JPWO2020066770A1 - ニトリルゴム組成物およびニトリルゴム組成物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のニトリルゴム組成物において、前記可塑剤(C)が、分子量が800〜2000であり、温度25℃における粘度が50〜1500mPa・sであるアジピン酸系ポリエステル(c2)であることが好ましい。
本発明のニトリルゴム組成物において、前記ニトリル基含有共重合体ゴム(A)100重量部に対する、前記可塑剤(C)の含有量が1〜60重量部であることが好ましい。
さらに、本発明によれば、上記本発明の架橋性ニトリルゴム組成物を架橋してなるゴム架橋物が提供される。
前記ニトリルゴム組成物中に含有させる前記可塑剤(C)の全量のうち一部を、前記ニトリル基含有共重合体ゴム(A)と、前記塩化ビニル樹脂(B)と混合する第1の混合工程と、
前記第1の混合工程において得られた組成物に、前記ニトリルゴム組成物に含有させる前記可塑剤(C)の全量のうち残部と、前記配合剤とを配合し、混合する第2混合工程とを備えるニトリルゴム組成物の製造方法が提供される。
本発明のニトリルゴム組成物の製造方法において、前記配合剤が、少なくとも充填剤を含むものであることが好ましい。
本発明で用いるニトリル基含有共重合体ゴム(A)は、α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体単位を40〜50重量%の割合で含有し、ヨウ素価が5〜50の範囲にあるものである。
本発明で用いる塩化ビニル樹脂(B)は、樹脂を構成する主構成単量体が塩化ビニルであるものであればよいが、塩化ビニル単量体単位の含有量が50〜100重量%であるものが好ましく、60〜100重量%であるものがより好ましく、70〜100重量%であるものがさらに好ましい。塩化ビニル樹脂(B)を配合することで、得られるゴム架橋物を、耐オゾン性、耐燃料油膨潤性、および耐燃料油透過性に優れたものとすることができる。
本発明のニトリルゴム組成物は、上述したニトリル基含有共重合体ゴム(A)および塩化ビニル樹脂(B)に加えて、分子量が500〜2000である可塑剤(C)を含有する。分子量が500〜2000である可塑剤(C)(以下、適宜、「可塑剤(C)」とする。)を、上述したニトリル基含有共重合体ゴム(A)および塩化ビニル樹脂(B)を組み合わせて用いることで、硬くなることにより加工性が低下してしまうことを有効に防止でき、これにより、ニトリルゴム組成物を優れた加工性を有するものとすることができ、しかも、得られるゴム架橋物を、耐圧縮永久歪み性、圧縮応力保持率および耐寒性に優れたものとすることができるものである。また、本発明においては、上述したニトリル基含有共重合体ゴム(A)および塩化ビニル樹脂(B)を用いるものであるため、これらに由来する効果、すなわち、得られるゴム架橋物を耐燃料油膨潤性、耐燃料油透過性、耐オゾン性および耐熱性に優れたものとすることができるという効果をも奏することができるものである。特に、本発明によれば、得られるゴム架橋物を、耐圧縮永久歪み性に加え、圧縮応力保持率にも優れるものとすることができるため、圧縮して用いられる用途、特に金属接合部品とゴム架橋物との加締め部分を有する燃料ホース用途などに好適に用いることができる。
また、本発明のニトリルゴム組成物は、安定剤をさらに含有していることが好ましい。安定剤としては、塩化ビニル樹脂の安定剤として作用する化合物であればよく、特に限定されず、カルシウム−亜鉛系安定剤、カルシウム−マグネシウム−亜鉛系安定剤、バリウム−亜鉛系安定剤、スズ系安定剤、鉛系安定剤、ハイドロタルサイト系安定剤、ゼオライト系安定剤などが挙げられるが、これらのなかでも、カルシウム−マグネシウム−亜鉛系安定剤、ハイドロタルサイト系安定剤が好ましく、カルシウム−マグネシウム−亜鉛系安定剤がより好ましい。
また、本発明のニトリルゴム組成物は、ゴム分野において用いられる各種配合剤を含有していてもよい。このような配合剤としては、代表的には、充填剤が挙げられる。
硫黄系架橋剤としては、粉末硫黄、硫黄華、沈降性硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄などの硫黄;塩化硫黄、二塩化硫黄、4,4’−ジチオジモルホリン、4,4’−テトラチオジモルホリン、モルホリノジチオ蟻酸4−モルホリニル、アルキルフェノールジスルフィド、ジベンゾチアジルジスルフィド、カプロラクタムジスルフィド、含リンポリスルフィド、高分子多硫化物などの含硫黄化合物;テトラメチルチウラムジスルフィド、ジメチルジチオカルバミン酸セレンなどの硫黄供与性化合物;などが挙げられる。これらのなかでも、得られる架橋性のゴム組成物を、架橋安定性により優れたものとすることができるという点より、4,4’−ジチオジモルホリン、4,4’−テトラチオジモルホリン、モルホリノジチオ蟻酸4−モルホリニルなどのモルホリン構造を有する含硫黄化合物が好ましく、4,4’−ジチオジモルホリンが特に好ましい。
本発明のニトリルゴム組成物(架橋性ニトリルゴム組成物)は、上述したニトリル基含有共重合体ゴム(A)と、塩化ビニル樹脂(B)と、可塑剤(C)とを混合することにより製造することができる。
すなわち、ニトリルゴム組成物(架橋性ニトリルゴム組成物)中に含有させる可塑剤(C)の全量のうち一部を、ニトリル基含有共重合体ゴム(A)と、塩化ビニル樹脂(B)と混合する第1の混合工程と、
第1の混合工程において得られた組成物に、ニトリルゴム組成物(架橋性ニトリルゴム組成物)に含有させる可塑剤(C)の全量のうち残部と、配合剤とを配合し、混合する第2混合工程とを備えるものとすることが好ましい。
本発明のゴム架橋物は、上述した本発明の架橋性ニトリルゴム組成物(すなわち、本発明のニトリルゴム組成物に、架橋剤を配合してなる組成物)を架橋してなるものである。
本発明のゴム架橋物は、本発明の架橋性ニトリルゴム組成物を用い、所望の形状に対応した成形機、たとえば、押出機、射出成形機、圧縮機、ロールなどにより成形を行い、加熱することにより架橋反応を行い、架橋物として形状を固定化することにより製造することができる。この場合においては、予め成形した後に架橋しても、成形と同時に架橋を行ってもよい。成形温度は、通常、10〜200℃、好ましくは25〜120℃である。架橋温度は、通常、100〜200℃、好ましくは130〜190℃であり、架橋時間は、通常、1分〜24時間、好ましくは2分〜1時間である。
加熱方法としては、プレス加熱、スチーム加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる一般的な方法を適宜選択すればよい。
架橋性ニトリルゴム組成物のムーニー粘度(コンパウンド・ムーニー)は、JIS K6300−1に従って測定した(単位は〔ML1+4、100℃〕)。
架橋性ニトリルゴム組成物について、ゴム架橋試験機(RPA2000、アルファテクノロジーズ社製)を用い、160℃、30分の条件で架橋性試験を行った。そして、架橋性試験の結果から、T10(単位は、min.)を測定した。なお、T10は、「最大トルクMH−最小トルクML」を100%としたときに、トルクが最小トルクMLから、10%上昇するのに要する時間を意味し、T10の値が大きいほど、架橋速度が緩慢であり、架橋安定性に優れると判断できる。
架橋性ニトリルゴム組成物を、縦15cm、横15cm、深さ0.2cmの金型に入れ、プレス圧10MPaで加圧しながら160℃で20分間プレス成形してシート状のゴム架橋物を得た。得られたシート状のゴム架橋物をJIS3号形ダンベルで打ち抜いて試験片を作製した。そして、得られた試験片を用いて、JIS K6251に従い、ゴム架橋物の引張強度、および破断時の伸びを、また、JIS K6253−3:2012に従い、デュロメータ硬さ試験機(タイプA)を用いてゴム架橋物の硬さを、それぞれ測定した。
架橋性ニトリルゴム組成物を、金型を用いて、加圧しながら温度160℃で30分間プレスすることにより、直径29mm、高さ12.5mmの円柱型のゴム架橋物を得た。そして、得られたゴム架橋物を用いて、JIS K6262に従い、ゴム架橋物を25%圧縮させた状態で、100℃の環境下に70時間置いた後、圧縮永久歪みを測定した。この値が小さいほど、耐圧縮永久歪み性に優れる。
架橋性ニトリルゴム組成物を、金型を用いて、加圧しながら温度160℃で30分間プレスすることにより、直径29mm、高さ12.5mmの円柱型のゴム架橋物を得た。そして、得られたゴム架橋物を25%圧縮させた状態で、125℃の環境下に保持することで、圧縮応力緩和試験を行った。そして、試験開始から30分後に、ゴム架橋物の圧縮応力を測定し、これを初期応力とし、試験開始後72時間後の圧縮応力を測定し、下記式にしたがって、圧縮応力保持率を求めた。
圧縮応力保持率[%]=(72時間後の圧縮応力[MPa]/初期応力[MPa])×100
本実施例においては、上記式に従って求めた圧縮応力保持率が30%以上であった場合には「〇」と評価し、上記式に従って求めた圧縮応力保持率が30%未満であった場合には「×」と評価した。
上記常態物性の評価と同様にして、シート状のゴム架橋物を得た後、得られたシート状のゴム架橋物について、JIS K6261−3:2017に準拠して、ゲーマン捻り試験を行い、室温(23℃)のモジュラスに対する比モジュラスが10倍になる温度T10を測定した。T10の値が低いほど耐寒性に優れると判断できる。
(第1の混合工程)
バンバリーミキサを用いて、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(A−1)(商品名「Zetpol 0020」、アクリロニトリル単量体単位49重量%、ヨウ素価23)30部、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(A−2)(商品名「Zetpol 1020」、アクリロニトリル単量体単位44重量%、ヨウ素価24)30部、塩化ビニル樹脂(商品名「TK1300」、信越化学工業社製、平均重合度1300)40部、カルシウム−マグネシウム−亜鉛系安定剤(商品名「アデカスタブRUP−110」、ADEKA社製)0.5部、および、ポリエーテルエステル(c1−1)(商品名「アデカサイザー RS−700」、ADEKA社製、分子量:550、25℃における粘度:30mPa・s、引火点:221℃、上記一般式(1)で表されるポリエーテルエステル(c1))10部を投入し、50℃で5分間混練し、さらにロールにて175℃で5分混合することにより、第1の混合工程による組成物を得た。なお、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(A−1)と、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(A−2)との混合物は、混合物としてのアクリロニトリル単量体単位量が46.5重量%、ヨウ素価が23.5であった。
次いで、バンバリーミキサを用いて、上記にて得られた第1の混合工程による組成物の全量110.5部、カーボンブラック(商品名「シーストS」、東海カーボン社製)30部、ポリエーテルエステル(c1−1)(商品名「アデカサイザー RS−700」、ADEKA社製)5部、4,4’−ジ−(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(商品名「ノクラック CD」、大内新興化学工業社製、老化防止剤)1.5部、2−メルカプトベンゾイミダゾール(法品名「ノクラックMB」、大内新興化学工業社製、老化防止剤)1部、ステアリン酸1部、酸化亜鉛(商品名「酸化亜鉛2種」、正同化学工業社製)5部、N−イソプロピル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン(商品名「ノクラック810NA」、大内新興化学工業社製、老化防止剤)1.5部、2,2,4−トリメチル−1,2−ジハイドロキノリン(商品名「ノクラック224」、大内新興化学工業社製、老化防止剤)1.5部、およびワックス(商品名「サンタイトS」、精工化学社製)0.5部を配合して、50℃で5分間混練した。次いで、得られた混合物を50℃のロールに移して、4,4’−ジチオジモルホリン(商品名「バルノックR」、大内新興化学工業社製、架橋剤)2部、テトラメチルチウラムジスルフィド(商品名「ノクセラーTT」、大内新興化学工業社製、架橋促進剤)1.5部、およびN−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(商品名「ノクセラーCZ」、大内新興化学工業社製、架橋促進剤)1.5部を配合して、混練することにより、架橋性ニトリルゴム組成物を得た。
第1混合工程および第2混合工程において、可塑剤として、ポリエーテルエステル(c1−1)(商品名「アデカサイザー RS−700」、ADEKA社製)に代えて、いずれも、ポリエーテルエステル(c1−2)(商品名「アデカサイザー RS−735」、ADEKA社製、分子量:850、25℃における粘度:80mPa・s、引火点:252℃、上記一般式(1)で表されるポリエーテルエステル(c1))を同じ量使用した以外は、実施例1と同様にして、架橋性ニトリルゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
第1混合工程および第2混合工程において、可塑剤として、ポリエーテルエステル(c1−1)(商品名「アデカサイザー RS−700」、ADEKA社製)に代えて、いずれも、アジピン酸系ポリエステル(c2−1)(商品名「アデカサイザー PN−170」、ADEKA社製、分子量:1100、25℃における粘度:800mPa・s、引火点:244℃、アジピン酸系ポリエステル(c2))を同じ量使用した以外は、実施例1と同様にして、架橋性ニトリルゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
第2混合工程において、酸化亜鉛5部に代えて、カルシウム−マグネシウム−亜鉛系安定剤(商品名「アデカスタブRUP−110」、ADEKA社製)を15部使用した以外は、実施例1と同様にして、架橋性ニトリルゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
第1混合工程および第2混合工程において、可塑剤として、ポリエーテルエステル(c1−1)(商品名「アデカサイザー RS−700」、ADEKA社製)に代えて、いずれも、アジピン酸ポリエーテルエステル(商品名「アデカサイザー RS−107」、ADEKA社製、分子量:434、25℃における粘度:20mPa・s、引火点:215℃、)を同じ量使用した以外は、実施例1と同様にして、架橋性ニトリルゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
第2混合工程において、架橋剤として、4,4’−ジチオジモルホリン2部に代えて、硫黄0.5部を使用した以外は、比較例1と同様にして、架橋性ニトリルゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (9)
- α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体単位を40〜50重量%の割合で含有し、ヨウ素価が5〜50であるニトリル基含有共重合体ゴム(A)と、
塩化ビニル樹脂(B)と、
分子量が500〜2000である可塑剤(C)と、を含有するニトリルゴム組成物。 - 前記可塑剤(C)が、分子量が800〜2000であり、温度25℃における粘度が50〜1500mPa・sであるアジピン酸系ポリエステル(c2)である請求項1に記載のニトリルゴム組成物。
- 前記ニトリル基含有共重合体ゴム(A)100重量部に対する、前記可塑剤(C)の含有量が1〜60重量部である請求項1〜3のいずれかに記載のニトリルゴム組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のニトリルゴム組成物と、架橋剤とを含有する架橋性ニトリルゴム組成物。
- 請求項5に記載の架橋性ニトリルゴム組成物を架橋してなるゴム架橋物。
- α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体単位を40〜50重量%の割合で含有し、ヨウ素価が5〜50であるニトリル基含有共重合体ゴム(A)と、塩化ビニル樹脂(B)と、分子量が500〜2000である可塑剤(C)と、配合剤とを含有するニトリルゴム組成物を製造する方法であって、
前記ニトリルゴム組成物中に含有させる前記可塑剤(C)の全量のうち一部を、前記ニトリル基含有共重合体ゴム(A)と、前記塩化ビニル樹脂(B)と混合する第1の混合工程と、
前記第1の混合工程において得られた組成物に、前記ニトリルゴム組成物に含有させる前記可塑剤(C)の全量のうち残部と、前記配合剤とを配合し、混合する第2混合工程とを備えるニトリルゴム組成物の製造方法。 - 前記第1混合工程における前記可塑剤(C)の配合量を、前記ニトリルゴム組成物中に含有させる前記可塑剤(C)の全量のうち、10〜90重量%とする請求項7に記載のニトリルゴム組成物の製造方法。
- 前記配合剤が、少なくとも充填剤を含む請求項7または8に記載のニトリルゴム組成物の製造方法。
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