[发明专利]氢化丁腈橡胶组合物

说明书

技术领域

本发明涉及氢化丁腈橡胶组合物。更具体地，本发明涉及可合适地用作用于汽车和建筑机械的散热器等的水泵中使用的机械密封件的静环套（cup gasket）或波纹管（Bellows）的硫化成型材料的氢化丁腈橡胶组合物。

背景技术

水泵是其中包含作为活性成分的乙二醇等的水溶液被用作作为防冻液的LLC(长效冷却剂)的泵。用于密封LLC的水泵机械密封件公开于例如专利文献1中。用作机械密封件的部件且作为不能滑动的静态密封件的静环套和波纹管是由橡胶材料制成的。专利文献1涉及FKM(氟橡胶)、NBR、IIR、U(聚氨酯橡胶，诸如AU和EU)、Q(硅橡胶，诸如VMQ和FVMQ)、CR等作为可用于静环套的橡胶材料的实例。

使用这些部件来密封(二次密封)密封材料和用于固定密封材料的部件之间。例如，用于唇形密封件的橡胶材料本身需要是硬的，因为橡胶本身是滑动体。不像此类材料，用于静环套和波纹管的橡胶材料本身需要足够弹性，以防止在密封部件和固定部件之间的形成缝隙。更具体地，用于这些部件的橡胶材料需要具有硬度(硬度计A；根据对应于ASTM D2240的JIS K6253，A型硬度计)小于70的弹性。

由于一般用于机械密封部件中的橡胶材料必须具有一定水平的硬度和弹性模量以便密封部件之间的缝隙，因而将橡胶材料与仅少量填料(其具有高增强特性)配混。结果，橡胶聚合物的体积分数增加，不太可能确保所希望的LLC(长效冷却剂)耐受性。

更具体地，静环套和波纹管需要具有以下特性：

(1) 由于机械密封件在它们经常在高温(高达160℃)和高压(高达0.4 MPa)气氛环境中与密封液诸如LLC接触的条件下使用，所以用作机械密封件的部件的静环套或波纹管需要在此类条件下具有耐久性。为了使静环套或波纹管充分表现其性能，需要LLC耐受性的改进。

(2) 柔韧弹性体材料诸如丁腈橡胶用作用于静环套和波纹管(是水泵机械密封件的部件)的硫化成型材料。为了保证一定水平的硬度和弹性模量，有必要减少各种填料的量。因此，橡胶聚合物的体积分数增加，所需LLC耐受性无法得到保证。

(3) 如果静环套和波纹管的LLC耐受性不足，则膨胀和软化引起破坏(破裂)，从而导致大量LLC的泄漏。在最坏的情况下，发生过热引起的故障。

(4) 为了解决这些问题，例如，专利文献2和3公开了包含丁腈橡胶或氢化丁腈橡胶和氢氧化镁、而不含锌化合物或煅烧粘土的(氢化)丁腈橡胶组合物。在这些文献的实施例中，FEF炭黑用作填料；然而，使用FEF炭黑(粒径：45 nm)导致差的辊加工性，如下述比较例1-3的结果所示。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2005-265075

专利文献2：JP-A-2001-354806

专利文献3：JP-B-3676338

专利文献4：JP-A-2006-131700

专利文献5：JP-A-2002-80639。

发明概述

本发明要解决的问题

本发明的一个目的是提供氢化丁腈橡胶组合物，所述氢化丁腈橡胶组合物具有优异辊加工性且可合适地用作用于在水泵机械密封件中使用的具有优异LLC耐受性的静环套或波纹管的硫化成型材料。

解决问题的方式

本发明的上述目的可以通过以下氢化丁腈橡胶组合物来实现，所述氢化丁腈橡胶组合物包含100重量份的其结合丙烯腈含量（bound acrylonitrile content）为31-50%且碘值为30 mg/100 mg或更低的氢化丁腈橡胶、30-300重量份的粒径为61 nm或更大的炭黑和/或其它填料、1至30重量份的多官能不饱和化合物共交联剂和1-10重量份的有机过氧化物。该氢化丁腈橡胶组合物优选不含增塑剂。

发明效果

本发明的氢化丁腈橡胶组合物具有优异的辊加工性，并且可以与过氧化物交联以形成用于水泵机械密封件的具有优异LLC耐受性的静环套或波纹管。

用于实施本发明的实施方案

本发明中使用的氢化丁腈橡胶具有31-50%、优选35-50%的结合丙烯腈[AN]含量和30 mg/100 mg或更低的碘值。使用其中结合AN含量和碘值在上述范围之外的氢化丁腈橡胶导致差的LLC耐受性。