説明

ゴムコーティング材

【課題】膜強度、貯蔵安定性、耐アルコール混合燃料油性に優れたゴムコーティング材を提供する。
【解決手段】下記の(A)成分とともに、下記の(B)成分と(C)成分とを併用するゴムコーティング材である。
(A)三元系フッ素ゴム。
(B)アミン加硫剤。
(C)アマイド化合物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シール部材として用いられるゴムコーティング材に関するものであり、詳しくは、パイプとホースとの接合用ゴムコーティング材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
上記ゴムコーティング材としては、例えば、フッ素ゴム(二元系フッ素ゴム)と、アミン加硫剤とを組み合わせたもの等を金属面に塗布して、フッ素ゴム被覆金属板として耐熱ガスケット等に用いたものが提案されている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特許第2730154号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記アミン加硫剤は、常温で加硫反応が進行し、ゴムコーティング材(ゴム糊)の粘度が上昇するため、貯蔵安定性に劣るという難点がある。そのため、ゴムコーティング材の冷蔵保存が必要であり、開封後は管理が必要である。また、温暖化ガスである二酸化炭素の排出削減のため、ガソリン等の燃料に、カーボンニュートラルとなるバイオマス由来のアルコール添加ガソリンが注目されているが、アルコール添加により、ガソリンの極性が変わり、従来から使われている上記特許文献1等に記載の二元系フッ素ゴムでは、耐性に問題が起こる可能性があり、耐アルコール混合燃料油性(アルコール混合燃料油体積膨潤性)の点で改良の余地がある。
【0004】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、膜強度、貯蔵安定性、耐アルコール混合燃料油性に優れたゴムコーティング材の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の目的を達成するため、本発明のゴムコーティング材は、下記の(A)成分とともに、下記の(B)成分と(C)成分とを併用するという構成をとる。
(A)三元系フッ素ゴム。
(B)アミン加硫剤。
(C)アマイド化合物。
【0006】
本発明者らは、膜強度、貯蔵安定性、耐アルコール混合燃料油性に優れたゴムコーティング材を得るため、鋭意研究を重ねた。そして、常温では反応しにくく、アミン加硫剤に比べて貯蔵安定性に優れるアマイド化合物に着目し、実験を続けた。その結果、貯蔵安定性を改良するために、アミン加硫剤を減量すると、加硫物性は低下するが、これを補うために、上記アマイド化合物を併用すると、膜強度と貯蔵安定性に優れることを見いだし、本発明に到達した。すなわち、下記の反応式(1)〜(3)に示すように、三元系フッ素ゴムをアミン加硫剤で加硫すると、加硫時にフッ化水素(HF)が発生する〔反応式(1)〕。このフッ化水素(HF)を、受酸剤(酸化マグネシウム等)が受酸するとき、副生成物として水が発生する〔反応式(2)〕。この時発生した水がトリガーとなって、アマイド化合物の加水分解反応が起こり、アマイド化合物の結合(アミド結合)が切断されて、ジアミン化合物が生成する〔反応式(3)〕。このジアミン化合物がアミン加硫剤の代替となるため、加硫が進行し膜強度が向上する。なお、アマイド化合物の加水分解反応は、常温では起こりにくいため、アミン加硫剤を単独使用する場合に比べて、貯蔵安定性を改良することができる。このように、アミン加硫剤を減量することにより、貯蔵安定性を改良できるとともに、アミン加硫剤の減量により低下した膜強度を、アマイド化合物の併用により補うことができるため、優れた膜強度と貯蔵安定性とを両立することができるとともに、二元系フッ素ゴムに代えて三元系フッ素ゴムを用いているため、耐アルコール混合燃料油性にも優れている。
【0007】
【化1】

【発明の効果】
【0008】
このように、本発明のゴムコーティング材は、三元系フッ素ゴムとともに、アミン加硫剤とアマイド化合物とを併用しているため、優れた膜強度と貯蔵安定性とを両立することができるとともに、二元系フッ素ゴムに代えて三元系フッ素ゴムを用いているため、耐アルコール混合燃料油性にも優れている。
【0009】
また、上記アミン加硫剤とアマイド化合物との重量混合比が、特定の範囲であると、膜強度と貯蔵安定性とのバランスが良好となる。
【0010】
また、上記アミン加硫剤の配合量が、所定の範囲であると、貯蔵安定性がさらに向上する。
【0011】
また、上記アマイド化合物の配合量が、所定の範囲であると、膜強度がさらに向上する。
【0012】
また、上記アマイド化合物が、脂肪酸ビスアマイドであると、膜強度がさらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【0014】
本発明のゴムコーティング材は、三元系フッ素ゴム(A成分)と、アミン加硫剤(B成分)と、アマイド化合物(C成分)とを用いて得ることができる。
【0015】
上記三元系フッ素ゴム(A成分)としては、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレンゴム等があげられる。この三元系フッ素ゴム(A成分)は、耐アルコール混合燃料油性に優れるため、アルコール濃度が高いガソリン用ホースのコーティング材としては、好適である。
【0016】
つぎに、上記三元系フッ素ゴム(A成分)とともに用いられるアミン加硫剤(B成分)としては、例えば、N,N′−ジシンナミリデン−1,6−ヘキサンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカルバメート〔N+ 3 (CH2 6 NHCOO- 〕、エチレンジアミンカルバメート、脂環式アミン塩、アミジノチオウレア、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、ドデカン2酸ジヒドラジド、3, 3′- ジメチル−4, 4′−ジアミノビフェニル、2, 2′−ジメチル−4, 4′−ジアミノビフェニルジハイドロクロライド、3,3−ジメチル−4, 4′−ジアミノビフェニル−6, 6′−スルホン酸、2, 2′, 5, 5′−テトラクロロ−4, 4′−ジアミノビフェニル、4, 4′−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、4, 4′−ジアミノジフェニルエーテル、1, 3′−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3, 4′−ジアミノジフェニルエーテル、2, 2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、4, 4−ジアミノジフェニルスルホン等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、膜強度と貯蔵安定性のバランスから、N,N′−ジシンナミリデン−1,6−ヘキサンジアミンが好適に用いられる。
【0017】
上記アミン加硫剤(B成分)の配合量は、三元系フッ素ゴム(A成分)100重量部(以下「部」と略す)に対して、0.5〜2.5部の範囲が好ましく、特に好ましくは1〜2部の範囲である。すなわち、上記アミン加硫剤(B成分)が少なすぎると、アマイド化合物(C成分)を加水分解するためのトリガーとなる水が発生しにくいため、加硫物性が悪くなる傾向がみられ、逆に上記アミン加硫剤(B成分)が多すぎると、貯蔵安定性が悪くなる傾向がみられるからである。
【0018】
つぎに、上記三元系フッ素ゴム(A成分)およびアミン加硫剤(B成分)とともに用いられるアマイド化合物(C成分)としては、アミド基(−CONH−)が2個以上のものが好ましく、特に好ましくはアミド基が2個のビスアマイドである。なお、アマイドとは、酸アミド(R−CONH−)の意味である。
【0019】
上記アマイド化合物(C成分)としては、例えば、下記の一般式(4)で表されるものがあげられる。
【0020】
【化2】

【0021】
上記一般式(4)において、R2 で表される2価の有機基としては、特に限定はないが、炭素数2〜18のアルキレン基が好ましく、特に好ましくは炭素数2〜6のアルキレン基である。上記R2 で表されるアルキレン基の具体例としては、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基等があげられる。
【0022】
また、上記一般式(4)において、Rで表されるアルキル基としては、特に限定はないが、炭素数2〜21のアルキル基が好ましく、特に好ましくは炭素数10〜21のアルキル基である。
【0023】
上記アマイド化合物(C成分)としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミスチリン酸、ペンタデカン酸、パルチミン酸、マルガリン酸、ステアリン酸等の脂肪酸のビスアマイド等があげられ、具体例的には、エチレンビスカプリン酸アミド,エチレンビスステアリン酸アミド,ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の脂肪酸ビスアマイド等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【0024】
また、上記アマイド化合物(C成分)の配合量は、三元系フッ素ゴム(A成分)100部に対して、0.5〜8部の範囲が好ましく、特に好ましくは1〜2部の範囲である。すなわち、上記アマイド化合物(C成分)が少なすぎると、アマイド化合物(C成分)による加硫の効果が少なく、逆に上記アマイド化合物(C成分)が多すぎると、加硫物性が悪くなる傾向がみられるからである。
【0025】
ここで、本発明においては、上記アミン加硫剤(B成分)とアマイド化合物(C成分)との重量混合比が、B成分/C成分=5/1〜1/16の範囲であることが好ましく、特に好ましくはB成分/C成分=2/1〜1/2の範囲である。すなわち、上記重量混合比が小さすぎる(B成分の割合が小さく、C成分の割合が大きい)と、加硫物性が悪くなる傾向がみられ、逆に上記重量混合比が大きすぎると(B成分の割合が大きく、C成分の割合が小さい)と、貯蔵安定性が悪くなる傾向がみられるからである。
【0026】
なお、本発明のゴムコーティング材には、上記A〜C成分に加えて、受酸剤、カーボンブラック、老化防止剤、紫外線防止剤、接着付与材、白色充填材、顔料、可塑剤等を配合しても差し支えない。
【0027】
上記受酸剤としては、例えば、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、酸化カルシウム(生石灰)、水酸化カルシウム(消石灰)、炭酸カルシウム、ケイ酸化カルシウム、ステアリン酸カルシウム、フタル酸カルシウム、亜リン酸マグネシウム、亜リン酸カルシウム、酸化亜鉛(亜鉛華)等があげられる。
【0028】
上記受酸剤の配合量は、三元系フッ素ゴム(A成分)100部に対して、5〜40部の範囲が好ましく、特に好ましくは10〜30部の範囲である。
【0029】
また、上記カーボンブラックの配合量は、三元系フッ素ゴム(A成分)100部に対して、5〜80部の範囲が好ましく、特に好ましくは10〜60部の範囲である。
【0030】
本発明のゴムコーティング材は、例えば、上記三元系フッ素ゴム(A成分)、アミン加硫剤(B成分)、アマイド化合物(C成分)とともに、受酸剤、カーボンブラック等を必要に応じて適宜に配合し、これらをロール,ミキサー等の混練機で混練して調製することができる。
【0031】
本発明のゴムコーティング材は、パイプとホースとの接合用ゴムコーティング材として用いることができ、FFV(フレキシブルフューエルビークル)対応燃料配管システムのゴムコーティング材として好適に用いられる。例えば、図1に示すように、外周面に環状凸部1aを2個所有する筒状のパイプ1を、本発明のゴムコーティング材にディッピング処理等して、パイプ1端部の外周面にゴムコーティング材からなるゴムコーティング層(固着層)3を形成する。これをホース2内に挿入し、熱処理(例えば、140〜250℃×5〜30分)すると、熱処理時に、アマイド化合物(C成分)が加水分解されて、ジアミン化合物が生成し、これがアミン加硫剤として働くため、加硫が進行し、コーティング層3の加硫特性(膜強度)が向上するため、パイプ1とホース2とが接合される。
【0032】
上記パイプ1の材質は特に限定はなく、例えば、SUS,アルミニウム,鉄等の金属製であっても、ポリアミド樹脂,フッ素樹脂等の樹脂製であっても差し支えない。なお、めっき処理したものが好ましい。また、上記FFV対応燃料配管システムにおいては、通常、SUS製のパイプ1が用いられる。
【0033】
上記ゴムコーティング層3の厚みは、通常、1〜100μmである。
【実施例】
【0034】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【0035】
〔実施例1〜3、比較例1〜6〕
下記の表1および表2に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらをロールで混練して、ゴムコーティング材を調製した。
【0036】
【表1】

【0037】
【表2】

【0038】
なお、上記表1および表2に示した材料は、下記のとおりである。
〔三元系フッ素ゴム(A成分)〕
ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレンゴム(デュポン社製、バイトンB50)
〔二元系フッ素ゴム〕
ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン(デュポン社製、バイトンA)
〔アミン加硫剤(B成分)〕
N,N′−ジシンナミリデン−1,6−ヘキサンジアミン(デュポン社製、ダイアックNo.3)
【0039】
〔アマイド化合物(C成分)〕
エチレンビスカプリン酸アミド(日本化成社製、スリパックスC−10)
【0040】
〔カーボンブラック〕
MT級カーボンブラック(Engineered Carbons Inc. 社製、サーマックスN990)
〔受酸剤〕
酸化マグネシウム(協和化学工業社製、協和マグ♯150)
〔第四ホスホニウム塩系加硫剤〕
第四ホスホニウム塩(デュポン社製、Curative 20)
〔ポリオール系加硫剤〕
ビスフェノールAF(デュポン社製、Curative 30)
【0041】
このようにして得られた実施例品および比較例品を用い、下記の基準に従って各特性の評価を行った。これらの結果を上記の表1および表2に併せて示した。
【0042】
〔パイプ挿入性〕
各ゴムコーティング材をメチルエチルケトンに20〜30wt%溶解し、トルエンにて粘度調整したゴム糊を調製した。調製したゴム糊中に、フェノール系接着剤(東洋化学社製 メタロックPA)をプライマー処理したSUS製パイプ(内径6mm、外径8mm、環状凸部8.8mmを2ヶ所有する)をディップ浸漬し、160℃で45分熱処理して塗膜サンプルを作製した。つぎに、ナイロン11の1層からなる樹脂チューブ(内径6mm、外径8mm)に圧入した後、樹脂チューブを圧入部分で半割し、パイプ上のコーティングの剥がれを目視により確認した。評価は、剥がれのないものを○、剥がれを生じ下地の金属面(SUS製パイプ)が見えたものを×とした。
【0043】
〔加硫特性(塗膜強度)〕
各ゴムコーティング材を用い、レオメータ試験(160℃×30分測定)により、最終到着トルク(最大トルク)と、最小トルクとの差で、加硫特性の評価を行った。評価は、最大トルクと最小トルクとの差が0.5N・m以上のものを○、0.5N・m未満のものを×とした。なお、レオメータ試験は、加硫の尺度を示す試験である。
【0044】
〔貯蔵安定性〕
各ゴムコーティング材をメチルエチルケトン溶媒に20〜30wt%溶解し、トルエンにて粘度調製したゴム糊を調製した後、JIS K5400に準拠して、調整したゴム糊を室温(25℃)で800時間放置後の貯蔵安定性の評価を行った。評価は、粘度変化がないものを○、粘度上昇が100mPa・s未満のものを△、粘度上昇が100mPa・s以上のものを×とした。
【0045】
〔耐アルコール混合燃料油性(アルコール混合燃料油体積膨潤性)〕
各ゴムコーティング材をJISK―6258に準拠して、FC/ M15燃料油に40℃×48時間浸漬した。評価は、初期体積からの膨潤率が+30%以下のものを○、+30%を超えるものを×とした。なお、アルコール混合燃料油体積膨潤性は、耐アルコール混合燃料油性を評価する尺度である。
【0046】
上記表1および表2の結果から、いずれの実施例品も、パイプ挿入性、加硫特性(塗膜強度)、貯蔵安定性および耐アルコール混合燃料油性に優れていた。
【0047】
これに対し、比較例1品は、アミン加硫剤のみを使用し、アマイド化合物を併用していないため、貯蔵安定性が劣っていた。比較例2品は、比較例1品よりもアミン加硫剤を減量しているため、貯蔵安定性が向上するが、塗膜強度が劣っていた。比較例3品は、アマイド化合物を使用しているが、アミン加硫剤を使用していないため、アマイド化合物を加水分解するためのトリガーとなる水が発生せず、塗膜強度が劣っていた。比較例4品は、三元系フッ素ゴムに代えて、二元系フッ素ゴムを使用しているため、耐アルコール混合燃料油性に劣っていた。比較例5品は、アミン加硫剤とアマイド化合物とを併用しているが、三元系フッ素ゴムに代えて、二元系フッ素ゴムを使用しているため、耐アルコール混合燃料油性に劣っていた。比較例6品は、アミン加硫剤に代えて、ポリオール加硫剤を用いたが、アミン加硫剤に比べ加硫速度が遅いため、加硫が不充分で塗膜強度が劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明のゴムコーティング材は、パイプとホースとの接合用ゴムコーティング材(ゴム糊)として用いられるが、特にFFV(フレキシブルフューエルビークル)対応燃料配管システムのシール部材として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明のゴムコーティング材を用いたパイプとホースとの接合構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【0050】
1 パイプ
2 ホース
3 ゴムコーティング層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の(A)成分とともに、下記の(B)成分と(C)成分とを併用することを特徴とするゴムコーティング材。
(A)三元系フッ素ゴム。
(B)アミン加硫剤。
(C)アマイド化合物。
【請求項2】
上記(B)成分と(C)成分との重量混合比が、(B)成分/(C)成分=5/1〜1/16の範囲である請求項1記載のゴムコーティング材。
【請求項3】
上記(B)成分の配合量が、上記(A)成分100重量部に対して、0.5〜2.5重量部の範囲である請求項1または2記載のゴムコーティング材。
【請求項4】
上記(C)成分の配合量が、上記(A)成分100重量部に対して、0.5〜8重量部の範囲である請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴムコーティング材。
【請求項5】
上記(C)成分のアマイド化合物が、脂肪酸ビスアマイドである請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴムコーティング材。
【請求項6】
金属酸化物または金属水酸化物を含有する請求項1〜5のいずれか一項に記載のゴムコーティング材。

【図1】
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【公開番号】特開2008−231315(P2008−231315A)
【公開日】平成20年10月2日(2008.10.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−75074(P2007−75074)
【出願日】平成19年3月22日(2007.3.22)
【出願人】(000219602)東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Fターム(参考)】