JPH0733457B2 - ゴム架橋剤の製法 - Google Patents

ゴム架橋剤の製法

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JPH0733457B2
JPH0733457B2 JP62057081A JP5708187A JPH0733457B2 JP H0733457 B2 JPH0733457 B2 JP H0733457B2 JP 62057081 A JP62057081 A JP 62057081A JP 5708187 A JP5708187 A JP 5708187A JP H0733457 B2 JPH0733457 B2 JP H0733457B2
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acrylic acid
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zinc
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一郎 冨永
丈人 松木
章裕 中原
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はゴム架橋剤、特にアクリル酸の金属塩を含むゴ
ム架橋剤およびその製法に関する。
(従来技術およびその問題点) アクリル酸またはメタクリル酸の金属塩は、架橋剤とし
て有用な化合物である。アクリル酸またはメタクリル酸
の金属塩は通常水、アルコール溶媒、または、炭化水素
化合物溶媒を用いて金属水酸化物または金属酸化物をア
クリル酸またはメタクリル酸と反応させて、生成したア
クリル酸またはメタクリル酸の金属塩をろ過して乾燥あ
るいは常温、減圧下に溶媒を回収したのちに、さらに乾
燥して得られたアクリル酸またはメタクリル酸の金属塩
を粉砕して製造されている。アクリル酸またはメタクリ
ル酸の金属塩の製造方法の改良については、種々の特許
および出版物に記載されている。
たとえば特開昭51−138615号には炭化水素化合物として
トルエン、ベンゼンなどを溶媒としてアクリル酸または
メタクリル酸と亜鉛、カルシウムの酸化物、水酸化物、
炭酸塩、重炭酸塩と反応させ副生した水を溶媒と共沸除
去しさらに乾燥してアクリル酸またはメタクリル酸の金
属塩を粉末で得る方法が記載されている。特開昭60−92
237号には、ヘキサンを溶媒として酸化亜鉛を加え次い
で界面活性剤を加え、さらにメタクリル酸を加えて、生
成したジメタクリル酸亜鉛をろ過、乾燥し、その粉末を
天然ゴム,エチレンプロピレンコポリマー、エチレンプ
ロピレンジェンターポリマー,スチレンブタジエンコポ
リマーなどに混練し、ジメタクリル酸亜鉛の粉末を含有
する高分子組成物を得る方法が記載されている。米国特
許第4,082,288号には、撹拌下でメタクリル酸を水また
は揮発性有機溶媒中で酸化亜鉛と混練反応させて塩基性
メタクリル酸亜鉛を得る方法が記載されている。米国特
許第4,100,182号には、液体溶媒中で塩基性メタクリル
酸亜鉛を生成するに必要な比率でメタクリル酸を酸化亜
鉛と混合して、溶媒を除去し生成したメタクリル酸亜鉛
を200メッシュないし300メッシュのふるいを通過するよ
うに充分に粉砕された、メタクリル酸亜鉛の製造方法が
記載されている。米国特許第4,191,671号には、ポリブ
タジエンゴムなどのゴム重合体と、メタクリル酸を混合
しさらに酸化亜鉛を加え充分に混合反応させてメタクリ
ル酸亜鉛を含有するゴム組成物を製造する方法が記載さ
れている。この方法ではアクリル酸では反応性が高く、
非常に危険を伴い、また酸化亜鉛が充分に分散されず塊
として残り、反応後凝集塊となる場合がある。米国特許
第4,266,772号には、米国特許第4,082,288号に記載され
ている方法と同様な方法を用いて塩基性メタクリル酸亜
鉛を得る方法が記載されている。
Journal of Applied Polymer Science第16巻505ペ
ージ〜518ページ(1972年)には、(メタ)アクリル酸
及び水酸化マグネシウムの水溶液を加熱し0.5mm以下の
(メタ)アクリル酸マグネシウムの塩粒子を得る方法が
記載されている。
上記製法において、(メタ)アクリル酸の金属塩が粉末
の形で得られるものは、ゴムへの配合時に分散が充分で
なく、製品の物性も満足なものが得られない。また、
(メタ)アクリル酸の金属塩を主体とするゴムマスター
バッチを製造するには、バンバリーミキサーあるいはロ
ールでゴムと混練する必要があり、加工工程が必要とな
り、また、このとき粉塵の発生などで衛生的でないなど
の問題点もある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は(a)天然ゴムおよび/または合成ゴム、
(b)アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛族金属か
ら選ばれた金属の酸化物、水酸化物または炭酸塩のいず
れか一種または二種以上、(c)アクリル酸、および
(d)ゴムを溶解し得る有機溶剤を混合し、反応させた
後、有機溶剤を除去することにより得られるアクリル酸
の金属塩を含むゴム架橋剤の製法および該製法により得
られたゴム架橋剤を提供する。
本発明ではアクリル酸の金属塩を天然ゴムおよび/また
は合成ゴム(以下、ゴム成分ということもある。)と必
要により高級脂肪酸中で形成する。
本発明に用いられるゴム成分の例としては天然ゴム、ポ
リイソプレンゴム、ブタジエンゴム、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、イソブ
チレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エ
チレンプロピレンジエンゴム、ハロゲン化ゴムまたはそ
れらの混合物が挙げられる。
高級脂肪酸は必要により上記ゴム成分に配合する。高級
脂肪酸は具体的には炭素数10〜24の直鎖飽和または不飽
和脂肪酸であり、例えばステアリン酸、パルミチン酸、
オレイン酸またはこれらの混合物が挙げられる。
アクリル酸の金属塩はアクリル酸とアルカリ金属、アル
カリ土類金属、亜鉛族金属から選ばれた金属の酸化物、
水酸化物または炭酸塩(以下、単に金属塩という。)と
の反応により得られる。金属塩の具体例としては酸化亜
鉛、水酸化亜鉛、炭酸亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化
マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、水
酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、
水酸化バリウム等が挙げられる。
本発明のゴム架橋剤はアクリル酸の金属塩、天然ゴムお
よび/または合成ゴムおよび必要により高級脂肪酸を含
有する。
本発明のゴム架橋剤はいかなる方法で得てもよいが、本
発明では特に(a)ゴム成分、(b)金属塩、(c)ア
クリル酸、(d)有機溶剤および必要により(e)高級
脂肪酸を混合の後、反応し、次いで有機溶剤を除去する
ことにより製造する。この際使用する有機溶剤はゴムを
容易に溶解し、かつ留去し得るものが好ましい。このよ
うなものの例としては、トリクロロエチレン、1,1,1−
トリクロロエタン、ジクロロメタン、ベンゼン、トルエ
ン等であり、さらに好ましいものは沸点100℃以下のも
のである。製造時のそれぞれの成分の配合量は混合物の
全量に対し成分(a)1〜70重量%、成分(b)0.1〜8
0重量%、成分(c)0.1〜90重量%、成分(d)1〜90
重量%および成分(e)を配合する場合は0.1〜50重量
%である。これらの範囲外であると、ゴムへの分散性等
の性能が悪くなる。
製造に際し、ゴム成分(a)を有機溶剤(d)に完全に
溶解した後、その他の成分を配合し、反応させるのが好
ましい。反応は通常20〜90℃で0.5〜4時間続ける。反
応終了後、溶剤および副生水を通常の方法により留去す
ればよい。
なお、このゴムを含有している塩にステアリン酸やその
亜鉛塩、さらにシリカ,炭酸カルシウム,炭酸マグネシ
ウムに代表される無機系充填剤、老化防止剤、プロセス
オイル等のゴム薬品をこのゴム含有塩の製造前あるいは
製造後に配合してもよい。
(発明の効果) 本発明によって製造されたアクリル酸金属塩は、ゴムを
含有して固化しているのでその利点である計量性等にす
ぐれ、ゴムへの分散も非常に良く、ゴムに混練しやす
い。ゴム製品の物性も向上する。例示すれば、本方法に
よる架橋剤を使用すればゴム硬度に優れたゴム製品を得
ることができる。また粉末の取り扱いをしないため粉塵
公害の防止に有用である。
(実施例) 以下実施例を記すが、本発明は実施例により限定される
ものではない。
実施例1 トリクロロエチレン1500mlとブタジエンゴム(JSR−BR
−01)(日本合成ゴム株式会社)150gを5ニーダーに
仕込み、撹拌し、ブタジエンゴムをトリクロロエチレン
に溶解した。次に、酸化亜鉛225gを投入し、アクリル酸
400gを滴下した。40℃〜50℃で60分間反応させ、さらに
ステアリン酸60gを加えて30分間混合したのち、ジャケ
ットに蒸気を通し、トリクロロエチレン及び副生水を回
収し、さらに乾燥を続け、ブタジエンゴム含有アクリル
酸亜鉛760gを得た。
実施例2 ベンゼン425mlと天然ゴム85gを5ニーダーに仕込み、
撹拌し、天然ゴムをトルエンに溶解させ、水酸化ナトリ
ウム水溶液(48.5%)113gを投入して混合、乳化し、冷
却しながらアクリル酸118.4gを滴下し、さらに60分間反
応させた。次にジャケットに蒸気を通し、ベンゼン、水
およびトルエンを回収し天然ゴム含有アクリル酸ナトリ
ウム203gを得た。
実施例3 ジクロロメタン3500mlとイソブチレンゴム580gを5ニ
ーダーに仕込みイソブチレンゴムを溶解し、酸化亜鉛10
0gを投入して、スラリー状態とし、アクリル酸176.7gを
滴下し、常温で2時間反応させ、さらにパルミチン酸30
gを加え30分間混合したのち、ジャケットに50℃の温水
を通し、ジクロロメタンを回収し、さらに乾燥を続け、
イソブチレンゴム含有メタクリル酸亜鉛780gを得た。
実施例4 1,1,1−トリクロロエタン2000mlとブタジエンゴム100g
を5ニーダーに仕込み混合して、ブタジエンゴムを溶
解した。次に酸化亜鉛350gを投入し、アクリル酸625gを
40分間で滴下した。50〜60℃で2時間反応させ、さらに
ステアリン酸94gを加え30分間混合したのち、ジャケッ
トに蒸気を通し、内部を100〜200mmHgに減圧して1,1,1
−トリクロロエタン及び副生水を回収し、ブタジエンゴ
ム含有アクリル酸亜鉛1041gを得た。
実施例5 トリクロロエチレン1500mlと酸化亜鉛200gを5ニーダ
ーに仕込みアクリル酸356gを滴下した。40℃〜50℃で60
分間反応させ、ステアリン酸53.3gを加え混合後ブタジ
エンゴム133.3gのトリクロロエチレン溶液500ccを加え3
0分間混合した。しかるのちジャケットに蒸気を通しト
リクロロエチレン及び副生水を回収し、さらに乾燥を続
けブタジエンゴム含有アクリル酸亜鉛676gを得た。
比較例1〜4 実施例1,2,3,4に準じただしゴムを使用せず溶媒のみで
反応した生成物はいずれも粉体で、粉塵が多かった。
ゴム分散試験例 市販のブタジエンゴム100gを50゜±5℃のロールに巻き
つけ、実施例1,4および比較例1,4により調製したアクリ
ル酸亜鉛30gを1分かけて徐々に加え、2分かけて切返
しを行った。5回通しを行いシートにして肉眼で分散不
良粒子数を数え判定した。結果を表−1に示す。
ゴム試験例 実施例1,4および比較例1で調製したアクリル酸亜鉛を
下記の配合のとおりにゴム等と混練して、150℃で20分
プレス加硫を行い硬度(JCタイプ硬度)を測定した。結
果を表−2に示す。成 分 重量部 BR01 全量で100重量部 亜鉛華3号 20 *パークミルD 2 アクリル酸亜鉛 アクリル酸亜鉛として 30重量部 *日本油脂製 ジクミルパーオキシドの商品名 以上、実施例1,4で調製したアクリル酸亜鉛は、ゴム架
橋剤としてのゴム硬度に与える効果は比較例1で調製し
たものに比べ非常に顕著であった。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)天然ゴムおよび/または合成ゴム、
    (b)アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛族金属か
    ら選ばれた金属の酸化物、水酸化物または炭酸塩のいず
    れか一種または二種以上、(c)アクリル酸、および
    (d)ゴムを溶解し得る有機溶剤を混合し、反応させた
    後、有機溶剤を除去することにより得られるアクリル酸
    の金属塩を含むゴム架橋剤の製法。
  2. 【請求項2】成分(b)の金属がナトリウム、カルシウ
    ム、マグネシウム、バリウムまたは亜鉛である第1項記
    載の製法。
  3. 【請求項3】(a)天然ゴムおよび/または合成ゴム、
    (b)アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛族金属か
    ら選ばれた金属の酸化物、水酸化物または炭酸塩のいず
    れか一種または二種以上、(c)アクリル酸、(d)ゴ
    ムを溶解し得る有機溶剤、および(e)高級脂肪酸を混
    合し、反応させた後、有機溶剤を除去することにより得
    られるアクリル酸の金属塩を含むゴム架橋剤の製法。
  4. 【請求項4】全混合物中に(a)天然ゴムおよび/また
    は合成ゴム1〜70重量%、(b)金属酸化物、水酸化物
    または炭酸塩0.1〜80重量%、(c)アクリル酸0.1〜90
    重量%、(d)ゴムを溶解し得る有機溶剤1〜90重量%
    および(e)高級脂肪酸0.1〜50重量%配合する第3項
    記載の製法。
  5. 【請求項5】成分(a)を有機溶剤(d)に溶解し、次
    いで成分(b)、(c)および(e)を混入する第3項
    記載の製法。
  6. 【請求項6】成分(b)、(c)、(d)および(e)
    を混合した後、成分(a)を加えて混合して有機溶剤を
    除去する第3項記載の製法。
  7. 【請求項7】成分(b)の金属がナトリウム、カルシウ
    ム、マグネシウム、バリウムまたは亜鉛である第3項記
    載の製法。
  8. 【請求項8】高級脂肪酸がステアリン酸、オレイン酸、
    パルミチン酸またはそれらの混合物である第3項記載の
    製法。
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