弹性体组合物的制作方法

文档序号:3676577阅读:127来源:国知局
专利名称:弹性体组合物的制作方法
技术领域
本发明涉及一种弹性体组合物。更详细而言,本发明涉及适合用作硬盘驱动器用罩一体型垫片(gasket)的封装材料的成型材料等的弹性体组合物。
背景技术
近年来,随着电子仪器制品的小型化、高性能化,要求使构成部件更小、更薄。如果要使构成部件更小,则制造工序上的装配作业性变差,从该角度考虑,要求各种部件的一体化、复合化。同时还要求脱气性(outgassing characteristics)、密封性等要求特性的性能提尚。专利文献1中提出,在电子存储装置中,特别是作为用于防止水和灰尘的侵入、且要求低脱气性、作为硬盘的驱动器罩安装的垫片,将橡胶单体或发泡聚氨酯片以夹在不锈钢制或铝制等的金属罩间的形式安装起来,用粘接剂将不锈钢制等的金属罩和氟橡胶等橡胶材料接合而将其一体化,藉此优化装配作业。但是,该方法中,预先通过其它工序对呈垫片形状的橡胶进行硫化成型,然后用粘接剂将其接合于金属制罩,工序长而繁琐。实际上,垫片的硫化工序需要数分钟的时间,而且硫化后的垫片很细而容易碎裂,污垢等容易附着,因此装配前需要进行多次的清洗和分选,因而希望开发出更加简化的方法。为了解决该问题,专利文献2中提出了一种包括聚苯乙烯类嵌段共聚物制弹性体的垫片材料,与橡胶材料相比,该垫片材料不需要硫化工序,可简化工序,并且可进行材料的循环利用,能降低成本。该材料细且柔软,而且具有容易粘附的性质,因此如果不通过某些方法将垫片预先固定,则在硬盘驱动器的装配作业中的作业性非常差。作为其对策,将聚苯乙烯类嵌段共聚物制的垫片预先通过注射成型制成被称为框体的模样,然后装配在硬盘驱动器等的箱体和盖体之间,但这仍然需要框体等其它部件。特别是对于作为硬盘驱动器罩安装的垫片,对密封性和洁净性的要求严格。关于密封性,作为影响密封性的材料特性,可例举硬度、压缩永久变形和湿度透过性这三种特性。硬度(Jis K6253基准,肖氏A)在60以下,特别优选25 55,硬度如果在 65以上,则通常作为产品装配时,会由于其反作用力(reactive force)而产生间隙,变得无法密封,另一方面,硬度如果小于25,则垫片容易碎裂且容易粘附,因此处理时需要特别小心。耐压缩永久变形特性差的材料在长时间的装配过程中逐渐失去紧缩力而变得无法密封,当其值在100%以上时,即无法使用。如果密封对象物有污垢、尘埃等以及水蒸气 (湿气),并且硬盘驱动器内有水蒸气,则会导致生锈,因此还要求水透过性低。关于洁净性,作为与其相关的要素,可例举脱气(outgassing)、含有成分和易脱落填充材料这三种要素。如果从材料产生的脱气附着于盘片,则会导致开裂。氯、硅酮、硫、硫酸、硝酸、丙烯酸酯等(包括以离子形式存在的情况)也可能会腐蚀硬盘驱动器内部。还有,
3含有大量的填充材料、而且该填充材料与聚合物没有亲和性的情况下,其粒子会脱落,如果该粒子进入到硬盘驱动器内部,则必然会导致开裂。鉴于以上问题,本申请人在专利文献3中提出了一种制造容易且低脱气性、低硬度和高温下的密封性等特性优良的硬盘驱动器用垫片,该垫片是通过粘接剂将封装材料与金属制罩一体化而成的垫片,其中,作为封装材料,使用如下所述的封装材料该封装材料是由混合物制成的成型体,该混合物是如下成分的混合物100重量份的包括70 30重量%的苯乙烯类热塑性弹性体和30 70重量%的部分动态交联的聚烯烃类热塑性弹性体的共混物、10 100重量份的聚丙烯类树脂、20 130重量份的增塑剂以及0. 1 10重量份的交联剂,该封装材料的硬度(JIS K6253基准,硬度计A型)为40 50,压缩永久变形 (JIS K6262基准;100°C,72小时)在50%以下。但是,要求开发出能够在维持专利文献3 中记载的垫片的功能的同时实现更好的低脱气性的密封材料。现有技术文献专利文献
专利文献1 日本专利第2517797号公报专利文献2 日本专利第四61068号公报专利文献3 日本专利特开2004-288296号公报。

发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种低脱气性、低硬度和高温下的密封性等特性优良、适合用作硬盘驱动器用罩一体型垫片的垫片材料的成型材料等的弹性体组合物。解决课题用的手段
本发明的目的可通过如下所述的弹性体组合物来实现,该弹性体组合物含有(A) 100 重量份的乙烯一丙烯类共聚型橡胶或聚烯烃类热塑性弹性体,优选部分动态交联的聚烯烃类热塑性弹性体;(B) 10 200重量份的聚丙烯类树脂;(C) 10 200重量份的苯乙烯类热塑性弹性体;⑶100 400重量份的来源于C1(I、C12或C12/C14的聚α -烯烃增塑剂,该增塑剂的粘度(与ASTM D-445对应的JIS Κ2283基准)为5 20mm2/秒(100°C )。发明的效果
本发明的弹性体组合物通过采用特定的聚α -烯烃作为增塑剂,可起到能够使由该组合物得到的成型体实现比现有品更低的低脱气性这一优良效果。该弹性体组合物适合用作硬盘驱动器用罩一体型垫片的封装材料的成型材料等。
具体实施例方式作为乙烯一丙烯类共聚型橡胶(A),可使用乙烯一丙烯一非共轭二烯三元共聚型橡胶或乙烯一丙烯共聚型橡胶。作为乙烯一丙烯一非共轭二烯三元共聚型橡胶,可使用乙烯含量为50 80重量%、碘化程度在10 25的范围内的橡胶,作为非共轭二烯,可例举二环戊二烯、1,4-己二烯、二环辛二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯等。作为乙烯一丙烯共聚型橡胶,可使用乙烯含量为10 25重量%、熔体流动速率MFR (与ASTM D-1239对应的JIS Κ7210基准)为3 30g/10分钟的橡胶。
聚丙烯类树脂(B)是使丙烯在催化剂的存在下聚合而得的热塑性树脂,是呈全同立构结构或间同立构结构等结构的结晶性高分子,或者是丙烯与少量的丙烯以外的α-烯烃(例如乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯等)的共聚物。作为聚丙烯类树脂,可使用MFR为0. 1 100g/10分钟的结晶性聚合物。这里,如果使用MFR小于上述范围的聚丙烯类树脂,则流动性差,无法获得目标成型性,另一方面,如果使用MFR大于上述范围的聚丙烯类树脂,则无法获得足够的物性。聚丙烯类树脂以相对于100重量份的乙烯一丙烯类共聚型橡胶为5 100重量份的比例使用。如果配比多于上述范围,则耐热性下降,容易发生塑性变形,因此密封性下降,另一方面,如果配比少于上述范围,则流动性下降,加工性、 特别是注射成型的连续生产性变差。作为苯乙烯类热塑性弹性体(C),可使用聚苯乙烯一聚(乙烯一丙烯)一聚苯乙烯的三嵌段共聚物〔SEPS〕、聚苯乙烯一聚(乙烯/乙烯一丙烯)一聚苯乙烯的三嵌段共聚物 〔SEEPS〕等。SEPS可通过对聚苯乙烯一聚异戊二烯一聚苯乙烯嵌段共聚物进行加氢而获得, SEEPS可通过对聚苯乙烯一(乙烯一异戊二烯)无规共聚物一聚苯乙烯嵌段共聚物进行加氢而获得。这些苯乙烯类热塑性弹性体也可以具有羟基等官能团,还可以是SEP、SEBS等。这些苯乙烯类热塑性弹性体的数均分子量Mn优选在50000以上。该数均分子量 Mn如果低于该范围,则增塑剂的渗出增加,压缩永久变形也增大,可能会产生无法耐受实际使用的问题。另一方面,对于该数均分子量Mn的上限没有特别限制,通常为400000左右。 作为该苯乙烯类热塑性弹性体,可使用其非晶质聚苯乙烯嵌段的含量在10 70重量%的范围内、优选在15 60重量%的范围内的苯乙烯类热塑性弹性体。作为连接两末端的非晶质聚苯乙烯嵌段的部分的聚合物,优选非晶质聚合物。苯乙烯类热塑性弹性体大多单独使用,但也可以两种以上混合使用。实际上,可使用满足这些条件的可乐丽产品七卜> 2006 〔SEPS〕、七 7° 卜 > 4055、七 7° 卜 > 4077〔SEEPS〕等。该苯乙烯类热塑性弹性体以相对于100重量份的乙烯一丙烯类共聚型橡胶为 10 200重量份的比例使用。如果苯乙烯类热塑性弹性体的比例少于上述范围,则流动性下降,注射成型的连续生产性变差,另一方面,如果以多于上述范围的比例使用,则耐热性下降,容易发生塑性变形,因此密封性下降。作为增塑剂(D),可使用以α-烯烃为原料的聚合物,即聚α-烯烃。作为所用的聚α-烯烃,可使用以(1(1丄12或者C12和C14为原料、以JIS K2283为基准的100°C下的粘度为5 20mm2/秒、优选为6 IOmm2/秒的聚α -烯烃。该聚α -烯烃以相对于100重量份的乙烯一丙烯类共聚型橡胶为100 400重量份的比例使用。如果掺入量多于上述范围, 则无法在聚合物中充分伸展,发生渗出而导致污染,另一方面,如果掺入量少于上述范围, 则硬度提高,作为产品的反作用力增大,无法成为垫片产品。上述各成分通过有机过氧化物交联剂(E)交联。作为有机过氧化物,可使用例如过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔_3、过氧化叔丁基异丙苯等,这些有机过氧化物以相对于100重量份的乙烯一丙烯类共聚型橡胶为0. 1 5重量份、优选为1 4重量份的比例使用。此外,优选将交联助剂与有机过氧化物交联剂一起使用,作为交联助剂(F),可使用例如三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、N, N'-间亚苯基双马来酰亚胺、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等交联性单体(多官能性不饱和化合物),这些交联助剂以相对于100重量份的乙烯一丙烯类共聚型橡胶为0. 1 2. 5重量份、优选为0. 5 2重量份的比例使用。不使用交联剂时,不会进行聚苯乙烯类热塑性弹性体的部分交联,只能获得下述密封性试验中的密封性差的垫片。这里,也可以用聚烯烃类热塑性弹性体来代替上述必需成分中的乙烯一丙烯类共聚型橡胶作为(A)成分。聚烯烃类热塑性弹性体是以乙烯一丙烯一非共轭二烯三元共聚型橡胶或乙烯一丙烯共聚型橡胶以及聚丙烯类树脂为主成分的弹性体,优选使用部分动态交联的聚烯烃类热塑性弹性体。部分动态交联的聚烯烃类热塑性弹性体是在将乙烯一丙烯类共聚型橡胶和聚丙烯类树脂混炼时添加有机过氧化物等来使橡胶相部分交联而得的弹性体,可以使用通过一段法或两段法得到的任一种弹性体,所述一段法是在剪切力的存在下使上述两种聚合物部分交联的方法,所述两段法是预先使烯烃类橡胶部分交联后将其与聚丙烯类树脂混合的方法。作为该聚烯烃类热塑性弹性体,可以直接使用市售品,例如三井化学产品S,7卜、AES产品寸 > 卜l· —>等系列的产品。使用聚烯烃类热塑性弹性体来代替乙烯一丙烯类共聚型橡胶时,与使用乙烯一丙烯类共聚型橡胶时不同,即使不进一步掺入有机过氧化物也已经足够。使用聚烯烃类热塑性弹性体作为(A)成分时,以与使用乙烯一丙烯类共聚型橡胶作为(A)成分时同样的比例使用⑶、(C)、⑶各成分。以上述各成分为必需成分的混合物中可以根据需要掺入通常掺入到橡胶或热塑性弹性体中的包含鳞片状在内的粉末状固体填充剂(例如各种金属粉末、玻璃粉末、陶瓷粉末、粒状或粉末状聚合物、粘土、珪藻土、滑石、硫酸钡、碳酸钙、碳酸镁、金属氧化物、云母、石墨、氢氧化铝等)、防老化剂(例如胺类及其衍生物、咪唑类、苯酚类及其衍生物等)、 蜡类、稳定剂、粘着赋予剂、脱模剂、颜料、阻燃剂、润滑剂等。为了改善磨损性、成型性等,也可以添加少量的其它热塑性树脂或橡胶。为了提高强度、刚性,还可以添加短纤维等。这些混合物用例如单轴挤出机、双轴挤出机、辊、班伯里混炼机、布拉本德机(
> Ψ )、捏和机、高剪切型混合机等加热混炼机熔融混炼,添加交联剂以及根据需要加入的交联助剂等,或者将这些必要成分同时混合,加热熔融来进行混炼。也可以预先准备将高分子有机材料和增塑剂混炼而成的热塑性材料,再将该材料和与其中所用的高分子有机材料相同种类或不同种类的一种以上的高分子有机材料混合后使用。这里,通过使用动态交联的聚烯烃类热塑性弹性体来代替乙烯一丙烯类共聚型橡胶,可以减小混炼时的耗电量,缩短加工时间,减少产品的热史。所得的化合物通过注射成型或挤出成型等公知的方法成型为所要的形状,除了可以用作要求高防尘性的硬盘驱动器用垫片外,还可以用作适用于除了高防尘性外还要求气密性的部位的垫片材料、封装材料。用作硬盘驱动器用垫片时,例如注射至插入了涂布有粘接剂的金属制罩的模具内,从而一体成型为封装材料。作为金属制罩,可以单独或混合使用铝板、对铝板实施镀敷处理而得的板、不锈钢板、不锈钢制减震钢板等;作为粘接剂,可以单独或混合使用使具有马来酸酐、丙烯酸、环氧基、羟基等极性基团的化合物接枝于聚烯烃类树脂的侧链来进行改性并将所得产物溶解于芳香族或脂肪族有机溶剂以使其液态化而得的粘接剂或使其分散而得的粘接剂,或者将苯乙烯一丁二烯共聚型橡胶溶解于芳香族或脂肪族有机溶剂以使
6其液态化而得的粘接剂等。作为粘接剂的涂布方法,可以根据需要选择浸渍涂布、喷涂、丝网印刷、刷涂、模印方式等最适方法。
实施例接着,通过实施例对本发明进行说明。实施例1
乙烯一丙烯一二烯共聚型橡胶100重量份 (三井化学产品EPT3072EP)
聚丙烯树脂(普瑞曼聚合物(,4 A f U —)产品60重量份
J-700GP/PP 均聚物;MFR 8. 0g/10 分钟)
苯乙烯类热塑性弹性体115重量份
(可乐丽产品七卜 > 4077/SEEPS ;Mn 260000, 非晶质聚苯乙烯嵌段含量30重量% ) 增塑剂170重量份
(英力士( ^才、才7 )产品Durasynl68 ;来源于 C10的聚α -烯烃,粘度7. 8mm2/秒)
交联剂(日本油脂产品夕笑^ D)2. 4重量份
交联助剂(日本化成产品TAIC M60 ;1. 2重量份
三烯丙基异氰脲酸酯)
将上述各成分用双轴挤出机(神戸制钢制“^ ^ 一 KTX46)在设定温度210 180°C、 旋转速度150rpm的条件下进行混合挤出,将所得材料(混合物)用注射成型机(川口铁工制KM-80)在设定温度210 180°C、注射速度0. 5秒、注射压力lOOMPa、循环时间30秒的条件下成型为试验片(150X 150X2mm),用于硬度、脱气性和湿度透过性的试验。硬度与ASTM D-2240对应的JIS K6253 :1997基准(3块试验片重合)。脱气性试验对50X3X2mm的长方形试验片进行120°C、1小时的排热后,测定脱气量,将显示出低于30μ g/g的脱气量的试验片评价为〇,将显示出在30μ g/g以上且低于50 μ g/g的脱气量的试验片评价为Δ,将显示出50 μ g/g以上的脱气量的试验片评价为χ
(显示出50 μ g/g以上的脱气量的试验片不优选作为要求高性能的服务器等的硬盘用垫片,另一方面,显示出低于50 μ g/g、特别是低于30 μ g/g的脱气量的试验片优选作为硬盘用垫片)。湿度透过性试验在圆筒状的SUS容器(内径27mm、深度50mm)内加入IOml蒸馏水,将调整至直径30mm、厚度Imm的试验片夹于其中,用SUS制的中空盖(开口部的内径 27mm)固定,根据70°C、100小时后的数据算出水蒸气透过系数(g mm/cm2 MH),将显示出低于5X10_3(g mm/cm2 ΜΗ)的值的试验片评价为〇,将显示出5X 10_3(g mm/cm2 24H) 以上的值的试验片评价为X
(水蒸气透过系数显示出5X10—3以上的值的试验片不优选作为硬盘用垫片)。此外,在预先成形为罩形状的铝板(非电解镍镀层2 5μπι処理)上涂布改性烯烃树脂类粘接剂(三井化学产品-二 ζ卜一 > R120K),将所得部件预先插入模具内,同样地在注射速度0. 5秒、注射压力lOOMPa、循环时间30秒的条件下在罩上成型垫片,使用该罩一体型垫片进行密封性试验和成型性评价。密封性试验将一体成型于罩的垫片在安装于实机泄漏试验机的状态下进行 80°C,168小时的热处理,然后恢复至室温,从试验机内部持续施加30秒钟的5kPa的正压, 将15秒后未发生泄漏的垫片评价为〇,将15秒后发生了泄漏的垫片评价为X
(垫片材料的耐压缩永久变形特性差时或垫片形状存在缺陷时会泄漏)。成型性评价在产品的注射成型过程中无法成型为规定的产品形状,因而可见变形、收缩、缺口、焊缝、缺料、溢料等的发生以及无法一体成型于罩的现象的发生等不良情况的产品评价为X,未见上述不良情况的产品评价为〇。实施例2
实施例1中,使用相同量的英力士( 4才、才^ )产品Durasyn 166(来源于C10的聚 α -烯烃,粘度6. Omm2/秒)作为增塑剂。实施例3
实施例1中,使用相同量的英力士产品Durasyn 170(来源于Cltl的聚α-烯烃,粘度 10. Omm2/秒)作为增塑剂。实施例4
实施例1中,使用相同量的英力士产品Durasyn 148(来源于C12的聚α-烯烃,粘度 7. 8mm2/秒)作为增塑剂。实施例5
实施例1中,使用相同量的英力士产品Durasyn 128 (来源于C12和C^的聚α-烯烃, 粘度7. 8mm2/秒)作为增塑剂。实施例6
实施例1中,使用相同量的动态交联的烯烃类热塑性弹性体(三井化学产品$,7卜 ι 一 7030B)来代替乙烯一丙烯一二烯共聚型橡胶,并且将聚丙烯树脂的用量改为15重量份,将苯乙烯类热塑性弹性体的用量改为80重量份,将增塑剂的用量改为175重量份。比较例1
实施例1中,使用相同量的矿物油(出光兴产产品操作油(process oil)PW90 ;运动粘度95mm2/秒)作为增塑剂。比较例2
实施例1中,使用相同量的矿物油(出光兴产产品操作油PW380 ;运动粘度382mm2/秒) 作为增塑剂。比较例3
实施例1中,使用相同量的烃类合成油(三井化学产品&一力 > 卜HC-10 ;液态乙烯一 α-烯烃共聚物,粘度10. Omm2/秒)作为增塑剂。比较例4
实施例1中,使用相同量的英力士产品Durasyn 164 (来源于Cltl的聚α-烯烃,粘度 4. Omm2/秒)作为增塑剂。比较例5
实施例1中,使用相同量的英力士产品Durasyn 174 (来源于Cltl的聚α-烯烃,粘度40. Omm2/秒)作为增塑剂。比较例6
实施例1中,未使用乙烯一丙烯一二烯共聚型橡胶、交联剂和交联助剂中的任何一种。比较例7
实施例1中,将聚丙烯树脂量改为15重量份,并且未使用苯乙烯类热塑性弹性体和增塑剂中的任何一种。以上各实施例和比较例所得的结果示于下表。
权利要求
1.弹性体组合物,该弹性体组合物含有(A)100重量份的乙烯一丙烯类共聚型橡胶或聚烯烃类热塑性弹性体;(B)10 200重量份的聚丙烯类树脂;(C)10 200重量份的苯乙烯类热塑性弹性体;(D)100 400重量份的来源于C1Q、C12或C12ZC14的聚α -烯烃增塑剂,该增塑剂在100°C 下的与ASTM D-445对应的JIS K2283基准的粘度为5 20mm2/秒。
2.权利要求1所述的弹性体组合物,其特征在于,作为聚烯烃类热塑性弹性体,使用部分动态交联的聚烯烃类热塑性弹性体。
3.权利要求1所述的弹性体组合物,其特征在于,还含有0.1 5重量份的(E)有机过氧化物交联剂。
4.权利要求3所述的弹性体组合物,其特征在于,将0.1 2. 5重量份的(F)多官能性不饱和化合物交联助剂与有机过氧化物交联剂一起使用。
5.权利要求1所述的弹性体组合物,其特征在于,苯乙烯类热塑性弹性体是聚苯乙烯一聚(乙烯一丙烯)一聚苯乙烯三嵌段共聚物或聚苯乙烯一聚(乙烯/乙烯一丙烯)一聚苯乙烯三嵌段共聚物。
6.权利要求1、3或4所述的弹性体组合物,其特征在于,用于密封材料成型。
7.密封材料,其特征在于,由权利要求6所述的弹性体组合物交联成型而得。
8.权利要求7所述的密封材料,其特征在于,用作通过粘接剂将封装材料与金属制罩一体化而成的硬盘驱动器用罩一体型垫片的封装材料。
全文摘要
弹性体组合物,该弹性体组合物含有(A)100重量份的乙烯-丙烯类共聚型橡胶或聚烯烃类热塑性弹性体,优选部分动态交联的聚烯烃类热塑性弹性体;(B)10~200重量份的聚丙烯类树脂;(C)10~200重量份的苯乙烯类热塑性弹性体;(D)100~400重量份的来源于C10、C12或C12/C14的聚α-烯烃增塑剂,该增塑剂的粘度(JISK2283基准)为5~20mm2/秒(100℃)。该弹性体组合物的低脱气性、低硬度和高温下的密封性等特性优良、适合用作硬盘驱动器用罩一体型垫片的封装材料的成型材料等。
文档编号C08L23/16GK102439087SQ20108002247
公开日2012年5月2日 申请日期2010年4月23日 优先权日2009年5月13日
发明者小岛好文, 横田敦 申请人:Nok株式会社
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