JPS60206854A - 難燃性ゴム組成物 - Google Patents

難燃性ゴム組成物

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JPS60206854A
JPS60206854A JP6093484A JP6093484A JPS60206854A JP S60206854 A JPS60206854 A JP S60206854A JP 6093484 A JP6093484 A JP 6093484A JP 6093484 A JP6093484 A JP 6093484A JP S60206854 A JPS60206854 A JP S60206854A
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JP
Japan
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rubber
red phosphorus
paste
liquid
flame
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Pending
Application number
JP6093484A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Okamoto
博 岡本
Masayasu Morimoto
正泰 森本
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は難燃性ゴム組成物に関し、詳しくは赤リンと液
状ゴムとからなる混和ペーストを原料ゴムに特定量配合
することにより、難燃性を向上させたゴム組成物に関す
る。
ゴム組成物の難燃化は近年きわめて重要度を増している
。この難燃化の方法には、難燃化構造を有するポリマー
(ゴム)、例えばクロロブレンゴム(CR)、ゴム状塩
素化ポリエチレン(CM)等を使用する方法と、ハロゲ
ン、リン系難燃剤、金属酸化物等の難燃剤を添加する方
法がある。しかし前者ではゴム特性が限定され、使用分
野が限られる。また、後者ではいずれも難燃効果が乏し
いという欠点がある。例えば、最も一般的に利用されて
いる5b203は発炎燃焼に対する難燃効果は顕著であ
るが、その添加量の増加に伴ない無炎燃焼に対する難燃
性は悪化する。また、その他の難燃剤も、その効果を発
揮するためには、ゴム100重量郡に対し、10重量部
以上の多聞配合が必要である。この結果、ゴム組成物本
来の性能が低下することは回避できなかった。これらの
欠点を是正する難燃剤として、近年、「赤リン」の添加
が注目されている。しかし「赤リン」はそのゴム中への
分散の困難性と、その発火の危険性(消防法第2類)の
ためゴム用難燃剤としての応用は限定されている。
本発明は、かかる問題点を克服すべくなされたもので難
燃性に優れたゴム組成物を提供することを目的とする。
本発明のこの目的は、原料ゴムに液状ゴムと赤リンとか
らなる混和ペーストを特定量配合することによって達成
される。
すなわち本発明は、赤リン40〜50重量%と液状ゴム
60〜50重量%とからなる混和ペーストを、原料ゴム
100重量部に対して、赤リン分として2.5〜1.5
重量部配合したことを特徴とする難燃性ゴム組成物にあ
る。
本発明において、使用するゴムは特に1ilJ限δれず
、例えば天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(TR
)、ポリブタジェンゴム(OR)、スチレン−ブタジェ
ン共重合体ゴム(SBR)、クロロブレンゴム(CR)
等のジエン系ゴム、ブチルゴム(IIR)、エチレン−
プロピレンゴム(EPM)等のオレフィン系ゴムまたは
ウレタンゴム(U)、フッ素ゴム(FPM)等が例示さ
れ、これらは1種または2種以上ブレンドして用いられ
る。
本発明においては、この原料ゴムに赤リンと液状ゴムと
からなる混和ペースト(赤リンペースト)を難燃剤とし
て配合する。液状ゴムはベース゛ト媒体として働くもの
で、好ましい液状ゴムとしては、例えば液状IR,液状
BR,液状CR等が挙げられ、特に分子量が27,00
0〜50,000の範囲にある液状IRが好ましい。液
状IRの分子量が27,000未満であると有炎燃焼時
間が増大し実用的でなく、また分子量がso、oooを
越えるとペースト粘度が増大し、赤リン分散性に悪影響
を与え、難燃性が低下する傾向にある。
この混和ペーストにおける赤リンと液状ゴムの含有割合
は、赤リン40〜50重量%、液状ゴム60〜50重量
%である。赤リンの含有割合が50重量%を越えると危
険物2種扱いとなり、安全性の点から使用が困難となる
。また、赤リンの含有割合が40重鏝%未満では有炎燃
焼時間が増大して実用的でない。
赤リンと液状ゴムとからなる混和ペーストの配合量は、
原料ゴム100重量部に対して、赤リン分として2.5
〜7.5重量部である。配合量が赤リンとして2.5重
酋部未満では有炎燃焼時間および無炎燃焼wjWRが長
く、添加効果が見られない。混和ペーストの配合量の増
加に伴ない、有炎燃焼時間および無炎燃焼時間は大幅に
短縮されるが、赤リン分として7.5重量部を越えると
有炎燃焼時間は増加に転する。このことはゴム組成物中
の低分子m物の増加に起因するものと考えられる。従っ
て、赤リンが上記範囲となるように混和ペーストを配合
することが必要である。
本発明においては、このように赤リンを用いてゴム組成
物に難燃性を発現させるものであるが、赤リンがゴム組
成物に難燃性を付与する理由としては、次のように考え
られている。まず、赤リンを配合したゴムが燃焼すると
赤リンはリンの酸化物となり、その触媒的な作用により
ゴムの炭化が促進される。すなわち、熱で分解した生成
物中の水蒸気の量を増加させ、またタールや可燃性ガス
を減少させる。このことにより難燃効果を発揮すると考
えられている。
一方、生成したリンの酸化物は、メタリン酸(HPO3
)を経てポリメタリン酸((HPO3)−〕になる。こ
こで形成されるポリメタリン酸は、粘稠で不揮発性の保
護被膜となり、酸素を遮断する障壁として作用する。こ
れにより生成された可燃性炭化層の無炎燃焼(アフター
グロー)を抑制する効果を発揮すると考えられている。
このように、赤リンの難燃効果はゴムの炭化促進効果と
、ポリメタリン酸の被覆効果が併用されたものとなる。
この作用効果からウレタンゴムのように酸素の含有量の
多いゴムはど難燃効果は高いものと考えられる。
また、赤リン難燃剤は煙の蛤が少なく有害ガスを発生し
ないことも大きな特徴である。この様な優位性があるに
もかかわらず、ゴムへの応用が遅れている理由は、その
分散の困難性と発火危険性にある。
本発明は、このような赤リンをゴムに配合した場合の欠
点である分散性と発火危険性を液状ゴムと混和した混和
ペーストとすることによって解決したものである。
本発明のゴム組成物には、通常にゴムに配合される各種
配合剤、例えばカーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリ
ン酸、可塑剤、加硫促進剤、イオウ等が適宜適量配合さ
れる。
以下、実施例および比較例に基づき本発明を具体的に説
明する。なお、各表中の配合数値はすべて重一部であり
、また、Hilli剤中の括弧内の数値は赤リンの配合
量を示す。
1および 1〜3 第1表の配合で原料ゴムおよび各種配合剤を配合し、ゴ
ム組成物を調製した。なお、ゴム組成物の混線製造方法
は日本ゴムは協会標準規格5RIS 36021972
B法に準拠した。また、赤リンペーストとしてはペース
ト媒体として液状IRを用い、ペースト媒体と赤リンを
50:50の重量比で混合した。
このゴム組成物を148℃、20分加硫して、加硫ゴム
を得て、JIS難燃性試験を行なった。JIS難燃性試
験はJISK6324コンベアベルトの難燃性性能基準
に準拠して行なった。ただし、上記規格中の「炎保持時
間」は有炎燃焼時間とし、残火試験における残火保持時
間は無炎燃焼時間とした。
これらの結果を第1図に示した。なお、第1図中、白枠
の棒グラフは有炎燃焼時間を示し、斜線の棒グラフは無
炎燃焼時間を示す。
第1表 *1:ニラボール1500 (日本ゼオン社製)、*2
:ダイナブラックH(三菱化成社製)、*3:東邦亜鉛
社製、*4:日本油脂社製、*5:N−イソプaビル−
N′−フェニルーρ−7エニレンジアミン(大向新興化
学社製)、*6:細井化学社製、*7:N−シフ0ヘキ
シルー2−ベンゾチアゾールスルフエンアミド、*8:
塩素含有率70%、*9:ペースト媒体(液状IR,分
子1i29,000、クラプレンLIR30)と赤リン
(比重2.33〜2.36 、日本化学工業社製)とを
50 : 50の重量比で混合してペースト状とする。
比較例1〜3は既存の各種の難燃剤をSBRを原料ゴム
とするゴム組成物に配合した例であるが、いずれも無炎
燃焼時間が長い。これに対して、赤リンペーストを配合
した実施例1は無炎燃焼時間が著しく短縮さ、μる。ま
た、有炎燃焼時間も6秒と有炎燃焼時間の規格である6
0秒の1/10であり、実用上全く問題がない。
・施 2〜3および比Q例4〜6 第2表の配合で原料ゴムおよび各種配合剤を配合し、実
施例1と同様にゴム組成物を調製した。
なお、赤リンペーストとしては実施例1と同様のものを
用いた。
このゴム組成物を実施例1に準じて加硫し、加硫ゴムを
得て、JIS難燃性試験を行なった。
これらの結果を第2図に示した。なお、第2図中、白枠
の棒グラフは有炎燃焼時間を示し、斜線の棒グラフは無
炎燃焼FRWIJを示す。
第2表 比較例4は難燃剤として固体赤リンを、SBRを原料ゴ
ムとするゴム組成物に配合した例であるが、無炎燃焼時
間が長い。これに対して難燃剤として赤リンペーストを
配合した実施例2は無炎燃焼時間が短縮される。比較例
5は難燃剤として固体赤リンと塩化パラフィンおよび水
酸化アルミニウムを併用して配合したものであるが、有
炎燃焼時間も無炎燃焼時間も短縮される。実施例3は難
燃剤として赤リンペーストと塩化パラフィンおよび水酸
化アルミニウムを併用して配合したものであるが、有炎
燃焼時間も無炎燃焼時間も大幅に短縮され、特に併用効
果は有炎燃焼時間の短縮において顕著である。比較例6
は難燃剤として塩化パラフィンと水酸化アルミニウムの
みを配合したものであるが、無炎燃焼時間が著しく長い
実施例4〜7および比較例7〜10 第3表の配合で原料ゴムおよび各種配合剤を配合し、実
施例1と同様にゴム組成物を調製した。
なお、赤リンペーストは実施例1と同様のものを用いた
このゴム組成物を実施例1に準じて加硫し、加硫ゴムを
得て、JIS難燃性試験を行なった。また、この加硫ゴ
ムの加硫特性およびムーニー粘度をJISK6301に
準拠して測定した。
これらの結果を第3表に併せて示した。
比較例7は難燃剤として三酸化アンチモン、塩化パラフ
ィンおよび水酸化アルミニウムを用い、これをNRとS
BRを原料ゴムとするゴム組成物に配合した例であるが
、有炎燃焼時間は短いものの、無炎燃焼時間が長い。実
施例4〜7および比較例8〜10は、赤リンペーストの
配合量を変えて、NRとSBRを原料ゴムとするゴム組
成物に配合したものである。赤リンペーストの配合量の
少ない比較例8〜9は、有炎燃焼時間も無炎燃焼時間も
長い。比較例8〜9に対して赤リンペーストの配合量を
増量した実施例4〜7は有炎燃焼時間も無炎燃焼時間も
大幅に短縮される。しかしながら、赤リンペーストを多
量に配合した比較例10は有炎燃焼時間が延長してしま
う。このことから赤リンペーストの配合量は赤リンとし
て2.5〜1.5重量部程度が好ましいことが判る。
また、赤リンペーストの配合量の増加に伴ない、ムーニ
ー粘度は低下し、ゴム製造工程における加工性は良好と
なる。ペースト媒体である液状ゴムはそれ自体で架橋反
応性を有するので、加硫特性はその配合量に拘わらずほ
ぼ一定である。
実施例8〜16および比較例11〜13第4表の配合で
原料ゴムおよび各種配合剤を配合し、実施例1と同様に
ゴム組成物を調製した。
なお、難燃剤−1(赤リンペースト)はペースト媒体と
して液状クロロプレンを用い、ペースト媒体と赤リンを
50:50の重量比で混合し、難燃剤−2(赤リンペー
スト)はペースト媒体として液状ポリイソプレンを用い
、ペースト媒体と赤リンを50:50の重量比で混合し
、難燃剤−3(赤リンペースト)はペースト媒体として
液状ポリブタジェンを用い、ペースト媒体と赤リンを5
0:50の重量比で混合した。
このゴム組成物を実施例1に準じて加硫し、加硫ゴムを
得て、JIS難燃性試験を行なった。また、この加硫ゴ
ムの加硫特性をJIS K 6301に準拠して測定し
た。
これらの結果を第4表に併せて示した。
実施例8〜10および比較例11はSBRを原料ゴムと
するゴム組成物であり、実施例8〜10は難燃剤−1〜
3をそれぞれ配合したものである。難燃剤−1〜3を配
合した実施例8〜10はいずれも有炎燃焼時間および無
炎燃焼時間が短い。特に、ペースト媒体として液状ポリ
イソプレンを用いた実施例9が難燃性および物性とも好
ましい。ペースト媒体として液状クロロプレンを用いた
実施例8は難燃性は好ましい値を示すが、通常の加硫で
はゴムと共加硫しないため物性は低下する。これに対し
て難燃剤を未配合の比較例11は有炎燃焼時間および無
炎燃焼時間ともに長い。
実施例11〜13および比較例12はCRを原料ゴムと
したものであり、実施例14〜16および比較例13は
NRを原料ゴムとしたものであるが、有炎燃焼時間およ
び無炎燃焼時間に関しては、SBRを原料ゴムとした実
施例8〜10および比較例11とほぼ同様の結果が得ら
れた。
17〜31および 14〜18 難燃剤を除いて実施例8のゴム配合とし、これに難燃剤
−4〜8を第5表に示す(至)配合し、ゴム組成物を実
施例1と同様に調製した。なお、難燃剤−4〜8はペー
スト媒体である液状ポリイソプレンの分子量を変えたも
のであり、赤リン/液状rR比とは赤リンペースト中の
赤リンと液状IRの重量比を示す。
このゴム組成物を実施例1に準じて加硫し、加硫ゴムを
得て、JIS難燃性試験を行なった。
結果を第5表に示した。
実施例17〜21は赤リンペースト中の赤リンと液状I
Rの重量比を50:50とした難燃剤−4〜8を赤リン
として5.0重儲部配合したものである。ペースト媒体
として分子量が20,000の液状IRを用いた難燃剤
−4を配合した実施例17は、有炎燃焼時間が若干長い
傾向にある。ペースト媒体として分子量が27,000
.40,000およびso、oooの液状IRを用いた
難燃剤−5〜7を配合した実施例18〜20は、有炎燃
焼時間および無炎燃焼時間が共に短縮される。ペースト
媒体として分子160,000の液状IRを用いた難燃
剤−8を配合した実施例21は、難燃性が若干低下する
。このことから赤リンペーストにおいて、ペースト媒体
として用いる液状IRの分子ωは27,000〜50,
000程度が好ましいことが判る。
実施例22〜26は赤リンペースト中の赤リンと液状I
Rの重量比を45 : 55とした難燃剤−4〜8を赤
リンとして5.0重量部配合したものである。また、実
施例27〜31は赤リンペースト中の赤リンと液状IR
の重量比を40:60とした難燃剤−4〜8を赤リンと
して5.0重量部配合したものである。
この実施例22〜26および実施例21〜31において
も、赤リンペースト中の赤リンと液状IRの重量比を5
0:50とした実施例17〜21とほぼ同様の結果が得
られた。
比較例14〜18は赤リンペースト中の赤リンと液状I
Rの重量比を30ニア0とした難燃剤−4〜8を赤リン
として5.0重量部配合したものであるが、有炎燃焼時
間が特に長くなり難燃性が低下する。
以上説明のごとく、特定比率の赤リンと液状ゴムとから
なる混和ペースト(赤リンペースト)を原料ゴムに特定
量配合することによって得られる本発明のゴム組成物は
、固形赤リン配合では得られない赤リンのゴム中への分
散が得られ、その難燃効果を100%発揮し、特に無炎
燃焼時間を大幅に短縮する。また、本発明で難燃剤とし
て使用する混和ペーストは他の難燃剤よりも安価であり
、しかも赤リンと液状ゴムの重量比が40/ 60〜5
0150の範囲にあることから、消防法第4類扱いとな
り、保管在庫を他のゴム用配合剤と同様に取扱うことが
可能となる。さらに混和ペーストのペースト媒体に用い
ら仕る液状ゴムとして液状ポリイソプレンを使用した場
合には、精練加工性(混練加工、圧延加工)を向上し、
かつ加硫物性に影響を与えないという利点も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1および比較例1〜3の有炎燃焼時間と
無炎燃焼時間を示す棒グラフ、および第2図は実施例2
〜3および比較例4〜6の有炎燃焼FR間および無炎燃
焼時間を示す棒グラフであり、第1図および第2図にお
いて、白枠の棒グラフは有炎燃焼時間、斜線の棒グラフ
は無炎燃焼時間をそれぞれ示す。 特許出願人 横浜ゴム株式会社 代理人 弁理士 伊東辰雄 代理人 弁理士 伊東哲也 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 赤リン40〜50重a%と液状ゴム60〜50重量%と
    からなる混和ペーストを、原料ゴム100重量部に対し
    て、赤リン分として2.5〜1.5重量部配合したこと
    を特徴とする難燃性ゴム組成物。
JP6093484A 1984-03-30 1984-03-30 難燃性ゴム組成物 Pending JPS60206854A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2655992A1 (fr) * 1989-12-14 1991-06-21 Uniroyal Englebert Gmbh Masse de melange pour caoutchouc vulcanisable.
US5340867A (en) * 1991-11-07 1994-08-23 Bridgestone Corporation Flame-retardant rubber compositions

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