ES2946285T3

ES2946285T3 - Composición de elastómero acrílico

Info

Publication number: ES2946285T3
Application number: ES19819495T
Authority: ES
Inventors: Takashi Kawasaki
Original assignee: Denka Co Ltd
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2039-05-31
Also published as: CN112236474A; WO2019239922A1; EP3805313B1; EP3805313A4; EP3805313A1; JPWO2019239922A1; JP7196173B2

Abstract

Esta composición de elastómero acrílico contiene: 100 partes en masa de un elastómero acrílico; y 2-15 partes en masa de al menos un plastificante representado por la fórmula química (1), donde el elastómero acrílico contiene 0,1-5 partes en masa de una unidad de monómero reticulante con respecto a 100 partes en masa de una unidad de éster alquílico de ácido acrílico . (En la fórmula, R1, R2, R3 y R4 representan cada uno un grupo alquilo que tiene de 4 a 18 átomos de carbono. R1, R2, R3 y R4 pueden ser el mismo grupo alquilo o pueden ser diferentes entre sí). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de elastómero acrílico

Campo técnico

La presente invención se refiere a un elastómero acrílico que contiene un plastificante específico.

Antecedentes de la técnica

Un elastómero acrílico y un producto vulcanizado del mismo son excelentes en cuanto a propiedades físicas tales como resistencia al envejecimiento por calor, resistencia al aceite, propiedades mecánicas y propiedades de deformación permanente por compresión, y, por tanto, se usan habitualmente como material de un elemento de tubo flexible o un elemento de sello, un elemento de caucho a prueba de vibraciones, y similares, en un compartimiento para el motor de un automóvil.

Tales elementos se ven afectados por las recientes medidas correctivas de los gases de escape o el alto rendimiento de un motor y, por tanto, es deseable mejorar la resistencia al calor o reducir la deformación permanente por compresión. Además, incluso en una zona fría o similar, se usan tales piezas de caucho, y, por tanto, también ha aumentado la demanda para mejorar la resistencia al frío.

En general, se sabe que se obtiene un efecto de mejora de la resistencia al frío de la pieza de caucho combinando un plastificante con caucho en bruto. Por este motivo, con el fin de responder a tal demanda, se usa como materia prima una composición en la que se combinan diversos plastificantes con un elastómero acrílico que tiene un equilibrio entre resistencia al frío y resistencia al calor.

El plastificante presenta el problema de sangrado hacia la superficie de la pieza de caucho combinada, según el entorno de uso de la pieza, y, por tanto, es necesario considerar el entorno de uso en la selección del plastificante. Por este motivo, se ha propuesto un plastificante capaz de proporcionar un producto que tiene trabajabilidad mejorada y alta flexibilidad sin disminuir la resistencia al calor para un elastómero acrílico que se usa en una pieza en la que se requieren resistencia al frío y resistencia al calor (por ejemplo, véase el documento de patente 1). Además, se conoce una composición de elastómero acrílico combinada con un compuesto de politetrametilenglicol específico como una composición de elastómero acrílico excelente en cuanto a resistencia al calor (por ejemplo, véase el documento de patente 2). Además, se conoce una composición de caucho acrílico para la fabricación de un elemento elástico que es excelente en cuanto a resistencia al calor y también es excelente en cuanto a resistencia al frío, resistencia a la llama, y similares (por ejemplo, véase el documento de patente 3).

El documento de patente 4 divulga un elastómero acrílico que comprende 77,5 partes en masa de acrilato de etilo, 20 partes en masa de acrilato de metilo, 0,5 partes en masa de metacrilato de glicidilo y 2 partes en peso de etileno. El caucho acrílico se amasó con 3 partes en masa de un plastificante A y se reticuló.

El documento de patente 5 divulga una composición de caucho que comprende ésteres de ácido piromelítico.

El documento de patente 6 divulga un elastómero acrílico que comprende 100 partes en masa de un copolímero de etileno, MMA y monoéster de ácido maleico (5 partes en masa) y 30 partes en masa de un plastificante de piromelitato.

Lista de referencias

Documentos de patente

Documento de patente 1: publicación de patente japonesa sin examinar n.° H7-102119

Documento de patente 2: publicación de patente japonesa sin examinar n.° 2006-036826

Documento de patente 3: publicación de patente japonesa sin examinar n.° 2018-16766

Documento de patente 4: documento WO2014/112564

Documento de patente 5: documento WO03/004563

Documento de patente 6: documento JP2005120124

Sumario de la invención

Problema técnico

Un objeto de la presente invención es proporcionar una composición de elastómero acrílico que se convierta en un producto vulcanizado que tenga un excelente alargamiento en el momento de envejecimiento resistente al calor al tiempo que mantiene la resistencia al frío y la deformación permanente por compresión, un producto vulcanizado de la misma, y una pieza industrial que usa el producto vulcanizado.

Solución al problema

Los presentes inventores han llevado a cabo estudios intensivos, y como resultado de los mismos, han hallado que el objeto descrito anteriormente puede lograrse mediante una composición de elastómero acrílico en la que un compuesto de éster de ácido piromelítico como plastificante está contenido en un elastómero acrílico, y han completado la presente invención.

Es decir, la presente invención tiene el siguiente alcance.

(1) Una composición de elastómero acrílico que comprende:

100 partes en masa de un elastómero acrílico; y

de 2 a 15 partes en masa de al menos uno de un plastificante representado por la fórmula química (1):

en la que Ri, R2, R3 y R4 representan, cada uno, un grupo alquilo que tiene de 4 a 18 átomos de carbono, y Ri, R2, R3 y R4 pueden ser el mismo grupo alquilo o pueden ser diferentes entre sí, y

en la que el elastómero acrílico comprende de 0,1 a 5 partes en masa de una unidad de monómero de reticulación que tiene un grupo carboxilo con respecto a 100 partes en masa de una unidad de éster alquílico de ácido acrílico. (2) La composición de elastómero acrílico según el punto (1), en la que el elastómero acrílico comprende además 30 partes en masa o menos de una unidad de etileno con respecto a 100 partes en masa de la unidad de éster alquílico de ácido acrílico.

(3) La composición de elastómero acrílico según el punto (1) o (2), en la que la unidad de éster alquílico de ácido acrílico es una unidad de éster alquílico de ácido acrílico que tiene un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, y en la que el elastómero acrílico comprende además al menos uno seleccionado del grupo que consiste en 40 partes en masa o menos de una unidad de éster alquílico de ácido metacrílico que tiene un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono y 15 partes en masa o menos de una unidad de éster alcoxialquílico de ácido acrílico que tiene un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, con respecto a 100 partes en masa de la unidad de éster alquílico de ácido acrílico.

(4) La composición de elastómero acrílico según uno cualquiera de los puntos (1) a (3), en la que la unidad de monómero de reticulación del elastómero acrílico es al menos una seleccionada de una unidad de monómero de reticulación que tiene un grupo carboxilo y una unidad de monómero de reticulación que tiene un grupo epoxi.

(5) La composición de elastómero acrílico según el punto (3) o (4), en la que la unidad de éster alquílico de ácido metacrílico que tiene un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de t-butilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de n-pentilo, metacrilato de isoamilo, metacrilato de nhexilo, metacrilato de 2-metilpentilo, metacrilato de n-octilo y metacrilato de 2-etilhexilo.

(6) Un producto vulcanizado de la composición de elastómero acrílico según uno cualquiera de los puntos (1) a (5). (7) Una pieza industrial que usa el producto vulcanizado según el punto (6).

Efectos ventajosos de la invención

Según la presente invención, es posible obtener una composición de elastómero acrílico que se convierte en un producto vulcanizado que tiene un excelente alargamiento en el momento de envejecimiento resistente al calor al tiempo que mantiene la resistencia al frío y la deformación permanente por compresión, un producto vulcanizado de la misma, y una pieza industrial que usa el producto vulcanizado.

Descripción de las realizaciones

A continuación en el presente documento, la presente invención se describirá en detalle, pero la presente invención no se limita a cada realización descrita a continuación.

<Elastómero acrílico>

Un elastómero acrílico usado en la presente invención se obtiene copolimerizando 100 partes en masa de éster alquílico de ácido acrílico, de 0,1 a 5 partes en masa de un monómero de reticulación, y según sea necesario, etileno, éster alquílico de ácido metacrílico, éster alcoxialquílico de ácido acrílico y un monómero copolimerizable con los mismos.

El éster alquílico de ácido acrílico es el esqueleto del elastómero acrílico, y es posible ajustar propiedades básicas tales como las propiedades físicas habituales, la resistencia al frío y la resistencia al aceite de una composición de elastómero acrílico que va a obtenerse seleccionando el tipo de éster alquílico de ácido acrílico.

El éster alquílico de ácido acrílico no está limitado particularmente, pero los ejemplos del mismo incluyen éster alquílico de ácido acrílico tal como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-propilo, acrilato de n-butilo, acrilato de t-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de n-pentilo, acrilato de isoamilo, acrilato de n-hexilo, acrilato de 2-metilpentilo, acrilato de n-octilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de n-decilo, acrilato de n-dodecilo y acrilato de noctadecilo. Pueden usarse dos o más de los ésteres alquílicos de ácido acrílico juntos, así como sólo uno de los mismos individualmente. Es preferible usar acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-propilo, acrilato de nbutilo, acrilato de t-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de n-pentilo, acrilato de isoamilo, acrilato de n-hexilo, acrilato de 2-metilpentilo, acrilato de n-octilo y acrilato de 2-etilhexilo, que tienen un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, entre tales ésteres alquílicos de ácido acrílico, dado que se mejora la resistencia al calor, la resistencia al frío o la resistencia al aceite de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse y del producto vulcanizado de la misma. Además, es posible ajustar las propiedades físicas de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse y del producto vulcanizado de la misma ajustando la cantidad combinada de tal éster alquílico de ácido acrílico. Por ejemplo, en un caso en el que el elastómero acrílico se fabrica usando acrilato de etilo y acrilato de n-butilo juntos, es posible mejorar la resistencia al frío aumentando la razón de copolimerización de acrilato de n-butilo y es posible mejorar la resistencia al aceite aumentando la razón de copolimerización de acrilato de etilo.

El etileno se copolimeriza para mejorar la resistencia al frío de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse y del producto vulcanizado de la misma y para mejorar la compatibilidad con respecto a un compuesto de éster de ácido piromelítico como plastificante descrito a continuación.

La cantidad de copolimerización de etileno es de 30 partes en masa o menos, es preferiblemente de 0,5 a 20 partes en masa, y es más preferiblemente de 1 a 10 partes en masa, con respecto a 100 partes en masa de éster alquílico de ácido acrílico. Además, en un caso en el que el elastómero acrílico contiene éster alquílico de ácido metacrílico y/o éster alcoxialquílico de ácido acrílico descritos a continuación, la cantidad de copolimerización de etileno es de 30 partes en masa o menos (en un caso en el que un sitio de reticulación es un sitio de reticulación de epoxi: de 1 a 30 partes en masa, lo mismo se aplica a continuación), es preferiblemente de 0 a 25 partes en masa (de 1 a 25 partes en masa), y es más preferiblemente de 0 a 20 partes en masa (de 1 a 20 partes en masa), con respecto a 100 partes en masa de la cantidad total de éster alquílico de ácido acrílico, éster alquílico de ácido metacrílico y éster alcoxialquílico de ácido acrílico. En un caso en el que la cantidad de copolimerización de etileno es mayor de 30 partes en masa, disminuye la compatibilidad con respecto al compuesto de éster de ácido piromelítico como plastificante, y el plastificante sangra fácilmente hacia la superficie de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse y del producto vulcanizado de la misma.

Cuando la composición de elastómero acrílico se convierte en el producto vulcanizado, el monómero de reticulación se combina con el fin de reticular las moléculas de éster alquílico de ácido acrílico, éster alquílico de ácido metacrílico y éster alcoxialquílico de ácido acrílico descrito a continuación.

El monómero de reticulación es un compuesto que tiene un grupo carboxilo, tal como un ácido acrílico, un ácido metacrílico, un ácido crotónico, un ácido 2-pentenoico, un ácido maleico, un ácido fumárico, un ácido itacónico y un ácido cinámico; éster alquílico monocatenario de ácido butenodioico tal como maleato de monometilo, maleato de monoetilo, maleato de mono-n-butilo, fumarato de monometilo, fumarato de monoetilo y fumarato de mono-n-butilo; monoéster de ácido butenodioico que tiene una estructura alicíclica, tal como maleato de monociclopentilo, maleato de monociclohexilo, maleato de monociclohexenilo, fumarato de monociclopentilo, fumarato de monociclohexilo y fumarato de monociclohexenilo; y monoéster de ácido itacónico tal como itaconato de monometilo, itaconato de monoetilo, itaconato de mono-n-butilo e itaconato de monociclohexilo. Debido a que el monómero de reticulación tiene un grupo carboxilo, se mejoran la resistencia al calor y la deformación permanente por compresión de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse y del producto vulcanizado de la misma.

La cantidad añadida del monómero de reticulación es preferiblemente de 0,1 a 5 partes en masa, es más preferiblemente de 0,3 a 4 partes en masa y es incluso más preferiblemente de 0,5 a 3 partes en masa, con respecto a 100 partes en masa de éster alquílico de ácido acrílico. Además, en un caso en el que el elastómero acrílico contiene éster alquílico de ácido metacrílico y/o éster alcoxialquílico de ácido acrílico descritos a continuación, la cantidad añadida del monómero de reticulación es preferiblemente de 0,1 a 10 partes en masa, es más preferiblemente de 0,5 a 7 partes en masa y es incluso más preferiblemente de 0,5 a 5 partes en masa, con respecto a 100 partes en masa de la cantidad total de éster alquílico de ácido acrílico, éster alquílico de ácido metacrílico y éster alcoxialquílico de ácido acrílico. En un caso en el que la cantidad añadida del monómero de reticulación está en un intervalo de este tipo, la composición de elastómero acrílico se reticula eficazmente, y es menos probable que el producto vulcanizado obtenido se cure y pierda elasticidad de caucho.

Obsérvese que, en el caso de usar uno del monómero de reticulación, la cantidad añadida del monómero de reticulación es la cantidad añadida del monómero de reticulación, y en el caso de usar dos o más de los monómeros de reticulación, la cantidad añadida del monómero de reticulación es la cantidad total de los mismos.

El elastómero acrílico, según sea necesario, puede copolimerizarse con éster alquílico de ácido metacrílico o éster alcoxialquílico de ácido acrílico.

El éster alquílico de ácido metacrílico no está limitado particularmente, pero los ejemplos del mismo incluyen éster alquílico de ácido metacrílico tal como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de t-butilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de n-pentilo, metacrilato de isoamilo, metacrilato de n-hexilo, metacrilato de 2-metilpentilo, metacrilato de n-octilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de n-decilo, metacrilato de n-dodecilo y metacrilato de n-octadecilo. Pueden usarse dos o más de los ésteres alquílicos de ácido metacrílico juntos, así como sólo uno de los mismos individualmente. Es preferible usar metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de t-butilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de n-pentilo, metacrilato de isoamilo, metacrilato de n-hexilo, metacrilato de 2-metilpentilo, metacrilato de n-octilo y metacrilato de 2-etilhexilo, que tienen un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, entre tales ésteres alquílicos de ácido metacrílico, dado que se mejora la resistencia al calor de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse y del producto vulcanizado de la misma.

En un caso en el que éster alquílico de ácido metacrílico se copolimeriza con el elastómero acrílico, la cantidad añadida de éster alquílico de ácido metacrílico es preferiblemente de 40 partes en masa o menos, es más preferiblemente de 35 partes en masa o menos y es incluso más preferiblemente de 30 partes en masa o menos, con respecto a 100 partes en masa de éster alquílico de ácido acrílico. En un caso en el que la cantidad añadida de éster alquílico de ácido metacrílico está en un intervalo de este tipo, es posible mejorar la resistencia al calor de la composición de elastómero acrílico.

El éster alcoxialquílico de ácido acrílico no está limitado particularmente, pero los ejemplos del mismo incluyen éster alcoxialquílico de ácido acrílico tal como acrilato de 2-metoxietilo, acrilato de 2-etoxietilo, acrilato de 2-(npropoxi)etilo, acrilato de 2-(n-butoxi)etilo, acrilato de 3-metoxipropilo, acrilato de 3-etoxipropilo, acrilato de 3-(npropoxi)propilo y acrilato de 3-(n-butoxi)propilo. Pueden usarse dos o más de los ésteres alcoxialquílicos de ácido acrílico juntos, así como sólo uno de los mismos individualmente.

En un caso en el que el éster alcoxialquílico de ácido acrílico se copolimeriza con el elastómero acrílico, la cantidad añadida de éster alcoxialquílico de ácido acrílico es preferiblemente de 15 partes en masa o menos, es más preferiblemente de 13 partes en masa o menos y es incluso más preferiblemente de 12 partes en masa o menos, con respecto a 100 partes en masa de éster alquílico de ácido acrílico. En un caso en el que la cantidad añadida de éster alcoxialquílico de ácido acrílico está en un intervalo de este tipo, es posible mejorar la resistencia al aceite de la composición de elastómero acrílico.

El elastómero acrílico puede copolimerizarse con otros monómeros que son copolimerizables con los monómeros descritos anteriormente, dentro de un intervalo que no perjudique el objeto de la presente invención. Los otros monómeros copolimerizables no están limitados particularmente, pero los ejemplos de los mismos incluyen alquil vinil cetona tal como metil vinil cetona; vinil y alil éter tal como vinil etil éter y alil metil éter; un compuesto de vinilo aromático tal como estireno, ^a-metilestireno, cloroestireno, viniltolueno y vinilnaftaleno; vinilnitrilo tal como acrilonitrilo y metacrilonitrilo; y un compuesto etilénicamente insaturado tal como acrilamida, propileno, butadieno, isopreno, pentadieno, acetato de vinilo, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, fluoruro de vinilo, fluoruro de vinilideno y propionato de vinilo.

En particular, en un caso en el que el elastómero acrílico se copolimeriza con propileno, es preferible que el propileno sea de 30 partes en masa o menos con respecto a 100 partes en masa de éster alquílico de ácido acrílico, y en un caso en el que el elastómero acrílico contiene además éster alquílico de ácido metacrílico y/o éster alcoxialquílico de ácido acrílico, es preferible que el propileno sea de 30 partes en masa o menos con respecto a 100 partes en masa de la cantidad total de éster alquílico de ácido acrílico, éster alquílico de ácido metacrílico y éster alcoxialquílico de ácido acrílico. Por ejemplo, es posible obtener una composición de elastómero acrílico cuya resistencia al frío se mejora mediante la copolimerización de propileno.

El acetato de vinilo tiene el efecto de mantener las propiedades mecánicas tales como el alargamiento mediante la reticulación de las moléculas cuando la composición de elastómero acrílico y el producto vulcanizado de la misma se someten a envejecimiento térmico y, por tanto, es posible ajustar el enlace de reticulación intermolecular de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse y del producto vulcanizado de la misma ajustando la cantidad combinada de acetato de vinilo.

En general, la cadena principal del elastómero acrílico se escinde por la influencia de calor, rayos ultravioleta o similares y, por tanto, disminuyen exponencialmente las propiedades mecánicas tales como la resistencia a la tracción o el alargamiento a la rotura. Por tanto, el acetato de vinilo que produce fácilmente una reacción de reticulación se copolimeriza con la cadena principal del elastómero acrílico y, por tanto, incluso cuando se escinde la cadena principal del elastómero acrílico, el acetato de vinilo se convierte en un sitio de reticulación y es capaz de reticular nuevamente las moléculas escindidas.

En un caso en el que se copolimeriza acetato de vinilo, el acetato de vinilo es de 20 partes en masa o menos con respecto a 100 partes en masa de éster alquílico de ácido acrílico, y en un caso en el que el elastómero acrílico contiene además éster alquílico de ácido metacrílico y/o éster alcoxialquílico de ácido acrílico, es preferible que la razón de acetato de vinilo sea de 20 partes en masa o menos con respecto a 100 partes en masa de la cantidad total de éster alquílico de ácido acrílico, éster alquílico de ácido metacrílico y éster alcoxialquílico de ácido acrílico. En un caso en el que la cantidad de copolimerización de acetato de vinilo está en un intervalo de este tipo, es posible suprimir la disminución en las propiedades mecánicas de la composición de elastómero acrílico y del producto vulcanizado de la misma en el momento de envejecimiento resistente al calor.

El elastómero acrílico puede obtenerse copolimerizando los monómeros descritos anteriormente según un método conocido tal como polimerización en emulsión, polimerización en suspensión, polimerización en disolución y polimerización en masa.

El plastificante que se usa en la composición de elastómero acrílico de la presente invención es al menos uno de un éster de ácido piromelítico representado por la fórmula química (1):

en la que Ri, R2, R3 y R4 representan, cada uno, un grupo alquilo que tiene de 4 a 18 átomos de carbono, y Ri, R2, R3 y R4 pueden ser el mismo grupo alquilo o pueden ser diferentes entre sí.

El compuesto de éster de ácido piromelítico es un compuesto que contiene alcohol alifático saturado en el que el número de átomos de carbono es de 4 a 18, y es preferiblemente de 6 a 12, y la tasa de cadena lineal es preferiblemente del 50 al 100%, y es más preferiblemente del 90% o mayor, y un ácido piromelítico, como materia prima, y puede obtenerse mediante esterificación según el método de esterificación habitual.

Los ejemplos del grupo alquilo, es decir, R1, R2, R3y R4, incluyen un grupo butilo, un grupo pentilo, un grupo hexilo, un grupo heptilo, un grupo octilo, un grupo 2-etilhexilo, un grupo nonilo, un grupo decilo, un grupo undecilo, un grupo dodecilo, un grupo tridecilo, un grupo tetradecilo, un grupo pentadecilo, un grupo hexadecilo, un grupo heptadecilo y un grupo octadecilo. Cada uno de R1, R2, R3 y R4 puede ser el mismo grupo alquilo, o pueden ser diferentes entre sí, pero es preferible que todos de R1, R2, R3 y R4 sean el mismo grupo alquilo. Específicamente, los ejemplos de un plastificante a base de éster de ácido piromelítico incluyen piromelitato de tetrahexilo, piromelitato de tetraheptilo, piromelitato de tetraoctilo, piromelitato de tetra(2-etilhexilo), piromelitato de tetranonilo, piromelitato de tetradecilo, piromelitato de tetraisodecilo, piromelitato de tetraundecilo y piromelitato de tetradodecilo. Pueden usarse dos o más de los plastificantes juntos, así como sólo uno de los mismos individualmente. En un caso en el que el número de átomos de carbono del alcohol que se usa como materia prima del plastificante es menor de 4, la resistencia al envejecimiento por calor que va a obtenerse es insuficiente, y en un caso en el que el número de átomos de carbono es mayor de 18, se degrada la afinidad con respecto al elastómero acrílico y, por tanto, se produce sangrado en el momento de procesamiento. Además, en un caso en el que la tasa de cadena lineal es menor del 50%, la resistencia al envejecimiento por calor que va a obtenerse es insuficiente.

La cantidad añadida del plastificante es de 2 a 15 partes en masa, y es preferiblemente de 2 a 10 partes en masa, con respecto a 100 partes en masa del elastómero acrílico. En un caso en el que la cantidad añadida del plastificante es menor de 2 partes en masa, disminuye el efecto de plastificación, y se degrada la resistencia al frío del producto vulcanizado de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse, y en un caso en el que la cantidad añadida del plastificante es mayor de 15 partes en masa, el plastificante sangra hacia la superficie de la composición de elastómero acrílico que va a obtenerse o del producto vulcanizado de la misma, y puede aumentar excesivamente la blandura.

También puede usarse un plastificante distinto del compuesto de éster de ácido piromelítico, según sea necesario, en la composición de elastómero acrílico de la presente invención. El plastificante distinto del compuesto de éster de ácido piromelítico puede ser un plastificante que se usa en el elastómero acrílico habitual, y los ejemplos del mismo incluyen un plastificante a base de éster de poliéter, un plastificante a base de éster de éter de ácido adípico, un plastificante a base de éter de polioxietileno y un plastificante a base de trimelitato. Es preferible que la cantidad añadida de un plastificante de este tipo esté en un intervalo de 0 a 100 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del plastificante a base de éster de ácido piromelítico.

<Composición de elastómero acrílico>

La composición de elastómero acrílico contiene el elastómero acrílico y el plastificante descritos anteriormente y, por ejemplo, puede ser el producto vulcanizado añadiendo un agente de vulcanización, un promotor de vulcanización y otros aditivos descritos a continuación, y realizando amasado a una temperatura menor que o igual a la temperatura de vulcanización. La composición de elastómero acrílico puede moldearse para dar diversas formas deseadas, y luego, puede vulcanizarse para dar el producto vulcanizado, o puede vulcanizarse para dar el producto vulcanizado, y luego, puede moldearse para dar diversas formas. La temperatura de vulcanización puede establecerse de manera adecuada según la combinación de la composición de elastómero acrílico o el tipo de agente de vulcanización y, en general, la vulcanización se realiza a de 100 a 200°C durante de 1 a 10 horas. Como método de calentamiento puede usarse un método que se usa en la vulcanización de caucho, tal como calentamiento por prensa caliente, calentamiento con vapor y calentamiento en horno. Obsérvese que, en el presente documento, la “vulcanización” indica que se realiza una reacción de reticulación añadiendo un agente de vulcanización, y el agente de vulcanización puede ser un compuesto que contiene azufre, o puede ser un compuesto que no contiene azufre. Puede usarse un dispositivo que se usa en el elastómero acrílico habitual como dispositivo para amasar, moldear y vulcanizar la composición de elastómero acrílico y un dispositivo para amasar y moldear el producto vulcanizado de la composición de elastómero acrílico. Como dispositivo de amasado puede usarse un rodillo, una amasadora, una mezcladora Banbury, una mezcladora interna, una extrusora biaxial, y similares.

Como agente de vulcanización puede usarse un agente de vulcanización que se usa habitualmente en la vulcanización del elastómero acrílico, y el agente de vulcanización no está limitado particularmente, pero en el caso de elegir un monómero de reticulación que tiene un grupo epoxi, como monómero de reticulación, es preferible un compuesto de imidazol, y en el caso de elegir un monómero de reticulación que tiene un grupo carboxilo, como monómero de reticulación, son preferibles un compuesto de amina polivalente y un carbonato del compuesto de amina polivalente y, en particular, son más preferibles un compuesto de amina polivalente que tiene de 4 a 30 átomos de carbono y un carbonate del mismo. En el caso de elegir un monómero de reticulación que tiene un grupo cloro activado, como monómero de reticulación, se usa preferiblemente azufre o un donador de azufre, o un ácido tritiocianúrico. Pueden usarse dos o más de los agentes de vulcanización juntos, así como sólo uno de los mismos individualmente.

Los ejemplos del compuesto de imidazol incluyen 1-metilimidazol, 1,2-dimetilimidazol, 1 -metil-2-etilimidazol, 1-bencil-2-metilimidazol, 1 -bencil-2-etilimidazol, 1-bencil-2-etil-5-metilimidazol, 1-bencil-2-fenilimidazol, trimelitato de 1-bencil-2-fenilimidazol, 1-aminoetilimidazol, 1-aminoetil-2-metilimidazol, 1-aminoetil-2-etilimidazol, 1-cianoetil-2-metilimidazol, 1-cianoetil-2-fenilimidazol, 1-cianoetil-2-etil-4-metilimidazol, 1-cianoetil-2-undecilimidazol, trimelitato de 1 -cianoetil-2-metilimidazol, trimelitato de 1-cianoetil-2-fenilimidazol, trimelitato de 1-cianoetil-2-etil-4-metilimidazol, trimelitato de 1-cianoetil-2-undecil-imidazol, un aducto de ácido isocianúrico de 2,4-diamino-6-[2'-metilimidazolil-(1)']etil-s-triazina, 1-cianoetil-2-fenil-4,5-di-(cianoetoximetil)imidazol, N-(2-metilimidazolil-1-etil)urea, N,N'-bis-(2-metilimidazolil-1-etil)urea, 1-(cianoetilaminoetil)-2-metilimidazol, diamiduro de N,N'-[2-metilimidazolil-(1)-etil]-adipαlo, diamiduro de N,N'-[2-metilimidazolil-(1)-etil]-dodecanodiαlo, diamiduro de N,N'-[2-metilimidazolil-(1)-etil]-eicosanodiαlo, 2,4-diamino-6-[2'-metilimidazolil-(1)']-etil-s-triazina, 2,4-diamino-6-[2'-undecilimidazolil-(1)']-etil-s-triazina, cloruro de 1-dodecil-2-metil-3-bencilimidazolio y cloruro de 1,3-dibencil-2-metilimidazolio.

Los ejemplos del compuesto de amina polivalente incluyen un compuesto de poliamina aromática tal como 4,4'-bis(4-aminofenoxi)bifenilo, sulfuro de 4,4'-diaminodifenilo, 1,3-bis(4-aminofenoxi)-2,2-dimetilpropano, 1,3-bis(4-aminofenoxi)benceno, 1,4-bis(4-aminofenoxi)benceno, 1,4-bis(4-aminofenoxi)pentano, 2,2-bis[4-(4-aminofenoxi)fenil]propano, 2,2-bis[4-(4-aminofenoxi)fenil]sulfona, 4,4'-diaminodifenilsulfona, bis(4-3-aminofenoxi)fenilsulfona, 2,2-bis[4-(4-aminofenoxi)fenil]hexafluoropropano, 3,4'-diaminodifenil éter, 4,4'-diaminodifenil éter, 4,4'-diaminobenzanilida y bis[4-(4-aminofenoxi)fenil]sulfona, y un compuesto de poliamina alifática tal como hexametilendiamina, carbamato de hexametilendiamina, N,N'-dicinamiliden-1,6-hexanodiamina, dietilentriamina, trietilentetramina y tetraetilenpentamina.

Los ejemplos del donador de azufre incluyen hexasulfuro de dipentametilentiuram y disulfuro trietiltiuram.

El promotor de vulcanización no está limitado particularmente, pero en el caso de elegir un compuesto de amina polivalente o un carbonate del mismo, como agente de vulcanización, son preferibles un compuesto de amina secundaria monovalente alifática, un compuesto de amina terciaria monovalente alifática, un compuesto de guanidina, un compuesto de imidazol, una sal de onio cuaternario, un compuesto de fosfina terciaria, una sal de metal alcalino débilmente ácida, un compuesto de diazabicicloalqueno, y similares.

En el caso de elegir el compuesto de imidazol como agente de vulcanización, son preferibles un compuesto de tiourea, una sal de onio cuaternario, y similares.

En el caso de elegir azufre o el donador de azufre, o el ácido tritiocianúrico, como agente de vulcanización, son preferibles una sal de metal alcalino de ácido carboxílico, un compuesto de tiazol, un compuesto de tiuram y un ditiocarbamato.

Con el fin de ajustar la tasa de vulcanización, pueden añadirse un agente de curado de una resina epoxídica, por ejemplo, una sal de amonio pirolítica, un ácido orgánico, un anhídrido de ácido, aminas, azufre y un compuesto de azufre, y similares, al promotor de vulcanización, dentro de un intervalo que no perjudique los efectos de la presente invención.

Los ejemplos del compuesto de amina secundaria monovalente alifática incluyen dimetilamina, dietilamina, di-npropilamina, dialilamina, diisopropilamina, di-n-butilamina, di-t-butilamina, di-sec-butilamina, dihexilamina, diheptilamina, dioctilamina, dinonilamina, didecilamina, diundecilamina, didodecilamina, ditridecilamina, ditetradecilamina, dipentadecilamina, dicetilamina, di-2-etilhexilamina, dioctadecilamina, di-cis-9-octadecenilamina y dinonadecilamina.

Los ejemplos del compuesto de amina terciaria monovalente alifática incluyen trimetilamina, trietilamina, tri-npropilamina, trialilamina, triisopropilamina, tri-n-butilamina, tri-t-butilamina, tri-sec-butilamina, tripentilamina, trihexilamina, triheptilamina, trioctilamina, trinonilamina, tridecilamina, triundecilamina, tridodecilamina, tridecilamina, tritetradecilamina, tripentadecilamina, tricetilamina, tri-2-etilhexilamina, trioctadecilamina, tri-cis-9-octadecenilamina, trinonadecilamina, N,N-dimetildecilamina, N,N-dimetildodecilamina, N,N-dimetiltetradecilamina, N,N-dimetilcetilamina, N,N-dimetiloctadecilamina, N,N-dimetilbehenilamina, N-metildidecilamina, N-metildidodecilamina, N-metilditetradecilamina, N-metildicetilamina, N-metildioctadecilamina, N-metildibehenilamina y dimetilciclohexilamina.

Los ejemplos del compuesto de guanidina incluyen 1,3-di-o-tolilguanidina y 1,3-difenilguanidina.

Los ejemplos del compuesto de imidazol incluyen 2-metilimidazol y 2-fenilimidazol.

La sal de onio cuaternario no está limitada particularmente, pero los ejemplos de la misma incluyen un sal de amonio tal como cloruro de tetra-n-butilamonio, cloruro de trimetilfenilamonio, cloruro de trimetilestearilamonio, cloruro de trimetillaurilamonio, cloruro de trimetilcetilamonio, cloruro de dimetildiestearilamonio, cloruro de tributilbencilamonio, bromuro de tetra-n-butilamonio, bromuro de metiltrifenilamonio, bromuro de etiltrifenilamonio, bromuro de trimetilfenilamonio, bromuro de trimetilbencilamonio, bromuro de trimetilestearilamonio y tiocianato de tetrabutilamonio, y una sal de fosfonio tal como cloruro de tetra-n-butilfosfonio, bromuro de tetra-n-butilfosfonio, bromuro de metiltrifenilfosfonio, bromuro de etiltrifenilfosfonio, bromuro de butiltrifenilfosfonio, bromuro de hexiltrifenilfosfonio, bromuro de benciltrifenilfosfonio, cloruro de tetrafenilfosfonio, bromuro de tetrafenilfosfonio, bromuro de 4-butoxibenciltrifenilfosfonio, cloruro de aliltributilfosfonio, bromuro de 2-propiniltrifenilfosfonio y cloruro de metoxipropiltributilfosfonio.

Los ejemplos del compuesto de fosfina terciaria incluyen trifenilfosfina y tri-p-tolilfosfina.

Los ejemplos de la sal de metal alcalino débilmente ácida incluyen una sal inorgánica débilmente ácida tal como un fosfato y un carbonato de sodio y potasio, y una sal orgánica débilmente ácida tal como un estearato y un laurato de sodio y potasio.

Los ejemplos del compuesto de diazabicicloalqueno incluyen 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undeceno-7 (DBU), 1,5-diazabiciclo[4.3.0]noneno-5 (DBN) y 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO). Además, tales compuestos de diazabicicloalqueno pueden formar una sal, y los ejemplos del compuesto que forma una sal incluyen un ácido clorhídrico, un ácido sulfúrico, un ácido carboxílico, un ácido sulfónico y fenol. Los ejemplos del ácido carboxílico incluyen un ácido octílico, un ácido oleico, un ácido fórmico, un ácido ortoftálico y un ácido adípico. Además, los ejemplos del ácido sulfónico incluyen un ácido bencenosulfónico, un ácido toluenosulfónico, un ácido dodecilbencenosulfónico y un ácido naftalenosulfónico. Pueden usarse dos o más de estos compuestos juntos, así como sólo uno de los mismos individualmente.

Los ejemplos del compuesto de tiourea incluyen N,N'-difeniltiourea, N,N-dietiltiourea, N,N-dibutiltiourea, N,N' diortotoliltiourea y trimetiltiourea.

Los ejemplos de la sal de metal alcalino de ácido carboxílico incluyen estearato de sodio, estearato de potasio, laurato de sodio y laurato de potasio, y los ejemplos del compuesto de tiazol incluyen mercaptobenzotiazol y disulfuro de dibenzotiazilo.

Los ejemplos del promotor a base de tiuram incluyen disulfuro de tetraetiltiuram y disulfuro de tetrabutiltiuram. El promotor a base de ditiocarbamato se selecciona de una sal de zinc, una sal de cobre, una sal de hierro y una sal de telurio de ácidos ditiocarbámicos, y entre ellas, es preferible la sal de zinc, y los ejemplos de la sal de zinc incluyen dietilditiocarbamato de zinc y dibutilditiocarbamato de zinc.

La cantidad añadida del agente de vulcanización no está limitada particularmente, pero es preferiblemente de 0,1 a 15 partes en masa, es más preferiblemente de 0,1 a 10 partes en masa y es incluso más preferiblemente de 0,2 a 5 partes en masa, con respecto a 100 partes en masa del elastómero acrílico. Según un intervalo de este tipo, es posible realizar un tratamiento de vulcanización necesario y suficiente.

La cantidad añadida del promotor de vulcanización es preferiblemente de 0,1 a 20 partes en masa, es más preferiblemente de 0,2 a 15 partes en masa y es incluso más preferiblemente de 0,3 a 10 partes en masa, con respecto a 100 partes en masa del elastómero acrílico. Según un intervalo de este tipo, es posible realizar un tratamiento de vulcanización necesario y suficiente.

Pueden añadirse una carga, un rigidizador, un plastificante, un lubricante, un inhibidor de envejecimiento, un estabilizador, un agente de acoplamiento de silano, un monómero polifuncional, y similares, al elastómero acrílico, según el propósito para su uso práctico.

Como carga y rigidizador pueden añadirse una carga y un rigidizador que se usan en el elastómero acrílico habitual, y los ejemplos de la carga y del rigidizador incluyen una carga y un rigidizador tales como negro de carbono, negro de acetileno, sílice, arcilla, talco, carbonato de calcio, trióxido de antimonio e hidróxido de aluminio. La cantidad añadida de tales aditivos está preferiblemente en un intervalo de 20 a 100 partes en masa, y es más preferiblemente de 20 a 80 partes en masa, en total, con respecto a 100 partes en masa del elastómero acrílico.

Como monómero polifuncional puede añadirse un monómero polifuncional que se usa en el elastómero acrílico habitual, y los ejemplos del monómero polifuncional incluyen cianurato de trialilo, isocianurato de trialilo y triacrilato de trimetilolpropano. La cantidad añadida del monómero polifuncional está preferiblemente en un intervalo de 1 a 10 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del elastómero acrílico.

El producto vulcanizado de la presente invención se usa como pieza industrial, y en particular, se usa preferiblemente como tubo flexible de caucho; una pieza de sello de una junta de estanqueidad, embalaje, o similares; una pieza de caucho a prueba de vibraciones; y similares.

Los ejemplos del tubo flexible de caucho incluyen un tubo flexible de enfriador de aceite de la transmisión, un tubo flexible de enfriador de aceite del motor, un tubo flexible de conducto de aire, un tubo flexible de turborrefrigerador intermedio, un tubo flexible de aire caliente, un tubo flexible de radiador, un tubo flexible de la dirección asistida, un tubo flexible para un sistema de combustible y un tubo flexible para un sistema de drenaje de un automóvil, una máquina de construcción, una máquina hidráulica, y similares.

Como configuración del tubo flexible de caucho, puede proporcionarse un alambre o un hilo de refuerzo en la parte central del tubo flexible, o puede proporcionarse en la capa más externa del tubo flexible de caucho, tal como se realiza de manera general.

Los ejemplos de la pieza de sello incluyen una junta de estanqueidad de la cubierta de culata del motor, una junta de estanqueidad del cárter de aceite, un retén de aceite, un embalaje de sello de labio, una junta tórica, una junta de estanqueidad de sello de transmisión, un cigüeñal, una junta de estanqueidad de sello de árbol de levas, un vástago de válvula, un sello de cubierta de correa de sello de la dirección asistida, y un material de fuelle y un material de fuelle de piñón y cremallera para una junta homocinética.

Los ejemplos de la pieza de caucho a prueba de vibraciones incluyen una polea de amortiguación, una almohadilla de soporte central y un casquillo de suspensión.

Ejemplos

A continuación en el presente documento, la presente invención se describirá en más detalle, basándose en ejemplos, pero la presente invención no se limita a los mismos.

Se prepararon 11 tipos de elastómeros acrílicos A a K en las siguientes condiciones.

<Fabricación de elastómero acrílico A>

Se colocaron 17 kg de una disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) parcialmente saponificado del 4% en masa y 56 g de sulfoxilato sódico de formaldehído en un recipiente de reacción resistente a la presión que tenía un volumen interno de 40 litros y se mezclaron bien de antemano con un agitador, y, por tanto, se preparó un líquido de suspensión homogéneo. Se reemplazó el aire superior en un baño por nitrógeno y luego se inyectó etileno en la parte superior del baño, y se ajustó la presión a 3 MPa. Se realizó agitación continuamente y se mantuvo el baño a 55°C, y luego se inyectaron 7 kg de acrilato de etilo, 3 kg de acrilato de n-butilo, 500 g de maleato de mono-n-butilo y una disolución acuosa de hidroperóxido de t-butilo del 0,5% en masa respectivamente desde un orificio de inyección independiente, y se inició la polimerización. Se mantuvo la temperatura del baño a 55°C durante la reacción y se realizó la reacción hasta alcanzar una tasa de conversión de polimerización del 95%.

Se añadieron 20 kg de una disolución acuosa de borato de sodio del 0,3% en masa a un líquido de polimerización, se solidificó un polímero y se realizaron deshidratación y secado, y, por tanto, se obtuvo un elastómero acrílico A. El elastómero acrílico A tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 30 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo, 2 partes en masa de una unidad de etileno y 2 partes en masa de una unidad de maleato de mono-n-butilo. Tales componentes monoméricos se cuantificaron respectivamente mediante un método espectral de resonancia magnética nuclear.

<Fabricación de elastómero acrílico B>

Se obtuvo un elastómero acrílico B en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico A, excepto que la combinación del componente monomérico que es una materia prima del elastómero acrílico se cambió a 7 kg de acrilato de etilo, 3 kg de acrilato de n-butilo y 200 g de metacrilato de glicidilo.

El elastómero acrílico B tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 30 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo, 2 partes en masa de una unidad de etileno y 1,6 partes en masa de una unidad de metacrilato de glicidilo. Cabe destacar que, en el elastómero acrílico B, y en los elastómeros acrílicos C, D, E, F, G, H, I, J y K descritos a continuación, los componentes de unidad monomérica distintos de metacrilato de glicidilo se cuantificaron mediante el mismo método que el del elastómero acrílico A. El metacrilato de glicidilo se cuantificó disolviendo el elastómero acrílico obtenido (antes de la vulcanización) en cloroformo, según un método volumétrico usando una disolución de ácido perclórico-ácido acético.

<Fabricación de elastómero acrílico C>

Se obtuvo un elastómero acrílico C en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico A, excepto que la combinación del componente monomérico que es una materia prima del elastómero acrílico se cambió a 4 kg de acrilato de etilo, 5 kg de acrilato de n-butilo, 1 kg de metacrilato de metilo y 500 g de maleato de mono-n-butilo. El elastómero acrílico C tenía una composición copolimérica de 40 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 50 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo, 10 partes en masa de una unidad de metacrilato de metilo, 2 partes en masa de una unidad de etileno y 2 partes en masa de una unidad de maleato de mono-n-butilo. <Fabricación de elastómero acrílico D>

Se colocaron 17 kg de una disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) parcialmente saponificado del 4% en masa y 56 g de sulfoxilato sódico de formaldehído en un recipiente de reacción resistente a la presión que tenía un volumen interno de 40 litros y se mezclaron bien de antemano con un agitador, y, por tanto, se preparó un líquido de suspensión homogéneo. Se reemplazó el aire superior en un baño por nitrógeno. Se realizó agitación continuamente y se mantuvo el baño a 55°C, y luego se inyectaron 7,5 kg de acrilato de n-butilo, 2,5 kg de metacrilato de metilo, 500 g de maleato de mono-n-butilo y una disolución acuosa de hidroperóxido de t-butilo del 0,5% en masa respectivamente desde un orificio de inyección independiente, y se inició la polimerización. Se mantuvo la temperatura del baño a 55°C durante la reacción y se realizó la reacción hasta alcanzar una tasa de conversión de polimerización del 95%.

Se añadieron 20 kg de una disolución acuosa de borato de sodio del 0,3% en masa a un líquido de polimerización, se solidificó un polímero y se realizaron deshidratación y secado, y, por tanto, se obtuvo un elastómero acrílico D. El elastómero acrílico D tenía una composición copolimérica de 75 partes en masa de una unidad de acrilato de nbutilo, 25 partes en masa de una unidad de metacrilato de metilo y 2 partes en masa de una unidad de maleato de mono-n-butilo.

<Fabricación de elastómero acrílico E>

Se obtuvo un elastómero acrílico E en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico D, excepto que la combinación del componente monomérico que es una materia prima del elastómero acrílico se cambió a 7 kg de acrilato de etilo, 2 kg de acrilato de n-butilo, 1 kg de acrilato de metoxietilo y 500 g de maleato de mono-n-butilo.

El elastómero acrílico E tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 20 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo, 10 partes en masa de un acrilato de metoxietilo y 2 partes en masa de una unidad de maleato de mono-n-butilo.

<Fabricación de elastómero acrílico F>

Se obtuvo un elastómero acrílico F en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico A, excepto que la combinación del componente monomérico que es una materia prima del elastómero acrílico se cambió a 7 kg de acrilato de etilo, 3 kg de acrilato de n-butilo y 250 g de maleato de mono-n-butilo.

El elastómero acrílico F tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 30 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo, 2 partes en masa de una unidad de etileno y 1,0 parte en masa de una unidad de maleato de mono-n-butilo.

<Fabricación de elastómero acrílico G>

Se obtuvo un elastómero acrílico G en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico A, excepto que la combinación del componente monomérico que es una materia prima del elastómero acrílico se cambió a 7 kg de acrilato de etilo, 3 kg de acrilato de n-butilo y 1 kg de maleato de mono-n-butilo.

El elastómero acrílico G tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 30 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo, 2 partes en masa de una unidad de etileno y 4 partes en masa de una unidad de maleato de mono-n-butilo.

<Fabricación de elastómero acrílico H>

Se obtuvo un elastómero acrílico H en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico A, excepto que se inyectó etileno en la porción superior del baño y la presión se cambió a 6 MPa.

El elastómero acrílico H tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 30 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo, 5 partes en masa de una unidad de etileno y 2 partes en masa de una unidad de maleato de mono-n-butilo.

<Fabricación de elastómero acrílico I>

Se obtuvo un elastómero acrílico I en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico D, excepto que la combinación del componente monomérico que es una materia prima del elastómero acrílico se cambió a 7 kg de acrilato de etilo, 3 kg de acrilato de n-butilo y 500 g de maleato de mono-n-butilo.

El elastómero acrílico I tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 30 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo y 2 partes en masa de una unidad de maleato de mono-nbutilo.

<Fabricación de elastómero acrílico J>

Se obtuvo un elastómero acrílico J en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico A, excepto que la combinación del componente monomérico que es una materia prima del elastómero acrílico se cambió a 7 kg de acrilato de etilo y 3 kg de acrilato de n-butilo.

El elastómero acrílico J tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 30 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo y 2 partes en masa de una unidad de etileno.

<Fabricación de elastómero acrílico K>

Se obtuvo un elastómero acrílico K en las mismas condiciones que las del elastómero acrílico A, excepto que la combinación del componente monomérico que es una materia prima del elastómero acrílico se cambió a 7 kg de acrilato de etilo, 3 kg de acrilato de n-butilo y 1,5 kg de maleato de mono-n-butilo.

El elastómero acrílico K tenía una composición copolimérica de 70 partes en masa de una unidad de acrilato de etilo, 30 partes en masa de una unidad de acrilato de n-butilo, 2 partes en masa de una unidad de etileno y 7 partes en masa de una unidad de maleato de mono-n-butilo.

Se amasaron los elastómeros acrílicos A a K y otros materiales a la combinación de la tabla 1 a la tabla 3 usando un rodillo abierto de 8 pulgadas y, por tanto, se obtuvieron las composiciones de elastómero acrílico de los ejemplos 1 a 16 y los ejemplos comparativos 1 a 9. Se moldearon tales composiciones de elastómero acrílico (no vulcanizadas) para tener un grosor de 2 mm, y se sometieron a un tratamiento térmico a 170°C * 20 minutos con una prensa caliente para convertirse en un producto vulcanizado primario y luego se sometieron a un tratamiento térmico a 170°C * 4 horas con aire caliente (horno de engranajes), y, por tanto, se obtuvo un producto vulcanizado del elastómero acrílico.

Los reactivos combinados usados en la tabla 1 a la tabla 3 son los siguientes.

■ Caucho acrílico: VAMAC-G (copolímero del 40% en masa de etileno y el 60% en masa de acrilato de metilo), fabricado por DuPont

■ Lubricante A: ácido esteárico, fabricado por Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

■ Lubricante B: parafina líquida, fabricada por KANEDA Co., Ltd.

■ Inhibidor de envejecimiento: NOCRAC CD, fabricado por OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. ■ Negro de carbono A: SEAST #116, fabricado por TOKAI CARBON CO., LTD.

■ Negro de carbono B: DENKA BLACK, fabricado por Denka Company Limited

■ Plastificante A: ADK CIZER UL-100 (éster alquílico lineal mezclado con ácido piromelítico (mezcla de piromelitato de tetrahexilo y piromelitato de tetradecilo)), fabricado por ADEKA Corporation

■ Plastificante B: ADK CIZER UL-80 (piromelitato de tetra(2-etilhexilo)), fabricado por ADEKA Corporation

■ Plastificante C: ADK CIZER RS-735 (a base de éster de poliéter), fabricado por ADEKA Corporation

■ Plastificante D: ADK CIZER C-8 (éster 2-etilhexílico de ácido trimelítico), fabricado por ADEKA Corporation

■ Plastificante E: ADK CIZER C-880 (éster alquílico lineal mezclado con ácido trimelítico alquílico), fabricado por ADEKA Corporation

■ Plastificante F: ADK CIZER C-9N (éster isononílico de ácido trimelítico), fabricado por ADEKA Corporation

■ Agente de vulcanización A: Diak #1 (carbamato de hexametilendiamina), fabricado por DuPont

■ Agente de vulcanización B: 1-bencil-2-metilimidazol, fabricado por Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

■ Promotor de vulcanización A: NOCCELER DT (1,3-di-O-tolilguanidina), fabricado por OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.

■ Promotor de vulcanización B: trimetiltiourea, fabricada por Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

■ Promotor de vulcanización C: bromuro de trimetilestearilamonio, fabricado por Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. “VAMAC”, “NOCRAC”, “SEAST”, “DENKA BLACK”, “ADK CIZER” y “NOCCELER” son marcas comerciales registradas.

El producto vulcanizado (pieza de ensayo) obtenido se evaluó en las siguientes condiciones.

(1) Resistencia a la tracción/alargamiento a la rotura

La medición se realizó usando un tipo con forma de pesa n.°3, basándose en la norma JIS (2017) K6251.

(2) Dureza

La medición se realizó usando un medidor de dureza de durómetro tipo A, basándose en la norma JIS (2017) K6253-3.

(3) Ensayo de resistencia al frío

La temperatura de t-100 se midió basándose en la norma JIS (2017) K6261.

(4) Ensayo de resistencia al envejecimiento por calor

La resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura de la pieza de ensayo después de un tratamiento térmico a 190°C x 360 horas se midieron basándose en la norma JIS (2017) K6257. En un caso en el que se satisfaga que el alargamiento a la rotura después de un ensayo de resistencia al envejecimiento por calor sea superior o igual al 100%, el producto vulcanizado puede usarse para una pieza de tubo flexible y una pieza de sello, y en un caso en el que se satisfaga además que el alargamiento a la rotura sea superior o igual al 110%, el producto vulcanizado puede usarse preferiblemente para tales piezas.

(5) Deformación permanente por compresión

La medición se realizó realizando un tratamiento térmico a una tasa de compresión del 25% y a 150°C * 70 horas, basándose en la norma JIS (2017) K6262.

Tal como resulta obvio a partir de la tabla 1 a la tabla 3, en la composición de elastómero acrílico de la presente invención, se obtuvo el producto vulcanizado que tiene excelente alargamiento en el momento de envejecimiento resistente al calor al tiempo que mantiene la resistencia al frío y la deformación permanente por compresión.

Aplicabilidad industrial

En la composición de la presente invención, puede obtenerse el producto vulcanizado que tiene un excelente alargamiento en el momento de envejecimiento resistente al calor al tiempo que mantiene la resistencia al frío y la deformación permanente por compresión, y el producto vulcanizado puede usarse preferiblemente como pieza industrial tal como una pieza de tubo flexible, una pieza de sello y una pieza de caucho a prueba de vibraciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Composición de elastómero acrílico que comprende:

100 partes en masa de un elastómero acrílico; y

en la que R1, R2, R3 y R4 representan, cada uno, un grupo alquilo que tiene de 4 a 18 átomos de carbono, y R1, R2, R3 y R4 pueden ser el mismo grupo alquilo o pueden ser diferentes entre sí, y

en la que el elastómero acrílico comprende de 0,1 a 5 partes en masa de una unidad de monómero de reticulación que tiene un grupo carboxilo con respecto a 100 partes en masa de una unidad de éster alquílico de ácido acrílico.

2. Composición de elastómero acrílico según la reivindicación 1,

en la que el elastómero acrílico comprende además 30 partes en masa o menos de una unidad de etileno con respecto a 100 partes en masa de la unidad de éster alquílico de ácido acrílico.

3. Composición de elastómero acrílico según la reivindicación 1 ó 2,

en la que la unidad de éster alquílico de ácido acrílico es una unidad de éster alquílico de ácido acrílico que tiene un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, y

en la que el elastómero acrílico comprende además al menos uno seleccionado del grupo que consiste en 40 partes en masa o menos de una unidad de éster alquílico de ácido metacrílico que tiene un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono y 15 partes en masa o menos de una unidad de éster alcoxialquílico de ácido acrílico que tiene un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, con respecto a 100 partes en masa de la unidad de éster alquílico de ácido acrílico.

4. Composición de elastómero acrílico según la reivindicación 3,

en la que la unidad de éster alquílico de ácido metacrílico que tiene un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de t-butilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de n-pentilo, metacrilato de isoamilo, metacrilato de n-hexilo, metacrilato de 2-metilpentilo, metacrilato de n-octilo y metacrilato de 2-etilhexilo.

5. Producto vulcanizado de la composición de elastómero acrílico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Pieza industrial que usa el producto vulcanizado según la reivindicación 5.