CN103732674A - 树脂组合物及密封构件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供即使在高温高压下长期使用后也能够维持优良的弹性的树脂组合物及密封构件。本发明的树脂组合物的一个方式为含有橡胶成分和热塑性树脂的树脂组合物,其20℃~150℃温度范围内的损耗角正切(tanδ)的最大值为0.2以下。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物及密封构件,更详细而言,本发明涉及含有橡胶成分和热塑性树脂的树脂组合物及使用该树脂组合物的密封构件。
背景技术
近年来,在以汽车用途为代表的各种领域中,对耐热性优良、压缩永久应变(Compression Set)低的树脂材料的要求增高。作为这样的树脂材料的用途,可以列举例如油压式无级变速器(Continuously VariableTransmission,以下称为“CVT”)用密封构件(密封环)。对于油压式CVT而言,利用油压室的油压使一对滑轮的槽宽度相关性地发生变化,使滑轮的直径改变,由此使变速以无级方式发生变化。通常,在驱动用的轴上一体形成有固定滑轮,在沿该轴往复运动的壳体上形成有可动滑轮。在可动滑轮上设置油压室并对油压室的油压进行控制,由此将可动滑轮离接在固定滑轮上。由此,使分别形成在两滑轮上的槽部的宽度发生增减,使卷绕在滑轮上的传送带的旋转半径发生增减,从而使传递动力时的变速比发生变化。为了在油压室中充满油而产生油压,在形成于轴的外周面的轴槽中安装树脂制的密封环。
对于CVT而言,在引擎停止时,由于油泵停止,因此不会产生油压,密封环变为无负荷。对于以往的密封环而言,虽然在不产生油压的状态下能得到充分的密封性,但在无负荷状态下,与壳体内周面的密合性丧失,油压室的油漏出。在这种状态下,再次发动引擎时,需要花费时间对油压室填充油。另外,在油压室未填充油的状态下发动时,可能会在CVT的旋转部产生由烧结引起的损伤。因此,要求即使在没有油压的无负荷状态下也能够减少从油压室漏油的密封环。
作为CVT用密封环,如图1所示,使用由截面为近似矩形且配置在外周侧的环形树脂环7和配置在内周侧且对树脂环赋予扩张力的O型环6构成的组合密封环。一般而言,作为树脂环7的材料,使用添加有填充剂的聚四氟乙烯(PTFE)树脂等,作为O型环6的材料,使用橡胶状弹性体。
对于这样的现有的组合密封环而言,将O型环6和树脂环7压缩后安装到槽底8与壳体4的内表面4a之间的间隙。然后,将安装有O型环6和树脂环7的轴3插入到壳体4中时的安装阻力增大,需要使用压入装置来安装壳体4。因此,存在制造成本增大、不能检测到密封环的安装不良的问题。因此,为了解决上述组合密封环的安装性和成本方面的问题,要求以单独的密封环应对。
对于CVT而言,在油压室会产生最大约7MPa的油压,因此,要求即使在高油压下也具有优良的耐磨损性和密封性的密封环。另外,考虑到高速运转时的发热所产生的温度上升、在寒冷地方的使用,对密封环要求在-40℃~150℃温度范围内的耐性。因此,作为密封环材料,使用在聚四氟乙烯(PTFE)、改性聚四氟乙烯、乙烯四氟乙烯(ETFE)等含氟树脂中填充有碳粉末、碳纤维等添加剂的材料。
例如,在专利文献1中,作为能够应用于CVT的树脂组合物,公开了在PTFE类树脂中配合有具有预定的DBP吸收量的炭黑的组合物。对于该组成的密封环而言,在吸油时发生膨胀。记载了:由于填补由高温时的蠕变变形产生的密封环的径向等的间隙能够改善低温密封性,因而即使在油压装置刚开始运转后的低温下也具有优良的密封性。另外,专利文献1的密封环用于CVT等高面压用途,因此,还公开了以提高耐磨损性和耐蠕变性等为目的可以配合碳纤维、石墨。
认为通过采用专利文献1的密封环,能够减少低温下的漏油量。但是,上述构成的密封环以PTFE类树脂作为主要成分,因此,由于在高温的润滑油、工作油中被加压而发生塑性变形。因此,在运转后停止引擎而形成无负荷状态时,难以维持与壳体内周面的密合状态(密合性),从而难以防止从油压室漏油。为了解决这样的问题,要求耐热性优良、压缩永久应变低的树脂材料。
作为提高树脂材料的压缩永久应变的手段,提出了很多方案。例如,在专利文献2中公开一种高排斥性材料,包含聚氯乙烯类树脂(1)、聚氨酯(2)和增塑剂(3),利用透射电子显微镜观察到海-岛型的相分离结构,分离结构的尺寸为0.01微米以上且100微米以下,聚氨酯(2)通过使聚合物多元醇和具有3个以上的异氰酸酯基的化合物发生氨基甲酸酯反应而得到。记载了该材料是压缩永久应变、加工性优良且排斥性高材料。
另外,专利文献3中公开了一种热塑性弹性体组合物,其为包含由(A1)(甲基)丙烯酸类聚合物嵌段和(A2)丙烯酸类聚合物嵌段构成的(A)(甲基)丙烯酸类嵌段共聚物、(B)1分子中含有2个以上的氨基的化合物和(C)热塑性树脂的热塑性弹性体组合物,其通过将(A)(甲基)丙烯酸类嵌段共聚物利用(B)化合物在(C)热塑性树脂中进行动态热处理后、再添加(D)热塑性树脂并进行混炼而得到。记载了:该组合物的硬度与机械强度的平衡优良,在宽的温度范围内的橡胶弹性、高温蠕变性能、成形加工性优良,且为热塑性弹性体,并且耐油性、耐热性优良。
上述专利文献2的树脂组合物含有在87℃附近具有玻璃化转变温度的热塑性树脂即聚氯乙烯类树脂作为必要成分。因此,在玻璃化转变温度以上的高温范围内,树脂组合物的流动性增高,弹性降低,因此,可能无法得到充分的密封特性。另外还认为,在玻璃化转变温度以上的高温加压下使用会使树脂组合物发生塑性变形,从而使密封性能劣化。
另一方面,作为添加到专利文献3的热塑性弹性体组合物中的热塑性树脂,公开了聚酰胺类树脂、聚酯类树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等)。一般而言,聚酰胺类树脂的玻璃化转变温度为约50℃,聚酯类树脂的玻璃化转变温度为约50℃(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、约69℃(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。因此,对于专利文献3的热塑性弹性体而言,也与专利文献2的树脂同样,可能在高温范围内弹性降低从而无法得到充分的密封特性、或者在高温加压下使用会使树脂组合物发生塑性变形从而使密封性能劣化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-283898号公报
专利文献2:日本特开平7-173357号公报
专利文献3:日本特开2005-264068号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明鉴于上述情况而完成,其目的在于提供即使在高温加压下长期使用后也能够维持优良的弹性的树脂组合物及使用该树脂组合物的密封构件。
用于解决问题的方法
鉴于上述目的,本发明人进行了深入的研究,结果发现,对于含有橡胶成分和热塑性树脂的树脂组合物而言,通过使20℃~150℃温度范围内的损耗角正切(tanδ)的最大值为0.2以下,即使在高温加压下长期使用后也能够维持优良的弹性,因此,由上述树脂组合物构成的密封构件即使在苛刻的使用条件下也能够长期维持优良的密封特性,从而想到了本发明。即,本发明的树脂组合物的一个方式为含有橡胶成分和热塑性树脂的树脂组合物,其20℃~150℃温度范围内的损耗角正切(tanδ)的最大值为0.2以下。
上述方式中,优选橡胶成分为丙烯酸类橡胶。
上述方式中,优选热塑性树脂为聚偏氟乙烯。
上述方式中,优选树脂组合物中的热塑性树脂的圆当量直径为40nm以上且100nm以下。
本发明的密封构件的一个方式的特征在于,使用本发明的上述树脂组合物。
发明效果
由本发明的树脂组合物构成的密封构件即使在苛刻的使用条件下也能够长期维持优良的密封特性。
附图说明
图1是表示现有密封构件的一例的截面图。
图2是表示动态交联树脂、聚偏氟乙烯和比较例1的试样的动态粘弹性的损耗角正切(tanδ)的图。
图3是表示实施例2、4、5和比较例1的试样的动态粘弹性的损耗角正切(tanδ)的图。
图4是使用透射电子显微镜(TEM)放大至8000倍的实施例2的试样的照片。
图5是使用TEM放大至8000倍的实施例4的试样的照片。
具体实施方式
以下,对本发明的树脂组合物及使用该树脂组合物的密封构件的一个实施方式进行详细说明。
本实施方式的树脂组合物包含含有橡胶成分和热塑性树脂的混合物,利用动态粘弹性测定得到的损耗弹性模量(E”)与储能弹性模量(E’)之比(E”/E’)即损耗角正切(tanδ)在20℃~150℃内的最大值为0.2以下。一般已知,tanδ越大,即,损耗弹性模量(E”)越大,越容易发生塑性变形,tanδ越小,即,储能弹性模量(E’)越大,排斥力越大。另外,tanδ通常具有温度依赖性。
本实施方式中,使树脂组合物的20℃~150℃温度范围内的tanδ的最大值为0.2以下,因此,即使在高温范围内也能够维持高的排斥力。而且,本实施方式的树脂组合物的高温加压后的压缩永久应变小,即使在长期使用后也能够维持优良的橡胶弹性,因此,即使在苛刻的使用条件下也能够长期维持优良的密封特性。上述温度范围内的tanδ的最大值优选为0.15以下,更优选为0.13以下。
上述温度范围内的tanδ的值可以根据热塑性树脂的种类、添加量进行控制。例如,在使用玻璃化转变温度为150℃以上的热塑性树脂或者使用玻璃化转变温度低于150℃的热塑性树脂的情况下,通过减少其添加量,能够将tanδ的值控制在较低水平。但是,如果考虑树脂组合物的注射成形性,则玻璃化转变温度高的热塑性树脂的使用未必是有利的。另外,为了维持密封构件的机械强度、耐蠕变特性,热塑性树脂的减少存在极限。与此相对,通过使橡胶成分和热塑性树脂高度分散而降低热塑性树脂在玻璃化转变温度附近的tanδ值的方法,能够维持树脂组合物的注射成形性、机械强度和耐蠕变特性并且能够在高温范围内实现优良的橡胶弹性,因此优选。
构成本实施方式的密封构件的树脂组合物的硬度、即通过后述的方法测定的肖氏硬度A优选设定为60~98,更优选设定为70~95。通过将肖氏硬度规定为该范围,密封构件不易因使用时的油压而产生变形,即使在长时间运转后也能够维持高的密封性,并且能够提高向轴槽等中安装的安装性。
本实施方式的橡胶成分可以作为交联橡胶或热塑性弹性体添加,也可以作为动态交联树脂添加。这些橡胶成分的表面硬度优选以肖氏硬度A计为60~90。
作为交联橡胶,可以列举:天然橡胶、合成异戊二烯橡胶(IR)、含氟橡胶、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶、氨基甲酸酯橡胶、有机硅橡胶、丙烯酸类橡胶等。这些交联橡胶中,可以使用一种,也可以混合使用两种以上,还可以与后述的热塑性弹性体、动态交联树脂并用。
作为热塑性弹性体,可以列举:聚酯类弹性体、聚烯烃类弹性体、含氟弹性体、有机硅类弹性体、丁二烯类弹性体、聚酰胺类弹性体、聚苯乙烯类弹性体、氨基甲酸酯类弹性体等。这些热塑性弹性体中,可以使用一种,也可以混合使用两种以上。从注射成形性和耐热性的观点出发,上述热塑性弹性体中,优选聚酯类弹性体和聚酰胺类弹性体。
作为聚酯类弹性体的市售品,可以列举:东丽杜邦株式会社制造的“ハイトレル”、东洋纺织株式会社制造的“ペルプレン”和三菱化学株式会社制造的“プリマロイ”等,作为聚酰胺类弹性体的市售品,可以列举:ARKEMA公司制造的“ペバックス”、宇部兴产株式会社制造的“UBESTAXPA”等。
动态交联树脂具有在热塑性树脂相中分散有交联橡胶相的结构。动态交联树脂中使用的热塑性树脂没有特别限定,可以列举聚酯、聚酰胺(PA)等。另一方面,橡胶没有特别限定,可以列举例如:天然橡胶、顺式-1,4-聚异戊二烯、高顺聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯橡胶(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、丙烯酸类橡胶等。
动态交联树脂可以通过公知的方法制造。例如,可以预先在未交联的橡胶成分中混合交联剂,使用双螺杆挤出机对热塑性树脂成分和未交联的橡胶成分进行熔融混炼,由此,同时进行橡胶成分的分散和交联。这样的动态交联树脂也可以以市售品的形式获得。例如,作为聚酯树脂中分散有丙烯酸类橡胶的动态交联树脂的市售品,可以列举:杜邦公司制造的“ETPV”、日油株式会社制造的“ノフアロイ”(TZ660-7612-BK、TZ660-6602-BK等)等。另外,作为聚酰胺树脂中分散有丙烯酸类橡胶的动态交联树脂的市售品,可以列举日本ゼオン株式会社制造的“ゼオサーム”等。
相对于构成密封构件的树脂组合物整体的质量,橡胶成分的含量优选设定为60质量%~95质量%,更优选设定为80质量%~95质量%。通过将橡胶成分的含量规定为上述范围,树脂组合物的压缩永久应变变得更小,能够长期得到更优良的密封特性。
与上述橡胶成分混合的热塑性树脂的表面硬度以肖氏硬度D计优选为70以上,更优选为90以上。作为热塑性树脂,可以列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚丙烯(PP)、间规聚苯乙烯树脂、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPE)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚醚砜、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳酯(PAR)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。这些树脂可以为共聚物、改性物,也可以混合两种以上。如果考虑注射成形性、耐热性等,则优选上述热塑性树脂中的PBT、PA、PPS、PVDF。
相对于构成密封构件的树脂组合物整体的质量,热塑性树脂的添加量优选设定为5质量%~40质量%,更优选设定为5质量~20质量%。通过以该范围添加热塑性树脂,密封构件的机械强度和耐蠕变特性提高,即使在加压条件下长时间使用后也能够维持优良的密封特性,还能够在PV值高的范围内使用。
根据所使用的用途、所要求的特性,也可以在本实施方式的树脂组合物中添加各种填充材料。作为无机填充材料,可以列举:玻璃纤维、碳纤维、碳纳米管、氧化铝纤维、钛酸钾纤维、硼纤维、碳化硅纤维等纤维状无机填充材料。通过添加纤维状无机填充材料,密封构件的机械强度和耐蠕变特性提高,能够得到优良的密封特性,还能够在PV值高的范围内使用。上述纤维状无机填充材料中,优选玻璃纤维、碳纤维、碳纳米管。碳纳米管不仅作为纤维状无机填充材料发挥增强功能,而且与后述的无机填充材料同样,作为用于提高滑动特性的填充材料也有效。
本实施方式中,为了提高滑动特性等,也可以添加其他无机填充材料。作为其他无机填充材料,可以列举:碳酸钙、蒙脱土、膨润土、滑石、二氧化硅、云母、云母、硫酸钡、硫酸钙、硅酸钙、二硫化钼、玻璃珠、石墨、富勒烯、碳(无定形)粉末、无烟炭粉末、氧化铝、氧化钛、氧化镁、钛酸钾、氮化硼等。
无机填充材料的添加量(合计)相对于构成密封构件的树脂组合物整体的质量优选设定为5质量%~10质量%。另外,在添加碳纳米管作为无机填充材料的情况下,其添加量相对于构成密封构件的树脂组合物整体的质量优选设定为1质量%~5质量%。以该范围添加有无机填充材料的密封构件能够得到优良的机械强度和滑动特性,能够长期维持更优良的密封特性。
本实施方式的树脂组合物中,优选橡胶成分和热塑性树脂高度分散。通过使橡胶成分和热塑性树脂高度分散,热塑性树脂在玻璃化转变温度附近的tanδ的增加得到抑制,即使在高温范围内也能够将tanδ的值维持得较低。由此,树脂组合物即使在高温范围也能够维持高的排斥力,因此能够得到优良的密封特性。进而,即使在高温加压条件下也能够抑制树脂组合物的塑性变形,因此,即使在苛刻的使用条件下也能够长期维持优良的密封特性。
对于本实施方式的树脂组合物而言,优选微细的热塑性树脂高度分散在橡胶成分中。这样的构成,能够利用周围的橡胶成分有效地抑制因热塑性树脂在玻璃化转变温度附近的高流动性引起的塑性变形,能够进一步抑制tanδ的上升。因此,即使在高温范围内也能够进一步维持高的排斥力,能够得到优良的密封特性。即使在高温加压条件下也能够抑制上述树脂组合物的塑性变形,即使在苛刻的使用条件下也能够长期维持优良的密封特性。分散在本实施方式的树脂组合物中的热塑性树脂的大小(粒度)没有特别限定,优选热塑性树脂的圆当量直径(粒径)为40nm以上且100nm以下。热塑性树脂的大小可以通过从利用RuO4染色超薄切片法制备的试样的透射电子显微镜(TEM)观察照片中确定出热塑性树脂而算出。
本实施方式中的树脂组合物的混合方法只要是tanδ为上述范围的方法则没有特别限定,优选使用试验型塑料挤出机(LABOPLASTOMILL)、双螺杆挤出机等进行混合。为了可靠地实现微细均匀分散,优选使用将产生剪切作用的捏合盘与螺杆组合而成的双螺杆挤出机在高剪切条件下进行混合。另外,也可以使用市售的高剪切成形加工机。分散性可以通过螺杆的形状和长度、回流孔直径(反馈孔直径)、螺杆转速、剪切混合时间等进行控制。
本发明的树脂组合物的用途没有特别限定,在各种领域中作为垫圈、管、衬垫、软管、密封构件等使用。特别优选作为密封构件使用。作为密封构件,可以列举旋转运动用密封环、往复运动用密封环等,特别优选应用于安装在汽车的CVT等上的密封环。
在将本发明的树脂组合物作为CVT用密封环使用的情况下,为了可靠地防止无负荷状态下的漏油,优选采用不具有开口(接缝或接合部)的环形密封环。本发明的树脂材料具有柔软性,因此,形成环形时安装性也优良,通过形成一根型,更容易安装。另一方面,也可以根据用途等设置开口。这种情况下,开口形状没有特别限定,除了直角(直线)开口、倾斜(角形)开口、阶梯(台阶)开口以外,还可以采用双角开口、双切割开口及三层台阶开口等公知的开口。
实施例
通过以下的实施例更详细地对本发明进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1)
使用聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂作为橡胶成分,使用聚偏氟乙烯树脂作为热塑性树脂,利用组合有引线和捏合盘且设置有的螺杆的双螺杆挤出机进行混合。在此,将聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂和聚偏氟乙烯树脂分别用侧加料器供给,在温度240℃、螺杆转速200rpm的高剪切条件下进行混合,得到颗粒。另外,聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂和聚偏氟乙烯树脂使用市售品,质量比(聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂:聚偏氟乙烯树脂)为90:10。将所得到的颗粒注射成形,制作各种测定试样,通过以下的方法测定动态粘弹性的损耗角正切(tanδ)、表面硬度(肖氏硬度)、压缩永久应变和静态泄漏量。将结果示于表1中。在此,静态泄漏量测定用试样的密封环的尺寸以在安装于轴槽的状态下压缩量为25%的方式进行设定。另外,tanδ表示20℃~150℃温度范围内的最大值。
(实施例2~5)
除了将双螺杆挤出机的螺杆转速分别设定为300rpm(实施例2)、400rpm(实施例3)、500rpm(实施例4)和600rpm(实施例5)以外,与实施例1同样地制作测定试样。测定各个试样的动态粘弹性的损耗角正切(tanδ)、表面硬度、压缩永久应变和静态泄漏量。将结果示于表1中。另外,将实施例2、实施例4和实施例5的试样的20℃~150℃温度范围内的tanδ的测定结果示于图3中。另外,使用透射电子显微镜(TEM)对实施例2和4的试样进行组织观察。测定试样通过RuO4染色超薄切片法制备。图4和图5中分别示出了实施例2和实施例4的试样的TEM观察照片(倍率:8000倍)。
(比较例1、2)
除了将螺杆转速分别设定为100rpm(比较例1)和150rpm(比较例2)以外,与实施例1同样地制作测定试样,并进行评价。将比较例1的试样的动态粘弹性的损耗角正切(tanδ)、表面硬度、压缩永久应变和静态泄漏量的测定结果示于表1中。
(动态粘弹性的损耗角正切(tanδ)的测定)
对实施例1~5和比较例1、2的树脂组合物进行热压,制作厚度500~1000μm的片,然后,切割成宽度3mm、长度20mm,制成长条状测定试样。动态粘弹性测定装置使用エスアイアイ·ナノテクノロジー株式会社制造的热机械分析装置,通过升温法,在空气中、测定频率0.1Hz、升温速度3℃/分钟的条件下进行测定。由各测定温度下的动态储能弹性模量(E’)和动态损耗弹性模量(E”)自动计算出损耗角正切(tanδ=E”/E’)并进行作图。另外,作为参考,对于实施例和比较例的原料即聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂和聚偏氟乙烯树脂也分别制作同样的测定试样并同样进行评价。
(表面硬度的测定)
基于JIS K7215测定肖氏硬度。
(压缩永久应变Cs的测定)
压缩永久应变Cs的测定参考JIS K6262以下述方式进行。将通过注射成形得到的5mm×15mm、厚度2mm的试验片安装到压缩装置上,压缩到压缩量25%,然后,在预先调节至150℃的润滑油/工作油(AutomaticTransmission Fluid:ATF)中浸渍100小时。加热处理结束后,从ATF中取出,拭去从压缩装置取下的试验片表面的ATF,在室温下静置30分钟后,测定试验片中央部的厚度(t2)。由此时的t2通过式1计算出压缩永久应变Cs。
Cs=(t0-t2)/(t0-t1)×100…(式1)
t0:试验片的原厚度(mm)
t1:隔片的厚度(mm)
t2:试验后30分钟后的厚度(mm)
(静止状态下的漏油量的测定)
使用实施例1~5和比较例1、2的树脂组合物,通过注射成形制作不具有开口的密封环。将所得到的密封环安装到设置在轴的外周面的轴槽中,并设置到静态泄漏性能试验装置中。在此,在油压室中填充165cc的ATF,在室温下(油温:25℃),从排油槽回收在静止状态下从密封环泄漏的ATF,测定7天的累积漏油量。将测定结果作为初始的静态漏油量示于表1中。在此,静态漏油量用将比较例1的值设为100时的相对值表示。另外,密封环的尺寸以在安装于轴槽的状态下压缩量为25%的方式进行设定。
另外,将各个密封环安装到设置在轴的外周面的轴槽中,在油压4.0MPa、油温150℃的条件下,以10mm/s的冲程使壳体往复运动累积1Km,然后,再次通过上述的方法测定漏油量。将测定结果作为运转后的静态漏油量示于表1中。另外,在此,静态漏油量也用将比较例1的初始的静态漏油量设为100时的相对值表示。
由表1可知,通过改变双螺杆挤出机的螺杆转速,能够控制20℃~150℃内的tanδ的最大值。图2中示出了聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂、聚偏氟乙烯和比较例1在20℃~150℃温度范围内的tanδ的测定结果。对于单独的聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂而言,在20℃~150℃的整个温度范围内,tanδ显示出0.2以上,在30℃~40℃内观察到平缓的峰。认为该峰是由于聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂的聚酯树脂即聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的玻璃化转变而产生。另外可知,聚偏氟乙烯在室温附近tanδ显示出低至0.1的值,但tanδ随着温度上升而增加。与此相对,对于混合有聚酯树脂/丙烯酸类橡胶类动态交联树脂和聚偏氟乙烯的比较例1而言,可知,虽然观察到认为因PBT的玻璃化转变而产生的明确的峰,但在高温侧,tanδ有减少的倾向。
由表1可知,对于20℃~150℃温度范围内的tanδ的最大值超过0.2的比较例1和2的试样而言,压缩永久应变高达100%,静态漏油量也多,未能得到充分的密封特性。与此相对,对于将螺杆转速设定为200rpm的实施例1的试样而言,tanδ的最大值为0.18,压缩永久应变降低并且静态漏油量大幅减少,观察到密封特性的提高。基于上述情况,确认了使20℃~150℃温度范围内的tanδ的最大值为0.2以下的本发明的树脂组合物的有效性。可知,对于使螺杆转速进一步提高的实施例2~5而言,tanδ的最大值进一步下降,压缩永久应变也降低。对于实施例1~5的任意一个试样而言,初始的静态漏油量均为0,均确认到具有优良的密封特性。但是,在高温加压条件下运转后,实施例1的试样观察到漏油。与此相对,对于tanδ的最大值为0.16和0.14的实施例2和3的试样而言,在高温加压条件下运转后的漏油量与实施例1相比大幅减少,对于tanδ的最大值为0.13以下的实施例4和5而言,即使在高温加压条件下运转后也没有观察到漏油。
图3中示出了比较例1、实施例2、4和5的试样在20℃~150℃温度范围内的tanδ的测定结果。可知,与比较例1的试样相比,实施例2的试样在整个温度范围内tanδ的值降低,并且认为因PBT的玻璃化转变而产生的40℃~50℃附近的峰消失。另外确认了:对于实施例4和5的试样而言,特别是在低温侧,与实施例2的试样相比,tanδ值进一步降低。图4和图5中分别示出了实施例2和实施例4的试样的TEM观察照片。在此,可看到浅灰色的岛状,认为是作为热塑性树脂的聚偏氟乙烯2,可知其分散在由橡胶成分1构成的基质中。与实施例2相比,实施例4的聚偏氟乙烯的大小(粒径)更小,可知其高度分散。可见,认为通过使微细尺寸的热塑性树脂均匀分散在橡胶成分中,能够利用热塑性树脂周围的橡胶成分(丙烯酸类橡胶)1更有效地抑制因热塑性树脂的流动引起的塑性变形,能够在整个温度范围内维持低的tanδ值。可知,对于20℃(室温附近)~150℃温度范围内的tanδ为0.2以下的本发明的树脂组合物而言,能够有效地抑制热塑性树脂的塑性变形,即使在高温范围内也能够维持橡胶弹性,因此,在苛刻的条件下运转后也能够维持高的密封特性。
[表1]
产业上的可利用性
根据本发明,能够提供即使在苛刻的使用条件下也能够长期维持优良的密封特性的树脂组合物或者由该树脂组合物构成的密封构件。
标号说明
1 橡胶成分
2 聚偏氟乙烯
Claims (5)
1.一种树脂组合物,其特征在于,含有橡胶成分和热塑性树脂,20℃~150℃温度范围内的损耗角正切(tanδ)的最大值为0.2以下。
2.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述橡胶成分为丙烯酸类橡胶。
3.如权利要求1或2所述的树脂组合物,其特征在于,所述热塑性树脂为聚偏氟乙烯。
4.如权利要求1~3中任一项所述的树脂组合物,其特征在于,所述树脂组合物中的热塑性树脂的圆当量直径为40nm以上且100nm以下。
5.一种密封构件,其特征在于,使用权利要求1~4中任一项所述的树脂组合物。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140416 |