JP2003201465A - 化学修飾されたc4オレフィン重合体と有機溶剤を含むシーリング材組成物 - Google Patents

化学修飾されたc4オレフィン重合体と有機溶剤を含むシーリング材組成物

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JP2003201465A JP2002000873A JP2002000873A JP2003201465A JP 2003201465 A JP2003201465 A JP 2003201465A JP 2002000873 A JP2002000873 A JP 2002000873A JP 2002000873 A JP2002000873 A JP 2002000873A JP 2003201465 A JP2003201465 A JP 2003201465A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェザーストリップの膨潤を抑え、ウェザー
ストリップの洗浄液によっても溶出せず、臭気も発生し
ない、ウェザーストリップとの併用に特に適したウェザ
ーストリップ用シーリング材組成物を提供する。 【解決手段】 平均分子量100以上60000以下の
4オレフィン重合体、末端ビニリデン基を有する平均
分子量100以上60000以下のC4オレフィン重合
体の含酸素誘導体、および(MPa)1/2で表示する溶
解度パラメータが15〜35の範囲にある含酸素希釈
剤、を含むウェザーストリップ用シーリング材組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エチレン−プロピ
レン系ゴム組成物からなるウェザーストリップに使用さ
れる、シーリング材組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】車両では、乗車席内の外部騒音に対する
遮音性の向上、車内温度を快適に保つ気密性の向上、ウ
ィンドウの振動発生の抑制、また、乗車席内およびトラ
ンク内への雨水流入防止のために多種のウェザーストリ
ップが使用されている。例示すれば、ウェザーストリッ
プ・サンルーフ、ウェザーストリップ・ルーフサイド、
ウェザーストリップ・ドアーアウター、ウェザーストリ
ップ・ドリップ、ウェザーストリップ・トランクリッ
ド、ドアウェザーストリップ、ウェザーストリップ・グ
ラスラン、嵌め殺し窓用ウェザーストリップ等である。
ウェザーストリップはまた、家屋等の窓枠等にも使用さ
れ、家屋等における遮音性、気密性、振動抑制性の向上
が図られている。
【0003】エチレン−プロピレン系ゴム、すなわち、
エチレンプロピレン二元共重合体(以下、「EPM」と
略す)、エチレンプロピレン非共役ジエン三元共重合体
(以下、「EPDM」と略す)は、主鎖に不飽和結合を
有していないので、耐オゾン性、耐熱老化性、耐候性等
に優れている。また、クロロプレンゴム(CR)等の耐
候性に優れた他のゴム材料に比しても、エチレン−プロ
ピレン系ゴムは炭酸カルシウム、クレー等の無機充填剤
を多量に配合可能であることから、コストが低く抑えら
れ有利である。
【0004】両者とも有機過酸化物加硫が可能である
が、EPDMは、さらに、硫黄加硫、オキシム加硫、フ
ェノール樹脂加硫等も可能である。このため、エチレン
−プロピレン系ゴム組成物の中でも、EPDM系組成物
はウェザーストリップ材料の主流となっている。これら
組成物の実施態様は多様であるが、その具体例として
は、特開平5−171097号公報、特開平6−283
70号公報、特開平6−49296号公報、特開平6−
107877号公報、特開平7−145279号公報、
特開平8−3395号公報、特開平11−80460号
公報等に記載の実施態様が挙げられる。
【0005】これらのウェザーストリップは、通常、ウ
ェザーストリップ内に設けられた保持チャンネル部を車
両ボディーや建造物に設けられたフレーム、および、ウ
ィンドウ(サンルーフ)ガラスに嵌合して使用される。
そして、必要に応じて、ウェザーストリップの保持チャ
ンネルとフレーム、および/または、ウェザーストリッ
プ保持チャンネルとウィンドウ(サンルーフ)ガラス等
の空隙部にシーリング材組成物を充填して、諸特性の維
持・向上を行っている。
【0006】安価なシーリング材組成物の例としては、
シーリング材として特定分子量を有するC4 オレフィン
の重合体(例えば、ポリブテン)、希釈剤として鉱油
(例えば、ミネラルターペン)、および、流動特性調整
材料として粒状無機材料(例えば、炭酸カルシュウム、
タルク)を含む組成物が知られている。これらの他に添
加される構成成分としては、粘度調整剤、たれ防止剤、
酸化防止剤、耐候剤、顔料、滑剤、熱安定剤等が挙げら
れる。
【0007】シーリング材としては、特定分子量を有す
るC4 オレフィンの重合体が好まれて使用されている
が、これは、該重合体が粘着性、耐湿性、耐候性等に極
めて優れているため、また、ウィンドウ洗浄液(主成分
はメタノール)に侵されない性質を有しているためであ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、C4
レフィン重合体はエチレン−プロピレン系ゴムを膨潤さ
せるので、ウェザーストリップを変形させるという欠点
があり、また、(ミネラル)ターペンにはエチレン−プ
ロピレン系ゴムを膨潤させる問題に加え、接着剤を溶解
させウェザーストリップを脱離させる問題、また、特
に、トランクルーム内等の長期高温環境にされされた場
合の臭気発生という問題がある。
【0009】また、このようなシーリング材を経済的に
製造するためには、基材としてC4オレフィン重合体の
低粘度品を使用して、より多くの安価な無機材料を添加
していくことが望まれてきている。しかしながら、低粘
度の該重合体は前記欠点であるウェザーストリップの変
形を増大することが明らかになってきた。つまり、該重
合体の低粘度化とウェザーストリップの変形防止という
相反する性質の課題を解決することが、今日の技術課題
となってきた。
【0010】したがって、従来のC4 オレフィン重合体
を含むシーリング材組成物が、長期使用期間にわたり、
ウェザーストリップの安定した特性と快適な環境の提供
に貢献することは難しい。
【0011】本発明の目的は、ウェザーストリップの膨
潤を抑え、ウェザーストリップの洗浄液によっても溶出
せず、臭気も発生しない、ウェザーストリップとの併用
に特に適したウェザーストリップ用シーリング材組成物
を提供することにある。
【0012】本発明者らは、上記課題を解決するために
鋭意検討を重ねた結果、特定のC4オレフィン重合体お
よび特定のC4 オレフィン重合体の含酸素誘導体(これ
らは主として、シーリング材として機能する)と、特定
の溶解度パラメータを有する有機系溶剤、好ましくは特
定の溶解度パラメータと特定の化学構造を有する有機系
溶剤(主として、希釈剤として機能する)とを含むシー
リング材組成物が、エチレン−プロピレン系ゴム組成物
からなるウェザーストリップを膨潤させず、ウェザース
トリップの洗浄液によって溶出することもなく、また臭
気も発生させないシーリング材組成物であることを見出
し本発明を完成するに至った。
【0013】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、平
均分子量100以上60000以下のC4オレフィン重
合体、末端ビニリデン基を有する平均分子量100以上
60000以下のC4オレフィン重合体の含酸素誘導
体、および(MPa)1/2で表示する溶解度パラメータ
が15〜35の範囲にある含酸素希釈剤、を含むウェザ
ーストリップ用シーリング材組成物を提供するものであ
る。
【0014】前記C4 オレフィン重合体および/または
4オレフィン重合体の含酸素誘導体の平均分子量は、
500以上3000以下にすることができる。前記C4
オレフィン重合体および/またはC4オレフィン重合体
の含酸素誘導体の繰り返し単位構造は、イソブテン構造
にすることができる。
【0015】前記C4オレフィン重合体の含酸素誘導体
の末端化学構造は、エポキシ化構造、脂肪族アルコール
型水酸基含有構造、芳香族アルコール型水酸基含有構
造、カルボン酸型構造、無水マレイン酸型構造、無水マ
レイン酸のエステル誘導体型構造、およびこれらの誘導
体構造からなる群から選ばれる少なくとも1種にするこ
とができる。
【0016】前記C4オレフィン重合体の含酸素誘導体
の末端化学構造はフェノール化合物型構造にすることが
できる。
【0017】含酸素希釈剤は、植物性油脂にすることが
できる。含酸素希釈剤は、水酸基を有する植物性油脂に
することができる。含酸素希釈剤は、ひまし油、その誘
導体、米油およびコーン油からなる群から選ばれる少な
くとも1種にすることができる。含酸素希釈剤は、ビタ
ミンE類を含む植物性油脂にすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】さらに本発明を詳しく説明する。
本発明のシーリング材組成物は、シーリング材として、
平均分子量100以上60000以下〔GPC(ゲル浸
透クロマトグラフ法)により求まるポリスチレン換算〕
のC4オレフィン重合体、末端ビニリデン基を有する平
均分子量100以上60000以下〔GPC(ゲル浸透
クロマトグラフ法)により求まるポリスチレン換算〕の
4 オレフィン重合体の含酸素誘導体(以下、「含酸素
誘導体」)を含んでいる。
【0019】前記含酸素誘導体としては例えば、末端ビ
ニリデン基のエポキシ化生成物(末端化学構造がエポキ
シ化構造)、末端ビニリデン基のヒドロキシ化生成物、
末端ビニリデン基のヒドロホルミル化生成物、末端ビニ
リデン基のカルボキシル化生成物等;
【0020】末端ビニリデン基と脂肪族アルコール化合
物(脂肪族アルコール類、グリコール類、プロピレング
リコール類、多価アルコール類、および、これらのエス
テル誘導体類、エーテル誘導体類を含む)との反応生成
物(末端化学構造が脂肪族アルコール型水酸基含有構
造);
【0021】末端ビニリデン基と芳香族アルコール化合
物(フェノール類、ナフトール類、ポリアルコール類、
ヒドロキシカルボン酸類、クレゾール類、およびこれら
の、エステル誘導体類、エーテル誘導体類を含む)との
反応生成物(末端化学構造が芳香族アルコール型水酸基
含有構造);末端ビニリデン基とカルボン酸化合物(一
価カルボン酸類、不飽和二価カルボン酸類、多価カルボ
ン酸類、および、これらのエステル誘導体類を含む)と
の反応生成物(末端化学構造がカルボン酸型構造);
【0022】末端ビニリデン基と無水マレイン酸化合物
(無水マレイン酸、無水コハク酸、コハク酸ジエステル
ジオール、コハク酸ジメチルエステル、コハク酸ジエス
テルジオール、ラクトン誘導体類を含む)との反応生成
物(末端化学構造が無水マレイン酸型構造);
【0023】末端ビニリデン基と無水マレイン酸との反
応生成物のエステル誘導体(末端化学構造が無水マレイ
ン酸のエステル誘導体型構造);
【0024】末端ビニリデン基とエーテル化合物との反
応生成物(末端化学構造がエーテル化構造);
【0025】これらの誘導体;およびこれらの混合物が
挙げられる。含酸素誘導体は、エチレン−プロピレン系
ゴムに対する親和性が高いC4 オレフィン重合体部と、
エチレン−プロピレン系ゴムに対する親和性が低い含酸
素構造の末端部を有することを特徴とする。後述する実
施例から明らかなように、酸素原子の導入でエチレン−
プロピレン系ゴムに対して低親和化された末端部は、C
4 オレフィン重合体のエチレン−プロピレン系ゴムに対
する膨潤特性を緩和・抑制する機能を有すると考えられ
る。
【0026】含酸素誘導体は、C4 オレフィン重合体の
末端に酸素含有化合物が付加した構造をとる。含酸素誘
導体を含むシーリング材に係る膨潤抑制効果の発現に
は、この付加物に対応する化合物の溶解度パラメーター
(以下、「Sp値」という)とエチレン−プロピレン系
ゴムのSp値約15との差が重要である。本明細書中で
のSp値の単位は、全て(MPa)1/2 単位で表示す
る。
【0027】従来シーリング材に使用されてきたC4
レフィン重合体のSp値は約16であり、前記エチレン
−プロピレン系ゴムのSp値に対して僅差しかないため
に、ウェザーストリップに適用した場合にウェザースト
リップの変形が生じてきていた。
【0028】そこで、例えば、C4 オレフィン重合体に
フェノールを付加させた反応生成物からなる含酸素誘導
体の場合には、末端含酸素端部のフェノール部分が、含
酸素誘導体全体のSp値を増加させることを可能にす
る。組成物が、上記したフェノール化学修飾された含酸
素誘導体を含む場合は、含酸素誘導体が含酸素希釈剤
(例えば、米油:Sp値=16.1、コーン油:Sp値
=16.2、ひまし油:Sp値=18.2)との混合下
で均一相を形成するため、シーリング材の効果を高める
ことができる。
【0029】本発明者らの検討によれば、Sp値が約1
6〜35、好ましくは16〜25、さらに好ましくは1
7〜22にある化合物が反応して得られた含酸素誘導体
が好ましい特性を有していることが判明した。すなわ
ち、Sp値が16未満の化合物が付加した外観構造の含
酸素誘導体は、エチレン−プロピレン系ゴム組成物製ウ
ェザーストリップに対する膨潤抑制効果が充分でなく、
また、Sp値が35を超える化合物が付加した外観構造
となる含酸素誘導体は、ウェザーストリップの洗浄液中
に含有されるメタノールによって溶出する傾向が出現す
る。
【0030】好ましいC4 オレフィン重合体の平均分子
量は100以上60000以下、好ましくは500以上
3000以下であり、100未満もしくは60000を
超えると、ウェザーストリップの洗浄剤に含有されるメ
タノールで溶出される問題、あるいはウェザーストリッ
プと構造物(ガラスあるいは金属ボディ等)との間の空
隙部充填工程に問題が生じることがある。分子量はGP
C分析で求めることができる。
【0031】末端ビニリデン基を有する平均分子量10
0以上60000以下の範囲にあるC4オレフィン重合
体の含酸素誘導体とは、上記平均分子量100以上60
000以下のC4オレフィン重合体中の末端ビニリデン
基を有する重合体と含酸素有機化合物との公知の化学反
応を経由して生成するものである。従って、含酸素誘導
体を効率よく得るためには、末端ビニリデン基含有C4
オレフィン重合体の含有率が高いC4オレフィン重合体
を原料とすることが好ましい。末端ビニリデン基含有C
4 オレフィン重合体を多く含むC4オレフィン重合体の
製造方法として、本発明者らは、特開平10−3061
28号公報に記載の方法を例示する。
【0032】この方法では、イソブテン単独、または、
イソブテンと適宜にブテン−1、ブテン−2で構成す
る、オレフィン原料を使用して、これらを三弗化ホウ素
系触媒で重合させると、nーブテンがイソブテンと殆ど
共重合しないため、容易に、重合体全モル基準で末端ビ
ニリデン基を含むC4 オレフィン重合体を60モル%以
上得ることができる。末端ビニリデン基含有C4オレフ
ィン重合体のモル%の確認は、13C−NMR測定のオ
レフィン帰属ピークの積分定量値から求めることができ
る(詳細は特開平10−306128号公報を参照)。
【0033】また、前記提案方法に従って製造されるC
4 オレフィン重合体は、分子内に、耐熱劣化、酸化劣化
を生じ易い3級炭素を殆ど含有しないため、このC4
レフィン重合体を含むシーリング材の耐熱性、長期安定
性も優れたものとなる。
【0034】含酸素誘導体の生成は、公知の反応実行手
段から任意に選択して実施する。例えば、エポキシ化反
応に関しては米国特許第3382255号、フェノール
の付加反応に関しては特表平7−507073号公報、
無水マレイン酸の付加反応に関してはエム・テッシャー
(M. Tessier)らのヨーロッパポリマージャーナル(Eu
r. Polymer Journal)、vol. 20、No. 3、 269
-280頁(1984) に従って実施することができる。
【0035】含酸素誘導体の中でも、反応の容易さと含
酸素端部構造のSp値のバランスから、末端ビニリデン
基のエポキシ化生成物および末端ビニリデン基とフェノ
ール化合物との付加反応生成物;反応の容易さ、反応生
成物の多様さおよび誘導体生成の容易さから末端ビニリ
デン基と無水マレイン酸化合物との付加反応生成物が好
ましい。すなわち、無水マレイン酸エステル化誘導体を
付加してもよいし、無水マレイン酸付加後にこれをエス
テル化することも可能である。
【0036】本発明におけるシーリング材としては、高
純度の含酸素誘導体を得てこれをそのまま使用してもよ
いし、あるいは、C4 オレフィン重合体等公知のシーリ
ング材でこの含酸素誘導体を希釈して使用してもよい。
【0037】工業的使用を目的とする場合は、例えば、
特開平10−306128号公報の方法にしたがって、
イソブテン、ブテン−1、ブテン−2等を含有するC4
オレフィン原料を使用して、これを重合反応して所定モ
ル%以上の末端ビニリデン基含有C4 オレフィン重合体
を含む混合物を生成させ、つづいて、この混合物中の末
端ビニリデン基含有C4 オレフィン重合体の末端ビニリ
デン基を所定モル%以上反応・転化させて、所定モル%
の含酸素誘導体を含有するC4 オレフィン重合体を得る
ことが効率的である。含酸素誘導体のモル%は、13C
−NMR測定、1H−NMR測定、TLC(薄層クロマ
トグラフ法) で求めることができる。
【0038】膨潤抑制効果を発現させるためのシーリン
グ材中の含酸素誘導体モル%は、含酸素末端構造の具体
的化学構造、および、エチレン−プロピレン系ゴム組成
物の化学構造、組成、架橋密度、架橋方法に依存する
が、例えばC4 オレフィン重合体を含むシーリング材全
モル基準で、一般的には5モル%以上で効果が出現し、
好ましくは10モル%以上、さらに好ましくは20モル
%以上で、ウェザーストリップの膨潤はほとんど生じな
い。
【0039】シーリング材組成物における希釈剤は、シ
ーリング材組成物全体の粘度・レオロジー調製、ウェザ
ーストリップと構造物(ガラスあるいは金属ボディ等)
との間の空隙部への充填工程におけるシーリング材組成
物の粘度レオロジー調製、シーリング材組成物調製時の
無機充填剤の分散工程における粘度レオロジー調製等の
機能を担うものである。従来は、鉱油系希釈剤が使用さ
れており、(ミネラル)ターペンはその代表例である。
【0040】本発明に係るシーリング材組成物における
含酸素希釈剤は、C4 オレフィン重合体を含むシーリン
グ材に対する従来の効果を有することに加えて、本発明
における含酸素誘導体との親和性を有していることが必
要であることから、Sp値がC4 オレフィン重合体のS
p値(約16)にほぼ等しい15から含酸素誘導体の末
端構造に対応する含酸素化合物のSp値35の範囲にあ
り、かつ、酸素を含有するものである。
【0041】さらに好ましい含酸素希釈剤のSp値範囲
は15〜25であり、Sp値が35より大きいと、ウィ
ンドー洗浄剤等の洗浄液中に含有されれるメタノールに
よって溶出する問題が生じることがある。酸素を含むも
のが好ましい理由は明らかではなく、発明者らは、現在
のところ含酸素誘導体と含酸素希釈剤との親和性に関係
しているものと考えているが、本発明はこのメカニズム
に限定されるものではない。
【0042】本発明ではこの要求を満たすために希釈剤
のSp値はC4 オレフィン重合体のSp値と近似させて
いる。一方、ウェザーストリップ材料として主に用いら
れているEPDMゴム(Sp値約15)の膨潤を抑制す
るために、希釈剤に含酸素官能基を導入して、EPDM
ゴムとの親和力を低下させている。
【0043】シーリング材組成物中のシーリング材と希
釈剤の構成は、シーリング材100重量部に対して希釈
剤が1〜100重量部、好ましくは2〜50重量部、さ
らに好ましくは5〜30重量部とすることができる。最
終的なシーリング材組成物においては、両者の混合物1
00重量部に対して、さらに、無機充填剤を主成分とす
る他の副資材が20〜70重量部添加されてもよい。
【0044】本発明における含酸素希釈剤の好ましい例
は、芳香族多価カルボン酸のアルコールエステル誘導
体、高級ジカルボン酸、高級ジカルボン酸のエステル誘
導体、エチレングリコール誘導体、プロピオングリコー
ル(グリセリン)誘導体あるいは高級アルコールであ
る。さらに好ましくは、これらのうちで沸点が200℃
以上のものであり、さらに好ましくは、水酸基を含むも
のである。
【0045】この3条件を満たす有機溶剤は、C4 オレ
フィン重合体に高親和性である長鎖部と低親和性である
極性官能基を有していることから、この点において、す
でに説明した含酸素誘導体の特性に類似している。ま
た、エチレン−プロピレン系ゴムに対する作用も、含酸
素誘導体の場合と同様であると考えられる。沸点は基本
的に臭気発生の低減・防止に寄与していると考えられ
る。
【0046】天然界から得られる好ましい含酸素希釈剤
を例示すれば、プロピオングリコール(グリセリン)誘
導体を主成分とする植物性油脂があげられる。これら
は、油脂化学便覧( 社団法人日本油化学協会:丸善発
行:1990年) の99頁〜101頁に掲げられてい
る。具体的には例えば、大豆油、ごま油、コーン油、ナ
タネ油、米油、ツバキ油、ひまし油、小麦胚芽油、かぼ
ちゃ種油、綿実油およびこれらの混合物が挙げられる。
【0047】これらの中でも水酸基を有する、大豆油、
ひまし油、コーン油、小麦胚芽油、かぼちゃ種油、綿実
油およびこれらの混合物等が好ましい。これらの中で
も、アセチル価の高いものが好ましく、例えば、ひまし
油が好ましい。
【0048】酸化防止能を有するビタミンE(トコフェ
ロール)類を大量に含み高い安定性を有するナタネ油、
米油、コーン油、あるいはこれらの混合物も好ましい例
としてあげられる。
【0049】植物性油脂において、水酸基を含むとは、
その植物性油脂を構成する化合物のいずれかの主要成分
が水酸基を含む化合物であることを意味する。
【0050】これらはそれぞれ単独で使用してもよい
し、混合物として用いてもよいし、また、これらと(ミ
ネラル)ターペン等の鉱油系希釈剤とを併用してもよ
い。
【0051】これら植物性油脂を混合物として使用する
場合、配合割合は、(ナタネ油、米油、コーン油から選
ばれる少なくとも1種):ひまし油で、6:4〜10:
0とすることができる。
【0052】本発明のシーリング材組成物は、車両や家
屋等の窓枠等に用いられるウェザーストリップと併用す
ることに特に適している。
【0053】本発明のシーリング材組成物は、シーリン
グ材と希釈剤の合計100重量部に対して、粒状無機材
料、粘度調整剤、たれ防止剤、酸化防止剤、耐候剤、顔
料、滑剤、熱安定剤、またはこれらの混合物を、20〜
70重量部含んでいてもよい。
【0054】実施例1〜12および比較例1〜3 本発明の効果を明確に表わすために、末端ビニリデン基
含酸素誘導体を含むシーリング材と含酸素希釈剤からな
る本発明に係るシーリング材組成物液体と、C 4 オレフ
ィン重合体と(ミネラル)ターペンからなる従来のシー
リング材組成物液体との比較を行った。
【0055】まず、比較品として使用するC4 オレフィ
ン重合体シーリング材の代表例であるポリブテン〔日本
石油化学(株)製のHV−15、HV−300およびH
V−1900(それぞれ商品名)〕を3種入手し、GP
Cで各々の平均分子量を求めた。結果を表に示す。
【0056】つづいて、本発明における末端ビニリデン
基含酸素誘導体の原料となる高濃度の末端ビニリデン基
含有C4 オレフィン重合体を、特開平10−30612
8号公報の方法にしたがって、上記3種のポリブテンと
平均分子量が対応するように製造した。一例として以下
に、前記高濃度末端ビニリデン基含有C4 オレフィン重
合体(平均分子量1300)の製造方法を説明する。
【0057】供給原料として、下記組成重量%(混合物
全量基準)を有する、イソブテンを含有するC4 ラフィ
ネート(エチレンクラッカーからのブタジエン抽出残)
を使用した。 イソブテン: 50.9 ブテン−1: 23.2 シスブテン−2: 2.8 トランスブテン−2: 6.4 イソブタン: 5.4 n−ブタン: 11.3
【0058】重合反応は次に示す連続式の重合装置を用
いて行なった。すなわち、可変式の攪拌機、恒温調節が
可能な低温循環冷却装置、原料の供給口、錯体触媒の供
給口、重合温度指示計、静置槽、失活槽および排出口を
備えた、2L内容積の反応器を設置した。この反応器内
に上記供給原料を2L/時間の流量すなわちオレフィン
成分と錯体触媒の接触時間を1時間とし、それと同時に
錯体触媒として、三フッ化ホウ素とジエチルエーテル
(試薬特級)との間のモル比率を1.00:1.00に
調整した三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体を、供給
原料のオレフィン成分に対して8.27ミリモルの割合
で連続投入して、反応器内を−10℃に維持しながら重
合反応を実施した。
【0059】反応後、錯体触媒が失活するまで希水酸化
ナトリウム水溶液で洗浄し、その後有機相を分相した。
得られた有機相から減圧蒸留により未反応の供給原料と
炭素数24以下の軽質分を留去した。
【0060】軽質分の留去後に残った生成物から得られ
たブテンポリマーの収率を算出した。そのブテンポリマ
ーの分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)
で求め、分子末端のオレフィン構造の帰属および定量
は、核磁気共鳴装置(NMR)で測定することによって
算出した。
【0061】それぞれの分析の結果、ブテンポリマー収
率は49%であり、平均分子量が1300、末端ビニリ
デン基含有C4オレフィン重合体の含有量が85モル%
の性状を有する、含酸素誘導体の原料となる高濃度の末
端ビニリデン基含有C4 オレフィン重合体を含むC4
レフィン重合体が得られたことを確認した。
【0062】含酸素誘導体として、末端ビニリデン基の
エポキシ化反応生成物を米国特許第3382255号に
従って過酢酸を使用して得た。フェノール化合物との付
加反応に関しては特表平7−507073号公報に従っ
て、無水マレイン酸との付加反応に関してはエム・テッ
シャーらのヨーロッパポリマージャーナル、vol.2
0、No.3、269−280頁(1984)に従って
得た。
【0063】以下に、本実施例でシーリング材として適
する含酸素誘導体の具体的な製造方法の一例を説明す
る。エポキシ化反応 :合成装置として、可変式の攪拌機、反
応温度指示計、反応滴下口および還流器を備えた4つ口
フラスコを、恒温調節が可能な熱媒浴内に設置した。こ
のフラスコ内に、85モル%の末端ビニリデン基含有C
4 オレフィン重合体を含むC4オレフィン重合体〔平均
分子量(Mn)1300〕260gを、ヘプタン120
mlに溶解させて溶液となし、反応温度が30℃以下に
なるように、その溶液中に40%過酢酸溶液40.0g
を1時間かけて滴下した。滴下後、その温度で1時間反
応を継続した。
【0064】次に、反応混合物から水層部を分離した後
に、有機層を希炭酸ナトリウム溶液で数回洗浄した。そ
の洗浄によって得られた有機層にエバポレータによっ
て、100℃減圧濃縮を施し、目的物であるエポキシ化
されたC4 オレフィン重合体を回収した。
【0065】エポキシ化の進行程度は13C−NMR分
析とTLC分析との併用によって決定することができ、
この場合、90モル%以上がエポキシ化されたC4 オレ
フィン重合体であることが認められた。エポキシ化反応
によって得られた含酸素誘導体の構造式の一例を式
(1)に示すが、本発明はこの構造式に限定されるもの
ではない。
【0066】
【化1】
【0067】フェノール化反応:合成装置は、エポキシ
化反応で使用したものと同様のものを使用した。フラス
コ内に溶融させたフェノール14.3gを採取し、その
中に反応触媒である三フッ化ホウ素エーテラート5.2
mlを滴下した。次いで、85モル%の末端ビニリデン
基含有C4 オレフィン重合体を含むC4オレフィン重合
体(Mn1300)100gをヘキサン130mlに溶
解させた溶液を、前記フラスコ内に、30℃以下に維持
した状態になるように滴下させた。
【0068】この反応混合物を室温において6時間反応
させ、希水酸化ナトリウム溶液で触媒を失活させた後
に、水洗を3回繰り返し、その際の有機層を回収した。
得られた有機層に、エバポレータによって、100℃減
圧濃縮を施すことによって、目的物であるフェノール化
されたC4 オレフィン重合体を得ることができた。
【0069】このフェノール化の進行程度は、13C−
NMR分析とTLC分析との併用によって決定すること
ができ、この場合、80モル%以上がフェノール化され
たC 4 オレフィン重合体であることが認められた。
【0070】Mn650およびMn2900それぞれの
4 オレフィン重合体についても、上記と同様にフェノ
ール化した。13C−NMR分析とTLC分析とによっ
てそれぞれ80モル%以上がフェノール化されたC4
レフィン重合体であることが認められた。フェノール化
反応によって得られた含酸素誘導体の構造式の一例を式
(2)に示すが、本発明はこの構造式に限定されるもの
ではない。
【0071】
【化2】
【0072】アニソール付加反応:この付加反応は、M
n30000のC4 オレフィン重合体を使用した以外
は、前記フェノール化反応と同一の実施形態で行なっ
た。この付加反応の進行程度は、13C−NMR分析と
TLC分析との併用によって決定することができ、この
場合、20モル%以上がアニソールが付加されたC4
レフィン重合体であることが認められた。アニソール付
加反応によって得られた含酸素誘導体の構造式の一例を
式(3)に示すが、本発明はこの構造式に限定されるも
のではない。
【0073】
【化3】
【0074】無水マレイン化反応:合成装置は、エポキ
シ化反応で使用したものと同様のものを使用した。フラ
スコ内に、85モル%の末端ビニリデン基含有C4 オレ
フィン重合体を含むC4 オレフィン重合体(Mn29
00)100gと無水マレイン酸7.5gを採取し、混
合攪拌しながら220℃まで温度を上昇させた。この温
度で6時間反応を継続させ、その後、反応物中からエバ
ポレータ(100℃減圧)で未反応の無水マレイン酸を
除去することで、目的物である無水マレイン化されたC
4 オレフィン重合体を得ることができた。
【0075】この無水マレイン化の進行程度は13C−
NMR分析とTLC分析との併用によって決定すること
ができ、この場合、80モル%以上が無水マレイン化さ
れたC4 オレフィン重合体(コハク酸誘導体)であるこ
とが認められた。無水マレイン化反応によって得られた
含酸素誘導体の構造式の一例を式(4)に示すが、本発
明はこの構造式に限定されるものではない。
【0076】
【化4】
【0077】コハク酸ジメチルエステル付加反応:この
付加反応は、無水マレイン化されたC4 オレフィン重合
体(コハク酸誘導体)をジメチルエステル化することに
よって得ることができる。フラスコ内で、コハク酸誘導
体1モルをヘキサンに溶解させ、その溶液中に反応触媒
である三フッ化ホウ素エーテラート0.05モルとメタ
ノール10モルを添加し、還流温度で3時間反応させ
た。反応後、希水酸化ナトリウム溶液で触媒を失活させ
た後に、水洗を3回繰り返し、その際の有機層を回収し
た。得られた有機層に、エバポレータによって、100
℃減圧濃縮を施すことによって、目的物である、コハク
酸誘導体がジメチルエステル化されたC4 オレフィン重
合体を得ることができた。
【0078】このジメチルエステル化の進行程度は、1
3C−NMR分析とTLC分析との併用によって決定す
ることができ、この場合、ほぼ定量的にジメチルエステ
ル化されたC4 オレフィン重合体であることが認められ
た。コハク酸ジメチルエステル化反応によって得られた
含酸素誘導体の構造式の一例を式(5)に示すが、本発
明はこの構造式に限定されるものではない。
【0079】
【化5】
【0080】このようにして得られた含酸素誘導体と、
イソ−C4 オレフィン重合体とを、表に記載のモル比率
で混合し、シーリング材とした。モル%は13C−NM
RとTLC分析との併用で決定した。
【0081】前記比較品のC4 オレフィン重合体と鉱油
希釈剤とを表に記載の比率で含む従来のシーリング材組
成物と、以上のようにして得られたシーリング材および
希釈剤を表に記載の比率で含む本発明のシーリング材組
成物とについて、以下のような試験を実施してその性能
を評価した。
【0082】表中のSp値単位はすべて(MPa)1/2
である。また、実施例1〜3、および実施例8〜12に
おいては、シーリング材と希釈剤を混合すると均一とな
った。
【0083】シーリング材組成物のEPDMゴム膨潤性
評価試験(JIS K 6301の「耐油試験」に準
拠) (1)試験片: EPDM試験片A: 横20mm×縦50mm×厚さ2
mm〔日本テストパネル(株)社製(製造元:入間川ゴ
ム(株))〕 EPDM試験片B: 横約20mm×縦約50mm×厚
さ約2mm〔市場流通のウェザーストリップからの切り
出し品〕 (2)試験方法:ビーカー内に、表に記載の配合比とな
るようにシーリング材と希釈剤を入れ、これらを十分に
混合攪拌してシーリング材組成物用液体を得た後、この
液体を調温機器で70℃に保温した。つづいて、当該シ
ーリング材組成物液体に、体積と重量を測定した2種の
EPDM試験片(各種の試験回数n=3回)を浸漬し、
24時間経過後に試験片を取り出し、試験片をヘキサン
でワイピング後、再度、試験片の体積と重量を測定し
て、浸漬前後の重量変化率、体積変化率を求めた。
【0084】(3)評価方法 評価は、2種のEPDM試験片計6サンプルの重量変化
率と体積変化率それぞれの平均値を算出して以下の4段
階で行った。
【0085】◎:〜+2%未満、○:+2%以上〜+4
%未満、△:+4%以上〜+6%未満、×:+6%以上 (4)結果 表に記載した。
【0086】シーリング材組成物の臭気試験 (1)試験対象 前記膨潤性評価試験において、70℃で24時間EPD
M試験片を浸漬した後のシーリング材組成物用液体の臭
気を対象に実施した。 (2)評価方法 10人の判定員が臭気を以下の4段階で評価し、最多数
意見を結果とした。 ◎:殆ど無臭である、○:微臭気があるが不快ではな
い、△:微臭気があり不快である、×:臭気が強く不快
である。 (3)結果 表に記載した。
【0087】洗浄液に対する溶出性 (1)試験対象:ビーカー内に、表に記載の配合比とな
るようにシーリング材と希釈剤を入れ、これらを十分に
混合攪拌してシーリング材組成物用液体を得た。 (2)評価方法 上記シーリング材組成物用液体に、この液体と同重量の
メタノールを加え、これらを十分に混合攪拌した後に静
置して、相分離が生じるか否かを観察した。容易に相分
離が生じたものはメタノール(洗浄剤の主成分)に対し
て親和性が低いためであるから、洗浄剤に対する溶出も
低いと判断した。評価は、以下の4段階で行った。 ◎:極めて容易に相分離する、○:相分離する、△:相
分離するが界面が不明確である、×:相分離しない (3)結果 表に記載した。
【0088】
【表1】
【0089】
【表2】
【0090】
【表3】
【0091】
【発明の効果】このように、末端ビニリデン基を有する
4 オレフィン重合体の含酸素誘導体と、含酸素希釈剤
とを含むシーリング材組成物は、同じ平均分子量のC4
オレフィン重合体と鉱油希釈剤とを含む従来のシーリン
グ材組成物に比べて、ウェザーストリップとの併用にお
いて要求される、ウェザーストリップの膨潤抑制効果、
臭気抑制効果およびウェザーストリップの洗浄液による
溶出抑制効果に優れていることがわかる。
【0092】ウェザーストリップの膨潤や、ウェザース
トリップの洗浄液による溶出を抑制することで、ウェザ
ーストリップが変形してウェザーストリップと車両・建
造物等との間に間隙が生じることを防ぎ、その結果、遮
音性、気密性、窓等の振動抑制、雨水流入防止性が向上
する。
【0093】よって、本発明のシーリング材組成物は、
良好な遮音性、気密性、窓等の振動抑制および雨水流入
防止性が要求される車両や家屋等の窓枠等に用いられる
ウェザーストリップ用として特に適していることがわか
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 伸一 京都府宇治市槙島町十一126番地の39東亜 化成品株式会社内 Fターム(参考) 3D201 AA06 CA02 CA17 CB01 EA07A 4H017 AA04 AB17 AC06 AC18 AC19 AD06 AE03 AE05 4J002 AE00Y AE05Y BB17W BB18W BB20X BB21X ED036 EH046 EH056 EH086 EH136 GJ02 GN00 4J100 AA04Q AA05Q AA06P AA06Q BA03H BA03P BA05P BA20H BA20P BC43H BC43P BC54H BC54P BC55H BC55P CA01 CA04 CA31 HA61 HB63 HC09 HC13 HC30 HC36 JA01 JA05

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均分子量100以上60000以下の
    4オレフィン重合体、末端ビニリデン基を有する平均
    分子量100以上60000以下のC4 オレフィン重合
    体の含酸素誘導体、および(MPa)1/2 で表示する溶
    解度パラメータが15〜35の範囲にある含酸素希釈
    剤、を含むウェザーストリップ用シーリング材組成物。
  2. 【請求項2】 C4 オレフィン重合体および/またはC
    4オレフィン重合体の含酸素誘導体の平均分子量が50
    0以上3000以下であることを特徴とする請求項1に
    記載のウェザーストリップ用シーリング材組成物。
  3. 【請求項3】 C4 オレフィン重合体および/またはC
    4オレフィン重合体の含酸素誘導体の繰り返し単位構造
    が、イソブテン構造であることを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載のウェザーストリップ用シーリング材組成
    物。
  4. 【請求項4】 前記C4オレフィン重合体の含酸素誘導
    体の末端化学構造が、エポキシ化構造、脂肪族アルコー
    ル型水酸基含有構造、芳香族アルコール型水酸基含有構
    造、カルボン酸型構造、無水マレイン酸型構造、無水マ
    レイン酸のエステル誘導体型構造、およびこれらの誘導
    体構造からなる群から選ばれる少なくとも1種であるこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のウ
    ェザーストリップ用シーリング材組成物。
  5. 【請求項5】 前記C4オレフィン重合体の含酸素誘導
    体の末端化学構造が、フェノール化合物型構造であるこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のウ
    ェザーストリップ用シーリング材組成物。
  6. 【請求項6】 含酸素希釈剤が、植物性油脂であること
    を特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のウェ
    ザーストリップ用シーリング材組成物。
  7. 【請求項7】 含酸素希釈剤が、水酸基を有する植物性
    油脂であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1
    つに記載のウェザーストリップ用シーリング材組成物。
  8. 【請求項8】 含酸素希釈剤が、ひまし油、その誘導
    体、米油およびコーン油からなる群から選ばれる少なく
    とも1種であることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
    か1つに記載のウェザーストリップ用シーリング材組成
    物。
  9. 【請求項9】 含酸素希釈剤が、ビタミンE類を含む植
    物性油脂であることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
    か1つに記載のウェザーストリップ用シーリング材組成
    物。
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