氢化丁腈橡胶组合物制造技术

氢化丁腈橡胶组合物，该组合物由每１００重量份氢化丁腈橡胶混合６５－２００重量份碳纤维而形成，所述氢化丁腈橡胶的丙烯腈键合量为３０％以上、门尼粘度ＭＬ↓［１＋４］（１００℃）为８０以下（中心值）、碘值为２８以下（中心值）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氢化丁腈橡胶组合物。进一步详细地说，涉及适用作密封材料的模塑材料的氢化丁腈橡胶组合物。
技术介绍
近年，伴随着各种产业机器类的高性能化，在机器滑动部位使用的密封件的使用环境，越发变得高温、高压、高速度。因此，人们希望可以找到具有耐久性(耐热性、耐压性、长寿命性)的密封件，而为了使密封材料长期发挥密封性能，就必须提高耐磨耗性。目前需要密封的流体有机油、齿轮油、润滑油、长效冷却剂、水等液体或者氟里昂、二氧化碳、氮、氢、天然气等气体。为了提高耐磨耗性，有人提出在丁腈橡胶中混合炭黑、硅石、碳纤维等各种填充材料，但是由于密封件的使用条件，耐磨耗性的改善效果多数并不理想。日本特开2002-80639号公报中曾提出了一种氢化丁腈橡胶组合物，该组合物具有经改良的耐热性、耐压变形性、耐磨耗性、热传导性等，适用作滑动用或高压用密封材料的模塑材料。该氢化丁腈橡胶组合物由每100重量份的氢化丁腈橡胶混合总计量约120重量份以上的炭黑和其他填充材料形成，其中氢化丁腈橡胶的AN键合量为38％以下、氢化率为90％以上、碘值(中心值)为28以下，所记载的混合填充材料的例子为含有约30-100重量份炭黑、10-60重量份石墨和约5-60重量份碳纤维的填充材料。虽然碳纤维的高填充对提高耐磨耗性比较有效，但是氢化丁腈橡胶和其他混合物混炼时脱辊(バギング)的发生频度增加，引起模塑时模型流动性变差等问题，所以实际上模塑不能完成的情况比较多。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供高填充碳纤维的氢化丁腈橡胶组合物，该组合物消除了混炼或模塑加工时出现的不良状况，提高了耐磨耗性，因此优选用作密封材料的模塑材料等。上述本专利技术的目的通过一种氢化丁腈橡胶组合物得以实现，该组合物由每100重量份的氢化丁腈橡胶混合65-200重量份的碳纤维形成，其中氢化丁腈橡胶的丙烯腈键合量为30％以上、聚合物的门尼粘度ML1+4(100℃)(依据JIS K6395标准测定)为80以下(中心值)、碘值为28以下(中心值)。为提供在高温、高压、高速度等苛刻条件下适用于密封流体、耐磨耗性高且用于高压的密封材料，要求在滑动发热等高温状态下也不发生机械物性的下降，从上述观点出发，可以选用氢化丁腈橡胶。可以选用的氢化丁腈橡胶的丙烯腈(AN)键合量为30％以上、优选为30-50％，门尼粘度(中心值)为80以下、优选为70-50，碘值(中心值)为28以下、优选为10以下。这里所谓中心值的定义是多次测定值的最中间的值，在下述各实施例和各比较例中使用的氢化NBR以这些值的中心值表示。若使用丙烯腈键合量不足30％的组合物，则透气性显著增大，特别是用作二氧化碳屏蔽材料时其屏蔽功能丧失。若使用碘值为28以上的组合物，则耐热性会受到破坏。若使用门尼粘度为80以上的氢化丁腈橡胶，例如使用上述专利公开公报的实施例中使用的门尼粘度为85的氢化丁腈橡胶，且难以大量混合碳纤维进行混炼，模塑变得困难。即使可以混炼，由于模塑时的流动性不好，也难以模塑所希望的制品。具有上述性状的氢化丁腈橡胶中每100重量份可以混合使用65-200重量份、优选65-150重量份的碳纤维。采用上述比例以下的混合比例，则得不到具有充分耐磨耗性的密封材料。另一方面，采用上述比例以上的比例混合使用，会破坏混炼性或模塑加工性。碳纤维有PAN法碳纤维、沥青系碳纤维、人造丝系碳纤维等，其纤维直径约1-20μm、优选约5-15μm，其纤维长约0.03-1mm、优选约50-500μm。进一步为了提高耐磨耗性，除碳纤维之外，每100重量份的氢化丁腈橡胶还可以混合使用约100重量份以下、优选约30-100重量份的炭黑，炭黑有SRF、GPF、FEF、HAF、IISAF、ISAF、SAF等，或混合使用约60重量份以下、优选约5-60重量份的石墨。碳纤维和石墨的联合使用，可以进一步改善耐磨耗性。含有碳纤维的填充材料的合计混合量约为90-250重量份、优选约120-220重量份。填充材料采用上述比例以上的比例混合，会破坏混炼性或模塑加工性。上述以外其他填充材料的例子有云母、滑石、硅石、陶土、活性碳酸钙、硅酸钙等非多孔性无机粉末或聚四氟乙烯粉末。在使用硅石的情况下，为了改善补强性，优选联合使用硅烷偶联剂等。在添加聚四氟乙烯粉末的情况下，还有望进一步提高润滑性。由以上各成分组成的氢化丁腈橡胶组合物，通常使用有机过氧化物进行过氧化物交联。有机过氧化物的例子有二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯、1，1-二叔丁基过氧-3，3，5-三甲基环己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己炔-3、1，3-二(苯甲酰过氧基)己烷、过苯甲酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、4，4-双(过氧化叔丁基)戊酸正丁酯等，以每100重量份氢化丁腈橡胶混合约1-10重量份、优选约2-8重量份的比例使用。在使用有机过氧化物的情况下，优选联合使用多官能性不饱和化合物作共交联剂，例如(异)氰脲酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、偏苯三酸三烯丙酯、丁二烯低聚物等，以每100重量份氢化丁腈橡胶混合约1-10重量份、优选约2-8重量份的比例使用。组合物中还可以进一步适当添加在橡胶工业中常用的各种混合剂，例如硬脂酸、棕榈酸、石蜡等加工助剂，氧化锌、氧化镁、水滑石等酸性接受体，以及防老剂、增塑剂等。组合物的配制可以利用混炼机或开放式炼胶机等混炼实现，混炼机有肖氏密炼机、捏合机、本伯里密炼机等。其交联可以通过加热实现，利用注压机、压塑压机、平板硫化机等设备，一般在约160-220℃条件下加热约1-10分钟左右。如果有必要，还可以进一步在约180℃以上的条件下加热处理约1-30小时。这种加热处理对耐热性的进一步改善非常有效。实施专利技术的最佳方式以下就实施例说明本专利技术。实施例1氢化NBR(Zetpol 2000L，日本Zeon制品；AN含量36.2％，碘值4，门尼粘度65) 100重量份SRF炭黑90重量份沥青系碳纤维(大阪气体化学制品；纤维直径10μm，纤维长度60μm) 65重量份石墨(AO，日电碳制品) 10重量份防老剂(#445，Uniroyal株式会社制品) 3重量份有机过氧化物(PercumylD，日本油脂制品) 5重量份多官能性不饱和化合物共交联剂(B3000，JSR制品) 8重量份将以上各成分用10英寸辊筒混炼，然后在180℃条件下加压交联3分钟，最后模塑成0.2mm厚度的试片。还可以模塑成用于旋转试验的唇型密封件(内径10mm)。使用这些试片和唇型密封件，进行以下各项目的测定。混炼性目测评价10英寸辊筒混炼时的脱辊发生程度。模塑性目测评价用于旋转轴的唇型密封件在模塑时的模型流动性。磨耗评价用机油作为密封流体，在转数为9500rpm、压力为5.5MPa、流体温度为130℃、试验时间为3小时的条件下，实施使用轴用唇型密封件的旋转试验，测定唇型部位的磨耗深度。密封性测定上述磨耗评价时的油泄漏量。实施例2实施例1中碳纤维量变更为120重量份。实施例3实施例1中，使用等量的日本Zeon制品Zetpol 1000L(AN含量44.2％、碘值7、门尼粘度70)作为氢化NBR。实施例4实施例2中，使用等量的日本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：山中拓也，
申请(专利权)人：NOK株式会社，
类型：发明
国别省市：