JP2023061577A - 架橋性アクリルゴム組成物およびゴム架橋物 - Google Patents
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Abstract
【課題】押出スコーチ安定性に優れ、耐熱性に優れたゴム架橋物を与えることができる架橋性アクリルゴム組成物を提供すること。【解決手段】アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物を含有し、前記脂肪族一価二級アミン化合物が、ジシクロアルキルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩である架橋性アクリルゴム組成物を提供する。【選択図】なし
Description
本発明は、押出スコーチ安定性に優れ、耐熱性に優れたゴム架橋物を与えることができる架橋性アクリルゴム組成物、および、このような架橋性アクリルゴム組成物を用いて得られるゴム架橋物に関する。
石油化学の発展に伴い、有機化合物で構成される重合体はプラスチック、ゴム、繊維、フィルムといった様々な形態で人類の発展に貢献してきた。これらは用途に応じ様々な環境下で用いられることから、想定される環境下での耐久性を各々賦与することで長期間使用できるように改良が施されてきた。たとえば、屋外で用いられるプラスチックには耐紫外線性能を、極寒地でも機能するゴムには耐寒性能を賦与した製品が開発されてきた。
一方、産業の発展に伴い使用量が増大してきた、エンジンに代表される内燃機関は潤滑油を必要とし、かつ多大な熱を発生することから、それに使用される重合体にはオイルや高温への耐性が要求される。特に自動車のエンジン回りの重合体には、オイルや高温に曝されても長時間柔軟性を維持でき、亀裂などの欠陥を生じないといった特性が求められる。こうした要求に応えるべく様々な耐油・耐熱性ゴムが開発されてきたが、中でもアクリルゴムは、ゴム弾性を有し、耐油性、耐熱特性、柔軟性に優れたポリマーとして、自動車のエンジン回りのシール、ガスケット、パッキン、ホースといった部材として幅広く使用されており、要求特性に応じて架橋構造や老化防止剤、配合剤を工夫し耐油性、耐熱性をさらに強化している。
たとえば、特許文献1には、アクリル酸エステル単量体(a)単位およびカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体(b)単位の合計量が単量体単位の80重量%以上であり、該合計量に対してアクリル酸エステル単量体(a)単位が90~99.9重量%を占めるアクリルゴム(A)100重量部に対し、多価一級アミン加硫剤(B)0.05~5重量部並びに脂肪族一価二級アミン化合物(C-1)および/または脂肪族一価三級アミン化合物(C-2)0.5~5.5重量部を含有する加硫性アクリルゴム組成物が開示されている。
特許文献1の技術によれば、混練性に優れ、加硫時にスコーチが起こりにくく、得られた加硫物が耐金属腐食性と耐油性に優れる加硫性アクリルゴム組成物が提供されるものの、厳しい温度環境下(たとえば、190℃以上の環境下)における耐熱性に改善の余地があった。また、優れたスコーチ安定性と、得られるゴム架橋物の優れた耐熱性とを両立させることができる技術が求められていた。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、押出スコーチ安定性に優れ、耐熱性(たとえば、190℃以上の環境下における耐熱性)に優れたゴム架橋物を与えることができる架橋性アクリルゴム組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、このような架橋性アクリルゴム組成物を用いて得られるゴム架橋物を提供することも、その目的とする。
本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、芳香族系多価一級アミン化合物と、特定の脂肪族一価二級アミン化合物とを組み合わせて用いることにより、架橋性アクリルゴム組成物が、押出スコーチ安定性に優れ、耐熱性に優れたゴム架橋物を与えることができるものとなることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明によれば、アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物を含有し、前記脂肪族一価二級アミン化合物が、ジシクロアルキルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩である架橋性アクリルゴム組成物が提供される。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、さらに、ジフェニルアミン化合物を含有することが好ましく、前記ジフェニルアミン化合物が、スチレン化ジフェニルアミンであることが好ましく、前記ジフェニルアミン化合物が、スチレン化ジフェニルアミンおよび4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンであることが好ましい。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、油圧系ホース、エアー系ホース、ターボホース、またはチューブの形成用途に用いられるものであることが好ましい。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、油圧系ホース、エアー系ホース、ターボホース、またはチューブの形成用途に用いられるものであることが好ましい。
また、本発明によれば、上記架橋性アクリルゴム組成物を架橋してなる、ゴム架橋物が提供される。
押出スコーチ安定性に優れ、耐熱性(たとえば、190℃以上の環境下における耐熱性)に優れたゴム架橋物を与えることができる架橋性アクリルゴム組成物、および、このような架橋性アクリルゴム組成物を用いて得られるゴム架橋物を提供することができる。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物を含有する。
<架橋性アクリルゴム組成物>
本発明で用いるアクリルゴムは、分子中に、主成分(たとえば、アクリルゴム中の全単量体単位中50重量%以上)として、(メタ)アクリル酸エステル単量体〔アクリル酸エステル単量体および/またはメタクリル酸エステル単量体の意。以下、(メタ)アクリル酸メチルなど同様。〕単位を含有するものであればよく、特に限定されない。
本発明で用いるアクリルゴムは、分子中に、主成分(たとえば、アクリルゴム中の全単量体単位中50重量%以上)として、(メタ)アクリル酸エステル単量体〔アクリル酸エステル単量体および/またはメタクリル酸エステル単量体の意。以下、(メタ)アクリル酸メチルなど同様。〕単位を含有するものであればよく、特に限定されない。
本発明で用いるアクリルゴムの主成分としての(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、特に限定されないが、たとえば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体、および(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体などを挙げることができる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、炭素数1~8のアルカノールと(メタ)アクリル酸とのエステルが好ましく、具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、および(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸エチル、および(メタ)アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸エチルおよび(メタ)アクリル酸n-ブチルが特に好ましい。これらは1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、炭素数2~12のアルコキシアルキルアルコールと(メタ)アクリル酸とのエステルがより好ましく、炭素数2~8のアルコキシアルキルアルコールと(メタ)アクリル酸とのエステルがより好ましく、具体的には、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシプロピル、および(メタ)アクリル酸4-メトキシブチルなどが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、および(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルが好ましく、アクリル酸2-エトキシエチル、およびアクリル酸2-メトキシエチルが特に好ましい。これらは1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
本発明で用いるアクリルゴム中における、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量は、50~100重量%であり、好ましくは50~99.9重量%、より好ましくは60~99.5重量%、さらに好ましくは70~99.5重量%、特に好ましくは70~99重量%である。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の耐候性、耐熱性、および耐油性を向上させることができる。
なお、本発明において、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位30~100重量%、および(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体単位70~0重量%からなるものとすることが好ましい。
また、本発明で用いるアクリルゴムは、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位に加えて、架橋性単量体単位を含有するものであってもよい。
架橋性単量体単位を形成する架橋性単量体としては、特に限定されないが、たとえば、カルボキシル基含有単量体;エポキシ基を有する単量体;ハロゲン原子を有する単量体;ジエン単量体;などが挙げられる。これらの架橋性単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
カルボキシル基含有単量体としては、特に限定されないが、たとえば、炭素数3~12のα,β-エチレン性不飽和モノカルボン酸、炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸、および炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数1~8のアルカノールとのモノエステルなどが挙げられる。
炭素数3~12のα,β-エチレン性不飽和モノカルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、α-エチルアクリル酸、クロトン酸、およびケイ皮酸などが挙げられる。
炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸の具体例としては、フマル酸、マレイン酸などのブテンジオン酸;イタコン酸;シトラコン酸;クロロマレイン酸;などが挙げられる。
炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数1~8のアルカノールとのモノエステルの具体例としては、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノn-ブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノn-ブチルなどのブテンジオン酸モノ鎖状アルキルエステル;フマル酸モノシクロペンチル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸モノシクロヘキセニル、マレイン酸モノシクロペンチル、マレイン酸モノシクロヘキシル、マレイン酸モノシクロヘキセニルなどの脂環構造を有するブテンジオン酸モノエステル;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノn-ブチル、イタコン酸モノシクロヘキシルなどのイタコン酸モノエステル;などが挙げられる。
これらの中でも、ブテンジオン酸モノ鎖状アルキルエステル、または脂環構造を有するブテンジオン酸モノエステルが好ましく、フマル酸モノn-ブチル、マレイン酸モノn-ブチル、フマル酸モノシクロヘキシル、およびマレイン酸モノシクロヘキシルがより好ましく、フマル酸モノn-ブチルおよびマレイン酸モノシクロヘキシルがさらに好ましい。これらのカルボキシル基含有単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。なお、上記単量体のうち、ジカルボン酸には、無水物として存在しているものも含まれる。
炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸の具体例としては、フマル酸、マレイン酸などのブテンジオン酸;イタコン酸;シトラコン酸;クロロマレイン酸;などが挙げられる。
炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数1~8のアルカノールとのモノエステルの具体例としては、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノn-ブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノn-ブチルなどのブテンジオン酸モノ鎖状アルキルエステル;フマル酸モノシクロペンチル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸モノシクロヘキセニル、マレイン酸モノシクロペンチル、マレイン酸モノシクロヘキシル、マレイン酸モノシクロヘキセニルなどの脂環構造を有するブテンジオン酸モノエステル;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノn-ブチル、イタコン酸モノシクロヘキシルなどのイタコン酸モノエステル;などが挙げられる。
これらの中でも、ブテンジオン酸モノ鎖状アルキルエステル、または脂環構造を有するブテンジオン酸モノエステルが好ましく、フマル酸モノn-ブチル、マレイン酸モノn-ブチル、フマル酸モノシクロヘキシル、およびマレイン酸モノシクロヘキシルがより好ましく、フマル酸モノn-ブチルおよびマレイン酸モノシクロヘキシルがさらに好ましい。これらのカルボキシル基含有単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。なお、上記単量体のうち、ジカルボン酸には、無水物として存在しているものも含まれる。
本発明において、架橋性単量体として、カルボキシル基含有単量体を用いた場合には、アクリルゴムを、カルボキシル基含有アクリルゴムとすることができる。アクリルゴムを、カルボキシル基含有アクリルゴムとすると、得られるアクリルゴム架橋物の耐熱性をより向上させることができる。
本発明で用いるアクリルゴムが、カルボキシル基含有アクリルゴムである場合における、カルボキシル基含有単量体単位の含有量は、好ましくは0.1~10重量%、より好ましくは0.5~7重量%、さらに好ましくは1~5重量%である。カルボキシル基含有単量体単位の含有量が上記範囲であることにより、得られるゴム架橋物の強度と伸びとのバランスを、より優れたものとすることができる。特に、カルボキシル基含有単量体単位の含有量を上記下限以上とすることにより、架橋を十分に行うことができ、得られるゴム架橋物の形状維持が容易になり、一方、カルボキシル基含有単量体単位の含有量を上記上限以下とすることにより、得られるゴム架橋物の伸びを大きくさせたり、圧縮永久歪率を小さくさせたりすることができる。
また、本発明で用いるアクリルゴムが、カルボキシル基含有アクリルゴムである場合における、カルボキシル基の含有量、すなわち、アクリルゴム100g当たりのカルボキシル基のモル数(ephr)は、好ましくは4×10-4~4×10-1(ephr)、より好ましくは1×10-3~2×10-1(ephr)、さらに好ましくは5×10-3~1×10-1(ephr)である。カルボキシル基の含有量を上記下限以上とすることにより、架橋を十分に行うことができ、得られるゴム架橋物の機械的特性を向上させることができ、また、成形品の表面肌を滑らかにすることができる。一方、カルボキシル基の含有量を上記上限以下とすることにより、得られるゴム架橋物の伸びを大きくさせたり、圧縮永久歪率を小さくさせたりすることができる。
エポキシ基を有する単量体としては、特に限定されないが、たとえば、エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ基含有エーテルなどが挙げられる。
エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸グリシジルなどが挙げられる。
エポキシ基含有エーテルの具体例としては、アリルグリシジルエーテルおよびビニルグリシジルエーテルなどが挙げられる。これらの中でも、メタクリル酸グリシジルおよびアリルグリシジルエーテルが好ましい。これらエポキシ基を有する単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
エポキシ基含有エーテルの具体例としては、アリルグリシジルエーテルおよびビニルグリシジルエーテルなどが挙げられる。これらの中でも、メタクリル酸グリシジルおよびアリルグリシジルエーテルが好ましい。これらエポキシ基を有する単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
本発明において、架橋性単量体として、エポキシ基を有する単量体を用いた場合には、アクリルゴムを、エポキシ基含有アクリルゴムとすることができる。
本発明で用いるアクリルゴムが、エポキシ基含有アクリルゴムである場合における、エポキシ基を有する単量体単位の含有量は、好ましくは0.1~10重量%、より好ましくは0.5~7重量%、さらに好ましくは0.5~5重量%である。エポキシ基を有する単量体単位の含有量が上記範囲であることにより、得られるゴム架橋物の強度と伸びとのバランスを、より優れたものとすることができる。特に、エポキシ基を有する単量体単位の含有量を上記下限以上とすることにより、架橋を十分に行うことができ、得られるゴム架橋物の形状維持が容易になり、一方、エポキシ基を有する単量体単位の含有量を上記上限以下とすることにより、得られるゴム架橋物の伸びを大きくさせたり、圧縮永久歪率を小さくさせたりすることができる。
ハロゲン原子を有する単量体としては、特に限定されないが、たとえば、ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステル、(メタ)アクリル酸ハロアルキルエステル、(メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステル、ハロゲン含有不飽和エーテル、ハロゲン含有不飽和ケトン、ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物、ハロゲン含有不飽和アミド、およびハロアセチル基含有不飽和単量体などが挙げられる。
ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステルの具体例としては、クロロ酢酸ビニル、2-クロロプロピオン酸ビニル、およびクロロ酢酸アリルなどが挙げられる。
(メタ)アクリル酸ハロアルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸1-クロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロエチル、(メタ)アクリル酸1,2-ジクロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロプロピル、(メタ)アクリル酸3-クロロプロピル、および(メタ)アクリル酸2,3-ジクロロプロピルなどが挙げられる。
(メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(クロロアセトキシ)プロピル、および(メタ)アクリル酸3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルなどが挙げられる。
(メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)エチル、および(メタ)アクリル酸3-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)プロピルなどが挙げられる。
ハロゲン含有不飽和エーテルの具体例としては、クロロメチルビニルエーテル、2-クロロエチルビニルエーテル、3-クロロプロピルビニルエーテル、2-クロロエチルアリルエーテル、および3-クロロプロピルアリルエーテルなどが挙げられる。
ハロゲン含有不飽和ケトンの具体例としては、2-クロロエチルビニルケトン、3-クロロプロピルビニルケトン、および2-クロロエチルアリルケトンなどが挙げられる。
ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物の具体例としては、p-クロロメチルスチレン、m-クロロメチルスチレン、o-クロロメチルスチレン、およびp-クロロメチル-α-メチルスチレンなどが挙げられる。
ハロゲン含有不飽和アミドの具体例としては、N-クロロメチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
ハロアセチル基含有不飽和単量体の具体例としては、3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルアリルエーテル、p-ビニルベンジルクロロ酢酸エステルなどが挙げられる。
(メタ)アクリル酸ハロアルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸1-クロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロエチル、(メタ)アクリル酸1,2-ジクロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロプロピル、(メタ)アクリル酸3-クロロプロピル、および(メタ)アクリル酸2,3-ジクロロプロピルなどが挙げられる。
(メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(クロロアセトキシ)プロピル、および(メタ)アクリル酸3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルなどが挙げられる。
(メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)エチル、および(メタ)アクリル酸3-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)プロピルなどが挙げられる。
ハロゲン含有不飽和エーテルの具体例としては、クロロメチルビニルエーテル、2-クロロエチルビニルエーテル、3-クロロプロピルビニルエーテル、2-クロロエチルアリルエーテル、および3-クロロプロピルアリルエーテルなどが挙げられる。
ハロゲン含有不飽和ケトンの具体例としては、2-クロロエチルビニルケトン、3-クロロプロピルビニルケトン、および2-クロロエチルアリルケトンなどが挙げられる。
ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物の具体例としては、p-クロロメチルスチレン、m-クロロメチルスチレン、o-クロロメチルスチレン、およびp-クロロメチル-α-メチルスチレンなどが挙げられる。
ハロゲン含有不飽和アミドの具体例としては、N-クロロメチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
ハロアセチル基含有不飽和単量体の具体例としては、3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルアリルエーテル、p-ビニルベンジルクロロ酢酸エステルなどが挙げられる。
これらの中でも、ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステル、およびハロゲン含有不飽和エーテルが好ましく、クロロ酢酸ビニル、および2-クロロエチルビニルエーテルがより好ましく、クロロ酢酸ビニルがさらに好ましい。これらハロゲン原子を有する単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
本発明において、架橋性単量体として、ハロゲン原子を有する単量体を用いた場合には、アクリルゴムを、ハロゲン原子含有アクリルゴムとすることができる。
本発明で用いるアクリルゴムが、ハロゲン原子含有アクリルゴムである場合における、ハロゲン原子を有する単量体単位の含有量は、好ましくは0.1~10重量%、より好ましくは0.5~7重量%、さらに好ましくは0.5~5重量%である。ハロゲン原子を有する単量体単位の含有量が上記範囲であることにより、得られるゴム架橋物の強度と伸びとのバランスを、より優れたものとすることができる。特に、ハロゲン原子を有する単量体単位の含有量を上記下限以上とすることにより、架橋を十分に行うことができ、得られるゴム架橋物の形状維持が容易になり、一方、ハロゲン原子を有する単量体単位の含有量を上記上限以下とすることにより、得られるゴム架橋物の伸びを大きくさせたり、圧縮永久歪率を小さくさせたりすることができる。
ジエン単量体としては、共役ジエン単量体、非共役ジエン単量体が挙げられる。
共役ジエン単量体の具体例としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、およびピペリレンなどを挙げることができる。
非共役ジエン単量体の具体例としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、および(メタ)アクリル酸2-ジシクロペンタジエニルエチルなどを挙げることができる。
共役ジエン単量体の具体例としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、およびピペリレンなどを挙げることができる。
非共役ジエン単量体の具体例としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、および(メタ)アクリル酸2-ジシクロペンタジエニルエチルなどを挙げることができる。
上述したカルボキシル基含有単量体、エポキシ基を有する単量体、ハロゲン原子を有する単量体、ジエン単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
なお、本発明で用いるアクリルゴムが、上述したカルボキシル基含有アクリルゴム、エポキシ基含有アクリルゴム、ハロゲン原子含有アクリルゴム、または、カルボキシル基およびハロゲン原子含有アクリルゴムである場合には、必要に応じて、その他の架橋性単量体単位を有していてもよい。その他の架橋性単量体単位を形成する架橋性単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。本発明で用いるアクリルゴム中における、その他の架橋性単量体単位の含有量は、好ましくは0~9.9重量%、より好ましくは0~6.5重量%、さらに好ましくは0~4.5重量%、特に好ましくは0~4重量%である(ただし、アクリルゴム中における、全ての架橋性単量体単位の合計量としては、好ましくは0.1~10重量%、より好ましくは0.5~7重量%、さらに好ましくは0.5~5重量%、特に好ましくは1~5重量%である。)。これらその他の架橋性単量体単位の含有量を上記上限以下とすることにより、得られるゴム架橋物の伸びを大きくさせたり、圧縮永久歪率を小さくさせたりすることができる。
また、本発明で用いるアクリルゴムは、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、および架橋性単量体単位に加えて、必要に応じて、(メタ)アクリル酸エステル単量体や、架橋性単量体と共重合可能なその他の単量体の単位を有していてもよい。
共重合可能なその他の単量体としては、特に限定されないが、たとえば、芳香族ビニル単量体、α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体、アクリロイルオキシ基を2個以上有する単量体(以下、「多官能アクリル単量体」と言うことがある。)、オレフィン系単量体、およびビニルエーテル化合物などが挙げられる。
芳香族ビニル単量体の具体例としては、スチレン、α-メチルスチレン、およびジビニルベンゼンなどが挙げられる。
α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。
多官能アクリル単量体の具体例としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
オレフィン系単量体の具体例としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、および1-オクテンなどが挙げられる。
ビニルエーテル化合物の具体例としては、酢酸ビニル、エチルビニルエーテル、およびn-ブチルビニルエーテルなどが挙げられる。
α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。
多官能アクリル単量体の具体例としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
オレフィン系単量体の具体例としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、および1-オクテンなどが挙げられる。
ビニルエーテル化合物の具体例としては、酢酸ビニル、エチルビニルエーテル、およびn-ブチルビニルエーテルなどが挙げられる。
これらの中でも、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチレンおよび酢酸ビニルが好ましく、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチレンおよび酢酸ビニルがより好ましい。
共重合可能なその他の単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
アクリルゴム中における、その他の単量体の単位の含有量は、好ましくは0~50重量%、より好ましくは0~49.9重量%、さらに好ましくは0~39.5重量%、特に好ましくは0~29.5重量%である。
アクリルゴム中における、その他の単量体の単位の含有量は、好ましくは0~50重量%、より好ましくは0~49.9重量%、さらに好ましくは0~39.5重量%、特に好ましくは0~29.5重量%である。
本発明で用いるアクリルゴムは、上記単量体を重合することにより得ることができる。重合反応の形態としては、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法、および溶液重合法のいずれも用いることができるが、重合反応の制御の容易性などの点から、乳化重合法によるのが好ましい。
乳化重合は、回分式、半回分式、連続式のいずれでもよい。重合は、通常、0~70℃、好ましくは5~50℃の温度範囲で行われる。
本発明で用いるアクリルゴムの重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、好ましくは50,000~5,000,000、より好ましくは100,000~4,000,000、さらに好ましくは150,000~3,500,000である。アクリルゴムの重量平均分子量は、たとえば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィによって、ポリスチレン換算の値として測定することができる。
このようにして製造される、本発明で用いるアクリルゴムのムーニー粘度(ML1+4、100℃)(ポリマームーニー)は、好ましくは10~150,より好ましくは10~80、さらに好ましくは20~70、特に好ましくは25~60である。
本発明においては、このように製造されるアクリルゴムを、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
<芳香族系多価一級アミン化合物>
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、上述したアクリルゴムに加えて、芳香族系多価一級アミン化合物を含有する。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、上述したアクリルゴムに加えて、芳香族系多価一級アミン化合物を含有する。
本発明で用いる芳香族系多価一級アミン化合物は、一級アミノ基を複数有する芳香族化合物またはその塩である。芳香族系多価一級アミン化合物は、本発明の架橋性アクリルゴム組成物において、架橋剤として機能する。
芳香族系多価一級アミン化合物は、一級アミノ基を複数有する芳香族化合物またはその塩であれば特に限定されないが、芳香族系二価一級アミン化合物、芳香族系三価一級アミン化合物、またはそれらの塩であることが好ましく、芳香族系二価一級アミン化合物またはその塩であることがより好ましい。
芳香族系多価一級アミン化合物の具体例としては、4,4’-メチレンジアニリン、m-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-(m-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、4,4’-(p-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、2,2’-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニルなどの芳香族二価一級アミン化合物;N,N’,N”-トリフェニル-1,3,5-ベンゼントリアミンなどの芳香族三価一級アミン化合物;などが挙げられる。これらの中でも、2,2’-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、4,4’-(p-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリンおよび4,4’-(m-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリンが好ましく、2,2’-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンがより好ましい。本発明において、芳香族系多価一級アミン化合物は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物における、芳香族系多価一級アミン化合物の含有量は、特に限定されないが、アクリルゴム100重量部に対し、好ましくは0.05~5重量部、より好ましくは0.1~4重量部、さらに好ましくは0.2~3重量部である。芳香族系多価一級アミン化合物の含有量が上記範囲内であることにより、押出スコーチ安定性を一層向上させることができたり、得られるゴム架橋物の耐熱性を一層向上させることができたりする。
<脂肪族一価二級アミン化合物>
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、上述したアクリルゴムおよび芳香族系多価一級アミン化合物に加えて、脂肪族一価二級アミン化合物としての、ジシクロアルキルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩を含有する。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、上述したアクリルゴムおよび芳香族系多価一級アミン化合物に加えて、脂肪族一価二級アミン化合物としての、ジシクロアルキルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩を含有する。
脂肪族一価二級アミン化合物としての、ジシクロアルキルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩は、本発明の架橋性アクリルゴム組成物において、架橋促進剤として機能する。
ジシクロアルキルアミン化合物としては、たとえば、ジシクロペンチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジシクロヘプチルアミンなどが挙げられ、なかでも、ジシクロヘキシルアミンが好ましい。また、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩を形成するジシクロアルキルアミン化合物としても、同様のものが挙げられ、なかでも、ジシクロヘキシルアミンが好ましい。本発明において、脂肪族一価二級アミン化合物は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。なお、ジシクロアルキルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩は、アルキルアルコールなどのアルコール類が混合されたものであってもよく、さらに無機酸および/または有機酸を含んでいてもよい。また、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩は、エチレングリコールと、ジシクロアルキルアミン化合物との混合物であってもよく、エチレングリコールと、ジシクロアルキルアミン化合物とが、無機酸および/または有機酸とで塩を形成したものであってもよい。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物における、脂肪族一価二級アミン化合物の含有量は、特に限定されないが、アクリルゴム100重量部に対し、好ましくは0.1~10重量部であり、より好ましくは0.5~7.5重量部、さらに好ましくは1~5重量部である。脂肪族一価二級アミン化合物の含有量が上記範囲内であることにより、押出スコーチ安定性を一層向上させることができたり、得られるゴム架橋物の耐熱性を一層向上させることができたりする。
<その他の成分>
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、上述した成分に加えて、その他の成分を含有していてもよい。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、上述した成分に加えて、その他の成分を含有していてもよい。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、ジフェニルアミン化合物を含有することが好ましい。ジフェニルアミン化合物を含有することにより、得られるゴム架橋物の耐熱性を一層向上させることができる。
ジフェニルアミン化合物は、ジフェニルアミン、ジフェニルアミン中の水素原子が任意の置換基により置換された化合物、および、これらの塩を含む。ジフェニルアミン化合物としては、スチレン化ジフェニルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、フェニル-β-ナフチルアミン、p-(p-トルエンスルホニルアミド)-ジフェニルアミン、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、N,N-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミンなどが挙げられる。なかでも、スチレン化ジフェニルアミンおよび4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンが好ましく、スチレン化ジフェニルアミンがより好ましい。また、ジフェニルアミン化合物として、スチレン化ジフェニルアミンと4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンとを併用することも、好適な態様の一つである。本発明において、ジフェニルアミン化合物は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物における、ジフェニルアミン化合物の含有量(ジフェニルアミン化合物を2種以上使用する場合は、その合計量)は、特に限定されないが、アクリルゴム100重量部に対し、好ましくは0.01~15重量部、より好ましくは0.05~10重量部、さらに好ましくは0.1~5重量部である。ジフェニルアミン化合物の含有量が上記範囲内であることにより、得られるゴム架橋物の耐熱性を一層向上させることができる。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、充填剤を含有していてもよい。充填剤としては、特に限定されないが、補強性充填剤、非補強性充填剤などが挙げられ、これらの中でも、補強性充填剤が好ましい。
補強性充填剤としては、たとえば、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、グラファイトなどのカーボンブラック;湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカなどのシリカ;などが挙げられる。また、非補強性充填剤としては、石英粉末、ケイソウ土などのクレイ、亜鉛華、塩基性炭酸マグネシウム、活性炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化チタン、タルク、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
これら充填剤は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。本発明の架橋性アクリルゴム組成物中にける、充填剤の含有量は、特に限定されないが、アクリルゴム100重量部に対し、好ましくは1~200重量部、より好ましくは10~150重量部、さらに好ましくは20~100重量部である。
また、本発明の架橋性アクリルゴム組成物には、上記各成分以外に、ゴム加工分野において通常使用される配合剤を配合することができる。このような配合剤としては、たとえば、老化防止剤;光安定剤;可塑剤;加工助剤;滑剤;粘着剤;潤滑剤;難燃剤;防黴剤;帯電防止剤;着色剤;シランカップリング剤;架橋遅延剤;などが挙げられる。これらの配合剤の配合量は、本発明の目的や効果を阻害しない範囲であれば特に限定されず、配合目的に応じた量を適宜配合することができる。
<架橋性アクリルゴム組成物の調製方法>
本発明の架橋性アクリルゴム組成物の調製方法は、特に限定されないが、アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物を、必要に応じて添加される各種配合剤とともに混合する方法が好適である。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物の調製方法は、特に限定されないが、アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物を、必要に応じて添加される各種配合剤とともに混合する方法が好適である。
混合方法は特に限定されないが、ロール、インターミックス、ニーダ、バンバリーミキサ、スクリューミキサ等の混練機を用いて混練する方法などが挙げられる。また、混合は、溶媒中で行ってもよい。
また、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物や、熱に不安定な成分を除いた各成分を、バンバリーミキサ、ブラベンダーミキサ、インターミキサ、ニーダなどの混合機で混練し、ロールなどに移して芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物などを加えて、二次混練することにより調製できる。
以上のようにして、本発明の架橋性アクリルゴム組成物を得ることができる。本発明の架橋性アクリルゴム組成物は、芳香族系多価一級アミン化合物と、脂肪族一価二級アミン化合物としての、ジシクロアルキルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩とを組み合わせて配合しているため、押出スコーチ安定性に優れており、かつ、耐熱性(たとえば、190℃以上の環境下における耐熱性)に優れたゴム架橋物を与えることができるものである。
<ゴム架橋物>
本発明の架橋性アクリルゴム組成物を架橋することによりゴム架橋物を得ることができる。
本発明の架橋性アクリルゴム組成物を架橋することによりゴム架橋物を得ることができる。
ゴム架橋物は、架橋性アクリルゴム組成物を成形し、架橋することにより製造される。架橋性アクリルゴム組成物の成形および架橋方法としては、特に限定されないが、たとえば、一軸や多軸の押出機を使用して、架橋性アクリルゴム組成物を押し出して成形体とした後、加熱して架橋する方法;射出成形機、押出ブロー成形機、トランスファー成形機、プレス成形機などを使用して金型により成形し、成形と同時に成形時の加熱で架橋する方法;などが挙げられる。これらの方法のうちでも、押出機または射出成形機を用いる方法が好ましく、押出機を用いる方法が特に好ましい。成形と架橋を同時に行うか、あるいは、成形後に架橋するかは特に限定されず、成形方法、加硫方法、成形体の大きさなどに応じて選択すればよい。
架橋性アクリルゴム組成物を成形、架橋する際における、成形温度は好ましくは15~220℃、より好ましくは20~200℃である。また、架橋温度は、好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃~250℃である。架橋時間は、1分~5時間の範囲で任意に選択すればよい。加熱方法としては、電熱加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、UHF(超高周波)加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に通常用いられる方法を適宜選択すればよい。
また、ゴム架橋物の形状、大きさなどによっては、表面が架橋していても内部まで十分に架橋していない場合があるので、さらに加熱して二次架橋を行ってもよい。二次架橋を行う際における、加熱温度は、好ましくは100~220℃、より好ましくは130~210℃であり、加熱時間は、好ましくは30分~10時間、より好ましくは1~5時間である。
このようにして得られるゴム架橋物は、O-リング、パッキン、ダイアフラム、オイルシール、シャフトシール、ベアリングシース、メカニカルシール、ウエルヘッドシール、電気・電子機器用シール、空気圧縮機器用シールなどのシール材;シリンダブロックとシリンダヘッドとの連結部に装着されるシリンダヘッドガスケット、ロッカーカバーとシリンダヘッドとの連結部に装着されるロッカーカバーガスケット、オイルパンとシリンダヘッドあるいはトランスミッションケースとの連結部に装着されるオイルパンガスケット、正極、電解質板及び負極を備えた単位セルを挟み込む一対のハウジング間に装着された燃料電池セパレーター用ガスケット、ハードディスクドライブのトップカバー用ガスケットなどの各種ガスケット;緩衝材、防振材;電線被覆材;工業用ベルト類;チューブ・ホース類;シート類;等として好適に用いられる。
また、本発明のゴム架橋物は、自動車用途に用いられる押し出し成形型品および架橋製品として、たとえば、
燃料ホース、フィラーネックホース、ベントホース、ベーパーホース、オイルホース等の燃料タンクなどの燃料油系ホース、ターボエアーホース、ミッションコントロールホース等のエアー系ホース、ラジエターホース、ヒーターホース、ブレーキホース、エアコンホースなどの各種ホース類に好適に用いられる。
燃料ホース、フィラーネックホース、ベントホース、ベーパーホース、オイルホース等の燃料タンクなどの燃料油系ホース、ターボエアーホース、ミッションコントロールホース等のエアー系ホース、ラジエターホース、ヒーターホース、ブレーキホース、エアコンホースなどの各種ホース類に好適に用いられる。
このようにして得られるゴム架橋物は、上述した本発明の架橋性アクリルゴム組成物を用いて得られるものであることから、厳しい温度環境下(たとえば、190℃以上の環境下)であっても、耐熱性に優れるものである。そのため、このようにして得られるゴム架橋物は、特に、油圧系ホース、エアー系ホース、ターボホース、およびチューブとして好適に用いることができる。
以下、実施例により本発明が詳細に説明されるが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、以下の「部」は、特に断りのない限り、重量基準である。なお、各種の物性は以下のように測定した。
<ムーニー粘度>
アクリルゴム組成物について、JIS K6300-1:2013に従い、ムーニー粘度(コンパウンドムーニー、ML1+4,100℃)の測定を行った。
アクリルゴム組成物について、JIS K6300-1:2013に従い、ムーニー粘度(コンパウンドムーニー、ML1+4,100℃)の測定を行った。
<常態物性(硬さ、引張強度、伸び)>
架橋性ゴム組成物を、縦15cm、横15cm、深さ0.2cmの金型に入れ、プレス圧10MPaで加圧しながら170℃で20分間プレス成形してシート状のゴム架橋物を得た。次いで、得られたゴム架橋物をギヤー式オーブンに移して170℃で4時間二次架橋し、得られたシート状のゴム架橋物をJIS3号形ダンベルで打ち抜いて試験片を作製した。そして、得られた試験片を用いて、JIS K6251:2017に従い、ゴム架橋物の引張強度、および破断時の伸びをそれぞれ測定した。また、デュロメータ硬さ試験機(タイプA)を用いて、JIS K6253-3に従い、ゴム架橋物の硬さを測定した。
<押出性(ガーベダイ押出試験)>
ゴム組成物を、単軸押し出し機およびガーベダイを用いて押出成形し、ASTM D2230に準じて、エッジ部分(ガーベダイにおける、最も鋭いエッジに対応する部分)を観察し、押出性の評価を実施した。押出性の評価は、下記の基準で行った。
◎:押出成形時に、ガーベダイのエッジ部分からゴム組成物が連続的に押出され、押出方向の垂直方向から押出成形体のエッジを観察した場合に、押出成形体のエッジ部分が波打っていなかった(押出成形体のエッジの稜線が直線状であった)。
○:押出成形時に、ガーベダイのエッジ部分からゴム組成物が連続的に押出され、押出方向の垂直方向から押出成形体のエッジを観察した場合に、押出成形体のエッジ部分がわずかに波打っていた(押出成形体のエッジの稜線が細かい波線状であった)。
△:押出成形時に、ガーベダイのエッジ部分からゴム組成物が連続的に押出され、押出方向の垂直方向から押出成形体のエッジを観察した場合に、押出成形体のエッジ部分が大きく波打っていた(押出成形体のエッジの稜線が荒い波線状であった)。
×:押出成形時に、ガーベダイのエッジ部分からゴム組成物が非連続的に押出され、押出成形体中に、エッジが形成されない部分があり、押出方向の垂直方向から押出成形体のエッジを観察した場合に、押出成形体のエッジ部分が過度に波打っていた(押出成形体のエッジの稜線を把握することができなかった)。
架橋性ゴム組成物を、縦15cm、横15cm、深さ0.2cmの金型に入れ、プレス圧10MPaで加圧しながら170℃で20分間プレス成形してシート状のゴム架橋物を得た。次いで、得られたゴム架橋物をギヤー式オーブンに移して170℃で4時間二次架橋し、得られたシート状のゴム架橋物をJIS3号形ダンベルで打ち抜いて試験片を作製した。そして、得られた試験片を用いて、JIS K6251:2017に従い、ゴム架橋物の引張強度、および破断時の伸びをそれぞれ測定した。また、デュロメータ硬さ試験機(タイプA)を用いて、JIS K6253-3に従い、ゴム架橋物の硬さを測定した。
<押出性(ガーベダイ押出試験)>
ゴム組成物を、単軸押し出し機およびガーベダイを用いて押出成形し、ASTM D2230に準じて、エッジ部分(ガーベダイにおける、最も鋭いエッジに対応する部分)を観察し、押出性の評価を実施した。押出性の評価は、下記の基準で行った。
◎:押出成形時に、ガーベダイのエッジ部分からゴム組成物が連続的に押出され、押出方向の垂直方向から押出成形体のエッジを観察した場合に、押出成形体のエッジ部分が波打っていなかった(押出成形体のエッジの稜線が直線状であった)。
○:押出成形時に、ガーベダイのエッジ部分からゴム組成物が連続的に押出され、押出方向の垂直方向から押出成形体のエッジを観察した場合に、押出成形体のエッジ部分がわずかに波打っていた(押出成形体のエッジの稜線が細かい波線状であった)。
△:押出成形時に、ガーベダイのエッジ部分からゴム組成物が連続的に押出され、押出方向の垂直方向から押出成形体のエッジを観察した場合に、押出成形体のエッジ部分が大きく波打っていた(押出成形体のエッジの稜線が荒い波線状であった)。
×:押出成形時に、ガーベダイのエッジ部分からゴム組成物が非連続的に押出され、押出成形体中に、エッジが形成されない部分があり、押出方向の垂直方向から押出成形体のエッジを観察した場合に、押出成形体のエッジ部分が過度に波打っていた(押出成形体のエッジの稜線を把握することができなかった)。
<押出スコーチ安定性(ムーニースコーチ時間t5)>
アクリルゴム組成物について、JIS K6300に従い、125℃の測定条件下でムーニースコーチの測定を行い、ムーニースコーチ時間t5(分)を測定した。本測定においては、ムーニー粘度が、ムーニー粘度の最低値Vminから5M上昇した時間をムーニースコーチ時間t5とした。ムーニースコーチ時間t5が大きいほど、押出スコーチ安定性に優れると判断できる。
アクリルゴム組成物について、JIS K6300に従い、125℃の測定条件下でムーニースコーチの測定を行い、ムーニースコーチ時間t5(分)を測定した。本測定においては、ムーニー粘度が、ムーニー粘度の最低値Vminから5M上昇した時間をムーニースコーチ時間t5とした。ムーニースコーチ時間t5が大きいほど、押出スコーチ安定性に優れると判断できる。
<耐熱性>
常態物性の評価と同様にして試験片を作製した。得られた試験片を、190℃で94時間加熱し、190℃加熱後の試験片を得た。また、常態物性の評価と同様にして試験片を、175℃で504時間加熱し、175℃加熱後の試験片を得た。そして、デュロメータ硬さ試験機(タイプA)を用いて、JIS K6253-3に従い、190℃加熱後の試験片および175℃加熱後の試験片の硬さを測定し、下式に従い、硬さ変化を求めた。なお、下式において、ゴム架橋物の硬さとは、常態物性の試験で測定したゴム架橋物の硬さである。190℃加熱による硬さ変化が小さいほど、耐熱性に優れる。また、175℃加熱による硬さ変化が小さいほど、耐熱性に優れる。
190℃加熱による硬さ変化(points)=190℃加熱後の試験片の硬さ-ゴム架橋物の硬さ
175℃加熱による硬さ変化(points)=175℃加熱後の試験片の硬さ-ゴム架橋物の硬さ
常態物性の評価と同様にして試験片を作製した。得られた試験片を、190℃で94時間加熱し、190℃加熱後の試験片を得た。また、常態物性の評価と同様にして試験片を、175℃で504時間加熱し、175℃加熱後の試験片を得た。そして、デュロメータ硬さ試験機(タイプA)を用いて、JIS K6253-3に従い、190℃加熱後の試験片および175℃加熱後の試験片の硬さを測定し、下式に従い、硬さ変化を求めた。なお、下式において、ゴム架橋物の硬さとは、常態物性の試験で測定したゴム架橋物の硬さである。190℃加熱による硬さ変化が小さいほど、耐熱性に優れる。また、175℃加熱による硬さ変化が小さいほど、耐熱性に優れる。
190℃加熱による硬さ変化(points)=190℃加熱後の試験片の硬さ-ゴム架橋物の硬さ
175℃加熱による硬さ変化(points)=175℃加熱後の試験片の硬さ-ゴム架橋物の硬さ
<実施例1>
ニーダーを用いて、アクリルゴム(1)(商品名「Nipol H210X」、日本ゼオン社製)100部に、カーボンブラック(1)(商品名「シーストSO」、東海カーボン社製)55部、ポリエーテルエステル系可塑剤(商品名「アデカサイザー RS-735」、ADEKA社製)1.5部、ステアリン酸2部、エステル系ワックス(商品名「グレッグG-8205」、DIC社製)1部、スチレン化ジフェニルアミンとシリカの混合物(スチレン化ジフェニルアミン66.7重量%およびシリカ33.3重量%からなるもの、商品名「ノンフレックスLAS-P」、精工化学社製)2部、および4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(商品名「ノクラック CD」、大内新興化学工業社製)0.1部を添加して、50℃で7分間混合した。得られた混合物を50℃のロールに移して、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(商品名「BAPP」、セイカ社製、芳香族系多価一級アミン化合物)1部、および、エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物(エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩80重量%および長鎖アルコール〔1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール〕20重量%からなるもの、商品名「ノックマスターEGS」、大内新興化学工業社製)2部を配合して、ロールにて混練することにより、アクリルゴム組成物を得た。そして、得られたアクリルゴム組成物を用いて、ムーニー粘度および常態物性(硬さ、引張強度、伸び)の測定、ならびに、押出スコーチ安定性(ムーニースコーチ時間t5)、押出スコーチ安定性および耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
ニーダーを用いて、アクリルゴム(1)(商品名「Nipol H210X」、日本ゼオン社製)100部に、カーボンブラック(1)(商品名「シーストSO」、東海カーボン社製)55部、ポリエーテルエステル系可塑剤(商品名「アデカサイザー RS-735」、ADEKA社製)1.5部、ステアリン酸2部、エステル系ワックス(商品名「グレッグG-8205」、DIC社製)1部、スチレン化ジフェニルアミンとシリカの混合物(スチレン化ジフェニルアミン66.7重量%およびシリカ33.3重量%からなるもの、商品名「ノンフレックスLAS-P」、精工化学社製)2部、および4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(商品名「ノクラック CD」、大内新興化学工業社製)0.1部を添加して、50℃で7分間混合した。得られた混合物を50℃のロールに移して、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(商品名「BAPP」、セイカ社製、芳香族系多価一級アミン化合物)1部、および、エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物(エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩80重量%および長鎖アルコール〔1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール〕20重量%からなるもの、商品名「ノックマスターEGS」、大内新興化学工業社製)2部を配合して、ロールにて混練することにより、アクリルゴム組成物を得た。そして、得られたアクリルゴム組成物を用いて、ムーニー粘度および常態物性(硬さ、引張強度、伸び)の測定、ならびに、押出スコーチ安定性(ムーニースコーチ時間t5)、押出スコーチ安定性および耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例2>
アクリルゴム(1)に代えて、アクリルゴム(2)(商品名「Hytenp H310X」、日本ゼオン社製)を使用した以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
アクリルゴム(1)に代えて、アクリルゴム(2)(商品名「Hytenp H310X」、日本ゼオン社製)を使用した以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例3>
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から0.3部に変更した以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から0.3部に変更した以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例4>
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から0.3部に変更した以外は、実施例2と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から0.3部に変更した以外は、実施例2と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例5>
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から0.5部に変更した以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から0.5部に変更した以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例6>
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から0.5部に変更した以外は、実施例2と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から0.5部に変更した以外は、実施例2と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例7>
カーボンブラック(1)55部に代えて、カーボンブラック(1)30部およびカーボンブラック(2)(商品名「シースト116」、東海カーボン社製)25部を使用し、かつ、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
カーボンブラック(1)55部に代えて、カーボンブラック(1)30部およびカーボンブラック(2)(商品名「シースト116」、東海カーボン社製)25部を使用し、かつ、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例8>
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から2部に変更し、かつ、スチレン化ジフェニルアミンとシリカの混合物を使用しなかった以外は、実施例2と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンの使用量を、0.1部から2部に変更し、かつ、スチレン化ジフェニルアミンとシリカの混合物を使用しなかった以外は、実施例2と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例1>
エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物に代えて、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-ウンデセン-7(DBU)(商品名「RHENOGRAN XLA-60(GE2014)」、RheinChemie社製、DBU60%〔ジンクジアルキルジフォスフェイト塩になっている部分も含む〕)を使用し、かつ、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物に代えて、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-ウンデセン-7(DBU)(商品名「RHENOGRAN XLA-60(GE2014)」、RheinChemie社製、DBU60%〔ジンクジアルキルジフォスフェイト塩になっている部分も含む〕)を使用し、かつ、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例2>
エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物に代えて、ジメチルミリスチルアミン(商品名「ファーミン DM4098」、花王社製)を使用し、かつ、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物に代えて、ジメチルミリスチルアミン(商品名「ファーミン DM4098」、花王社製)を使用し、かつ、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例3>
エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物2部に代えて、三次アミン複合体(商品名「VULCOFAC ACT-55」、BASF社製)1部を使用し、かつ、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物2部に代えて、三次アミン複合体(商品名「VULCOFAC ACT-55」、BASF社製)1部を使用し、かつ、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、アクリルゴム組成物を得て、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例4>
ニーダーを用いて、アクリルゴム(1)100部に、カーボンブラック(1)65部、ポリエーテルエステル系可塑剤5部、ステアリン酸2部、エステル系ワックス1.5部、および4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン2部を添加して、50℃で7分間混合した。得られた混合物を50℃のロールに移して、ヘキサメチレンジアミンカーバメート(商品名「Diak#1」、デュポンダウエラストマー社製)0.5部、および1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-ウンデセン-7(DBU)2部を配合して、ロールにて混練することにより、アクリルゴム組成物を得た。そして、得られたアクリルゴム組成物を用いて、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
ニーダーを用いて、アクリルゴム(1)100部に、カーボンブラック(1)65部、ポリエーテルエステル系可塑剤5部、ステアリン酸2部、エステル系ワックス1.5部、および4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン2部を添加して、50℃で7分間混合した。得られた混合物を50℃のロールに移して、ヘキサメチレンジアミンカーバメート(商品名「Diak#1」、デュポンダウエラストマー社製)0.5部、および1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-ウンデセン-7(DBU)2部を配合して、ロールにて混練することにより、アクリルゴム組成物を得た。そして、得られたアクリルゴム組成物を用いて、実施例1と同様に測定および評価を行った。結果を表1に示す。
表1に示すゴムおよび配合剤は以下の通りである。
・Nipol H210X:アクリルゴム(商品名「Nipol H210X」、日本ゼオン社製)
・Hytenp H310X:アクリルゴム(商品名「Hytenp H310X」、日本ゼオン社製)
・シーストSO:カーボンブラック(商品名「シーストSO」、東海カーボン社製、無機充填剤)
・シースト116:カーボンブラック(商品名「シースト116」、東海カーボン社製)
・アデカサイザー RS-735:ポリエーテルエステル系可塑剤(商品名「アデカサイザー RS-735」、ADEKA社製、可塑剤)
・グレッグG-8205:エステル系ワックス(商品名「グレッグG-8205」、DIC社製)
・ノンフレックスLAS-P:スチレン化ジフェニルアミンとシリカの混合物(スチレン化ジフェニルアミン66.7重量%およびシリカ33.3重量%からなるもの、商品名「ノンフレックスLAS-P」、精工化学社製)
・ノクラック CD:4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(商品名「ノクラック CD」、大内新興化学工業社製)
・BAPP:2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(商品名「BAPP」、セイカ社製、芳香族系多価一級アミン化合物)
・ノックマスターEGS:エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物(エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩80重量%および長鎖アルコール〔1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール〕20重量%からなるもの、商品名「ノックマスターEGS」、大内新興化学工業社製)
・Diak#1:ヘキサメチレンジアミンカーバメート(商品名「Diak#1」、デュポンダウエラストマー社製)
・RHENOGRAN XLA-60:1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-ウンデセン-7(DBU)(商品名「RHENOGRAN XLA-60(GE2014)」、RheinChemie社製、DBU60%〔ジンクジアルキルジフォスフェイト塩になっている部分も含む〕)
・ファーミン DM4098:ジメチルミリスチルアミン(商品名「ファーミン DM4098」、花王社製)
・VULCOFAC ACT-55:三次アミン複合体(商品名「VULCOFAC ACT-55」、BASF社製)
・Nipol H210X:アクリルゴム(商品名「Nipol H210X」、日本ゼオン社製)
・Hytenp H310X:アクリルゴム(商品名「Hytenp H310X」、日本ゼオン社製)
・シーストSO:カーボンブラック(商品名「シーストSO」、東海カーボン社製、無機充填剤)
・シースト116:カーボンブラック(商品名「シースト116」、東海カーボン社製)
・アデカサイザー RS-735:ポリエーテルエステル系可塑剤(商品名「アデカサイザー RS-735」、ADEKA社製、可塑剤)
・グレッグG-8205:エステル系ワックス(商品名「グレッグG-8205」、DIC社製)
・ノンフレックスLAS-P:スチレン化ジフェニルアミンとシリカの混合物(スチレン化ジフェニルアミン66.7重量%およびシリカ33.3重量%からなるもの、商品名「ノンフレックスLAS-P」、精工化学社製)
・ノクラック CD:4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(商品名「ノクラック CD」、大内新興化学工業社製)
・BAPP:2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(商品名「BAPP」、セイカ社製、芳香族系多価一級アミン化合物)
・ノックマスターEGS:エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物(エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩80重量%および長鎖アルコール〔1-テトラデカノール、1-ヘキサデカノール、1-オクタデカノール〕20重量%からなるもの、商品名「ノックマスターEGS」、大内新興化学工業社製)
・Diak#1:ヘキサメチレンジアミンカーバメート(商品名「Diak#1」、デュポンダウエラストマー社製)
・RHENOGRAN XLA-60:1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-ウンデセン-7(DBU)(商品名「RHENOGRAN XLA-60(GE2014)」、RheinChemie社製、DBU60%〔ジンクジアルキルジフォスフェイト塩になっている部分も含む〕)
・ファーミン DM4098:ジメチルミリスチルアミン(商品名「ファーミン DM4098」、花王社製)
・VULCOFAC ACT-55:三次アミン複合体(商品名「VULCOFAC ACT-55」、BASF社製)
<実施例1~8、比較例1~4の評価>
表1より、アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物を含有し、前記脂肪族一価二級アミン化合物が、ジシクロヘキシルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン化合物塩である架橋性アクリルゴム組成物は、押出スコーチ安定性に優れ、得られるゴム架橋物を耐熱性に優れたものとすることができるものであった(実施例1~8)。
一方、上記の脂肪族一価二級アミン化合物を含有しない場合や(比較例1~4)、芳香族系多価一級アミン化合物を含有しない場合には(比較例4)、押出スコーチ安定性に劣ったり、得られるゴム架橋物の耐熱性に劣ったりする結果となった。
表1より、アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物を含有し、前記脂肪族一価二級アミン化合物が、ジシクロヘキシルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロヘキシルアミン化合物塩である架橋性アクリルゴム組成物は、押出スコーチ安定性に優れ、得られるゴム架橋物を耐熱性に優れたものとすることができるものであった(実施例1~8)。
一方、上記の脂肪族一価二級アミン化合物を含有しない場合や(比較例1~4)、芳香族系多価一級アミン化合物を含有しない場合には(比較例4)、押出スコーチ安定性に劣ったり、得られるゴム架橋物の耐熱性に劣ったりする結果となった。
<実施例9~14>
2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンおよびエチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物を除いた各成分を表2に示す量にて配合して、50℃で5分間混合した後、得られた混合物を50℃のロールに移した後に、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンおよびエチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物を配合して、混練することにより、架橋性ゴム組成物を得た。得られた架橋性ゴム組成物を用いて、上記常態物性の評価と同様にして、シート状のゴム架橋物を得た。
2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンおよびエチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物を除いた各成分を表2に示す量にて配合して、50℃で5分間混合した後、得られた混合物を50℃のロールに移した後に、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンおよびエチレングリコールのジシクロヘキシルアミン塩と長鎖アルコールの混合物を配合して、混練することにより、架橋性ゴム組成物を得た。得られた架橋性ゴム組成物を用いて、上記常態物性の評価と同様にして、シート状のゴム架橋物を得た。
実施例9~14に係る架橋性ゴム組成物おいても、アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および上記の特定の脂肪族一価二級アミン化合物を含有するため、実施例1~8と同様に、押出スコーチ安定性に優れるものと考えられ、また、得られたゴム架橋物は、耐熱性に優れるものとなると考えられる。
表2に示す配合剤は以下の通りである(表1と同様のものは、上記した通りである。)。
・シーストS:カーボンブラック(商品名「シーストS」、東海カーボン社製)
・デキシークレー:焼成クレー(商品名「デキシークレー」、Vanderbilt Minerals、LLC社製)
・タルク:タルク(商品名「TTタルク」、竹原化学工業社製)
・A174:シランカップリング剤(商品名「A174」、MOMENTIVE社製)
・シーストS:カーボンブラック(商品名「シーストS」、東海カーボン社製)
・デキシークレー:焼成クレー(商品名「デキシークレー」、Vanderbilt Minerals、LLC社製)
・タルク:タルク(商品名「TTタルク」、竹原化学工業社製)
・A174:シランカップリング剤(商品名「A174」、MOMENTIVE社製)
Claims (6)
- アクリルゴム、芳香族系多価一級アミン化合物および脂肪族一価二級アミン化合物を含有し、
前記脂肪族一価二級アミン化合物が、ジシクロアルキルアミン化合物、または、エチレングリコールのジシクロアルキルアミン化合物塩である架橋性アクリルゴム組成物。 - さらに、ジフェニルアミン化合物を含有する請求項1に記載の架橋性アクリルゴム組成物。
- 前記ジフェニルアミン化合物が、スチレン化ジフェニルアミンである請求項2に記載の架橋性アクリルゴム組成物。
- 前記ジフェニルアミン化合物が、スチレン化ジフェニルアミンおよび4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンである請求項2または3に記載の架橋性アクリルゴム組成物。
- 油圧系ホース、エアー系ホース、ターボホース、またはチューブの形成用途に用いられる請求項1~4のいずれかに記載の架橋性アクリルゴム組成物。
- 請求項1~5のいずれかに記載の架橋性アクリルゴム組成物を架橋してなるゴム架橋物。
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