[发明专利]机械密封用密封构件

说明书

一种机械密封用密封构件，其为结合丙烯腈含量不足20％且碘值为20mg/100g以下的氢化丁腈橡胶的过氧化物硫化成型品。关于此机械密封用密封构件，可以以氢化丁腈橡胶组合物的过氧化物硫化成型品的形式获得，关于该氢化丁腈橡胶组合物，相对于氢化丁腈橡胶100重量份而言含有炭黑0～5重量份、二氧化硅20～100重量份以及硅烷系偶联剂0.5～3重量份，进一步在其中配合了优选为50重量份以下的氧化钛非增强性填充剂。所获得的硫化成型品提供一种机械密封用密封构件，其可获得所期望的耐LLC性，而且耐压缩永久变形特性、耐寒性、加工性、硬度等优异。

技术领域

本发明涉及机械密封(mechanical seal)用密封构件。更详细而言，涉及有效地用作水泵用等的机械密封用密封构件。

背景技术

水泵是使用了长寿防冻液(Long Life Coolant、LLC)的泵，该长寿防冻液将以乙二醇等为有效成分的水溶液作为防冻液，对于其中使用的机械密封，记载于专利文献1。

关于用作机械密封的橡胶构件并且其自身不滑动的静态密封件即静环套(cupgasket)和/或波纹管(bellows)，必须具有预定的硬度以及弹性模量以封闭构件之间的间隙，因而在软化·膨润时的耐LLC性变得重要。

另外，近年来，随着在寒冷地区的需求增加，也对耐寒性提出了改善要求。对于以往使用的丁腈橡胶(nitrile rubber)或氢化丁腈橡胶(hydrogenated nitrile rubber)，因其自身的耐寒性不充分，导致无法获得所期望的耐寒性，进而难以兼顾耐LLC性与耐寒性。

更具体而言，对于静环套和/或波纹管，要求如下性质。

(1)关于使用静环套以及波纹管作为其构件的机械密封，其使用环境为高温(直至约160℃)、高压(最大为0.4MPa)气氛下，以经常与LLC等密闭液接触的状态使用，因而要求在这样的使用条件下的耐久性，作为充分发挥其性能的前提，需要提高耐LLC性。

(2)如果静环套以及波纹管的耐LLC性不充分，则因由软化·膨润引起的破坏(破损)和/或设计尺寸变化，导致产生大量的LLC泄漏，在最差的情况下因过热而导致功能停止。

为了解决这样的问题，在专利文献2中记载了一种橡胶组合物，其中，在腈含量(AN含量)为36％以下、优选为30％以下的NBR或者氢化NBR中含有煅烧粘土以及有机过氧化物，改善了耐防冻液性、粘接性，但是，在其实施例中使用了的是日本ZEON制品Zetpol 3110(AN含量25％)，虽具有耐LLC性(150℃、300小时)，但不能说是获得了所期望的耐LLC性。

专利文献3中记载了一种橡胶组合物，其以浸渍于散热液(radiator liquid)的状态使用，该橡胶组合物不含锌化合物，含有氢氧化镁，但是在使用Zetpol 2020L(AN含量36％)作为氢化丁腈橡胶的实施例7中，仍然无法获得所期望的耐LLC性。

此外，针对这种氢化NBR组合物还提出了各种方案。

专利文献4提出一种氢化NBR组合物，其含有：结合AN含量为31～50％、优选为35～50％并且碘值为30mg/100mg以下的氢化NBR、粒径为61nm以上的炭黑及/或其它填充剂、多官能不饱和化合物共交联剂以及有机过氧化物。此组合物优选用作：辊作业性优异且耐LLC性优异的水泵用机械密封的静环套或者波纹管的硫化成型材料。

关于氢化NBR，在实施例中使用了Zetpol 2011(AN含量36％)、Zetpol 0020(AN含量49.2％)、Zetpol 2020(AN含量36％)，将Zetpol 3010(AN含量25％)作为比较例，表明其耐LLC性差。

另外，作为除了炭黑以外的其它填充剂，记载了可使用氧化钛等，但记载了优选使用石墨、二氧化硅、粘土等，在实施例中也是这样。