JP2021034286A - 燃料電池用ラジカル硬化性シール部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記(A)成分100重量部に対して(B)成分20〜90重量部、(C)成分1〜10重量部、(D)成分0.01〜10重量部含有し、(C)成分に対する(B)成分の重量比[(B)/(C)]が4〜24、(A)成分、(B)成分および(C)成分の合計100重量%に対する(C)成分の含有量[(C)/{(A)+(B)+(C)}]が1〜7重量%であるラジカル硬化性組成物の架橋体からなり、ガラス転移温度が−40℃以下である燃料電池用ラジカル硬化性シール部材4。
(A)(メタ)アクリロイル基を分子鎖末端に有する(メタ)アクリルポリマー。
(B)単官能(メタ)アクリルモノマー。
(C)多官能(メタ)アクリルモノマー。
(D)ラジカル重合開始剤。
【選択図】図1
Description
[1]下記(A)〜(D)成分を含有し、(A)成分100重量部に対して、(B)成分を20〜90重量部、(C)成分を1〜10重量部、(D)成分を0.01〜10重量部含有し、(C)成分に対する(B)成分の重量比[(B)/(C)]が4〜24、且つ、(A)成分、(B)成分および(C)成分の合計100重量%に対する(C)成分の含有量[(C)/{(A)+(B)+(C)}]が1〜7重量%であるラジカル硬化性組成物の架橋体からなる燃料電池用ラジカル硬化性シール部材であって、ガラス転移温度(Tg)が−40℃以下であることを特徴とする燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
(A)(メタ)アクリロイル基を分子鎖末端に有する(メタ)アクリルポリマー。
(B)単官能(メタ)アクリルモノマー。
(C)多官能(メタ)アクリルモノマー。
(D)ラジカル重合開始剤。
[2]上記(B)成分のガラス転移温度(Tg)が、−40℃以下である、[1]に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[3]上記(B)成分が、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸イソデシルおよびアクリル酸n−オクチルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]または[2]に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[4]上記(A)成分の数平均分子量(Mn)が、5,000〜100,000である、[1]〜[3]のいずれかに記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[5]上記(A)成分が、エステル基の炭素数が2〜14のアクリル酸エステルモノマーからなる共重合体、または、エステル基の炭素数が8〜14のメタクリル酸エステルモノマーからなる共重合体である、[1]〜[4]のいずれかに記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[6]上記(A)成分が、アクリル酸n−ブチルとアクリル酸2−エチルヘキシルからなる共重合体である、[1]〜[5]のいずれかに記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[7]上記共重合体の共重合比(アクリル酸n−ブチル:アクリル酸2−エチルヘキシル)が、40〜60:60〜40である、[6]に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[8]上記(C)成分が、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレートおよびペンタエリスリトールアクリレート系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[7]のいずれかに記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[9]さらに、シリカを含有する、[1]〜[8]のいずれかに記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[10]上記シリカが、ジメチルシリル化シリカ、トリメチルシリル化シリカ、オクチルシリル化シリカおよびメタクリルシリル化シリカからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[9]のいずれかに記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[11]上記ラジカル硬化性組成物が、紫外線硬化性組成物である、[1]〜[10]のいずれかに記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[12]上記燃料電池用ラジカル硬化性シール部材が、膜状のシール部材である、[1]〜[11]のいずれかに記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
[13]上記膜状のシール部材の厚みが、50〜1,000μmである、[12]に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
(A)(メタ)アクリロイル基を分子鎖末端に有する(メタ)アクリルポリマー。
(B)単官能(メタ)アクリルモノマー。
(C)多官能(メタ)アクリルモノマー。
(D)ラジカル重合開始剤。
(E)フィラー。
(F)老化防止剤。
(A)成分は、(メタ)アクリロイル基を分子鎖末端に有する(メタ)アクリルポリマーである。本発明に用いる上記ラジカル硬化性組成物の主成分であり、通常、組成物全体の過半を占める。
(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、(メタ)アクリル酸オレイル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2−デシルテトラデカニル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸トリル、(メタ)アクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボルニルなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数を共重合させてもよい。
かかる(A)成分のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC)で測定される。具体的には、セイコーインスツルメンツ社製の示差走査熱量分析装置(DSC)SSC−5200を用い、試料を一旦200℃まで25℃/分の速度で昇温した後10分間ホールドし、25℃/分の速度で50℃まで温度を下げる予備調整を経て、10℃/分の昇温速度で200℃まで昇温する間の測定を行い、得られたDSC曲線から積分値を求め、その極大点からガラス転移温度を求める。
(B)成分である単官能(メタ)アクリルモノマーは、分子構造内に1つの(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート化合物である。具体的には、公知のエチレン性不飽和単官能モノマーが挙げられ、例えば、上記(A)の主鎖を構成するモノマーとして用いられる(メタ)アクリルモノマーが挙げられる。なかでも、本発明の効果をより高める観点から、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどのアクリル酸アルキルエステルモノマーが好ましい。なかでも、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸イソデシルがより好ましい。
(C)成分の多官能(メタ)アクリルモノマーは、分子構造内に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート化合物である。具体的には、公知のエチレン性不飽和多官能モノマーが挙げられ、分子構造内に2つの(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,7−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどのアルカンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
(D)成分のラジカル重合開始剤としては、エネルギー線を照射することによりラジカルが発生する化合物であれば特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、メチルオルトベンゾイルベンゾエイト、4−フェニルベンゾフェノンなどのベンゾフェノン型化合物、t−ブチルアントラキノン、2−エチルアントラキノンなどのアントラキノン型化合物、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、オリゴ{2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン}、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインメチルエーテル、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)ベンジル]フェニル}−2−メチルプロパン−1−オンなどのアルキルフェノン型化合物、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン型化合物、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイドなどのアシルホスフィンオキサイド型化合物、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステルなどのフェニルグリオキシレート型化合物などが挙げられる。なかでも、反応性に優れる観点から、アルキルフェノン型化合物が好ましく、具体的には、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンなどが好ましい。
(E)成分のフィラーとしては、特に制限されないが、シリカ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、酸化チタン、タルク、クレー、ガラスバルーンなどが挙げられ、なかでも補強性に優れることからシリカが好ましい。また、分散性向上の観点から、表面処理剤により疎水化されたシリカがより好ましい。表面処理剤により疎水化されたシリカとしては、例えば、シラン化合物で表面処理されたシリカが好ましく、ジメチルシランで表面処理されたジメチルシリル化シリカ、トリメチルシランで表面処理されたトリメチルシリル化シリカ、オクチルシランで表面処理されたオクチルシリル化シリカ、メタクリロキシシランで表面処理されたメタクリルシリル化シリカがより好ましく、なかでも、トリメチルシリル化シリカ、メタクリルシリル化シリカが特により好ましい。
(F)成分の老化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、N−フェニル−1−ナフチルアミン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、ジ(4−オクチルフェニル)アミン、4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフェニルアミン、N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミンなどのアミン系老化防止剤、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,4,6−トリ−t−ブチルフェノール、スチレン化フェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−t−ブチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−イソブチリデンビス(4,6−ジメチルフェノール)などのフェノール系老化防止剤、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール亜鉛塩、2−メルカプトメチルベンズイミダゾールなどのイミダゾール系老化防止剤、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネートなどのイオウ系老化防止剤などが挙げられる。なかでも、アミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤が好ましく、4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミンが好ましい。
本発明のラジカル硬化性組成物には、上記(A)〜(F)成分以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、相溶化剤、硬化性調整剤、滑剤、顔料、消泡剤、発泡剤、光安定剤、表面改質剤など、各種の添加剤を配合してもよい。
本発明に用いるラジカル硬化性組成物の製造方法は、公知の方法により製造される。例えば、(B)成分、(C)成分、(D)成分および各種の添加剤などを配合して撹拌したものに(A)成分を加え、ミキサーを用いて混合することにより製造される。また、(E)成分としてシリカなどを配合する場合は、例えば、(B)成分、(C)成分、(D)成分および各種の添加剤などを配合して撹拌したものに、(E)成分を分散した(A)成分を加え、ミキサーを用いて混合することにより製造される。
本発明に用いるラジカル硬化性組成物は、特に限定されないが、電子線や紫外線などの活性エネルギー線により硬化される。なかでも、基材へのダメージが少ない紫外線が好ましい。活性エネルギー源としては、特に限定されず、公知のものを用いることができ、例えば、高圧水銀灯、ブラックライト、LED、蛍光灯などを用いることができる。
本発明に用いるラジカル硬化性組成物のシール方法は、特に限定されないが、例えば、ラジカル硬化性組成物を燃料電池の構成部材に塗布し、活性エネルギー線を照射して硬化させればよい。塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、ディスペンサー、スプレー、インクジェット、スクリーン印刷などの各種方法を用いることができる。より具体的には、FIPG(フォームインプレイスガスケット)、CIPG(キュアーインプレイスガスケット)、MIPG(モールドインプレイスガスケット)などのシール方法を用いることができる。
本発明のシール部材は、燃料電池の構成部材に用いられる。特に、寒冷地での使用など、幅広い温度範囲におけるシール性が要求される燃料電池に好適に用いられる。
本発明の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材は、(A)〜(D)成分、および必要に応じて、(E)成分、(F)成分などを含有する組成物を調製した後、燃料電池のセパレータなどの各種構成部材に対してディスペンサーなどを用いて塗布し、活性エネルギー線を照射して硬化させることにより作製することができる。
また、燃料電池の各種構成部材に接着剤を塗布した面に対し、上記組成物を塗布し、活性エネルギー線を照射して硬化させることにより作製することもできる。
さらに、燃料電池の各種構成部材のシール対象部分の形状に応じて、所定形状に成形しておくこともできる。例えば、フィルム状に成形すると、燃料電池の各種構成部材にシール部材を、接着剤により貼り付けて利用に供することができる。
アクリロイル基末端ポリアクリレートA1(合成例)
公知の方法(例えば、特開2012−211216号公報記載)に従い、臭化第一銅を触媒、ペンタメチルジエチレントリアミンを配位子、ジエチル−2,5−ジブロモアジペートをラジカル重合開始剤とした。アクリルモノマーとして、アクリル酸2−エチルヘキシル/アクリル酸n−ブチルを50重量部/50重量部用い、アクリルモノマー/ラジカル重合開始剤比(モル比)を180にして重合し、末端臭素基アクリル酸2−エチルヘキシル/アクリル酸n−ブチル共重合体を得た。この共重合体をN,N−ジメチルアセトアミドに溶解させ、アクリル酸カリウムを加え、窒素雰囲気下、70℃で加熱撹拌した。この混合液中のN,N−ジメチルアセトアミドを減圧留去したのち、残渣に酢酸ブチルを加えて、不溶分を濾過により除去した。濾液の酢酸ブチルを減圧留去して、末端にアクリロイル基を有するアクリル酸2−エチルヘキシル/アクリル酸n−ブチル共重合体[A1]を得た。数平均分子量は23,000、分子量分布は1.1、重合体1分子当たりに導入された平均のアクリロイル基の数を1H−NMR分析により求めたところ約1.9個であった。また、ガラス転移温度(Tg)は−50℃であった。
アクリルモノマー/ラジカル重合開始剤比を80とする以外は、アクリロイル基末端ポリアクリレート[A1]と同様の方法により、末端にアクリロイル基を有するアクリル酸2−エチルヘキシル/アクリル酸n−ブチル共重合体[A2]を得た。数平均分子量は7,000、分子量分布は1.1、重合体1分子当たりに導入された平均のアクリロイル基の数を1H−NMR分析により求めたところ約1.8個であった。また、ガラス転移温度(Tg)は−50℃であった。
アクリルモノマー/ラジカル重合開始剤比を550とする以外は、アクリロイル基末端ポリアクリレート[A1]と同様の方法により、末端にアクリロイル基を有するアクリル酸2−エチルヘキシル/アクリル酸n−ブチル共重合体[A3]を得た。数平均分子量は95,000、分子量分布は1.4、重合体1分子当たりに導入された平均のアクリロイル基の数を1H−NMR分析により求めたところ約2.0個であった。また、ガラス転移温度(Tg)は−51℃であった。
アクリルモノマーとして、アクリル酸エチル/アクリル酸n−ブチルを50重量部/50重量部用い、アクリルモノマー/ラジカル重合開始剤比を180とする以外は、アクリロイル基末端ポリアクリレート[A1]と同様の方法により、末端にアクリロイル基を有するアクリル酸エチル/アクリル酸n−ブチル共重合体[A4]を得た。数平均分子量は20,000、分子量分布は1.2、重合体1分子当たりに導入された平均のアクリロイル基の数を1H−NMR分析により求めたところ約1.9個であった。また、ガラス転移温度(Tg)は−35℃であった。
アクリル酸2−エチルヘキシル(Tg:−70℃、三菱ケミカル社製)
アクリル酸n−ブチル(Tg:−55℃、三菱ケミカル社製)
アクリル酸n−オクチル(Tg:−65℃、大阪有機化学工業社製)
アクリル酸イソボルニル(Tg:97℃、大阪有機化学工業社製)
<(C)成分>
1,9−ノナンジオールジメタクリレート(日本油脂社製)
1,9−ノナンジオールジアクリレート(新中村化学工業社製)
ペンタエリスリトールアクリレート(大阪有機化学工業社製、ビスコート#802〔トリペンタエリスリトールアクリレート、モノペンタエリスリトールアクリレート、ジペンタエリスリトールアクリレート、ポリペンタエリスリトールアクリレートの混合物〕)
<(D)成分>
2−ヒドロキシ−2−メチル−1フェニルプロパン−1−オン(iGM RESINS社製、Omnirad1173)
<(E)成分>
トリメチルシリル化シリカ(AEROSIL社製、AEROSIL RX200)
メタクリルシリル化シリカ(AEROSIL社製、AEROSIL R7200)
<(F)成分>
4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(精工化学社製、ノンフレックスDCD)
(燃料電池用ラジカル硬化性シール部材の作製)
下記の表1および表2に示す各成分を、同表に示す割合で配合し、プラネタリーミキサー(井上製作所社製)で混練することにより、ラジカル硬化性組成物を調製した。高圧水銀UV照射機(ヘレウス社製、F600V−10)にて紫外線を照射し(照射強度:250mW/cm2、積算光量:3000mJ/cm2)、直径15mm、厚み1mmの各試験用サンプルを得た。
各試験用サンプルについて、JIS K 6262に準拠した高温での圧縮永久歪み試験を行った。各サンプルを、圧縮率25%で圧縮し、その状態で120℃×24時間の加熱を行った後、解放し、室温(25℃)下で30分間経過した後の各サンプルの厚みを測定して、圧縮永久歪み(%)を算出し、以下の基準により評価した。
10%未満 ◎
10%以上〜20%未満 ○
20%以上〜30%未満 △
30%以上 ×
また、上記圧縮率を40%、50%、または60%に変更した以外は、上記試験と同様の条件により試験を行い、各サンプルの割れの有無を目視にて確認した。
60%圧縮で割れ無し ◎
50%圧縮で割れ無し ○
40%圧縮で割れ無し △
40%圧縮で割れ有り ×
各試験用サンプルについて、JIS K 6262に準拠した低温での圧縮永久歪み試験を行った。すなわち、加硫ゴムを圧縮率25%で圧縮し、その状態で−30℃下に24時間静置した後、圧縮を解放し、そのままの温度下で30分間経過した後の加硫ゴムの厚みを測定して、圧縮永久歪み(%)を算出し、以下の基準により評価した。
55%未満 ◎
55%以上〜65%未満 ○
65%以上〜75%未満 △
75%以上 ×
また、上記圧縮率を40%、50%、または60%に変更した以外は、上記試験と同様の条件により試験を行い、各サンプルの割れの有無を目視にて確認した。
60%圧縮で割れ無し ◎
50%圧縮で割れ無し ○
40%圧縮で割れ無し △
40%圧縮で割れ有り ×
全ての特性評価が「○」または「◎」であって、「◎」の数が3つ以上の場合を総合評価「◎」とした。また、全ての特性評価が「○」または「◎」であって、「◎」の数が3つ未満の場合を総合評価「○」とした。また、各特性の評価において一つでも「×」がある場合を、総合評価「×」とした。
上記により得られた各試験用サンプルについて、上記と同様、示差走査熱量計(DSC)により、ガラス転移温度を測定した。その結果を、同表1および表2に示す。
これに対し、上記表2の結果から、比較例1のシール部材は、[(B)/(C)]および[(C)/{(A)+(B)+(C)}]の値が本発明の範囲外であるため、高温および低温における圧縮永久歪み性の評価において劣る結果が得られた。
また、比較例2のシール部材は、(C)成分の含有量が多く、[(C)/{(A)+(B)+(C)}]の値が本発明の範囲外であるため、高温および低温における圧縮割れ性の評価において劣る結果が得られた。
また、比較例3のシール部材は、(B)成分の含有量が少なく、[(B)/(C)]の値が本発明の範囲外であるため、高温および低温における圧縮割れ性の評価において劣る結果が得られた。
また、比較例4のシール部材は、(B)成分の含有量が多いため、高温および低温における圧縮永久歪み性の評価において劣る結果が得られた。
また、比較例5のシール部材は、[(B)/(C)]の値が本発明の範囲外であるため、高温および低温における圧縮永久歪み性の評価において劣る結果が得られた。
また、比較例6のシール部材は、[(B)/(C)]および[(C)/{(A)+(B)+(C)}]の値が本発明の範囲外であるため、高温および低温における圧縮割れ性の評価において劣る結果が得られた。
また、比較例7のシール部材は、(C)成分を含有しないため、高温および低温における圧縮永久歪み性の評価において劣る結果が得られた。
また、比較例8のシール部材は、(B)成分を含有しないため、高温および低温における圧縮割れ性の評価において劣る結果が得られた。
また、比較例9、10のシール部材は、ガラス転移温度(Tg)が、本発明の範囲外であるため、低温における圧縮永久歪みの評価などにおいて劣る結果が得られた。
2 MEA
3 ガス拡散層
4 シール部材
5 セパレータ
6 接着層
7 ガス流路
Claims (13)
- 下記(A)〜(D)成分を含有し、(A)成分100重量部に対して、(B)成分を20〜90重量部、(C)成分を1〜10重量部、(D)成分を0.01〜10重量部含有し、(C)成分に対する(B)成分の重量比[(B)/(C)]が4〜24、且つ、(A)成分、(B)成分および(C)成分の合計100重量%に対する(C)成分の含有量[(C)/{(A)+(B)+(C)}]が1〜7重量%であるラジカル硬化性組成物の架橋体からなる燃料電池用ラジカル硬化性シール部材であって、ガラス転移温度(Tg)が−40℃以下であることを特徴とする燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
(A)(メタ)アクリロイル基を分子鎖末端に有する(メタ)アクリルポリマー。
(B)単官能(メタ)アクリルモノマー。
(C)多官能(メタ)アクリルモノマー。
(D)ラジカル重合開始剤。 - 上記(B)成分のガラス転移温度(Tg)が、−40℃以下である、請求項1に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記(B)成分が、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸イソデシルおよびアクリル酸n−オクチルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1または2に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記(A)成分の数平均分子量(Mn)が、5,000〜100,000である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記(A)成分が、エステル基の炭素数が2〜14のアクリル酸エステルモノマーからなる共重合体、または、エステル基の炭素数が8〜14のメタクリル酸エステルモノマーからなる共重合体である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記(A)成分が、アクリル酸n−ブチルとアクリル酸2−エチルヘキシルからなる共重合体である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記共重合体の共重合比(アクリル酸n−ブチル:アクリル酸2−エチルヘキシル)が、40〜60:60〜40である、請求項6に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記(C)成分が、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレートおよびペンタエリスリトールアクリレート系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- さらに、シリカを含有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記シリカが、ジメチルシリル化シリカ、トリメチルシリル化シリカ、オクチルシリル化シリカおよびメタクリルシリル化シリカからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記ラジカル硬化性組成物が、紫外線硬化性組成物である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記燃料電池用ラジカル硬化性シール部材が、膜状のシール部材である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
- 上記膜状のシール部材の厚みが、50〜1,000μmである、請求項12に記載の燃料電池用ラジカル硬化性シール部材。
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