DE102019202696A1 - Sealing material, sealing body and electronic, electrical or mechatronic component - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungsmaterial, das mindestens ein Elastomer (2) und mindestens ein Additiv (3), ausgewählt aus Benzotriazol, Tolyltriazol, Oleamid, Hexadecansäureamid, Octadecansäureamid und darunter insbesondere cis-9-Octadecansäureamid, 2-Mercaptobenzimidazol, 2,6-di-butyl-Hydroxytoluol, Derivaten von Phenol, wie insbesondere Tocomonoenol, Tocotrienol und α-Tocopherol umfasst, wobei die Gesamtmasse an Additiv (3), bezogen auf die Gesamtmasse des Dichtungsmaterials (1), 0,1 bis 20 Masse% beträgt.The present invention relates to a sealing material which contains at least one elastomer (2) and at least one additive (3) selected from benzotriazole, tolyltriazole, oleamide, hexadecanoic acid amide, octadecanoic acid amide and including in particular cis-9-octadecanoic acid amide, 2-mercaptobenzimidazole, 2,6- di-butyl-hydroxytoluene, derivatives of phenol, such as in particular tocomonoenol, tocotrienol and α-tocopherol, the total mass of additive (3), based on the total mass of the sealing material (1), being 0.1 to 20% by weight.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungsmaterial, einen Dichtkörper und ein Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteil mit verbesserter Korrosionsresistenz.The present invention relates to a sealing material, a sealing body and an electronic, electrical or mechatronic component with improved corrosion resistance.
Bei einer Vielzahl von technischen Anwendungen ist es erforderlich, elektronische, mechanische oder sonstige Komponenten vor Umgebungseinflüssen zu schützen. Hierzu werden oftmals Dichtungsmaterialien in Form von Dichtkörpern, wie z.B. O-Ringen und dergleichen, eingesetzt. Insbesondere bei der Verwendung von metallischen Werkstoffen für die zu schützenden Komponenten ist es notwendig, korrosive Einflussfaktoren, wie z.B. Wasser oder allgemein Feuchtigkeit und Salze, an einem Kontakt mit den metallischen Werkstoffen zu hindern. Herkömmlich verwendete Dichtungsmaterialien aus Elastomeren oder Duroplasten können dies nicht vollumfänglich gewährleisten.In a large number of technical applications, it is necessary to protect electronic, mechanical or other components from environmental influences. For this purpose, sealing materials in the form of sealing bodies, such as e.g. O-rings and the like are used. In particular when using metallic materials for the components to be protected, it is necessary to avoid corrosive influencing factors such as Water or generally moisture and salts, to prevent contact with the metallic materials. Conventionally used sealing materials made of elastomers or thermosetting plastics cannot fully guarantee this.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Dichtungsmaterial gemäß dem Anspruch 1 zeichnet sich hingegen durch antikorrosive Eigenschaften aus und ist daher besonders gut geeignet, in Kombination mit korrodierenden Metallen eingesetzt zu werden, um diese vor einer Korrosion durch Oxidation zu schützen. Zudem kann die Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtungsmaterials auch eine Unterwanderung desselben, die ebenfalls zu Korrosion in angrenzenden metallhaltigen Bauteilen und Komponenten führen kann, reduzieren oder gar unterbinden.The sealing material according to the invention according to claim 1, on the other hand, is characterized by anti-corrosive properties and is therefore particularly well suited to be used in combination with corrosive metals in order to protect them from corrosion by oxidation. In addition, the use of the sealing material according to the invention can also reduce or even prevent infiltration of the same, which can also lead to corrosion in adjacent metal-containing parts and components.
Hierzu umfasst das erfindungsgemäße Dichtungsmaterial mindestens ein Elastomer und mindestens ein Additiv, das ausgewählt ist aus Benzotriazol, Tolyltriazol, Oleamid, Hexadecansäureamid, Octadecansäureamid und darunter insbesondere cis-9-Octadecansäureamid, 2-Mercaptobenzimidazol, 2,6-di-tertbutyl-Hydroxytoluol und Derivaten von Phenol, wie insbesondere Tocomonoenol, Tocotrienol und α-Tocopherol. Dies bedeutet, dass die vorstehenden Additive jeweils einzeln oder aber in beliebigen Kombinationen derselben eingesetzt werden können. Die Gesamtmasse an Additiv beträgt dabei, bezogen auf die Gesamtmasse des Dichtungsmaterials, 0,1 bis 20 Masse%.For this purpose, the sealing material according to the invention comprises at least one elastomer and at least one additive which is selected from benzotriazole, tolyltriazole, oleamide, hexadecanoic acid amide, octadecanoic acid amide and including in particular cis-9-octadecanoic acid amide, 2-mercaptobenzimidazole, 2,6-di- tert- butyl-hydroxytoluene and Derivatives of phenol, such as in particular tocomonoenol, tocotrienol and α-tocopherol. This means that the above additives can be used individually or in any combination thereof. The total mass of additive, based on the total mass of the sealing material, is 0.1 to 20% by mass.
Durch den relativ hohen Anteil an Additiv im Dichtungsmaterial, können Korrosionsreaktionen in an das Dichtungsmaterial angrenzenden metallhaltigen Bauteilen verhindert und diese Bauteile effektiv vor Oxidation geschützt werden. Etwaige Feuchtigkeit wird am Passieren gehindert und ist auch nicht in der Lage das erfindungsgemäße Dichtungsmaterial zu unterwandern, das aufgrund der Verwendung des Elastomers hydrophobiert ist. Auch treten aus dem erfindungsgemäßen Dichtungsmaterial keine korrodierenden oder eine Korrosion fördernden Stoffe aus. Das Dichtungsmaterial eignet sich daher insbesondere zur Ausbildung eines Dichtkörpers, der ein metallhaltiges Bauteil z.B. gegen die Umgebung oder gegen ein weiteres Bauteil abdichtet.Due to the relatively high proportion of additive in the sealing material, corrosion reactions in metal-containing components adjoining the sealing material can be prevented and these components can be effectively protected against oxidation. Any moisture is prevented from passing and is also not able to infiltrate the sealing material according to the invention, which has been rendered hydrophobic due to the use of the elastomer. Also, no corrosive or corrosion-promoting substances emerge from the sealing material according to the invention. The sealing material is therefore particularly suitable for forming a sealing body that contains a metal-containing component, e.g. seals against the environment or against another component.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung beträgt die Gesamtmasse an Additiv, bezogen auf die Gesamtmasse des Dichtungsmaterials, 1 bis 5 Masse%. Bei einem Gehalt an Additiv von mindestens 1 Masse%, können Korrosionsreaktionen sogar unter besonders korrosiven Bedingungen, wie z.B. sehr hohen pH-Werten und Salzgehalten in unmittelbarer Umgebung, bzw. in Kontakt mit dem Dichtungsmaterial, verhindert werden. Mehr als 5 Masse% an Additiv können jedoch die mechanischen Eigenschaften des Dichtungsmaterials bzw. ggf. auch seine Verarbeitung beeinträchtigen.According to an advantageous development, the total mass of additive, based on the total mass of the sealing material, is 1 to 5 mass%. With an additive content of at least 1% by mass, corrosion reactions can occur even under particularly corrosive conditions, e.g. Very high pH values and salt contents in the immediate vicinity or in contact with the sealing material can be prevented. However, more than 5% by mass of additive can impair the mechanical properties of the sealing material and possibly also its processing.
Besonders vorteilhaft ist das Additiv 2,6-di-tertbutyl-Hydroxytoluol. 2,6-di-tertbutylHydroxytoluol ist ein effektives Antioxidationsmittel und zudem sehr gut mit Elastomeren verarbeitbar, ohne zu Separationen zu neigen.The
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung beträgt die Gesamtmasse der nachstehend aufgeführten Additive, bezogen auf die Gesamtmasse des Dichtungsmaterials:
- Benzotriazol, Tolyltriazol: 1 bis 3 Masse%
- Oleamid, Hexadecansäureamid, Octadecansäureamid, cis-9-Octadecansäureamid: 1 bis 4 Masse%
- 2-Mercaptobenzimidazol: 2 bis 5 Masse%
- 2,6-di-tertbutyl-Hydroxytoluol: 1 bis 4 Masse%
- Derivate von Phenol, wie insbesondere Tocomonoenol, Tocotrienol und α-Tocopherol: 0,2 bis 1,5 Masse%.
- Benzotriazole, Tolyltriazole: 1 to 3% by weight
- Oleamide, hexadecanoic acid amide, octadecanoic acid amide, cis-9-octadecanoic acid amide: 1 to 4% by mass
- 2-mercaptobenzimidazole: 2 to 5 mass%
- 2,6-di- tert- butyl-hydroxytoluene: 1 to 4% by weight
- Derivatives of phenol, such as in particular tocomonoenol, tocotrienol and α-tocopherol: 0.2 to 1.5% by weight.
Die angegebenen Additive können jeweils einzeln in den entsprechend angegebenen Mengen oder aber in beliebigen Kombinationen unter Berücksichtigung der angegebenen Mengen und der Gesamtmasse an Additiv, bezogen auf die Gesamtmasse des Dichtungsmaterials von 0,1 bis 20 Masse%, eingesetzt werden.The specified additives can each be used individually in the corresponding specified amounts or in any combination, taking into account the specified amounts and the total mass of additive, based on the total mass of the sealing material from 0.1 to 20% by weight.
Aufgrund der sehr guten Verarbeitbarkeit und hohen Kompatibilität mit den erfindungsgemäß eingesetzten Additiven, ist das Elastomer vorzugsweise ausgewählt aus Ethylen-Dien-Propylen-Kautschuk und/oder hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und/oder Nitril-Butadien-Kautschuk. Dies bedeutet, dass die vorstehenden Kautschuke jeweils einzeln oder aber in beliebigen Kombinationen derselben eingesetzt werden können. Die jeweilige Auswahl des Elastomers oder der Elastomere kann dabei im Hinblick auf die bevorzugten, einzustellenden mechanischen Eigenschaften erfolgen.Due to the very good processability and high compatibility with the additives used according to the invention, the elastomer is preferably selected from ethylene-diene-propylene rubber and / or hydrogenated acrylonitrile-butadiene Rubber and / or nitrile butadiene rubber. This means that the above rubbers can be used individually or in any combination thereof. The respective selection of the elastomer or elastomers can be made with regard to the preferred mechanical properties to be set.
Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein Dichtkörper beschrieben, der ein wie vorstehend offenbartes Dichtungsmaterial umfasst. Ein erfindungsgemäßer Dichtkörper kann in Form eines vorgefertigten Dichtungsbauteils vorliegen, oder aber direkt an der abzudichtenden Stelle gebildet werden, und damit z.B. in Form von Dichtklebungen oder „Formed in Place Dichtungen“, d.h. in Form von dispensten Dichtraupen, vorliegen, die dann noch einen Trocknungs- oder Härtungsschritt durchlaufen. Der Dichtkörper ist dabei insbesondere in Form eines Dichtrings, und hierunter insbesondere in Form eines O-Rings oder D-Rings oder beliebig geformten, geschlossenen Rings, ausgebildet. Aufgrund der Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtungsmaterials zeichnet sich der Dichtkörper ebenfalls durch vor Korrosion schützende Eigenschaften aus und ist dazu geeignet, ein metallhaltiges Bauteil oder eine metallhaltige Komponente vor korrosiven Umgebungseinflüssen zu schützen und selbst eine Unterwanderung durch korrosive Medien zu reduzieren oder gar zu verhindern.According to the invention, a sealing body is also described which comprises a sealing material as disclosed above. A sealing body according to the invention can be in the form of a prefabricated sealing component, or it can be formed directly at the point to be sealed, and thus e.g. in the form of seal bonds or "formed in place seals", i.e. in the form of dispersed sealing beads, which then go through a drying or curing step. The sealing body is designed in particular in the form of a sealing ring, including in particular in the form of an O-ring or D-ring or any shape, closed ring. Due to the use of the sealing material according to the invention, the sealing body is also characterized by properties that protect against corrosion and is suitable for protecting a metal-containing component from corrosive environmental influences and even reducing or even preventing infiltration by corrosive media.
Darüber hinaus wird ferner erfindungsgemäß auch ein Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteil beschrieben. Das Bauteil umfasst ein Gehäuse, das mindestens ein Metall oder eine Metalllegierung umfasst. Beispielsweise ist ein erster, oberer Gehäuseteil aus einem Metall oder einer Metalllegierung, gebildet. Ein weiterer, unterer Gehäuseteil kann ebenso wie der erste, obere Gehäuseteil ausgebildet sein, oder aber z.B. aus einem Kunststoff oder einem Faserverbundkunststoff gebildet sein. Das Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteil umfasst einen Dichtspalt und einen im Dichtspalt angeordneten Dichtkörper, wobei der Dichtkörper ein wie vorstehend offenbartes Dichtungsmaterial umfasst. Der Dichtkörper steht dabei in direktem Kontakt mit dem metallhaltigen Gehäuse oder Gehäuseteil, so dass das Gehäuse des Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteils effektiv vor Korrosion geschützt wird. Die korrosionshemmenden Eigenschaften sind dabei auf das Dichtungsmaterial zurückzuführen, das sich durch sehr gute antikorrosive Eigenschaften auszeichnet und aufgrund des dafür verwendeten Elastomers stark hydrophil und gut in den Dichtspalt anpassbar ist, so dass eine Unterwanderung des Dichtkörpers durch korrosive Medien effektiv reduziert bzw. sogar verhindert wird. Das Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteil zeichnet sich damit durch eine lange Haltbarkeit selbst in stark korrosiver Umgebung aus und ist damit vielseitig einsetzbar.In addition, an electronic, electrical or mechatronic component is also described according to the invention. The component comprises a housing which comprises at least one metal or a metal alloy. For example, a first, upper housing part is formed from a metal or a metal alloy. A further, lower housing part can be constructed in the same way as the first, upper housing part, or else e.g. be formed from a plastic or a fiber composite plastic. The electronic, electrical or mechatronic component comprises a sealing gap and a sealing body arranged in the sealing gap, the sealing body comprising a sealing material as disclosed above. The sealing body is in direct contact with the metal-containing housing or housing part, so that the housing of the electronic, electrical or mechatronic component is effectively protected against corrosion. The corrosion-inhibiting properties are due to the sealing material, which is characterized by very good anti-corrosive properties and, thanks to the elastomer used for this, is highly hydrophilic and easily adaptable to the sealing gap, so that infiltration of the sealing body by corrosive media is effectively reduced or even prevented . The electronic, electrical or mechatronic component is characterized by a long service life even in a highly corrosive environment and can therefore be used in a variety of ways.
Besonders vorteilhaft ist das Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteil als elektrischer Antrieb, Steuergerät, Leitungselektronik, Getriebe, Lenkung oder Sensor ausgebildet. Hier kommen die antikorrosiven Eigenschaften des erfindungsgemäß verwendeten Dichtungsmaterials besonders gut zum Tragen.The electronic, electrical or mechatronic component is particularly advantageously designed as an electric drive, control unit, line electronics, transmission, steering or sensor. This is where the anti-corrosive properties of the sealing material used according to the invention come into play particularly well.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse des Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteils Aluminium, Magnesium, verzinkten Stahl oder Gusseisen umfasst. Die vorstehenden Metalle bzw. Legierungen sind aufgrund ihrer guten mechanischen Eigenschaften und hervorragenden Verarbeitbarkeit besonders gut für Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteile verwendbar, bedürfen aber insbesondere eines Schutzes vor Korrosion, weshalb sich hier die Kombination mit dem erfindungsgemäßen Dichtungsmaterial besonders vorteilhaft herausstellt.In addition, it is advantageous if the housing of the electronic, electrical or mechatronic component comprises aluminum, magnesium, galvanized steel or cast iron. The above metals or alloys are particularly suitable for electronic, electrical or mechatronic components due to their good mechanical properties and excellent processability, but in particular require protection against corrosion, which is why the combination with the sealing material according to the invention is particularly advantageous here.
FigurenlisteFigure list
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
-
1 eine schematische Schnittansicht eines Dichtungsmaterials gemäß einer ersten Ausführungsform und -
2 eine schematische Schnittansicht eines Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform.
-
1 a schematic sectional view of a sealing material according to a first embodiment and -
2 a schematic sectional view of an electronic, electrical or mechatronic component according to a second embodiment.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind nur die erfindungswesentlichen Details dargestellt. Alle übrigen Aspekte sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Ferner beziffern gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.Only the details essential to the invention are shown in the figures. All other aspects are omitted for the sake of clarity. Furthermore, the same reference symbols denote the same components.
In dem Elastomer
Das Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteil
In dem Elektronik-, Elektrik- oder Mechatronikbauteil
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified |