CN101407609A - 耐二甲醚的橡胶元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对DME具有耐性的橡胶元件。本发明涉及一种耐二甲醚的橡胶元件，该橡胶元件为在与二甲醚的气体或液体接触的部位所使用的橡胶元件，其特征在于，由乙烯含量为60质量％以上的乙烯－丙烯类橡胶的交联成形物构成。

Description

耐二甲醚的橡胶元件

技术领域

本发明涉及在制造、贮藏、运输、供给、使用二甲醚(以下简称为DME)的阶段中，在与气体或液体的DME相接触的装置或仪器中所使用的橡胶元件，以及涉及在使用DME作为LPG的替代燃料的装置中所使用的、可以在DME应用中使用的橡胶元件。

背景技术

如橡胶O形环那样，以合成橡胶作为主要材料，并在其中混合交联剂、交联助剂和填料等橡胶化学品后，通过模具等进行加压加热成型而形成的橡胶类密封材料，由于具有适当的柔软性、与接触面的贴合性良好、密封性优异，因此广泛应用于各产业的装置或设备中。

这些产业当中，在LPG工业领域，在一次基础设施、二次基础设施或供气站等的供给设备，以及在外航船、沿岸船、油轮等的输送设备中，管道的连接部分或球管(bulb)等设备中，大多使用橡胶类密封材料，特别是耐LPG化学品性良好的NBR和含氟橡胶(例如，参照非专利文献1)。

这里，LPG的主要成分是丙烷和丁烷，由于运输和存储容易，在日本，占全国总家庭户数约55％的2500万户将其作为民用能源使用，LPG也用于运输方面，几乎全部出租车都使用LPG作为燃料。此外，LPG还用于产业方面：以钢铁为代表的工业、电力、石油化学原料等广泛利用LPG，它已经成为国民生活和产业经济所不可缺少的能源。

但是，在日本约80％的LPG供应依赖进口，而且进口的约80％又依赖于中东地区，此外，近年来随着一些亚洲国家例如中国、印度的经济水平的提高，LPG作为分散型燃料的需求正快速增长。已经发生了由于供求紧张而产生的油价持续走高的问题。

尽管迫于这样的形势，寻找新能源的行动很活跃，而且作为LPG的替代燃料，LNG、GTL正引起人们的关注，但是，LNG和GTL作为其它的替代燃料，特别是与DME相比，存在工厂建设费用高等问题。

在其它的替代燃料中，DME的化学结构为CH₃OCH₃，通常可用天然气、伴生气、煤等气化得到的合成气(CO₂，H₂)为原料，合成得到DME。DME燃烧时具有的特点是，不产生煤灰、SO_x，而且产生的NO_x也很少，所以考虑将其作为发电用、锅炉用、家用、汽车等用的燃料。而且，DME的蒸气压等物理性能与LPG的相似，所以考虑可利用LPG的基础设施。因此，近年来DME作为LPG的替代燃料而加以利用的趋势不断上升。

[参考文献1]“DME研讨会”报告书(平成8年8月8日发行，资源能源厅，资源·燃料部，石油流通课，财团法人液化石油气振兴中心，日本LP气协会，第5-第6页)

发明内容

发明要解决的问题

但是，DME在化学上分类为醚，与属于石蜡烃的丙烷、丁烷构成的LPG的化学性质完全不同。DME对塑料和橡胶等有机化合物的气体透过性高，具有容易使这些有机化合物溶胀或溶解的特性。如上所述，LPG的贮藏罐或管道中所使用的密封材料是NBR或含氟橡胶，但是，这些橡胶材料耐DME性能差，比较容易被侵蚀。

具体来讲，根据本发明人的实验，NBR和含氟橡胶与DME接触后显著膨胀。其结果是，DME的透过性变成LPG的10倍以上，从而可以断定，其可能不能充分发挥作为密封材料的作用。

因此，在DME作为LPG的替代燃料的有力候选材料而引人关注的情况下，为了能够直接利用LPG的基础设施，开发出对DME的耐性(耐DME性)高的橡胶材料就成为了当务之急。因此，本发明的目的是提供对DME具有耐性的橡胶元件。

解决问题所采用的手段

本发明人为了解决上述课题反复进行了研究，结果发现在乙烯-丙烯类橡胶中存在耐DME性优异的橡胶，从而完成了本发明。

即，为了达到上述目的，本发明的耐DME的橡胶元件的特征在于由乙烯含量为60质量％以上的乙烯-丙烯类橡胶的交联成形物构成。

此外，本发明中的耐DME的橡胶元件，可用作O形环、衬垫、密封垫、油封、隔膜。

发明效果

本发明中的耐DME的橡胶元件，可以适当用于与DME接触的装置或设备中的O形环、衬垫、密封垫、油封、隔膜、软管或橡胶塞等。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。

将乙烯含量为60质量％以上、优选为65～80质量％的乙烯-丙烯类橡胶作为橡胶基料，将该橡胶基料成形为预定的形状、并进行交联，从而形成本发明的耐DME的橡胶元件。该橡胶基料只要其中的乙烯含量为60质量％以上即可，可以是由乙烯与丙烯两种成分构成的共聚物(一般简称为EPM)，也可以是向乙烯与丙烯的共聚物中引入作为第三成分的具有双键的不饱和化合物后形成的物质(一般简称为EPDM)。作为第三成分，可以列举乙叉降冰片烯(ENB)和双环戊二烯(DCP)等，但不只限于这些。

在对上述橡胶基料进行交联时，可以使用一直以来在乙烯类橡胶交联时所采用的交联剂。可以使用含硫交联剂，也可以使用过氧化物交联剂，还可以进一步合并使用硫化促进剂、共交联剂等。此外，各交联剂的添加量可以根据上述橡胶基料的组成(乙烯含量或第三成分)、橡胶元件的使用部位所要求的物理性质或特性等适当设定。

本发明的耐DME的橡胶元件可以是直接使用上述橡胶基料、并成形为预定形状之后而形成的橡胶元件，但是也可以混入用于提高各项特性的添加剂或填料等作成组合物并将其成形而得到的橡胶元件。对混合的添加剂或填料没有特别的限制，可以列举在一般的橡胶组合物中所使用的炭黑或白碳黑等填料、抗老化剂、处理油(process oil)、增塑剂等。它们的混合量、种类、组合等可以根据适合于目的橡胶元件所要求的物理性质或特性而适当地选择。

可以采用通常的橡胶制品的制造方法来获得本发明的耐DME的橡胶元件。将橡胶基料、或者向橡胶基料中加入添加剂或填料后而形成的橡胶组合物放入到开放式炼胶机、加压混炼机、Banbury混合机等机械中进行混炼，利用模具进行热压成形、挤出成形、吹塑成形、传递成形、注射成形等方法，可形成所希望的形状。

对成形条件没有特别的限制。优选在100-200℃下加热加压1-30分钟。低于100℃时，固化时间长，工业生产率降低，超过200℃时，存在烧焦、逆硫化的风险。更可取的范围是140℃-180℃，在这种情形下，适当地选择交联反应结束的时间即可选择固化时间。

此外，特别是在将本发明的耐DME的橡胶元件用作密封材料的情形中，为了使密封性能提高，优选在上述的第一次交联后，于100-200℃下热处理约1-约24小时进行第二次交联。低于100℃时，二次交联的效果很小，高于200℃时，成形制品存在热分解的可能，这是不优选的。不破坏制品的形状、并且增塑剂等助剂不挥发的条件是适当的条件。

实施例

以下，根据实施例和比较例具体地说明本发明，但本发明并不限于下述的实施例。

实施例1

将过氧化物交联剂添加到乙烯含量为70质量％的EPDM(住友化学制造的エスプレン514F)中，在开放式炼胶机中进行混炼而形成组合物。然后将该组合物填充到模具中，在170℃的温度下，进行10分钟的交联成形，从而获得橡胶片材。在150℃的温度下进行2小时的二次交联。

实施例2

采用与实施例1相同的方法获得橡胶片材，不同之处在于，使用的是乙烯含量为61质量％的EPDM(JSR制造的EP21)。

比较例1

采用与实施例1相同的方法获得橡胶片材，不同之处在于，使用的是乙烯含量为59质量％的EPDM(三井化学制造的X-4010)。

比较例2

采用与实施例1相同的方法获得橡胶片材，不同之处在于，使用的是乙烯含量为52质量％的EPDM(住友化学制造的エスプレン501A)。

然后，从各橡胶片材上切下试样片，并在高压锅中于23℃下浸渍在DME中48小时，从高压锅中取出来之后，立即测定体积变化率。试验结果如表1所示。

[表1]

	实施例1	实施例2	比较例1	比较例2
					橡胶基料	住友化学制造的エスプレン514F	JSR制造的EP21	三井化学制造的X-4010	住友化学制造的エスプレン501A
乙烯含量	70质量％	61质量％	59质量％	52质量％
					体积变化率	32％	39％	44％	46％

从表1可知，与比较例中的橡胶片材相比，本发明的实施例中的橡胶片材在浸渍DME后的体积变化率较小，耐DME性优异。

Claims (2)

1.一种耐二甲醚的橡胶元件，该橡胶元件为在与二甲醚的气体或液体接触的部位所使用的橡胶元件，其特征在于，由乙烯含量为60质量％以上的乙烯-丙烯类橡胶的交联成形物构成。

2.如权利要求1所述的耐二甲醚的橡胶元件，其特征在于，是O形环、衬垫、密封垫、油封、隔膜、软管或橡胶塞。