WO2016088685A1 - フッ素ゴム組成物及びフッ素ゴム架橋物 - Google Patents

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WO2016088685A1
WO2016088685A1 PCT/JP2015/083472 JP2015083472W WO2016088685A1 WO 2016088685 A1 WO2016088685 A1 WO 2016088685A1 JP 2015083472 W JP2015083472 W JP 2015083472W WO 2016088685 A1 WO2016088685 A1 WO 2016088685A1
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fluororubber
cross
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linked
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PCT/JP2015/083472
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明紀 上田
太田 大助
将司 荒井
貴一 湊
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ダイキン工業株式会社
株式会社ブリヂストン
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/14Peroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof

Definitions

  • the present invention relates to a fluororubber composition and a cross-linked fluororubber.
  • Fluoro rubber is known to have excellent chemical resistance, oil resistance, heat resistance, and good compression set resistance at high temperatures, but mechanical properties at high temperatures, such as hot strength and hot elongation, etc.
  • mechanical properties at high temperatures such as hot strength and hot elongation, etc.
  • a fluororubber cross-linked product is used in a high temperature environment exceeding 100 ° C., it is required not only to have heat resistance but also to have excellent durability with excellent mechanical properties at high temperatures. .
  • Patent Document 1 For example, from the viewpoint of improving compression set, a composition as shown in Patent Document 1 has been proposed, but since room temperature elongation is small, it is expected that thermal elongation will be further reduced. Further, Patent Document 2 discloses an improvement in hot elongation, but it is not a physical property that can withstand even in a severer use environment. As an example of improving strength at high temperature, as shown in Patent Document 3, a combination of fluororubber and fluorine-containing thermoplastic elastomer is exemplified, but since room temperature elongation is small, thermal elongation is further reduced. It is expected to be.
  • Patent Document 4 carbon black (B) 5 to 50 per 100 parts by mass of peroxide-crosslinkable fluororubber (A) as a fluororubber composition giving a cross-linked product having excellent mechanical properties at high temperatures.
  • a fluororubber composition containing parts by weight, 0.01 to 10 parts by weight of a peroxide crosslinking crosslinking agent (C), and 2.5 parts by weight or less of a low self-polymerization crosslinking accelerator (D).
  • the conventional technology has a problem that even if a large tensile elongation at break can be realized, a low-strength fluororubber crosslinked product cannot be obtained, and if the hardness is lowered, a large tensile elongation at break cannot be realized.
  • An object of the present invention is to provide a fluororubber composition capable of obtaining a fluororubber cross-linked product exhibiting a large tensile elongation at break even at a high temperature and having a low hardness in view of the above-mentioned present situation.
  • Another object of the present invention is to provide a cross-linked fluororubber having a high tensile elongation at break even at high temperatures and a sufficiently low hardness.
  • the present inventors have intensively studied the blending of the fluororubber composition, and as a result, in addition to the fluororubber, blended carbon black, a crosslinking agent and a fatty oil or an aliphatic hydrocarbon, Furthermore, if the carbon black, the crosslinking agent and the fatty oil or aliphatic hydrocarbon are each of a very limited type, a fluororubber crosslinked product having not only a large tensile elongation at break but also a sufficiently low hardness can be obtained. As a result, the present invention has been completed.
  • the present invention is a fluororubber composition
  • a fluorororubber composition comprising at least one compound (A) selected from the group consisting of fluororubber, carbon black, fatty oil and aliphatic hydrocarbon, and a peroxide crosslinking agent.
  • the carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 25 to 180 m 2 / g
  • the compound (A) has a boiling point of 250 ° C. or higher at atmospheric pressure and a melting point or freezing point of 15 ° C.
  • the fluororubber composition is characterized by the following.
  • the fatty oil is preferably at least one selected from the group consisting of non-drying oils and semi-drying oils.
  • the compound (A) is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
  • the carbon black is preferably 5 to 65 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
  • the present invention is also a cross-linked fluororubber comprising fluororubber, having a tensile elongation at break of 500% or more at 170 ° C. and a hardness of 80 or less at 25 ° C.
  • the crosslinked fluororubber of the present invention preferably has a dynamic friction coefficient at 170 ° C. of 2.2 or less.
  • the fluororubber crosslinked product of the present invention is a fluororubber composition comprising at least one compound (A) selected from the group consisting of fluororubber, carbon black, fatty oil and aliphatic hydrocarbon, and a peroxide crosslinker. Is preferably obtained from
  • the fatty oil is preferably at least one selected from the group consisting of non-drying oils and semi-drying oils.
  • the compound (A) is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
  • the carbon black is preferably 5 to 65 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
  • the cross-linked fluororubber of the present invention is preferably obtained from the above-described fluororubber composition.
  • the cross-linked fluororubber of the present invention is preferably a tire vulcanization bladder.
  • the fluororubber composition of the present invention has the above-described configuration, it is possible to obtain a cross-linked fluororubber having a high tensile elongation at break even at a high temperature and having a low hardness.
  • the cross-linked fluororubber of the present invention has a high tensile elongation at break even at high temperatures and a sufficiently low hardness.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a kneading method in step (3-1) and step (3-2). It is the schematic which shows an example of the shape of a primer valve.
  • the fluororubber composition of the present invention contains fluororubber, carbon black, compound (A), and peroxide crosslinking agent.
  • TFE tetrafluoroethylene
  • VdF vinylidene fluoride
  • fluoro rubber examples include vinylidene fluoride (VdF) fluoro rubber, tetrafluoroethylene (TFE) / propylene (Pr) fluoro rubber, tetrafluoroethylene (TFE) / propylene (Pr) / vinylidene fluoride (VdF).
  • VdF vinylidene fluoride
  • TFE tetrafluoroethylene
  • Pr propylene
  • VdF vinylidene fluoride
  • Fluoro rubber Fluoro rubber, ethylene (Et) / hexafluoropropylene (HFP) fluoro rubber, ethylene (Et) / hexafluoropropylene (HFP) / vinylidene fluoride (VdF) fluoro rubber, ethylene (Et) / hexafluoropropylene (HFP) ) / Tetrafluoroethylene (TFE) -based fluororubber, fluorosilicone-based fluororubber, or fluorophosphazene-based fluororubber, etc., and these may be used alone or in any combination as long as the effects of the present invention are not impaired. thing It can be.
  • VdF type fluorororubber, TFE / Pr type fluororubber, and TFE / Pr / VdF type fluororubber are more preferable from the viewpoint of good heat aging resistance and oil resistance.
  • the content of VdF repeating units is preferably 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more based on the total number of moles of VdF repeating units and repeating units derived from other comonomers. Preferably, it is more preferably 45 mol% or more, still more preferably 50 mol% or more, particularly preferably 55 mol% or more, and most preferably 60 mol% or more.
  • the content of the VdF repeating unit is preferably 90 mol% or less, more preferably 85 mol% or less, and more preferably 80 mol% or less, based on the total number of moles of the VdF repeating unit and the repeating unit derived from another comonomer. Is more preferably 78 mol% or less, particularly preferably 75 mol% or less, and most preferably 70 mol% or less.
  • the content of the repeating unit derived from the other comonomer is preferably 10 mol% or more based on the total number of moles of the VdF repeating unit and the repeating unit derived from the other comonomer. % Or more is more preferable, 20 mol% or more is still more preferable, 22 mol% or more is still more preferable, 25 mol% or more is especially preferable, and 30 mol% or more is the most preferable.
  • the content of the repeating unit derived from the other comonomer is preferably 80 mol% or less, preferably 60 mol% or less, based on the total number of moles of the VdF repeating unit and the repeating unit derived from the other comonomer. Is more preferably 55 mol% or less, still more preferably 50 mol% or less, particularly preferably 45 mol% or less, and most preferably 40 mol% or less.
  • the comonomer in the VdF fluorororubber is not particularly limited as long as it is copolymerizable with VdF.
  • TFE, HFP, PAVE, chlorotrifluoroethylene (CTFE), trifluoroethylene, trifluoropropylene , Tetrafluoropropylene, pentafluoropropylene, trifluorobutene, tetrafluoroisobutene, hexafluoroisobutene, vinyl fluoride, iodine-containing fluorinated vinyl ether, general formula (2) CH 2 CFR f (2) (Wherein R f is a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms) fluorine-containing monomers such as fluorine-containing monomers; ethylene (Et), propylene (Pr), alkyl Non-fluorine-containing monomers such as vinyl ether, monomers that give crosslinkable groups (cure sites), and reactive emulsifiers are
  • PMVE perfluoro (methyl vinyl ether)
  • PPVE perfluoro (propyl vinyl ether)
  • Examples of the fluorine-containing monomer (2) represented by the above formula (2) monomers R f is a fluoroalkyl group having a straight chain is preferably a perfluoroalkyl group R f is a linear single A monomer is more preferable. R f preferably has 1 to 6 carbon atoms.
  • the TFE / propylene (Pr) -based fluororubber is a fluorine-containing copolymer comprising 45 to 70 mol% of TFE and 55 to 30 mol% of propylene (Pr).
  • a specific third component for example, PAVE may be contained in an amount of 0 to 40 mol%.
  • the composition of Et / HFP is preferably (35 to 80) / (65 to 20) (mol%), and (40 to 75) / (60 to 25) (mol%) is more preferable.
  • the composition of Et / HFP / TFE is preferably (35 to 75) / (25 to 50) / (0 to 15) (mol%), (45 to 75) / (25 to 45) / (0 to 10) (mol%) is more preferable.
  • the fluororubber is a polymer unit or PAVE unit based on the VdF unit, the HFP unit, the fluorine-containing monomer (2) represented by the formula (2) because it can realize a better tensile elongation at break and low hardness.
  • a binary copolymer consisting only of That is, at least one 2 selected from the group consisting of VdF / HFP copolymer, VdF / copolymer of fluorine-containing monomer (2) represented by formula (2), and VdF / PAVE copolymer.
  • An original copolymer is preferred.
  • the fluororubber is at least one binary selected from the group consisting of a VdF / HFP copolymer, a VdF / 2,3,3,3-tetrafluoropropylene copolymer, and a VdF / PAVE copolymer. More preferably a copolymer, and at least one binary copolymer selected from the group consisting of a VdF / HFP copolymer and a VdF / 2,3,3,3-tetrafluoropropylene copolymer. It is particularly preferred.
  • the fluororubber preferably has a number average molecular weight Mn of 5,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 500,000, and still more preferably 20,000 to 500,000.
  • another fluororubber may be blended.
  • fluororubbers include low molecular weight liquid fluororubber (number average molecular weight of 1000 or more), low molecular weight fluororubber having a number average molecular weight of about 10,000, and fluororubber having a number average molecular weight of about 100,000 to 200,000.
  • the fluororubber preferably has a Mooney viscosity at 100 ° C. of 20 to 200, more preferably 30 to 180. Mooney viscosity is measured according to JIS K6300.
  • the monomer that gives a peroxide-crosslinkable group may be any monomer that can appropriately introduce a peroxide-crosslinkable group according to the production method, and is known, for example, a known one containing an iodine atom. Examples thereof include a polymerizable compound and a chain transfer agent.
  • CY 1 2 CY 2 R f 2 -X 1 (3)
  • Y 1 and Y 2 are a fluorine atom, a hydrogen atom or —CH 3 ;
  • R f 2 may have one or more ether bonds, and may have an aromatic ring, a hydrogen atom A linear or branched fluorine-containing alkylene group in which a part or all of is substituted with a fluorine atom;
  • X 1 is an iodine atom
  • CY 1 2 CY 2 R f 3 CHR 1 -X 1 (4)
  • R f 3 may have one or more ether bonds, and a hydrogen atom may be partially or entirely substituted with a fluorine atom.
  • Chain or branched fluorine-containing alkylene group that is, a linear or branched fluorine-containing alkylene group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, or part or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms
  • R 1 is a hydrogen atom or Iodine-containing monomers represented by (methyl group), general formulas (5) to (22):
  • CY 4 2 CY 4 (CF 2 ) n -X 1 (5)
  • Y 4 is the same or different and is a hydrogen atom or a fluorine atom, and n is an integer of 1 to 8.
  • the general formula (23) As the iodine-containing monomer represented by the general formula (4), the general formula (23): (In the formula, m is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 0 to 3) Preferred examples include iodine-containing fluorinated vinyl ethers represented by: Among them, ICH 2 CF 2 CF 2 OCF ⁇ CF 2 is preferable among these.
  • preferred examples of the iodine-containing monomer represented by the general formula (5) include ICF 2 CF 2 CF ⁇ CH 2 and I (CF 2 CF 2 ) 2 CF ⁇ CH 2 .
  • preferred examples of the iodine-containing monomer represented by the general formula (9) include I (CF 2 CF 2 ) 2 OCF ⁇ CF 2 .
  • preferred examples of the iodine-containing monomer represented by the general formula (22) include CH 2 ⁇ CHCF 2 CF 2 I and I (CF 2 CF 2 ) 2 CH ⁇ CH 2 .
  • the fluororubber is preferably a fluororubber containing iodine atoms and / or bromine atoms as crosslinking points.
  • the content of iodine atom and / or bromine atom is preferably 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, and particularly preferably 0.01 to 3% by mass.
  • the fluororubber composition contains carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 25 to 180 m 2 / g.
  • Examples of the carbon black include furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, graphite, etc. due to differences in manufacturing methods, and carbon black for rubber, carbon black for color, and conductive carbon black due to differences in applications. Examples include all commercially available carbon blacks.
  • SAF-HS (N 2 SA: 142 m 2 / g, DBP: 130 ml / 100 g), SAF (N 2 SA: 142 m 2 / g, DBP: 115 ml / 100 g) N234 (N 2 SA: 126 m 2 / g, DBP: 125 ml / 100 g), ISAF (N 2 SA: 119 m 2 / g, DBP: 114 ml / 100 g), ISAF-LS (N 2 SA: 106 m 2 / g, DBP: 75 ml / 100 g), ISAF-HS (N 2 SA: 99 m 2 / g, DBP: 129 ml / 100 g), N339 (N 2 SA: 93 m 2 / g, DBP: 119 ml / 100 g), HAF-LS (N 2 SA: 84m 2 / g, DBP: 84m 2 / g, DBP
  • Examples of the carbon black for color carbon black Handbook 3rd edition ( HCC, MCC, RCC, LCC, HCF, MCF, RCF, LCF, LFF, and various acetylene blacks according to the classification of 1995).
  • SAF-HS, SAF, N234, ISAF, ISAF-LS, ISAF-HS, N339, HAF-LS, HAF-HS, HAF, N351, LI-HAF, and MAF-HS are preferable.
  • These carbon blacks may be used alone or in combination of two or more.
  • carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 25 to 180 m 2 / g and a dibutyl phthalate (DBP) oil absorption of 40 to 180 ml / 100 g is preferable. It is done.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is preferably 50 m 2 / g or more. , more preferably at least 70m 2 / g, more preferably not less than 90m 2 / g, more 110m 2 / g is particularly preferred.
  • the upper limit is preferably 180 m 2 / g from the viewpoint of easy availability.
  • the tensile elongation at break of the cross-linked fluororubber product tends to decrease.
  • 50 ml / 100 g or more is preferable, 60 ml / 100 g or more is more preferable, and 80 ml / 100 g or more. Is more preferable, and 100 ml / 100 g or more is particularly preferable.
  • the upper limit is preferably 175 ml / 100 g, more preferably 170 ml / 100 g.
  • the amount of carbon black is preferably 5 to 65 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber. If the amount of carbon black is too large, the hardness of the cross-linked fluororubber product tends to increase, and if it is too small, the tensile elongation at break of the cross-linked fluororubber product tends to decrease. Furthermore, 6 parts by mass or more is more preferable with respect to 100 parts by mass of the fluororubber from the viewpoint of good physical property balance, 10 parts by mass or more is more preferable, and 55 parts by mass or less is more preferable from the viewpoint of good physical property balance. Less than or equal to 50 parts by weight is more preferred, 49 parts by weight or less is even more preferred, and 45 or less parts by weight is particularly preferred.
  • the said fluororubber composition contains a compound (A).
  • Compound (A) is at least one selected from the group consisting of fatty oils and aliphatic hydrocarbons.
  • Compound (A) has a boiling point of 250 ° C. or higher under atmospheric pressure and a melting point or freezing point of 15 ° C. or lower.
  • the boiling point of the compound (A) under atmospheric pressure is preferably 280 ° C. or higher, and more preferably 300 ° C. or higher.
  • the upper limit is not particularly limited, and may be 700 ° C. However, when there is no boiling point at atmospheric pressure, the temperature at which the weight loss reaches 10% when heated from room temperature in an air atmosphere with a thermogravimetric measuring device is read as boiling point.
  • the melting point or freezing point of the compound (A) is preferably 10 ° C. or lower, and more preferably 0 ° C. or lower. If the compound (A) having a melting point or a freezing point that is too high is used, it becomes a factor for increasing the hardness of the crosslinked fluororubber.
  • the lower limit is not particularly limited, and may be ⁇ 100 ° C.
  • the compounding amount of the compound (A) is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber. When the compounding amount of the compound (A) is within the above range, a fluororubber cross-linked product having a large tensile elongation at break and low hardness can be obtained.
  • the compounding amount of the compound (A) is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more because a fluororubber crosslinked product having a higher tensile elongation at break and lower hardness can be obtained.
  • the aliphatic hydrocarbon has the general formula (X): C m H n (X) (In the formula, m is an integer, n is an even number of (2m + 2) or less) Any one compound selected from the group of compounds represented by the above or a mixture comprising two or more compounds.
  • the aliphatic hydrocarbon include saturated aliphatic hydrocarbons and unsaturated aliphatic hydrocarbons. Specifically, examples of the saturated aliphatic hydrocarbon include liquid paraffin and naphthene, and examples of the unsaturated aliphatic hydrocarbon include terpenes. These aliphatic hydrocarbons may be used alone or in combination of two or more. Since it is chemically stable, it is preferable to use one or more aliphatic hydrocarbons classified as saturated aliphatic hydrocarbons, and it is more preferable to use liquid paraffin.
  • the fluororubber composition may contain a fatty oil having a boiling point of 250 ° C. or higher under atmospheric pressure and a melting point or freezing point of 15 ° C. or lower.
  • the boiling point of the fatty oil under atmospheric pressure is preferably 280 ° C. or higher, and more preferably 300 ° C. or higher.
  • the upper limit is not particularly limited, and may be 700 ° C.
  • the temperature at which the weight loss reaches 10% when heated from room temperature in an air atmosphere with a thermogravimetric measuring device is read as boiling point.
  • the melting point or freezing point of the fatty oil is preferably 10 ° C. or lower, and more preferably 0 ° C. or lower. If a fatty oil having a too high melting point or freezing point is used, it becomes a factor of increasing the hardness of the cross-linked fluororubber.
  • the lower limit is not particularly limited, and may be ⁇ 100 ° C.
  • the fatty oil is preferably at least one selected from the group consisting of non-drying oils and semi-drying oils from the viewpoint of obtaining a fluororubber cross-linked product having a large tensile elongation at break and low hardness.
  • Non-drying oils include castor oil, rapeseed oil, peanut oil, olive oil and the like.
  • Semi-drying oils include soybean oil, cottonseed oil, corn oil, sunflower oil and the like.
  • the fatty oil is more preferably at least one selected from the group consisting of castor oil, rapeseed oil, peanut oil, soybean oil, and cottonseed oil, and more preferably castor oil.
  • the blending amount of the fatty oil is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber. When the blending amount of the fatty oil is within the above range, a fluororubber cross-linked product having a large tensile elongation at break and low hardness can be obtained.
  • the blending amount of the fatty oil is more preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more because a fluororubber crosslinked product having a higher tensile elongation at break and lower hardness can be obtained.
  • the said fluororubber composition contains a peroxide crosslinking agent as a crosslinking agent.
  • the peroxide cross-linking agent may be a peroxide that can easily generate a peroxy radical in the presence of heat or a redox system, and specifically, for example, 1,1-bis (t-butylperoxide).
  • 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane or 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) -hexyne-3 is preferable.
  • the amount of the peroxide crosslinking agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber. If the amount of the peroxide cross-linking agent is too small, the cross-linking of the fluororubber may not proceed sufficiently, and if it is too large, scorch (early vulcanization) may occur.
  • the fluororubber composition preferably further contains a crosslinking accelerator.
  • a crosslinking accelerator By containing a crosslinking accelerator, it is possible to obtain a fluororubber cross-linked product having a higher tensile breaking elongation and low hardness.
  • the crosslinking accelerator is preferably a compound having two or more double bonds.
  • a compound having two or more double bonds is effective in principle as long as it is capable of peroxide vulcanization, that is, has a reaction activity with respect to a peroxy radical and a polymer radical.
  • triallyl cyanurate is preferable because a fluororubber cross-linked product having a higher tensile breaking elongation and lower hardness can be obtained.
  • the amount of the crosslinking accelerator is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 9 parts by weight, and particularly preferably 0.2 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fluororubber. Part. If the amount of the crosslinking accelerator is too small, the crosslinking of the fluororubber may not proceed sufficiently, and if it is too large, there is a possibility that a fluororubber crosslinked product having a large tensile elongation at break and low hardness cannot be obtained. .
  • the fluororubber composition preferably further contains a low self-polymerizable crosslinking accelerator as a crosslinking accelerator.
  • the low self-polymerizable cross-linking accelerator refers to a compound having low self-polymerizability unlike triallyl isocyanurate (TAIC), which is well known as a cross-linking accelerator.
  • TMAIC Trimethallyl isocyanurate
  • P-quinonedioxime represented by the formula: P, p′-dibenzoylquinone dioxime represented by the formula (p, p′-dibenzoylquinonedioxime)
  • Maleimide represented by N-phenylenemaleimide represented by N
  • N′-phenylene bismaleimide represented by
  • TMAIC trimethallyl isocyanurate
  • Bis-olefins can also be used as the crosslinking accelerator used in the peroxide crosslinking system.
  • Z is preferably a perfluoroalkylene group having 4 to 12 carbon atoms, and R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are preferably hydrogen atoms.
  • Z is a (per) fluoropolyoxyalkylene group, - (Q) p -CF 2 O- (CF 2 CF 2 O) m - (CF 2 O) n -CF 2 - (Q) p -
  • Q is an alkylene or oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms
  • p is 0 or 1
  • m and n have an m / n ratio of 0.2 to 5
  • the (per) fluoropoly It is preferably a (per) fluoropolyoxyalkylene group represented by the following formula: an oxyalkylene group having a molecular weight of 500 to 10,000, preferably 1000 to 4000.
  • Preferred bisolefins include CH 2 ⁇ CH— (CF 2 ) 4 —CH ⁇ CH 2 , CH 2 ⁇ CH— (CF 2 ) 6 —CH ⁇ CH 2 , Formula: CH 2 ⁇ CH—Z 1 —CH ⁇ CH 2 (Wherein Z 1 is —CH 2 OCH 2 —CF 2 O— (CF 2 CF 2 O) m — (CF 2 O) n —CF 2 —CH 2 OCH 2 — (m / n is 0.5)) ) Etc.
  • fluororubber composition if necessary, ordinary rubber compounds such as fillers, processing aids, plasticizers, colorants, tackifiers, adhesion aids, acid acceptors, pigments, flame retardants, lubricants , Light stabilizers, weathering stabilizers, antistatic agents, UV absorbers, antioxidants, mold release agents, foaming agents, fragrances, oils, softeners, polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester, polyurethane, etc. You may mix
  • metal oxides such as calcium oxide, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide
  • metal hydroxides such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide
  • magnesium carbonate, aluminum carbonate, calcium carbonate, carbonic acid Carbonates such as barium
  • silicates such as magnesium silicate, calcium silicate, sodium silicate, and aluminum silicate
  • sulfates such as aluminum sulfate, calcium sulfate, and barium sulfate
  • synthetic hydrotalcite molybdenum disulfide, sulfide
  • Metal sulfides such as iron and copper sulfide; diatomaceous earth, asbestos, lithopone (zinc sulfide / barium sulfide), graphite, carbon fluoride, calcium fluoride, coke, quartz fine powder, talc, mica powder, wollastonite, Carbon fiber, aramid fiber, various types Scar, glass fibers, organic reinforcing agents, organic fillers, polytetrafluoroethylene,
  • Examples of the acid acceptor include calcium oxide, magnesium oxide, lead oxide, zinc oxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, hydrotalcite, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. May be. These are kneading methods to be described later and may be added in any step, but are preferably added when the fluororubber and carbon black are kneaded in a closed kneader or a roll kneader.
  • higher fatty acids such as stearic acid, oleic acid, palmitic acid and lauric acid; higher fatty acid salts such as sodium stearate and zinc stearate; higher fatty acid amides such as stearic acid amide and oleic acid amide; oleic acid Higher fatty acid esters such as ethyl; Petroleum waxes such as carnauba wax and ceresin wax; Polyglycols such as ethylene glycol, glycerin and diethylene glycol; Aliphatic hydrocarbon silicone oils such as petroleum jelly and paraffin wax; Silicone polymers; Low molecular weight polyethylene Phthalic acid esters, phosphoric acid esters, rosin, (halogenated) dialkylamines, surfactants, sulfone compounds, fluorine-based auxiliaries, organic amine compounds, and the like.
  • the acid acceptor is a preferable compounding agent from the viewpoint that the reinforcing property is improved by coexisting the fluororubber and carbon black in a closed kneader or a roll kneader.
  • metal hydroxides such as calcium hydroxide
  • metal oxides such as magnesium oxide and zinc oxide, hydrotalcite, and the like are preferable from the viewpoint of reinforcing properties.
  • the compounding amount of the acid acceptor is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber. If the acid acceptor is too much, the physical properties tend to be lowered, and if it is too little, the reinforcing property tends to be lowered.
  • a more preferable blending amount is 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the fluororubber from the viewpoint of reinforcing properties, and preferably 8 parts by mass or less from the viewpoint of physical properties and ease of kneading. The following is more preferable.
  • the fluorororubber composition can be produced using, for example, a closed kneader or a roll kneader. Specifically, it is preferable to manufacture by the following manufacturing method at the point from which the fluororubber composition which gives the crosslinked material which has much more favorable tensile breaking elongation and low hardness is obtained.
  • Step (2-1) for obtaining intermediate composition (1) by kneading step (2-2) for cooling intermediate composition (1) until it is lower than 50 ° C., and maximum temperature is lower than 130 ° C.
  • a process comprising the step (4) of obtaining a fluororubber composition by kneading the intermediate composition (1) and the peroxide cross-linking agent until reaching the above.
  • step (1) is one of important steps.
  • the present inventors have found that a fluororubber cross-linked product not only showing a large tensile elongation at break but also having a sufficiently low hardness can be obtained from the composition.
  • a novel cross-link having a very large tensile elongation at break and extremely low hardness is obtained by previously mixing a specific carbon black and a specific compound (A) and then kneading the resulting mixture and fluororubber.
  • a compound (A) is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of a fatty oil and an aliphatic hydrocarbon, and may be a fatty oil.
  • Step (2-1) is a step of obtaining an intermediate composition (1) by kneading the fluororubber and the mixture until the maximum temperature reaches 80 to 220 ° C.
  • Step (2-1) it is possible to produce a fluororubber composition that gives a cross-linked fluororubber exhibiting good tensile elongation at break and low hardness.
  • the kneading in the step (2-1) is performed with a closed kneader or a roll kneader.
  • the kneading in the step (2-1) is preferably carried out with a closed kneading machine in that kneading at a high temperature is possible.
  • the closed kneader include a tangential closed kneader such as a Banbury mixer, a meshed closed kneader such as an intermix, a pressure kneader, a uniaxial kneader, and a biaxial kneader.
  • the average shear rate of the rotor is preferably 20 to 1000 (1 / second), more preferably 50 to 1000 (1 / second), and 100 to 1000 (1 / second). Second), more preferably 200 to 1000 (1 / second), and particularly preferably 300 to 1000 (1 / second).
  • step (2-1) it is also preferable to further knead a processing aid, an acid acceptor and the like.
  • the kneading in the step (2-1) is performed until the maximum temperature of the kneaded product during kneading reaches 80 to 220 ° C.
  • the kneading is preferably performed until the maximum temperature reaches 120 ° C. or higher, and is preferably performed until the maximum temperature reaches 200 ° C. or lower.
  • the maximum temperature can be grasped by measuring the temperature of the kneaded material immediately after being discharged from the kneader.
  • Step (2-2) is a step of cooling the intermediate composition (1) obtained in step (2-1) until it becomes less than 50 ° C.
  • the intermediate composition (1) obtained in the step (2-1) has a temperature of 80 to 220 ° C., but the intermediate composition (1) is sufficiently cooled before carrying out the step (4), A fluororubber composition that gives a cross-linked fluororubber that exhibits good tensile elongation at break and low hardness can be produced.
  • the lower limit of the cooling temperature is not particularly limited, but may be 10 ° C.
  • step (2-2) it is also preferable to cool the intermediate composition (1) while kneading using a roll kneader.
  • Step (2-1) and step (2-2) may be repeated any number of times.
  • the kneading may be performed with a closed kneader or a roll kneader, but is preferably performed with a closed kneader.
  • the average shear rate of the rotor is preferably 20 (1 / second) or more, more preferably 50 (1 / second) or more, and 100 (1 / second) or more. Is more preferably 200 (1 / second) or more, particularly preferably 300 (1 / second) or more, and is preferably 1000 (1 / second) or less.
  • the production method preferably includes a step of charging the fluororubber and the mixture into a closed kneader or a roll kneader, preferably a closed kneader.
  • a processing aid, an acid acceptor and the like may be added.
  • the step (2-1) may include a step of adding an arbitrary additive until the intermediate composition (1) is discharged.
  • 1 type (s) or 2 or more types can be used.
  • the number of times of insertion may be one time or multiple times. When adding two or more kinds of additives, they may be added simultaneously or in separate times. One kind of additive may be added a plurality of times. Examples of the “step of adding an arbitrary additive until the intermediate composition (1) is discharged” include a step of adding carbon black until the intermediate composition (1) is discharged. Can do.
  • each step (2-1) includes the above-described “addition of an optional additive until the intermediate composition (1) is discharged”.
  • the step of “inputting” may be included.
  • carbon black different from the carbon black used in the first step (2-1) may be further added.
  • the above-described production method is performed by the cooling obtained in the step (2-2) until the maximum temperature reaches 10 ° C. or more and less than 80 ° C. between the step (2-2) and the step (4) described later. It is preferable to include a step (3-1) of kneading the intermediate composition (1) thus obtained to obtain the intermediate composition (2).
  • Step (3-1) is a step of further kneading the intermediate composition (1) sufficiently cooled in step (2-2), which improves the tensile elongation at break of the crosslinked fluororubber, and increases the hardness. This is an important process for lowering.
  • the kneading in the step (3-1) is performed until the maximum temperature of the kneaded product during kneading reaches 10 ° C. or more and less than 80 ° C. If the maximum temperature of the kneaded product during kneading is too high, it may not be possible to obtain a fluororubber composition that gives a cross-linked fluororubber that exhibits good tensile elongation at break and low hardness.
  • Step (3-1) may include a step of kneading the cooled intermediate compositions (1) obtained in step (2-2) with each other.
  • the kneading in this case may be performed until the maximum temperature of the mixture of the different intermediate compositions (1) reaches 10 ° C. or more and less than 80 ° C.
  • the manufacturing method may further include a step (3-2) of repeating the step (3-1) m ⁇ 1 times (m is an integer of 2 or more) after the step (3-1) is performed.
  • m is an integer of 2 or more
  • the manufacturing method may further include a step (3-2) of repeating the step (3-1) m ⁇ 1 times (m is an integer of 2 or more) after the step (3-1) is performed.
  • m is an integer of 2 or more
  • the kneading in the step (3-1) and the step (3-2) can be performed with the above-described closed kneader or roll kneader.
  • the intermediate composition (2) is kneaded by introducing the intermediate composition (1) or the intermediate composition (2) into a roll kneader and performing thinning. It is preferable that it is a process to perform.
  • FIG. 1 schematically shows a kneading method by thin threading.
  • an intermediate composition (1) or an intermediate composition (2) is thrown into the open roll 10 provided with the 1st roll 11 and the 2nd roll 12.
  • the first roll 11 and the second roll 12 rotate at different speeds in the directions of the arrows.
  • the intermediate composition (1) or the intermediate composition (2) thus charged is then placed between the first roll 11 and the second roll 12 while receiving a shearing force, as shown in FIG.
  • the dispensed intermediate composition (2) is wound up at an arbitrary location.
  • M is preferably an integer of 5 or more, more preferably an integer of 10 or more, still more preferably an integer of 30 or more, and even more preferably an integer of 50 or more.
  • the intermediate composition (1) obtained in the step (2-2), the step (3-1) or the step (3) is used until the maximum temperature reaches less than 130 ° C. -2) is a step of kneading the intermediate composition (2) obtained in 2) and a peroxide crosslinking agent to obtain a fluororubber composition.
  • Step (4) is an important step for improving the tensile elongation at break of the crosslinked fluororubber and reducing the hardness.
  • the kneading in step (4) may be under the same conditions as in step (2-1) described above except that the maximum temperature of the kneaded product during kneading is less than 130 ° C.
  • kneading is preferably performed using a roll kneader, a closed kneader, or the like in which the average shear rate of the rotor is 20 (1 / second) or more, preferably 50 (1 / second) or more.
  • a crosslinking accelerator it is also preferable to further knead a crosslinking accelerator.
  • the peroxide crosslinking agent and the crosslinking accelerator may be blended and kneaded at the same time, or the crosslinking accelerator may be blended and kneaded first, and then the peroxide crosslinking agent may be blended and kneaded.
  • the cross-linking method of the fluororubber composition may be appropriately selected.
  • a normal cross-linking method such as a forming method such as extrusion molding or roll-forming, or a cross-linking method using a cross-linking can is employed. If secondary crosslinking is required depending on the purpose of use of the crosslinked product, oven crosslinking may be further performed.
  • the fluorororubber crosslinked product preferably has a tensile elongation at break at 170 ° C. of 500% or more and a hardness at 25 ° C. of 80 or less.
  • a novel fluorororubber crosslinked product having a tensile breaking elongation at 170 ° C. of 500% or more and a hardness at 25 ° C. of 80 or less is also one aspect of the present invention.
  • the tensile elongation at break and the hardness are within the above ranges, it is possible to achieve an effect of excellent followability with respect to other materials to which the fluororubber crosslinked product comes into contact while having excellent elongation at the time of heating.
  • the cross-linked fluororubber is preferably obtained from the fluororubber composition, and is preferably obtained by the production method described above.
  • the fluororubber crosslinked product may have a lubricant applied to the surface.
  • the coefficient of friction decreases, and adhesion and adhesion when the fluororubber crosslinked product comes into contact with other materials in a dynamic environment can be suppressed.
  • the lubricant examples include liquid paraffin, fatty oil, naphthene, fluorine oil, silicone oil, liquid lubricant such as ionic liquid, grease, semi-solid lubricant such as petrolatum, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, polytetra
  • liquid lubricant such as ionic liquid
  • grease semi-solid lubricant such as petrolatum, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, polytetra
  • solid lubricants such as fluoroethylene, polyethylene, talc, mica, graphite, boron nitride, silicon nitride, fluorinated graphite, paraffin wax, higher fatty acid, higher fatty acid salt, higher fatty acid amide, and higher fatty acid ester.
  • the application method examples include a method in which a lubricant is directly applied, a method in which a lubricant is dispersed or dissolved in water or an
  • the tensile elongation at break at 170 ° C. is more preferably 600% or more, further preferably 650% or more, preferably 1000% or less, and more preferably 800% or less.
  • the fluororubber crosslinked product preferably has a tensile breaking elongation at 25 ° C. of 500% or more.
  • the tensile elongation at break at 25 ° C. is more preferably 700% or more, still more preferably 800% or more, preferably 1500% or less, and more preferably 1200% or less.
  • the tensile elongation at break can be measured by the following method. “Tensilon” RTG-1310 manufactured by A & D Co., Ltd. and “Strograph” TH-200D manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. are used as test machines. In accordance with JIS-K6251, the tensile breaking elongation is measured using a dumbbell set at 50 mm between the chucks and a tensile speed of 500 mm / min. Measurement temperature shall be 25 degreeC and 170 degreeC.
  • the hardness at 25 ° C. is more preferably 78 or less, still more preferably 76 or less, preferably 60 or more, and more preferably 65 or more.
  • the hardness can be measured by the following method.
  • a durometer RH101A manufactured by Excel Co., Ltd. is used as a testing machine. Measured with a durometer type A at a measurement temperature of 25 ° C. (peak value) according to JIS-K6253-3.
  • the fluorororubber crosslinked product preferably has a dynamic friction coefficient at 170 ° C. of 2.2 or less.
  • the dynamic friction coefficient at 170 ° C. is more preferably 2.0 or less, more preferably 1.8 or less, and more preferably 1.5 or less because adhesion and adhesion to other materials can be further suppressed. Particularly preferred.
  • the dynamic friction coefficient can be measured by the following method.
  • a friction player FPR2000 manufactured by Reska Co., Ltd. is used as a testing machine. Measurement is performed with a weight of 100 g (Pin is ⁇ 5 mm material SUJ2), rotation mode, rotation speed 4.8 rpm, rotation radius 10 mm, and the average value of the friction coefficient measurement values from 25 seconds to 50 seconds after the start of measurement It is a coefficient. *
  • the above-mentioned cross-linked fluororubber has a tensile breaking strength at 170 ° C. of 1 MPa or more, further 1.5 MPa or more, particularly 2 MPa or more, and 30 MPa or less, particularly 28 MPa or less. It is preferable because it is suitable for the above.
  • the tensile strength at break can be measured by the following method. “Tensilon” RTG-1310 manufactured by A & D Co., Ltd. and “Strograph” TH-200D manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. are used as test machines. In accordance with JIS-K6251, the tensile strength at break is measured using a dumbbell set at 50 mm between the chucks and a tensile speed of 500 mm / min. The measurement temperature is 170 ° C.
  • the cross-linked fluororubber has a tear strength at 170 ° C. of 3 to 30 kN / m, further 4 kN / m or more, particularly 5 kN / m or more, 29 kN / m or less, particularly 28 kN / m or less. Is preferable because it is suitable for use in a high-temperature environment.
  • the tear strength can be measured by the following method. “Tensilon” RTG-1310 manufactured by A & D Co., Ltd. and “Strograph” TH-200D manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. are used as test machines. According to JIS-K6251, the tear strength is measured using a dumbbell of No. 6 with a chucking distance of 50 mm and a tensile speed of 500 mm / min. The measurement temperature is 170 ° C.
  • fluorororubber crosslinked material can be utilized for various uses, it can be suitably utilized especially as a bladder for tire vulcanization.
  • a fluororubber cross-linked product which is a tire vulcanizing bladder, is also one aspect of the present invention.
  • the said fluororubber composition and the said fluororubber crosslinked material can be utilized for various uses, it can be used conveniently especially for the following various uses, for example.
  • a hose having a single-layer structure consisting only of a cross-linked fluororubber obtained by cross-linking the fluororubber composition of the present invention may be used, or a multi-layer hose having a laminated structure with other layers It may be.
  • the single layer structure hose which consists only of the fluororubber crosslinked material of this invention may be sufficient, and the multilayer hose of a laminated structure with another layer may be sufficient.
  • Examples of the single-layered hose include an exhaust gas hose, an EGR hose, a turbocharger hose, a fuel hose, a brake hose, and an oil hose.
  • Examples of the multi-layered hose include an exhaust gas hose, an EGR hose, a turbocharger hose, a fuel hose, a brake hose, and an oil hose.
  • a turbo system is often installed in a diesel engine. By sending exhaust gas from the engine to the turbine and rotating it, the compressor connected to the turbine is moved to increase the compression ratio of the air supplied to the engine and improve the output. It is.
  • This turbo system which uses engine exhaust gas and obtains high output, leads to downsizing of the engine, fuel consumption reduction of the automobile, and cleaner exhaust gas.
  • the turbocharger hose is used in the turbo system as a hose for sending compressed air to the engine.
  • a rubber hose with excellent flexibility and flexibility is advantageous, and typically rubber with excellent heat aging resistance and oil resistance (especially fluororubber) )
  • a hose having a multilayer structure in which the layer is an inner layer and silicone rubber or acrylic rubber is an outer layer is employed.
  • the engine surroundings such as the engine room are exposed to high temperatures and are in a harsh environment where vibration is also applied, and not only heat aging resistance but also excellent mechanical properties at high temperatures are required.
  • the hose can be obtained by using a cross-linked fluororubber layer obtained by cross-linking the fluororubber composition of the present invention or a cross-linked fluororubber layer of the present invention as a single-layer or multi-layer rubber layer. Therefore, it is possible to provide a turbocharger hose that satisfies the required characteristics at a high level and has excellent characteristics.
  • examples of the layer made of other materials include a layer made of other rubber, a layer made of a thermoplastic resin, various fiber reinforcing layers, a metal foil layer, and the like.
  • acrylonitrile-butadiene rubber or its hydrogenated rubber blend rubber of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber
  • a rubber comprising at least one selected from the group consisting of EPDM and acrylic rubber is preferable, and acrylonitrile-butadiene rubber or hydrogenated rubber thereof, blend rubber of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber More preferably, it is made of at least one rubber selected from the group consisting of:
  • the thermoplastic resin is a heat composed of at least one selected from the group consisting of fluororesins, polyamide resins, polyolefin resins, polyester resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl chloride resins, and polyphenylene sulfide resins.
  • a plastic resin is preferable, and a thermoplastic resin made of at least one selected from the group consisting of a fluororesin, a polyamide resin, a polyvinyl alcohol resin, and a polyphenylene sulfide resin is more preferable.
  • the type of the surface treatment is not particularly limited as long as it is a treatment method that enables adhesion.
  • discharge treatment such as plasma discharge treatment or corona discharge treatment, wet metal sodium / naphthalene liquid treatment Etc.
  • a primer treatment is also suitable as the surface treatment.
  • Primer treatment can be performed according to a conventional method. When the primer treatment is applied, the surface of the fluororubber that has not been surface-treated can be treated, but if the primer treatment is further performed after plasma discharge treatment, corona discharge treatment, metal sodium / naphthalene liquid treatment, etc. are performed in advance. Is more effective.
  • the fluororubber composition contains 5 to 20 parts by mass of carbon black with respect to 100 parts by mass of fluororubber, flexibility at room temperature (low hardness), crack resistance, crack progress resistance Excellent.
  • the hose can be suitably used in the following fields.
  • hoses such as an apparatus, an oxidation diffusion apparatus, a sputtering apparatus, an ashing apparatus, a cleaning apparatus, an ion implantation apparatus, and an exhaust apparatus.
  • the automobile field it can be used as a peripheral device for engines and automatic transmissions, and can be used as a turbocharger hose, an EGR hose, an exhaust gas hose, a fuel hose, an oil hose, a brake hose, and the like.
  • the sealing material used in oil drilling equipment has a problem that it is damaged by sudden pressure reduction when the pressure existing in the deep well is suddenly released. It is also used in an environment where it is exposed to a gas such as hydrogen sulfide at a high temperature.
  • the manufacturing conditions of the oil and gas industry are high temperature and high pressure, and the sealing material having a cross-linked fluororubber layer obtained by cross-linking the fluororubber composition of the present invention has such a rapid decompression resistance ( In addition to RAPID GAS DECOMPRESSION RESISTANCE), excellent heat resistance and chemical resistance are required.
  • a fluororubber composition or a fluororubber cross-linked product of the present invention that gives a cross-linked product excellent in high-temperature tensile properties and tensile durability properties in addition to heat resistance. it can.
  • a crosslinked product excellent in high-temperature tensile properties (tensile breaking strength, tensile breaking elongation) and tensile durability characteristics has high pressure resistance, and can avoid damage (breakage, cracking) of the seal.
  • the fluororubber composition contains 10 to 60 parts by mass of carbon black with respect to 100 parts by mass of the fluororubber, so that heat resistance, chemical resistance, and rapid pressure reduction under high temperature and high pressure Excellent in properties.
  • sealing material it can use suitably in the field
  • engine main body main motion system, valve system, lubricant / cooling system, fuel system, intake / exhaust system; drive system transmission system; chassis steering system; brake system; , Gaskets for non-contact type and contact type (self-seal packing) that require heat resistance, oil resistance, fuel oil resistance, anti-freezing liquid resistance for engine cooling, steam resistance, etc. , Piston rings, split ring packings, mechanical seals, oil seals, etc.).
  • the sealing material used for the engine body of the automobile engine is not particularly limited.
  • the sealing material such as cylinder head gasket, cylinder head cover gasket, oil pan packing, general gasket, O-ring, packing, timing belt cover gasket, etc. Is mentioned.
  • the seal material used for the main motion system of the automobile engine is not particularly limited, and examples thereof include a shaft seal such as a crankshaft seal and a camshaft seal.
  • the seal material used in the valve system of an automobile engine is not particularly limited, and examples thereof include a valve stem oil seal for an engine valve and a valve seat for a butterfly valve.
  • the seal material used for the lubricant / cooling system of the automobile engine is not particularly limited, and examples thereof include a seal gasket of an engine oil cooler.
  • the sealing material used in the engine fuel system for automobiles is not particularly limited.
  • fuel injection such as an oil seal for a fuel pump, a filler seal for a fuel tank, a tank packing, a connector O-ring for a fuel tube, etc.
  • EGR sealing materials such as an injector cushion ring, an injector seal ring, an injector O-ring, and a carburetor flange gasket.
  • the seal material used for the intake / exhaust system of the automobile engine is not particularly limited.
  • the intake manifold packing of the manifold, the exhaust manifold packing, the throttle body packing of the throttle, the turbine shaft seal of the turbo charge, etc. is not particularly limited.
  • the intake manifold packing of the manifold, the exhaust manifold packing, the throttle body packing of the throttle, the turbine shaft seal of the turbo charge, etc. is mentioned.
  • the sealing material used in the transmission system for automobiles is not particularly limited. Examples thereof include bearing seals, oil seals, O-rings and packings for transmissions, and O-rings and packings for automatic transmissions. It is done.
  • the sealing material used in the brake system for automobiles is not particularly limited.
  • oil seals, O-rings, packings, piston cylinders (rubber cups) of master cylinders, caliper seals, boots, etc. Is mentioned.
  • the sealing material used for the electrical equipment for automobiles is not particularly limited, and examples thereof include O-rings and packings for car air conditioners.
  • sealing material it is suitable for the sealing material for sensors (bush), Furthermore, it is suitable for the sealing material for oxygen sensors, the sealing material for nitrogen oxide sensors, the sealing material for sulfur oxide sensors, etc.
  • the O-ring may be a square ring.
  • Applications other than those in the automobile field are not particularly limited, such as aircraft field, rocket field, ship field, oil field drilling field (for example, packer seal, MWD seal, LWD seal, etc.), chemical fields such as plants, pharmaceuticals, etc.
  • Chemical field, photographic field such as developing machine, printing field such as printing machine, coating field such as coating equipment, analytical / physical machine field, food plant equipment field, nuclear power plant equipment field, steel field such as iron plate processing equipment, general industry It can be widely used in fields such as the field, electrical field, fuel cell field, electronic component field and on-site construction mold forming.
  • a fluororubber composition or a fluororubber crosslinked product of the present invention that provides a crosslinked product excellent in high-temperature tensile properties and tensile durability characteristics in addition to heat resistance and chemical resistance is suitable.
  • the fluororubber composition contains 5 to 60 parts by mass of carbon black with respect to 100 parts by mass of fluororubber, whereby heat resistance, chemical resistance, and repeated tensile at high temperature. And excellent compression characteristics.
  • the said fluororubber crosslinked material can be used suitably for the belt shown below.
  • belt material for power transmission belts (including flat belts, V-belts, V-ribbed belts, toothed belts, etc.) and conveyor belts (conveyor belts).
  • semiconductor manufacturing related fields such as semiconductor manufacturing equipment, liquid crystal panel manufacturing equipment, plasma panel manufacturing equipment, plasma addressed liquid crystal panels, field emission display panels, solar cell substrates, CVD equipment, dry etching equipment exposed to high temperature environments, It can be used for belt materials such as a wet etching apparatus, an oxidation diffusion apparatus, a sputtering apparatus, an ashing apparatus, a cleaning apparatus, an ion implantation apparatus, and an exhaust apparatus.
  • Examples of the flat belt include flat belts used for various high temperature parts such as around an engine of an agricultural machine, a machine tool, an industrial machine, and the like.
  • conveyor belts for example, conveyor belts for conveying loose or granular materials such as coal, crushed stone, earth and sand, ore, and wood chips in a high temperature environment
  • conveyor belts used in steelworks such as blast furnaces
  • precision Examples include conveyor belts in applications exposed to high-temperature environments in equipment assembly factories, food factories, and the like.
  • Examples of the V belt and V ribbed belt include agricultural machinery, general equipment (OA equipment, printing machines, commercial dryers, etc.), automobile V belts, and V ribbed belts.
  • the toothed belt examples include a toothed belt such as a transmission belt of a transport robot, a food machine, and a power transmission belt of a machine tool, and a toothed belt used in automobiles, OA equipment, medical use, printing machines, and the like. Can be mentioned.
  • a timing belt is mentioned as a toothed belt for automobiles.
  • examples of the layer made of another material include a layer made of other rubber, a layer made of a thermoplastic resin, various fiber reinforced layers, a canvas, and a metal foil layer.
  • acrylonitrile-butadiene rubber or its hydrogenated rubber blend rubber of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber
  • a rubber comprising at least one selected from the group consisting of EPDM and acrylic rubber is preferable, and acrylonitrile-butadiene rubber or hydrogenated rubber thereof, blend rubber of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber More preferably, it is made of at least one rubber selected from the group consisting of:
  • the thermoplastic resin is a heat composed of at least one selected from the group consisting of fluororesins, polyamide resins, polyolefin resins, polyester resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl chloride resins, and polyphenylene sulfide resins.
  • a plastic resin is preferable, and a thermoplastic resin made of at least one selected from the group consisting of a fluororesin, a polyamide resin, a polyvinyl alcohol resin, and a polyphenylene sulfide resin is more preferable.
  • the type of the surface treatment is not particularly limited as long as it is a treatment method that enables adhesion.
  • discharge treatment such as plasma discharge treatment or corona discharge treatment, wet metal sodium / naphthalene liquid treatment Etc.
  • a primer treatment is also suitable as the surface treatment.
  • Primer treatment can be performed according to a conventional method. When the primer treatment is applied, the surface of the fluororubber that has not been surface-treated can be treated, but if the primer treatment is further performed after plasma discharge treatment, corona discharge treatment, metal sodium / naphthalene liquid treatment, etc. are performed in advance. Is more effective.
  • Anti-vibration rubber The fluoro rubber cross-linked product described above satisfies the required characteristics for anti-vibration rubber at a high level by using it as a rubber layer of a single layer and a multilayer structure in anti-vibration rubber, and has excellent characteristics.
  • An automotive anti-vibration rubber can be provided.
  • examples of the layer made of other materials include a layer made of other rubber, a layer made of thermoplastic resin, various fiber reinforced layers, a metal foil layer, and the like. .
  • acrylonitrile-butadiene rubber or its hydrogenated rubber blend rubber of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber
  • a rubber comprising at least one selected from the group consisting of EPDM and acrylic rubber is preferable, and acrylonitrile-butadiene rubber or hydrogenated rubber thereof, blend rubber of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber More preferably, it is made of at least one rubber selected from the group consisting of:
  • the thermoplastic resin is a heat composed of at least one selected from the group consisting of fluororesins, polyamide resins, polyolefin resins, polyester resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl chloride resins, and polyphenylene sulfide resins.
  • a plastic resin is preferable, and a thermoplastic resin made of at least one selected from the group consisting of a fluororesin, a polyamide resin, a polyvinyl alcohol resin, and a polyphenylene sulfide resin is more preferable.
  • the type of the surface treatment is not particularly limited as long as it is a treatment method that enables adhesion.
  • discharge treatment such as plasma discharge treatment or corona discharge treatment, wet metal sodium / naphthalene liquid treatment Etc.
  • a primer treatment is also suitable as the surface treatment.
  • Primer treatment can be performed according to a conventional method. When the primer treatment is applied, the surface of the fluororubber that has not been surface-treated can be treated, but if the primer treatment is further performed after plasma discharge treatment, corona discharge treatment, metal sodium / naphthalene liquid treatment, etc. are performed in advance. Is more effective.
  • Diaphragm A diaphragm having a cross-linked fluororubber layer obtained by cross-linking the fluororubber composition of the present invention is required to have repeated bending resistance in a high temperature environment.
  • a fluororubber composition or a fluororubber cross-linked product of the present invention that gives a cross-linked product excellent in high-temperature tensile properties and tensile durability properties in addition to heat resistance. it can.
  • the fluororubber composition contains 5 to 30 parts by mass of carbon black with respect to 100 parts by mass of fluororubber, so that not only heat resistance, chemical resistance, and high-temperature repeated flexibility Excellent.
  • the said fluororubber crosslinked material can be used suitably for the diaphragm shown below.
  • applications of automobile engines include diaphragms such as fuel systems, exhaust systems, brake systems, drive systems, and ignition systems that require heat resistance, oxidation resistance, fuel resistance, low gas permeability, and the like.
  • Examples of the diaphragm used in the fuel system of an automobile engine include a fuel pump diaphragm, a carburetor diaphragm, a pressure regulator diaphragm, a pulsation damper diaphragm, an ORVR diaphragm, a canister diaphragm, and an auto fuel cock diaphragm.
  • Examples of the diaphragm used in the exhaust system of the automobile engine include a waste gate diaphragm, an actuator diaphragm, an EGR diaphragm, and the like.
  • Examples of the diaphragm used for the brake system of the automobile engine include an air brake diaphragm.
  • Examples of the diaphragm used in the drive system of the automobile engine include an oil pressure diaphragm.
  • Examples of the diaphragm used in the ignition system of the automobile engine include a distributor diaphragm.
  • Hollow rubber molded product The above-mentioned fluororubber crosslinked product can also be suitably used for a hollow rubber molded product.
  • the hollow rubber molded body include a bladder, a bellows structure molded body, and a primer valve.
  • the above-mentioned fluororubber crosslinked product can also be suitably used for a bladder (blade for tire production) used in a vulcanization process and a molding process of a tire.
  • a tire molding bladder used when assembling each component of a tire to mold a raw tire (unvulcanized tire) and a final product tire shape at the time of vulcanization are provided.
  • two types of bladders are used, which are the tire vulcanizing bladder used in the above.
  • the fluorororubber crosslinked product can be used for both a tire molding bladder and a tire vulcanizing bladder. In particular, it is repeatedly used under heating conditions, and requires high heat resistance and high temperature tensile properties. It is preferably used for a tire vulcanizing bladder.
  • the bellows structure is, for example, a structure having a crest or a trough or both in the outer peripheral direction of the cylinder, and the crest or trough may be a wave shape having an arc. It may be a triangular wave shape.
  • Specific examples of the bellows structure molded body include joint members such as a flexible joint and an expansion joint, boots, grommets, and the like.
  • a joint member is a joint used in piping and piping equipment. It prevents vibration and noise from the piping system, absorbs expansion and contraction due to temperature changes and pressure changes, absorbs dimensional changes, earthquakes, and subsidence. It is used for applications such as mitigating and preventing the effects of
  • the flexible joint and the expansion joint can be preferably used, for example, for shipbuilding piping, for mechanical piping such as pumps and compressors, for chemical plant piping, for electrical piping, for civil engineering / water supply piping, and for automobiles.
  • Boots include, for example, constant velocity joint boots, dust covers, rack and pinion steering boots, pin boots, piston boots and other automobile boots, agricultural machinery boots, industrial vehicle boots, building machinery boots, hydraulic machinery boots, empty It can be preferably used as various industrial boots such as pressure machine boots, centralized lubricator boots, liquid transfer boots, fire fighting boots, and various liquefied gas transfer boots.
  • the primer valve is a pump for sending fuel to the carburetor (the float chamber of the carburetor) in advance so that the engine can be easily started.
  • the primer valve has, for example, one peak portion in the outer peripheral direction of the cylinder, and the shape of the peak portion is a wave shape having an arc.
  • the shape of the primer valve is, for example, the shape shown in FIG. 2.
  • the primer valve 21 is disposed between the discharge side (engine side) hose 23 and the suction side (fuel tank side) hose 24.
  • primer valve examples include primer valves for automobiles, ships, aircrafts, construction machines, agricultural machines, mining machines, and the like.
  • primer valves for automobiles, ships, aircrafts, construction machines, agricultural machines, mining machines, and the like For example, it is particularly useful as a marine primer valve.
  • Fluorororubber coating composition The fluororubber composition of the present invention can also be applied to a fluororubber coating composition.
  • the coating film obtained from the fluororubber coating composition is excellent in tensile physical properties and durability (tensile fatigue characteristics) at high temperatures, and is not easily broken even under high temperature conditions.
  • the fluororubber coating composition is preferably formed by dissolving or dispersing the fluororubber composition of the present invention in a liquid medium.
  • the components for constituting the fluororubber composition are kneaded by, for example, the method described above, and the obtained fluororubber composition is dissolved in a liquid medium such as ketones, esters, ethers and the like. Alternatively, it can be prepared by dispersing.
  • the fluororubber coating composition may be applied directly on a substrate made of metal, glass, resin, rubber or the like, or may be applied after forming a primer layer with an epoxy coating or the like. Furthermore, you may form another coating film (topcoat layer) on the coating film obtained from the said fluororubber coating composition.
  • the coating film obtained from the fluororubber coating composition includes, for example, a sheet and a belt; a sealant for a sealing member; a precoat metal; a packing rubber, an O-ring, a diaphragm, a chemical resistant tube, a chemical stopper, a fuel hose, a valve seal,
  • engine gasket it can utilize for head gaskets, etc. of a motor vehicle engine etc., for example.
  • the fluororubber composition is used for an insulating covering material for electric wires that requires heat resistance and flexibility (flexibility) and a sheath material that forms a sheath layer provided on the outer periphery of the insulating layer in the electric wires. Can be suitably used, and a coating excellent in bending resistance at high temperatures can be provided.
  • the insulating coating material or the sheath material examples include an insulating coating material or a sheath material used for heat-resistant electric wires of automobiles, aircrafts, munitions vehicles, and the like that are particularly required to have heat resistance. Or it is suitable as an insulation coating material or a sheath material of a covered electric wire used in an environment in contact with engine oil, or a covered electric wire used in an automatic transmission of an automobile or an oil pan of an engine.
  • Tensile rupture strength and tensile rupture elongation tester were “Tensilon” RTG-1310 manufactured by A & D Co., Ltd. and “Strograph” TH-200D manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
  • the tensile strength at break and the tensile elongation at break were measured using a dumbbell No. 6 with a tensile speed of 500 mm / min set to 50 mm between chucks. The measurement temperature was 170 ° C.
  • Hardness A durometer RH101A manufactured by Excel Co., Ltd. was used as a testing machine.
  • Example 1 30 parts by mass of carbon black, 0.5 part by mass of stearic acid, 1 part by mass of hydrotalcite and 10 parts by mass of castor oil were mixed to prepare a mixture (A).
  • the mixture (A) was kneaded into 100 parts by mass of fluororubber under kneading conditions with an average shear rate of the rotor of 410 (1 / second).
  • the kneaded product was cooled and kneaded with an 8-inch open roll whose temperature was adjusted to 25 ° C. to 100 ° C. or less, and then discharged. Subsequently, the kneaded product obtained by cooling and kneading was aged at 25 ° C. for 24 hours to obtain a fluororubber pre-compound (B1).
  • the fluororubber full compound (C1) was pressed and crosslinked at 170 ° C. for 30 minutes to prepare a crosslinked fluororubber sheet having a thickness of 2 mm.
  • seat the tensile break strength in 170 degreeC, the tensile break elongation measurement, and the hardness measurement in 25 degreeC were performed.
  • the results are shown in Table 1. Moreover, it was 1.3 when the dynamic friction coefficient in 170 degreeC was measured.
  • Example 2 A fluororubber full compound (C2) was prepared by kneading under the same conditions as in Example 1 except that the castor oil content was changed from 10 parts by mass to 5 parts by mass. A crosslinked fluororubber sheet was produced under the same conditions as in Example 1, and various physical properties were measured. The results are shown in Table 1. Moreover, it was 2.1 when the dynamic friction coefficient in 170 degreeC was measured.
  • Examples 3 and 4 A fluororubber pre-compound, a fluororubber full compound and a cross-linked fluororubber sheet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the components and amounts were changed to those shown in Table 1. The results are shown in Table 1. The dynamic friction coefficients at 170 ° C. were 1.5 and 2.1, respectively.
  • Comparative Example 1 A fluororubber full compound (C3) was prepared by kneading under the same conditions as in Example 1 except that castor oil was not added. A crosslinked fluororubber sheet was produced under the same conditions as in Example 1, and various physical properties were measured. The results are shown in Table 1. Moreover, it was 2.4 when the dynamic friction coefficient in 170 degreeC was measured.
  • Example 2 A fluororubber full compound (C4) was prepared by kneading under the same conditions as in Example 1 except that castor oil was not added and trimethallyl isocyanurate was used instead of triallyl isocyanurate. A crosslinked fluororubber sheet was produced under the same conditions as in Example 1, and various physical properties were measured. The results are shown in Table 1. The dynamic friction coefficient at 170 ° C. was 2.5.

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Abstract

大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができるフッ素ゴム組成物を提供する。フッ素ゴム、カーボンブラック、脂肪油及び脂肪族炭化水素からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(A)、並びに、パーオキサイド架橋剤を含むフッ素ゴム組成物であって、上記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積(NSA)が25~180m/gであり、化合物(A)は、大気圧下での沸点が250℃以上であり、融点又は凝固点が15℃以下であることを特徴とするフッ素ゴム組成物である。

Description

フッ素ゴム組成物及びフッ素ゴム架橋物
本発明は、フッ素ゴム組成物及びフッ素ゴム架橋物に関する。
フッ素ゴムは耐薬品性、耐油性、耐熱性に優れて、高温において良好な耐圧縮永久歪み性を有することが知られているが、高温時の機械物性、例えば熱時強度、熱時伸びなどの向上が近年望まれており、例えば100℃を超える高温環境下でフッ素ゴム架橋物を使用する場合、耐熱性だけではなく、高温時の機械特性にも優れた耐久性に富むことが求められる。
例えば、圧縮永久歪み改善の観点からは、特許文献1に示されるような組成物が提案されているが、室温伸びが小さいので、熱時伸びについては更に小さくなると予想される。また、熱時伸びの改善としては、特許文献2に示されているが、更に苛酷な使用環境下では耐えうるような物性ではない。高温時強度の改善例としては、特許文献3に示されているように、フッ素ゴムと含フッ素熱可塑性エラストマーの組合せが例示されているが、室温伸びが小さいので、熱時伸びについては更に小さくなると予想される。
そこで、特許文献4では、高温時の機械物性にも優れた架橋物を与えるフッ素ゴム組成物として、過酸化物架橋可能なフッ素ゴム(A)100質量部あたり、カーボンブラック(B)5~50質量部、過酸化物架橋系架橋剤(C)0.01~10質量部、及び低自己重合性架橋促進剤(D)2.5質量部以下を含むフッ素ゴム組成物が提案されている。
特開昭60-55050号公報 特開2008-184496公報 特開平06-25500号公報 国際公開第2012/026554号公報
しかしながら、従来の技術では、大きな引張破断伸びが実現できても、低い硬度のフッ素ゴム架橋物を得ることができず、また、硬度を低くすると、大きな引張破断伸びが実現できない問題があった。
本発明の目的は、上記現状に鑑み、高温でも大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができるフッ素ゴム組成物を提供することにある。また、本発明の目的は、高温でも引張破断伸びが大きく、しかも硬度も充分に低いフッ素ゴム架橋物を提供することにある。
本発明者らは、上記の課題を解決するために、フッ素ゴム組成物の配合を鋭意検討した結果、フッ素ゴムに加えて、カーボンブラック、架橋剤及び脂肪油又は脂肪族炭化水素を配合し、更に、カーボンブラック、架橋剤及び脂肪油又は脂肪族炭化水素をそれぞれ極めて限定された種類のものとすると、大きな引張破断伸びを示すだけでなく、硬度も充分に低いフッ素ゴム架橋物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、フッ素ゴム、カーボンブラック、脂肪油及び脂肪族炭化水素からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(A)、並びに、パーオキサイド架橋剤を含むフッ素ゴム組成物であって、上記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積(NSA)が25~180m/gであり、化合物(A)は、大気圧下での沸点が250℃以上であり、融点又は凝固点が15℃以下であることを特徴とするフッ素ゴム組成物である。
本発明のフッ素ゴム組成物において、脂肪油は、不乾性油、及び、半乾性油からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム組成物において、化合物(A)は、フッ素ゴム100質量部に対して1~30質量部であることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム組成物において、カーボンブラックは、フッ素ゴム100質量部に対して5~65質量部であることが好ましい。
本発明はまた、フッ素ゴムからなり、170℃における引張破断伸びが500%以上であり、25℃における硬度が80以下であることを特徴とするフッ素ゴム架橋物でもある。
本発明のフッ素ゴム架橋物は、170℃における動摩擦係数が2.2以下であることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム架橋物は、フッ素ゴム、カーボンブラック、脂肪油及び脂肪族炭化水素からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(A)、並びに、パーオキサイド架橋剤を含むフッ素ゴム組成物から得られることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム架橋物において、脂肪油は、不乾性油、及び、半乾性油からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム架橋物において、化合物(A)は、フッ素ゴム100質量部に対して1~30質量部であることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム架橋物において、カーボンブラックは、フッ素ゴム100質量部に対して5~65質量部であることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム架橋物は、上述のフッ素ゴム組成物から得られることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム架橋物は、タイヤ加硫用ブラダーであることが好ましい。
本発明のフッ素ゴム組成物は、上記構成を有するものあることから、高温でも大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができる。本発明のフッ素ゴム架橋物は、高温でも引張破断伸びが大きく、しかも硬度も充分に低い。
工程(3-1)及び工程(3-2)における混練方法を模式的に示す図である。 プライマーバルブの形状の一例を示す概略図である。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明のフッ素ゴム組成物は、フッ素ゴム、カーボンブラック、化合物(A)、及び、パーオキサイド架橋剤を含む。
上記フッ素ゴムとしては、例えばテトラフルオロエチレン(TFE)、フッ化ビニリデン(VdF)及び式(1):
CF=CF-R       (1)
(式中、R は-CF又は-OR (R は炭素数1~5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物(例えばヘキサフルオロプロピレン(HFP)、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)など)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体に由来する構造単位を含むことが好ましい。
上記フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン(VdF)系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン(TFE)/プロピレン(Pr)系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン(TFE)/プロピレン(Pr)/ビニリデンフルオライド(VdF)系フッ素ゴム、エチレン(Et)/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)系フッ素ゴム、エチレン(Et)/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)/ビニリデンフルオライド(VdF)系フッ素ゴム、エチレン(Et)/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)/テトラフルオロエチレン(TFE)系フッ素ゴム、フルオロシリコーン系フッ素ゴム、又はフルオロホスファゼン系フッ素ゴムなどが挙げられ、これらをそれぞれ単独で、又は本発明の効果を損なわない範囲で任意に組み合わせて用いることができる。これらの中でも、VdF系フッ素ゴム、TFE/Pr系フッ素ゴム、TFE/Pr/VdF系フッ素ゴムが、耐熱老化性、耐油性が良好な点からより好適である。
上記VdF系フッ素ゴムは、VdF繰り返し単位の含有量が、VdF繰り返し単位とその他の共単量体に由来する繰り返し単位との合計モル数に対し20モル%以上が好ましく、40モル%以上がより好ましく、45モル%以上が更に好ましく、50モル%以上が更により好ましく、55モル%以上が特に好ましく、60モル%以上が最も好ましい。VdF繰り返し単位の含有量はまた、VdF繰り返し単位とその他の共単量体に由来する繰り返し単位との合計モル数に対し90モル%以下が好ましく、85モル%以下がより好ましく、80モル%以下が更に好ましく、78モル%以下が更により好ましく、75モル%以下が特に好ましく、70モル%以下が最も好ましい。
また、上記その他の共単量体に由来する繰り返し単位の含有量は、VdF繰り返し単位とその他の共単量体に由来する繰り返し単位との合計モル数に対し10モル%以上が好ましく、15モル%以上がより好ましく、20モル%以上が更に好ましく、22モル%以上が更により好ましく、25モル%以上が特に好ましく、30モル%以上が最も好ましい。その他の共単量体に由来する繰り返し単位の含有量はまた、VdF繰り返し単位とその他の共単量体に由来する繰り返し単位との合計モル数に対し80モル%以下が好ましく、60モル%以下がより好ましく、55モル%以下が更に好ましく、50モル%以下が更により好ましく、45モル%以下が特に好ましく、40モル%以下が最も好ましい。
そして、上記VdF系フッ素ゴムにおける共単量体としてはVdFと共重合可能であれば特に限定されず、例えば、TFE、HFP、PAVE、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロエチレン、トリフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロブテン、テトラフルオロイソブテン、ヘキサフルオロイソブテン、フッ化ビニル、ヨウ素含有フッ素化ビニルエーテル、一般式(2)
CH=CFR   (2)
(式中、Rは炭素数1~12の直鎖又は分岐したフルオロアルキル基)で表される含フッ素単量体などのフッ素含有単量体;エチレン(Et)、プロピレン(Pr)、アルキルビニルエーテル等のフッ素非含有単量体、架橋性基(キュアサイト)を与える単量体、及び反応性乳化剤などが挙げられ、これらの単量体や化合物のなかから1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記PAVEとしては、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(PPVE)がより好ましく、特にPMVEが好ましい。
また、上記PAVEとして、式:CF=CFOCFOR  
(式中、R は炭素数1~6の直鎖又は分岐状パーフルオロアルキル基、炭素数5~6の環式パーフルオロアルキル基、又は、1~3個の酸素原子を含む炭素数2~6の直鎖又は分岐状パーフルオロオキシアルキル基である)で表されるパーフルオロビニルエーテルを用いてもよく、例えば、CF=CFOCFOCF、CF=CFOCFOCFCF、又は、CF=CFOCFOCFCFOCFを用いることが好ましい。
上記式(2)で表される含フッ素単量体(2)としては、Rが直鎖のフルオロアルキル基である単量体が好ましく、Rが直鎖のパーフルオロアルキル基である単量体がより好ましい。Rの炭素数は1~6であることが好ましい。上記式(2)で表される含フッ素単量体(2)としては、CH=CFCF、CH=CFCFCF、CH=CFCFCFCF、CH=CFCFCFCFCFなどが挙げられ、なかでも、CH=CFCFで示される2,3,3,3-テトラフルオロプロピレンが好ましい。
TFE/プロピレン(Pr)系フッ素ゴムとは、TFE45~70モル%、プロピレン(Pr)55~30モル%からなる含フッ素共重合体をいう。これら2成分に加えて、特定の第3成分(例えばPAVE)を0~40モル%含んでいてもよい。
エチレン(Et)/HFP系共重合体としては、Et/HFPの組成が、(35~80)/(65~20)(モル%)であることが好ましく、(40~75)/(60~25)(モル%)がより好ましい。
Et/HFP/TFE系共重合体は、Et/HFP/TFEの組成が、(35~75)/(25~50)/(0~15)(モル%)であることが好ましく、(45~75)/(25~45)/(0~10)(モル%)がより好ましい。
更に良好な引張破断伸びと低硬度とを実現できることから、上記フッ素ゴムは、VdF単位と、HFP単位、式(2)で表される含フッ素単量体(2)に基づく重合単位又はPAVE単位と、のみからなる2元共重合体であることが好ましい。すなわち、VdF/HFP共重合体、VdF/式(2)で表される含フッ素単量体(2)の共重合体及びVdF/PAVE共重合体からなる群より選択される少なくとも1種の2元共重合体であることが好ましい。
また、上記フッ素ゴムは、VdF/HFP共重合体、VdF/2,3,3,3-テトラフルオロプロピレン共重合体及びVdF/PAVE共重合体からなる群より選択される少なくとも1種の2元共重合体であることがより好ましく、VdF/HFP共重合体及びVdF/2,3,3,3-テトラフルオロプロピレン共重合体からなる群より選択される少なくとも1種の2元共重合体であることが特に好ましい。
上記フッ素ゴムは、数平均分子量Mnが5000~500000のものが好ましく、10000~500000のものがより好ましく、20000~500000のものが更に好ましい。
また、例えばフッ素ゴム組成物の粘度を低くしたい場合などでは、更に他のフッ素ゴムをブレンドしてもよい。他のフッ素ゴムとしては、低分子量液状フッ素ゴム(数平均分子量1000以上)、数平均分子量が10000程度の低分子量フッ素ゴム、更には数平均分子量が100000~200000程度のフッ素ゴムなどが挙げられる。
加工性の観点から、上記フッ素ゴムは100℃におけるムーニー粘度が20~200、更には30~180の範囲にあることが好ましい。ムーニー粘度は、JIS K6300に準拠して測定する。
上記フッ素ゴムとして例示したものは主単量体の構成であり、例えば、本発明の効果を損なわない範囲で、過酸化物架橋可能な架橋性基を与える単量体を共重合したものを用いることもできる。
過酸化物架橋可能な架橋性基を与える単量体としては、製造法等に応じて適切に過酸化物架橋可能な架橋性基を導入できるものであればよく、例えばヨウ素原子を含む公知の重合性化合物、連鎖移動剤などが挙げられる。
好ましい過酸化物架橋可能な架橋性基を与える単量体としては、
一般式(3):
CY =CY -X  (3)
(式中、Y、Yはフッ素原子、水素原子又は-CH;R は1個以上のエーテル結合を有していてもよく、芳香環を有していてもよい、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐状の含フッ素アルキレン基;Xはヨウ素原子)
で示される化合物が挙げられる。具体的には、例えば、一般式(4):
CY =CY CHR-X   (4)
(式中、Y、Y、Xは前記同様であり、R は1個以上のエーテル結合を有していてもよく水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐状の含フッ素アルキレン基、すなわち水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐状の含フッ素アルキレン基、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐状の含フッ素オキシアルキレン基、又は水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐状の含フッ素ポリオキシアルキレン基;Rは水素原子又はメチル基)で示されるヨウ素含有モノマー、一般式(5)~(22):
CY =CY(CF-X   (5)
(式中、Yは、同一又は異なり、水素原子又はフッ素原子、nは1~8の整数)
CF=CFCF -X   (6)
(式中、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
であり、nは0~5の整数)
CF=CFCF(OCF(CF)CF
         (OCHCFCFOCHCF-X  (7)
(式中、mは0~5の整数、nは0~5の整数)
CF=CFCF(OCHCFCF
       (OCF(CF)CFOCF(CF)-X (8)
(式中、mは0~5の整数、nは0~5の整数)
CF=CF(OCFCF(CF))O(CF-X   (9)
(式中、mは0~5の整数、nは1~8の整数)
CF=CF(OCFCF(CF))-X   (10)
(式中、mは1~5の整数)
CF=CFOCF(CF(CF)OCFCF(-X)CF (11)
(式中、nは1~4の整数)
CF=CFO(CFOCF(CF)-X   (12)
(式中、nは2~5の整数)
CF=CFO(CF-(C)-X   (13)
(式中、nは1~6の整数)
CF=CF(OCFCF(CF))OCFCF(CF)-X (14)
(式中、nは1~2の整数)
CH=CFCFO(CF(CF)CFO)CF(CF)-X (15)
(式中、nは0~5の整数)
CF=CFO(CFCF(CF)O)(CF-X   (16)
(式中、mは0~5の整数、nは1~3の整数)
CH=CFCFOCF(CF)OCF(CF)-X   (17)
CH=CFCFOCHCF-X   (18)
CF=CFO(CFCF(CF)O)CFCF(CF)-X (19)
(式中、mは0以上の整数)
CF=CFOCF(CF)CFO(CF-X   (20)
(式中、nは1以上の整数)
CF=CFOCFOCFCF(CF)OCF-X   (21)
CH=CH-(CF   (22)
(式中、nは2~8の整数)
(一般式(5)~(22)中、Xは前記と同様)
で表されるヨウ素含有モノマーなどが挙げられ、これらをそれぞれ単独で、又は任意に組み合わせて用いることができる。
一般式(4)で示されるヨウ素含有モノマーとしては、一般式(23):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、mは1~5の整数であり、nは0~3の整数)
で表されるヨウ素含有フッ素化ビニルエーテルが好ましく挙げられ、より具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
などが挙げられるが、これらの中でも、ICHCFCFOCF=CFが好ましい。
一般式(5)で示されるヨウ素含有モノマーとしてより具体的には、ICFCFCF=CH、I(CFCFCF=CHが好ましく挙げられる。
一般式(9)で示されるヨウ素含有モノマーとしてより具体的には、I(CFCFOCF=CFが好ましく挙げられる。
一般式(22)で示されるヨウ素含有モノマーとしてより具体的には、CH=CHCFCFI、I(CFCFCH=CHが好ましく挙げられる。
上記フッ素ゴムは、架橋性の観点から、架橋点としてヨウ素原子及び/又は臭素原子を含むフッ素ゴムが好ましい。ヨウ素原子及び/又は臭素原子の含有量としては、0.001~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましく、0.01~3質量%が特に好ましい。
上記フッ素ゴム組成物は、窒素吸着比表面積(NSA)が25~180m/gであるカーボンブラックを含む。
上記カーボンブラックとしては、製造方法の違いから、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどが挙げられ、用途の違いから、ゴム用カーボンブラック、カラー用カーボンブラック、導電性カーボンブラックとして市販されている全てのカーボンブラックが挙げられる。具体的には例えば、ゴム用カーボンブラックとしては、SAF-HS(NSA:142m/g、DBP:130ml/100g)、SAF(NSA:142m/g、DBP:115ml/100g)、N234(NSA:126m/g、DBP:125ml/100g)、ISAF(NSA:119m/g、DBP:114ml/100g)、ISAF-LS(NSA:106m/g、DBP:75ml/100g)、ISAF-HS(NSA:99m/g、DBP:129ml/100g)、N339(NSA:93m/g、DBP:119ml/100g)、HAF-LS(NSA:84m/g、DBP:75ml/100g)、HAF-HS(NSA:82m/g、DBP:126ml/100g)、HAF(NSA:79m/g、DBP:101ml/100g)、N351(NSA:74m/g、DBP:127ml/100g)、LI-HAF(NSA:74m/g、DBP:101ml/100g)、MAF-HS(NSA:56m/g、DBP:158ml/100g)、MAF(NSA:49m/g、DBP:133ml/100g)、FEF-HS(NSA:42m/g、DBP:160ml/100g)、FEF(NSA:42m/g、DBP:115ml/100g)、SRF-HS(NSA:32m/g、DBP:140ml/100g)、SRF-HS(NSA:29m/g、DBP:152ml/100g)、GPF(NSA:27m/g、DBP:87ml/100g)、SRF(NSA:27m/g、DBP:68ml/100g)など、カラー用カーボンブラックとしては、カーボンブラック便覧第3版(平成7年発行)の分類によるHCC、MCC、RCC、LCC、HCF、MCF、RCF、LCF、LFF、及び各種アセチレンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、SAF-HS、SAF、N234、ISAF、ISAF-LS、ISAF-HS、N339、HAF-LS、HAF-HS、HAF、N351、LI-HAF、MAF-HSが好ましい。これらのカーボンブラックは単独で使用してもよいし、また2種以上を併用してもよい。
なかでも、カーボンブラックの好ましいものとしては、窒素吸着比表面積(NSA)が25~180m/gであって、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が40~180ml/100gであるカーボンブラックが挙げられる。
窒素吸着比表面積(NSA)が小さすぎると、フッ素ゴム架橋物の引張破断伸びが低下する傾向にあり、この観点から、窒素吸着比表面積(NSA)は50m/g以上が好ましく、70m/g以上がより好ましく、90m/g以上が更に好ましく、110m/g以上が特に好ましい。上限は、一般的に入手しやすい観点から180m/gが好ましい。
ジブチルフタレート(DBP)吸油量が小さすぎると、フッ素ゴム架橋物の引張破断伸びが低下する傾向にあり、この観点から、50ml/100g以上が好ましく、60ml/100g以上がより好ましく、80ml/100g以上が更に好ましく、100ml/100g以上が特に好ましい。上限は一般的に入手しやすい観点から、175ml/100g、更には170ml/100gが好ましい。
上記フッ素ゴム組成物において、カーボンブラックの配合量は、フッ素ゴム100質量部に対して5~65質量部が好ましい。カーボンブラックが多くなりすぎるとフッ素ゴム架橋物の硬度が上昇する傾向にあり、また、少なくなりすぎるとフッ素ゴム架橋物の引張破断伸びが低下する傾向にある。更に、物性バランスが良好な点から、フッ素ゴム100質量部に対して6質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましく、物性バランスが良好な点から55質量部以下がより好ましく、50質量部以下が更に好ましく、49質量部以下が更により好ましく、45質量部以下が特に好ましい。
上記フッ素ゴム組成物は、化合物(A)を含む。化合物(A)は、脂肪油及び脂肪族炭化水素からなる群より選択される少なくとも1種である。
化合物(A)は、大気圧下での沸点が250℃以上であり、融点又は凝固点が15℃以下である。
化合物(A)の大気圧下での沸点が上記の範囲内にあることにより、高温環境下においてもフッ素ゴム架橋物から化合物(A)が揮発しないため、優れた熱時伸びを持続することができる。化合物(A)の大気圧下での沸点は、280℃以上であることが好ましく、300℃以上であることがより好ましい。上限は特に限定されず、700℃であってよい。但し、大気圧下で沸点が存在しない場合は、熱重量測定装置で空気雰囲気下、室温から加熱したときに、重量減少が10%に到達する温度を沸点と読み替えるものとする。
化合物(A)の融点又は凝固点が上記の範囲内にあることにより、大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができる。化合物(A)の融点又は凝固点は、10℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましい。融点又は凝固点が高過ぎる化合物(A)を使用すると、フッ素ゴム架橋物の硬度を上昇させる要因となる。下限は特に限定されず、-100℃であってよい。
化合物(A)の配合量は、上記フッ素ゴム100質量部に対して1~30質量部であることが好ましい。化合物(A)の配合量が上記の範囲内にあることにより、大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができる。化合物(A)の配合量は、より大きな引張破断伸びを示し、かつより低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得られることから、3質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることが更に好ましく、8質量部以上であることが特に好ましく、また、実用上充分な引張破断強度を有するフッ素ゴム架橋物を得る観点から、25質量部以下であることがより好ましく、20質量部以下であることが更に好ましく、15質量部以下であることが特に好ましい。
上記脂肪族炭化水素は、一般式(X):
   (X)
(式中、mは整数、nは(2m+2)以下の偶数)
で表される化合物群から選択されるいずれか一種の化合物又は2種以上の化合物からなる混合物である。上記脂肪族炭化水素としては、飽和脂肪族炭化水素及び不飽和脂肪族炭化水素が挙げられる。具体的には例えば、飽和脂肪族炭化水素としては、流動パラフィン、ナフテンなど、不飽和脂肪族炭化水素としては、テルペン類などが挙げられる。これらの脂肪族炭化水素は単独で用いてもよいし、また2種以上を併用してもよい。化学的に安定であることから、飽和脂肪族炭化水素に分類される1種以上の脂肪族炭化水素を用いることが好ましく、流動パラフィンを用いることがより好ましい。
上記フッ素ゴム組成物は、大気圧下での沸点が250℃以上であり、融点又は凝固点が15℃以下である脂肪油を含むものであってよい。
上記脂肪油の大気圧下での沸点が上記の範囲内にあることにより、高温環境下においてもフッ素ゴム架橋物から脂肪油が揮発しないため、優れた熱時伸びを持続することができる。上記脂肪油の大気圧下での沸点は、280℃以上であることが好ましく、300℃以上であることがより好ましい。上限は特に限定されず、700℃であってよい。但し、大気圧下で沸点が存在しない場合は、熱重量測定装置で空気雰囲気下、室温から加熱したときに、重量減少が10%に到達する温度を沸点と読み替えるものとする。
上記脂肪油の、融点又は凝固点が上記の範囲内にあることにより、大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができる。上記脂肪油の、融点又は凝固点は、10℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましい。 融点又は凝固点が高過ぎる脂肪油を使用すると、フッ素ゴム架橋物の硬度を上昇させる要因となる。下限は特に限定されず、-100℃であってよい。
上記脂肪油は、大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得る観点から、不乾性油、及び、半乾性油からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。不乾性油としては、ひまし油、菜種油、落花生油、オリーブ油等が挙げられる。半乾性油としては、大豆油、綿実油、コーン油、ひまわり油等が挙げられる。なかでも、上記脂肪油は、ひまし油、菜種油、落花生油、大豆油、及び、綿実油からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましく、ひまし油であることが更に好ましい。
上記脂肪油の配合量は、上記フッ素ゴム100質量部に対して1~30質量部であることが好ましい。上記脂肪油の配合量が上記の範囲内にあることにより、大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができる。上記脂肪油の配合量は、より大きな引張破断伸びを示し、かつより低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得られることから、3質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることが更に好ましく、8質量部以上であることが特に好ましく、また、実用上充分な引張破断強度を有するフッ素ゴム架橋物を得る観点から、25質量部以下であることがより好ましく、20質量部以下であることが更に好ましく、15質量部以下であることが特に好ましい。
上記フッ素ゴム組成物は、架橋剤としてパーオキサイド架橋剤を含む。
上記パーオキサイド架橋剤としては、熱や酸化還元系の存在下で容易にパーオキシラジカルを発生し得る過酸化物であればよく、具体的には、例えば1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジヒドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α-ビス(t-ブチルパーオキシ)-p-ジイソプロピルベンゼン、α,α-ビス(t-ブチルパーオキシ)-m-ジイソプロピルベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-ヘキシン-3、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシベンゼン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシマレイン酸、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートなどの有機過酸化物を挙げることができる。これらの中でも、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン又は2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-ヘキシン-3が好ましい。
上記パーオキサイド架橋剤の配合量は、フッ素ゴム100質量部に対して0.01~10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~9質量部である。パーオキサイド架橋剤が、少なすぎると、フッ素ゴムの架橋が充分に進行しないおそれがあり、多すぎると、スコーチ(早期加硫)が発生するおそれがある。
上記フッ素ゴム組成物は、更に、架橋促進剤を含むことが好ましい。架橋促進剤を含むことにより、更に大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができる。
上記架橋促進剤としては、二重結合を2個以上有する化合物であることが好ましい。二重結合を2個以上有する化合物は、パーオキサイド加硫が可能なもの、すなわち、パーオキシラジカルとポリマーラジカルとに対して反応活性を有するものであれば原則的に有効であって、特に種類は制限されないが、多価ビニル化合物、多価アリル化合物、多価(メタ)アクリル酸エステルなどを例示できる。好ましいものとしては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フッ素化トリアリルイソシアヌレート、トリアクリルホルマール、トリアリルトリメリテート、エチレンビスマレイミド、N,N’-m-フェニレンビスマレイミド、ジプロパルギルテレフタレート、ジアリルフタレート、テトラアリルテレフタールアミド、トリス(ジアリルアミン)-s-トリアジン、亜燐酸トリアリル、N,N-ジアリルアクリルアミド、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどがあげられる。これらの中でも、より大きな引張破断伸びを示し、より硬度の低いフッ素ゴム架橋物が得られることから、トリアリルイソシアヌレートであることが好ましい。
上記架橋促進剤の配合量は、フッ素ゴム100質量部に対して0.01~10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~9質量部、特に好ましくは0.2~8質量部である。上記架橋促進剤が、少なすぎると、フッ素ゴムの架橋が充分に進行しないおそれがあり、多すぎると、大きな引張破断伸びを示し、低硬度であるフッ素ゴム架橋物を得ることができないおそれがある。
上記フッ素ゴム組成物は、更に、架橋促進剤として、低自己重合性架橋促進剤を含むことも好ましい。低自己重合性架橋促進剤は、架橋促進剤としてよく知られているトリアリルイソシアヌレート(TAIC)とは異なり、自己重合性が低い化合物をいう。
低自己重合性架橋促進剤としては、例えば、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
で示されるトリメタリルイソシアヌレート(TMAIC)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
で示されるp-キノンジオキシム(p-quinonedioxime)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
で示されるp,p’-ジベンゾイルキノンジオキシム(p,p’-dibenzoylquinonedioxime)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
で示されるマレイミド、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
で示されるN-フェニレンマレイミド、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
で示されるN,N’-フェニレンビスマレイミドなどがあげられる。
好ましい低自己重合性架橋促進剤は、トリメタリルイソシアヌレート(TMAIC)である。
過酸化物架橋系で用いる架橋促進剤としてはまた、ビスオレフィンを用いることもできる。
架橋促進剤として使用できるビスオレフィンとしては、例えば、式:
C=CR-Z-CR=CR  
(式中、R、R、R、R、R及びRは同じか又は異なり、いずれもH、又は炭素数1~5のアルキル基;Zは、線状(直鎖状)もしくは分岐状の、酸素原子を含んでいてもよい、少なくとも部分的にフッ素化された炭素数1~18のアルキレンもしくはシクロアルキレン基、又は(パー)フルオロポリオキシアルキレン基)で示されるビスオレフィンが挙げられる。
Zは好ましくは炭素数4~12のパーフルオロアルキレン基であり、R、R、R、R、R及びRは好ましくは水素原子である。
Zが(パー)フルオロポリオキシアルキレン基である場合、
-(Q)-CFO-(CFCFO)-(CFO)-CF-(Q)
(式中、Qは炭素数1~10のアルキレン又はオキシアルキレン基であり、pは0又は1であり、m及びnはm/n比が0.2~5となり且つ該(パー)フルオロポリオキシアルキレン基の分子量が500~10000、好ましくは1000~4000の範囲となるような整数である。)で表される(パー)フルオロポリオキシアルキレン基であることが好ましい。この式において、Qは好ましくは、-CHOCH-及び-CHO(CHCHO)CH-(s=1~3)の中から選ばれる。
好ましいビスオレフィンとしては、
CH=CH-(CF-CH=CH
CH=CH-(CF-CH=CH
式:CH=CH-Z-CH=CH    
(式中、Zは-CHOCH-CFO-(CFCFO)-(CFO)-CF-CHOCH-(m/nは0.5))
などがあげられる。
なかでも、CH=CH-(CF-CH=CHで示される3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-ドデカフルオロ-1,9-デカジエンが好ましい。
上記フッ素ゴム組成物には、必要に応じて通常のゴム配合物、例えば充填材、加工助剤、可塑剤、着色剤、粘着付与剤、接着助剤、受酸剤、顔料、難燃剤、滑剤、光安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、離型剤、発泡剤、香料、オイル、柔軟化剤のほか、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタンなどの他の重合体などを本発明の効果を損なわない範囲で配合してもよい。
充填材としては、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウムなどの金属水酸化物;炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどの炭酸塩;ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウムなどのケイ酸塩;硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩;合成ハイドロタルサイト;二硫化モリブデン、硫化鉄、硫化銅などの金属硫化物;ケイ藻土、アスベスト、リトポン(硫化亜鉛/硫化バリウム)、グラファイト、フッ化カーボン、フッ化カルシウム、コークス、石英微粉末、タルク、雲母粉末、ワラストナイト、炭素繊維、アラミド繊維、各種ウィスカー、ガラス繊維、有機補強剤、有機充填材、ポリテトラフルオロエチレン、マイカ、シリカ、セライト、クレーなどが例示できる。また、受酸剤として、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイトなどが挙げられ、これらの単独又は2種以上を適宜配合してもよい。これらは、後述する混練方法で、どの工程で添加するかは任意であるが、密閉式混練機やロール練り機でフッ素ゴムとカーボンブラックとを混練する際に添加するのが好ましい。
加工助剤としては、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ラウリン酸などの高級脂肪酸;ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸亜鉛などの高級脂肪酸塩;ステアリン酸アミド、オレイン酸アミドなどの高級脂肪酸アミド;オレイン酸エチルなどの高級脂肪酸エステル;カルナバワックス、セレシンワックスなどの石油系ワックス;エチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコールなどのポリグリコール;ワセリン、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素シリコーン系オイル、シリコーン系ポリマー、低分子量ポリエチレン、フタル酸エステル類、リン酸エステル類、ロジン、(ハロゲン化)ジアルキルアミン、界面活性剤、スルホン化合物、フッ素系助剤、有機アミン化合物などが例示できる。
なかでも受酸剤は、フッ素ゴムとカーボンブラックとを密閉式混練機やロール練り機で混練する際に共存させることにより、補強性が向上する点から好ましい配合剤である。
受酸剤としては、先述したもののうち、例えば、水酸化カルシウムなどの金属水酸化物;酸化マグネシウム、酸化亜鉛などの金属酸化物、ハイドロタルサイトなどが、補強性の観点から好ましい。
上記受酸剤の配合量は、フッ素ゴム100質量部に対して0.01~10質量部が好ましい。受酸剤が多くなりすぎると物性が低下する傾向にあり、また、少なくなりすぎると補強性が低下する傾向にある。更に好ましい配合量は、補強性の観点から、フッ素ゴム100質量部に対して0.1質量部以上であり、物性の観点と混練しやすさの観点から8質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
上記フッ素ゴム組成物は、例えば密閉式混練機やロール練り機などを用いて製造できる。具体的には、いっそう良好な引張破断伸びと低硬度とを有する架橋物を与えるフッ素ゴム組成物が得られる点で、次の製造方法により製造することが好ましい。
上記カーボンブラックと化合物(A)とを混合して混合物を得る工程(1)、密閉式混練機又はロール練り機により、最高温度が80~220℃に達するまで、上記フッ素ゴムと上記混合物とを混練して、中間組成物(1)を得る工程(2-1)、50℃未満になるまで中間組成物(1)を冷却する工程(2-2)、及び、最高温度が130℃未満に達するまで、中間組成物(1)と上記パーオキサイド架橋剤とを混練して、フッ素ゴム組成物を得る工程(4)、を含む製造方法。
上記製造方法において、工程(1)は重要な工程の一つである。特定のカーボンブラックと特定の化合物(A)とを予め混合してから、得られる混合物とフッ素ゴムとを混練することにより、化合物(A)が充分に分散したフッ素ゴム組成物が得られること、及び、該組成物から大きな引張破断伸びを示すだけでなく、硬度も充分に低いフッ素ゴム架橋物が得られることが本発明者らによって見出された。
また、特定のカーボンブラックと特定の化合物(A)とを予め混合してから、得られる混合物とフッ素ゴムとを混練することにより、非常に大きな引張破断伸びと極めて低い硬度とを有する新規な架橋物が得られることも、本発明者等によって見出された。この新規な架橋物については後述する。
フッ素ゴムに化合物(A)を直接添加して混練すると、化合物(A)をフッ素ゴム中に一様に分散させることができない。化合物(A)が一様に分散した中間組成物(1)では、化合物(A)が分散されていない中間組成物(1)に観察される独特の光沢が失われる。従って、化合物(A)が一様に分散したことは中間組成物(1)の表面の光沢等から目視で判断することができる。
上記製造方法においても、化合物(A)は、脂肪油及び脂肪族炭化水素からなる群より選択される少なくとも1種であり、脂肪油であってよい。
工程(2-1)は、最高温度が80~220℃に達するまで、フッ素ゴムと上記混合物とを混練して、中間組成物(1)を得る工程である。工程(2-1)を経ることによって、良好な引張破断伸びと低硬度とを示すフッ素ゴム架橋物を与えるフッ素ゴム組成物を製造することができる。
工程(2-1)における混練は、密閉式混練機又はロール練り機により実施する。工程(2-1)における混練は、高温での混練が可能である点で、密閉式混練機により実施することが好ましい。密閉式混練機としては、バンバリーミキサー等の接線式密閉式混練機、インターミックス等のかみ合い式密閉式混練機、加圧ニーダー、一軸混練機、二軸混練機などが挙げられる。
密閉式混練機を使用する場合、ローターの平均剪断速度を20~1000(1/秒)とすることが好ましく、50~1000(1/秒)とすることがより好ましく、100~1000(1/秒)とすることが更に好ましく、200~1000(1/秒)とすることが更により好ましく、300~1000(1/秒)とすることが特に好ましい。
平均剪断速度(1/秒)は、つぎの式により算出される。
平均剪断速度(1/秒)=(π×D×R)/(60(秒)×c)
(式中、
D:ローター径又はロール径(cm)
R:回転速度(rpm)
c:チップクリアランス(cm。ローターとケーシングとの間隙の距離、又はロール同士の間隙の距離)
また、工程(2-1)において、更に、加工助剤、受酸剤等を混練することも好ましい。
工程(2-1)における混練は、混練中の混練物の最高温度が80~220℃に達するまで行うものである。上記混練は、最高温度が120℃以上に達するまで行うことが好ましく、最高温度が200℃以下に達するまで行うことが好ましい。上記最高温度は、混練機から排出された直後の混練物の温度を測定することにより把握することができる。
工程(2-2)は、工程(2-1)により得られた中間組成物(1)を50℃未満になるまで冷却する工程である。工程(2-1)において得られる中間組成物(1)は、温度が80~220℃であるが、中間組成物(1)を充分に冷却してから工程(4)を実施することによって、良好な引張破断伸びと低硬度とを示すフッ素ゴム架橋物を与えるフッ素ゴム組成物を製造することができる。工程(2-2)は、中間組成物(1)全体が上述した範囲の温度になるように冷却することが好ましい。冷却温度の下限は特に限定されないが、10℃であってよい。
工程(2-2)において、ロール練り機を使用して、中間組成物(1)を混練しながら冷却することも好ましい。
工程(2-1)及び工程(2-2)は、任意の回数繰り返してもよい。繰り返す場合の工程(2-1)及び工程(2-2)において、最高温度が120~220℃に達するまで中間組成物(1)を混練することが好ましく、最高温度が120~140℃に達するまで中間組成物(1)を混練することがより好ましい。工程(2-1)及び工程(2-2)を繰り返す場合、混練を密閉式混練機により行なってもよいし、ロール練り機により行なってもよいが、密閉式混練機により行うことが好ましい。
ロール練り機を使用する場合、ローターの平均剪断速度を20(1/秒)以上とすることが好ましく、50(1/秒)以上とすることがより好ましく、100(1/秒)以上とすることが更に好ましく、200(1/秒)以上とすることが更により好ましく、300(1/秒)以上とすることが特に好ましく、また、1000(1/秒)以下とすることが好ましい。
上記製造方法は、密閉式混練機又はロール練り機、好ましくは密閉式混練機に、フッ素ゴムと上記混合物とを投入する工程を有することも好ましい。上記工程において、加工助剤、受酸剤等を投入してもよい。
工程(2-1)は、中間組成物(1)を排出するまでの間に任意の添加剤を投入する工程を含んでもよい。該添加剤としては、1種又は2種以上を用いることができる。投入回数は1回でも複数回でもよい。2種以上の添加剤を投入する場合には、同時に投入してもよく、夫々別々の回に投入してもよい。また、1種の添加剤を複数回投入してもよい。「中間組成物(1)を排出するまでの間に任意の添加剤を投入する工程」としては、例えば、中間組成物(1)を排出するまでの間にカーボンブラックを投入する工程を挙げることができる。
工程(2-1)及び工程(2-2)を繰り返す場合にも、各回の工程(2-1)は、上述した「中間組成物(1)を排出するまでの間に任意の添加剤を投入する工程」を含んでよい。例えば、2回目の工程(2-1)において、1回目の工程(2-1)で用いたカーボンブラックとは異なるカーボンブラックを更に投入してもよい。
上記製造方法は、上記工程(2-2)、及び、後述する工程(4)との間に、最高温度が10℃以上80℃未満に達するまで、工程(2-2)で得られた冷却された中間組成物(1)を混練して、中間組成物(2)を得る工程(3-1)を含むことが好ましい。
工程(3-1)は、工程(2-2)において充分に冷却された中間組成物(1)を、更に混練する工程であって、フッ素ゴム架橋物の引張破断伸びを改良し、硬度を低下させるために重要となる工程である。 
工程(3-1)における混練は、混練中の混練物の最高温度が10℃以上80℃未満に達するまで行うものである。混練中の混練物の最高温度が高すぎると、良好な引張破断伸びと低硬度とを示すフッ素ゴム架橋物を与えるフッ素ゴム組成物を得ることができないおそれがある。
工程(3-1)は、工程(2-2)で得られた冷却された互いに異なる中間組成物(1)同士を混練する工程を含んでもよい。この場合の混練は、上記互いに異なる中間組成物(1)の混合物の最高温度が10℃以上80℃未満に達するまで行えばよい。
上記製造方法は、工程(3-1)を実施した後、更に、工程(3-1)をm-1回(mは2以上の整数である)繰り返す工程(3-2)を含むことが好ましい。工程(3-1)を合計で2回以上実施することにより、良好な引張破断伸びと低硬度とを示すフッ素ゴム架橋物を与えるフッ素ゴム組成物を安定して製造することができる。工程(3-2)おける各混練の前には中間組成物(2)を冷却する工程を含むことも好ましい。
工程(3-1)及び工程(3-2)における混練は、上述した密閉式混練機又はロール練り機で実施することができる。
工程(3-1)及び工程(3-2)は、中間組成物(1)又は中間組成物(2)をロール練り機に投入して薄通しを行うことにより中間組成物(2)を混練する工程であることが好ましい。
図1に薄通しによる混練の方法を概略的に示す。図1(a)に示すように、中間組成物(1)又は中間組成物(2)を第1のロール11と第2のロール12とを備えるオープンロール10に投入する。第1のロール11と第2のロール12とは矢印の方向に異なる速度で回転している。投入された中間組成物(1)又は中間組成物(2)は、次に、図1(b)に示すように、剪断力を受けながら第1のロール11と第2のロール12との間を通過することによりシート状に分出しされた後、図1(c)に示すように、分出しされた中間組成物(2)が任意の箇所で巻き取られる。
1回の薄通しでもフッ素ゴム架橋物の引張破断伸び等を向上させることができるが、更に優れた引張破断伸びを達成するために、上記薄通しを合計でm回(mは2以上の整数である)行うことが好ましい。上記mは5以上の整数であることが好ましく、10以上の整数であることがより好ましく、30以上の整数であることが更に好ましく、50以上の整数であることが更により好ましい。
上記製造方法において、工程(4)は、最高温度が130℃未満に達するまで、工程(2-2)で得られた中間組成物(1)、又は、工程(3-1)又は工程(3-2)で得られた中間組成物(2)、及び、パーオキサイド架橋剤とを混練して、フッ素ゴム組成物を得る工程である。工程(4)は、フッ素ゴム架橋物の引張破断伸びを改良し、硬度を低下させるために重要となる工程である。
工程(4)における混練は、混練中の混練物の最高温度が130℃未満であるほかは、上述した工程(2-1)と同じ条件であってよい。なかでも、ローターの平均剪断速度を20(1/秒)以上、好ましくは50(1/秒)以上としたロール練り機、密閉式混練機等を使用して混練することが好ましい。
工程(4)において、更に架橋促進剤を混練することも好ましい。パーオキサイド架橋剤と架橋促進剤は同時に配合し混練してもよいし、まず架橋促進剤を配合混練し、ついでパーオキサイド架橋剤を配合混練してもよい。
上記フッ素ゴム組成物を架橋することにより、フッ素ゴム架橋物を得ることができる。
フッ素ゴム組成物の架橋法は、適宜選択すればよいが、例えば押出成形や巻蒸し成形などの成形方法、架橋缶などを用いた架橋方法といった通常の架橋法が採用される。また、架橋物の使用目的によって二次架橋が必要な場合は、更にオーブン架橋を施してもよい。
上記フッ素ゴム架橋物は、170℃における引張破断伸びが500%以上であり、25℃における硬度が80以下であることが好ましい。170℃における引張破断伸びが500%以上であり、25℃における硬度が80以下である新規なフッ素ゴム架橋物も本発明の1つである。引張破断伸び及び硬度が上記の範囲内にあると、優れた熱時伸びを有しながら、フッ素ゴム架橋物が接触する他材に対する追随性にも優れるという効果を奏することができる。
上記フッ素ゴム架橋物は、上記フッ素ゴム組成物から得られるものであることが好ましく、上述した製造方法により得られるものであることも好ましい。
上記フッ素ゴム架橋物は、表面に潤滑剤が塗布されていてもよい。潤滑剤が塗布されていることで、摩擦係数が低下し、フッ素ゴム架橋物が動的環境下で他材と接触した際の、粘着や固着を抑制することができる。潤滑剤としては、例えば流動パラフィン、脂肪油、ナフテン、フッ素系オイル、シリコーン系オイル、イオン液体などの液体潤滑剤、グリース、ワセリンなどの半固体潤滑剤、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、タルク、マイカ、グラファイト、窒化ホウ素、窒化ケイ素、フッ化黒鉛、パラフィンワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸エステルなどの固体潤滑剤が挙げられる。塗布方法としては、潤滑剤を直接塗布する方法、潤滑剤を水あるいは有機溶剤に分散あるいは溶解させて塗布する方法などが挙げられる。
170℃における引張破断伸びは、600%以上であることがより好ましく、650%以上であることが更に好ましく、1000%以下であることが好ましく、800%以下であることがより好ましい。
上記フッ素ゴム架橋物は、25℃における引張破断伸びが500%以上であることが好ましい。25℃における引張破断伸びは、700%以上であることがより好ましく、800%以上であることが更に好ましく、1500%以下であることが好ましく、1200%以下であることがより好ましい。
上記引張破断伸びは次の方法により測定できる。(株)エー・アンド・ディ製の「テンシロン」RTG-1310、(株)東洋精機製作所製の「ストログラフ」TH-200Dを試験機として用いる。JIS-K6251に準じ、チャック間50mmに設定、引張速度500mm/min、6号ダンベルを用いて引張破断伸びを測定する。測定温度は、25℃、170℃とする。
25℃における硬度は、78以下であることがより好ましく、76以下であることが更に好ましく、60以上であることが好ましく、65以上であることがより好ましい。
上記硬度は、次の方法により測定できる。エクセル(株)製のデュロメーターRH101Aを試験機として用いる。JIS-K6253-3に準じ、測定温度25℃で、デュロメータ タイプAにて測定する(ピーク値)。
上記フッ素ゴム架橋物は、170℃における動摩擦係数が2.2以下であることが好ましい。動摩擦係数が上記の範囲にあると、フッ素ゴム架橋物が動的環境下で他材と接触した際の、粘着や固着を抑制することができる。170℃における動摩擦係数は、より他材との粘着や固着を抑制できることから、2.0以下であることがより好ましく、1.8以下であることが更に好ましく、1.5以下であることが特に好ましい。
上記動摩擦係数は、次の方法により測定できる。(株)レスカ製フリクションプレーヤーFPR2000を試験機として用いる。加重100g(Pinは、φ5mm材質SUJ2)、回転モード、回転数4.8rpm、回転半径10mmで測定を行い、測定開始より25秒後から50秒後までの摩擦係数測定値の平均値を、動摩擦係数とする。 
上記フッ素ゴム架橋物は、170℃において、1MPa以上、更には1.5MPa以上、特に2MPa以上、また30MPa以下、特に28MPa以下の引張破断強度を有していることが、高温環境下での使用などに適したものとなることから好ましい。
上記引張破断強度は次の方法により測定できる。(株)エー・アンド・ディ製の「テンシロン」RTG-1310、(株)東洋精機製作所製の「ストログラフ」TH-200Dを試験機として用いる。JIS-K6251に準じ、チャック間50mmに設定、引張速度500mm/min、6号ダンベルを用いて引張破断強度を測定する。測定温度は、170℃とする。
また、フッ素ゴム架橋物は、170℃において、3~30kN/m、更には4kN/m以上、特に5kN/m以上、また29kN/m以下、特に28kN/m以下の引裂き強度を有していることが、高温環境下での使用などに適したものとなることから好ましい。
上記引裂き強度は次の方法により測定できる。(株)エー・アンド・ディ製の「テンシロン」RTG-1310、(株)東洋精機製作所製の「ストログラフ」TH-200Dを試験機として用いる。JIS-K6251に準じ、チャック間50mmに設定、引張速度500mm/min、6号ダンベルを用いて引裂き強度を測定する。測定温度は、170℃とする。
上記フッ素ゴム架橋物は、種々の用途に利用できるが、特にタイヤ加硫用ブラダーとして好適に利用できる。タイヤ加硫用ブラダーであるフッ素ゴム架橋物も本発明の一つである。
上記フッ素ゴム組成物及び上記フッ素ゴム架橋物は、種々の用途に利用できるが、特に例えばつぎのような各種の用途に好適に使用できる。
(1)ホース
ホースとしては、本発明のフッ素ゴム組成物を架橋して得られるフッ素ゴム架橋物のみからなる単層構造のホースであってもよいし、他の層との積層構造の多層ホースであってもよい。また、ホースとしては、本発明のフッ素ゴム架橋物のみからなる単層構造ホースであってもよいし、他の層との積層構造の多層ホースであってもよい。
単層構造のホースとしては、例えば排気ガスホース、EGRホース、ターボチャージャーホース、燃料ホース、ブレーキホース、オイルホースなどが例示できる。
多層構造のホースとしても、例えば排気ガスホース、EGRホース、ターボチャージャーホース、燃料ホース、ブレーキホース、オイルホースなどが例示できる。
ターボシステムはディーゼルエンジンに多く装備され、エンジンからの排気ガスをタービンに送って回転させることによりタービンに連結されているコンプレッサーを動かし、エンジンに供給する空気の圧縮比を高め、出力を向上させるシステムである。エンジンの排気ガスを利用し、かつ高出力を得るこのターボシステムは、エンジンの小型化、自動車の低燃費化及び排気ガスのクリーン化にも繋がる。
ターボチャージャーホースは、圧縮空気をエンジンに送り込むためのホースとしてターボシステムに用いられている。狭いエンジンルームの空間を有効活用するためには、可撓性や柔軟性に優れたゴム製のホースが有利であり、典型的には、耐熱老化性や耐油性に優れたゴム(特にフッ素ゴム)層を内層とし、シリコーンゴムやアクリルゴムを外層とする多層構造のホースが採用されている。しかし、エンジンルームなどのエンジン周りは高温に曝されており、しかも振動も加えられる過酷な環境にあり、耐熱老化性だけでなく、高温時の機械特性が優れたものが必要になっている。
ホースは、単層及び多層構造のゴム層として、本発明のフッ素ゴム組成物を架橋して得られる架橋フッ素ゴム層又は本発明のフッ素ゴム架橋物からなる架橋フッ素ゴム層を用いることにより、これらの要求特性を高い水準で満たすものであり、優れた特性を有するターボチャージャーホースを提供することができる。
ターボチャージャーホース以外の多層構造のホースにおいて、他の材料からなる層としては、他のゴムからなる層や熱可塑性樹脂からなる層、各種繊維補強層、金属箔層などが挙げられる。
他のゴムとしては、耐薬品性や柔軟性が特に要求される場合は、アクリロニトリル-ブタジエンゴム又はその水素添加ゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンドゴム、フッ素ゴム、エピクロロヒドリンゴム、EPDM及びアクリルゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種からなるゴムが好ましく、アクリロニトリル-ブタジエンゴム又はその水素添加ゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンドゴム、フッ素ゴム、エピクロロヒドリンゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種のゴムからなることがより好ましい。
また、熱可塑性樹脂としては、フッ素樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂が好ましく、フッ素樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂がより好ましい。
また、多層構造のホースを作製する場合、必要に応じて表面処理を行ってもよい。この表面処理としては、接着を可能とする処理方法であれば、その種類は特に制限されるものではなく、例えばプラズマ放電処理やコロナ放電処理等の放電処理、湿式法の金属ナトリウム/ナフタレン液処理などが挙げられる。また、表面処理としてプライマー処理も好適である。プライマー処理は常法に準じて行うことができる。プライマー処理を施す場合、表面処理を行っていないフッ素ゴムの表面を処理することもできるが、プラズマ放電処理、コロナ放電処理、金属ナトリウム/ナフタレン液処理などを予め施したうえで、更にプライマー処理すると、より効果的である。
本発明のフッ素ゴム組成物を架橋して得られる架橋フッ素ゴム層又は本発明のフッ素ゴム架橋物からなる架橋フッ素ゴム層を有するホースには、金属管にホースを装着しやすいように、特に、室温における優れた柔軟性が要求される。また、ホースには、高温にさらされ、歪みが大きい箇所にはクラックが入るという課題がある。このような用途には、本発明のように、耐熱性に加え、高温引張物性及び引張耐久特性に優れた架橋物を与えるフッ素ゴム組成物又は本発明のフッ素ゴム架橋物を好適に用いることができ、クラックの発生を抑え、クラック進展を防止することができる。上記ホースは、上記フッ素ゴム組成物が、カーボンブラックをフッ素ゴム100質量部に対して5~20質量部含有することによって、室温時の柔軟性(低硬度)、耐クラック性、耐クラック進展性に優れる。
上記ホースは、以下に示す分野で好適に用いることができる。
半導体製造装置、液晶パネル製造装置、プラズマパネル製造装置、プラズマアドレス液晶パネル、フィールドエミッションディスプレイパネル、太陽電池基板等の半導体製造関連分野では、高温環境に曝されるCVD装置、ドライエッチング装置、ウェットエッチング装置、酸化拡散装置、スパッタリング装置、アッシング装置、洗浄装置、イオン注入装置、排気装置などのホースに用いることができる。
自動車分野では、エンジンならびに自動変速機の周辺装置に用いることができ、ターボチャージャーホースのほか、EGRホース、排気ガスホース、燃料ホース、オイルホース、ブレーキホースなどとして用いることができる。
そのほか、航空機分野、ロケット分野及び船舶分野、化学プラント分野、分析・理化学機分野、食品プラント機器分野、原子力プラント機器分野などのホースにも用いることができる。
(2)シール材
石油掘削装置に使用されているシール材は、深い井戸の中に存在する圧力が突然開放されたときの急減圧によって破損するという課題がある。また、高温で硫化水素といったガスにさらされる環境下で使用される。石油・ガス産業の製造条件は、高温、高圧化になっており、本発明のフッ素ゴム組成物を架橋して得られる架橋フッ素ゴム層を有するシール材には、このような耐急減圧性(RAPID GAS DECOMPRESSION RESISTANCE)に加えて、優れた耐熱性、耐薬品性が要求される。
このような用途には、本発明のように、耐熱性に加え、高温引張物性及び引張耐久特性に優れた架橋物を与えるフッ素ゴム組成物又は本発明のフッ素ゴム架橋物を好適に用いることができる。高温引張物性(引張破断強度、引張破断伸び)及び引張耐久特性に優れた架橋物は、高い耐減圧性を有し、シールの破損(破壊、割れ)を回避することができる。本発明のシール材は、上記フッ素ゴム組成物が、カーボンブラックをフッ素ゴム100質量部に対して10~60質量部含有することによって、耐熱性、耐薬品性、及び高温高圧下における耐急減圧性に優れる。
上記シール材としては、以下に示す分野で好適に用いることができる。
例えば、自動車用エンジンのエンジン本体、主運動系、動弁系、滑剤・冷却系、燃料系、吸気・排気系;駆動系のトランスミッション系;シャーシのステアリング系;ブレーキ系;電装品の基本電装部品、制御系電装部品、装備電装部品などの、耐熱性・耐油性・燃料油耐性・エンジン冷却用不凍液耐性・耐スチーム性が要求されるガスケットや非接触型及び接触型のパッキン類(セルフシールパッキン、ピストンリング、割リング形パッキン、メカニカルシール、オイルシールなど)などのシール材などが挙げられる。
自動車用エンジンのエンジン本体に用いられるシール材としては、特に限定されないが、例えば、シリンダーヘッドガスケット、シリンダーヘッドカバーガスケット、オイルパンパッキン、一般ガスケット、Oリング、パッキン、タイミングベルトカバーガスケットなどのシール材などが挙げられる。
自動車用エンジンの主運動系に用いられるシール材としては、特に限定されるものではないが、例えば、クランクシャフトシール、カムシャフトシールなどのシャフトシールなどが挙げられる。
自動車用エンジンの動弁系に用いられるシール材としては、特に限定されるものではないが、例えば、エンジンバルブのバルブステムオイルシール、バタフライバルブのバルブシートなどが挙げられる。
自動車用エンジンの滑剤・冷却系に用いられるシール材としては、特に限定されるものではないが、例えば、エンジンオイルクーラーのシールガスケットなどが挙げられる。
自動車用エンジン燃料系に用いられるシール材としては、特に限定されるものではないが、例えば、燃料ポンプのオイルシール、燃料タンクのフィラーシール、タンクパッキンなど、燃料チューブのコネクターOリングなど、燃料噴射装置のインジェクタークッションリング、インジェクターシールリング、インジェクターOリングなど、キャブレターのフランジガスケットなど、EGRのシール材などが挙げられる。
自動車用エンジンの吸気・排気系に用いられるシール材としては、特に限定されるものではないが、例えば、マニホールドの吸気マニホールドパッキン、排気マニホールドパッキン、スロットルのスロットルボディパッキン、ターボチャージのタービンシャフトシールなどが挙げられる。
自動車用のトランスミッション系に用いられるシール材としては、特に限定されるものではないが、例えば、トランスミッション関連のベアリングシール、オイルシール、Oリング、パッキンなど、オートマチックトランスミッションのOリング、パッキン類などが挙げられる。
自動車用のブレーキ系に用いられるシール材としては、特に限定されるものではないが、例えば、オイルシール、Oリング、パッキンなど、マスターシリンダーのピストンカップ(ゴムカップ)など、キャリパーシール、ブーツ類などが挙げられる。
自動車用の装備電装品に用いられるシール材としては、特に限定されるものではないが、例えば、カーエアコンのOリング、パッキンなどが挙げられる。
シール材としては、特にセンサー用シール材(ブッシュ)に適し、更には酸素センサー用シール材、酸化窒素センサー用シール材、酸化硫黄センサー用シール材などに適する。Oリングは角リングであってもよい。
自動車分野以外の用途としては、特に限定されず、航空機分野、ロケット分野、船舶分野、油田掘削分野(例えばパッカーシール、MWD用シール、LWD用シール等)、プラント等の化学品分野、医薬品等の薬品分野、現像機等の写真分野、印刷機械等の印刷分野、塗装設備等の塗装分野、分析・理化学機分野、食品プラント機器分野、原子力プラント機器分野、鉄板加工設備等の鉄鋼分野、一般工業分野、電気分野、燃料電池分野、電子部品分野、現場施工型の成形などの分野で広く用いることができる。
例えば、船舶、航空機などの輸送機関における耐油、耐薬品、耐熱、耐スチーム又は耐候用のパッキン、Oリング、その他のシール材;油田掘削における同様のパッキン、Oリング、シール材;化学プラントにおける同様のパッキン、Oリング、シール材;食品プラント機器及び食品機器(家庭用品を含む)における同様のパッキン、Oリング、シール材;原子力プラント機器における同様のパッキン、Oリング、シール材;一般工業部品における同様のパッキン、Oリング、シール材などが挙げられる。
(3)ベルト
苛酷な条件、例えば、高温、薬品(オイル)雰囲気下で使用される場合、プーリー部分での繰り返し伸張及び圧縮を受けるので、本発明のフッ素ゴム組成物を架橋して得られる架橋フッ素ゴム層を有するベルト及びベルト部材には、耐熱性、耐薬品性に加え、高温での繰り返し引張及び圧縮特性が要求される。また、ベルトは波形桟及び横桟など複雑な形状をしており、成型金型から取り出す際に、裂けてしまうという課題がある。このような用途には、本発明のように、耐熱性、耐薬品性に加え、高温引張物性及び引張耐久特性に優れた架橋物を与えるフッ素ゴム組成物又は本発明のフッ素ゴム架橋物を好適に用いることができる。本発明のベルト及びベルト部材は、上記フッ素ゴム組成物が、カーボンブラックをフッ素ゴム100質量部に対して5~60質量部含有することによって、耐熱性、耐薬品性、及び高温での繰り返し引張及び圧縮特性に優れる。
上記フッ素ゴム架橋物は、以下に示すベルトに好適に用いることができる。
動力伝達ベルト(平ベルト、Vベルト、Vリブドベルト、歯付きベルトなどを含む)や搬送用ベルト(コンベアベルト)のベルト材に用いることができる。また、半導体製造装置、液晶パネル製造装置、プラズマパネル製造装置、プラズマアドレス液晶パネル、フィールドエミッションディスプレイパネル、太陽電池基板等の半導体製造関連分野では、高温環境に曝されるCVD装置、ドライエッチング装置、ウェットエッチング装置、酸化拡散装置、スパッタリング装置、アッシング装置、洗浄装置、イオン注入装置、排気装置などのベルト材に用いることができる。
平ベルトとしては、例えば農業用機械、工作機械、工業用機械などのエンジン周りなど各種高温となる部位に使用される平ベルトが挙げられる。コンベアベルトとしては、例えば石炭、砕石、土砂、鉱石、木材チップなどのバラ物や粒状物を高温環境下で搬送するためのコンベアベルトや、高炉などの製鉄所などで使用されるコンベヤベルト、精密機器組立工場、食品工場などで、高温環境下に曝される用途におけるコンベアベルトが挙げられる。Vベルト及びVリブドベルトとしては、例えば農業用機械、一般機器(OA機器、印刷機械、業務用乾燥機など)、自動車用などのVベルト、Vリブドベルトが挙げられる。歯付きベルトとしては、例えば搬送ロボットの伝動ベルト、食品機械、工作機械の伝動ベルトなどの歯付きベルトが挙げられ、自動車用、OA機器、医療用、印刷機械などで使用される歯付きベルトが挙げられる。特に、自動車用歯付きベルトとしては、タイミングベルトが挙げられる。
なお、多層構造のベルト材において、他の材料からなる層としては、他のゴムからなる層や熱可塑性樹脂からなる層、各種繊維補強層、帆布、金属箔層などが挙げられる。
他のゴムとしては、耐薬品性や柔軟性が特に要求される場合は、アクリロニトリル-ブタジエンゴム又はその水素添加ゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンドゴム、フッ素ゴム、エピクロロヒドリンゴム、EPDM及びアクリルゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種からなるゴムが好ましく、アクリロニトリル-ブタジエンゴム又はその水素添加ゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンドゴム、フッ素ゴム、エピクロロヒドリンゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種のゴムからなることがより好ましい。
また、熱可塑性樹脂としては、フッ素樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂が好ましく、フッ素樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂がより好ましい。
また、多層構造のベルト材を作製する場合、必要に応じて表面処理を行ってもよい。この表面処理としては、接着を可能とする処理方法であれば、その種類は特に制限されるものではなく、例えばプラズマ放電処理やコロナ放電処理等の放電処理、湿式法の金属ナトリウム/ナフタレン液処理などが挙げられる。また、表面処理としてプライマー処理も好適である。プライマー処理は常法に準じて行うことができる。プライマー処理を施す場合、表面処理を行っていないフッ素ゴムの表面を処理することもできるが、プラズマ放電処理、コロナ放電処理、金属ナトリウム/ナフタレン液処理などを予め施したうえで、更にプライマー処理すると、より効果的である。
(4)防振ゴム
上記フッ素ゴム架橋物は、防振ゴムにおける単層及び多層構造のゴム層として用いることにより、防振ゴムへの要求特性を高い水準で満たすものであり、優れた特性を有する自動車用防振ゴムを提供することができる。
自動車用防振ゴム以外の多層構造の防振ゴムにおいて、他の材料からなる層としては、他のゴムからなる層や熱可塑性樹脂からなる層、各種繊維補強層、金属箔層などが挙げられる。
他のゴムとしては、耐薬品性や柔軟性が特に要求される場合は、アクリロニトリル-ブタジエンゴム又はその水素添加ゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンドゴム、フッ素ゴム、エピクロロヒドリンゴム、EPDM及びアクリルゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種からなるゴムが好ましく、アクリロニトリル-ブタジエンゴム又はその水素添加ゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンドゴム、フッ素ゴム、エピクロロヒドリンゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種のゴムからなることがより好ましい。
また、熱可塑性樹脂としては、フッ素樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂が好ましく、フッ素樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂がより好ましい。
また、多層構造の防振ゴムを作製する場合、必要に応じて表面処理を行ってもよい。この表面処理としては、接着を可能とする処理方法であれば、その種類は特に制限されるものではなく、例えばプラズマ放電処理やコロナ放電処理等の放電処理、湿式法の金属ナトリウム/ナフタレン液処理などが挙げられる。また、表面処理としてプライマー処理も好適である。プライマー処理は常法に準じて行うことができる。プライマー処理を施す場合、表面処理を行っていないフッ素ゴムの表面を処理することもできるが、プラズマ放電処理、コロナ放電処理、金属ナトリウム/ナフタレン液処理などを予め施したうえで、更にプライマー処理すると、より効果的である。
(5)ダイヤフラム
本発明のフッ素ゴム組成物を架橋して得られる架橋フッ素ゴム層を有するダイヤフラムには、高温環境下での繰り返し耐屈曲性が要求される。このような用途には、本発明のように、耐熱性に加え、高温引張物性及び引張耐久特性に優れた架橋物を与えるフッ素ゴム組成物又は本発明のフッ素ゴム架橋物を好適に用いることができる。本発明のダイヤフラムは、上記フッ素ゴム組成物が、カーボンブラックをフッ素ゴム100質量部に対して5~30質量部含有することによって、耐熱性、耐薬品性、及び室温のみならず高温繰り返し屈曲性に優れる。
上記フッ素ゴム架橋物は、以下に示すダイヤフラムに好適に用いることができる。
例えば、自動車エンジンの用途としては、耐熱性、耐酸化性、耐燃料性、低ガス透過性などが求められる、燃料系、排気系、ブレーキ系、駆動系、点火系などのダイヤフラムが挙げられる。
自動車エンジンの燃料系に用いられるダイヤフラムとしては、例えば燃料ポンプ用ダイヤフラム、キャブレター用ダイヤフラム、プレッシャレギュレータ用ダイヤフラム、パルセーションダンパー用ダイヤフラム、ORVR用ダイヤフラム、キャニスター用ダイヤフラム、オートフューエルコック用ダイヤフラムなどが挙げられる。
自動車エンジンの排気系に用いられるダイヤフラムとしては、例えばウェイストゲート用ダイヤフラム、アクチュエータ用ダイヤフラム、EGR用ダイヤフラムなどが挙げられる。
自動車エンジンのブレーキ系に用いられるダイヤフラムとしては、例えばエアーブレーキ用ダイヤフラムなどが挙げられる。
自動車エンジンの駆動系に用いられるダイヤフラムとしては、例えばオイルプレッシャー用ダイヤフラムなどが挙げられる。
自動車エンジンの点火系に用いられるダイヤフラムとしては、例えばディストリビューター用ダイヤフラムなどが挙げられる。
自動車エンジン以外の用途としては、耐熱性、耐油性、耐薬品性、耐スチーム性、低ガス透過性などが求められる、一般ポンプ用ダイヤフラム、バルブ用ダイヤフラム、フィルタープレス用ダイヤフラム、ブロワー用ダイヤフラム、空調用機器用ダイヤフラム、制御機器用ダイヤフラム、給水用ダイヤフラム、給湯用の熱水を送液するポンプなどに用いられるダイヤフラム、高温蒸気用ダイヤフラム、半導体装置用ダイヤフラム(例えば製造工程などで使用される薬液移送用ダイヤフラム)、食品加工処理装置用ダイヤフラム、液体貯蔵タンク用ダイヤフラム、圧力スイッチ用ダイヤフラム、石油探索・石油掘削用途で用いられるダイヤフラム(例えば石油掘削ビットなどの潤滑油供給用ダイヤフラム)、ガス瞬間湯沸かし器やガスメーター等のガス器具用ダイヤフラム、アキュムレーター用ダイヤフラム、サスペンションなどの空気ばね用ダイヤフラム、船舶用のスクリューフィダー用ダイヤフラム、医療用の人工心臓用ダイヤフラムなどが挙げられる。
(6)中空ゴム成形体
上記フッ素ゴム架橋物は、中空ゴム成形体にも好適に用いることができる。
上記中空ゴム成形体としては、ブラダー、蛇腹構造成形体、プライマーバルブ等を挙げることができる。
(6-1)ブラダー
上記フッ素ゴム架橋物は、タイヤの加硫工程及び成型工程で使用されるブラダー(タイヤ製造用ブラダー)にも好適に用いることができる。
一般に、タイヤの製造工程においては、タイヤの各構成部材を組み立てて生タイヤ(未加硫タイヤ)を成型する際に用いるタイヤ成型用ブラダーと、加硫時に最終的な製品タイヤ形状を付与するために用いるタイヤ加硫用ブラダーとの、大きく分けて2種類のブラダーが使用されている。
上記フッ素ゴム架橋物は、タイヤ成型用ブラダー及びタイヤ加硫用ブラダーのいずれにも用いることができるが、特に、加熱条件下で繰り返し使用され、高い耐熱性や高温時の引張特性が要求されるタイヤ加硫用ブラダーに用いることが好ましい。
(6-2)蛇腹構造成形体
蛇腹構造は、例えば、円筒の外周方向に山部又は谷部、若しくはその両方を有する構造であり、山部又は谷部の形状は、円弧を帯びる波形状でもよいし、三角波形状でもよい。
蛇腹構造成形体として、具体的には、例えば、フレキシブルジョイント、エキスパンションジョイント等のジョイント部材、ブーツ、グロメットなどが挙げられる。
ジョイント部材とは、配管及び配管設備に用いられる継ぎ手のことであり、配管系統から発生する振動、騒音の防止、温度変化、圧力変化による伸縮や変位の吸収、寸法変動の吸収や地震、地盤沈下による影響の緩和、防止などの用途に用いられる。
フレキシブルジョイント、エキスパンションジョイントは、例えば、造船配管用、ポンプやコンプレッサーなどの機械配管用、化学プラント配管用、電気配管用、土木・水道配管用、自動車用などとして好ましく用いることができる。
ブーツは、例えば、等速ジョイントブーツ、ダストカバー、ラックアンドピニオンステアリングブーツ、ピンブーツ、ピストンブーツなどの自動車用ブーツ、農業機械用ブーツ、産業車両用ブーツ、建築機械用ブーツ、油圧機械用ブーツ、空圧機械用ブーツ、集中潤滑機用ブーツ、液体移送用ブーツ、消防用ブーツ、各種液化ガス移送用ブーツなどの各種産業用ブーツなどとして好ましく用いることができる。
(6-3)プライマーバルブ
プライマーバルブは、エンジン始動が容易に行えるよう、あらかじめ、気化器(気化器のフロート室)へ燃料を送るためのポンプである。プライマーバルブは、例えば、円筒の外周方向に山部を一つ有するものであり、山部の形状は、円弧を帯びる波形状である。プライマーバルブの形状は、例えば、図2で示される形状であり、通常、プライマーバルブ21は、吐出側(エンジン側)ホース23と吸入側(燃料タンク側)ホース24との間に配置される。
上記プライマーバルブとしては、自動車用、船舶用、航空機用、建設機械用、農業機械用、鉱業機械用などのプライマーバルブが挙げられる。例えば、船舶用プライマーバルブとして特に有用である。
(7)フッ素ゴム塗料組成物
本発明のフッ素ゴム組成物は、フッ素ゴム塗料組成物にも適用可能である。上記フッ素ゴム塗料組成物から得られる塗膜は、高温時の引張物性及び耐久性(引張疲労特性)に優れるため、高温条件下でも破断しにくい。
上記フッ素ゴム塗料組成物は、本発明のフッ素ゴム組成物が液状媒体に溶解又は分散されてなるものであることが好ましい。
上記フッ素ゴム塗料組成物は、フッ素ゴム組成物を構成するための各成分を例えば上述した方法によって混練し、得られたフッ素ゴム組成物をケトン類、エステル類、エーテル類等の液状媒体に溶解又は分散させることにより調製することができる。
上記フッ素ゴム塗料組成物は、金属、ガラス、樹脂、ゴム等からなる基材上に直接塗布してもよく、エポキシ塗料等によってプライマー層を形成した後、その上に塗布してもよい。更に、上記フッ素ゴム塗料組成物から得られる塗膜の上に他の塗膜(トップコート層)を形成してもよい。
上記フッ素ゴム塗料組成物から得られる塗膜は、例えば、シート及びベルト;シーリング部材のシーラント;プレコートメタル;パッキンゴム、O-リング、ダイヤフラム、耐薬品性チューブ、薬栓、燃料ホース、バルブシール、化学プラント用ガスケット、エンジンガスケット;複写機、プリンター、ファクシミリ等のOA機器用のロール(例えば、定着ロール、圧着ロール)及び搬送ベルト等が挙げられる。上記エンジンガスケットとしては、例えば、自動車エンジン等のヘッドガスケット等に利用できる。
(8)電線被覆材
上記フッ素ゴム組成物は、耐熱性及び柔軟性(可撓性)が求められる電線の絶縁被覆材や、電線における絶縁層の外周に設けられるシース層を形成するシース材にも好適に用いることができ、高温時の耐屈曲性に優れた被覆を与えることができる。
上記絶縁被覆材又はシース材としては、特に耐熱性が要求される自動車や航空機、軍需車輌などの耐熱電線に用いられる絶縁被覆材又はシース材を挙げることができ、なかでも、内燃機関のトランスミッションオイル又はエンジンオイルに接触する環境で使用される被覆電線、又は自動車のオートマチックトランスミッション内又はエンジンのオイルパン内で使用される被覆電線の絶縁被覆材又はシース材として好適である。
つぎに本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
実施例の各数値は以下の方法により測定した。
(1)引張破断強度、引張破断伸び
試験機は、(株)エー・アンド・ディ製の「テンシロン」RTG-1310、(株)東洋精機製作所製の「ストログラフ」TH-200Dを用いた。JIS-K6251に準じ、チャック間50mmに設定、引張速度500mm/min、6号ダンベルを用いて引張破断強度、引張破断伸びを測定した。測定温度は、170℃とした。
(2)硬度
エクセル(株)製のデュロメーターRH101Aを試験機として用いた。JIS-K6253-3に準じ、測定温度25℃で、デュロメータ タイプAにて測定した(ピーク値)。
(3)動摩擦係数
(株)レスカ製のフリクションプレーヤーFPR2000を試験機として用いた。試験片の表面温度が170℃となるように温調し、加重100g(Pinは、φ5mm材質SUJ2)、回転モード、回転数4.8rpm、回転半径10mmで測定を行い、測定開始より25秒後から50秒後までの摩擦係数測定値の平均値を、動摩擦係数とした。
実施例及び比較例では、次のフッ素ゴム、カーボンブラック、化合物(A)、パーオキサイド架橋剤、及びその他の配合剤を使用した。
(フッ素ゴム)
G-801(ダイキン工業(株)製)
(カーボンブラック)
ISAFカーボンブラック(NSA=115m/g、DBP吸油量=115ml/100g)
MTカーボンブラック(NSA=8m/g、DBP吸油量=43ml/100g)
(化合物(A):脂肪油)
ひまし油(沸点=320℃(1atm)、凝固点=-22℃)
(化合物(A):脂肪族炭化水素)
流動パラフィン(沸点=360℃(1atm)、凝固点=-15℃)
(パーオキサイド架橋剤)
2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン
(架橋促進剤)
トリアリルイソシアヌレート
トリメタリルイソシアヌレート
(加工助剤)
ステアリン酸
(受酸剤)
ハイドロタルサイト
実施例1
カーボンブラック30質量部、ステアリン酸0.5質量部、ハイドロタルサイト1質量部及びひまし油10質量部を混合し、混合物(A)を調製した。加圧型ニーダーを用いて、ローターの平均剪断速度410(1/秒)の混練条件で、フッ素ゴム100質量部に上記混合物(A)を混練した。この混練物を25℃に温調した8インチオープンロールで100℃以下になるように冷却混練してから排出した。続いて、冷却混練して得られた混練物を25℃で24時間熟成させて、フッ素ゴムプレコンパウンド(B1)を得た。
次に、8インチオープンロール(関西ロール(株)製)を用いて、フッ素ゴムプレコンパウンド(B1)141.5質量部、パーオキサイド架橋剤1質量部及びトリアリルイソシアヌレート0.5質量部を15分間混練し、フッ素ゴムフルコンパウンド(C1)を調製した。
フッ素ゴムフルコンパウンド(C1)を170℃で30分間プレスして架橋し、厚さ2mmの架橋フッ素ゴムシートを作製した。このシートについて、170℃における引張破断強度、引張破断伸び測定及び25℃における硬度測定を行った。結果を表1に示す。また、170℃における動摩擦係数を測定したところ、1.3であった。
実施例2
ひまし油の含有量を10質量部から5質量部に変えた他は実施例1と同様の条件で混練し、フッ素ゴムフルコンパウンド(C2)を調製した。実施例1と同様の条件で架橋フッ素ゴムシートを作製し、各種物性測定を行った。結果を表1に示す。また、170℃における動摩擦係数を測定したところ、2.1であった。
実施例3及び4
成分及び量を表1に記載のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、フッ素ゴムプレコンパウンド、フッ素ゴムフルコンパウンド及び架橋フッ素ゴムシートを作製した。結果を表1に示す。170℃における動摩擦係数は、それぞれ1.5及び2.1であった。
比較例1
ひまし油を加えなかった他は実施例1と同様の条件で混練し、フッ素ゴムフルコンパウンド(C3)を調製した。実施例1と同様の条件で架橋フッ素ゴムシートを作製し、各種物性測定を行った。結果を表1に示す。また、170℃における動摩擦係数を測定したところ、2.4であった。
比較例2
ひまし油を加えず、トリアリルイソシアヌレートの代わりにトリメタリルイソシアヌレートを用いた他は実施例1と同様の条件で混練し、フッ素ゴムフルコンパウンド(C4)を調製した。実施例1と同様の条件で架橋フッ素ゴムシートを作製し、各種物性測定を行った。結果を表1に示す。170℃における動摩擦係数は、2.5であった。
比較例3及び4
成分及び量を表1に記載のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、フッ素ゴムプレコンパウンド、フッ素ゴムフルコンパウンド及び架橋フッ素ゴムシートを作製した。結果を表1に示す。
比較例5
成分及び量を表1に記載のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、フッ素ゴムプレコンパウンド、フッ素ゴムフルコンパウンドを作製したが、アンダーキュアにより架橋フッ素ゴムシートを得ることができなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
10:オープンロール
11:第1のロール
12:第2のロール
13:中間組成物
14:分出し後の組成物
21:プライマーバルブ
22:凸部
23:吐出側(エンジン側)ホース
24:吸入側(燃料タンク側)ホース
 

Claims (12)

  1. フッ素ゴム、カーボンブラック、脂肪油及び脂肪族炭化水素からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(A)、並びに、パーオキサイド架橋剤を含むフッ素ゴム組成物であって、前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積(NSA)が25~180m/gであり、化合物(A)は、大気圧下での沸点が250℃以上であり、融点又は凝固点が15℃以下である
    ことを特徴とするフッ素ゴム組成物。
  2. 脂肪油は、不乾性油、及び、半乾性油からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1記載のフッ素ゴム組成物。
  3. 化合物(A)は、フッ素ゴム100質量部に対して1~30質量部である請求項1又は2記載のフッ素ゴム組成物。
  4. カーボンブラックは、フッ素ゴム100質量部に対して5~65質量部である請求項1、2又は3記載のフッ素ゴム組成物。
  5. フッ素ゴムからなり、170℃における引張破断伸びが500%以上であり、25℃における硬度が80以下であることを特徴とするフッ素ゴム架橋物。
  6. 170℃における動摩擦係数が2.2以下である請求項5記載のフッ素ゴム架橋物。
  7. フッ素ゴム、カーボンブラック、脂肪油及び脂肪族炭化水素からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(A)、並びに、パーオキサイド架橋剤を含むフッ素ゴム組成物から得られる請求項5又は6記載のフッ素ゴム架橋物。
  8. 脂肪油は、不乾性油、及び、半乾性油からなる群より選択される少なくとも1種である請求項7記載のフッ素ゴム架橋物。
  9. 化合物(A)は、フッ素ゴム100質量部に対して1~30質量部である請求項7又は8記載のフッ素ゴム架橋物。
  10. カーボンブラックは、フッ素ゴム100質量部に対して5~65質量部である請求項7、8又は9記載のフッ素ゴム架橋物。
  11. 請求項1、2、3又は4記載のフッ素ゴム組成物から得られるフッ素ゴム架橋物。
  12. タイヤ加硫用ブラダーである請求項5、6、7、8、9、10又は11記載のフッ素ゴム架橋物。
     
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