(57)【要約】【課題】水素化NBRに1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを高濃度、具体的には10〜50重量％の割合で分散させた有機過酸化物マスターバッチを提供する。【解決手段】水素化NBR、数平均分子量Mn 2600〜3400のポリブタジエンオリゴマーおよび1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを含有する水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチ。この水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチは、低分子量のポリブタジエンオリゴマーを用いることにより、水素化NBRに1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを10重量％以上といった高濃度で分散せしめることを可能としている。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素化NBR、数平均分子量Mn 2600〜3400のポリブタジエンオリゴマーおよび1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを含有する水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチ。
【請求項２】
ポリブタジエンオリゴマーが、マスターバッチ中1〜15重量％の割合で用いられた請求項１記載の水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチ。
【請求項３】
1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンをマスターバッチ中10〜50重量％の割合で含有する請求項１または２記載の水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチ。
【請求項４】
さらに充填剤を添加せしめた請求項１、２または３記載の水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチを用いて調製された水素化NBR組成物。
【請求項６】
請求項５記載の水素化NBR組成物を加硫成形して得られた加硫成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチに関する。更に詳しくは、水素化NBRへの1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンの分散を容易とする水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素化NBRの架橋剤である有機過酸化物の促入れ工程としては、まず単品の有機過酸化物をロールなどで促入れする工程が挙げられるが、有機過酸化物の混練には非常に時間がかかり、混練途中に水素化NBRが、ロールより脱落するなどといったロール作業に危険が伴うという問題があった。かかる点を改善すべく、特許文献１には、水素化NBRに有機過酸化物を配合するにあたって、水素化NBRにジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物10〜50重量％および充填剤を混合分散させたマスターバッチを用いることが提案されている。
【特許文献１】特許第３，４１１，０７６号公報
【０００３】
しかるに、上記特許文献で有機過酸化物として1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンが例示されてはいるものの、実際のところこの有機過酸化物については、EPDMへの分散性は良好である一方で、水素化NBRに対して10〜50重量％の割合で混合分散を試みても、水素化NBRとの相溶性が低すぎるため、1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンが水素化NBRから分離してしまい、マスターバッチを作製することはできない。例えば、水素化NBRと1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンとを密閉式混練機あるいはロール混練機を用いて20分間程度混練を行ったとしても、1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン濃度が10％未満のマスターバッチの調製が限界である。
【０００４】
このような事情により、水素化NBRにジクミルパーオキサイドを高濃度に混合したマスターバッチは、例えばゼオン化成製品レビタルマスターDCP30ZPO3Kなどとして市販されているものの、水素化NBRに1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを高濃度、具体的には10〜50重量％の割合で混練したマスターバッチは市販されていないのが現状である。
【０００５】
かかる状況に対して、1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン40重量％と炭酸カルシウム60重量％を混合させたものが、例えば日本油脂製品ペロキシモンF-40、化薬アクゾ製品パーカドックス14/40などとして市販されている。これらを用いると、100％タイプの1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを用い、これを水素化NBRに投入する場合に必要とされる15分程度の混練時間を10分程度に短縮することを可能とするものの、ロール作業の危険性については改善することができず、また炭酸カルシウムを用いているため、配合に制約があるといった問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、水素化NBRに1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを高濃度、具体的には10〜50重量％の割合で分散させた有機過酸化物マスターバッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる本発明の目的は、水素化NBR、数平均分子量Mn 2600〜3400のポリブタジエンオリゴマーおよび1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを含有する水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチによって達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチは、低分子量のポリブタジエンオリゴマーを用いることにより、水素化NBRに1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを10重量％以上といった高濃度で分散せしめることを可能としている。
【０００９】
かかる水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチを用いた場合には、100％タイプの1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを水素化NBRに投入する場合に必要とされる15分程度の混練時間を5分程度に短縮し、また従来、混練作業中の全時間を人手による促入作業が必要とされていたところを大部分の時間において機械による促入作業を可能とするといった混練作業上の効果を奏する。この機械による促入作業は、ロール作業時の危険性を大幅に低下させることができる。
【００１０】
なお、本発明に係る水素化NBR用有機過酸化物マスターバッチを用いて水素化NBRにブレンドして得られた水素化NBR組成物を加硫成形した加硫成形品は、100％タイプの1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを用いた場合と、同等の物性を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
水素化NBRとしては、特に限定されないが、ヨウ素価が1〜40mg／100mgのNBR水素化物であって、そのムーニー粘度ML1+4(100℃)が約50〜150程度のものを用いることができる。
【００１２】
ポリブタジエンオリゴマーとしては、低分子量、具体的には数平均分子量Mn 2600〜3400のものがマスターバッチ全量中、1〜15重量％、好ましくは5〜10重量％の割合で用いられる。ポリブタジエンの数平均分子量Mnがこれより大きいものを用いると、流動性が殆どみられないようになり好ましくない。また、ポリブタジエンがこれ以下の割合で用いられると、水素化NBRと1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンとの相溶性を改善できず、これらが分離してしまい、所望の高濃度の有機過酸化物を含有するマスターバッチを得ることができない。一方これ以上の割合で用いられると、水素化NBRのベース配合に影響を及ぼすようになる。実際には、市販品である日本曹達製品B-3000等をそのまま用いることができる。
【００１３】
1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンは、市販品、例えば化薬アクゾ製品パーカドックス14などをそのまま用いることができ、マスターバッチ全量中10〜50重量％、好ましくは20〜40重量％の割合で配合される。1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンがこれ以下の割合のマスターバッチは、低濃度すぎるためマスターバッチとして有効に用いることができず、一方これ以上の割合のマスターバッチは、混練が困難なため調製が難しい。
【００１４】
以上の必須成分に加えて、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カーボンブラック等の充填剤を添加することができる。その添加割合は、充填剤量を加えたマスターバッチ合計量中30重量％以下、好ましくは10〜25重量％である。
【００１５】
以上の各成分は、ニーダ、オープンロール、バンバリーミキサ、押出混練機など任意の混練機を用いて５分間程度混練され、水素化NBRの有機過酸化物マスターバッチとして調製される。具体的には、1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン以外の成分を予め混練分散した後、1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを5〜15回程度に分けて投入し、15〜30分間混練することにより行われる。
【００１６】
得られたマスターバッチは、加硫に必要とされる有機過酸化物量となるような割合で、そのまま用いられて水素化NBR組成物を構成し、さらにこれを通常行われる水素化NBRの加硫条件によって加硫することにより、加硫成形品を得ることができる。
【実施例】
【００１７】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１８】
実施例１〜４、比較例１〜２
実  施  例   比較例
マスターバッチ成分(重量％)              １ ２ ３ ４ １ ２
水素化NBR(日本ゼオン製品ゼットポール2020)           50  40  45  35  55  50
ポリブタジエンオリゴマー                             5  10   5  10   0   0
(日本曹達製品B-3000；Mn 3000)
1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン   25  30  30  35  25  30
(化薬アクゾ製品パーカドックス14)
FTカーボンブラック(新日化カーボン製品HTC-20S)       20  20   0   0  20   0
ホワイトカーボン(日本シリカ製品ニップシールER100)    0   0  20  20   0  20
以上の各成分について、有機過酸化物以外を20L加圧型ニーダに一括投入して混練し、数分後から有機過酸化物を1/10量ずつ投入し、2分間混練する操作をくり返し、マスターバッチの調製を行った。実施例１〜４についての混練性は良好であったが、ポリブタジエンオリゴマーが用いられなかった比較例１〜２については有機過酸化物が分離してしまい、マスターバッチの調製ができなかった。
【００１９】
実施例５
水素化NBR(ゼットポール2020)91.6重量部、FTカーボンブラック(HTC-20S)56.7重量部、酸化亜鉛5重量部、2-メルカプトイミダゾール2重量部およびトリメチロールプロパントリメタクリレート2重量部を20L加圧型ニーダに一括投入して7分間混練した後、16インチブレンダーロールに移し、実施例1で調製されたマスターバッチ(有機過酸化物量25重量％)16.8重量部をさらに加えて5分間混練を行い、NBR組成物を調製した。このとき、16インチブレンダーロールで混練を始めて約3分後には十分な分散状態となっていた。
【００２０】
比較例３
実施例５において、水素化NBR量が100重量部、FTカーボンブラック量が60重量部にそれぞれ変更され、また実施例1で調製されたマスターバッチの代わりに1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(パーカドックス14)4.2重量部を用いてNBR組成物を調製したところ、16インチブレンダーロールを用いて1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンの投入が完了するまでに10分間を要し、さらに混練には5分間を必要とした。このとき、実施例５と同様の混練時間、すなわち16インチブレンダーロールを用いて1,3-ビス(第３ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを一括投入して5分間混練しただけでは、1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンが半分程度しか分散しなかった。
【００２１】
実施例５および比較例３で得られたNBR組成物について、180℃、8分間の一次加硫および150℃、1時間の二次加硫を行ってテストピースを作成し、常態物性(JIS K6253、JIS K6251準拠)を測定した。硬さ(タイプAデュロメータ)、引張り強さ(MPa)、伸び(％)は、実施例5のNBR組成物より得られたテストピースでは、それぞれ71、24、280であり、比較例３のNBR組成物より得られたテストピースでは、それぞれ70、23.5、290であった。