MX2013014062A - Composicion de resina y miembro de obturacion. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan una composición de resina que puede mantener una excelente elasticidad aún después de su uso a alta temperatura y a alta presión durante un largo período, y un miembro de obturación. Un aspecto de la composición de resina de acuerdo con la presente invención es una composición de resina que comprende un componente de hule; y una resina termoplástica, en donde el valor máximo de la tangente de pérdida (tan d) en un rango de temperatura de 20°C a 150°C es 0.2 o menor.

Description

COMPOSICIÓN DE RESINA Y MIEMBRO DE OBTURACIÓN Campo Técnico La presente invención se refiere a una composición de resina y a un miembro de obturación, y más particularmente a una composición de resina que contiene un componente de hule y una resina termoplástica, y a un miembro de obturación que utiliza la misma.

Técnica Antecedente En los últimos años, la demanda de materiales de resina excelentes en resistencia térmica y que tienen baja Deformación permanente por compresión ha aumentado en varios campos, incluyendo el uso automotriz. Ejemplos de las aplicaciones de tales materiales de resina incluyen miembros de obturación (anillos de sellado) para Transmisiones Hidráulicas Continuamente Variables (denominado en lo sucesivo "CVTs") . En las CVT hidráulicas, el engranaje se cambia continuamente al cambiar correlativamente el ancho de la ranura de un par de poleas mediante la presión hidráulica de una cámara de presión hidráulica para cambiar el diámetro de las poleas. Por lo general, una polea fija se forma integralmente en un eje de accionamiento, y una polea móvil se forma en un alojamiento que se mueve alternativamente a lo largo de este eje. Se proporciona una cámara de presión hidráulica en la polea móvil, y al controlar la presión hidráulica de la cámara de presión hidráulica, la polea móvil se mueve lejos o cerca de la polea fija. Por lo tanto, el ancho de las porciones de ranura formadas en ambas poleas, respectivamente aumenta o disminuye para aumentar o disminuir el radio de giro del enrollado de la banda alrededor de las poleas para cambiar la relación de transmisión en la transmisión de potencia. Con el fin de llenar la cámara de presión hidráulica con aceite y generar presión hidráulica, se instala un anillo de sellado fabricado de una resina en una ranura del eje formada en la superficie periférica exterior del eje.

En la CVT, durante la detención del motor, la bomba de aceite se detiene, y por lo tanto, no se genera presión hidráulica, y se descarga el anillo de sellado. En un anillo de sellado convencional, en un estado en el que se genera presión hidráulica, se obtiene suficiente capacidad de sellado, pero en un estado sin carga, se pierde la adhesividad a la superficie periférica interior del alojamiento, y se drena el aceite en la cámara de presión hidráulica. Cuando el motor se reinicia en tal estado, se requiere tiempo hasta que la cámara de presión hidráulica se llena con aceite. Además, cuando se arranca el motor en un estado en el que la cámara de presión hidráulica no se encuentra llena de aceite, pueden ocurrir daños debidos a la detención en la porción giratoria de la CVT. Por lo tanto, se requiere un anillo de sellado que pueda disminuir la fuga de aceite desde la cámara de presión hidráulica aún en un estado sin carga sin que se requiera presión hidráulica.

Como un anillo de sellado CVT, se ha utilizado un anillo de sellado combinado constituido por un anillo de resina 7 de tipo sinfín que es aproximadamente rectangular en sección transversal y se dispone sobre el lado periférico exterior, y una junta tórica 6 que se dispone sobre el lado periférico interior y da fuerza expansiva al anillo de resina, como se muestra en la Figura 1. En general, se utiliza como el material del anillo de resina 7, una resina de politetrafluoroetileno (PTFE) a la que se agrega un agente de relleno, o lo similar, y como el material de la junta tórica 6, se utiliza un cuerpo elástico similar al hule.

En tal anillo de sellado combinado convencional, la junta tórica 6 y el anillo de resina 7 se comprimen, y se instalan en el espacio entre la parte inferior de la ranura 8 y la superficie interior 4a de un alojamiento 4. La resistencia de la instalación al insertar subsecuentemente un eje 3 sobre el que se instalan la junta tórica 6 y el anillo de resina 7, en el alojamiento 4 es elevada, y es necesario ensamblar el alojamiento 4 utilizando un aparato de ajuste a presión. Por lo tanto, existen problemas que aumentan los costos de fabricación, y tampoco puede detectarse la dificultad para el ensamblaje del anillo de sellado. Por lo tanto, a fin de resolver los problemas del anillo de sellado combinado anteriores en términos de instalación y costos, se requiere tratar con un solo anillo de sellado.

En la CVT, se genera una presión hidráulica de hasta aproximadamente 7 MPa en la cámara de presión hidráulica, y por lo tanto, se requiere un anillo de sellado que tenga una excelente resistencia al desgaste y capacidad de sellado aun bajo alta presión hidráulica. Además, considerando el aumento de temperatura debido a la generación de calor durante la operación a alta velocidad y al uso en áreas de clima frío, se requiere una resistencia en la región de temperatura de -40° C hasta 150° C de un anillo de sellado. Por lo tanto, se utiliza como el material del anillo de sellado, un material en el que se llena una resina a base de flúor, tal como politetrafluoroetileno (PTFE), politetrafluoroetileno modificado o tetrafluoroetileno de etileno (ETFE) , con un aditivo, tal como un polvo de carbono o fibras de carbono.

Por ejemplo, se describe en la Literatura de Patentes 1, como una composición de resina que puede aplicarse a una CVT, una composición en la cual una resina a base de PTFE se mezcla con negro de humo que tiene una cantidad predeterminada absorbida de DBP. Un anillo de sellado que tiene esta composición se expande cuando absorbe aceite. Se describe que los espacios se llenan en la dirección radial del anillo de sellado y lo similar, debido a la deformación progresiva durante alta temperatura, y puede mejorarse la capacidad de sellado a baja temperatura, y por lo tanto, existe una excelente capacidad de sellado aún durante baja temperatura inmediatamente después de iniciar la operación del aparato de presión hidráulica. Además, también se demuestra que el anillo de sellado en la Literatura de Patentes 1 es para alta presión de superficie, tal como para CVTs, y por lo tanto, con el propósito de mejoras en la resistencia al desgaste, la resistencia a la deformación plástica, y lo similar, pueden mezclarse fibras de carbono o grafito .

Se considera que es posible disminuir la cantidad de fugas de aceite a baja temperatura al utilizar el anillo de sellado en la Literatura de Patentes 1. Sin embargo, el anillo de sellado que tiene la configuración anterior contiene la resina a base de PTFE como el componente principal, y por lo tanto se deforma plásticamente al presurizarse en un fluido de transmisión automática a alta temperatura. Por lo tanto, cuando el motor se detiene después de la operación para proporcionar un estado descargado, es difícil mantener el estado de adhesión (adhesividad) a la superficie periférica interior del alojamiento, y es difícil evitar fugas de aceite desde la cámara de presión hidráulica. A fin de resolver tal problema, se requiere un material de resina excelente en resistencia térmica y que tenga baja deformación permanente a la compresión.

Como medio para mejorar la deformación permanente por compresión de los materiales de resina, se hacen muchas propuestas. Por ejemplo, se describe en Literatura de Patentes 2, un material altamente resiliente que se compone de una resina a base de cloruro de polivinilo (1), un poliuretano (2), y un plastificante (3), y en el cual se observa una estructura de fases separadas tipo mar-isla mediante un microscopio electrónico de transmisión, el tamaño de la estructura separada es de 0.01 mieras o más y 100 mieras o menos, y el poliuretano (2) se obtiene al someter un poliol polimérico y un compuesto que tiene tres o más grupos isocianato para una reacción de uretano. Se describe que este material es un material que es excelente para deformación permanente a la compresión y capacidad de procesamiento y es altamente resiliente.

Además, se describe en la Literatura de Patentes 3 una composición de elastomero termoplástico compuesta de (A) un copolimero de bloques (met ) acrilico compuesto de (Al) un bloque de polímero (met ) acrilico y (A2) un bloque de polímero acrilico, (B) un compuesto que contiene dos o más grupos amino en una molécula, y (C) una resina termoplástica, obtenida al termotratar dinámicamente (A) el copolimero de bloques (met ) acrilico con (B) el compuesto en (C) la resina termoplástica, y después agregar además (D) una resina termoplástica y amasar la mezcla. De hecho se describe que esta composición es excelente en el equilibrio entre la dureza y la resistencia mecánica, es excelente en la elasticidad del hule sobre un amplio rango de temperaturas, alto desempeño a la deformación por temperatura, y procesabilidad de moldeo, y es excelente en resistencia al aceite y resistencia térmica, mientras es un elastómero termoplástico .

En la composición de resina en la Literatura de Patentes 2 anterior, la resina a base de cloruro de polivinilo, que es una resina termoplástica que tiene una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 87° C, se contiene como un componente esencial. Por lo tanto, en la región de alta temperatura de la temperatura de transición vitrea o superior, aumenta la fluidez de la composición de resina, y disminuye la elasticidad, y por lo tanto, no pueden obtenerse suficientes propiedades de sellado. Además, se considera también que, mediante el uso a alta temperatura y presurización a la temperatura de transición vitrea o superior, la composición de resina se deforma plásticamente, y se deteriora el desempeño del sello.

Por otra parte, al igual que la resina termoplástica agregada a la composición de elastómero termoplástico en la Literatura de Patentes 3, se describen las resinas a base de poliamida y resinas a base de poliéster (tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, y lo similar) . Generalmente, la temperatura de transición vitrea de las resinas a base de poliamida es de aproximadamente 50°C, y la temperatura de transición vitrea de las resinas a base de poliéster es de aproximadamente 50°C (tereftalato de polibutileno) y de aproximadamente 69°C (tereftalato de polietileno) . Por lo tanto, también el elastómero termoplástico en la Literatura de Patentes 3, como en la resina de la Literatura de Patentes 2, existe una posibilidad de que en la región de alta temperatura, disminuya la elasticidad, y no se obtienen suficientes propiedades de sellado, o que mediante el uso a alta temperatura y presurización, la composición de resina se deforma plásticamente, y se deteriora el desempeño del sello. Lista de Citas Literatura de Patentes Literatura de Patente 1: Solicitud de Patente Japonesa Expuesta al Público No. 2006-283898 Literatura de Patente 2: Solicitud de Patente Japonesa Expuesta al Público No. 7-173357 Literatura de Patente 3: Solicitud de Patente Japonesa Expuesta al Público No. 2005-264068 SUMARIO DE LA INVENCIÓN Problema Técnico La presente invención se ha realizado en vista de las circunstancias anteriores, y es un objeto de la presente invención proporcionar una composición de resina que pueda mantener una excelente elasticidad aún después de utilizarse a alta temperatura y presurización durante un largo periodo, y un miembro de obturación utilizando la misma.

Solución al Problema Como resultado del estudio diligente en vista del objetivo anterior, los presentes inventores han encontrado que en una composición de resina que contiene un componente de hule y una resina termoplástica, al ajustar el valor máximo de la tangente de pérdida (tan d) en el rango de temperaturas de 20°C a 150°C a 0.2 o menos, puede mantenerse una excelente elasticidad aún después del uso a alta temperatura y presurización durante un largo periodo, y por lo tanto, puede mantener excelentes propiedades de sellado un miembro de obturación que comprende la composición de resina anterior durante un largo periodo, aún bajo severas condiciones de uso, y considerando la presente invención. Específicamente, un aspecto de una composición de resina de acuerdo con la presente invención es una composición de resina que comprende un componente de hule; y una resina termoplástica, en donde un valor máximo de la tangente de pérdida (tan d) en un rango de temperaturas de 20°C a 150°C es O .2. o menos .

En el aspecto anterior, es preferible que el componente de hule sea un hule acrilico.

En el aspecto anterior, es preferible que la resina termoplástica sea fluoruro de polivinilideno .

En el aspecto anterior, es preferible que el diámetro circular equivalente de la resina termoplástica en la composición de resina sea de 40 nm o más y de 100 nm o menos .

Un aspecto de un miembro de obturación de acuerdo con la presente invención utiliza la composición de resina anterior de acuerdo con la presente invención.

Efectos Ventajosos de la Invención Un miembro de obturación que comprende la composición de resina de la presente invención puede mantener excelentes propiedades de sellado durante un largo periodo, aún bajo severas condiciones de uso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de un miembro de obturación convencional.

La Figura 2 es una gráfica que muestra la tangente de pérdida (tan d) en viscoelasticidad dinámica para las muestras de una resina dinámicamente reticulada, fluoruro de polivinilideno, y el Ejemplo Comparativo 1.

La Figura 3 es una gráfica que muestra la tangente de pérdida (tan d) en viscoelasticidad dinámica para las muestras de los Ejemplos 2, 4, y 5 y el Ejemplo Comparativo 1.

La Figura 4 es una fotografía de una muestra del Ejemplo 2 ampliada 8000 veces al utilizar un microscopio electrónico de transmisión (TEM) .

La Figura 5 es una fotografía de una muestra del Ejemplo 4 ampliada 8000 veces utilizando un TEM.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES Una modalidad de una composición de resina y un miembro de obturación utilizando la misma de acuerdo con la presente invención se describirá en detalle a con inuación.

La composición de resina de acuerdo con esta modalidad comprende una mezcla que contiene un componente de hule y una resina termoplástica, y el valor máximo de la tangente de pérdida (tan d) , que es la relación (?"/?' ) del módulo de pérdida (E") a un módulo de almacenamiento (E' ) mediante la medición de viscoelasticidad dinámica, de 20 °C a 150°C es de 0.2 o menor. Generalmente, se sabe que a medida que aumenta la tan d, es decir, a medida que aumente el módulo de pérdida (E") , es más probable que ocurra la deformación plástica, y a medida que disminuye la tan d, es decir, a mediada que aumenta el módulo de almacenamiento (E' ) , se incrementa la resiliencia. Además, usualmente la tan d, tiene dependencia de la temperatura.

En esta modalidad, el valor máximo de la tan d de la composición de resina en el rango de temperatura de 20 °C a 150°C se establece a 0.2 o menos, y por lo tanto, puede mantenerse la alta resiliencia aún en una región de alta temperatura. En la composición de resina en esta modalidad, la deformación permanente por compresión después de alta temperatura y presurización es baja, y puede mantenerse una excelente resiliencia de hule aún después de su uso durante un largo periodo, y por lo tanto, pueden mantenerse excelentes propiedades de sellado durante un largo periodo, aún bajo severas condiciones de uso. El valor máximo de la tan d en el rango de temperatura anterior es preferentemente de 0.15 o menor, más preferentemente de 0.13 o menor.

El valor de la tan 5 en el rango de temperatura anterior puede controlarse por el tipo de la resina termoplástica y la cantidad de la resina termoplástica agregada. Por ejemplo, cuando se utiliza una resina termoplástica cuya temperatura de transición vitrea es de 150°C o mayor, o se utiliza una resina termoplástica cuya temperatura de transición vitrea es menor a 150 °C, puede disminuirse el valor de la tan d al disminuir la cantidad de la resina termoplástica agregada. Sin embargo, considerando la capacidad de moldeo por inyección de la composición de resina, el uso de una resina termoplástica cuya temperatura de transición vitrea es alta no siempre se puede decirse que sea ventajosa. Además, a fin de mantener la resistencia mecánica y propiedades de resistencia a la deformación plástica del miembro de obturación, existe un limite para la disminución en la resina termoplástica . Por otro lado, es preferible un método para disminuir el valor de la tan d cerca de la temperatura de transición vitrea de la resina termoplástica al dispersar altamente el componente de hule y la resina termoplástica debido a que puede lograrse una excelente elasticidad del hule en la región de alta temperatura mientras se mantienen las propiedades de capacidad de moldeo por inyección, resistencia mecánica, y resistencia a la deformación plástica de la composición de resina. ': La dureza, es decir, la dureza Shore A medida por el método descrito más adelante, de la composición de resina que constituye el miembro de obturación en esta modalidad se establece preferentemente de 60 a 98, más preferentemente de 70 a 95. Al definir la dureza de la Shore en este rango, en el miembro de obturación, es menos probable que ocurra la deformación debida a la presión hidráulica durante el uso, puede mantenerse la alta capacidad de sellado aún después de la operación por un largo tiempo, y mejora la capacidad de montaje en una ranura del eje o lo similar.

El componente de hule en esta modalidad puede agregarse como un hule reticulado o un elastómero termoplástico, o también puede agregarse como una resina dinámicamente reticulada. La dureza de superficie de estos componentes de hule es preferentemente de 60 a 90 en términos de dureza Shore A.

Los ejemplos del hule reticulado incluyen hules naturales, hules de isopreno sintético (IR), hules fluorados, hules de butadieno (BR) , hules de estireno-butadieno (SBR) , hules de cloropreno (CR) , hules de acrilonitrilo-butadieno copolimerizados (NBR) , hules de butilo (IIR), hules de butilo halogenado, hules de uretano, hules de silicona, y hules acrilicos. De entre estos hules reticulados, puede utilizarse uno, pero también pueden mezclarse y utilizarse dos o más, y el hule reticulado también puede utilizarse en combinación con un elastómero termoplástico y una resina dinámicamente reticulada que se describe más adelante.

Ejemplos del elastómero termoplástico incluyen elastomeros a base de poliéster, elastomeros a base de poliolefina, elastomeros a base de flúor, elastomeros a base de silicona, elastomeros a base de butadieno, elastomeros a base de poliamida, elastomeros a base de poliestireno, y elastomeros a base de uretano. De entre estos elastomeros termoplásticos, también puede utilizarse uno, pero también pueden mezclarse y utilizarse dos o más. En términos de capacidad de moldeo por inyección y resistencia térmica, entre los elastomeros termoplásticos anteriores, se prefieren elastómeros a base de poliéster y elastómeros a base de poliamida .

Ejemplos de productos comerciales de elastómeros a base de poliéster incluyen "Hytrel" fabricado por DU PONT-TORAY CO., LTD., "PELPRENE" fabricado por Toyobo Co., Ltd., y "PRIMALLOY" fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation, y ejemplos de productos comerciales de elastómeros a base de poliamida incluyen "Pebax" fabricado por ARKEMA, y "UBESTAXPA" fabricada por Ube Industries, Ltd.

Una resina dinámicamente reticulada tiene una estructura en la cual se dispersa una fase de hule reticulado en una fase de resina termoplástica . La resina termoplástica utilizada en la resina dinámicamente reticulada no se limitada particularmente, y ejemplos de la misma incluyen poliésteres y poliamidas (PA) . Por otro lado, el hule no se limita particularmente, y ejemplos del mismo incluyen hules naturales, cis-1 , 4-poliisopreno, polibutadieno de alto cis, hules de copolimero de estireno-butadieno, hules de etileno-propileno (EPM) , hules de dieno de etileno-propileno (EPDM) , hules de cloropreno, hules de butilo, · hules de butilo halogenado, hules de copolimero de acrilonitrilo-butadieno, y hules acrilicos.

La resina dinámicamente reticulada puede fabricarse por métodos conocidos. Por ejemplo, al mezclar previamente un agente de reticulación en un componente de hule no reticulado, y fundir y amasar un componente de resina termoplástica y el componente de hule no reticulado utilizando un extrusor de doble tornillo, pueden realizarse simultáneamente la dispersión y la reticulación del componente de hule. Tal resina dinámicamente reticulada también está disponible como un producto comercial. Ejemplos de productos comerciales de resinas dinámicamente reticuladas en las cuales se dispersa un hule acrilico en una resina de poliéster incluyen "ETPV" fabricado por DuPont, y "NOFALLOY" (TZ660-7612-BK, TZ660-6602-BK, y lo similar), fabricado por NOF CORPORATION. Además, los ejemplos de productos comerciales de resinas dinámicamente reticuladas en las cuales se dispersa un hule acrilico en una resina de poliamida incluyen "Zeotherm" fabricado por ZEON Corporation.

El contenido del componente de hule se establece preferentemente de 60% por masa a 95% por masa, más preferentemente de 80% por masa a 95% por masa, en base la masa de la totalidad de la composición de resina que constituye el miembro de obturación. Al definir el contenido del componente de hule en el rango anterior, la deformación permanente por compresión de la composición de resina se vuelve inferior, y se obtienen mejores propiedades de sellado durante un largo periodo.

La dureza de superficie de la resina termoplástica que va a mezclarse con el componente de hule anterior es preferentemente de 70 o más, más preferentemente de 90 o más, en términos de dureza Shore D. Los ejemplos de la resina termoplástica incluyen poliésteres, tales como tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT) , tereftalato de politrimetileno (PTT), y naftalato de polietileno (PEN), polipropileno (PP) , resinas de poliestireno sindiotáctico, polioximetileno (POM) , poliamidas (PA) , policarbonatos (PC), éter de polifenileno (PPE) , sulfuro de polifenileno (PPS) , poliimidas (PI), poliamidaimidas (PAI), polieterimidas (PEI), polisulfonas (PSU) , polietersulfonas, policetonas (PK), polietercetonas (PEK), polieteretercetonas (PEEK), polietercetonacetonas (PEKK), poliarilatos (PAR), polieternitrilos (PEN), politetrafluoroetileno (PTFE) , y fluoruro de polivinilideno (PVDF) . Estas resinas pueden ser copolimeros o formas modificadas, y pueden mezclarse dos o más tipos. Considerando la capacidad de moldeo por inyección, la resistencia térmica, y lo similar, se prefieren entre las resinas termoplásticas anteriores PBT, PA, PPS, y PVDF.

La cantidad de la resina termoplástica agregada se establece preferentemente de 5% por masa hasta 40% por masa, más preferentemente de 5% por masa hasta 20% por masa, en base a la masa de la totalidad de la composición de resina que constituye el miembro de obturación. Mediante la adición de la resina termoplástica en este rango, mejoran las propiedades de resistencia mecánica y de resistencia a la deformación plástica del miembro de obturación, pueden mantenerse excelentes propiedades de sellado, aún después de su uso en condiciones de presurización durante mucho tiempo, y también es posible el uso en una región en la que el valor PV es alto.

También se pueden agregarse varias cargas a la composición de resina en esta modalidad de acuerdo con la aplicación utilizada y de las propiedades requeridas. Los ejemplos de cargas inorgánicas incluyen cargas inorgánicas fibrosas, tales como fibras de vidrio, fibras de carbono, nanotubos de carbono, fibras de alúmina, fibras de titanato de potasio, fibras de boro, y fibras de carburo de silicio. Mediante la adición de materiales de relleno inorgánicos fibrosos, mejoran las propiedades de resistencia mecánica y de resistencia a la deformación plástica del miembro de obturación, se obtienen excelentes propiedades de sellado, y también es posible el uso en una región en la que el valor PV es alto. Entre las cargas inorgánicas fibrosas anteriores, se prefieren las fibras de vidrio, fibras de carbono, y los nanotubos de carbono. Los nanotubos de carbono no sólo exhiben una función de refuerzo como una carga inorgánica fibrosa, sino también son eficaces como un material de carga para mejorar las propiedades deslizantes como los materiales de carga inorgánicos que se describen más adelante.

En esta modalidad, con el fin de mejorar las propiedades deslizantes y lo similar, también pueden agregarse otros materiales de carga inorgánicos. Ejemplos de los otros materiales de carga inorgánicos incluyen carbonato de calcio, montmorilonita, bentonita, talco, sílice, ictiocola, mica, sulfato de bario, sulfato de calcio, silicato de calcio, disulfuro de molibdeno, perlas de vidrio, grafito, fulerenos, polvos de carbono (amorfo) , polvos de antracita, óxido de aluminio, óxido de titanio, óxido de magnesio, titanato de potasio, y nitruro de boro.

La cantidad de materiales de carga inorgánicos agregados (en total) se establece preferentemente de 5% por masa hasta 10% por masa en base la masa de la totalidad de la composición de resina que constituye el miembro de obturación. Además, cuando los nanotubos de carbono se agregan como una carga inorgánica, la cantidad de nanotubos de carbono agregada se establece preferentemente de 1% por masa hasta 5% por masa en base la masa de la totalidad de la composición de resina que constituye el miembro de obturación. En un miembro de obturación al que se agrega una carga inorgánica en este rengo, se obtienen excelentes propiedades de resistencia mecánica y deslizantes, y pueden mantenerse mejores propiedades de sellado durante un largo período .

En la composición de resina en esta modalidad, es preferible que el componente de hule y la resina termoplástica sean altamente dispersos. Cuando el componente de hule y la resina termoplástica son altamente dispersos, se suprime un aumento en la tan d de la resina termoplástica cerca de la temperatura de transición vitrea, y el valor de la tan d puede mantenerse bajo, aún en la región de alta temperatura. Por lo tanto, la composición de resina puede mantener alta resiliencia aún en la región de alta temperatura, y por lo tanto, se obtienen excelentes propiedades de sellado. Además, la deformación plástica de la composición de resina se suprime aún en condiciones de presurización de alta temperatura, y por lo tanto, pueden mantenerse excelentes propiedades de sellado durante un largo periodo, aún en condiciones severas de uso.

En la composición de resina en esta modalidad, es preferible que una resina termoplástica fina se disperse altamente en un componente de hule. En tal configuración, se puede suprimir efectivamente la deformación plástica debido a la alta capacidad de flujo de la resina termoplástica cerca de la temperatura de transición vitrea mediante el componente de hule circundante, y puede suprimirse además un aumento en la tan d. Por lo tanto, se mantiene una mayor resiliencia aún en la región de alta temperatura, y se obtienen excelentes propiedades de sellado. La deformación plástica de la composición de resina anterior se suprime aún en condiciones de presurización de alta temperatura, y pueden mantenerse excelentes propiedades de sellado durante un largo período, aún bajo condiciones severas de uso. El tamaño (tamaño de partícula) de la resina termoplástica dispersa en la composición de resina en esta modalidad no se limita en particular, y el diámetro circular equivalente (diámetro de partícula) de la resina termoplástica es preferentemente de 40 nm o más y de 100 nm o menos. El tamaño de la resina termoplástica puede calcularse al identificar la resina termoplástica a partir de una fotografía de observación de microscopio electrónico de transmisión (TEM) de una muestra ajustada por un método de sección ultrafina de teñido Ru04.

El método para mezclar la composición de resina en esta modalidad no se limita particularmente, mientras sea un método en el cual la tan d se encuentre en el rango anterior, y es preferible realizar el mezclado utilizando Laboplastomill , una extrusora de doble tornillo, o lo similar. A fin de lograr confiablemente una dispersión fina y uniforme, es deseable llevar a cabo el mezclado bajo condiciones de alto cizallamiento utilizando un extrusor de doble tornillo en el cual los ejes de tornillo se combinen con discos de amasado en los que se produzca el cizallamiento. Además, también puede utilizarse una máquina comercial de procesamiento de moldeado con alto cizallamiento. Puede controlarse la dispersibilidad por la forma y longitud del tornillo, el diámetro de orificio de reflujo (diámetro del orificio de retroalimentación) , la velocidad de rotación del tornillo, el tiempo de mezclado de cizallamiento, y lo similar.

Las aplicaciones de la composición de resina de la presente invención no se limitan particularmente, y se utilizan como una junta, un tubo, un empaque, una manguera, un miembro de obturación, o lo similar en diversos campos. En particular, se utiliza preferentemente como un miembro de obturación. Ejemplos del miembro de obturación incluyen anillos de sellado para el movimiento rotacional y anillos de sellado para movimiento alternativo, y en particular, es preferible aplicar la composición de resina a un anillo de sellado instalado en la CVT o lo similar de un automóvil.

Cuando se utiliza la composición de resina de la presente invención como un anillo de sellado de CVT, es preferible utilizar un anillo de sellado de tipo sinfín que no tenga empalme (articulación o unión) a fin de evitar de forma segura las fugas de aceite en un estado descargado. El material de resina de la presente invención tiene flexibilidad, y por lo tanto es excelente en la capacidad de montaje también como un tipo sinfín, y al proporcionar un único tipo el montaje se hace más fácil. Por otro lado, también puede proporcionarse un empalme dependiendo de la aplicación y lo similar. La forma del empalme en este caso no se limita particularmente, y se pueden utilizar los empalmes conocidos, tales como un empalme de ángulo recto (recto) , un empalme oblicuo (ángulo) , y un empalme gradual (de escalón) , asi como un empalme de doble ángulo, un empalme de doble corte y un empalme de triple escalón, .

EJEMPLOS La presente invención se describirá en más detalle mediante los siguientes Ejemplos, pero la presente invención no se limita a estos ejemplos.

Ejemplo 1 Se utilizó una resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada a base de hule acrilico como el componente de hule, y se utilizó una resina de fluoruro de polivinilideno como la resina termoplástica, y se mezclaron mediante un extrusor de doble tornillo en el cual se instalaron tornillos de f 92 mm en los cuales se combinó plomo con los discos de amasado. Aquí, la resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada a base de hule acrilico y la resina de fluoruro de polivinilideno se alimentaron cada una mediante un alimentador lateral, y se mezclaron bajo condiciones de cizallamiento de una temperatura de 240 °C y un número de revoluciones del tornillo de 200 rpm, para obtener gránulos. Para la resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada a base de hule acrilico y la resina de fluoruro de polivinilideno, se utilizaron productos comerciales, y la relación de masa (resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada a base de hule acrilico: la resina de fluoruro de polivinilideno) se estableció a 90:10. Los gránulos obtenidos se moldearon por inyección, cada muestra de medición se fabricó, y se midieron por los siguientes métodos la tangente de pérdida (tan d) en la viscoelasticidad dinámica, la dureza de superficie (dureza Shore) , la deformación permanente por compresión, y la cantidad de fuga estática. Los resultados se muestran en la Tabla 1. Aquí, se estableció el tamaño del anillo de sellado de la muestra para la medición de la cantidad de fuga estática, de manera que la cantidad de compresión fue de 25% en un estado en el cual el anillo de sellado se instala en una ranura del eje. Además para la tan d, se muestra el valor máximo en el rango de temperatura de 20 °C a 150 °C.

Ejemplos 2 a 5 Se fabricaron muestras de medición como en el Ejemplo 1, excepto que la velocidad de rotación del tornillo del extrusor de doble tornillo se estableció a 300 rpm (Ejemplo 2), 400 rpm (Ejemplo 3), 500 rpm (Ejemplo 4), y 600 rpm (Ejemplo 5) . Se midió la tangente de pérdida (tan d) en viscoelasticidad dinámica, dureza de superficie, deformación permanente por compresión, y la cantidad de fugas estáticas de cada muestra. Los resultados se muestran en la Tabla 1. Además, los resultados de medición de la tan d en el rango de temperatura de 20°C a 150°C para las muestras del Ejemplo 2, Ejemplo 4, y el Ejemplo 5 se muestran en la Figura 3. Además, la observación de la textura de las muestras de los Ejemplos 2 y 4 se llevó a cabo utilizando un microscopio electrónico de transmisión (TEM) . Las muestras de medición se ajustaron por un método de sección ultrafina tinción Ru04. Las fotografías de observación TEM de las muestras del Ejemplo 2 y el Ejemplo 4 se muestran en la Figura 4 y la Figura 5, respectivamente (aumento: 8000X) .

Ejemplos Comparativos 1 y 2 Se ajustaron las muestras de medición y se llevó a cabo la evaluación como en el Ejemplo 1 excepto que el número de revoluciones del tornillo se estableció a 100 rpm (Ejemplo Comparativo 1) y a 150 rpm (Ejemplo Comparativo 2). Los resultados de la medición de tangente de pérdida (tan d) en viscoelasticidad dinámica, dureza de superficie, deformación permanente por compresión, y la cantidad de fuga estática de las muestras del Ejemplo Comparativo 1 se muestran en la Tabla 1.

(Medición de la Tangente de Pérdida (tan d) en Viscoelasticidad Dinámica) Las composiciones de resina de los Ejemplos 1 a 5 y Ejemplos Comparativos 1 y 2 se prensaron en caliente para fabricar láminas teniendo un grosor de 500 a 1000 µ??, y después las láminas se cortaron a un ancho de 3 mm y a una longitud de 20 mm para proporcionar muestras de medición similar a tiras. Para el aparato de medición de viscoelasticidad dinámica, se utilizó un aparato de análisis termomecánico fabricado por Sil Nano Technology Inc., y la medición se llevó a cabo mediante un método de aumento de temperatura en el aire a una frecuencia de medición de 0.1 Hz y una tasa de aumento de temperatura de 3°C/min. La tangente de pérdida (tan d = ?"/?' ) se calculó automáticamente a partir del módulo de almacenamiento dinámico (E' ) y el módulo de pérdida dinámica (E") a cada temperatura de medición y se gráfico. Como referencia, se fabricaron muestras de medición similares y se llevó a cabo lá evaluación de la misma manera también para la resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada a base de hule acrilico y la resina de fluoruro de polivinilideno que fueron las materias primas de los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos.

Medición de la Dureza de Superficie La dureza Shore se midió en base a JIS K7215.

Medición de la Deformación permanente por compresión Cs La medición de la deformación permanente por compresión Cs se llevó a cabo como sigue con referencia a JIS K6262. Una pieza de prueba de 5 mm x 15 mm y un grosor de 2 mm obtenidas mediante moldeo por inyección se instalaron en un aparato de compresión, se comprimieron a una cantidad de compresión de 25%, y después se sumergieron en un Fluido para Transmisión Automática (ATF) previamente ajustado a 150°C, durante 100 horas. Después de completar el tratamiento térmico, se limpió el ATF sobre la superficie de la pieza de prueba sacada del ATF y retirada del aparato de compresión, y la pieza de prueba se dejó en reposo a temperatura ambiente durante 30 minutos y, después, se midió el grosor (t2) de la porción central de la pieza de prueba. La deformación permanente por compresión Cs se calculó a partir de t2 en este momento por la fórmula 1.

Cs = (t0-t2) / (t0-ti) x 100 ... (fórmula 1) to: el grosor original de la pieza de prueba (mm) ti: el grosor del espaciador (mm) t2: el grosor después de 30 minutos después de la prueba (mm) Medición de la Cantidad de Fugas de Aceite en el Estado Estacionar o Al utilizar cada una de las composiciones de resina de los Ejemplos 1 a 5 y los Ejemplos Comparativos 1 y 2, se fabricó un anillo de sellado sin empalme mediante moldeo por inyección. El anillo de sellado obtenido se instaló en una ranura del eje, proporcionada sobre la superficie periférica exterior de un eje, y se instaló en un aparato de prueba de desempeño de fuga estática. Aquí, una cámara de presión hidráulica se llenó con 165 ce de un ATF, se recuperó el ATF que se filtró del anillo de sellado a temperatura ambiente (temperatura del aceite: 25°C) en un estado estacionario desde una ranura de descarga de aceite y se midió la cantidad acumulada de la fuga de aceite durante 7 días. Los resultados de medición se muestran en la Tabla 1 como la cantidad inicial de fugas de aceite estático. Aquí, se expresó la cantidad de fugas de aceite estático como un valor relativo tomando el valor del Ejemplo Comparativo 1 como 100. El tamaño del anillo de sellado se estableció a fin de que la cantidad de compresión fuera de 25% en un estado en el que el anillo de sellado se instala en la ranura del eje.

Además, cada anillo de sellado se instaló en una ranura del eje proporcionada sobre la superficie periférica exterior de un eje, se alternó un alojamiento en una carrera de 10 mm/s para una acumulación de 1 kilómetro a una presión hidráulica de 4.0 MPa y una temperatura de aceite de 150°C y, después, se midió de nuevo la cantidad de fuga de aceite de nuevo por el método anterior. Los resultados de medición se muestran en la Tabla 1 como la cantidad de fugas de aceite estático después de la operación. También aquí, se expresó la cantidad de fugas de aceite estático como un valor relativo tomando la cantidad inicial de fuga de aceite estático del Ejemplo Comparativo 1 como 100.

A partir de la Tabla 1, se encontró que mediante el cambio de la velocidad de rotación del tornillo del extrusor de doble tornillo, puede controlarse el valor máximo de tan d de 20°C a 150°C. Los resultados de la medición de la tan d en el rango de temperatura de 20°C a 150°C para la resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada a base de hule acrilico, la resina de fluoruro de polivinilideno y el Ejemplo Comparativo 1 se muestran en la Figura 2. Para la resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada sola, la tan d fue de 0.2 o más en todo el rango de temperatura de 20°C a 150°C y se observó un pico suave a 30°C hasta 40°C. Este pico se considera que se debe a la transición vitrea de tereftalato de polibutileno (PBT), que es la resina de poliéster de la resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada. Además para el fluoruro de polivinilideno, la tan d fue un valor bajo de 0.1 cerca de la temperatura ambiente, pero se encontró que el tan d se incrementó con un incremento de la temperatura. Por otra parte, para el Ejemplo Comparativo 1 en el cual se mezcló la resina de poliéster/resina dinámicamente reticulada a base de hule de acrilico con fluoruro de polivinilideno, se observó un pico claro considerado que se debe a la transición vitrea de PBT, pero se encontró que la tan d tendió a disminuir en el lado de alta temperatura.

A partir de la Tabla 1, se encontró que en las muestras de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 en las cuales el valor máximo de tan d en el rango de temperatura de 20 °C a 150 °C es más de 0.2, la deformación permanente por compresión es tan alta como 100%, la cantidad de fugas de aceite estático también es grande, y no se obtienen suficientes propiedades de sellado. Por otro lado, para las muestras del Ejemplo 1 en el que la velocidad de rotación del tornillo se estableció a 200 rpm, el valor máximo de tan d fue de 0.18, se redujo la deformación permanente por compresión, y la cantidad de fugas de ¦ aceite estático disminuyó significativamente, y se observó una mejora en propiedades de sellado. A partir de esto, se confirmó la eficacia de la composición de resina de la presente invención en la cual el valor máximo de tan d en el rango de temperatura de 20 °C a 150°C se estableció a 0.2 o menos. Se encontró que para los Ejemplos 2 a 5 en los cuales se incrementó aún más la velocidad de rotación del tornillo, el valor máximo de tan d se disminuyó aún más, y la deformación permanente por compresión también disminuyó. Se confirmó que en todas las muestras de los Ejemplos 1 a 5, la cantidad inicial de fugas de aceite estático fue de 0, y tuvieron excelentes propiedades de sellado. Sin embargo, después de la operación bajo condiciones de presurización de alta temperatura, se observó fuga de aceite en la muestra del Ejemplo 1. Por otro lado, para las muestras de los Ejemplos 2 y 3 en la que el valor máximo de tan d fue de 0.16 y 0.14, la cantidad de fugas de aceite después de la operación en condiciones de alta temperatura y las condiciones de presurización disminuyeron significativamente en comparación con el Ejemplo 1, y para los Ejemplos 4 y 5 en los cuales el valor máximo de tan d fue de 0.13 o menor, no se observó ninguna fuga de aceite, aún después de la operación bajo condiciones de temperatura de alta presión.

Los resultados de las mediciones de tan d en el rango de temperatura de 20°C a 150°C para las muestras del Ejemplo Comparativo 1 y los Ejemplos 2, 4, y 5 se muestran en la Figura 3. Se encontró que, en comparación con la muestra del Ejemplo Comparativo 1, para la muestra del Ejemplo 2, el valor de tan d disminuyó en todo el rango de temperatura y el pico cerca de 40°C a 50°C se consideró debido a que desapareció la transición vitrea de PBT. Además se confirmó que para las muestras de los Ejemplos 4 y 5, el valor de tan d disminuyó más que en la muestra del Ejemplo 2, en particular en el lado de baja temperatura. Las fotografías de observación de TEM de las muestras del Ejemplo 2 y el Ejemplo 4 se muestran en la Figura 4 y la Figura 5, respectivamente. Aquí, las porciones que se observan como islas de color gris claro se consideran como fluoruro de polivinilideno 2 que es la resina termoplástica, y se observan dispersas en una matriz que comprende un componente de hule 1. Se ha encontrado que, en comparación con el Ejemplo 2, para el Ejemplo 4, el tamaño (diámetro de partícula) del fluoruro de polivinilideno es menor, y el fluoruro de polivinilideno está muy disperso. Se considera que la resina termoplástica que tiene un tamaño fino se dispersó de manera uniforme en el componente de hule de esta manera, y por lo tanto, la deformación plástica debido al flujo de la resina termoplástica se suprimió más eficazmente por el componente de hule 1 (hule acrilico) alrededor de la resina termoplástica y el bajo valor de tan d se mantuvo en toda la región de la temperatura. Se encontró que en la composición de resina de la presente invención en la cual' la tan d en el rango de temperatura de 20 °C (cerca de la temperatura ambiente) a 150°C° fue de 0.2 o . menors, la deformación plástica de la resina termoplástica se suprimió eficazmente, y la elasticidad del hule se mantuvo aún en la región de alta temperatura, y por lo tanto, se mantuvieron altas propiedades de sellado aún después de la operación bajo condiciones severas.

Tabla 1 Aplicabilidad Industrial De acuerdo con la presente invención, se proporciona una composición de resina que puede mantener excelentes propiedades de sellado durante un largo periodo aún bajo condiciones severas de uso, o un miembro de obturación compuesto de la composición de resina.

Lista de Signos de Referencia 1: componente de hule, 2: fluoruro de polivinilideno

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de resina que comprende: un componente de hule y una resina termoplástica, en donde el valor máximo de la tangente de pérdida (tan d) en un rango de temperatura de 20°C a 150°C es 0.2 o menor.

2. La composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el componente de hule es un hule acrilico .

3. La composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la resina termoplástica es fluoruro de polivinilideno .

4. La composición de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde un diámetro circular equivalente de la resina termoplástica en la composición de resina es de 40 nm o más y de 100 nm o menos .

5. Un miembro de obturación que utiliza la composición de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a .