CN101426849B

CN101426849B - Epdm组合物

Info

Publication number: CN101426849B
Application number: CN2007800145615A
Authority: CN
Inventors: 横田敦; 小岛好文
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2027-04-19
Also published as: EP2011823A1; EP2011823A4; KR101001779B1; CN101426849A; KR20090017541A; WO2007125819A1; US20090088522A1; EP2011823B1; JPWO2007125819A1

Abstract

本发明提供一种EPDM组合物，其特征在于，以乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物(EPDM)聚合物为主要成分，相对于100重量份EPDM聚合物，含有增塑剂50～200重量份、填充剂100～450重量份、硫化剂1～10重量份，优选相对于100重量份EPDM聚合物，含有增塑剂50～200重量份、作为填充剂的热解炭黑100～450重量份、硫化剂1～10重量份。即使大量配合增塑剂，也可以由该EPDM组合物得到在低脱气性和低气体透过性(低水蒸气透过性)方面优异的成型材料。

Description

EPDM组合物

技术领域

本发明涉及EPDM组合物，详细而言，涉及适合作为安装在防止水分、尘埃的侵入且要求低脱气性的电子机器(例如HDD等的精密机器)的垫圈的成型材料等使用的EPDM组合物。

背景技术

以往，已知使用EPDM组合物作为在HDD等精密机器那样的电子机器上安装的垫圈等的成型材料的技术，例如，在专利文献1中，对于EPDM材料，如果可以充分确保低脱气性(由有机材料等释放的气体量少)和低气体透过性(低水蒸气透过性)，则认为可以成为作为硬盘驱动器用垫圈而值得期待的材料，提出了在EPDM聚合物中，不含有操作油等的增塑剂，而适合用作硬盘驱动器用垫圈的成型材料等的EPDM组合物。如果低脱气性差，则引起下述问题：使电子机器内部的金属部件等氧化，或使其生锈，或使其腐蚀，或使元件等劣化，给制品带来不良影响，使电子部件等的可靠性降低。另外，如果低气体透过性(低水蒸气透过性)差，则有下述危险性：例如，在硬盘驱动器等中，因水分的侵入而诱发配线短路等故障，使其不能发挥功能，因硅氧烷气体(silicone gas)等的侵入而在磁盘表面生成污染层，产生不能读入的故障。

专利文献1：特开2005-255924号公报

发明内容

在专利文献1的技术中，考虑到脱气的发生及气体透过性(水蒸气透过性)，而避免配合增塑剂，但作为脱气成分的烃系气体也在聚合物中含有，即使使用脱气发生少的聚合物，也不能成为根本的对策。另外，由于加工中的剪切等导致分子链切断等，有可能生成成为脱气发生的原因的低分子成分。进而由于作为垫圈要求低硬度，因而对填充剂的配合量也产生限制。

在上述的专利文献1的技术中，由于是依赖于聚合物特性的配合，因而残留如下需要解决的课题：聚合物的种类受限，复合物中烃的分率高，由于低硬度化而在填充剂的配合量方面产生限制。

因此，本发明人为解决上述残留的课题而继续研究，结果发现，不抑制增塑剂的投入，完全相反地通过配合大量增塑剂，使填充剂的大量配合成为可能，结果是，EPDM组合物中的烃重量分率降低，可以使脱气降低，从而完成本发明。

即，本发明的课题在于，提供一种EPDM组合物：即使大量配合增塑剂，也可以得到在低脱气性和低气体透过性(低水蒸气透过性)方面优异的成型材料。

本发明的其它课题根据以下记载而明确。

上述课题通过以下的各发明而得到解决。

第1项发明为，一种EPDM组合物，其特征在于，以乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物(EPDM)聚合物为主要成分，相对于100重量份EPDM聚合物，含有增塑剂50～200重量份、填充剂100～450重量份、硫化剂1～10重量份。

第2项发明为，根据第1项所述的EPDM组合物，其特征在于，相对于100重量份EPDM聚合物，含有增塑剂50～200重量份、作为填充剂的热解炭黑100～450重量份、硫化剂1～10重量份。

第3项发明为，根据第1或2项所述的EPDM组合物，其特征在于，相对于100重量份EPDM聚合物，含有增塑剂100～140重量份、作为填充剂的热解炭黑200～400重量份、硫化剂1～10重量份。

第4项发明为，根据第1～3项中任一项所述的EPDM组合物，其特征在于，在安装于以电子产业为主的忌避脱气的制品的垫圈中使用。

第5项发明为，根据第4项所述的EPDM组合物，其特征在于，在硬盘用连接垫圈中使用。

第6项发明为，一种成型材料，其特征在于，将第1～3项中任一项所述的EPDM组合物交联而得到。

第7项发明，根据第6项所述的成型材料，其特征在于，所述成型材料的总脱气量为10μg/g以下。

第8项发明，根据第6或7项所述的成型材料，其特征在于，所述成型材料的基于湿度透过性试验的水蒸气透过系数小于1×10^-3(g·mm/cm²24H)。

根据本发明，可以提供如下EPDM组合物：即使大量配合增塑剂，也可以得到在低脱气性和低气体透过性(低水蒸气透过性)方面优异的成型材料。

另外，根据本发明，由本发明的EPDM组合物得到的垫圈，从其原材料性能方面来说，具有密封性、低气体透过性(低水蒸气透过性)、低脱气性等的特性，因而适于硬盘等的防尘。另外，由于可以防止水分、硅氧烷气体向硬盘驱动器内部侵入，因而可以提高垫圈的性能、品质。

具体实施方式

<EPDM>

本发明中使用的EPDM聚合物是以乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物聚合物为主要成分的，其中，优选乙烯含量在45～80重量％的范围。

作为非共轭二烯，可以使用二环戊二烯(DCPD)、1，4-己二烯(1，4-HD)、二环辛二烯(DCOD)、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯(ENB)等。

本发明中使用的EPDM聚合物可以仅是高分子EPDM聚合物，也可以是配合了低粘度EPDM聚合物(低分子聚合物)的物质。

作为在本发明中使用的EPDM聚合物的市售品，可以例举出三井化学社制“EPT”系列等。

<增塑剂>

作为在本发明的EPDM组合物中配合的增塑剂，可以使用在通常的橡胶、热塑性弹性体中所使用的物质。作为增塑剂的例子，可以例举出操作油、润滑油、石蜡系油等的石油系软化剂，蓖麻油、亚麻仁油、菜籽油、椰子油等的脂肪油系软化剂，邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯等的酯系增塑剂，烃系寡聚物等，特别是作为低脱气性优异的耐热增塑剂，可以举出脂肪酸酯、精制石蜡系操作油等，其中，优选分子量Mw＝500以上的高分子量的操作油PW380(出光兴产社制)等。

在本发明中，相对于100重量份EPDM聚合物，增塑剂的配合量为50～200重量份的范围，优选100～140重量份的范围。

<填充剂>

作为在本发明的EPDM组合物中配合的填充剂，可以使用在通常橡胶中配合那样的炭黑、无机填充剂、有机填充剂等。作为炭黑，可以举出HAF炭黑、MAF炭黑、FEF炭黑、SRF炭黑、GPF炭黑等的炉法炭黑，FT(Fine Thermal)炭黑、MT(Medium Thermal)炭黑等的热解炭黑等，优选热解炭黑，其中，优选不含有硫化物、氯化物且吸油量为0.25ml/g以上的热解炭黑。在热解炭黑中，优选MT炭黑。

在本发明中，相对于100重量份EPDM聚合物，填充剂的配合量为100～450重量份的范围，优选200～400重量份的范围。

在本发明中，填充剂和增塑剂的配合量在发挥本发明的效果方面很重要，例如如果不含增塑剂，填充剂小于100重量份，则不能实现脱气量的降低(比较例1)。如果以50～200重量份的范围配合增塑剂，填充剂小于100重量份，则硬度不充分，且不能发挥密封性、低气体透过性(低水蒸气透过性)及低脱气性中的任一种效果(比较例2)，而如果将填充剂设在100～450重量份的范围，则硬度、密封性、低气体透过性(低水蒸气透过性)及低脱气性中的任一种特性均良好(实施例1，2)。另外，即使将增塑剂以50～200重量份的范围进行配合，如果填充剂超过450重量份，则变得比作为垫圈所希望的硬度硬，密封性差(比较例3)。进而，如果将增塑剂设为小于50重量份，则填充剂只要小于100重量份则低气体透过性(低水蒸气透过性)及低脱气性中的任一种特性差(比较例4)，即使将填充剂设为100～450重量份的范围，也变得比作为垫圈所希望的硬度硬，密封性差(比较例5)。

<硫化剂(交联剂)>

作为在本发明的EPDM组合物中配合的硫化剂，主要优选有机过氧化物，有例如二枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷等。

在本发明中，相对于100重量份EPDM聚合物，硫化剂的配合量在充分发挥交联效果方面讲1～10重量份的范围是适当的。

<交联橡胶的制法>

以上各成分使用混炼机，例如辊、班伯里混合机、Brabender(プラベンダ)、捏合机、高剪切型混合机、单轴挤出机、双轴挤出机等进行混炼。在混炼时，同时添加交联剂、交联助剂、胺-酮系或咪唑类，例如2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物等的防老剂或氧化锌、水滑石等的酸接受剂等必要成分来进行混合、混炼。

接着，通过例如注射成型、挤出成型、压缩成型、FIPG方式分散成型(dispenser molding)等公知的方法成型为所希望的形状。

接着，在过氧化物交联的情况下，在约150～220℃下加热约1～30分钟左右。另外，根据需要，也可以在约100～200℃下进行约0.5～15小时左右的二次交联。

这样，垫圈成型材料必须通过化学交联或电子束、紫外线等的物理交联方法来进行交联。

<交联橡胶特性>

如上述被交联而调整的成型材料(交联橡胶)优选硬度在20～70°(JIS Durometer type A)的范围。这是为了在作为垫圈材料使用时实现垫圈的密封特性。优选的硬度为30～60°的范围。

另外，总脱气量优选10μg/g以下。脱气量是将试件在85℃进行3小时热抽提，测定该时的脱气量(μg/g)而求出的量。优选总脱气量小于6μg/g。

进而水蒸气透过系数在防止电子机器内的生锈等方面是重要的特性，水蒸气透过系数是基于湿度透过性试验而求出的。在本发明中，优选水蒸气透过系数小于1×10^-3(g·mm/cm²24H)。湿度透过性试验为，在圆筒状的SUS容器中加入蒸馏水，夹住试件，用SUS制的空心盖进行固定，由70℃、100小时后的数据求出水蒸气透过系数(g·mm/cm²24H)。

另外，由本发明的EPDM组合物得到的交联橡胶优选密封性优异，所述密封性为，在将与罩一体成型的垫圈安装于实物机器泄漏试验的状态下，进行80℃×168Hr的热处理后，回复到室温，从实验机内部连续施加30秒5kPa的正压，15秒后检查有无泄漏，由于在垫圈成型材料的压缩永久变形性差时、垫圈形状有缺陷时发生泄漏，因此，优选无泄漏的。

实施例

以下，通过实施例例证本发明的效果。

实施例1

EPDM聚合物(三井化学社制“EPT3095”) 100重量份

炭黑(Huber公司制“Thermal MT-CB”) 200重量份

石蜡油(出光兴产社制“操作油PW380”) 120重量份

氧化锌(三保社制) 3重量份

防老剂(大内新兴社制“NOCRAC MB”) 1重量份

TAIC(日本化成社制) 1重量份

二枯基过氧化物 3重量份

用MORIYAMA公司制捏合机将以上各成分进行混炼，得到未硫化坯料后，用压缩成型机在温度180℃、压缩时间6分钟的条件下进行交联，进而用加热炉将其在150℃施加5小时的热处理，将交联橡胶成型。

<评价方法>

(1)硬度

将3片厚度2mm的试验片重叠，按照JIS K6253进行测定。

(2)密封性试验

在将与罩一体成型的垫圈安装于实物机器泄漏试验的状态下，进行80℃×168H的热处理后，回复到室温，从实验机内部连续施加30秒5kPa的正压，15秒后检查有无泄漏。

在本试验中按照以下的评价基准进行判定。

无泄漏：○

有泄漏：×

在垫圈成型材料的压缩永久变形性差时、垫圈形状有缺陷时发生泄漏。

(3)湿度透过性试验

在圆筒状的SUS容器(内径27mm、深50mm)中加入蒸馏水10cc，夹住调整为直径30mm、厚度1mm的试件，用SUS制的空心盖(开口部内径为27mm)进行固定。由70℃、100小时后的数据求出水蒸气透过系数(g·mm/cm²24H)。

在本试验中按照以下的评价基准进行判定。

水蒸气透过系数小于1×10^-3(g·mm/cm²24H)：○

水蒸气透过系数为1×10^-3(g·mm/cm²24H)以上：×

(4)脱气性试验

将50×3×2mm的长条状的试件在85℃进行3小时热抽提，测定该时的脱气量(μg/g)。

在本试验中按照以下的评价基准进行判定。

脱气量小于6(μg/g)：○

脱气量在6(μg/g)以上：×

脱气量显示为6(μg/g)以上的，不优选作为硬盘用连接垫圈。

<评价结果>

通过以上的评价方法，得到表1所示的结果。

实施例2、比较例1-5

在实施例1中，除了将配合量改为表1所示的以外，同样地制造交联橡胶，将同样评价的结果示于表1中。

表1

(重量份)

Claims

1.一种EPDM组合物，其特征在于，相对于乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物聚合物即EPDM聚合物100重量份，含有增塑剂100～140重量份、作为填充剂的热解炭黑200～400重量份、硫化剂1～10重量份。

2.根据权利要求1所述的EPDM组合物，其特征在于，在安装于以电子产业为主的忌避脱气的制品的垫圈中使用。

3.根据权利要求2所述的EPDM组合物，其特征在于，在硬盘用连接垫圈中使用。

4.一种成型材料，其特征在于，将权利要求1所述的EPDM组合物交联而得到。

5.根据权利要求4所述的成型材料，其特征在于，所述成型材料的总脱气量为10μg/g以下。

6.根据权利要求4或5所述的成型材料，其特征在于，所述成型材料的基于湿度透过性试验的水蒸气透过系数小于1×10^-3g·mm/cm²24H。