水泵用唇形密封制造技术

本发明专利技术提供水泵用唇形密封，该水泵用唇形密封为固定在作为固定侧的壳体、与和该壳体相对旋转的轴形成滑动状态的橡胶状弹性体制唇形密封，其中，该唇形密封，将相对于每100重量份橡胶状弹性体，配合有增强性填充剂1～150重量份、平均粒径1μm以上的非增强性填充剂5～90重量份、偶联剂0.1～5重量份、共交联剂1～15重量份和有机过氧化物0.5～10重量份的橡胶组合物硫化成型而成。该水泵用唇形密封，并非利用结构上的解决方案，而以材质上的解决方法，可以防止成为转矩或耐LLC性的问题的橡胶状弹性体的软化或体积溶胀、进而防止对旋转轴的堆积物的产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水泵用唇形密封
本专利技术涉及水泵用唇形密封。更具体而言，涉及固定在作为固定侧的壳体、与和该壳体相对旋转的轴形成滑动状态的橡胶状弹性体制水泵用唇形密封。
技术介绍
长效冷却液(LLC、long-life coolant)等水系流体的密封中使用的唇形密封的情况下，由于滑动面的润滑性差，因此由于滑动所导致的磨耗大，放热也大。对于有机酸系、特别是2-乙基己酸系LLC而言，唇形密封的软化或溶胀大，密封性降低。另外，对于有机磷酸系LLC而言，磷酸化合物在轴上堆积，在与唇形密封之间产生间隙，结果密封性降低。为了提高这种情况的润滑性，专利文献I中记载了在水泵用密封装置中使用唇部润滑用的润滑脂的技术方案。更具体而言，在使LLC等密封流体不会从机器内侧泄漏到机器外侧的、安装在壳体和轴间的水泵用密封装置中，作为可以提高密封唇滑动部的润滑性、由此可以防止密封唇提前滑动磨耗的密封装置，其构成为:具有多个密封唇、和含浸有唇部润滑用润滑脂的润滑脂含浸部件，在多个密封唇之间的空间部配置润滑脂含浸部件的构成；或者具有固定在轴上的套筒(7 一 7')、在套筒上滑动的第一及第二密封唇、支承环、和润滑脂含浸部件，在作为两密封唇之间的空间部的、套筒和支承环在径向上对置的径向间隙部配置润滑脂含浸部件的构成。另外，提出了相对于每100重量份氢化丁腈橡胶，配合总量约为120重量份以上的碳黑和其它的填充剂，例如石墨、碳纤维、二氧化硅、滑石、粘土、PTFE粉末、活性炭钙、硅酸钙等，赋予20°C下的导热系数为0.4ff/m-k以上、50%模量为14MPa以上的交联物的氢化丁腈橡胶组合物(参照专利文献2)，指出由于该交联物可以大幅降低滑动时的放热量，因而优选用作滑动用或高压用密封材料，但是将该交联物在LLC等水系流体的密封中用作唇形密封时，如前面所述的各种性状难免降低。进而，也提出了相对于100重量份的丁腈橡胶(NBR)，含有白炭黑(二氧化硅)1?150重量份和平均粒径2 ii m以下且莫氏硬度6以上的无机化合物0.5?50重量份的NBR组合物，所述无机化合物例如为氧化铝、碳化硅、碳化钨、氧化锆、氧化铁、氧化钛、石英粉、氮化钛、碳化钛、碳化锆等(参照专利文献3)，记载了该NBR组合物的硫化成型物可以实现密封材料用于滑动部位时的长寿命化及节能化、而不会损害耐磨耗性，但是将该NBR组合物的硫化成型物在LLC等水系流体的密封中用作唇形密封时，如前面所述的各种性状仍然难免降低。现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2008-180342号公报 专利文献2:日本特开2002-080639号公报 专利文献3:日本特开2006-037044号公报。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供水泵用唇形密封，该水泵用唇形密封为固定在作为固定侧的壳体、与和该壳体相对旋转的轴形成滑动状态的橡胶状弹性体制唇形密封，其并非利用结构上的解决方案，而是作为材质上的解决方法，可以防止成为转矩或耐LLC性的问题的橡胶状弹性体的软化或体积溶胀、进而防止对旋转轴的堆积物的产生。上述本专利技术的目的通过下述水泵用唇形密封达成，该水泵用唇形密封为上述橡胶状弹性体唇形密封，其中，该唇形密封，将相对于每100重量份橡胶状弹性体，配合有增强性填充剂I~150重量份、平均粒径I U m以上的非增强性填充剂5~90重量份、偶联剂0.1~5重量份、共交联剂I~15重量份和有机过氧化物0.5~10重量份的橡胶组合物硫化成型而成。本专利技术的水泵用唇形密封，通过将在橡胶状弹性体中配合有增强性填充剂、平均粒径I y m以上的非增强性填充剂、偶联剂、共交联剂和有机过氧化物的橡胶组合物硫化成型，从而LLC等水系流体所导致的橡胶材料的软化或溶胀、对旋转轴的堆积物的产生都可以有效地得到抑制。其中，通过添加平均粒径Iym以上的填充剂来使用，可以抑制橡胶状弹性体的硬度升高，同时抑制浸透LLC等水系流体时的软化或体积溶胀。另外，通过填充剂存在于轴滑动面的接触面，即使是易在轴上堆积的磷酸系LLC，填充剂也会将堆积物切削，而观察不到堆积。进而，对唇形密封的滑动面赋予表面粗糙度Ra为I~30i!m左右的粗糙度，在此形成液膜而使润滑状态良 好，从而转矩降低。另外，由于转矩降低，滑动放热降低，也可以抑制磨耗。偶联剂的存在，加强橡胶/填充剂之间的密合性、抑制在LLC浸透时发生的在橡胶/填充剂界面所产生的LLC积存现象，结果软化或溶胀得到抑制。另外，通过填充剂的体积效应，溶胀的橡胶聚合物的体积相对减少，因此从这种观点考虑，溶胀也得到抑制。共交联剂，通过使用其交联变得紧密，LLC浸透时的软化或溶胀得到抑制。【具体实施方式】作为用于形成水泵用唇形密封的橡胶状弹性体，可以使用丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶等中的至少一种任意橡胶状弹性体。但优选使用氢化丁腈橡胶、EPDM或氟橡胶。作为增强性填充剂，可列举出例如炭黑、二氧化硅等。这些增强性填充剂相对于每100重量份橡胶状弹性体，以I~150重量份、优选30~70重量份的比例使用。若增强性填充剂的配合比例少于此，则得不到所需要的橡胶物性值，另一方面若以多于此的比例使用，则橡胶的密封性降低。作为非增强性填充剂，可以使用任意的各种非增强性填充剂，但优选使用利用激光解析法测定的平均粒径(对于碳纤维而言为纤维直径)为I U m以上、优选为I~40 y m的硅酸铝(Al2O3.SiO2)、硅酸镁(4Si02.3Mg0.H2O)、硅酸钙(CaSiO3)等硅酸盐、碳纤维、氧化铁、氧化钛、硅藻土等。通过使用这种平均粒径的非增强性填充剂，可以抑制硬度升高，同时抑制LLC浸透时的软化或体积溶胀。另外，通过这种填充剂存在于滑动面，可以将使用有机磷酸系LLC时产生的对轴的堆积物切削，而抑制堆积。进而，对滑动面赋予约I~30 m左右的粗糙度，通过该粗糙度的作用，形成液膜，而使润滑状态良好，从而可以降低转矩、降低滑动放热、抑制磨耗等。另一方面，若使用平均粒径小于I U m的非增强性填充剂，则堆积物的切削效果减小，不能确保使用有机磷酸系LLC时的密封性，进而液膜形成能力降低，因此导致润滑状态变差。这些非增强性填充剂，相对于每100重量份橡胶状弹性体，以5~90重量份、优选为5~70重量份的比例使用。若填充剂的配合比例少于此，则得不到作为本专利技术目的的所希望的效果，另一方面，若以多于此的配合比例使用，则物性评价(切断时的伸长率)降低。作为偶联剂，使用硅烷系、钛系、锆系、铝系等偶联剂，优选使用硅烷系偶联剂。作为硅烷系偶联剂，例如使用乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基 甲氧基硅烷、3-氣基丙基二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氣基丙基二甲氧基硅烷等乙烯基系、环氧丙氧基系、甲基丙烯酰氧基系或氨基系的硅烷系偶联剂，作为钛系偶联剂，例如使用二异丙氧基双(三乙醇胺)钛、乳酸钛铵盐、乳酸钛、二辛氧基双(亚辛基乙醇酸)钛等，作为锆系偶本文档来自技高网...

【技术保护点】
水泵用唇形密封，其为固定在作为固定侧的壳体、与和该壳体相对旋转的轴形成滑动状态的橡胶状弹性体制唇形密封，该唇形密封将橡胶组合物硫化成型而成，所述橡胶组合物，相对于每100重量份橡胶状弹性体，配合有1～150重量份增强性填充剂、5～90重量份平均粒径1μm以上的非增强性填充剂、0.1～5重量份偶联剂、1～15重量份共交联剂和0.5～10重量份有机过氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.09 JP 2011-1973101.水泵用唇形密封，其为固定在作为固定侧的壳体、与和该壳体相对旋转的轴形成滑动状态的橡胶状弹性体制唇形密封，该唇形密封将橡胶组合物硫化成型而成，所述橡胶组合物，相对于每100重量份橡胶状弹性体，配合有I?150重量份增强性填充剂、5?90重量份平均粒径I U m以上的非增强性填充剂、0.1?5重量份偶联剂、I?15重量份共交联剂和0.5?10重量份有机过氧化物。2.如权利要求1所述的水泵用唇形密封，其中，橡胶状弹性体为氢化丁腈橡胶、EPDM或氟橡...

【专利技术属性】
技术研发人员：山中拓也，吉田卓，加藤雅史，村上英幸，
申请(专利权)人：伊格尔工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP