JPH06107738A - 部分架橋ブチルゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた常態物性、耐熱性および低圧縮永久歪
性を有する加硫製品を得ることができる部分架橋ブチル
ゴム組成物を提供することにある。 【構成】 本発明の部分架橋ブチルゴム組成物は、ブチ
ルゴム１００重量部に、ビニル芳香族化合物０．０１〜
３０重量部と有機過酸化物０．０１〜１０重量部を添加
し、この配合系に機械的剪断力を作用させながら、ブチ
ルゴムを部分的に架橋させて得られることを特徴とす
る。また、ブチルゴムの加硫剤が含有されていることが
好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブチルゴム組成物に関
し、更に詳細には、優れた耐熱性および低圧縮永久歪性
を有する加硫製品を提供することができる部分架橋ブチ
ルゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブチルゴムは不飽和度が低く化学的に安
定したゴムであり、また、耐候性に優れ、気体透過性が
小さいなどの特性を有している。このため、接着剤、粘
着剤、シール材、コーク材などの基材として好適に用い
られている。

【０００３】斯かるブチルゴムの加硫は、イオウ、キノ
ンオキシム、変性フェノール樹脂、有機過酸化物などの
通常の加硫剤を用いて行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
加硫手段によって加硫されたブチルゴムは、耐熱性が不
十分であり、圧縮永久歪が大きい、という問題点を有す
る。また、化学的に不活性である反面、加硫が遅く加硫
時間が長いという欠点を有する。更に、有機過酸化物よ
りなる加硫剤を用いて加硫を行うと、主鎖の分解反応
（イソブチレン構造の一部分解反応）が優先し、満足で
きる加硫物は得られない。

【０００５】本発明は、以上のような事情に基いてなさ
れたものであって、その目的は、優れた常態物性、耐熱
性および低圧縮永久歪性を有する加硫製品を得ることが
できる部分架橋ブチルゴム組成物を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の部分架橋ブチル
ゴム組成物は、ブチルゴム１００重量部に、ビニル芳香
族化合物０．０１〜３０重量部と有機過酸化物０．０１
〜１０重量部を添加し、この配合系に機械的剪断力を作
用させながら、ブチルゴムを部分的に架橋させて得られ
ることを特徴とする。

【０００７】また、ブチルゴムの加硫剤が含有されてい
ることが好ましい。

【０００８】本発明の部分架橋ブチルゴム組成物を構成
するブチルゴム（ＩＩＲ）は、イソブチレンと少量のイ
ソプレンを共重合させて得られる不飽和度の低いゴムで
ある。また、本発明を構成するブチルゴムとしては、塩
素化ブチルゴム（ＣＩＩＲ）や臭素化ブチルゴム（ＢＩ
ＩＲ）などのハロゲン化ブチルゴムも含まれる。

【０００９】ビニル芳香族化合物は、ブチルゴムを部分
的に架橋させる際の架橋助剤として添加されるものであ
り、斯かるビニル芳香族化合物としては、例えばスチレ
ン、ｔ−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メ
チルスチレン、ジビニルベンゼン、１，１−ジフェニル
エチレン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−アミノエチルスチレ
ン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｐ−アミノエチルスチレン、ビ
ニルピリジンなどを挙げることができる。これらの化合
物のうち、ジビニルベンゼンが好ましい。これらのビニ
ル芳香族化合物は、単独であるいは２種以上を併用して
用いることができる。ビニル芳香族化合物の添加量は、
原料ゴムであるブチルゴム１００重量部に対して、０．
０１〜３０重量部とされ、好ましくは０．５〜１０重量
部とされる。

【００１０】有機過酸化物は、ブチルゴムを部分的に架
橋させる際の架橋剤として添加されるものであり、斯か
る有機過酸化物としては、例えば、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキサン、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シ）−ｐ−ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキ
サイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパ
ーオキシベンゾエート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパー
オキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、
２，４−ジクロルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイド、ｐ−クロルベンゾイルパーオキサイ
ドなどを挙げることができ、これらのうち、２，５−ジ
メチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン
−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパー
オキシ）ヘキサン、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオ
キシ）−ｐ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。有機
過酸化物の添加量は、原料ゴムであるブチルゴム１００
重量部に対して、０．０１〜１０重量部とされ、好まし
くは０．１〜５重量部とされる。有機過酸化物の添加量
が０．０１重量部未満であると、部分架橋ブチルゴム組
成物におけるブチルゴム成分の架橋密度が低くなり、一
方１０重量部を超えると、架橋反応以外にブチルゴムの
主鎖の分解反応が部分的に生じ、部分架橋ブチルゴム組
成物を更に加硫して得られる加硫物の機械的強度が低下
し、圧縮永久歪が大きくなる。

【００１１】本発明の組成物におけるブチルゴムは、上
記の架橋剤および架橋助剤によって部分的に架橋されて
いるものであり、ブチルゴムの架橋度は５〜９０％とさ
れ、好ましくは１０〜８０％とされる。架橋度が５％未
満では、部分架橋ブチルゴム組成物を更に加硫して得ら
れる加硫物の機械的強度が低下し、また圧縮永久歪が大
きくなる。一方８０％を超えると、部分架橋ブチルゴム
組成物と他の配合剤を混練する際において加工性が著し
く低下する。

【００１２】ビニル芳香族化合物および有機過酸化物を
添加し混練する方法としては特に制限はなく、両者を同
時にブチルゴムに添加して混練してもよく、あるいは予
めブチルゴムとビニル芳香族化合物を混練した後、有機
過酸化物を添加して混練してもよい。

【００１３】混練操作においては、公知の混練装置、例
えばバンバリーミキサー、一軸押出機、二軸押出機、ニ
ーダー、インターナルミキサー、ブラベンダープラスト
グラフ、ミキシングロールなどを、単独であるいはこれ
らを組み合わせて利用することができる。

【００１４】混練温度は５０〜２２０℃とされ、好まし
くは１００〜２００℃とされる。混練温度が５０℃未満
であると、ブチルゴムを部分的に架橋させるまでに長時
間を要し、製造コストの点から好ましくない。一方、混
練温度が２００℃を超えるとブチルゴムが劣化する傾向
にある。なお、有機過酸化物を添加する際の混練温度
は、通常１０〜１８０℃とされ、好ましくは２０〜１５
０℃とされる。

【００１５】本発明の組成物は、ブチルゴム、ビニル芳
香族化合物および有機過酸化物からなる配合系の混練操
作中に、すなわち、この配合系に機械的剪断力を作用さ
せながら、ブチルゴムを部分的に架橋させることにより
製造される。混練操作時に、ブチルゴムを部分的に架橋
させることにより、ブチルゴムの架橋分布が均一なもの
となる。これは、混練時の機械的剪断力によって、コン
パウンド中に架橋ゲルが均一に分散されるからである。

【００１６】なお、本発明の部分架橋ブチルゴム組成物
には、通常使用される各種の配合剤、例えば補強充填
剤、増量剤、分散助剤、可塑剤、軟化剤、老化防止剤、
着色剤、紫外線吸収剤、難燃剤、発泡剤、スコーチ防止
剤、粘着付与剤、滑剤などが含有されてていてもよい。
これらの配合剤は、部分架橋ブチルゴム組成物を製造す
る過程（ブチルゴムが架橋されていない状態）において
添加されたものであってもよく、製造された部分架橋ブ
チルゴム組成物（ブチルゴムが部分的に架橋された状
態）に添加されたものであってもよい。

【００１７】ここに、補強充填剤および増量剤として
は、例えばカーボンブラック、ヒュームドシリカ、湿式
シリカ、石英微粉末、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、雲母
粉末、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、アスベスト、グラファイト、ウォラストナイト、二
硫化アスベスト、ポリテトラフルオロエチレン、ガラス
繊維、有機補強剤、有機充填剤などを挙げることができ
る。分散助剤としては、例えば高級脂肪酸およびその金
属アミン塩；可塑剤としては、例えばフタル酸誘導体、
アジピン酸誘導体、セバシン酸誘導体；軟化剤として
は、例えば潤滑油、プロセスオイル、コールタール、ヒ
マシ油、ステアリン酸カルシウム；老化防止剤として
は、例えばフェニレンジアミン類、フォスフェート類、
キノリン類、クレゾール類、フェノール類、ジチオカル
バメート金属塩類、ヒンダードアミン類を挙げることが
できる。

【００１８】本発明の部分架橋ブチルゴム組成物には、
更に、ブチルゴムの加硫剤が含有されていることが好ま
しい。斯かる加硫剤としては、例えばイオウもしくはそ
の誘導体、有機過酸化物、変性フェノール樹脂などの樹
脂加硫剤、キノイド系加硫剤などを挙げることができ
る。また、必要に応じて加硫促進剤、加硫助剤、促進助
剤、加硫遅延剤などが併用されていてもよい。なお、ブ
チルゴムの加硫剤の添加は、ブチルゴム、ビニル芳香族
化合物および有機過酸化物からなる配合系の混練操作
後、すなわち、ブチルゴムが部分的に架橋された後に行
われる。加硫剤の混練操作においては、ミキシングロー
ル、バンバリーミキサー、ニーダーなどの公知の混練装
置を利用することができる。加硫剤が含有されている部
分架橋ブチルゴム組成物を加硫処理することにより、ブ
チルゴムの未反応の架橋点が反応し、ブチルゴムの加硫
製品を得ることができる。ここに、加硫条件としては、
２０〜２００ｋｇ／ｃｍ² の加圧下において８０〜２０
０℃で数分間〜３時間の一次加硫を行った後、更に必要
に応じて８０〜２００℃で１〜４時間の二次加硫を行
う。このようにして得られたブチルゴムの加硫製品は、
未加硫のブチルゴム組成物を直接加硫して得られる加硫
製品に比べて、耐熱性に優れ、圧縮永久歪が小さいもの
となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、実施例および比較例において、不溶解分量および加
流物性の測定は下記の方法に拠って行った。 不溶解分量の測定 部分架橋ブチルゴム組成物５００ｍｇを一辺の長さが１
ｍｍ以下になるように裁断し、これをシクロヘキサン１
００ｍｌ中に浸漬し、３０℃の恒温槽内で４８時間静置
した。次いで、１００メッシュのステンレス製金網で濾
過し、濾別された不溶解分を１０５℃で１時間真空乾燥
した後秤量した。この不溶解分の重量を原料ゴム重量
（５００ｍｇ）で除した値を不溶解分量（重量％）とし
た。 初期物性、老化試験、圧縮永久歪試験はＪＩＳＫ６
３０１に準拠し、表２に示す条件で評価した。

【００２０】＜実施例１〜９＞表１に示した配合処方に
従って、ブチルゴム「ＪＳＲブチル＃３６５」（日本合
成ゴム社製）およびジビニルベンゼン（ビニル芳香族化
合物）を順次、ゴムミキサー「ＤＳ１０−３０ＭＷＢ−
Ｓ型ニーダー」（森山製作所社製：５０ｒｐｍ）に投入
し混練を開始した。ここに配合系の温度は５０〜１５０
℃とした。配合系が均一な状態になった時点でα，α’
−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−ｐ−ジイソプロピル
ベンゼン「パーカドックス１４」（化薬ヌーリー社製：
有機過酸化物）を加えて混練を継続し、配合系の温度を
１７０〜１８０℃に昇温させることにより、機械的剪断
力を作用させながらブチルゴムの架橋を行った。次い
で、ステアリン酸、酸化亜鉛、ＳＲＦカーボン「旭＃５
０」、タルク「タルクＳＷ」（浅田製粉社製）および老
化防止剤「ノンフレックスＲＤ」（精工化学社製）を添
加して再び均一な状態になった後、ゴムミキサーから取
り出し、本発明の部分架橋ブチルゴム組成物を得た。

【００２１】次いで、得られたシート状の部分架橋ブチ
ルゴム組成物をミキシングロールに巻付け、表１に示す
ブチルゴムの加硫剤などの配合薬品〔実施例１〜３：イ
オウ「サルファックスＡ」（鶴見化学社製）および混合
促進剤「ノクセラーＥＰ−２０」（大内新興化学社
製），実施例４〜６：ｐ，ｐ’−ベンゾイルキノンジオ
キシム「バルノックＤＧＭ」（大内新興化学社製）およ
びジベンゾチアゾイルジサルファイド「ノクセラーＤ
Ｍ」（大内新興化学社製），実施例７〜９：アルキルフ
ェノール樹脂「ヒタノール２５０１」（日立化成社
製）〕を添加して混練を行い、配合薬品が添加含有され
てなる部分架橋ブチルゴム組成物を得た。

【００２２】この部分架橋ブチルゴム組成物の一部をサ
ンプリングして不溶解分量を測定した。結果を表２に示
す。さらに、部分架橋ブチルゴム組成物の各々につい
て、プレスにより一次加硫〔加硫条件：１６０℃×４０
分（実施例１〜３）、１６０℃×３０分（実施例４〜
６）、１９０℃×３０分（実施例７〜９）〕を行い、更
にオーブンで１６０℃×２時間の二次加硫を行って加硫
物のテストピースを作製した。このようにして得られた
テストピース（実施例１〜９）の各々を用いて加硫物性
を測定した。結果を併せて表２に示す。

【００２３】＜比較例１＞ビニル芳香族化合物を用いな
かったこと以外は実施例２と同様にしてブチルゴム組成
物を得た。このブチルゴム組成物の一部をサンプリング
して不溶解分量を測定した。結果を表２に示す。次いで
実施例２と同様にしてイオウおよび混合促進剤を添加し
混練を行った。さらに、このブチルゴム組成物のプレス
加硫を行ったところ、コンパウンドが半液状化して、テ
ストピースを作製することはできなかった。これは、ビ
ニル芳香族化合物（ジビニルベンゼン）を用いなかった
ため、混練時において、ブチルゴムの主鎖の分解反応が
架橋反応に優先し、架橋点が失われたからであると考え
られる。

【００２４】＜比較例２〜４＞ビニル芳香族化合物およ
び有機過酸化物を用いなかったこと以外は実施例１，
４，７と同様にしてブチルゴム組成物を得た。得られた
ブチルゴム組成物を、実施例と同様の条件で加硫を行っ
てテストピースを作製し、各々の加硫物性を測定した。
結果を表２に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明の部分架橋ブチルゴム組成物を加
硫することにより、優れた常態物性、耐熱性および低圧
縮永久歪性を有する加硫製品を得ることができ、斯かる
加硫製品は、一般工業、電気、化学分野などへの利用が
可能である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブチルゴム１００重量部に、ビニル芳香
   族化合物０．０１〜３０重量部と有機過酸化物０．０１
   〜１０重量部を添加し、 この配合系に機械的剪断力を作用させながら、ブチルゴ
   ムを部分的に架橋させて得られることを特徴とする部分
   架橋ブチルゴム組成物。
2. 【請求項２】ブチルゴムの加硫剤が含有されていること
   を特徴とする請求項１に記載の部分架橋ブチルゴム組成
   物。