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JP2800301B2 - 共重合体ゴム加硫組成物 - Google Patents

共重合体ゴム加硫組成物

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JP2800301B2
JP2800301B2 JP23286289A JP23286289A JP2800301B2 JP 2800301 B2 JP2800301 B2 JP 2800301B2 JP 23286289 A JP23286289 A JP 23286289A JP 23286289 A JP23286289 A JP 23286289A JP 2800301 B2 JP2800301 B2 JP 2800301B2
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Japan
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acrylate
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methacrylate
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利也 東埜
勇 桐木平
泰道 宮川
光博 亀澤
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Tosoh Corp
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Tosoh Corp
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、迅速に加硫し耐熱性、耐油性、耐寒性に優
れた加硫物を与える加硫可能な共重合体ゴム組成物に関
するものである。
[従来の技術] 近年、自動車における排気ガス規制対策や性能の向上
を目的としたエンジンなどの改良の結果、使用されるゴ
ム部品の使用環境はますます苛酷になり、より優れた耐
熱性、耐油性を持つゴム材料が要求されている。
シアノ基含有カプロラクトンオリゴマーのアクリル酸
エステルまたはメタクリル酸エステルを一成分として含
有する共重合体ゴムは、優れた耐油性および耐熱性を有
している。(例えば特開平1−132611号)しかし架橋点
としてエポキシ基を導入した該共重合体は、エポキシ基
含有アクリルゴムの加硫剤として従来から知られている
安息香酸アンモニウム等の有機カルボン酸アンモニウム
塩、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛等のジアルキルカ
ルバミン酸金属塩を加硫剤として使用することにより加
硫することが可能であるが、加硫速度が低く満足な物性
を有する加硫物を得るには長時間の後加硫が必要である
という問題点があった。
[発明が解決しようとする課題] 本発明者らは、上記問題点を解決すべく種々検討を行
った結果、エポキシ基含有単量体、およびシアノ基含有
カプロラクトンオリゴマーのアクリル酸エステルまたは
メタクリル酸エステルを必須成分とする共重合体ゴム
が、第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニウム塩
を加硫剤として使用することにより迅速に加硫し、短い
加硫時間で満足な物性を有する加硫ゴムを与えることを
見出した。
[課題を解決するための手段] 本発明は、1)下式(I) (ここで、R1は水素またはメチル基、R2はシアノ基置換
アルキル基であり、nは1以上の整数であり、その数平
均値は1〜10である。) で表されるシアノ基含有カプロラクトンオリゴマーのア
クリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル0.5〜99.
9重量%、2)エポキシ基含有単量体0.1〜10重量%、お
よび3)これらと共重合可能な単量体0〜99.4重量%の
重合組成を有する共重合体ゴム100重量部に第4級アン
モニウム塩類または第4級ホスホニウム塩類0.1〜10重
量部を配合してなる加硫可能なゴム組成物である。
本発明で使用される共重合体ゴムは、(A)式(I)
で表されるシアノ基含有カプロラクトンオリゴマーのア
クリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル、0.5〜9
9.9重量%、(B)エポキシ基含有単量体、0.1〜10重量
%、(C)上記(A)および(B)と共重合可能な単量
体、0〜99.4重量%の重合組成を有し、かつガラス転移
点が室温、好ましくは0℃以下の共重合体である。
成分(A)のシアノ基含有カプロラクトンオリゴマー
のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルは、
式(I)で表わされる化合物である。式(I)中のR2の
例としては2−シアノエチル基、2−シアノプロピル
基、3−シアノプロピル基、2−シアノブチル基、3−
シアノブチル基等があげられるが、2−シアノエチル
基、2−シアノプロピル基が特に好ましい。該シアノ基
含有カプロラクトンオリゴマーのアクリル酸エステルま
たはメタクリル酸エステルは、例えば特開平1−132611
号に記載の方法により合成することができる。
成分(B)のエポキシ基含有単量体としては、アクリ
ル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アリルグリ
シジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル等があげら
れる。これらは単独あるいは二種以上組合せて使用する
ことができる。
成分(C)の上記シアノ基含有カプロラクトンオリゴ
マーのアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル
およびエポキシ基含有単量体と共重合可能な単量体の例
といては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸n−ブチル、アクリル酸iso−ブチル、アクリル
酸tert−ブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−
オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸
ラウリル、アクリル酸ステアリル等のアルキル基の炭素
数が1〜20のアクリル酸アルキルエステル:アクリル酸
メトキシメチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル
酸エトキシセチル、アクリル酸ブトキシエチル、アクリ
ル酸メトキシエトキシエチル等のアルコキシル基あるい
はアルキレン基の炭素数が1〜4のアクリル酸アルコキ
シアルキルエステル: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、メタクリル酸オクチ
ル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル等
のアルキル基の炭素数が1〜20のメタクリル酸アルキル
エステル:メタクリル酸メトキシメチル、メタクリル酸
メトキシエチル、メタクリル酸エトキシエチル、メタク
リル酸ブトキシエチル、メタクリル酸メトキシエトキシ
エチル等のメタクリ酸アルコキシアルキルエステル:ア
クリル酸2−シアノエチル、アクリル酸3−シアノプロ
ピル、メタクリル酸2−シアノエチル、メタクリル酸3
−シアノプロピル等のアクリル酸またはメタクリル酸の
シアノアルキルエステル:アクリル酸2−ヒドロキシエ
チル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル
酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシ
プロピル等のアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキ
シアルキルエステル:下式 (ここで、R3は水素またはメチル基、R4は炭素数1〜8
のアルキル基または炭素数3〜8のアルコキシアルキル
基で、nは1以上の整数であり、その数平均値は1〜10
である。) で表わされるε−カプロラクトンオリゴマーのアクリル
酸エステルまたはメタクリル酸エステル:酢酸ビニル、
プロピオン酸ビニル等のビニルエステル:スチレン、α
−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物:アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル等のビニルあるいはビニリ
デンニトリル化合物:エチレン、プロピレン等のα−オ
レフィン:ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン:マ
レイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジ
n−ブチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フ
マル酸ジn−ブチル等のアルキル基の炭素数が1〜20の
不飽和ジカルボン酸のジアルキルエステル:マレイン酸
ジメトキシエチル、フマル酸ジメトキシエチル等の不飽
和カルボン酸のジアルコキシアルキルエステル:メチル
ビニルケトン、エチルビニルケトン等のビニルケトンが
あげられる。これらは単独あるいは二種以上組合せて使
用することができる。これらのうちアクリル酸またはメ
タクリル酸のアルキルエステル類、アルコキシエステル
類が特に好ましい。
本発明の組成物において、成分(A)のシアノ基含有
カプロラクトンオリゴマーのアクリル酸またはメタクリ
ル酸エステル、および成分(B)のエポキシ基含有単量
体を必須成分とするゴム状共重合体は、成分(a)のシ
アノ基含有カプロラクトンオリゴマーのアクリル酸また
はメタクリル酸エステルの含有量が60重量%以下である
該共重合体が、実用上特に好ましい。
本発明において使用される第4級アンモニウム塩およ
び第4級ホスホニウム塩は、一般式、 で表される化合物である。一般式中のYは窒素または燐
原子、R5〜R8は、アルキル基、アルコキシアルキル基、
ポリオキシアルキレン基、アリール基、アルキルアリー
ル基等の炭素数1〜25程度の炭化水素基であり、これら
の少なくとも一つが不飽和結合を含有しているか、水酸
基で置換されていてもよい。さらにR5〜R8のうち2つあ
るいは3つが窒素原子または燐原子と複素環を形成して
いるものであってもよい。X-は酸性を示す水素イオンが
ハロゲンまたは酸素に結合している無機あるいは有機の
酸から誘導される陰イオンであり、Cl-、Br-、I-、ClO4
-、BF4 -、BH4 -、RSO3 -、HSO4 -、ROSO3 -、RCOO-、H2P
O4 -、ROPO3 -、(RO)2PO2H-(ここで式中のRは炭素1
〜25程度のアルキル基、アルキルアリール基、アルコキ
シアルキル基、アリール基を表す)等の陰イオンが例示
される。
第4級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモ
ニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイ
ド、テトラメチルアンモニウムアイオダイド、テトラメ
チルアンモニウムp−トルエンスルホネート、テトラメ
チルアンモニウムサルフェート、テトラエチルアンモニ
ウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイ
ド、テトラエチルアンモニウムアイオダイド、テトラn
−ブチルアンモニウムクロライド、テトラn−ブチルア
ンモニウムブロマイド、テトラn−ブチルアンモニウム
ハイドロゲンサルファイト、テトラn−ブチルアンモニ
ウムパークロレート、テトラn−ブチルアンモニウムホ
スフェート、テトラn−ブチルアンモニウムアセテー
ト、テトラn−ブチルアンモニウムボロハイドライド、
デシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルト
リメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメ
チルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチル
アンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムアイ
オダイド、ベンジルヘキサデシルジメチルアンモニウム
クロライド、フェニルトリエチルアンモニウムクロライ
ド、ベンジルジメチルエチルアンモニウムクロライド、
(2−メトキシエトキシエチル)アンモニウムクロライ
ド、コリンクロライド、ヘキサデシルピリジニウムブロ
マイド、2,4,6−トリメチルピリジニウムp−トルエン
スルホネート、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセ
ン−7−ベンジルアンモニウムクロライド、ヘキサデシ
ルトリメチルアルキルフェノキシポリ(エチレンオキ
シ)エチルアンモニウムホスフェート等が例示される。
第4級ホスホニウム塩としてはベンジルトリフェニル
ホスホニウムクロライド、メチルトリフェニルホスホニ
ウムブロマイド、メチルトリフェニルホスホニウムスル
フェート、ヘキサデシルトリフェニルホスホニウムブロ
メイド、エチルトリフェニルホスホニウムクロライド、
アミルトリフェニルホスホニウムブロマイド、テトラn
−ブチルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホス
ホニウムブロマイド、トリオクチルフェニルホスホニウ
ムジメチルホスフェート、トリオクチルフェニルホスホ
ニウムアセテート、ブロモメチルトリフェニルホスホニ
ウムブロマイド、アリルトリフェニルホスホニウムブロ
マイド等が例示される。
これらの第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニ
ウム塩は単独あるいは2種以上組合せて使用することが
できる。
第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニウム塩の
使用量は共重合体ゴム100重量部に対して0.1〜10重量
部、好ましくは0.5〜5重量部である。使用量が0.1重量
部未満の場合は、加硫速度が低く満足な物性の加硫物が
得られないかあるいは満足な物性を持つ加硫物を得るの
に長時間を必要とし、10重量部を越える場合は加硫速度
が極端に高くなり、加工安定性、貯蔵安定性が損われ
る。
本発明の加硫組成物は、共重合体ゴムに第4級アンモ
ニウム塩または第4級ホスホニウム塩、および通常ゴム
業界で知られている補強材、充填材、安定剤、可塑剤、
加工助剤等を添加してロールあるいはバンバリー等の混
練機で混合することにより調製される。得られた組成物
は目的に応じた形状に成形加工され、さらに加硫するこ
とにより最終製品となる。加硫は通常120℃以上の温
度、好ましくは150〜250℃で1〜60分間行われる。また
必要な場合はさらに150〜200℃の温度で1〜24時間、後
加硫を行う。
本発明の組成物は加硫速度が大きく、安息香酸アンモ
ニウムあるいはジメチルジチオカルバミン酸亜鉛等の従
来エポキシ基含有共重合体ゴムの加硫剤として知られて
いる加硫剤を使用した場合と比較して、よい短い加硫時
間で満足な機械的強度および圧縮永久歪を持つ加硫物を
得ることができ、加硫時間を大幅に短縮することが可能
である。
本発明の組成物から得られる加硫物は、耐熱老化性、
耐油性、圧縮永久歪、耐候性に優れており、バッキン、
Oリング、ガスケット、オイルシール等の各種シール
材、各種ホース類、ダイアフラム等の用途に広く有効に
使用することができる。
[実施例] 以下に本発明を実施例により具体的に説明する。以下
の記述において部は重量部、%は重量%を表わす。
通常の乳化重合法により表1に示す組成の共重合体ゴ
ムを調製した。
(実施例1〜3および比較例1〜3) 表2に示す各共重合体ゴム100部、ステアリン酸1
部、MAFカーボンブラック50部、および表1に記載の加
硫剤の所定量を8インチオープンロールを用いて混練
し、配合物を調製した。得られた配合物のムーニースコ
ーチタイムをJIS K−6300に従って測定した。得られ
た配合物を170℃で20分プレス加硫し、さらにオーブン
中、150℃で4時間後加硫することにより加硫物を得
た。得られた加硫物の諸物性をJIS K−6301に従って
評価した結果を表2に、第1図に各配合物の加硫曲線を
示す。ここで加硫曲線は、モンサントレオメータを使用
し、温度170℃、振動角3゜で測定した。
(実施例4〜7) 共重合体ゴムA100部、ステアリン酸1部、MAFカーボ
ンブラック50部、および表3に記載の加硫剤の所定量を
8インチオープンロールを用いて混練し、配合物を調製
した。得られた配合物のムーニースコーチタイムをJIS
K−6300に従って測定した。得られた配合物を170℃
で20分プレス加硫し、さらにオーブン中、150℃で4時
間後加硫することにより加硫物を得た。得られた加硫物
の諸物性をJIS K−6301に従って評価した結果を表3
に示す。
(実施例8〜11、比較例4) 表4に示す各共重合体ゴム100部、ステアリン酸1
部、MAFカーボンブラック50部、および表1に記載の加
硫剤の所定量を8インチオープンロールを用いて混練
し、配合物を調製した。得られた配合物のムーニースコ
ーチタイムをJIS K−6300に従って測定した。得られ
た配合物を170℃で20分プレス加硫し、さらにオーブン
中、150℃で4時間後加硫することにより加硫物を得
た。得られた加硫物の諸物性をJIS K−6301に従って
評価した結果を表4に示す。
[発明の効果] 以上の効果より明らかなように、本発明の組成物は、
従来知られていた安息香酸アンモニウムを加硫剤として
加硫した場合より、加硫速度が高く、短い加硫時間で満
足な物性を有する加硫ゴムを与える。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1〜3および比較例1〜3の配合物の加
硫曲線を示す。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 33/14 C08K 5/19,5/50 C08F 220/36,20/36 C08F 290/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1)式 (ここで、R1は水素またはメチル基、R2はシアノ基置換
    アルキル基であり、nは1以上の整数であり、その数平
    均値は1〜10である。) で表されるシアノ基含有カプロラクトンオリゴマーのア
    クリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル0.5〜99.
    9重量%、2)エポキシ基含有単量体0.1〜10重量%、お
    よび3)これらと共重合可能な単量体0〜99.4重量%の
    重合組成を有する共重合体ゴム100重量部に第4級アン
    モニウム塩類または第4級ホスホニウム塩類0.1〜10重
    量部を配合してなる共重合体ゴム加硫組成物。
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