JPH0430963B2 - - Google Patents

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JPH0430963B2
JPH0430963B2 JP59249361A JP24936184A JPH0430963B2 JP H0430963 B2 JPH0430963 B2 JP H0430963B2 JP 59249361 A JP59249361 A JP 59249361A JP 24936184 A JP24936184 A JP 24936184A JP H0430963 B2 JPH0430963 B2 JP H0430963B2
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、ビニル基含有有機けい素基が結合し
た単位を導入した新規アクリル系共重合体の製造
方法に関し、特には過酸化物による加硫特性が顕
著に改良されたアクリル系共重合体の提供を目的
とする。 (従来の技術) 従来、アクリルゴムは耐熱性、耐油性、耐オゾ
ン性を兼ね備えたゴムとして知られ、シール材、
ガスケツト、ホース材等耐熱性、耐老化性、耐油
性等の特性を生かした分野に使用されている。 現在アクリルゴムとしては、アクリル酸エステ
ルを主成分とし、これと少量の2−クロロビニル
エーテル、モノクロル酢酸ビニル等の活性塩素含
有モノマーまたはグリシジルメタクリレート、ア
リルグリシジルエーテル等のエポキシ含有モノマ
ーを共重合させたものが実用化されている。しか
しこの種のアクリルゴムには、(イ)加硫を完了する
のにポリアミン系あるいはイオウ一石ケン系等の
加硫材を用い、約170〜180℃の温度で数十分間プ
レス加硫しついで数時間の後加硫を行うことが必
要とされ、他の一般的ゴムと較べて著しく加硫速
度がおそい、(ロ)このような活性塩素含有ゴムは金
型腐食を起こしやすい、さらに(ハ)ポリアミン系加
硫剤使用のものは毒性の面で医薬、食品関係の用
途には不適当である、などの欠点がある。 これらの諸欠点を改善するため、側鎖に不飽和
結合基を導入する試みがなされており、たとえば
アクリル酸エステルとジエン系炭化水素、シクロ
ペンタジエン誘導体、シクロヘキセン誘導体等を
共重合して、イオウ加硫または過酸化物加硫する
方法が知られているが、加硫が非常におそかつた
り、ロール作業性が悪かつたりして実用的なもの
は得られていない。 最近、アクリル酸エステルとノルボルネン誘導
体を共重合して、イオウ加硫または過酸化物加硫
する方法が提案されているが、イオウ加硫性につ
いてはかなりの改善がなされているものの、過酸
化物加硫の点ではなお加硫速度がおそく実用化は
困難である。 (発明の構成) 本発明者らはかかる従来の欠点を克服すべく、
鋭意研究を行つた結果、本発明を完成した。 すなわち本発明は、 (イ) 一般式 CH2=C(R1)(COOR2) ……() (式中のR1は水素原子もしくはメチル基、R2
は炭素原子数1〜8のアルキル基もしくはアル
コキシ基置換アルキル基)で表わされるアクリ
ル系単量体60〜99.99重量部、 (ロ) 一般式 [式中のR3は重合性オレフイン結合を有する
一価の有機基(但しp=0のときビニル基を除
く)、R4およびR5は水素原子または非置換もし
くは置換一価炭化水素基、R6は非置換もしく
は置換一価炭化水素基、水素原子、水酸基また
はハロゲン原子以外の加水分解可能な基、pは
0〜10、qは0〜50、aは0〜2、bは1〜
3、a+b=3をそれぞれ示す。]で表わされ
る重合性有機けい素単量体0.01〜10重量部、お
よび (ハ) その他のエチレン性不飽和基含有単量体 0〜30重量部、 をラジカル重合開始剤を用いて共重合反応させる
ことを特徴とするビニル基含有有機けい素基を有
するアクリル系共重合体の製造方法に関するもの
である。 本発明の方法により得られるアクリル系共重合
体は、過酸化物による加硫特性に顕著にすぐれて
おり、加工性がよく物理的性質にすぐれている。
特に過酸化物による加硫特性についてはけい素原
子に結合したビニル基の反応特異性により、数分
の誘導期間の後、急速に加硫が進行し短時間で加
硫が完了するため、常圧熱気加硫が可能であり、
後加硫などの煩雑な操作は不要であるという利点
を有する。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明の方法により得られるアクリル系共重合
体は、前記したように、(イ)および(ロ)単量体成分を
必須とし、必要に応じ(ハ)の単量体成分を共重合化
してなるものであり、特にけい素原子に直結した
ビニル基を有する有機けい素基の結合した単位が
導入されていることが特徴である。このけい素原
子に直結したビニル基は一般のビニルモノマーと
は反応性が著しく異なつており、たとえば特公昭
55−41704号公報に開示されているように、けい
素原子に直結したビニル基を有するオルガノポリ
シロキサンと一般のビニルモノマー(オレフイン
系モノマー)との混合物を遊離ラジカル重合開始
剤で重合しても、該オルガノポリシロキサンはビ
ニル基を有するにもかかわらず何ら重合反応ない
しグラフト化反応を起こさず、ビニルモノマーの
方のみが重合反応し、この重合により得られたポ
リマーと該オルガノポリシロキサンとの混合物が
得られるにすぎないことから明らかなとおり、通
常のラジカル重合ではこのけい素原子に直結した
ビニル基はそのまま温存される。 これに対し、けい素原子に結合している不飽和
基が3−(アクリロキシ)プロピル基、3−(メタ
クリロキシ)プロピル基、4−ビニルフエニル
基、メタクリロキシメチレン基などである場合、
これらは一般のエチレン性不飽和単量体と同様に
通常のラジカル重合により容易に共重合する。 本発明は、(イ)成分、(ロ)成分および必要に応じ使
用される(ハ)成分の所定割合からなる混合物を、通
常使用されているラジカル重合開始剤を用いて、
乳化重合、懸濁重合、溶液重合、あるいは塊状重
合等の方法で重合反応を行わせることにより目的
とするアクリル系共重合体を製造する。この主体
成分である(イ)成分としては前記一般式()で表
わされるアクリル系単量体すなわちアクリル酸エ
ステルもしくはメタクリル酸エステルが使用され
る。式中のR1は水素原子もしくはメチル基を、
またR2は炭素原子数1〜8のアルキル基もしく
はアルコキシ基置換アルキル基を示すが、この
R2の具体的例示としてはメチル基、エチル基、
プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、ペン
チル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オ
クチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基
などが挙げられる。なお、エステル残基(R2
の鎖長が長くなると、反撥弾性の高い共重合体が
得られ、一方R2の鎖長が短かくなると引張強さ、
耐油性、耐熱性の向上した共重合体が得られる。 つぎに(ロ)成分としては前記一般式()で表わ
される重合性有機けい素単量体が使用される。式
中のR3としては重合性オレフイン結合を有する
一価の有機基、たとえばアクリロキシ基、メタク
リロキシ基、4−ビニルフエニル基などが例示さ
れる。R4およびR5としては水素原子、メチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル
基、フエニル基、トリル基などのアリール基、シ
クロヘキシル基などのシクロアルキル基、または
これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部
または全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換
した一価炭化水素基が例示される。R6としては
水素原子、水酸基、ハロゲン原子以外の加水分解
可能な基、およびR4、R5で例示した非置換もし
くは置換の一価炭化水素基が例示される。p、q
およびa、bは前記のとおりである。このような
(ロ)成分に相当する重合性有機けい素化合物の具体
的例示をあげれば次のとおりである。ただし以下
の記載においてMeはメチル基、Phはフエニル基
を示す。 アクリル系重合体中に以上例示したビニル基含
有有機けい素基が結合した単位を導入することに
より、有機過酸化物による加硫特性が著しく改善
され、常圧熱気加硫が容易に進行するようにな
り、かつ加硫特性はけい酸質充填剤が配合された
場合でも阻害されることなく発揮される。 (ロ)成分の使用割合は、(イ)成分60〜99.99重量部
に対し(ロ)成分を0.01〜10重量部(特には0.1〜5
重量部)の範囲とすることが望ましく、0.01重量
部以下では加硫速度が遅く、また10重量部以上と
すると加硫の進行が過度となりすぎゴムの物理的
性質が低下する。 (ハ)成分としてのその他のエチレン性不飽和基含
有単量体は必要に応じ使用されるものであり、こ
れにはスチレン、ビニルトルエン、α−メチルス
チレン、ビニルナフタレン、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリルアミド、酢酸ビニ
ル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プ
ロピレンなどが例示される。これらの単量体成分
を使用する場合には、(イ)成分60〜99.99重量部に
対し(ハ)成分を30重量部以下とすべきであり、30重
量部を超える多量を使用するとアクリルゴム本来
の物性が損なわれるので好ましくない。 共重合反応を行なわせるために使用されるラジ
カル重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム、
過硫酸カリウム、過酸化水素水等の水溶性タイ
プ、あるいはベンゾイルパーオキサイド、ラウリ
ルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリ
ル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等
の10時間半減期が80℃以下の油溶性タイプが好ま
しい。 40℃以下の低温で共重合する場合は、還元剤と
組合せたレドツクス系触媒を使用すのが好まし
く、水溶性タイプでは硫酸第1鉄との併用、油溶
性タイプではベンゾイルパーオキサイド/N,N
−ジメチルアニリンの組合せが好適である。好ま
しい重合温度は0〜80℃の範囲である。 得られた共重合体は、耐熱性、耐油性、耐オゾ
ン性を兼ね備えたゴムとして、各種シール材、ガ
スケツト、ホース材等その特性を生かした用途に
使用され得る。 つぎに具体的実施例をあげる。ただし以下の記
載において単に部とあるのはいずれも重量部を示
す。 実施例 1 窒素置換したかくはん機付密閉型反応器に、水
200部およびラウリル硫酸ナトリウム2部を仕込
んで反応器内を30℃に調節したのち過硫酸アンモ
ニウム0.1部、酸性亜硫酸ナトリウム0.1部および
硫酸第1鉄0.001部を添加し、ついで下記の単量
体混合物 アクリル酸エチル 99部 S−5(前掲) 1部 を3時間要して添加した。反応器内を30℃に維持
したままさらに1時間かくはんを続け反応を完結
させた。 上記乳化重合により得られた乳白色エマルジヨ
ンをCaCl2水溶液にて塩折させ、水洗乾燥して
99.5%の収率で共重合生成物を得た。この共重合
体についてムーニー粘度〔ML1+4(100℃)〕を測
定したところ、値は51であつた。 他方、上記共重合体について下記の配合処方
(ただしパーオキサイドのみ後で配合)により常
温にて2本ロールで均一に混練し、さらに110℃
のロールで30分間混練りしてシリカ中の水分を除
き、冷却後該パーオキサイドペーストを均一に混
合して混練シートを得た。 (配合処方) 共重合体 100部 微粉末シリカ 40部 ステアリン酸 1部 酸化亜鉛 5部 50%2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド
ペースト 2部 この混練シートを熱オーブン中で250℃×3分
加熱処理して加硫したところ、発泡をともなうこ
となく加硫ゴムシートが得られた。このゴムシー
トについてJIS K 6301に準じて諸物性を測定し
た。結果は第1表に示すとおりであつた。
【表】 実施例 2 窒素置換したかくはん機付密閉型反応器に、水
230部およびメトローズ60SH−4000(信越化学工
業製、ヒドロキシプロピルメチルセルロース)
0.04部を仕込んだ後、下記の単量体混合物 アクリル酸ブチル 85.5部 アクリロニトリル 12.5部 S−2(前掲) 2.0部 を加えて分散させ、反応器内を45℃に調節後パー
ロイルIPP(日本油脂工業製、ジイソプロピルペ
ロキシジカーボネート)を1.0部添加して重合を
開始させた。 反応器内を45℃に保持しながら3時間反応さ
せ、さらに50℃で1時間かくはんを続け反応を完
結させた。得られたスラリーを過脱水後乾燥し
て96%の収率で直径0.5〜2mmの球状ゴム共重合
体を得た。このもののムーニー粘度〔ML1+4(100
℃)〕は55であつた。 この共重合体について、下記の配合処方により
常温にて2本ロールで均一に混練し、得られた混
練シートを170℃×15分プレス加硫し物性を測定
した。結果は下記の第2表に示すとおりであつ
た。 (配合処方) 共重合体 100部 FEFカーボンブラツク 50部 ステアリン酸 1部 酸化亜鉛 5部 65%t−ブチルクミルパーオキサイドペースト
2部
【表】 実施例 3〜8 単量体の組成を変えて(第3表に示すとおり)
実施例1と同様の方法で共重合して得られたゴム
共重合体を、実施例3〜5、および実施例6〜8
についてそれぞれ下記の配合処方で混練シートを
作成し、加硫した。いずれも発泡のない良好な加
硫シートが得られ、物性はそれぞれ第3表に示す
とおりであつた。 (配合処方)
【表】 パーオキサイドペースト
(加硫条件) 実施例3〜5:混練シートを170℃×15分プレス
加硫した。 実施例6〜8:混練シートを250℃×3分常圧熱
気加硫した。
【表】 比較例 1および2 第4表に示す共重合組成で、アクリル酸エチ
ル、エチリデンノルボルネンおよびアリルグリシ
ジルエーテルを実施例1に準じて乳化共重合し、
得られたゴム共重合体を下記の配合処方でロール
混練した。 (配合処方)
【表】 オキサイドベースト
得られた混練シートを170℃×15分プレス加硫
したもの、このものを引続きギヤオーブン中で
170℃×3時間後加硫したものについて諸物性を
測定したところ、第4表に示すとおりの結果が得
られた。 なお、混練シートを250℃×3分常圧熱気加硫
したが比較例1および2とも発泡の著しい半硬化
状のシートしか得られなかつた(ただし比較例1
の場合には加硫剤として50%2,4−ジクロベン
ゾイルパーオキサイドペーストを2部使用した)。
【表】
【表】 つぎに、実施例1、3、6、および比較例1、
2の配合処方での170℃における加硫曲線をJSR
キユラストメーター型により測定したところ、
それぞれ第1図に示すとおりであつた。 以上の結果から明らかなとおり、従来のアクリ
ル系ゴムは加硫速度がおそいため所定の物性を得
るには通常のプレス加硫の後、長時間の後加硫を
必要とする。これに対し、本発明の方法により製
造されるゴム共重合体は加硫速度が速く、特に初
期の立上りが早く、短時間で加硫が完結するた
め、常圧熱気加硫が可能であり、その工業的利点
はきわめて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1、3、6、および比較例
1、2の配合処方での170℃における加硫曲線を
示したものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (イ) 一般式 CH2=C(R1)(COOR2) (式中のR1は水素原子もしくはメチル基、R2
    は炭素原子数1〜8のアルキル基もしくはアル
    コキシ基置換アルキル基)で表わされるアクリ
    ル系単量体60〜99.99重量部、 (ロ) 一般式 〔式中のR3は重合性オレフイン結合を有する
    一価の有機基(但しp=0のときビニル基を除
    く)、R4およびR5は水素原子または非置換もし
    くは置換一価炭化水素基、R6は非置換もしく
    は置換一価炭化水素基、水素原子、水酸基また
    はハロゲン原子以外の加水分解可能な基、pは
    0〜10、qは0〜50、aは0〜2、bは1〜
    3、a+b=3をそれぞれ示す。〕で表わされ
    る重合性有機けい素単量体0.01〜10重量部、お
    よび (ハ) その他のエチレン性不飽和基含有単量体0〜
    30重量部、 をラジカル重合開始剤を用いて共重合反応させる
    ことを特徴とするビニル基含有有機けい素基を有
    するアクリル系共重合体の製造方法。
JP24936184A 1984-11-26 1984-11-26 ビニル基含有有機けい素基を有するアクリル系共重合体の製造方法 Granted JPS61127711A (ja)

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