硫化胶囊用橡胶组合物以及硫化胶囊的制作方法

文档序号:15747151发布日期:2018-10-23 23:29阅读:444来源:国知局

本发明涉及硫化胶囊用橡胶组合物以及硫化胶囊。



背景技术:

硫化胶囊用于轮胎的硫化成型中。硫化胶囊配置于生胎的内侧,通过向其内部填充高压加热介质,由此,将生胎从内侧向硫化模具挤压,使轮胎硫化成型。加热介质是蒸汽、氮气、空气等。硫化胶囊是将这些加热介质在高压且180~240℃的高温条件下填充于内部,重复进行轮胎的硫化成型。因此,要求构成硫化胶囊的橡胶组合物的耐久性优异,且获得的硫化胶囊的不良率变低。

近年来,有人提出通过缩短硫化1条轮胎的时间来提高硫化生产效率的技术。例如,专利文献1中,提出了通过使用含有热传导率优异的碳纤维的硫化胶囊用橡胶组合物,加快硫化工序中向轮胎的热传导速度,来缩短硫化1条轮胎的时间的技术。然而,在膨胀成气球状的硫化胶囊中,纤维及无机填料等难以在热传导的方向即厚度方向上取向。因此,依然难以获得显示出优异热传导率、耐久性优异,且获得的硫化胶囊的不良率变低的橡胶组合物。此外,作为硫化胶囊的丁基系橡胶、氯丁橡胶中使用的增塑剂,使用有蓖麻油。然而,蓖麻油与丁基橡胶的SP值的差值大,无法将橡胶组合物均一地塑化。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2012-224720号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明的目的在于,提供一种可降低由硫化成型产生的硫化胶囊的不良率(特别是气泡不良率),耐久性优异,且热传导率好的硫化胶囊用橡胶组合物以及硫化胶囊。

解决课题的手段

解决上述课题的本发明中包含以下构成。

(1)一种硫化胶囊用橡胶组合物,其含有橡胶成分、填料以及烃化合物;所述橡胶成分100质量份中,包含81质量份以上的丁基系橡胶;所述填料包含炭黑,且相对于所述橡胶成分100质量份,含有45质量份以上的所述填料;所述烃化合物包含合计为85mol%以上的来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元。

(2)如(1)所述的硫化胶囊用橡胶组合物,上述烃化合物的SP值为8.5以下。

(3)如(1)或(2)所述的硫化胶囊用橡胶组合物,上述烃化合物的玻璃化转变温度为-80~-50℃。

(4)如(1)~(3)的任意一项所述的硫化胶囊用橡胶组合物,在100质量份的所述橡胶成分中,所述丁基系橡胶含有40质量份以上的丁基橡胶,所述丁基橡胶含有对甲基苯乙烯单元作为重复单元。

(5)如(1)~(4)的任意一项所述的硫化胶囊用橡胶组合物,其进一步含有选自萜烯系树脂、松香系树脂以及乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂构成的群中的至少1种。

(6)由(1)~(5)的任意一项所述的硫化胶囊用橡胶组合物构成的硫化胶囊。

发明效果

根据本发明,提供一种可降低硫化成型中产生的硫化胶囊的不良率(特别是气泡不良率),耐久性优异,且热传导率好的硫化胶囊用橡胶组合物。此外,根据本发明的硫化胶囊用橡胶组合物所构成的硫化胶囊,可提供不良率(特别是气泡不良率)低,耐久性优异,且热传导率好的硫化胶囊。

具体实施方式

<硫化胶囊用橡胶组合物>

本发明的一个实施方式的硫化胶囊用橡胶组合物(以下也称橡胶组合物)含有橡胶成分、填料和烃化合物。橡胶成分含有81质量%以上的丁基系橡胶。填料包含炭黑,相对于橡胶成分100质量份,含有45质量份以上的填料。烃化合物总共含有85质量%以上的来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元。以下分别进行说明。

(橡胶成分)

橡胶成分包含81质量%以上的丁基系橡胶。丁基系橡胶无特别限定。举其一例的话,丁基系橡胶是丁基橡胶、卤化丁基橡胶、各种改性丁基系橡胶等。丁基橡胶(IIR)是指作为普通丁基橡胶所知晓的非卤化丁基橡胶。IIR可以使用通常轮胎工业中使用的橡胶。

卤化丁基橡胶(X-IIR)是普通丁基橡胶的分子内导入了卤素的丁基系橡胶。卤化丁基橡胶可列举溴化丁基橡胶(Br-IIR)、氯化丁基橡胶(Cl-IIR)等。

改性丁基系橡胶是通过改性剂而导入了特定官能团的丁基系橡胶。改性丁基系橡胶具有异丁烯单元以外的其他重复单元。其他的重复单元无特别限定。举其一例的话,其他的重复单元是异戊二烯单元、芳香族乙烯基化合物单元等。芳香族乙烯基化合物单元无特别限定。举其一例的话,芳香族乙烯基单元是苯乙烯单元、对甲基苯乙烯单元、邻甲基苯乙烯单元、间甲基苯乙烯单元等。其中,基于改性丁基系橡胶制造容易性的观点,优选含有芳香族乙烯基化合物单元,更优选含有至少一个的对甲基苯乙烯单元、邻甲基苯乙烯单元、间甲基苯乙烯单元,进一步优选含有对甲基苯乙烯单元。

改性丁基系橡胶的制造方法无特别限定。举其一例的话,改性丁基系橡胶可通过使具有含氮官能团的改性剂与具有卤素基团的丁基系橡胶(卤化丁基系橡胶)相反应的方法等而制得。卤化丁基系橡胶只要是末端、主链、侧链的至少1个上具有卤素基团的丁基系橡胶即无特别限定。卤化丁基系橡胶的制造方法是使异丁烯与具有卤素基团的单体共聚的方法,使异丁烯与其他单体共聚、再将获得的共聚物卤化的方法等。

基于作为硫化胶囊具有充分耐久性的观点,在橡胶成分100质量份中,丁基系橡胶的含量为81质量份以上即可,优选90质量份以上,更优选92质量份以上。此外,基于获得优异耐久性的观点,橡胶成分100质量份中,丁基系橡胶的含量可以是100质量份。此外,基于获得与其他橡胶成分的交联效果的观点,橡胶成分100质量份中,丁基系橡胶的含量优选98质量份以下,更优选96质量份以下。另外,丁基系橡胶可以并用。此时,丁基系橡胶的含量是2种以上的丁基系橡胶的总量。

对于本实施方式的丁基系橡胶,在上述改性丁基系橡胶中,含有对甲基苯乙烯单元作为重复单元的丁基橡胶(PMS丁基橡胶)在橡胶成分100质量份中优选含有40质量份以上,更优选含有50质量份以上,进一步优选含有60质量份以上。丁基系橡胶通过含有100质量份橡胶成分中40质量份以上的PMS丁基橡胶,提高耐劣化性能(特别是后述的劣化EB)。这样的PMS丁基橡胶可列举埃克森美孚公司等制造贩卖的产品。

PMS丁基橡胶的改性基的含量以溴含量(mol%)表示。通常,PMS丁基橡胶的改性基的含量为0.3~1.5mol%。硫化胶囊在180~200℃的高温下硫化。因此,例如溴含量为0.47mol%的Exxpro3035(埃克森美孚公司制)在兼顾硫化不良率方面较合适。溴含量过多时,橡胶组合物在产生充分的橡胶流动之前容易产生气泡。另外,Exxpro 3035作为胎面橡胶用时,橡胶组合物在160~190℃下硫化。因此,基于高反应性的点,例如溴含量为1.2mol%的Exxpro3745(埃克森美孚公司制)较合适。

橡胶成分还可以适当含有上述丁基系橡胶以外的其他橡胶成分。这样的其他橡胶成分可列举异戊二烯系橡胶、氯丁橡胶(CR)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)等。这些其他橡胶成分可并用。

其他橡胶成分之中,基于耐劣化性、交联反应性、耐药品性或硫化速度综合优异的观点,橡胶成分优选包含氯丁橡胶。含有氯丁橡胶时,出于作为硫化胶囊用橡胶组合物的性能保持的理由,橡胶成分100质量%中氯丁橡胶的含量优选2质量%以上,更优选3质量%以上。此外,出于抑制劣化的观点,橡胶成分100质量%中氯丁橡胶的含量优选10质量%以下,更优选7质量%以下。

(填料)

本实施方式的橡胶组合物含有炭黑作为填料。填料中可以含有炭黑以外的其他填料。这样的其他填料可以从现今橡胶组合物中惯用的物质中选择。举其一例的话,其他填料是氢氧化铝、氧化铝、珪藻土、碳酸钙、滑石等。

基于使获得的橡胶组合物具有充分的补强性,且热传导率优异的观点,相对于橡胶成分100质量份,填料的含量在45质量份以上即可,优选50质量份以上。此外,基于填料整体的分散性、获得的橡胶组合物耐久性优异的观点,填料的含量优选100质量份以下,更优选90质量份以下。

炭黑无特别限定。举其一例的话,炭黑是炉法炭黑、乙炔黑、热裂炭黑、槽法炭黑、石墨(黑铅)等。这些炭黑可以并用。

基于提高获得的硫化胶囊的耐久性,获得充分的胶囊寿命的观点,炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选40m2/g以上,更优选60m2/g以上。此外,出于确保良好的炭黑分散性、良好的热传导率的观点,N2SA优选300m2/g以下,更优选140m2/g以下。另外,炭黑的氮吸附比表面积可通过JIS K6217的A法求得。此外,本实施方式中,胶囊寿命是指直至1条硫化胶囊破损为止时的可以进行硫化的平均轮胎条数。

基于获得的橡胶组合物具有充分的补强性、裂纹成长性,且热传导率优异的观点,相对于橡胶成分100质量份,炭黑的含量优选15质量份以上,更优选20质量份以上。此外,基于填料整体的分散性优异,获得的硫化胶囊的耐久性优异的观点,炭黑的含量优选90质量份以下,更优选80质量份以下。

基于热传导率优异,且能提高与炭黑或橡胶成分的亲和性的观点,本实施方式的填料优选包含石墨。基于通过将石墨与炭黑并用,能提高热传导率的观点,相对于橡胶成分100质量份,石墨优选包含10~25质量份左右。

基于可相对减少填料的含量,且能提高获得的橡胶组合物的热传导性的观点,本实施方式的填料可适当地混合石墨或者乙炔黑。特别地,通过混合石墨,获得的橡胶组合物的橡胶流动好,易于降低获得的硫化胶囊的轻不良率。另外,本实施方式中,轻不良率是指通过目测外观检查,确认有无气泡、缺胶、厚度不均、极端的凹痕或裂纹,具有这样的缺陷的硫化胶囊相对于为优品的硫化胶囊所占的比例。

滑石无特别限定。滑石只要是以含水硅酸镁为主成分即可。此外,滑石的吸油量无特别限定。举例的话,滑石的吸油量为20~80cc/100g。

出于低耗燃性的观点,滑石的平均粒径优选50μm以下,更优选30μm以下。此外,滑石的平均粒径的下限无特别限定。举例的话,滑石的平均粒径是1μm以上。

(烃化合物)

烃化合物是含有来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元总共为85mol%以上的共聚物。以下显示含有来自于乙烯的结构单元与来自于丙烯的结构单元的通式(式中,m、n均为1以上的整数)。本实施方式中,结构单元的量(mol%)可以基于各结构单元相对于总结构单元个数的个数(式中的m或n)而算出。此外,本实施方式的烃化合物显示出流动性。另外,烃化合物仅由聚乙烯构成的话,易于结晶化,易于变为固体。此外,本实施方式的烃化合物与丁基系橡胶的相容性好,可以降低获得的橡胶组合物的粘度,且不易挥发。

【化1】

另外,本实施方式的烃化合物区别于常温下为固体的乙烯·丙烯·二烯橡胶(EPDM、参照以下的通式。式中,m、n、o均为1以上的整数,X是二烯成分)。进一步,本实施方式的烃化合物的结构简单,分子运动较其他的混合剂大,具有消泡效果(可以降低气泡的表面张力)。

【化2】

来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元的总和(m+n)在85mol%以上即可,基于与丁基系橡胶的相容性好,可降低获得的橡胶组合物粘度且能提高消泡性的观点,优选90mol%以上,更优选为100mol%。

来自于乙烯的结构单元与来自于丙烯的结构单元的构成比例无特别限定。举其一例的话,来自于乙烯的结构单元与来自于丙烯的结构单元的构成比例是100:1~1:100。通过使构成比例在这样的范围内,易于显示出对橡胶组合物的塑性固化、消泡效果,进而易于降低填料分散、硫化成型时的不良率。

本实施方式的烃化合物不仅对橡胶组合物的增塑性,在橡胶组合物的成型加工时,使丁基系橡胶内或橡胶成分与填料的界面产生的空气溢出的效果(消泡效果)也优异。但是,作为硫化胶囊用橡胶组合物,存在现有增塑剂中含有蓖麻油的情况。蓖麻油较不易与丁基系橡胶混合,且存在由高温蒸汽分解而挥发,或者由高温氧化致羟基部位相结合、低聚化进而固化的情况。此外,蓖麻油也易于经氧化劣化而低聚化、固化。本实施方式的烃化合物可以合适地部分或全部替代这样的蓖麻油。据此,橡胶组合物在成形加工时不易渗出、不易挥发且不易低聚化,故可进一步提高获得的胶囊的耐久性。此外,本实施方式的烃化合物对于炭黑等填料的细孔等中存在的气泡,也易于使其由橡胶组合物中溢出(消泡性好)。通过能发挥这些不易挥发、不易低聚化且消泡性好的效果,橡胶组合物可以获得耐久性优异的硫化胶囊。

烃化合物还可以含有来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元以外的其他结构单元。作为这样的其他结构单元,可例示乙烯、丙烯、苯乙烯。其中,基于与炭黑的相容性良好的点,烃化合物可以含有来自于苯乙烯的结构单元。

基于挥发性的观点,本实施方式的烃化合物的数均分子量(Mn)优选1000以上,更优选1500以上。此外,出于增塑效果的观点,Mn优选3万以下,更优选2万以下。另外,本实施方式中,Mn以及后述的Mw可以使用凝胶渗透色谱(GPC)通过标准聚苯乙烯换算而得。

基于与丁基系橡胶的相容性优异的观点,本实施方式的烃化合物的SP(溶解度参数Solubility Parameter)值优选为8.5以下,更优选8.4以下。另外,作为SP值低的烃,氟树脂之特氟隆(注册商标)的SP值为6.2,硅酮橡胶的SP值为7.3。SP值在8.4以下的烃化合物易于与丁基系橡胶混合,成形加工时不易渗出、不易挥发且对橡胶组合物的增塑效果优异。另外,本实施方式中,SP值可通过Hoy法算出。更具体地,本实施方式中,例如烃化合物的SP值约为8.2时,这样的烃化合物与丁基系橡胶(例如SP值:7.8、Tg:-71℃)并用时,SP值的差小,易于相容。丁基系橡胶与烃化合物的相容性在SP值的差小于1.0时优异,在0.5以下时更优异。

本实施方式的烃化合物也可以定义为低温增塑剂,出于分子运动性良好、即消泡性优异的观点,烃化合物的玻璃化转变温度(Tg)优选为-80~-50℃。Tg小于-80℃时,烃化合物的分子量变小,易于挥发。另一方面,Tg超过-50℃时,烃化合物的消泡效果小。另外,本实施方式中,Tg可以按照JIS K 6229,使用丙酮除去扩展油后,将纯SBR分按照JISK 7121通过差示扫描量热法测定(DSC)求得。

基于消泡效果以及硫化成型时的不良率的观点,烃化合物相对于橡胶成分100质量份的含量优选2质量份以上,优选3质量份以上。此外,出于与橡胶组合物的裂纹成长性相关的拉伸模量M300的观点,烃化合物相对于橡胶成分100质量份的含量优选10质量份以下,更优选9质量份以下。

本实施方式的烃化合物可以使用市售品。这样的市售品可例示埃克森美孚公司、三井化学(株)等制造贩卖品。

(任意成分)

接着,对本实施方式的橡胶组合物中,可适当混合的任意成分进行说明。本实施方式的橡胶组合物除了上述成分之外,还可任意混合在硫化胶囊用橡胶组合物的制造中一般使用的其他成分。举其一例的话,这样的任意成分是相容树脂、氧化锌、防老剂、加工助剂、脱模剂、硬脂酸、上述填料以外的无机充填剂、增粘树脂等树脂成分、增塑剂、耐热改进剂、阻燃剂、导热赋予剂、交联剂等。

·相容树脂

本实施方式的橡胶组合物适宜含有相容树脂。相容树脂无特别限定。举其一例的话,相容树脂是萜烯系树脂、松香系树脂、乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂、氢化萜烯系树脂、氢化松香系树脂等。相容树脂可以并用。其中,出于提高获得的橡胶组合物的耐久性的观点,本实施方式的橡胶组合物优选含有选自氢化萜烯系树脂、氢化松香系树脂以及乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂构成的群中的至少1种。

萜烯系树脂无特别限定。举其一例的话,萜烯系树脂是由选自α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯、二戊烯等萜烯原料的至少1种构成的聚萜烯树脂、以萜烯化合物与芳香族化合物为原料的芳香族改性萜烯树脂、以萜烯化合物与苯酚系化合物为原料的萜烯酚醛树脂等萜烯系树脂(没有氢化的萜烯系树脂),以及这些萜烯系树脂进行氢化处理后的(氢化萜烯系树脂)树脂。作为芳香族改性萜烯树脂的原料的芳香族化合物,可例示苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基甲苯等。作为萜烯酚醛树脂的原料的苯酚系化合物,可例示苯酚、双酚A、甲酚、二甲苯酚等。

其中,出于与丁基系橡胶的相容性优异、由于化学结构中的双键通过加氢而变为单键,获得耐久性更优异的硫化胶囊的观点,萜烯系树脂优选氢化萜烯系树脂。此外,萜烯系树脂可以近100%氢化,进一步出于耐久性优异的观点,更优选氢化聚萜烯树脂。另外,对萜烯系树脂的氢化处理可以通过公知的方法进行。此外,本实施方式中,萜烯系树脂可以使用市售的氢化萜烯系树脂。

出于防止橡胶组合物的Tg变高,耐久性恶化的观点,氢化萜烯系树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选60℃以下,更优选50℃以下。此外,氢化萜烯系树脂的Tg的下限无特别限定。出于可以确保难挥发性的观点,氢化萜烯系树脂的Tg优选5℃以上。此外,出于拉伸特性优异、易于消除空隙(void)的观点,氢化萜烯系树脂的重均分子量(Mw)优选700以下。

氢化萜烯系树脂的SP值优选接近于丁基系橡胶的SP值7.7~8.1,优选8.4以下。另外,此处的SP值是基于化合物的结构,通过Hoy法算出的溶解度参数(Solubility Parameter)。Hoy法是例如在K.L.Hoy“溶解度参数表(Table of Solubility Parameters)”,联合碳化物公司溶剂和涂料材料研究和开发部(Solvent and Coatings Materials Research and Development Department,Union Carbites Corp).(1985)中记载的计算方法。

含有氢化萜烯系树脂时,出于良好地获得本实施方式效果的观点,相对于橡胶成分100质量份,氢化萜烯系树脂的含量优选1质量份以上,更优选2质量份以上。此外,出于可以适当确保橡胶组合物的硬度、成形加工性、粘度的观点,氢化萜烯系树脂的含量优选8质量份以下,更优选6质量份以下。

此外,本实施方式中,萜烯系树脂可以使用市售品。这样的市售品可例示安原化学(株)等的制造贩卖品。

·松香系树脂

松香系树脂是通过加工松脂而获得的以松香酸为主成分的树脂。松香系树脂可例示枞酸、新枞酸、棕榈酸、左旋海松酸、海松酸、异海松酸、脱氢松香酸等树脂酸为主成分的脂松香、木松香、妥尔油松香等天然松香树脂(聚合松香)之外,氢化松香树脂、不饱和羧酸改性松香树脂、松香改性酚醛树脂等改性松香树脂、松香甘油酯、不饱和羧酸改性松香酯等松香酯、将松香树脂歧化而获得的歧化松香树脂等。

松香酯树脂是通过上述松香类与多元醇(丙三醇、季戊四醇等)的酯化反应而生成的松香系树脂。酯化反应无特别限定。举例的话,酯化反应是在不活性气体的环境氛围下,将松香类与多元醇加热到200~300℃,使生成的水排除到体系外的方法。

松香系树脂的软化点无特别限定。松香系树脂的软化点可以与上述的萜烯系树脂的软化点相同。

含有松香系树脂时,出于良好地获得拉伸特性的观点,相对于橡胶成分100质量份,松香系树脂的含量优选1质量份以上,更优选2质量份以上。此外,出于可适当地调整橡胶组合物的硬度、成形加工性、粘度的观点,松香系树脂的含量优选8质量份以下,更优选6质量份以下。

本实施方式中,松香系树脂可以使用市售品。这样的市售品可例示哈利玛化成(株)、荒川化学(株)等的制造贩卖品。

·乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂

乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂是苯乙烯单体与乙烯单体及丙烯单体聚合而得的共聚树脂,其包含以下通式(式中,m、n、o均为1以上的整数)所示的结构单元。橡胶组合物通过含有乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂,与含有上述萜烯系树脂或松香系树脂时相比,可以维持同程度的耐久性,且在制作硫化胶囊时,橡胶表面的粘性难以上升,不易发生由与胶囊模具的过度粘合而引起的不良。

【化3】

乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂中的、来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元的总量(EP含量、相对于总结构单元的个数的上述式的m与n的和)无特别限定。举其一例的话,出于消除丁基系橡胶与填料的空隙,提高透气性的观点,相对于结构单元100mol%,总量优选60mol%以上,更优选70mol%以上。此外,出于拉伸特性的观点,相对于结构单元100mol%,总量优选98mol%以下,更优选95mol%以下。乙烯以及丙烯均与丁基系橡胶相容。此外,苯乙烯可与炭黑相容。因此,EP含量通过在上述范围内,可以平衡良好地提高透气性与EB。

含有乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂时,基于良好地获得本实施方式效果的观点,相对于橡胶成分100质量份,乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂的含量优选1质量份以上,更优选2质量份以上。此外,出于可以适当地确保橡胶组合物的硬度、成形加工性、粘度的观点,乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂的含量优选8质量份以下,更优选6质量份以下。

本实施方式中,乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂可以使用市售品。这样的市售品可例示Struktol公司、Performance additive公司、朗盛公司等的制造贩卖品。

·防老剂

基于提高高温环境下的热氧化劣化的目的,在富含丁基的混合体系中混合防老剂时,鉴于挥发性、渗出性、熔点(分散性),防老剂优选双酚系、特别是烷基链连接在苯酚上的化合物。本实施方式中,防老剂可以使用市售品。这样的市售品可例示大内新兴化学(株)等的制造贩卖品。

橡胶组合物含有防老剂时,防老剂的含量无特别限定。举其一例的话,相对于橡胶成分100质量份,防老剂的含量优选0.5质量份以上,更优选0.8质量份以上。此外,相对于橡胶成分100质量份,防老剂的含量优选3质量份以下,更优选2质量份以下。通过使防老剂的含量在上述范围内,填料的氧化劣化耐性得到提高,易于显示出良好的拉伸性。此外,获得的橡胶组合物也易于进行混炼。

·交联剂

交联剂无特别限定。举其一例的话,交联剂可列举交联树脂等。出于硫化速度、交联密度、交联均匀性、进而获得良好的胶囊寿命的点,交联剂优选交联树脂。交联树脂可例示烷基苯酚甲醛树脂等。烷基苯酚甲醛树脂无特别限定。举其一例的话,出于优异的耐热性的点,烷基苯酚甲醛树脂优选未被卤化的非卤化物。烷基苯酚甲醛树脂中的羟甲基的含量通常为7~10质量%。

相对于含有交联剂时的橡胶成分100质量份的交联剂的含量无特别限定。交联剂的含量可以通过丁基橡胶的反应性、胶囊的硫化温度适当地进行调整。举其一例的话,交联剂的含量优选2质量份以上,更优选2.5质量份以上。此外,交联剂的含量优选15质量份以下,更优选12质量份以下。通过在上述范围内含有交联剂,获得的橡胶组合物能充分交联,且获得的硫化胶囊的胶囊寿命以及胶囊性能优异。

·脱模剂

脱模剂可例示含有脂肪酸金属盐、脂肪酸酰胺、酰胺酯等的脱模剂。脂肪酸金属盐中的金属可例示钙、锌、铝、钠等。其中,出于价格便宜,不成为环境污染的原因,进一步不影响硫化速度的观点,脱模剂优选脂肪酸钙盐。

含有脱模剂时,脱模剂的含量无特别限定。举其一例的话,相对于橡胶成分100质量份,脱模剂的含量优选0.5质量份以上,更优选0.6质量份以上。此外,相对于橡胶成分100质量份,脱模剂的含量优选10质量份以下,更优选7质量份以下。通过在上述范围含有脱模剂,可以赋予橡胶组合物良好的脱模性。

本实施方式中,脱模剂可以使用市售品。这样的市售品可例示Struktol公司、莱茵化学公司、Performance additive公司等的制造贩卖品。

<橡胶组合物以及硫化胶囊>

本实施方式的硫化胶囊用橡胶组合物可以通过一般的方法制造。举其一例的话,对橡胶组合物,可以通过使用班伯里密炼机或捏合机、开放式炼胶机等一般橡胶工业中使用的公知混炼机,将各成分中的交联剂以及硫化促进剂以外的成分进行混炼后,再向其中添加交联剂以及硫化促进剂进一步进行混炼,之后进行硫化的方法等制造而得。

本实施方式的橡胶组合物的热传导率是作为硫化胶囊用橡胶组合物优异的热传导率,基于硫化生产效率的观点,优选0.40W/mK以上,更优选0.45W/mK以上。此外,热传导率的上限无特别限定。基于确保获得的硫化胶囊的耐久性的观点,热传导率保持在1.0W/mK以下。另外,本实施方式中,橡胶组合物的热传导率是23℃时的硫化橡胶组合物的热传导率,可以依照JIS R 2616规定的热线法测定。

本实施方式的硫化胶囊可以由上述的橡胶组合物构成。硫化胶囊可以通过一般的方法制造。举其一例的话,可以通过将未交联的硫化胶囊用橡胶组合物通过挤压机挤压成形为圆柱状或者方形状,设置于模压机,通过加热加温成型而制造。

【实施例】

基于实施例对本发明进行地具体的说明。本发明不限于这些实施例。

实施例以及比较例中使用的各种试剂品显示如下。

(橡胶成分)

丁基系橡胶1:Exxson268(普通丁基橡胶、SP值:7.8、埃克森美孚公司制)

丁基系橡胶2:Exxpro3035(包含对甲基苯乙烯单元的丁基橡胶、SP值:7.8、埃克森美孚公司制)

氯丁橡胶:スカイプレンB30(氯丁橡胶、东曹株式会社制)

(填料)

炭黑1:ショーブラックN330T(通常碳、N2SA:79m2/g、卡博特日本(株)制)

炭黑2:ショーブラックN220(通常碳、N2SA:115m2/g、卡博特日本(株)制)

石墨:KS6(人造石墨、BET比表面积20m2/g、Imerys公司制)

乙炔黑:Denka黑色粒状(导电碳、一次粒径35nm、比表面积68m2/g、电气化学工业(株))

(烃化合物)

烃化合物1:LX004(乙烯丙烯共聚物、Mn:1780、Tg:-77℃、SP值:8.23、来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元的总量:85mol%以上、三井化学(株)制)

烃化合物2:LX010(乙烯丙烯共聚物、Mn:2550、Tg:-71℃、SP值:8.23、来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元的总量:85mol%以上、三井化学(株)制)

烃化合物3:LX400(乙烯丙烯共聚物、Mn:6690、Tg:-64℃、SP值:8.26、来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元的总量:85mol%以上、三井化学(株)制)

烃化合物4:LX900Z(乙烯丙烯共聚物、Mn:7420、Tg:-62℃、SP值:8.37、来自于乙烯的结构单元以及来自于丙烯的结构单元的总量:85mol%以上、三井化学(株)制)

(相容树脂)

乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂1:40MS(软化点:78℃、EP含量:82质量%、Mn:600、Tg:58℃、SP值:8.9、Struktol公司制)

乙烯丙烯苯乙烯共聚树脂2:Promix400(软化点:78℃、EP含量:92质量%、Mn:1000、Tg:57℃、SP值:8.7、performance additive公司制)

萜烯系树脂1:P85(氢化聚萜烯树脂、软化点:85℃、Mn:630、Tg:43℃、SP值:8.36、安原化学(株)制)

萜烯系树脂2:TO85(氢化萜烯苯乙烯树脂、软化点:85℃、Mn:650、Tg:43℃、SP值:8.73、安原化学(株)制)

松香系树脂:ハリスターTF(松香酯树脂、软化点:80℃、Tg:38℃、哈利玛化成(株)制)

(其他)

氧化锌:2号、比重5.6

硬脂酸:硬脂酸椿(SP值:9.1、日油(株)制)

油:工1(蓖麻油、Mn:1490、Tg:-55℃、SP值:9.89、伊藤制油(株)制)

缓凝剂:ノックセラーDM(MBTS、大内新兴化学(株)制)

交联树脂:タッキロールTK201(烷基苯酚树脂、田冈化学(株)制)

防老剂:ノックラックNS-6(亚甲基双酚、大内新兴化学(株)制)

脱模剂:WB16(不饱和脂肪酸酰胺与钙皂的混合物、Mn:355、固体、SP值:10.0、Struktol公司制)

(实施例以及比较例)

依照表1~表3所示的混合配方,使用2.0L班伯里密炼机以4分钟、排出温度为150℃对混合材料中交联树脂以外的药品进行混炼,获得混炼物。接着,向获得的混炼物中添加交联树脂,使用2.0L班伯里密炼机,以3分钟、排出温度95℃进行混炼,获得未硫化橡胶组合物。将获得的未硫化橡胶组合物辊轧为厚度2mm的橡胶片,使用试验用模具,对表1~2所述的实施例1~10以及比较例1~6的橡胶组合物在190℃下进行30分钟的加压硫化,对表3所述的实施例11~16以及比较例7~10的橡胶组合物在180℃下进行12分钟的加压硫化,分别获得硫化橡胶组合物。通过混炼物以及硫化橡胶组合物进行以下各评价。

<热传导率>

按照JIS R 2616规定的热线法,通过快速导热仪(京都电子工业(株)生产的kemthermQTM-500)测定各硫化橡胶组合物的23℃中的热传导率(W/mK)。结果见表1~表3。热传导率越高表示热传导性能越优异。本发明中的热传导率的性能目标值是0.40W/mK以上。

<轻不良率>

对于轻不良率,通过硫化橡胶组合物的目测外观检查,以无气泡、缺胶、厚度不均、极端凹痕之物为良品,基于以下的评价基准进行指数评价。轻不良率在指数100以上是为适于商业生产。

指数140:轻不良率0.1%

指数120:轻不良率0.5%

指数100:轻不良率1%

指数80:轻不良率2%

指数60:轻不良率4%

指数40:轻不良率10%

<耐久性(新品EB)>

从硫化橡胶组合物的中间层取出所定大小的橡胶试验片,基于JIS K 6251“硫化橡胶以及热塑性橡胶—拉伸特性的求得方法”制作3号哑铃型试验片,于150℃环境氛围下实施拉伸试验,测定断裂伸长率EB(elongation at break)(%)(新品EB)。新品EB的数值越大,表示断裂伸长率越优异。另外,出于耐久性的点,本发明中的新品EB的性能目标值为500%以上。另外,新品EB的数值在300%以下时,存在脱模拉伸橡胶时,以起泡部或与聚合物的粘合性差的部位为起点出现裂纹(严重缺陷)的情况。

<耐久性(新品M300)>

基于JIS K 6251:2010,将各硫化橡胶组合物制作为哑铃状1号形试验片,使用试验片在150℃环境气体下实施拉伸试验,测定300%拉伸时应力(MPa)(新品M300)。新品M300的值越大,则裂纹成长性优异、耐久性优异。另外,出于耐久性的点,本发明中的新品M300的性能目标值为2.5以上。

<耐久性(劣化EB)>

制作硫化橡胶组合物的厚2mm的橡胶板,将获得的橡胶板在180℃的烘箱内放置24小时,使用该空气氧化劣化后的试验片,基于JIS K 6251“硫化橡胶以及热塑性橡胶—拉伸特性的求得方法”,在150℃下实施拉伸试验,测定断裂伸长率EB(%)(劣化EB)。劣化EB的数值越大,表示断裂伸长率越优异。另外,出于耐久性的点,本发明中的劣化EB的性能目标值为350%以上。

【表1】

【表2】

表2

【表3】

如表1~表3所示,本发明的硫化胶囊用橡胶组合物显示出优异的轻不良率以及耐久性。此外,如表3所示,本发明的硫化胶囊用橡胶组合物通过并用丁基系橡胶2与所定量的高填充填料的石墨,可以较高地维持与表1所述的使用丁基橡胶1的实施例1~10同程度地耐久性能和轻不良率,且热传导性得到大幅提高。

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