專(zhuān)利名稱(chēng)：閥或泵的襯墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥或泵的襯墊(joint)，以及帶有這種襯墊的流體產(chǎn)
品裝置。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明的村墊一方面適合用于帶有閥(尤其是計(jì)量 閥)的加壓流體產(chǎn)品分配裝置中，另一方面適合用于帶有泵的非加壓 流體產(chǎn)品分配裝置中。
背景技術(shù)：
用于加壓流體產(chǎn)品分配裝置例如氣溶膠裝置中的襯墊應(yīng)當(dāng)滿足一 些條件并符合某些要求。因而，這些村墊應(yīng)當(dāng)提供良好的機(jī)械性能， 具有適合于推進(jìn)劑的膨脹性能，提供合適的摩擦系數(shù)，對(duì)推進(jìn)劑具有 密封性并保證良好的抗?jié)裥?。這些特征對(duì)于在閥的可動(dòng)閥部件和含有 待推進(jìn)的藥劑的閥室之間形成密封的動(dòng)態(tài)襯墊而言是特別重要的。
另一方面，用于非加壓流體產(chǎn)品分配裝置中，尤其是用于泵中的 襯墊也應(yīng)當(dāng)滿足多種條件并符合一些要求。因而，這些襯墊應(yīng)當(dāng)具有 良好的耐熱性，具有不透氣性，并且顯然是無(wú)毒的。它們還應(yīng)當(dāng)具有 良好的耐溶液性，尤其是耐水/乙醇溶液。它們應(yīng)當(dāng)提供良好的抗?jié)裥浴?對(duì)化學(xué)試劑、溶劑、酸、堿的良好抗性，并保證對(duì)防腐劑例如季銨化 合物的良好耐性，以及對(duì)微生物侵襲和無(wú)機(jī)鹽溶液的抗性。
襯墊和分配器所含產(chǎn)品之間的不良化學(xué)相容性會(huì)導(dǎo)致襯墊和內(nèi)容 物之間的遷移。
例如，對(duì)于與這些襯墊接觸的藥物制劑，可能出現(xiàn)作為潛在的遷 移物的可提取物。在這些化合物中可以發(fā)現(xiàn)寡聚體殘余物、殘余溶 劑、硫化劑、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑以及其他物質(zhì)。
與襯墊接觸的流體可尤其具有多種類(lèi)型的有害影響。村墊承受著受到所接觸流體的化學(xué)侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)。在這種情況下存 在材料的降解，襯墊可能變脆、變軟或遍布裂紋。當(dāng)然也存在密封性 破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
另外，襯墊對(duì)所接觸流體的吸收可導(dǎo)致襯墊的膨脹，這會(huì)具有多 種后果，例如襯墊材料性能的改變、硬化、空間的缺乏導(dǎo)致襯墊擠出。
所接觸流體對(duì)襯墊的組分的提取也可導(dǎo)致材料性能的變化，并且 襯墊截面積的降低可導(dǎo)致泄露。
機(jī)械性能、物理化學(xué)性能和化學(xué)相容性一樣要納入考慮。襯墊的 柔性、其對(duì)反復(fù)彎曲的抗性及其對(duì)摩擦的抗性對(duì)襯墊的壽命具有顯著 影響。
彈性性能如DRC (壓縮永久變形)可影響襯墊在特定應(yīng)用中的良 好表現(xiàn)。DRC基本上是對(duì)襯墊保持其密封力并因此保證其功能的能力 的度量。DRC的值取決于運(yùn)行的條件及時(shí)間長(zhǎng)度。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的是提供最優(yōu)地符合上述要求的閥或泵的襯墊。 本發(fā)明的目的是提供可以改善襯墊與活性成分的相容性以及彈性
性能的閥或泵的襯墊。
因而，本發(fā)明的目的是提供能夠由于其彈性、DRC和化學(xué)相容性
性能的結(jié)合而提供提高的壽命和運(yùn)行時(shí)間的襯墊。
本發(fā)明的另一目的是提供制造成本低且簡(jiǎn)單的閥或泵的襯墊。 因而本發(fā)明的目的是用于流體產(chǎn)品分配裝置的閥或泵的襯墊，所
述襯墊包含至少一種彈性體和至少一種pH值大于或等于8的堿性礦物填料。
有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括氬氧化鋁(A1(0H)3)。 有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括氫氧化氧化鋁(A100H )。 有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括氫氧化鎂(Mg(0H)J 。 有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括硅藻土。 有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括珪灰石。有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括合成產(chǎn)物。
有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括鈉和鎂的鋁硅酸鹽。
有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括pH值大于或等于8的二 氧化硅。
有利地，所述至少一種堿性礦物填料包括白堊(碳酸釣)。
有利地，所述至少一種彈性體包括一種或多種下列組分腈橡膠 (NBR )、氫化腈橡膠(HNBR )、聚氯丁二烯(CR )、乙烯丙烯(EP )、 乙烯丙烯二烯(EPDM)、聚烯烴彈性體如聚乙烯辛烯(P0E)或聚乙烯 丁烯(PBE) 、 丁基橡膠(IIR)、卣丁基橡膠如氯丁基橡膠(CIIR) 或溴丁基橡膠(BIIR)，和/或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。
有利地，該襯墊另外包括與所述至少一種堿性礦物填料相結(jié)合的 至少一種其它礦物填料。
有利地，所述相結(jié)合的至少一種其它礦物填料包括高呤土、 二氧 化硅(pH<7)和/或白堊。
有利地，所述襯墊為靜態(tài)村墊，例如位于閥或泵與儲(chǔ)器之間的頸 襯墊；和/或與可動(dòng)部件接觸的動(dòng)態(tài)襯墊，所述可動(dòng)部件例如是泵的活 塞桿或閥的閥部件(soupape) o
本發(fā)明的目的還在于含有至少一個(gè)如上所述的襯墊的流體產(chǎn)品分 配裝置。


在圖中
-圖l是表明DRC的圖表；并且 -圖2是表明活性成分的降解的圖表。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的襯墊既可用于加壓流體產(chǎn)品分配裝置中，也可用于非加 壓流體產(chǎn)品分配裝置中。它可充當(dāng)靜態(tài)襯墊，例如在泵或閥與儲(chǔ)器之 間形成密封的頸襯墊，也可充當(dāng)與可動(dòng)部件接觸的動(dòng)態(tài)襯墊，所述可動(dòng)部件例如是泵的活塞桿或閥的閥部件。
在加壓分配器中，該裝置包括帶有可動(dòng)閥部件的閥，所述閥安裝 在裝有有醇或無(wú)醇推進(jìn)劑以及流體產(chǎn)品的儲(chǔ)器上。推進(jìn)劑包括
HFC-134a或HFC-227類(lèi)型的氣體。本發(fā)明的襯墊因而可用作閥與儲(chǔ)器 之間的頸襯墊和/或用作閥部件在其中滑動(dòng)的動(dòng)態(tài)襯墊。
在第二種情況下，分配器(非加壓)包括安裝在裝有流體產(chǎn)品的 儲(chǔ)器上的泵。本發(fā)明的襯墊因而可以用于例如泵體和儲(chǔ)器之間(靜態(tài) 襯墊)或與活塞桿相抵(動(dòng)態(tài)襯墊)。
襯墊的配方通常包括一種或多種基礎(chǔ)聚合物，其中可以加入特別 是礦物填料或炭黑填料，添加劑，硫化劑，著色劑，加工助劑或增塑 劑。
本發(fā)明的閥或泵的襯墊包括至少一種彈性體和一種或多種PH值 大于或等于8的堿性礦物填料，下面給出它們的一些實(shí)例。
根據(jù)第一種變化方案，作為基礎(chǔ)聚合物，襯墊主要包括腈彈性體 (NBR)或氫化腈彈性體(HNBR)。作為閥的襯墊，已發(fā)現(xiàn)在與有醇(例 如乙醇)或無(wú)醇的HFC-134a或HFC-227型推進(jìn)劑相接觸的情況下，這 種類(lèi)型的彈性體具有出色的機(jī)械性能，因此它特別適合用作動(dòng)態(tài)襯墊。 當(dāng)然，它同樣可以在這種氣溶膠裝置中用作頸襯墊。它還具有容易與 其它彈性體材料熔合的優(yōu)點(diǎn)，例如與聚氯丁二烯(CR)、聚乙烯辛烯 (P0E) 、 丁基橡膠(IIR)、卣丁基橡膠(CIIR或BIIR)、乙烯丙烯 (EP)或乙烯丙烯二烯(EPDM)。這使得可以優(yōu)化襯墊的性能，尤其 是根據(jù)推進(jìn)劑的類(lèi)型(HFC-134或HFC-227,有醇或無(wú)醇)和/或待分 配的活性成分進(jìn)行優(yōu)化。
第二種變化方案在于使用聚氯丁二烯(CR)作為基礎(chǔ)彈性體。聚 氯丁二烯與例如P0E和/或CIIR或BIIR和/或EP或EPDM或HNBR的摻 混物(alliages)使得可以獲得具有良好機(jī)械性能的襯墊。
根據(jù)第三種變化方案，襯墊可以含有乙烯丙烯(EP)和/或乙烯丙 烯二烯(EPDM)作為基礎(chǔ)彈性體。EP或EPDM賦予襯墊良好的機(jī)械性 能。另外，與其他材料如腈或氯丁二烯相比，基于EPDM的襯墊具有對(duì)于活性成分更好的惰性并具有低水平的可提取物。EP和/或EPDM與例 如CR、 P0E、 NBR、 HNBR、 IIR、 CIIR或BIIR、 EVA的摻混物使得可以 優(yōu)化襯墊的性能，尤其是根據(jù)推進(jìn)劑的類(lèi)型和/或待分配的活性成分進(jìn) 行優(yōu)化。
根據(jù)第四種變化方案，襯墊可以含有聚烯烴彈性體，例如聚乙烯 辛烯(P0E)或聚乙烯丁烯(PBE)，它們賦予襯墊與有醇或無(wú)醇的HFC 型推進(jìn)劑接觸時(shí)低的膨脹性能。
根據(jù)另一種變化方案，還可以考慮制造具有作為基礎(chǔ)彈性體組分 的丁基橡膠(IIR)或卣丁基橡膠(CIIR或BIIR)的襯墊。這種類(lèi)型 的襯墊具有良好的抗?jié)裥砸约霸贖FC型推進(jìn)劑中的低膨脹性。
根據(jù)另一種變化方案，還可以考慮制造具有作為基礎(chǔ)彈性體組分 的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的襯墊。這種類(lèi)型的襯墊也具有良好的機(jī) 械性能以及與有醇或無(wú)醇的HFC型推進(jìn)劑接觸時(shí)低的膨脹性能。EVA 與尤其是一種或多種上述彈性體材料(CR、 P0E、 IIR、 CIIR、 BIIR、 EP、 EPDM)的摻混物使得可以優(yōu)化襯墊的性能，尤其是根據(jù)推進(jìn)劑的 類(lèi)型和/或待分配的活性成分進(jìn)行優(yōu)化。
通常在這種襯墊中使用礦物填料以改善它們的某些性能(機(jī)械性 能、摩擦性能、可提取性能等)。
本發(fā)明的襯墊的材料具有一種或多種與至少一種彈性體相結(jié)合的 堿性礦物填料，例如如上所述的那些。
盡管具有酸性pH值的二氧化硅通常用于計(jì)量閥應(yīng)用中，但是本發(fā) 明的村墊具有至少一種pH值大于或等于8的堿性礦物填料，所述填料 有利地選自氫氧化鋁(A1(0H)3)、氫氧化氧化鋁(A100H)、氬氧化 鎂(Mg(0H)2)、硅藻土、硅灰石、鈉和鎂的鋁硅酸鹽、具有堿性pH 值的二氧化硅、白堊(碳酸鉤)組成的組。
在本發(fā)明的襯墊中使用的堿性礦物填料還可以與一種或多種其它 礦物填料結(jié)合，例如高嶺土、具有酸性pH值的二氧化硅和/或白堊。
一種或多種堿性礦物填料在本發(fā)明的襯墊的材料中的使用使得可 以改善彈性性能如DRC和/或與活性成分的相容性。DRC (壓縮永久變形)又稱(chēng)為"Compression Set"，它用百分比表 示，可以確定橡膠在經(jīng)受變形后恢復(fù)其原始尺寸的能力或剩余。
DRC的測(cè)試是將橡膠墊塊(直徑6mm，厚度6mm)壓縮其原始高度 的25%。將這個(gè)應(yīng)力在40。C下保持22小時(shí)。在解除應(yīng)力后，將橡膠墊 塊放置30分鐘。然后重新測(cè)量其高度。
根據(jù)下式計(jì)算DRC:
Hi:原始高度 Hf:最終高度 He:;波壓縮高度
數(shù)值(DRC的百分比)越小，認(rèn)為該材料越具有彈性。
圖1表示礦物填料的類(lèi)型對(duì)DRC的影響，從中可以看出，含有與
氫氧化鋁結(jié)合的pH值大于或等于8的堿性二氧化硅的襯墊，或者含有
與氫氧化鎂結(jié)合的pH值大于或等于8的堿性二氧化硅的襯墊，其DRC (分別等于12%和10%)小于含有與高嶺土結(jié)合的pH值為酸性的二氧
化硅的襯墊的DRC ( 17%)。
因此，含有上述類(lèi)型的堿性礦物填料的本發(fā)明的襯墊與含有pH
值為酸性的二氧化硅的襯墊相比，具有低的DRC值，因而具有高的彈性。
另外， 一些測(cè)試，例如活性成分的降解測(cè)試，已證明在本發(fā)明的
活性成分的降解測(cè)試在于在罐中加入5個(gè)橡膠圓片，并向其中加 入溶解有活性成分的制劑。
將這些加壓的罐置于烘箱中以加速老化。
通過(guò)HPLC在每個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)(對(duì)于所研究的活性成分，T0， T-2周和 T-5周)對(duì)每個(gè)罐中剩余的活性成分的量進(jìn)行測(cè)量。
剩余的活性成分的量越多，所測(cè)試的材料與活性成分越相容。 示于圖2的圖表中的測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)于含有堿性礦物填料(例如具有堿性pH值的二氧化硅或氫氧化鋁)的襯墊，剩余活性成分的量 (分別為38%和81%)大于使用酸性二氧化硅的襯墊的情況(4%)。使 用至少一種pH值大于或等于8的堿性礦物填料的本發(fā)明的襯墊因此比 僅使用酸性礦物填料的襯墊與活性成分更相容。對(duì)于圖2的測(cè)試，具 有酸性pH值的二氧化硅的pH值為6，具有堿性pH值的二氧化硅的pH 值為9,氫氧化鋁的pH值為9。
制造的便利性和適中的成本也是本發(fā)明的襯墊的有利方面。 應(yīng)當(dāng)指出的是，鈉和鎂的鋁硅酸鹽是合成產(chǎn)物。與從土壤中提取 的物質(zhì)(例如硅酸鎂或滑石)相反，合成產(chǎn)物的成本低，而且它不會(huì) 帶來(lái)可得性或匱乏的問(wèn)題，因?yàn)榭梢匀菀椎卦趯?shí)驗(yàn)室中根據(jù)需要制備。 因此，鈉和鎂的鋁硅酸鹽的使用或者通過(guò)合成得到的或含有合成產(chǎn)物 的其他堿性礦物填料的使用是有利的。
盡管以上通過(guò)參照襯墊的配方的多種可能的變化方案對(duì)作為本發(fā) 明襯墊的成分的堿性礦物填料和彈性體的實(shí)例進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā) 明不限于這些實(shí)例，本專(zhuān)利的范圍由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.用于流體產(chǎn)品分配裝置的閥或泵的襯墊，其特征在于所述襯墊包含至少一種彈性體和至少一種pH值大于或等于8的堿性礦物填料。
2. 權(quán)利要求1的村墊，其中所述至少一種堿性礦物填料包括氫氧 化鋁(A1(0H)3)。
3. 權(quán)利要求1或2的襯墊，其中所述至少一種堿性礦物填料包括 氫氧化氧化鋁(A100H)。
4. 權(quán)利要求l、 2或3的襯墊，其中所述至少一種堿性礦物填料 包括氫氧化鎂(Mg (OH) 2)。
5. 以上權(quán)利要求任意之一的襯墊，其中所述至少一種堿性礦物填 料包括硅藻土。
6. 以上權(quán)利要求任意之一的村墊，其中所述至少一種堿性礦物填 料包括硅灰石。
7. 以上權(quán)利要求任意之一的襯墊，其中所述至少一種堿性礦物填 料包括合成產(chǎn)物。
8. 以上權(quán)利要求任意之一的村墊，其中所述至少一種堿性礦物填 料包括鈉和鎂的鋁硅酸鹽。
9. 以上權(quán)利要求任意之一的襯墊，其中所迷至少一種堿性礦物填 料包括pH值大于或等于8的二氧化硅。
10. 以上權(quán)利要求任意之一的襯墊，其中所述至少一種堿性礦物填 料包括白堊(碳酸鉀)。
11. 以上權(quán)利要求任意之一的襯墊 一種或多種下列組分腈橡膠(NBR)、 二埽(CR)、乙烯丙烯(EP)、乙烯丙烯二烯(EPDM),聚烯烴彈性體 如聚乙烯辛烯(P0E)或聚乙烯丁烯(PBE) 、 丁基橡膠(IIR)、卣丁 基橡膠如氯丁基橡膠(CIIR)或溴丁基橡膠(BIIR)、和/或乙烯-乙酸 乙烯酯(EVA)。
12. 以上權(quán)利要求任意之一的襯墊，其中該襯墊另外包括與所述至其中所述至少一種彈性體包括 氫化腈橡膠(HNBR )、聚氯丁少 一種堿性礦物填料相結(jié)合的至少一種其它礦物填料。
13. 權(quán)利要求12的襯墊，其中所述相結(jié)合的至少一種其它礦物填 料包括高嶺土、 二氧化硅(pH<7)和/或白堊。
14. 以上權(quán)利要求任意之一的村墊，其中所述村墊為靜態(tài)襯墊，例 如位于閥或泵與儲(chǔ)器之間的頸襯墊；和/或與可動(dòng)部件接觸的動(dòng)態(tài)襯墊， 所述可動(dòng)部件例如是泵的活塞桿或閥的閥部件。
15. 流體產(chǎn)品分配裝置，其含有至少一個(gè)以上權(quán)利要求任意之一的 襯墊。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于流體產(chǎn)品分配裝置的閥或泵的襯墊，所述襯墊包含至少一種彈性體和至少一種pH值大于或等于8的堿性礦物填料。
文檔編號(hào)C09K3/10GK101600772SQ200780050773
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者P·萊昂內(nèi) 申請(qǐng)人:瓦盧瓦有限合伙公司