JPS59232133A - 加硫性ハロゲンゴム配合物 - Google Patents

加硫性ハロゲンゴム配合物

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JPS59232133A
JPS59232133A JP59106709A JP10670984A JPS59232133A JP S59232133 A JPS59232133 A JP S59232133A JP 59106709 A JP59106709 A JP 59106709A JP 10670984 A JP10670984 A JP 10670984A JP S59232133 A JPS59232133 A JP S59232133A
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ハインツ・グレヴアタ
ヴオルフガング・ブ−ダ−
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    • C08L15/02Rubber derivatives containing halogen
    • 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
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、場合によってはカーゼ/ブラックと混合され
た珪酸塩充填剤及び少なくとも1種の珪素を含むイソチ
ウロニウム化合物を含有する加硫性ハロゲンシム配合物
に関する。
従来の技術 例えば沈降珪酸のような珪酸塩充填剤を多量に含有させ
ようとする、硫黄で加硫化可能のゴム配合物の場合に、
加硫ゴムに十分に優れた特性を与えるためには、配合成
分としてシランが必要であることは公知である。
ハロゲンを含有する種類のザムな基剤とする珪酸塩充填
剤含有ゴム配合物から、該配合物がノ・ログンを含有す
る特定のシランを含有する場合には、有効な加硫化生成
物の得られることが記載されている。
従来技術のこの種の配合物は、加硫化促進剤としてチオ
尿素類からの化合物をしばしば含有している。
ところが意外にも、ハロゲンを含むシラン及びチオ尿素
類の促進剤の代りに珪素含有イソチウロニウム化合物を
混入する場合には、前記の自体公知のノーロゲンゴム配
合物から改善された特性を有する加硫化生成物の製造さ
れることが見出された。
発明の構成 本発明の対象は、少なくとも1種類の210ゲン♂ム、
珪酸塩充填剤及び場合によってはノ・ロゲンシランを含
有する加硫性ゴム配合物において、該混合物が一般式■
: 〔式中X:塩化物、臭化物又は沃化物を表わし、m:1
〜6の数であり、 R1:C1〜C5のアルキル基、C5又はC6のシクロ
アルキル基又はフェニル基を表わし、R: C1〜C5
のアルキル基、C5又はC6のシクロアルキル基、β−
メトキシエチル基、フェニル基又は4ンジル基を表わし
、 n:o、l又は2であり、 R、R、R、Rは同じか又は異なり、水素、C4〜C5
のアルキル基を表わし、又はR’ * R5が水素の場
合には、Bj 、 R6は同じか又は異なり、水素、0
5〜C6のシクロアルキル基、フェニル基又はベンジル
基を表わし、又はR4及びR6は結合しているC2〜C
4のアルキレン鎖を表わす〕 で示される少なくとも1種のインチウロニウム化合物を
、ハロゲンジム100重量部に対して0.1−5重量部
の量で含有することを特徴とする前記加硫性♂ム配合物
である。
本発明によりノ・ロゲンザム配合物中に単独に又は混合
物として、ハロゲンジム100重量部に対して0.1〜
5重量部、好ましくは0.1〜2゜0重量部の量で添加
されていなければならないインチウロニウム化合物には
、特に1珪素原子に結合されたトリエトキシ基、トリメ
トキシ基又はジェトキシ基、ジメトキシエチル基を有す
る化合物が挙げられ、この際CmH2mはエチル基、プ
ロピル基又はエチル基を表わしかつイソチウロニウム基
は窒素原子でそれぞれ2個のメチル基又はエチル基によ
って又はそれぞれ水素原子、メチル基、エチル基、ブチ
ル基又はフェニル基によって置換されており、炭化水素
基は同じか又は異っていてもよい。
本発明により使用される前記オルガノシランは、自体公
知の方法により式■: NR’R’ / で示されるチオ尿素誘導体及び式■: (RO)3−nRnS i CmH2ITIX    
     mで示されるハロゲンシランから製造される
。この製造方法は例えば米国特許第3215718号及
び同第3314982号又は***国特許第212000
2号明細書に記載されている。
ハロゲンゴム基礎配合物の組成は当業者には公知である
。ここで基礎配合物とは、式Iによる珪素を有するイン
チウロニウム化合物の有利な用途を知らない場合には西
独国特許出願公告第2819638号に記載されている
ような製品である。個々の配合物成分の割合は広い範囲
で変化してもよい。
珪素を含むイソチウロニウム化合物を使用する場合には
、前記の基礎配合物と比べて元素硫黄の混入が省略され
る。同様に式■によるイソチウロニウム化合物の他に他
の促進剤はもはや不要である。
式■による遊離ハロゲンシランは、0〜3重量部、好ま
しくは0重量部の量で本発明による加硫性配合物中に存
在し′ていてよい。
使用できるハロゲンゴムには、例えばハロゲン化ブチル
ゴム、特に臭素化又は塩素化カ肩ム、塩素ゴム、ゴムヒ
Pロク四リド、好ましくはハロゲン化ブチルゴム、特に
2−クロルブタジェン−1,3のポリマーが挙げられる
。またクロルスルホン化ポリエチレンも使用することが
できる。
本発明により使用することのできる珪酸塩充填剤、また
2種以上の充填剤の混合物としての充填剤はゴム工業で
自体公知の充填剤である。
ここで1酸塩充填剤“なる概念は広範囲な概念であって
、珪酸塩から成り、珪酸塩を含有しかつ/又は極めて広
い意味で化学的に結合された珪酸塩を含有する、ゴムと
混和性のある又はゴム配合物中に混入可能の充填剤に関
する。特に珪酸塩充填剤には次のものが挙げられる:約
5〜1000m”/g、好まL<+!220−4oo”
iyの範囲の比表面積及び約110−400nの範囲の
一次粒径を有し、例えば無機酸を用いる珪酸塩溶液から
の沈殿、熱水溶解、揮発性珪素ハロゲン化物の加水分解
的及び/又は酸化的高温反応又はアーク法によって製造
することのできる高分散性珪酸充填剤(二酸化珪素)。
該珪酸は場合によっては金属、すなわちアルミニウム、
マグネシウム、カルシウム、ノ々リウム、亜鉛、ジルコ
ン及び/又はチタンの酸化物を含む混合酸化物又は酸化
物混合物として存在していてもよい。
約20〜400m”/gの比表面積及び約10〜400
nmの一次粒径を有する合成珪酸塩、例えば珪酸アルミ
ニウム又は珪酸マグネシウム又はカルシウムのようなア
ルカリ土類珪酸塩。
天然珪酸塩、例えばカオリン、粘土及び石綿、白土なら
びに天然珪酸、例えば石英及び珪藻土。
ガラス繊維及びガラス繊維製品、例えばマット、ストラ
ンド、織布、編物(Gelege )等ならびに微小ガ
ラス球。
前記珪酸塩充填剤は、げムポリマーの100重量部に対
して好ましくは約10又は場合によってはなおそれ以下
から約250重量部までの量で使用される。
充填剤混合物としては、珪酸/カオリン又は珪酸/ガラ
ス繊維/石綿ならびに公知ゴムカージンブラックを含む
珪酸含有強化充填剤のブレンド、例えば珪wI/l5A
Fカーゼンブラック又は珪酸/ガラス繊維コード/ H
AFカー?ンブラックが挙げられる。
本発明によれば珪酸塩充填剤として高分散性又は活性珪
酸、特に沈降珪酸が、ゴム100重量部に対して好まし
くは5〜150重量部で使用される。
本発明によるシム配合物中には更に、加硫ゴムの灰色又
は黒色着色のためばかりではなく、特定の有効な加硫特
性の獲得のためにカージンブラックが添加されていても
よく、この際公知ゴムカーlノブラックが好ましい。力
−ゼンブラックは、ゴム100重量部に対して0〜15
0重量部、好ましくは0.1〜80重量部の量で新規ゴ
ム配合物中で使用される。゛0″の下限は本発明の範囲
内では、配合成分がゴム配合物中に存在しうろことを意
味するが、存在しなげればならないことを意味しない。
カージンブラックが該配合物中に添加されている場合に
は、下限は実際には0.1重量部に設定しうる。
シム配合物中に珪酸塩充填剤及びカーぜンブラックの存
在する場合には、ゴム100重量部に対する全充填剤含
量は最高250重量部に限定される。一般には150重
量部を上限として見ることができる。
本発明によるゴム配合物には有利に、自体公知の安定剤
、特に、老化防止剤、疲労防止剤。
酸化防止剤、光切止剤及びオゾン防止剤ならびにこれら
の剤の混合物が、ハロゲンゴムの100重量部に対して
0,2〜10重量部の量で添加されていてもよい。
また、ハロゲンジム配合物が可塑剤又は可塑化油、例え
ば高級芳香族ナフテン系又は・ぞラフイン系可塑化油、
有利にはほぼ0〜60℃の間の低凝固点を有するような
ものを含有するのが極めて有利である。可塑化油の分量
は広い範囲で変動してもよい。すなわち該分量は0.5
又は5重量部を越えてもよく、特に10重量部を越え、
約100重量部まででもよい。
新規ハロゲンゴム配合物は好ましくは、ゴム工業で使用
されるような室温で固体の有機酸、好ましくはステアリ
ン酸又は同族列の相応の酸、さらに安息香酸又はサリチ
ル酸のような脂肪酸を、ゴム100重量部に対して0.
2〜10重量部の量で含有している。
さらに本発明によるゴム配合物には、同じくゴム工業で
使用されているような多価金属の酸化物をゴムの100
重量部に対して0.1〜15重量部の量で添加しなけれ
ばならない。これらの金属酸化物には先ず第一に、特に
微細なかつ/又は活性の形の酸化亜鉛が挙げられる。さ
らに酸化マグネシウム又は場合により酸化鉛も良好に使
用することができる。これらの酸化物は好ましくは微細
な、活性の又は粉末の形で使用される。金属酸化物の混
合物も使用することができる。
新規ハロゲンゴム配合物は次のように製造する。2段階
の混合サイクルが好ましい。第1段階では混線機で55
〜65℃、好ましくは60℃の流動温度で次の成分を混
合する: 初めの1分内にゴム及び金属酸化物、つまり例えばポリ
クロルブタジェン及び酸化マグネシウム; 次に続<17分内忙珪酸充填剤の半分及びその他の充填
剤; 場合によりハロゲンシラン、可塑剤、例えば可塑化油及
び式■による珪素を含むイソチウロニウム化合物及び酸
化亜鉛を除くその他の配合成分; 第2の混合段階では第1混合段階から得られた前配合物
に、ロール組で約45〜55℃、好ましくは50℃の流
動温度で酸化亜鉛及び該イソチウロニウム化合物を添加
混合する。
この2段階の配合方法は配合物の早期加硫を回避する。
前記ゴム配合物及びその加硫ゴムの工業的用途は例えば
以下の通りである: ケーブル外皮、ホース、加熱管、ベルト、■ベルト、コ
ンベヤベルト、ロールカッ々−、ノクツキン、電気絶縁
物、ライナー、耐熱性織布の含浸及び塗布、制動及び振
動部材及び耐熱性及び/又は耐油性について高い要求の
出されている同様な物品。
実施例 次に、新規ハロゲンジム配合物の若干の処方例を架橋生
成物を含む試験成績と共に記載する。
例中で多くの異なる概念が繰返されるので次の略号を使
用する。
使用される略号の一覧表: 略号           命名         測
定単位t5    ムーニー・スコーチ時間(130℃
)     分(min)t55   ムーニー・キュ
ア一時間(130℃)    分(min)ML4  
  ムーニー塑性粘度             −標
準ローター、100℃ 試験時間:4分 ZF    引張強さ               
 MPaMIOo   100%伸び率における応力値
(モジュラス)   MPaM200  200%  
 //      s          MPaM3
00  300%   〃     p     It
     MPaBD    破断伸び       
          チSHショアーA硬度     
         −人   磨耗量(“DIN−磨耗
量゛ともいつ)−CS    圧縮変形歪      
          チ(圧縮永久歪B、70’C12
2時間)試験規格 物理学的試験は室温で次の標準規格に従って実施した: 厚さ6間のリングによる 引張強さ、破断伸び及び応力値 DIN 53504シ
ヨア−A硬度        DIN 53505比重
      DIN 53550 ムーニー試験         DIN 53524磨
耗量(DIN−磨耗量)     DIN 53516
ゴムの圧縮変形歪の測定    DIN 53517レ
オメーター試験 実施例では次のイソチウロニウム化合物を使用する: e s1715t70と同様であるが、αではなくBを有す
る。
S81 架橋生成物又は試験片は蒸気加熱トランスファー成形機
で表示の加硫温度及び加熱時間(架橋時間)で製造した
例中の配合成分の量は重量部で示しである。
phrの意味::1″ム100部当り。
基礎配合物人は次の成分より成る二 表1 ポリクロルブタジエンゴム       100重量部
(塩素量的3896;粘度40〜45 ム一ニ一単位) 酸化マグネシウム(微細)         4 〃ス
テアリン酸               1 〃ワセ
リン(石油蒸留の残留物からの     1重量部・ 
  軟膏状の純粋炭化水素混合物)N−イソプロピル−
N′−フェニル−p−2〃フェニレンジアミン(老化防
止剤) 微細沈降珪酸              40 〃(
VN3ウルトラシル(Ultrasll ) )酸化亜
鉛(微細、活性)          5 〃例1 基礎配合物Aに次のように補充する。
表2 クロルプロピルトリエトキシ          2.
5  0.73シラン(CI−PTES) 8170              −     −
  2.62エチレンチオ尿素       0.75
  0.75   −(ETU) 前記配合物から製造した試験片の成形後に170℃で6
0分架橋を行った。試験から次の値が得られた: 表3 Dmin”Nm〕2.34 1.56 1.56M3°
010.9  13.7  15.1[Mpa:) ”C−〕          113  90   7
8本発明によるハロゲンゴム配合物(試料3)の加硫ゴ
ムは、公知技術による加硫げムと比べて強度、300%
応力値、磨耗量及び圧縮永久歪に関して明らかに優れた
値を示す。
例2 基礎配合物Aに次のよ5Vc補充する:表ヰ α−PTES       −2,5−8i70   
     −  −  2.0エチレンチオ尿素   
    0.75  0.75   −(ETU) 加硫は170℃で120分行った。
表5 Dmin +Nm          1.83  1
.43  1.41ML 4       1δ5 1
28 124・1 C817,+  12.7  9.4 例1では5170の量が、ハロゲンゴム配合物中に含有
されたチオ尿素又はα−PTESの量が試料番号1及び
2における8170の量に等しいように計算されたけれ
ども、試料5では公知技術のα−PTES 2.5 p
hr 十ETU 0.75 phrに対して81702
phrのみが使用される。
またこの場合にも作用物質の使用量が少ないにもかかわ
らす引張強さ、応力に関しては明らかに高い値が得られ
、圧縮永久歪は小さい(試料5)。
例3 基礎配合物に次のように補充する: 表6 α−PTES   −2,5−−−− ジプチルチオ尿素 0.750.75  −  −  
 −  −0834      −   −   1 
  1.5  2   2.5加硫温度170℃及び加
硫時間60関及び120闘により次の値が測定された。
表7 (=)120120120120120120ZF  
   18.518.723.621.019.422
.7[MPa)    17.124.623.424
.819.323.7M100%  1.Q  2.3
 2.2 2.5 2.8 3.1〔MPa〕2.3 
2.δ 3.1 3.0 3.4 3.2M200% 
 4.4 6.1 6.0 7.1 8.1 8.8[
MPa)    5.1 7.0 8.0 8.5 9
.4 9.5M300%  8.112.311.51
3.615.516.5[MPa)    8.813
.31!、115.817.117.9BD     
δ60410540410370390%     5
20480460440320380SH636665
686G)  68 23℃   67 69 72 72 72 72A 
    123 89 7G)  73 69 71t
nrl      124 83 84 73 67 
62O834の濃度の増大と共に増大する本発明による
ハロゲンゴム配合物8〜11の優秀性が   判る。
α−PTES 2.5 phr及びDBTUo、7δp
hrを含有する公知技術による配合物(試料7)の特性
を得るためには5本発明によればハロゲンゴム配合物中
に08341phrが存在すれば十分である。
例会 基礎配合物Aに次のよ5にして補充する:表8 α−PTES−2,5−−−−− レノキュアー 0.750.75−−  −  −  
−(Rhanoeure)CA O881−−0,511,522,5 比較配合物12及び13と比べてos61の著しい粘度
減少作用が生じる。これは配合物製造の際のエネルギー
消費量が小さくなることと同義である。
表9 レオメータ−試験 変形振幅:3度、試験周波数:3サイクル/ min作
動時間:2時間、試験温度:170℃Dmln   [
NnD2561832282172272261.87
αmax  CNnll DmaCNnllD[Nm:I D 120’ (Nm:]93212Ω29,5G19
7610.9411.451024D120’−D+n
in〜6761019731 TBO8,679,20
8AS8D120LD60’(%)164132203
2021al 16.611.6D120′−Dmin 170℃で加硫化されたハロゲンザム配合物の試験によ
り次の値が得られた: 表1゜ 試料番号 12 13 1+  15 16 17 1
8加硫時間 60 60 60 60 60 60 6
0c = )    120 120 120 120
 120 120 120ZF      17.3 
16.9 20.0 21.2 20.8 22.2 
23.2(MPa、11   15.2 20.4 2
1.2 21.8 22.4 24.7 23.5珪素
含有イソチウロニウム化合物を含有する配合物は、引張
強さ及び磨耗量なる・ぞラメ−ターの場合には明らかに
優秀性を示す。これはまた、(J −PTES 2.5
 phr及びL/ / −+ ニア−CA0.75ph
r(試料13)と比較して配合物中に0Salがわずか
に0.5phr存在する(試料14)場合にも確認する
ことができる。
レノキュアーCAニジフェニルチオ尿素例5 基礎配合物中の珪酸20部をカージンブラック〔コラッ
クス(Corax ) N 330 ) 20部と代え
、更に次のように補充する: 表11 ウル):tシルVN3   30     30   
 30コラツクスN330   20     20 
   20す7)しyZD       10    
 10    10α−PTES          
     2.5    −0881        
              1.0ジフエニルチオ尿
素    0.75    0.75   −170℃
で60分間の加硫後に次の値が得られた。
表12 F [MPa:I        17・321・1  2
0.4c s          15.3   8.
4   8.8部分的にカーゼンブラックの入った配合
物の場合にもやはり珪素含有イソチウロニウム化合物(
試料21)の効果は、該化合物が、このものを形成する
試料20の出発物質より明らかに少ない量で使用される
際にも証明される。
例6 基礎配合物A中の珪酸をスプレックス・クレイ(5up
rex C1ay ) 80部と代え、次のように補充
する: 表13 スプレツクス 0.、イ     80   80   80   8
0   80   80ナフトレンzD 10 1o 
 1o  10 1o  10α−PTES−2,5− 0834−−0,5113 170℃で20分の加硫後に次の値が得られた: 表14 ML4  57 52 58 55 51 51F (MPa)   12.0 12.1 12.3 12
7 12.9 11.6M300%  仝、3 9.8
 7.8 9.3 9.9 10.3[MPa〕 D (%)790 470 650 5QO550400S 70℃、22暇12.6 7.5  G1.2 8.0
 7.4 7.8100℃、70時間38.4 26.
5 26.3 24.7 24.7 24.5これらの
実験でもまた、式IVcよる珪素含有インチウロニウム
化合物を含有するハロゲンゴム配合物が、公知技術によ
る配合物よりも優れていることが明らかになる。これは
また、比較配合物において、証明配合物中で使用される
イ1     ンチウロニウム化合物を形成のために必
要な量よりも大きな量のハロゲンシラン及びチオ尿素誘
導体を使用する場合にも確認される。しかしこれは、珪
素含有インチウロニウム化合物を使用することによって
原料の節約も得られることを意味する。
例7 基礎配合物に次のように補充する: 表15 8171      −−1  2 ETU       O,750,75−−加硫後次の
値が得られた。
表16 Cmin:]        120  120  1
20  120ZF           16.8 
 16.8  21.7  20.5Il″MPa〕1
5.6  19.0  20.7  20.4200 200係応力値    6.4  8.3  5.Q 
  7゜70任a〕        5.9  7.4
   7.2   8.7M300       10
.0  14.6  10.9  13.7CMl’a
”:J         Q、3  14.1  12
.6  15.4この場合にもまた、珪素含有イソチウ
oニウム化合物を含有する加硫ゴムが、8171の量が
試料29で使用されたBr−PTES及びETUの量の
和よりも明らかに少ない忙もかかわらず、ETU及びB
r−PTESを含有する(試料29)加硫ゴムよりも優
れていることが判る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 少なくとも1種類のノ・ロゲンザム、珪酸塩、充填剤及
    び場合によりノ・ロゲンシランを含有する加硫i=rム
    配合物において、該配合物が式I:〔式中Xe:塩化物
    、臭化物又は沃化物を表わし、m:1〜6の塩であり、 R1:C1〜C5のアルキル基、C5又はC6のシクロ
    アルキル基又はフェニル基を表わし、R: C1〜C5
    のアルキル基、C5又はC6のシフ鴛アルキル基、β−
    メトキシエチル基、フェニル基又はベンジル基を表わし n:o、1又は2であり、 R’ 、 R’ 、 R51R’は同じか又は異なり、
    水素、C4〜C5のアルキル基を表わし、 R、Rが水素の場合忙はR、Rは同じか又は異なり、水
    素、C5へ08のシクロアルキル基、フェニル基又は4
    ンジル基を表わすか又はR及びRが結合しているC2〜
    C4のアルキレン鎖を表わす〕 で示される少なくとも1種のイソチウロニウム化合物を
    、ハロゲンゴム100重量部に対して0、1〜5重量部
    の量で含有することを特徴とする加硫性ゴム配合物。
JP59106709A 1983-05-27 1984-05-28 加硫性ハロゲンゴム配合物 Granted JPS59232133A (ja)

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