JP2003151586A - 固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及びこれを用いたシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータ - Google Patents
固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及びこれを用いたシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータInfo
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- JP2003151586A JP2003151586A JP2001345845A JP2001345845A JP2003151586A JP 2003151586 A JP2003151586 A JP 2003151586A JP 2001345845 A JP2001345845 A JP 2001345845A JP 2001345845 A JP2001345845 A JP 2001345845A JP 2003151586 A JP2003151586 A JP 2003151586A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 固体高分子型燃料電池セパレータの少な
くとも片側周縁部をシールするシール用ゴム組成物であ
って、重合度が１０以下の低分子オルガノポリシロキサ
ンの含有量が０．２重量％以下であることを特徴とする
固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及
びシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータを提
供する。 【効果】 本発明のゴム組成物を用いることにより、重
合度が１０以下の低分子オルガノポリシロキサンの溶出
が少ないシール材が得られる。このシール材は、特に、
セパレータの冷媒として用いる水や水とエチレングリコ
ールの混合物に溶出しやすい重合度が１０以下の無官能
性オルガノポリシロキサンの溶出が殆どないため、固体
高分子型燃料電池セパレータシール材として有用であ
る。
くとも片側周縁部をシールするシール用ゴム組成物であ
って、重合度が１０以下の低分子オルガノポリシロキサ
ンの含有量が０．２重量％以下であることを特徴とする
固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及
びシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータを提
供する。 【効果】 本発明のゴム組成物を用いることにより、重
合度が１０以下の低分子オルガノポリシロキサンの溶出
が少ないシール材が得られる。このシール材は、特に、
セパレータの冷媒として用いる水や水とエチレングリコ
ールの混合物に溶出しやすい重合度が１０以下の無官能
性オルガノポリシロキサンの溶出が殆どないため、固体
高分子型燃料電池セパレータシール材として有用であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型の燃料電池と
して使用できる固体高分子型燃料電池のセパレータシー
ル用ゴム組成物及びこれを用いたシール材並びに固体高
分子型燃料電池セパレータに関する。
して使用できる固体高分子型燃料電池のセパレータシー
ル用ゴム組成物及びこれを用いたシール材並びに固体高
分子型燃料電池セパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】燃料電
池は、資源の枯渇に留意する必要がある化石燃料を使用
する必要が殆どない上に、発電において騒音を殆ど発生
せず、エネルギーの回収率も他のエネルギー発生機関と
比べて高くできる等の優れた性質を持つために、ビルや
工場の比較的小型の発電プラントとして開発が進めら
れ、一部実用化している。中でも固体高分子燃料電池
は、他のタイプの燃料電池と比べて低温で作動するの
で、電池を構成する部品について材料面での腐食の心配
が少ないばかりか、低温作動の割に比較的大電流を放電
可能といった特徴をもち、家庭のコージェネレーション
用としてだけでなく、車載用の内燃機関の代替電源とし
ても注目を集めている。
池は、資源の枯渇に留意する必要がある化石燃料を使用
する必要が殆どない上に、発電において騒音を殆ど発生
せず、エネルギーの回収率も他のエネルギー発生機関と
比べて高くできる等の優れた性質を持つために、ビルや
工場の比較的小型の発電プラントとして開発が進めら
れ、一部実用化している。中でも固体高分子燃料電池
は、他のタイプの燃料電池と比べて低温で作動するの
で、電池を構成する部品について材料面での腐食の心配
が少ないばかりか、低温作動の割に比較的大電流を放電
可能といった特徴をもち、家庭のコージェネレーション
用としてだけでなく、車載用の内燃機関の代替電源とし
ても注目を集めている。
【０００３】この固体高分子型燃料電池を構成する部品
の中で、セパレータは、一般に平板の両面又は片面に複
数の並行する溝を形成してなるもので、燃料電池セル内
のガス拡散電極で発生した電気を外部へ伝達すると共
に、発電の過程で前記溝中に生成した水を排水し、当該
溝を燃料電池セルへ流入する反応ガスの流通路として確
保するという役割を担っている。このような電池用のセ
パレータとしては、より小型化が要求され、また多数の
セパレータを重ね合わせて使用することから、耐久性が
優れ、長期間使用できるセパレータシール材が要求され
ている。
の中で、セパレータは、一般に平板の両面又は片面に複
数の並行する溝を形成してなるもので、燃料電池セル内
のガス拡散電極で発生した電気を外部へ伝達すると共
に、発電の過程で前記溝中に生成した水を排水し、当該
溝を燃料電池セルへ流入する反応ガスの流通路として確
保するという役割を担っている。このような電池用のセ
パレータとしては、より小型化が要求され、また多数の
セパレータを重ね合わせて使用することから、耐久性が
優れ、長期間使用できるセパレータシール材が要求され
ている。
【０００４】このようなセパレータシール材としては各
種樹脂からなるシール材が検討されているが、成型性、
耐熱性、弾性に優れたシリコーンゴム製のパッキング材
が主に使用されている。シリコーンゴムとしては、特
に、より成形性に優れた付加硬化型のシリコーンゴム組
成物のゴム硬化物が用いられているが、シリコーンゴム
は一般に低分子シロキサンと呼ばれる無官能性のオリゴ
マーを含んでおり、これらの溶出が問題とされている。
特に、上記のような自動車用や家庭用では、水や水とエ
チレングリコールの混合物でセパレータを冷却する際
に、これら冷却液に低分子シロキサンが溶出することに
よる悪影響が懸念されている。
種樹脂からなるシール材が検討されているが、成型性、
耐熱性、弾性に優れたシリコーンゴム製のパッキング材
が主に使用されている。シリコーンゴムとしては、特
に、より成形性に優れた付加硬化型のシリコーンゴム組
成物のゴム硬化物が用いられているが、シリコーンゴム
は一般に低分子シロキサンと呼ばれる無官能性のオリゴ
マーを含んでおり、これらの溶出が問題とされている。
特に、上記のような自動車用や家庭用では、水や水とエ
チレングリコールの混合物でセパレータを冷却する際
に、これら冷却液に低分子シロキサンが溶出することに
よる悪影響が懸念されている。
【０００５】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たもので、重合度が１０以下の低分子オルガノポリシロ
キサン、特に水や水とエチレングリコールの混合物に溶
け出しやすい重合度が１０以下の無官能性オルガノポリ
シロキサンの溶出が殆どないシール材を与える固体高分
子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及びこれを
用いたシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータ
を提供することを目的とする。
たもので、重合度が１０以下の低分子オルガノポリシロ
キサン、特に水や水とエチレングリコールの混合物に溶
け出しやすい重合度が１０以下の無官能性オルガノポリ
シロキサンの溶出が殆どないシール材を与える固体高分
子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及びこれを
用いたシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータ
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、（Ａ）一分子中に珪素原子と結合するアルケニル基
を少なくとも２個有するオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）一分子中に珪素原子と結合する水素原子を少なく
とも３個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン、（Ｃ）付加反応触媒を所定量含有し、かつ重合度が
１０以下の低分子オルガノポリシロキサンの含有量が
０．２重量％以下である固体高分子型燃料電池セパレー
タシール用ゴム組成物を用いることにより、低分子ポリ
シロキサンの溶出が殆どないシール材が得られることを
知見し、本発明をなすに至った。
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、（Ａ）一分子中に珪素原子と結合するアルケニル基
を少なくとも２個有するオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）一分子中に珪素原子と結合する水素原子を少なく
とも３個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン、（Ｃ）付加反応触媒を所定量含有し、かつ重合度が
１０以下の低分子オルガノポリシロキサンの含有量が
０．２重量％以下である固体高分子型燃料電池セパレー
タシール用ゴム組成物を用いることにより、低分子ポリ
シロキサンの溶出が殆どないシール材が得られることを
知見し、本発明をなすに至った。
【０００７】従って、本発明は、固体高分子型燃料電池
セパレータの少なくとも片側周縁部をシールするシール
用ゴム組成物であって、 （Ａ）一分子中に珪素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個有するオル ガノポリシロキサン １００重量部 （Ｂ）一分子中に珪素原子と結合する水素原子を少なくとも３個有するオルガノ ハイドロジェンポリシロキサン ０．５〜２０重量部 （Ｃ）付加反応触媒 触媒量 を含有し、かつ重合度が１０以下の低分子オルガノポリ
シロキサンの含有量が０．２重量％以下であることを特
徴とする固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム
組成物及びこれを硬化させてなる固体高分子型燃料電池
セパレータシール材を提供する。
セパレータの少なくとも片側周縁部をシールするシール
用ゴム組成物であって、 （Ａ）一分子中に珪素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個有するオル ガノポリシロキサン １００重量部 （Ｂ）一分子中に珪素原子と結合する水素原子を少なくとも３個有するオルガノ ハイドロジェンポリシロキサン ０．５〜２０重量部 （Ｃ）付加反応触媒 触媒量 を含有し、かつ重合度が１０以下の低分子オルガノポリ
シロキサンの含有量が０．２重量％以下であることを特
徴とする固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム
組成物及びこれを硬化させてなる固体高分子型燃料電池
セパレータシール材を提供する。
【０００８】上記固体高分子型燃料電池セパレータシー
ル用ゴム組成物にあっては、特に、（Ａ）成分のオルガ
ノポリシロキサンは、平均重合度が１００〜２０００
で、かつ珪素原子に結合する全有機基の９０％以上がメ
チル基であることが好ましく、更に、（Ａ）成分中のア
ルケニル基の総量と（Ｂ）成分中の珪素原子に結合した
水素原子の総量とのモル比が、珪素原子に結合した水素
原子／アルケニル基＝０．８〜５．０の範囲であること
が好ましい。
ル用ゴム組成物にあっては、特に、（Ａ）成分のオルガ
ノポリシロキサンは、平均重合度が１００〜２０００
で、かつ珪素原子に結合する全有機基の９０％以上がメ
チル基であることが好ましく、更に、（Ａ）成分中のア
ルケニル基の総量と（Ｂ）成分中の珪素原子に結合した
水素原子の総量とのモル比が、珪素原子に結合した水素
原子／アルケニル基＝０．８〜５．０の範囲であること
が好ましい。
【０００９】また、本発明は、固体高分子型燃料電池セ
パレータとして、金属薄板、又は導電性粉末とバインダ
ーとを含む基材の少なくとも片面の周縁部に、シール部
として上記ゴム組成物を圧縮成型、注入成型、射出成
型、トランスファー成型、ディッピング、コーティング
又はスクリーン印刷し硬化させてなる固体高分子型燃料
電池セパレータを提供する。
パレータとして、金属薄板、又は導電性粉末とバインダ
ーとを含む基材の少なくとも片面の周縁部に、シール部
として上記ゴム組成物を圧縮成型、注入成型、射出成
型、トランスファー成型、ディッピング、コーティング
又はスクリーン印刷し硬化させてなる固体高分子型燃料
電池セパレータを提供する。
【００１０】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の（Ａ）成分の一分子中に珪素原子と結合するア
ルケニル基を少なくとも２個有するオルガノポリシロキ
サンとしては下記平均組成式（Ｉ）で示されるものを用
いることができる。 Ｒ1 aＳｉＯ(4-a)/2 …（Ｉ） （式中、Ｒ1は互いに同一又は異種の炭素数１〜１０、
好ましくは１〜８の置換又は非置換一価炭化水素基であ
り、ａは１．５〜２．８、好ましくは１．８〜２．５の
範囲の正数である。）
本発明の（Ａ）成分の一分子中に珪素原子と結合するア
ルケニル基を少なくとも２個有するオルガノポリシロキ
サンとしては下記平均組成式（Ｉ）で示されるものを用
いることができる。 Ｒ1 aＳｉＯ(4-a)/2 …（Ｉ） （式中、Ｒ1は互いに同一又は異種の炭素数１〜１０、
好ましくは１〜８の置換又は非置換一価炭化水素基であ
り、ａは１．５〜２．８、好ましくは１．８〜２．５の
範囲の正数である。）
【００１１】ここで、上記Ｒ1で示される非置換又は置
換一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ
ｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキ
シル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デ
シル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリ
ル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニ
ルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基、ビ
ニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、
ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オク
テニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の
一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、
シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、ク
ロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル
基、シアノエチル基等が挙げられるが、全Ｒ1の９０％
以上がメチル基であることが好ましい。
換一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ
ｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキ
シル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デ
シル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリ
ル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニ
ルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基、ビ
ニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、
ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オク
テニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の
一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、
シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、ク
ロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル
基、シアノエチル基等が挙げられるが、全Ｒ1の９０％
以上がメチル基であることが好ましい。
【００１２】また、Ｒ1のうち少なくとも２個はアルケ
ニル基（炭素数２〜８のものが好ましく、更に好ましく
は２〜６であり、特に好ましくはビニル基である。）で
あることが必要であるが、オルガノポリシロキサン中の
アルケニル基の含有量は、５．０×１０-6ｍｏｌ／ｇ〜
５．０×１０-3ｍｏｌ／ｇ、特に１．０×１０-5ｍｏｌ
／ｇ〜１．０×１０-3ｍｏｌ／ｇであることが好まし
い。アルケニル基の量が５．０×１０-6ｍｏｌ／ｇより
少ないとゴム硬度が低く十分なシール性が得られなくな
る恐れがあり、５．０×１０-3ｍｏｌ／ｇより多いと架
橋密度が高くなりすぎて、脆いゴムとなってしまう恐れ
がある。
ニル基（炭素数２〜８のものが好ましく、更に好ましく
は２〜６であり、特に好ましくはビニル基である。）で
あることが必要であるが、オルガノポリシロキサン中の
アルケニル基の含有量は、５．０×１０-6ｍｏｌ／ｇ〜
５．０×１０-3ｍｏｌ／ｇ、特に１．０×１０-5ｍｏｌ
／ｇ〜１．０×１０-3ｍｏｌ／ｇであることが好まし
い。アルケニル基の量が５．０×１０-6ｍｏｌ／ｇより
少ないとゴム硬度が低く十分なシール性が得られなくな
る恐れがあり、５．０×１０-3ｍｏｌ／ｇより多いと架
橋密度が高くなりすぎて、脆いゴムとなってしまう恐れ
がある。
【００１３】なお、アルケニル基は、分子鎖末端の珪素
原子に結合していても、分子鎖途中の珪素原子に結合し
ていても、両者に結合していてもよいが、少なくとも分
子鎖両末端の珪素原子に結合しているアルケニル基を有
するものであることが好ましい。
原子に結合していても、分子鎖途中の珪素原子に結合し
ていても、両者に結合していてもよいが、少なくとも分
子鎖両末端の珪素原子に結合しているアルケニル基を有
するものであることが好ましい。
【００１４】また、このオルガノポリシロキサンの構造
は、基本的には直鎖状構造を有することが好ましいが、
部分的には分岐状の構造、環状構造などであってもよ
い。分子量については特に限定はなく、粘度の低い液状
のものから、粘度の高い生ゴム状のものまで使用できる
が、好ましくはオルガノポリシロキサンの平均重合度が
１００〜２０００、特に１５０〜１５００であるものが
好ましい。平均重合度が１００未満では、シリコーンゴ
ム硬化物が弾性に劣るため十分なシール性が得られない
場合があり、２０００を超えると、シリコーンゴム組成
物が高粘度となり成形が困難となる場合がある。
は、基本的には直鎖状構造を有することが好ましいが、
部分的には分岐状の構造、環状構造などであってもよ
い。分子量については特に限定はなく、粘度の低い液状
のものから、粘度の高い生ゴム状のものまで使用できる
が、好ましくはオルガノポリシロキサンの平均重合度が
１００〜２０００、特に１５０〜１５００であるものが
好ましい。平均重合度が１００未満では、シリコーンゴ
ム硬化物が弾性に劣るため十分なシール性が得られない
場合があり、２０００を超えると、シリコーンゴム組成
物が高粘度となり成形が困難となる場合がある。
【００１５】本発明の（Ｂ）成分の一分子中に珪素原子
と結合する水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を少なくとも３個有
するオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、分子中
のＳｉ−Ｈ基が、前記（Ａ）成分中の珪素原子に結合し
たアルケニル基とヒドロシリル付加反応により架橋し、
組成物を硬化させるための架橋剤として作用するもので
ある。
と結合する水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を少なくとも３個有
するオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、分子中
のＳｉ−Ｈ基が、前記（Ａ）成分中の珪素原子に結合し
たアルケニル基とヒドロシリル付加反応により架橋し、
組成物を硬化させるための架橋剤として作用するもので
ある。
【００１６】この（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェン
ポリシロキサンとしては、下記平均組成式（ＩＩ） Ｒ2 bＨcＳｉＯ{4-(b+c)}/2 …（ＩＩ） （式中、Ｒ2は互いに同一または異種の炭素数１〜１
０、好ましくは１〜８の置換又は非置換一価炭化水素基
である。また、ｂは０．７〜２．１、ｃは０．００１〜
１．０、かつｂ＋ｃ＝０．８〜３．０を満足する正数で
ある。）で示され、１分子中に少なくとも３個（通常、
３〜３００個）、好ましくは３〜１００個、より好まし
くは３〜５０個の珪素原子に結合した水素原子を有する
ものが好適に用いられる。
ポリシロキサンとしては、下記平均組成式（ＩＩ） Ｒ2 bＨcＳｉＯ{4-(b+c)}/2 …（ＩＩ） （式中、Ｒ2は互いに同一または異種の炭素数１〜１
０、好ましくは１〜８の置換又は非置換一価炭化水素基
である。また、ｂは０．７〜２．１、ｃは０．００１〜
１．０、かつｂ＋ｃ＝０．８〜３．０を満足する正数で
ある。）で示され、１分子中に少なくとも３個（通常、
３〜３００個）、好ましくは３〜１００個、より好まし
くは３〜５０個の珪素原子に結合した水素原子を有する
ものが好適に用いられる。
【００１７】ここで、Ｒ2の置換又は非置換一価炭化水
素基としては、前述のＲ1で例示したものと同様のもの
を挙げることができるが、アルケニル基等の脂肪族不飽
和結合を有しないものが好ましい。また、ｂは好ましく
は０．８〜２．０、ｃは好ましくは０．０１〜１．０、
ｂ＋ｃは好ましくは１．０〜２．５である。
素基としては、前述のＲ1で例示したものと同様のもの
を挙げることができるが、アルケニル基等の脂肪族不飽
和結合を有しないものが好ましい。また、ｂは好ましく
は０．８〜２．０、ｃは好ましくは０．０１〜１．０、
ｂ＋ｃは好ましくは１．０〜２．５である。
【００１８】また、オルガノハイドロジェンポリシロキ
サンの分子構造は、直鎖状、環状、分岐状、三次元網目
状のいずれの構造であってもよく、一分子中の珪素原子
の数(又は重合度)が２〜３００（個）、特に４〜１５０
（個）程度の室温（２５℃）で液状（通常、２５℃で１
０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは０．１〜５００ｍＰ
ａ・ｓ程度）のものが好適に用いられる。
サンの分子構造は、直鎖状、環状、分岐状、三次元網目
状のいずれの構造であってもよく、一分子中の珪素原子
の数(又は重合度)が２〜３００（個）、特に４〜１５０
（個）程度の室温（２５℃）で液状（通常、２５℃で１
０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは０．１〜５００ｍＰ
ａ・ｓ程度）のものが好適に用いられる。
【００１９】なお、珪素原子に結合する水素原子は分子
鎖末端、分子鎖の途中のいずれに位置していてもよく、
両方に位置するものであってもよい。
鎖末端、分子鎖の途中のいずれに位置していてもよく、
両方に位置するものであってもよい。
【００２０】上記（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェン
ポリシロキサンとしては、両末端トリメチルシロキシ基
封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリ
メチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイ
ドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイド
ロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末
端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロ
キサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両
末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシ
ロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリ
メチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン
・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合
体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とから
なる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2
単位と（Ｃ6Ｈ5）3ＳｉＯ3/2単位とからなる共重合体な
どが挙げられる。
ポリシロキサンとしては、両末端トリメチルシロキシ基
封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリ
メチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイ
ドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイド
ロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末
端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロ
キサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両
末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシ
ロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリ
メチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン
・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合
体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とから
なる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2
単位と（Ｃ6Ｈ5）3ＳｉＯ3/2単位とからなる共重合体な
どが挙げられる。
【００２１】本発明の（Ｂ）成分のオルガノハイドロジ
ェンポリシロキサンの配合量は、（Ａ）成分１００重量
部に対して０．５〜２０重量部、好ましくは０．６〜１
５重量部であるが、特に、（Ａ）成分中のアルケニル基
の総量と（Ｂ）成分中の珪素原子と結合する水素原子
(Ｓｉ−Ｈ基)の総量とのモル比が、珪素原子と結合する
水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）／アルケニル基＝０．８〜５．
０、特に１．０〜３．０になるように配合することが好
ましい。 この比が０．８より小さい場合や５．０より大
きい場合、得られるゴム硬化物の圧縮永久歪が大きくな
って、シール性が不十分となってしまう恐れがある。
ェンポリシロキサンの配合量は、（Ａ）成分１００重量
部に対して０．５〜２０重量部、好ましくは０．６〜１
５重量部であるが、特に、（Ａ）成分中のアルケニル基
の総量と（Ｂ）成分中の珪素原子と結合する水素原子
(Ｓｉ−Ｈ基)の総量とのモル比が、珪素原子と結合する
水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）／アルケニル基＝０．８〜５．
０、特に１．０〜３．０になるように配合することが好
ましい。 この比が０．８より小さい場合や５．０より大
きい場合、得られるゴム硬化物の圧縮永久歪が大きくな
って、シール性が不十分となってしまう恐れがある。
【００２２】本発明の（Ｃ）成分の付加反応触媒は、
（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンのアルケニル基と
（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの
珪素原子に結合した水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）とを付加反
応させるための触媒である。上記付加反応触媒として
は、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と
一価アルコ−ルとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類
との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒、
パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族金属系
触媒が挙げられるが、特に白金系触媒が好ましい。
（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンのアルケニル基と
（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの
珪素原子に結合した水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）とを付加反
応させるための触媒である。上記付加反応触媒として
は、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と
一価アルコ−ルとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類
との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒、
パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族金属系
触媒が挙げられるが、特に白金系触媒が好ましい。
【００２３】触媒の添加量は、付加反応を促進できれば
よく、触媒量であり、通常、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分
の合計に対して白金族金属量として、０．５〜１０００
ｐｐｍ、特に１〜５００ｐｐｍ程度が好ましい。１ｐｐ
ｍ未満では付加反応が十分促進されず、硬化、発泡が不
十分となる場合があり、１０００ｐｐｍを超えると、反
応性に対する効果が変わらなくなる場合があり、不経済
となる恐れがある。
よく、触媒量であり、通常、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分
の合計に対して白金族金属量として、０．５〜１０００
ｐｐｍ、特に１〜５００ｐｐｍ程度が好ましい。１ｐｐ
ｍ未満では付加反応が十分促進されず、硬化、発泡が不
十分となる場合があり、１０００ｐｐｍを超えると、反
応性に対する効果が変わらなくなる場合があり、不経済
となる恐れがある。
【００２４】本発明においては、組成物中の重合度（即
ち、１分子中の珪素原子の数）が１０以下の低分子オル
ガノポリシロキサンの含有量を０．２重量％以下（即
ち、０〜０．２重量％）、好ましくは０．１５重量％以
下（即ち、０〜０．１５重量％）とするものであり、上
記低分子オルガノポリシロキサンとしては、分子内に反
応性の基、例えばアルケニル基や珪素原子に結合した水
素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を含まない無官能性オルガノポリ
シロキサン、特に、下記式（ＩＩＩ）又は（ＩＶ）
ち、１分子中の珪素原子の数）が１０以下の低分子オル
ガノポリシロキサンの含有量を０．２重量％以下（即
ち、０〜０．２重量％）、好ましくは０．１５重量％以
下（即ち、０〜０．１５重量％）とするものであり、上
記低分子オルガノポリシロキサンとしては、分子内に反
応性の基、例えばアルケニル基や珪素原子に結合した水
素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を含まない無官能性オルガノポリ
シロキサン、特に、下記式（ＩＩＩ）又は（ＩＶ）
【化１】
（式中、ｍは３〜１０、ｎは０〜８の整数であり、Ｒは
炭素数が１〜６のアルキル基又はフェニル基、好ましく
はメチル基である。）で示される構造を有する化合物
（即ち、環状又は直鎖状のジオルガノポリシロキサンオ
リゴマー）を主成分とするもの、とりわけ、式（ＩＩ
Ｉ）の環状オルガノポリシロキサン（代表的には、環状
ジメチルポリシロキサン）を主成分とするものを挙げる
ことができるが、これらは、官能性又は無官能性シリコ
ーンオイルを製造する際の未反応の原料、又は副生成物
としてシリコーンオイル中に存在するものである。
炭素数が１〜６のアルキル基又はフェニル基、好ましく
はメチル基である。）で示される構造を有する化合物
（即ち、環状又は直鎖状のジオルガノポリシロキサンオ
リゴマー）を主成分とするもの、とりわけ、式（ＩＩ
Ｉ）の環状オルガノポリシロキサン（代表的には、環状
ジメチルポリシロキサン）を主成分とするものを挙げる
ことができるが、これらは、官能性又は無官能性シリコ
ーンオイルを製造する際の未反応の原料、又は副生成物
としてシリコーンオイル中に存在するものである。
【００２５】上記低分子オルガノポリシロキサンを除去
する方法は、これらを除去し得る方法であればいかなる
方法でもよいが、減圧下で加熱して留去させる方法が一
般的である。また、上記低分子オルガノポリシロキサン
は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン中に多く含ま
れるため、予め（Ａ）成分中の低分子オルガノポリシロ
キサンを除去してから用いることが好ましいが、これに
限定されず、２種以上の成分を混合してから、これら低
分子オルガノポリシロキサンを除去してもよい。
する方法は、これらを除去し得る方法であればいかなる
方法でもよいが、減圧下で加熱して留去させる方法が一
般的である。また、上記低分子オルガノポリシロキサン
は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン中に多く含ま
れるため、予め（Ａ）成分中の低分子オルガノポリシロ
キサンを除去してから用いることが好ましいが、これに
限定されず、２種以上の成分を混合してから、これら低
分子オルガノポリシロキサンを除去してもよい。
【００２６】また、本発明の組成物には、その他の成分
として、必要に応じてヒュームドシリカ、沈降シリカ、
石英粉、珪藻土、炭酸カルシウムのような充填剤や、カ
−ボンブラック、導電性亜鉛華、金属粉等の導電剤、窒
素含有化合物やアセチレン化合物、リン化合物、ニトリ
ル化合物、カルボキシレート、錫化合物、水銀化合物、
硫黄化合物等のヒドロシリル化反応制御剤、酸化鉄、酸
化セリウムのような耐熱剤、ジメチルシリコ−ンオイル
等の内部離型剤、接着性付与剤、チクソ性付与剤等を配
合することも可能である。
として、必要に応じてヒュームドシリカ、沈降シリカ、
石英粉、珪藻土、炭酸カルシウムのような充填剤や、カ
−ボンブラック、導電性亜鉛華、金属粉等の導電剤、窒
素含有化合物やアセチレン化合物、リン化合物、ニトリ
ル化合物、カルボキシレート、錫化合物、水銀化合物、
硫黄化合物等のヒドロシリル化反応制御剤、酸化鉄、酸
化セリウムのような耐熱剤、ジメチルシリコ−ンオイル
等の内部離型剤、接着性付与剤、チクソ性付与剤等を配
合することも可能である。
【００２７】本発明のシール材は、上記成分を含有する
付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物からなる
ものであり、該シリコーンゴム組成物を公知の方法で硬
化して、固体高分子型燃料電池セパレータのシーリング
に使用する。
付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物からなる
ものであり、該シリコーンゴム組成物を公知の方法で硬
化して、固体高分子型燃料電池セパレータのシーリング
に使用する。
【００２８】本発明のゴム硬化物を用いて燃料電池セパ
レータ用シール材を得る方法として、具体的には、上記
シリコーンゴム組成物を圧縮成型、注入成型、射出成型
などによりシール形状に成型してセパレータと組み合わ
せる方法や、ディッピング、コーティング、スクリーン
印刷、インサート成型などによりセパレータとシール材
が一体化したものとして得る方法などがある。なお、こ
れらの硬化条件としては、温度１００〜３００℃で１０
秒〜３０分の範囲が好ましい。
レータ用シール材を得る方法として、具体的には、上記
シリコーンゴム組成物を圧縮成型、注入成型、射出成型
などによりシール形状に成型してセパレータと組み合わ
せる方法や、ディッピング、コーティング、スクリーン
印刷、インサート成型などによりセパレータとシール材
が一体化したものとして得る方法などがある。なお、こ
れらの硬化条件としては、温度１００〜３００℃で１０
秒〜３０分の範囲が好ましい。
【００２９】また、本発明に使用されるセパレータ基材
としては、金属薄板、又は導電性粉末及びバインダーと
共に一体成型された基材が好適に用いられ、このセパレ
ータ基材に上述の方法でシール材を形成することによ
り、本発明の固体高分子型燃料電池セパレータを得るこ
とができる。
としては、金属薄板、又は導電性粉末及びバインダーと
共に一体成型された基材が好適に用いられ、このセパレ
ータ基材に上述の方法でシール材を形成することによ
り、本発明の固体高分子型燃料電池セパレータを得るこ
とができる。
【００３０】上記導電性粉末としては、例えばリン片状
黒鉛等の天然黒鉛、人造黒鉛、アセチレンブラック、ケ
ッチェンブラック等に代表される導電性カーボンブラッ
ク等を挙げることができるが、導電性粉末であれば特に
限定されるものではない。また、バインダーの種類とし
ては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ゴム変性フェノ
ール樹脂などが挙げられる。
黒鉛等の天然黒鉛、人造黒鉛、アセチレンブラック、ケ
ッチェンブラック等に代表される導電性カーボンブラッ
ク等を挙げることができるが、導電性粉末であれば特に
限定されるものではない。また、バインダーの種類とし
ては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ゴム変性フェノ
ール樹脂などが挙げられる。
【００３１】図１に本発明の固体高分子型燃料電池セパ
レータの一例を示す。本発明においては、セパレータ基
材の周縁部にゴム組成物を圧縮成型、注入成型、射出成
型、トランスファー成型、ディッピング、コーティング
又はスクリーン印刷により形成して硬化させることによ
り、図１に示すような、シリコーンゴム組成物の硬化物
をシール部として用いた、基材１の周縁部に周方向に沿
ってリング状にシール部（シール材）２を形成した固体
高分子型燃料電池セパレータを得ることができる。な
お、図中３はガス流路を示す。
レータの一例を示す。本発明においては、セパレータ基
材の周縁部にゴム組成物を圧縮成型、注入成型、射出成
型、トランスファー成型、ディッピング、コーティング
又はスクリーン印刷により形成して硬化させることによ
り、図１に示すような、シリコーンゴム組成物の硬化物
をシール部として用いた、基材１の周縁部に周方向に沿
ってリング状にシール部（シール材）２を形成した固体
高分子型燃料電池セパレータを得ることができる。な
お、図中３はガス流路を示す。
【００３２】なお、シール材の厚さ（高さ）は０．１〜
２ｍｍの範囲が好ましい。０．１ｍｍ未満ではシール材
の形成がしにくい場合があり、シールが有効でなくなる
恐れがあり、２ｍｍを超えると小型化しづらくなる恐れ
がある。
２ｍｍの範囲が好ましい。０．１ｍｍ未満ではシール材
の形成がしにくい場合があり、シールが有効でなくなる
恐れがあり、２ｍｍを超えると小型化しづらくなる恐れ
がある。
【００３３】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。なお、以下の実施例及び比較例において、
原料ジメチルポリシロキサン中の重合度が１０以下のジ
メチルポリシロキサン（環状及び直鎖状のジメチルポリ
シロキサンの合計）、及び白金触媒添加前の混合物中の
重合度が１０以下のジメチルポリシロキサン（環状及び
直鎖状のジメチルポリシロキサンの合計）の含有量は、
試料１ｇを１０ｍｌのアセトンに溶解し、室温で１６時
間放置後、ガスクロマトグラフィーで分析することによ
り測定した値である。
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。なお、以下の実施例及び比較例において、
原料ジメチルポリシロキサン中の重合度が１０以下のジ
メチルポリシロキサン（環状及び直鎖状のジメチルポリ
シロキサンの合計）、及び白金触媒添加前の混合物中の
重合度が１０以下のジメチルポリシロキサン（環状及び
直鎖状のジメチルポリシロキサンの合計）の含有量は、
試料１ｇを１０ｍｌのアセトンに溶解し、室温で１６時
間放置後、ガスクロマトグラフィーで分析することによ
り測定した値である。
【００３４】［実施例１］両末端がジメチルビニルシロ
キシ基で封鎖された平均重合度が５００で、かつ重合度
が１０以下のジメチルポリシロキサンを８２０ｐｐｍ
（０．０８２重量％）含有する２５℃での粘度が１０Ｐ
ａ・ｓであるジメチルポリシロキサン（１）６８重量
部、比表面積が２００ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ
（日本アエロジル社製、アエロジル２００）３２重量
部、ヘキサメチルジシラザン５重量部、水２．０重量部
を室温で３０分混合後、１５０℃に昇温し、３時間攪拌
後冷却し、シリコーンゴムベースを得た。
キシ基で封鎖された平均重合度が５００で、かつ重合度
が１０以下のジメチルポリシロキサンを８２０ｐｐｍ
（０．０８２重量％）含有する２５℃での粘度が１０Ｐ
ａ・ｓであるジメチルポリシロキサン（１）６８重量
部、比表面積が２００ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ
（日本アエロジル社製、アエロジル２００）３２重量
部、ヘキサメチルジシラザン５重量部、水２．０重量部
を室温で３０分混合後、１５０℃に昇温し、３時間攪拌
後冷却し、シリコーンゴムベースを得た。
【００３５】このシリコーンゴムベース１００重量部
に、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平
均重合度が２５０で、かつ重合度が１０以下のジメチル
ポリシロキサンを４６０ｐｐｍ（０．０４６重量％）含
有するジメチルポリシロキサン（２）４０重量部を入
れ、３０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及
び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリ
シロキサン（３）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６
０ｍｏｌ／ｇ）を２．２重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基
＝１．５］、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノ
ール０．０５重量部を添加し、１５分撹拌して混合物を
得た。この混合物中の重合度が１０以下のジメチルポリ
シロキサン含有量を測定した結果、４２０ｐｐｍ（０．
０４２重量％）であった。
に、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平
均重合度が２５０で、かつ重合度が１０以下のジメチル
ポリシロキサンを４６０ｐｐｍ（０．０４６重量％）含
有するジメチルポリシロキサン（２）４０重量部を入
れ、３０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及
び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリ
シロキサン（３）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６
０ｍｏｌ／ｇ）を２．２重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基
＝１．５］、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノ
ール０．０５重量部を添加し、１５分撹拌して混合物を
得た。この混合物中の重合度が１０以下のジメチルポリ
シロキサン含有量を測定した結果、４２０ｐｐｍ（０．
０４２重量％）であった。
【００３６】更に、この混合物に白金触媒（Ｐｔ濃度１
％）０．１重量部を混合してシリコーンゴム組成物を
得、１２０℃／１０分のプレスキュアにより厚さ２ｍｍ
のシートを作成した。このゴムシート１０ｇを切断し、
水又はエチレングリコール１００ｇに浸漬し、８０℃で
１週間抽出を行い、ガスクロマトグラフィーにより重合
度が１０以下のオルガノポリシロキサンの溶出量（シリ
コーンゴム硬化物の重量を基準とした量）を測定した。
結果を表１に示した。
％）０．１重量部を混合してシリコーンゴム組成物を
得、１２０℃／１０分のプレスキュアにより厚さ２ｍｍ
のシートを作成した。このゴムシート１０ｇを切断し、
水又はエチレングリコール１００ｇに浸漬し、８０℃で
１週間抽出を行い、ガスクロマトグラフィーにより重合
度が１０以下のオルガノポリシロキサンの溶出量（シリ
コーンゴム硬化物の重量を基準とした量）を測定した。
結果を表１に示した。
【００３７】なお、上述のジメチルポリシロキサン
（１）及び（２）は、それぞれ公知の方法により製造さ
れたジメチルポリシロキサンを、０．５ｍｍＨｇの減圧
下、２００℃で１０時間攪拌して、低沸成分を留去した
ものである。
（１）及び（２）は、それぞれ公知の方法により製造さ
れたジメチルポリシロキサンを、０．５ｍｍＨｇの減圧
下、２００℃で１０時間攪拌して、低沸成分を留去した
ものである。
【００３８】［実施例２］実施例１のジメチルポリシロ
キサン（２）６８重量部、比表面積が１３０ｍ2／ｇで
ある表面をジメチルジクロロシランにより疎水化処理し
たヒュームドシリカ（日本アエロジル社製、アエロジル
Ｒ９７２）２２重量部、ヘキサメチルジシラザン３重量
部、水２．０重量部を室温で３０分混合後、１５０℃に
昇温し、３時間攪拌後冷却し、シリコーンゴムベースを
得た。
キサン（２）６８重量部、比表面積が１３０ｍ2／ｇで
ある表面をジメチルジクロロシランにより疎水化処理し
たヒュームドシリカ（日本アエロジル社製、アエロジル
Ｒ９７２）２２重量部、ヘキサメチルジシラザン３重量
部、水２．０重量部を室温で３０分混合後、１５０℃に
昇温し、３時間攪拌後冷却し、シリコーンゴムベースを
得た。
【００３９】このシリコーンゴムベース９０重量部に、
両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重
合度が１８０で、かつ重合度が１０以下のジメチルポリ
シロキサンを８０ｐｐｍ（０．００８重量％）含有する
ジメチルポリシロキサン（４）５０重量部を入れ、３０
分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及び側鎖に
Ｓｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサ
ン（３）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏｌ
／ｇ）を５．３重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基＝２．
０］、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール
０．０５重量部を添加し、１５分撹拌して混合物を得
た。この混合物中の重合度が１０以下のジメチルポリシ
ロキサン含有量を測定した結果、２２０ｐｐｍ（０．０
２２重量％）であった。
両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重
合度が１８０で、かつ重合度が１０以下のジメチルポリ
シロキサンを８０ｐｐｍ（０．００８重量％）含有する
ジメチルポリシロキサン（４）５０重量部を入れ、３０
分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及び側鎖に
Ｓｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサ
ン（３）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏｌ
／ｇ）を５．３重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基＝２．
０］、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール
０．０５重量部を添加し、１５分撹拌して混合物を得
た。この混合物中の重合度が１０以下のジメチルポリシ
ロキサン含有量を測定した結果、２２０ｐｐｍ（０．０
２２重量％）であった。
【００４０】更に、この混合物に白金触媒（Ｐｔ濃度１
％）０．１重量部を混合してシリコーンゴム組成物を
得、１２０℃／１０分のプレスキュアにより厚さ２ｍｍ
のシートを作成した。これを実施例１と同様にして水又
はエチレングリコール１００ｇに浸漬し、８０℃で１週
間抽出を行い、ガスクロマトグラフィーにより重合度が
１０以下のオルガノポリシロキサンの溶出量を測定し
た。結果を表１に示した。
％）０．１重量部を混合してシリコーンゴム組成物を
得、１２０℃／１０分のプレスキュアにより厚さ２ｍｍ
のシートを作成した。これを実施例１と同様にして水又
はエチレングリコール１００ｇに浸漬し、８０℃で１週
間抽出を行い、ガスクロマトグラフィーにより重合度が
１０以下のオルガノポリシロキサンの溶出量を測定し
た。結果を表１に示した。
【００４１】［比較例１］両末端がジメチルビニルシロ
キシ基で封鎖された平均重合度が５００で、かつ重合度
が１０以下のジメチルポリシロキサンを２５００ｐｐｍ
（０．２５重量％）含有するジメチルポリシロキサン
（５）６８重量部、比表面積が２００ｍ2／ｇであるヒ
ュームドシリカ（日本アエロジル社製、アエロジル２０
０）３２重量部、ヘキサメチルジシラザン５重量部、水
２．０重量部を室温で３０分混合後、１５０℃に昇温
し、３時間攪拌後冷却し、シリコーンゴムベースを得
た。
キシ基で封鎖された平均重合度が５００で、かつ重合度
が１０以下のジメチルポリシロキサンを２５００ｐｐｍ
（０．２５重量％）含有するジメチルポリシロキサン
（５）６８重量部、比表面積が２００ｍ2／ｇであるヒ
ュームドシリカ（日本アエロジル社製、アエロジル２０
０）３２重量部、ヘキサメチルジシラザン５重量部、水
２．０重量部を室温で３０分混合後、１５０℃に昇温
し、３時間攪拌後冷却し、シリコーンゴムベースを得
た。
【００４２】このシリコーンゴムベース１００重量部
に、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平
均重合度が２５０で、かつ重合度が１０以下のジメチル
ポリシロキサンを３５００ｐｐｍ（０．３５重量％）含
有するジメチルポリシロキサン（６）４０重量部を入
れ、３０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及
び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリ
シロキサン（３）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６
０ｍｏｌ／ｇ）を２．２重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基
＝１．５］、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノ
ール０．０５重量部を添加し、１５分撹拌して混合物を
得た。この混合物中の重合度が１０以下のジメチルポリ
シロキサン含有量を測定した結果、２８００ｐｐｍ
（０．２８重量％）であった。
に、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平
均重合度が２５０で、かつ重合度が１０以下のジメチル
ポリシロキサンを３５００ｐｐｍ（０．３５重量％）含
有するジメチルポリシロキサン（６）４０重量部を入
れ、３０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及
び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリ
シロキサン（３）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６
０ｍｏｌ／ｇ）を２．２重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基
＝１．５］、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノ
ール０．０５重量部を添加し、１５分撹拌して混合物を
得た。この混合物中の重合度が１０以下のジメチルポリ
シロキサン含有量を測定した結果、２８００ｐｐｍ
（０．２８重量％）であった。
【００４３】更に、この混合物に白金触媒（Ｐｔ濃度１
％）０．１重量部を混合してシリコーンゴム組成物を
得、１２０℃／１０分のプレスキュアにより厚さ２ｍｍ
のシートを作成した。これを実施例１と同様にして水又
はエチレングリコール１００ｇに浸漬し、８０℃で１週
間抽出を行い、ガスクロマトグラフィーにより重合度が
１０以下のオルガノポリシロキサンの溶出量を測定し
た。結果を表１に示した。
％）０．１重量部を混合してシリコーンゴム組成物を
得、１２０℃／１０分のプレスキュアにより厚さ２ｍｍ
のシートを作成した。これを実施例１と同様にして水又
はエチレングリコール１００ｇに浸漬し、８０℃で１週
間抽出を行い、ガスクロマトグラフィーにより重合度が
１０以下のオルガノポリシロキサンの溶出量を測定し
た。結果を表１に示した。
【００４４】［比較例２］比較例１のジメチルポリシロ
キサン（５）６８重量部、比表面積が１３０ｍ2／ｇで
ある表面をジメチルジクロロシランにより疎水化処理し
たヒュームドシリカ（日本アエロジル社製、アエロジル
Ｒ９７２）２２重量部、ヘキサメチルジシラザン３重量
部、水２．０重量部を室温で３０分混合後、１５０℃に
昇温し、３時間攪拌後冷却し、シリコーンゴムベースを
得た。
キサン（５）６８重量部、比表面積が１３０ｍ2／ｇで
ある表面をジメチルジクロロシランにより疎水化処理し
たヒュームドシリカ（日本アエロジル社製、アエロジル
Ｒ９７２）２２重量部、ヘキサメチルジシラザン３重量
部、水２．０重量部を室温で３０分混合後、１５０℃に
昇温し、３時間攪拌後冷却し、シリコーンゴムベースを
得た。
【００４５】このシリコーンゴムベース９０重量部に、
両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重
合度が１８０で、かつ重合度が１０以下のジメチルポリ
シロキサンを４５００ｐｐｍ（０．４５重量％）含有す
るジメチルポリシロキサン（７）５０重量部を入れ、３
０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及び側鎖
にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキ
サン（３）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏ
ｌ／ｇ）を５．３重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基＝２．
０］、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール
０．０５重量部を添加し、１５分撹拌して混合物を得
た。この混合物中の重合度が１０以下のジメチルポリシ
ロキサン含有量を測定した結果、３２００ｐｐｍ（０．
３２重量％）であった。
両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重
合度が１８０で、かつ重合度が１０以下のジメチルポリ
シロキサンを４５００ｐｐｍ（０．４５重量％）含有す
るジメチルポリシロキサン（７）５０重量部を入れ、３
０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及び側鎖
にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキ
サン（３）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏ
ｌ／ｇ）を５．３重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基＝２．
０］、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール
０．０５重量部を添加し、１５分撹拌して混合物を得
た。この混合物中の重合度が１０以下のジメチルポリシ
ロキサン含有量を測定した結果、３２００ｐｐｍ（０．
３２重量％）であった。
【００４６】更に、この混合物に白金触媒（Ｐｔ濃度１
％）０．１重量部を混合してシリコーンゴム組成物を
得、１２０℃／１０分のプレスキュアにより厚さ２ｍｍ
のシートを作成した。これを実施例１と同様にして水又
はエチレングリコール１００ｇに浸漬し、８０℃で１週
間抽出を行い、ガスクロマトグラフィーにより重合度が
１０以下のオルガノポリシロキサンの溶出量を測定し
た。結果を表１に示した。
％）０．１重量部を混合してシリコーンゴム組成物を
得、１２０℃／１０分のプレスキュアにより厚さ２ｍｍ
のシートを作成した。これを実施例１と同様にして水又
はエチレングリコール１００ｇに浸漬し、８０℃で１週
間抽出を行い、ガスクロマトグラフィーにより重合度が
１０以下のオルガノポリシロキサンの溶出量を測定し
た。結果を表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【発明の効果】本発明のゴム組成物を用いることによ
り、重合度が１０以下の低分子オルガノポリシロキサン
の溶出が少ないシール材が得られる。このシール材は、
特に、セパレータの冷媒として用いる水や水とエチレン
グリコールの混合物に溶出しやすい重合度が１０以下の
無官能性オルガノポリシロキサンの溶出が殆どないた
め、固体高分子型燃料電池セパレータシール材として有
用である。
り、重合度が１０以下の低分子オルガノポリシロキサン
の溶出が少ないシール材が得られる。このシール材は、
特に、セパレータの冷媒として用いる水や水とエチレン
グリコールの混合物に溶出しやすい重合度が１０以下の
無官能性オルガノポリシロキサンの溶出が殆どないた
め、固体高分子型燃料電池セパレータシール材として有
用である。
【図１】本発明の固体高分子型燃料電池セパレータの一
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図２】同固体高分子型燃料電池セパレータの一例を示
す断面図である。
す断面図である。
１ セパレータ基材
２ シール部（シール材）
３ ガス流路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4H017 AA03 AA25 AA31 AB15 AC19
AD03 AE04 AE05
4J002 CP042 CP121 DA116 FD010
FD146 GJ02 GQ00
5H026 AA06 BB02 BB04 CC03 CV08
CX02 EE18 HH00 HH05
Claims (5)
- 【請求項１】 固体高分子型燃料電池セパレータの少な
くとも片側周縁部をシールするシール用ゴム組成物であ
って、 （Ａ）一分子中に珪素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個有するオル ガノポリシロキサン １００重量部 （Ｂ）一分子中に珪素原子と結合する水素原子を少なくとも３個有するオルガノ ハイドロジェンポリシロキサン ０．５〜２０重量部 （Ｃ）付加反応触媒 触媒量 を含有し、かつ重合度が１０以下の低分子オルガノポリ
シロキサンの含有量が０．２重量％以下であることを特
徴とする固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム
組成物。 - 【請求項２】 （Ａ）成分のオルガノポリシロキサンの
平均重合度が１００〜２０００で、かつ珪素原子に結合
する全有機基の９０％以上がメチル基であることを特徴
とする請求項１記載の固体高分子型燃料電池セパレータ
シール用ゴム組成物。 - 【請求項３】 （Ａ）成分中のアルケニル基の総量と
（Ｂ）成分中の珪素原子と結合する水素原子の総量との
モル比が、珪素原子と結合する水素原子／アルケニル基
＝０．８〜５．０の範囲であることを特徴とする請求項
１又は２記載の固体高分子型燃料電池セパレータシール
用ゴム組成物。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項記載のゴ
ム組成物の硬化物からなる固体高分子型燃料電池セパレ
ータシール材。 - 【請求項５】 金属薄板、又は導電性粉末とバインダー
とを含む基材の少なくとも片面の周縁部に、シール部と
して請求項１乃至３のいずれか１項記載のゴム組成物を
圧縮成型、注入成型、射出成型、トランスファー成型、
ディッピング、コーティング又はスクリーン印刷し硬化
させてなる固体高分子型燃料電池セパレータ。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2001345845A JP3796659B2 (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及びこれを用いたシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータ |
| EP20020257821 EP1311011B1 (en) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Polymer electrolyte fuel-cell separator sealing rubber composition |
| TW91133166A TWI251616B (en) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Polymer electrolyte fuel-cell separator sealing rubber composition |
| KR1020020069908A KR100694541B1 (ko) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터 실링 고무 조성물 |
| EP20100009065 EP2262035B1 (en) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Polymer electrolyte fuel-cell seperator sealing rubber composition |
| US10/291,629 US6780535B2 (en) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Polymer electrolyte fuel-cell separator sealing rubber composition |
| DE60239444T DE60239444D1 (de) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Separator Gummidichtungszusammensetzung zur Verwendung in einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle |
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|---|---|---|---|
| JP2001345845A JP3796659B2 (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 固体高分子型燃料電池セパレータシール用ゴム組成物及びこれを用いたシール材並びに固体高分子型燃料電池セパレータ |
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|---|---|
| JP2003151586A true JP2003151586A (ja) | 2003-05-23 |
| JP3796659B2 JP3796659B2 (ja) | 2006-07-12 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100590041B1 (ko) | 2004-10-04 | 2006-06-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 스택 |
| JP2009117314A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Tigers Polymer Corp | 燃料電池用パッキンの形成方法 |
| JP2009140823A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池セパレータ用シール材料、セパレータシール、及びセパレータ |
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| CN102945974A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-27 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 制备固体氧化物燃料电池密封垫的方法以及废料回收工艺 |
| CN113710748A (zh) * | 2019-06-28 | 2021-11-26 | 三菱综合材料株式会社 | 橡胶成型体及电池组 |
-
2001
- 2001-11-12 JP JP2001345845A patent/JP3796659B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4513987B2 (ja) * | 2007-12-07 | 2010-07-28 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子型燃料電池セパレータ用シール材料、セパレータシール、及びセパレータ |
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