JPS5914497B2 - エチレン共重合ゴム組成物 - Google Patents

エチレン共重合ゴム組成物

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JPS5914497B2
JPS5914497B2 JP10975478A JP10975478A JPS5914497B2 JP S5914497 B2 JPS5914497 B2 JP S5914497B2 JP 10975478 A JP10975478 A JP 10975478A JP 10975478 A JP10975478 A JP 10975478A JP S5914497 B2 JPS5914497 B2 JP S5914497B2
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博一 梶浦
秀邦 小田
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加工性および加硫物性の優れたエチレン共重
合ゴム組成物に関する。
エチレン・プロピレン・ポリエン共重合ゴムは、″0耐
候性、耐熱老化性に優れているところから、自動車材料
、建築材料、電線用材料の素材としてあるいはポリオレ
フィン樹脂等の改質材として広く用いられている。
このような用途には加工性が良好であることは勿論のこ
と、加硫物性も優れてい15ることが望まれる。しかし
ながら従来加工性良好なエチレン共重合ゴムとして分子
量分布の広いものが提供されてはいるが、これらはすべ
て加硫物性が劣るものであつた。たとえば特公昭46一
29012号公報には、分子量の異なる2種のエマ0チ
レン共重合ゴムをブレンドすることによつて加工性良好
なゴム組成物が得られることを示してはいるが、ゴム組
成物の加硫物性を改良させることに関しては何ら留意さ
れておらずまたその解決手段も関示していない。ク5本
発明者らは、加工性および加硫物性の優れた共重合ゴム
を得るべく鋭意検討した結果、分子量分布が広く、しか
も高分子成分中のポリエン含量を高くすればよいことを
見出し、本発明を完成させるに至つた。
90すなわち本発明は、 (2)135゜C)デカリン中で測定した極限粘度〔η
〕が0.8ないし6、Odl/1であり、沃素価が8な
いし50、エチレン/α−オレフィン(モル比)が50
150ないし9515である35エチレン・α−オレフ
ィン・ポリエン共重合ゴム5ないし70重量部および (B) 135℃、デカリン中で測定した極限粘度〔η
〕8が0.1ないし5.0d1/7の範囲にあり、かつ
〔η〕A/〔η〕3≧1.2の条件を満足し、沃素価力
′><Aのそれより3ないし45小さく、しかも3ない
し40の範囲にあり、エチレン/αーオレフイン(モル
比)が50/50ないし95/5であるエチレン・α−
オレフイン・ポリエン共重合ゴム30ないし95重量部
からなるエチレン共重合ゴム組成物である。
本発明の組成物を構成する高分子量成分(A)の135
℃、デカリン中で測定した極限粘度〔η〕が0.8ない
し6。0d1/7、好ましくは1.0ないし6.0d1
/7である。
またその沃素価は8ないし50、好ましくは10ないし
40である。エチレン/α−オレフイン(モル比)はα
−オレフインの種類によつても異なるが、一般に50/
50ないし95/5、α−オレフインがプロピレンの場
合は好ましくは50/50ないし90/10,αーオレ
フインが炭素数4以上の場合は好ましくは80/20な
いし95/5である。高分子量成分(A)の重量平均分
子量/数平均分子量(Q値)はできるだけ小さいことが
好ましく、たとえば4以下、とくに3以下であることが
望ましい。なおQ値の測定は、武内著、丸善発行の「ゲ
ルパーミエーシヨンクロマトグラフイ一」に準じて次の
如くに行つた。(1)分子量既知の標準ポリスチレン(
東洋ソーダ(製)単分散ポリスチレン)を使用して、分
子量MとそのGPC(GelPermeatiOnCh
rOmatOgraph)カウントを測定し、分子量M
とEV(ElutiOnVOlume)の相関図較正曲
線を作相する。
この時の濃度は0.02wt%とする。(2) GPC
測定法により試料のGPCパターンをとり、前記(1)
によりMを知る。
その際のサンプル調製条件およびGPC測定条件は以下
の通り。サンプル調製(イ)試料を0.04Wt%にな
るようにo−ジクロルベンゼン溶媒とともに三角フラス
コに分取する。
(ロ)試料の入つている三角フラスコに老化防止剤2・
6−ジ一Tert−ブチル−p−クレゾールをポリマー
溶液に対して0.1wt%添加する。
(ハ)三角フラスコを140℃に加温し、約30分間攪
拌し、溶解させる。
(ニ)その後135℃〜140℃において、1μミリボ
アフイルタ一でろ過する。
(ホ)そのろ液をGPCにかける。
GPC測定条件 次の条件で実施した。
(イ)装置Waters社製200型 (ロ)カラム 東洋ソーダ(製)S−タイプ(Mixタ
イプ)(ハ)サンプル量 2m1 (へ)温度 135℃ (イ)流速 1m1/Mm (へ)カラムの総理論段数 2X104〜4×104(
アセトンによる測定値)(A)成分としてQ値が小さい
ものであれば、一般的に言えばポリエンの分布もあまり
偏つておらず、したがつて(A)成分中の高分子量側の
エチレン共重合ゴムにポリエンが充分に含有されており
、これが組成物の加硫物性に大きく寄与するので好まし
い。
ところがQ値が大きいものは特殊な重合系、例えば本発
明者らの提案に係る特願昭5399456号の重合系以
外では一般にポリエンは(A成分中の低分子量側のエチ
レン共重合ゴムに多く分布される結果、組成物の加硫物
性を大きく改善するには至らない。
Q値が大きくとも、ポリエンが(A)成分中の高分子量
側のエチレン共重合ゴムに多く含まれていれば、組成物
の加硫物註の改善に効果的であるので、本発明において
好適に使用することができる。また本発明の組成物を構
成する低分子量成分(Bの極限粘度〔η〕Bは、(A)
成分の〔η〕Aに対して〔η〕A/〔η〕B≧1.2、
好ましくは〔η〕A/〔η〕B≧1.3となる程度に小
さく、しかも0.1ないし5.0d1/7、好ましくは
0.1ないし4.0d1/7の範囲にある。
またその沃素価は、(A成分のそれより3ないし45、
好ましくは5ないし30小さく、しかも3ないし401
好ましくは5ないし40の範囲にある。(日成分中のエ
チレンとα−オレフイン(モル比)は囚成分と同様に一
般に50/50ないし95/5、α−オレフインがプロ
ピレンの場合は好ましくは50/50ないし90/10
、α−オレフインが炭酸数4以上の場合は、好ましくは
80/20ないし95/5である。組成物の加硫物性は
、主に(A成分の寄与に係るところが多いが、さらに加
硫物のベタ付きは主として(8)成分の寄与による。
そのため、ベタ付きのない良好な加硫物を与えるために
は、(B)成分のQ値を小さく、例えば4以下、とくに
は3以下のものを使用するのが好ましい。一方加工性は
、また主として(B)成分に係るところが大きく、組成
物自体のQ値が4ないし15、好ましくは4.5ないし
15となるような(B)成分を選択するのが好ましい。
(A)成分と(日成分の比率は、前者5ないし70重量
部、好ましくは5ないし40重量部に対し、後者30な
いし95重量部、好ましくは60ないし95重量部(合
計100重量部)である。(A)成分又は(B)成分を
構成するα−オレフインとしては、通常炭素数3ないし
10のもの、例えばプロピレン、1−ブテン 1−ベン
ゼン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ベンゼン、1−
オクテン、1−デセン、これらの混合物などを例示する
ことができる。
とくに好ましいα−オレフインはプロピレン又は1−ブ
テンである。(A)成分又は(B)成分中のポリエン成
分としては、1・4−ヘキサジエン、1・6−オクタジ
エン、2−メチル−1・5−ヘキサジエン、6−メチル
−1・5−ヘプタジエン、7ーメチル一1・6−オクタ
ジエンのような鎖状非共役ジエン、シクロヘキサジエン
、シンクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン
、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノル
ボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソ
プロピリデン一2−ノルボルネン、6−クロロメチル−
5−イソプロペニル一2−ノルボルネンのような環状非
共役ジエン、2・3ジイソプロピリデン一5−ノルボル
ネン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン一5−ノ
ルボルネン、2−プロペニル一2・2−ノルボルナジエ
ン、1・3・7ーオクタトリエン、1・4・9ーデカト
リエンのようなトリエンを代表例として例示することが
できる。好適なポリエンは、1・4へキサジエンおよび
環状非共役ジエン、とりわけシンクロペンタジエン又は
5−エチリデン−2ノルボルネンである。本発明の組成
物は種々の方法で製造することができる。
例えば(A)成分および(B)成分を固体状態でロール
、バンバリミキサ一、押出機等の通常の混練機を用いて
混合する方法、(A)成分の溶液又は懸濁液と(B)成
分の溶液又は懸濁液とを混合した後、固体状組成物を回
収する方法を挙げることができる。あるいは最初は(A
)成分又は(B)成分のいずれかを重合によつて得、さ
らにその重合体の存在下で他成分を重合によつて得るい
わゆる多段重合の方式を採用することである。(A)成
分又は(B)成分は、バナジウム化合物と有機アルミニ
ウム化合物の存在下、エチレン、α−オレフインおよび
ポリエンを共重合させることにより得られる。
所望の性状のものを得るには触媒の種類、モノマーの使
用割合、反応温度、水素の使用割合などの反応条件を適
当な範囲とすればよい。触媒として使用されるバナジウ
ム化合物としては、例えば四ハロゲン化バナジウム、バ
ナジウムオキシハライド、バナジウムトリアセチルアセ
トネート、バナジウムオキシジプセチルアセトネート、
バナジウムオキシトリアルコキシド、ハロゲン化バナジ
ウムオキシアルコキシド、あるいはこれらの混合物など
を例示することができる。また有機アルミニウム化合物
としては、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニ
ウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イ
ソブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニ
ウムジクロリド、イソブチルアルミニウムジクロリド、
これらの混合物などを代表例として例示することができ
る。重合は例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デ
カン、灯油のような脂肪族炭化水素、シクロヘキサンの
ような脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン
のような芳香族炭化水素、テトラクロルエチレン、トリ
クロルエチレン、エチレンジクロリド、ジクロルメタン
、クロルベンゼンのような・・ロゲン化炭化水素、ある
いはこれらの混合物などの溶媒の存在下に行うことがで
きる。
あるいはα−オレフインの過剰を用いることによつて反
応媒体とすることもできる。共重合は反応媒体中、バナ
ジウム化合物が通常0,01ないし5ミリモル/,e1
また有機アルミニウム化合物は、Al/V(原子比)が
通常2ないし50となるような条件で行われる。
重合温度は0ないし100℃、好ましくは25ないし8
0℃、重合圧力は反応温度やα−オレフインの種類など
によつても異なるが、0ないし50k9/Cdl好まし
くはOないし20kg/Cdに保持される。共重合体の
〔η〕は、水素のような分子量調節剤の添加量によつて
調節することができる。水素の使用量は通常反応器のガ
ス相の水素とエチレンのモル比が5/95ないし95/
5となるように供給する。本発明の組成物は、単独であ
るいは他のゴム状物質や熱可塑性樹脂と混合して加硫す
ることができる。加硫ゴム配合に使用される加硫剤とし
ては、過酸化物、硫黄、一塩化硫黄、二塩化硫黄、モル
ホリンジスルフイド、アルキルフエノールジスルフイド
、テトラメチルチウラムジスルフイド、ジメチルジチオ
カルバミン酸セレンなどの硫黄化合物、酸化マグネシウ
ム、亜鉛華、鉛丹などの金属化合物を挙げることができ
る。
中でも硫黄又は過酸化物が好ましい。硫黄加硫を行う場
合は、硫黄は通常ゴム成分100重量部に対して0.1
ないし10重量部、好ましくは0.5ないし5重量部の
割合で使用される。又、必要に応じて加硫促進剤を使用
できる。加硫促進剤としては、N−シクロヘキシル−2
−ベンゾチアゾールースルフエンアミド、N−オキシジ
エチレン−2−ベンゾチアゾールースルフエンアミド、
N−N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールースル
フエンアミド、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−
(2・4−ジニトロフエニル)メルカプトベンゾチアゾ
ール、2一(2・6−ジエチル−4−モルホリノチオ)
ベンゾチアゾール、ベンゾチアジルージスルフイドなど
のチアゾール系:ジフエニルグアニジン、トリフエニル
グアニジン、ジーオルソートリルグアニジン、オルソー
トリルーバイグアナイド、ジフエニルグアニジンフタレ
ートなどのグアニジン系;アセトアルデヒド−アニリン
反応物;ブチルアルデヒド−アニリン縮合物;ヘキサメ
チレンテトラミン、アセトアルデヒドアンモニアなどの
アルデヒドアミン又はアルデヒド−アンモニア系;2メ
ルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン系;チオカル
バニリド、ジエチルチオエリア、ジブチルチオエリア、
トリメチルチオエリア、ジーオルソートリルチオユリア
などのチオエリア系;テトラメチルチウラムモノスルフ
イド、テトラメチルチウラムジスルフイド、テトラエチ
ルチウラムジスルフイド、テトラブチルチウラムジスル
フイド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフイドな
どのチウラム系;ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジ
エチルチオカルバミン酸亜鉛、ジ一n−ブチルジチオカ
ルバミン酸亜鉛、エチルフエニルジチオカルバミン酸亜
鉛、ブチルフエニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチル
ジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバ
ミン酸セレン、ジエチルジチオカルバミン酸テルルなど
のジチオ酸塩系;ジブチルキサントゲン酸亜鉛などのザ
ンテート系;などを挙げることができる。これら加硫促
進剤はゴム成分100重量部に対して通常0.1ないし
20重量部、好ましくは0.2ないし10重量部の割合
で使用される。
過酸化物加硫に使用される過酸化物として、ジグミルペ
ルオキシド、1・V−ジ(t−ブチルペルオキシ)−3
・3・5−トリメチルシクロヘキサン、ジ(t−ブチル
ペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2・5−ジメチ
ル−2・5−ジ(tブチルペルオキシ)ヘキサン、2・
5−ジメチル−2・5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘ
キシンなどが例示される。
またその際の加硫助剤として、硫黄、ジペンタメチレン
チウラムテトラスルフイドのような硫黄化合物、エチレ
ンジメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタ
レート、メタフエニレンビスマレイミド,トルイレンビ
スマレイミドのような多官能性モノマー、p−キノンジ
オキシム、p・p/−ジベンゾイルキノンオキシムなど
のオキシム化合物などを単独でもしくは混合して用いる
ことができる。
上記のような加硫を行う場合、その他必要に応じ、活性
剤、分散剤、充填剤、可塑剤、粘着付与剤、着色剤、発
泡剤、発泡助剤、滑剤、老化防止剤、その他添加剤を併
用することができる。
充填剤としては、カーボンブラツク、ホワイトカーボン
(ケイ酸化合物)、炭酸カルシウム、タルク、クレーな
どの無機充填剤;ハイスチレン樹脂、クマロンインデン
樹脂、フエノール樹脂、リグニン、変性メラミン樹脂、
石油樹脂などの有機充填剤を挙げることができる。この
うち特に無機充填剤が好ましく使用される。軟化剤とし
ては、プロセス油、潤滑油、パラフイン、流動パラフイ
ン、石油アスフアルト、ワセリンなどの石油系軟化剤;
コールタール、コールタールピツチなどのコールタール
系軟化剤;ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、アン油など
の脂肪油系軟化剤;トール油;サブ;密ロウ、カルナウ
バロウ、ラノリンなどのロウ類;リシノール酸、パルミ
チン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウ
ム、ラウリン酸亜鉛などの脂肪酸および脂肪酸塩;石油
樹脂などの合成高分子物質;を挙げることができる。
可塑剤としては、フタール酸エステル系、アジピン酸エ
ステル系、セバシン酸エステル系、リン酸系など、粘着
付与剤としては、クマロンインデン樹脂、テルペン・フ
エノール樹脂、キシレン・ホルマリン樹脂など、着色剤
としては、無機および有機顔料など、発泡剤としては、
重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、N−マージニト
ロソペンタメチレンテトラミン、アゾカルボンアミド、
アゾビスイソプチロニトリル、ベンゼンスルホニルヒド
ラジド,トルエンスルホニルヒドラジド カルシウムア
ジド、パラトルエンスルホニルアジドなど、発泡助剤と
しては、サリチル酸、フタル酸、尿素などを使用するこ
とができる。
加硫条件は、加硫剤の種類によつても異なるが、通常1
00ないし250℃、好ましくは120ないし200℃
の温度で10ないし60分間、好ましくは20ないし4
0分間行うのがよい。
とくに過酸化物加硫を行う場合は、加硫時間は過酸化物
の半減期の4倍程度とするのがよい。以下本発明を実施
例によつて説明するが、本発明はこれらの例に限定され
るものではない。
実施例 1A成分は第1重合器、B成分は第2重合器で
次のような重合条件にてそれぞれの共重合体を得た。
すなわち、攪拌羽根を備えた151のステンレス製第1
重合器を用いて連続的にエチレン・プロピレン・シンク
ロペンタジエンの三元共重合反応を行つた。重合器上部
から重合溶媒としてヘキサンを毎時51の速度で連続的
に供給する。一方重合器下部から重合器中の重合液が常
に51となるように連続的に重合液を抜き出す。触媒と
して(A)バナジウムオキシトリクロリドとエチルアル
コールとの反応生成物(触媒調製容器中でバナジウムオ
キシトリクロリドとエチルアルコールとのモル比が1/
1.5となるように調製した)重合器中のバナジウム原
子濃度が1ミリモル/lとなるように、また(B)エチ
ルアルミニウムセスキクロリド〔(C2H5)1.5A
1C11.5〕とエチルアルミニウムジクロリド〔(C
2H5)AlCl2〕との混合物(エチルアルミニウム
セスキクロリドとエチルアルミニウムジクロリドとのモ
ル比が7/3となるように調整した)を重合器中のアル
ミニウム原子の濃度が10ミリモル/f!となるように
それぞれ重合器上部から重合器中に連続的に供給した。
また重合器上部からエチレンとプロピレンとの混合ガス
(エチレン30モル%、プロピレン70モル%)を毎時
6001の速度で、また分子量調節剤として水素ガスを
毎時0.5fの速度で供給した。シンクロペンタジエン
は重合器上部から毎時507の速度で連続的に供給する
。共重合反応は、重合器外部にとりつけられたジヤケツ
トに温水を循環させることにより60℃で行つた。
この場合、重合器内圧力は7.1k9/Cr!i(ゲー
ジ)であつた。第1重合器と同じスケールの第2重合器
で水素ガスを毎時6.01の速度で、シンクロペンタジ
エンを毎時1.5yの速度で供給する以外はまつたく同
じ条件で重合した。
A成分の重合溶液とB成分の重合液をポリマー重量比が
30/70wt%になるように混合し、メタノールを少
量添加して重合反応を停止させ、スチームストリツピン
グ処理にて重合体をとり出したのち、80℃で1昼夜減
圧乾燥した。またそれぞれの重合器で重合した重合溶液
も同様にとり出し、80℃で1昼夜減圧乾燥した。赤外
線吸収スペクトル分析により測定したA成分のエチレン
含有量(エチレンとプロピレンの総量を100モル%と
する。
以下同じ)は69.8モル%、135℃デカリン中で測
定した極限粘度〔η〕は2.9d1/y1ヨウ素価23
であり、Q値は2.0であつた。同様にB成分のエチレ
ン含有量は69.5モル%、〔η〕は0.4d1/7、
ヨウ素価は5.1、Q値は2.1であつた。A,.B成
分の混合物は、エチレン含有量69.6モル%、135
℃デカリン中での極限粘度〔η〕が1.7d1/y1沃
素価Q値が6.5であつた〇得られた共重合体組成物1
00重量部、亜鉛華5重量部、ステアリン酸1.5重量
部、カーボンブラック(シーストH:東洋カーボン社製
)55重量部、ナフテン系オイル(サンセン42401
日本サンオイル社製)10重量部、2−メルカプトベン
ゾチアゾール0.5重量部、テトラメチルチウラムモノ
サルフアイド1.5重量部、イオウ1.5重量部の割合
で、8インチオーブンロールを用いてロール温度50℃
で30分間混練して配合物を作成した。
このとき配合物のロールへの喰込みおよび巻付きの様子
を観察し、ロール加工性として5段階評価5・・・・・
・ゴムバンドがロールに完全に密着しており、バンクが
スムーズに回転している。
4・・・・・・ロールの頂点からバンクの間で、バンド
がロール表面から時々離れる。
3・・・・・・ロールの頂点からバンクの間で、バンド
がロール表面から離れる。
2・・・・・・ロール表面にバンドが密着せず、手を添
えないとロール加工できない。
1・・・・・・ロール表面にバンドが全く密着せず垂れ
下り、手を添えないとロール加工できない。
を行つた。
本実施例におけるロール加工性は5であつた。また、キ
ヤピラリーフローテスタ一により80℃で配合物の押出
性を観察し、加工性の指標として押出肌の5段階評価5
・・・・・・表面凹凸が全くなく光沢が良好4・・・・
・・表面凹凸がほとんどなく光沢なし3・・・・・・表
面凹凸が僅かにあり光沢なし2・・・・・・表面凹凸が
あり光沢なし1・・・・・・表面に大きな凹凸があり光
沢全くなしを行つた。
本実施例における押出性は5であつた。次いで得られた
配合物を160′Cl3O分間プレス加硫し、得られた
加硫物をJISK63Olによつて引張試験を行つた。
加硫物性は300%モジユラス150kg/Crii、
破断点強度238kg/Cd、破断点伸び400%であ
つた。実施例2〜5、比較例1〜2重合条件を第1表の
ようにした以外は実施例1と同様に行つた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A)135℃、デカリン中で測定した極限粘度〔
    η〕_Aが0.8ないし6.0dl/gであり、沃素価
    が8ないし50、エチレン/α−オレフィン(モル比)
    が50/50ないし95/5であるエチレン・α−オレ
    フィン・ポリエン共重合ゴム5ないし70重量部および (B)135℃、デカリン中で測定した極限粘度〔η〕
    _Bが0.1ないし5.0dl/gの範囲にあり、かつ
    〔η〕_A/〔η〕_B≧1.2の条件を満足し、沃素
    価が(A)のそれより3ないし45小さく、しかも3な
    いし40の範囲にあり、エチレン/α−オレフィン(モ
    ル比)が50/50ないし95/5であるエチレン・α
    −オレフィン・ポリエン共重合ゴム30ないし95重量
    部からなるエチレン共重合ゴム組成物。 2 (A)成分が5ないし40重量部および(B)成分
    が60ないし95重量部からなる特許請求の範囲1記載
    の組成物。 3 (A)成分として重量平均分子量/数平均分子量(
    Q値)が3以下のものを用いる特許請求の範囲1又は2
    記載の組成物。 4 (B)成分として重量平均分子量/数平均分子量(
    Q値)が3以下のものを用いる特許請求の範囲1又は2
    記載の組成物。
JP10975478A 1978-09-08 1978-09-08 エチレン共重合ゴム組成物 Expired JPS5914497B2 (ja)

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