JP2006312726A5

JP2006312726A5 -

Info

Publication number: JP2006312726A5
Application number: JP2006103044A
Authority: JP
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2026-04-04

Description

本発明の硬化性組成物は、その硬化体として、優れた物性（例えば、耐熱性、耐熱水性、導電性、および／又は放熱性）を与えることができるため、従来実現が困難であった領域の材料、例えば、燃料電池用セパレータ、電極、回路基板、抵抗器、ヒーター、集塵フィルタエレメント、電池用集電体、面状発熱体、電磁波材料等各種用途・部品に広く適用が可能であり、特に固体高分子型燃料電池等の燃料電池セパレータ用素材として有用である。

（Ａ成分とＢ成分とＣ成分の質量比）
本発明の導電性硬化性樹脂組成物は、（Ａ）炭素−炭素二重結合を複数個有する炭化水素化合物、（Ｂ）（Ａ）成分を除くエラストマー、および（Ｃ）炭素質材料を少なくとも含む。（Ａ）成分と（Ｂ）成分との質量比は、２０〜９８質量％：８０〜２質量％である。（Ｂ）成分が８０質量％を超えると硬化体の強度、耐熱性が低下し、２質量％未満では（Ａ）成分を除くエラストマーの添加効果が顕現しない。好ましくは（Ａ）成分と（Ｂ）成分との質量比は、３０〜９５質量％：７０〜５質量％、更に好ましくは、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との質量比は、４０〜９０質量％：６０〜１０質量％である。また、（Ｃ）成分の炭素質材料については、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の和を１００質量部としたとき、その１００質量部に対して（Ｃ）成分が４０〜１，９００質量部であり、より好ましくは１００〜１，９００質量部であり、更に好ましくは２００〜１，２００質量部である。炭素質材料が４０質量部未満であると硬化体の導電性が低くなる。炭素質材料が１，９００質量部を超えると成形性が悪くなる傾向があるので好ましくない。

本発明の導電性硬化性樹脂組成物中に必要に応じて含まれる有機過酸化物は（Ａ）炭素−炭素二重結合を複数個有する炭化水素化合物と（Ｂ）（Ａ）成分を除くエラストマーの和を１００質量部としたとき、その１００質量部に対して、０．２〜１０質量部添加することが好ましい。有機過酸化物の添加量は、より好ましくは、０．５〜８質量部、更に好ましくは０．８〜６質量部である。１０質量部を越えると有機過酸化物の分解により発生するガスが増加し、硬化物の気密性低下の原因となることがある。また、０．２質量部未満では、硬化物の架橋密度が低くなるため強度が低下し、更に耐久性も低下する場合がある。

（導電性成形体）
本発明の導電性硬化性樹脂組成物から得られる導電性成形体は、限定されるものではないが、特に燃料電池用セパレータ、電池用集電体または電極等の作製を目的として開発されたものであり、燃料電池用セパレータ、電池用集電体または電極に有用である。

本発明の両面または片面にガスを流すための流路が形成された燃料電池用セパレータにおいて、流通するガスとしては空気、酸素、水素、窒素、水蒸気等が挙げられる。またガスの流路の形状、サイズは成形体の用途や大きさにより適宜設定することができる。

Claims

（Ａ）炭素−炭素二重結合を複数個有する炭化水素化合物、（Ｂ）（Ａ）成分を除くエラストマー、および（Ｃ）炭素質材料を少なくとも含む導電性硬化性樹脂組成物。
前記（Ａ）炭素−炭素二重結合を複数個有する炭化水素化合物が、側鎖に炭素−炭素二重結合を有する重合体であることを特徴とする、請求項１に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記側鎖に炭素−炭素二重結合を有する重合体が、側鎖に炭素−炭素二重結合を有し、かつ、主鎖は飽和しているモノマー単位を６０モル％以上含有する重合体であることを特徴とする、請求項２に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記側鎖に炭素−炭素二重結合を有し、かつ、主鎖は飽和しているモノマー単位を６０モル％以上含有する重合体が、ジエン化合物を主モノマーとして重合されたものであることを特徴とする、請求項３に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記ジエン化合物がブタジエン、ペンタジエンおよびイソプレンの内の少なくとも一種である、請求項４に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記（Ａ）炭素−炭素二重結合を複数個有する炭化水素化合物が、１，２−ポリブタジエン、３，４−ポリイソプレン、およびスチレンイソプレン共重合体の内の少なくとも一種であることを特徴とする、請求項１に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記（Ａ）炭素−炭素二重結合を複数個有する炭化水素化合物が、以下の式（１）または式（２）：

で表わされるモノマー単位を６０モル％以上含む重合体であることを特徴とする、請求項１に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記（Ｂ）エラストマーが、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンオクテン共重合体、エチレンブテン共重合体、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ノルボルネンゴム、及びブチルゴムからなる群より選ばれる１種または２種類以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記（Ｃ）炭素質材料が、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、カーボンブラック、炭素繊維、繊維径が０．０５〜１０μｍであり繊維長が１〜５００μｍの気相法炭素繊維、繊維径が０．５〜１００ｎｍであり繊維長が０．０１〜１０μｍのカーボンナノチューブ中から選ばれた１ないし２種類以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記（Ｃ）炭素質材料が、その嵩密度が１ｇ／ｃｍ³となるように加圧された状態において、加圧方向に対して直角方向の粉末電気比抵抗が０．１Ωｃｍ以下であるものであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記（Ｃ）炭素質材料が０．０５質量％〜１０質量％のホウ素を含有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
前記（Ａ）成分の炭素−炭素二重結合を複数個有する炭化水素化合物と前記（Ｂ）成分のエラストマーとの質量比が２０〜９８質量％：８０〜２質量％であり、かつ、前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の和を１００質量部としたとき、その１００質量部に対して前記（Ｃ）成分の炭素質材料が４０〜１，９００質量部の割合で含まれることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
（Ｄ）反応性モノマーを更に含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の導電性硬化性樹脂組成物。
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の導電性硬化性樹脂組成物を硬化して得られることを特徴とする導電性硬化体。
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の導電性硬化性樹脂組成物を圧縮成形、トランスファー成形、射出成形または射出圧縮成形のいずれかの方法により成形されてなることを特徴とする導電性硬化体の製造方法。
請求項１４に記載の導電性硬化体からなることを特徴とする導電性成形体。
請求項１４に記載の導電性硬化体からなる、ＪＩＳＫ７１９４に準拠した体積固有抵抗が２×１０^-2Ωｃｍ以下、貫通方向の抵抗率が２×１０^-2Ωｃｍ以下、かつ、ＪＩＳＫ６９１１に準拠した曲げ強度が３０ＭＰａ以上であることを特徴とする、両面または片面にガスを流すための流路が形成された燃料電池用セパレータ。