阻燃性橡胶组合物及密封圈的制作方法

本发明涉及阻燃性乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚橡胶组合物和密封圈。

背景技术：

1、以乙烯-丙烯-二烯共聚橡胶(ethylene propylene diene monomer；epdm)为代表的乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚物的机械特性、耐热性、耐候性等优异，也是廉价的，因此应用于汽车部件、电气制品部件、土木建材用品等广泛产品中密封圈等用于密封的橡胶部件。

2、近年来，随着对汽车、电气制品等的性能要求逐渐提高，这些产品特别是电动汽车(electrical vehicle：ev)、混合动力车(hybrid energy vehicle：hev)或锂离子电池中使用的密封圈也要求在低温性、安全性及阻燃性方面具有高性能。为了向乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚橡胶赋予阻燃性，大量报道了添加卤素类化合物/锑类化合物、聚磷酸铵、水合金属氧化物、膨胀石墨等的技术。特别是已知通过并用氯化聚乙烯、氯化石蜡、十溴二苯醚等卤素类化合物以及进一步的三氧化锑的1种或2种以上，即使配合量为少量也能够赋予高阻燃性(例如，专利文献1)。然而，卤素类化合物在燃烧时产生具有毒性、腐蚀性的卤素气体，此外，三氧化锑是有害物质，因此分别有可能伴随着环境污染。

3、因此，公开了添加了聚磷酸铵、氢氧化铝、氢氧化镁等水合金属氧化物这样的无卤-无锑类阻燃剂的阻燃性epdm。然而，其中大多是在家电等室内用品、汽车等室外用品、住宅等建筑物等领域中作为气密和止水等密封材料、隔热材料和隔音材料等，是发泡体(例如，专利文献2、专利文献3)。对此，公开了非发泡体的epdm(例如，专利文献4、专利文献5、专利文献6)。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开平5-314841号公报；

7、专利文献2：日本特开2002-293976号公报；

8、专利文献3：日本特开2007-204621号公报；

9、专利文献4：日本特开2013-194232号公报；

10、专利文献5：日本特开2018-16747号公报；

11、专利文献6：国际公开第2021/153234号。

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、水合金属氧化物由于为亲水性而与金属的相互作用强，因此，大量添加有水合金属氧化物的乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚橡胶会强力粘着于模具、混炼机等制造设备，加工性降低。此外，水合金属氧化物也作为填充剂发挥功能，因此若大量添加，则硬度(硬性)变高而不适于密封材料。例如，专利文献4中公开的阻燃性epdm中，氢氧化铝被抑制为epdm的70％以下的质量比，仅通过氢氧化铝或进一步的聚磷酸铵的无卤素类阻燃剂，阻燃性不足，并用了卤素类阻燃剂。或者，为了降低对模具等的粘着，通常使用蜡、肥皂等加工助剂，但随着水合金属氧化物的配合量增加，加工助剂的配合量也必须大量，其结果，阻燃剂的配合减少，阻燃性降低。

3、专利文献5中公开的添加有金属氢氧化物的阻燃性epdm是构成铁路车辆外风挡的组合物，为了抑制由金属氢氧化物引起的耐久性降低，尽量减少其添加量而添加了酸改性聚烯烃，但推测成成型物的硬度高，不适于密封材料。为了抑制成型物的硬度，可举出添加增塑剂，但增塑剂为可燃性，因此阻燃性会降低。

4、专利文献6中公开的阻燃性橡胶组合物通过将乙烯基三甲氧基硅烷这样的乙烯基修饰硅烷偶联剂与水合金属氧化物一起添加到乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚物中，水合金属氧化物对表面进行硅烷处理而相容性提高，由此变得容易均匀分散，能够在抑制配合的同时提高阻燃性，此外，能够提高压缩永久变形。此外，通过应用于以α烯烃为丁烯的乙烯-丁烯-二烯共聚橡胶(ethylene butene diene monomer；ebdm)，制成低温特性优异的阻燃性橡胶组合物。然而，乙烯基修饰硅烷偶联剂与乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚物反应而使阻燃性橡胶组合物高硬度化。因此，为了形成适于密封材料的硬度，需要配合大量的增塑剂，水合金属氧化物的配合比降低，同时阻燃性因大量的增塑剂而降低，难以兼顾更适当的硬度和高阻燃性。

5、本发明是鉴于上述问题点而完成的，其课题在于提供一种阻燃性优异、且环境负荷低、脱模性良好、具有适合于密封材料的物理性质的乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚物组合物和密封圈。

6、用于解决课题的手段

7、本发明人为了解决上述课题，对与作为阻燃剂的氢氧化铝一起必要的添加物及其含量进行了研究。其结果发现，通过相对于氢氧化铝添加规定比以上的烷基修饰硅烷偶联剂，降低对模具等的粘着，并且抑制硬度的增加，通过以规定的含量含有硅烷偶联剂或进一步的增塑剂，从而不损害阻燃性而成为适当的硬度。本发明基于这样的见解而完成。

8、即，本发明所涉及的阻燃性橡胶组合物的特征在于，乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚物含有60质量％以上的氢氧化铝和8质量％以下的烷基修饰硅烷偶联剂，所述烷基修饰硅烷偶联剂为所述氢氧化铝的5质量％以上。

9、此外，本发明所涉及的密封圈由所述阻燃性橡胶组合物构成。

10、发明效果

11、本发明所涉及的阻燃性橡胶组合物的阻燃性优异，且环境负荷低，脱模性良好，具有适合于密封材料的物理性质。本发明所涉及的密封圈的阻燃性优异，且环境负荷低，具有适合作为密封材料的物理性质。

技术特征：

1.一种阻燃性橡胶组合物，其特征在于，含有乙烯-α烯烃-非共轭二烯共聚物、60质量％以上的氢氧化铝和8质量％以下的烷基修饰硅烷偶联剂，

2.根据权利要求1所述的阻燃性橡胶组合物，其特征在于，含有烃类增塑剂，所述烃类增塑剂与所述烷基修饰硅烷偶联剂合计在8质量％以下。

3.根据权利要求2所述的阻燃性橡胶组合物，其中，合计含有3质量％以下的加工助剂，所述加工助剂至少包括硬脂酸和脂肪酸酰胺类化合物、或进一步包括含氟类化合物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阻燃性橡胶组合物，其特征在于，烷基修饰硅烷偶联剂和烃类增塑剂的合计含量为6质量％以上。

5.根据权利要求4所述的阻燃性橡胶组合物，其中，jis a硬度为75以下，阻燃性满足ul94标准的v-0。

6.一种由权利要求5所述的阻燃性橡胶组合物构成的密封圈，其中，所述密封圈用于电动汽车、混合动力车或锂离子电池。

技术总结阻燃性橡胶组合物含有乙烯‑α烯烃‑非共轭二烯共聚物、60质量％以上的氢氧化铝以及合计8质量％以下的烷基修饰硅烷偶联剂和烃类增塑剂，所述烷基修饰硅烷偶联剂为所述氢氧化铝的5质量％以上。能够提供阻燃性优异、作为密封材料具有适合物理性质同时环境负荷低的橡胶组合物。技术研发人员：飨庭贵文受保护的技术使用者：NOK株式会社技术研发日：技术公布日：2024/8/20