JP7735122B2

JP7735122B2 - Ｅｐｄｍ組成物

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Publication number: JP7735122B2
Application number: JP2021136018A
Authority: JP
Inventors: 和也橋本
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2021-08-24
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2025-09-08
Anticipated expiration: 2041-08-24
Also published as: JP2023030734A

Description

本発明は、ＥＰＤＭ組成物に関する。さらに詳しくは、成形加工性を満足させるとともに、架橋物が良好な耐圧縮永久歪特性を示すＥＰＤＭ組成物に関する。

ＥＰＤＭは、そのポリマー構造から耐熱性が良好であり、広く工業用部品の成形材料として用いられている。

これら各種部品のうち、特にガスケットやバルブ等は、良好な耐圧縮永久歪特性が要求されるため、パーオキサイド架橋が用いられる。ここで、パーオキサイド架橋系は架橋の誘導時間が短く、架橋時の立ち上がりが速いため、複雑な形状や薄い形状などの流動性が要求される品目においては、それの成形不良を改善するため、可塑剤を添加することが必要とされる。

かかる可塑剤としては、一般的にＥＰＤＭとの相溶性の良いパラフィン系プロセスオイルが用いられる。

特許文献１には、パーオキサイド架橋系ＥＰＤＭにパラフィン系プロセスオイルおよびエステル系可塑剤を配合したＥＰＤＭ組成物で、成形加工性および架橋物の低温特性にすぐれたものが提案されている。

しかるに、ガスケットに必要不可欠な耐圧縮永久歪特性の改善に関しては、可塑剤が及ぼす影響についての検討が行われてはいない。

特開２００１－２８６４号公報特開２００５－２５５９２４号公報

本発明の目的は、成形加工性を満足させるとともに、架橋物が良好な耐圧縮永久歪特性を示すＥＰＤＭ組成物を提供することにある。

かかる本発明の目的は、パーオキサイド架橋性ＥＰＤＭ 100重量部に、可塑剤として1,2-ビニル量が25～35重量％の液状ポリブタジエン10～30重量部および1,2-ビニル量が90～99重量％の液状ポリブタジエン5～15重量部のブレンド物である液状ポリブタジエンを15～45重量部配合したＥＰＤＭ組成物によって達成される。

本発明に係るＥＰＤＭ組成物は、可塑剤の添加により流動性が担保されて所望の成形加工性を満足させるとともに、可塑剤として1,2-ビニル量が25～35重量％の液状ポリブタジエン10～30重量部および1,2-ビニル量が90～99重量％の液状ポリブタジエン5～15重量部のブレンド物である液状ポリブタジエンを所定量用いることによって、得られる架橋物はガスケットに必要不可欠な耐圧縮永久歪特性を十分に満足させるといったすぐれた効果を奏する。

パーオキサイド架橋性ＥＰＤＭとしては、エチレンおよびα－オレフィンに各種の非共役ジエン化合物を共重合させたエチレン－α・オレフィン－ジエン共重合ゴムが用いられる。非共役ジエン化合物としては、例えばジシクロペンタジエン、1,4-ヘキサジエン、ジシクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、ビニルノルボルネン、エチリデンノルボルネン等が用いられる。

パーオキサイド架橋性ＥＰＤＭには、可塑剤として1,2-ビニル量が25～35重量％の液状ポリブタジエン10～30重量部および1,2-ビニル量が90～99重量％の液状ポリブタジエン5～15重量部のブレンド物である液状ポリブタジエンが配合される。可塑剤としてこれ以外の種類のものあるいは1,2-ビニル量がこれより少ないものが用いられると、所望の成形加工性を満足させることができない。

かかる液状ポリブタジエンは、ＥＰＤＭ 100重量部当り15～45重量部、好ましくは15～40重量部の割合で配合されて用いられる。液状ポリブタジエン量がこれより多い割合で用いられると、得られる架橋物は所望の耐圧縮永久歪特性を満足させることができず、一方これより少ない割合で用いられると、所望の成形加工性を満足させることができなくなってしまう。

ここで、流動体積から判断される成形加工性および圧縮永久歪性に加えて、引張強さおよび破断時伸びの値をバランス良く満足させるといった観点から、1,2-ビニル量が25～35重量％の液状ポリブタジエン10～30重量部および1,2-ビニル量が90～99重量％の液状ポリブタジエン5～15重量部が併用される。

なお、特許文献２には、EPDMポリマー100重量部当り、液状ゴム1～8重量部およびセリサイト5～40重量部を含有してなるEPDM組成物が開示され、実施例では液状ゴムとして1,2-ビニル量が90重量％以上の液状ポリブタジエンが配合されているが、その配合量は3重量部に止まっており、本願発明が目的とする所望の成形加工性を満足させることはできない。

以上の必須成分よりなるＥＰＤＭ組成物は、架橋剤として、一般にＥＰＤＭ 100重量部当り約0.5～10重量部程度の割合で用いられる有機過酸化物、例えばジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(第3ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ビス(第3ブチルパーオキシ)ヘキシン-3等が配合される。

組成物の調製は、以上の各成分以外に、カーボンブラック、シリカ等の充填剤または補強剤、2価金属の酸化物または水酸化物、ステアリン酸、プロセスオイル、老化防止剤等を必要に応じて配合し、密閉型混練機等を用いて混練することによって行われ、それの架橋は約150～220℃で約１～20分間程度行われるプレス加硫および必要に応じて行われる約120～200℃で約0.1～20時間程度行われるオーブン加硫(二次加硫)によって行われる。

次に、実施例について本発明を説明する。

比較例１
ＥＰＤＭ(ARLANXEO社製品 Keltan 6950C DE) 100重量部
カーボンブラック(東海カーボン製品SEAST G-SVH) 40 〃
老化防止剤(大内新興化学製品NOCRAC MB) 1.0 〃
老化防止剤(同社製品NOCRAC CD) 0.2 〃
架橋剤(アルケマ製品LUPEROX DC40P-SP2) 10 〃
以上の各配合成分を10インチオープンロールで混練し、生地流動性を検討するべく流動体積の測定を行った。
流動体積：スパイラル型のGottfert社製キャピラリーレオメータRCR-IIを用い、
予熱なしでピストン押圧20MPa、190℃、1分間後の流動体積を測定
目標値は1000mm³以上とした

また、混練物について180℃、6分間のプレス加硫および150℃、1時間のオーブン加硫を行い、得られた加硫物について常態物性の測定を行った。また、混練物について180℃、8分間のプレス加硫および150℃、1時間のオーブン加硫を行い、得られた加硫物について耐へたり性を評価させる圧縮永久歪値の測定を行った。
常態物性：硬さ：JIS K-6253準拠、引張強さ、伸び：JIS K-6251準拠
圧縮永久歪：JIS K-6262に準拠し、120℃、70時間後の値を測定
目標値は25未満とした

比較例２
比較例１において、さらにパラフィン系プロセス油(出光興産製品PW-380)が20重量部用いられた。

比較例３
比較例１において、さらにセバシン酸エステル系可塑剤(田岡化学工業製品DOS)が20重量部用いられた。

比較例４
比較例１において、さらにポリ-α-オレフィン系可塑剤(INEOS社製品DYRASYN 170)が20重量部用いられた。

比較例５
比較例１において、さらに1,2-ビニル量が0重量％の液状ポリブタジエン(日本曹達製品BI-3000)が20重量部用いられた。

参考例１
比較例１において、さらに1,2-ビニル量が28重量％の液状ポリブタジエン(CRAY VALLEY社製品RICON 130)が20重量部用いられた。

参考例２
比較例１において、さらに1,2-ビニル量が90重量％以上の液状ポリブタジエン(日本曹達製品B-3000)が20重量部用いられた。

比較例６
参考例１において、液状ポリブタジエン量が10重量部に変更されて用いられた。

参考例３
参考例１において、液状ポリブタジエン量が15重量部に変更されて用いられた。

参考例４
参考例１において、液状ポリブタジエン量が40量部に変更されて用いられた。

比較例７
参考例１において、液状ポリブタジエン量が50重量部に変更されて用いられた。

比較例８
参考例２において、液状ポリブタジエン量が10重量部に変更されて用いられた。

参考例５
参考例２において、液状ポリブタジエン量が15重量部に変更されて用いられた。

実施例１
参考例１において、さらに1,2-ビニル量が90重量％以上の液状ポリブタジエン(B-3000)が10重量部用いられた。

実施例２
参考例１において、1,2-ビニル量が28重量％の液状ポリブタジエン(RICON 130)量が10重量部に変更され、またさらに1,2-ビニル量が90重量％以上の液状ポリブタジエン(B-3000)が5重量部用いられた。

以上の各実施例、参考例および比較例で得られた結果は、次の表１～２に示される。

表１
測定項目比１比２比３比４参１参２比５
[生地流動性]
流動体積 (mm³) 400 650 750 650 1450 1500 850
[常態物性]
硬度 (Duro A) 73 60 59 60 61 80 60
引張強さ (MPa) 19.6 12.6 13.0 11.6 15.4 21.6 16.9
伸び (％) 220 290 410 290 310 140 300
[圧縮永久歪]
120℃、70時間 (％) 5 6 8 6 12 6 5

表２
測定項目比６参３参４比７比８参５実１実２
[生地流動性]
流動体積 (mm³) 700 1150 4500 7400 850 1200 2400 1200
[常態物性]
硬度 (Duro A) 67 64 53 44 75 77 63 67
引張強さ (MPa) 17.7 16.8 3.8 2.7 21.3 21.5 16.9 22.3
伸び (％) 230 270 290 480 150 150 240 220
[圧縮永久歪]
120℃、70時間 (％) 8 10 24 32 5 5 11 5

本発明に係るＥＰＤＭ組成物は、加工性に課題のあるパーオキサイド架橋性ＥＰＤＭの成形加工性を改善せしめつつ、架橋物の耐圧縮永久歪特性をも満足させるので、ガスケットやバルブ等の成形材料として有効に用いられる。

Claims

パーオキサイド架橋性ＥＰＤＭ 100重量部に、可塑剤として1,2-ビニル量が25～35重量％の液状ポリブタジエン10～30重量部および1,2-ビニル量が90～99重量％の液状ポリブタジエン5～15重量部のブレンド物である液状ポリブタジエンを15～45重量部配合したＥＰＤＭ組成物。
ガスケットまたはバルブの成形材料として用いられる請求項１記載のＥＰＤＭ組成物。
請求項１記載のＥＰＤＭ組成物の架橋成形物。