WO2012124442A1 - クロロプレンゴム組成物およびその加硫ゴム、並びに該加硫ゴムを用いたゴム型物、防振ゴム部材、エンジンマウントおよびホース - Google Patents
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Abstract
Description
数平均粒子径70nm~600nmかつJIS-K6221吸油量A法によるDBP吸油量15ml/100g~60ml/100gのカーボンブラック15~150質量部と、
下記化学式(1)で表される可塑剤3~30質量部と、
を少なくとも含有するクロロプレンゴム組成物を提供する。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物に含有する前記可塑剤は、前記化学式(1)で表される化合物であれば特に限定されないが、本発明においては特に、ジメチル・セバケート、ジエチル・セバケート、ジ-n-ブチル・セバケート、ジ-n-プロピル・セバケート、ジ-n-ペンチル・セバケートから選ばれる少なくとも一種の可塑剤を選択することが好ましい。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物には、クロロプレンゴム100質量部に対し、イミダゾール化合物0.1~3質量部を更に含有させることが可能である。
この場合、本発明に係るクロロプレンゴム組成物に含有する前記イミダゾール化合物は、2-メルカプトベンゾイミダゾール、1-ベンジル-2-エチルイミダゾールから選ばれる少なくとも一種のイミダゾール化合物を選択することが好ましい。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物は、これを加硫させることにより加硫ゴムとして用いることができる。
本発明に係る加硫ゴムの用途は特に限定されないが、例えば、ゴム型物、防振ゴム部材、エンジンマウントおよびホースなどに利用することができる。
なお、本発明において、「ゴム型物」とは、加硫用金型の中にクロロプレンゴム組成物、あるいは、クロロプレンゴム組成物と金属や繊維などを組み合わせて充填し、加圧加熱して所要の形状に成型して、加硫して得られるものをいう。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物は、(1)クロロプレンゴムと、(2)カーボンブラックと、(3)可塑剤と、を少なくとも含有する。また、(4)イミダゾール化合物、(5)その他添加剤、などを更に含有することも可能である。以下、各成分について、詳細に説明する。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物に含有させるクロロプレンゴムは、2-クロロ-1,3-ブタジエン(以下、「クロロプレン」という。)の単独重合体または、クロロプレンと、クロロプレンと共重合可能な他の単量体との共重合体である。本発明で用いることができるクロロプレンと共重合可能な他の単量体は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されず、クロロプレンゴム組成物に用いることが可能な単量体を1種または2種以上、自由に選択して用いることができる。例えば、2,3-ジクロロ-1,3-ブタジエン、1-クロロ-1,3-ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン並びにアクリル酸、メタクリル酸及びこれらのエステル類などが挙げられる。
なお、最終転化率の調整は、所望する転化率になった時に、重合反応を停止させる重合禁止剤を添加するなどして重合を停止させることで行うことができる。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物には、この中でも特に、キサントゲン変性クロロプレンゴムおよび/またはメルカプタン変性クロロプレンゴムを用いることを特徴とする。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物において、カーボンブラックは、クロロプレンゴム組成物を加硫させて得られる加硫ゴムの機械特性を向上させるために配合する補強剤である。本発明に係るクロロプレンゴム組成物では、数平均粒子径が70nm~600nmであり、かつ、JIS-K6221吸油量A法によるDBP吸油量が15ml/100g~60ml/100gのカーボンブラックを用いることを特徴とする。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物において、可塑剤は、クロロプレンゴムの柔軟性を向上させることにより、低温環境における防振特性を発現させるために配合するものである。本発明では特に、前記化学式(1)で表される可塑剤を用いることを特徴とする。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物には、イミダゾール化合物を更に含有させることができる。本発明に係るクロロプレンゴム組成物において、イミダゾール化合物は、必須の成分ではないが、クロロプレンゴムの伸長疲労性等の耐久疲労性を向上させるために配合することが好ましい。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物には、従来のクロロプレンゴムに使用されている各種の添加剤を、目標物性に到達するように適宜配合することができる。添加剤の一例としては、カーボンブラック以外の(5-1)充填剤や補強剤、前記化学式(1)で表される前記可塑剤以外の(5-2)可塑剤、(5-3)加工助剤、(5-4)老化防止剤、(5-5)加硫剤、(5-6)加硫促進剤などを挙げることができる。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物に配合することができるカーボンブラック以外の充填剤や補強剤の種類は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されず、クロロプレンゴムに用いることが可能な通常の充填剤や補強剤を1種または2種以上自由に選択して用いることができる。例えば、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウムなどの充填剤や補強剤が挙げられる。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物に配合することができる前記化学式(1)で表される前記可塑剤以外の可塑剤の種類は、本発明の効果を損なわず、クロロプレンゴムと相溶性のある可塑剤であれば特に限定されず、クロロプレンゴムに用いることが可能な通常の可塑剤を、1種または2種以上自由に選択して用いることができる。例えば、菜種油等の植物油、フタレート系可塑剤、DOS、DOA、エーテル・エステル系可塑剤、チオエーテル系可塑剤、アロマ系オイル、ナフテン系オイル等が挙げられる。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物に配合することができる加工助剤の種類は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されず、クロロプレンゴムに用いることが可能な通常の加工助剤を、1種または2種以上自由に選択して用いることができる。例えば、ステアリン酸等の脂肪酸あるいはポリエチレン等のパラフィン系加工助剤、脂肪酸アミド等が挙げられる。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物に配合することができる老化防止剤の種類は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されず、クロロプレンゴムに用いることが可能な通常の老化防止剤を、1種または2種以上自由に選択して用いることができる。例えば、アミン系、イミダゾール系、カルバミン酸金属塩、フェノール系、ワックス等が挙げられる。この中でも、耐熱性の改良効果の大きい老化防止剤種としては、アミン系の4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン等が挙げられる。特に、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンが耐熱性の改善効果が大きく好ましい。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物に配合することができる加硫剤の種類は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されず、クロロプレンゴムに用いることが可能な通常の加硫剤を、1種または2種以上自由に選択して用いることができる。本発明では特に、金属酸化物を用いることが好ましい。金属酸化物の種類も特に限定されないが、例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛、四酸化三鉛、三酸化鉄、二酸化チタン、酸化カルシウム、ハイドロタルサイト等が挙げられる。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物には、前記加硫剤に加硫促進剤を併用することで、効果的に加硫を行うことができる。本発明に係るクロロプレンゴム組成物に配合することができる加硫促進剤の種類は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されず、クロロプレンゴムに用いることが可能な通常の加硫促進剤を、1種または2種以上自由に選択して用いることができる。例えば、チオウレア系、グアニジン系、チウラム系、チアゾール系の加硫促進剤等が挙げられる。この中でも、本発明では特に、チオウレア系の加硫促進剤が好ましい。また、3-メチルチアゾリジンチオン-2、チアジアゾールとフェニレンジマレイミドとの混合物、ジメチルアンモニウムハイドロジェンイソフタレートあるいは1,2-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール誘導体等の加硫促進剤も使用することができる。
本発明に係るクロロプレンゴム組成物は、これを加硫させて加硫ゴムとして好適に用いることができる。本発明に係る加硫ゴムにおいて、加硫の方法は特に限定されず、例えば、所望する形状に成形した後に加硫して加硫ゴムとすることも可能であるし、クロロプレンゴム組成物を加硫して加硫ゴムとした後に、所望する形状に成形することも可能である。
本発明に係る加硫ゴムは、機械特性、耐候性、難燃性といった特性を維持しつつ、さらに低温環境における防振特性が高いという特性を利用して、様々な用途に用いることができる。本発明に係る加硫ゴムの用途は特に限定されず、その特性を生かせる用途を自由に選択して用いることができる。本発明では特に、ゴム型物、防振ゴム部材、エンジンマウントおよびホースなどに好適に利用することができる。
表1~4に記載した配合処方に従い配合した各混合物について、8インチロールを使用して混練を行い、厚さ2.3mmのシートを作製した。
前記で作製した実施例1~19および比較例1~12について、(1)引張り強さ、破断時伸び、(2)常態硬さの物性評価と、(3)圧縮永久ひずみ、(4)伸張疲労性、(5)低温環境での防振特性について評価を行った。各物性の試験方法は以下の通りである。
JIS K6251に準拠して測定した。
JIS K6253に準拠してデュロメータ硬さ計を用いて測定した。
JIS K6262(試験条件:120℃×70時間)に準拠して測定した。
JIS K6270に準拠し、3号試験片を用いて、試験温度40℃、伸長率0~100%で破断回数を求めた。
JIS K6394に準拠し、-20℃の環境下で24時間放置した円柱状サンプル(直径29mm、高さ12.5mm)を使用して、-20℃の環境下で行った。防振特性の指標となる動倍率(Kd/Ks)は、動バネ定数(Kd)と静バネ定数(Ks)の比で計算される値である。静バネ定数は、まず軸方向に28%圧縮し、2回目の圧縮4%と12%の往路の平均応力から算出した。また、動バネ定数は、初期ひずみ10%、周波数100Hz、動ひずみ±0.4%の条件で求めた。
結果を表1~4に示す。表1は実施例1~7、表2は実施例8~14、表3は実施例15~19、表4は比較例1~6、表5は比較例7~12の処方および評価結果を示す。
※1:DCR-66(登録商標)(電気化学工業株式会社製)
※2:DCR-36(登録商標)(電気化学工業株式会社製)
※3:DCR-40A(登録商標)(電気化学工業株式会社製)
※4:Thermax N-990(登録商標)(Cancarb社製)
※5:アサヒサーマルFT(登録商標)(旭カーボン株式会社製)
※6:シースト3(登録商標)(東海カーボン株式会社製)
※7:シーストS(登録商標)(東海カーボン株式会社製)
※8:シーストSO(登録商標)(東海カーボン株式会社製)
※9:シースト116(登録商標)(東海カーボン株式会社製)
※10:ブルカノールOT(登録商標)(バイエル社製)
Claims (9)
- 前記可塑剤が、ジメチル・セバケート、ジエチル・セバケート、ジ-n-ブチル・セバケート、ジ-n-プロピル・セバケート、ジ-n-ペンチル・セバケートから選ばれる少なくとも一種の可塑剤である請求項1記載のクロロプレンゴム組成物。
- クロロプレンゴム100質量部に対し、イミダゾール化合物0.1~3質量部を更に含有させた請求項1または2に記載のクロロプレンゴム組成物。
- 前記イミダゾール化合物が、2-メルカプトベンゾイミダゾール、1-ベンジル-2-エチルイミダゾールから選ばれる少なくとも一種のイミダゾール化合物である請求項3記載のクロロプレンゴム組成物。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載のクロロプレンゴム組成物を加硫させて得られる加硫ゴム。
- 請求項5記載の加硫ゴムを用いたゴム型物。
- 請求項5記載の加硫ゴムを用いた防振ゴム部材。
- 請求項5記載の加硫ゴムを用いたエンジンマウント。
- 請求項5記載の加硫ゴムを用いたホース。
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