができる。 As described above, according to the method for producing acrylic rubber of the present invention, 10 to 98.9% by weight of the bonding unit (A) derived from the above-mentioned acrylic ester, and 1 to 50% by weight of the bonding unit (B) derived from the methacrylic ester. %, bonding units derived from reactive group-containing monomers (C) 0.1 to 10% by weight and bonding units derived from other monomers (D) 0 to 30% by weight, and the gel contains methyl ethyl ketone insoluble portions. It is possible to efficiently produce acrylic rubber in which the amount is 30% by weight or less and the weight average molecular weight (Mw) is in the range of 100,000 to 5,000,000.
<アクリルゴム成形体>
(シート状又はベール状アクリルゴム成形体)
本発明のアクリルゴム成形体は、上記アクリルゴムからなりシート状又はベール状であることを特徴とする。
<Acrylic rubber molded body>
(Sheet-like or veil-like acrylic rubber molded product)
The acrylic rubber molded article of the present invention is characterized in that it is made of the above-mentioned acrylic rubber and is in the form of a sheet or a veil.
本発明のシート状又はベール状のアクリルゴム成形体の比重は、格別な限定はないが、通常0.7以上、好ましくは0.8以上、より好ましくは0.9以上、特に好ましくは0.95以上、最も好ましくは1.0以上であり、特に0.7~1.5、好ましくは0.8~1.4、より好ましくは0.9~1.3、特に好ましくは0.95~1.25、最も好ましくは1.0~1.2の範囲であるときに保存安定性が高度に優れ好適である。 The specific gravity of the sheet-like or veil-like acrylic rubber molded article of the present invention is not particularly limited, but is usually 0.7 or more, preferably 0.8 or more, more preferably 0.9 or more, particularly preferably 0. 95 or more, most preferably 1.0 or more, particularly 0.7 to 1.5, preferably 0.8 to 1.4, more preferably 0.9 to 1.3, particularly preferably 0.95 to 1.25, most preferably in the range of 1.0 to 1.2, as storage stability is highly excellent and suitable.
本発明のシート状又はベール状のアクリルゴム成形体のpHは、格別な限定はないが、通常7以下、好ましくは6以下、より好ましくは2~6、特に好ましくは2.5~5.5、最も好ましくは3~5の範囲であるときに保存安定性が高度に改善され好適である。 The pH of the sheet-like or veil-like acrylic rubber molded article of the present invention is not particularly limited, but is usually 7 or less, preferably 6 or less, more preferably 2 to 6, particularly preferably 2.5 to 5.5. , most preferably in the range of 3 to 5, as storage stability is highly improved.
本発明のシート状又はベール状のアクリルゴム成形体の60℃における複素粘性率([η]60℃)は、格別限定されるものではないが、通常15,000Pa・s以下、好ましくは2,000~10,000Pa・s、より好ましくは2,500~7,000Pa・s、最も好ましくは2,700~5,500Pa・sの範囲にあるときに加工性、耐油性及び形状保持性に優れ好適である。 The complex viscosity ([η] 60°C) of the sheet-like or veil-like acrylic rubber molded article of the present invention at 60°C is not particularly limited, but is usually 15,000 Pa·s or less, preferably 2, 000 to 10,000 Pa・s, more preferably 2,500 to 7,000 Pa・s, most preferably 2,700 to 5,500 Pa・s for excellent workability, oil resistance, and shape retention. suitable.
本発明のシート状又はベール状のアクリルゴム成形体の100℃における複素粘性率([η]100℃)は、格別限定されるものではないが、通常1,500~6,000Pa・s、好ましくは2,000~5,000Pa・s、より好ましくは2,500~4,000Pa・s、最も好ましくは2,500~3,500Pa・sの範囲であるときに加工性、耐油性、及び形状保持性に優れ好適である。 The complex viscosity at 100°C ([η] 100°C) of the sheet-like or veil-like acrylic rubber molded article of the present invention is not particularly limited, but is usually 1,500 to 6,000 Pa·s, preferably is in the range of 2,000 to 5,000 Pa·s, more preferably 2,500 to 4,000 Pa·s, and most preferably 2,500 to 3,500 Pa·s. It has excellent retention properties and is suitable.
本発明のシート状又はベール状のアクリルゴム成形体の100℃における複素粘性率([η]100℃)と60℃における複素粘性率([η]60℃)との比([η]100℃/[η]60℃)は、格別限定されないが、通常0.5以上、好ましくは0.6~0.98、より好ましくは0.7~0.96、特に好ましくは0.8~0.95、最も好ましくは0.83~0.93であるときに加工性、耐油性、及び形状保持性が高度にバランスされ好適である。 The ratio of the complex viscosity at 100°C ([η] 100°C) to the complex viscosity at 60°C ([η] 60°C) of the sheet-like or veil-like acrylic rubber molded article of the present invention ([η] 100°C) /[η]60°C) is not particularly limited, but is usually 0.5 or more, preferably 0.6 to 0.98, more preferably 0.7 to 0.96, particularly preferably 0.8 to 0. 95, most preferably 0.83 to 0.93, since processability, oil resistance, and shape retention are well balanced.
本発明のシート状又はベール状のアクリルゴム成形体の灰分量、灰分中のマグネシウムとリン合計量及び比率、ゲル量、含水量、及びムーニー粘度(ML1+4,100℃)の特性値は、前記アクリルゴムのそれぞれの特性値と同様である。 The characteristic values of the ash content, the total amount and ratio of magnesium and phosphorus in the ash, the gel content, the water content, and the Mooney viscosity (ML1+4,100°C) of the sheet-like or bale-like acrylic rubber molded article of the present invention are as follows: It is similar to each characteristic value of rubber.
本発明のシート状のアクリルゴム成形体の厚みは、使用目的に応じて適宜選択されるが、通常1mm~45mm、好ましくは2~40mm、より好ましくは3~25mm、特に好ましくは3~20mmの範囲である。特に、生産性を格段に向上させて廉価のアクリルゴムシートを製造する場合の厚みは、通常1~15mm好ましくは2~10mm、より好ましくは3~8mmの範囲である。 The thickness of the sheet-like acrylic rubber molded article of the present invention is appropriately selected depending on the purpose of use, but is usually 1 mm to 45 mm, preferably 2 to 40 mm, more preferably 3 to 25 mm, particularly preferably 3 to 20 mm. range. In particular, when producing an inexpensive acrylic rubber sheet with markedly improved productivity, the thickness is usually in the range of 1 to 15 mm, preferably 2 to 10 mm, and more preferably 3 to 8 mm.
本発明のシート状のアクリルゴム成形体の幅は、使用目的に応じて適宜選択されるが、通常300~1,200mm、好ましくは400~1,000mm、より好ましくは500~800mmの範囲であるときに、特に取り扱い性に優れ好適である。本発明のシート状のアクリルゴム成形体の長さは、格別限定されるものではないが、通常300~1,200mm、好ましくは400~1,000mm、より好ましくは500~800mmの範囲であるときに、特に取り扱い性に優れ好適である。 The width of the sheet-like acrylic rubber molded article of the present invention is appropriately selected depending on the purpose of use, but is usually in the range of 300 to 1,200 mm, preferably 400 to 1,000 mm, and more preferably 500 to 800 mm. In some cases, it is particularly suitable for its ease of handling. The length of the sheet-like acrylic rubber molded article of the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 300 to 1,200 mm, preferably 400 to 1,000 mm, and more preferably 500 to 800 mm. It is particularly suitable for its ease of handling.
本発明のベール状のアクリルゴム成形体の大きさは、格別限定されるものではないが、幅が通常100~800mm、好ましくは200~500mm、より好ましくは250~450mmの範囲で、長さが通常300~1,200mm、好ましくは400~1,000mm、より好ましくは500~800mmの範囲で、高さが通常50mmを超え500mm以下、好ましくは100~300mm、より好ましくは150~250mmの範囲である。 The size of the veil-shaped acrylic rubber molded article of the present invention is not particularly limited, but the width is usually in the range of 100 to 800 mm, preferably 200 to 500 mm, more preferably 250 to 450 mm, and the length is in the range of 250 to 450 mm. The height is usually in the range of 300 to 1,200 mm, preferably 400 to 1,000 mm, more preferably 500 to 800 mm, and the height is usually in the range of more than 50 mm and less than 500 mm, preferably 100 to 300 mm, more preferably 150 to 250 mm. be.
(シート状アクリルゴム成形体の製造方法)
上記シート状のアクリルゴム成形体の製造方法は、格別限定されるものではないが、例えば、前記脱水スリットを有する脱水バレルと減圧下で乾燥する乾燥バレルと先端部にダイとを備えてなるスクリュー型押出機を用いてアクリルゴムを製造するにあたりダイの形状を略長方形にして連続的に押し出すことで容易に製造することができる。
(Method for producing sheet-like acrylic rubber molded body)
The method for manufacturing the sheet-like acrylic rubber molded article is not particularly limited, but for example, a screw comprising a dehydration barrel having the dehydration slit, a drying barrel for drying under reduced pressure, and a die at the tip. When manufacturing acrylic rubber using a die extruder, it can be easily manufactured by making the die shape approximately rectangular and extruding it continuously.
スクリュー型押出機のダイ部から押し出されるアクリルゴムは、ダイ形状を略長方形状にしてシート状に押し出すことにより、空気の巻き込みが少なく比重の小さい保存安定性に優れる乾燥ゴムが得られるので好適である。 The acrylic rubber extruded from the die of a screw-type extruder is preferably made into a roughly rectangular die shape and extruded into a sheet, as this produces dry rubber with less air entrapment, low specific gravity, and excellent storage stability. be.
ダイ部における樹脂圧は、格別限定されないが、通常0.1~10MPa、好ましくは0.5~5MPa、より好ましくは1~3MPaの範囲としたときに、空気の巻き込みが少なく(比重が大きい)且つ生産性にも優れるので好適である。 The resin pressure in the die part is not particularly limited, but when it is usually in the range of 0.1 to 10 MPa, preferably 0.5 to 5 MPa, more preferably 1 to 3 MPa, there is little air entrainment (high specific gravity). Moreover, it is suitable because it is excellent in productivity.
スクリュー型押出機から押し出されるシート状のアクリルゴム成形体は、このときに空気を巻き込まず比重を大きくでき、得られるシート状アクリルゴム成形体の保存安定性が高度に改善され好適である。スクリュー型押出機から押し出されるシート状アクリルゴム成形体は冷却された後、必要に応じて、所定の寸法に切断され、シート状アクリルゴム成形体となる。 The sheet-like acrylic rubber molded product extruded from a screw-type extruder can have a high specific gravity without entraining air at this time, and the storage stability of the obtained sheet-like acrylic rubber molded product is highly improved, which is preferable. After the sheet-like acrylic rubber molded body extruded from the screw extruder is cooled, it is cut into predetermined dimensions as necessary to obtain a sheet-like acrylic rubber molded body.
スクリュー型押出機から押し出されるシート状アクリルゴム成形体の厚さは、格別な限定はないが、通常1~40mm、好ましくは2~35mm、より好ましくは3~30mm、最も好ましくは5~25mmの範囲であるときに作業性、生産性に優れ好適である。特にシート状アクリルゴム成形体の熱伝導度が0.15~0.35W/mKと低いために冷却効率を上げ生産性を格段に向上させる場合のシート状アクリルゴム成形体の厚さは、通常1~30mm、好ましくは2~25mm、より好ましくは3~15mm、特に好ましくは4~12mmの範囲である。 The thickness of the sheet-like acrylic rubber molded product extruded from a screw type extruder is not particularly limited, but is usually 1 to 40 mm, preferably 2 to 35 mm, more preferably 3 to 30 mm, and most preferably 5 to 25 mm. When it is within this range, it is suitable for excellent workability and productivity. In particular, since the thermal conductivity of sheet-shaped acrylic rubber molded bodies is as low as 0.15 to 0.35 W/mK, the thickness of sheet-shaped acrylic rubber molded bodies is usually The range is from 1 to 30 mm, preferably from 2 to 25 mm, more preferably from 3 to 15 mm, particularly preferably from 4 to 12 mm.
スクリュー型押出機から押し出されるシート状アクリルゴム成形体の幅は、使用目的に応じて適宜選択されるが、横が通常300~1,200mm、好ましくは400~1,000mm、より好ましくは500~800mmの範囲である。 The width of the sheet-like acrylic rubber molded product extruded from a screw extruder is appropriately selected depending on the purpose of use, but the width is usually 300 to 1,200 mm, preferably 400 to 1,000 mm, and more preferably 500 to 1,000 mm. The range is 800mm.
スクリュー型押出機から押し出されるシート状アクリルゴム成形体の温度は、格別限定されるものではないが、通常100℃以上、好ましくは100~200℃、より好ましくは110~180℃、特に好ましくは120~160℃の範囲である。 The temperature of the sheet-like acrylic rubber molded product extruded from a screw extruder is not particularly limited, but is usually 100°C or higher, preferably 100 to 200°C, more preferably 110 to 180°C, particularly preferably 120°C. ~160°C.
スクリュー型押出機から押し出されるシート状アクリルゴム成形体の含水量は、1重量%未満、好ましくは0.8重量%以下、より好ましくは0.6重量%以下である。 The water content of the sheet-like acrylic rubber molded product extruded from the screw extruder is less than 1% by weight, preferably 0.8% by weight or less, more preferably 0.6% by weight or less.
スクリュー型押出機から押し出されるシート状アクリルゴム成形体の100℃における複素粘性率([η]100℃)は、格別限定されるものではないが、通常1,500~6,000Pa・s、好ましくは2,000~5,000Pa・s、より好ましくは2,500~4,000Pa・s、最も好ましくは2,500~3,500Pa・sの範囲であるときに、シートとしての押出性とシートとしての形状性が高度にバランスされ好適である。100℃における複素粘性率([η]100℃)の値を下限以上とすることにより押出性においてより優れたものとすることができ、上限以下とすることによりシート状アクリルゴム成形体の形状の崩れや破断を抑制できる。 The complex viscosity at 100°C ([η] 100°C) of the sheet-like acrylic rubber molded product extruded from a screw extruder is not particularly limited, but is usually 1,500 to 6,000 Pa·s, preferably is in the range of 2,000 to 5,000 Pa·s, more preferably 2,500 to 4,000 Pa·s, most preferably 2,500 to 3,500 Pa·s, the extrudability as a sheet and the sheet The shape is highly balanced and suitable. By setting the value of the complex viscosity at 100°C ([η]100°C) above the lower limit, better extrudability can be obtained, and by setting it below the upper limit, the shape of the sheet-like acrylic rubber molded product can be improved. It can prevent collapse and breakage.
シート状アクリルゴム成形体の冷却方法としては、格別限定はなく室温に放置してもよいが、シート状アクリルゴム成形体の熱伝導度が0.1~0.4と非常に小さいために、送風あるいは冷房下での空冷方式、水を吹き付ける水かけ方式、水中に浸漬する浸漬方式などの強制冷却が生産性を上げるために好ましく、特に送風あるいは冷房下での空冷方式が好適である。 There are no particular limitations on the method of cooling the sheet-like acrylic rubber molded product, and it may be left at room temperature, but since the thermal conductivity of the sheet-like acrylic rubber molded product is very low at 0.1 to 0.4, Forced cooling methods such as an air-cooling method under ventilation or cooling, a water-spraying method, and an immersion method in which the product is immersed in water are preferable in order to increase productivity, and particularly preferred are air-cooling methods under ventilation or cooling.
シート状アクリルゴム成形体の空冷方式では、例えば、スクリュー型押出機からベルトコンベアなどの搬送機上にシート状アクリルゴム成形体を押し出し、冷風を吹き付ける中で搬送し冷却することができる。冷風の温度は、格別限定されるものではないが、通常0~30℃、好ましくは5~25℃、より好ましくは10~20℃の範囲である。冷却される長さは、格別限定はないが、通常5~500m、好ましくは10~200m、より好ましくは20~100mの範囲である。シート状アクリルゴム成形体の冷却速度は、格別限定されるものではないが、通常50℃/hr以上、より好ましくは100℃/hr以上、より好ましくは150℃/hr以上であるときに切断が特に容易になり好適である。 In the air cooling method for a sheet-like acrylic rubber molded product, for example, the sheet-like acrylic rubber molded product is extruded from a screw extruder onto a conveyor such as a belt conveyor, and the sheet-like acrylic rubber molded product can be transported and cooled while blowing cold air. The temperature of the cold air is not particularly limited, but is usually in the range of 0 to 30°C, preferably 5 to 25°C, more preferably 10 to 20°C. The length to be cooled is not particularly limited, but is usually in the range of 5 to 500 m, preferably 10 to 200 m, and more preferably 20 to 100 m. The cooling rate of the sheet-like acrylic rubber molded product is not particularly limited, but it is usually 50°C/hr or more, more preferably 100°C/hr or more, more preferably 150°C/hr or more before cutting. This is particularly suitable because it is easy.
シート状アクリルゴム成形体を切断する場合の温度は、格別な限定はないが、通常60℃以下、好ましくは55℃以下、より好ましくは50℃以下であるときに、切断性と生産性が高度にバランスされ好適である。 There are no particular limitations on the temperature when cutting the sheet-like acrylic rubber molded product, but cutting performance and productivity are improved when the temperature is usually 60°C or lower, preferably 55°C or lower, and more preferably 50°C or lower. It is well balanced and suitable.
シート状アクリルゴム成形体の60℃における複素粘性率([η]60℃)は、格別限定されるものではないが、通常15,000Pa・s以下、好ましくは2,000~10,000Pa・s、より好ましくは2,500~7,000Pa・s、最も好ましくは2,700~5,500Pa・sの範囲にあるときに空気を巻き込まずに且つ連続的に切断ができ好適である。 The complex viscosity ([η]60°C) of the sheet-like acrylic rubber molded product at 60°C is not particularly limited, but is usually 15,000 Pa·s or less, preferably 2,000 to 10,000 Pa·s. , more preferably in the range of 2,500 to 7,000 Pa·s, most preferably in the range of 2,700 to 5,500 Pa·s, since cutting can be performed continuously without involving air.
また、上記シート状アクリルゴム成形体の100℃における複素粘性率([η]100℃)と60℃における複素粘性率([η]60℃)との比([η]100℃/[η]60℃)は、格別限定はないが、通常0.5以上、好ましくは0.6~0.98、より好ましくは0.75~0.95、特に好ましくは0.8~0.94、最も好ましくは0.83~0.93の範囲であるときに空気巻き込み性が少なく、且つ切断と生産性が高度にバランスされ好適である。 Furthermore, the ratio of the complex viscosity coefficient at 100°C ([η] 100°C) and the complex viscosity coefficient at 60°C ([η] 60°C) of the sheet-like acrylic rubber molded article ([η] 100°C/[η] 60°C) is not particularly limited, but is usually 0.5 or more, preferably 0.6 to 0.98, more preferably 0.75 to 0.95, particularly preferably 0.8 to 0.94, most preferably Preferably, a range of 0.83 to 0.93 is preferable because air entrainment is small and cutting and productivity are highly balanced.
シート状アクリルゴム成形体の切断長さは、格別な限定はなく、ゴムシートの使用目的に応じて適宜選択すればよいが、通常100~800mm、好ましくは200~500mm、より好ましくは250~450mmの範囲である。 The cutting length of the sheet-like acrylic rubber molded product is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended use of the rubber sheet, but is usually 100 to 800 mm, preferably 200 to 500 mm, more preferably 250 to 450 mm. is within the range of
かくして得られる本発明のシート状アクリルゴム成形体は、クラム状アクリルゴムに比べて操作性、保存安定性に優れ、そのまま、あるいは、複数枚を積層しベール化して使用することができる。 The thus obtained sheet-like acrylic rubber molded article of the present invention has superior operability and storage stability compared to crumb-like acrylic rubber, and can be used as it is or by laminating a plurality of sheets to form a bale.
(ベール状アクリルゴム成形体の製造方法)
本発明のベール状アクリルゴム成形体の製造方法は、格別限定されるものではないが、例えば、上記シート状アクリルゴム成形体を複数枚積層する方法、クラム状アクリルゴムをベーラでベール化する方法などがあるが、シート状アクリルゴム成形体を複数枚積層する方法が製造されるベール状アクリルゴム成形体の保存安定性を高度に改善でき好適である。シート状アクリルゴム成形体の複数枚積層化は、スクリュー型押出機から押し出されるシート状アクリルゴム成形体を冷却後、切断し、複数積層して一体化することにより行うことができる。
(Method for producing veil-shaped acrylic rubber molded body)
The method for producing the bale-shaped acrylic rubber molded product of the present invention is not particularly limited, but examples include a method of laminating a plurality of the above-mentioned sheet-like acrylic rubber molded products, a method of baling crumb-shaped acrylic rubber with a baler. However, the method of laminating a plurality of sheet-shaped acrylic rubber molded bodies is preferred because it can highly improve the storage stability of the veil-shaped acrylic rubber molded bodies produced. Lamination of a plurality of sheet-like acrylic rubber molded bodies can be carried out by cutting a sheet-like acrylic rubber molded body extruded from a screw extruder after cooling, and laminating a plurality of sheets to integrate them.
シート状アクリルゴム成形体の積層温度は、格別限定はないが、通常30℃以上、好ましくは35℃以上、より好ましくは40℃以上であるときに積層時に巻き込まれる空気を逃がすことができ好適である。積層枚数は、ベール状アクリルゴム成形体の大きさ又は重量に応じて適宜選択される。 The lamination temperature of the sheet-like acrylic rubber molded product is not particularly limited, but it is usually 30°C or higher, preferably 35°C or higher, and more preferably 40°C or higher, as this allows the air that gets caught up during lamination to escape. be. The number of layers to be laminated is appropriately selected depending on the size or weight of the veil-shaped acrylic rubber molded body.
かくして得られるベール状アクリルゴム成形体は、クラム状アクリルゴムに比べ操作性や保存安定性に優れ、ベール状アクリルゴム成形体をそのまま、あるいは必要量を切断してバンバリー、ロールなどの混錬機に投入して用いることができる。 The bale-shaped acrylic rubber molded product obtained in this way has superior operability and storage stability compared to crumb-shaped acrylic rubber, and can be used as is or by cutting the required amount into a kneading machine such as a Banbury or roll. It can be used by putting it in.
<ゴム組成物>
本発明のゴム組成物は、前記本発明のアクリルゴムを含むゴム成分、充填剤及び架橋剤を含むことにより耐熱性と耐水性が高度にバランスされ好適である。
<Rubber composition>
The rubber composition of the present invention is suitable because it contains a rubber component containing the acrylic rubber of the present invention, a filler, and a crosslinking agent, so that heat resistance and water resistance are highly balanced.
主たる成分となるゴム成分としては、本発明のアクリルゴム単独で用いてもよく、あるいは必要に応じて、本発明のアクリルゴムとその他のゴム成分とを組み合わせて用いてもよい。使用される本発明のアクリルゴムの形状は、使用目的又は使用混合機などの種類により適宜選択されればよく、シート状又はベール状のアクリルゴム成形体を用いることができる。ゴム成分中における本発明のアクリルゴムの含有量は、使用目的に応じて選択されればよく、例えば、通常10重量%以上、好ましくは30重量%以上、より好ましくは50重量%以上、特に好ましくは70重量%以上である。 As the main rubber component, the acrylic rubber of the present invention may be used alone, or, if necessary, the acrylic rubber of the present invention and other rubber components may be used in combination. The shape of the acrylic rubber of the present invention to be used may be appropriately selected depending on the purpose of use or the type of mixer used, and a sheet-like or veil-like acrylic rubber molded article can be used. The content of the acrylic rubber of the present invention in the rubber component may be selected depending on the purpose of use, and is, for example, usually 10% by weight or more, preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and particularly preferably is 70% by weight or more.
本発明のアクリルゴムと組み合わせるその他のゴム成分としては、格別な限定はなく、例えば、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリシロキサン系エラストマーなどを挙げることができる。 Other rubber components to be combined with the acrylic rubber of the present invention are not particularly limited, and examples include natural rubber, polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, silicone rubber, fluororubber, and olefin rubber. Examples include elastomers, styrene-based elastomers, vinyl chloride-based elastomers, polyester-based elastomers, polyamide-based elastomers, polyurethane-based elastomers, and polysiloxane-based elastomers.
これらのその他のゴム成分は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのその他のゴム成分の形状は、ベール状、シート状、粉体状などいずれであっても構わない。ゴム成分全体におけるその他のゴム成分の含有量は、本発明の効果を損ねない範囲で適宜選択され、例えば、通常90重量%以下、好ましくは70重量%以下、より好ましくは50重量%以下、特に好ましくは30重量%以下である。 These other rubber components can be used alone or in combination of two or more. The shape of these other rubber components may be any shape such as a veil shape, a sheet shape, or a powder shape. The content of other rubber components in the entire rubber component is appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention, for example, usually 90% by weight or less, preferably 70% by weight or less, more preferably 50% by weight or less, especially Preferably it is 30% by weight or less.
ゴム組成物に含まれる充填剤としては、格別な限定はないが、例えば、補強性充填剤、非補強性充填剤などが挙げられ、好ましくは補強性充填剤である。 The filler contained in the rubber composition is not particularly limited, but examples include reinforcing fillers and non-reinforcing fillers, with reinforcing fillers being preferred.
補強性充填剤としては、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック及びグラファイトなどのカーボンブラック類;湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカなどのシリカ類;などを挙げることができる。非補強性充填剤としては、石英粉末、ケイソウ土、亜鉛華、塩基性炭酸マグネシウム、活性炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化チタン、タルク、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどを挙げることができる。 Examples of reinforcing fillers include carbon blacks such as furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, and graphite; silicas such as wet silica, dry silica, and colloidal silica; and the like. Examples of non-reinforcing fillers include quartz powder, diatomaceous earth, zinc white, basic magnesium carbonate, activated calcium carbonate, magnesium silicate, aluminum silicate, titanium dioxide, talc, aluminum sulfate, calcium sulfate, barium sulfate, etc. be able to.
これらの充填剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量は、本発明の効果を損ねない範囲で適宜選択され、ゴム成分100重量部に対して、通常1~200重量部、好ましくは10~150重量部、より好ましくは20~100重量部の範囲である。 These fillers can be used alone or in combination of two or more, and their blending amount is appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention. The amount ranges from 1 to 200 parts by weight, preferably from 10 to 150 parts by weight, and more preferably from 20 to 100 parts by weight.
ゴム組成物に含まれる架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、ジアミン化合物などの多価アミン化合物、及びその炭酸塩;硫黄化合物;硫黄供与体;トリアジンチオール化合物;多価エポキシ化合物;有機カルボン酸アンモニウム塩;有機過酸化物;多価カルボン酸;四級オニウム塩;イミダゾール化合物;イソシアヌル酸化合物;有機過酸化物;トリアジン化合物;などの従来公知の架橋剤を用いることができる。これらの中でも、多価アミン化合物、トリアジン化合物が好ましく、多価アミン化合物が特に好ましい。 The crosslinking agent contained in the rubber composition is not particularly limited, but includes, for example, polyvalent amine compounds such as diamine compounds, and carbonates thereof; sulfur compounds; sulfur donors; triazinethiol compounds; polyvalent epoxy compounds; Conventionally known crosslinking agents such as acid ammonium salts; organic peroxides; polycarboxylic acids; quaternary onium salts; imidazole compounds; isocyanuric acid compounds; organic peroxides; triazine compounds; and the like can be used. Among these, polyvalent amine compounds and triazine compounds are preferred, and polyvalent amine compounds are particularly preferred.
多価アミン化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、N,N'-ジシンナミリデン-1,6-ヘキサンジアミンなどの脂肪族多価アミン化合物;4,4'-メチレンジアニリン、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-(m-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、4,4'-(p-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、2,2'-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、4,4'-ジアミノベンズアニリド、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、1,3,5-ベンゼントリアミンなどの芳香族多価アミン化合物;などが挙げられる。これらの中でも、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、2,2'-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンなどが好ましい。これらの多価アミン化合物は、特に、カルボキシル基含有のアクリルゴムと組み合わせて好適に用いられる。 Examples of the polyvalent amine compound include aliphatic polyvalent amine compounds such as hexamethylene diamine, hexamethylene diamine carbamate, N,N'-dicinnamylidene-1,6-hexane diamine; 4,4'-methylene dianiline, p -Phenylene diamine, m-phenylene diamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-(m-phenylene diisopropylidene) dianiline, 4,4'-(p-phenylene di isopropylidene) dianiline, 2,2'-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, m-xyly Aromatic polyvalent amine compounds such as diamine, p-xylylenediamine, and 1,3,5-benzenetriamine; and the like. Among these, hexamethylene diamine carbamate, 2,2'-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, and the like are preferred. These polyvalent amine compounds are particularly preferably used in combination with carboxyl group-containing acrylic rubber.
トリアジン化合物としては、例えば、6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-アニリノ-4,6-ジチオール-s-トリアジン、1-ジブチルアミノ-3,5-ジメルカプトトリアジン、2-ジブチルアミノ-4,6-ジチオール-s-トリアジン、1-フェニルアミノ-3,5-ジメルカプトトリアジン、2,4,6-トリメルカプト-1,3,5-トリアジン、1-ヘキシルアミノ-3,5-ジメルカプトトリアジンなどが挙げられる。これらのトリアジン化合物は、特に、ハロゲン基含有のアクリルゴムと組み合わせて好適に用いられる。 Examples of triazine compounds include 6-trimercapto-s-triazine, 2-anilino-4,6-dithiol-s-triazine, 1-dibutylamino-3,5-dimercaptotriazine, 2-dibutylamino-4, 6-dithiol-s-triazine, 1-phenylamino-3,5-dimercaptotriazine, 2,4,6-trimercapto-1,3,5-triazine, 1-hexylamino-3,5-dimercaptotriazine Examples include. These triazine compounds are particularly preferably used in combination with acrylic rubber containing a halogen group.
これらの架橋剤は、それぞれ単独であるいは2種以上組み合わせて用いることができ、その配合量は、ゴム成分100重量部に対し、通常0.001~20重量部、好ましくは0.1~10重量部、より好ましくは0.1~5重量部である。架橋剤の配合量をこの範囲とすることにより、ゴム弾性を充分なものとしながら、ゴム架橋物としての機械的強度を優れたものとすることができ好適である。 These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more, and the amount blended is usually 0.001 to 20 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the rubber component. parts, more preferably 0.1 to 5 parts by weight. By setting the amount of the crosslinking agent within this range, it is possible to obtain sufficient rubber elasticity and to obtain excellent mechanical strength as a crosslinked rubber product.
ゴム組成物としては、必要に応じて老化防止剤を配合することができる。老化防止剤の種類は、特に限定されないが、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、ブチルヒドロキシアニソール、2,6-ジ-t-ブチル-α-ジメチルアミノ-p-クレゾール、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、スチレン化フェノール、2,2'-メチレン-ビス(6-α-メチル-ベンジル-p-クレゾール)、4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2'-メチレン-ビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]-6-メチルフェノール、2,2'-チオビス-(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4'-チオビス-(6-t-ブチル-o-クレゾール)、2,6-ジ-t-ブチル-4-(4,6-ビス(オクチルチオ)-1,3,5-トリアジン-2-イルアミノ)フェノールなどのその他のフェノール系老化防止剤;トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコール・ジホスファイトなどの亜燐酸エステル系老化防止剤;チオジプロピオン酸ジラウリルなどの硫黄エステル系老化防止剤;フェニル-α-ナフチルアミン、フェニル-β-ナフチルアミン、p-(p-トルエンスルホニルアミド)-ジフェニルアミン、4,4'-(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、N,N-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-イソプロピル-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン、ブチルアルデヒド-アニリン縮合物などのアミン系老化防止剤;2-メルカプトベンズイミダゾールなどのイミダゾール系老化防止剤;6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンなどのキノリン系老化防止剤;2,5-ジ-(t-アミル)ハイドロキノンなどのハイドロキノン系老化防止剤;などが挙げられる。これらの中でも特にアミン系老化防止剤が好ましい。 The rubber composition may contain an anti-aging agent, if necessary. The type of anti-aging agent is not particularly limited, but for example, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-t-butylphenol, butylhydroxyanisole, 2,6-di-t-butylphenol, etc. -butyl-α-dimethylamino-p-cresol, octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, styrenated phenol, 2,2'-methylene-bis(6-α) -methyl-benzyl-p-cresol), 4,4'-methylenebis(2,6-di-t-butylphenol), 2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-t-butylphenol), 2, 4-bis[(octylthio)methyl]-6-methylphenol, 2,2'-thiobis-(4-methyl-6-t-butylphenol), 4,4'-thiobis-(6-t-butyl-o- other phenolic antioxidants such as 2,6-di-t-butyl-4-(4,6-bis(octylthio)-1,3,5-triazin-2-ylamino)phenol; tris( Phosphite ester-based anti-aging agents such as nonylphenyl) phosphite, diphenylisodecyl phosphite, and tetraphenyldipropylene glycol diphosphite; Sulfur ester-based anti-aging agents such as dilauryl thiodipropionate; Phenyl-α-naphthylamine, phenyl -β-naphthylamine, p-(p-toluenesulfonylamide)-diphenylamine, 4,4'-(α,α-dimethylbenzyl)diphenylamine, N,N-diphenyl-p-phenylenediamine, N-isopropyl-N'- Amine-based anti-aging agents such as phenyl-p-phenylenediamine and butyraldehyde-aniline condensate; imidazole-based anti-aging agents such as 2-mercaptobenzimidazole; 6-ethoxy-2,2,4-trimethyl-1,2- Examples include quinoline anti-aging agents such as dihydroquinoline; hydroquinone anti-aging agents such as 2,5-di-(t-amyl)hydroquinone; and the like. Among these, amine anti-aging agents are particularly preferred.
これらの老化防止剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができ、その配合量は、ゴム成分100重量部に対して、0.01~15重量部、好ましくは0.1~10重量部、より好ましくは1~5重量部の範囲である。 These anti-aging agents can be used alone or in combination of two or more, and the blending amount is 0.01 to 15 parts by weight, preferably 0.1 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. The amount is preferably 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight.
本発明のゴム組成物は、前記本発明のアクリルゴムを含むゴム成分、充填剤及び架橋剤を必須成分として、及び必要に応じて老化防止剤を含み、さらに、必要に応じて当該技術分野で通常使用される他の添加剤、例えば、架橋助剤、架橋促進剤、架橋遅延剤、シランカップリング剤、可塑剤、加工助剤、滑材、顔料、着色剤、帯電防止剤、発泡剤などを任意に配合できる。これらのその他の配合剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量は、本発明の効果を損ねない範囲で適宜選択される。 The rubber composition of the present invention includes a rubber component containing the acrylic rubber of the present invention, a filler, and a crosslinking agent as essential components, and optionally an anti-aging agent, and further contains an anti-aging agent as required. Other commonly used additives, such as crosslinking aids, crosslinking accelerators, crosslinking retarders, silane coupling agents, plasticizers, processing aids, lubricants, pigments, colorants, antistatic agents, blowing agents, etc. can be mixed arbitrarily. These other compounding agents can be used alone or in combination of two or more, and the blending amount thereof is appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention.
ゴム組成物の製造方法としては、本発明のアクリルゴムを含むゴム成分、充填剤、架橋剤及び必要に応じて含有できる老化防止剤やその他の配合剤を混合する方法が挙げられ、混合には、従来のゴム加工分野において利用されている任意の手段、例えば、オープンロール、バンバリーミキサー、各種ニーダー類などを利用することができる。各成分の混合手順は、ゴム加工の分野において行われている通常の手順で行えばよく、例えば、熱で反応や分解しにくい成分を充分に混合した後、熱で反応や分解しやすい成分である架橋剤などを、反応や分解が起こらない温度で短時間に混合することが好ましい。 Examples of the method for producing the rubber composition include a method of mixing a rubber component including the acrylic rubber of the present invention, a filler, a crosslinking agent, and an anti-aging agent and other compounding agents that can be contained as necessary. Any means used in the conventional rubber processing field, such as open rolls, Banbury mixers, various kneaders, etc., can be used. The mixing procedure for each component can be carried out according to the usual procedure used in the field of rubber processing. For example, components that are difficult to react or decompose with heat are thoroughly mixed, and then components that are easy to react or decompose with heat are mixed. It is preferable to mix a certain crosslinking agent or the like in a short period of time at a temperature that does not cause reaction or decomposition.
<ゴム架橋物>
本発明のゴム架橋物としては、上記ゴム組成物を架橋してなるものである。
<Rubber crosslinked product>
The crosslinked rubber product of the present invention is obtained by crosslinking the above rubber composition.
ゴム架橋物は、上記ゴム組成物を用い、所望の形状に対応した成形機、例えば、押出機、射出成形機、圧縮機又はロールなどにより成形を行い、加熱することにより架橋反応を行い、ゴム架橋物として形状を固定化することにより製造することができる。この場合においては、予め成形した後に架橋しても、成形と同時に架橋を行ってもよい。成形温度は、通常10~200℃、好ましくは25~150℃である。架橋温度は、通常100~250℃、好ましくは130~220℃、より好ましくは150~200℃であり、架橋時間は、通常0.1分~10時間、好ましくは1分~5時間である。加熱方法としては、プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、及び熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる方法を適宜選択すればよい。 The rubber crosslinked product is produced by molding the rubber composition into a desired shape using a molding machine such as an extruder, injection molding machine, compressor, or roll, and then heating to cause a crosslinking reaction. It can be manufactured by fixing the shape as a crosslinked product. In this case, the crosslinking may be performed after pre-forming or at the same time as the molding. The molding temperature is usually 10 to 200°C, preferably 25 to 150°C. The crosslinking temperature is usually 100 to 250°C, preferably 130 to 220°C, more preferably 150 to 200°C, and the crosslinking time is usually 0.1 minute to 10 hours, preferably 1 minute to 5 hours. As the heating method, methods used for crosslinking rubber such as press heating, steam heating, oven heating, and hot air heating may be selected as appropriate.
ゴム架橋物は、形状、大きさなどによっては、さらに加熱して二次架橋を行ってもよい。二次架橋は、加熱方法、架橋温度、形状などにより異なるが、好ましくは1~48時間行う。加熱方法、加熱温度は適宜選択すればよい。 Depending on the shape, size, etc., the rubber crosslinked product may be further heated to perform secondary crosslinking. Secondary crosslinking varies depending on the heating method, crosslinking temperature, shape, etc., but is preferably carried out for 1 to 48 hours. The heating method and heating temperature may be selected as appropriate.
本発明のアクリルゴムを使用したゴム架橋物は、引張強度、伸び、硬さなどのゴムとしての基本特性を維持しながら、優れた耐熱性と加工性を有するものである。 A rubber crosslinked product using the acrylic rubber of the present invention has excellent heat resistance and processability while maintaining basic properties as a rubber such as tensile strength, elongation, and hardness.
本発明のアクリルゴムを使用したゴム架橋物は、上記特性を活かして、例えば、O-リング、パッキン、ダイアフラム、オイルシール、シャフトシール、ベアリングシール、メカニカルシール、ウエルヘッドシール、電気・電子機器用シール、空気圧縮機器用シールなどのシール材;シリンダブロックとシリンダヘッドとの連結部に装着されるロッカーカバーガスケット、オイルパンとシリンダヘッドあるいはトランスミッションケースとの連結部に装着されるオイルパンガスケット、正極、電解質板及び負極を備えた単位セルを挟み込む一対のハウジング間に装着された燃料電池セパレーター用ガスケット、ハードディスクドライブのトップカバー用ガスケットなどの各種ガスケット;緩衝材、防振材;電線被覆材;工業用ベルト類;チューブ・ホース類;シート類;などとして好適に用いられる。 Rubber crosslinked products using the acrylic rubber of the present invention take advantage of the above characteristics, and are used, for example, in O-rings, packings, diaphragms, oil seals, shaft seals, bearing seals, mechanical seals, well head seals, and electrical/electronic equipment. Sealing materials such as seals and seals for air compression equipment; Rocker cover gaskets installed at the connection between the cylinder block and cylinder head, oil pan gaskets installed at the connection between the oil pan and the cylinder head or transmission case, and positive electrodes. , various gaskets such as fuel cell separator gaskets installed between a pair of housings that sandwich a unit cell equipped with an electrolyte plate and a negative electrode, and hard disk drive top cover gaskets; cushioning materials, vibration-proofing materials; wire covering materials; industrial Suitable for use as belts; tubes and hoses; sheets; etc.
本発明のアクリルゴムを使用したゴム架橋物は、また、自動車用途に用いられる押し出し成形型品及び型架橋製品として、例えば、燃料ホース、フィラーネックホース、ベントホース、ペーパーホース、オイルホースなどの燃料タンクなどの燃料油系ホース、ターボエアーホース、ミッションコントロールホースなどのエアー系ホース、ラジエターホース、ヒーターホース、ブレーキホース、エアコンホースなどの各種ホース類に好適に用いられる。 The rubber crosslinked products using the acrylic rubber of the present invention can also be used as extrusion molded products and mold crosslinked products used in automobile applications, such as fuel hoses, filler neck hoses, vent hoses, paper hoses, oil hoses, etc. Suitable for use in various hoses such as fuel oil hoses such as tanks, air hoses such as turbo air hoses and mission control hoses, radiator hoses, heater hoses, brake hoses, and air conditioner hoses.
<アクリルゴムの製造に用いられる装置構成>
次に、本発明の一実施形態に係るアクリルゴムの製造に用いられる装置構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るアクリルゴムの製造に用いられる装置構成を有するアクリルゴム製造システムの一例を模式的に示す図である。本発明に係るアクリルゴムの製造には、例えば、図1に示すアクリルゴム製造システム1を使用することができる。
<Equipment configuration used for manufacturing acrylic rubber>
Next, a device configuration used for manufacturing acrylic rubber according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an acrylic rubber manufacturing system having an apparatus configuration used for manufacturing acrylic rubber according to an embodiment of the present invention. For manufacturing the acrylic rubber according to the present invention, for example, an acrylic
図1に示すアクリルゴム製造システム1は、不図示の乳化重合反応器、凝固装置3、洗浄装置4、水切り機43、スクリュー型押出機5、冷却装置6、ベール化装置7により構成されている。
The acrylic
乳化重合反応器は、上述した乳化重合工程に係る処理を行うように構成されている。図1には不図示であるが、この乳化重合反応器は、例えば重合反応槽、反応温度を制御する温度制御部、モータ及び撹拌翼を備えた撹拌装置を有する。乳化重合反応器では、アクリルゴムを形成するための単量体成分に水と乳化剤とを混合して撹拌機で適切に撹拌しながらエマルジョン化し、重合触媒存在下において乳化重合することで乳化重合液を得ることができる。乳化重合反応器は、回分式、半回分式、連続式のいずれであってもよく、槽型反応器、管型反応器のいずれであってもよい。 The emulsion polymerization reactor is configured to perform the process related to the emulsion polymerization process described above. Although not shown in FIG. 1, this emulsion polymerization reactor includes, for example, a polymerization reaction tank, a temperature controller for controlling the reaction temperature, a motor, and a stirring device equipped with stirring blades. In an emulsion polymerization reactor, the monomer components for forming acrylic rubber are mixed with water and an emulsifier, and the mixture is appropriately stirred with a stirrer to form an emulsion, and emulsion polymerization is performed in the presence of a polymerization catalyst to form an emulsion polymerization solution. can be obtained. The emulsion polymerization reactor may be of a batch type, semi-batch type, or continuous type, and may be a tank type reactor or a tubular type reactor.
図1に示す凝固装置3は、上述した凝固工程に係る処理を行うように構成されている。図1に模式的に図示されているように、凝固装置3は、例えば撹拌槽30、撹拌槽30内を加熱する加熱部31、撹拌槽30内の温度を制御する不図示の温度制御部、モータ32及び撹拌翼33を備えた撹拌装置34、撹拌翼33の回転数及び回転速度を制御する不図示の駆動制御部を有する。凝固装置3では、乳化重合反応器で得られた乳化重合液を、凝固液と接触させて凝固させることにより含水クラムを生成することができる。
The
凝固装置3では、例えば、乳化重合液と凝固液との接触は、乳化重合液を撹拌している凝固液中に添加する方法が採用される。すなわち、凝固装置3の撹拌槽30に凝固液を充填しておき、この凝固液に乳化重合液を添加及び接触させて乳化重合液を凝固させることによって含水クラムが生成される。
In the
凝固装置3の加熱部31は、撹拌槽30に充填された凝固液を加熱するよう構成されている。また、凝固装置3の温度制御部は、温度計で計測された撹拌槽30内の温度を監視しながら加熱部31による加熱動作を制御することで、撹拌槽30内の温度を制御するように構成されている。撹拌槽30内の凝固液の温度は、温度制御部によって、通常40℃以上、好ましくは40~90℃、より好ましくは50~80℃の範囲となるよう制御される。
The
凝固装置3の撹拌装置34は、撹拌槽30に充填された凝固液を撹拌するように構成されている。具体的には、撹拌装置34は、回転動力を生み出すモータ32と、モータ32の回転軸に対して垂直方向に広がる撹拌翼33を備えている。撹拌翼33は、撹拌槽30に充填された凝固液内で、モータ32の回転動力により回転軸を中心として回転することで凝固液を流動させることができる。撹拌翼33の形状や大きさ、設置数などは特に限定されない。
The stirring
凝固装置3の駆動制御部は、撹拌装置34のモータ32の回転駆動を制御して、撹拌装置34の撹拌翼33の回転数及び回転速度を所定値に設定するように構成されている。凝固液の撹拌数が、例えば、通常100rpm以上、好ましくは200~1,000rpm、より好ましくは300~900rpm、特に好ましくは400~800rpmの範囲となるように、駆動制御部によって撹拌翼33の回転が制御される。凝固液の周速が、通常0.5m/s以上、好ましくは1m/s以上、より好ましくは1.5m/s以上、特に好ましくは2m/s以上、最も好ましくは2.5m/s以上となるように、駆動制御部によって撹拌翼33の回転が制御される。さらに、凝固液の周速の上限値が、通常50m/s以下、好ましくは30m/s以下、より好ましくは25m/s以下、最も好ましくは20m/s以下となるように、駆動制御部によって撹拌翼33の回転が制御される。
The drive control unit of the
図1に示す洗浄装置4は、上述した洗浄工程に係る処理を行うように構成されている。図1に模式的に図示されているように、洗浄装置4は、例えば洗浄槽40、洗浄槽40内を加熱する加熱部41、洗浄槽40内の温度を制御する不図示の温度制御部を有する。洗浄装置4では、凝固装置3で生成された含水クラムを多量の水と混合して洗浄することにより、得られるアクリルゴム中の灰分量を効果的に低減することができる。
The
洗浄装置4の加熱部41は、洗浄槽40内を加熱するよう構成されている。また、洗浄装置4の温度制御部は、温度計で計測された洗浄槽40内の温度を監視しながら加熱部41による加熱動作を制御することで、洗浄槽40内の温度を制御するように構成されている。上述したように、洗浄槽40内の洗浄水の温度は、通常40℃以上、好ましくは40~100℃、より好ましくは50~90℃、最も好ましくは60~80℃の範囲となるよう制御される。
The
洗浄装置4で洗浄された含水クラムは、脱水工程及び乾燥工程を行うスクリュー型押出機5(図2参照)に供給される。このとき、洗浄後の含水クラムは、遊離水を分離することが可能な水切り機43を通ってスクリュー型押出機5に供給されることが好ましい。水切り機43には、例えば金網、スクリーン、電動篩機などを用いることができる。
The hydrous crumbs washed by the
また、洗浄後の含水クラムがスクリュー型押出機5に供給される際、含水クラムの温度は40℃以上、更に60℃以上であることが好ましい。例えば、洗浄装置4における水洗に用いられる水の温度を60℃以上(例えば70℃)とすることで、スクリュー型押出機5に供給された際の含水クラムの温度を60℃以上に維持することができるようにしてもよく、洗浄装置4からスクリュー型押出機5に搬送する際に含水クラムの温度が40℃以上、好ましくは60℃以上となるよう加温してもよい。これにより、後工程である脱水工程及び乾燥工程を効果的に行うことが可能となり、最終的に得られる乾燥ゴムの含水量を大幅に低減させることが可能となる。
Further, when the water-containing crumb after washing is supplied to the
スクリュー型押出機5は、上述した脱水工程及び乾燥工程に係る処理を行うように構成されている。なお、ここでは好適な例としてスクリュー型押出機5が図示されているが、脱水工程に係る処理を行う脱水機として遠心分離機やスクイザーなどを用いてもよく、乾燥工程に係る処理を行う乾燥機として熱風乾燥機、減圧乾燥機、エキスパンダー乾燥機、ニーダー型乾燥機などを用いてもよい。
The
スクリュー型押出機5は、脱水工程及び乾燥工程を経て得られる乾燥ゴムを所定の形状に成形して排出するように構成されている。具体的には、スクリュー型押出機5は、洗浄装置4で洗浄された含水クラムを脱水する脱水機としての機能を有する脱水バレル部53と、含水クラムを乾燥する乾燥機としての機能を有する乾燥バレル部54とを備えており、さらにスクリュー型押出機5の下流側に含水クラムを成形する成形機能を有するダイ59を備えて構成されている。
The
以下、図2を参照しながら、スクリュー型押出機5の構成について説明する。図2は、図1で示したスクリュー型押出機5として好適な一具体例の構成を示している。このスクリュー型押出機5により、上述した脱水・乾燥工程を好適に行うことができる。
Hereinafter, the configuration of the
図2に示すスクリュー型押出機5は、バレルユニット51内に不図示の一対のスクリューを備えてなる二軸スクリュー型の押出乾燥機である。スクリュー型押出機5は、バレルユニット51内の一対のスクリューを回転駆動する駆動ユニット50を有する。駆動ユニット50は、バレルユニット51の上流端(図2で左端)に取り付けられている。また、スクリュー型押出機5は、バレルユニット51の下流端(図2で右端)にダイ59を有する。
The
バレルユニット51は、上流側から下流側(図2で左側から右側)にわたり、供給バレル部52、脱水バレル部53、乾燥バレル部54を有する。
The
供給バレル部52は、2つの供給バレル、すなわち、第1の供給バレル52a及び第2の供給バレル52bにより構成されている。
The
また、脱水バレル部53は、3つの脱水バレル、すなわち、第1の脱水バレル53a、第2の脱水バレル53b及び第3の脱水バレル53cにより構成されている。
Further, the
また、乾燥バレル部54は、8個の乾燥バレル、すなわち、第1の乾燥バレル54a、第2の乾燥バレル54b、第3の乾燥バレル54c、第4の乾燥バレル54d、第5の乾燥バレル54e、第6の乾燥バレル54f、第7の乾燥バレル54g、第8の乾燥バレル54hにより構成されている。
The drying
このようにバレルユニット51は、分割された13個の各バレル52a~52b,53a~53c,54a~54hが上流側から下流側にわたり連結されて構成されている。
In this way, the
また、スクリュー型押出機5は、上記各バレル52a~52b,53a~53c,54a~54hを個別に加熱して、各バレル52a~52b,53a~53c,54a~54h内の含水クラムをそれぞれ所定温度に加熱する不図示の加熱手段を有する。加熱手段は、各バレル52a~52b,53a~53c,54a~54hに対応する数を備える。そのような加熱手段としては、例えば、各バレル52a~52b,53a~53c,54a~54h内に形成されたスチーム流通ジャケットにスチーム供給手段から高温スチームを供給するなどの構成が採用されるが、これに限定はされない。また、スクリュー型押出機5は、各バレル52a~52b,53a~53c,54a~54hに対応する各加熱手段の設定温度を制御する不図示の温度制御手段を有する。
Further, the
なお、バレルユニット51における各バレル部52、53、54をそれぞれ構成する供給バレル、脱水バレル及び乾燥バレルの設置数は、図2に示す態様に限定されるものではなく、乾燥処理するアクリルゴムの含水クラムの含水量などに応じた数に設定することができる。
Note that the number of installed supply barrels, dehydration barrels, and drying barrels that constitute each of the
例えば、供給バレル部52の供給バレルの設置数は例えば1~3個とされる。また、脱水バレル部53の脱水バレルの設置数は、例えば2~10個が好ましく、3~6個とすると、粘着性のアクリルゴムの含水クラムの脱水を効率よく行うことができるのでより好ましい。また、乾燥バレル部54の乾燥バレルの設置数は、例えば2~10個が好ましく、3~8個であるとより好ましい。
For example, the number of supply barrels installed in the
バレルユニット51内の一対のスクリューは、駆動ユニット50に格納されたモータなどの駆動手段によって回転駆動される。一対のスクリューはバレルユニット51内の上流側から下流側にわたって延在しており、回転駆動されることで、供給バレル部52に供給された含水クラムを混合しながら下流側に搬送することができるようになっている。一対のスクリューとしては、互いに山部と谷部とが噛み合わされる状態とされた二軸噛合型であることが好ましく、これにより、含水クラムの脱水効率及び乾燥効率を高めることができる。
The pair of screws in the
また、一対のスクリューの回転方向は、同方向でも異方向でもよいが、セルフクリーニングの性能面からは同方向に回転する形式のものが好ましい。一対のスクリューのスクリュー形状としては、特に限定されず、各バレル部52、53、54において必要とされる形状であればよく、特に限定されない。
Further, the pair of screws may rotate in the same direction or in different directions, but from the viewpoint of self-cleaning performance, it is preferable that the pair of screws rotate in the same direction. The screw shape of the pair of screws is not particularly limited, and may be any shape required for each
供給バレル部52は、含水クラムをバレルユニット51内に供給する領域である。供給バレル部52の第1の供給バレル52aは、バレルユニット51内に含水クラムを供給するフィード口55を有する。
The
脱水バレル部53は、含水クラムから、凝固剤などが含まれる液体(セラム水)を分離し排出する領域である。
The
脱水バレル部53を構成する第1~第3の脱水バレル53a~53cは、含水クラムの水分を外部に排出する脱水スリット56a、56b、56cをそれぞれ有する。各脱水スリット56a、56b、56cは、各脱水バレル53a~53cにそれぞれ複数形成されている。
The first to third dehydration barrels 53a to 53c constituting the
各脱水スリット56a、56b、56cのスリット幅すなわち目開きは、使用条件に応じて適宜選択されればよく、通常で0.01~5mmとされ、含水クラムの損失が少なく、且つ含水クラムの脱水が効率的にできる点から、好ましくは0.1~1mmであり、0.2~0.6mmであればより好ましい。
The slit width, that is, the opening of each
脱水バレル部53の各脱水バレル53a~53cにおける含水クラムからの水分の除去は、それぞれの脱水スリット56a、56b、56cから液状で除去する場合と、蒸気状で除去する場合との二通りがある。本実施形態の脱水バレル部53においては、水分を液状で除去する場合を排水と定義し、蒸気状で除去する場合を排蒸気と定義して区別する。
There are two ways to remove moisture from the water-containing crumbs in each of the dehydration barrels 53a to 53c of the dehydration barrel section 53: removing it in liquid form from the
脱水バレル部53においては、排水及び排蒸気を組み合わせることで、粘着性アクリルゴムの含水量を低下させることが効率よくできるので好適である。脱水バレル部53では、第1~第3の脱水バレル53a~53cのうち、どの脱水バレルで排水又は排蒸気を行うかは、使用目的に応じて適宜に設定すればよいが、通常製造されるアクリルゴム中の灰分量を少なくする場合は、排水を行う脱水バレルを多くするとよい。その場合、例えば図2に示すように、上流側の第1及び第2の脱水バレル53a、53bで排水を行い、下流側の第3の脱水バレル53cで排蒸気を行う。また、例えば脱水バレル部53が4つの脱水バレルを有する場合には、例えば上流側の3つの脱水バレルで排水を行い、下流側の1つの脱水バレルで排蒸気を行うといった態様が考えられる。一方、含水量を低減する場合には、排蒸気を行う脱水バレルを多くするとよい。
In the
脱水バレル部53の設定温度は、上述の脱水・乾燥工程で述べたように、通常60~150℃、好ましくは70~140℃、より好ましくは80~130℃の範囲であり、排水状態で脱水する脱水バレルの設定温度は、通常60℃~120℃、好ましくは70~110℃、より好ましくは80~100℃であり、排蒸気状態で脱水する脱水バレルの設定温度は、通常100~150℃、好ましくは105~140℃、より好ましくは110~130℃の範囲である。
The set temperature of the
乾燥バレル部54は、脱水後の含水クラムを減圧下で乾燥させる領域である。乾燥バレル部54を構成する第1~第8の乾燥バレル54a~54hのうち、第2の乾燥バレル54b、第4の乾燥バレル54d、第6の乾燥バレル54f及び第8の乾燥バレル54hは、脱気のためのベント口58a、58b、58c、58dをそれぞれ有する。各ベント口58a、58b、58c、58dには、不図示のベント配管がそれぞれ接続されている。
The drying
各ベント配管の末端には不図示の真空ポンプがそれぞれ接続されており、それら真空ポンプの作動により、乾燥バレル部54内が所定圧力に減圧されるようになっている。スクリュー型押出機5は、それら真空ポンプの作動を制御して乾燥バレル部54内の減圧度を制御する図示せぬ圧力制御手段を有する。
Vacuum pumps (not shown) are connected to the ends of each vent pipe, respectively, and the inside of the drying
乾燥バレル部54での減圧度は適宜選択されればよいが、上述したように、通常1~50kPa、好ましくは2~30kPa、より好ましくは3~20kPaに設定される。
The degree of pressure reduction in the drying
また、乾燥バレル部54内の設定温度は適宜選択されればよいが、上述したように、通常100~250℃、好ましくは110~200℃、より好ましくは120~180℃に設定される。
Further, the set temperature in the drying
乾燥バレル部54を構成する各乾燥バレル54a~54hにおいては、全ての乾燥バレル54a~54h内の設定温度を近似した値にしてもよいし、異ならせてもよいが、上流側(脱水バレル部53側)の温度よりも下流側(ダイ59側)の温度の方を高温に設定すると、乾燥効率が向上するので好ましい。
In each of the drying
ダイ59は、バレルユニット51の下流端に配置される金型であり、所定のノズル形状の吐出口を有する。乾燥バレル部54で乾燥処理されたアクリルゴムは、ダイ59の吐出口を通過することで、所定のノズル形状に応じた形状に押出成形される。本発明において、ダイ59を通過するアクリルゴムの形状は、ダイ59のノズル形状を略長方形にしてシート状に押出成形することができる。スクリューとダイ59との間には、ブレーカープレートや金網を設けてもよいし、設けなくてもよい。
The
本実施形態に係るスクリュー型押出機5によれば、以下のようにして、原料のアクリルゴムの含水クラムがシート状の乾燥ゴムに押出成形される。
According to the
洗浄工程を経て得られたアクリルゴムの含水クラムは、フィード口55から供給バレル部52に供給される。供給バレル部52に供給された含水クラムは、バレルユニット51内の一対のスクリューの回転により、供給バレル部52から脱水バレル部53に送られる。脱水バレル部53では、前述したように第1~第3の脱水バレル53a~53cにそれぞれ設けられた脱水スリット56a、56b、56cから、含水クラムに含まれる水分の排水や排蒸気が行われて、含水クラムが脱水処理される。
The hydrated crumb of acrylic rubber obtained through the washing process is supplied to the
脱水バレル部53で脱水された含水クラムは、バレルユニット51内の一対のスクリューの回転により乾燥バレル部54に送られる。乾燥バレル部54に送られた含水クラムは可塑化混合されて融体となり、発熱して昇温しながら下流側へ運ばれる。そして、このアクリルゴムの融体中に含まれる水分が気化し、その水分(蒸気)が各ベント口58a、58b、58c、58dにそれぞれ接続された不図示のベント配管を通じて外部へ排出される。
The hydrous crumbs dehydrated in the
上記のように乾燥バレル部54を通過することで含水クラムは乾燥処理されてアクリルゴムの融体となり、そのアクリルゴムはバレルユニット51内の一対のスクリューの回転によりダイ59に供給され、シート状の乾燥ゴムとしてダイ59から押し出される。
As described above, the water-containing crumb is dried by passing through the drying
ここで、本実施形態に係るスクリュー型押出機5の操業条件の一例を挙げる。
Here, an example of the operating conditions of the
バレルユニット51内の一対のスクリューの回転数(N)は、諸条件に応じて適宜選択されればよく、通常で10~1,000rpmとされ、アクリルゴムの含水量とゲル量を効率よく低減できる点から、好ましくは50~750rpm、より好ましくは100~500rpmであり、120~300rpmが最も好ましい。
The rotational speed (N) of the pair of screws in the
また、アクリルゴムの押出量(Q)は、格別限定されないが、通常で100~1,500kg/hrとされ、好ましくは300~1,200kg/hr、より好ましくは400~1,000kg/hrであり、500~800kg/hrが最も好ましい。 Furthermore, the extrusion rate (Q) of the acrylic rubber is not particularly limited, but is usually 100 to 1,500 kg/hr, preferably 300 to 1,200 kg/hr, and more preferably 400 to 1,000 kg/hr. Yes, most preferably 500 to 800 kg/hr.
また、アクリルゴムの押出量(Q)とスクリューの回転数(N)との比(Q/N)は、格別限定されないが、通常で1~20とされ、好ましくは2~10、より好ましくは3~8であり、4~6が特に好ましい。 Further, the ratio (Q/N) between the extrusion amount (Q) of the acrylic rubber and the rotational speed (N) of the screw is not particularly limited, but is usually 1 to 20, preferably 2 to 10, more preferably 3 to 8, and 4 to 6 are particularly preferred.
図1に示す冷却装置6は、脱水機による脱水工程及び乾燥機による乾燥工程を経て得られた乾燥ゴムを冷却するように構成されている。冷却装置6による冷却方式としては、送風あるいは冷房下での空冷方式、水を吹き付ける水かけ方式、水中に浸漬する浸漬方式などを含む様々な方式を採用することが可能である。また、室温下に放置することで、乾燥ゴムを冷却するようにしてもよい。 The cooling device 6 shown in FIG. 1 is configured to cool dried rubber obtained through a dehydration process using a dehydrator and a drying process using a dryer. As the cooling method by the cooling device 6, various methods can be adopted, including an air cooling method using ventilation or air conditioning, a water spraying method where water is sprayed, an immersion method where the device is immersed in water, and the like. Alternatively, the dried rubber may be cooled by leaving it at room temperature.
以下、図3を参照しながら、冷却装置6の一例として、シート状に成形されたシート状アクリルゴム成形体10を冷却する搬送式冷却装置60について説明する。
Hereinafter, as an example of the cooling device 6, a conveying
図3は、図1で示した冷却装置6として好適な搬送式冷却装置60の構成を示している。図3に示す搬送式冷却装置60は、スクリュー型押出機5のダイ59の吐出口から排出されたシート状アクリルゴム成形体10を搬送しながら、空冷方式によって冷却するよう構成されている。この搬送式冷却装置60を用いることで、スクリュー型押出機5から排出されたシート状アクリルゴム成形体を好適に冷却することができる。
FIG. 3 shows the configuration of a transport
図3に示す搬送式冷却装置60は、例えば、図2に示したスクリュー型押出機5のダイ59に直結するか、又はダイ59の近傍に設置して使用される。
The conveying
搬送式冷却装置60は、スクリュー型押出機5のダイ59から排出されるシート状アクリルゴム成形体10を図3中矢印A方向に搬送するコンベア61と、コンベア61上のシート状アクリルゴム成形体10に冷風を吹き付ける冷却手段65とを有する。
The conveyor
コンベア61は、ローラ62、63と、これらローラ62、63に巻架され、シート状アクリルゴム成形体10がその上に載せられるコンベアベルト64とを有する。コンベア61は、コンベアベルト64上にスクリュー型押出機5のダイ59から排出されたシート状アクリルゴム成形体10を連続して下流側(図3で右側)に搬送するよう構成されている。
The
冷却手段65は、特に限定されないが、例えば、不図示の冷却風発生手段から送られてくる冷却風をコンベアベルト64上のシート状アクリルゴム成形体10の表面に吹き付けることができるような構成を有するものなどが挙げられる。
The cooling means 65 is not particularly limited, but may have, for example, a configuration that can blow cooling air sent from a cooling air generating means (not shown) onto the surface of the sheet-like acrylic rubber molded
搬送式冷却装置60のコンベア61及び冷却手段65の長さ(冷却風の吹き付けが可能な部分の長さ)L1は、特に限定されないが、例えば10~100mであり、好ましくは20~50mである。また、搬送式冷却装置60におけるシート状アクリルゴム成形体10の搬送速度は、コンベア61及び冷却手段65の長さL1、スクリュー型押出機5のダイ59から排出されるシート状アクリルゴム成形体10の排出速度、目標とする冷却速度や冷却時間などに応じて適宜調整すればよいが、例えば10~100m/hrであり、より好ましくは15~70m/hrである。
The length L1 of the
図3に示す搬送式冷却装置60によれば、スクリュー型押出機5のダイ59から排出されるシート状アクリルゴム成形体10をコンベア61にて搬送しつつ、シート状アクリルゴム成形体10に対し冷却手段65から冷却風を吹き付けることにより、シート状アクリルゴム成形体10の冷却が行われる。
According to the conveying
なお、搬送式冷却装置60としては、図3に示すような1つのコンベア61及び1つの冷却手段65を備える構成に特に限定されず、2つ以上のコンベア61と、これに対応する2つ以上の冷却手段65とを備えるような構成としてもよい。その場合には、2つ以上のコンベア61及び冷却手段65のそれぞれの総合長さを上記範囲とすればよい。
Note that the
図1に示すベール化装置7は、スクリュー型押出機5から押出成形され、さらに冷却装置6で冷却された乾燥ゴムを加工して、一塊のブロックであるベールを製造するよう構成されている。ベール化装置7によって製造されるベール状アクリルゴム成形体の重さや形状などは特に限定されないが、例えば約20kgの略直方体形状のベール状アクリルゴム成形体が製造される。
The
また、スクリュー型押出機5によって製造したシート状アクリルゴム成形体10は、積層してベール状アクリルゴム成形体を製造してもよい。例えば、図3に示す搬送式冷却装置60の下流側に配置されるベール化装置7に、シート状アクリルゴム成形体10を切断するカッティング機構が設けられていてもよい。具体的には、ベール化装置7のカッティング機構は、例えば、冷却されたシート状アクリルゴム成形体10を連続的に所定の間隔で切断して、所定の大きさのカットシート状アクリルゴム成形体16に加工するように構成されている。カッティング機構により所定の大きさに切断されたカットシート状アクリルゴム成形体16を複数枚積層することで、カットシート状アクリルゴム成形体16を積層したベール状アクリルゴム成形体を製造することができる。
Further, the sheet-like acrylic rubber molded
カットシート状アクリルゴム成形体16を積層したベール状アクリルゴム成形体を製造する場合には、例えば40℃以上のカットシート状アクリルゴム成形体16を積層することが好ましい。40℃以上のカットシート状アクリルゴム成形体16を積層することで、更なる冷却及び自重による圧縮によって良好な空気抜けが実現される。
When producing a veil-shaped acrylic rubber molded body in which cut sheet-shaped acrylic rubber molded
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。各例中の「部」、「%」及び「比」は、特に断りのない限り、重量基準である。なお、各種の特性(物性を含む)などについては、以下の方法に従って評価した。 The present invention will be explained in more detail below by giving Examples and Comparative Examples. "Parts", "%" and "ratio" in each example are based on weight unless otherwise specified. In addition, various characteristics (including physical properties) were evaluated according to the following methods.
[単量体組成]
アクリルゴムにおける単量体組成に関して、アクリルゴム中の各単量体単位の単量体構成はH-NMRで確認し、アクリルゴム中に反応性基の活性が残存していること及びその各反応性基含有量を下記方法で確認した。また、各単量体単位のアクリルゴム中の含有割合は、各単量体の重合反応に用いた使用量及び重合転化率から算出した。具体的には、重合反応は乳化重合反応でその重合転化率は、未反応の単量体がいずれも確認できない略100%であったことから、ゴム中の各単量体単位の含有割合は各単量体の使用量と同一とした。
[Monomer composition]
Regarding the monomer composition in acrylic rubber, the monomer composition of each monomer unit in acrylic rubber was confirmed by H-NMR, and it was confirmed that the activity of the reactive group remained in the acrylic rubber and its various reactions. The content of functional groups was confirmed by the following method. Moreover, the content ratio of each monomer unit in the acrylic rubber was calculated from the amount used in the polymerization reaction of each monomer and the polymerization conversion rate. Specifically, the polymerization reaction was an emulsion polymerization reaction, and the polymerization conversion rate was approximately 100%, with no unreacted monomers observed, so the content percentage of each monomer unit in the rubber was The amount used was the same as that of each monomer.
[反応性基含有量]
アクリルゴム中の反応性基であるカルボキシル基量は、ゴム試料(アクリルゴム又はアクリルゴム成形体)をアセトンに溶解し水酸化カリウム溶液で電位差滴定を行うことにより算出した。
[Reactive group content]
The amount of carboxyl groups, which are reactive groups in acrylic rubber, was calculated by dissolving a rubber sample (acrylic rubber or acrylic rubber molded body) in acetone and performing potentiometric titration with a potassium hydroxide solution.
[灰分量]
ゴム試料の灰分量(%)は、JIS K6228 A法に準じて測定した。
[Ash content]
The ash content (%) of the rubber sample was measured according to JIS K6228 A method.
[比重]
ゴム試料の比重は、JIS K6268架橋ゴム-密度測定のA法に準じて測定した。
[specific gravity]
The specific gravity of the rubber sample was measured according to method A of JIS K6268 Crosslinked Rubber Density Measurement.
[ゲル量]
ゴム試料のゲル量(%)は、メチルエチルケトンに対する不溶解分の量であり、以下の方法により求めた。
ゴム試料0.2g程度を秤量(Xg)し、100mlメチルエチルケトンに浸漬させて室温で24時間放置後、80メッシュ金網を用いてメチルエチルケトンに対する不溶解分を濾別した濾液、すなわち、メチルエチルケトンに溶解するゴム成分のみが溶解した濾液を蒸発乾燥固化させた乾燥固形分(Yg)を秤量し、下式により算出した。
ゲル量(%)=100×(X-Y)/X
[Gel amount]
The gel amount (%) of a rubber sample is the amount of insoluble matter in methyl ethyl ketone, and was determined by the following method.
Approximately 0.2 g of the rubber sample was weighed (Xg), immersed in 100 ml of methyl ethyl ketone, left to stand at room temperature for 24 hours, and the insoluble matter in methyl ethyl ketone was filtered off using an 80-mesh wire gauze. The dry solid content (Yg) obtained by evaporating and solidifying the filtrate in which only the components were dissolved was weighed and calculated using the following formula.
Gel amount (%) = 100 x (X-Y)/X
[分子量]
ゴム試料の重量平均分子量(Mw)は、溶媒としてジメチルホルムアミドに塩化リチウムが0.05mol/L、37%濃塩酸が0.01%の濃度でそれぞれ添加された溶液を用いたGPC-MALS法により測定される絶対分子量である。具体的には、GPC(Gel Permeation Chromatography)装置に多角度レーザ光散乱光度計(MALS)及び示差屈折率計(RI)を組み入れ、GPC装置でサイズ分別された分子鎖溶液の光散乱強度及び屈折率差を、溶出時間を追って測定することにより、溶質の分子量とその含有率を順次計算し求めた。GPC装置による測定条件及び測定方法は、以下のとおりである。
カラム:TSKgel α-M 2本(φ7.8mm×30cm、東ソー社製)
温度:カラム 40℃
流速:0.8ml/mm
試料調整:試料10mgに溶媒5mlを加え、室温で緩やかに撹拌した(溶解を視認)。その後0.5μmフィルターを用いてろ過を行った。
注入量:0.200ml
[Molecular weight]
The weight average molecular weight (Mw) of the rubber sample was determined by the GPC-MALS method using a solution in which 0.05 mol/L of lithium chloride and 0.01% of 37% concentrated hydrochloric acid were added to dimethylformamide as a solvent. It is the absolute molecular weight measured. Specifically, we incorporated a multi-angle laser light scattering photometer (MALS) and a differential refractometer (RI) into a GPC (Gel Permeation Chromatography) device, and measured the light scattering intensity and refraction of a molecular chain solution size-sorted by the GPC device. By measuring the rate difference over the elution time, the molecular weight of the solute and its content were sequentially calculated and determined. The measurement conditions and measurement method using the GPC device are as follows.
Column: TSKgel α-M 2 pieces (φ7.8mm x 30cm, manufactured by Tosoh Corporation)
Temperature:
Flow rate: 0.8ml/mm
Sample preparation: 5 ml of solvent was added to 10 mg of sample, and the mixture was gently stirred at room temperature (dissolution was visually observed). Thereafter, filtration was performed using a 0.5 μm filter.
Injection volume: 0.200ml
[ガラス転移温度(Tg)]
ゴム試料のガラス転移温度(Tg)は、示差走査型熱量計(DSC、製品名「X-DSC7000」、日立ハイテクサイエンス社製)を用いて測定した。
[Glass transition temperature (Tg)]
The glass transition temperature (Tg) of the rubber sample was measured using a differential scanning calorimeter (DSC, product name "X-DSC7000", manufactured by Hitachi High-Tech Science).
[pH]
ゴム試料のpHは、6g(±0.05g)のゴム試料をテトラヒドロフラン100gで溶解後、蒸留水2.0mlを添加し完全に溶解したことを確認後にpH電極で測定した。
[pH]
The pH of the rubber sample was measured using a pH electrode after dissolving 6 g (±0.05 g) of the rubber sample in 100 g of tetrahydrofuran, adding 2.0 ml of distilled water, and confirming complete dissolution.
[含水量]
ゴム試料の含水量(%)は、JIS K6238-1:オーブンA(揮発分測定)法に準じて測定した。
[Water content]
The water content (%) of the rubber sample was measured according to JIS K6238-1: Oven A (volatile content measurement) method.
[ムーニー粘度]
ゴム試料のムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、JIS K6300の未架橋ゴム物理試験法に従って測定した。
[Mooney viscosity]
The Mooney viscosity (ML1+4, 100°C) of the rubber sample was measured according to JIS K6300 uncrosslinked rubber physical test method.
[加工性評価]
ゴム試料の加工性は、ゴム試料を50℃に加温されたバンバリーミキサーに投入し1分間素練り後、表1記載のゴム混合物配合の配合剤Aを投入して1段目のゴム混合物が一体化して最大トルク値を示すまでの時間、すなわちBIT(Black Incorporation Time)を測定し、比較例1を100とする指数で評価した(指数が小さいほど加工性に優れる)。
[Workability evaluation]
The processability of the rubber sample was determined by putting the rubber sample into a Banbury mixer heated to 50°C, masticating it for 1 minute, and then adding compounding agent A of the rubber mixture formulation listed in Table 1 to form the first stage rubber mixture. The time required for integration to show the maximum torque value, that is, BIT (Black Incorporation Time), was measured and evaluated using an index with Comparative Example 1 set as 100 (the smaller the index, the better the workability).
[耐水性評価]
ゴム試料の耐水性は、JIS K6258に準拠してゴム試料の架橋物を温度85℃の蒸留水中に100時間浸漬させて浸漬試験を行い、浸漬前後の体積変化率を下記の式に従って算出し、比較例1を100とする指数で評価した(指数が小さいほど耐水性に優れる)。
浸漬前後の体積変化率(%)=((浸漬後の試験片体積-浸漬前の試験片体積)/浸漬前の試験片体積)×100
[Water resistance evaluation]
The water resistance of the rubber sample was determined by conducting an immersion test in accordance with JIS K6258 by immersing the crosslinked rubber sample in distilled water at a temperature of 85°C for 100 hours, and calculating the volume change rate before and after immersion according to the following formula. Evaluation was made using an index with Comparative Example 1 being 100 (the smaller the index, the better the water resistance).
Volume change rate (%) before and after immersion = ((test piece volume after immersion - test piece volume before immersion) / test piece volume before immersion) x 100
[保存安定性評価]
ゴム試料の保存安定性は、ゴム試料のゴム混合物を45℃×80%RHの恒温恒湿度槽7日間投入し、試験前後のゴム試料をゴム混合物としてゴム加硫試験機(ムービングダイレオメータMDR;アルファテクノロジー社製)を用いて180℃で10分間の架橋試験を行い、最大トルク(MH)と最小トルク(ML)との差(MH-ML)である架橋密度の変化率を算出し、比較例1を100とする指数で評価した(指数は小さいほど保存安定性に優れる)。
[Storage stability evaluation]
The storage stability of the rubber sample was determined by placing the rubber mixture of the rubber sample in a constant temperature and humidity chamber at 45°C x 80% RH for 7 days, and using the rubber sample before and after the test as the rubber mixture in a rubber vulcanization tester (moving die rheometer MDR; A crosslinking test was conducted at 180°C for 10 minutes using a 100% polyester resin (manufactured by Alpha Technology), and the rate of change in crosslinking density, which is the difference between the maximum torque (MH) and the minimum torque (ML) (MH-ML), was calculated and compared. Evaluation was made using an index setting Example 1 as 100 (the smaller the index, the better the storage stability).
[耐熱性評価]
ゴム試料の耐熱性評価は、ゴム試料の架橋物を175℃で250時間静置する加熱試験を行い、試験前後のゴム架橋物の引張強度をJIS K6251、硬さをJIS K6253に準じて測定し、切断伸びの変化及び硬さの変化を下記基準で評価した。
切断伸びの変化は、破断伸び変化率が20%以下である場合は「◎」とし、破断伸び変化率が20%を超える場合は「×」として評価した。硬さの変化は、硬さ変化率が20ポイント以下の場合は「◎」とし、硬さ変化率が20ポイントを超えた場合は「×」として評価した。
[Heat resistance evaluation]
To evaluate the heat resistance of the rubber sample, a heating test was performed in which the crosslinked rubber sample was left standing at 175°C for 250 hours, and the tensile strength of the crosslinked rubber product before and after the test was measured according to JIS K6251, and the hardness was measured according to JIS K6253. , Changes in elongation at break and changes in hardness were evaluated using the following criteria.
The change in elongation at break was evaluated as "◎" if the change rate in elongation at break was 20% or less, and as "x" if the change rate in elongation at break exceeded 20%. The change in hardness was evaluated as "◎" if the hardness change rate was 20 points or less, and as "x" if the hardness change rate exceeded 20 points.
[実施例1]
ホモミキサーを備えた混合容器に、純水46部、単量体成分としてアクリル酸エチル63.25部、アクリル酸n-ブチル17部、アクリル酸メトキシエチル7部、メタクリル酸ブチル11部及びフマル酸モノエチル1.75部、乳化剤としてオクチルオキシジオキシエチレンリン酸エステルナトリウム塩1.8部を仕込み撹拌して単量体エマルジョンを得た。
[Example 1]
In a mixing container equipped with a homomixer, 46 parts of pure water, 63.25 parts of ethyl acrylate, 17 parts of n-butyl acrylate, 7 parts of methoxyethyl acrylate, 11 parts of butyl methacrylate, and fumaric acid as monomer components. 1.75 parts of monoethyl and 1.8 parts of octyloxydioxyethylene phosphate sodium salt as an emulsifier were charged and stirred to obtain a monomer emulsion.
温度計、撹拌装置を備えた重合反応槽に、純水170部及び上記で得られた単量体エマルジョン3部を投入し、窒素気流下で12℃まで冷却した。次いで、重合反応槽中に、単量体エマルジョンの残部、硫酸第一鉄0.00033部、アスコルビン酸ナトリウム0.264部、及び過硫酸カリウム0.22部を3時間かけて連続的に滴下した。その後、重合反応槽内の温度を23℃に保った状態にて反応を継続し、重合転化率が略100%に達したことを確認し、重合停止剤としてのハイドロキノンを添加して重合反応を停止し、乳化重合液を得た。 170 parts of pure water and 3 parts of the monomer emulsion obtained above were charged into a polymerization reaction tank equipped with a thermometer and a stirring device, and the mixture was cooled to 12° C. under a nitrogen stream. Next, the remainder of the monomer emulsion, 0.00033 parts of ferrous sulfate, 0.264 parts of sodium ascorbate, and 0.22 parts of potassium persulfate were continuously added dropwise into the polymerization reaction tank over 3 hours. . After that, the reaction was continued while maintaining the temperature inside the polymerization reaction tank at 23°C, and after confirming that the polymerization conversion rate had reached approximately 100%, hydroquinone as a polymerization terminator was added to terminate the polymerization reaction. The process was stopped to obtain an emulsion polymerization solution.
次いで、温度計と撹拌装置を備えた凝固槽で、撹拌装置の撹拌翼回転数600回転(周速3.1m/s)で激しく撹拌し且つ80℃に加温した2%硫酸マグネシウム水溶液(凝固剤として硫酸マグネシウムを用いた凝固液)350部中に、上記得られた乳化重合液を80℃に加温して連続的に添加して重合体を凝固させ、凝固物であるアクリルゴムのクラムと水を含む凝固スラリーを得た。得られたスラリーからクラムを濾別しつつ凝固層から水分を排出して含水クラムを得た。 Next, in a coagulation tank equipped with a thermometer and a stirring device, a 2% aqueous magnesium sulfate solution (coagulated) was vigorously stirred at a stirring blade rotation speed of 600 revolutions (peripheral speed 3.1 m/s) and heated to 80°C. The emulsion polymerization solution obtained above was heated to 80°C and continuously added to 350 parts of a coagulation solution using magnesium sulfate as a coagulation agent to coagulate the polymer. A coagulated slurry containing water was obtained. While the crumbs were filtered from the obtained slurry, moisture was discharged from the coagulated layer to obtain water-containing crumbs.
濾別された含水クラムの残った凝固槽内に194部の温水(70℃)を添加して15分間撹拌して含水クラムを洗浄した後に水分を排出させ、再び194部の温水(70℃)を添加して15分間撹拌して含水クラムの洗浄を行った(合計洗浄回数は2回)。洗浄後の含水クラム(クラム温度65℃)をスクリュー型押出機に供給し、脱水・乾燥・成形して幅300mmで厚さ10mmのシート状乾燥ゴム(シート状アクリルゴム成形体)を押し出した。次いで、スクリュー型押出機に直結して設けた搬送式冷却装置を用いて、シート状乾燥ゴムを冷却温度200℃/hrで冷却した。
Add 194 parts of warm water (70°C) into the coagulation tank in which the filtered water-containing crumb remains, stir for 15 minutes to wash the water-containing crumb, drain the moisture, and add 194 parts of warm water (70°C) again. was added and stirred for 15 minutes to wash the water-containing crumb (total number of washings was 2 times). The washed water-containing crumb (
なお、本実施例1で用いたスクリュー型押出機は、1つの供給バレル、3つの脱水バレル(第1~第3の脱水バレル)、5つの乾燥バレル(第1~第5の乾燥バレル)で構成されている。第1の脱水バレルは排水を行い、第2及び第3の脱水バレルは排蒸気を行うようになっている。スクリュー型押出機の操業条件は、以下のとおりとした。 The screw type extruder used in Example 1 has one supply barrel, three dehydration barrels (first to third dehydration barrels), and five drying barrels (first to fifth drying barrels). It is configured. The first dewatering barrel is adapted to provide drainage, and the second and third dewatering barrels provide exhaust steam. The operating conditions of the screw extruder were as follows.
含水量
・第1の脱水バレルでの排水後の含水クラムの含水量:20%
・第3の脱水バレルでの排蒸気後の含水クラムの含水量:10%
・第5の乾燥バレルでの含水クラムの含水量:0.4%
ゴム温度
・供給バレルに供給する含水クラムの温度:65℃
・スクリュー型押出機から排出されるゴムの温度:140℃
各バレルの設定温度:
・第1の脱水バレル:100℃
・第2の脱水バレル:120℃
・第3の脱水バレル:120℃
・第1の乾燥バレル:120℃
・第2の乾燥バレル:130℃
・第3の乾燥バレル:140℃
・第4の乾燥バレル:160℃
・第5の乾燥バレル:180℃
運転条件:
・スクリューの直径(D):132mm
・スクリューの全長(L):4620mm
・L/D:35
・スクリューの回転数:135rpm
・ダイからのゴムの押出量:700kg/hr
・ダイにおける樹脂圧:2MPa
Moisture content - Moisture content of the hydrous crumb after draining in the first dewatering barrel: 20%
・Moisture content of hydrous crumb after exhausting steam in the third dehydration barrel: 10%
・Moisture content of the wet crumb in the fifth drying barrel: 0.4%
Rubber temperature ・Temperature of water-containing crumb supplied to the supply barrel: 65℃
・Temperature of rubber discharged from screw extruder: 140℃
Set temperature for each barrel:
・First dehydration barrel: 100℃
・Second dehydration barrel: 120℃
・Third dehydration barrel: 120℃
・First drying barrel: 120℃
・Second drying barrel: 130℃
・Third drying barrel: 140℃
・Fourth drying barrel: 160℃
・Fifth drying barrel: 180℃
Operating conditions:
・Screw diameter (D): 132mm
・Full length of screw (L): 4620mm
・L/D: 35
・Screw rotation speed: 135 rpm
・Rubber extrusion rate from die: 700kg/hr
・Resin pressure in die: 2MPa
スクリュー型押出機から押し出されたシート状乾燥ゴムを、50℃まで冷却してからカッターで切断し、アクリルゴム(A)(シート状アクリルゴム成形体)を得た。得られたアクリルゴム(A)の反応性基含有量、灰分量、比重、ゲル量、ガラス転移温度(Tg)、pH、含水量、重量平均分子量、及びムーニー粘度(ML1+4,100℃)を測定して表2に示した。 The sheet-like dry rubber extruded from the screw extruder was cooled to 50° C. and then cut with a cutter to obtain acrylic rubber (A) (sheet-like acrylic rubber molded product). Measure the reactive group content, ash content, specific gravity, gel amount, glass transition temperature (Tg), pH, water content, weight average molecular weight, and Mooney viscosity (ML1+4,100°C) of the obtained acrylic rubber (A). The results are shown in Table 2.
次いで、アクリルゴム(A)の温度が40℃以下にならないうちに、切断後の複数枚のアクリルゴム(A)を20部(20kg)になるように積層してベール状アクリルゴム成形体(A)を得た。得られたベール状アクリルゴム成形体(A)の反応性基含有量、ゲル量、比重、灰分量、ガラス転移温度(Tg)、pH、含水量、重量平均分子量、及びムーニー粘度(ML1+4,100℃)を測定した。ベール状アクリルゴム成形体(A)の各特性値は、表2に示した上記アクリルゴム(A)(シート状アクリルゴム成形体)の特性値と同様であった。 Next, before the temperature of the acrylic rubber (A) falls below 40°C, the cut acrylic rubber (A) is laminated to 20 parts (20 kg) to form a veil-shaped acrylic rubber molded body (A). ) was obtained. The reactive group content, gel amount, specific gravity, ash content, glass transition temperature (Tg), pH, water content, weight average molecular weight, and Mooney viscosity (ML1+4,100) of the obtained veil-shaped acrylic rubber molded product (A) ℃) was measured. Each characteristic value of the veil-like acrylic rubber molded article (A) was similar to the characteristic value of the above-mentioned acrylic rubber (A) (sheet-like acrylic rubber molded article) shown in Table 2.
次いで、アクリルゴム(A)(ベール状アクリルゴム成形体)100部と表1に記載した「配合1」の配合剤Aをバンバリーミキサーに投入し50℃で5分間混合した(1段目混合)。このときのBITを測定してアクリルゴム(A)の加工性を評価しその結果を表2に示した。
Next, 100 parts of acrylic rubber (A) (bale-shaped acrylic rubber molded body) and Compound A of "
さらに、1段目混合で得られた混合物それぞれを、50℃のロールに移して、「配合1」の配合剤Bを配合して混合(2段目混合)し、ゴム混合物を得た。保存安定性試験前後のアクリルゴム(A)を用いたゴム混合物の架橋試験を行い架橋密度(MH-ML)の変化を測定しその結果を表2に示した。
Furthermore, each of the mixtures obtained in the first stage mixing was transferred to a roll at 50°C, and compounding agent B of "
こうして得られたゴム混合物を、縦15cm、横15cm、深さ0.2cmの金型に入れ、プレス圧10MPaで加圧しながら180℃で10分間プレスすることにより一次架橋し、得られた一次架橋物を、ギヤー式オーブンにて、さらに180℃、2時間の条件で加熱して二次架橋させることにより、シート状のゴム架橋物を得た。そして、得られたシート状のゴム架橋物から3cm×2cm×0.2cmの試験片を切り取って耐水性試験及び耐熱性試験を行い、その結果を表2に示した。 The rubber mixture thus obtained was placed in a mold measuring 15 cm long, 15 cm wide, and 0.2 cm deep, and pressed at 180°C for 10 minutes while applying a press pressure of 10 MPa for primary crosslinking. The product was further heated in a gear type oven at 180° C. for 2 hours to cause secondary crosslinking, thereby obtaining a sheet-like crosslinked rubber product. Then, a test piece of 3 cm x 2 cm x 0.2 cm was cut from the obtained sheet-like crosslinked rubber product and subjected to a water resistance test and a heat resistance test, and the results are shown in Table 2.
[実施例2]
単量体成分をアクリル酸エチル4.5部、アクリル酸n-ブチル53.5部、アクリル酸メトキシエチル29.5部、メタクリル酸ヘキシル11部及びフマル酸モノエチル1.5部に変更する以外は実施例1と同様に行い、アクリルゴム(B)を得て各特性(配合剤は「配合2」に変更した)を評価した。それらの結果を表2に示した。
[Example 2]
Except that the monomer components were changed to 4.5 parts of ethyl acrylate, 53.5 parts of n-butyl acrylate, 29.5 parts of methoxyethyl acrylate, 11 parts of hexyl methacrylate, and 1.5 parts of monoethyl fumarate. Acrylic rubber (B) was obtained in the same manner as in Example 1, and its properties (the compounding agent was changed to "Blend 2") were evaluated. The results are shown in Table 2.
[実施例3]
単量体成分をアクリル酸エチル48.6部、アクリル酸n-ブチル39部、メタクリル酸ブチル11部及びフマル酸モノエチル1.4部に変更する以外は実施例2と同様に行い、アクリルゴム(C)を得て各特性を評価した。それらの結果を表2に示した。
[Example 3]
The same procedure as in Example 2 was carried out except that the monomer components were changed to 48.6 parts of ethyl acrylate, 39 parts of n-butyl acrylate, 11 parts of butyl methacrylate, and 1.4 parts of monoethyl fumarate, and acrylic rubber ( C) was obtained and each characteristic was evaluated. The results are shown in Table 2.
[実施例4]
単量体成分をアクリル酸エチル42.3部、アクリル酸n-ブチル45.3部、メタクリル酸ブチル11部、及びフマル酸モノエチル1.4部に変更する以外は実施例2と同様に行い、アクリルゴム(D)を得て各特性を評価した。それらの結果を表2に示した。
[Example 4]
The same procedure as in Example 2 was carried out except that the monomer components were changed to 42.3 parts of ethyl acrylate, 45.3 parts of n-butyl acrylate, 11 parts of butyl methacrylate, and 1.4 parts of monoethyl fumarate. Acrylic rubber (D) was obtained and its properties were evaluated. The results are shown in Table 2.
[実施例5]
含水クラムのスクリュー型押出機での脱水後の含水量(排蒸気を行う予備乾燥前までに行われる排水後の含水クラムの含水量)を30%までとする以外は実施例4と同様に行い、アクリルゴム(E)を得て各特性を評価した。それらの結果を表2に示した。
[Example 5]
The procedure was carried out in the same manner as in Example 4, except that the water content after dehydration of the water-containing crumb in a screw extruder (the water content of the water-containing crumb after drainage performed before pre-drying with exhaust steam) was up to 30%. , acrylic rubber (E) was obtained and its properties were evaluated. The results are shown in Table 2.
[比較例1]
温度計、撹拌装置を備えた重合反応槽に、窒素気流下で、純水200部、単量体成分としてアクリル酸エチル42.3部、アクリル酸n-ブチル45.3部、メタクリル酸ブチル11部及びフマル酸モノエチル1.4部、乳化剤としてオクチルオキシジオキシエチレンリン酸エステル2.5部とポリオキシエチレンドデシルエーテル0.5部を投入し、過硫酸カリウム0.1部、アスコルビン酸ナトリウム0.1部を仕込み、次いで、過硫酸カリウム0.1部とアスコルビン酸ナトリウム0.1部を添加して反応を開始した。常温で反応を継続し、重合転化率が略100%に達したことを確認し、重合停止剤としてのハイドロキノンを加え重合反応を停止し、乳化重合液を得た。
[Comparative example 1]
200 parts of pure water, 42.3 parts of ethyl acrylate, 45.3 parts of n-butyl acrylate, and 11 parts of butyl methacrylate as monomer components were placed in a polymerization reaction tank equipped with a thermometer and a stirring device under a nitrogen stream. and 1.4 parts of monoethyl fumarate, 2.5 parts of octyloxydioxyethylene phosphate and 0.5 parts of polyoxyethylene dodecyl ether as emulsifiers, 0.1 part of potassium persulfate, and 0.0 parts of sodium ascorbate. Then, 0.1 part of potassium persulfate and 0.1 part of sodium ascorbate were added to start the reaction. The reaction was continued at room temperature, and after confirming that the polymerization conversion rate had reached approximately 100%, hydroquinone as a polymerization terminator was added to stop the polymerization reaction, and an emulsion polymerization liquid was obtained.
次いで、撹拌装置の撹拌翼回転数100回転(周速0.5m/s)で撹拌している乳化重合液に0.4%硫酸ナトリウム水溶液(凝固剤として硫酸ナトリウムを用いた凝固液)を添加して重合体を凝固させ、凝固物であるアクリルゴムのクラムと水を含む凝固スラリーを得た。得られたスラリーからクラムを濾別しつつ凝固層から水分を排出して含水クラムを得た。 Next, a 0.4% aqueous sodium sulfate solution (a coagulating liquid using sodium sulfate as a coagulant) was added to the emulsion polymerization liquid that was being stirred at a stirring blade rotation speed of 100 revolutions (peripheral speed 0.5 m/s) of a stirring device. The polymer was coagulated to obtain a coagulated slurry containing acrylic rubber crumbs and water. While the crumbs were filtered from the obtained slurry, moisture was discharged from the coagulated layer to obtain water-containing crumbs.
濾別された含水クラムの残った凝固槽内に194部の25℃の水を添加して15分間撹拌して含水クラムを洗浄した後に水分を排出させ含水クラムの洗浄を行った。洗浄後の含水クラムを熱風乾燥機で乾燥して含水量0.4重量%のクラム状のアクリルゴム(F)を得た。このアクリルゴム(F)について、反応性基含有量、ゲル量、比重、灰分量、ガラス転移温度(Tg)、pH、含水量、重量平均分子量、及びムーニー粘度(ML1+4,100℃)を測定し、その結果を表2に示した。 194 parts of 25° C. water was added to the coagulation tank in which the filtered water-containing crumbs remained, and the water-containing crumbs were washed by stirring for 15 minutes, and then the water was drained and the water-containing crumbs were washed. The washed water-containing crumb was dried in a hot air dryer to obtain a crumb-like acrylic rubber (F) having a water content of 0.4% by weight. Regarding this acrylic rubber (F), the reactive group content, gel amount, specific gravity, ash content, glass transition temperature (Tg), pH, water content, weight average molecular weight, and Mooney viscosity (ML1+4,100°C) were measured. The results are shown in Table 2.
次いで、アクリルゴム(F)100部と表1に記載した「配合2」の配合剤Aをバンバリーミキサーに投入し50℃で5分間混合した(1段目混合)。このときのBITを測定してアクリルゴム(F)の加工性を評価しその結果を表2に示した。さらに、1段目混合で得られた混合物それぞれを、50℃のロールに移して、「配合2」の配合剤Bを配合して混合(2段目混合)し、ゴム混合物を得た。保存安定性試験前後のアクリルゴム(F)を用いたゴム混合物の架橋試験を行い架橋密度(MH-ML)の変化を測定しその結果を表2に示した。 Next, 100 parts of acrylic rubber (F) and Compound A of "Composition 2" listed in Table 1 were placed in a Banbury mixer and mixed at 50° C. for 5 minutes (first stage mixing). The BIT at this time was measured to evaluate the processability of the acrylic rubber (F), and the results are shown in Table 2. Furthermore, each of the mixtures obtained in the first stage mixing was transferred to a roll at 50° C., and compounding agent B of "Blend 2" was blended and mixed (second stage mixing) to obtain a rubber mixture. A crosslinking test was conducted on the rubber mixture using acrylic rubber (F) before and after the storage stability test, and the change in crosslinking density (MH-ML) was measured. The results are shown in Table 2.
得られたゴム混合物を、縦15cm、横15cm、深さ0.2cmの金型に入れ、プレス圧10MPaで加圧しながら180℃で10分間プレスすることにより一次架橋し、得られた一次架橋物を、ギヤー式オーブンにて、さらに180℃、2時間の条件で加熱して二次架橋させることにより、シート状のゴム架橋物を得た。そして、得られたシート状のゴム架橋物から3cm×2cm×0.2cmの試験片を切り取って耐水性及び耐熱性評価を行い、その結果を表2に示した。 The obtained rubber mixture was put into a mold with a length of 15 cm, a width of 15 cm, and a depth of 0.2 cm, and was pressed at 180° C. for 10 minutes while applying a press pressure of 10 MPa to obtain a primary crosslinked product. was further heated in a gear type oven at 180° C. for 2 hours to cause secondary crosslinking, thereby obtaining a sheet-like crosslinked rubber product. Then, a test piece of 3 cm x 2 cm x 0.2 cm was cut out from the obtained sheet-like crosslinked rubber product and evaluated for water resistance and heat resistance, and the results are shown in Table 2.
表2から、アクリル酸エステル由来の結合単位(A)10~98.9重量%、メタクリル酸エステル由来の結合単位(B)1~50重量%、反応性基含有単量体由来の結合単位(C)0.1~10重量%及びその他の単量体由来の結合単位(D)0~30重量%からなり、メチルエチルケトン不溶解分のゲル量が30重量%以下で、重量平均分子量(Mw)が100,000~5,000,000の範囲である本発明のアクリルゴム(A)~(E)は、アクリルゴム(F)の耐熱性を損なうことなく高度に加工性が改善されていることがわかる(実施例1~5と比較例1との比較)。 From Table 2, 10 to 98.9% by weight of bonding units derived from acrylic esters (A), 1 to 50% by weight of bonding units derived from methacrylic esters, bonding units derived from reactive group-containing monomers ( C) 0.1 to 10% by weight and bonding units derived from other monomers (D) 0 to 30% by weight, the gel amount of methyl ethyl ketone insoluble matter is 30% by weight or less, and the weight average molecular weight (Mw) The acrylic rubbers (A) to (E) of the present invention, in which the (Comparison between Examples 1 to 5 and Comparative Example 1).
表2からは、アクリルゴムのバンバリーミキサーにおける加工性(BIT)は、アクリルゴム中のメチルエチルケトン不溶解分のゲル量と相関しており、そのゲル量を低減させるためには、第5乾燥バレル部で実質的に水分を含まない状態(含水量が1重量%未満)でアクリルゴムを溶融回転させることが重要であることがわかる。一方、スクリュー型押出機内で長時間アクリルゴムを滞留させるのは分子切断や焼けなどが起こりアクリルゴムの強度特性を含めた常態物性、耐熱性、保存安定性などの特性を劣化させ好ましくなく、表2からわかるように、早期に乾燥バレル部で実質的に水分を含まない状態にさせるためには脱水バレル部の脱水を如何に効率よく行うかが課題で、今回は各バレル部の温度や減圧度を調整することでクリアしている。また、乾燥バレル部で実質的に水分を含まない状態で溶融回転されるアクリルゴムの劣化を防ぎ且つアクリルゴムの含水量とゲル量を低減するために、スクリュー型押出機の押出量Qと回転数Nとの比(Q/N)を特定にする(1~20、好ましくは2~10、より好ましくは3~8、特に好ましくは4~6)ことが重要であった。 From Table 2, the processability (BIT) of acrylic rubber in the Banbury mixer is correlated with the gel amount of methyl ethyl ketone insoluble components in the acrylic rubber, and in order to reduce the gel amount, it is necessary to It can be seen that it is important to melt and rotate the acrylic rubber in a substantially water-free state (water content less than 1% by weight). On the other hand, leaving acrylic rubber in a screw-type extruder for a long time causes molecular breakage and burning, which deteriorates the acrylic rubber's normal physical properties including its strength, heat resistance, and storage stability, which is undesirable. As can be seen from 2, the challenge is how to dehydrate the dehydrating barrel section efficiently in order to quickly make the drying barrel section substantially moisture-free. It is cleared by adjusting the degree. In addition, in order to prevent deterioration of the acrylic rubber that is melted and rotated in a drying barrel section in a substantially water-free state and to reduce the water content and gel amount of the acrylic rubber, the extrusion amount Q of the screw type extruder and the rotation It was important to have a specific ratio (Q/N) to the number N (1 to 20, preferably 2 to 10, more preferably 3 to 8, particularly preferably 4 to 6).
表2から、また、本発明のアクリルゴム(A)~(E)は、乾燥工程で脱水(含水クラムから水分を絞り出すこと)を行うことで耐水性が格段に優れることがわかる(実施例1~5と比較例1との比較)。 Table 2 also shows that the acrylic rubbers (A) to (E) of the present invention have significantly superior water resistance when dehydrated (squeezing out water from water-containing crumbs) in the drying process (Example 1 ~5 and Comparative Example 1).
表2からは、更に、比重が大きく空気の含まない本発明のアクリルゴム(A)~(E)(アクリルゴム成形体)は、耐熱性を損なうことなく保存安定性が高度に改善されていることがわかる(実施例1~5と比較例1との比較)。 Table 2 further shows that the acrylic rubbers (A) to (E) (acrylic rubber molded products) of the present invention, which have a large specific gravity and do not contain air, have highly improved storage stability without impairing heat resistance. It can be seen that (comparison between Examples 1 to 5 and Comparative Example 1).
1 アクリルゴム製造システム
3 凝固装置
4 洗浄装置
5 スクリュー型押出機
6 冷却装置
7 ベール化装置
1 Acrylic
Claims (13)
得られた乳化重合液と凝固液を接触させて含水クラムを生成させる凝固工程と、
生成した含水クラムを洗浄する洗浄工程と、
洗浄した含水クラムをスクリュー型押出機を用いて含水量1重量%未満まで乾燥する乾燥工程と、
を含むアクリルゴムの製造方法。 Acrylic acid ester (a), methacrylic acid ester (b), a monomer (c) having at least one functional group selected from the group consisting of carboxyl group, epoxy group and halogen group , and optionally copolymerized. An emulsion polymerization step in which a monomer component consisting of possible other monomers (d) is emulsified with water and an emulsifier, and then emulsion polymerized in the presence of a polymerization catalyst to obtain an emulsion polymerization liquid;
A coagulation step of bringing the obtained emulsion polymerization liquid into contact with a coagulation liquid to produce water-containing crumb;
a cleaning step of cleaning the generated water-containing crumb;
a drying step of drying the washed water-containing crumb using a screw extruder until the water content is less than 1% by weight;
A method for producing acrylic rubber, including:
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