[发明专利]耐氯性优异的管道材料用密封件、耐氯性优异的管道材料用密封件的制造方法、耐油性优异的管道材料用密封件以及管道材料

说明书

技术领域

本发明涉及耐氯性优异的管道材料用密封件、耐氯性优异的管道材料用密封件的制造方法、耐油性优异的管道材料用密封件以及管道材料。

背景技术

配设在水、油、气体等各种流体用的管道中且用于开闭这些流体的流道的阀等管道材料安装了由橡胶等弹性材料做成的密封件。这种管道材料用密封件被要求硬度、拉伸强度、伸长率、撕裂强度、压缩弹性、耐磨损性、耐油性、耐药性、耐高温性、耐气体渗透性等各种特性(例如，参照日本专利第2932420号公报)。于是，过去经常使用在各种机械强度优异的乙烯-丙烯橡胶(EPDM)中混合炭黑并加硫成型的管道材料用密封件。

在诸如自来水管、公共浴池、游泳池、食品制造设备等中，存在以利用氯进行杀菌、清洗和脱色为目的进而在流体中游离残留的氯。现有的管道材料用密封件虽然各种机械强度优异，但是，流体中这种游离残留的氯会使密封件的橡胶表面氧化、氯化，在形成了交联层、脆化层之后，由于水流振动等的影响而使这种层龟裂，进而使黑色成分等剥离而有时浮游在管道系统内，因此，过去一直希望提高耐氯性。于是，已经提出了一种不使用炭黑用作补强剂的蝶阀的橡胶片(以下称为密封件)(例如，参照日本专利第2872830号公报)。这种蝶阀，在其结构上，如果与以固定式使用的密封件相比较，则密封件的接液面积大，而且接液流体具有一定速度地与密封件接触，因而涂布的润滑材料的效果在短时间内减弱，并且，阀盘是一种强力按压密封件而滑动的结构，因而具有易于发生因密封件被氯劣化而引起的黑色成分剥离的趋势。

另外，乙烯丙烯橡胶由于特别有因作为非极性油的矿物油或者汽油等造成膨润而耐油性差的趋势，而在要求耐油性的管道材料用途中，过去经常采用丁腈橡胶(NBR)作为密封件。因此，对于使用了乙烯丙烯橡胶的管道用设备密封件，一直在希望其耐油性进一步提高。

另外，已经提出了一种将碳纳米纤维与炭黑均匀地分散于弹性体中的复合材料(例如，参照日本特开2007-39649号公报)。

发明内容

发明拟解决的问题

本发明的目的在于提供耐氯性优异的管道材料用密封件、耐氯性优异的管道材料用密封件的制造方法、耐油性优异的管道材料用密封件以及管道材料。

解决课题的方法

本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件含有：乙烯丙烯橡胶、经表面氧化处理的碳纳米纤维以及平均粒径为50nm～10μm的炭黑。

根据本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件，由于经过表面氧化处理的碳纳米纤维和平均粒径为50nm～10μm的炭黑对于存在于水溶液中的氯、氯离子、次氯酸、次氯酸离子等比较稳定，因而橡胶在这些补强剂和乙烯丙烯橡胶之间的界面上的劣化较少，从而能够在耐氯性方面优异。根据本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件，由于利用碳纳米纤维和炭黑进行补强，因而能够具有优异的机械强度。

在本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件中，对于上述碳纳米纤维而言，利用X射线光电子能谱法(XPS)测量的表面的氧浓度能够为2.6atm％～4.6atm％。

在本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件中，上述碳纳米纤维的平均直径能够为4nm～230nm。

在本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件中，相对于100质量份上述乙烯丙烯橡胶，可以混合5质量份～50质量份上述碳纳米纤维和10质量份～120质量份上述炭黑。

本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件的制造方法包括：第一工序，对利用气相沉积法制造的第一碳纳米纤维进行氧化处理，得到表面被氧化的第二碳纳米纤维；以及第二工序，将上述第二碳纳米纤维和平均粒径为50nm～10μm的炭黑混合在乙烯丙烯橡胶中，并利用剪切力分散到该乙烯丙烯橡胶中。

根据本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件的制造方法，由于经过表面氧化处理的碳纳米纤维和平均粒径为50nm～10μm的炭黑对存在于水溶液中的氯、氯离子、次氯酸、次氯酸离子等比较稳定，因而橡胶在这些补强剂与乙烯丙烯橡胶之间的界面上的劣化较少，进而能够制造耐氯性优异的管道材料用密封件。另外，根据本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件的制造方法，由于利用碳纳米纤维和炭黑进行补强，因而能够制造具有优异的机械强度的管道材料用密封件。

在本发明涉及的耐氯性优异的管道材料用密封件的制造方法中，上述碳纳米纤维利用X射线光电子能谱法(XPS)测量的表面的氧浓度能够为2.6atm％～4.6atm％。