高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物、高压气体用密封部件、高压气体用机器和高压气体密封方法技术

本发明专利技术提供一种同时满足优良的耐磨损性、耐低温性、耐热性以及耐起泡性的高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物以及高压气体用密封部件。一种橡胶组合物，其为密封高压气体的、高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中的橡胶成分含有聚丁二烯橡胶和/或聚苯乙烯丁二烯橡胶，所述橡胶组合物具有‑65℃以下的玻璃化转变点。

Rubber compositions used in sealing components for high-pressure gases, sealing components for high-pressure gases, machines for high-pressure gases and sealing methods for high-pressure gases

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物、高压气体用密封部件、高压气体用机器和高压气体密封方法
本专利技术涉及高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物以及高压气体用密封部件以及具备这些的高压气体用机器。另外，本专利技术还涉及高压气体的密封方法。特别涉及密封氢或氦的高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物以及密封部件以及具备这些的高压气体用机器。另外，本专利技术还涉及高压气体的密封方法。
技术介绍
如今，由于石油资源枯竭等能源问题、世界性环境问题，效率高、对环境友好的燃料电池成为话题。燃料电池是使氢与氧发生反应而发电的系统，但氢的处理成为问题。现在，虽然提出了将氢制成高压进行贮藏的方法、使氢吸附于金属而贮藏的方法、将烃进行重整而取出氢的方法等，但将氢制成高压进行贮藏时，需要贮藏在罐里。另外，在燃料电池汽车(FCV)中进行70MPa左右的高压罐贮藏。而且在向FCV供给氢的氢站中，由于填充时会引起压缩加热，因此要向FCV供给预冷冷却至-40℃的氢，并需要在-40℃环境下使用仍然耐受的高压氢气用密封部件。目前的氢站中使用金属密封，但金属密封有保养性不好的情况。因此，一部分使用橡胶组合物作为密封部件来代替金属密封。通常，为了密封高压气体，要求橡胶组合物具备的功能有：加压/减压不会引起破坏(不产生起泡)、即使急剧减压引起的绝热膨胀产生极低的温度下也能保持橡胶弹性等。例如，作为高压燃料气体公知的CNG(压缩天然气体、约20MPa)，急剧减压时的绝热膨胀会使温度降低至-60℃左右是公知的。如果以此作为参照，氢气由于贮藏在CNG以上的压力下，需要在-60℃以下也能保持橡胶弹性。但是，现在主要使用的乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)只有在-45℃左右有橡胶弹性，因此低温特性不充分。因此，需要进行高压气体用密封部件的研究、开发，作为高压气体用密封部件用的橡胶组合物，提出了丁基橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶、EPDM等(专利文献1～3、非专利文献1)。另外，专利文献4中，作为氢气用密封材料使用的橡胶组合物，记载了具有特定结构的硅橡胶。另一方面，作为通用橡胶，公知有聚丁二烯橡胶或聚苯乙烯丁二烯橡胶，通常用于轮胎用途中。此外，聚丁二烯橡胶或聚苯乙烯丁二烯橡胶为气体透过性较高的橡胶。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-28302号公报专利文献2:日本特开2015-108104号公报专利文献3:日本特开2015-206002号公报专利文献4:国际公开第2008/001625号非专利文献非专利文献1:日本橡胶协会志：Vol.89,No.10,第302-306页(2016)专利技术概述专利技术要解决的问题但是，专利文献1～3等中公开的丁基橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶、EPDM等橡胶组合物，在低温时的密封性也容易损坏。例如，假设EPDM在-40℃环境下也能使用，若严格控制温度至低于-45℃左右，则有直接发生泄漏的问题。氟橡胶低温特性不足，在-40℃环境下密封困难。另外，至少丁基橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶在急剧减压时产生起泡，成为问题。另外，专利文献4等中公开的硅橡胶，有在滑点密封性损坏的问题。例如，在氢站中使用的密封部件滑点多，作为这种部件使用硅橡胶是困难的。另外，由于FCV的普及等使用场所扩大，当然也需要降低成本，但由于硅橡胶材料自身价格高，因此成本降低有限。另外，高压气体用密封部件中，不仅要求低温，在100℃左右的高温也要维持密封性，但以往的橡胶组合物，大温度范围内的密封性不足，有改善的余地。如此，寻求大温度范围(特别低温时)内不损坏密封性，而且在滑点也能使用的密封部件成为现状。另一方面，如上所述，为了密封高压气体，要求橡胶组合物具备各种功能。以往，作为密封部件，使用丁基橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶、EPDM、硅橡胶等特殊橡胶。另外，作为密封部件，为了提高气密性，具有使用气体透过性低的原材料的倾向。因此，未考虑过将通用橡胶、气体透过性较高的聚丁二烯橡胶或聚苯乙烯丁二烯橡胶转用于高压气体用的密封部件中。但是，本专利技术人们经过研究发现，为了维持长期使用的密封性，与气体贮藏时的气密性相比，更重要的是提高对磨损的耐久性、抑制加压/减压的压力变化时密封部件的破坏。这种情况下，本专利技术的目的在于提供一种同时满足优良的耐磨损性、耐低温性、耐热性以及耐起泡性的高压气体密封部件中使用的橡胶组合物以及高压气体用密封部件。另外，本专利技术还提供具备高压气体用密封部件的高压气体用机器。进而，本专利技术还提供高压气体的密封方法。解决问题的手段本专利技术人们主要着眼于作为轮胎用途使用的聚丁二烯橡胶或聚苯乙烯丁二烯橡胶，为解决上述课题深入研究的结果发现，聚丁二烯橡胶或聚苯乙烯丁二烯橡胶，即使气体透过性较高，但意外地能解决上述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术为以下所述的专利技术。<1>一种橡胶组合物，其为密封高压气体的、高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物，所述橡胶组合物中的橡胶成分含有聚丁二烯橡胶和/或聚苯乙烯丁二烯橡胶，所述橡胶组合物具有-65℃以下的玻璃化转变点。<2>所述<1>记载的橡胶组合物，其中所述高压气体为氢或氦。<3>所述<1>或<2>记载的橡胶组合物，其中所述高压气体为1MPa以上的高压气体。<4>所述<1>～<3>任一项记载的橡胶组合物，其中所述橡胶成分中的来自丁二烯的结构单元的含量为相对于所述橡胶成分70质量％以上。<5>所述<1>～<4>任一项记载的橡胶组合物，其中所述聚丁二烯橡胶为低顺式型。<6>所述<1>～<5>任一项记载的橡胶组合物，其中所述橡胶组合物为过氧化物硫化体。<7>所述<1>～<6>任一项记载的橡胶组合物，其中使用丙酮作为溶剂，基于JISK6229(2013)记载的A法将所述橡胶组合物进行索氏提取时的提取物的提取量为所述橡胶组合物的12质量％以下。<8>一种高压气体用密封部件，其是使用所述<1>～<7>任一项记载的橡胶组合物进行成形的。<9>所述<8>记载的高压气体用密封部件，其中所述高压气体用密封部件为选自O型圈、填料以及垫片中的任一种。<10>一种高压气体用机器，其具备所述<8>或<9>记载的高压气体用密封部件。<11>所述<10>记载的高压气体用机器，其中所述高压气体用机器为高压气体容器或高压气体用配管机器。<12>所述<10>或<11>记载的高压气体用机器，其中所述高压气体用机器为选自高压氢容器、高压氦容器、高压氢用配管机器以及高压氦用配管机器中的任一种。<13>所述<10>～<12>任一项记载的高压气体用机器，其中所述高压气体用机器为选自罐、蓄压器、阀门、配件、耦合器、安全阀、止回阀以及压力调节器中的任一种。<14>所述<10>～<13>任一项记载的高压气体用机器，其中所述高压气体用机器具有1MPa以上的耐压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶组合物，其为密封高压气体的、高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中的橡胶成分含有聚丁二烯橡胶和/或聚苯乙烯丁二烯橡胶；所述橡胶组合物具有‑65℃以下的玻璃化转变点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.31 JP 2017-0718041.一种橡胶组合物，其为密封高压气体的、高压气体用密封部件中使用的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中的橡胶成分含有聚丁二烯橡胶和/或聚苯乙烯丁二烯橡胶；所述橡胶组合物具有-65℃以下的玻璃化转变点。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述高压气体为氢或氦。3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其特征在于，所述高压气体为1MPa以上的高压气体。4.根据权利要求1～3任一项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶成分中的来自丁二烯的结构单元的含量为相对于所述橡胶成分70质量％以上。5.根据权利要求1～4任一项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述聚丁二烯橡胶为低顺式型。6.根据权利要求1～5任一项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物为过氧化物硫化体。7.根据权利要求1～6任一项所述的橡胶组合物，其特征在于，使用丙酮作为溶剂，基于JISK6229(2013)记载的A法将所述橡胶组合物进行索氏提取时的提取物的提取量为所述橡胶组合物的12质量％以下。8.一种高压气体用密封部件，其是使用权利要求1～7任一项所述的橡胶组合物进行成形的。9.根据权利要求8所述的高压气体用密封部...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山直行，野见山加寿子，木村太郎，浦川稔宽，齐田真吾，儿玉洋典，
申请(专利权)人：福冈县，株式会社技术月星，
类型：发明
国别省市：日本,JP