KR101436182B1 - 아크릴계 고무 조성물 및 그 가황물 - Google Patents

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Abstract

양호한 가황 특성을 갖고, 가공성, 고무의 기계적 물성, 압축 영구 변형의 밸런스가 우수한 아크릴계 고무 조성물 및 그 가황물을 제공한다.
카르복실기 함유 아크릴계 고무와, 디아자비시클로알켄 화합물과, 폴리아민 화합물과, 하기 식 (1) 로 나타내는 3 급 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 고무 조성물.
Figure 112009031797695-pct00009
(식 중, R1, R2, R3 은 각각 독립적으로 직사슬형 구조, 분기 구조 혹은 고리형 구조를 갖는 포화 지방족 탄화수소 또는 불포화 지방족 탄화수소, 또는 벤질기를 1 개 이상 포함하는 치환기를 나타낸다)

Description

아크릴계 고무 조성물 및 그 가황물{ACRYLIC RUBBER COMPOSITION AND VULCANIZATE THEREOF}
양호한 가황 특성을 갖고, 가공성, 고무의 기계적 물성, 압축 영구 변형의 밸런스가 우수한 아크릴계 고무 조성물 및 그 가황물에 관한 것이다.
아크릴계 고무 조성물은 내열성·내유성이 우수하기 때문에 자동차의 엔진룸 내의 호스 부품이나 시일 부품에 사용되고 있다. 그러나, 최근의 배기가스 대책, 엔진의 고출력화 등에 의해 열적 조건이 더 엄격해졌기 때문에 지금 이상의 내열성이 요망되고 있다.
또, 호스 부품이나 시일 부품 등은, 상태 (常態) 물성이나 압축 영구 변형 특성 등의 물성이 요구되고, 또한 최근, 생산성 향상을 목적으로 하여 가황 속도의 향상, 가공성 향상을 목적으로 하여 스코치성의 개선이 요구되고 있다.
이와 같은 요구에 대응하기 위하여, 가공성, 가황 속도, 상태 물성, 압축 영구 변형 특성, 내열성의 밸런스를 겸비한 재료로서 카르복실기를 가교 사이트로 한 아크릴 고무 조성물이 알려져 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평11-100478호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
카르복실기를 가교 사이트로 한 아크릴 고무 조성물은 가공성, 가황 속도, 상태 물성, 압축 영구 변형 특성, 내열성의 밸런스를 겸비한 재료임이 평가되어 있지만, 사용 조건의 가혹화로 인해 추가적인 내열성의 개량이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 양호한 가황 특성을 갖고, 가공성, 고무의 기계적 물성, 압축 영구 변형의 밸런스가 우수한 아크릴계 고무 조성물 및 그 가황물을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명은 이하의 요지를 갖는 것이다.
(1) 카르복실기 함유 아크릴계 고무와, 디아자비시클로알켄 화합물과, 폴리아민 화합물과, 하기 식 (1) 로 나타내는 3 급 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 고무 조성물.
Figure 112009031797695-pct00001
(식 중, R1, R2, R3 은 각각 독립적으로 직사슬형 구조, 분기 구조 혹은 고리형 구조를 갖는 포화 지방족 탄화수소 또는 불포화 지방족 탄화수소, 또는 벤질기를 1 개 이상 포함하는 치환기를 나타낸다)
(2) 상기 카르복실기 함유 아크릴계 고무 100질량부에 대해, 상기 디아자비시클로알켄 화합물이 0.1 ∼ 7질량부, 상기 폴리아민 화합물이 0.1 ∼ 10질량부 및 상기 3 급 아민 화합물이 0.1 ∼ 10질량부 함유되는 상기 (1) 에 기재된 아크릴계 고무 조성물.
(3) 상기 디아자비시클로알켄 화합물이 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드(1,2-a)아제핀 및 2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로(1,2-a)피리미딘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 화합물인 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 아크릴계 고무 조성물.
(4) 상기 폴리아민 화합물이 방향족 폴리아민 및 지방족 폴리아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종류 이상의 화합물인 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 아크릴계 고무 조성물.
(5) 상기 3 급 아민 화합물이 디메틸옥틸아민, 디메틸데실아민, 디메틸도데실아민, 디메틸라우릴아민, 디메틸미리스틸아민, 디메틸팔미틸아민, 디메틸스테아릴아민, 디메틸베헤닐아민, 디라우릴모노메틸아민, 트리옥틸아민, 메틸디올레일아민, 메틸디데실아민, 트리t-부틸아민, 트리i-프로필아민, 트리시클로헥실아민, 트리벤질아민, 트리메틸아민, 트리n-부틸아민, 트리n-펜틸아민, 트리n-헥실아민, 및 트리n-헵틸아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종류 이상인 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 아크릴계 고무 조성물.
(6) 상기 폴리아민 화합물이 하기 식 (2) 로 나타내는 방향족 폴리아민인 상기 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 아크릴계 고무 조성물.
H2N-Ph-M-Ph-NH2 (2)
(식 중, M 은 O, S, SO2, CONH, 또는 O-R-O 중 1 종이다. 여기에서, O-R-O 의 R 은 Ph, Ph-Ph, Ph-SO2-Ph, (CH2)m (단, m 은 3 ∼ 5 이다), Ph-C(CX3)2-Ph (X 는 H 또는 F 이다), 또는 (CH2)C(CH3)2(CH2) 이다. Ph 는 벤젠고리를 나타낸다)
(7) 상기 폴리아민 화합물이 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 4,4'-디아미노디페닐술파이드, 1,3-비스(4-아미노페녹시)-2,2-디메틸프로판, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)펜탄, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 비스(4-3-아미노페녹시)페닐설폰, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰인 방향족 폴리아민, 및 헥사메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민카바메이트, N,N'-디신나밀리덴-1,6-헥산디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민인 지방족 폴리아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종류 이상의 화합물인 상기 (1) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 아크릴계 고무 조성물.
(8) 상기 (1) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 아크릴계 고무 조성물을 가황 하여 얻어지는 가황물.
(9) 상기 (8) 에 기재된 가황물을 사용한 고무 호스.
(10) 상기 (8) 에 기재된 가황물을 사용한 시일 부품.
(11) 상기 (8) 에 기재된 가황물을 사용한 방진 (防振) 고무 부품.
발명의 효과
본 발명에 의하면 양호한 가황 특성을 갖고, 가공성, 고무의 기계적 물성, 압축 영구 변형의 밸런스가 우수한 아크릴계 고무 조성물 및 그 가황물이 제공된다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 아크릴계 고무 조성물은, 카르복실기 함유 아크릴계 고무와, 디아자비시클로알켄 화합물과, 폴리아민 화합물과, 특정 구조의 3 급 아민 화합물을 배합시켜 얻어진다.
상기 카르복실기 함유 아크릴계 고무는 아크릴산 알킬에스테르 등의 불포화 모노머와 카르복실기 함유 불포화 지방산의 공중합체가 바람직하다. 그 공중합체는 유화 중합, 현탁 중합, 용액 중합, 또는 괴상 (塊狀) 중합 등의 공지된 방법에 의해 얻어진다.
상기 아크릴산 알킬에스테르로서는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-펜틸아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 아크릴산 알킬에스테르로서는 추가로, n-데실아크릴레이트, n-도데실아 크릴레이트, n-옥타데실아크릴레이트, 시아노메틸아크릴레이트, 1-시아노에틸아크릴레이트, 2-시아노에틸아크릴레이트, 1-시아노프로필아크릴레이트, 2-시아노프로필아크릴레이트, 3-시아노프로필아크릴레이트, 4-시아노부틸아크릴레이트, 6-시아노헥실아크릴레이트, 2-에틸-6-시아노헥실아크릴레이트, 8-시아노옥틸아크릴레이트 등을 사용해도 된다.
또, 상기 아크릴산 알킬에스테르로서는, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-에톡시에틸아크릴레이트, 2-(n-프로폭시)에틸아크릴레이트, 2-(n-부톡시)에틸아크릴레이트, 3-메톡시프로필아크릴레이트, 3-에톡시프로필아크릴레이트, 2-(n-프로폭시)프로필아크릴레이트, 2-(n-부톡시)프로필아크릴레이트 등의 아크릴산 알콕시알킬에스테르 등을 사용해도 된다.
또한, 상기 아크릴산 알킬에스테르로서는, 1,1-디히드로퍼플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 1,1-디히드로퍼플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 1,1,5-트리히드로퍼플루오로헥실(메트)아크릴레이트, 1,1,2,2-테트라히드로퍼플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 1,1,7-트리히드로퍼플루오로헵틸(메트)아크릴레이트, 1,1-디히드로퍼플루오로옥틸(메트)아크릴레이트, 1,1-디히드로퍼플루오로데실(메트)아크릴레이트 등의 함불소 아크릴산 에스테르 ; 1-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트 등의 수산기 함유 아크릴산 에스테르 ; 디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 디부틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등의 제 3 급 아미노기 함유 아크릴산 에스테르 ; 메틸메타크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트를 사용해도 된다.
상기 아크릴산 알킬에스테르는 이들 화합물 단독 뿐만 아니라, 2 종 이상의 모노머를 병용할 수도 있다.
상기 카르복실기 함유 불포화 지방산으로서는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 아크릴산이나 메타크릴산 등의 불포화 카르복실산 ; 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산 등의 지방족 불포화 디카르복실산 ; 모노메틸말레이트, 모노에틸말레이트, 모노-n-프로필말레이트, 모노이소프로필말레이트, 모노-n-부틸말레이트, 모노이소부틸말레이트, 모노메틸푸말레이트, 모노에틸푸말레이트, 모노-n-프로필푸말레이트, 모노이소프로필말레이트, 모노-n-부틸푸말레이트, 모노메틸이타코네이트, 모노에틸이타코네이트, 모노-n-프로필이타코네이트, 모노-n-프로필시트라코네이트, 모노-n-부틸시트라코네이트, 모노이소부틸시트라코네이트 등의 지방족 불포화 디카르복실산 모노에스테르 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 단독뿐만 아니라 2 종 이상의 모노머를 병용할 수도 있다.
상기 카르복실기 함유 불포화 지방산은, 얻어지는 카르복실기 함유 아크릴계 고무 중에 0.1 ∼ 20질량%, 바람직하게는 0.1 ∼ 10질량% 의 비율이 되도록 공중합 시키면, 카르복실기 함유 아크릴계 고무의 가황 특성이 향상되기 때문에 바람직하다.
상기 카르복실기 함유 아크릴계 고무에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에 있어서, 그 목적에 맞춰서 아크릴산 알킬에스테르 이외의 가교 사이트를 갖는 모노머나, 그 밖의 공중합 가능한 모노머를 공중합시켜도 된다.
상기 아크릴산 알킬에스테르 이외의 가교 사이트를 갖는 모노머로서는, 아크 릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 2-펜텐산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 카르복실산기 함유 화합물, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, 메타알릴글리시딜에테르 등의 에폭시기 함유 화합물 ; 2-클로르에틸비닐 에테르, 2-클로로에틸아크릴레이트, 비닐벤질클로라이드, 비닐클로르아세테이트, 알릴클로로아세테이트 등의 활성 염소 함유 화합물을 들 수 있다. 이들 화합물은 단독 뿐만 아니라 2 종 이상의 모노머를 병용할 수도 있다.
상기 가교 사이트를 갖는 모노머의 배합량은, 얻어지는 카르복실기 함유 아크릴계 고무 중에 0.05 ∼ 15질량%, 바람직하게는 0.1 ∼ 10질량% 의 비율이 되도록 공중합시키는 것이 바람직하다.
상기 공중합 가능한 모노머로서는, 메틸비닐케톤과 같은 알킬비닐케톤 ; 비닐에틸에테르, 알릴메틸에테르 등의 비닐 및 알릴에테르 ; 스티렌, α-메틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐톨루엔, 비닐나프탈렌 등의 비닐 방향족 화합물 ; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 비닐니트릴 ; 아크릴아미드, 아세트산비닐, 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 이소프렌, 펜타디엔, 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐, 불화비닐리덴, 프로피온산비닐, 알킬푸말레이트 등의 에틸렌성 불포화 화합물을 들 수 있다.
이들 다른 공중합 가능한 모노머의 배합량은, 얻어지는 카르복실기 함유 아크릴계 고무 중에 0.05 ∼ 15질량%, 바람직하게는 0.1 ∼ 10질량% 의 비율이 되도록 공중합시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 아크릴계 고무 조성물에 함유되는 디아자비시클로알켄 화합물로서 는, 디아자비시클로알켄 구조를 갖고 있는 화합물이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀(1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데-7-센), 6-부틸-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀, 6-옥타데실-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀, 2,2'-[(2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피-10-닐)이미드]비스에탄올, 1-[2-(2,2-디메틸프로필)-6,6-디메틸-2-헵테닐]-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-카르복시-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-1-펜틸피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀-10-카르복실릭엑시드, 1-(클로로카르보닐)-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-헵틸-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-헵타데실-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-데실-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-헥실-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-(3-클로로프로필)-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-[2-(디에틸아미노)에틸]-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-1-테트라에코실피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-1-노닐피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-부틸-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-1-(메톡시카르보닐)-피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-α-메틸-피리미드[1,2-a]아제핀-10-에탄올, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미 드[1,2-a]아제핀-10-에탄올, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-1-옥틸피리미드[1,2-a]아제피늄, N-부틸-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀-10-아민, 1-에틸-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-10-옥틸피리미드[1,2-a]아제핀, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-N,N-디프로필[1,2-a]아제핀-10-아민, 1-(2-부테닐)-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀-10-아민, N,N'-디부틸-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀디아민, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-6-메틸피리미드[1,2-a]아제핀, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-10-펜타데실피리미드[1,2-a]아제핀, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-N-메틸-N-옥틸피리미드[1,2-a]아제핀-10-아민, N,N-디부틸-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀-10-아민, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-N,N'-디메틸피리미드[1,2-a]아제핀-10-아민, 10-클로로-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제핀, 1-에이코실-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로-1-테트라데실피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-도데실-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1-헥사데실-2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미드[1,2-a]아제피늄, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데-7-센의 2-에틸헥산산염, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데-7-센의 브롬산염, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데-7-센의 페놀염, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데-7-센의 p-톨루엔술폰산염, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘(1,5-디아자비시클로[4.3.0]노-5-넨), 4-부틸-2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-4,7,8-트리메틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-4-메틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘-6-카르복실릭엑시드페닐메틸에스테르, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-8-(페닐메톡시)-피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘-8-에탄올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-α-메틸피롤로[1,2-a]피리미딘-8-에탄올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-7,7,8-트리메틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-3-메틸피롤로[1,2-a]피리미딘-3-메탄아민, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘-3-아민, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로-8-메틸[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로-3-페닐[1,2-a]피리미딘, 6-(아미노메틸)-2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6,8,8-트리메틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6,8,8-트리메틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-2,4,7-트리페닐피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-4,7-디페닐피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-2,4,4-트리메틸-7-페닐피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-2,3-디메틸-7-페닐피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 8,8-디클로로-2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘, 8-클로로-2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-α-페닐피롤로[1,2-a]피리미딘-8-메탄올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-3-메틸렌피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6-(페닐메틸렌)-피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6-메틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-7-메틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-7,7-디페닐피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-8,8-디페닐피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6-트리데실피롤로[1,2-a]피리미딘, 6-헵틸-2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘, 6-헥실-2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6-펜틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6-(2-메틸프로필)-피롤로[1,2-a]피리미딘, 6-부틸-2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6-프로필피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-2-페닐피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-2,4-디페닐피롤로[1,2 a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-3-메틸피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-2-메틸피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-4-페닐피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-2,4,4-트리메틸피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-4-메틸피롤로[1,2-a]피리미딘-2-올, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-6-펜틸피롤로[1,2-a]피리미딘, 2,3,4,6,7,8-헥사히드로-8,8-디메틸-6-메틸렌피롤로[1,2-a]피리미딘 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 단독 뿐만 아니라, 2 종 이상의 것을 병용할 수도 있다.
상기 디아자비시클로알켄 화합물의 배합량은, 상기 카르복실기 함유 아크릴계 고무 100질량부에 대해, 0.1 ∼ 7질량부, 바람직하게는 0.2 ∼ 5질량부의 범위이다. 배합량이 이 범위이면, 아크릴계 고무 조성물을 필요 충분하게 가황 반응시킬 수 있고, 얻어지는 아크릴계 고무 조성물의 기계적 특성이나 고온에서의 압축 영구 변형을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 아크릴계 고무 조성물에 함유되는 폴리아민 화합물은, 방향족 폴 리아민 화합물 및 지방족 폴리아민 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 사용된다.
상기 방향족 폴리아민 화합물은 하기 식 (2) 로 나타내는 화합물로서, 특별히 한정되는 것은 아니다.
H2N-Ph-M-Ph-NH2 (2)
식 중, M 은 O, S, SO2, CONH 또는 O-R-O 중 1 종이다. 여기에서, O-R-O 의 R 은, Ph, Ph-Ph, Ph-SO2-Ph, (CH2)m (단, (m=3 ∼ 5 이다), Ph-C(CX3)2-Ph (X 는 H 또는 F 이다), 또는 (CH2)C(CH3)2(CH2) 중의 1 종이고, Ph 는 벤젠 고리를 나타낸다.
상기 방향족 폴리아민 화합물은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 4,4'-디아미노디페닐술파이드, 1,3-비스(4-아미노페녹시)-2,2-디메틸프로판, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)펜탄, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 비스(4-3-아미노페녹시)페닐설폰, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰 등을 들 수 있다.
상기 지방족 폴리아민 화합물로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 헥사메 틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민카바메이트, N,N'-디신나밀리덴-1,6-헥산디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민 등을 들 수 있다. 폴리아민 화합물은 이들 화합물은 단독 뿐만 아니라, 2 종 이상의 것을 병용할 수도 있다.
상기 폴리아민 화합물의 배합량은, 상기 카르복실기 함유 아크릴계 고무 100질량부에 대해 0.1 ∼ 10질량부, 바람직하게는 0.3 ∼ 5질량부의 범위이다. 배합량이 이 범위이면 아크릴계 고무 조성물을 필요 충분하게 가황 반응시킬 수 있고, 얻어지는 아크릴계 고무 조성물의 기계적 특성이나 고온에서의 압축 영구 변형을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 아크릴계 고무 조성물에 함유되는 3 급 아민 화합물은 하기 식 (1) 로 나타낸다.
Figure 112009031797695-pct00002
식 중, 3 개의 치환기인 R1, R2, R3 은 각각 독립적으로 알킬기, 시클로알킬기, 및 벤질기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 치환기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 디메틸옥틸아민, 디메틸데실아민, 디메틸도데실아민, 디메틸라우릴아민, 디메틸미리스틸아민, 디메틸팔미틸아민, 디메틸스테아릴아민, 디메틸베헤닐아민, 디라우릴모노메틸아민, 트리옥틸아민, 메틸디올레일아민, 메틸디데실아민, 트리t-부틸아민, 트리i-프로필아민, 트리시클로헥실 아민, 트리벤질아민, 트리메틸아민, 트리n-부틸아민, 트리n-펜틸아민, 트리n-헥실아민, 트리n-헵틸아민 등을 들 수 있다.
상기 3 급 아민 화합물의 첨가량은, 상기 카르복실기 함유 아크릴계 고무 100질량부에 대해 0.1 ∼ 10질량부, 바람직하게는 0.2 ∼ 5질량부의 범위이다. 배합량이 이 범위이면, 가황 후의 아크릴계 고무 조성물의 표면에 3 급 아민 화합물이 블리드하는 것을 방지하면서 가황 촉진 성능을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.
아크릴계 고무 조성물에는 실제 사용시에 있어서, 그 목적에 따라 충전제나 보강제, 가소제, 노화 방지제, 안정제, 활제 등을 첨가하여 성형, 가황을 실시할 수 있다.
충전제나 보강제는 통상 고무용으로서 사용되고 있는 충전제나 보강제를 사용할 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카본 블랙, 실리카 등의 무수 규산, 표면 처리 탄산 칼슘 등을 들 수 있다. 충전제나 보강제는 단체 뿐만 아니라 2 종류 이상을 병용해도 된다. 충전제나 보강제의 첨가량은 아크릴계 고무 조성물 100질량부에 대해, 합계로 20 ∼ 150질량부가 바람직하고, 30 ∼ 100질량부가 보다 바람직하다.
가소제는 통상 고무용으로서 사용되고 있는 각종 가소제를 사용할 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 에스테르계 가소제, 폴리옥시에틸렌에테르 등의 에테르계 가소제 등을 들 수 있다. 이들 가소제는 단체 뿐만 아니라 2 종류 이상을 병용해도 된다. 가소제의 첨가량은 아크릴계 고무 조성물 100질량부에 대해 75질량부 이하가 바람직하고, 50질량부 이하가 보다 바람직하다.
노화 방지제로서는, 통상 고무용으로서 사용되고 있는 노화 방지제를 사용할 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 아민계, 이미다졸계, 카르바민산 금속염, 페놀계, 왁스 등의 노화 방지제를 들 수 있다. 노화 방지제의 첨가량은 아크릴계 고무 조성물 100질량부에 대해 0.1 ∼ 15질량부가 바람직하고, 0.5 ∼ 10질량부가 보다 바람직하다.
아크릴계 고무 조성물에 있어서의 고무 성분은 카르복실기 함유 아크릴계 고무를 주성분으로 하는 것이지만, 카르복실기 함유 아크릴계 고무 외에, 필요에 따라 천연 고무, 합성 고무로서 예를 들어 IIR, BR, NBR, HNBR, CR, EPDM, FKM, Q, CSM, CO, ECO, CM 등을 배합시켜도 된다. 또한, 이들의 약호는 ISO1629 에 준거한 것이다.
본 발명의 아크릴계 고무 조성물은 상기의 각 구성 성분을 배합하여 혼합함으로써 제조되는데, 그 방법은 이미 알려진 수단에 의해 실시된다. 예를 들어, 밴버리 믹서, 롤밀 등의 혼합기를 사용하고, 바람직하게는 10 ∼ 80℃ 에서, 바람직하게는 3 ∼ 30 분 혼합함으로써 실시된다. 또, 본 발명의 아크릴계 고무 조성물로부터 그 가황물을 얻는 경우에도 이미 알려진 수단이 사용된다. 즉, 본 발명의 아크릴계 고무 조성물을 혼련, 성형, 가황하지만, 그것에 사용하는 장치로서는 통상적인 고무 분야에서 사용되고 있는 기계, 조건을 사용할 수 있다.
아크릴계 고무 조성물 및 그 가황물은, 특히 고무 호스나 개스킷, 패킹 등의 시일 부품 및 방진 부재로서 사용된다. 고무 호스로서는, 구체적으로는 트랜스 미션 오일 쿨러 호스, 엔진 오일 쿨러 호스, 터보 인터쿨러 호스, 터보 에어 덕트 호스, 파워 스티어링 호스, 핫 에어 호스, 라디에이터 호스, 그 밖의 산업 기계, 건설 기계 등의 고압계를 포함하는 오일계, 연료계 호스, 드레인계 호스 등에 사용된다.
시일 부품으로서는, 구체적으로는, 엔진 헤드 커버 개스킷, 오일 팬 개스킷, 오일 시일, 립 시일 패킹, O-링, 트랜스 미션 시일 개스킷, 크랭크 샤프트나 캠 샤프트의 시일 개스킷, 밸브 스템, 파워 스티어링 시일 벨트 커버 시일, CVJ (콘스턴트·벨로시티·조인트) 혹은 R&P (래크 앤드 피니언) 의 부츠재 등에 사용된다.
방진 고무 부품으로서는, 댐퍼 풀리, 센터 서포트 쿠션, 서스펜션 부시, 엔진 마운트 등에 사용된다.
특히, 본 발명의 아크릴계 고무 조성물 및 그 가황물은 기계적 성질이 우수한 것에 추가하여 내한성, 내유성 및 내열성이 우수하고, 최근 사용 환경이 가혹해지고 있는 자동차용 고무 호스, 개스킷 등의 오일 시일 제품으로서 매우 바람직하게 사용된다.
고무 호스의 구성으로서는, 본 발명의 아크릴계 고무 조성물로부터 얻은 단일 호스가 있다. 또, 용도에 따라서는 본 발명의 아크릴계 고무 조성물로 이루어지는 층에 본 발명의 아크릴계 고무 이외의 합성 고무 예를 들어, 불소계 고무, 불소 변성 아크릴 고무, 히드린 고무, CSM, CR, NBR, HNBR, 또는 에틸렌·프로필렌 고무 등을 내층, 중간층, 혹은 외층으로 하여 조합한 복합 호스가 있다.
또, 고무 호스에 요구되는 특성에 따라서는, 일반적으로 자주 실시되고 있는 바와 같이 보강사 혹은 와이어를 호스의 중간 혹은, 고무 호스의 최외층에 설치할 수도 있다.
이하에 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들의 실시예에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
<카르복실기 함유 아크릴계 고무 1 의 제조>
아크릴계 고무 (덴키 화학 공업사 제조 덴카 ER-A403) 100질량부와 스테아르산 1질량부와, 4,4-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐아민 1질량부와, 카본 블랙 (FEF ; 아사히 카본사 제조 아사히 #609) 50질량부와, 스테아릴아민 0.3질량부와, 유동 파라핀 1질량부를, 8 인치 롤을 사용하여 혼련하여, 카르복실기 함유 아크릴계 고무 1 을 얻었다.
<카르복실기 함유 아크릴계 고무 2 의 제조>
아크릴계 고무 (듀폰사 제조 VAMAC G) 100질량부와 스테아르산 1질량부와, 4,4-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐아민 1질량부와, 카본 블랙 (FEF ; 아사히 카본 사 제조 아사히 #609) 50질량부와 스테아릴아민 0.3질량부와 유동 파라핀 1질량부를, 8 인치 롤을 사용하여 혼련하여, 카르복실기 함유 아크릴계 고무 2 를 얻었다.
<실시예 1>
카르복실기 함유 아크릴계 고무 1 의 100질량부에 대해, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 1.0질량부와, 트리옥틸아민 0.5질량부, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데-7-센 0.1질량부를 첨가하여 아크릴계 고무 조성물을 얻었다.
얻어진 아크릴계 고무 조성물에 대해, JIS K6300 에 준거하여, L 형 로터를 사용하여 시험 온도 125℃ 에 있어서의 스코치 타임 (t5) 의 평가를 실시하였다.
<가황>
얻어진 아크릴계 고무 조성물을 전열 (電熱) 프레스를 사용하여 170℃, 20 분간의 열처리를 실시하여 1 차 가황물을 제작하였다. 얻어진 일차 가황물을 추가로 기어 오븐 내에서 170℃, 4 시간의 열처리를 실시하여 2 차 가황물로 하였다.
1 차 가황물 및 2 차 가황물에 대해 JIS K6251 에 준거하여 100% 모듈러스, 인장 강도, 신장을 평가하고, 또, JIS K6253 에 준거하여 듀로미터 경도계를 사용해서 경도의 평가를 실시하였다. 또한, 얻어진 2 차 가황물에 대해 JIS K6262 에 준거하여 150℃, 70 시간에 있어서의 압축 영구 변형의 평가를 실시하였다.
실시예 2 ∼ 18 및 비교예 1 ∼ 11
표 1 ∼ 표 5 에 나타낸 배합량 (질량부) 에 기초하여 실시예 1 과 동일하게 아크릴계 고무 조성물, 1 차 가황물, 및 2 차 가황물을 얻고, 실시예 1 과 동일하게 평가를 실시하였다.
Figure 112009031797695-pct00003
Figure 112009031797695-pct00004
Figure 112009031797695-pct00005
Figure 112009031797695-pct00006
Figure 112009031797695-pct00007
본 발명의 아크릴계 고무 조성물은 양호한 가황 특성을 갖고, 그 가황물은 가공성, 고무의 기계적 물성, 압축 영구 변형의 밸런스가 우수하며, 고무 호스, 시일 부품, 방진 고무 부품 등으로서 산업상 유용하다.
또한, 2006년 12월 5일에 출원된 일본 특허출원 2006-328076호의 명세서, 특허 청구의 범위, 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여 본 발명의 명세서의 개시로서 도입하는 것이다.

Claims (11)

  1. 카르복실기 함유 아크릴계 고무와, 디아자비시클로알켄 화합물과, 폴리아민 화합물과, 하기 식 (1) 로 나타내는 3 급 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 고무 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112009031797695-pct00008
    (식 중, R1, R2, R3 은 각각 독립적으로 직사슬형 구조, 분기 구조 혹은 고리형 구조를 갖는 포화 지방족 탄화수소 또는 불포화 지방족 탄화수소, 또는 벤질기를 1 개 이상 포함하는 치환기를 나타낸다)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카르복실기 함유 아크릴계 고무 100질량부에 대해, 상기 디아자비시클로알켄 화합물이 0.1 ∼ 7질량부, 상기 폴리아민 화합물이 0.1 ∼ 10질량부 및 상기 3 급 아민 화합물이 0.1 ∼ 10질량부 함유되는 아크릴계 고무 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 디아자비시클로알켄 화합물이 2,3,4,6,7,8,9,10-옥타히드로피리미 드(1,2-a)아제핀 및 2,3,4,6,7,8-헥사히드로피롤로(1,2-a)피리미딘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 화합물인 아크릴계 고무 조성물.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 폴리아민 화합물이 방향족 폴리아민 및 지방족 폴리아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종류 이상의 화합물인 아크릴계 고무 조성물.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 3 급 아민 화합물이 디메틸옥틸아민, 디메틸데실아민, 디메틸도데실아민, 디메틸라우릴아민, 디메틸미리스틸아민, 디메틸팔미틸아민, 디메틸스테아릴아민, 디메틸베헤닐아민, 디라우릴모노메틸아민, 트리옥틸아민, 메틸디올레일아민, 메틸디데실아민, 트리t-부틸아민, 트리i-프로필아민, 트리시클로헥실아민, 트리벤질아민, 트리메틸아민, 트리n-부틸아민, 트리n-펜틸아민, 트리n-헥실아민, 및 트리n-헵틸아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종류 이상인 아크릴계 고무 조성물.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 폴리아민 화합물이 하기 식 (2) 로 나타내는 방향족 폴리아민인 아크릴계 고무 조성물.
    [화학식 2]
    H2N-Ph-M-Ph-NH2 (2)
    (식 중, M 은 O, S, SO2, CONH, 또는 O-R-O 중 1 종이다. 여기에서, O-R-O 의 R 은, Ph, Ph-Ph, Ph-SO2-Ph, (CH2)m (단, m 은 3 ∼ 5 이다), Ph-C(CX3)2-Ph (X 는 H 또는 F 이다), 또는 (CH2)C(CH3)2(CH2) 이다. Ph 는 벤젠고리를 나타낸다)
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 폴리아민 화합물이, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 4,4'-디아미노디페닐술파이드, 1,3-비스(4-아미노페녹시)-2,2-디메틸프로판, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)펜탄, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 비스(4-3-아미노페녹시)페닐설폰, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 또는 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰인 방향족 폴리아민; 및 헥사메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민카바메이트, N,N'-디신나밀리덴-1,6-헥산디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 또는 테트라에틸렌펜타아민인 지방족 폴리아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종류 이상인 아크릴계 고무 조성물.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 아크릴계 고무 조성물을 가황 하여 얻어지는 가황물.
  9. 제 8 항에 기재된 가황물을 사용한 고무 호스.
  10. 제 8 항에 기재된 가황물을 사용한 시일 부품.
  11. 제 8 항에 기재된 가황물을 사용한 방진 고무 부품.
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