JPS63289062A

JPS63289062A - 含油ポリウレタンエラストマー組成物の製造法

Info

Publication number: JPS63289062A
Application number: JP12483487A
Authority: JP
Inventors: Noritomo Matsukawa; 松川　矩具; Katsutoshi Ishioka; 石岡　克敏; Takashi Chiba; 孝千葉; Hiroyuki Otani; 博之大谷
Original assignee: Nippon Mektron KK; Nok Corp
Current assignee: Nippon Mektron KK; Nok Corp
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1988-11-25
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH0791454B2

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、含油ポリウレタンエラストマー組成物に関す
る。更に詳しくは、潤滑油を担持体に担持させて配合し
た含油ポリウレタンエラストマー組成物に関する。

〔従来の技術〕

含油ポリウレタンエラストマー成形品は、従来から摺動
材料などとして用いられている。そして、それの製造は
、潤滑油をポリウレタンエラストマー原料であるポリオ
ール側またはプレポリマー側に均一に分散させた後鎖延
長剤を加え、硬化させて成形する方法あるいはこの硬化
物を更に粉砕し、加熱溶融した後成形型内に入れて成形
する方法などによって行われている。

しかしながら、このような方法では潤滑油が直接添加さ
れている関係上、ポリウレタン化反応の反応性が添加油
によって左右されたり、成形性に問題を生じたりしてい
る。具体的には、成形材料の流れや押出機への喰い込み
が悪かったり、成形品に剥煎を生じたりする現象がみら
れる。

〔発明示解決しようとする問題点〕

１本発明者らは、含油ポリウレタンエラストマー成形品
をポリウレタンエラストマーに直接潤滑油を添加した形
態ではなく、担持体に担持させた形態で配合することを
検討した結果、担持体としてマイクロポーラスビーズを
用いることにより、上記の如き欠点をもたらすことなく
、シかも摺動特性を油やグリースでの潤滑レベルに迄向
上させた成形品を与える含油ポリウレタンエラストマー
組成物を得ることに成功した。

〔問題点を解決するための手段〕

従って１本発明は含油ポリウレタンエラストマー組成物
に係り、この含油ポリウレタンエラストマー組成物は、
潤滑油含浸マイクロポーラスビーズをポリウレタンエラ
ストマー中に配合してなる。

潤滑油が含浸されるマイクロポーラスビーズとしては、
粒径が約１〜３０００μｍのほぼ球形または不定形の多
孔質体であって、その孔径が約５〜１００００　Ａ　、
細孔容積約０．１〜２．０ｍ　Ｑ　／ｇのものが一般に
用いられ、市販品があればそれをそのまま用いることが
できる。

具体的には、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体マイ
クロポーラスビーズやＳｉＯ□系マイクロポーラスビー
ズなどが用いられ、前者の市販品としては三菱化成工業
製品ダイヤイオンＨＰシリーズのものが、また後者の市
販品としては富士デヴイソン化学製品マイクロ・ビーズ
・シリカゲル３Ａ、４Ｂ、５Ｄまたはサイロイド６３〜
９７８などが挙げられる。

これらのマイクロポーラスビーズに含浸される潤滑油と
しては、その代表的な例として鉱油（＃３０〜４００）
、フッ素オイル（＃４００）、エステル油（４００ｃｓ
ｔ）、ポリグリコール油（５４００）、シリコーン油（
＃４００、＃２００）などが挙げられる。

潤滑油の含浸は、マイクロポーラスビーズを十分に乾燥
させた後、トルエン、アセトンなどの有機溶剤溶液とし
て調製された潤滑油中に室温下で約１〜６時間程度攪拌
しながら浸漬し、口別後約１００〜１２０℃の温度に約
１０〜１５時間乾燥し、有機溶剤を除去することにより
行われる。かかる含浸処理により、マイクロポーラスビ
ーズに対して約５０〜３００重量％の潤滑油が、それの
微細孔部分に含浸される。

かかる潤滑油含浸マイクロポーラスビーズが配合される
ポリウレタンエラストマーとしては、熱可塑型のポリウ
レタンエラストマーのみならず。

熱硬化型または混線型のポリウレタンエラストマーも用
いられる。

ポリウレタンニジストマーを製造するのに用いられるポ
リオール成分としては、分子量が約５００〜３０００．
好ましくは約１５００〜２５００のポリエステルポリオ
ール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、
シリコンポリオール、１，４−ポリブタジェンポリオー
ル、■、２−ポリブタジエンボリオール、フェノリック
ポリオール、難燃性ポリオール、ひまし油ポリオールな
どが用いられる。

これらの内、好んで用いられるポリエステルポリオール
としては、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸な
どのジカルボン酸とエチレングリコール、プロピレング
リコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール
、１．６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン
、ネオペンチルグリコールなどのポリオールとの縮合反
応生成物、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボ
ネートポリオールなどが、またポリエーテルポリオール
としては、ポリプロピレングリコール系ポリオールまた
はそのエチレンオキシド変性物、アミン変性物、あるい
はポリオキシテトラメチレングリコールなどがそれぞれ
用いられる。

また、他の反応成分たるジイソシアネートとしては、１
．４−テトラメチレンジイソシアネート、１．６−へキ
サメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート
などの脂肪族系ジイソシアネート、インホロンジイソシ
アネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添４，
４′−ジフェニルメタンジイソシアネートなどの脂環式
系ジイソシアネートまたはキシリレンジイソシアネート
、トリレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ｐ
−フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジ
イソシアネートなどの芳香族系ジイソシアネートが用い
られる。

これら両者の反応の際、反応系には連鎖成長剤を共存さ
せることができ、連鎖成長剤としては、例えば１，４−
ブタンジオール、１．６−ヘキサンジオール、２，３−
ブタンジオール、ｐ−フェニレンジ（β−ヒドロキシエ
チル）エーテル、ρ−キシリレングリコール、グリセリ
ンモノアリルエーテル、ジメチロールジヒドロピランな
どのグリコール、エチレンジアミン、３，３′−ジクロ
ル−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、ジエチルト
ルイレンジアミン、Ｎ、Ｎ　’−ジアミノピペリジンな
どのジアミンまたは水などが用いられる。

潤滑油含浸マイクロポーラスビーズのポリウレタンエラ
ストマー中への配合および配合物の成形は、一般には下
記の如き方法により、マイクロポーラスビーズ存在下で
のポリウレタン化反応により複合化させることによって
行われ、必要に応じて発泡させることもできる。

（１）ポリオール成分に潤滑油含浸マイクロポーラスビ
ーズを混合した後、過剰のジイソシアネートを加えて反
応させる。得られた遊離のジイソシアネートを含有する
液状プレポリマーに連鎖成長剤を添加し、型内に注入し
て所定時間硬化させた後、型から取出し、そのままの形
状で、あるいは粉砕してから射出成形機を用いて加熱溶
融後、成形型内で再成形した状態で、８０−１２０℃の
温度で１５〜４８時間程度加熱する。

（２）高分子量のジヒドロキシ化合物、潤滑油含浸マイ
クロポーラスビーズ、連鎖成長剤およびジイソシアネー
ト（ジヒドロキシ化合物および連鎖成長剤の両者に存在
する官能性基より少ない当量で用いられる）を混合して
、反応させる。この反応生成物は、貯蔵およびロール加
工することができ、後の段階で他のジイソシアネートと
混合することにより架橋させることができる。このジイ
ソシアネートとして４，４′−ジフェニルメタンジイソ
シアネートを使用した場合には、過酸化物によって架橋
することができる。また、不飽和の連鎖成長剤を使用し
た場合には、イオウ、ホルムアルデヒドなどで架橋させ
ることができる。

また、熱可塑型のポリウレタンエラストマーの場合には
、押出機またはバンバリーミキサ−を用いて潤滑油含浸
マイクロポーラスビーズと混合し、混合物を加熱溶融後
、射出成形法、プレス成形法などで成形することにより
、目的とする複合化ならびに成形が行われる。

このようにして配合および成形される潤滑油含浸マイク
ロポーラスビーズは、ポリウレタンエラストマー成分に
対してマイクロポーラスビーズとして約５〜６０重量％
の割合で配合される。マイクロポーラスビーズの配合割
合がこれより少ないと、そこに含浸される潤滑油量が少
なくなり、潤滑特性の改善という所期の目的が達成され
なくなり、一方これ以上の割合で配合されると、混合お
よび成形が困楚となる。

〔作用〕および〔発明の効果〕本発明に係る含油ポリウレタンエラストマー組成物から
成形される成形品は、そこに分散配合されたマイクロポ
ーラスビーズ中に潤滑油を保持しており、それの使用条
件下の温度において滲出した潤滑油が成形品表面に潤滑
油の被膜を形成させる。

このように成形品表面に潤滑油の被膜が形成される結果
、四フッ化エチレン樹脂や二硫化モリブデンなどの固体
潤滑剤の添加ではその向上に限界のみられる摺動特性が
油やグリースの潤滑レベルに迄向上させることができる
。

また、マイクロポーラスビーズを介することにより、潤
滑油のポリウレタンエラストマー中への分散配合が円滑
に行われ、成形性の点でも問題がみられないようになる
。

従って、この含油ポリウレタンエラストマー組成物から
成形された成形品は、高圧高速下において用いられる摺
動部品などに有効に使用することができる。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１スチレン−ジビニルベンゼン共重合体マイクロポーラス
ビーズ（三菱化成工業製品ダイヤイオン１１Ｐ−２０；
細孔容積約１．０ｍ　Ｑ　／ｇ）を十分乾燥させた後、
濃度３０％の潤滑油（信越化学製品Ｋ　Ｆ９６　＃４０
０）のトルエン溶液を室温下に約１．５時間攪拌、浸漬
させ、口過する。日別された潤滑油溶液含浸マイクロポ
ーラスビーズを、約１００℃で約３０時間乾燥させて、
含浸溶剤を除去した。

この潤滑油含浸マイクロポーラスビーズ７８部（重量、
以下同じ）およびポリカプロラフトロジオール（０８価
５６．１）１００部の混合物を１２５℃に加熱しながら
、これにトリジンジイソシアネート（分子量２６４）　
１２０部を加え、減圧下に約３０〜４０分間攪拌した後
、１．４−ブタンジオール２７．５部を加えて直ちに熱
板上に注ぎ、硬化させた。

硬化物を粉砕し、粉砕物を射出成形機を用いて、ノズル
部１８０〜２００℃、シリンダ一部１７０〜１９０℃の
成形条件下で、寸法１５０　Ｘ　１５０　Ｘ　２ｎｏｎ
のシート状に成形し、このシート状成形品を約１００〜
１２０℃の温度で４８時間二次加硫した。

実施例２実施例１において、スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体マイクロポーラスビーズの代わりに、５ｉｎ２系マイ
クロポーラスビーズ（富士デヴイソン化学製品サイロイ
ド８００；細孔容積約１．６０ｒＢｎ　／ｇ）が用いら
れた。

比較例１実施例１〜２において、潤滑油含浸マイクロポーラスビ
ーズが用いられなかった。

比較例２実施例１〜２において、トリジンジイソシアネートの使
用量を１３５部に、また１、４−ブタンジオールの使用
量を３６部に変更すると共に、潤滑油含浸マイクロポー
ラスビーズの代りに粉末状二硫化モリブデン１１．３部
が用いられた。

実施例３実施例１において、トリジンジイソシアネートの使用量
を６０部に、１．４−ブタンジオールの使用量を１３．
７部に、また潤滑油含浸スチレン−ジビニルベンゼン共
重合体マイクロポーラスビーズの使用量を１０部にそれ
ぞれ変更し、硬化反応が金型内で行われた。

実施例４実施例３において、潤滑油含浸スチレン−ジビニルベン
ゼン共重合体マイクロポーラスビーズの代りに、実施例
２の潤滑油含浸ＳｉＯ□系マイクロポーラスビーズが１
０部用いられた。

比較例３実施例３〜４において、潤滑油含浸マイクロポーラスビ
ーズが用いられなかった。

実施例５実施例３において、潤滑油含浸スチレン−ジビニルベン
ゼン共重合体マイクロポーラスビーズの使用量が７４部
に変更された。

以上の各実施例および比較例でそれぞれ得られた潤滑油
含有ポリウレタンエラストマーシートについて、次の各
項目の測定が行われ、また実施例３および５、比較例２
については、線速度５００ｍｍ／秒における銘木式摩擦
摩耗試験での種々変更された温度と動摩擦係数との関係
が測定された。

［物性値コ硬さ、１００％モジュラス、引張強さ、伸び
、引裂強さ。

［圧縮永久歪］８０℃、７０時間［銘木式摩擦摩耗試験］相手材５ＵＳ３０４試験条件：
線速度５００ｍｒｎ／秒（条件Ａ、　Ｃ）。

１０００ｍｍ／秒（条件Ｂ）荷重　　５ｋｇ／ａｌ温度　２５℃（条件Ａ、　Ｂ）、　１２０℃（条件Ｃ）
時間　１５分間得られた結果は、次の表および第１図のグラフに示され
る。

（以下余白）以上の結果から１次のようなことがいえる。

（１）銘木式摩擦摩耗試験の結果から、潤滑油含浸マイ
クロポーラスビーズの配合により、ポリウレタンエラス
トマーの動摩擦係数の低下および摩耗量の減少が達成さ
れることが分る（実施例１〜２−比較例１）。

（２）試験条件Ｂにみられる高速条件下における摩擦摩
耗特性の点で、特にすぐれている。また、試験条件Ｃに
みられる高温条件下における摩擦係数は、一般に摩擦係
数が非常に低いことが知られているナイロン、フッ素樹
脂、アセタール樹脂などの材料に匹敵するレベルを示し
ている（各実施例）。

（３）一般に良好な潤滑作用のあることが知られている
二硫化モリブデンと同等の摩擦摩耗特性が示される（実
施例１〜２−比較例２）。

（４）比較的少量の潤滑油含浸マイクロポーラスビーズ
の配合により、動摩擦係数の低下や摩耗量の減少などが
達成される（実施例３〜４−比較例３、第１図のグラフ
）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例３および５、比較例２における種々変
更された温度と動摩擦係数との関係を示すグラフである
。

Claims

【特許請求の範囲】１、潤滑油含浸マイクロポーラスビーズをポリウレタン
エラストマー中に配合してなる含油ポリウレタンエラス
トマー組成物。２、潤滑油を含浸させたマイクロポーラスビーズがスチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体マイクロポーラスビー
ズである特許請求の範囲第１項記載の含油ポリウレタン
エラストマー組成物。３、潤滑油を含浸させたマイクロポーラスビーズがＳｉ
Ｏ＿２系マイクロポーラスビーズである特許請求の範囲
第１項記載の含油ポリウレタンエラストマー組成物。４、潤滑油含浸マイクロポーラスビーズがポリウレタン
エラストマーに対しマイクロポーラスビーズとして約５
〜６０重量％の配合量で配合された特許請求の範囲第１
項記載の含油ポリウレタンエラストマー組成物。５、マイクロポーラスビーズに対して約５０〜３００重
量％の潤滑油が含浸された潤滑油含浸マイクロポーラス
ビーズが配合された特許請求の範囲第１項または第４項
記載の含油ポリウレタンエラストマー組成物。