(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-03-12
(45)【発行日】2025-03-21
(54)【発明の名称】ゴム組成物、その架橋物、及びアクリルゴムの製造方法
(51)【国際特許分類】
C08L 33/04 20060101AFI20250313BHJP
C08F 2/30 20060101ALI20250313BHJP
C08F 20/10 20060101ALI20250313BHJP
【FI】
C08L33/04
C08F2/30 Z
C08F20/10
(21)【出願番号】P 2024138941
(22)【出願日】2024-08-20
(62)【分割の表示】P 2024061391の分割
【原出願日】2024-04-05
【審査請求日】2024-08-20
(31)【優先権主張番号】P 2023211326
(32)【優先日】2023-12-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000003296
【氏名又は名称】デンカ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100185591
【氏名又は名称】中塚 岳
(72)【発明者】
【氏名】増子 和徳
(72)【発明者】
【氏名】宮内 俊明
【審査官】赤澤 高之
(56)【参考文献】
【文献】特開2011-006509(JP,A)
【文献】国際公開第2019/078167(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L
C08F
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクリルゴムと、ノニオン系乳化剤と、を含有し、
前記ノニオン系乳化剤の全質量の0質量%超え
50質量%以下が、前記アクリルゴムに固定されている、ゴム組成物。
【請求項2】
前記ノニオン系乳化剤の全質量が、前記アクリルゴムの全質量100質量部に対して5質量部以下である、請求項1に記載のゴム組成物。
【請求項3】
前記アクリルゴムが、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含む、請求項1に記載のゴム組成物。
【請求項4】
架橋剤を更に含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項5】
請求項4に記載のゴム組成物の架橋物。
【請求項6】
ノニオン系乳化剤の存在下でアクリルモノマーを重合させてアクリルポリマーのラテックスを得る工程と、
前記アクリルポリマーを凝固させ、洗浄して、アクリルゴムを得る工程と、を備え、
前記ラテックス中の前記ノニオン系乳化剤の全質量の0質量%超え
40質量%以下が、前記アクリルポリマーに固定されている、アクリルゴムの製造方法。
【請求項7】
前記ラテックス中の前記ノニオン系乳化剤の全質量が、前記アクリルポリマーの全質量100質量部に対して6質量部以下である、請求項6に記載のアクリルゴムの製造方法。
【請求項8】
前記アクリルポリマーが、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含む、請求項6又は7に記載のアクリルゴムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ゴム組成物、その架橋物、及びアクリルゴムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
アクリルゴム及びその架橋物は、耐熱性、耐油性、機械的特性等の物性に優れているため、例えば自動車のエンジンルーム内のホースやシール部品等の材料として使用されている。例えば特許文献1には、モノマー単位として、アルキルアクリレート及び架橋席モノマーを含むアクリルゴムであって、アクリルゴム中のノニオン系乳化剤の含有量が0.5~2質量%である、アクリルゴムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示されているように、アクリルゴムと共存するノニオン系乳化剤の含有量に着目した検討が行われているが、本発明者らの検討によれば、アクリルゴムと共存するノニオン系乳化剤の含有量が同じであっても、アクリルゴムの架橋物の耐水性及び切断時引張強さが変化し得ると共に、場合によっては当該耐水性又は切断時引張強さが悪化することがある。
【0005】
そこで、本発明の一側面は、アクリルゴムの架橋物の耐水性及び切断時引張強さを両立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、アクリルゴムと共存するノニオン系乳化剤と一口に言っても、アクリルゴムに固定されて比較的脱離しにくいノニオン系乳化剤と、アクリルゴムに固定されておらず比較的脱離しやすいノニオン系乳化剤とが存在し得ることを見出した。
【0007】
そして、同じモノマー組成を有するアクリルゴムに同じ総量のノニオン系乳化剤を共存させた場合でも、アクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤が存在しない(アクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤のみが存在する)とアクリルゴムの架橋物の切断時引張強さが低下してしまう一方で、アクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤が必要量以上に存在するとアクリルゴムの架橋物の耐水性が悪化してしまうことが判明した。したがって、同じモノマー組成を有するアクリルゴムに同じ総量のノニオン系乳化剤を共存させた場合において、アクリルゴムの架橋物の耐水性及び切断時引張強さを両立する(いずれか一方を低下又は悪化させない)ためには、アクリルゴムに固定されたノニオン系乳化剤の割合を特定の範囲内とすることが重要である。
【0008】
本発明は、以下の側面を含む。
[1] アクリルゴムと、ノニオン系乳化剤と、を含有し、ノニオン系乳化剤の全質量の0質量%超え80質量%以下が、アクリルゴムに固定されている、ゴム組成物。
[2] ノニオン系乳化剤の全質量が、アクリルゴムの全質量100質量部に対して5質量部以下である、[1]に記載のゴム組成物。
[3] アクリルゴムが、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含む、[1]又は[2]に記載のゴム組成物。
[4] 架橋剤を更に含有する、[1]~[3]のいずれか一つに記載のゴム組成物。
[5] [1]~[4]のいずれか一つに記載のゴム組成物の架橋物。
[6] ノニオン系乳化剤の存在下でアクリルモノマーを重合させてアクリルポリマーのラテックスを得る工程と、アクリルポリマーを凝固させ、洗浄して、アクリルゴムを得る工程と、を備え、ラテックス中のノニオン系乳化剤の全質量の0質量%超え70質量%以下が、アクリルポリマーに固定されている、アクリルゴムの製造方法。
[7] ラテックス中のノニオン系乳化剤の全質量が、アクリルポリマーの全質量100質量部に対して6質量部以下である、[6]に記載のアクリルゴムの製造方法。
[8] アクリルゴムが、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含む、[6]又は[7]に記載のアクリルゴムの製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一側面によれば、アクリルゴムの架橋物の耐水性及び切断時引張強さを両立することができる。
【0010】
本発明の他の一側面によれば、アクリルゴムのトルエン不溶分を低くすることができる。本発明の他の一側面によれば、アクリルゴムの架橋物の耐屈曲疲労性を向上させることができる。本発明の他の一側面によれば、アクリルゴムの架橋物の耐銅害性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の一実施形態は、ノニオン系乳化剤の存在下でアクリルモノマーを重合させてアクリルポリマーのラテックスを得る工程(以下「工程S1」ともいう)と、アクリルポリマーを凝固させ、洗浄して、アクリルゴムを得る工程(以下「工程S2」ともいう)と、を備える、アクリルゴムの製造方法である。
【0012】
工程S1では、例えば、ノニオン系乳化剤の懸濁液に対して、アクリルモノマーを含むモノマー混合液と重合開始剤とを加えて、アクリルモノマーを重合させる。これにより、アクリルポリマーが水に分散されたラテックスが得られる。
【0013】
アクリルモノマーは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマーを含んでよい。
【0014】
アクリル酸アルキルエステルは、下記式(1)で表される。
【化1】
式中、R
1は、アルキル基を表す。
【0015】
アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基(R1)は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基(R1)の炭素数は、1以上であってよく、16以下であってよい。アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n-ペンチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n-ヘキシル、アクリル酸2-メチルペンチル、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、アクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸1-アダマンチル、アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。これらのアクリル酸アルキルエステルは、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられてよい。
【0016】
アクリル酸アルキルエステルの含有量は、アクリルモノマーの全質量を基準として、40質量%以上、50質量%以上、又は60質量%以上であってよく、99質量%以下、95質量%以下、又は90質量%以下であってよい。
【0017】
アクリル酸アルキルエステルは、炭素数3以下のアルキル基を有する(R1が炭素数3以下のアルキル基である)アクリル酸アルキルエステル(第1のアクリル酸アルキルエステル)と、炭素数4以上のアルキル基を有する(R1が炭素数4以上のアルキル基である)アクリル酸アルキルエステル(第2のアクリル酸アルキルエステル)とを含んでよい。
【0018】
第1のアクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数は、1以上であってもよく、2以下であってもよく、2であってもよい。第1のアクリル酸アルキルエステルは、好ましくはアクリル酸エチルである。第2のアクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数は、8以下、6以下、又は5以下であってもよく、4であってもよい。第2のアクリル酸アルキルエステルは、好ましくはアクリル酸n-ブチルである。
【0019】
第1のアクリル酸アルキルエステルの含有量は、アクリルモノマーの全質量を基準として、10質量%以上、20質量%以上、又は30質量%以上であってよく、70質量%以下、60質量%以下、又は50質量%以下であってよい。
【0020】
第2のアクリル酸アルキルエステルの含有量は、アクリルモノマーの全質量を基準として、20質量%以上、30質量%以上、又は40質量%以上であってよく、70質量%以下、60質量%以下、又は50質量%以下であってよい。
【0021】
メタクリル酸アルキルエステルは、下記式(2)で表される。
【化2】
式中、R
2は、アルキル基を表す。
【0022】
メタクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基(R2)は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。メタクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基(R2)の炭素数は、1以上であってよく、4以下であってよく、好ましくは2以上又は3以上であり、3であってもよい。メタクリル酸アルキルエステルの具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル等が挙げられる。これらのメタクリル酸アルキルエステルは、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられてよい。メタクリル酸アルキルエステルは、好ましくはメタクリル酸n-ブチルである。
【0023】
メタクリル酸アルキルエステル(好ましくは、炭素数3以上のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル)の含有量は、アクリルモノマーの全質量を基準として、3質量%以上、5質量%以上、又は7質量%以上であってよく、40質量%以下、35質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、又は13質量%以下である。
【0024】
アクリル酸アルコキシアルキルエステルは、下記式(3)で表される。
【化3】
式中、R
3はアルキレン基を表し、R
4はアルキル基を表す。
【0025】
アクリル酸アルコキシアルキルエステルにおけるアルキレン基(R3)及びアルキル基(R4)は、それぞれ直鎖状であっても分岐状であってもよい。アクリル酸アルコキシアルキルエステルにおけるアルキレン基(R3)の炭素数は、1以上又は2以上であってよく、4以下又は3以下であってよい。アクリル酸アルコキシアルキルエステルにおけるアルキル基(R4)の炭素数は、1以上であってよく、4以下、3以下、又は2以下であってよい。
【0026】
アクリル酸アルコキシアルキルエステルの具体例としては、アクリル酸2-メトキシエチル、アクリル酸2-エトキシエチル、アクリル酸2-(n-プロポキシ)エチル、アクリル酸2-(n-ブトキシ)エチル、アクリル酸3-メトキシプロピル、アクリル酸3-エトキシプロピル、アクリル酸2-(n-プロポキシ)プロピル、及びアクリル酸2-(n-ブトキシ)プロピルが挙げられる。これらのアクリル酸アルコキシアルキルエステルは、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられてよい。
【0027】
アクリル酸アルコキシアルキルエステルの含有量は、アクリルモノマーの全質量を基準として、5質量%以上、10質量%以上、又は12質量%以上であってよく、30質量%以下、25質量%以下、又は20質量%以下であってよい。
【0028】
アクリルモノマーは、架橋席モノマーを更に含んでもよい。架橋席モノマーは、アクリル酸アルキルエステル(更には、メタクリル酸アルキルエステル及びアクリル酸アルコキシアルキルエステル)と共重合可能であり、かつ架橋席(架橋点ともいう)を形成する架橋性基を有するモノマーである。架橋席モノマーは、重合性の炭素-炭素二重結合を有しており、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、メタアリル基、ビニル基、又はアルケニレン基を有している。架橋性基としては、例えば、カルボキシル基、エポキシ基、及び活性塩素基が挙げられる。架橋席モノマーは、これらの官能基の1種又は2種以上を有していてよい。
【0029】
架橋性基としてカルボキシル基を有する架橋席モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2-ペンテン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、及びマレイン酸モノアルキルエステルが挙げられる。
【0030】
架橋性基としてエポキシ基を有する架橋席モノマーとしては、例えば、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ーテル、及びメタアリルグリシジルエーテルが挙げられる。
【0031】
架橋性基として活性塩素基を有する架橋席モノマーとしては、例えば、2-クロロエチルビニルエーテル、2-クロロエチルアクリレート、ビニルベンジルクロライド、クロロ酢酸ビニル、及びクロロ酢酸アリルが挙げられる。
【0032】
架橋席モノマーの含有量は、アクリルモノマーの全質量を基準として、0.5質量%以上、1質量%以上、又は1.2質量%以上であってよく、8質量%以下、5質量%以下、又は3質量%以下であってよい。
【0033】
アクリルモノマーは、上述したモノマーと共重合可能なその他のモノマーを更に含んでもよい。その他のモノマーとしては、例えば、エチレン、メタクリル酸アルコキシエステル、アルキルビニルケトン、ビニルエーテル、アリルエーテル、ビニル芳香族化合物、ビニルニトリル、マレイン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、シトラコン酸ジアルキルエステル、メサコン酸ジアルキルエステル、2-ペンテン二酸ジアルキルエステル、アセチレンジカルボン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。
【0034】
ノニオン系乳化剤は、エーテル型ノニオン系乳化剤、エステル型ノニオン系乳化剤、エーテルエステル型ノニオン系乳化剤、含窒素型ノニオン系乳化剤、及びポリビニルアルコール系乳化剤からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。
【0035】
エーテル型ノニオン系乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシエチレンラウリルグリコール、及びポリオキシプロピレングリコールが挙げられる。
【0036】
エステル型ノニオン系乳化剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、及びグリセリン脂肪酸エステルが挙げられる。ソルビタン脂肪酸エステルは、例えばモノエステルであってよい。グリセリン脂肪酸エステルは、例えば、モノエステルであってよく、ジエステルであってもよい。
【0037】
エーテルエステル型ノニオン系乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。ポリオキシエチレン脂肪酸エステルは、例えば、モノエステルであってよく、ジエステルであってもよい。ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは、例えば、モノエステルであってよい。
【0038】
含窒素型ノニオン系乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸モノエタノールアミド、及び脂肪酸ジエタノールアミドが挙げられる。
【0039】
ポリビニルアルコール系乳化剤は、完全けん化ポリビニルアルコールであってよく、部分けん化ポリビニルアルコールであってもよく、好ましくは部分けん化ポリビニルアルコールである。ポリビニルアルコールにおけるけん化度は、60モル%以上、70モル%以上、又は80モル%以上であってよく、100モル%以下、99モル%以下、又は90モル%以下であってよい。ポリビニルアルコールのけん化度は、JIS K6726「3.5 けん化度」に従って測定される値を意味する。
【0040】
ノニオン系乳化剤の添加量は、アクリルモノマーの全質量100質量部に対して、1質量部以上、1.5質量部以上、2質量部以上、2.5質量部以上、3質量部以上、3.5質量部以上、4質量部以上、又は4.5質量部以上であってよい。ノニオン系乳化剤の添加量は、アクリルモノマーの全質量100質量部に対して、架橋物の耐水性を更に向上させると共に、アクリルゴムのトルエン不溶分を低くし、架橋物の耐屈曲疲労性を向上させる観点から、好ましくは、10質量部以下、9質量部以下、8質量部以下、7質量部以下、6質量部以下、又は5質量部以下であってよい。
【0041】
重合開始剤は、例えば、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、tert-ブチルヒドロペルオキシド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどの有機過酸化物、又は、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの無機過酸化物であってよく、好ましくはtert-ブチルヒドロペルオキシドである。
【0042】
アクリルモノマーを重合させる際、pH調整剤を更に用いてもよい。pH調整剤は、例えば、酢酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩であってよく、好ましくは酢酸ナトリウムである。pH調整剤の添加量は、モノマー全量100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上であってよく、5質量部以下であってよい。
【0043】
工程S1により得られるラテックス中のアクリルポリマーは、上述したアクリルモノマーをモノマー単位として含んでいてよい。すなわち、アクリルポリマーは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含んでよい。
【0044】
このラテックスにおいて、ノニオン系乳化剤の全質量の0質量%超え70質量%以下が、アクリルポリマーに固定されている。本明細書において、アクリルポリマーに固定されているノニオン系乳化剤の量は、ラテックス中のノニオン系乳化剤の総量(仕込み量)から、アクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤の量を差し引くことにより求められる。アクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤の量は、遠心分離機にて10000rpm×30分間の条件でラテックスを遠心分離し、沈殿した固形分を分離した後の上澄み液に含まれるノニオン系乳化剤の量と定義される。なお、上澄み液に含まれるノニオン系乳化剤の量は、ノニオン系乳化剤の種類に応じて適宜選択された方法により測定される。例えば、ノニオン系乳化剤がポリビニルアルコールである場合は、上澄み液に含まれるポリビニルアルコールの量は、実施例で記載の方法により測定される。
【0045】
すなわち、本明細書において、アクリルポリマーに固定されているノニオン系乳化剤とは、10000rpm×30分間の条件でラテックスを遠心分離したときに、沈殿した固形分に含まれるノニオン系乳化剤(アクリルポリマーから脱離しないノニオン系乳化剤)と定義される。また、本明細書において、アクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤とは、10000rpm×30分間の条件でラテックスを遠心分離したときに、上澄み液に含まれるノニオン系乳化剤(アクリルポリマーから脱離したノニオン系乳化剤)と定義される。
【0046】
アクリルポリマーに固定されているノニオン系乳化剤の量の下限値は、ノニオン系乳化剤の全質量を基準として、架橋物の切断時引張強さを更に向上させると共に、架橋物の耐銅害性を向上させる観点から、好ましくは、0.1質量%以上、0.5質量%以上、1質量%以上、1.5質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、4質量%以上、5質量%以上、6質量%以上、7質量%以上、8質量%以上、9質量%以上、10質量%以上、12質量%以上、14質量%以上、16質量%以上、18質量%以上、20質量%以上、25質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、又は45質量%以上であってもよい。アクリルポリマーに固定されているノニオン系乳化剤の量の上限値は、ノニオン系乳化剤の全質量を基準として、架橋物の耐水性を更に向上させると共に、アクリルゴムのトルエン不溶分を低くし、架橋物の耐屈曲疲労性を向上させる観点から、好ましくは、68質量%以下、65質量%以下、60質量%以下、55質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下であってもよい。
【0047】
アクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤の量は、ノニオン系乳化剤の全質量を基準として、架橋物の耐水性を更に向上させると共に、アクリルゴムのトルエン不溶分を低くし、架橋物の耐屈曲疲労性を向上させる観点から、好ましくは、30質量%以上、32質量%以上、35質量%以上、40質量%以上、45質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、75質量%以上、80質量%以上、85質量%以上、又は90質量%以上であってよい。アクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤の量は、ノニオン系乳化剤の全質量を基準として、架橋物の切断時引張強さを更に向上させると共に、架橋物の耐銅害性を向上させる観点から、好ましくは、100質量%未満、99.9質量%以下、99.5質量%以下、99質量%以下、98.5質量%以下、98質量%以下、97質量%以下、96質量%以下、95質量%以下、94質量%以下、93質量%以下、92質量%以下、91質量%以下、90質量%以下、88質量%以下、86質量%以下、84質量%以下、82質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下、60質量%以下、又は55質量%以下であってよい。
【0048】
ラテックス中のノニオン系乳化剤の全質量は、アクリルポリマーの全質量100質量部に対して、1質量部以上、1.5質量部以上、2質量部以上、2.5質量部以上、3質量部以上、3.5質量部以上、4質量部以上、又は4.5質量部以上であってよい。ラテックス中のノニオン系乳化剤の全質量は、アクリルポリマーの全質量100質量部に対して、架橋物の耐水性を更に向上させると共に、アクリルゴムのトルエン不溶分を低くし、架橋物の耐屈曲疲労性を向上させる観点から、好ましくは、10質量部以下、9質量部以下、8質量部以下、7質量部以下、6質量部以下、又は5質量部以下であってよい。
【0049】
ラテックス中のノニオン系乳化剤のうち特定量がアクリルポリマーに固定されるためには、工程S1において、ノニオン系乳化剤の懸濁液に対して、アクリルモノマーを含むモノマー混合液と重合開始剤とを別々に添加すること、重合開始剤の添加量を特定の範囲に調整することが重要となる。また、工程S1において、アクリルモノマーの重合初期のアクリルモノマーの添加量を増減させることや、重合温度及び重合時間を調整することによっても、アクリルポリマーに固定されるノニオン系乳化剤の量を調整できる。
【0050】
続いて、工程S2では、工程S1で得られたラテックスに対して、凝固剤を添加して、アクリルポリマーを凝固させる。凝固剤としては、例えば、アンモニウム塩、1~3価の金属塩、無機酸、及び有機酸が挙げられる。アンモニウム塩としては、例えば、ホウ酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、及び塩化アンモニウムが挙げられる。1~3価の金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩、及び亜鉛塩が挙げられる。ナトリウム塩としては、例えば、ホウ酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、及び塩化ナトリウムが挙げられる。マグネシウム塩としては、例えば、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、及び硝酸マグネシウムが挙げられる。カルシウム塩としては、例えば、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、及び硝酸カルシウムが挙げられる。アルミニウム塩としては、例えば、硫酸アルミニウム及び塩化アルミニウムが挙げられる。亜鉛塩としては、例えば、塩化亜鉛及び酢酸亜鉛が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、及び硝酸が挙げられる。有機酸としては、例えば、蟻酸及び酢酸が挙げられる。
【0051】
凝固剤の添加量は、アクリルポリマーの全質量100質量部に対して、0.5質量部以上、1質量部以上、又は2質量部以上であってよく、150質量部以下、50質量部以下、又は20質量部以下であってよい。
【0052】
工程S2では、次に、凝固したアクリルポリマーを水洗及び乾燥する。水洗する際、ラテックス中のアクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤の一部(上述した遠心分離を行わなくても、水洗によって脱離するノニオン系乳化剤)は除去される。したがって、工程S2を経ることにより、得られるアクリルゴム(ゴム組成物)において、アクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤の量は、ラテックス中のアクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤よりも少なくなり得る。
【0053】
以上の製造方法により、ノニオン系乳化剤と共存したアクリルゴム(アクリルゴム及びノニオン系乳化剤を含有するゴム組成物)が得られる。すなわち、本発明の他の一実施形態は、アクリルゴムと、ノニオン系乳化剤と、を含有するゴム組成物である。
【0054】
アクリルゴムは、上述したアクリルモノマーをモノマー単位として含んでいる。すなわち、アクリルポリマーは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含んでよい。アクリルゴムは、モノマー単位として、架橋席モノマーを更に含んでもよく、その他のモノマーを更に含んでもよい。
【0055】
ゴム組成物に含まれるノニオン系乳化剤は、上述した工程S1で用いられるノニオン系乳化剤に由来していてよい。ノニオン系乳化剤の詳細は、上述したとおりである。ゴム組成物において、ノニオン系乳化剤の全質量の0質量%超え80質量%以下が、アクリルゴムに固定されている。
【0056】
本明細書において、アクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤の量は、ノニオン系乳化剤の総量(仕込み量)から、アクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤の量(更には、アクリルゴムを洗浄した場合は洗浄により除去されたノニオン系乳化剤の量)を差し引くことにより求められる。アクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤の量は、アクリルゴムを溶解させた溶液(詳細は実施例を参照)を遠心分離機にて10000rpm×30分間の条件で遠心分離した後の上澄み液に含まれるノニオン系乳化剤の量と定義される。なお、上澄み液に含まれるノニオン系乳化剤の量は、ノニオン系乳化剤の種類に応じて適宜選択された方法により測定される。例えば、ノニオン系乳化剤がポリビニルアルコールである場合は、上澄み液に含まれるポリビニルアルコールの量は、実施例で記載の方法により測定される。
【0057】
すなわち、本明細書において、アクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤とは、10000rpm×30分間の条件でアクリルゴムの溶液を遠心分離したときに、沈殿した固形分に含まれるノニオン系乳化剤(アクリルゴムから脱離しないノニオン系乳化剤)と定義される。また、本明細書において、アクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤とは、10000rpm×30分間の条件でアクリルゴムの溶液を遠心分離したときに、上澄み液に含まれるノニオン系乳化剤(アクリルゴムから脱離したノニオン系乳化剤)と定義される。
【0058】
アクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤の量の下限値は、ノニオン系乳化剤の全質量を基準として、架橋物の切断時引張強さを更に向上させると共に、架橋物の耐銅害性を向上させる観点から、好ましくは、0.1質量%以上、0.5質量%以上、1質量%以上、1.5質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、4質量%以上、5質量%以上、6質量%以上、7質量%以上、8質量%以上、9質量%以上、10質量%以上、12質量%以上、14質量%以上、16質量%以上、18質量%以上、20質量%以上、25質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、45質量%以上、又は50質量%以上であってもよい。アクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤の量の上限値は、ノニオン系乳化剤の全質量を基準として、架橋物の耐水性を更に向上させると共に、アクリルゴムのトルエン不溶分を低くし、架橋物の耐屈曲疲労性を向上させる観点から、好ましくは、75質量%以下、70質量%以下、68質量%以下、65質量%以下、60質量%以下、55質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、又は15質量%以下であってもよい。
【0059】
アクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤の量は、ノニオン系乳化剤の全質量を基準として、架橋物の耐水性を更に向上させると共に、アクリルゴムのトルエン不溶分を低くし、架橋物の耐屈曲疲労性を向上させる観点から、好ましくは、20質量%以上、25質量%以上、30質量%以上、32質量%以上、35質量%以上、40質量%以上、45質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、75質量%以上、80質量%以上、又は85質量%以上であってよい。アクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤の量は、ノニオン系乳化剤の全質量を基準として、架橋物の切断時引張強さを更に向上させると共に、架橋物の耐銅害性を向上させる観点から、好ましくは、100質量%未満、99.9質量%以下、99.5質量%以下、99質量%以下、98.5質量%以下、98質量%以下、97質量%以下、96質量%以下、95質量%以下、94質量%以下、93質量%以下、92質量%以下、91質量%以下、90質量%以下、88質量%以下、86質量%以下、84質量%以下、82質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下、60質量%以下、55質量%以下、又は50質量%以下であってよい。
【0060】
ゴム組成物中のノニオン系乳化剤の全質量は、アクリルゴムの全質量100質量部に対して、0.5質量部以上、1質量部以上、1.5質量部以上、2質量部以上、2.5質量部以上、3質量部以上、3.5質量部以上、又は4質量部以上であってよい。ゴム組成物中のノニオン系乳化剤の全質量は、アクリルゴムの全質量100質量部に対して、架橋物の耐水性を更に向上させると共に、アクリルゴムのトルエン不溶分を低くし、架橋物の耐屈曲疲労性を向上させる観点から、好ましくは、10質量部以下、9質量部以下、8質量部以下、7質量部以下、6質量部以下、5質量部以下、4.5質量部以下、又は4質量部以下であってよい。
【0061】
ゴム組成物は、架橋剤を更に含有してよい。ゴム組成物は、架橋促進剤を更に含有してよい。この場合、該ゴム組成物を架橋温度以下の温度で混練した後、所定の架橋温度で加熱することにより架橋物を得ることができる。本発明の他の一実施形態は、上記のゴム組成物の架橋物である。
【0062】
架橋させる際の加熱条件は、ゴム組成物の配合や架橋剤の種類によって適宜設定できる。加熱温度は、100℃以上であってよく、200℃以下であってよい。加熱時間は、1時間以上であってよく、10時間以下であってよい。加熱する方法としては、熱プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱などのゴムの架橋に用いられる方法を使用できる。
【0063】
ゴム組成物を混練、成型、架橋する装置、及びゴム組成物の架橋物を混練、成型する装置は、通常ゴム組成物に対して使用される装置を使用することができる。混練装置としては、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、インターナルミキサー、二軸押し出し機などを用いることができる。
【0064】
架橋剤は、アクリルゴムの架橋に通常用いられるものであればよく、特に限定されない。例えば、アクリルゴムがカルボキシル基を有する架橋席モノマーをモノマー単位として含む場合には、架橋剤は、好ましくは、多価アミン化合物、及び多価アミン化合物の炭酸塩であり、より好ましくは、炭素数4~30の多価アミン化合物、及びその炭酸塩である。
【0065】
多価アミン化合物の具体例としては、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)-2,2-ジメチルプロパン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフォン、ビス(4-3-アミノフェノキシ)フェニルスルフォン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノベンズアニリド、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフォンなどの芳香族ポリアミン化合物、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、N,N’-ジシンナミリデン-1,6-ヘキサンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等の脂肪族ポリアミン化合物等が挙げられる。
【0066】
ゴム組成物における架橋剤の含有量は、アクリルゴム100質量部に対して、0.1質量部以上、0.2質量部以上、又は0.3質量部以上であってよく、5質量部以下、4質量部以下、又は3質量部以下であってよい。
【0067】
架橋促進剤としては、特に限定されないが、架橋剤が多価アミン化合物又はその炭酸塩である場合には、脂肪族一価二級アミン化合物、脂肪族一価三級アミン化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、第四級オニウム塩、第三級ホスフィン化合物、弱酸のアルカリ金属塩、及びジアザビシクロアルケン化合物などが挙げられる。架橋促進剤は、一種単独で、又は二種以上を併せて使用することができる。
【0068】
脂肪族一価二級アミン化合物としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジアリルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジ-t-ブチルアミン、ジ-sec-ブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジウンデシルアミン、ジドデシルアミン、ジトリデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジペンタデシルアミン、ジセチルアミン、ジ-2-エチルヘキシルアミン、ジオクタデシルアミン、ジ-シス-9-オクタデセニルアミン、およびジノナデシルアミンなどが挙げられる。
【0069】
脂肪族一価三級アミン化合物としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリアリルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-t-ブチルアミン、トリ-sec-ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリウンデシルアミン、トリドデシルアミン、トリデシルアミン、トリテトラデシルアミン、トリペンタデシルアミン、トリセチルアミン、トリ-2-エチルヘキシルアミン、トリオクタデシルアミン、トリ-シス-9-オクタデセニルアミン、トリノナデシルアミン、N,N-ジメチルデシルアミン、N,N-ジメチルドデシルアミン、N,N-ジメチルテトラデシルアミン、N,N-ジメチルセチルアミン、N,N-ジメチルオクタデシルアミン、N,N-ジメチルベヘニルアミン、N-メチルジデシルアミン、N-メチルジドデシルアミン、N-メチルジテトラデシルアミン、N-メチルジセチルアミン、N-メチルジオクタデシルアミン、N-メチルジベヘニルアミン、及びジメチルシクロヘキシルアミンなどが挙げられる。
【0070】
グアニジン化合物としては、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1,3-ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。
【0071】
イミダゾール化合物としては、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾールなどが挙げられる。
【0072】
第四級オニウム塩としては、特に制限はないがテトラn-ブチルアンモニウムクロリド、トリメチルフェニルアンモニムクロリド、トリメチルステアリルアンモニムクロリド、トリメチルラウリルアンモニウムクロリド、トリメチルセチルアンモニウムクロリド、ジメチルジステアリルアンモニウムクロリド、トリブチルベンジルアンモニウムクロリド、テトラn-ブチルアンモニウムブロミド、メチルトリフェニルアンモニウムブロミド、エチルトリフェニルアンモニウムブロミド、トリメチルフェニルアンモニウムブロミド、トリメチルベンジルアンモニウムブロミド、トリメチルステアリルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムチオシアナートなどのアンモニウム塩や、テトラn-ブチルホスホニウムクロリド、テトラn-ブチルホスホニウムブロミド、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ブチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ヘキシルトリフェニルホスホニウムブロミド、ベンジルトリフェニルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムクロリド、テトラフェニルホスホニウムブロミド、4-ブトキシベンジルトリフェニルホスホニウムブロミド、アリルトリブチルホスホニウムクロリド、2-プロピニルトリフェニルホスホニウムブロミド、メトキシプロピルトリブチルホスホニウムクロリドなどのホスホニウム塩が挙げられる。
【0073】
第三級ホスフィン化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリ-p-トリルホスフィンなどが挙げられる。
【0074】
弱酸のアルカリ金属塩としては、ナトリウム、カリウムのリン酸塩、炭酸塩などの無機弱酸塩、及びナトリウム、カリウムのステアリン酸塩、ラウリン酸塩などの有機弱酸塩が挙げられる。
【0075】
ジアザビシクロアルケン化合物としては、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)などが挙げられる。これらのジアザビシクロアルケン化合物は、例えば、塩酸、硫酸、カルボン酸、スルホン酸、フェノールなどと塩を形成していてもよい。カルボン酸としては、例えば、オクチル酸、オレイン酸、ギ酸、オルソフタル酸、アジピン酸などが挙げられる。スルホン酸としては、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などが挙げられる。
【0076】
架橋促進剤の含有量は、アクリルゴム100質量部に対して、0.1質量部以上、0.2質量部以上、又は0.3質量部以上、5質量部以下、4質量部以下、又は3質量部以下であってよい。
【0077】
ゴム組成物は、その他の添加剤を更に含有してもよい。その他の添加剤としては、充填剤(補強剤)、可塑剤、滑剤、老化防止剤、安定剤、シランカップリング剤等が挙げられる。
【0078】
ゴム組成物におけるその他の添加剤の含有量は、合計で、アクリルゴム100質量部に対して、0.1質量部以上又は0.2質量部以上であってよく、90質量部以下又は80質量部以下であってよい。
【0079】
上述したゴム組成物は、シール(シール部材ともいう)用又はホース(ホース部材ともいう)用のゴム組成物として好適に用いられる。また、当該ゴム組成物は、防振ゴム(防振ゴム部材ともいう)用のゴム組成物として用いることもできる。上述したゴム組成物の架橋物は、シール又はホースとして好適に用いられる。すなわち、本発明の他の一実施形態は、上記の架橋物を含む、シール又はホースである。また、当該架橋物は、防振ゴムとして用いることもできる。すなわち、本発明の他の一実施形態は、上記の架橋物を含む、防振ゴムである。ホース(ホース部材)としては、ゴムホースなどが挙げられる。シール(シール部材)としては、例えば、ガスケット、パッキングなどが挙げられる。これらの部材は、ゴム組成物の架橋物のみからなってもよく、当該架橋物と他の部品とを備えていてもよい。
【0080】
ホース(ホース部材)の具体例としては、例えば、自動車、建設機械、油圧機器などのトランスミッションオイルクーラーホース、エンジンオイルクーラーホース、エアダクトホース、ターボインタークーラーホース、ホットエアーホース、ラジエターホース、パワーステアリングホース、燃料系統用ホース、ドレイン系統用ホース等が挙げられる。ホース部材は、補強糸又はワイヤーをホースの中間層又は最外層に有していてもよい。
【0081】
シール(シール部材)の具体例としては、例えば、エンジンヘッドカバーガスケット、オイルパンガスケット、オイルシール、リップシールパッキン、O-リング、トランスミッションシールガスケット、クランクシャフト、カムシャフトシールガスケット、バルブステム、パワーステアリングシール、ベルトカバーシール、等速ジョイント用ブーツ材及びラックアンドピニオンブーツ材などが挙げられる。
【0082】
防振ゴム(防振ゴム部材)の具体例としては、例えば、ダンパープーリー、センターサポートクッション、サスペンションブッシュなどが挙げられる。
【実施例】
【0083】
以下、実施例をよって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0084】
(実施例1)
内容積40リットルの耐圧反応容器にノニオン系乳化剤(ポリビニルアルコール)の4質量%水溶液16.8kgと、酢酸ナトリウム22gとを投入し、攪拌機であらかじめよく混合し、均一懸濁液を作製した。容器内上部の空気を窒素で置換後、攪拌を続行し、容器内を45℃に保持した後、アクリル酸エチル及びアクリル酸n-ブチルを含む(メタ)アクリルモノマー及びマレイン酸モノブチルからなるモノマー混合液11.2kgとt-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.25質量%)2リットルを別々に圧入して加えて、重合を開始させた。容器内温度を45℃に保ち、6.5時間後に反応を終了させた。これにより、水中に分散されたアクリルポリマーと、ノニオン系乳化剤とを含有するラテックスを得た。得られたラテックスに、凝固剤としてホウ酸ナトリウム水溶液(3.5質量%)20リットルを添加してアクリルポリマーを凝固させた。次いで、凝固させたアクリルポリマーを水洗した後、脱水及び乾燥を行うことにより、アクリルゴム(アクリルゴム及びノニオン系乳化剤を含有するゴム組成物)を得た。
【0085】
なお、上記のアクリルポリマー及びアクリルゴムは、アクリル酸エチル50.0質量%、アクリル酸n-ブチル48.5質量%、及びマレイン酸モノブチル1.5質量%のモノマー組成(以下「モノマー組成A」という)を有していた。また、ラテックス中のアクリルポリマーの全質量100質量部に対するラテックス中のノニオン系乳化剤の全質量(質量部)、ラテックス中のアクリルポリマーに固定されているノニオン系乳化剤の割合(ラテックス中のノニオン系乳化剤の全質量を基準とした質量%)、ゴム組成物中のアクリルゴムの全質量100質量部に対するゴム組成物中のノニオン系乳化剤の全質量(質量部)、及び、ゴム組成物中のアクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤の割合(ゴム組成物中のノニオン系乳化剤の全質量を基準とした質量%)を表1及び2に示す。
【0086】
ラテックス中のアクリルポリマーに固定されているノニオン系乳化剤の割合は、以下の手順で測定した。
まず、ME(g)のノニオン系乳化剤を含むラテックスML(kg)を純水で20倍に希釈した試料50gを遠心分離管に取り、遠心分離機(日立社製「CT15D」)で10000rpm×30分間の条件で遠心分離を行った。遠心分離後の上澄み液を100mLのポリ瓶に取り、その上澄み液の質量MS(g)を計量した。この上澄み液1mLと、4質量%ホウ酸水溶液15mLと、0.05molのヨウ素溶液3mLとを入れ、純水を追加して50mLまでメスアップして、測定用試料(ラテックスを1000倍に希釈した試料)を得た。この測定用試料の波長650nmにおける吸光度Absを分光光度計で測定した。
続いて、ラテックス中のアクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤の濃度Cfree(g/kg)を下記式:
Cfree(g/kg)=α(mg/L)×Abs×MS(g)/50(g)
により求めた。
【0087】
なお、上記式では、上澄み液の密度を1g/mLとして換算すると共に、測定用試料がラテックスを1000倍に希釈したものであることから、Cfreeの単位はg/kgとしている。また、濃度係数α(mg/L)は、濃度2、10、20、30及び40mg/Lのノニオン系乳化剤(上記と同じポリビニルアルコール)の各水溶液について、上記の上澄み液と同様にして測定用試料の調製及び波長650nmにおける吸光度の測定を行い、各水溶液の濃度=α×吸光度の関係にあるとして近似してαを求めた。
【0088】
そして、上記のCfree(g/kg)を用いて、ラテックス中のアクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤の質量Mfree(g)=Cfree(g/kg)×ML(kg)を求めた。最後に、ラテックス中のアクリルポリマーに固定されているノニオン系乳化剤の割合(質量%)=[ME(g)-Mfree(g)]/ME(g)×100を求めた。
【0089】
また、ゴム組成物中のアクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤の割合は、以下の手順で測定した。
まず、ゴム組成物0.3gを用意し、100mLの三角フラスコに精秤した。このゴム組成物に、クロロホルム(CHCl3)約20mLを加えて振とうし、ゴム組成物を溶解させた後、ジメチルスルホキシド(DMSO)10mLを加えて、ウォーターバスにて90℃以上で1時間、湯煎加熱した。次いで、80℃以上の熱水20mLを少しずつ加え、約30分間湯煎してクロロホルムを除去した後、放冷した。放冷後の試料を遠心分離機(日立社製「CT15D」)で10000rpm×30分間の条件で遠心分離を行った。遠心分離後の上澄み液を、100mLにメスアップした後、200meshの金網でろ過して、アクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤を含む試料を得た。この試料について、上記のラテックス中のアクリルポリマーに固定されていないノニオン系乳化剤の濃度Cfree(g/kg)と同様にして、ゴム組成物中のアクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤の割合を求めた。求められたアクリルゴムに固定されていないノニオン系乳化剤の量及び水洗により除去されたノニオン系乳化剤の量をノニオン系乳化剤の仕込み量から差し引くことにより、アクリルゴムに固定されているノニオン系乳化剤の量を求めた。
【0090】
(実施例2)
t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.25質量%)の添加量を0.75倍に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0091】
(実施例3)
t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.25質量%)の添加量を0.75倍に変更し、重合初期のモノマー混合液の添加量を20%ほど減らした以外は実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0092】
(実施例4)
t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.25質量%)の添加量を0.75倍に変更し、重合初期のモノマー混合液の添加量を40%ほど減量し、重合温度を35℃に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0093】
(実施例5)
t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.25質量%)の添加量を0.5倍に変更し、重合初期のモノマー混合液の添加量を75%ほど減量し、重合温度を35℃、反応時間を12時間に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0094】
(比較例1)
t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.25質量%)の添加量を2倍に変更し、重合温度を55℃に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0095】
(比較例2)
ノニオン系乳化剤をアニオン系乳化剤に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0096】
(実施例6)
ノニオン系乳化剤の水溶液の濃度を4質量%から8質量%に変更した以外は、実施例2と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0097】
(実施例7)
モノマー混合液におけるアクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、及びマレイン酸モノブチルの配合比を調整することにより、アクリルポリマー及びアクリルゴムのモノマー組成Aをモノマー組成B(アクリル酸エチル68.5質量%、アクリル酸n-ブチル30.0質量%、及びマレイン酸モノブチル1.5質量%)に変更し、また、t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.15質量%)の添加量を1.8Lに変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0098】
(実施例8)
モノマー混合液を、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-メトキシエチル、及びマレイン酸モノブチルからなるモノマー混合液に変更することにより、アクリルポリマー及びアクリルゴムのモノマー組成Aをモノマー組成C(アクリル酸エチル35.0質量%、アクリル酸n-ブチル39.5質量%、メタクリル酸n-ブチル9.5質量%、アクリル酸2-メトキシエチル14.5質量%、及びマレイン酸モノブチル1.5質量%)に変更し、また、t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.25質量%)の添加量を1.5Lに、重合温度を45℃にそれぞれ変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0099】
(実施例9)
t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液(0.25質量%)の添加量を0.7倍に変更した以外は、実施例8と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0100】
(実施例10)
モノマー混合液を、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸n-ブチル、及びマレイン酸モノブチルからなるモノマー混合液に変更することにより、アクリルポリマー及びアクリルゴムのモノマー組成Aをモノマー組成D(アクリル酸エチル25.0質量%、アクリル酸n-ブチル43.5質量%、メタクリル酸n-ブチル30.0質量%、及びマレイン酸モノブチル1.5質量%)に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0101】
(実施例11)
モノマー混合液を、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸n-ブチル、及びマレイン酸モノブチルからなるモノマー混合液に変更することにより、アクリルポリマー及びアクリルゴムのモノマー組成Aをモノマー組成E(アクリル酸エチル35.0質量%、アクリル酸n-ブチル48.5質量%、メタクリル酸n-ブチル15.0質量%、及びマレイン酸モノブチル1.5質量%)に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0102】
(実施例12)
モノマー混合液を、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-メトキシエチル、及びマレイン酸モノブチルからなるモノマー混合液に変更することにより、アクリルポリマー及びアクリルゴムのモノマー組成Aをモノマー組成F(アクリル酸エチル70.0質量%、アクリル酸n-ブチル13.5質量%、アクリル酸2-メトキシエチル15.0質量%、及びマレイン酸モノブチル1.5質量%)に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0103】
(実施例13)
モノマー混合液を、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-メトキシエチル、及びマレイン酸モノブチルからなるモノマー混合液に変更することにより、アクリルポリマー及びアクリルゴムのモノマー組成Aをモノマー組成G(アクリル酸エチル5.0質量%、アクリル酸n-ブチル68.5質量%、アクリル酸2-メトキシエチル25.0質量%、及びマレイン酸モノブチル1.5質量%)に変更した以外は、実施例1と同様にしてアクリルゴム(ゴム組成物)を得た。
【0104】
各実施例及び比較例で得られたアクリルゴム(ゴム組成物)のムーニー粘度ML(1+4)100℃を、JIS K6300に規定される方法に従って測定した。結果を表1及び2に示す。
【0105】
また、各実施例及び比較例で得られたアクリルゴム(ゴム組成物)100質量部に、以下に示す各成分を配合し、8インチオープンロールで混練した。
充填剤:カーボンブラック(東海カーボン社製 シーストSO)55質量部
滑剤a:ステアリン酸(日油社製 ビーズ ステアリン酸 つばき)1質量部
滑剤b:ステアリルアミド(三菱ケミカル社製 アマイドAP-1)0.3質量部
滑剤c:流動パラフィン(カネダ社製 ハイコールドK-230)1質量部
離型剤:脂肪酸・脂肪酸エステル・アミン・湿潤剤混合物(巴工業社製 MoldWiz INT-21G)0.5質量部
老化防止剤:4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(アディバント社製 Naugard#445)0.5質量部
架橋剤:ヘキサメチレンジアミンカーバメート(DuPont社製 Diak#1)0.5質量部
架橋促進剤:活性アミンと遅延剤の合成混合物(ランクセス社製 XLA-60)1.0質量部
【0106】
混練後のゴム組成物を厚さ2.4mmのシートに分出しした後、プレス加硫機を用いて、170℃、10MPaの圧力で20分間加熱及び加圧を行った。続いて、ギヤーオーブン内で170℃4時間の加熱を行い、ゴム組成物の架橋物を得た。
【0107】
(耐水性の評価)
JIS K6258:2016の「浸せき試験」に従って、架橋物を蒸留水による浸せき試験(80℃、72時間)に供し、試験前後の架橋物の体積変化率を以下の式に基づいて算出した。
体積変化率(%)=(試験後の体積-試験前の体積)/試験前の体積×100
結果を表1及び2に示す。体積変化率が小さいほど、耐水性に優れている。
【0108】
(切断時引張強さの測定)
JIS K6251:2017に従って、架橋物の切断時引張強さTbを測定した。結果を表1及び2に示す。
【0109】
【0110】
【0111】
実施例1~13については、以下に示すトルエン不溶分、耐屈曲疲労性、及び耐銅害性の評価も実施した。結果を表3及び4に示す。
【0112】
(トルエン不溶分の測定)
アクリルゴム1gを精秤し、トルエン100mLに温度25℃で48時間かけて溶解させた後、事前に質量(X(g)とする)を測定した容量250mLの遠心管に溶解液を移した。続いて、最大遠心半径13.8cmのアングルローターを用いて、温度10℃、8500rpm、60分間の条件で溶解液を遠心分離した後、非沈殿物をデカンテーションにより取り除いた。遠心管中の沈殿物を温度70℃の真空乾燥器で24時間乾燥させ、乾燥後の遠心管の質量(Y(g)とする)を測定した。測定されたX,Yから、下式によりトルエン不溶分を算出した。
トルエン不溶分(質量%)=(Y-X)×100
トルエン不溶分は少ないほど好ましい。
【0113】
(耐屈曲疲労性の評価)
JIS K6260:2010に従って、100℃の環境下において、架橋物に0.5mmの亀裂が発生するまでの屈曲回数を測定した。屈曲回数は、5つの試料について同様の測定を行った結果の平均値とした。屈曲回数が多いほど、耐屈曲疲労性に優れている。
【0114】
(耐銅害性の評価)
3号ダンベル状に成形した架橋物を試験片として用いた。エンジンオイル(EMGルブリカンツ合同会社製 モービル15W-30)と、銅紛(福田金属箔粉工業製 CE-1110)とを、エンジンオイル/銅粉=3/1(質量比)の割合で混合したスラリー5gを、試験片の標線間を完全に覆い隠すように刷毛を用いて塗り、室温で12時間乾燥させた。続いて、150℃のギヤーオーブンで試験片を500時間加熱することにより、耐銅害性試験を行った。その後、ヘラを用いて試験片から銅ペーストを剥がし、JIS K6251:2010に従って試験片の伸びを測定した。試験前後の伸び変化率(%)を以下の式に基づいて算出した。
伸び変化率(%)=(試験後の伸び-試験前の伸び)/試験前の伸び×100
伸び変化率の絶対値が小さいほど、耐銅害性に優れている。
【0115】
【0116】
【要約】
【課題】アクリルゴムの架橋物の耐水性及び切断時引張強さを両立すること。
【解決手段】アクリルゴムと、ノニオン系乳化剤と、を含有し、ノニオン系乳化剤の全質量の0質量%超え80質量%以下が、アクリルゴムに固定されている、ゴム組成物。
【選択図】なし