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JP2008031330A - アクリルゴム組成物、該組成物からなる成形体及びそれを用いた自動車・電気・電子用部品 - Google Patents

アクリルゴム組成物、該組成物からなる成形体及びそれを用いた自動車・電気・電子用部品 Download PDF

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JP2008031330A JP2006207438A JP2006207438A JP2008031330A JP 2008031330 A JP2008031330 A JP 2008031330A JP 2006207438 A JP2006207438 A JP 2006207438A JP 2006207438 A JP2006207438 A JP 2006207438A JP 2008031330 A JP2008031330 A JP 2008031330A
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Takamitsu Amano
隆光 天野
Akira Takagi
彰 高木
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Kaneka Corp
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Kaneka Corp
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Abstract

【課題】耐熱性、機械物性、低温特性に優れたアクリルゴム組成物を提供する。
【解決手段】(A)アクリルゴムと、(B)ポリオルガノシロキサン化合物を含有し、(B)ポリオルガノシロキサン化合物が、R2SiO2/2単位(式中、RはSiに結合可能な有機基を示し、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい)およびR′SiO3/2単位(式中、R′は、炭素数1乃至4のアルキル基または炭素数6乃至24の芳香族基を示す)からなる構造を有し、R2SiO2/2単位70〜0重量%、R′SiO3/2単位30〜100重量%であり、かつ、水系で乳化剤を用いて体積平均粒子径が0.01〜5μmの粒子状に合成されたポリオルガノシロキサン化合物であるアクリルゴム組成物からなる成形体は、自動車用部品、電気・電子用部品などに好適に使用しうる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、耐熱性に優れ、且つ機械物性、低温特性(耐寒性)にも優れたアクリルゴム組成物、該組成物からなる成形体、および該成形体を含んで構成される自動車・電気・電子用部品に関する。
アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とする重合体であって、一般に耐熱性、耐油性に優れたエラストマー材料として知られており、自動車用ホース材又はオイルシール、Oリングやパッキンなどのシール材の成形材料として使用されている。しかし近年、自動車用部材では、自動車用エンジンのNOx低減のため排ガス処理温度が上がり、更なる耐熱性が望まれている。
アクリルゴムの耐熱性は硬化劣化傾向にあり、一般的なアクリルゴム成分では、アクリル酸メトキシエチル>アクリル酸ブチル>アクリル酸エチルの順に硬化劣化傾向が強くなる。そのため、アクリルゴムの問題点である耐寒性向上のため、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸ブチルの使用量を増やすほど、硬化劣化傾向は強くなる問題があり、耐熱性と耐寒性の両立は困難であった。従来、耐熱性向上には、添加剤として軟化性老化防止剤が使用されている。しかし、アクリルゴムの硬化劣化を抑制するほど大きな効果は得られておらず、添加量が多すぎると耐寒性や機械強度などの他特性への影響が大きくなる問題があった(例えば、非特許文献1参照)。また、老化防止剤添加による機械強度の低減を抑えるため、アクリルゴムの一般的な補強剤であるカーボンブラックの使用量を増やすと、耐寒性が低下する問題があった。
ポリオルガノシロキサン化合物として、非シリコーンポリマーを、RSiO3/2単位が主体のシルセスキオキサン樹脂により難燃化した樹脂組成物(例えば、特許文献1参照)が開示されている。また、RSiO3/2単位を80重量%以上含むポリシロキサンが熱可塑性非シリコーンポリマーを難燃化し、特にポリシロキサンが数平均分子量2000以上6000以下であることが耐燃化に好ましいことも開示されている(例えば、特許文献2参照)。さらに、芳香環を有するR2SiO2/2単位とSiO4/2単位からなる特定分子量のDQシリコーン(例えば、特許文献3参照)もポリカーボネート等の難燃性を向上させることが開示されている。しかしながら、これらは特定の樹脂に対してしか耐燃効果を持たなかったり、成形条件に問題があった。
日本ゴム協会編 ゴム工業便覧<第4版> P311〜P324 特開昭54−36365号公報 特公昭62−60421号公報 特開平10−139964号公報
本発明は、耐熱性に優れ、且つ機械物性、低温特性(耐寒性)にも優れたアクリルゴム組成物、該組成物からなる成形体、並びに該成形体を含んで構成される自動車・電気・電子用部品を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、(A)アクリルゴムに、水系で乳化剤を用いて合成された、特定の粒子径を有する粒子構造でR2SiO2/2単位とR′SiO3/2単位を含有するDTシリコーンを配合すると、耐熱性、機械物性及び低温特性に優れたアクリルゴム組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の第1は、(A)アクリルゴムと、(B)ポリオルガノシロキサン化合物とを含有してなる、前記(B)ポリオルガノシロキサン化合物が、R2SiO2/2単位(式中、RはSiに結合可能な有機基を示し、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい)およびR′SiO3/2単位(式中、R′は、炭素数1乃至4のアルキル基または炭素数6乃至24の芳香族基を示す)からなる構造を有し、R2SiO2/2単位70〜0重量%、R′SiO3/2単位30〜100重量%であり、かつ、水系で乳化剤を用いて体積平均粒子径が0.01〜5μmの粒子状に合成されたポリオルガノシロキサン化合物をであることを特徴とする、アクリルゴム組成物に関する。
好ましい実施態様では、(B)ポリオルガノシロキサン化合物の重量平均分子量が300,000以上である。
好ましい実施態様では、(B)ポリオルガノシロキサン化合物中の有機基がメチル基と芳香族基とからなり、メチル基/芳香族基のモル比が10以下である。
好ましい実施態様では、(B)ポリオルガノシロキサンが、ビニル系単量体をグラフト重合した(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体である。
好ましい実施態様では、(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体が、(B)ポリオルガノシロキサン95〜70重量%、グラフト成分5〜30重量%からな。
好ましい実施態様では、(A)アクリルゴム100重量部に対して、(B)ポリオルガノシロキサン又は(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を1〜50重量部を含有する。
好ましい実施態様では、(A)アクリルゴムが、アクリルゴム全体中、架橋性単量体単位を0.01〜20重量%含有する。
好ましい実施態様では、(A)アクリルゴム100重量部に対して、(C)加硫剤を0.005〜10重量部含有する。
また、本発明の第2は、上記記載の本発明に係るアクリルゴム組成物からなる成形体である。
さらに、本発明の第3は、上記の成形体を含んで構成される自動車用部品、電気・電子用部品である。
本発明のアクリルゴム組成物は、水系で乳化剤を用いて合成された特定の粒子径を有する粒子構造でR2SiO2/2単位とR′SiO3/2単位を含有するDTシリコーンを配合したので、耐熱性、機械物性及び低温特性(耐寒性)に優れる。従って、このアクリルゴム組成物からなる成形品は、自動車用部品、電気・電子用部品に好適に使用できる。
以下、本発明の組成物について詳細に説明する。
<(A)アクリルゴム>
本発明におけるアクリルゴム(A)は公知のものが使用可能であり、特に限定されない。例えば、炭素数1〜12のアルキル基を有するアルキルアクリレートおよび炭素数2〜8のアルコキシアルキル基を有するアルコキシアルキルアクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種を主成分とするアクリル酸エステル系単量体単位であることが好ましい。さらには、これに少量の水酸基、エポキシ基、カルボキシル基、反応性ハロゲン基、アミド基または不飽和基等の架橋性基を有する不飽和単量体を共重合させたものがより好ましく用いられる。
アクリルゴム(A)中のアクリル酸エステル系単量体単位の含有量は50重量%以上であれば良く、特に限定されないが、例えば、前記アクリル酸エステル系単量体単位以外の単位として、架橋性単量体単位を含有していると、後述の加硫剤と併用することで、アクリルゴム組成物の機械強度や圧縮永久歪みを特に改善することができる。架橋性単量体単位の含有量としては、アクリルゴム全体中、0.01〜20重量%であることが好ましく、さらには0.02〜15重量%であることがより好ましい。架橋性単量体単位の含有量が0.01重量%よりも少ないと、架橋後の物性の向上が十分でない場合があり、逆に20重量%よりも多いと架橋密度が高くなりすぎて脆くなるなど、かえって物性低下を招く場合がある。
アクリル酸エステル系単量体の具体例としては、例えば、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、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ポリアルキレングリコールアクリル酸エステルなどのアクリル酸エステル系単量体;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などのアルキルアルコキシ基を有するアクリル酸エステル系単量体などが挙げられるが、これらに限定されない。
架橋性単量体としては、公知の架橋性成分を広く使用することができるが、例えば、活性ハロゲンを有する単位、不飽和二重結合を有する単位、エポキシ基を有する単位、等の架橋性成分を含有する、前記アクリル酸エステル系単量体と共重合可能な単量体であることが好ましい。
前記、活性ハロゲンを有する単量体としては、(1)2−クロロエチルビニルエ−テル、2−クロロエチルアクリレ−ト、ビニルベンジルクロライド、(2)ビニルクロロアセテート、アリルクロロアセテート、(3)グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエステルなどのグリシジル化合物とモノクロロ酢酸との付加反応生成物、あるいは(4)α−またはβ−ハロゲン置換脂肪族モノカルボン酸のアルケニルエステル、(メタ)アクリル酸のハロアルキルエステル、ハロアルキルアルケニルエステル、ハロアルキルアルケニルケトンまたはハロアセトキシアルキルエステル、ハロアセチル基含有不飽和化合物等のハロゲン含有単量体等が例示される。なお、本発明において(メタ)アクリルとは、特に断らない限り、アクリルおよび/またはメタアクリルを意味する。
前記不飽和二重結合を有する単位としては、ブタジエン、イソプレン、シクロペンタジエンなどの共役ジエン系単量体、エチリデンノルボルネン、ビニリデンノルボルネンなどの不飽和ノルボルネン系単量体、2−ブテニル(メタ)アクリレート、3−メチル−2−ブテニル(メタ)アクリレート、3−メチル−2−ペンチル(メタ)アクリレート、3−メチル−2−ヘキセニル(メタ)アクリレートなどのアルケニル(メタ)アクリレート等が例示される。
また、エポキシ基を有する単位としては、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート等が例示される。
本発明に使用するアクリルゴム(A)には、本発明の効果を実質的に阻害しない範囲で、上記単量体単位以外に、アクリル酸エステル系単量体と共重合可能な単量体単位を含有していてもよい。その具体例としては、エチレン、プロピレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミド、塩化ビニル、アクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メタクリロニトリル、塩化ビニリデンなどのビニル系単量体、などが挙げられる。アクリルゴム(A)の製造方法は特に限定されず、公知の方法で重合すればよい。
<(B)ポリオルガノシロキサン化合物>
本発明のアクリルゴム組成物は、R2SiO2/2単位(式中、RはSiに結合可能な有機基を示し、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい)およびR′SiO3/2単位(式中、R′は、炭素数1乃至4のアルキル基または炭素数6乃至24の芳香族基を示す)からなる構造を有し、R2SiO2/2単位70〜0重量%、R′SiO3/2単位30〜100重量%であり、かつ、水系で乳化剤を用いて体積平均粒子径が0.01〜5μmの粒子状に合成された(B)ポリオルガノシロキサン化合物が、マトリックス樹脂となるアクリルゴム(A)に配合され分散し、耐熱性を発現させることを可能とする。
(B)ポリオルガノシロキサン化合物中において、前記R2SiO2/2単位中の、Si原子に結合可能な有機基Rとしては特に限定されず、例えば、炭素数が1乃至16の一価の脂肪族炭化水素基;エポキシ基、水酸基、ビニル基、アクリル基およびメタアクリル基から選ばれる官能基で変性した炭素数1乃至16のアルキル基;炭素数6乃至24の芳香族基などが挙げられる。芳香族基としては、例えば、フェニル基、クレジル基、キシレニル基、ナフチル基、アントラセニル基などが挙げられる。また、ハロゲン原子で置換された芳香族基であってもよい。上記有機基Rとしては1種類のみが含まれていてもよいし、2種類以上が含まれていてもよい。このうち、耐熱性および難燃性を考慮した場合、炭素数1乃至6の脂肪族炭化水素基および炭素数6乃至12の芳香族基が好ましい。脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
また、前記R′SiO3/2単位中の、Si原子に結合可能なR′としては特に限定されず、例えば、炭素数1乃至4のアルキル基及び炭素数が6乃至24の芳香族基からなる群より選択され、同一であっても、異なってもよい。このうち、難燃性や入手性を考慮した場合、アルキル基としてはメチル基、エチル基が好ましく、炭素数6乃至24の芳香族基としてはフェニル基が好ましい。
(B)ポリオルガノシロキサン化合物のR2SiO2/2単位の原料としては、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、エチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、エチルフェニルジエトキシシランなど、ヘキサメチルシクロトリシロキサン(D3)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6)、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサンなどの環状化合物のほかに、直鎖状あるいは分岐状のオルガノシロキサンや、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等があげられる。
(B)ポリオルガノシロキサン化合物のR′SiO3/2単位の原料としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等などを挙げることができる。
本発明における(B)ポリオルガノシロキサン化合物は、R2SiO2/2単位が70〜0重量%、好ましくは50〜0重量%に対し、R′SiO3/2単位30〜100重量%、好ましくは50〜100重量%からなるものが好ましい。(B)ポリオルガノシロキサン化合物におけるR2SiO2/2単位が70重量%以上より多いと、引張り特性が低下する傾向にある。
本発明の(B)ポリオルガノシロキサン化合物は、水系で乳化剤を用いることにより体積平均粒子径が0.01〜5μmの範囲の粒子状に合成されるのが好ましい。ポリオルガノシロキサン化合物の粒子径が、0.01μm未満では最終成形体中で均一に分散せず耐熱性改良効果が小さくなることがある。また、(B)ポリオルガノシロキサン化合物の粒子径が、5μmを越えると、最終成形体の耐衝撃性が低下することがある。
(B)ポリオルガノシロキサン化合物の粒子径は、乳化剤、酸触媒、乳化液の添加方法(一括仕込み又は連続滴下)により調整できる。例えば、酸触媒を含む40〜120℃の水に、乳化剤、R2SiO2/2単位の原料、R′SiO3/2単位の原料と水の混合物をラインミキサーやホモジナイザーで乳化した乳化液を加えることにより、粒子状に合成された(B)ポリオルガノシロキサン化合物を得ることができる。
(B)ポリオルガノシロキサン化合物の合成に使用する乳化剤としては、アニオン系乳化剤やノニオン系乳化剤が好適に使用される。アニオン系乳化剤の具体例としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸ナトリウム、オレイン酸カリウムなどが挙げられるが、特にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムがよく用いられる。ノニオン系乳化剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルやポリオキシエチレンラウリルエーテルなどが挙げられる。乳化剤の使用量は特に限定されないが、例えば、R2SiO2/2単位とR′SiO3/2単位の合計100重量部に対して0.5重量部程度である。
(B)ポリオルガノシロキサン化合物の合成に使用する酸触媒としては、例えば、脂肪族スルホン酸、脂肪族置換ベンゼンスルホン酸、脂肪族置換ナフタレンスルホン酸などのスルホン酸類、および硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸類が挙げられる。これらの中では、オルガノシロキサンの乳化安定性に優れる観点から、脂肪族置換ベンゼンスルホン酸が好ましく、n−ドデシルベンゼンスルホン酸が特に好ましい。酸触媒の使用量は、合成する(B)ポリオルガノシロキサン化合物の粒子径により調整するが、例えば、R2SiO2/2単位とR′SiO3/2単位の合計100重量部に対して0.2〜0.3重量部である。
(B)ポリオルガノシロキサンの合成のための加熱(反応系の温度)は、適度な重合速度が得られるという点で40〜120℃が好ましく、60〜80℃がより好ましい。
また、本発明では、(B)ポリオルガノシロキサン化合物の安定性や粒子径コントロールのため、シード重合を用いても良い。酸触媒を含有する水に加えることのできるシードポリマーは、例えば、通常の乳化重合法によっても得ることができるが、合成法は特に限定されるものではない。当該シードポリマーは、例えば、アクリル酸ブチルゴムやブタジエン系ゴム等のゴム成分であっても良く、アクリル酸ブチル−スチレン共重合体、アクリル酸ブチル−ブタジエン共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸ブチル−スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等の硬質重合体であってもよい。(b)ポリオルガノシロキサン化合物の粒子径分布を狭くするという観点から、上記シードポリマーの分子量は低く、粒子径が小さいことが好ましい。上記シードポリマーの粒子径については、最終粒子径に応じて適宜設定することができるが、通常は、体積平均粒子径で概ね0.01〜0.1μmの範囲に設定するのが好ましい。シード重合の際のシードポリマー使用量は、使用するオルガノシロキサンに対して0.1〜10重量%であることが好ましい。
本発明の(B)ポリオルガノシロキサン化合物の体積平均粒子径は、最終成形体の耐熱性や耐衝撃性の観点から、0.01〜5μmの範囲であることが好ましく、さらには0.05〜2μmの範囲であることがより好ましい。なお、体積平均粒子径は、例えば、リード&ノースラップインスツルメント(LEED&NORTHRUP INSTRUMENTS)社製のMICROTRAC UPAを用いることにより測定することができる。
本発明に使用する(B)ポリオルガノシロキサン化合物の重量平均分子量は、成形条件に左右されない安定した耐熱性の観点から、30万以上から溶剤に溶けない無限大となるような範囲に設定することが好ましい。なお、溶剤に溶ける場合の(B)ポリオルガノシロキサン化合物の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。
本発明における(B)ポリオルガノシロキサン化合物中の有機基は、入手性や原料費の観点から、実質的にメチル基と芳香族基とからなることが好ましく、中でも、メチル基/芳香族基のモル比は10以下、更には5以下であることがより好ましい。
また本発明では、アクリルゴムへの分散性向上、良好な粉体を得るため、(B)ポリオルガノシロキサン化合物にビニル系単量体をグラフト重合させた(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を使用することも好ましい。ビニル系単量体の使用量は、(B)ポリオルガノシロキサン化合物95〜70重量%、好ましくは90〜80重量%に対し、ビニル系単量体5〜30重量%、好ましくは10〜20重量%である。ビニル系単量体の使用量が、5%より少ないとビニル系単量体が十分に被覆されず、グラフトによる効果が見られない。また、30重量%より多いと、引張り強度が低下する。
グラフト成分である前記ビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−ブチルスチレン、クロルスチレン、ブロムスチレンなどの芳香族ビニル系単量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル系単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ヒドロキシエチルなどの(メタ)アクリル酸エステル系単量体、イタコン酸、(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸などのカルボキシル基含有ビニル系単量体、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(p−メチルフェニル)マレイミドなどのマレイミド系単量体などがあげられる。これらは、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(B)ポリオルガノシロキサン化合物と前記グラフト成分に化学結合を導入して(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体とするためには、グラフト交叉剤を用いる。グラフト交叉剤としては、例えば、p−ビニルフェニルメチルジメトキシシラン、p−ビニルフェニルエチルジメトキシシラン、2−(p−ビニルフェニル)エチルメチルジメトキシシラン、3−(p−ビニルベンゾイロキシ)プロピルメチルジメトキシシラン、p−ビニルフェニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、テトラビニルテトラメチルシクロシロキサン、アリルメチルジメトキシシラン、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等があげられる。このグラフト交叉剤の使用割合は、(B)ポリオルガノシロキサン化合物、すなわちオルガノシロキサンとグラフト交叉剤の合計を100重量%として、0.01〜10重量%であることが好ましい。グラフト交叉剤の使用量が10重量%より多いと最終成形体の低温特性(特に耐衝撃性)が低下する場合があり、グラフト交叉剤の使用量が0.1重量%より少ないと十分にビニル系単量体をグラフトさせることが出来ない。
本発明で使用する(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の製造に用いるラジカル重合開始剤の具体例としては、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートなどの有機過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの無機過酸化物、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物などが挙げられる。このラジカル重合を硫酸第一鉄−ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ソーダ−エチレンジアミンテトラアセティックアシッド・2Na塩、硫酸第一鉄−グルコース−ピロリン酸ナトリウム、硫酸第一鉄−ピロリン酸ナトリウム−リン酸ナトリウムなどのレドックス系で行うと低い重合温度でも重合を完了することができる。
前記乳化重合によって得られた(B)ポリオルガノシロキサン化合物や(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体のラテックスからポリマーを分離する方法としては、特に限定は無いが、たとえばラテックスに塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどの金属塩を添加することによりラテックスを凝固、熱処理し、得られた凝固スラリーを分離、水洗、脱水し、乾燥する方法などがあげられる。また、スプレー乾燥法も使用できる。
本発明のアクリルゴム組成物において、(B)ポリオルガノシロキサン化合物や(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体は、(A)アクリルゴム100重量部に対して、1〜50重量部の範囲で用いることが好ましく、更には1〜20重量部がより好ましい。(B)ポリオルガノシロキサン化合物量や(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体が50重量部を越えると、機械物性や耐油性が低下する傾向があり、逆に1重量部未満では、耐熱性の改良効果が見られない場合がある。
<(C)加硫剤>
本発明のアクリルゴム組成物には、さらに(C)加硫剤を含有させることができる。本発明で(C)加硫剤は、(A)アクリルゴムの架橋性単量体単位を基点に架橋させ、より良好なゴム弾性を発現するために使用される成分である。(C)加硫剤は、アクリルゴムの架橋性単位の種類によって使い分けることで効率的な架橋が可能となり、圧縮永久歪みに優れる架橋ゴムをより得やすくすることが可能となる。本発明においては、公知の加硫剤を使用することができる。例えば、アクリルゴムの架橋性単位が活性ハロゲンを有する場合、ポリアミンカーバメイト類、有機カルボン酸アンモニウム塩、有機カルボン酸アルカリ金属塩、硫黄化合物を用いることができ、アクリルゴムの架橋性単位がエポキシ基を有する場合は、ポリアミンカーバメイト類、有機カルボン酸アンモニウム塩、ジチオカルバミン酸塩類、有機カルボン酸アルカリ金属塩、硫黄化合物を用いることができ、アクリルゴムの架橋性単位が不飽和二重結合を有する単位の場合は、硫黄や有機過酸化物等を好適に使用することができるが、これらに限定されるわけではない。
前記(C)加硫剤の添加量は、(A)アクリルゴム100重量部に対して、0.005〜10重量部が好ましく、さらには0.1〜5重量部であることがより好ましい。(C)加硫剤の添加量が0.005重量部より少ないと加硫が十分に進行せず物性向上の効果が発現されない場合があり、逆に(C)加硫剤の添加量が10重量部より多いと、残留する加硫剤成分の影響で物性低下を招く場合がある。
<その他の配合物>
本発明のアクリルゴム組成物には、上記以外に、滑剤や熱可塑性樹脂を、(A)アクリルゴム100重量部に対して、0.1〜100重量部の範囲で配合することができる。
滑剤としては、たとえばステアリン酸、パルミチン酸などの脂肪酸、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、パルミチン酸カリウム、パルミチン酸ナトリウムなどの脂肪酸金属塩、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、モンタン酸系ワックスなどのワックス類、低分子量ポリエチレンや低分子量ポリプロピレンなどの低分子量ポリオレフィン、ジメチルポリシロキサンなどのポリオルガノシロキサン、ククタデシルアミン、リン酸アルキル、脂肪酸エステル、エチレンビスステアロアミドなどのアミド系滑剤、4−フッ化エチレン樹脂などのフッ素樹脂粉末、二硫化モリブデン粉末、シリコーン樹脂粉末、シリコーンゴム粉末、シリカなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。なかでも樹脂表面の低摩擦性、加工性に優れる点から、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリルアミドが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、たとえばポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状オレフィン共重合樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびイミド化ポリメチルメタクリレート樹脂などがあげられる。これらは単独で使用してもよく2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の組成物には、さらに必要特性に応じて、安定剤(老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤など)、無機充填剤、柔軟性付与剤、難燃剤、離型剤、帯電防止剤、抗菌抗カビ剤などを添加してもよい。これらの添加剤は、必要とされる物性や、加工性などに応じて、適宜適したものを選択して適量使用すればよい。
安定剤(老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤など)としては、以下の化合物があげられるが、これらに限定されるものではない。
老化防止剤としては、フェニルα−ナフチルアミン(PAN)、オクチルジフェニルアミン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(DPPD)、N,N’−ジ−β−ナフチル−p−フェニレンジアミン(DNPD)、N−(1,3−ジメチル−ブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン(IPPN)、N,N’−ジアリル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン誘導体、ジアリル−p−フェニレンジアミン混合物、アルキル化フェニレンジアミン、4,4’−α、α−ジメチルベンジルジフェニルアミン、p,p−トルエンスルフォニルアミノジフェニルアミン、N−フェニル−N’−(3−メタクリロイロキシ−2−ヒドロプロピル)−p−フェニレンジアミン、ジアリルフェニレンジアミン混合物、ジアリル−p−フェニレンジアミン混合物、N−(1−メチルヘプチル)−N−フェニル−p−フェニレンジアミン、ジフェニルアミン誘導体などのアミン系老化防止剤、2−メルカプトベンゾイミダゾール(MBI)などのイミダゾール系老化防止剤、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールなどのフェノール系老化防止剤、ニッケルジエチル−ジチオカーバメイトなどのジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、トリフェニルホスファイトなどの2次老化防止剤などがあげられる。
また、光安定剤や紫外線吸収剤としては、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、エチル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル−2−ジアミノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2−ヒドロキシ−5−クロルベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、モノグリコールサリチレート、オキザリック酸アミド、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどがあげられる。これら安定剤は単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
無機充填剤としては、たとえば、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、カーボンブラック、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、クレー、カオリン、シリカ、雲母粉、アルミナ、ガラス繊維、金属繊維、チタン酸カリウィスカー、アスベスト、ウォラストナイト、マイカ、タルク、ガラスフレーク、ミルドファイバー、金属粉末などがあげられるが、これらに限定されない。これらは単独で使用してもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。中でも、組成物の高弾性率の点からは、シリカが好ましく、また組成物の耐候性と顔料としても用いることができる点からははカーボンブラックや酸化チタンが好ましい。
柔軟性付与剤としては、たとえば熱可塑性樹脂やゴムに通常配合される可塑剤、軟化剤、オリゴマー、油分(動物油、植物油など)、石油留分(灯油、軽油、重油、ナフサなど)などがあげられるが、(A)アクリルゴムや(B)ポリオルガノシロキサン化合物及びポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体との親和性に優れたものを用いるのが好ましい。なかでも、低揮発性で加熱減量の少ない可塑剤であるアジピン酸誘導体、フタル酸誘導体、グルタル酸誘導体、トリメリト酸誘導体、ピロメリト酸誘導体、ポリエステル系可塑剤、グリセリン誘導体、エポキシ誘導体ポリエステル系重合型可塑剤、ポリエーテル系重合型可塑剤などが好適に使用される。
軟化剤としては、たとえばパラフィン系オイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどの石油系プロセスオイル等のプロセスオイルなどがあげられる。
可塑剤としては、たとえばフタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジ−(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸オクチルデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジシクロヘキシルなどのフタル酸誘導体;ジメチルイソフタレートのようなイソフタル酸誘導体;ジ−(2−エチルヘキシル)テトラヒドロフタル酸のようなテトラヒドロフタル酸誘導体;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−(2−エチルヘキシル)、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸イソノニル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジブチルジグリコールなどのアジピン酸誘導体;アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシルなどのアゼライン酸誘導体;セバシン酸ジブチルなどのセバシン酸誘導体;ドデカン二酸誘導体;マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジ−2−エチルヘキシルなどのマレイン酸誘導体;フマル酸ジブチルなどのフマル酸誘導体;p−オキシ安息香酸2−エチルヘキシルなどのp−オキシ安息香酸誘導体、トリメリト酸トリス−2−エチルヘキシルなどのトリメリト酸誘導体;ピロメリト酸誘導体;クエン酸アセチルトリブチルなどのクエン酸誘導体;イタコン酸誘導体;オレイン酸誘導体;リシノール酸誘導体;ステアリン酸誘導体;その他の脂肪酸誘導体;スルホン酸誘導体;リン酸誘導体;グルタル酸誘導体;アジピン酸、アゼライン酸、フタル酸などの2塩基酸とグリコールおよび1価アルコールなどとのポリマーであるポリエステル系可塑剤、グルコール誘導体、グリセリン誘導体、塩素化パラフィンなどのパラフィン誘導体、エポキシ誘導体ポリエステル系重合型可塑剤、ポリエーテル系重合型可塑剤、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート誘導体、N−ブチルベンゼンアミドなどのベンゼンスルホン酸誘導体などがあげられるが、これらに限定されるものではなく、ゴム用または熱可塑性樹脂用可塑剤として広く市販されているものなどの種々の可塑剤を用いることができる。市販されている可塑剤としては、チオコールTP(モートン社製)、アデカサイザーO−130P、C−79、UL−100、P−200、RS−735(旭電化工業(株)製)、サンソサイザーN−400(新日本理化(株)製)、BM−4(大八化学工業(株)製)、EHPB(上野製薬(株)製)、UP−1000(東亞合成化学(株)製)などがあげられる。
油分としては、たとえばひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、パインオイル、トール油、ゴマ油、ツバキ油などの植物油などがあげられる。
そのほかの柔軟性付与剤としては、ポリブテン系オイル、スピンドル油、マシン油、トリクレジルホスフェートなどがあげられる。
難燃剤としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、デカブロモビフェニル、デカブロモビフェニルエーテル、三酸化アンチモンなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。これら難燃剤は単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、(A)アクリルゴムと(B)ポリオルガノシロキサン化合物や(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体との相溶性を良好にするために、相溶化剤として種々のグラフトポリマーやブロックポリマーを添加してもよい。
前記相溶化剤としては、クレイトンシリーズ(シェルジャパン(株)製)、タフテックシリーズ(旭化成工業(株)製)、ダイナロン(日本合成ゴム(株)製)、エポフレンド(ダイセル化学工業(株)製)、セプトン(クラレ(株)製)、ノフアロイ(日本油脂(株)製)、レクスパール(日本ポリオレフィン(株)製)、ボンドファースト(住友化学工業(株)製)、ボンダイン(住友化学工業(株)製)、アドマー(三井化学(株)製)、ユーメックス(三洋化成工業(株)製)、VMX(三菱化学(株)製)、モディーパー(日本油脂(株)製)、スタフィロイド(武田薬品工業(株)製)、レゼタ(東亜合成(株)製)などの市販品をあげることができる。これらは、(A)アクリルゴムの物性を補うために用いる(B)ポリオルガノシロキサン化合物及びポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の組み合わせに応じて適宜選択して使用することができる。
本発明に係るアクリルゴム組成物は、上記のような各成分の所定量を一般のゴム混練用に使用されるバンバリーミキサー、ニーダー、インターミキサー、二本ロール、プラストミル等の混合機にて混練することにより容易に製造することが可能である。
このようにして得られたアクリルゴム組成物は、例えば、射出成形や熱プレス成形といった成形方法で、成形目的に応じた形状に成形され、必要に応じて加硫されて成形品となる。加硫温度としては通常120℃以上の温度が適しており、好ましくは140〜200℃であり、この温度において1〜30分間程度加硫が行われる。また、必要に応じて約140〜200℃の温度で1〜48時間程度の後加硫を行い、物性の改善をはかることができる。
本発明のアクリルゴム組成物は、成形体として使用することができる。成形方法としては、押出成形、圧縮成形、ブロー成形、カレンダー成形、真空成形、発泡成形、射出成形などの任意の成形加工法を例示することができる。
本発明のアクリルゴム組成物から得られるゴム材料(成形体)は、ガスケット、パッキン、シーリング材、防振、防水、運動具類の用途を中心に広く使用することができる。これら用途として例えば自動車、電気、電子、建築、スポーツ用品類、特に自動車分野や電気・電子部品用に好適に用いられる。
例えば、自動車分野では、例えばボディ部品として、気密保持のためのシール材、ガラスの振動防止材、車体部位の防振材、特にウインドシールガスケット、ドアガラス用ガスケットに使用することができる。またシャーシ部品として、防振、防音用のエンジンおよびサスペンジョンゴム、特にエンジンマウントラバーに使用することができる。さらにエンジン部品としては、冷却用、燃料供給用、排気制御用などのホース類、エンジンオイル用シール材などに使用することができる。また、排ガス清浄装置部品、ブレーキ部品にも使用できる。
電気、電子用部品としては、パッキン、Oリング、ベルトなどに使用できる。具体的には、照明器具用の飾り類、防水パッキン類、防振ゴム類、防虫パッキン類、クリーナ用の防振・吸音と空気シール材、電気温水器用の防滴カバー、防水パッキン、ヒータ部パッキン、電極部パッキン、安全弁ダイアフラム、酒かん器用のホース類、防水パッキン、電磁弁、スチームオーブンレンジ及びジャー炊飯器用の防水パッキン、給水タンクパッキン、吸水バルブ、水受けパッキン、接続ホース、ベルト、保温ヒータ部パッキン、蒸気吹き出し口シールなど燃焼機器用のオイルパッキン、Oリング、ドレインパッキン、加圧チューブ、送風チューブ、送・吸気パッキン、防振ゴム、給油口パッキン、油量計パッキン、送油管、ダイアフラム弁、送気管など、音響機器用のスピーカーガスケット、スピーカーエッジ、ターンテーブルシート、ベルト、プーリー等が挙げられる。
建築分野では、構造用ガスケット(ジッパーガスケット)、空気膜構造屋根材、防水材、定形シーリング材、防振材、防音材、セッティングブロック、摺動材等に使用できる。
スポーツ分野では、スポーツ床として全天候型舗装材、体育館床等、スポーツシューズとして靴底材、中底材等、球技用ボールとしてゴルフボール等に使用できる。
防振ゴム分野では、自動車用防振ゴム、鉄道車両用防振ゴム、航空機用防振ゴム、防舷材等に使用できる。
海洋・土木分野では、構造用材料として、ゴム伸縮継手、支承、止水板、防水シート、ラバーダム、弾性舗装、防振パット、防護体等、工事副材料としてゴム型枠、ゴムパッカー、ゴムスカート、スポンジマット、モルタルホース、モルタルストレーナ等、工事補助材料としてゴムシート類、エアホース等、安全対策商品としてゴムブイ、消波材等、環境保全商品としてオイルフェンス、シルトフェンス、防汚材、マリンホース、ドレッジングホース、オイルスキマー等に使用できる。その他、板ゴム、マット、フォーム板等にも使用できる。
つぎに、本発明の組成物を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例の記載に先立ち、各種特性の評価方法(試験方法)および評価用成形体作製法を記載する。
<試験方法>
(体積平均粒子径)
シードポリマー、ポリオルガノシロキサン粒子の体積平均粒子径をラテックスの状態で測定した。測定装置として、リード&ノースラップインスツルメント(LEED&NORTHRUP INSTRUMENTS)社製のMICROTRAC UPAを用いて、光散乱法により体積平均粒子径(μm)を測定した。
(ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量)
ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量はGPC測定データよりポリスチレン標準試料で作成した検量線を用いて換算した。
(引張特性評価法)
JIS K7113に記載の方法に準じて、(株)島津製作所製のオートグラフAG−10TB型を用いて測定した。測定はn=3で行い、試験片が破断したときの強度(MPa)および伸び(%)の平均値を採用した。試験片は2(1/3)号形の形状で、厚さが約2mm厚のものを用いた。試験は、23℃、500mm/分の試験速度で行った。試験片は、原則として、試験前に温度23±2℃、相対湿度50±5%で48時間以上、状態調節したものを用いた。
(耐熱性評価法)
オーブンにて2(1/3)号形の試験片を150℃×168時間保持した後に、上記の引張り特性評価法にて測定し、下式により引張り強度(破断強度)変化率(%)を求めた。
引っ張り強度(破断強度)変化率(%)=(耐熱試験後の引張り強度/耐熱試験前の引張り強度)×100−100
(低温脆化性)
JIS K7216に準拠し、2mm厚の成形体シートを38×6mmに切り出して低温脆化温度測定器「標準モデルS型(ドライアイス式)」(東洋精機(株)製)を用い、ドライアイスとメタノール混合物を冷媒として低温脆化温度を測定した。
<評価用成形体作製法>
所定量の(A)アクリルゴム、カーボンブラック、滑剤及び酸化防止剤を、ニーダー「DS1−5MHB−E」((株)モリヤマ製)を用いて所定の条件(試料量:700g、チャンバー設定温度:50℃、予熱時間:無し、前ブレード回転数:20rpm、後ブレード回転数:14.7rpm、チャンバー容量:1L、混練時間:8分)で混練した。その後、前ブレード回転数:34rpm、後ブレード回転数:24.9rpmに変更し、4分間混練し、塊状のサンプルを得た。このようにして得られた所定量の塊状のサンプルを、プラストミル「MODEL20C200」(東洋精機(株)製)を用いて所定の条件(試料量:45g、チャンバー設定温度:80℃、予熱時間:無し、スクリュー回転数:25rpm、ブレード:ローラ型R60B2軸、チャンバー容量:60CC、ミキサー:チッカ耐磨耗ローラミキサーR60HT、混練時間:1分間)で混練した。さらに、(B)ポリオルガノシロキサン化合物粒子又は(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体粒子を添加し、7分間混練を続けた。混練を停止して、樹脂温度を70℃まで冷却した後、加硫剤として、安息香酸アンモニウムをアクリルゴム100重量部に対して1.5重量部添加し、所定の条件で8分間混練し、塊状のサンプルを得た。このようにして得られた塊状のサンプルを、プレス機「NSF−50」(神藤金属工業所(株)製)を用いて所定の条件(プレス温度:170℃、プレス圧力:5MPaで35分間プレス後、2MPaで30℃まで冷却)に従ってプレス成形し、厚さ2mmのシート状成形体を得た。さらに、該シート状成形体を170℃で所定の時間アニールし、得られたシート状成形体を用いて表1−2に記載の各評価を行った。
<ポリオルガノシロキサン化合物及びポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の製造例>
(製造例1)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水400重量部及び10重量%ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ水溶液を12重量部(固形分)を混合したのち50℃に昇温し、液温が50℃に達した後、窒素置換を行った。その後、ブチルアクリレート10重量部、t−ドデシルメルカプタン3重量部を加えた。30分後、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.01重量部(固形分)、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.3重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.01重量部、硫酸第一鉄0.0025重量部を添加し、1時間撹拌した。ブチルアクリレート90重量部、t−ドデシルメルカプタン27重量部、及びパラメンタンハイドロパーオキサイド0.09重量部(固形分)の混合液を3時間かけて連続追加した。その後、2時間の後重合を行い、体積平均粒子径0.03μmのシードポリマーを含むラテックス(S−1)を得た。
次に、撹拌機、還流冷却水、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、純水500重量部(種々の希釈水を含む水の総量)、上述のシードポリマーを2重量部(固形分)仕込んだ。その後、別途純水100重量部、15重量%ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ水溶液0.5重量部(固形分)、オクタメチルシクロテトラシロキサン100重量部、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン1重量部の成分からなる混合物をホモジナイザーにて7000rpmで5分間撹拌してポリオルガノシロキサン形成成分のエマルジョンを調製し、一括で添加した。
続いて、10重量%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液1.5重量部(固形分)を添加した後、系を撹拌しながら窒素気流下で80℃まで昇温させた。80℃到達後、80℃で7時間撹拌を続けた後、25℃に冷却して18時間放置した。その後、水酸化ナトリウムでpHを6.5にして重合を終了し、ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−1)を得た。この得られたラテックス(L−1)の体積平均粒子径は、0.22μmであった。
次に、撹拌機、還流冷却水、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、純水250重量部(種々の希釈水を含む水の総量)、上述のポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−1)を2重量部(固形分)仕込んだ。その後、別途純水98重量部、15重量%ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ水溶液0.49重量部(固形分)、メチルトリメトキシシラン49重量部、オクタメチルシクロテトラシロキサン49重量部の成分からなる混合物をホモジナイザーにて7000rpmで5分間撹拌してポリオルガノシロキサン形成成分のエマルジョンを調製し、一括で添加した。
続いて、10重量%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液1.5重量部(固形分)を添加した後、系を撹拌しながら窒素気流下で80℃まで昇温させた。80℃到達後、80℃で7時間撹拌を続けた後、25℃に冷却して18時間放置した。その後、水酸化ナトリウムでpHを6.5にして重合を終了し、ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックスを得た。このポリオルガノシロキサンの体積平均粒子径と重量平均分子量を、表1−1に示した。
ラテックスを純水で希釈し、固形分濃度を15重量%にしたのち、25重量%塩化カルシウム水溶液4重量部(固形分)を添加して、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを95℃まで加熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてポリオルガノシロキサンの粉体を得た。
(製造例2)
撹拌機、還流冷却水、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、純水250重量部(種々の希釈水を含む水の総量)、製造例1で作製したポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−1)を2重量部(固形分)仕込んだ。その後、別途純水98重量部、15重量%ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ水溶液0.49重量部(固形分)、メチルトリメトキシシラン49重量部、オクタメチルシクロテトラシロキサン49重量部、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン2.94重量部の成分からなる混合物をホモジナイザーにて7000rpmで5分間撹拌してポリオルガノシロキサン形成成分のエマルジョンを調製し、一括で添加した。
続いて、10重量%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液2重量部(固形分)を添加した後、系を撹拌しながら窒素気流下で80℃まで昇温させた。80℃到達後、80℃で7時間撹拌を続けた後、25℃に冷却して18時間放置した。その後、水酸化ナトリウムでpHを6.5にして重合を終了し、ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−2)を得た。この得られたラテックス(L−2)の体積平均粒子径は、0.55μmであった。
次に、撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5口フラスコに、純水400重量部(ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、および上述のポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−2)90重量部(固形分)を仕込み、系を撹拌しながら窒素気流下で40℃まで昇温させた。40℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.39重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.0048重量部、硫酸第一鉄0.0012重量部を添加した後、アクリル酸エチル10重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド0.037重量部(固形分)の混合物を1時間かけて滴下追加し、追加終了後さらに1時間撹拌を続けることによってポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体のラテックスを得た。このポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体の体積平均粒子径と重量平均分子量を、表1−1に示した。
ラテックスを純水で希釈し、固形分濃度を15重量%にしたのち、25重量%塩化カルシウム水溶液4重量部(固形分)を添加して、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを95℃まで加熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の粉体を得た。
(製造例3)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5口フラスコに、純水400重量部(ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、および製造例2で作製したポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−2)90重量部(固形分)を仕込み、系を撹拌しながら窒素気流下で40℃まで昇温させた。40℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.39重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.0048重量部、硫酸第一鉄0.0012重量部を添加した後、メタクリル酸メチル7.5重量部、アクリル酸エチル2.5重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド0.037重量部(固形分)の混合物を1時間かけて滴下追加し、追加終了後さらに1時間撹拌を続けることによってポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体のラテックスを得た。このポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体の体積平均粒子径と重量平均分子量を、表1−1に示した。
ラテックスを純水で希釈し、固形分濃度を15重量%にしたのち、25重量%塩化カルシウム水溶液4重量部(固形分)を添加して、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを75℃まで加熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の粉体を得た。
(製造例4)
撹拌機、還流冷却水、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、純水500重量部(種々の希釈水を含む水の総量)、製造例1で作製したシードポリマー(S−1)2重量部(固形分)、10重量%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液3重量部(固形分)仕込んだ後、系を撹拌しながら窒素気流下で80℃まで昇温させた。その後、別途純水100重量部、15重量%ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ水溶液0.5重量部(固形分)、オクタメチルシクロテトラシロキサン100重量部、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン1重量部の成分からなる混合物をホモジナイザーにて7000rpmで5分間撹拌してポリオルガノシロキサン形成成分のエマルジョンを調製し、一括で添加した。
80℃到達後、上述のエマルジョンを3時間かけて連続滴下した後、4時間撹拌を続けた。撹拌終了後、25℃に冷却して18時間放置した。その後、水酸化ナトリウムでpHを6.5にして重合を終了し、ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−3)を得た。この得られたラテックス(L−3)の体積平均粒子径は、0.22μmであった。
次に、撹拌機、還流冷却水、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、純水500重量部(種々の希釈水を含む水の総量)、上述のポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−3)を2重量部(固形分)仕込んだ。その後、別途純水98重量部、15重量%ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ水溶液0.49重量部(固形分)、メチルトリメトキシシラン73.5重量部、オクタメチルシクロテトラシロキサン24.5重量部、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン2.94重量部の成分からなる混合物をホモジナイザーにて7000rpmで5分間撹拌してポリオルガノシロキサン形成成分のエマルジョンを調製し、一括で添加した。
続いて、10重量%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液2重量部(固形分)を添加した後、系を撹拌しながら窒素気流下で80℃まで昇温させた。80℃到達後、80℃で7時間撹拌を続けた後、25℃に冷却して18時間放置した。その後、水酸化ナトリウムでpHを6.5にして重合を終了し、ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−4)を得た。この得られたラテックス(L−4)の体積平均粒子径は、0.47μmであった。
次に、撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5口フラスコに、純水850重量部(ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、および上述のポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−4)90重量部(固形分)を仕込み、系を撹拌しながら窒素気流下で40℃まで昇温させた。40℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.39重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.0048重量部、硫酸第一鉄0.0012重量部を添加した後、アクリル酸エチル10重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド0.037重量部(固形分)の混合物を1時間かけて滴下追加し、追加終了後さらに1時間撹拌を続けることによってポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体のラテックスを得た。このポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体の体積平均粒子径と重量平均分子量を、表1−1に示した。
ラテックスを純水で希釈し、固形分濃度を15重量%にしたのち、25重量%塩化カルシウム水溶液4重量部(固形分)を添加して、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを95℃まで加熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の粉体を得た。
(製造例5)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5口フラスコに、純水850重量部(ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、および製造例4で作製したポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−4)90重量部(固形分)を仕込み、系を撹拌しながら窒素気流下で40℃まで昇温させた。40℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.39重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.0048重量部、硫酸第一鉄0.0012重量部を添加した後、メタクリル酸メチル7.5重量部、アクリル酸エチル2.5重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド0.037重量部(固形分)の混合物を1時間かけて滴下追加し、追加終了後さらに1時間撹拌を続けることによってポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体のラテックスを得た。このポリオルガノシロキサンの体積平均粒子径と重量平均分子量を、表1−1に示した。
ラテックスを純水で希釈し、固形分濃度を15重量%にしたのち、25重量%塩化カルシウム水溶液4重量部(固形分)を添加して、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを75℃まで加熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の粉体を得た。
(製造例6)
撹拌機、還流冷却水、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、純水500重量部(種々の希釈水を含む水の総量)仕込んだ。その後、別途純水100重量部、15重量%ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ水溶液0.5重量部(固形分)、メチルトリメトキシシラン100重量部、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン3重量部の成分からなる混合物をホモジナイザーにて7000rpmで5分間撹拌してポリオルガノシロキサン形成成分のエマルジョンを調製し、一括で添加した。
続いて、10重量%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液3重量部(固形分)を添加した後、系を撹拌しながら窒素気流下で80℃まで昇温させた。80℃到達後、80℃で7時間撹拌を続けた後、25℃に冷却して18時間放置した。その後、水酸化ナトリウムでpHを6.5にして重合を終了し、ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−5)を得た。この得られたラテックス(L−5)の体積平均粒子径は、0.35μmであった。
次に、撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5口フラスコに、純水950重量部(ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、および上述のポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−5)90重量部(固形分)を仕込み、系を撹拌しながら窒素気流下で40℃まで昇温させた。40℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.39重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.0048重量部、硫酸第一鉄0.0012重量部を添加した後、アクリル酸エチル10重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド0.037重量部(固形分)の混合物を1時間かけて滴下追加し、追加終了後さらに1時間撹拌を続けることによってポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体のラテックスを得た。このポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体の体積平均粒子径と重量平均分子量を、表1−1に示した。
ラテックスを純水で希釈し、固形分濃度を15重量%にしたのち、25重量%塩化カルシウム水溶液4重量部(固形分)を添加して、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを95℃まで加熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の粉体を得た。
(製造例7)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5口フラスコに、純水950重量部(ポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、および製造例6で作製したポリオルガノシロキサン粒子を含むラテックス(L−5)90重量部(固形分)を仕込み、系を撹拌しながら窒素気流下で40℃まで昇温させた。40℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.39重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.0048重量部、硫酸第一鉄0.0012重量部を添加した後、メタクリル酸メチル7.5重量部、アクリル酸エチル2.5重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド0.037重量部(固形分)の混合物を1時間かけて滴下追加し、追加終了後さらに1時間撹拌を続けることによってポリオルガノシロキサン含有グラフト重合体のラテックスを得た。このポリオルガノシロキサンの体積平均粒子径と重量平均分子量を、表1−1に示した。
ラテックスを純水で希釈し、固形分濃度を15重量%にしたのち、25重量%塩化カルシウム水溶液4重量部(固形分)を添加して、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを75℃まで加熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の粉体を得た。
<アクリルゴム組成物の実施例>
(実施例1)
アクリルゴム(日本ゼオン製、商品名AR31)100重量部と製造例1で得られたポリオルガノシロキサン5重量部、酸化防止剤2重量部(白石カルシウム製、商品名ナウガード445)、無機充填剤としてカーボンブラック(シースト3、東海カーボン製)45重量部、滑剤としてステアリン酸(日本油脂製)1重量部及びグレッグG−8205(大日本インキ化学工業)1重量部、加硫剤として安息香酸アンモニウム1.5重量部を、所定の方法に従い、プラストミル「MODEL20C200」(東洋精機(株)製)を用いて塊状のサンプルを得た。このようにして得られた塊状のサンプルを所定の方法に従ってプレス成形し、厚さ2mmのシート状成形体を得た。さらに、該シート状成形体を170℃で8時間アニールし、得られたシート状成形体を用いて引張り特性、耐熱性、低温脆化性を測定した。各特性の評価結果を表1−2に示す。
(実施例2〜7)
実施例1に記載の方法において、ポリオルガノシロキサンの代わりに、それぞれ製造例2〜7で得られたポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を添加し、あとは同様にシート状成形体を作製し評価を行った。各特性の評価結果を表1−2に示す。
(比較例1)
アクリルゴム(日本ゼオン製、商品名AR31)100重量部、酸化防止剤2重量部(白石カルシウム製、商品名ナウガード445)、無機充填剤としてカーボンブラック(シースト3、東海カーボン製)50重量部、滑剤としてステアリン酸(日本油脂製)1重量部、グレッグG−8205(大日本インキ化学工業)1重量部および安息香酸アンモニウム1.5重量部を、所定の方法に従い、プラストミル「MODEL20C200」(東洋精機(株)製)を用いて塊状のサンプルを得た。このようにして得られた塊状のサンプルを所定の方法に従ってプレス成形し、厚さ2mmのシート状成形体を得た。さらに、該シート状成形体を170℃で8時間アニールし、得られたシート状成形体を用いて引張り特性、耐熱性、低温脆化性を測定した。各特性の評価結果を表1−2に示す。
Figure 2008031330
表1−2から明らかなように、R2SiO2/2単位/R′SiO3/2単位からなるポリオルガノシロキサン又はポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を添加することにより、耐熱試験後に硬化劣化が起きない又は硬化劣化が小さく、耐熱性を改善可能であることがわかる。また、ポリオルガノシロキサン又はポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の添加による引張り特性及び耐寒性の悪化は見られず、耐熱性と耐寒性が両立していることがわかる。

Claims (11)

  1. (A)アクリルゴムと、(B)ポリオルガノシロキサン化合物を含有してなり、
    前記(B)ポリオルガノシロキサン化合物が、R2SiO2/2単位(式中、RはSiに結合可能な有機基を示し、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい)およびR′SiO3/2単位(式中、R′は、炭素数1乃至4のアルキル基または炭素数6乃至24の芳香族基を示す)からなる構造を有し、R2SiO2/2単位70〜0重量%、R′SiO3/2単位30〜100重量%であり、かつ、水系で乳化剤を用いて体積平均粒子径が0.01〜5μmの粒子状に合成されたポリオルガノシロキサン化合物であることを特徴とする、アクリルゴム組成物。
  2. (B)ポリオルガノシロキサン化合物の重量平均分子量が300,000以上であることを特徴とする、請求項1記載のアクリルゴム組成物。
  3. (B)ポリオルガノシロキサン化合物中の有機基がメチル基と芳香族基とからなり、メチル基/芳香族基のモル比が10以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載のアクリルゴム組成物。
  4. (B)ポリオルガノシロキサン化合物が、ビニル系単量体をグラフト重合した(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のアクリルゴム組成物。
  5. 前記(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体が、ポリオルガノシロキサン95〜70重量%、グラフト成分5〜30重量%からなることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載のアクリルゴム組成物。
  6. (A)アクリルゴム100重量部に対して、(B)ポリオルガノシロキサン化合物または(B′)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体1〜50重量部を含有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のアクリルゴム組成物。
  7. (A)アクリルゴムが、アクリルゴム全体中、架橋性単量体単位を0.01〜20重量%含有することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに記載のアクリルゴム組成物。
  8. (A)アクリルゴム100重量部に対して、(C)加硫剤を0.005〜10重量部含有することを特徴とする、請求項1乃至7のいずれかに記載のアクリルゴム組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載のアクリルゴム組成物からなる成形体。
  10. 請求項9に記載の成形体を含んで構成される自動車用部品。
  11. 請求項9に記載の成形体を含んで構成される電気・電子用部品。

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