JP2003257456A - 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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- JP2003257456A JP2003257456A JP2002052812A JP2002052812A JP2003257456A JP 2003257456 A JP2003257456 A JP 2003257456A JP 2002052812 A JP2002052812 A JP 2002052812A JP 2002052812 A JP2002052812 A JP 2002052812A JP 2003257456 A JP2003257456 A JP 2003257456A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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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、 （Ａ）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）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 （Ｃ）比表面積が５０〜４００ｍ2／ｇであるヒューム
ドシリカ （Ｄ）平均粒子径が５０μｍ以下である、ヒュームドシ
リカ以外の耐酸性の無機充填剤 （Ｅ）付加反応触媒 を含有する。 【効果】 本発明のゴム組成物を用いることにより、耐
酸性に優れかつ圧縮永久歪も小さいシール材が得られ
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、 （Ａ）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）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 （Ｃ）比表面積が５０〜４００ｍ2／ｇであるヒューム
ドシリカ （Ｄ）平均粒子径が５０μｍ以下である、ヒュームドシ
リカ以外の耐酸性の無機充填剤 （Ｅ）付加反応触媒 を含有する。 【効果】 本発明のゴム組成物を用いることにより、耐
酸性に優れかつ圧縮永久歪も小さいシール材が得られ
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、成形性、
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
は耐薬品の点で不十分である可能性がある。特に固体高
分子型燃料電池セパレータのシール用途では、酸性ガス
に常時接するが、シリコーンゴムでは、ゴムの劣化ある
いは、圧縮永久歪が高くなってしまうなどの問題を生じ
てしまう。
種樹脂からなるシール材が検討されているが、成形性、
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
は耐薬品の点で不十分である可能性がある。特に固体高
分子型燃料電池セパレータのシール用途では、酸性ガス
に常時接するが、シリコーンゴムでは、ゴムの劣化ある
いは、圧縮永久歪が高くなってしまうなどの問題を生じ
てしまう。
【０００５】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たもので、シロキサン結合及び補強のためのヒュームド
シリカからなるシリコーンゴム組成物に、更に耐酸性の
充填剤を加えることで、耐酸性に優れかつ圧縮永久歪も
小さい、燃料電池のセパレータシール用途に優れた固体
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、シロキサン結合及び補強のためのヒュームド
シリカからなるシリコーンゴム組成物に、更に耐酸性の
充填剤を加えることで、耐酸性に優れかつ圧縮永久歪も
小さい、燃料電池のセパレータシール用途に優れた固体
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）比表面積が５０〜４００ｍ2／ｇであるヒュ
ームドシリカ、（Ｄ）平均粒子径が５０μｍ以下である
ヒュームドシリカ以外の耐酸性の無機充填剤、（Ｅ）付
加反応触媒を一定の割合で含有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を用いることにより、
耐酸性に優れかつ圧縮永久歪も小さ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）比表面積が５０〜４００ｍ2／ｇであるヒュ
ームドシリカ、（Ｄ）平均粒子径が５０μｍ以下である
ヒュームドシリカ以外の耐酸性の無機充填剤、（Ｅ）付
加反応触媒を一定の割合で含有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を用いることにより、
耐酸性に優れかつ圧縮永久歪も小さ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）比表面積が５０〜４００ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ ５〜４０重量部 （Ｄ）平均粒子径が５０μｍ以下であるヒュームドシリカ以外の耐酸性の無機充 填剤 １０〜２００重量部 （Ｅ）付加反応触媒 触媒量 を含有す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）比表面積が５０〜４００ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ ５〜４０重量部 （Ｄ）平均粒子径が５０μｍ以下であるヒュームドシリカ以外の耐酸性の無機充 填剤 １０〜２００重量部 （Ｅ）付加反応触媒 触媒量 を含有す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、（Ｄ）成分の耐酸性
に優れた無機充填剤が、石英粉、珪藻土、マイカ、タル
ク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、硫酸バリ
ウム、酸化チタン、酸化鉄からなる群から選ばれる１種
又は２種以上の無機充填剤であることが好ましく、更
に、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンの（重量）平
均重合度が２００〜２０００で、かつ珪素原子に結合す
る全有機基（即ち、非置換又は置換１価炭化水素基）の
９０モル％以上がメチル基であることが好ましく、
（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
の範囲であることが好ましい。
ル用ゴム組成物にあっては、特に、（Ｄ）成分の耐酸性
に優れた無機充填剤が、石英粉、珪藻土、マイカ、タル
ク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、硫酸バリ
ウム、酸化チタン、酸化鉄からなる群から選ばれる１種
又は２種以上の無機充填剤であることが好ましく、更
に、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンの（重量）平
均重合度が２００〜２０００で、かつ珪素原子に結合す
る全有機基（即ち、非置換又は置換１価炭化水素基）の
９０モル％以上がメチル基であることが好ましく、
（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の置換又は非置換の一価炭化水素基で
あり、ａは１．５〜２．５、好ましくは１．８〜２．
２、より好ましくは１．９５〜２．０５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の置換又は非置換の一価炭化水素基で
あり、ａは１．５〜２．５、好ましくは１．８〜２．
２、より好ましくは１．９５〜２．０５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モ
ル％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モ
ル％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、５．０×１０-6〜５．０×１
０-3ｍｏｌ／ｇ、特に１．０×１０-5〜１．０×１０ -3
ｍｏｌ／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未満だとゴム硬度が低く十分
なシール性が得られなくなるおそれがあり、５．０×１
０-3ｍｏｌ／ｇを超えると架橋密度が高くなりすぎて、
脆いゴムとなってしまうおそれがある。
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、５．０×１０-6〜５．０×１
０-3ｍｏｌ／ｇ、特に１．０×１０-5〜１．０×１０ -3
ｍｏｌ／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未満だとゴム硬度が低く十分
なシール性が得られなくなるおそれがあり、５．０×１
０-3ｍｏｌ／ｇを超えると架橋密度が高くなりすぎて、
脆いゴムとなってしまうおそれがある。
【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、基本的には主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り
返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基
で封鎖された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（重量）平均重合
度が２００〜２０００、特に２００〜１５００であるも
のが好ましい。（重量）平均重合度が２００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、基本的には主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り
返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基
で封鎖された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（重量）平均重合
度が２００〜２０００、特に２００〜１５００であるも
のが好ましい。（重量）平均重合度が２００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の置換又は非置換の一価炭化水素基で
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、一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の置換又は非置換の一価炭化水素基で
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、一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の置換又は非置換の一価炭化
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。
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。
【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）ＳｉＯ3/2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）ＳｉＯ3/2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／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未満の場合や５．０を超える場合、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
分となってしまうおそれがある。
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／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未満の場合や５．０を超える場合、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
分となってしまうおそれがある。
【００２２】本発明の（Ｃ）成分のヒュームドシリカ
は、シリコーンゴムに十分な強度を与え、優れたシール
性を得るために必須なものである。ヒュームドシリカの
ＢＥＴ法による比表面積は、５０〜４００ｍ2／ｇ、好
ましくは１００〜３５０ｍ2／ｇで、５０ｍ2／ｇ未満だ
と十分な強度が得られなくなってしまい、４００ｍ2／
ｇを超えると配合が困難になったり、圧縮永久歪が悪く
なったりしてしまう。
は、シリコーンゴムに十分な強度を与え、優れたシール
性を得るために必須なものである。ヒュームドシリカの
ＢＥＴ法による比表面積は、５０〜４００ｍ2／ｇ、好
ましくは１００〜３５０ｍ2／ｇで、５０ｍ2／ｇ未満だ
と十分な強度が得られなくなってしまい、４００ｍ2／
ｇを超えると配合が困難になったり、圧縮永久歪が悪く
なったりしてしまう。
【００２３】これらヒュームドシリカはそのまま用いて
もかまわないが、表面疎水化処理剤で予め処理したもの
を使用したり、あるいはシリコーンオイルとの混練時に
表面処理剤を添加して処理することにより使用すること
が好ましい。これら表面処理剤としては、アルキルアル
コキシシラン、アルキルクロロシラン、アルキルシラザ
ン、シランカップリング剤、チタネート系処理剤、脂肪
酸エステル等が挙げられ、一種で用いてもよく、また２
種以上を同時または異なるタイミングで用いてもよい。
もかまわないが、表面疎水化処理剤で予め処理したもの
を使用したり、あるいはシリコーンオイルとの混練時に
表面処理剤を添加して処理することにより使用すること
が好ましい。これら表面処理剤としては、アルキルアル
コキシシラン、アルキルクロロシラン、アルキルシラザ
ン、シランカップリング剤、チタネート系処理剤、脂肪
酸エステル等が挙げられ、一種で用いてもよく、また２
種以上を同時または異なるタイミングで用いてもよい。
【００２４】また、これらヒュームドシリカの配合量
は、（Ａ）成分１００重量部に対し、５〜４０重量部、
特に１０〜３５重量部であることが好ましい。配合量が
５重量部未満だと十分なゴム強度が得られず、また４０
重量部を超えると、圧縮永久歪が高くなってしまう。
は、（Ａ）成分１００重量部に対し、５〜４０重量部、
特に１０〜３５重量部であることが好ましい。配合量が
５重量部未満だと十分なゴム強度が得られず、また４０
重量部を超えると、圧縮永久歪が高くなってしまう。
【００２５】本発明の（Ｄ）成分の無機充填剤は、耐酸
性に優れかつ圧縮永久歪も小さいゴム組成物を得るため
に必須のものである。本発明の無機充填剤は、平均粒子
径が５０μｍ以下である耐酸性に優れたヒュームドシリ
カ以外の無機充填剤である。平均粒子径は、２０μｍ以
下であることが特に好ましく、５０μｍを超えると、ゴ
ム物性が低下してしまう。尚、平均粒子径の下限は０．
００５μｍ、好ましくは０．０１μｍ、より好ましくは
０．１μｍ程度であればよい。尚、平均粒子径は、例え
ば、レーザー光回析法等による粒度分布測定装置を用い
て重量平均値（又はメジアン径）等として求めることが
できる。
性に優れかつ圧縮永久歪も小さいゴム組成物を得るため
に必須のものである。本発明の無機充填剤は、平均粒子
径が５０μｍ以下である耐酸性に優れたヒュームドシリ
カ以外の無機充填剤である。平均粒子径は、２０μｍ以
下であることが特に好ましく、５０μｍを超えると、ゴ
ム物性が低下してしまう。尚、平均粒子径の下限は０．
００５μｍ、好ましくは０．０１μｍ、より好ましくは
０．１μｍ程度であればよい。尚、平均粒子径は、例え
ば、レーザー光回析法等による粒度分布測定装置を用い
て重量平均値（又はメジアン径）等として求めることが
できる。
【００２６】また、耐酸性に優れる充填剤であることも
必要で、例えば炭酸カルシウムやチタン酸カリのような
耐酸性のない充填剤では本発明の効果は得られない。耐
酸性に優れる充填剤としては、石英粉、珪藻土、マイ
カ、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、
硫酸バリウム、酸化チタン、酸化鉄等が挙げられ、その
まま室温で配合してもよいし、加熱混合を行ってもよ
い。あるいは、表面疎水化処理剤で予め処理したものを
配合したり、シリコーンオイルとの混練時に表面処理剤
を添加して配合してもよい。
必要で、例えば炭酸カルシウムやチタン酸カリのような
耐酸性のない充填剤では本発明の効果は得られない。耐
酸性に優れる充填剤としては、石英粉、珪藻土、マイ
カ、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、
硫酸バリウム、酸化チタン、酸化鉄等が挙げられ、その
まま室温で配合してもよいし、加熱混合を行ってもよ
い。あるいは、表面疎水化処理剤で予め処理したものを
配合したり、シリコーンオイルとの混練時に表面処理剤
を添加して配合してもよい。
【００２７】表面処理剤としては、アルキルアルコキシ
シラン、アルキルクロロシラン、アルキルシラザン、シ
ランカップリング剤、チタネート系処理剤、脂肪酸エス
テル等が挙げられ、一種で用いてもよく、また２種以上
を同時または異なるタイミングで用いてもよい。
シラン、アルキルクロロシラン、アルキルシラザン、シ
ランカップリング剤、チタネート系処理剤、脂肪酸エス
テル等が挙げられ、一種で用いてもよく、また２種以上
を同時または異なるタイミングで用いてもよい。
【００２８】また、無機充填剤は１種類のみを用いて
も、２種類以上を用いてもよい。これら充填剤の配合量
は、（Ａ）成分１００重量部に対し、１０〜２００重量
部、特に１０〜１００重量部であることが好ましい。配
合量が１０重量部未満だとその効果が得られず、２００
重量部を超えると、配合が困難なばかりか、ゴム物性も
低下してしまう。
も、２種類以上を用いてもよい。これら充填剤の配合量
は、（Ａ）成分１００重量部に対し、１０〜２００重量
部、特に１０〜１００重量部であることが好ましい。配
合量が１０重量部未満だとその効果が得られず、２００
重量部を超えると、配合が困難なばかりか、ゴム物性も
低下してしまう。
【００２９】本発明の（Ｅ）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。
【００３０】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、白金族金属重量として、０．５〜１０
００ｐｐｍ、特に１〜５００ｐｐｍ程度が好ましい。１
ｐｐｍ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、
不経済となるおそれがある。
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、白金族金属重量として、０．５〜１０
００ｐｐｍ、特に１〜５００ｐｐｍ程度が好ましい。１
ｐｐｍ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、
不経済となるおそれがある。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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
の形成がしづらい場合があり、シールが有効でなくなる
おそれがあり、２ｍｍを超えると小型化しづらくなるお
それがある。
２ｍｍの範囲が好ましい。０．１ｍｍ未満ではシール材
の形成がしづらい場合があり、シールが有効でなくなる
おそれがあり、２ｍｍを超えると小型化しづらくなるお
それがある。
【００３８】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。尚、平均重合度は、重量平均重合度を意
味する。
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。尚、平均重合度は、重量平均重合度を意
味する。
【００３９】［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であるジメチル
ポリシロキサン（１）６８重量部、比表面積が２００ｍ
2／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、１
５０℃に昇温し、３時間撹拌後冷却し、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であるジメチル
ポリシロキサン（１）６８重量部、比表面積が２００ｍ
2／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、１
５０℃に昇温し、３時間撹拌後冷却し、シリコーンゴム
ベースを得た。
【００４０】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であるジメチルポリシロキサン（２）
４０重量部、平均粒子径が４μｍの結晶性石英フィラー
（龍森社製、クリスタライトＶＸ−Ｓ）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０．００６
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。
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であるジメチルポリシロキサン（２）
４０重量部、平均粒子径が４μｍの結晶性石英フィラー
（龍森社製、クリスタライトＶＸ−Ｓ）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０．００６
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。
【００４１】更に、この混合物１００重量部に白金触媒
（Ｐｔ濃度１％（重量％、以下同様））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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを
作成した。１ｍｍシートから３０ｍｍ×３０ｍｍの試験
片を裁断し、１０％硫酸水溶液に１００℃で１週間及び
３週間浸漬した後の重量変化を測定した。４ｍｍシート
から１０ｍｍ×１０ｍｍの試験片を裁断し、ガラス及び
テフロン（登録商標）で作成した治具で２５％圧縮し、
１０％硫酸水溶液に浸漬し、１００℃で１週間後及び３
週間後の圧縮永久歪を測定した。結果を表１に示した。
（Ｐｔ濃度１％（重量％、以下同様））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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを
作成した。１ｍｍシートから３０ｍｍ×３０ｍｍの試験
片を裁断し、１０％硫酸水溶液に１００℃で１週間及び
３週間浸漬した後の重量変化を測定した。４ｍｍシート
から１０ｍｍ×１０ｍｍの試験片を裁断し、ガラス及び
テフロン（登録商標）で作成した治具で２５％圧縮し、
１０％硫酸水溶液に浸漬し、１００℃で１週間後及び３
週間後の圧縮永久歪を測定した。結果を表１に示した。
【００４２】［実施例２］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であるジメチル
ポリシロキサン（１）５８重量部、表面を疎水化処理さ
れた比表面積が２６０ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ
（トクヤマ社製、レオロシールＤＭ３０Ｓ）２２重量
部、平均粒子径が６μｍの珪藻土（北秋珪藻土社製 オ
プライトＷ−３００５Ｓ）２０重量部、ヘキサメチルジ
シラザン６重量部、水２．０重量部を室温で３０分混合
後、１５０℃に昇温し、３時間撹拌後冷却し、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であるジメチル
ポリシロキサン（１）５８重量部、表面を疎水化処理さ
れた比表面積が２６０ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ
（トクヤマ社製、レオロシールＤＭ３０Ｓ）２２重量
部、平均粒子径が６μｍの珪藻土（北秋珪藻土社製 オ
プライトＷ−３００５Ｓ）２０重量部、ヘキサメチルジ
シラザン６重量部、水２．０重量部を室温で３０分混合
後、１５０℃に昇温し、３時間撹拌後冷却し、シリコー
ンゴムベースを得た。
【００４３】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であるジメチルポリシロキサン（２）
４０重量部を加え、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２．４重量部［Ｓｉ−
Ｈ基／ビニル基＝１．８］、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。
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であるジメチルポリシロキサン（２）
４０重量部を加え、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２．４重量部［Ｓｉ−
Ｈ基／ビニル基＝１．８］、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。
【００４４】更に、この混合物１００重量部に白金触媒
（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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを作成し、実施例１と同
様に重量変化及び圧縮永久歪を測定した結果を表１に示
した。
（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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを作成し、実施例１と同
様に重量変化及び圧縮永久歪を測定した結果を表１に示
した。
【００４５】［実施例３］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であるジメチル
ポリシロキサン（１）５８重量部、表面を疎水化処理さ
れた比表面積が１８０ｍ2／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Ｒ−９７４）２２重
量部、平均粒子径が１μｍの水酸化アルミニウム（昭和
電工社製ハイジライトＨ４２Ｍ）２０重量部、ヘキサメ
チルジシラザン６重量部、ジフェニルシランジオール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時間撹拌後冷却し、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であるジメチル
ポリシロキサン（１）５８重量部、表面を疎水化処理さ
れた比表面積が１８０ｍ2／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Ｒ−９７４）２２重
量部、平均粒子径が１μｍの水酸化アルミニウム（昭和
電工社製ハイジライトＨ４２Ｍ）２０重量部、ヘキサメ
チルジシラザン６重量部、ジフェニルシランジオール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時間撹拌後冷却し、シリコーンゴムベー
スを得た。
【００４６】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であるジメチルポリシロキサン（２）
４０重量部、平均粒子径が０．３μｍである酸化チタン
（二酸化チタン）（石原産業タイぺークＲ８２０）５重
量部を加え、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２．８重量部［Ｓｉ−Ｈ基
／ビニル基＝１．８］、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。
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であるジメチルポリシロキサン（２）
４０重量部、平均粒子径が０．３μｍである酸化チタン
（二酸化チタン）（石原産業タイぺークＲ８２０）５重
量部を加え、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２．８重量部［Ｓｉ−Ｈ基
／ビニル基＝１．８］、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。
【００４７】更に、この混合物１００重量部に白金触媒
（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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを作成し、実施例１と同
様に重量変化及び圧縮永久歪を測定した結果を表１に示
した。
（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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを作成し、実施例１と同
様に重量変化及び圧縮永久歪を測定した結果を表１に示
した。
【００４８】［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であるジメチル
ポリシロキサン（１）６８重量部、比表面積が２００ｍ
2／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、１
５０℃に昇温し、３時間撹拌後冷却し、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であるジメチル
ポリシロキサン（１）６８重量部、比表面積が２００ｍ
2／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、１
５０℃に昇温し、３時間撹拌後冷却し、シリコーンゴム
ベースを得た。
【００４９】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であるジメチルポリシロキサン（２）
５０重量部を加え、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。
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であるジメチルポリシロキサン（２）
５０重量部を加え、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。
【００５０】更に、この混合物１００重量部に白金触媒
（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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを作成し、実施例１と同
様に重量変化及び圧縮永久歪を測定した結果を表１に示
した。
（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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを作成し、実施例１と同
様に重量変化及び圧縮永久歪を測定した結果を表１に示
した。
【００５１】［比較例２］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であるジメチル
ポリシロキサン（１）５８重量部、表面を疎水化処理さ
れた比表面積が２６０ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ
（トクヤマ社製、レオロシールＤＭ−３０Ｓ）３２重量
部、ヘキサメチルジシラザン６重量部、水２．０重量部
を室温で３０分混合後、１５０℃に昇温し、３時間撹拌
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であるジメチル
ポリシロキサン（１）５８重量部、表面を疎水化処理さ
れた比表面積が２６０ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ
（トクヤマ社製、レオロシールＤＭ−３０Ｓ）３２重量
部、ヘキサメチルジシラザン６重量部、水２．０重量部
を室温で３０分混合後、１５０℃に昇温し、３時間撹拌
後冷却し、シリコーンゴムベースを得た。
【００５２】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２５０であるジメチルポリシロキサン（２）４０
重量部、平均粒子径が３μｍである炭酸カルシウム（白
石工業 シルバーＷ）２０重量部を加え、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基量０．００６０ｍｏｌ／ｇ）
を２．４重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基＝１．８］、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。
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であるジメチルポリシロキサン（２）４０
重量部、平均粒子径が３μｍである炭酸カルシウム（白
石工業 シルバーＷ）２０重量部を加え、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基量０．００６０ｍｏｌ／ｇ）
を２．４重量部［Ｓｉ−Ｈ基／ビニル基＝１．８］、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。
【００５３】更に、この混合物１００重量部に白金触媒
（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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを作成し、実施例１と同
様に重量変化及び圧縮永久歪を測定した結果を表１に示
した。
（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１ｍｍ及び４ｍｍのシートを作成し、実施例１と同
様に重量変化及び圧縮永久歪を測定した結果を表１に示
した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【発明の効果】本発明のゴム組成物を用いることによ
り、耐酸性に優れかつ圧縮永久歪も小さいシール材が得
られる。このシール材は、固体高分子型燃料電池のセパ
レータシール材として有用である。
り、耐酸性に優れかつ圧縮永久歪も小さいシール材が得
られる。このシール材は、固体高分子型燃料電池のセパ
レータシール材として有用である。
【００５６】
【図１】本発明に係る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。
の一例を示す平面図である。
【図２】本発明に係る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。
の一例を示す断面図である。
【００５７】
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
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０８Ｌ 83/07 Ｃ０８Ｌ 83/07
Ｈ０１Ｍ 8/10 Ｈ０１Ｍ 8/10
//(Ｃ０８Ｌ 83/07 Ｃ０８Ｌ 83:05
83:05）
(72)発明者 平 裕次郎
群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10
信越化学工業株式会社シリコーン電子材料
技術研究所内
Ｆターム(参考） 4J002 CP043 CP141 CP142 DD078
DE117 DE137 DE147 DG047
DJ007 DJ016 DJ017 DJ037
DJ047 DJ057 EG048 FD016
FD017 FD158 GQ00
5H026 AA06 BB02 BB03 BB04 BB10
CX07 CX08 EE02 EE11 EE12
HH00 HH01 HH02 HH05
Claims (6)
- 【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）比表面積が５０〜４００ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ ５〜４０重量部 （Ｄ）平均粒子径が５０μｍ以下であるヒュームドシリカ以外の耐酸性の無機充 填剤 １０〜２００重量部 （Ｅ）付加反応触媒 触媒量 を含有す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】 （Ｄ）成分の耐酸性無機充填剤が、石英
粉、珪藻土、マイカ、タルク、クレー、アルミナ、水酸
化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化鉄か
らなる群から選ばれる１種又は２種以上の無機充填剤で
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）成分のオルガノポリシロキサンの
平均重合度が２００〜２０００で、かつ珪素原子に結合
する全有機基の９０モル％以上がメチル基であることを
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】 （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
１〜３のいずれか１項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５】 請求項１〜４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６】 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１〜４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)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002052812A JP3931968B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 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 |
| DE60239444T DE60239444D1 (de) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Separator Gummidichtungszusammensetzung zur Verwendung in einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle |
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| 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 |
| TW91133166A TWI251616B (en) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Polymer electrolyte fuel-cell separator sealing rubber composition |
| EP20020257821 EP1311011B1 (en) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Polymer electrolyte fuel-cell separator sealing rubber composition |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007002183A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Bridgestone Corp | タイヤ製造用シリコーンゴム組成物およびその製造方法 |
| JP2008247812A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Gc Corp | シリコーン組成物 |
| JP2009140821A (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 |
| 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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| JP2016505691A (ja) * | 2012-12-27 | 2016-02-25 | ダウ コーニング コーポレーションＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 優れた反射率及び難燃性を有する物品を形成するための組成物、並びにそれらから形成された物品 |
| KR20170003415A (ko) * | 2015-06-30 | 2017-01-09 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 고체 고분자형 연료 전지 세퍼레이터용 시일 재료, 세퍼레이터 시일 및 세퍼레이터 |
| WO2017188059A1 (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Nok株式会社 | 液状シリコーンゴム組成物およびこれを用いた固体高分子型燃料電池セパレータ用シール部品 |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002052812A patent/JP3931968B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP4513986B2 (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 |
| 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 |
| JP2009140821A (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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