專利名稱：橡膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠組合物。更具體而言，涉及可有效地用作二氧化^體用密封材料的成型材料等的橡膠組合物。
背景技術(shù)：
在產(chǎn)業(yè)用、家庭用的冷凍庫、冰箱或家庭用空調(diào)、汽車空調(diào)等中，二氧化碳氣體作為代替氟利昂氣體的致冷劑正受到關(guān)注，但由于二氧化碳氣體在橡膠等高分子物質(zhì)中的溶解性高，因此存在有二氧化碳氣體透過密封材料內(nèi)部，還由于使用環(huán)境下的壓力變化而產(chǎn)生氣泡等的問題。
本申請A^前提出了作為二氧化^體密封用材料的丁^t膠組合物、樹
脂/EPDM系熱塑性彈性體等，但丁基橡膠在耐熱性方面，熱塑性彈性1tt低溫特性方面，分別需要進一步的改良。
專利文獻1:日本特開2002—53718號公報
專利文獻2:日本特開平10—231471號公報
此外，作為二氧化^C體密封用材料，還已知氫化NBR或EPDM等組合物。然而，雖然氫化NBR在二氧化鵬體糊H艦性上優(yōu)異，但通常硬度高并且壓縮永久變形也大，因此在作為密封墊材料時的密封性方面存在比其它材料差的傾向。并且，EPDM的現(xiàn)狀是雖然其在耐熱性和密封性上優(yōu)異，但卻在二
氧化鵬體的非M:性和耐發(fā)泡性方面不足。
專利文獻3:日本特開2003—246976號公報專利文獻4:日本特開2003—212361號公報
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的問題
本發(fā)明的目的在于提供能夠提供交聯(lián)物的橡膠組合物，所述交聯(lián)物的耐熱
性和密封性優(yōu)異，并且抑制了在與二氧化 rt體撤蟲時由壓力變^t成的氣泡。解決問題的方法本發(fā)明的目的可以通過下述橡膠組合物而實現(xiàn)，所述橡膠組合物由相對于
100重量份EPDM，含有5 120重量份炭黑，70 150重量份瀝青質(zhì)微粉和0.2 8重量份有ma氧化物而成。發(fā)明效果
由本發(fā)明的橡膠組合物得到的交聯(lián)橡膠，在二氧化5rt體致冷劑用密封材
料所需特性即基于二氧化碳氣體急劇減壓的耐發(fā)泡特性、左右高溫時產(chǎn)品壽命的耐壓縮永久變形特性上優(yōu)異，因此可適宜地用于針對二氧化碳氣體致冷劑的密封制品，例如O形環(huán)、密封件、密封墊、油封、閥門等。
具體實施例方式
作為乙烯'丙烯'二烯三元共聚橡膠(EPDM)，可以使用令乙烯和丙烯與各種二烯成分少量共聚得到的任一者，實際中可以直接^ffl各種市售的EPDM。
作為炭黑，可以i頓通常用作補強齊啲爐黑，但是從高填充瀝青質(zhì)微粉時的混煉性和成型性觀點考慮，,使用氮吸附比表面積N2SA為20 60m2/g、DBP吸油量為40 130ml/100g的炭黑，例如FEF炭黑、SRF炭黑等。炭黑可以以每100重量份EPDM約為5 120重量份、優(yōu)選約為20 80重量份的比例{頓。當(dāng)炭黑以小于其的比例《頓時，雖然C02發(fā)泡性變小，但浸漬液化C02后的膨脹變大、耐C(V性變差，另一方面，當(dāng)以大于其的比例使用時，壓縮永久變形^ ，因此從產(chǎn)品壽命的觀點考慮不im。
作為瀝青質(zhì)微粉，可以使用將煤炭等瀝青質(zhì)物質(zhì)進tf^碎，并微粉化至平均粒徑(使用Leeds-Northr叩公司制Microtoc SRA150 Particle size Analyzer測定)為大約10nm以下，通常為大約l 10nm，優(yōu)選為大約3 8pm的大小，且比重為1.2 1.5的奧斯丁黑(AustinBlack)。在j頓平均粒徑為該范圍以上的材料時，橡膠的斷裂強度和斷劍申長率下降，在纟雖方面的實用性受損。實際中，可以直接4柳Keystone Filley & Mfg.公司制品Mineral Black 325BA、 Coal Fillers公司制品Austin Black325等市售品。這些瀝青質(zhì)微粉可以以每100重量份EPDM約為70 150重量份、優(yōu)選約為80 130重量份的比例使用。當(dāng)瀝青質(zhì)微粉以小于其的比例使用時，無法得到希望的耐發(fā)泡性，另一方面，當(dāng)以大于其的比例使用時，因橡膠成分的減少而導(dǎo)致組合物的粘度變得過高，在混煉時或成型時帶來故障，此外，還由于二氧化碳氣體而產(chǎn)生膨脹問題。
應(yīng)予說明，已知過氧化物交聯(lián)性含氟彈性體中將瀝青物微粉與其它必要的
4配合成分共同配合得到的組合物進行過氧化物交聯(lián)而得的交 在耐寒性和耐
壓縮永久變形特性上優(yōu)異，但瀝青tr微粉的添加比例則每100重量傷^氟彈性
體定為5 30重量份，并且，其中對于C02發(fā)泡性和耐C02性完全沒有提及。專利文獻5:日本特開2004—346087號公報
作為有機過氧化物，只要是叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯、叔丁基異丙苯過氧化物、U—二 (叔丁基過ftS) —3,3,5—三甲斷己烷、2,5—二甲基一2，5—二 (叔丁基過氧基)己烷、2，5—二甲基一2，5—二 (叔丁基過氧基)一3—己炔、1,3—二 (叔丁基過氧異丙基)苯、2,5—二甲基—2,5—二 (過氧化苯甲酰)己烷、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化異丙基碳酸叔丁酯、2—丁基一4，4—二(叔丁基過錢)戊酸酯等一般可用于EPDM交聯(lián)的物質(zhì)，就可以沒有特別限帝iJ地^M，它們可以以每100重量份EPDM為0.2 8重量份、^i^為2 5重量份的比例使用。當(dāng)有機過氧化物以大于其的比例使用時，無法通過發(fā)泡得到
硫化成型物，或者即使得到m膠彈性、伸長度也降低。
在由上述必要成分所形成的橡膠組合物中，作為橡膠配合劑，炭黑等補強劑、硬脂酸、軟脂酸、石蠟等加工助劑、氧化鋅、氧化鎂等2價金屬氧化物或氫氧化物，或者為7K滑石類似化合物的酸性中和劑、防老劑、增塑劑等橡膠工業(yè)中通常使用的酉己合劑，可以根據(jù)需要適當(dāng)添加使用。
橡膠組合物的調(diào)制，可以通過使用混合機、捏合機、班伯里混合機等混煉機或開煉機等混煉而進行，其硫化可以通過使用注射成型機、壓縮成型機、硫化壓機等，并通常在150 20(TC下加熱3 60^H中左右而進行，并且可以根據(jù)需要在150 25(TC左右加熱0.5 24小時左右，進行二次硫化。
實施例
以下，基于實施例說明本發(fā)明。實施例1
EPDM (JSR制品EP33) 100重量份
FEF炭黑 40 "
瀝青質(zhì)微粉(Austin Black325;平均粒徑為6,，比重為1.32)
100 "(汽巴精化公司制品Ii^anoxlOlO)
過氧化二異丙苯 3 "
在捏合機和開煉浙中混煉以上各成分，并對混煉物進行170°C、 20併中的加壓硫化和15(TC、 30^l中的烘來臓化(二次硫化)，得到150xl50x2mm的交聯(lián)片和G25大小(內(nèi)徑為24.4謹，線徑為3.1薩)的O形環(huán)。
實施例2
在實施例1中，分另鵬FEF炭黑量改變?yōu)?0重量份，瀝青碳微粉量改變?yōu)?40重量份來〗頓。比較例1
在實施例1中，分別將FEF炭黑量改變?yōu)?00重量份，瀝青碳微粉量改變?yōu)?0重量份來使用。比較例2
在實施例1中，不使用FEF炭黑，而將瀝青碳微粉量改變?yōu)?70重量份來鵬。
比較例3
在實施例1中，不4頓瀝青碳微粉，而將FEF炭黑量改變?yōu)?10重量份來娜。
比較例4
在實施例1中，不使用瀝青碳微粉，而使用130重量份SRF炭黑代替FEF炭黑。
比較例5
在實施例1中，不^頓瀝青碳微粉，而4柳腦重量份白炭黑(東乂一〉U力制品NipsilER)代替FEF炭黑。
使用以上各實施例和比較例中得到的交聯(lián)片或G25O形環(huán)，分別進行常態(tài)物性、壓縮永久變形的測定、C02發(fā)泡i微(氣泡i微)和C(V浸漬膨脹i微。
常態(tài)物性根據(jù)對應(yīng)于ASTMD412的J1SK6253、 JISK6251
壓縮永久變形根據(jù)對應(yīng)于ASTM D395的JIS K6262
C02發(fā)泡試驗將O形環(huán)和液化二氧化碳氣體封入壓力容器中，并在25"下放置24小時后，釋放壓力，在15(TC盼恒溫槽中加熱1小時，切斷加熱后的樣品，對50個樣品中在切斷面上確認了發(fā)泡的樣品數(shù)進行計數(shù)。
6C02浸漬膨脹試驗使用壓力容器，并在25。C下將0形環(huán)浸漬在液化二氧化碳氣體中24小時，然后立即測定O形環(huán)的重量，領(lǐng)!l定浸漬前后的重量變化率。得到的結(jié)果示于下表。
實施例
鵬
測定，i啊介項目1212345
150°C， 70小時(％)30243518484120
C。2發(fā)泡試驗0/500/5041/500/5022/503/5050/50
重暈變化率(％)155210450101513
產(chǎn)業(yè)實用性
由本發(fā)明的EPDM ,組合物交聯(lián)成型得到的密封材料，可以有效地用于產(chǎn)業(yè)、家庭用的空調(diào)、冷凍機、冰箱、使用熱泵的家庭、產(chǎn)業(yè)用的熱水供給設(shè)備等。
權(quán)利要求
1.橡膠組合物，其由相對于100重量份EPDM，含有5～120重量份炭黑、70～150重量份瀝青質(zhì)微粉和0.2～8重量份有機過氧化物而成。
2. 如權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中，作為炭黑，使用氮吸附比表面積N2SA為20 60m2/g、 DBP吸油量為40 130ml/100g的炭黑。
3. 如權(quán)利要求1爿腿的橡膠組合物，其中，炭黑是FEF炭黑或SRF炭黑。
4. 如權(quán)利要求1戶腿的橡膠組^tJ，其用作二氧化鵬體致冷劑用密封材料的成型材料。
5. 由權(quán)利要求4戶誠的橡膠組合物交聯(lián)成型得到的二氧化,體致冷劑用密封材料。
6. 如權(quán)利要求2戶脫的橡膠組合物，其可以用作二氧化鵬體致冷齊,密封材料的成型材料。
7. 由權(quán)利要求6戶脫的橡膠組合物交聯(lián)成型得至啲二氧化鵬體致冷齊,密封材料。
8. 如權(quán)利要求3戶艦的橡膠組合物，其用作二氧化碳氣體致冷劑用密封材料的成型材料。
9. 由權(quán)利要求8戶;M的橡膠組合物交聯(lián)成型得到的二氧化^體致冷劑用密封材料。
全文摘要
橡膠組合物，其相對于EPDM 100重量份，含有炭黑5～120重量份、瀝青質(zhì)微粉70～150重量份和有機過氧化物0.2～8重量份。由該橡膠組合物得到的交聯(lián)橡膠，耐熱性和密封性優(yōu)異，同時可以抑制在與二氧化碳氣體接觸時由壓力變化造成的氣泡的產(chǎn)生。具體來說，在二氧化碳氣體致冷劑用密封材料所需特性即基于二氧化碳氣體急劇減壓的耐發(fā)泡特性、左右高溫時產(chǎn)品壽命的耐壓縮永久變形特性上優(yōu)異，因此其可適宜地用于針對二氧化碳氣體致冷劑的密封制品，例如O形環(huán)、密封件、密封墊、油封、閥門等。
文檔編號C09K3/10GK101688036SQ200880021638
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者佐藤健 申請人:Nok株式會社