JPH07138383A - 耐熱性ゴム製品の製造方法 - Google Patents

耐熱性ゴム製品の製造方法

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JPH07138383A
JPH07138383A JP30991093A JP30991093A JPH07138383A JP H07138383 A JPH07138383 A JP H07138383A JP 30991093 A JP30991093 A JP 30991093A JP 30991093 A JP30991093 A JP 30991093A JP H07138383 A JPH07138383 A JP H07138383A
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Masaaki Kawarada
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品強度が低下することなく、耐熱性が向上
し、圧縮永久歪が小さくなり、残存過酸化物が消失して
臭気が消失し、老化後物性が向上する。 【構成】 エチレン・プロピレンゴム100重量部に、
4,4−(α,α−ジメチルベンジル)ジフエニルアミ
ンと2−メルカプトベンズイミダゾール若しくは2−メ
ルトカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩とを1:1〜
0.05:1の混合比で混合してなる老化防止剤を合計
0.1〜6重量部、架橋助剤を0.5〜10重量部、過
酸化物架橋剤を0.01〜0.05モルおよびカーボン
ブラック等の補強剤その他を添加し、混練りし、所望形
状に成形してなるゴム組成物に常法で一次加硫を施した
後、温度150〜200℃で30分〜6時間の二次加硫
を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、耐熱性に優れ、かつ
圧縮永久歪みが小さくて熱交換機その他の高温で使用さ
れるシール材等として好適な耐熱性ゴム製品の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、熱交換機に使用されるゴムシー
ル材には圧縮永久歪が小さく、耐熱性に優れ、良好なシ
ール性を有することが要求される。しかしながら、従来
のゴム組成物は、圧縮永久歪みが大きく、かつ耐熱性が
不十分であるため、使用中にゴムシール材が永久歪みを
起こし、いわゆるヘタリが生じて流体が漏洩し、また高
温に長時間さらされるため、圧縮割れを起こして長期の
使用に耐えられなかった。そのため、パッキングにかか
る圧縮率を低く設計したり、使用温度を低くしたりする
必要が生じ、市場の要求を満たすことができなかった。
【0003】ゴムの耐熱性を向上する手段として、イオ
ウ加硫の代わりに過酸化物架橋を採用するのが一般的で
あるが、過酸化物架橋は、シール材に要求されるゴム強
度を低下させるという欠点がある。また、過酸化物架橋
剤は、一次加硫後のゴム中に残存し易く、この過酸化物
架橋剤がゴム中に残存すると、残存過酸化物が使用時の
高温雰囲気で徐々に分解して架橋を進行させるため、シ
ール材がヘタリを起こしたり、強度が極端に低下したり
し、ついには破壊される等の欠点があった。また、過酸
化物架橋で得られたゴム組成物には臭気があるという問
題があった。
【0004】この使用中に生じる架橋すなわち二次加硫
による強度低下を防止し、使用時の耐熱性を向上させる
手段として、老化防止剤を添加することが知られている
が、従来の老化防止剤では、得られる効果が十分でなか
った。また、熱による硬化を防止する手段として、通常
ゴムに添加している軟化剤や可塑剤の配合を止める等し
て揮発分を減少させる手段があるが、十分な効果は得ら
れなかった。また、圧縮永久歪を小さくする手段とし
て、過酸化物架橋剤を増量することが知られているが、
この場合は、臭気が増し、かつ残存過酸化物の増加によ
って耐熱性が悪化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、高温下で
長期の圧縮を受けても、圧縮割れを起こさず、かつ圧縮
永久歪が小さく、シール材としての機能を充分に満足
し、しかも臭気の発生がないゴム製品の製造方法を提供
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、エチレン・
プロピレンゴム100重量部に、4,4−(α,α−ジ
メチルベンジル)ジフエニルアミンと2−メルカプトベ
ンズイミダゾール若しくは2−メルトカプトベンズイミ
ダゾールの亜鉛塩とを1:1〜0.05:1の混合比で
混合してなる老化防止剤を合計0.1〜6重量部、架橋
助剤を0.5〜10重量部、過酸化物架橋剤を0.01
〜0.05モルおよびカーボンブラック等の補強剤その
他を添加し、混練りし、所望形状に成形してなるゴム組
成物に常法で一次加硫を施した後、温度150〜200
℃で30分〜6時間の二次加硫を施すことを特徴とする
耐熱性ゴム製品の製造方法である。
【0007】この発明では、ゴムとして基本的に耐熱性
の良好なエチレン・プロピレンゴムを使用する。ただ
し、この発明でいうエチレン・プロピレンゴムは、エチ
レン−プロピレン共重合ゴム(EPM)、エチレン・プ
ロピレン・ジエン3元共重合ゴム(EPDM)およびE
PMとEPDMとを任意の比率で混合した混合ゴムを含
む。
【0008】老化防止剤としては、4,4−(α,α−
ジメチルベンジル)ジフエニルアミンと2−メルカプト
ベンズイミダゾール若しくは該2−メルトカプトベンズ
イミダゾールの亜鉛塩との混合物が使用される。前者と
後者の混合比(重量比)は、1/1〜0.05/1の範
囲に設定され、両者の合計で0.1〜6重量部が上記の
ゴムに添加される。前者の混合量が多過ぎて混合比が1
/1を超えると、圧縮永久歪が大きくなり、反対に少な
過ぎて混合比が0.05/1未満になると、十分な耐熱
老化性が得られない。また、ゴムに対する添加量が0.
1重量部未満の場合は、所期の効果が得られなくなり、
反対に6重量部を超えるとブルームが発生する。
【0009】架橋助剤としては、過酸化物架橋の際に一
般的に使用されるN,N−m−フェニレンジマレイミ
ド、トリアリルイソシアネート、エチレングリコールジ
メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、多官能性メタクリレートモノマー等が使用可能
である。その添加量は0.5〜10重量部であり、添加
量が0.5重量部未満の場合は、耐熱性が低下し、圧縮
永久歪が大きくなり、反対に10重量部を超えた場合
は、硬くなり、伸びが低下して割れ易くなるが、目的と
する機能に応じて架橋剤の多いときに少なく、架橋剤の
少ないときに多く添加される。
【0010】過酸化物架橋剤としては、1,1−ジ−t
−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘ
キサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルク
ミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5
−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキ
サン、1,3ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピ
ル)ベンゼン等の使用が可能である。その添加量は0.
01〜0.05モルであり、添加量が0.01モル未満
では圧縮永久歪が大きくなり、反対に0.05モルを超
えると硬くなり、伸びが低下して割れ易くなる。
【0011】その他、カーボンブラック等の補強剤、酸
化亜鉛、軟化剤、可塑剤、粘着付与剤、白色の充填剤
等、ゴム工業において通常に使用される配合薬品を適宜
に添加したり、省いたりすることができる。
【0012】そして、この発明では、上記のゴム、老化
防止剤、架橋助剤、過酸化物架橋剤、カーボンブラック
等を常法にしたがって混練りし、所望の形状に成形して
一次加硫を施したのち、二次加硫を施すことを必要とす
る。そして、この二次加硫の条件は、製品の形状や肉厚
等に応じて温度150〜200℃、時間30分〜6時間
の範囲に設定される。二次加硫の温度が150℃未満で
あったり、加硫時間が30分未満であったりした場合
は、ブルームを起こし易く、圧縮永久歪が大きくなり、
反対に加硫温度が200℃を超えたり、加硫時間が6時
間を超えたりした場合は、熱老化が進み、物性の低下が
過大になる。特に加硫温度が低いときは、残存過酸化物
の分解が遅れ、また分解生成物の揮散に長時間を要す
る。
【0013】
【作用】この発明では、耐熱性に優れたエチレン・プロ
ピレンゴムを使用し、これに従来よりも多量の過酸化物
架橋剤等を架橋助剤と共に添加し、かつ老化防止剤とし
て4,4−(α,α−ジメチルベンジル)ジフエニルア
ミンと2−メルカプトベンズイミダゾール若しくは2−
メルトカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩との混合物を
添加するので、エチレン・プロピレンゴムからなる製品
の強度を低下させることなく、その耐熱性を向上し、圧
縮永久歪を小さくすることができる。そして、温度15
0〜200℃、時間30分〜6時間の二次加硫を行うの
で、残存過酸化物が消失して臭気の発生が無く、製品の
老化後物性が向上し、かつ圧縮永久歪を一層小さくする
ことができる。なお、酸化亜鉛の添加により、圧縮永久
歪を更に小さくすることができる。
【0014】
【実施例】エチレン・プロピレンゴムとしてEPDM
(三井石油化学株式会社製、商品名「EPT3045)
を、助剤として酸化亜鉛を、老化防止剤としてジエチル
ジオチカルバミン酸ニッケル(大内新興化学工業株式会
社製、商品名「ノクラックNBC」)、2−メルカプト
ベンズイミダゾール(大内新興化学工業株式会社製、商
品名「ノクラックMB」)、2−メルカプトベンズイミ
ダゾールの亜鉛塩(大内新興化学工業株式会社製、商品
名「ノクラックMBZ」)および4,4−(α,α−ジ
メチルベンジル)ジフェニルアミン(大内新興化学工業
株式会社製、商品名「ノクラックCD」)を、内部離型
剤としてステアリン酸カルシウムを、充填剤としてカー
ボンブラック(東海カーボン株式会社製、商品名「シー
スト3」)を、架橋助剤としてトリアリルイソシアネー
ト(日本化成株式会社製、商品名「タイク」)を、油剤
としてパラフィン系プロセスオイル(出光興産株式会社
製、商品名「PW−380」)を、過酸化物架橋剤とし
て1,3−ビス(第3ブチルペルオキシイソプロピル)
ベンゼン、商品名「パーカドックス14/40」)を使
用し、下記の表1に示す配合(単位は重量部)で混練り
し、厚み2mmのシートを成形し、次いで一次加硫および
二次加硫を施して実施例1〜3および比較例1〜4の試
料を得た。なお、表1において、過酸化物架橋剤の「パ
ーカドックス14/40」は1,3−ビス(第3ブチル
ペルオキシイソプロピル)ベンゼンの40%混合粉体で
あり、1,3−ビス(第3ブチルペルオキシイソプロピ
ル)ベンゼンの分子量が338.49であるから、その
配合比の4重量部および10重量部は、それぞれ0.0
05モルおよび0.012モルに相当する。
【0015】 表 1 比較例 実施例 1 2 3 4 1 2 3 EPDM 100 100 100 100 100 100 100 酸化亜鉛 0 0 0 10 10 10 10 ノクラックNBC 1.5 1.5 1.5 0 0 0 0 ノクラックMB 0 0 0 2 2 2 0 ノクラックMBZ 0 0 0 0 0 0 2 ノクラックCD 0 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 ステアリン酸カルシウム 1 1 1 1 1 1 1 カーボンブラック 60 60 60 50 50 50 50 架橋助剤 0 0 0 3 3 3 3 プロセスオイル 5 5 5 0 0 0 0 過酸化物架橋剤 4 4 4 10 10 10 10 合計 171.5 171.5 171.5 176.5 176.5 176.5 176.5
【0016】これらの試料について、JIS−K−63
01に準拠して初期物性を測定した。次いで、上記の試
料を温度180℃の雰囲気に96時間放置した後、老化
後物性を同様に測定した。その結果を下記の表2および
表3に示す。また、上記の実施例1〜3および比較例1
〜4のゴムコンパウンドで直径29mm、高さ12.7mm
の円柱を成形し、次いで一次加硫および二次加硫を施
し、しかるのちJIS−K−6301に準拠して圧縮永
久歪(温度180℃、放置時間72時間、圧縮率25
%)を測定した。その結果を表2および表3に併記し
た。ただし、加硫条件は、一次加硫のみを170℃×3
0分に変更した。
【0017】 表 2 比較例 1 2 3 4 一次加硫(℃×分) 170℃×25分 〃 〃 〃 二次加硫(℃×H) 無 130℃×5H 180℃×5H 無 初期物性 引張強さ(kgf/cm2) 170 167 90 161 破断伸び(%) 250 210 170 230 抗張積 42500 35070 15300 37030 臭気 有 有 無 有 老化後物性(180℃×96H) 引張強さ(kgf/cm2) 30 50 35 168 破断伸び(%) 50 80 50 110 抗張積 1500 4000 1750 18480 抗張積の変化率(%) −96.4 −88.5 −88.5 −50.0 圧縮永久歪(%) 35.6 30.3 22.7 17.3
【0018】 表 3 実施例 1 2 3 一次加硫(℃×分) 170℃×25分 〃 〃 二次加硫(℃×H) 180℃×5H 180℃×8H 180℃×5H 初期物性 引張強さ(kgf/cm2) 170 180 172 破断伸び(%) 130 110 130 抗張積 22100 19800 22360 臭気 無 無 無 老化後物性(180℃×96H) 引張強さ(kgf/cm2) 175 183 175 破断伸び(%) 130 110 130 抗張積 22750 20130 22750 抗張積の変化率(%) + 2.9 + 1.6 + 1.7 圧縮永久歪(%) 12.5 11.2 12.8
【0019】上記の表1ないし表3の記載から明らかな
ように、実施例1ないし実施例3は、いずれも臭気の発
生がなく、老化後の物性が良好であり、かつ圧縮永久歪
が小さい。これに対し、従来の配合で二次加硫を省略し
た比較例1は、老化による強度低下が著しく大きく、か
つ圧縮永久歪も大きくて実用に供し得ない。また、従来
の配合で二次加硫の温度を低く、時間を短く設定してい
た比較例2は、二次加硫を行ったことにより、老化後の
物性が比較例1よりも若干向上するが、その温度が低
く、時間も短いため、これも実用に供し得ない。また、
従来の配合で二次加硫の時間を短く設定した比較例3
は、老化防止剤が不適当であるため、二次加硫によって
老化が進行し、物性が低く、また過酸化物架橋剤の配合
量が少ないため、圧縮永久歪も大きい。また、実施例と
同じ配合で、二次加硫を省略した比較例4は、過酸化物
架橋剤が残存するため、老化後の物性が低く、圧縮永久
歪が大きく、かつ臭気が存在した。
【0020】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明は、エ
チレン・プロピレンゴム100重量部に、4,4−
(α,α−ジメチルベンジル)ジフエニルアミンと2−
メルカプトベンズイミダゾール若しくは2−メルトカプ
トベンズイミダゾールの亜鉛塩とを1:1〜0.05:
1の混合比で混合してなる老化防止剤を合計0.1〜6
重量部、架橋助剤を0.5〜10重量部、過酸化物架橋
剤を0.01〜0.05モルおよびカーボンブラック等
の補強剤その他を添加し、混練りし、所望形状に成形し
てなるゴム組成物に常法で一次加硫を施した後、温度1
50〜200℃で30分〜6時間の二次加硫を施すこと
を特徴とする耐熱性ゴム製品の製造方法であるから、
製品の強度を低下させることなく、その耐熱性を向上
し、圧縮永久歪を小さくすることができ、しかも残存過
酸化物を消失して臭気の発生を無くし、製品の老化後物
性を向上することができる。なお、実施例に記載したよ
うに酸化亜鉛を添加することにより、圧縮永久歪を一層
小さくすることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン・プロピレンゴム100重量部
    に、4,4−(α,α−ジメチルベンジル)ジフエニル
    アミンと2−メルカプトベンズイミダゾール若しくは2
    −メルトカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩とを1:1
    〜0.05:1の混合比で混合してなる老化防止剤を合
    計0.1〜6重量部、架橋助剤を0.5〜10重量部、
    過酸化物架橋剤を0.01〜0.05モルおよびカーボ
    ンブラック等の補強剤その他を添加し、混練りし、所望
    形状に成形してなるゴム組成物に常法で一次加硫を施し
    た後、温度150〜200℃で30分〜6時間の二次加
    硫を施すことを特徴とする耐熱性ゴム製品の製造方法。
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JP2007296712A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Inoac Corp 水道用ゴム製品の製造方法
CN114621530A (zh) * 2022-03-30 2022-06-14 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车制动卡钳用乙丙橡胶矩形密封圈及其制备方法

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