用于油封唇部的表面處理劑的制作方法
【專利摘要】本文公開了用于油封唇部的表面處理劑，其包含潤滑劑填充物和由甲苯二異氰酸酯和三甲醇丙烷加合物組成的加成化合物，將所述表面處理劑施用至形成油封唇部的硫化橡膠的表面，所述油封包含唇部和金屬環(huán)。本發(fā)明的所述表面處理劑在油封的密封件唇部的滑動面上的應用，有效延長了油封用在滑動部件或移動部件中時的使用壽命，并使得使用該油封的儀器節(jié)省能量。
【專利說明】用于油封唇部的表面處理劑
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于油封唇部的表面處理劑。更具體地，本發(fā)明涉及用于油封唇部的表面處理劑，將所述表面處理劑施用至形成油封唇部的硫化橡膠的表面，所述油封包含唇部和金屬環(huán)。
[0002]
【背景技術】
[0003]在汽車、工業(yè)機器等領域，油封廣泛地用作重要的機器部件。為移動或滑動的目的使用油封；但是，由 密封件的摩擦熱引起的密封油和密封材料的變質(zhì)和設備中因摩擦阻力的能量損失在很多情況中導致問題。
[0004]可通過在油封唇部的滑動面上形成一種材料的涂覆膜減小油封的摩擦，所述材料的摩擦系數(shù)低于密封材料的；但是，當滑動移去涂覆膜時低摩擦效果喪失。
[0005]本 申請人:之前已有提議用于硫化橡膠的表面處理劑，通過各以10至160重量份的蠟和的氟樹脂與100重量份的含異氰酸酯的1，2-聚丁二烯混合將所述表面處理劑制備成有機溶劑溶液，所述蠟具有在40至160° C之間的軟化點。將該用于硫化橡膠的表面處理劑有效地施用至油封等。(參見專利文件I)。
[0006]現(xiàn)有技術文件 專利文件I
專利文件 I JP-B-3893985 本發(fā)明概要
本發(fā)明要解決的技術問題
本發(fā)明的目的是提供用于油封唇部的表面處理劑，將所述表面處理劑施用至形成油封唇部的硫化橡膠的表面，所述油封包含唇部和金屬環(huán)，因此將表面處理劑施用至密封件唇部的滑動面有效地延長了油封用在滑動部件或移動部件中使用時的使用壽命，并使得使用該油封的儀器節(jié)省能量。
[0007]解決問題的方法
本發(fā)明的上述目的可通過用于油封唇部的表面處理劑實現(xiàn)，其包括潤滑油填充物和由甲苯二異氰酸酯和三甲醇丙烷加合物組成的加成化合物，將所述表面處理劑施用至形成油封唇部的硫化橡膠的表面，所述油封包含唇部和金屬環(huán)。
[0008]本發(fā)明的效果
將根據(jù)本發(fā)明的用于油封唇部的表面處理劑施用至形成油封唇部的硫化橡膠的表面。因為甲苯二異氰酸酯和三甲醇丙烷加合物(是該表面處理劑的必要成分)具有游離異氰酸酯基，該加合物對硫化橡膠(即密封材料)具有優(yōu)良的粘著性并因而與基礎材料一起充當粘合劑。另外，所述表面處理劑在固化后具有高硬度，并因而具有優(yōu)良的抗磨性。另外，通過固化表面處理劑獲得的涂覆膜包含潤滑劑填充物，并因而具有改進的抗磨性、潤滑性、和蠕變阻力。[0009]將具有此種性質(zhì)的本發(fā)明的表面處理劑施用至油封的密封件唇部的滑動面有效延長了油封用在滑動部件或移動部件中時的使用壽命，并使得使用該油封的儀器節(jié)省能量。
[0010]實施本發(fā)明的實施方式
將本發(fā)明的表面處理劑施用至其唇密封部分(lip-seal portion)的油封的實例包括標準油封，例如內(nèi)含彈簧(spring-embedded)結(jié)合橡膠(bonded-rubber)的密封件、內(nèi)含彈簧金屬包裝的(metal-cased)密封件、無彈簧結(jié)合橡膠的密封件、無彈簧金屬包裝的密封件、具有防塵唇邊的內(nèi)含彈簧結(jié)合橡膠的密封件、和具有防塵唇邊的內(nèi)含彈簧金屬包裝的密封件；和特殊油封，例如往復運動密封件、防污密封件、抗壓密封件、雙向密封件、和帶套管的組合密封件(assembly seal)。
[0011]可選地，基于油封唇部的唇部形狀，本發(fā)明的表面處理劑也可有效地應用至油封上(例如單唇油封、單唇(內(nèi)含彈簧)的油封、雙唇油封、和雙重(dual)油封；和具有特定唇封的油封，例如分隔密封件(spIit seal),外部密封件、和水壓密封件。
[0012]此種油封的唇部由硫化橡膠制成。形成唇部的橡膠的實例包括氟橡膠、丙烯酸類橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、硅橡膠等。優(yōu)選地，使用氟橡膠或丙烯酸類橡膠?？墒褂眠^氧化物交聯(lián)型氟橡膠和多元醇交聯(lián)型的氟橡膠兩者。丙烯酸類橡膠的實例包括使用各種可交聯(lián)的基團(例如羧基和氯基)的那些。對于他們的硫化，基于所使用的可交聯(lián)基團的類型使用硫化劑。
[0013]將包含潤滑劑填充物和加成化合物作為基本成分的用于油封唇部的表面處理劑施用至硫化橡膠制成的唇部表面，具體地，施用至唇封部分的表面，所述加成化合物由甲苯二異氰酸酯和三甲醇丙烷加合物組成。
[0014]作為I摩爾三甲醇丙烷和3摩爾甲苯二異氰酸酯[TDI]的加成反應產(chǎn)物的加合物可以是商品，例如Desmodur L75 (由Sumika Bayer Urethane生產(chǎn)),其具有如下性質(zhì):
NCO 含量:13.3 ±0.4%
不揮發(fā)物含量:75±2%
粘度(23° C):1600 ±400 mPa ? s
碘色值2
游離TDI含量(基于固體):< 0.5%
當量:約315 閃點:約5°C
密度(20° C):約 1.17 g/ml
溶解度:與酯類(例如乙酸乙酯、乙酸丁酯和1-乙酸甲氧基丙基酯-2)和芳香烴(例如甲苯和二甲苯)好的相容性。
[0015]是表面處理劑的另一成分的潤滑劑填充物的實例包括以PTFE樹脂粉末為代表的氟樹脂粉末、石墨、二硫化鑰、碳化硅等；優(yōu)選地使用PTFE樹脂粉末、石墨、或二硫化鑰。
[0016]可以任何比例使用這些基本成分。例如，通常以如下比率使用:潤滑油填充物約90至15重量％，優(yōu)選地約85至40重量％，相對于約10至85重量％，優(yōu)選地約15至60重
量％的甲苯二異氰酸酯/三甲醇丙烷加合物。
[0017]將表面處理劑作 為分散性涂覆液施用至形成唇部的硫化橡膠的表面。如上文描述地，分散性涂覆液通過例如將所述表面處理劑分散在包含在Desmodur L75中的25重量％的乙酸乙酯中來制備，或用各種酯類或芳香烴類進一步稀釋所述分散體至固體含量為約I至15重量％。不能用醇作為稀釋有機溶劑，因為它們與Desmodur L75反應。
[0018]可由任何方法將所述表面處理劑施用至硫化橡膠的表面，例如浸潰、噴灑、輥涂、流涂。涂覆之后，取決于形成硫化橡膠層的橡膠類型，在足以確保涂覆膜的固化和粘著熱條件下，即，在約150至270°C，優(yōu)選地約175至270°C的溫度下，進行熱處理約5分鐘至約24小時。 [0019]熱處理之后表面處理劑層的涂覆厚度通常設在約3至30 Pm，優(yōu)選地約5至20 u m。當涂覆厚度小于這個范圍時，不能覆蓋硫化橡膠的整個表面，也不能實現(xiàn)所需的低摩擦系數(shù)。相反地，當涂覆厚度大于這個范圍時，涂覆膜表面的硬度變得較高，損壞密封性質(zhì)和柔度。通過在表面處理劑中混合各種含羥基的樹脂可實現(xiàn)涂覆膜表面的硬度的調(diào)整。
[0020]
實施例
[0021]下列提及實施例描述本發(fā)明。
[0022]實施例1
將包含15重量％的甲苯二異氰酸酯-三甲醇丙烷加合物(Desmodur L75，由SumikaBayer Urethane生產(chǎn)；TDI加合物，約75重量％乙酸乙酯溶液)和85重量％的PTFE粉末(平均粒度:1 U m)的表面處理劑施用至形成油封唇部的硫化氟橡膠表面，所述油封包含唇部和金屬環(huán)。通過下列方法測量摩擦系數(shù)。
[0023]油封摩擦系數(shù)測量測試:
將表面處理劑施用至形成油封(內(nèi)徑:85mm,外徑:105mm,寬:13mm)唇部的硫化橡膠表面至10 ii m的厚度，而后在200° C熱處理30分鐘。其后，緊密密封潤滑油(Motor Oil SM0W-30,由Toyota生產(chǎn))并在熱測試溫度為100° C和旋轉(zhuǎn)數(shù)為2000 rpm的條件下，在測試開始后一個小時測量該密封件的摩擦力和張力以計算摩擦系數(shù)。評價產(chǎn)品的摩擦系數(shù)如下:
0.34或更小:◎，().35至0.44:O,0.45至0.54:A，和0.55或更大:X。(顯然以◎或〇顯示低的摩擦作用)。
[0024]實施例2至6
在實施例1中，以各種方式改變TDI加合物的量和潤滑劑填充物的種類和量。使用的石墨是由Nippon Graphite Industries生產(chǎn)的Graphite HP0,使用的二硫化鑰是由DaitoLubricating Corporation 生產(chǎn)的 LM-13。
[0025]實施例7
在實施例2中，測量包含由硫化的丙烯酸類橡膠制成的唇部的油封的摩擦系數(shù)。
[0026]對比實施例1
在實施例1中，沒有用表面處理劑對唇部進行表面處理。
[0027]對比實施例2
在實施例7中，沒有用表面處理劑對唇部進行表面處理。
[0028]對比實施例3
在實施例2中，以相同量的使用甲苯二異氰酸酯[TDI]代替TDI加合物進行用表面處理劑的表面處理。
[0029]下表顯示在實施例和對比實施例中獲得的測量結(jié)果。各成分的量以固體物質(zhì)重
量%表示。
【權利要求】
1.用于油封唇部的表面處理劑，其包含潤滑劑填充物和由甲苯二異氰酸酯和三甲醇丙烷加合物組成的加成化合物，將所述表面處理劑施用至形成油封唇部的硫化橡膠的表面，所述油封包含唇部和金屬環(huán)。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于油封唇部的表面處理劑，其中所述潤滑劑填充物是氟樹脂粉末、石墨、或二硫化鑰。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于油封唇部的表面處理劑，其中所述唇部是由氟橡膠或丙烯酸類橡膠的硫化產(chǎn)品制成。
4.油封，其包含由硫化橡膠制成的唇部，用根據(jù)權利要求1、2、或3所述的表面處理劑對所述唇部的所述表面進行表面處理。
【文檔編號】C08G18/76GK103608417SQ201280029466
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月14日 優(yōu)先權日:2011年6月20日
【發(fā)明者】國枝賢一 申請人:Nok株式會社