JPH0788440B2 - 耐寒性が改良されたゴム組成物 - Google Patents

耐寒性が改良されたゴム組成物

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JPH0788440B2
JPH0788440B2 JP24052886A JP24052886A JPH0788440B2 JP H0788440 B2 JPH0788440 B2 JP H0788440B2 JP 24052886 A JP24052886 A JP 24052886A JP 24052886 A JP24052886 A JP 24052886A JP H0788440 B2 JPH0788440 B2 JP H0788440B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は特定の組成を有する不飽和結合量の少ないニト
リル基含有共重合ゴムをゴム分とする耐寒性を改良した
ゴム組成物に関するものである。
(従来の技術及び発明が解決しようとする問題点) 自動車の排気ガス対策上エンジン周りのゴム部品に対し
ては高度の耐熱性が要求されるようになり、このような
背景下にニトリル基含有炭化水素ゴム(例えばアクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合ゴム、以下NBRと略すこと
がある)中の炭素−炭素二重結合含有単量体の一部分あ
るいは全部を水素化したニトリル基含有高飽和重合ゴム
が開発され、使用されている。
このゴムは従来のNBRに比べて耐オゾン性、耐熱性等が
極めて優れているが、ニトリル基の含有量や不飽和度に
よっては耐寒性がNBRよりも劣る場合がある。
最近の技術の進歩により、種々のゴム部品が用いられる
雰囲気の温度は、より低温から高温までと巾広くなって
来ており、耐寒性が改善されたニトリル基含有高飽和重
合体ゴム組成物の開発が強く要望されている。
一般に、通常のNBRでは、ニトリル基含量を下げること
により耐寒性を改良することが可能である。例えばASTM
D1329に定められたTR試験(伸長させた試験片を凍結さ
せ、温度を連続的に上昇させることによって伸長されて
いた試験片の回復性を測定する。例えば、昇温により試
験片の長さが10%収縮(回復)する時の温度をTR10と表
示する。)では結合アクリロニトリル量が37重量%のNB
RではTR10は−20.5℃であり、結合アクリロリトリル量
を28重量%と下げることによりTR10は−31℃となる。
しかしニトリル基含有高飽和共重合ゴムでは、NBRと異
なりニトリル基含量を低減しても必ずしも耐寒性は改良
されない。例えば、ブタジエン単位5重量%、アクリロ
ニトリル単位37重量%、残りが水素化ブタジエン単位の
ゴムではTR10は−24.5℃であるが、ブタジエン単位5重
量%、アクリロニトリル単位28重量%、残りが水素化ブ
タジエン単位のゴムのTR10は−20℃とアクリロニトリル
含量を低下させても耐寒性は改良されない。
本発明者等はニトリル基含有高飽和重合ゴムの耐寒性を
改善すべく鋭意検討した結果、該ゴムの単量体組成が特
定の条件を満たした場合に耐寒性が最善されることを見
い出し本発明を完成するに到った。
(問題点を解決するための手段) かくして本発明によれば、共重合体鎖中の係合各単量体
の含有量が (1)不飽和ニトリル系単量体単位 10〜40重量%、 (2)不飽和カルボン酸エステル系単量体単位 1〜40
重量%、 (3)共役ジエン系単量体単位 20重量%以下、 (4)水素化共役ジエン系単量体単位 残り であり、かつ単量体単位(1)と単量体単位(2)の合
計が30〜50重量%及び単量体単位(3)と単量体単位
(4)の合計が50〜70重量%であるニトリル基含有高飽
和共重合ゴムと配合剤とから成る耐寒性が改善されたゴ
ム組成物が提供される。
本発明のゴム組成物を使用することにより、NBRのブタ
ジエン単位を高度に水素化した場合には得られないTR10
が−26℃以下(SRFカーボンブラック40重量%/ゴム100
重量部、可塑剤は使用しない)の加硫物の製造が可能と
なる。
本発明で使用するニトリル基含有高飽和共重合ゴムは耐
油性及び耐寒性の要求から該ゴム中のニトリル基含有単
量体単位(1)の含有量は10〜40重量%が望ましい。10
重量%未満では耐油性にとぼしく、40重量%を越えると
耐寒性の改良効果が不充分である。また耐寒性を改良す
る為に導入する不飽和カルボン酸のエステル単量体単位
(2)の含量は1〜40重量%である。1重量%未満では
耐寒性の改良効果は少なく、40重量%を越えると耐寒性
は改良されるが、耐油性は低下する。好ましくは3〜30
重量%である。耐熱性の点からは該ゴム中の共役系単量
体単位(3)の含有量は20重量%以下、好ましくは15重
量%以下である。上記の各単量体単位の含有量の残りが
水素化共役ジエン系単量体単位(4)の含有量である。
以上の要件と共に、耐油性と耐寒性をバランスさせるた
めに、該ゴム中の単量体単位(1)と単量体単位(2)
の合計が30〜50重量%である必要があり、この範囲をは
ずれると驚くべきことには耐寒性は改良されない。更に
耐熱性と耐寒性のバランスの点からは単量体単位(3)
と単量体単位(4)の合計が50〜70重量%である必要が
ある。
本発明のニトリル基含有高飽和共重合ゴムは不飽和ニト
リル系単量体、不飽和カルボン酸単量体及び共役ジエン
系単量体を共重合して得られる共重合ゴム中の共役ジエ
ン系単量体単位を通常の方法で水素化したゴムである。
本発明の共重合ゴムを製造するために使用される単量体
を以下に例示する。
不飽和ニトリル系単量体としてはアクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリルなどが
挙げられる。
不飽和カルボン酸エステル系単量体としてはメチルアク
リレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレー
ト、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレー
ト、n−ペンチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレ
ート、2−メチル−ペンチルアクリレート、n−オクチ
ルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n
−ドデシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチ
ルメタクリレート等の炭素数1〜18程度のアルキル基を
有するアクリレート及びメタクリレート;メトキシメチ
ルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、エトキ
シエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、
エトキシプロピルアクリレート、メトキシエトキシアク
リレート、エトキシブトキシアクリレート等の全炭素数
2〜12程度のアルコキシアルキル基を有するアクリレー
ト;αおよびβ−シアノエチルアクリレート、α,βお
よびγ−シアノプロピルアクリレート、シアノブチルア
クリレート、シアノヘキシルアクリレート、シアノオク
チルアクリレート等の炭素数2〜12程度のシアノアルキ
ル基を有するアクリレート;2−ヒドロキシエチルアクリ
レート、ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキ
シアルキル基を有するアクリレート;マレイン酸モノエ
チル、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、フマル
酸ジエチル、フマル酸ジ−n−ブチル、フマル酸ジ−2
エチルヘキシル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジ−
n−ブチルなどの不飽和ジカルボン酸のモノ及びジアル
キルエステルなどが挙げられる。
共役ジエン系単量体としては1,3−ブタジエン、2,3−ジ
メチルブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン等
が挙げられる。これらの単量体以外に、全単量体量の一
部を本発明の主旨が損なわれない範囲でスチレン、ビニ
ルピリジン等のビニル系単量体やビニルノルボルネン、
ジシクロペンタジエン、1,4ヘキサジエン等の非共役ジ
エン系単量体等の上記各単量体と共重合可能な単量体で
置換してもよい。
本発明で使用されるニトリル基含有高飽和共重合ゴムと
しては、具体的には、ブタジエン−ブチルアクリレート
−アクリロニトリル共重合ゴム、ブタジエン−イソプレ
ン−ブチルアクリレート−アクリロニトリル共重合ゴ
ム、ブタジエン−ピペリレン−2−エチルヘキシルアク
リレート−アクリロニトリル共重合ゴム、ブタジエン−
メトキシアクリレート−アクリロニトリル共重合ゴムな
どの水素化したものが例示できる。
本発明のゴム組成物はニトリル基含有高飽和共重合ゴム
とゴム工業で常用されている各種配合剤とを通常の混合
機を用いて混合して配合ゴム組成物とされる。配合剤の
種類及び使用量はゴム組成物の使用目的(用途)に従っ
て決められ、本発明においては特に限定されない。
配合剤としては、硫黄、テトラメチルチウラムダイサル
ファイドの用な硫黄供与性化合物、亜鉛華、ステアリン
酸、各種加硫促進剤(グアニジン系、チアゾール系、チ
ウラム系、ジチオ酸塩系など)などから成る硫黄加硫
系;ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3などの有機過酸
化物加硫系;SRF、HAF、FEA等の各種グレードのカーボン
ブラック、シリカ、タルク、炭酸カルシウム等の補強
剤、充てん剤;可塑剤、プロセス油、加工助剤、老化防
止剤等が通常使用される。
本発明のゴム組成物を使用することにより、高飽和TBR
を用いたゴム組成物では得られないTR10が−26℃以下
(SRFカーボンブラック40重量部/ゴム100重量部使用、
可塑剤は使用しない)の加硫ゴム製品の製造が可能であ
る。
本発明のゴム組成物はニトリル基含有高飽和供給重合ゴ
ムの特長である耐オゾン性、耐熱性、耐油性を有すると
共に耐寒性が改善されているので各種オイル、ガス等と
接触して使用され、耐熱性、耐油性が要求されるゴム製
品、特に耐寒性の要求されるゴム製品の製造に使用する
と効果を発揮する。
従って、本発明の対象とするゴム製品は回転機器の軸受
けに用いるO−リング、パッキング、ガスケットなどの
各種シール用ゴム製品;コンベヤーベルト、V−ベル
ト、タイミングベルト等の各種ベルト;バルブ及びバル
ブシート材;油井で使用されるバッカー、ウエルヘッド
シール、BOP(Bllw out Preventar)、ブラダー等;各
種クッション材、防振材等;クランウシャフトシール、
ベアリングシール、アクセルのロータリーシール、船尾
管シール等の船舶又は自動車の軸受けシール;各種バイ
アフラム;自動車燃料ホース、マリンホース、ライザ
ー、フローライン等のホース類;地熱発電等のエネルギ
ー分野などの幅広い用途のゴム製品等が例示できる。
(実施例) 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。なお、実施例、比較例及び参考例中の部及び%はと
くに断りのないかぎり重量基準である。
実施例1 通常の乳化重合により調整したアクリロニトリル−ブタ
ジエン共重合ゴム及びアクリロニトリル−ブタジエン−
ブチルアクリレート三元共重合ゴムのそれぞれをメチル
イソブチルケトンに溶解し、Pd/シリカ触媒を用いて耐
圧容器中で各ゴム中のブタジエン単位部分を部分水素化
し、高飽和共重合ゴムを得た。これらのゴムの単量体単
位の有有量を第1表に示す。
得られた高飽和共重合ゴムのそれぞれと第2表の配合処
方に記載した配合剤とを冷却ロール上で混合してゴム組
成物を得、これらを170℃,15分間加圧加熱することによ
って加硫物を調製した。加硫物のTRテストはASTM D−13
29に準じた。他の加硫物性はJIS K−6301に従って測定
した。結果を第1表に併記する。
第1表から明らかなように、不飽和カルボン酸エステル
単位を含む共重合ゴムであっても、本発明の要件を満足
しない場合に(実験番号1)は耐寒性(TR10)は該単位
を含まぬ高飽和共重合ゴム(実験番号4)よりも劣り、
改善されない。
実施例2 実施例1と同様にして得た第3表記載の高飽和共重合ゴ
ムを用い、第2表の配合処方によりゴム組成物を調製
し、170℃で15分加圧加熱して加硫物を得た。加硫物の
特性を第3表に示す。
実施例3 実施例1と同様にして第4表記載の単量体単位を有する
高飽和共重合ゴムを調製した。実施例1と同様にして加
硫物を得、特性を測定した。結果を第4表に示す。
実施例4 実施例1と同様にしてブタジエン−イソブレン−ブチル
アクリレート−アクリロニトリル共重合ゴム(組成比52
/10/10/28)、および比較例の為にブタジエン−イソプ
レン−アクリロニトリル共重合ゴム(組成比62/10/28)
を用いて第5表記載の単量体単位を有する高飽和共重合
ゴムを調製した。
これらのそれぞれと第6表記載の配合剤とをロール上で
混合してゴム組成物を得た。160℃で20分加圧加熱して
加硫物を調製し、特性を測定した。結果を第5表に併記
する。
実施例5 実施例1〜4の本発明例の水素化重合体ゴムのそれぞれ
に第6表記載の配合剤を添加混合してゴム組成物を調製
し、160℃で20時間プレス加硫して得た加硫物のTR10を
測定した。その結果は実施例1〜4に示した結果を再現
した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共重合体鎖中の結合各単量体単位の含有量
    が (1)不飽和ニトリル系単量体単位 10〜40重量%、 (2)不飽和カルボン酸エステル系単量体単位 1〜40
    重量%、 (3)共役ジエン系単量体単位 20重量%以下、 (4)水素化共役ジエン系単量体単位 残り であり、かつ単量体単位(1)と単量体単位(2)の合
    計が30〜50重量%及び単量体単位(3)と単量体単位
    (4)の合計が50〜70重量%であるニトリル基含有高飽
    和共重合ゴムと配合剤とから成る耐寒性が改善されたゴ
    ム組成物
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