CN110382653B - 密封构件及防水连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现破损的抑制的密封构件(1)，还提供一种具有良好的防水性的防水连接器(2)。密封构件(1)由热固性硅橡胶构成，该热固性硅橡在分子中包含：衍生自在分子中至少含有两个乙烯基的第一硅化合物的第一单元；衍生自在分子中至少含有两个氢化硅烷基的第二硅化合物的第二单元；和衍生自在分子中至少含有两个乙烯基且与第一硅化合物不同的有机化合物。防水连接器(2)具有密封构件(1)。

Description

密封构件及防水连接器
技术领域
本发明涉及密封构件及防水连接器。
背景技术
以往，在连接汽车等车辆的线束时所使用的连接器中，为了抑制水分向连接器内部的侵入，使用具有密封构件的防水连接器(参照专利文献1等)。密封构件通常具有供在末端部连接有端子的带端子电线插入的插入孔。在防水连接器中，通过使插入孔的内表面紧贴于插入的带端子电线的电线外周，来抑制水分向连接器内部的侵入。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-58138号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，在要求防水连接器小型化的同时，插入的电线数(极数)正在增加。随之而来，在密封构件形成多个插入孔，并且各插入孔的孔直径也变小。
然而，在这样的密封构件中，随着在各插入孔插入带端子电线，柔软的密封构件发生弹性形变，而尚未插入带端子电线的插入孔的孔直径缩小。因此，在该插入孔中插入了带端子电线时，存在因金属制的端子而在插入孔的内表面产生破损，从而使防水连接器的防水性降低的风险。
本发明鉴于上述背景做出，旨在提供能够实现破损的抑制的密封构件，另外提供具有良好的防水性的防水连接器。
用于解决课题的技术方案
本发明的一种方式是密封构件，由热固性硅橡胶构成，该热固性硅橡胶在分子中具有：第一单元，衍生自在分子中至少含有两个乙烯基的第一硅化合物；
第二单元，衍生自在分子中至少含有两个氢化硅烷基的第二硅化合物；和
第三单元，衍生自在分子中至少含有两个乙烯基且与所述第一硅化合物不同的有机化合物。
本发明的另一种方式是防水连接器，具有所述密封构件。
发明效果
构成上述密封构件的热固性硅橡胶在分子中除了上述的第一单元及第二单元之外，还含有第三单元。因此，构成上述密封构件的热固性硅橡胶由于第三单元的存在，相比于由第一单元及第二单元构成的热固性硅橡胶，能够增大交联点之间的分子量。因此，构成上述密封构件的热固性硅橡胶由于交联点之间的分子量变大，因此断裂时模量降低并且断裂时伸长率增加。由此，根据上述密封构件，能够缓和在插入孔插入带端子电线时的应力，能够抑制插入孔的破损。另外，根据上述密封构件，即使发生破损，破损也难以恶化。
上述防水连接器具有上述密封构件。因此，上述防水连接器能够发挥良好的防水性。
附图说明
图1是用于对实施例1的密封构件及防水连接器(局部)进行示意性说明的I-I线剖视图。
图2是从后方观察实施例1的密封构件及防水连接器(局部)的示意性的说明图。
具体实施方式
在上述的密封构件中，热固性硅橡胶中的第一单元是衍生自在分子中至少含有两个乙烯基的第一硅化合物的部分。作为第一硅化合物，例如能够例示出在分子链的两末端添加有二甲基乙烯基硅氧基的二甲基聚硅氧烷、在分子链的两末端添加有二甲基乙烯基硅氧基的二甲基聚硅氧烷·甲基乙烯基硅氧烷的共聚物等。这些可以一种或两种以上一起使用。
热固性硅橡胶中的第二单元是衍生自在分子中至少具有两个氢化硅烷基的第二硅化合物的部分。作为第二硅化合物，例如可以例示出在分子链的两末端添加有二甲基氢硅氧基的二甲基聚硅氧烷、在分子链的两末端添加有三甲基硅氧基的甲基氢聚硅氧烷等。这些可以一种或两种以上一起使用。
热固性硅橡胶中的第三单元是衍生自在分子中至少具有两个乙烯基的有机化合物的部分。但是，在有机化合物是与第一硅化合物相同的物质的情况下，则在热固性硅橡胶的分子中只含有第一单元和第二单元。因此，第三单元中的有机化合物为与第一硅化合物不同的物质。作为有机化合物，例如可以例示出在分子链的两末端具有乙烯基的烃等。这些可以一种或两种以上一起使用。
有机化合物的碳原子数可以为8以上18以下。根据该结构，热固性硅橡胶中的断裂时模量和断裂时伸长率的平衡优异，因此可以得到易于实现破损的抑制的密封构件。需要说明的是，碳原子数小于8的有机化合物容易导致材料成本的增加。另外，碳原子数超过18的有机化合物不易获得。从这些观点出发，使用碳原子数8以上18以下的有机化合物是有利的。需要说明的是，上述提及的有机化合物的碳原子数包含乙烯基所含有的碳原子数。
作为有机化合物，更具体而言，能够例示出在以下的式1中示出的有机化合物等。但是，式1中的n为4以上14以下的整数。
[化学式1]
Figure GDA0002189499080000041
热固性硅橡胶具体而言，可以具有在第一单元和第二单元之间配置有第三单元的分子结构。根据该结构，易于获取由第三单元对第一单元和第二单元进行交联的交联结构，从而易于增大热固性硅橡胶中的交联点之间的分子量。因此，根据上述结构，能够确保断裂时模量的下降和断裂时伸长率的增加，能够确保上述的作用效果。
需要说明的是，热固性硅橡胶可以包含一种或两种以上例如催化剂、油、填充剂、阻燃剂、着色剂、防氧化剂、增塑剂等各种公知的添加剂。
热固性硅橡胶具体而言，可以由例如，相对于总计100质量份数的第一硅化合物和第二硅化合物而含有0.01～10质量份数的有机化合物，优选含有0.5～10质量份数的有机化合物的硅组合物的热固化物构成。根据该结构，能够使发挥上述的作用效果的密封构件可靠。需要说明的是，第一硅化合物和第二硅化合物的质量比可以优选从70：30～30：70的范围选择，更优选从60：40～40：60的范围选择。
热固性硅橡胶的断裂时模量可以为14MPa以下。根据该结构，能够使发挥上述的作用效果的密封构件可靠。从可靠地抑制由端子造成的破损的观点出发，热固性硅橡胶的断裂时模量可以优选为13.8MPa以下，更优选为13MPa以下。另外，从可靠地抑制由端子造成的破损的观点出发，热固性硅橡胶的断裂时模量可以优选为4MPa以上，更优选为4.3MPa以上，进一步优选为4.5MPa以上。
需要说明的是，热固性硅橡胶的断裂时模量是指，根据JIS K6251，将由热固性硅橡胶制成的哑铃形试验片(3号形)在23℃下，以拉伸速度500mm/分进行拉伸，用该试验片断裂时的拉力除以上述试验片的初期截面积所得到的值(单位：N/mm2＝MPa)。
热固性硅橡胶的断裂时伸长率可以是超过550％且为1000％以下。根据该结构，可以使发挥上述的作用效果的密封构件可靠。从确保由端子造成的破损的抑制的观点出发，热固性硅橡胶的断裂时伸长率可以优选为560％以上，更优选为570％以上，进一步优选为580％以上，更进一步优选为590％以上。另外，从确保由端子造成的破损的抑制的观点出发，热固性硅橡胶的断裂时伸长率可以优选为950％以下，更优选为900％以下，进一步优选为860％以下。
需要说明的是，热固性硅橡胶的断裂时伸长率是指，根据JIS K6251，将由热固性硅橡胶制成的哑铃形试验片(3号形)在23℃下，以拉伸速度500mm/分进行拉伸，该试验片断裂时伸长率。
密封构件既可以具有一个供在末端部连接有端子的带端子电线插入的插入孔，也可以具有多个插入孔。根据具有多个插入孔的结构，随着在各插入孔中插入带端子电线，虽然密封构件发生弹性形变，尚未插入带端子电线的插入孔的孔直径缩小，但是获得了即使在该插入孔插入了带端子电线时，在插入孔的内表面也不易发生破损的密封构件。需要说明的是，密封构件具体而言，可以呈板状、垫子形状等的形状。
密封构件具体而言，可以适用于汽车等车辆的线束中的防水连接器的防水。
需要说明的是，为了得到上述的各作用效果等，上述的各结构可以根据需要来任意进行组合。
实施例
以下，使用附图对实施例的密封构件及防水连接器进行说明。
(实施例1)
使用图1及图2对实施例1的密封构件及防水连接器进行说明。如图1及图2所示，本例的密封构件1由热固性硅橡胶构成，高热固性硅橡胶在分子中具有：衍生自在分子中至少含有两个乙烯基的第一硅化合物的第一单元；衍生自在分子中至少含有两个氢化硅烷基的第二硅化合物的第二单元；及衍生自在分子中至少含有两个乙烯基且与第一硅化合物不同的有机化合物的第三单元。
在本例中，密封构件1形成为前端面121和后端面122大致平行的方形形状，具有多个供在末端部连接有端子30的带端子电线3插入的插入孔10。需要说明的是，使与配套连接器(未图示)嵌合的嵌合侧为前方。在各插入孔10的内周面形成有紧贴于带端子电线3的电线31的外周的环状的唇部11。唇部11在插入孔10的内周面，空开规定的间隔地在插入方向上设置多段。根据该结构，插入于插入孔10的带端子电线3一边通过端子30拓宽插入孔10一边进行插入。在端子30从插入孔10离开之后，唇部11紧贴于比端子连接部靠后方的电线31的外周面。由此，密封构件1的各插入孔10与各电线31之间的各间隙一起被密封。
防水连接器2具体而言，具有合成树脂制的外壳体21、合成树脂制的内壳体和上述密封构件1。需要说明的是在图1及图2中省略了内壳体。内壳体具有与密封构件1的插入孔10相同数量的端子收容室。端子收容室以能够将带端子电线3的端子30从后端收容的方式构成。外壳体21具有沿前方延伸的筒状的罩部210和挡住罩部210的后端的基部211。在基部211形成有孔部22，从而能够经由孔部22在内壳体具有的端子收容室收容带端子电线3的端子30。
由于密封构件1作为防水连接器2的防水橡胶塞发挥功能，因此以覆盖外壳体21的孔部22的方式在外壳体21的基部211的内表面侧一体地形成。在防水连接器2中，以内壳体的后端面紧贴于密封构件1的前端面121的方式构成。
构成本例的密封构件1的热固性硅橡胶在分子中除了第一单元及第二单元之外还具有第三单元。因此，构成本例的密封构件1的热固性硅橡胶由于第三单元的存在，相比于由第一单元及第二单元构成的热固性硅橡胶，能够增大交联点之间的分子量。因此，构成本例的密封构件1的热固性硅橡胶由于交联点之间的分子量变大，因此在断裂时模量降低的同时，断裂时伸长率增加。由此，根据本例的密封构件1，能够缓和在插入孔10插入带端子电线3时的应力，从而能够抑制插入孔10的破损。另外，根据本例的密封构件1，即使发生破损，破损也不易恶化。
本例的防水连接器2具有本例的密封构件1。因此，本例的防水连接器2能够发挥优异的防水性。
＜实验例＞
以下，使用实验例对上述密封构件及防水连接器更具体地进行说明。
-材料准备-
作为未固化的热固性硅橡胶，准备了东丽道康宁(Toray Dow Corning)公司制造的7-6830。所准备的7-6830均是由作为主要成分的A成分和作为硬化剂的B成分这两种成分构成。A成分包含在分子中至少含有两种乙烯基的硅化合物。B成分包含在分子中至少含有两种氢化硅烷基的硅化合物。
另外，作为在分子中至少含有两种乙烯基的有机化合物，分别准备了在上述的式1中n＝4的物质(以下称为“C8有机化合物”。)、n＝8的物质(以下，称为“C12有机化合物”。)，n＝14的物质(以下，称为“C18有机化合物”。)。
-密封构件样品的制作-
将7-6830的A成分和B成分以质量比50：50进行混合，相对于得到的100质量份数的混合物，添加规定质量份数的表1～表3中示出的规定的有机化合物，将该混合物以注射成型机注射到加热至180℃的金属模具中，使其加热固化。之后，将加热固化物冷却并脱模。通过以上过程，得到各样品的密封构件。各样品的密封构件分别由纵向200mm×横向200mm×厚度2mm的板状体和具有以6行×6列总计36个插入孔的垫状的橡胶塞(36极)这两种构成。需要说明的是，在样品1C中，未添加有机化合物。
-热固性硅橡胶的断裂时模量及断裂时伸长率的测定-
通过冲压由上述制作的板状体获得哑铃形试验片(3号形)。并且，使用该哑铃形试验片并通过上述的方法，测定热固性硅橡胶的断裂时模量及断裂时伸长率。
-防水试验-
将上述制作的橡胶塞以覆盖外壳体的孔部的方式一体地安装于外壳体的基部的内侧面，并将带端子电线插入于各插入孔。接下来，通过将组装好的连接器安装于管道的一方的端部来准备试验体。接下来，在能够从管道的另一方的端部供给空气的同时，使试验体以水平的方式浸入水中，在将插入孔保持为水平状态的情况下使带端子电线为向上方拉伸的状态。接下来，从管道的另一方的端部以200kPa供给空气，确认从橡胶塞与电线之间的漏气状况。将在30秒内未发现由漏气造成的气泡的产生的情况作为防水性优异而记作“◎(双圆圈)”。将在10秒内未发现由漏气造成的气泡产生，但在到达30秒前发现了由漏气造成的气泡产生的情况作为具有良好的防水性而记为“○(单圆圈)”。将在漏气试验开始之后小于10秒内发现由漏气造成的气泡的产生，并在上述试验之后，在插入孔的内表面确认有由端子造成的破损的情况作为不具备防水性而记为“×(叉号)”。
将密封构件的详细结构、测定结果、试验结果总结示出于表1～表3。
[表1]
Figure GDA0002189499080000091
[表2]
Figure GDA0002189499080000092
[表3]
Figure GDA0002189499080000093
根据表1～表3，可知以下内容。样品1C的橡胶塞是将作为主要成分的A成分及作为硬化剂的B成分这两种成分混合，并使该混合物热固化而制成。即，样品1C的橡胶塞是由在分子中具有衍生自A成分的单元和衍生自B成分的单元的热固性硅橡胶构成的，在该热固性硅橡胶中不包含衍生自在分子中至少含有两个乙烯基的有机化合物的单元。因此，在使用了样品1C的橡胶塞的样品1C的防水连接器中，在带端子电线的插入时在插入孔的内表面出现破损，由于这个原因而出现了漏气。
与此相对，样品1～样品15的橡胶塞相对于作为主要成分的A成分和作为硬化剂的B成分的混合物添加有在分子中至少含有两个乙烯基的规定的有机化合物，并使包含该有机化合物的混合物热固化而制成。即，样品1～样品15的橡胶塞由在分子内含有在上述规定的第一单元、第二单元及第三单元的热固性硅橡胶构成。
因此，在样品1～样品15的橡胶塞中，相比于样品1C的橡胶塞，由于交联点之间的分子量变大，在断裂时模量降低的同时，断裂时伸长率增加。并且，由此，缓和了在插入孔插入带端子电线时的应力，能够抑制插入孔的破损。其结果是，样品1～样品15的橡胶塞能够满足在上述防水试验中的防水性能。
以上，虽然对本发明的实施例、实验例详细地进行了说明，但是本发明不受上述实施例、实验例限定，在不损害本发明的主旨的范围内能够进行多种变更。

Claims (6)

1.一种密封构件，由热固性硅橡胶构成，该热固性硅橡胶在分子中具有：
第一单元，衍生自在分子中至少含有两个乙烯基的第一硅化合物；
第二单元，衍生自在分子中至少含有两个氢化硅烷基的第二硅化合物；和
第三单元，衍生自在分子中至少含有两个乙烯基且与所述第一硅化合物不同的有机化合物，
所述有机化合物由以下的式1示出，
[化学式1]
Figure FDA0003586272880000011
但是，上述式1中的n为4以上14以下的整数。
2.根据权利要求1所述的密封构件，其中，
所述热固性硅橡胶的断裂时模量为14MPa以下。
3.根据权利要求1或2所述的密封构件，其中，
所述热固性硅橡胶的断裂伸长率超过550％且为1000％以下。
4.根据权利要求1或2所述的密封构件，其中，
所述热固性硅橡胶由相对于总计100质量份数的所述第一硅化合物和所述第二硅化合物而含有0.01～10质量份数的所述有机化合物的硅组合物的热固化物构成。
5.根据权利要求1或2所述的密封构件，其中，
具有多个供在末端部连接有端子的带端子电线插入的插入孔。
6.一种防水连接器，其中，
具有权利要求1～5中任意一项所述的密封构件。
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