KR20230057536A - Vulcanizing agent-free EPDM rubber Composition for weather strip, Glassrun Weather-strip For Vehicle using the same and manufacturing method of the Glassrun Weather-strip For Vehicle - Google Patents

Vulcanizing agent-free EPDM rubber Composition for weather strip, Glassrun Weather-strip For Vehicle using the same and manufacturing method of the Glassrun Weather-strip For Vehicle Download PDF

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Abstract

EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 및 2종 이상의 가황촉진제를 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 이상으로 포함되는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물, 이를 이용하여 제조된 자동차용 글래스런 웨더스트립 및 상기 자동차용 글래스런 웨더스트립의 제조방법이 제공된다.
[화학식 1]

Figure pat00018

(상기 화학식 1에서, 각 치환기는 명세서에 정의된 바와 같다.)Includes EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber and two or more vulcanization accelerators, wherein the two or more vulcanization accelerators include a compound represented by Formula 1 below, and the two or more vulcanization accelerators are based on 100 parts by weight of the EPDM rubber A vulcanizing agent-free EPDM rubber composition for a weather strip containing 4 parts by weight or more, a glass run weather strip for automobiles manufactured using the same, and a manufacturing method of the glass run weather strip for automobiles are provided.
[Formula 1]
Figure pat00018

(In Formula 1, each substituent is as defined in the specification.)

Description

가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물, 이를 이용한 자동차용 글래스런 웨더스트립 및 그 제조방법 {Vulcanizing agent-free EPDM rubber Composition for weather strip, Glassrun Weather-strip For Vehicle using the same and manufacturing method of the Glassrun Weather-strip For Vehicle}Vulcanizing agent-free EPDM rubber composition for weather strip, Glassrun weather strip for automobiles using the same and manufacturing method thereof Weather-strip For Vehicle}

본 기재는 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물, 이를 이용하여 제조된 자동차용 글래스런 웨더스트립 및 상기 자동차용 글래스런 웨더스트립 제조방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an EPDM rubber composition for a vulcanizing agent-free weather strip, a glass run weather strip for automobiles manufactured using the same, and a method for manufacturing the glass run weather strip for automobiles.

웨더스트립은 자동차 도어(Door)와 차체의 테두리에 장착되어 차량 내부와 외부를 밀폐시킴으로써, 차량 외부로부터 소음, 먼지, 빗물 등이 내부로 유입되는 것을 방지하고자 사용되는 자동차 부품이다. 또한 자동차 도어의 개폐(Open & Close) 과정에서 발생할 수 있는 충격을 완충시킴으로써, 차량 실내의 쾌적함과 아늑함을 확보할 수 있다. A weather strip is an automobile part used to prevent noise, dust, rainwater, etc. from entering the inside of a vehicle by being mounted on a vehicle door and the rim of a vehicle body to seal the inside and outside of the vehicle. In addition, it is possible to secure comfort and comfort in the interior of the vehicle by buffering shocks that may occur during the process of opening and closing the vehicle door.

이러한 웨더스트립은 일반적으로 내후성 (Weather Resistance), 내오존성 (Ozone Resistance)이 뛰어난 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(Ethylene-Propylene-Diene Monomer)를 베이스 폴리머(Base Polymer)로 사용되고 있다.These weather strips generally use ethylene-propylene-diene monomer, which has excellent weather resistance and ozone resistance, as a base polymer.

웨더스트립은 자동차 도어와 차체 경계면에 장착되어 밀폐 기능을 수행하고 있으나, 장시간 사용에 따른 탄성 복원력이 떨어지게 되면 즉, 밀페 성능이 떨어지게 된다면 차량 외부의 소음, 먼지, 빗물 등이 차량 내부로 유입되어 그 기능을 수행하기 어렵게 된다. 따라서 차량의 밀폐력을 장시간 보존하고 기능적 특성을 확보하기 위해서는 고무의 물성 중에서 무엇보다 압축영구줄음율(Compression Set)이 중요하다.The weather strip is attached to the interface between the car door and the body to perform a sealing function. However, if the elastic restoring force is lowered due to long-term use, that is, if the sealing performance is lowered, noise, dust, rainwater, etc. It becomes difficult to perform the function. Therefore, in order to preserve the sealing power of a vehicle for a long time and secure functional characteristics, the compression set is the most important among the physical properties of rubber.

일 구현예는 자동차용 씰링(Sealing) 부품인 웨더스트립(Weather Strip), 즉, 도어(Door), 바디(Body) 웨더스트립 등의 부품을 제조할 수 있는 EPDM 고무 컴파운드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고무에 탄성력을 부여하기 위하여 사용되는 가황제(유황)를 사용하지 않은 가황제-프리(Vulcanizing agent-free) EPDM 고무 조성물을 제공하기 위한 것이다.One embodiment relates to an EPDM rubber compound capable of manufacturing parts such as a weather strip, that is, a door, a body weather strip, which is a sealing component for automobiles, and more specifically is to provide a vulcanizing agent-free EPDM rubber composition that does not use a vulcanizing agent (sulfur) used to impart elasticity to rubber.

다른 일 구현예는 상기 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 이용하여 제조된 자동차용 글래스런 웨더스트립을 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a glass run weather strip for automobiles manufactured using the EPDM rubber composition for a vulcanizing agent-free weather strip.

또 다른 일 구현예는 상기 자동차용 글래스런 웨더스트립의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a manufacturing method of the glass run weather strip for automobiles.

일 구현예는 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 및 2종 이상의 가황촉진제를 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 이상으로 포함되는 가황제-프리(Vulcanizing agent-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 제공한다.One embodiment includes EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber and two or more types of vulcanization accelerators, wherein the two or more types of vulcanization accelerators include a compound represented by Formula 1 below, and the two or more types of vulcanization accelerators are the EPDM rubber A vulcanizing agent-free EPDM rubber composition for a weather strip containing 4 parts by weight or more relative to 100 parts by weight is provided.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,R 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group;

n1은 0 내지 4의 정수이다.n1 is an integer from 0 to 4;

상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 5 중량부 이상으로 포함될 수 있다.The two or more vulcanization accelerators may be included in an amount of 5 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the EPDM rubber.

상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.The two or more vulcanization accelerators may further include a compound represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이다.L 1 to L 4 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.

상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 많은 함량으로 포함될 수 있다.The compound represented by Formula 2 may be included in a higher amount than the compound represented by Formula 1.

상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.The two or more vulcanization accelerators may further include a compound represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 3에서,In Formula 3,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

R2 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.R 2 to R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group.

상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함될 수 있다.The compound represented by Formula 3 may be included in a smaller amount than the compound represented by Formula 1.

상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.The two or more vulcanization accelerators may further include a compound represented by Formula 4 below.

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 4에서,In Formula 4,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이다.L 1 to L 4 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.

상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 많은 함량으로 포함되고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함될 수 있다.The compound represented by Formula 4 may be included in a larger amount than the compound represented by Formula 1, and may be included in a smaller amount than the compound represented by Formula 2.

상기 2종 이상의 가황촉진제는 징크 디부틸디티오카바메이트를 더 포함할 수 있다.The two or more vulcanization accelerators may further include zinc dibutyl dithiocarbamate.

상기 징크 디부틸디티오카바메이트는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함될 수 있다.The zinc dibutyl dithiocarbamate may be included in a smaller amount than the compound represented by Chemical Formula 3.

상기 2종 이상의 가황촉진제는 징크 디에틸디티오카바메이트를 더 포함할 수 있다.The two or more vulcanization accelerators may further include zinc diethyldithiocarbamate.

상기 징크 디에틸디티오카바메이트는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함될 수 있다.The zinc diethyldithiocarbamate may be included in a smaller amount than the compound represented by Chemical Formula 3.

상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무는 70 내지 100 (ML1+8, 125℃)의 무늬점도를 가지고, 에틸렌 함량이 45% 내지 60%이고, ENB 함량이 8% 이상일 수 있다.The ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber may have a pattern viscosity of 70 to 100 (ML1+8, 125° C.), an ethylene content of 45% to 60%, and an ENB content of 8% or more.

상기 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 카본블랙, 프로세스 오일 및 탄산칼슘을 더 포함할 수 있고, 여기에 추가로 산화아연, 스테아린산, 가공조제 및 산화칼슘을 더 포함할 수도 있다.The EPDM rubber composition for the vulcanizer-free weather strip may further include carbon black, process oil, and calcium carbonate, and may further include zinc oxide, stearic acid, a processing aid, and calcium oxide.

상기 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은, 상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 100 중량부에 대하여, 상기 카본블랙 65 중량부내지 75 중량부, 상기 프로세스 오일 55 중량부 내지 65 중량부, 상기 탄산칼슘 0.1 중량부 내지 20 중량부, 상기 산화아연 5 중량부 내지 8 중량부, 상기 스테아린산 1 중량부 내지 2 중량부, 상기 가공조제 1 중량부 내지 3 중량부 및 상기 산화칼슘 1 중량부 내지 7 중량부를 포함할 수 있다.The EPDM rubber composition for the vulcanizing agent-free weather strip includes 65 parts by weight to 75 parts by weight of the carbon black, 55 parts by weight to 65 parts by weight of the process oil, based on 100 parts by weight of the EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber, 0.1 to 20 parts by weight of the calcium carbonate, 5 to 8 parts by weight of the zinc oxide, 1 to 2 parts by weight of the stearic acid, 1 to 3 parts by weight of the processing aid and 1 to 1 part by weight of the calcium oxide 7 parts by weight.

상기 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 흡습제 및 발포제를 더 포함할 수 있다.The EPDM rubber composition for the vulcanizing agent-free weather strip may further include a moisture absorbent and a foaming agent.

상기 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은, 상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 100 중량부에 대하여, 상기 흡습제 3 중량부 내지 5 중량부 및 상기 발포제 1 중량부 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.The EPDM rubber composition for the vulcanizing agent-free weather strip may include 3 to 5 parts by weight of the moisture absorbent and 1 to 3 parts by weight of the foaming agent based on 100 parts by weight of the ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber. there is.

상기 발포제는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.The foaming agent may include a compound represented by Formula 5 below.

[화학식 5][Formula 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 5에서,In Formula 5,

X’는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 NR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기)이다.X' is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or NR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group).

다른 일 구현예는 상기 가황제-프리 EPDM 고무 조성물을 이용하여 제조된 자동차용 글래스런 웨더스트립을 제공한다.Another embodiment provides a glass run weather strip for automobiles manufactured using the vulcanizing agent-free EPDM rubber composition.

또 다른 일 구현예는 a) EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무, 산화아연, 스테아린산, 가공조제, 산화칼슘 및 통상의 첨가제를 동시 투입하여 소련하는 단계; b) 카본블랙, 프로세스 오일 및 탄산칼슘을 투입하는 단계; c) 20 시간 내지 30 시간 동안 숙성하여 CMB(Carbon Master Batch) 조성물을 제조하는 단계; 및 d) 상기 CMB 조성물에 2종 이상의 가황촉진제를 가하고 혼련하여 FMB(Final Master Batch) 조성물을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 이상으로 포함되는 자동차용 글래스런 웨더스트립의 제조방법을 제공한다.Another embodiment is a) adding EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber, zinc oxide, stearic acid, a processing aid, calcium oxide, and conventional additives at the same time, followed by Soviet; b) adding carbon black, process oil and calcium carbonate; c) preparing a carbon master batch (CMB) composition by aging for 20 to 30 hours; and d) adding and kneading two or more vulcanization accelerators to the CMB composition to prepare a Final Master Batch (FMB) composition, wherein the two or more vulcanization accelerators include a compound represented by Formula 1 below, wherein Two or more vulcanization accelerators are included in an amount of at least 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the EPDM rubber, thereby providing a method for manufacturing a glass run weather strip for automobiles.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

(상기 화학식 1에서,(In Formula 1 above,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,R 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group;

n1은 0 내지 4의 정수이다)n1 is an integer from 0 to 4)

기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.The specific details of other aspects of the present invention are included in the detailed description below.

일 구현예에 따른 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 중장기적으로 압축영구줄음률이 우수하여, 웨더스트립의 씰링 기능이 오랫동안 유지됨은 물론이며, 스폰지 감성이 우수한 제품을 확보할 수 있다. 또한 우수한 내열 특성으로 변색, 오염 등을 감소시킬 수 있다. 따라서, 일 구현예에 따른 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 이용하여 제조된 자동차용 웨더스트립은 우수한 제품성을 확보할 수 있다.The EPDM rubber composition for a vulcanizing agent-free weather strip according to an embodiment has an excellent compression set in the mid- to long-term, so that the sealing function of the weather strip is maintained for a long time and a product with excellent sponge sensitivity can be obtained. In addition, discoloration and contamination can be reduced due to excellent heat resistance. Accordingly, a weather strip for automobiles manufactured using the EPDM rubber composition for a vulcanizing agent-free weather strip according to an embodiment may secure excellent product properties.

도 1은 실시예 1에 따른 조성물로 제조된 웨더스트립 압출 단면의 사진이다.
도 2는 비교예 1에 따른 조성물로 제조된 웨더스트립 압출 단면의 사진이다.
도 3 내지 도 5는 웨더스트립 프로파일 영구압축줄음율을 측정하는 기기의 사진이다.
1 is a photograph of a cross-section of a weather strip extruded prepared from a composition according to Example 1.
2 is a photograph of an extruded cross-section of a weather strip made of a composition according to Comparative Example 1.
3 to 5 are photographs of devices for measuring the permanent compression set of a weather strip profile.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환" 내지 "치환된"이란, 본 발명의 작용기 중의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl 또는 I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(NH2, NH(R200) 또는 N(R201)(R202)이고, 여기서 R200, R201 및 R202는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 C1 내지 C10 알킬기임), 아미디노기, 하이드라진기, 하이드라존기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise specified herein, "substituted" to "substituted" means that one or more hydrogen atoms in the functional group of the present invention is a halogen atom (F, Br, Cl or I), a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group ( NH 2 , NH(R 200 ) or N(R 201 )(R 202 ), wherein R 200 , R 201 and R 202 are the same or different from each other, and are each independently a C1 to C10 alkyl group), an amidino group, A hydrazine group, a hydrazone group, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, a substituted or unsubstituted alicyclic organic group, a substituted or unsubstituted aryl group, And means substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted heterocyclic group.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C20 알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C15 알킬기를 의미하고, "사이클로알킬기"란 C3 내지 C20 사이클로알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C3 내지 C18 사이클로알킬기를 의미하고, "알콕시기"란 C1 내지 C20 알콕시기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C18 알콕시기를 의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C20 아릴기를 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C18 아릴기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C20 알케닐기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C18 알케닐기를 의미하고, "알킬렌기"란 C1 내지 C20 알킬렌기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C18 알킬렌기를 의미하고, "아릴렌기"란 C6 내지 C20 아릴렌기를 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C16 아릴렌기를 의미한다.In this specification, unless otherwise specified, "alkyl group" means a C1 to C20 alkyl group, specifically means a C1 to C15 alkyl group, and "cycloalkyl group" means a C3 to C20 cycloalkyl group, specifically C3 to C18 cycloalkyl group, "alkoxy group" means a C1 to C20 alkoxy group, specifically means a C1 to C18 alkoxy group, "aryl group" means a C6 to C20 aryl group, and specifically means a C6 to C20 alkoxy group. Means a C18 aryl group, "alkenyl group" means a C2 to C20 alkenyl group, specifically means a C2 to C18 alkenyl group, "alkylene group" means a C1 to C20 alkylene group, specifically C1 to C18 alkylene group, and "arylene group" means a C6 to C20 arylene group, specifically a C6 to C16 arylene group.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다. 또한 "공중합"이란 블록 공중합 내지 랜덤 공중합을 의미하고, "공중합체"란 블록 공중합체 내지 랜덤 공중합체를 의미한다.Unless otherwise defined herein, "combination" means mixing or copolymerization. Further, "copolymerization" means block copolymerization or random copolymerization, and "copolymer" means block copolymer or random copolymer.

본 명세서 내 화학식에서 별도의 정의가 없는 한, 화학 결합이 그려져야 하는 위치에 화학결합이 그려져 있지 않은 경우는 상기 위치에 수소 원자가 결합되어 있음을 의미한다.Unless otherwise defined in the chemical formula within this specification, if a chemical bond is not drawn at a position where a chemical bond is to be drawn, it means that a hydrogen atom is bonded to the position.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.Unless otherwise defined in this specification, "*" means a moiety connected to the same or different atom or chemical formula.

본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. The present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 발명은 자동차용 씰링 부품인 웨더스트립에 사용되는 스폰지 고무 조성물, 즉 EPDM 고무 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로, EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 및 2종 이상의 가황촉진제를 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 이상으로 포함되는 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 제공한다.The present invention relates to a sponge rubber composition used for a weather strip, which is a sealing component for automobiles, that is, an EPDM rubber composition, and specifically, includes EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber and two or more vulcanization accelerators, and The vulcanization accelerator includes a compound represented by Formula 1 below, and the two or more vulcanization accelerators are included in an amount of 4 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the EPDM rubber.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,R 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group;

n1은 0 내지 4의 정수이다.n1 is an integer from 0 to 4;

일 구현예에 따른 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 통상적으로 사용되는 유황(고무 가황제)을 사용하지 않고, 황 공여 가황촉진제(Sulfur Donor)를 중심으로 가황시스템이 구성되어 있으며, 이를 통해 유황(고무 가황제)을 사용하는 종래 EPDM 고무 조성물과 비교하여 보다 우수한 압축영구줄음율을 가질 수 있다.The EPDM rubber composition for weather strip according to an embodiment does not use sulfur (rubber vulcanizing agent), which is commonly used, and has a vulcanization system centered on a sulfur donor, through which sulfur (rubber vulcanizing agent) is used. Vulcanizing agent) can have a more excellent compression set compared to the conventional EPDM rubber composition.

고무가교방식은 유황가교, 과산화물가교, 수지 가교 등이 있으나, 본 발명은 유황가교 방법에 대한 것이다. Rubber crosslinking methods include sulfur crosslinking, peroxide crosslinking, and resin crosslinking, but the present invention relates to a sulfur crosslinking method.

유황가교는 EPDM 고무와 같은 베이스 폴리머의 이중결합 구조에서 유황이 결합되면서 형성되는데 ,고무 배합에 탄성을 부여하기 위하여 유황 성분은 필수적으로 필요하다.Sulfur crosslinking is formed when sulfur is combined in the double bond structure of a base polymer such as EPDM rubber, and the sulfur component is essential to impart elasticity to rubber formulations.

이 때, 사용되는 가황제로서 유황(Sulfur)은 고리형 S8 분자 구조로 이루어져 있으며, 159℃에서 고리형 구조가 사슬형 구조로 변환되면서 고무의 점성력이 탄성력으로 전환되는 가황반응 활성화된다.At this time, sulfur as the vulcanizing agent used is composed of a cyclic S8 molecular structure, and as the cyclic structure is converted into a chain structure at 159 ° C, the vulcanization reaction in which the viscous force of rubber is converted into elastic force is activated.

고리형 구조의 유황이 분해되면서 사슬형 구조의 유황 구조로 전환될 때, 다양한 구조(-S-, -S-S-, -Sx- x≥3)를 갖게 되는데, 이러한 유황의 형태가 가교에 참여하게 되면 모노설피드결합(Mono-Sulfide Bond), 다이설파이드결합(Disulfide bond), 폴리머설파이드결합(Poly -Sulfide Bond) 형태를 가지고 되는데, 통상 각각의 결합에너지는 하기 표 1과 같다.When sulfur in a cyclic structure is decomposed and converted into a sulfur structure in a chain structure, it has various structures (-S-, -S-S-, -Sx- x≥3), and these sulfur forms participate in crosslinking. It has a mono-sulfide bond, a disulfide bond, and a poly-sulfide bond in the form of a mono-sulfide bond, and usually each bond energy is shown in Table 1 below.

(단위: KJ/mol)(Unit: KJ/mol) 구조structure 고무가황 결합에너지rubber vulcanization binding energy PolysulfidePolysulfide *-C-Sx-C-* (x ≥ 3)*-C-Sx-C-* (x ≥ 3) < 270< 270 DisulfideDisulfide *-C-S2-C-**-CS 2 -C-* 270270 MonosulfideMonosulfide *-C-S-C-**-C-S-C-* 285285 Carbon-CarbonCarbon-Carbon *-C-C-**-C-C-* 350350

결합에너지가 가장 큰 *-카본-카본-* 결합이 열노화에 따른 고무 물성이 가장 우수하지만, 이는 유황 가교 시스템에서는 나타날 수 없는 구조이기 때문에 모노설파이드 결합 구조 (*-C-S-C-*)가 유황 가교에서 가장 우수한 내열성을 확보할 수 있다. 하지만, 고무형 구조의 유황이 분해될 때, 형성되는 사슬형 구조의 유황구조는 무작위(Random)로 나타나기 때문에 높은 내열성의 물성을 확보하는데 한계가 있는 것이 현실이다. The *-carbon-carbon-* bond with the highest binding energy has the best rubber properties according to heat aging, but since this is a structure that cannot appear in the sulfur bridge system, the monosulfide bond structure (*-C-S-C-*) is sulfur bridged. The best heat resistance can be secured in However, it is a reality that there is a limit to securing high heat resistance properties because the chain-like sulfur structure formed is random when sulfur in the rubber-like structure is decomposed.

따라서, 본 발명자들은 모노설파이드 결합 구조를 최대한 많이 가질 수 있도록 하는 고무가교 시스템을 개발하기 위해, 연구에 연구를 거듭하였으며, 2년 여에 걸친 연구개발 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Therefore, the present inventors have repeatedly studied and studied in order to develop a rubber crosslinking system that can have as many monosulfide bonding structures as possible, and completed the present invention after two years of research and development.

구체적으로, 유황 가황제를 전혀 사용하지 않는 대신, 2종 이상의 가황촉진제를 사용하였으며, 이 때 상기 가황촉진제의 종류(상기 화학식 1로 표시되는 화합물 포함)와 함량(EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 이상)을 제어함으로써, 유황 가황제를 사용한 종래 기술보다 영구압축줄음율이 훨씬 우수한 EPDM 고무 조성물을 제공할 수 있다.Specifically, instead of not using a sulfur vulcanizing agent at all, two or more vulcanization accelerators were used. part or more), it is possible to provide an EPDM rubber composition having a much better compression set than the prior art using a sulfur vulcanizing agent.

이하, 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 구성하는 구성성분별로 하나씩 설명한다.Hereinafter, each component constituting the vulcanizing agent-free EPDM rubber composition for a weather strip will be described one by one.

<EPDM 고무><EPDM Rubber>

웨더스트립은 자동차용 씰링부품으로써, 높은 내후성능(Weather ability)이 필요하다. 따라서, 높은 내후성능을 확보하기 위해서 내후성이 우수한 EPDM 고무가 전 세계적으로 사용되어지고 있다.A weather strip is a sealing component for automobiles and requires high weather ability. Therefore, in order to secure high weather resistance, EPDM rubber with excellent weather resistance is used worldwide.

또한, 고온의 연속압출가황공법으로 제조되기 때문에 압출 프로파일의 형상 유지력과 안정성은 무엇보다 중요한 요소이다.In addition, since it is manufactured by a high-temperature continuous extrusion vulcanization method, the shape retention and stability of the extrusion profile are the most important factors.

EPDM 고무의 구조적 인자 중에서 무늬점도(Mooney Viscosity)와 ENB 함량, 에틸렌/프로필렌 함량 비율(EP Ratio)에 따라 여러가지 특성이 나타난다.Among the structural factors of EPDM rubber, various characteristics appear depending on Mooney Viscosity, ENB content, and ethylene/propylene content ratio (EP Ratio).

연속압출가황 공법으로 제조되는 웨더스트립 제품은 솔리드고무와 스폰지 고무로 불리는 EPDM 컴파운드가 사용되고 있으며, 스폰지고무는 압출단면 형상 안정성을 확보하기 위하여 일반적으로 높은 무늬점도의 EPDM 고무가 사용되고 있다. The weatherstrip products manufactured by the continuous extrusion vulcanization method use solid rubber and an EPDM compound called sponge rubber, and for sponge rubber, EPDM rubber with a high pattern viscosity is generally used to secure the shape stability of the extruded section.

하지만, 높은 무늬점도의 EPDM 고무는 컴파운드 제조과정에서 가공성이 불리하기 때문에 점도의 제약을 받을 수 있다. 따라서, 70 내지 100 (ML1+8, 125℃)의 무늬점도를 가지는 EPDM 고무를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.However, EPDM rubber with high pattern viscosity may be limited in viscosity because processability is disadvantageous in the compound manufacturing process. Therefore, it may be preferable to use an EPDM rubber having a texture viscosity of 70 to 100 (ML1+8, 125°C).

그리고, EPDM의 제 3성분으로 이중 결합 구조가 있는 ENB(Ethylidene norbornene)는 고무 가교도와 스폰지 형상 안정성, 그리고, 높은 가교물성을 확보함에 있어서 높은 함량의 제품을 유리하며, 예컨대 8% 이상의 ENB 함량의 제품, 예컨대 8% 내지 9%의 ENB 함량의 제품이 스폰지 고무 제조에 사용될 수 있다.In addition, ENB (Ethylidene norbornene), which has a double bond structure as the third component of EPDM, is advantageous in obtaining a product with a high content in securing rubber crosslinking, sponge shape stability, and high crosslinking properties, for example, with an ENB content of 8% or more Products, such as products with an ENB content of 8% to 9%, can be used for making sponge rubber.

웨더스트립의 스폰지 고무가 형성되는 부위는 기본적으로 씰링(Sealing) 역할 뿐 아니라, 개폐 성능에도 영향일 줄 수 있다. 개폐 성능에 영향을 줄 수 있는 EPDM 고무 특성으로 에틸렌/프로필렌 함량 비율이 중요한 요소로 작용할 수 있는데, 일반적으로 결정성이 높은 에틸렌 함량이 높을 경우, 스폰지고무가 딱딱(뻣뻣)할 수 있기 때문에 스폰지 고무에 적합하지 않다. 따라서 상대적으로 에틸렌 함량이 낮은 제품을 선호하게 되며, 예컨대 에틸렌 함량이 45% 내지 60%인 EPDM 고무가 높은 씰링 성능 뿐 아니라 개폐성능까지 확보하는 데 유리할 수 있다.The area where the sponge rubber of the weather strip is formed basically not only serves as a sealing function, but also may affect the opening/closing performance. As an EPDM rubber property that can affect opening and closing performance, the ethylene/propylene content ratio can act as an important factor. In general, when the ethylene content with high crystallinity is high, sponge rubber can be hard not suitable for Therefore, products with a relatively low ethylene content are preferred. For example, EPDM rubber having an ethylene content of 45% to 60% may be advantageous in securing not only high sealing performance but also opening and closing performance.

<가황촉진제><Vulcanization accelerator>

통상적으로 웨더스트립용 스폰지 고무 조성물을 제조함에 있어서 고무 가황의 필수적인 요소인 유황(Free Sulfur)을 첨가하여 사용하고 있다. In general, in preparing a sponge rubber composition for a weather strip, sulfur (Free Sulfur), which is an essential element of rubber vulcanization, is added and used.

고무에 황을 첨가하고 열을 가하게 되면 황에 의해 화학반응에 의해 개별 고분자 사슬이 3차원 망상구조의 네트워크로 형성되는데, 이를 가황이라고 한다. 이 때, 가황촉진제를 사용하게 되면, 가황속도를 증가시키고, 상대적으로 낮은 온도에서 효율적 가황을 할 수 있기 때문에 고무산업 전반적으로 가장 일반적으로 사용되는 고무 제품의 제조 원리이다. When sulfur is added to rubber and heat is applied, individual polymer chains are formed into a three-dimensional network by a chemical reaction with sulfur, which is called vulcanization. At this time, the use of a vulcanization accelerator increases the vulcanization rate and enables efficient vulcanization at a relatively low temperature, which is the most commonly used manufacturing principle of rubber products throughout the rubber industry.

하지만, 고무가황의 필수 성분으로 첨가하는 유황(Sulfur)은 고리형 구조인 S8 구조를 가지고 있으며, 분해과정에서 다양한 사슬형 구조(-S-, -S-S-, -Sx- x≥3)가 형성되는데, 각 사슬형 유황의 구조가 가황반응에 참여하게 되면 다양한 결합에너지를 갖는 구조가 형성된다(표 1 참조).However, sulfur added as an essential component of rubber vulcanization has a cyclic S8 structure, and various chain structures (-S-, -S-S-, -Sx- x≥3) are formed during the decomposition process. When the structure of each chain sulfur participates in the vulcanization reaction, structures with various binding energies are formed (see Table 1).

일반적으로 유황 개수가 적은 모노설파이드 결합이 많을 수록 압축영구줄음율 및 열노화 특성이 우수할 수 있는데, 이는 통상적으로 저온에서 오랜시간 가황반응을 통해서 확보할 수 있다고 알려져 있다. 하지만 이는 제조원가 상승과 생산성 저하를 초Žm할 수 있는 단점이 있다.In general, as the number of monosulfide bonds with a small number of sulfur increases, compression set and heat aging characteristics may be excellent, which is known to be obtained through vulcanization at a low temperature for a long time. However, this has the disadvantage of increasing manufacturing cost and lowering productivity.

따라서, 본 발명자들은 이러한 문제점을 개선하고 압축영구줄음율 및 열노화 특성이 우수한 스폰지고무를 이용한 웨더스트립을 제조하기 위하여 유황을 사용하지 않고, 황 공여 가황촉진제를 이용하여 우수한 압축영구줄음율과 열노화 물성을 확보하였다. Therefore, the inventors of the present invention, in order to improve these problems and to manufacture a weather strip using sponge rubber having excellent compression set and heat aging characteristics, obtained excellent compression set and heat by using a sulfur-donating vulcanization accelerator without using sulfur. Aging properties were secured.

통상적으로 고무가황 시스템을 분류할 때, 사용되는 유황과 가황촉진제 사용량에 대한 비율이 사용된다. 이 때 유황은 고무 100 중량비 기준으로 0.4 중량부 내지 3.5 중량부 범위 내 사용을 권장하고 있다. 이는 제품의 생산성과 품질 특성을 고려한 사용량으로 판단되지만, 본 발명은 이러한 종래 고무가황 시스템으로는 분류되지 않는, 즉 유황을 전혀 사용하지 않고, 황 공여 가황촉진제만을 사용하도록 개발되었으며, 이는 고내열성을 요구하는 고무 배합에 적용되는 EV(Efficient Vulcanization) 고무가황 시스템 대비 높은 내열 특성이 있음을 확인할 수 있었다.Conventionally, when classifying rubber vulcanization systems, the ratio of the amount of sulfur used and the amount of vulcanization accelerator used is used. At this time, sulfur is recommended to be used within the range of 0.4 parts by weight to 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of rubber. This is judged to be the amount used considering the productivity and quality characteristics of the product, but the present invention was developed to use only a sulfur-donating vulcanization accelerator that is not classified as such a conventional rubber vulcanization system, that is, without using sulfur at all, which has high heat resistance It was confirmed that there is higher heat resistance compared to EV (Efficient Vulcanization) rubber vulcanization system applied to the required rubber formulation.

본 발명은 유황을 사용하지 않기에, 단일(Mono-Sulfide Bond) 가교 형성이 우수하고, 이에 따른 내열성이 우수한 특성이 있다. 유황을 사용하지 않기 때문에, 즉 유황을 대신하여 황 공여 가황촉진제가 사용되었기 때문에 황 공여 가황촉진제의 종류 및 사용량이 매우 중요하며, 이러한 조건들을 하나라도 만족하지 못할 경우, 우수한 영구압축줄음율을 달성하기 어려워진다.Since the present invention does not use sulfur, mono-sulfide bond crosslinking is excellent, and accordingly, heat resistance is excellent. Since sulfur is not used, that is, because a sulfur-donating vulcanization accelerator is used instead of sulfur, the type and amount of the sulfur-donating vulcanization accelerator is very important, and if any of these conditions are not satisfied, an excellent compression set is achieved. It becomes difficult to do.

예컨대, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 5 중량부 이상으로 포함될 수 있다. 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 미만, 예컨대 5 중량부 미만으로 포함될 경우에는 영구압축줄음율 개선 효과가 저하될 수 있어 바람직하지 않을 수 있다.For example, the two or more vulcanization accelerators may be included in an amount of 5 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the EPDM rubber. When the two or more vulcanization accelerators are included in an amount of less than 4 parts by weight, for example, less than 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the EPDM rubber, the effect of improving the compression set may be reduced, which may be undesirable.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 스코치 안정성이 우수하며, 활성유황을 11% 함유하고 있다.The compound represented by Formula 1 has excellent scorch stability and contains 11% of active sulfur.

예컨대, 상기 화학식 1에서, X는 질소원자이고, L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고, n1은 0의 정수일 수 있다.For example, in Formula 1, X is a nitrogen atom, L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, and n1 may be an integer of 0.

예컨대, 상기 화학식 1에서, L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸렌기 또는 치환 또는 비치환된 에틸렌기일 수 있다.For example, in Formula 1, L 1 to L 4 may each independently represent a substituted or unsubstituted methylene group or a substituted or unsubstituted ethylene group.

예컨대, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.For example, the two or more vulcanization accelerators may further include a compound represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이다.L 1 to L 4 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.

예컨대, 상기 화학식 2에서, X는 질소원자이고, L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기일 수 있다.For example, in Chemical Formula 2, X is a nitrogen atom, and L 1 to L 4 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.

예컨대, 상기 화학식 2에서, L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸렌기 또는 치환 또는 비치환된 에틸렌기일 수 있다.For example, in Formula 2, L 1 to L 4 may each independently represent a substituted or unsubstituted methylene group or a substituted or unsubstituted ethylene group.

상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 고온의 가황 온도에서 분해되고, 이 때, 활성유황 27%를 방출시킨다. 방출된 활성유황은 고무 가황에 참여하게 된다. 즉, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 함께 사용하게 되면 유황의 사용량을 크게 감량시킬 수 있다.The compound represented by Formula 2 is decomposed at a high vulcanization temperature, and at this time, 27% of active sulfur is released. The released active sulfur participates in rubber vulcanization. That is, when the compound represented by Chemical Formula 2 is used together with the compound represented by Chemical Formula 1, the amount of sulfur used can be greatly reduced.

예컨대, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 많은 함량으로 포함될 수 있다.For example, the compound represented by Formula 2 may be included in a greater amount than the compound represented by Formula 1.

예컨대, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.For example, the two or more vulcanization accelerators may further include a compound represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 3에서,In Formula 3,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

R2 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.R 2 to R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group.

예컨대, 상기 화학식 3에서, X는 질소원자이고, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기일 수 있다.For example, in Formula 3, X is a nitrogen atom, and R 1 to R 4 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group.

예컨대, 상기 화학식 3에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기 또는 치환또는 비치환된 에틸기일 수 있다.For example, in Formula 3, R 1 to R 4 may each independently be a substituted or unsubstituted methyl group or a substituted or unsubstituted ethyl group.

상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 가황촉진력이 우수하고, 분해 과정에서 활성 유황을 13% 방출한다. 다른 가황촉진제 대비 저렴한 가격을 가짐에도 촉진력이 우수하다.The compound represented by Formula 3 has excellent vulcanization accelerator and releases 13% of active sulfur during decomposition. Compared to other vulcanization accelerators, it has excellent accelerating power despite having a low price.

예컨대, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함될 수 있다.For example, the compound represented by Formula 3 may be included in a smaller amount than the compound represented by Formula 1.

예컨대, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.For example, the two or more vulcanization accelerators may further include a compound represented by Formula 4 below.

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 화학식 4에서,In Formula 4,

X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,

L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이다.L 1 to L 4 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.

예컨대, 상기 화학식 4에서, X는 질소원자이고, L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기일 수 있다.For example, in Chemical Formula 4, X is a nitrogen atom, and L 1 to L 4 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.

예컨대, 상기 화학식 4에서, L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸렌기 또는 치환또는 비치환된 에틸렌기일 수 있다.For example, in Formula 4, L 1 to L 4 may each independently represent a substituted or unsubstituted methylene group or a substituted or unsubstituted ethylene group.

상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 가황촉진력이 강한 초촉진제로서, 가류물성이 우수하고 오염성이 없는 특징이 있고, 활성유황을 25% 함유하고 있다.The compound represented by Formula 4 is a super accelerator with strong vulcanization accelerator, has excellent vulcanization properties and is free from contamination, and contains 25% of active sulfur.

예컨대, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 많은 함량으로 포함되고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함될 수 있다.For example, the compound represented by Formula 4 may be included in a larger amount than the compound represented by Formula 1, and may be included in a smaller amount than the compound represented by Formula 2.

예컨대, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 화학식 1 내지 화학식 4로 표시되는 화합물을 모두 포함할 수 있고, 이 때 상기 화학식 1 내지 화학식 4로 표시되는 화합물들의 함량 대소 관계는 아래와 같을 수 있다.For example, the two or more vulcanization accelerators may include all of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 4, and in this case, the relationship between the contents of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 4 may be as follows.

화학식 2로 표시되는 화합물 > 화학식 4로 표시되는 화합물 > 화학식 1로 표시되는 화합물 > 화학식 3으로 표시되는 화합물Compound represented by Formula 2 > Compound represented by Formula 4 > Compound represented by Formula 1 > Compound represented by Formula 3

예컨대, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 징크 디부틸디티오카바메이트를 더 포함할 수 있다.For example, the two or more vulcanization accelerators may further include zinc dibutyl dithiocarbamate.

예컨대, 상기 징크 디부틸디티오카바메이트는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함될 수 있다.For example, the zinc dibutyl dithiocarbamate may be included in a smaller amount than the compound represented by Chemical Formula 3.

예컨대, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 징크 디에틸디티오카바메이트를 더 포함할 수 있다.For example, the two or more vulcanization accelerators may further include zinc diethyldithiocarbamate.

예컨대, 상기 징크 디에틸디티오카바메이트는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함될 수 있다.For example, the zinc diethyldithiocarbamate may be included in a smaller amount than the compound represented by Chemical Formula 3.

일 구현예에 따른 가황제-프리 EPDM 고무 조성물 내 가황촉진제가 상기와 같은 조건을 만족시킬 경우, 일 구현예에 따른 조성물은 압축영구줄음율이 매우 우수한 웨더스트립을 제공할 수 있다.When the vulcanization accelerator in the vulcanizing agent-free EPDM rubber composition according to one embodiment satisfies the above conditions, the composition according to one embodiment can provide a weather strip having a very excellent compression set.

예컨대, 상기 가황제-프리 EPDM 고무 조성물은 카본블랙, 프로세스 오일 및 탄산칼슘을 더 포함할 수 있다.For example, the vulcanizer-free EPDM rubber composition may further include carbon black, process oil, and calcium carbonate.

<고무 보강제 및 연화제><Rubber Reinforcement and Softener>

고무용 보강제로 통상적으로 사용되는 카본블랙은 입자크기에 따른 ASTM 규격으로 N100 ~ N900 으로 분류된다. 하지만 높은 내구성을 요구하는 타이어 제품 등에는 입자크기가 작은 N200 ~ N300 제품이, 높은 동특성을 요구하는 제품에는 N700 ~ N900 제품이 일반적으로 사용되지만, 웨더스트립은 N500 제품이 일반적으로 사용된다.Carbon black, which is commonly used as a reinforcing agent for rubber, is classified into N100 ~ N900 according to the ASTM standard according to the particle size. However, N200 ~ N300 products with small particle size are generally used for tire products requiring high durability, and N700 ~ N900 products are generally used for products requiring high dynamic characteristics, but N500 products are generally used for weather strips.

예컨대, 상기 카본블랙은 N550, 즉 FEF (Fast Extrusion Furnace) 제품일 수 있다. 이 경우, 압출제품용으로 평활한 평면을 얻을 수 있고, 보강성도 우수하며, 발열 또한 비교적 작을 수 있다. For example, the carbon black may be N550, that is, a Fast Extrusion Furnace (FEF) product. In this case, a smooth plane can be obtained for the extruded product, the reinforcing property is excellent, and the heat generation can be relatively small.

통상적으로 베이스 폴리머인 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 65 중량부 내지 75 중량부 범위로 포함될 수 있다. 상기 카본블랙이 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 65 중량부 미만으로 포함될 경우, 기계적 물성이 현저하게 떨어질 수 있으며, 75 중량부 초과로 포함될 경우, 높은 경도와 압출공정에서의 흐름성 저하가 발생되기 때문에 압출작업이 어렵게 된다.Typically, it may be included in the range of 65 parts by weight to 75 parts by weight based on 100 parts by weight of the base polymer EPDM rubber. When the carbon black is included in less than 65 parts by weight based on 100 parts by weight of EPDM rubber, mechanical properties may be significantly deteriorated, and when it is included in more than 75 parts by weight, high hardness and flowability in the extrusion process are lowered. Extrusion is difficult.

웨더스트립 제품은 기능적 부품이면서도 높은 감성적 품질을 요구한다. 따라서 본 발명에 사용된 고무 연화제는 변색, 이색 등의 감성적 품질 이슈가 발생할 수 있기 때문에 변색, 이색, 열노화에 상대적으로 우수한 파라핀 오일(프로세스 오일)을 사용할 수 있다. Weatherstrip products are functional parts but require high emotional quality. Therefore, since the rubber softener used in the present invention may cause emotional quality issues such as discoloration and discoloration, paraffin oil (process oil) that is relatively excellent in discoloration, discoloration, and heat aging can be used.

상기 프로세스 오일은 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 55 중량부 내지 65 중량부 범위로 포함될 수 있다. 상기 프로세스 오일이 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 55 중량부 미만으로 포함될 경우, 분산성 및 가공성이 떨어지며, 경도가 높아지기 때문에 자동차 개폐성능에 문제가 발생하고, 65 중량부를 초과할 경우, 분산성이 떨어지며, 씰링 성능 저하를 가져올 수 있다. The process oil may be included in the range of 55 parts by weight to 65 parts by weight based on 100 parts by weight of EPDM rubber. When the process oil is included in an amount of less than 55 parts by weight based on 100 parts by weight of EPDM rubber, dispersibility and processability are deteriorated, and a problem occurs in the opening and closing performance of a car because the hardness is increased, and when it exceeds 65 parts by weight, dispersibility is deteriorated , which can lead to deterioration of sealing performance.

또한 스폰지 압출 프로파일의 외관 품질 향상, 원가 경쟁력 향상을 위하여 일 구현예에 따른 조성물은 탄산칼슘을 더 포함할 수 있는데, 이 때 상기 탄산칼슘은 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 0.1 중량부 내지 20 중량부 범위로 포함될 수 있다. 만약 상기 탄산칼슘이 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 20 중량부를 초과하여 포함될 경우, 분산 불량 및 물성저하가 발생할 수 있다.In addition, in order to improve the appearance quality and cost competitiveness of the sponge extrusion profile, the composition according to one embodiment may further include calcium carbonate, wherein the calcium carbonate is 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of EPDM rubber. may be included in the range. If the calcium carbonate is included in an amount exceeding 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the EPDM rubber, poor dispersion and deterioration in physical properties may occur.

<기타 통상의 첨가제><Other usual additives>

예컨대, 상기 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 산화아연, 스테아린산, 가공조제 및 산화칼슘 등을 더 포함할 수 있다.For example, the vulcanizer-free EPDM rubber composition for weather strip may further include zinc oxide, stearic acid, a processing aid, and calcium oxide.

가황활성제로는 산화아연과 지방산을 사용할 수 있는데, 이는 금속염을 형성하여 가황촉진력을 향상시킬 수 있다. Zinc oxide and fatty acids can be used as the vulcanization activator, which can improve the vulcanization accelerator by forming a metal salt.

예컨대, 상기 산화아연은 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 5 중량부 내지 8 중량부로 포함될 수 있으며, 상기 지방산은 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 1 중량부 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 산화아연이 EPDM 고무 100 중량부 기준으로 5 중량부 미만으로 포함될 경우, 가황활성력이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 8 중량부를 초과할 경우에는 분산 불량이 발생할 수 있다. For example, the zinc oxide may be included in 5 parts by weight to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of EPDM rubber, and the fatty acid may be included in 1 part by weight to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of EPDM rubber. When the zinc oxide is included in an amount of less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the EPDM rubber, vulcanization activity may be reduced, and if it exceeds 8 parts by weight, poor dispersion may occur.

예컨대, 상기 지방산은 스테아린산(Stearic Acid)을 포함할 수 있으며, EPDM 고무 100 중량부 기준으로 1 중량부 미만으로 포함될 경우, 가황활성력 저하가 발생할 수 있으며, 2 중량부를 초과할 경우, 미반응된 지방산이 표면으로 이행되어 백화현상이라고 불리우는 블루밍(Blooming)이 발생할 수 있는데, 이는 웨더스트립 감성 품질 저하를 초래하는 요인이 될 수 있다.For example, the fatty acid may include stearic acid, and when included in less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of EPDM rubber, a decrease in vulcanization activity may occur, and if it exceeds 2 parts by weight, unreacted Fatty acid is transferred to the surface and blooming, which is called whitening, may occur, which may be a factor that causes deterioration in weather strip sensitivity.

<발포제 및 흡습제><Blowing agent and moisture absorbent>

예컨대, 상기 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 흡습제 및 발포제를 더 포함할 수 있다. For example, the EPDM rubber composition for the vulcanizing agent-free weather strip may further include a moisture absorbent and a foaming agent.

웨더스트립 제조공정인 고온연속압출가황공법에서 흡습제 사용은 매우 중요할 수 있다. 이는 스폰지고무 제조 과정에 사용되는 원재료에 미량의 수분이 함유되어 있을 경우, 고온의 가류공정을 통과할 때, 기화되면서 내부에 기공(Porosity)를 형성할 수 있는데, 이는 고무용 발포제와 유사한 형태로 나타나지만, 고무용 발포제는 고무 조성물을 운영함에 있어서 컨트롤이 가능하지만, 원재료 내부의 수분에 의한 기공 형성은 제어가 불가능하기 때문에 EPDM 고무 100 중량부 대비 3 중량부 내지 5 중량부를 사용함이 바람직할 수 있다. 상기 흡습제를 EPDM 고무 100 중량부 대비 3 중량부 미만으로 사용할 경우, 완전한 내부 수분 제거가 불가하기 때문에 제품 표면의 감성 품질 저하를 야기할 수 있으며, 5 중량부를 초과하여 사용할 경우, 분산 불량 및 물성 저하가 발생할 수 있다. In the high-temperature continuous extrusion vulcanization process, which is a weather strip manufacturing process, the use of a moisture absorbent can be very important. This means that if the raw material used in the sponge rubber manufacturing process contains a small amount of moisture, when it passes through the high-temperature vulcanization process, it may vaporize and form porosity inside, which is similar to a foaming agent for rubber. However, since the foaming agent for rubber can be controlled in operating the rubber composition, the formation of pores due to moisture inside the raw material cannot be controlled, so it may be preferable to use 3 to 5 parts by weight compared to 100 parts by weight of EPDM rubber. . When the moisture absorbent is used in an amount less than 3 parts by weight relative to 100 parts by weight of EPDM rubber, it is impossible to completely remove internal moisture, which may cause deterioration in the emotional quality of the product surface, and when used in excess of 5 parts by weight, poor dispersion and deterioration in physical properties may occur.

예컨대, 상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 100 중량부에 대하여, 상기 발포제는 1 중량부 내지 3 중량부로 포함될 수 있다.For example, based on 100 parts by weight of the ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber, the foaming agent may be included in an amount of 1 part by weight to 3 parts by weight.

예컨대, 상기 발포제는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the foaming agent may include a compound represented by Formula 5 below, but is not necessarily limited thereto.

[화학식 5][Formula 5]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 5에서,In Formula 5,

X’는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 NR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기)이다.X' is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or NR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group).

다른 일 구현예는 상기 가황제-프리 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 이용하여 제조된 자동차용 글래스런 웨더스트립을 제공한다.Another embodiment provides a glass run weather strip for automobiles manufactured using the EPDM rubber composition for a vulcanizing agent-free weather strip.

또 다른 일 구현예는 a) EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무, 산화아연, 스테아린산, 가공조제, 산화칼슘 및 통상의 첨가제를 동시 투입하여 소련하는 단계; b) 카본블랙, 프로세스 오일 및 탄산칼슘을 투입하는 단계; c) 20 시간 내지 30 시간 동안 숙성하여 CMB(Carbon Master Batch) 조성물을 제조하는 단계; 및 d) 상기 CMB 조성물에 2종 이상의 가황촉진제를 가하고 혼련하여 FMB(Final Master Batch) 조성물을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 이상으로 포함되는 자동차용 글래스런 웨더스트립의 제조방법을 제공한다.Another embodiment is a) adding EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber, zinc oxide, stearic acid, a processing aid, calcium oxide, and conventional additives at the same time, followed by Soviet; b) adding carbon black, process oil and calcium carbonate; c) preparing a carbon master batch (CMB) composition by aging for 20 to 30 hours; and d) preparing a FMB (Final Master Batch) composition by adding and kneading two or more vulcanization accelerators to the CMB composition, wherein the two or more vulcanization accelerators include the compound represented by Formula 1, Two or more vulcanization accelerators are included in an amount of at least 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the EPDM rubber, thereby providing a method for manufacturing a glass run weather strip for automobiles.

구체적으로, 본 발명의 제조공법은 CMB (Carbon Master Batch)와 FMB(Final Master Batch)로 나뉘어 제조할 수 있다. CMB 고무(조성물)는 베이스 폴리머인 EPDM 고무를 중심으로 카본블랙, 프로세스 오일, 탄산칼슘, 가황활성제인 산화아연과 스테아린산, 그리고 가황활성조제인 PEG#4000 등을 투입하여 혼합하였는데, 사용할 수 있는 믹싱 설비는 반바리(Banbury Mixer), 인터믹서(Inter-Mixer), 니이더(Kneadeer)와 같은 밀폐형 믹서(Closed Mixer)를 사용할 수 있다. 이는 믹싱 과정에서 비산되어 외부로 누출되거나, 믹싱 과정에서 빠른 생산성과 분산을 확보함에 있어서 개방형 믹서 (Open Mixer, 예를 들면 Open Mill - 2개형 원통형 롤을 이용한 믹싱 설비)보다 유리하다.Specifically, the manufacturing method of the present invention can be manufactured by dividing into CMB (Carbon Master Batch) and FMB (Final Master Batch). CMB rubber (composition) was mixed by adding carbon black, process oil, calcium carbonate, zinc oxide and stearic acid as vulcanization activators, and PEG#4000 as vulcanization activator, centering on EPDM rubber as the base polymer. Equipment can use closed mixers such as Banbury Mixer, Inter-Mixer, and Kneadeer. This is more advantageous than an open mixer (eg, Open Mill - a mixing facility using two cylindrical rolls) in ensuring rapid productivity and dispersion during the mixing process or leakage to the outside during the mixing process.

CMB 고무(조성물)의 제조가 끝나면 약 24 시간의 숙성시간을 거친 후 FMB 고무(조성물) 제조를 하여야 하며, 이 때, 특정중량의 CMB 고무에 가황촉진제, 발포제, 흡습제를 넣어서 믹싱할 수 있다.After the preparation of the CMB rubber (composition) is completed, the FMB rubber (composition) must be manufactured after about 24 hours of aging time.

CMB와 FMB 공정은 통상적인 고무 믹싱 방법을 사용할 수 있다.CMB and FMB processes can use conventional rubber mixing methods.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.  다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred examples of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

(실시예)(Example)

웨더스트립용 EPDM 고무 조성물의 제조Preparation of EPDM rubber composition for weather strip

하기 표 2의 조성에 따라 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 제조하였다.An EPDM rubber composition for a weather strip was prepared according to the composition shown in Table 2 below.

구체적으로, 반바리 믹서에서 CMB를 제조하고, 24시간 이상의 숙성을 거친 후 반바리 믹서에서 FMB를 제조하였다. CMB 제조과정에서 EPDM 고무(KEP-2480 : 금호폴리켐)와 산화아연, 스테아린산, WB-16(독일 Struktol社 고무 가공조제), PEG#4000, 산화칼슘을 동시 투입하여 소련(Mastification)을 실시한 후 카본블랙(Orion Engineered Carbons社 HS45 카본블랙), 프로세스 오일, 탄산칼슘을 투입하여 제조하였다. 그리고, 24시간 이상의 고무 숙성시간을 거친 후 각 원재료 조성비에 따라 가황제 및/또는 가황촉진제를 투입하여 제조하였다.Specifically, CMB was prepared in a Banbari mixer, and after aging for 24 hours or more, FMB was prepared in a Banbari mixer. In the CMB manufacturing process, EPDM rubber (KEP-2480: Kumho Polychem), zinc oxide, stearic acid, WB-16 (Rubber Processing Aid from Struktol, Germany), PEG#4000, and calcium oxide are simultaneously added to perform mastification. It was prepared by adding carbon black (HS45 carbon black from Orion Engineered Carbons), process oil, and calcium carbonate. And, after passing through the rubber aging time of 24 hours or more, it was prepared by adding a vulcanizing agent and/or a vulcanization accelerator according to the composition ratio of each raw material.

본 발명에 사용된 EPDM 고무는 금호폴리켐社 제품을 사용하였는데, 이는 스폰지 타입의 고무에 가장 널리 알려진 제품이며, 기본 물성은 하기 표 3과 같다.The EPDM rubber used in the present invention was a product of Kumho Polychem, which is the most widely known product for sponge-type rubber, and its basic physical properties are shown in Table 3 below.

구 분division 비교예comparative example 실시예Example 1One 22 33 44 1One CMBCMB KEP-2480KEP-2480 100100 100100 100100 100100 100100 카본블랙 N550Carbon Black N550 7373 7373 7878 7878 7878 프로세스 오일process oil 6363 6363 5858 5858 5858 탄산칼슘 (CaCO3)Calcium Carbonate (CaCO 3 ) 2020 2020 2020 2020 2020 산화아연 (ZnO)Zinc Oxide (ZnO) 55 55 55 55 55 스테아린산stearic acid 1One 1One 1One 1One 1One WB-16WB-16 22 22 22 22 22 PEG#4000PEG#4000 -- -- 1.51.5 1.51.5 2.52.5 산화칼슘 (CaO)Calcium Oxide (CaO) 44 44 44 44 44 CMB 소계CMB subtotal 268268 268268 269.5269.5 269.5269.5 270.5270.5 FMBFMB S (Sulfur : 가황제)S (Sulfur: Vulcanizing agent) 1.21.2 -- -- -- -- 가황촉진제
(2-mercaptobenzothiazole)
Vulcanization accelerator
(2-mercaptobenzothiazole)
1.51.5 1.51.5 1.51.5 -- --
가황촉진제 [2-(4'-Morpholinodithio) benzothiazole]Vulcanization accelerator [2-(4'-Morpholinodithio) benzothiazole] -- -- -- 1.51.5 1One 가황촉진제 (Zinc Dibutyldithiocarbamate)Vulcanization accelerator (Zinc Dibutyldithiocarbamate) 0.70.7 0.70.7 0.50.5 -- 0.30.3 가황촉진제 (Zinc Diethyldithiocarbamate)Vulcanization accelerator (Zinc Diethyldithiocarbamate) 0.50.5 0.50.5 0.50.5 -- 0.30.3 가황촉진제 (Ethylene Thiourea)Vulcanization accelerator (Ethylene Thiourea) 0.50.5 0.50.5 -- -- -- 가황촉진제 (4-4’-Dithiodimorpholine)Vulcanization accelerator (4-4'-Dithiodimorpholine) -- -- 1.51.5 1.51.5 1.51.5 가황촉진제 (Tetramethylthiuram disulfide)Vulcanization accelerator (Tetramethylthiuram disulfide) -- -- 0.70.7 0.70.7 0.70.7 가황촉진제 (Dipentamethylenethiuram tetrasulfide)Vulcanization accelerator (Dipentamethylenethiuram tetrasulfide) 0.30.3 0.30.3 0.30.3 -- 1.21.2 합 계 (CMB + FMB)Total (CMB + FMB) 272.7272.7 271.5271.5 274.5274.5 273.2273.2 275.5275.5

구분division 결과치result 무늬점도 (ML1+8, 125℃)Pattern viscosity (ML1+8, 125℃) 8181 에틸렌 함량ethylene content 58%58% ENB 함량ENB content 8.9%8.9% 분자량 분포도molecular weight distribution BimodalBimodal

(평가)(evaluation)

실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 가황시켜 제조된 가황고무의기본 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.Basic physical properties of the vulcanized rubber prepared by vulcanizing the EPDM rubber composition for weather strip according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 were measured, and the results are shown in Table 4 below.

구 분division 비교예comparative example 실시예Example 1One 22 33 44 1One 가황고무
기본물성
Vulcanized rubber
basic physical properties
일반물성general physical properties 비중importance -- 1.1211.121 1.1221.122 1.1311.131 1.1321.132 1.1331.133
경도Hardness Shore AShore A 5757 5151 5555 5656 5858 인장강도tensile strength kg/cm2 kg/cm 2 8888 6666 8383 8484 9191 M(100%)M (100%) kg/cm2 kg/cm 2 2525 2323 2323 2323 2424 신장율elongation rate %% 378378 355355 371371 373373 385385 노화물성
(70℃×72시간)
aging properties
(70℃×72 hours)
경도 변화량change in hardness Shore AShore A +1+1 +3+3 +1+1 +1+1 +1+1
인장강도 변화율Tensile strength change rate %% +2.1+2.1 +3.9+3.9 +1.2+1.2 +1.2+1.2 +1.1+1.1 신장율 변화율rate of change of elongation %% -1.5-1.5 -5.2-5.2 -2.1-2.1 -2.1-2.1 -0.3-0.3 압축영구줄음율compression permanent harmonics 단기모드
(70℃×22시간)
short-term mode
(70℃×22 hours)
9.39.3 15.515.5 10.910.9 10.910.9 8.38.3
장기모드
(85℃×45시간)
long term mode
(85℃×45 hours)
22.522.5 27.927.9 22.922.9 23.023.0 14.814.8

상기 표 4로부터, 비교예 2의 경우, 유황을 전혀 사용하지 않았는데도 불구하고, 현저한 물성 저하를 확인할 수 있었고, 이로부터 비교예 2는 유황에 의한 가황반응이 거의 없었음을 알 수 있다. 비교예 3에서 황 공여 촉진제를 증랑하였을 경우, 비교예 2 대비 상대적으로 높은 가황반응이 발생하였으나, 이는 웨더스트립 스폰지고무에 적합한 가교도를 확보할 수 없었다. 따라서, 실시예 1과 같이 유황을 전혀 사용하지 않으면서도 물성 향상 효과를 가지기 위해서는 황 공여 가황촉진제의 종류 및 사용량에 대한 제어가 필수적임을 확인할 수 있다.From Table 4, in the case of Comparative Example 2, even though sulfur was not used at all, it was confirmed that the physical properties were significantly deteriorated. When the sulfur donating accelerator was added in Comparative Example 3, a relatively high vulcanization reaction occurred compared to Comparative Example 2, but this could not secure a degree of crosslinking suitable for weather strip sponge rubber. Therefore, in order to have the effect of improving physical properties without using sulfur at all, as in Example 1, it can be confirmed that control of the type and amount of the sulfur-donating vulcanization accelerator is essential.

스폰지용 웨더스트립의 제조Manufacture of weather strip for sponge

하기 표 5의 조성에 따라, 실시예 1 및 비교예 1의 조성물에 발포제를 첨가하고 고온의 조건으로 연속 압출 가황공법을 적용하여 스폰지용 웨더스트립을 제조하였다.According to the composition shown in Table 5 below, a foaming agent was added to the compositions of Example 1 and Comparative Example 1, and a continuous extrusion vulcanization method was applied at a high temperature to prepare a weather strip for sponge.

비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 CMBCMB KEP-2480KEP-2480 100100 100100 카본블랙 N550Carbon Black N550 7373 7878 프로세스 오일process oil 6363 5858 탄산칼슘 (CaCO3)Calcium Carbonate (CaCO 3 ) 2020 2020 산화아연 (ZnO)Zinc Oxide (ZnO) 55 55 스테아린산stearic acid 1One 1One WB-16WB-16 22 22 PEG#4000PEG#4000 -- 2.52.5 산화칼슘 (CaO)Calcium Oxide (CaO) 44 44 CMB 소계CMB subtotal 268268 270.5270.5 FMBFMB S (Sulfur : 가황제)S (Sulfur: Vulcanizing agent) 1.21.2 -- 가황촉진제
(2-mercaptobenzothiazole)
Vulcanization accelerator
(2-mercaptobenzothiazole)
1.51.5 --
가황촉진제 [2-(4'-Morpholinodithio) benzothiazole]Vulcanization accelerator [2-(4'-Morpholinodithio) benzothiazole] -- 1One 가황촉진제 (Zinc Dibutyldithiocarbamate)Vulcanization accelerator (Zinc Dibutyldithiocarbamate) 0.70.7 0.30.3 가황촉진제 (Zinc Diethyldithiocarbamate)Vulcanization accelerator (Zinc Diethyldithiocarbamate) 0.50.5 0.30.3 가황촉진제 (Ethylene Thiourea)Vulcanization accelerator (Ethylene Thiourea) 0.50.5 -- 가황촉진제 (4-4’-Dithiodimorpholine)Vulcanization accelerator (4-4'-Dithiodimorpholine) -- 1.51.5 가황촉진제 (Tetramethylthiuram disulfide)Vulcanization accelerator (Tetramethylthiuram disulfide) -- 0.70.7 가황촉진제 (Dipentamethylenethiuram tetrasulfide)Vulcanization accelerator (Dipentamethylenethiuram tetrasulfide) 0.30.3 1.21.2 발포제 (4,4'-Oxybis (benzenesulfonyl hydrazide))Blowing agent (4,4'-Oxybis (benzenesulfonyl hydrazide)) 2.252.25 2.12.1

(평가)(evaluation)

실시예 1 및 비교예 1에 따른 스폰지용 웨더스트립의 발포 비중, 영구압축줄음율 및 백화 평가 결과를 하기 표 6에 나타내었다.The foaming specific gravity, compression set, and whitening evaluation results of the weather strips for sponge according to Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 6 below.

비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 웨더스트립
(스폰지 발포물)
weather strip
(sponge foam)
발포 비중specific gravity of foam -- 0.5610.561 0.5580.558
영구압축줄음율
(25% Deflection)
permanent compression set
(25% deflection)
단기모드
(70℃×22시간)
short-term mode
(70℃×22 hours)
16.916.9 13.113.1
장기모드
(85℃×45시간)
long term mode
(85℃×45 hours)
25.825.8 21.821.8
백화 평가bleaching evaluation 80℃×720℃80℃×720℃ 백화 없음no whitening 백화 없음no whitening

웨더스트립 압출물은 연속압출가황공법으로 제조되는데, 통상적으로 압출가황공법으로 불리고 있다. 압출 다이스를 통해서 압출물 형상을 제조하고, 이를 오븐 이라고 불리는 고온의 공간을 통과하면서 가황과 발포가 동시에 이뤄지게 된다. 이 때, 본 압출물은 오븐 존 내부 설정 온도는 260℃ 로 실시하였다.The weatherstrip extrudate is manufactured by a continuous extrusion vulcanization method, which is commonly referred to as an extrusion vulcanization method. An extrudate is manufactured through an extrusion die, and vulcanization and foaming are performed simultaneously while passing through a high-temperature space called an oven. At this time, this extrudate was carried out at a set temperature inside the oven zone of 260 ℃.

표 6으로부터, 실시예 1에 따른 웨더스트립이 비교예 1에 따른 웨더스트립보다 우수한 영구압출줄음율을 가짐을 확인할 수 있다.From Table 6, it can be seen that the weather strip according to Example 1 has a higher permanent compression set than the weather strip according to Comparative Example 1.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.  그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but can be manufactured in a variety of different forms, and those skilled in the art to which the present invention pertains may take other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be understood that it can be implemented with Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

Claims (21)

EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 및 2종 이상의 가황촉진제를 포함하고,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 이상으로 포함되는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00012

상기 화학식 1에서,
X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,
n1은 0 내지 4의 정수이다.
Contains EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber and two or more vulcanization accelerators,
The two or more vulcanization accelerators include a compound represented by Formula 1 below,
The two or more vulcanization accelerators are contained in an amount of 4 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the EPDM rubber. A sulfur-free EPDM rubber composition for weather strip:
[Formula 1]
Figure pat00012

In Formula 1,
X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,
R 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group,
L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group;
n1 is an integer from 0 to 4;
제1항에서,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 5 중량부 이상으로 포함되는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 1,
The two or more vulcanization accelerators are included in an amount of 5 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the EPDM rubber.
제1항에서,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물:
[화학식 2]
Figure pat00013

상기 화학식 2에서,
X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,
L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이다.
In paragraph 1,
The two or more vulcanization accelerators further include a compound represented by Formula 2 below:
[Formula 2]
Figure pat00013

In Formula 2,
X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,
L 1 to L 4 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.
제3항에서,
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 많은 함량으로 포함되는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 3,
The compound represented by Formula 2 is included in a higher amount than the compound represented by Formula 1. A sulfur-free EPDM rubber composition for weather strips.
제1항에서,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 더 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물:
[화학식 3]
Figure pat00014

상기 화학식 3에서,
X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
In paragraph 1,
The two or more vulcanization accelerators further include a compound represented by Formula 3 below:
[Formula 3]
Figure pat00014

In Formula 3,
X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,
R 2 to R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group.
제5항에서,
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함되는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 5,
The compound represented by Chemical Formula 3 is contained in a smaller amount than the compound represented by Chemical Formula 1. A sulfur-free EPDM rubber composition for a weather strip.
제3항에서,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 더 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물:
[화학식 4]
Figure pat00015

상기 화학식 4에서,
X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,
L1 내지 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이다.
In paragraph 3,
The two or more vulcanization accelerators further include a compound represented by Formula 4 below:
[Formula 4]
Figure pat00015

In Formula 4,
X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,
L 1 to L 4 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.
제7항에서,
상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물보다 더 많은 함량으로 포함되고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함되는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 7,
The compound represented by Chemical Formula 4 is included in a higher amount than the compound represented by Chemical Formula 1, and the compound represented by Chemical Formula 2 is contained in a smaller amount than a vulcanizing agent-free (sulfur-free) EPDM for weather strip rubber composition.
제5항에서,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 징크 디부틸디티오카바메이트를 더 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 5,
The two or more vulcanization accelerators further comprise zinc dibutyldithiocarbamate-free EPDM rubber composition for weather strips.
제9항에서,
상기 징크 디부틸디티오카바메이트는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함되는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 9,
The zinc dibutyl dithiocarbamate is contained in a smaller amount than the compound represented by Formula 3 above.
제5항에서,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 징크 디에틸디티오카바메이트를 더 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 5,
The two or more vulcanization accelerators further comprise zinc diethyldithiocarbamate-sulfur-free EPDM rubber composition for weather strips.
제9항에서,
상기 징크 디에틸디티오카바메이트는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물보다 더 적은 함량으로 포함되는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 9,
The zinc diethyldithiocarbamate is included in a lower content than the compound represented by Formula 3 above - a sulfur-free EPDM rubber composition for a weather strip.
제1항에서,
상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무는 70 내지 100 (ML1+8, 125℃)의 무늬점도를 가지고, 에틸렌 함량이 45% 내지 60%이고, ENB 함량이 8% 이상인 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 1,
The EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber has a pattern viscosity of 70 to 100 (ML1 + 8, 125 ° C), an ethylene content of 45% to 60%, and an ENB content of 8% or more. free) EPDM rubber composition for weather strip.
제1항에서,
상기 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 카본블랙, 프로세스 오일 및 탄산칼슘을 더 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 1,
The vulcanizer-free (sulfur-free) EPDM rubber composition for the weather strip further comprises carbon black, process oil and calcium carbonate - the vulcanizer-free (sulfur-free) EPDM rubber composition for the weather strip.
제14항에서,
상기 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 산화아연, 스테아린산, 가공조제 및 산화칼슘을 더 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 14,
The vulcanizing agent-free (sulfur-free) EPDM rubber composition for a weather strip further comprises zinc oxide, stearic acid, a processing aid and calcium oxide.
제15항에서,
상기 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은,
상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 100 중량부에 대하여, 상기 카본블랙 65 중량부내지 75 중량부, 상기 프로세스 오일 55 중량부 내지 65 중량부, 상기 탄산칼슘 0.1 중량부 내지 20 중량부, 상기 산화아연 5 중량부 내지 8 중량부, 상기 스테아린산 1 중량부 내지 2 중량부, 상기 가공조제 1 중량부 내지 3 중량부 및 상기 산화칼슘 1 중량부 내지 7 중량부를 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In clause 15,
The vulcanizer-free (sulfur-free) EPDM rubber composition for weather strip,
65 to 75 parts by weight of the carbon black, 55 to 65 parts by weight of the process oil, 0.1 to 20 parts by weight of the calcium carbonate, based on 100 parts by weight of the ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber, Vulcanizing agent containing 5 parts by weight to 8 parts by weight of zinc, 1 part by weight to 2 parts by weight of the stearic acid, 1 part by weight to 3 parts by weight of the processing aid and 1 part by weight to 7 parts by weight of the calcium oxide-free (sulfur-free) ) EPDM rubber composition for weather strip.
제14항에서,
상기 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은 흡습제 및 발포제를 더 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 14,
The vulcanizer-free (sulfur-free) EPDM rubber composition for a weather strip further comprises a moisture absorbent and a foaming agent - EPDM rubber composition for a sulfur-free weather strip.
제17항에서,
상기 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물은,
상기 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무 100 중량부에 대하여, 상기 흡습제 3 중량부 내지 5 중량부 및 상기 발포제 1 중량부 내지 3 중량부를 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물.
In paragraph 17,
The vulcanizer-free (sulfur-free) EPDM rubber composition for weather strip,
EPDM rubber for a vulcanizing agent-free weather strip comprising 3 parts by weight to 5 parts by weight of the moisture absorbent and 1 part by weight to 3 parts by weight of the foaming agent with respect to 100 parts by weight of the ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber composition.
제17항에서,
상기 발포제는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 포함하는 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물:
[화학식 5]
Figure pat00016

상기 화학식 5에서,
X’는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 NR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기)이다.
In paragraph 17,
The foaming agent comprises a compound represented by Formula 5 below:
[Formula 5]
Figure pat00016

In Formula 5,
X' is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or NR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group).
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 가황제-프리(sulfur-free) 웨더스트립용 EPDM 고무 조성물을 이용하여 제조된 자동차용 글래스런 웨더스트립.
A glass run weather strip for automobiles manufactured using the vulcanizer-free EPDM rubber composition for weather strip according to any one of claims 1 to 19.
a) EPDM(ethylene propylene diene monomer) 고무, 산화아연, 스테아린산, 가공조제, 산화칼슘 및 통상의 첨가제를 동시 투입하여 소련하는 단계;
b) 카본블랙, 프로세스 오일 및 탄산칼슘을 투입하는 단계;
c) 20 시간 내지 30 시간 동안 숙성하여 CMB(Carbon Master Batch) 조성물을 제조하는 단계; 및
d) 상기 CMB 조성물에 2종 이상의 가황촉진제를 가하고 혼련하여 FMB(Final Master Batch) 조성물을 제조하는 단계
를 포함하고,
상기 2종 이상의 가황촉진제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
[화학식 1]
Figure pat00017

(상기 화학식 1에서,
X는 CR(R은 수소원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기) 또는 질소원자이고,
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,
n1은 0 내지 4의 정수이다)
상기 2종 이상의 가황촉진제는 상기 EPDM 고무 100 중량부 대비 4 중량부 이상으로 포함되는 자동차용 글래스런 웨더스트립의 제조방법.
a) adding EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber, zinc oxide, stearic acid, processing aid, calcium oxide, and common additives at the same time and mixing them;
b) adding carbon black, process oil and calcium carbonate;
c) preparing a carbon master batch (CMB) composition by aging for 20 to 30 hours; and
d) adding two or more vulcanization accelerators to the CMB composition and kneading to prepare a final master batch (FMB) composition
including,
The two or more vulcanization accelerators include a compound represented by Formula 1 below,
[Formula 1]
Figure pat00017

(In Formula 1 above,
X is CR (R is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or a nitrogen atom,
R 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group,
L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group;
n1 is an integer from 0 to 4)
The method of manufacturing a glass run weather strip for automobiles, wherein the two or more vulcanization accelerators are included in an amount of 4 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the EPDM rubber.
KR1020210141299A 2021-10-21 2021-10-21 Vulcanizing agent-free EPDM rubber Composition for weather strip, Glassrun Weather-strip For Vehicle using the same and manufacturing method of the Glassrun Weather-strip For Vehicle KR20230057536A (en)

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