JP2009013296A - Gasket material for electrolytic cell - Google Patents

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JP2009013296A JP2007176846A JP2007176846A JP2009013296A JP 2009013296 A JP2009013296 A JP 2009013296A JP 2007176846 A JP2007176846 A JP 2007176846A JP 2007176846 A JP2007176846 A JP 2007176846A JP 2009013296 A JP2009013296 A JP 2009013296A
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Takeshi Mizutani
武 水谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasket material for an electrolytic cell in an ion exchange membrane method, from which a gasket excellent in chemical resistance against sodium hypochlorite or the like, creep resistance and electric insulating property can be inexpensively formed. <P>SOLUTION: The gasket material for an electrolytic cell comprises a rubber base material for forming a gasket to be used for an electrolytic cell in an ion exchange membrane method. The rubber base material comprises a mixture of an ethylene-propylene diene copolymer rubber by 70 to 95 wt.% and a chlorosulfonated polyethylene rubber by 5 to 30 wt.%, into which 10 to 50 parts by weight of carbon black, 10 to 50 parts by weight of an inorganic filler, 2 to 6 parts by weight of an organic peroxide crosslinking agent and 0 to 20 parts by weight of a plasticizer are compounded with respect to 100 parts by weight of the rubber base material. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、イオン交換膜法電解槽、特に食塩水を電解して塩素と苛性ソーダを生産するための電解槽に用いられるガスケットのゴム組成物材料に関する。   The present invention relates to a rubber composition material for a gasket used in an ion exchange membrane electrolytic cell, particularly an electrolytic cell for electrolyzing saline to produce chlorine and caustic soda.

従来より、工業的な基礎原料となる苛性ソーダと塩素とを得るために、電解槽を用いたイオン交換膜法による食塩電解が行なわれている。この電解槽としては、極室を構成する電解室枠とイオン交換膜と交互に配列して、これをボルト等で締め付けたフィルタプレス型電解槽等が知られている。運転方式としては、自然循環方式と加圧式の強制循環方式とがあり、自然循環方式では、電解液のみの側と、電解液およびガスが混合している側との比重差を利用して電解液を循環させている。   Conventionally, salt electrolysis by an ion exchange membrane method using an electrolytic cell has been performed in order to obtain caustic soda and chlorine which are industrial basic raw materials. As this electrolytic cell, there is known a filter press type electrolytic cell or the like in which electrolytic cell frames and ion exchange membranes constituting an electrode chamber are alternately arranged and fastened with bolts or the like. There are two types of operation methods: natural circulation method and pressurized forced circulation method. In the natural circulation method, electrolysis is performed using the specific gravity difference between the electrolyte-only side and the side where the electrolyte and gas are mixed. Circulating liquid.

このような電解槽では、電気分解により塩素ガス、水素ガス、苛性ソーダなどが発生する。また、電解膜が何らかの原因でピンホール等の破損が起こった場合、苛性ソーダと塩素とが反応して次亜塩素酸ソーダも発生するおそれがある。
これらのガスや液が電解槽外部に漏洩することを防止するため、電解槽の交互に配置した室枠とイオン交換膜との間や、原料液および生成ガスなどが通過する配管ホースの連結部位などにガスケットを介在させている。電解槽に用いられるガスケットには上記の電解液やガスに対して耐久性があり、締め付け圧力によるクリープが少ないことが求められている。
このようなガスケットとして、従来、エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム(EPDM)などのゴム材からなるガスケットの電解液との接触部分をフッ素樹脂シートで覆って耐薬品性を向上させたもの(特許文献1参照)や、ゴム材としてフッ素系ゴムを採用したものなどが利用されている。
In such an electrolytic cell, chlorine gas, hydrogen gas, caustic soda, etc. are generated by electrolysis. In addition, when the electrolytic membrane is damaged due to a pinhole or the like for some reason, sodium hydroxide and sodium hypochlorite may be generated due to a reaction between caustic soda and chlorine.
In order to prevent these gases and liquids from leaking to the outside of the electrolytic cell, the connecting part of the piping hose through which the raw material liquid and the generated gas pass, etc., between the chamber frame and the ion exchange membrane arranged alternately in the electrolytic cell Gasket is interposed in Gaskets used in electrolyzers are required to be durable against the above electrolytes and gases and to have little creep due to tightening pressure.
As such a gasket, the chemical contact resistance of a gasket made of a rubber material such as ethylene propylene diene copolymer rubber (EPDM) has been improved by covering the contact portion with an electrolyte solution with a fluororesin sheet (Patent Document) 1) and those using fluorine-based rubber as a rubber material are used.

しかしながら、食塩電解などでは電解槽運転中の温度は 90〜120℃と高温で休転時には常温近くまで温度が下がるため、ガスケットのゴム組成によっては、装置およびガスケットの温度収縮により液やガスが漏れやすくなるという問題がある。また、従来のゴム材では、圧縮永久歪みを低下させて耐クリープ性を向上させるために、通常カーボンブラックを配合しているが、上記温度変化に対応すべく十分なシール性を確保できる程度の量のカーボンブラックを配合すると、ガスケットの電気絶縁性を維持できなくなるおそれがある。
また、塩素、苛性ソーダに加えて次亜塩素酸ソーダに対しても優れた耐薬品性を確保するために、上記従来のガスケットのようにフッ素系材料を利用するとコストが大幅に高くなるという問題がある。
特開平5−9772号公報
However, in salt electrolysis, etc., the temperature during the operation of the electrolytic cell is as high as 90 to 120 ° C, and when it is resting, the temperature drops to near normal temperature. There is a problem that it becomes easy. In addition, in the conventional rubber material, in order to reduce the compression set and improve the creep resistance, usually carbon black is blended, but sufficient sealing performance can be secured to cope with the above temperature change. When the amount of carbon black is blended, the electrical insulation of the gasket may not be maintained.
Also, in order to ensure excellent chemical resistance against sodium hypochlorite in addition to chlorine and caustic soda, there is a problem that the cost is significantly increased if a fluorine-based material is used like the above conventional gasket. is there.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-9772

本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、次亜塩素酸ソーダなどに対する耐薬品性、耐クリープ性、および電気絶縁性に優れるガスケットを安価に形成可能なイオン交換膜法の電解槽用ガスケット材料を提供することを目的とする。   The present invention has been made to cope with such problems, and is an ion exchange membrane method capable of forming a gasket excellent in chemical resistance, creep resistance, and electrical insulation against sodium hypochlorite at low cost. It aims at providing the gasket material for electrolytic cells.

本発明の電解槽用ガスケット材料は、イオン交換膜法の電解槽に用いるガスケットを形成するための、ゴム基材からなる電解槽用ガスケット材料であって、該ゴム基材は、エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム(以下、EPDMと記す)とクロロスルフォン化ポリエチレンゴム(以下、CSMと記す)との混合物であり、上記EPDMはゴム基材全体に対して 70〜95 重量%、上記CSMはゴム基材全体に対して 5〜30 重量%それぞれ配合してなることを特徴とする。   The gasket material for electrolytic cells of the present invention is a gasket material for electrolytic cells made of a rubber base material for forming a gasket used in an electrolytic cell of an ion exchange membrane method, and the rubber base material is made of ethylene propylene diene. It is a mixture of a polymer rubber (hereinafter referred to as EPDM) and a chlorosulfonated polyethylene rubber (hereinafter referred to as CSM). The above EPDM is 70 to 95% by weight based on the whole rubber base material, and the above CSM is a rubber group. It is characterized by blending 5 to 30% by weight with respect to the whole material.

上記ゴム基材 100 重量部に対して、カーボンブラックを 10〜50 重量部、無機充填剤を 10〜50 重量部、有機過酸化物架橋剤を 2〜6 重量部、可塑剤を 0〜20 重量部配合してなることを特徴とする。   10 to 50 parts by weight of carbon black, 10 to 50 parts by weight of inorganic filler, 2 to 6 parts by weight of organic peroxide crosslinking agent, and 0 to 20 parts by weight of plasticizer with respect to 100 parts by weight of the rubber base material. It is characterized by being partly blended.

上記電解槽用ガスケット材料は、体積固有抵抗値が 1.0×1010Ω・cm 以上であることを特徴とする。 The electrolytic cell gasket material has a volume resistivity of 1.0 × 10 10 Ω · cm or more.

本発明の電解槽用ガスケット材料は、EPDM 70〜95 重量%およびCSM 5〜30 重量%からなる混合物をゴム基材とし、このゴム基材 100 重量部に対して、カーボンブラックを 10〜50 重量部、無機充填剤を 10〜50 重量部などを配合してなるので、従来のEPDM単独のゴム基材を用いる場合よりも次亜塩素酸ソーダなどに対する耐薬品性に優れるとともに、耐クリープ性および電気絶縁性に優れ、長期間にわたりシール性を維持可能な電解槽用ガスケットを形成することができる。また、フッ素系材料を用いないので低コストである。   The gasket material for an electrolytic cell of the present invention uses a mixture of 70 to 95% by weight of EPDM and 5 to 30% by weight of CSM as a rubber base, and 10 to 50% by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of the rubber base. Parts and inorganic fillers in an amount of 10 to 50 parts by weight, so that it has superior chemical resistance to sodium hypochlorite and the like, compared to the case of using a conventional rubber base material of EPDM alone. It is possible to form an electrolytic cell gasket that is excellent in electrical insulation and can maintain a sealing property for a long period of time. Further, since no fluorine material is used, the cost is low.

本発明の電解槽用ガスケット材料は、イオン交換膜法、例えば陽イオン交換膜を用いて塩化アルカリ水溶液を電解する電解槽において使用されるガスケットを形成するための材料である。特に、食塩水を電解して塩素と苛性ソーダを生産するための電解槽に使用されるガスケットの材料である。
本発明の電解槽用ガスケット材料を成形して得られるガスケットが使用される部位は、電解槽においてシールを必要とする任意の部位である。具体的には、電解槽の交互に配置した室枠とイオン交換膜との間や、原料液および生成ガスなどが通過する配管ホースの連結部位などが挙げられる。これらの部位には、上述したように、温度変化に伴う耐クリープ性に加えて、苛性ソーダ、塩素、次亜塩素酸ソーダなどに対する耐薬品性、電気絶縁性も同時に要求される。
The gasket material for an electrolytic cell of the present invention is a material for forming a gasket used in an electrolytic cell in which an alkaline chloride aqueous solution is electrolyzed using an ion exchange membrane method, for example, a cation exchange membrane. In particular, it is a material for a gasket used in an electrolytic cell for electrolyzing saline to produce chlorine and caustic soda.
The part where the gasket obtained by molding the gasket material for an electrolytic cell of the present invention is used is an arbitrary part requiring a seal in the electrolytic cell. Specifically, the connection part of the piping hose between the chamber frame and ion-exchange membrane which are arrange | positioned alternately in an electrolytic cell, a raw material liquid, produced | generated gas, etc. are mentioned. As described above, these parts are required to have chemical resistance and electrical insulation against caustic soda, chlorine, sodium hypochlorite, etc. in addition to creep resistance accompanying temperature change.

本発明の電解槽用ガスケット材料において、ゴム基材として使用できるEPDMは、ガスケット材料に要求される成形性や、その成形体であるガスケットに要求される機械的特性、耐熱性、耐薬品性などを考慮して、従来から公知のものを適宜採用できる。
また、エチレンとプロピレンおよびジエンの各配合比は、任意に調節可能である。ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン(ENB)、ジシクロペンタジエン(DCPD)、1,4−ヘキサジエン(HD)、5−メチレン−2−ノルボルネン、ジシクロオクタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネンなどが挙げられる。
EPDM that can be used as a rubber base material in the gasket material for electrolytic cells of the present invention has moldability required for the gasket material, mechanical properties required for the gasket as the molded product, heat resistance, chemical resistance, etc. In consideration of the above, conventionally known ones can be appropriately employed.
Moreover, each compounding ratio of ethylene, propylene, and diene can be adjusted arbitrarily. Examples of the diene component include ethylidene norbornene (ENB), dicyclopentadiene (DCPD), 1,4-hexadiene (HD), 5-methylene-2-norbornene, dicyclooctadiene, 5-ethylidene-2-norbornene, and the like. It is done.

EPDMにおいては、ジエン成分の配合量を抑える方が耐熱性に優れる。電解槽の運転条件である90℃〜120℃を考慮すると、ゴム中のジエン含有量は、1〜5重量部の範囲とすることが好ましい。
本発明に使用できるEPDMの具体例としては、三井化学工業社製の商品名:三井EPT系、住友化学工業社製の商品名:エスプレン系、JSR社製の商品名:JSR EP系、DSM社製の商品名:ケルタン系、デュポン社製の商品名:ノーデル(NORDEL)系、コポリマー・ラバー・アンド・ケミカル・コーポレーション社製の商品名:Epsyn系、ポリサー・ラバー・コーポレーション社製の商品名:POLYSAR系などが挙げられる。
In EPDM, the heat resistance is better when the blending amount of the diene component is suppressed. Considering the operating conditions of the electrolytic cell of 90 ° C. to 120 ° C., the diene content in the rubber is preferably in the range of 1 to 5 parts by weight.
As specific examples of EPDM that can be used in the present invention, trade names of Mitsui Chemicals, Inc .: Mitsui EPT, Sumitomo Chemical, trade names: Esprene, JSR, trade names: JSR EP, DSM Product name: Keltan series, DuPont brand name: NORDEL series, Copolymer Rubber and Chemical Corporation brand name: Epsyn series, Polycer Rubber Corporation brand name: A POLYSAR system may be used.

本発明の電解槽用ガスケット材料では、ゴム基材として上記EPDMにCSMをブレンドした混合物を用いる。CSMは、耐薬品性の向上を目的としてEPDMにブレンドされるものであり、従来から公知のものを適宜採用できる。
本発明に使用できるCSMの具体例としては、東ソー社製の商品名:TOSO−CSM系、デュポンエラストマー社製の商品名:ハイパロン系などが挙げられる。
In the gasket material for an electrolytic cell of the present invention, a mixture in which CSM is blended with the above EPDM is used as a rubber base material. CSM is blended with EPDM for the purpose of improving chemical resistance, and conventionally known ones can be appropriately employed.
Specific examples of CSM that can be used in the present invention include Tosoh Corporation trade name: TOSO-CSM series, DuPont Elastomer trade name: Hypalon series.

本発明の電解槽用ガスケット材料のゴム基材において、ゴム基材全体に対するEPDMおよびCSMの配合割合は、EPDM 70〜95 重量%、CSM 5〜30 重量%である。より好ましくは、EPDM 90〜95 重量%、CSM 5〜10 重量%である。ブレンドするCSMが 5 重量%未満であると、耐薬品性が劣るため不向きであり、30 重量%をこえると圧縮永久歪みが劣り不向きである。   In the rubber base material of the gasket material for an electrolytic cell of the present invention, the blending ratio of EPDM and CSM to the whole rubber base material is 70 to 95% by weight of EPDM and 5 to 30% by weight of CSM. More preferably, EPDM is 90 to 95% by weight and CSM is 5 to 10% by weight. If the CSM to be blended is less than 5% by weight, the chemical resistance is poor and unsuitable. If it exceeds 30% by weight, the compression set is inferior and unsuitable.

本発明の電解槽用ガスケット材料において、ゴム基材の加硫剤としては有機過酸化物を用いることができる。
有機過酸化物としては、例えば、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ‐t‐ブチル‐パーオキシヘキサン‐3、ジ‐t‐ブチルパーオキサイド、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ‐t‐ブチル‐パーオキシヘキサン、t‐ブチルクミルパーオキサイド、1,3‐ビス(t−ブチルパーオキシ‐イソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、4,4‐ジ‐t‐ブチルパーオキシ‐ブチルバレレート、2,2‐ジ‐t‐ブチルパーオキシ‐ブタン、1,1‐ジ‐t‐ブチルパーオキシ‐3,3,5−トリメチルシクロヘキサンや、ジ‐ベンゾイルパーオキサイド、ビス(o−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ビス(p−メチルベンゾイル)パーオキサイドなどが挙げられる。
In the gasket material for an electrolytic cell of the present invention, an organic peroxide can be used as a vulcanizing agent for the rubber substrate.
Examples of organic peroxides include 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butyl-peroxyhexane-3, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di- -T-butyl-peroxyhexane, t-butylcumyl peroxide, 1,3-bis (t-butylperoxy-isopropyl) benzene, dicumyl peroxide, 4,4-di-t-butylperoxy-butyl Valerate, 2,2-di-t-butylperoxy-butane, 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, di-benzoyl peroxide, bis (o-methyl) Examples thereof include benzoyl) peroxide and bis (p-methylbenzoyl) peroxide.

有機過酸化物架橋剤は、ゴム基材 100 重量部に対して 2〜6 重量部配合することが好ましい。この架橋剤の配合量が 2 重量部未満であると、ゴム基材の架橋が十分に行なわれない。また、架橋剤の配合量が 6 重量部をこえると、得られるガスケット(ゴム架橋体)の弾性が低下し、電解槽用ガスケットとして不適となる。なお、有機過酸化物架橋剤は、配合時には希釈品(40%程度)を使用するが、上記配合割合は純品(100%)換算での配合量である。
また、有機化酸化物による架橋効率を向上させる目的で、公知の共架橋剤を併用してもよい。共架橋剤としては、例えば、硫黄、TAIC、TAC、マレイミド、キノンジオキシムなどが挙げられる。
The organic peroxide crosslinking agent is preferably blended in an amount of 2 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber base material. If the amount of the crosslinking agent is less than 2 parts by weight, the rubber substrate is not sufficiently crosslinked. On the other hand, if the blending amount of the crosslinking agent exceeds 6 parts by weight, the elasticity of the resulting gasket (rubber crosslinked body) is lowered, making it unsuitable as an electrolytic cell gasket. The organic peroxide cross-linking agent is a diluted product (about 40%) at the time of blending, but the above blending ratio is a blended amount in terms of a pure product (100%).
Moreover, you may use a well-known co-crosslinking agent together in order to improve the crosslinking efficiency by an organic oxide. Examples of the co-crosslinking agent include sulfur, TAIC, TAC, maleimide, quinone dioxime, and the like.

カーボンブラックは、電気絶縁性のガスケットを製造する際には使用しないことが好ましいが、ガスケットの機械的特性、耐クリープ性などを向上させるために、従来はゴム基材 100 重量部に対して 50 重量部をこえて配合していた。
本発明の電解槽用ガスケット材料では、従来配合していたカーボンブラックの一部を他の無機充填剤に置換することで、機械的特性や耐クリープ性を維持しつつ、電気絶縁性の改良を図っている。なお、電解槽用ガスケットにおいて、十分な電気絶縁性とは、体積固有抵抗値(100V測定)で 1.0×1010Ω・cm 以上である。
Carbon black is preferably not used in the production of an electrically insulating gasket. However, in order to improve the mechanical properties, creep resistance, etc. of the gasket, conventionally, carbon black has been reduced to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber base material. More than part by weight was blended.
In the gasket material for an electrolytic cell of the present invention, by replacing a part of the carbon black that has been conventionally blended with other inorganic fillers, the electrical insulation is improved while maintaining the mechanical properties and creep resistance. I am trying. In addition, in an electrolytic cell gasket, sufficient electrical insulation is 1.0 × 10 10 Ω · cm or more in terms of volume resistivity (100 V measurement).

本発明の電解槽用ガスケット材料では、カーボンブラックとして、ガスケットの補強性に優れるファーネスブラックを用いることが好ましい。ファーネスブラックは、ガス、オイルまたはそれらの混合物を一定量の空気とともに不完全燃焼させて製造される。ファーネスブラックは、粒子径の小さい順に、SAF<ISAF<HAF<MAF<FEF<GPF<SRFに分類される。
抵抗値を高くするには、比表面積が小さいグレード、すなわち粒子径が大きいものほど有利である。また、粒子径の小さいSAF、ISAFは均一な分散が難しいため、本発明で使用するカーボンブラックとしては、HAF、MAF、FEF、GPF、SRFグレードが好ましい。
In the electrolytic cell gasket material of the present invention, it is preferable to use furnace black, which is excellent in gasket reinforcement, as carbon black. Furnace black is produced by incomplete combustion of a gas, oil or mixture thereof with a certain amount of air. Furnace black is classified into SAF <ISAF <HAF <MAF <FEF <GPF <SRF in ascending order of particle diameter.
In order to increase the resistance value, a grade having a small specific surface area, that is, a particle having a large particle size is advantageous. Further, since SAF and ISAF having a small particle size are difficult to uniformly disperse, the carbon black used in the present invention is preferably HAF, MAF, FEF, GPF, or SRF grade.

カーボンブラックは、ゴム基材 100 重量部に対して 10〜50 重量部配合することが好ましい。カーボンブラックの配合量が 10 重量部未満であると、得られるガスケットの機械的特性や耐クリープ性に劣る。また、カーボンブラックの配合量が 50 重量部をこえると、体積固有抵抗値が低くなり電気絶縁性に劣る。
抵抗値を高くするには、カーボンブラックの粒子径が大きいこと、かつ、その配合量が少ないほど有利である。本発明ではカーボンブラックの配合量を従来よりも減量しているため、上記ファーネスブラックのグレードにおいて、粒子径の大きいグレード(GPF、SRF)以外のグレードを用いても十分な電気絶縁性を確保できる。
Carbon black is preferably blended in an amount of 10 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the rubber base material. When the blending amount of carbon black is less than 10 parts by weight, the mechanical properties and creep resistance of the obtained gasket are inferior. On the other hand, if the blending amount of carbon black exceeds 50 parts by weight, the volume resistivity value becomes low and the electrical insulation is poor.
In order to increase the resistance value, it is advantageous that the particle size of the carbon black is large and the blending amount is small. In the present invention, since the blending amount of carbon black is reduced as compared with the prior art, sufficient electrical insulation can be secured even if a grade other than the grades with large particle size (GPF, SRF) is used in the furnace black grade. .

本発明の電解槽用ガスケット材料において使用できる無機充填剤としては、シリカ(湿式および乾式を含む)、クレー、炭酸カルシウムなどの絶縁性無機充填剤が挙げられる。シリカは、ホワイトカーボンと呼ばれ、カーボンブラックに次ぐ補強性を有し、引張強さ、硬さ、引裂強さ、耐摩耗性を向上させ、かつ、ガスケット表面の肌を良くする作用がある。また、本発明で主に使用するクレーは、クレーを600〜800℃で焼成して得られる焼成クレーである。この焼成クレーは、焼成にて結晶水を失い、結晶構造を崩壊させて活性を高め、遊離イオンが吸着固定化されることにより電気絶縁効果を向上できる。
本発明では無機充填剤としてシリカと焼成クレーとを併用することが好ましい。これは、カーボンブラックの減量分をシリカにて補強でき、焼成クレーにて増量と電気絶縁効果を向上できるためである。
Examples of the inorganic filler that can be used in the gasket material for an electrolytic cell of the present invention include insulating inorganic fillers such as silica (including wet and dry types), clay, and calcium carbonate. Silica is called white carbon and has a reinforcing property next to carbon black, and has an effect of improving tensile strength, hardness, tear strength, wear resistance and improving the skin of the gasket surface. The clay mainly used in the present invention is a calcined clay obtained by calcining clay at 600 to 800 ° C. This calcined clay loses water of crystallization upon calcining, collapses the crystal structure to increase activity, and can improve the electrical insulation effect by adsorbing and fixing free ions.
In the present invention, it is preferable to use silica and calcined clay in combination as an inorganic filler. This is because the reduced amount of carbon black can be reinforced with silica, and the increased amount and electrical insulation effect can be improved with calcined clay.

この無機充填剤は、ゴム基材 100 重量部に対して 10〜50 重量部配合することが好ましい。本発明では上述のように電気絶縁性確保のために、カーボンブラックの配合量を抑えているので、無機充填剤の配合量が 10 重量部未満であると、得られるガスケットの機械的特性を必要なレベルまで向上できない。また、無機充填剤の配合量が 50 重量部をこえると、ガスケットの硬度が高くなりすぎたり、耐クリープ性が劣るなどの問題がある。   The inorganic filler is preferably blended in an amount of 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber base material. In the present invention, as described above, since the blending amount of carbon black is suppressed to ensure electrical insulation, the mechanical properties of the obtained gasket are required when the blending amount of the inorganic filler is less than 10 parts by weight. It cannot be improved to a certain level. In addition, when the blending amount of the inorganic filler exceeds 50 parts by weight, there are problems that the hardness of the gasket becomes too high and the creep resistance is inferior.

本発明の電解槽用ガスケット材料では、ゴム基材に対し必要に応じて、上記のカーボンブラック、無機充填剤以外の充填剤、軟化剤、老化防止剤、滑剤などの各種添加剤を適宜に配合することができる。
軟化剤としては、プロセス油、植物油、合成油、または、エステル系などの可塑剤が例示され、それらを併用することもできる。可塑剤は、ゴム基材 100 重量部に対して 0〜20 重量部配合することが好ましい。
In the gasket material for an electrolytic cell of the present invention, various additives such as carbon black, fillers other than inorganic fillers, softeners, anti-aging agents, lubricants, etc., are appropriately blended with the rubber base material as necessary. can do.
Examples of the softening agent include process oils, vegetable oils, synthetic oils, and plasticizers such as ester type, and they can be used in combination. The plasticizer is preferably blended in an amount of 0 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber base material.

本発明の電解槽用ガスケット材料を用いてガスケットを製造するには、まず、バンバリーミキサー、ニーダー、インターミックス、インターナルミキサー、ロールなどの混合機により、EPDMと、CSMと、その他の添加剤を配合したガスケット材料を適当な温度下で数分〜数十分混練する。なお、加硫剤は、EPDM、CSM、およびその他の添加剤が均一に混練された後に添加するのが好ましい。
次に混練された材料を、押出成形機、カレンダーロール、プレス、インジェクション成形機、トランスファー成形機、コンプレッション成形機などを用いて意図する形状に成形する。
In order to produce a gasket using the gasket material for electrolytic cells of the present invention, first, EPDM, CSM, and other additives are mixed by a mixer such as a Banbury mixer, a kneader, an intermix, an internal mixer, and a roll. The blended gasket material is kneaded for several minutes to several tens of minutes at an appropriate temperature. The vulcanizing agent is preferably added after EPDM, CSM, and other additives are uniformly kneaded.
Next, the kneaded material is formed into an intended shape using an extrusion molding machine, a calender roll, a press, an injection molding machine, a transfer molding machine, a compression molding machine, or the like.

実施例1〜実施例2、および、比較例1〜比較例3
表1および表2に示された各種割合の各配合成分を6インチオープンロールで混練し、得られたガスケット材料を、プレス加硫により、ゲージ圧力 100 kg/cm2で 164℃×20分の加硫操作を行って、架橋体の試料として、厚さ:2mmのシート状の加硫ゴムを得た。
表中において、各配合物は具体的に以下のものである。
ENB系EPDM(1):三井化学工業社製 三井EPT3045
ENB系EPDM(2):JSR社製 JSR EP21
CSM:東ソー社製 TOSO−CSM TS−530
有機過酸化物架橋剤:GEO Speciality Chemicals社製 Di−Cup 40C
カーボンブラック(MAF):東海カーボン社製 シーストG−116
カーボンブラック(SRF):新日化カーボン社製 HTC ♯SL−F
カーボンブラック(HAF):東海カーボン社製 シースト3
シリカ系充填材:東ソー・シリカ社製 Nipsil VN3
クレー:ENGELHARD社製 SATINTONE SP−33
可塑剤:谷口石油精製社製 NCL 46
Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3
The various blending components shown in Tables 1 and 2 were kneaded with a 6-inch open roll, and the resulting gasket material was subjected to press vulcanization at a gauge pressure of 100 kg / cm 2 at 164 ° C for 20 minutes. Vulcanization operation was performed to obtain a sheet-like vulcanized rubber having a thickness of 2 mm as a sample of a crosslinked product.
In the table, each compound is specifically as follows.
ENB-based EPDM (1): Mitsui EPT3045 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
ENB-based EPDM (2): JSR manufactured by JSR EP21
CSM: TOSO-CSM TS-530 manufactured by Tosoh Corporation
Organic peroxide cross-linking agent: Di-Cup 40C manufactured by GEO Specialty Chemicals
Carbon black (MAF): Seast G-116 manufactured by Tokai Carbon
Carbon black (SRF): HTC # SL-F manufactured by Nippon Nikkei Carbon
Carbon Black (HAF): Toast Carbon Co., Ltd. Seest 3
Silica-based filler: Nipsil VN3 manufactured by Tosoh Silica
Clay: SAINTONE SP-33 manufactured by ENGELHARD
Plasticizer: NCL 46 manufactured by Taniguchi Oil Refinery

得られた実施例1および比較例1の各試料について以下の試験を行なった。
加硫ゴムを打ち抜いて所定の試料形状(JIS 3号ダンベル)とし、JIS K6251による引張試験およびJIS K6253による硬さ試験を行って各特性を測定した。その結果を、常態物性として表1に併記する。
また、熱老化特性の評価を行なうために、JIS K 6257の老化試験により、各試料に対して100℃×72時間の加熱をギャー式オーブンに入れて与え、その後、上述と同様な引張試験および硬さ試験を行って各特性(変化率)を測定した。結果を表1に併記する。
また、耐薬品性の評価を行なうために、JIS K 6258の浸漬試験により、各試料を70℃×72時間、次亜塩素酸ナトリウム 10%溶液に浸漬し、その後、上述と同様な引張試験および硬さ試験を行って各特性(変化率)を測定した。結果を表1に併記する。
The following tests were performed on the obtained samples of Example 1 and Comparative Example 1.
Vulcanized rubber was punched into a predetermined sample shape (JIS No. 3 dumbbell), and each characteristic was measured by performing a tensile test according to JIS K6251 and a hardness test according to JIS K6253. The results are also shown in Table 1 as normal physical properties.
In addition, in order to evaluate the heat aging characteristics, each sample was subjected to heating at 100 ° C. for 72 hours in a gar-type oven according to the aging test of JIS K 6257. A hardness test was performed to measure each characteristic (change rate). The results are also shown in Table 1.
In addition, in order to evaluate chemical resistance, each sample was immersed in a 10% sodium hypochlorite solution at 70 ° C. for 72 hours according to the immersion test of JIS K 6258, and then the same tensile test and A hardness test was performed to measure each characteristic (change rate). The results are also shown in Table 1.

圧縮特性の評価を行なうために、各試料について圧縮永久歪み(C−set)試験を行なった。試験条件は 100℃×72 時間、圧縮率 25 %で、JIS K6262に準拠して行なった。結果を表1に併記する。
また、電気特性の評価を行なうために、各試料(100mm×100mm×2mm)について、100V負荷時の体積固有抵抗値を測定した。結果を表1に併記する。
In order to evaluate the compression characteristics, a compression set (C-set) test was performed on each sample. The test conditions were 100 ° C. × 72 hours, the compression rate was 25%, and the test was performed according to JIS K6262. The results are also shown in Table 1.
Further, in order to evaluate the electrical characteristics, the volume specific resistance value at 100 V load was measured for each sample (100 mm × 100 mm × 2 mm). The results are also shown in Table 1.

Figure 2009013296
Figure 2009013296

表1に示すように、実施例1のガスケット材料を用いたものは、比較例1と比較して機械的特性や圧縮特性を維持したまま、耐薬品性が向上していることが分かる。また、体積固有抵抗値も大幅に高くなっている。   As shown in Table 1, it can be seen that the one using the gasket material of Example 1 has improved chemical resistance while maintaining the mechanical characteristics and compression characteristics as compared with Comparative Example 1. Moreover, the volume resistivity value is also greatly increased.

得られた実施例2、比較例2および比較例3の各試料について、実施例1と同様の試験で、常態物性、熱老化特性、耐薬品性、圧縮特性および電気特性の評価を行なった。結果を表2に併記する。
なお、表2において、熱老化特性、耐薬品性および圧縮特性の評価については、電解槽用ガスケットとしての使用に耐え得る値であるときは「○」とし、耐えない値であるときは「×」とした。また、電気特性の評価については、体積固有抵抗値が 1.0×1010Ω・cm 以上である場合は「○」、 1.0×1010Ω・cm 未満である場合は「×」とした。
The samples of Example 2, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 thus obtained were evaluated for normal physical properties, heat aging characteristics, chemical resistance, compression characteristics and electrical characteristics in the same tests as in Example 1. The results are also shown in Table 2.
In Table 2, regarding the evaluation of heat aging characteristics, chemical resistance and compression characteristics, it is “◯” when it is a value that can be used as a gasket for an electrolytic cell, and “×” when it is a value that cannot be tolerated. " For the evaluation of electrical characteristics, “○” was given when the volume resistivity value was 1.0 × 10 10 Ω · cm or more, and “X” was given when it was less than 1.0 × 10 10 Ω · cm.

Figure 2009013296
Figure 2009013296

表2に示すように、EPDMとCSMとを所定範囲内でブレンドした実施例2と比較して、比較例2および比較例3では、熱老化特性、耐薬品性および圧縮特性のいずれかにおいて電解槽用ガスケットとしての使用に耐え得ないものであった。   As shown in Table 2, compared with Example 2 in which EPDM and CSM were blended within a predetermined range, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 were electrolyzed in any of heat aging characteristics, chemical resistance and compression characteristics. It could not be used as a tank gasket.

本発明の電解槽用ガスケット材料は、耐薬品性、耐クリープ性、および電気絶縁性に優れるガスケットを安価に形成可能であるので、イオン交換膜法の電解槽に用いられるガスケット材料として好適に利用できる。   The gasket material for an electrolytic cell of the present invention can be used as a gasket material used in an electrolytic cell of an ion exchange membrane method because a gasket excellent in chemical resistance, creep resistance, and electrical insulation can be formed at low cost. it can.

Claims (3)

イオン交換膜法の電解槽に用いるガスケットを形成するための、ゴム基材からなる電解槽用ガスケット材料であって、
該ゴム基材は、エチレンプロピレンジエン共重合体ゴムとクロロスルフォン化ポリエチレンゴムとの混合物であり、前記エチレンプロピレンジエン共重合体ゴムはゴム基材全体に対して 70〜95 重量%、前記クロロスルフォン化ポリエチレンゴムはゴム基材全体に対して 5〜30 重量%それぞれ配合してなることを特徴とする電解槽用ガスケット材料。
A gasket material for an electrolytic cell made of a rubber base material for forming a gasket used for an electrolytic cell of an ion exchange membrane method,
The rubber base material is a mixture of ethylene propylene diene copolymer rubber and chlorosulfonated polyethylene rubber, and the ethylene propylene diene copolymer rubber is 70 to 95% by weight based on the whole rubber base material. Electrolyzed gasket material for electrolytic cell, characterized by comprising 5 to 30% by weight of each polyethylene rubber blended with respect to the entire rubber base material.
前記ゴム基材 100 重量部に対して、カーボンブラックを 10〜50 重量部、無機充填剤を 10〜50 重量部、有機過酸化物架橋剤を 2〜6 重量部、可塑剤を 0〜20 重量部配合してなることを特徴とする請求項1記載の電解槽用ガスケット材料。   10 to 50 parts by weight of carbon black, 10 to 50 parts by weight of an inorganic filler, 2 to 6 parts by weight of an organic peroxide crosslinking agent, and 0 to 20 parts by weight of a plasticizer with respect to 100 parts by weight of the rubber base material. The gasket material for an electrolytic cell according to claim 1, wherein the gasket material is partly blended. 前記電解槽用ガスケット材料は、体積固有抵抗値が 1.0×1010Ω・cm 以上であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電解槽用ガスケット材料。 3. The electrolytic cell gasket material according to claim 1, wherein the electrolytic cell gasket material has a volume resistivity of 1.0 × 10 10 Ω · cm 2 or more.
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