[发明专利]橡胶组合物及使用该橡胶组合物的高压氢设备用密封部件

说明书

本发明的目的在于提供橡胶组合物和使用该橡胶组合物的高压氢设备用密封部件，所述橡胶组合物特别适合用于制造低温密封性和耐起泡性优异的高压氢设备用密封部件。橡胶组合物是包含乙烯‑丁烯‑亚乙基降冰片烯三元共聚物(EBENB)的橡胶组合物，其用于制造高压氢设备用密封部件。

技术领域

本发明涉及橡胶组合物及使用该橡胶组合物的高压氢设备用密封部件。更详细地说，涉及适合用于制造在低温(例如-40℃～-60℃左右)的环境下使用的高压氢设备用密封部件的橡胶组合物。

背景技术

近年来，使用了利用氢和氧进行发电的燃料电池系统的燃料电池汽车逐渐普及。在这样的燃料电池车中，为了实现与汽油车同等的续航距离，在搭载于燃料电池汽车的高压罐中使用70MPa等级的高压氢气。另外，在用于将压缩氢气填充于这样的车载高压罐的氢气站中，使用90MPa等级的高压氢气。

另外，将高压氢气的填充目标时间设定为与汽油车同等的3分钟左右的情况下，必须快速地将氢气填充于车载高压罐，此时由于气体的绝热膨胀，车载高压罐的温度上升成为问题。因此，为了抑制车载高压罐的温度上升，一般使用事先冷却到-40℃左右的低温的氢气。

在这样的燃料电池汽车中，能够密封-40℃的高压氢气的密封部件是必不可少的，另外，设想在极寒地区使用燃料电池车的情况下，需要即使在-50℃也能发挥密封功能的密封部件。

另一方面，作为气体密封用的密封部件，目前为止广泛地使用了橡胶材料，该橡胶材料使用丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶(FKM)、丁基橡胶(IIR)等。但是，这些材料在上述低温环境下还称不上具有充分的密封功能，所以，有可能发生低温密封性不足而引起泄漏。

对此，作为即使在低温也能发挥密封性的橡胶材料，乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)广为所知。使用EPDM的橡胶组合物由于其优异的低温密封性，因此，也已作为高压氢设备用密封部件使用(专利文献1)。

另外，近年来，对于高压氢设备用密封部件要求特性的进一步提高，特别是希望耐起泡性的提高。在此，高压氢设备用密封部件的耐起泡性是指，密封部件与高压氢接触时不起泡(龟裂、发泡等)的特性。起泡导致橡胶破坏，因此，不希望发生。

另外，已知起泡引起的橡胶破坏特别是与氢气在密封部件中的扩散系数相关(例如非专利文献1)。密封部件与高压氢气接触时少量氢气透过其内部，但当氢气在密封部件中的扩散较快(扩散系数大)时，不易发生橡胶破坏。

而在现有的使用EPDM的高压氢设备用密封部件中，当氢气浸透至其内部时，由于氢气难以扩散(氢气的扩散系数小)，因此尚未实现充分的耐起泡性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-206002号公报

非专利文献

非专利文献1：“橡胶O型环的起泡破坏的可视化评价”日本橡胶协会志、第85卷、第5号、162页～167页、2012年

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于提供特别适合用于制造低温密封性和耐起泡性优异的高压氢设备用密封部件的橡胶组合物和使用了该橡胶组合物的高压氢设备用密封部件。

用于解决课题的手段

本发明人进行认真研究，并着眼于乙烯-丁烯-亚乙基降冰片烯三元共聚物(EBENB)具有优异的低温密封性，结果发现通过替代现有的EPDM而使用EBENB，从而得到适合用于制造具有优异的低温密封性和耐起泡性这两者的高压氢设备用密封部件的橡胶组合物，完成了本发明。

即，本发明的要点构成如下所述。