JP2019502008A - 熱硬化性エラストマー組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
なし。
なし。
本開示は、一般に熱硬化性エラストマー組成物に関し、より詳細には、エラストマー組成物に優れた物理的特性及び機械的特性を提供するためにシラン変性シリカフィラー材を含有するエラストマー組成物に関する。
エラストマー組成物は、粘弾性を示すものであり、一部は熱可塑性であり得るが、典型的には熱硬化性組成物である。ゴムという用語は、ゴムの木から採取された天然ゴムに由来する弾性特性を有する組成物を示すのにしばしば使用されており、一方、エラストマーは、合成ゴム型組成物に使用されている。本明細書及び特許請求の範囲において、エラストマー及びゴムという用語は、互換可能に使用される。エラストマー組成物は、多くの場合、少なくとも1種のエラストマーポリマー又はゴムポリマー、フィラー材、及び架橋成分を含む。エラストマー組成物は、しばしば、シーリング材、ガスケット材、接着剤として、また成形可撓性部品の製造のために使用される。
本開示は、変性シリカフィラー材、及び、特に燃料電池のための、シーリング材又はガスケットとして使用される熱硬化性エラストマー組成物におけるその使用に関する。該組成物は、(A)2種以上のシランで処理されたシリカフィラー材であって、該2種以上のシランが、少なくともアルキルシランとアルケニルシランとを、互いに特定の重量比で含む、シリカフィラー材;(B)ポリオレフィン骨格を有し、官能性アルケニル基を含有するエラストマー炭化水素ポリマー;(C)少なくとも2個のSiH官能基を有する水素化ケイ素架橋剤;並びに、(D)ヒドロシリル化触媒を含む。組成物は、一成分系又は二成分系のいずれでもよい。一成分系では、配合のすべての成分が単一の配合物中にある。二成分系では、第一成分が少なくとも2個のSiH官能基を有する水素化ケイ素架橋剤を含み、第二成分がヒドロシリル化触媒を含む。2つの部分は別々に保管され、混合組成物が使用される直前にのみ混合される。
未硬化エラストマー試料の粘度は、Haake,150RheoStressを使用して、25℃で、12秒−1のせん断速度で測定し、結果は、別段の記載がない限り、Pa.sとして記録した。
本開示の第1の例では、本開示に従って前処理したシリカフィラーを含有するエラストマー組成物(下記の例1)を、疎水性化合物HMDZ(2個の水素がトリメチルシリル基で置き換えられているアンモニア系化合物)のみで処理された市販のシリカフィラーを含有する2つの比較用エラストマー組成物(下記の例2及び例3)と比較した。市販の比較用シリカフィラーは、EvonikからAerosil(登録商標)ブランドで入手したものであり、本開示に従って処理されたものではない。本開示に係るシリカフィラーは、ヒュームドシリカ、Evonik Aerosil(登録商標)OX 50をベースとするものであった。ヒュームドシリカは、全フィラー重量を基準として1〜5重量%のレベルのアルキルシラン及び総重量を基準として0.2〜2重量%のレベルのアルケニルシランで、in−situで処理することができ、あるいは前処理することもできる。アルキルシランとアルケニルシランの両方を同時に組成物に添加する。組成物を下記表1に列挙する。組成物は、以下のようにして調製した:ポリオレフィンポリマー、潤滑剤、及び安定化剤を、安定化剤のすべてが混合物に溶解するまで、110℃の温度で2時間超混合した。次いで混合物を80℃に冷却した。次いで、シリカフィラー及びアルミナフィラーを添加し、完全に混合した。混合物を真空に供して気泡を除去した。次いで混合物を50℃未満に冷却し、水素化ケイ素架橋剤及び触媒阻害剤を添加し、混合物を完全に混合した。次いで混合物を25℃未満に冷却し、ヒドロシリル化触媒を添加し、完全に混合した。組成物を、200psiの圧力下、2つのテフロン(登録商標)型の間で1ミリメートルの厚さで、130℃で1時間加熱硬化させた。Si−Hの、アルケニル基に対する化学量論比は、アルケニル基とSi−H基の合計モルに基づいて計算したモル比であり、下記実施例では、アルケニル基の一部はアリルトリメトキシシランが寄与している。
Claims (20)
- a)変性シリカフィラーを形成するためにC1〜C30アルキル基を有する少なくとも1種のアルキルシラン及びC2〜C30アルケニル基を有する少なくとも1種のアルケニルシランによる処理によって変性されているシリカを含む、変性シリカフィラー;
b)ポリオレフィン骨格及び官能性アルケニル基を有するエラストマー炭化水素ポリマー;
c)少なくとも2個のSiH官能基を有する水素化ケイ素架橋剤;
d)ヒドロシリル化触媒;並びに
e)任意選択で、安定化剤、酸化防止剤、可塑剤、追加のフィラー材、ハンドリング改善剤、又はヒドロシリル化触媒阻害剤のうちの1又は複数
を含む、熱硬化性エラストマー組成物。 - アルキルシランの総量の、アルケニルシランの総量に対する重量比が、(1〜10):1である、請求項1に記載の熱硬化性エラストマー組成物。
- 前記変性シリカフィラー中の前記アルキルシランと前記アルケニルシランとの総合計量が、前記変性シリカフィラーの総重量を基準として1〜15重量%である、請求項1に記載の熱硬化性エラストマー組成物。
- 前記変性シリカフィラーが、前記エラストマー組成物の総重量を基準として10〜40重量%の量で存在する、請求項1に記載の熱硬化性エラストマー組成物。
- 前記アルキルシランがオクタデシルトリメトキシシランを含み、前記アルケニルシランがアリルトリメトキシシランを含む、請求項1に記載の熱硬化性エラストマー組成物。
- ポリオレフィン骨格及び官能性アルケニル基を有する前記エラストマー炭化水素ポリマーが末端アルケニル基を含む、請求項1に記載の熱硬化性エラストマー組成物。
- ポリオレフィン骨格及び官能性アルケニル基を有する前記エラストマー炭化水素ポリマーがポリイソブチレンを含む、請求項6に記載の熱硬化性エラストマー組成物。
- a)変性シリカフィラーを形成するためにC1〜C30アルキル基を有する少なくとも1種のアルキルシラン及びC2〜C30アルケニル基を有する少なくとも1種のアルケニルシランによる処理によって変性されているシリカを含む、変性シリカフィラー;
b)ポリオレフィン骨格及び官能性アルケニル基を有するエラストマー炭化水素ポリマー;
c)少なくとも2個のSiH官能基を有する水素化ケイ素架橋剤;
d)ヒドロシリル化触媒;並びに
e)任意選択で、安定化剤、酸化防止剤、可塑剤、追加のフィラー材、ハンドリング改善剤、又はヒドロシリル化触媒阻害剤のうちの1又は複数
を含む、熱硬化エラストマー。 - アルキルシランの総量の、アルケニルシランの総量に対する重量比が、(1〜10):1である、請求項8に記載の熱硬化エラストマー。
- 前記変性シリカフィラー中の前記アルキルシランと前記アルケニルシランとの総合計量が、前記変性シリカフィラーの総重量を基準として1〜15重量%である、請求項8に記載の熱硬化エラストマー。
- 前記変性シリカフィラーが、前記エラストマーの総重量を基準として10〜40重量%の量で存在する、請求項8に記載の熱硬化エラストマー。
- 前記アルキルシランがオクタデシルトリメトキシシランを含み、前記アルケニルシランがアリルトリメトキシシランを含む、請求項8に記載の熱硬化エラストマー。
- ポリオレフィン骨格及び官能性アルケニル基を有する前記エラストマー炭化水素ポリマーが末端アルケニル基を含む、請求項8に記載の熱硬化エラストマー。
- ポリオレフィン骨格及び官能性アルケニル基を有する前記エラストマー炭化水素ポリマーがポリイソブチレンを含む、請求項13に記載の熱硬化エラストマー。
- 前記エラストマーが125℃で24時間後に15%未満の圧縮永久ひずみを有する、請求項8に記載の熱硬化エラストマー。
- 前記エラストマーが300psiより大きい引張強度を有する、請求項8に記載の熱硬化エラストマー。
- 前記エラストマーが80〜200psiの100%における弾性率、及び200%を超える破断点伸びを有する、請求項8に記載の熱硬化エラストマー。
- C1〜C30アルキル基を有する少なくとも1種のアルキルシラン及びC2〜C30アルケニル基を有する少なくとも1種のアルケニルシランを用いた処理により変性されているシリカフィラー材を含む変性シリカフィラー材であって、前記アルキルシランの、前記アルケニルシランに対する重量比が、(1〜10):1である、変性シリカフィラー材。
- 前記変性シリカフィラー中の前記アルキルシランと前記アルケニルシランとの総合計量が、前記変性シリカフィラーの総重量を基準として1〜15重量%である、請求項18に記載の変性シリカフィラー材。
- 前記アルキルシランがオクタデシルトリメトキシシランを含み、前記アルケニルシランがアリルトリメトキシシランを含む、請求項18に記載の変性シリカフィラー材。
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