JPS62230837A - シ−ル用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、不飽和結合量の少ないニトリル基含有高飽和
ゴムを原料とする高温、高圧力雰囲気下におけるシール
耐久性、耐摩耗性を改良した高温。

高圧シール用ゴム組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にＯ−リング、オイルシールあるいはバッキング類
はゴム弾性材料で作られたものが多く、各種流体のシー
ル材として静的及び動的状態で自動車、航空機、エネル
ギー関連分野等で広く使用さ乳ている。

しかしながら、技術の集積化、高機能化および小型化等
に伴ない各種シール材の使用状況がより厳しくなってき
ている。そのために、シール材は超高圧流体による「つ
ぶれ」にともなう漏れの問題や高温度化の影響による硬
度低下、早期老化、摩耗の増大等をきたし、シール性が
低下する問題が生じてきている。

その対策として、ゴム材料のつぶれによるはみ出しに対
してはバックアップ（ｂａｃｋ−ｕｐ）　　リングを使
用したり、スリッパ−（ｓｌｉｐｐｅｒ）　　シールを
導入する等の構造上の工夫を行っている。又、高温度化
に対してはシール用ゴム材料として一般に使用されてい
るアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴム（ＮＢＲ）
をアクリルゴム（ＡＣＭ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）に代
替して対応して来た。

しかしながら、このような構造上の工夫やゴム材料の変
更では高温高圧時におけるシール力の低下やつぶれによ
るシール材の破損を防止するのが困難となり、新規なシ
ール用ゴム材料の開発が強く要望されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、本発明の目的は高温高圧化において上記の問題
のないシール用ゴム組成物の提供にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、ヨウ素価が８０以下で、ポリマームー
ニー粘度（ＭＬＩ　＋　４，１００℃）が９０以上のニ
トリル基含有高飽和ゴムと配合剤から成るシール用ゴム
組成物が提供される。

本発明のゴム組成物を使用することにより、耐熱性、耐
油・性は言うまでもなくシール耐久性、耐摩耗性などが
著しく改善されたシール用ゴム製品の製造が可能となる
。

本発明で使用するニトリル基含有高飽和ゴムは耐油性の
要求から該ゴム中のニトリル基含有単量体単位の含有量
は通常５〜６０重量％であり、用途（接する油や溶剤）
に応じてこの範囲で適宜選択することができる。

又、耐熱性が得られるためにはニトリル基含有炭化水素
ゴムのヨウ素価はＯ〜８０である。ヨウ素価が８０を超
えると耐熱性は低下する。好ましくは０〜６０である。

ヨウ１凸ｔ−’ｚ　ＪＩＳ　Ｋ−ｏｏ７ｏｒ：　’？−
Ｌ：’て束’ａ７ＴｈＱ本発明のニトリル基含有高飽和
ゴムとしては不飽和ニトリル−共役ジエン共重合ゴムの
共役ジエン単位部分を水素化したちの；不飽和ニトリル
−共役ジエン−エチレン性不飽和モノマー三元共重合ゴ
ム及びこのゴムの共役ジエン単位部分を水素化したもの
；不飽和ニトリル−エチレン性不飽和モノマー系共重合
ゴムが挙げられる。これらのニトリル基含有炭化水素ゴ
ムは通常の重合手法及び通常の水素化方法に用いること
により得られるが、本発明においては該ゴムの製造方法
は特に限定されないことは言うまでもない。

本発明のニトリル基含有炭化水素ゴムを製造するために
使用されるモ、ツマ−を例示する。不飽和ニトリルとし
てはアクリロニトリル、メタクリロニトリルなどか、共
役ジエンとしては１，３−ブタジェン、２．３−ジメチ
ルブタジェン、イソプレン、１．３−ペンタジェンなど
が挙げられる。エチレン性不飽和モノマーとしてはアク
リル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸などの
不飽和カルボン酸及びその塩；メチルアクリレート、２
−エチルへキシルアクリレートのような前記カルボン酸
のエステル；メトキシアクリレート、エトキシエチルア
クリレート、メトキシエトキシエチルアクリレートのよ
うな前記不飽和カルボン酸のアルコキシアルキルエステ
ル；シアノメチル（メタ）アクリレート、２−シアノエ
チル（メタ）アクリレート、ｌ−シアノプロピル（メタ
）アクリレート、２−エチル−６−シアノヘキシル（メ
タ）アクリレート、３−シアノプロピルアクリレートな
どの（メタ）アクリル酸シアノ置換アルキルエステル；
アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロール（
メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ’−ジメチロール（メタ
）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリ
ルアミドのようなＮ−置換（メタ）アクリルアミドなど
が含まれる。不飽和ニトリル−エチレン性不飽和単量体
系共重合コムにおいては、該不飽和単量体系の一部をビ
ニルノルボーネン、ジシクロペンタジェン、１．４−ヘ
キサジエンのような非共役ジエンで置換して共重合させ
てもよい。

本発明で使用されるニトリル基含有炭化水素ゴムは具体
的にはブタジェン−アクリロニトリル共重合ゴム、イソ
プレン−ブタジェン−アクリロニトリル共重合ゴム、イ
ソプレン−アクリロニトリル共重合ゴムなどを水素化し
たちの；ブタジェン−メチルアクリレート−アクリロニ
トリル共重合ゴム、ブタジェン−アクリル酸−アクリロ
ニトリル共重合ゴムなど及びこれらを水素化したちの；
ブタジェン−エチレン−アクリロニトリル共重合ゴム、
ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリレート−ビ
ニルクロロアセテート−アクリロニトリル共重合ゴム、
ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリレート−ビ
ニルノルボーネン−アクリロニトリル共重合ゴムなどが
例示できる。

本発明で使用されるニトリル基含有高飽和ゴムのポリマ
ームーニー粘度（ＭＬｌ　＋　４．１００℃）は９０以
上であり、３００未満の範囲が好ましい。９０未満では
長期間の高圧下での耐久性が不充分で、圧縮永久ひずみ
、つぶれ（圧縮緩和）が改善されない。また３００を越
えると混練時の加工性が悪くなる。より好ましくは９５
〜２５０の範囲、さらに好ましくは１００〜２００の範
囲である。

本発明のゴム組成物はニトリル基含有高飽和゛ゴムとゴ
ム工業で常用されている各種配合剤とを通常の混合機を
用いて混合して配合ゴム組成物とされる。配合剤の種類
及び使用量はゴム組成物の使用目的（用途）に従って決
められ、本発明においてｉま特に限定されない。

配合剤としては、硫黄、テトラメチルチウラムダイサル
ファイドの様な硫黄供与性化合物、亜鉛華、ステアリン
酸、各種加硫促進剤（グアニジン系、チアゾール系、チ
ウラム系、ジチオ酸塩系など）などから成る硫黄加硫系
；ジクミルパーオキサイド、２．５−ジメチル−２，５
−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３，１，３−
ジ（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンなど
の誘起過酸化物加硫系、ＨＡＦ、ＦＥＡ等の各種グレー
ドのカーボンブラック、シリカ、タルク、炭酸カルシウ
ム等の補強剤、充てん剤：可塑剤、プロセス油、加工助
剤、老化防止剤等が通常使用される。

本発明のゴム組成勢はニトリル基含有高飽和ゴムの特徴
である耐オゾン性、耐熱性、耐油性を有すると共に高温
時、高圧下のクリープ、耐摩耗性。

圧縮永久ひずみが改善されているので各種オイル、ガス
等と接触して使用され、耐熱性、耐油性が要求されるシ
ール用ゴム製品、特に高圧流体シール性、耐摺動シール
性の要求されるシール用ゴム製品の製造に使用すると効
果を発揮する。

従って、本発明の対象とするゴム製品は回転機器の軸受
けに用いる０−リング；バッキング、ガスゲットなどの
各種シール用ゴム製品；バルブシール材；油井で使用さ
れるバンカー、ウェルヘッドシール、Ｂ　ＯＰ　（Ｂｌ
ｏｗ　ｏｕｔ　ＰｒｅｖｅＦＩＬａｒ）　、パイププロ
テクター、フレキシブルジヨイント、ブラタ−等；ショ
ックアブソーバ−等の摺動シール；クランクシャフトシ
ール、ベアリングシール、アクセルのロータリーシール
、船尾管シール等の船舶又は自動車の軸受はシール；地
熱発電等のエネルギー分野等の熱交換器用のバッキング
などの幅広い用途のゴム製品等が例示できる。

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 結合アクリロニトリル量４１重量％の種々のポリマーム
ーニー粘度（ＭＬｌ　＋４，１００℃）を有するアクリ
ロニトリル−ブタジェン共重合ゴム（ＮＢＲ）を部分水
素化して５種類の水素化ＮＢＲを得た。

それぞれの水素化ＮＢＲのヨウ素価（Ａ）とポリマーム
ーニー粘度（Ｂ）を（Ａ、Ｂ）で表示すると以下の通り
である。

（８３，４６）、（６２，７１）、（４０，９７）、（
２８，１５５）および（６５，２６１）これらの水素化
ＮＢＲのそれぞれと第１表記載の配合剤とをロール上で
混合してゴム配合物を得た。同様にして、参考例として
ＮＢＲ及びフッ素ゴムを用いたゴム配合物も得た。加熱
プレス加硫（加硫条件は第１表参照）して加硫物を調製
しＪＩＳ　Ｋ−６３０１に従って加硫物性を測定した。

高温での圧縮緩和試験はＪＩＳ　Ｋ−６３０１に定める
圧縮永久ひずみ試験用のゴム試験片を用いて行った。

このゴム試験片を１５０℃の恒温槽に３０分間放置した
のち、恒温槽つきの圧縮試験機の受台に試験片を置き、
圧縮ロードセルにて定荷重（１５０ｋｇ　／　ｃＩｌｌ
　）を加え圧縮緩和試験を行った。荷重を加えないとき
のゴム試験片の高さを０とし、荷重を加え、所定の圧力
になったときを測定開始時点とした。又、１０分、２０
分、３０分と１０分間隔でつぶれの変位Δｘ（ｕ＋）を
測定した゛。

摩耗試験はに−６０９２に準じて行った。

以上の結果を第２表に示す。

第２表の結果から、本発明の組成物では圧縮永久ひずみ
、高温、高圧下の圧縮緩和試験におけるつぷれの変位及
び耐摩耗性が同時に大幅に改善されていることがわかる
。

実施例２ 結合アクリロニトリル量３４重量％のＮＢＲ及びこの部
分水素化物、通常の乳化重合により調製したブタジェン
／ブチルアクリレート／アクリロニトリル共重合ゴム（
２８／３０／４２重量％、ＮＢＢＲ−１及び４／６１／
３５重量％、ＮＢＢＲ−２）及びＮＢＢＲ−１の部分水
素化物、ブタジェン／アクリロニトリル／シアノエチル
アクリレート（５３／４０／７重量％）共重合ゴム（Ｎ
ＢＣＲ）の部分水素化物のそれぞれを用い、第１表記載
の配合処方によりゴム配合物を得、実施例１と同様にし
て加硫物を調製し、加硫物性を測定した。結果を第３表
に示す。なお、上記の各ゴムのヨウ素価とポリマームー
ニー粘度は第３表に記した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ニトリル基含有高飽和ゴムと配合剤から成るゴム組成物
   において、該ゴムのヨウ素価が８０以下、かつ該ゴムの
   ポリマームーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）が９０
   以上であることを特徴とするシール用ゴム組成物