TWI454525B

TWI454525B - 高衰減組成物

Info

Publication number: TWI454525B
Application number: TW099138161A
Authority: TW
Inventors: Takehiro Tomita
Original assignee: Sumitomo Rubber Ind
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2014-10-01
Also published as: KR20110050362A; JP5086386B2; TW201116580A; JP2011116931A

Description

高衰減組成物

本發明是有關於一種高衰減組成物，所述高衰減組成物成為緩和、吸收振動能量之傳輸的高衰減部件之原料。

例如於高樓或橋樑等建築物、工業機械、航空器、汽車、軌道車輛、電腦或其周邊裝置類、家用電器類、甚至汽車用輪胎等範圍廣泛之領域中，為了緩和、吸收振動能量之傳輸，即進行免震、制震、制振、防振等，使用含有橡膠等作為基礎聚合物之高衰減部件。

為了提高衰減性能以使施加振動時之遲滯損耗(hysteresis loss)變大而使所述振動之能量效率良好且迅速地衰減，所述高衰減部件通常藉由於所述彈性體(elastomer)中含有碳黑、二氧化矽等填充劑或者松香、石油樹脂等賦黏劑(tackifier)等的高衰減組成物而形成(例如參照專利文獻1~專利文獻3等)。

然而，藉由該些先前高衰減組成物，無法使高衰減部件之衰減性能充分提高。為了使高衰減部件之衰減性能與現狀相比進一步提高，例如考慮進一步增加填充劑等之含有比例的方法等，但含有大量之填充劑或賦黏劑的高衰減組成物存在加工性降低，從而變得難以進行如下之操作之問題：為了製造具有所期望之立體形狀的高衰減部件而對所述高衰減組成物進行混練、或者成形加工為所述立體形狀。

特別是於以工場級別大量生產高衰減部件之情形時，所述加工性之低下成為使高衰減部件之生產性降低、使生產所需之消耗能量增大、另外使生產成本上升的原因，因此並不理想。

因此，進行了如下之研究：使高衰減組成物中含有受阻酚系化合物作為衰減性賦予劑，將所述受阻酚系化合物與前文說明之二氧化矽等填充劑或松香等賦黏劑併用，藉此而使衰減性能提高(例如參照專利文獻4~專利文獻7等)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-2014號公報

[專利文獻2]日本專利特開2007-63425號公報

[專利文獻3]日本專利特開平7-41603號公報

[專利文獻4]日本專利特開2000-44813號公報

[專利文獻5]日本專利特開2009-138053號公報

[專利文獻6]日本專利第3661180號公報

[專利文獻7]日本專利第3675216號公報

然而，為了與現狀相比進一步使衰減性能提高，使所述受阻酚系化合物之含有比例增加之情形時，存在如下之問題：所述受阻酚系化合物變得容易於高衰減部件之表面起霜(bloom)。

本發明之目的在於提供一種高衰減組成物，所述高衰減組成物可維持良好之加工性，且並不產生起霜等問題地製造與現狀相比而言衰減性能更優異之高衰減部件。

本發明是一種高衰減組成物，所述高衰減組成物含有：基礎聚合物；以及相對於每100重量份所述基礎聚合物為100重量份以上180重量份以下之二氧化矽、3重量份以上50重量份以下之松香衍生物、0.1重量份以上10重量份以下之咪唑系化合物、及0.1重量份以上20重量份以下之受阻酚系化合物，其中前述咪唑系化合物選自咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基-咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑以及2-苯基-4-甲基咪唑所組成之群組的至少一種。

根據本發明，藉由於二氧化矽、松香衍生物及受阻酚系化合物中進一步含有前述特定咪唑系化合物，可以不增加所述二氧化矽、松香衍生物及受阻酚系化合物之含有比例，因此並不會產生高衰減組成物之加工性降低或造成起霜等問題地與現狀相比而言進一步提高使用所述高衰減組成物而形成之高衰減部件的衰減性能。

而且，根據本發明，作為所述二氧化矽、松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物，分別於所述規定之含有比例之範圍內調整含量而含有種類不同之所述化合物，由此可使高衰減部件之衰減性能設計之自由度提高，從而有利於將衰減性能考慮在高衰減部件之設計中。

基礎聚合物可使用：可藉由含有二氧化矽、松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物而發揮出高之衰減性能的各種基礎聚合物之任意種。

然而，特別是若考慮形成可減小衰減性能之溫度依存性、於廣溫度範圍內發揮出穩定之衰減性能的高衰減部件，則所述基礎聚合物較佳的是選自天然橡膠、異戊二烯橡膠及丁二烯橡膠所組成之群組的至少一種，所述天然橡膠、異戊二烯橡膠及丁二烯橡膠不具有極性基，因此於室溫附近之剛性等特性之溫度依存性小。

咪唑系化合物可使用分子中具有咪唑環的各種化合物中的具有如下功能的各種前述特定咪唑系化合物的任意種：可提高由包含二氧化矽、松香衍生物及受阻酚系化合物之高衰減組成物所構成之高衰減部件的衰減性能。然而，若考慮使高衰減部件之衰減性能進一步提高，則咪唑系化合物較佳為咪唑。

較佳的是所述高衰減組成物進一步含有乙酸鎂及胺系抗老化劑。藉由含有所述兩種成分，可使高衰減部件之衰減性能進一步提高。

所述高衰減組成物可藉由將所述各成分以適宜之順序進行調配、混練而調製。其中較佳的是經過如下之步驟而調製本發明之高衰減組成物：於基礎聚合物中首先添加松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物而進行混練，然後添加二氧化矽而進行混練。

而且，亦可於基礎聚合物中首先添加松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物以及二氧化矽之一部分而進行混練，然後添加二氧化矽之剩餘部分而進行混練。

藉此可於松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物充分地遍布於基礎聚合物中之狀態下與二氧化矽進行混練，因此可使所述各成分分別進一步有效地發揮功能，可使高衰減部件之衰減性能進一步提高。

於使用所述高衰減組成物作為形成材料，形成作為高衰減部件之建築物制震用阻尼器之情形時，可減少於1個建築物中所內裝之所述制震用阻尼器的數量。而且由於溫度依存性小，因此即使於例如溫度差大之建築物的外壁附近亦可設置所述制震用阻尼器。

藉由本發明，可提供一種高衰減組成物，所述高衰減組成物可維持良好之加工性，且並不產生起霜等問題地製造與現狀相比而言衰減性能更優異之高衰減部件。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

本發明之高衰減組成物含有：基礎聚合物；以及相對於每100重量份所述基礎聚合物為100重量份以上180重量份以下之二氧化矽、3重量份以上50重量份以下之松香衍生物、0.1重量份以上10重量份以下之咪唑系化合物、及0.1重量份以上20重量份以下之受阻酚系化合物。

所述各成分中之基礎聚合物可使用：可藉由含有二氧化矽、松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物而發揮出高衰減性能的各種基礎聚合物之任意種，其中較佳的是橡膠。

所述橡膠例如可列舉天然橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、降冰片烯橡膠、乙烯丙烯橡膠、乙烯丙烯二烯橡膠、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、氯丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、表氯醇橡膠、氯磺化聚乙烯、多硫橡膠等之1種或2種以上。

特別是若考慮提供可減小衰減性能之溫度依存性、於廣溫度範圍內顯示出穩定之衰減性能的高衰減部件，則所述橡膠中較佳的是選自天然橡膠、異戊二烯橡膠及丁二烯橡膠所組成之群組的至少一種橡膠。

橡膠亦可併用2種以上，但若考慮簡略化高衰減組成物之組成而提高所述高衰減組成物以及高衰減部件之生產性，進一步減低生產成本，則較佳的是單獨使用任一種。

二氧化矽可使用按照其製造方法而分類的濕式法二氧化矽、乾式法二氧化矽之任意種。而且，若考慮提高作為填充劑發揮功能而使高衰減部件之衰減性能提高的效果，則二氧化矽較佳的是BET比表面積為100m² /g~400m² /g、特別佳的是200m² /g~250m² /g。BET比表面積例如可藉由使用柴田化學器械工業股份有限公司製造之迅速表面積測定裝置SA-1000等，以使用氮氣作為吸附氣體之氣相吸附法而測定之值而表示。

二氧化矽之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為100重量份以上180重量份以下。若含有比例小於100重量份，則無法獲得由於含有二氧化矽而帶來之使高衰減部件之衰減性能提高的效果。而且，於含有比例超過180重量份之情形時，高衰減組成物之加工性降低，特別是變得難以以工場級別而大量生產具有所期望之立體形狀的高衰減部件。而且，雖然可以試製級別而形成少量之高衰減部件，但所形成之高衰減部件硬且難以變形，因此產生如下之問題：特別是於大變形時容易破壞。

另外，若考慮使高衰減部件之衰減性能進一步提高，則二氧化矽之含有比例在所述範圍內較佳的是135重量份以上。

松香衍生物例如可列舉松香與多元醇(丙三醇等)之酯或松香改性馬來酸樹脂等含有松香作為構成成分之樹脂，且具有作為賦黏劑發揮功能而使高衰減部件之衰減性能提高之效果的各種衍生物。

所述松香衍生物之軟化點較佳的是120℃以上，較佳的是180℃以下、特別佳的是160℃以下。

若軟化點小於所述範圍，則存在無法充分獲得使高衰減部件之衰減性能提高之效果之虞。另一方面，於超過所述範圍之情形時，加工性降低，從而存在變得難以進行如下之操作之虞：為了調製高衰減組成物而對各成分進行混練，為了製造高衰減部件而對所述高衰減組成物進行混練，或者成形加工為任意形狀。

另外，軟化點可藉由以日本工業標準JIS K2207-1996 「石油瀝青」中所記載之軟化點試驗方法(環球法)而測定之值進行表示。

所述松香衍生物例如可列舉均為Harima化成股份有限公司製造之商品名HARIESTER系列中之MSR-4(軟化點：127℃)、DS-130(軟化點：135℃)、AD-130(軟化點：135℃)、DS-816(軟化點：148℃)、DS-822(軟化點：172℃)、Harima化成股份有限公司製造之商品名HARIMACK系列中之145P(軟化點：138℃)、135GN(軟化點：139℃)、AS-5(軟化點：165℃)等之1種或2種以上。

松香衍生物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為3重量份以上50重量份以下。若含有比例小於3重量份，則無法獲得由於含有松香衍生物而帶來之使高衰減部件之衰減性能提高的效果。而且，於含有比例超過50重量份之情形時，由於松香衍生物所造成之黏著性增大而使加工性降低，變得無法進行如下之操作：為了調製高衰減組成物而對各成分進行混練，為了製造高衰減部件而對所述高衰減組成物進行混練，或者成形加工為任意形狀。

另外，若考慮使高衰減部件之衰減性能進一步提高，則松香衍生物之含有比例在所述範圍內較佳的是10重量份以上。

咪唑系化合物例如可列舉分子中具有咪唑環，且可提高由包含二氧化矽、松香衍生物及受阻酚系化合物之高衰減組成物所構成之高衰減部件的衰減性能的咪唑系化合物，其中前述咪唑系化合物選自咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基-咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑以及2-苯基-4-甲基咪唑所組成之群組的至少一種。

所述咪唑系化合物例如可列舉咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基-咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等之1種或2種以上。

特別是於使高衰減部件之衰減性能提高之效果之方面考慮，較佳的是咪唑、2-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑，其中最佳的是咪唑。

咪唑系化合物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為0.1重量份以上10重量份以下。若含有比例小於0.1重量份，則不能獲得使高衰減部件之衰減性能提高之效果。而且，於含有比例超過10重量份之情形時，變得容易產生焦化而造成加工性降低，從而變得無法進行如下之操作：為了調製高衰減組成物而對各成分進行混練，為了製造高衰減部件而對所述高衰減組成物進行混練，或者成形加工為任意形狀。

另外，若考慮維持高衰減組成物之良好之加工性，且使高衰減部件之衰減性能進一步提高，則咪唑系化合物之含有比例在所述範圍內較佳的是1重量份以上，較佳的是5重量份以下。

受阻酚系化合物可使用起到如下作用之各種受阻酚系化合物之任意種：由於分子中之羥基與二氧化矽表面之羥基相互作用，而使所述二氧化矽對於以基礎聚合物為首之有機系各成分的親和性、相溶性提高，且使高衰減部件之衰減性能進一步提高。

所述受阻酚系化合物較佳的是具有2個以上所述羥基之各種受阻酚系化合物，特別是雙酚系抗老化劑、多酚系抗老化劑、硫代雙酚系抗老化劑、對苯二酚系抗老化劑等抗老化劑之1種或2種以上較佳。

所述化合物中之雙酚系抗老化劑例如可列舉1,1-雙(3-羥基苯基)環己烷、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2'-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)、2,2'-亞甲基雙[6-(1-甲基環己基)]-對甲酚、4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、3,9-雙[2-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲苯基丙醯氧基)-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺(5,5)十一烷、對甲酚與二環戊二烯之丁基化反應產物等之1種或2種以上。

多酚系抗老化劑例如可列舉四[亞甲基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]等。

硫代雙酚系抗老化劑例如可列舉4,4-硫代雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、4,4'-雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)硫醚、4,4'-硫代雙(6-第三丁基-鄰甲酚)等之1種或2種以上。

另外，對苯二酚系抗老化劑例如可列舉2,5-二-第三丁基對苯二酚、2,5-二-第三丁基戊基對苯二酚等之1種或2種以上。

受阻酚系化合物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為0.1重量份以上20重量份以下。若含有比例小於0.1重量份，則不能獲得使高衰減部件之衰減性能提高之效果。而且，於超過20重量份之情形時，存在如下之問題：過量之受阻酚系化合物容易如前文所說明那樣在高衰減部件之表面上起霜。

另外，若考慮使高衰減部件之衰減性能進一步提高，則受阻酚系化合物之含有比例在所述範圍內較佳的是1重量份以上。

本發明之高衰減組成物除所述各成分之外，亦可進一步含有乙酸鎂及胺系抗老化劑。藉由含有所述兩種成分，可使高衰減部件之衰減性能進一步提高。

所述化合物中之乙酸鎂可使用由使乙酸與氧化鎂或碳酸鎂作用而得之水溶液所得之四水鹽、以及對所述四水鹽進行加熱脫水而所得之無水鹽之任意種，特別是製造所需要之步驟數少且廉價之乙酸鎂．四水鹽較佳。

乙酸鎂之含有比例，於所述四水鹽之情形時，較佳的是相對於每100重量份基礎聚合物為0.1重量份以上20重量份以下。若含有比例小於0.1重量份，則存在無法獲得使高衰減部件之衰減性能提高之效果之虞。而且，於超過20重量份之情形時，則過量之乙酸鎂變得容易於高衰減部件之表面起霜。

而且，胺系抗老化劑例如可列舉N-苯基-1-萘胺、辛基化二苯基等之烷基化二苯基胺、4,4'-雙(α,α-二甲基苄基)二苯基胺、對(對甲苯磺醯基醯胺基)二苯基胺、N,N'-二-2-萘基-對苯二胺、N,N'-二苯基-對苯二胺、N-苯基-N'-異丙基-對苯二胺、N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-對苯二胺、N-苯基-N'-(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙基)-對苯二胺等芳香族二級胺系抗老化劑之1種或2種以上。

較佳的是以乙酸鎂量之1~2倍量、且相對於每100重量份基礎聚合物為20重量份以下之比例含有所述胺系抗老化劑。

若含有比例小於乙酸鎂量之1倍量，則於基礎聚合物為橡膠之情形時，存在高衰減組成物之硫化速度變慢、高衰減部件之生產性降低之虞。而且，於含有比例超過乙酸鎂量之2倍量或者超過20重量份之情形時，存在過量之胺系抗老化劑變得容易於高衰減部件之表面起霜之虞。

本發明之高衰減組成物除所述各成分之外，亦可進一步含有矽烷化合物。所述矽烷化合物可列舉以式(a)：

[式中，R¹ 、R² 、R³ 及R⁴ 中之至少一個表示烷氧基。但R¹ 、R² 、R³ 及R⁴ 並不同時為烷氧基，表示其他之烷基或芳基。]

所表示之矽烷偶合劑或矽烷化劑等可作為二氧化矽之分散劑而發揮功能之各種矽烷化合物。特別是己基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷等烷氧基矽烷之1種或2種以上較佳。

矽烷化合物之含有比例較佳的是相對於每100重量份二氧化矽為5重量份以上25重量份以下。

本發明之高衰減組成物亦可進一步含有石油樹脂、薰草咔樹脂等除松香衍生物以外之其他賦黏劑。所述其他賦黏劑之含有比例可根據松香衍生物之含有比例或高衰減部件之衰減特性等而適宜設定。

於基礎聚合物為橡膠之情形時，本發明之高衰減組成物中可以適宜之比例分別含有硫化劑、硫化促進劑、硫化促進助劑等添加劑。而且，於所述高衰減組成物中亦可以適宜之比例含有受阻酚系、胺系以外之其他抗老化劑。

另外，於本發明之高衰減組成物中，亦可以適宜之比例分別含有例如碳黑、碳酸鈣等填充劑或者液狀橡膠、油等軟化劑等。

本發明之高衰減組成物可將所述各成分以適宜之順序進行調配，使用任意之混練機進行混練而調製；且可藉由將所述高衰減組成物成形為所期望之形狀，且於基礎聚合物為橡膠之情形時進行硫化，從而製造具有規定之衰減特性的高衰減部件。

例如，通常使用捏合機(kneader)等密閉式混練機，對基礎聚合物進行1分鐘~2分鐘左右之素煉 (mastication)，其次一面繼續進行素煉一面一次性或者分數次投入二氧化矽、松香衍生物、咪唑系化合物、受阻酚系化合物以及其他之各成分，然後進一步進行混練而調製高衰減組成物。

其中較佳的是經過如下步驟而調製所述高衰減組成物：於基礎聚合物中首先添加松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物而進行混練，然後添加二氧化矽與其他各成分而進行混練。

例如，使用密閉式混練機對基礎聚合物進行1分鐘~2分鐘左右之素煉，其次一面繼續進行素煉一面首先添加松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物進行混練，其次一次性或者分數次投入二氧化矽以及其他剩餘之成分，然後進一步進行混練而調製高衰減組成物。

而且，於基礎聚合物中添加松香衍生物等時，例如若相對於每100重量份基礎聚合物為5重量份~10重量份左右之少量之二氧化矽，則可與所述松香衍生物等一同首先添加於基礎聚合物中。即，亦可於基礎聚合物中首先添加松香衍生物、咪唑系化合物、及受阻酚系化合物以及二氧化矽之一部分而進行混練，然後添加二氧化矽之剩餘部分而進行混練。

而且，亦可將添加松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物進行混練而成之混練物暫時自混練機中取出，其次將規定量之所述混練物再次投入至密閉式混練機等中，然後添加二氧化矽其他成分而進行混練。

於包含乙酸鎂及胺系抗老化劑之系統中，可將所述兩種成分與松香衍生物等一同較二氧化矽更先前地添加於基礎聚合物中，亦可與二氧化矽等一同隨後添加於基礎聚合物中。

可使用本發明之高衰減組成物而形成之高衰減部件例如可列舉高樓等建造物之基礎中內裝之免震用阻尼器、建築物之結構中內裝之制震(制振)用阻尼器、吊橋或斜張橋等之線纜之制振部件、工業機械或航空器、汽車、軌道車輛等之防振部件、電腦或其周邊裝置類、或家用電器類等之防振部件、以及汽車用輪胎之輪胎面等。

根據本發明，藉由於所述範圍內調整所述二氧化矽、松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物之種類與其組合以及含有比例，可獲得適於所述各種用途的具有優異之衰減性能的高衰減部件。

特別是使用本發明之高衰減組成物而形成建築物之結構中所內裝之制震用阻尼器之情形時，所述制震用阻尼器因振動之衰減性能優異，因此可減少於1個建築物中內裝之制震用阻尼器之數量。而且，由於其溫度依存性小，因此即使是在例如溫度差大之建築物之外壁附近亦可設置所述制震用阻尼器。

[實例]

以下之實例、比較例中的高衰減組成物之調製及試驗，除特殊記載以外，均在溫度為20±1℃、相對濕度為55±1%之環境下實施。

<實例1>

於作為基礎聚合物之天然橡膠[SMR(Standard Malaysian Rubber)-CV60]100重量份中，調配二氧化矽[TOSOH SILICA CORPORATION製造之Nipsil KQ]150重量份、松香衍生物[松香改性馬來酸樹脂、軟化點為139℃、Harima化成股份有限公司製造之HARIMACK 135GN]10重量份、作為咪唑系化合物之1,2-二甲基咪唑[四國化成工業股份有限公司製造之1,2DMZ]2.5重量份、及作為受阻酚系化合物之4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)[大內新興化學工業股份有限公司製造之NOCRAC(註冊商標)NS-30]2.5重量份、以及下述表1中所示之各成分，使用密閉式混練機進行混練而調製高衰減組成物。

表1中之各成分如下所示。

苯基三乙氧基矽烷：信越化學工業股份有限公司製造之KBE-103

二環戊二烯系石油樹脂：軟化點為105℃、丸善石油化學股份有限公司製造之MARUKA LYNCUR(註冊商標)M890A

薰草咔樹脂：軟化點為90℃、日塗化學股份有限公司製造之ESCURON(註冊商標)G-90

苯幷咪唑系抗老化劑：2-巰基苯幷咪唑、大內新興化學工業股份有限公司製造之NOCRAC MB

醌系抗老化劑：丸石化學品股份有限公司製造之Antigen FR

5%油處理粉末硫：硫化劑、鶴見化學工業股份有限公司製造

亞磺醯胺系硫化促進劑：N-第三丁基-2-苯幷噻唑基亞磺醯胺、大內新興化學工業股份有限公司製造之NOCCELER(註冊商標)NS

秋蘭姆系硫化促進劑：大內新興化學工業股份有限公司製造之NOCCELER TBT-N

氧化鋅2種：三井金屬礦業股份有限公司製造

硬脂酸：日油股份有限公司製造之「Tsubaki」

碳黑：三菱化學股份有限公司製造之Diablack(註冊商標)G

液狀聚異戊二烯橡膠：軟化劑、日本可樂麗公司製造之LIR50

混練之步驟是：首先使用密閉式混練機，對作為基礎聚合物之天然橡膠進行1分鐘~2分鐘左右之素煉，其次一面繼續進行素煉一面分數次投入除所述天然橡膠以外之其他各成分，然後進一步進行10分鐘~40分鐘左右之混練，從而獲得高衰減組成物。

<實例2~實例4>

以將二氧化矽相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為100重量份(實例2)、135重量份(實例3)、180重量份(實例4)且使苯基三乙氧基矽烷相對於二氧化矽的含有比例與實例1相同(二氧化矽：苯基三乙氧基矽烷=150：25)之方式，將相對於每100重量份之所述基礎聚合物的苯基三乙氧基矽烷之含有比例設為16.7重量份(實例2)、22.5重量份(實例3)、30重量份(實例4)，除此以外以與實例1相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<比較例1>

不含咪唑系化合物與受阻酚系化合物之任意種，除此以外以與實例1相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<比較例2、比較例3>

以將二氧化矽相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為80重量份(比較例2)、190重量份(比較例3)且使苯基三乙氧基矽烷相對於二氧化矽的含有比例與實例1相同(二氧化矽：苯基三乙氧基矽烷=150：25)之方式，將相對於每100重量份之所述基礎聚合物的苯基三乙氧基矽烷之含有比例設為13.3重量份(比較例2)、31.7重量份(比較例3)，除此以外以與實例1相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<衰減特性評價>

(試驗體之製作)

將實例、比較例中調製之高衰減組成物押出成形為薄片狀後進行衝壓，如圖1所示那樣製作圓板1(厚5mm×直徑25mm)，於所述圓板1之表背兩個面分別經由硫化接著劑而疊合厚6mm×縱44mm×橫44mm之矩形平板狀之鋼板2，一面於積層方向上進行加壓一面加熱至150℃，使形成圓板1之高衰減組成物硫化且使所述圓板1與2枚鋼板2硫化接著，製作作為高衰減部件之模型的衰減特性評價用試驗體3。

(位移試驗)

如圖2之(a)所示那樣準備2個所述試驗體3，將所述2個試驗體3，經由其中一個鋼板2而以螺栓(bolt)固定於1枚中央固定夾具4上，並且以螺栓於各個試驗體3之另一個鋼板2上固定各1枚之左右固定夾具5。繼而，將中央固定夾具4，經由接頭7而以螺栓固定於未圖示之試驗機的上側之固定臂6上；且將2枚之左右固定夾具5，經由接頭9而以螺栓固定於所述試驗機之下側之可動盤8上。

其次，於該狀態下，如圖中之中空箭頭所示那樣使可動盤8位移而向固定臂6之方向提昇，如圖2之(b)所示那樣，將試驗體3中之圓板1設為在與所述試驗體3之積層方向正交之方向上應變變形之狀態，其次自該狀態下，如圖中之中空箭頭所示那樣使可動盤8位移而向與固定臂6之方向相反之方向降低，回復至所述圖2之(a)所示之狀態，將上述操作作為1個循環，求出使所述試驗體3中之圓板1反覆應變變形，即，使其振動時的遲滯環H(參照圖3)，所述遲滯環H表示圓板1向與所述試驗體3之積層方向正交之方向位移的位移量(mm)與荷重(N)之關係。

測定是進行3個循環之所述操作而求出第3次之值。而且，以夾持圓板1之2枚鋼板2的與所述積層方向正交之方向的偏移量成為所述圓板1之厚度的100%或300%之方式設定最大位移量。

其次，將在所述測定所求出之圖3中所示之遲滯環H中的最大位移點與最小位移點連接，求出由此而所得之圖中以粗實線所表示之直線L1之斜率Keq(N/mm)，由所述斜率Keq(N/mm)、圓板1之厚度T(mm)、圓板1之截面積A(mm² )，根據式(1)：

而求出等價剪切彈性模數Geq(N/mm² )。另外，至於等價剪切彈性模數Geq(N/mm² )，求出所述偏移量為100%時之等價剪切彈性模數Geq100(N/mm² )、與偏移量為 300%時之等價剪切彈性模數Geq300(N/mm² )。

而且，由圖3中畫斜線所表示之吸收能量之量△W(以遲滯環H之總表面積所表示)、在圖3中畫方格網線所表示之彈性應變能量W(以由所述直線L1、圖表之橫軸、自直線L1與遲滯環H之交點垂直落下於所述橫軸而成之垂線L2所包圍之區域的表面積所表示)，根據式(2)：

而求出等價衰減常數Heq。另外，至於等價衰減常數Heq，求出所述偏移量為100%時之等價衰減常數Heq100、與偏移量為300%時之等價衰減常數Heq300。其中，等價衰減常數Heq100越大，越可以判定試驗體3之衰減性能優異。於實例、比較例之情形時，將等價衰減常數Heq為0.38以上的情況評價為衰減性能良好，將等價衰減常數Heq小於0.38的情況評價為衰減性能不良。

將以上之結果示於表2中。

將表2之比較例1與實例1~實例4之結果加以比較可知：使用不含咪唑系化合物且不含受阻酚系化合物的比較例1之高衰減組成物所形成的高衰減部件，等價衰減常數Heq100小於0.38且衰減性能並不充分，相對於此，使用作為本發明之構成的實例1~實例4之高衰減組成物所形成的高衰減部件，所述等價衰減常數Heq100均為0.38以上且衰減性能均優異。

因此，由此可確認：於基礎聚合物中分別以規定之含有比例而含有二氧化矽、松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物，藉此可獲得能夠形成衰減性能優異之高衰減部件的高衰減組成物。

而且，將比較例2與實例1~實例4之結果加以比較可知：使用以相對於每100重量份基礎聚合物小於100重量份之範圍而含有二氧化矽的比較例2之高衰減組成物所形成的高衰減部件，等價衰減常數Heq100小於0.38且衰減性能並不充分。因此，由此可確認：二氧化矽之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為100重量份以上。

而且，將比較例3與實例1~實例4之結果加以比較可知：使用以相對於每100重量份基礎聚合物超過180重量份而含有二氧化矽的比較例3之高衰減組成物所形成的高衰減部件，於偏移量為300%之大變形時被破壞。因此，由此可確認：二氧化矽之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為180重量份以下。

另外，將實例1~實例4之結果加以比較可確認：二氧化矽之含有比例在所述範圍內較佳的是相對於每100重量份基礎聚合物中為135重量份以上。

<實例5~實例8、比較例4>

將松香衍生物相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為2重量份(比較例4)、3重量份(實例5)、20重量份(實例6)、30重量份(實例7)、50重量份(實例8)，除此以外以與實例1相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<比較例5>

將松香衍生物相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為55重量份時，黏著性過強，無法對各成分之混合物進行混練而調製高衰減組成物。

因此，對除比較例5之外的各實例、比較例的高衰減組成物進行前文所說明之各試驗而評價特性。將結果與實例1之結果一併表示於表3中。

將表3之比較例4與實例1、實例5~實例8之結果加以比較可知：使用以相對於每100重量份基礎聚合物小於3重量份之範圍而含有松香衍生物的比較例4之高衰減組成物所形成的高衰減部件，等價衰減常數Heq100小於0.38且衰減性能並不充分。因此，由此可確認：松香衍生物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為3重量份以上。

而且，將比較例5與實例1、實例5~實例8之結果加以比較，以相對於每100重量份基礎聚合物超過50重量份而含有松香衍生物之比較例5，如前文所說明那樣黏著性過高而不能調製高衰減組成物。因此，由此可確認：松香衍生物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為50重量份以下。

另外，將實例1、實例5~實例8之結果加以比較可確認：松香衍生物之含有比例在所述範圍內較佳的是相對於每100重量份基礎聚合物為10重量份以上。

<實例9~實例12、比較例6>

將咪唑系化合物相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為0.05重量份(比較例6)、0.3重量份(實例9)、1重量份(實例10)、5重量份(實例11)、10重量份(實例12)，除此以外以與實例1相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<比較例7>

將咪唑系化合物相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為13重量份時，於各成分之混合物之混練時產生焦化，因此放棄高衰減組成物之調製。

因此，對除比較例7之外的各實例、比較例的高衰減組成物進行前文所說明之各試驗而評價特性。將結果與實例1之結果一併表示於表4中。

將表4之比較例6與實例1、實例9~實例12之結果加以比較可知：使用以相對於每100重量份基礎聚合物小於0.1重量份之範圍而含有咪唑系化合物的比較例6之高衰減組成物所形成的高衰減部件，等價衰減常數Heq100小於0.38且衰減性能並不充分。因此，由此可確認：咪唑系化合物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為0.1重量份以上。

而且，將比較例7與實例1、實例9~實例12之結果加以比較，以相對於每100重量份基礎聚合物超過10重量份而含有咪唑系化合物的比較例7，如前文所說明那樣容易產生焦化而不能調製高衰減組成物。因此，由此可確認：咪唑系化合物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為10重量份以下。

另外，將實例1、實例9~實例12之結果加以比較可確認：咪唑系化合物之含有比例在所述範圍內較佳的是相對於每100重量份基礎聚合物為1重量份以上、5重量份以下。

<實例13~實例16、比較例8>

將受阻酚系化合物相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為0.05重量份(比較例8)、0.3重量份(實例13)、1重量份(實例14)、10重量份(實例15)、20重量份(實例16)，除此以外以與實例1相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<比較例9>

將受阻酚系化合物相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為23重量份時，於高衰減部件之表面產生起霜。

對所述各實例、比較例之高衰減組成物進行前文所說明之各試驗而評價特性。將結果與實例1之結果一併表示於表5中。

將表5之比較例8與實例1、實例13~實例16之結果加以比較可知：使用以相對於每100重量份基礎聚合物小於0.1重量份之範圍而含有受阻酚系化合物的比較例8之高衰減組成物所形成的高衰減部件，等價衰減常數Heq100小於0.38且衰減性能並不充分。因此，由此可確認：受阻酚系化合物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為0.1重量份以上。

而且，將比較例9與實例1、實例13~實例16之結果加以比較，以相對於每100重量份基礎聚合物超過20重量份而含有受阻酚系化合物之比較例9，如前文所說明那樣產生起霜。因此，由此可確認：受阻酚系化合物之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物中為20重量份以下。

<實例17>

以相同之量使用咪唑[日本合成化學工業股份有限公司製造]代替1,2-二甲基咪唑而作為咪唑系化合物，除此以外以與實例1相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<實例18>

進一步添加乙酸鎂‧四水鹽[Kishida化學股份有限公司製造]2.5重量份、及作為胺系抗老化劑之N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-對苯二胺[大內新興化學工業股份有限公司製造之NOCRAC 6C]5重量份，除此以外以與實例1相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<實例19>

以與實例1中所使用的相同之比例使用相同之各成分，按照下述步驟調製高衰減組成物。

即，使用密閉式混練機對作為基礎聚合物之天然橡膠進行1分鐘~2分鐘左右之素煉，其次一面繼續進行素煉一面投入松香衍生物、咪唑系化合物、受阻酚系化合物、及二氧化矽之一部分(相對於每100重量份天然橡膠為10重量份)而進一步進行1分鐘~2分鐘左右之混練，然後將混練物暫時取出至密閉式混練機外。

其次，計量所述混練物之規定量而再次使用密閉式混練機進行1分鐘~2分鐘左右之素煉，其次一面繼續進行素煉一面分數次投入二氧化矽之剩餘部分(相對於每100重量份天然橡膠為140重量份)以及表1中所示之各成分，然後進一步進行10分鐘~40分鐘左右之混練而獲得高衰減組成物。

對所述各實例之高衰減組成物進行前文所說明之各試驗而評價特性。將結果與實例1之結果一併表示於表6中。

由表6之實例1、實例17之結果可知：藉由使用咪唑作為咪唑系化合物，可使高衰減部件之衰減性能提高。而且，由實例1、實例18之結果可知：藉由於高衰減組成物中進一步含有乙酸鎂及胺系抗老化劑，可使高衰減部件之衰減性能提高。另外，由實例1、實例19之結果可知：於基礎聚合物中首先添加松香衍生物等進行混練後，再添加二氧化矽等進行混練，藉此可使高衰減部件之衰減性能提高。

<實例20~實例23、比較例10>

將咪唑相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為0.05重量份(比較例10)、0.3重量份(實例20)、1重量份(實例21)、5重量份(實例22)、10重量份(實例23)，除此以外以與實例17相同之方式進行而調製高衰減組成物。

<比較例11>

將咪唑相對於100重量份之作為基礎聚合物之天然橡膠的含有比例設為13重量份時，於對各成分之混合物進行混練時產生焦化，因此放棄高衰減組成物之調製。

因此，對除比較例11之外的各實例、比較例之高衰減組成物進行前文所說明之各試驗而評價特性。將結果與實例17之結果一併表示於表7中。

[表7]表7

將表7之比較例10與實例17、實例20~實例23之結果與前文之表4之結果加以比較可知：雖然整體而言等價衰減常數Heq100得到提高，但使用以相對於每100重量份基礎聚合物小於0.1重量份之範圍而含有咪唑的比較例10之高衰減組成物所形成的高衰減部件，與所述含有比例設為0.1重量份以上之實例17、實例20~實例23相比而言所述等價減衰常數Heq100低且衰減性能並不充分。因此，由此可確認：咪唑之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為0.1重量份以上。

而且，將比較例11與實例17、實例20~實例23之結果加以比較可知：以相對於每100重量份基礎聚合物超過10重量份而含有咪唑之比較例11，如前文所說明那樣容易產生焦化而不能調製高衰減組成物。因此，由此可確認：咪唑之含有比例必須是相對於每100重量份基礎聚合物為10重量份以下。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧圓板

2‧‧‧鋼板

3‧‧‧試驗體

4‧‧‧中央固定夾具

5‧‧‧左右固定夾具

6‧‧‧固定臂

7、9‧‧‧接頭

8‧‧‧可動盤

L1‧‧‧直線

L2‧‧‧垂線

Keq‧‧‧斜率

△W‧‧‧吸收能量之量

W‧‧‧彈性應變能量

H‧‧‧遲滯環

圖1是分解表示作為用以評價由本發明之實例、比較例的高衰減組成物所構成之高衰減部件之衰減性能而製作的高衰減部件模型之試驗體的分解透視圖。

圖2之(a)、(b)是說明用以使所述試驗體位移而求出位移量與荷重之關係的試驗機之概略圖。

圖3是表示使用所述試驗機使試驗體位移而求出的位移量與荷重之關係的遲滯環之一例的圖表。

1‧‧‧圓板

2‧‧‧鋼板

3‧‧‧試驗體

Claims

一種高衰減組成物，其特徵在於所述高衰減組成物含有：基礎聚合物；以及相對於每100重量份所述基礎聚合物為100重量份以上180重量份以下之二氧化矽、3重量份以上50重量份以下之松香衍生物、0.1重量份以上10重量份以下之咪唑系化合物、及0.1重量份以上20重量份以下之受阻酚系化合物，其中前述咪唑系化合物選自咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基-咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑以及2-苯基-4-甲基咪唑所組成之群組的至少一種。
如申請專利範圍第1項所述之高衰減組成物，其中所述基礎聚合物是選自由天然橡膠、異戊二烯橡膠及丁二烯橡膠所組成之群組的至少一種。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之高衰減組成物，其中所述咪唑系化合物是咪唑。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之高衰減組成物，其進一步含有乙酸鎂及胺系抗老化劑。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之高衰減組成物，其是經過如下步驟而進行調製：於基礎聚合物中首先添加松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物而進行混練，然後添加二氧化矽而進行混練。
如申請專利範圍第5項所述之高衰減組成物，其中於基礎聚合物中首先添加松香衍生物、咪唑系化合物及受阻酚系化合物以及二氧化矽之一部分而進行混練，然後添加二氧化矽之剩餘部分而進行混練。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之高衰減組成物，其用作建築物制震用阻尼器之形成材料。