JPH01294747A

JPH01294747A - 水膨張性エラストマー組成物

Info

Publication number: JPH01294747A
Application number: JP63124795A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Takemori; 信一竹森; Shigeji Obayashi; 大林　重二; Morio Nakamura; 守男中村; Kosaku Yamada; 耕作山田; Tetsuro Motooka; 哲朗本岡
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-28
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JP2627075B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は膨張速度の改良された水膨張性エラストマー組
成物に関するものであり、ざらに詳しく述べるとエラス
トマーにエチレンプロピレンコポリマーまたは／および
アタクチックポリプロピレン、水溶性樹脂、吸水性樹脂
、水、２個以上の官能基を有する架橋剤、ならびに無機
充填剤を配合してなる組成物を提供するものである。こ
れを所望の形状に成形することにより、土木建築関係の
工事等において短時間に止水性能を発揮するすぐれた水
膨張性エラストマーが１ｑられる。

（従来の技術）従来、土木建築工事その他の分野において、間隙の充填
、密封止水ヤ機器類の気密保持の目的で各種ゴム類に各
種吸水性樹脂や水膨潤性を有するウレタン樹脂、親水性
基を有するゴム等を混合した水膨潤性のゴム類が提案さ
れている。例えばスチレン系エラストマー、高吸水性樹
脂および粘着付与剤を含有する水膨潤性組成物、（特開
昭６０−１９７７８４号）エラストマー、吸水性樹脂、
水溶性樹脂の三成分を均一に混合してなる水膨潤性エラ
ストマー組成物（特開昭６０−５５０４１号）塩素化ポ
リエチレン、ポリイソブチレン、高吸水性樹脂からなる
水膨張性止水材（特開昭６１−４３６４１号）合成ゴム
、未架橋吸水性樹脂、水溶性エポキシ系化合物からなる
吸水性混合物（特開昭６１−２７５３３８号）エラスト
マー、￥Ａ水性ウレタンプレポリマー、水（ＩＳを含有
する液状ゴム又はポリエチレンオキシドを含有する組成
物を成形して成る水膨張性止水林料（特開昭６２−２５
６８８４号）等多くの発明が公開され何れも同じ目的に
使用することかできるとしている。これらは夫々、機械
的強度、長期安定性。

膨潤率、吸水性樹脂の脱落、膨同速度、低温作業性、低
温膨張性などの問題点を改良したものと説明されていて
現に市場に用いられている。

（発明が解決しようとする問題点）これら従来の水膨張性ゴムは土木建築工事においてシー
ルドセグメント継手面、ヒユーム管やカルバートボック
スなどのジヨイント部の止水材として用いられているが
、何らかの原因によりひび割れ亀裂等が生じた時、漏水
が起ってもこれに追随して膨張して始めて止水効果を発
揮するものでおる。しかしながら従来品では漏水してか
ら止水が完了する迄に長時間を要するものが多く現実的
には早期に止水効果を挙げることが出来ず問題となって
いた。前記特開昭６０−５５０４１　＠に記載の発明は
膨潤率の向上吸水性樹脂の脱落防止、膨潤速度の増大を
目的として本出願人が提案したものであるが膨潤速度の
点においては１時間値が２４時間迄の飽和膨潤率の１０
〜１５％程度と低く必ずしも満足すべきものではない。

他の従来品はしかしながらこれよりもざらに遅く飽和に
達するのに２〜３日を要し、前記のような漏水に対応す
ることは到底不可能であった。

本発明者らはこのような状況に鑑み鋭意検討を重ねた結
果エラストマーにエチレンプロピレンコポリマーまたは
／およびアタクチックポリプロピレン、水溶性樹脂、吸
水性樹脂、水、２個以上の官能基を有する架橋剤ならび
に無機充填剤を配合すれば膨張速度が極めて大きく、し
かも膨張率。

安定性などのすぐれた表面状態のきれいな水膨張性エラ
ストマー組成物が得られることを児出し本発明に到達し
た。

（問題点を解決するための手段）本発明の目的は水によって急速に膨張し得るエラストマ
ーを提供することにあり、その要旨はエラストマー、エ
チレンプロピレンコポリマーまたは／およびアタクチッ
クポリプロピレン、水溶性樹脂、吸水性樹脂、水、２個
以上の官能基を有する架橋剤、無機充填剤を含有して成
る水膨張性エラストマー組成物である。

本発明で用いるエラストマーとは、天然ゴムおよび合成
ゴムであり、合成ゴムとしてはクロロプレンゴム、ブタ
ジェン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニ
トリル−ブタジェンゴム。

ブチルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ク
ロルスルホン化ポリエチレン、シリコンゴム、ウレタン
ゴム、ポリスルフィドゴム、アクリルゴムなどの多くの
公知のものがあげられるが、加工性、経済的観点からみ
て天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。

これらのゴムは各々、使用分野に応じて適宜選択できる
。例えば、耐候性が要求される場合には、クロロプレン
ゴム、クロルスルホン化ポリエチレンを、耐熱性を必要
とする場合には、シリコンゴム、フッ素ゴムが適してい
る。

本発明において膨張速度を上げるためにはエチレンプロ
ピレンコポリマーまたは／およびアタクチックポリプロ
ピレンを配合することが必要であり、従来このような成
分を加えた組成物は知られていない。その作用効果は審
らかではないがこれによって膨張速度が著しく大きくな
ったことは意外の効果ともいうべく本発明の主な特徴で
ある。

本発明で用いるエチレンプロピレンコポリマーはエチレ
ンとプロピレンを主成分として重合した餅状物質で平均
分子量２０万以下好ましくは３〜５万程度のものが適し
ている。アタクチックポリプロピレンは通常非晶質でワ
ックス状ないし餅状をなし、平均分子ｆｆ１ｌｏ万以下
好ましくは１〜２万程度のものが適している。いずれも
分子量の高過ぎるものは、エラストマーないしプラスチ
ックとなり全く効果が見られない。これらはどちらか一
方を用いても、両者を併用してもよく目的により適宜選
択する。使用量はいずれの場合でもエラストマーに対し
１０〜３００重量部の範囲で用いるのがよく少な過ぎる
と効果か現れず、逆に多過ぎてもそれに見合う効果が期
待できないばかりかエラストマーの特性が失なわれて好
ましくない場合も生ずる。本発明で用いる水溶性樹脂の
例としては、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、カ
ルボキシメチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルロー
ズ、ヒドロキシプロピルセルローズ等の合成樹脂、グア
ーガム、ローカストピーンガム、クリスタルガム、トラ
ガカントガム等の天然ガム、アルギン酸ソーダ、澱粉な
どの天然物等があげられ、ゴムとの相溶性および加工性
の点から、ポリエチレンオキシドが熱可塑性であるため
適しており、得られた水膨潤性エラストマーの外観。

性能面からみてもポリエチレンオキシド、ポリビニルピ
ロリドンを用いた場合に好ましい結果が得られる。しか
しながら本発明においては必ずしも水溶性樹脂を配合す
る必要は無く、例えば高膨張率のものには配合しなくて
もよい場合か多い。通常エラストマー１００重量部に対
し、必要に応じ０〜５０重量部の割合で用いる。多過ぎ
ると溶出などの弊害が起る傾向がある。

本発明に用いる吸水性樹脂の種類は特に限定されること
なく市販のものはすべて利用できるが中でもカルボキシ
レートを重合体の構成成分として含有するものが、架橋
により、吸水能を調整するのに便利である。その例を挙
げると、アクリル酸塩重合体架橋物、ビニルアルコール
−アクリル酸塩共重合体の架橋物、無水マレイン酸クラ
フトポリビニルアルコール架橋物、アクリル酸塩−メタ
クリル酸塩共重合体の架橋物、アクリル酸メチル−酢酸
ビニル共重合体のけん化物の架橋物、澱粉アクリル酸塩
グラフト共重合体の架橋物、澱粉アクリロニトリルグラ
フト共重合体の加水分解生成物の架橋物、澱粉−アクリ
ル酸エチルグラフト共重合体のけん化物の架橋物、カル
ボキシメチルセルローズ架橋物などがある。

吸水性樹脂の使用量はエラストマー１００重量部に対し
２５〜５００重量部好ましくは５０〜２００重聞部加え
るとよい。吸水性樹脂が少な過ぎると充分な膨張率、膨
張速度が得られず、また多過ぎる場合には吸水性樹脂か
エラストマーから脱離しやすくなり止水の目的に適しな
くなる。本発明においては特に吸水性樹脂１００重量部
に対し１０〜１００重量部の水の存在下、０．０１〜１
０重量部好ましくは０．０１〜５重量部の２個以上の官
能基を有する架橋剤を用いて架橋させることにより、他
の成分と相俟って膨張速度を大きくすることができる。

その作用効果は充分審らかではないが吸水性樹脂を若干
膨潤させた状態でその表面を架橋することにより、親水
性が増大し従ってエラストマー全体の吸水膨張が速かに
行なわれるものと推定される。水の添加量が少な過ぎる
と膨潤し足らず、多過ぎるとゲル化してしまうので架橋
するのに好ましくない。また架橋剤の使用量が少な過ぎ
ると架橋度が少なく、多過ぎてもそれに対応する効果が
現われないので経済的に好ましくない。

こ・で吸水性樹脂と水と架橋剤はエラストマーと他の成
分を混合するときに同時に混合してもよいが予め所定量
の吸水性樹脂に水を添加し、混合しながら架橋させたも
のをエラストマーその他と混合した方が均質なものが得
られるので好ましい。

本発明で使用する架橋剤としては吸水性樹脂の構成成分
としてカルボキシレート、水酸基、スルホン基、アミノ
基など、その他重合体中に存在する基と反応しうる２個
以上の官能基を有する架橋剤であれば、いずれも使用す
ることができる。例えばエチレングリコール、プロピレ
ングリコール。

トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチ
レングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポ
リグリセリン等のポリオール類のジまたはトリ（メタ）
アクリル酸エステル類、Ｎ。

Ｎ−メチレンビスアクリルアミドなどのビスアクリルア
ミド類、ジグリシジルエーテル化合物、ハロエポキシ化
合物、イソシアネート化合物、Ｎ。

Ｎ−、Ｎ”−トリアクリルイソシアヌレート、ジビニル
ベンゼン等が挙げられる。これらの中では特にジグリシ
ジルエーテル化合物が適している。

ジグリシジルエーテル化合物の具体例としては、（ポリ
）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）
プロピレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）
グリセリンジグリシジルエーテル等があり、中でもエチ
レングリコールジグリシジルエーテルが最も好適な結果
を与える。

本発明で用いる無機充填剤としては、特に限定されるこ
となく通常のエラストマー加工に用いられるものが使用
できる。その例を挙げれば珪藻土。

ベントナイト、タルク、石綿、クレー、炭酸カルシウム
などであり、これらを添加することにより作業性１寸法
安定性、Ｒ械的強度などの物性を向上させることが出来
る。その配合量はエラストマーの種類、充填剤の種類に
より一概には云えないが通常エラストマー１００重量部
に対し、１００〜５００重量部の範囲が好ましく少な過
ぎると物性向上の効果に乏しく、多過ぎても対応する効
果が現われないばかりか逆に脆くなるような欠点も出て
来るので好ましくない。

本発明の組成物は前記のエラストマー、エチレンプロピ
レンコポリマー、水溶性樹脂、吸水性樹脂、水、架橋剤
、充填剤を通常用いられる機械的方法によって均一に混
合して製造される。例えばロール混練、バンバリーミキ
サ−混練などが挙げられる。この際エラストマー単独の
加工に必要な可塑剤、安定剤、増量剤、顔料、加硫剤、
加硫促進剤などの添加剤を適宜用いてもよいことはいう
迄もない。

（実施例）以下実施例、比較例により本発明をざらに詳細に説明す
るが本発明がこれらに限定されるものではない。なお、
実施例における膨張性能の測定方法は下記のとおりであ
る。

（膨張率）水膨張性エラストマーを成形して２０Ｘ４０Ｍとした試
験片を純水（イオン交換水）５００ｄに浸漬し、所定時
間後の重量を測定し、次式により膨張率（％）を算出す
る。

Ｗ−Ｗ。

膨張率（％’）　−−Ｘ　　１００ＷＯ＝膨張膨張型量（ｙ）Ｗ　＝膨張後の重量（３）実施例１スチレン−ブタジエンゴム（商品名：ニボール１７７８
Ｊ、日本ゼオン（株）製）１３７．５重世部（ベースポ
リマー１００部）にカーボンブラック〔商品名：旭＃５
０．旭カーボン（株）製〕５部。

エチレン・プロピレン・コポリマー〔商品名：ユカタツ
クに−４，三菱油化（株）製〕１５０部。

水溶性樹脂ポリビニルピロリドン〔商品名ニルビスコー
ルに−１７，ＢＡＳＦジャパン製〕５部。

珪藻土１５０部と吸水性樹脂〔商品名：アクアキープ４
３．製鉄化学（株）製〕１００部純水（イオン交換水＞
５０部とエチレングリコールジグリシジルエーテル２部
の混合物を添加し、酸化亜鉛３部、ステアリン酸２部、
イオウ４部、加硫促進剤ＴＴ（商品名ニックセラーＴＴ
、大内娠興（株）製）１．７５部、ＤＭ（商品名ニック
セラーＤＭ、大内撮興（株）製〕０．７部を６インチオ
ープンロールで混練した後、熱プレス（１５０’Ｃｘ３
０分間）で加硫し、厚み２＃の水膨張性エラストマーを
得た。

実施例２〜９．比較例１〜３表１〜３に示す配合にて、実施例１と同様な方法で水膨
張性エラストマーを得た。実施例１〜４゜比較例１〜３
の膨張性能測定結果は第１表に、実施例５〜９は第３表
に示す通りである。

第１表注２）　膨張速度は飽和膨張率に対する１時間後の膨張
率の割合で示した。

第３表ツクセラーＭ：０．５部（発明の効果）本発明は膨張速度が著しく大きく、しかも膨張率、安定
性にすぐれ表面状態のきれいな水膨張性エラストマーを
提供するものであり、特に土木建築関係の工事等におい
てすぐれた水膨張性を発揮し従来飽和膨張率を得るまで
に２〜３日を要したものが、１時間程度の極めて短時間
で飽和に達し、画期的な効果を奏するすぐれた止水材と
して当業界に寄与する所大なるものがある。

出願人　　　製鉄化学工業株式会社代表者増田裕治

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（Ａ）エラストマー（Ｂ）エチレンプロピレンコポリマーまたは／およびア
タクチックポリプロピレン（Ｃ）水溶性樹脂（Ｄ）吸水性樹脂（Ｅ）水（Ｆ）２個以上の官能基を有する架橋剤（Ｇ）無機充填剤を含有して成る水膨張性エラストマー組成物。
（２）前記（Ａ）１００重量部に対し、（Ｂ）１０〜３
００重量部、（Ｃ）０〜５０重量部、（Ｄ）２５〜５０
０重量部、（Ｇ）５０〜５００の割合で、かつ（Ｄ）１
００重量部に対し、（Ｅ）１０〜１００重量部、（Ｆ）
０．０１〜１０重量部の割合で混合する特許請求の範囲
（１）記載の組成物。
（３）エラストマーがスチレン−ブタジエンゴムである
特許請求の範囲（１）記載の組成物。
（４）エチレンプロピレンコポリマーが平均分子量２０
万以下のものである特許請求の範囲（１）記載の組成物
。
（５）アタクチックポリプロピレンが平均分子量１０万
以下のものである特許請求の範囲（１）記載の組成物。
（６）水溶性樹脂がポリビニルピロリドンである特許請
求の範囲（１）記載の組成物。
（７）吸水性樹脂がポリアクリル酸塩の架橋物である特
許請求の範囲（１）記載の組成物。
（８）無機充填剤が珪藻土またはベントナイトである特
許請求の範囲（１）記載の組成物。
（９）２個以上の官能基を有する架橋剤がエチレングリ
コールジグリシジルエーテルである特許請求の範囲（１
）記載の組成物。
（１０）予め吸水性樹脂、水、２個以上の官能基を有す
る架橋剤を混合した後、他の成分と混合する特許請求の
範囲（１）記載の組成物。