KR20160080260A - Composition for bonded piston seal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피스톤 씰용 고무 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 오토 트랜스미션에 설치되는 피스톤에 적용되어 변속시 압력 손실을 방지할 수 있는 피스톤 씰용 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for a piston seal. And more particularly, to a rubber composition for a piston seal that can be applied to a piston installed in an auto transmission to prevent a pressure loss during a shift.
자동차 등 운송수단의 오토 트랜스미션(Auto Transmisson)은 엔진의 구동력을 바퀴에 전달하기 위하여 유압을 이용하여 자동으로 변속 구동한다. 변속 시 변속기 내부에서는 각 단에 따라 클러치라는 유압 장치가 피스톤에 의해 작동된다. 이때, 변속기 내부의 클러치 체결에 사용되는 고무 립 가황 접착 타입의 본디드 피스톤 씰(BPS; Bonded Piston Seal)은 일반적으로 자동변속기의 내부에서 유압으로 움직이는 금속환과 금속환에 접착되는 씰링 고무로 이루어진다. 피스톤 씰은 유압 실린더 내의 피스톤 끝단부에 장착되어 유압이 실린더 외부에 새어나가지 않도록 하여 압력의 손실을 방지할 수 있다. Auto Transmission of vehicles such as automobiles is automatically shifted by using hydraulic pressure to transmit the driving force of the engine to the wheels. In the transmission, a hydraulic device called a clutch is actuated by the piston according to each stage in the transmission. Bonded piston seals (BPS) of vulcanized rubber type used for clutch fastening in a transmission are generally made of a sealing ring which is bonded to a metal ring which moves by hydraulic pressure in the automatic transmission and to a metal ring. The piston seal is attached to the end of the piston in the hydraulic cylinder, preventing the hydraulic pressure from leaking out of the cylinder, thereby preventing pressure loss.
이러한 피스톤 씰은 하우징의 내벽과 접하는 부위에 씰링 고무를 결합하여 미션 오일의 손실을 방지할 수 있도록 하는 것으로, 고온의 오일에 노출되고 유압을 전달해야 하므로 내마모성, 내열성과 내유성뿐만 아니라 내압성의 우수한 물성 구현이 요구된다. 또한, 최근 부품이 경량화, 소형화되어 증가되는 열 부하에도 잘 견딜 수 있고 장기간 사용하여도 물성이 저하되지 않도록 내열성과 내유성, 내마모성 및 내압성이 향상된 피스톤 씰이 요구되고 있다.Such a piston seal is designed to prevent the loss of mission oil by joining a sealing rubber to a portion in contact with the inner wall of the housing. Since the piston seal needs to be exposed to a high temperature oil and transmit hydraulic pressure, it has not only abrasion resistance, heat resistance and oil resistance, Implementation is required. In addition, there is a demand for a piston seal improved in heat resistance, oil resistance, abrasion resistance, and pressure resistance so that it can withstand the increased heat load due to the recent weight reduction and miniaturization of parts and does not deteriorate the physical properties even after long-term use.
한국등록특허 제10-0330917호(특허문헌 1)는 고도의 내열성 및 내유성을 갖는 고무 블랜드 조성물에 관한 발명으로, 에틸렌아크릴레이트계 고무에 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(EPDM)을 혼합하는 것이 개시되어 있으나 가공성에 한계가 있고 강도 등 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다. Korean Patent No. 10-0330917 (Patent Document 1) discloses a rubber blend composition having high heat resistance and oil resistance, and discloses mixing ethylene propylene diene rubber (EPDM) with ethylene acrylate rubber, And mechanical properties such as strength are deteriorated.
이에 내열성, 내유성, 내압성 및 내마모성 등의 물성을 향상시킬 수 있는 오토미션 피스톤 씰용 고무 조성물에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to research and develop rubber compositions for automotive piston seals that can improve physical properties such as heat resistance, oil resistance, pressure resistance and wear resistance.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내열성, 내유성, 내압성 및 저온 유동성이 우수한 오토 트랜스미션에 적용가능한 피스톤 씰용 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a rubber composition for a piston seal which is applicable to an automotive transmission excellent in heat resistance, oil resistance, pressure resistance and low temperature fluidity.
또한, 본 발명은 장기간 스트로크에도 누유가 발생하지 않고 내마모성 및 내구성이 우수한 오토 트랜스미션에 적용가능한 피스톤 씰용 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a rubber composition for a piston seal which is applicable to an automotive transmission excellent in wear resistance and durability without generating leakage even in a long-term stroke.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ASTM D1646에 의하여 측정된 무니점도(ML 1+4, 100℃)가 30 내지 40인 폴리아크릴레이트 고무, 카본블랙, 실리카, 디페닐아민계 화합물, 왁스 및 가황제를 포함하는 피스톤 씰용 고무 조성물을 제공한다. In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for producing a rubber composition, which comprises a polyacrylate rubber having a Mooney viscosity (ML 1 + 4, 100 ° C) measured by ASTM D1646 of 30 to 40, carbon black, silica, A rubber composition for a piston seal comprising a wax and a vulcanizing agent.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물은 폴리아크릴레이트 고무 100중량부에 대하여 카본블랙 60 내지 80중량부, 실리카 1 내지 15중량부, 디페닐아민계 화합물 1 내지 5중량부, 왁스 0.1 내지 5중량부 및 가황제 0.1 내지 10중량부를 포함할 수 있다.The rubber composition for a piston seal according to an embodiment of the present invention comprises 60 to 80 parts by weight of carbon black, 1 to 15 parts by weight of silica, 1 to 5 parts by weight of a diphenylamine compound, 0.1 to 5 parts by weight of a wax 0.1 To 5 parts by weight and a vulcanizing agent 0.1 to 10 parts by weight.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물에 있어서, 카본블랙은 평균입경이 40 내지 50㎛인 양압출성 카본블랙일 수 있다. In the rubber composition for a piston seal according to an embodiment of the present invention, the carbon black may be a positive pressure carbon black having an average particle diameter of 40 to 50 占 퐉.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물에 있어서, 실리카는 비표면적 175 내지 350㎡/g이며, 평균 입자경이 7 내지 12nm, pH가 3.7 내지 4.7인 건식 실리카일 수 있다.In the rubber composition for a piston seal according to an embodiment of the present invention, the silica may be dry silica having a specific surface area of 175 to 350 m 2 / g, an average particle size of 7 to 12 nm, and a pH of 3.7 to 4.7.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물에 있어서, 가황제는 황, 아민 디설파이드, 중합체성 폴리설파이드 및 황 올레핀 부가물 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.In the rubber composition for a piston seal according to an embodiment of the present invention, the vulcanizing agent may be any one or a mixture of two or more selected from sulfur, amine disulfide, polymeric polysulfide, and sulfur olefin adduct.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물은 벤조티아졸계 화합물 및 티우람계 화합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 가황촉진제를 더 포함할 수 있다.The rubber composition for a piston seal according to an embodiment of the present invention may further include at least one vulcanization accelerator selected from a benzothiazole compound and a thiuram compound.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물은 산화아연, 스테아린산 및 실란커플링제 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. The rubber composition for a piston seal according to an embodiment of the present invention may further include at least one additive selected from zinc oxide, stearic acid, and a silane coupling agent.
본 발명은 상술한 피스톤 씰용 고무 조성물을 포함하여 제조되는 피스톤 씰을 제공한다. The present invention provides a piston seal comprising the above-described rubber composition for a piston seal.
본 발명에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물은 오토 트랜스미션에 적용되어 고내열성 및 우수한 내유성 및 내압성을 구현할 수 있는 장점이 있다.The rubber composition for a piston seal according to the present invention is advantageous in that it can be applied to an auto transmission to achieve high heat resistance, excellent oil resistance and pressure resistance.
또한, 본 발명은 장기간 스트로크에도 누유가 발생하지 않고 내마모성 및 내구성이 우수하며, 저온에서의 유동성이 좋아 장기 수명특성을 갖는 피스톤 씰을 제공할 수 있는 장점이 있다.Further, the present invention is advantageous in that it can provide a piston seal which is excellent in wear resistance and durability, has good fluidity at low temperature, and has a long-term service life, without generating leakage even in a long-term stroke.
이하 본 발명의 피스톤 씰용 고무 조성물을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the rubber composition for a piston seal of the present invention will be described in detail. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that, unless otherwise defined, technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, And a description of the known function and configuration will be omitted.
본 발명은 특정 무니점도를 갖는 폴리아크릴레이트 고무(Polyacrylate, ACM), 카본블랙, 실리카, 디페닐아민계 화합물, 왁스 및 가황제를 포함하는 피스톤 씰용 고무 조성물을 제공함으로써 고내열성뿐만 아니라 우수한 내유성 및 내압성을 구현할 수 있으며, 내구성 및 내마모성이 뛰어나 오토 트랜스미션 피스톤 씰에 적용시 장기간 스트로크에도 누유가 발생되지 않는다. The present invention provides a rubber composition for a piston seal comprising a polyacrylate (ACM) having a specific Mooney viscosity, carbon black, silica, a diphenylamine compound, a wax and a vulcanizing agent, The pressure resistance can be realized, and durability and abrasion resistance are excellent. When applied to an auto transmission piston seal, leakage does not occur even in a long stroke.
본 발명에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물은 ASTM D1646에 의하여 측정된 무니점도(ML 1+4, 100℃)가 30 내지 40, 보다 바람직하게는 35 내지 40인 폴리아크릴레이트 고무를 포함한다. 무니점도가 상기 범위를 만족하는 경우 본 발명이 목적하는 물성의 상승효과를 구현할 수 있으며, 특히 저온에서의 유동성이 우수하여 씰링성이 더욱 좋다. 일예로 외부 온도가 급격히 낮아지는 겨울과 같은 저온 하에서 취약할 수 있는 씰링성이 현저하게 개선될 수 있다.The rubber composition for a piston seal according to the present invention includes a polyacrylate rubber having a Mooney viscosity (ML 1 + 4, 100 ° C) of 30 to 40, more preferably 35 to 40 as measured by ASTM D1646. When the Mooney viscosity satisfies the above range, a synergistic effect of the desired physical properties of the present invention can be realized. In particular, the fluidity at low temperatures is excellent and the sealing property is better. For example, the sealability that can be weakened at low temperatures such as in winter where the external temperature is drastically lowered can be remarkably improved.
또한, 본 발명에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물은 일 실시예로 폴리아크릴레이트 고무 100중량부에 대하여 카본블랙 50 내지 60중량부, 실리카 1 내지 5중량부, 디페닐아민계 화합물 1 내지 3중량부, 왁스 0.1 내지 2중량부 및 가황제 0.1 내지 10중량부를 포함할 수 있다. 상기의 조성 범위를 만족하는 경우 저온 유동성 및 내구성, 씰링성이 더욱 좋다. The rubber composition for a piston seal according to the present invention may contain, as an example, 50 to 60 parts by weight of carbon black, 1 to 5 parts by weight of silica, 1 to 3 parts by weight of a diphenylamine compound, 0.1 to 2 parts by weight of a wax and 0.1 to 10 parts by weight of a vulcanizing agent. When the above-mentioned composition range is satisfied, low-temperature fluidity, durability and sealing properties are better.
본 발명에서 폴리아크릴레이트 고무는 무니점도의 범위가 40을 넘을 경우에는 가황시간을 단축시킬 수 있으나, 상기 저온 특성 및 영구압축줄음율이 저하될 수 있다. 이에 무니점도가 30 내지 40인 폴리아크릴레이트 고무와 본 발명에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물 내 다른 성분과의 조합을 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, when the range of the Mooney viscosity is more than 40, the vulcanization time of the polyacrylate rubber can be shortened, but the low temperature characteristic and the permanent compression toughness may be lowered. It is preferable to use a combination of a polyacrylate rubber having a Mooney viscosity of 30 to 40 and other components in the rubber composition for a piston seal according to the present invention.
상기 폴리아크릴레이트 고무는 통상적인 것이라면 특별히 한정하지 않으며, 가황 물성을 개선하고 가황속도를 높이기 위하여 반응성 작용기를 갖는 가교점 단량체를 포함할 수 있다. 일예로 가교점 단량체로는 2-클로로에틸 비닐에테르, 비닐 클로로아세테이트, 아릴글리시딜 에테르 등을 들 수 있다.The polyacrylate rubber is not particularly limited as long as it is a typical one, and may include a crosslinking point monomer having a reactive functional group to improve the vulcanizing property and increase the vulcanization rate. Examples of crosslinking point monomers include 2-chloroethyl vinyl ether, vinyl chloroacetate, and aryl glycidyl ether.
본 발명에서 카본블랙은 고무복합소재의 내마모성 및 기계적 강성을 높이기 위해 사용되며, 장기간 스트로크에 의한 지속적 변형응력으로 발생할 수 있는 고무 발열 현상을 줄일 수 있기 위해 사용된다. 상기 카본블랙은 고무 조성물 내 다른 성분과의 조합으로 기계적 강성과 내압성, 내열성 등의 물성의 상승효과를 구현할 수 있다. 상기 카본블랙은 바람직하게는 MAF(Medium Abrasion Furnace)보다는 양압출성(Fast Extrusion Furnace, FEF) 카본블랙을 사용할 수 있다. In the present invention, carbon black is used to increase abrasion resistance and mechanical rigidity of a rubber composite material and is used to reduce the rubber heating phenomenon which may be caused by a continuous deformation stress due to a long-term stroke. The carbon black can realize a synergistic effect of physical properties such as mechanical stiffness, pressure resistance and heat resistance in combination with other components in the rubber composition. The carbon black may preferably use Fast Extrusion Furnace (FEF) carbon black rather than MAF (Medium Abrasion Furnace).
본 발명에서 카본블랙은 크게 제한되지는 않지만 폴리아크릴레이트 고무 100중량부에 대하여 60 내지 80중량부, 보다 바람직하게는 65 내지 75중량부인 것이 좋다. 상기 범위를 만족하는 경우 가황물의 경도가 우수하며 과부하에 따른 발열을 낮출 수 있으며, 성형성 및 표면특성이 더욱 좋다. In the present invention, the carbon black is not particularly limited, but is preferably 60 to 80 parts by weight, more preferably 65 to 75 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyacrylate rubber. When the above range is satisfied, the hardness of the vulcanized product is excellent, heat generation due to overloading can be reduced, and moldability and surface characteristics are better.
상기 카본블랙은 N110, N330, N332, N472, N550, N630, N642, N650, N762, N770, N907, N908, N990 및 N991 에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 선택할 수 있다. 이중에서 바람직하게는 N550 그레이드를 사용하는 것이 내마모성 및 강성 증대 효과 구현을 위해 좋으나 고무발열현상에 따른 조성물 내 다른 성분과의 조합으로 이를 조절하는 것이 요구된다. The carbon black may be selected from N110, N330, N332, N472, N550, N630, N642, N650, N762, N770, N907, N908, N990 and N991. Among these, it is preferable to use N550 grade to achieve wear resistance and rigidity increase effect, but it is required to control it by combination with other components in the composition due to heat generation of rubber.
상기 카본블랙과 함께 실리카를 사용하여 조성물의 기계적 강성을 보충할 수 있다. 실리카는 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 건식 실리카를 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 비표면적 175 내지 350㎡/g이며, 평균 입자경이 7 내지 12nm, pH가 3.7 내지 4.7인 건식 실리카를 사용할 수 있다. 일예로, 에어로실(AEROSIL) #130, AEROSIL #150, AEROSIL #200, AEROSIL #300 등을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 AEROSIL #200을 사용할 수 있다. Silica can be used with the carbon black to compensate for the mechanical stiffness of the composition. The silica is not particularly limited, but dry silica can be preferably used. More preferably, dry silica having a specific surface area of 175 to 350 m 2 / g, an average particle size of 7 to 12 nm and a pH of 3.7 to 4.7 can be used. For example, AEROSIL # 130, AEROSIL # 150, AEROSIL # 200, AEROSIL # 300 and the like can be used, and more preferably AEROSIL # 200 can be used.
상기 실리카는 크게 제한되는 것은 아니지만 바람직하게는 폴리아크릴레이트 고무 100중량부에 대하여 1 내지 15중량부, 보다 바람직하게는 6 내지 15중량부인 것이 좋다. 상기 범위를 만족하는 경우 가황물의 경도가 우수하며 과부하에 따른 발열을 낮출 수 있으며, 성형성 및 표면특성이 더욱 좋다. The silica is not particularly limited, but is preferably 1 to 15 parts by weight, more preferably 6 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyacrylate rubber. When the above range is satisfied, the hardness of the vulcanized product is excellent, heat generation due to overloading can be reduced, and moldability and surface characteristics are better.
본 발명에서 디페닐아민계 화합물은 빠른 경화에 따라 발생할 수 물성 저하를 방지하며 내열성 및 내압성의 물성을 개선하기 위하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 디페닐아민계 화합물은 산화방지를 개선할 수 있다. In the present invention, the diphenylamine-based compound can be used to prevent physical property deterioration caused by rapid curing and to improve physical properties such as heat resistance and pressure resistance. In addition, the diphenylamine-based compound can improve the oxidation resistance.
본 발명에서 디페닐아민계 화합물은 바람직하게는 4,4'-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐아민 등을 사용하는 것이 조성물 내 다른 성분과의 조합으로 인한 물성 상승효과 구현에 더욱 좋다. In the present invention, it is preferable that the diphenylamine compound is preferably 4,4'-bis ([alpha], [alpha] -dimethylbenzyl) diphenylamine or the like in combination with other components in the composition .
상기 디페닐아민계 화합물은 크게 제한되는 것은 아니지만, 폴리아크릴레이트 고무 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 3중량부를 사용할 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 내열성, 내구성 및 내압성의 물성이 더욱 좋다. The diphenylamine compound is not particularly limited, but may be used in an amount of 1 to 5 parts by weight, more preferably 1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyacrylate rubber. When the above range is satisfied, the physical properties of heat resistance, durability and pressure resistance are better.
본 발명에서 왁스는 크게 제한되는 것은 아니지만, 폴리아크릴레이트 고무 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2중량부 사용할 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 조성물 내 다른 성분과의 조합으로 우수한 내유성 및 내구성을 구현할 수 있어 더욱 좋다.In the present invention, the wax is not particularly limited, but may be used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyacrylate rubber. When the above-mentioned range is satisfied, excellent oil resistance and durability can be realized in combination with other components in the composition.
본 발명에서 가황제는 황(sulfur), 아민 디설파이드, 중합체성 폴리설파이드 및 황 올레핀 부가물 등과 같은 황 공여 가황제를 포함하여 사용할 수 있으며, 그 전구체로 분활황(Powdered sulfur), 불용성황(insoluble sulfur) 및 침강황(Precipitated sulfur) 중에서 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있다. 상기 가황제는 크게 제한되는 것은 아니지만, 폴리아크릴레이트 고무 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 우수한 기계적 강성 및 내구성, 내압성의 물성을 구현하는데 더욱 좋다. In the present invention, the vulcanizing agent can be used as a sulfur vulcanizing agent such as sulfur, amine disulfide, polymeric polysulfide and sulfur olefin adduct, and its precursor is powdered sulfur, insoluble sulfur and precipitated sulfur may be used. The vulcanizing agent is not particularly limited but may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyacrylate rubber. When the above range is satisfied, it is better to realize excellent mechanical stiffness, durability, and pressure resistance properties.
상기 가황제는 가황 보조제로서 산화아연, 스테아릭산 및 실란 커플링 첨가제 등을 포함할 수 있다. 상기 산화아연(ZnO)은 가황반응 시 가교반응의 활성화를 위하여 첨가하는 가황보조제로, 이는 가교속도를 증가시키는 한편, 측쇄반응을 방지하여 가교밀도를 증가시키기 위하여 사용할 수 있다. 상기 산화아연의 함량은 폴리아크릴레이트 고무 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 가교반응의 활성화 효과가 미미하거나 기계적 물성을 저하시킬 수 있다. The vulcanizing agent may include zinc oxide, stearic acid, and silane coupling additives as vulcanization auxiliary agents. The zinc oxide (ZnO) is a vulcanization auxiliary added to activate the crosslinking reaction during the vulcanization reaction, which can be used to increase the crosslinking speed while preventing the side chain reaction to increase the crosslinking density. The content of the zinc oxide may be 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyacrylate rubber. Outside of the above range, the activation effect of the crosslinking reaction may be insignificant or the mechanical properties may be deteriorated.
본 발명의 조성물은 상술한 성분 이외에 본 발명의 목적에서 크게 벗어나지 않는 범위에서 다른 여러 첨가제의 사용이 가능하다. The composition of the present invention may contain other additives in addition to the above-mentioned components insofar as they do not deviate greatly from the object of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물은 벤조티아졸계 화합물 및 티우람계 화합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 가황촉진제를 더 포함할 수 있다. 상기 가황촉진제는 가황반응 온도를 낮추고 가황시간을 단축시킬 뿐만 아니라 가황물의 물성을 개선할 수 있다. 가황촉진제로 벤조티아졸계 촉진제 및 티우람계 촉진제를 첨가함으로써 100% 모듈러스를 향상시킬 수 있으며, 지속적인 응력변형에 대한 동적특성을 향상시킬 수 있다. The rubber composition for a piston seal according to an embodiment of the present invention may further include at least one vulcanization accelerator selected from a benzothiazole compound and a thiuram compound. The vulcanization accelerator can lower the vulcanization reaction temperature, shorten the vulcanization time, and improve the physical properties of the vulcanized product. By adding a benzothiazole-based accelerator and a thiuram-based accelerator as a vulcanization accelerator, 100% modulus can be improved and the dynamic characteristics against continuous stress deformation can be improved.
상기 가황촉진제는 바람직하게는 벤조티아졸 촉진제 대비 티우람계 촉진제를 1 : 0.6 ~ 1 의 함량비로 사용할 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 동적 특성 및 기계적 물성 상승효과를 구현할 수 있다.The vulcanization accelerator may preferably be a thiuram-based promoter in a ratio of 1: 0.6 to 1 based on benzothiazole accelerator. When the above range is satisfied, a synergistic effect of dynamic characteristics and mechanical properties can be realized.
상기 티아졸계(Thiazole)는 가장 널리 쓰이는 촉진제로 그 종류로는 2-머캡토 벤조티아졸(2-Mercapto benzo thiazole, MBT), 디벤조타질 디설파이드(dibenzothazyl disulfide, MBTS), 소듐-2-머캡토 벤조티아졸 (sodium-2-mercaptobenzo thiazole, Na MBT), 아연염 2-머캡토 벤조티아졸(Zn-Salt of MBT, Zn MBT), 시클로헥실아민염 2-머캡토 벤조티아졸 (cyclohexylamine salt-2-mercaptobenzo thiazole, CMBT), N-시클로헥실-2-벤조티아졸 설펜아미드(N-cyclohexyl-2-benzothiazoyl sulfenamide, CBS), N-터트-부틸-2-벤조티아졸 설펜아미드(N-tert-butyl-2-benzothiazoyl sulfenamide, BBS) 및 N-옥시디에틸렌-2-벤조티아졸 설펜아미드(N-oxydiethylene-2-benzothiazole sulfenamide, OBS) 등에서 선택될 수 있다.Thiazole is one of the most widely used accelerators. It includes 2-mercapto benzo thiazole (MBT), dibenzothazyl disulfide (MBTS), sodium-2-mercapto Sodium-2-mercaptobenzo thiazole (Na MBT), zinc salt 2-mercaptobenzothiazole (Zn-Salt MBT, Zn MBT), cyclohexylamine salt 2-mercaptobenzothiazole 2-mercaptobenzo thiazole, CMBT), N-cyclohexyl-2-benzothiazoyl sulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide -butyl-2-benzothiazoyl sulfenamide (BBS), and N-oxydiethylene-2-benzothiazole sulfenamide (OBS).
상기 티우람계 촉진제는 초강력 촉진제로 그 종류는 테트라메틸 티우람 모노설파이드(tetramethylthiuram monosulfide, TMTM), 테트라메틸 티우람 디설파이드(tetramethylthiuram disulfide, TMTD), 테트라에틸 티우람 디설파이드(tetraethylthiuram disulfide, TETD), 테트라부틸 티우람 디설파이드(tetrabutylthiuram disulfide, TBTD) 및 디펜타메틸렌 티우람 디설파이드(dipentamethylene thiuram tetra sulfide, DPTT) 등에서 선택될 수 있다.The thiuram-based accelerator is an ultrahigh-strength promoter, and its kind includes tetramethylthiuram monosulfide (TMTM), tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetraethylthiuram disulfide (TETD), tetraethylthiuram disulfide Tetrabutylthiuram disulfide (TBTD), dipentamethylene thiuram tetra sulfide (DPTT), and the like.
또한, 본 발명에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물은 필요에 따라 무기물계 충진보강제를 더 포함할 수 있다. 이는 내열성 향상 및 내유성을 부여할 수 있다. 상기 무기물계 충진보강제는 흑연, 이황화몰리브덴(MoS2), 이산화티탄(TiO2), 탈크(talc), 월라스토나이트(wollastonite) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. In addition, the rubber composition for a piston seal according to the present invention may further comprise an inorganic filler as required. This can improve heat resistance and impart oil resistance. The inorganic filler may be selected from the group consisting of graphite, molybdenum disulfide (MoS 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), talc, wollastonite, and mixtures thereof.
이렇게 제조된 본 발명에 따른 피스톤 씰용 고무 조성물을 포함하는 피스톤 씰은 본 발명의 범위에 포함되며, 상기 고무 조성물은 상기 물성이 필요한 다양한 분야에 확대 적용 가능하다.
The piston seal including the rubber composition for a piston seal according to the present invention thus fabricated is included in the scope of the present invention, and the rubber composition can be applied to various fields requiring the above properties.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments.
(물성 평가)
(Property evaluation)
(1) 가교특성 : ASTM 관련 규정에 준한 레오메타로 가황속도 및 가교도를 평가하였다.(1) Crosslinking characteristics: The rheometa vulcanization rate and the degree of crosslinking were evaluated in accordance with ASTM regulations.
(2) 경도 : KS 규격인 KS M6518의 7항에 의하여 평가하였다.(2) Hardness: It was evaluated according to KS M6518 KS Standard 7.
(3) 인장강도 : KS 규격인 KS M6518의 5항에 의하여 평가하였다.(3) Tensile strength: Evaluated according to 5 of KS M6518.
(4) 100% 모듈러스 : 모듈러스 측정은 시편을 길이 100mm, 외폭 25mm, 내폭 5mm 인 아령형으로 잘라서 인스트론사에서 제작한 인장시험기로 실시하였다. 100% 모듈러스(Modulus)는 시험시편을 100% 신장시켰을 때 시험시편에 걸리는 인장강도를 나타내었다.(4) 100% modulus: The modulus was measured with a tensile tester manufactured by Instron, by cutting the specimen into a dumbbell shape having a length of 100 mm, an outer width of 25 mm, and an inner width of 5 mm. The 100% modulus represents the tensile strength of the test specimen when the test specimen is elongated at 100%.
(5) 신장율(신율) : KS 규격인 KS M6518의 5항에 의하여 평가하였다.(5) Elongation (elongation): It was evaluated according to 5 of KS M6518, KS standard.
(6) 내열성 :150℃의 온도조건에서 70시간 평가하였으며, KS 규격인 KS M6518의 8항에 의하여 평가하였다.(6) Heat resistance: Evaluated for 70 hours at a temperature of 150 ° C and evaluated according to KS M6518, Clause 8.
(7) 내유성 : 150℃의 온도조건에서 70시간 평가하였으며, 내유성은 ASTM 1번과 3번 오일을 사용하여 시험하였다. (7) Oil resistance: The oil resistance was evaluated at a temperature of 150 ° C for 70 hours. The oil resistance was tested using ASTM No. 1 and No. 3 oils.
(8) 내압성 : 내압작동시험기를 사용하고, 시험유로는 오토 트랜스미션 오일을 사용하였다. 150℃, 1MPa(8) Pressure resistance: An internal pressure operating tester was used, and the test channel was an auto transmission oil. 150 DEG C, 1 MPa
(9) 내한성(TR-10) : KS 규격인 KS M 6724에 의하여, 메틸알콜 -70℃에서 50% 신장고무회복율 10%의 조건 하 저온회복시험을 시행하였다.(9) Cold resistance (TR-10): A low temperature recovery test was carried out under the condition of 50% elongated rubber recovery rate of 10% at -70 ° C in accordance with KS M 6724, KS standard.
(10) 압축영구줄음율(C/S) 시험: 100℃의 온도조건에서 70시간 평가하였으며 KS 규격인 KS M6518의 11항에 의하여 평가하였다.(10) Compression Permanent Rowing Rate (C / S) Test: Evaluated for 70 hours at a temperature of 100 ° C, and evaluated according to Clause 11 of KS Standard MK-655.
(11) 제품 내구성능평가(스트로크 내구시험) : 피스톤씰 내압작동시험기를 사용하고, 시험유로는 오토 트랜스미션 오일을 사용하였다. 오토 트랜스미션 구동부와 동일한 형태의 시험지그에 피스톤씰을 장착한 후 시험지그에 기설정된 온도와 압력(120℃, 20 bar)에서 100만 사이클 동안 하기 표 1에서와 같은 시험패턴으로 반복 내구시험을 실시하였다.
(11) Product Durability Test (Stroke Endurance Test): The piston seal internal pressure test machine was used, and the test flow path was auto-transmission oil. After the piston seal was attached to the same type of test piece as the auto transmission drive part, repeated durability test was carried out with the test pattern as shown in Table 1 for 1 million cycles at the temperature and pressure (120 ° C, 20 bar)
[표 1][Table 1]
(실시예 1)(Example 1)
하기 표 2에 기재된 함량대로 통상적인 방법으로 피스톤 씰의 고무 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 물성을 측정하기 위하여 길이 150mm, 폭 150mm, 두께 2mm의 정사각형 시편을 압축 성형한 후, 냉각하여 시편을 제작하였다.
The rubber compositions of the piston seals were prepared in a conventional manner according to the contents shown in Table 2 below. In order to measure the physical properties of the prepared composition, square specimens having a length of 150 mm, a width of 150 mm and a thickness of 2 mm were compression molded and then cooled to prepare specimens.
(실시예 2) (Example 2)
하기 표 2의 함량을 참고하여 실시예 1과 같은 방법으로 제조 및 평가하였다.
Were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 with reference to the contents of Table 2 below.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
하기 표 2의 함량을 참고하여 실시예 1과 같은 방법으로 제조 및 평가하였다.
Were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 with reference to the contents of Table 2 below.
[표 2][Table 2]
[표 3][Table 3]
본 발명의 실시예에 따른 피스톤 씰용 고무조성물은 우수한 경도 및 인장강도 특성을 가지며, 특히, 저온에서의 특성이 우수하였으며, 스트로크 내구시험 결과 89만회까지 누유현상이 발생하지 않고 내마모성 및 내압성이 우수하게 나타났다. 반면, 비교예 1은 스트로크 내구시험 결과 3만회에서 누유현상이 발생하고 내열성, 내유성 등 본 발명에서 요구한 특성을 만족하지 못함을 확인할 수 있었다.The rubber composition for a piston seal according to an embodiment of the present invention has excellent hardness and tensile strength characteristics, in particular, excellent in low temperature characteristics, excellent in wear resistance and pressure resistance without causing leakage phenomenon up to 890,000 times as a result of stroke durability test appear. On the other hand, in Comparative Example 1, it was confirmed that the leakage durability occurred at 30,000 times as a result of the stroke endurance test and did not satisfy the characteristics required in the present invention such as heat resistance and oil resistance.
Claims (8)
A rubber composition for a piston seal comprising polyacrylate rubber, carbon black, silica, diphenylamine compound, wax and vulcanizing agent having a Mooney viscosity (ML 1 + 4, 100 ° C) measured by ASTM D1646 of 30 to 40.
상기 조성물은 폴리아크릴레이트 고무 100중량부에 대하여 카본블랙 60 내지 80중량부, 실리카 1 내지 15중량부, 디페닐아민계 화합물 1 내지 5중량부, 왁스 0.1 내지 5중량부 및 가황제 0.1 내지 10중량부를 포함하는 피스톤 씰용 고무 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition comprises 60 to 80 parts by weight of carbon black, 1 to 15 parts by weight of silica, 1 to 5 parts by weight of a diphenylamine compound, 0.1 to 5 parts by weight of a wax and 0.1 to 10 parts by weight of a vulcanizing agent per 100 parts by weight of polyacrylate rubber By weight of the rubber composition for a piston seal.
상기 카본블랙은 평균입경이 40 내지 50㎛인 양압출성 카본블랙인 피스톤 씰용 고무 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon black is a positive pressure carbon black having an average particle diameter of 40 to 50 占 퐉.
상기 실리카는 비표면적 175 내지 350㎡/g이며, 평균 입자경이 7 내지 12nm, pH가 3.7 내지 4.7인 건식 실리카인 피스톤 씰용 고무 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the silica is a dry silica having a specific surface area of 175 to 350 m < 2 > / g, an average particle size of 7 to 12 nm and a pH of 3.7 to 4.7.
상기 가황제는 황, 아민 디설파이드, 중합체성 폴리설파이드 및 황 올레핀 부가물 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 피스톤 씰용 고무 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the vulcanizing agent is any one or a mixture of two or more selected from sulfur, amine disulfide, polymeric polysulfide and sulfur olefin adduct.
상기 조성물은 벤조티아졸계 화합물 및 티우람계 화합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 가황촉진제를 더 포함하는 피스톤 씰용 고무 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises at least one vulcanization accelerator selected from a benzothiazole compound and a thiuram compound.
상기 조성물은 산화아연, 스테아린산 및 실란커플링제 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 피스톤 씰용 고무 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises at least one additive selected from zinc oxide, stearic acid and a silane coupling agent.
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