CN104945745B - 橡胶材料以及密封部件及软管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种橡胶材料以及密封部件及软管，其不降低物理特性或增加重量，而提高隔音性。橡胶材料通过在橡胶聚合物中掺合有重均分子量小于或等于1500的低分子量烃类油和重均分子量大于或等于5000的高分子量烃类油而形成。优选高分子量烃类油掺合为占橡胶材料中的全部油量的10～90质量％。挡风雨条(1)及软管(2)是由所述橡胶材料成型得到的结构。

Description

橡胶材料以及密封部件及软管

技术领域

本发明涉及橡胶材料以及使用该橡胶材料的密封部件及软管。

背景技术

作为提高交通工具、建筑物等的由橡胶材料制成的密封部件的隔音性的方法，已知基于比重原则(比重越大，则隔音性越好)而增大橡胶材料的比重的方法和对橡胶材料的发泡形式(独立气泡、连续气泡等)进行控制的方法。

作为增大橡胶材料的比重的方法，如专利文献1所述，存在在发泡橡胶材料的情况下降低发泡率的方法。

另外，也考虑增加比重较高的添加剂的使用量的方法。但是，在该方法中，能够预想到如下问题，即，物理特性降低，重量增加，由此导致产品形状发生变化或者变得需要支撑部件等。特别是在交通工具的密封部件的情况下，与近年来所要求的轻量化背道而驰的情况是个问题。

作为对橡胶材料的发泡形式进行控制的方法，存在如专利文献2所记载的方法，即，通过使用粒径不同的2种发泡剂，在发泡橡胶材料中形成相对大径的气泡和小径的气泡，从而防止气泡彼此连通而成为连续气泡，以使各自作为单独气泡而存在的方式，提高隔音性。但是，在该方法中，也存在难以设定最佳的发泡条件，物理特性随着设定的不同而下降的问题。

专利文献1：日本特开2011－11602号公报

专利文献2：日本特开2013－136661号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种橡胶材料以及密封部件及软管，其不是增大橡胶材料的比重或者对发泡形式进行控制，而是根据新创的构思，不降低物理特性或者增加重量，就能够提高隔音性。

在橡胶材料中，基于增大体积、可塑化、软化(提高加工性)等目的而添加掺合油。例如，主要在橡胶原材料制造商处，以增大体积或可塑化为目的而对橡胶材料添加填充油(伸展油)，以伸展橡胶或充油橡胶的名义出厂。另外，主要在橡胶加工制造商处，以软化(提高加工性)为目的而对橡胶材料添加处理油(加工油)，混炼后进行加工。

在上述填充油、处理油等的掺合油中，存在石蜡类油、环烷基类油、芳香族类油或将它们混合而得到的物质，但是，任何一种掺合油都考虑到加工性而使用重均分子量大致为500～1000的低分子量的油。对于油，如果分子量低则粘度变低，如果分子量高则粘度变高。

本发明人着眼于该掺合油，经过如上深度研究，结果发现通过添加分子量较高的油，能够提高隔音性，经过进一步的研究得到本发明。

本发明的橡胶材料的特征在于，通过在橡胶聚合物中掺合有重均分子量小于或等于1500的低分子量烃类油和重均分子量大于或等于5000的高分子量烃类油而形成。

优选高分子量烃类油掺合为占橡胶材料中的全部油量的10～90质量％。

本发明的密封部件的特征在于，是由所述橡胶材料成型得到的。

本发明的软管的特征在于，是由所述橡胶材料成型得到的。

对本发明的作用进行说明。

(1)在橡胶聚合物中不仅掺合有现有技术中添加的重均分子量小于或等于1500的低分子量烃类油，还掺合有重均分子量大于或等于5000的高分子量烃类油，由此，400～10000Hz的声音的透过损失(dBA)增大，即隔音性提高。其机制尚未明确地弄清楚，但可以认为是由于如下原因，即，通过添加高分子量烃类油，油分子彼此的结合、或者油和橡胶聚合物的分子络合的数量(密度)增加，该络合的数量越多，则在传递声音的振动时所产生的摩擦变得越大，将声音变换为热(吸收声音)的能力提高。

(2)如果掺合分子量较高的油，则能够得到提高隔音性的效果，但是，如果使橡胶材料中的油全都是高分子量烃类油，则例如在利用滚筒进行成型加工时，在滚筒上发生粘附等而加工性变差。因此，通过在橡胶材料中存在低分子量烃类油的状态下掺合高分子量烃类油，能够确保加工性，并且能够提高隔音性。

发明的效果

根据本发明的橡胶材料以及密封部件及软管，能够达到如下优良效果，即，几乎不改变比重或发泡形式，因而不增加重量，就能够提高隔音性。

附图说明

图1(a)是由实施例的橡胶材料成型得到的汽车用挡风雨条的剖面图，(b)是由实施例的橡胶材料成型得到的汽车用软管的剖面图。

标号的说明

1 挡风雨条

2 软管

具体实施方式

1橡胶聚合物

作为橡胶聚合物，不特别地限定，但是能够例示EPDM(三元乙丙橡胶)、EPM(二元乙丙橡胶)、IIR(丁基橡胶)、IR(异戊橡胶)、NR(天然橡胶)、BR(顺丁橡胶)、SBR(丁苯橡胶)等。

2低分子量烃类油

作为低分子量烃类油，并不特定地限定，能够例示石蜡类、环烷类、芳香族类或将它们混合得到的物质。其重均分子量如前述所述设为小于或等于1500。对于重均分子量的下限并不特别地限定，为了容易获得，优选为100。现有技术中添加在橡胶材料中的填充油、处理油等的掺合油几乎都能够作为与该重均分子量100～1500的低分子量烃类油相符的优选物质而使用。

3高分子量烃类油

作为高分子量烃类油，并不特别地限定，但是能够例示石蜡类的乙烯和α-烯烃的共低聚物(co-oligomer)。该共低聚物的重均分子量如前述所述设为大于或等于5000。这是为了具有提高隔音性的效果。对重均分子量的上限不特别地限定，但是为了容易获得，优选为5000。

4其他掺合物

橡胶材料也可以掺合有其他掺合物。

作为其他掺合物，并不特别地限定，能够例示碳黑、氧化锌、加工助剂、防老化剂、着色剂等。另外，还能够例示加工时所掺合的硫化剂、硫化促进剂、发泡剂等。

5由橡胶材料成型得到的成型品

作为由本发明的橡胶材料成型得到的成型品，并不特别地限定，但是能够利用其高隔音性的是密封部件。能够例示汽车、铁路车辆、船舶、飞机等各种交通工具的挡风雨条、门窗密封条、窗框、发动机的垫圈、发动机的密封材料、内外包装部件的密封材料、电子部件的密封材料等的密封部件，另外，还能够例示建筑物的窗框等的密封部件。并且，除了密封部件以外，还能够例示汽车用软管等的软管，能够降低软管内流动的物体所流动的声音泄漏至外部。

实施例1

按照下面的表1示出的掺合(掺合数值是质量份)制备实施例1～7及对比例1～3的各橡胶材料，对发泡橡胶片材进行了成型。

表1

在这里，在橡胶聚合物中使用了如下的EPDM。二烯的种类和比例在表1中示出。

·充油EPDM：“三井化学株式会社”的商品名称“三井EPT8120E”。充油量为20phr(填充油相对于100质量份的橡胶的质量份)，填充油的重均分子量未公布，但是推算为小于或等于1500。由此，120质量份的充油EPDM视为由100质量份的EPDM聚合物和20质量份的重均分子量小于或等于1500的填充油构成。

·非充油EPDM：“三井化学株式会社”的商品名称“三井EPT9090M”。100质量份的非充油EPDM可视为100质量份的EPDM聚合物。

在油中使用了如下物质。分子量和运动粘度(100℃)在表1中示出。

·处理油：“出光興産株式会社”的商品名称“ダイアナプロセスオイルPS-380”。是石蜡类矿物油，是作为橡胶材料的处理油使用的物质。

·环烷基类油(1)：“三井化学株式会社”的商品名称“ルーカントHC-150”。是石蜡类油(乙烯和α-烯烃的共低聚物，是不含极性基的烃类合成油)，例如是作为润滑油的高粘度基础油使用的物质。

·环烷基类油(2)：“三井化学株式会社”的商品名称“ルーカントHC-2000”。同样是作为石蜡类的乙烯和α-烯烃的共低聚物，例如是作为粘度指数改进剂使用的物质。

·环烷基类油(3)：“三井化学株式会社”的商品名称“ルーカントHC-3000X”。同样是作为石蜡类的乙烯和α-烯烃的共低聚物，例如是作为粘度指数改进剂使用的物质。

因此，对于实施例1～7是如下物质，即，作为重均分子量小于或等于1500的低分子量烃类油，包含充油EPDM中的填充油和处理油中的一者或两者，作为重均分子量大于或等于5000的高分子量烃类油，包含石蜡油(1)～(3)中的某一种烃类油。并且，高分子量烃类油相对于橡胶材料中的全部油量的掺合率在实施例1中为10质量％，在实施例7中为90质量％，在实施例2～6中为上述二者的中间值。

与此相对，对比例1、2是如下物质，即，作为重均分子量小于或等于1500的低分子量烃类油，包含充油EPDM中的填充油和处理油中的一者或两者、但是不包含重均分子量大于或等于5000的高分子量烃类油的物质。另外，对比例3不包含重均分子量小于或等于1500的低分子量烃类油，而是包含石蜡类油(3)作为重均分子量大于或等于5000的高分子量烃类油的物质。

此外，在碳黑中使用了碘吸附量为20mg/g、DBP吸附量为115cm³/100g的SRF。

对于硬脂酸，使用了“花王株式会社”的商品名称“ルナックS-50V”。

对于氧化锌，使用了“井上石灰工業株式会社”的商品名称“メタZ-102”。

对于硫化剂，使用了硫磺粉末。

对于发泡剂，使用了OBSH(p,p'-oxybis benzene sulphonyl hydrazide)发泡剂。

在实施例1～7及对比例1～3中，它们的掺合量设为相同。

将上述实施例1～7及对比例1～3的橡胶材料以分别成为表1的掺合比的方式进行称量，利用班伯里混炼机(Banbury mixer)和滚筒将进行混炼后的材料成型为厚度1.2mm的发泡片材。

针对制作得到的发泡橡胶片材，进行了以下的评价。

1加工性

将在滚筒中对橡胶材料进行混炼时能够没有问题地进行加工的制品，评价为“加工性○”。

将在滚筒中要对橡胶材料进行混炼时由于橡胶材料粘附在滚筒的表面上而不能剥离，结果不能进行混炼的制品，评价为“加工性×”。

2隔音性

将制作得到的发泡橡胶片材设置于开口面积为10mm×90mm的夹具上，在23℃的环境下测定了400Hz～10000Hz的音响透过损失(dBA)。能够评价为透过损失越大则隔音性越好。

实施例1～7及对比例1、2的发泡橡胶片材的比重相同，且发泡形式在目测观察时也相同。

但是，对于实施例1～7的发泡橡胶板材，400Hz～10000Hz的音响透过损失(dBA)明显比对比例1、2大，隔音性提高。

另外，在使橡胶材料中的油全都是高分子量烃类油的对比例3中，橡胶材料粘附到了滚筒上，但是，在不仅掺合有高分子量烃类油而且还掺合有低分子量烃类油的实施例1～7中，未产生上述问题，加工性良好。

图1中示出使用实施例1～7的橡胶材料而成型得到的汽车用挡风雨条1(剖面)和用于输送汽车用的燃料、冷却剂或空气的软管2。如果利用该挡风雨条1，则对试图透过挡风雨条1的声音的隔音性提高。另外，如果利用该软管2，则能够降低软管内的燃料、冷却剂或空气流动的声音泄漏至外部。

此外，本发明不限定于前述实施例，在不脱离发明宗旨的范围内能够适当地变更而具体化。

Claims (2)

1.一种由橡胶材料成型得到的发泡密封部件，所述橡胶材料作为聚合物仅包含橡胶聚合物，其特征在于，

在所述橡胶聚合物中掺合有作为硫化剂的硫磺、重均分子量小于或等于1500的低分子量烃类油、重均分子量大于或等于5000的高分子量烃类油、和发泡剂。

2.根据权利要求1所述的发泡密封部件，

高分子量烃类油掺合为占橡胶材料中的全部油量的10～90质量％。