氟橡膠組合物及密封構(gòu)件的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的參考
[0002] 2014年3月13日提出的日本專利申請2014-050313號的包括說明書、附圖和摘要 在內(nèi)的公開內(nèi)容作為整體通過引用并入本說明書中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及適合作為油封等的密封構(gòu)件的形成材料的氟橡膠組合物及使用該氟 橡膠組合物形成的密封構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0004] 作為油封等的密封構(gòu)件的形成材料，優(yōu)選使用能夠構(gòu)成耐熱性、耐油性、耐化學品 性等優(yōu)良的硫化物的氟橡膠（參考日本特開2008-138017號公報等）。氟橡膠的由作為增 強材料的炭黑產(chǎn)生的增強效果與其他橡膠相比高約2倍，因此，能夠減小其配合比例。但 是，從相反的觀點出發(fā)，過量配合增強用的炭黑時，硫化物變得過硬，橡膠彈性喪失。因此， 也可以說該炭黑的配合比例受到限制。
[0005] 但是，氟橡膠與其他橡膠相比價格高昂。因此，如果考慮密封構(gòu)件等的低成本化 等，則優(yōu)選大量配合炭黑和其他成分作為填料而盡可能減小氟橡膠的比例。因此，通常在能 夠抑制硫化物的硬度上升而確保橡膠彈性的范圍內(nèi)，盡可能多地配合增強效果較小的粒徑 為90nm以上的大粒徑炭黑作為兼作填料的增強材料。
[0006] 但是，大粒徑炭黑的粒子間的相互作用弱，容易從硫化物上脫落，因此，特別是較 多地配合時，存在硫化物的耐磨損性降低的問題。為了防止耐磨損性的降低，也研宄了進一 步配合PTFE、石墨等固體潤滑劑。但是，固體潤滑劑通常與氟橡膠的親和性低，容易成為斷 裂起點。因此，在配合該固體潤滑劑的情況下，產(chǎn)生硫化物的拉伸強度降低這樣的新問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個目的在于提供硫化物的氟橡膠組合物及由該氟橡膠組合物的硫化 物構(gòu)成的密封構(gòu)件，所述氟橡膠組合物能夠盡可能減小能抑制硫化物的硬度上升而確保橡 膠彈性的氟橡膠的比例，而且能夠在不配合使拉伸強度降低的固體潤滑劑的情況下形成耐 磨損性優(yōu)良的硫化物。
[0008] 本發(fā)明的一個方式的氟橡膠的構(gòu)成上的特征在于，包含粒徑為90nm以上的大粒 徑炭黑及粒徑為30nm以下的著色用炭黑。
【附圖說明】
[0009] 根據(jù)后述的參考附圖進行的實施方式的說明，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及進一 步的特征和優(yōu)點是顯而易見的，在此，對相同的要素使用相同的標號。
[0010] 圖1是表示本發(fā)明的實施例1~4、比較例1及現(xiàn)有例1的DIN磨損試驗以及硬度 試驗的結(jié)果的圖。
[0011] 圖2是表示本發(fā)明的實施例1、5及現(xiàn)有例1的DIN磨損試驗以及硬度試驗的結(jié)果 的圖。
【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明的氟橡膠組合物包含氟橡膠、粒徑為90nm以上的大粒徑炭黑及粒徑為 30nm以下的著色用炭黑。作為氟橡膠，可以列舉偏氟乙烯-三氟氯乙烯二元共聚物、偏氟 乙烯-六氟丙烯二元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物等偏氟乙烯類 (FKM)、四氟乙烯-丙烯類（FEPM)、四氟乙烯-全氟乙烯基醚類（FFKM)等在分子中具有氟且 具有硫化性并且通過硫化而顯示橡膠彈性的各種聚合物中的一種或兩種以上。
[0013] 氟橡膠根據(jù)硫化體系的種類而分類為多元醇硫化體系、過氧化物硫化體系、異氰 酸酯硫化體系、多胺硫化體系等，可以使用其中任意一種。另外，作為氟橡膠，有在已經(jīng)內(nèi)添 了硫化劑的狀態(tài)下供給的氟橡膠，也可以使用該硫化劑內(nèi)添型的氟橡膠。其中，特別是作為 偏氟乙烯類且為多元醇硫化體系的硫化劑內(nèi)添型的氟橡膠，由于通用性、處理性優(yōu)良，而且 能夠形成橡膠彈性、耐磨損性、拉伸強度等優(yōu)良的硫化物，因此優(yōu)選使用。
[0014] 大粒徑炭黑的粒徑限定為90nm以上。其理由在于，粒徑小于該范圍的增強用的炭 黑的增強效果大，因此，能夠抑制硫化物的硬度上升而確保橡膠彈性的炭黑的合計的配合 比例受到限制，無法得到相對地減小氟橡膠的比例的效果。
[0015] 需要說明的是，如果考慮抑制增強效果且進一步抑制硫化物的硬度的上升，則大 粒徑炭黑的粒徑即使在上述范圍內(nèi)也越大越優(yōu)選，優(yōu)選為IOOnm以上，特別優(yōu)選為120nm以 上。但是，大粒徑炭黑的粒徑即使在上述范圍內(nèi)也優(yōu)選為150nm以下，特別優(yōu)選為130nm以 下。
[0016] 粒徑超過該范圍的大粒徑炭黑，即使與著色用炭黑并用，在粒子之間也不能得到 充分的相互作用，容易從硫化物上脫落，耐磨損性有可能降低。大粒徑炭黑的DBP吸油值 優(yōu)選為20ml/100g以上，特別優(yōu)選為40ml/100g以上，優(yōu)選為70ml/100g以下，特別優(yōu)選為 45ml/100g 以下。
[0017] DBP吸油值小于該范圍的大粒徑炭黑難以均勻地分散在氟橡膠中。因此，在其分布 上產(chǎn)生不平衡，硫化物的強度、硬度等有可能變得不均勻。另外，DPB吸油值大于上述范圍 的大粒徑炭黑的增強效果大。因此，能夠抑制硫化物的硬度上升而確保橡膠彈性的炭黑的 合計的配合比例受到限制，有可能無法相對地減小氟橡膠的比例。
[0018] 相對于此，通過使用DBP吸油值滿足上述范圍的大粒徑炭黑，能夠使該大粒徑炭 黑盡可能均勻地分散在氟橡膠中，能夠形成強度、硬度等均勻的硫化物。另外，即使進一步 增大其配合比例，也能夠抑制硫化物的硬度上升而確保良好的橡膠彈性，能夠相對地進一 步減小氟橡膠的比例。
[0019] 大粒徑炭黑的配合比例相對于氟橡膠100質(zhì)量份優(yōu)選為20質(zhì)量份以上，特別優(yōu)選 為25質(zhì)量份以上，優(yōu)選為40質(zhì)量份以下，特別優(yōu)選為35質(zhì)量份以下。
[0020] 配合比例小于該范圍時，不能充分地得到通過配合大粒徑炭黑而產(chǎn)生的增強效 果，因此，硫化物的耐磨損性、拉伸強度等有可能降低。
[0021] 另一方面，在配合比例超過上述范圍時，過量的大粒徑炭黑容易從硫化物上脫落， 反而可能會使耐磨損性降低。另外，也有可能使硫化物變得過硬而喪失橡膠彈性。另外，在 使用前面說明的硫化劑內(nèi)添型的氟橡膠作為配合比例的基準的氟橡膠的情況下，以包含內(nèi) 添的硫化劑在內(nèi)的總量為100質(zhì)量份，將大粒徑炭黑的配合比例設(shè)定為上述的范圍。關(guān)于 后述的硫化促進助劑、吸酸劑、加工助劑等也同樣。
[0022] 著色用炭黑的粒徑限定為30nm以下。其理由在于，粒徑超過該范圍的著色用炭黑 的增強效果大，因此，能夠抑制硫化物的硬度上升而確保橡膠彈性的炭黑的合計的配合比 例受到限制，無法得到相對地減小氟橡膠的比例的效果。
[0023] 另外還由于，相互作用變?nèi)酰瑹o法得到提高大粒徑炭黑的粒子間的相互作用、防止 脫落從而提高硫化物的耐磨損性的效果。另外，如果考慮進一步提高該效果，則著色用炭黑 的粒徑即使在上述范圍內(nèi)也優(yōu)選為26nm以下。另外，著色用炭黑的粒徑的下限沒有特別限 定，直到作為著色用途供給的最小的粒徑為止的各種著色用炭黑均可以使用，具體而言，直 到粒徑約IOnm為止的各種著色用炭黑均可以使用。
[0024] 但是，著色用炭黑的粒徑越小，增強效果越強，硫化物的硬度存在上升的傾向。為 了抑制硬度的上升，該著色用炭黑的粒徑即使在上述范圍內(nèi)也優(yōu)選為15nm以上，特別優(yōu)選 為18nm以上。
[0025] 著色用炭黑的DBP吸油值優(yōu)選為40ml/100g以上，特別優(yōu)選為50ml/100g以上，優(yōu) 選為120ml/100g以下。
[0026] DBP吸油值小于該范圍的著色用炭黑難以均勻地分散在氟橡膠中，在其分布上產(chǎn) 生不平衡，使大粒徑炭黑的相互作用強化的效果在硫化物中有可能變得不均勻。而且，無法 局部性地抑制大粒徑炭黑從硫化物上脫落，硫化物的耐磨損性有可能降低。
[0027] 另外，DBP吸油值大于上述范圍的著色用炭黑的增強效果大。因此，能夠抑制硫化 物的硬度上升而確保橡膠彈性的炭黑的合計的配合比例受到限制，有可能無法相對地減小 氟橡膠的比例。相對于此，DBP吸油值滿足上述范圍的著色用炭黑容易均勻地分散在氟橡 膠中。能夠在硫化物中均勻地強化大粒徑炭黑的相互作用，能夠防止局部性的脫落。因此， 能夠提高硫化物的耐磨損性，而且增強效果小，因此，可以增大其配合比例而相對地減小氟 橡膠的比例。
[0028] 關(guān)于著色用炭黑的配合比例，相對于大粒徑炭黑100質(zhì)量份為3質(zhì)量份以上，其 中，優(yōu)選為5質(zhì)量份以上，特別優(yōu)選為8質(zhì)量份以上，相對于大粒徑炭黑100質(zhì)量份為2