JP7713552B2 - 発泡体形成用組成物 - Google Patents
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ヒドロシリル基を1分子中に少なくとも2個持つヒドロシリル基含有化合物(Y)と、
ヒドロシリル架橋用の白金系触媒(Z)と、
脂肪族モノカルボン酸および水酸化金属化合物から選ばれる少なくとも1種の成分(BA)を、前記共重合体(S)100質量部に対して5~30質量部とを含有する、発泡体形成用組成物。
(ii)非共役ポリエン(C)由来の構成単位の含有割合が、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体(S)100質量%中、0.07~10質量%である。
[3]前記成分(BA)がステアリン酸である前記[1]または[2]に記載の発泡体形成用組成物。
[発泡体形成用組成物]
本発明の発泡体形成用組成物(以下「本発明の組成物」ともいう)は、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体(S)と、ヒドロシリル基を1分子中に少なくとも2個持つヒドロシリル基含有化合物(Y)と、ヒドロシリル架橋用の白金系触媒(Z)と、脂肪族モノカルボン酸および水酸化金属化合物から選ばれる少なくとも1種の成分(BA)とを含有し、前記成分(BA)を前記共重合体(S)100質量部に対して5~30質量部の範囲で含有する。
エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体(S)(以下「共重合体(S)」ともいう)は、エチレン(A)由来の構成単位と、炭素数3~20のα-オレフィン(B)由来の構造単位と、非共役ポリエン(C)由来の構成単位とを有する。前記非共役ポリエン(C)は、式(I)および(II)から選ばれる少なくとも1種の部分構造を合計で分子中に2つ以上含む。
共重合体(S)は、式(I)および(II)から選ばれる部分構造を分子中に1つのみ含む非共役ポリエン(D)由来の構成単位をさらに有することができる。
要件(i)として、共重合体(S)において、モル比(エチレン(A)由来の構成単位/炭素数3~20のα-オレフィン(B)由来の構成単位)は、40/60~99.9/0.1、好ましくは50/50~90/10、より好ましくは55/45~85/15、さらに好ましくは55/45~78/22である。このような共重合体(S)は、ヒドロシリル架橋して得られる発泡体が優れたゴム弾性を示し、機械的強度ならびに柔軟性に優れたものとなるため好ましい。
共重合体(S)中のエチレン(A)、α-オレフィン(B)、非共役ポリエン(C)、および非共役ポリエン(D)由来の構成単位の含有割合は、13C-NMRにより求めることができる。
共重合体(S)の135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]は、好ましくは0.1~5dL/g、より好ましくは0.5~5.0dL/g、さらに好ましくは0.9~4.0dL/gである。[η]が上記範囲にある共重合体(S)は、成形加工性に優れる傾向にある。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
本発明の組成物は1種または2種以上の共重合体(S)を含有することができる。
ヒドロシリル基含有化合物(Y)は、共重合体(S)と反応する架橋剤として作用する。ヒドロシリル基含有化合物(Y)は、従来から製造・市販されている、例えば、線状、環状、分岐状の各構造あるいは三次元網目状構造の樹脂状物など、その構造においていずれでも使用可能である。
RbHcSiO(4-b-c)/2
(CH3)3SiO-(-SiH(CH3)-O-)d-Si(CH3)3
式中のdは2以上の整数である。
(CH3)3SiO-(-Si(CH3)2-O-)e-(-SiH(CH3)-O-)f-Si(CH3)3
式中のeは1以上の整数であり、fは2以上の整数である。
HSi(CH3)2O-(-Si(CH3)2-O-)e-Si(CH3)2H
式中のeは1以上の整数である。
HSi(CH3)2O-(-SiH(CH3)-O-)e-Si(CH3)2H
式中のeは1以上の整数である。
HSi(CH3)2O-(-Si(CH3)2-O-)e-(-SiH(CH3)-O-)h-Si(CH3)2H
式中のeおよびhは、それぞれ1以上の整数である。
本発明の組成物におけるヒドロシリル基含有化合物(Y)の含有量は、共重合体(S)100質量部に対して、通常は0.1~100質量部、好ましくは0.1~75質量部、より好ましくは0.1~50質量部、さらに好ましくは、0.2~30質量部、0.2~20質量部、0.5~10質量部、または0.5~5質量部である。
ヒドロシリル架橋用の白金系触媒(Z)は、付加反応触媒であり、共重合体(S)が有するアルケニル基と、ヒドロシリル基含有化合物(Y)が有するヒドロシリル基との付加反応(アルケンのヒドロシリル化反応)を促進するものであれば、特に制限はなく使用することができる。
本発明の組成物における白金系触媒(Z)の含有量は、通常は0.1~100000重量ppm、好ましくは0.1~10000重量ppm、より好ましくは1~5000重量ppm、さらに好ましくは5~1000重量ppmである。上記範囲内の割合で白金系触媒(Z)を用いると、架橋密度が適度で強度特性および伸び特性に優れる発泡体を形成できる組成物が得られる。
本発明では、脂肪族モノカルボン酸および水酸化金属化合物から選ばれる少なくとも1種の成分(BA)を発泡剤として使用する。前記成分(BA)を発泡剤として使用することで、表面平滑性、よって摺動性に優れた発泡体を得ることができる。この効果は、ステアリン酸等の前記成分(BA)が発泡体表面に析出することに基づくと推定される。
本発明の一実施態様において、白金系触媒(Z)の存在下、成分(BA)に含まれるカルボキシ基またはヒドロキシ基と、ヒドロシリル基含有化合物(Y)に含まれる側鎖の水素などのSi原子に結合した水素とが反応して脱水素が起こり、前記水素が発泡成分としてのガスとして機能すると考えられる。
本発明の組成物は、反応抑制剤(D)をさらに含有することが好ましい。
反応抑制剤(D)は、共重合体(S)が有するアルケニル基と、ヒドロシリル基含有化合物(Y)が有するヒドロシリル基との架橋反応(アルケンへのヒドロシリル化付加反応)を抑制する機能を有する化合物である。共重合体(S)とヒドロシリル基含有化合物(Y)とを用いる組成物の場合、温度がかかる混練の初期段階からヒドロシリル架橋反応が既に開始されるため、混練途中での加工性が徐々に低下することがある。前記組成物に反応抑制剤(D)を配合すると、組成物の混練時および成形時での加工性が安定する点で好ましい。
本発明の組成物における反応抑制剤(D)の含有量は、共重合体(S)100質量部に対して、通常は0.05~5質量部、好ましくは0.07~5質量部、より好ましくは0.07~4.5質量部、更に好ましくは、0.1~4.5質量部、0.1~3.0質量部、または0.1~1.0質量部である。このような態様であると、適切な架橋速度が得られる点で好ましい。
本発明の組成物は、1種または2種以上の補強剤をさらに含有することが好ましい。
補強剤は、ゴム組成物に配合される公知のゴム補強剤であり、例えば、カーボンブラック、シランカップリング剤で表面処理したカーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、活性化炭酸カルシウム、微粉タルク、微分ケイ酸が挙げられる。
本発明の組成物における補強剤の含有量は、共重合体(S)100質量部に対して、好ましくは70~200質量部、より好ましくは70~150質量部である。
本発明の組成物は、1種または2種以上の軟化剤をさらに含有することが好ましい。
軟化剤は、ゴム組成物に配合される公知の軟化剤であり、例えば、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン油、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン等の石油系軟化剤;コールタール等のコールタール系軟化剤;ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、大豆油、ヤシ油等の脂肪油系軟化剤;蜜ロウ、カルナウバロウ等のロウ類;ナフテン酸、パイン油、ロジンまたはその誘導体;テルペン樹脂、石油樹脂、クマロンインデン樹脂等の合成高分子物質;ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート等のエステル系軟化剤;その他、マイクロクリスタリンワックス、液状ポリブタジエン、変性液状ポリブタジエン、炭化水素系合成潤滑油、トール油、サブ(ファクチス)が挙げられ、これらの中でも、石油系軟化剤が好ましく、プロセスオイルがより好ましい。
本発明の組成物は、上記成分に加え、本発明の目的が損なわれない限り、ゴム配合剤、例えば、有機過酸化物、α,β-不飽和有機酸の金属塩、老化防止剤、架橋助剤、架橋促進剤、充填剤、脱泡剤、加工助剤、活性剤、酸化防止剤、可塑剤、粘着付与剤等を適宜含有することができる。
本発明の組成物は、混練および成形加工する際の50~130℃の比較的低い温度では、架橋反応が抑制されるので、押出し成形性、プレス成形性、射出成形性等の成形性、およびロール加工性等の加工性に優れており、しかも、架橋温度である150~300℃では、短時間で架橋し得るという架橋特性にも優れている。
連続重合装置を用いて、以下のようにしてエチレン・プロピレン・5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)共重合体(S-1)の製造を行った。
第一段階として、BB-4型バンバリーミキサー(神戸製鋼所製)を用いて、製造例1で得たエチレン・プロピレン・VNB共重合体(S-1)100部を30秒間素練りし、次いでこれに、カーボンブラック(旭#50HG、旭カーボン(株)製)102部、重質炭酸カルシウム(ホワイトンSB、白石カルシウム(株)製])60部、パラフィン系プロセスオイル(ダイアナプロセスオイルPS-430、出光興産(株)製)52部、特殊処理酸化カルシウム(ベスタPP、井上石灰工業(株)製])5部、およびステアリン酸(粉末ステアリン酸さくら、日油(株)製)5部を加え、140℃で2分間混練した。その後、ラムを上昇させ掃除を行ない、さらに、1分間混練を行ない、約150℃で排出し、コンパウンドAを得た。
配合組成を表1に記載したとおりに変更したこと以外は実施例1と同様に行った。
[評価]
<比重>
発泡体の比重は、水中置換法(JIS K6268)に準じて測定した。
MDR2000(アルファテクノロジーズ製)を用い、加硫曲線を測定し、当該加硫曲線から得られるトルクの最低値S'min[dNm]と最高値S'max[dNm]、トルクの最低値S'minを0%、最高値S'maxを100%として、測定試料のトルクが10%に到達したときの時間[min]:tc10、測定試料のトルクが20%に到達したときの時間[min]:tc20、測定試料のトルクが90%に到達したときの時間[min]:tc90、最低値S'min[dNm]と最高値S'max[dNm]の差:S'max-S'min[dNm]を求めた。測定条件は、温度150℃、時間20分とした。このtc90が小さいほど、加硫速度が速いことを示す。
得られた発泡体表面を指で擦って下記基準により官能評価を行った。
1:さらさらしている
2:擦ると抵抗を感じる
3:抵抗を2よりも強く感じる
4:擦ると滑らない
Claims (4)
- エチレン(A)由来の構成単位と、炭素数3~20のα-オレフィン(B)由来の構成単位と、式(I)および(II)から選ばれる少なくとも1種の部分構造を合計で分子中に2つ以上含む非共役ポリエン(C)に由来する構成単位とを有し、下記(i)および(ii)の要件を満たすエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体(S)と、
ヒドロシリル基を1分子中に少なくとも2個持つヒドロシリル基含有化合物(Y)と、
ヒドロシリル架橋用の白金系触媒(Z)と、
ステアリン酸である成分(BA)を、前記共重合体(S)100質量部に対して5~30質量部とを含有し、前記共重合体(S)の125℃におけるムーニー粘度ML(1+4)が69~95である発泡体形成用組成物を架橋してなる発泡体であって、前記発泡体の比重が0.78~1.16である、発泡体。
(i)モル比(エチレン(A)由来の構成単位/炭素数3~20のα-オレフィン(B)由来の構成単位)が、40/60~99.9/0.1である。
(ii)非共役ポリエン(C)由来の構成単位の含有割合が、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体(S)100質量%中、0.07~10質量%である。 - 前記発泡体の発泡倍率が1.3~4.0倍である、請求項1に記載の発泡体。
- エチレン(A)由来の構成単位と、炭素数3~20のα-オレフィン(B)由来の構成単位と、式(I)および(II)から選ばれる少なくとも1種の部分構造を合計で分子中に2つ以上含む非共役ポリエン(C)に由来する構成単位とを有し、下記(i)および(ii)の要件を満たすエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体(S)と、
ヒドロシリル基を1分子中に少なくとも2個持つヒドロシリル基含有化合物(Y)と、
ヒドロシリル架橋用の白金系触媒(Z)と、
脂肪族モノカルボン酸および水酸化金属化合物から選ばれる少なくとも1種の成分(BA)を、前記共重合体(S)100質量部に対して5~30質量部とを含有し、
前記共重合体(S)の125℃におけるムーニー粘度ML(1+4)が69~95であり、
前記成分(BA)がステアリン酸である、発泡体形成用組成物を用いて成形体を成形する工程と、
前記成形体を加熱槽を用いて、150~300℃の温度で1~30分間加熱して架橋し発泡体を得る工程と、を含み、
前記発泡体の比重が0.78~1.16である発泡体の形成方法。
(i)モル比(エチレン(A)由来の構成単位/炭素数3~20のα-オレフィン(B)由来の構成単位)が、40/60~99.9/0.1である。
(ii)非共役ポリエン(C)由来の構成単位の含有割合が、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体(S)100質量%中、0.07~10質量%である。 - 前記発泡体の発泡倍率が1.3~4.0倍である、請求項3に記載の発泡体の形成方法。
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