KR100694541B1 - 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터 실링 고무 조성물 - Google Patents
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Abstract
고무 조성물은 적어도 2개의 알케닐 라디칼을 갖는 오르가노폴리실록산, 적어도 3개의 Si-H 라디칼을 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산, 촉매, 및 선택적으로 퓸드 실리카 및 내산성 무기 충전제를 함유한다. 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터의 한쪽 면의 주변에, 조성물은 시일 부재를 형성하며, 이 시일 부재는 무-관능성 오르가노폴리실록산 부분의 적은 용출을 허용하고, 개선된 내산성 및 압축 영구변형을 가진다.
실리콘, 실리콘 고무, 오르가노폴리실록산, 시일, 중합체, 연료-전지, 세퍼레이터
Description
도 1은 본 발명에 따르는 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터의 일례의 설계도이다.
도 2는 이 세퍼레이터의 단면도이다.
본 발명은 전형적인 소형 연료 전지인 중합체 전해질 연료-전지에서 세퍼레이터와 함께 사용되는 실링 고무 조성물, 이 고무 조성물로부터 형성된 시일 부재, 및 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터에 관한 것이다.
연료-전지는 자원 고갈에 유의해야 하는 화석 연료를 필요로 하지 않고, 발전시 생성되는 소음이 거의 없으며, 다른 에너지 발전 장치에 비하여 에너지 회수가 높다는 실질적인 의미에서 큰 장점을 가진다. 빌딩 및 공장에 설비된 비교적 소형 발전 시설로서의 연료-전지의 구성이 개발중에 있으며, 일부는 시험적으로 사용된다. 특히, 중합체 전해질 연료-전지는 다른 종류의 연료-전지에 비하여 저온에서 작동한다. 그것들은 전지 구성 부품의 부식에 대한 우려를 재료면에서 제거 하며, 저온 작동을 위해 비교적 고전류를 방전시킬 수 있다. 따라서, 그것들은 가정용 공동 발전 장치 뿐만 아니라 차재용 내연 엔진의 대체 전원으로 대단히 흥미롭다.
중합체 전해질 연료-전지는 일반적으로 한쪽 면 또는 양쪽 면에 복수의 평행 채널을 갖는 평판 형태의 세퍼레이터를 포함하는 몇개의 구성요소로 구성된다. 세퍼레이터는 연료-전지 내의 기체 확산 전극에서 발생된 전기를 외부로 전도하고, 전기 발생 과정 동안 채널에서 형성된 물을 배출하고, 반응성 기체가 연료-전지로 유입되는 유통로로서 채널을 유지하는 역할을 한다. 연료-전지 세퍼레이터는 크기를 줄일 필요가 있다. 게다가, 복수의 세퍼레이터가 쌓여진 형태로 사용되므로 장기간 사용에서 충분한 내구성을 유지시키는 세퍼레이터 실링 재료가 필요하다.
세퍼레이터 시일로서 다양한 수지에 기초한 실링 재료가 본 분야에서 연구중이다. 실리콘 고무에 기초한 실링 재료가 그것들의 성형성, 내열성 및 탄성 때문에 주로 사용된다. 전형적인 실리콘 고무는 더 효과적으로 성형할 수 있는 부가 경화형의 실리콘 고무 조성물의 경화 생성물이다. 이들 실리콘 고무는 일반적으로 저분자량 실록산이라고도 알려진 무-관능성 올리고머를 함유하며, 이것은 용출되어 문제를 일으킬 수 있다. 세퍼레이터가 물 또는 물과 에틸렌글리콜의 혼합물과 같은 냉각제로 냉각될 때 저분자량 실록산이 냉각제로 용출된다. 이런 용출의 부정적인 영향은 특히 자동차 및 가정에서의 사용시에 우려된다.
다른 단점은 실리콘 고무가 불충분한 내화학성을 가질 수 있다는 것이다. 시일이 항상 산성 기체와 접촉하고 있는 실링 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터 의 용도에서 실리콘 고무는 분해되어 압축 영구변형이 증가될 수 있다.
본 발명의 목적은, 물 또는 물과 에틸렌글리콜의 혼합물에 쉽게 용출될 수 있는 10 이하의 중합도를 갖는 저분자량 오르가노폴리실록산, 특히 10 이하의 중합도를 갖는 무-관능성 오르가노폴리실록산의 용출이 거의 없는 것을 특징으로 하는 시일 부재를 형성하는, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터와 함께 사용되는 실링 고무 조성물; 이 고무 조성물로부터 형성된 시일 부재; 및 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 실록산 본드, 강화용 퓸드 실리카 및 내산성 충전제를 포함하며 개선된 내산성 및 최소화된 압축 영구변형을 갖는, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터의 실링에 사용되는 고무 조성물; 이 고무 조성물로부터 형성된 시일 부재; 및 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터를 제공하는 것이다.
(A) 분자 당 적어도 2개의 알케닐 라디칼을 갖는 오르가노폴리실록산, (B) 분자 당 적어도 3개의 Si-H 라디칼을 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산, 및 (E) 부가 반응 촉매를 포함하며, 여기서 저분자량 오르가노폴리실록산의 함량이 최소화된 고무 조성물이 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터용 시일 부재를 형성하는데 유용하다고 판명되었으며, 이것은 이 시일 부재가 저분자량 오르가노폴리실록산의 용출을 거의 허용하지 않기 때문이다.
또한, 상술된 성분 (A), (B) 및 (E), (C) 퓸드 실리카 및 (D) 내산성 무기 충전제를 포함하는 고무 조성물이 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터용 시일 부재를 형성하는데 유용하다고 판명되었으며, 이것은 이 시일 부재가 개선된 내산성 및 최소화된 압축 영구변형을 갖기 때문이다.
구체적으로, 본 발명의 제 1 구체예는
(A) 분자 당 적어도 2개의 알케닐 라디칼이 각각 규소 원자에 결합된 오르가노폴리실록산 100중량부,
(B) 분자 당 적어도 3개의 수소 원자가 각각 규소 원자에 결합된 오르가노히드로겐폴리실록산 0.5 내지 20중량부, 및
(E) 촉매량의 부가 반응 촉매
를 포함하며, 여기서 10 이하의 중합도를 갖는 저분자량 오르가노폴리실록산의 함량이 0.2중량% 이하인, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터의 적어도 한쪽 면의 주변을 실링하기 위한 고무 조성물을 제공한다.
본 발명의 제 2 구체예는
(A) 분자 당 적어도 2개의 알케닐 라디칼이 각각 규소 원자에 결합된 오르가노폴리실록산 100중량부,
(B) 분자 당 적어도 3개의 수소 원자가 각각 규소 원자에 결합된 오르가노히드로겐폴리실록산 0.5 내지 20중량부,
(C) 50 내지 400m2/g의 비표면적을 갖는 퓸드 실리카 5 내지 40중량부,
(D) 50㎛ 이하의 평균 입자 크기를 갖는 퓸드 실리카 이외의 내산성 무기 충 전제 10 내지 200중량부, 및
(E) 촉매량의 부가 반응 촉매
를 포함하는, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터의 적어도 한쪽 면의 주변을 실링하기 위한 고무 조성물을 제공한다.
중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터 실링 고무 조성물의 바람직한 구체예에서, 오르가노폴리실록산 (A)는 100 내지 2,000의 평균 중합도를 가지며, 규소 원자에 결합된 전체 유기 라디칼 중 적어도 90mol%는 메틸이다. 또한 바람직하게, 성분 (A)에 있는 알케닐 라디칼의 총량 및 성분 (B)에 있는 규소-결합 수소 원자(즉, Si-H 라디칼)의 총량은 규소-결합 수소 원자 대 알케닐 라디칼의 몰비가 0.8/1 내지 5.0/1의 범위이도록 하는 양이다.
내산성 무기 충전제 (D)는 전형적으로 석영 가루, 규조토, 운모, 활석, 클레이, 알루미나, 수산화알루미늄, 황산바륨, 산화티탄 및 산화철, 및 그것들의 혼합물 중에서 선택된다.
더 이상의 양태로서, 본 발명은 경화된 상태의 고무 조성물을 포함하는 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터용 시일 부재를 제공한다.
더 이상의 양태로서, 본 발명은 금속 박판 또는 도전성 분말 및 바인더를 포함하는 기판, 및 고무 조성물을 압축성형, 주입성형, 사출성형, 이송성형, 침지, 코팅 또는 스크린 프린팅하고 경화시킴에 의해 금속 박판 또는 기판의 적어도 한쪽 면의 주변을 따라 형성된 시일 부재를 포함하는, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터를 제공한다.
바람직한 구체예의 설명
본 발명의 제 1 및 제 2 구체예에 따르는 고무 조성물에서, 성분 (A)는 분자 당 적어도 2개의 알케닐 라디칼이 각각 규소 원자에 결합된 오르가노폴리실록산이다. 본원에 사용된 오르가노폴리실록산은 전형적으로 다음의 화학식 I를 가진다.
상기 식에서, R1은 1 내지 10개 탄소 원자, 바람직하게 1 내지 8개 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 1가 탄화수소 라디칼이며, 같거나 또는 다를 수 있고, "a"는 1.5 내지 2.8, 바람직하게 1.8 내지 2.5, 더 바람직하게 1.8 내지 2.2, 가장 바람직하게 1.95 내지 2.05의 양수이다.
R1으로 표시된 치환 또는 비치환 1가 탄화수소 라디칼의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, 네오펜틸, 헥실, 시클로헥실, 옥틸, 노닐 및 데실과 같은 알킬 라디칼; 페닐, 톨릴, 크실릴 및 나프틸과 같은 아릴 라디칼; 벤질, 페닐에틸 및 페닐프로필과 같은 아랄킬 라디칼; 비닐, 알릴, 프로페닐, 이소프로페닐, 부테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐 및 옥테닐과 같은 알케닐 라디칼; 뿐만 아니라 클로로메틸, 클로로프로필, 브로모에틸, 트리플루오로프로필 및 시아노에틸과 같은 전술한 것의 수소 원자 중 일부 또는 전부가 할로겐 원 자(예를 들어, 플루오로, 브로모, 클로로) 또는 시아노 라디칼로 대체된 치환 라디칼을 포함한다. 전체 라디칼 R1 중 적어도 90mol%는 메틸인 것이 바람직하다.
라디칼 R1 중 적어도 2개는 필수적으로 바람직하게 2 내지 8개 탄소 원자, 더 바람직하게 2 내지 6개 탄소 원자를 갖는 알케닐 라디칼이며, 전형적으로는 비닐이다. 오르가노폴리실록산에 있는 알케닐 라디칼의 함량은 바람직하게 5.0x10-6 내지 5.0x10-3mol/g, 더 바람직하게 1.0x10-5 내지 1.0x10-3mol/g이다. 알케닐 라디칼 함량이 5.0x10-6mol/g보다 적으면 고무 경도가 너무 낮아서 효과적인 시일을 제공할 수 없다. 알케닐 라디칼 함량이 5.0x10-3mol/g을 초과하면 가교결합 밀도가 과도하게 증가하여 고무가 부서지기 쉽게 될 수 있다.
알케닐 라디칼이 분자 사슬의 말단에서 규소 원자에 결합되거나, 또는 분자 사슬의 중간에서 규소 원자에 결합되거나, 또는 이 둘 모두일 수 있다는 것이 이해된다. 분자 사슬의 양 말단에서 규소 원자에 결합된 알케닐 라디칼이 포함되는 것이 바람직하다.
구조적인 면에 있어서, 오르가노폴리실록산은, 반복하는 디오르가노실록산 단위로 백본이 구성되고, 분자 사슬의 양 말단이 트리오르가노실록시 라디칼로 봉쇄된 선형 구조를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 부분적 분지 구조 또는 환상 구조를 갖는 오르가노폴리실록산도 허용된다. 분자량은 중요하지 않다. 유용한 오르가노폴리실록산은 저점도를 갖는 액체에서부터 고점도를 갖는 검 같은 것까지의 범위일 수 있다. 바람직하게, 오르가노폴리실록산은 100 내지 2,000, 더 바람직하게 150 내지 2,000, 더욱 더 바람직하게 200 내지 2,000, 가장 바람직하게 200 내지 1,500의 중량 평균 중합도를 가진다. 중량 평균 중합도가 100보다 적으면 경화된 실리콘 고무가 덜 탄성적이게 되어 효과적인 시일을 제공하는데 실패할 수 있다. 중량 평균 중합도가 2,000을 초과하면 실리콘 고무 조성물이 너무 점성으로 되어 성형이 불가능할 수 있다.
제 1 및 제 2 구체예에서 성분 (B)는 분자 당 적어도 3개의 수소 원자가 각각 규소 원자에 결합된(즉, Si-H 라디칼) 오르가노히드로겐폴리실록산이다. 성분 (B)는 조성물을 경화시키기 위한 가교결합제로서 작용하며, 이것은 성분 (B)의 분자에 있는 Si-H 라디칼이 성분 (A)에 있는 규소-결합 알케닐 라디칼과의 히드로실릴화 부가 반응을 통해 가교결합을 유도하기 때문이다.
바람직한 오르가노히드로겐폴리실록산 (B)는 다음의 화학식 II로 표시된다.
상기 식에서, R2는 1 내지 10개 탄소 원자, 바람직하게 1 내지 8개 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 1가 탄화수소 라디칼이며, 같거나 또는 다를 수 있고, "b"는 0.7 내지 2.1의 양수이고, "c"는 0.001 내지 1.0의 양수이며, b+c는 0.8 내지 3.0이고, 분자 당 적어도 3개, 통상 3 내지 300개, 바람직하게 3 내지 100개, 더 바람직하게 3 내지 50개의 수소 원자가 규소 원자에 결합된다.
R2로 표시된 치환 또는 비치환 1가 탄화수소 라디칼은 R1에 대해 상기 예시된 바와 같으며, 알케닐 라디칼과 같은 지방족 불포화 결합은 없는 것이 바람직하다. 바람직하게, b는 0.8 내지 2.0이고, c는 0.01 내지 1.0이며, b+c는 1.0 내지 2.5이다.
분자 구조에 관해서, 오르가노히드로겐폴리실록산은 직쇄, 분지 또는 환상 구조 또는 3-차원 망구조를 가질 수 있다. 바람직한 것은 분자 당 규소 원자 수, 즉 중합도가 약 2 내지 약 300, 바람직하게 약 4 내지 약 150이고, 25℃에서 약 1000mPa·s 이하, 바람직하게 25℃에서 약 0.1 내지 500mPa·s의 점도를 갖는 실온에서 액체인 오르가노히드로겐폴리실록산이다.
규소-결합 수소 원자는 분자 사슬의 말단 또는 분자 사슬의 중간에 위치할 수 있거나, 또는 이 둘 모두일 수 있다.
오르가노히드로겐폴리실록산 (B)의 예는 양 말단 트리메틸실록시 라디칼-봉쇄 메틸히드로겐폴리실록산, 양 말단 트리메틸실록시 라디칼-봉쇄 디메틸실록산-메틸히드로겐실록산 공중합체, 양 말단 디메틸히드로겐실록시 라디칼-봉쇄 디메틸폴리실록산, 양 말단 디메틸히드로겐실록시 라디칼-봉쇄 디메틸실록산-메틸히드로겐실록산 공중합체, 양 말단 트리메틸실록시 라디칼-봉쇄 메틸히드로겐실록산-디페닐실록산 공중합체, 양 말단 트리메틸실록시 라디칼-봉쇄 메틸히드로겐실록산-디페닐실록산-디메틸실록산 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위 및 SiO4/2 단위로 이루어진 공중합체, 및 (CH3)2HSiO1/2 단위, SiO4/2 단위 및 (C6H5)SiO3/2 단위로 이루어진 공중합체, 그리고 메틸히드로겐시클로폴리실록산을 포함한다.
오르가노히드로겐폴리실록산 (B)는 성분 (A) 100중량부 당 0.5 내지 20중량부, 바람직하게 0.6 내지 15중량부의 양으로 포함된다. 더 바람직하게, 성분 (A)에 있는 알케닐 라디칼의 총량 및 성분 (B)에 있는 규소-결합 수소 원자(즉, Si-H 라디칼)의 총량은 Si-H 라디칼 대 알케닐 라디칼의 몰비가 0.8/1 내지 5.0/1, 특히 1.0/1 내지 3.0/1의 범위이도록 하는 양이다. 이 비가 0.8보다 적거나 5.0을 초과하면 경화된 고무의 압축 영구변형이 증가하고, 실링 능력이 불충분해질 수 있다.
성분 (C)는 퓸드 실리카이며, 이것은 제 1 구체예에서는 선택적이지만, 제 2 구체예에서는 실리콘 고무에 충분한 강도 및 우수한 실링 능력을 부여하기 위해 필수적이다. 퓸드 실리카는 BET 방법에 의해 측정했을 때 50 내지 400m2/g, 바람직하게 100 내지 350m2/g의 비표면적을 가져야 한다. 50m2/g 이하에서는 강도가 불충분해진다. 400m2/g을 초과하는 비표면적을 갖는 퓸드 실리카는 실리콘 유체와 블렌딩하기 어렵고 압축 영구변형에 해롭다.
퓸드 실리카는 그대로 사용될 수 있지만, 표면 소수화제로 전처리된 퓸드 실리카가 바람직하다. 또는 달리, 퓸드 실리카가 실리콘 유체와 혼합될 때 표면 처리제가 첨가됨으로써 퓸드 실리카가 표면 처리제로 처리된다. 표면 처리제의 예는 알킬알콕시실란, 알킬클로로실란, 알킬실라잔, 실란 커플링제, 티탄산염 처리제, 및 지방산 에스테르를 포함한다. 표면 처리제는 단독으로 사용되거나, 또는 2가지 이상의 제제가 동시에 또는 상이한 단계에서 사용될 수 있다.
퓸드 실리카는 성분 (A) 100중량부 당 40중량부 이하(0 내지 40중량부), 바람직하게 5 내지 40중량부, 더 바람직하게 10 내지 35중량부의 양으로 포함된다. 퓸드 실리카가 5부보다 적으면 만족스러운 고무 강도를 제공하기에 불충분할 수 있으며, 퓸드 실리카가 40부를 초과하면 압축 영구변형이 증가한다.
성분 (D)는 무기 충전제이며, 이것은 제 1 구체예에서는 선택적이지만, 제 2 구체예에서는 고무 조성물에 내산성 및 낮은 압축 영구변형을 부여하기 위해 필수적이다. 퓸드 실리카를 제외하고, 본원에 사용된 무기 충전제는 우수한 내산성 및 50㎛ 이하의 평균 입자 크기를 가져야 한다. 평균 입자 크기는 바람직하게 20㎛ 이하이다. 평균 입자 크기가 50㎛를 초과하면 고무의 물성이 불량해진다. 평균 입자 크기의 하한은 약 0.005㎛, 바람직하게 약 0.01㎛, 더 바람직하게 약 0.1㎛이다.
평균 입자 크기가 레이저광 회절법을 사용하는 입자 크기 분포 측정기 또는 유사한 분석 수단에 의해 중량 평균값(또는 중앙 직경)으로서 측정될 수 있다는 것이 주지된다.
또한, 충전제는 내산성이어야 한다. 본 발명의 이점은 탄산칼슘 및 티탄산칼륨과 같은 내산성이 낮은 충전제를 사용하여서는 달성할 수 없다. 내산성 충전제는 석영 가루, 규조토, 운모, 활석, 클레이, 알루미나, 수산화알루미늄, 황산바륨, 산화티탄 및 산화철을 포함하나 이것들에 제한되지는 않는다. 충전제는 실온 에서 또는 가열하면서 실리콘 유체와 혼합될 수 있다. 이런 혼합을 위해 표면 소수화제로 전처리된 충전제가 사용될 수 있다. 또는 달리, 표면 처리제는 충전제가 실리콘 유체와 혼합될 때 첨가된다. 표면 처리제의 예는 알킬알콕시실란, 알킬클로로실란, 알킬실라잔, 실란 커플링제, 티탄산염 처리제, 및 지방산 에스테르를 포함한다. 표면 처리제는 단독으로 사용되거나, 또는 2가지 이상의 제제가 동시에 또는 상이한 단계에서 사용될 수 있다.
무기 충전제는 단독으로 또는 2가지 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 충전제는 성분 (A) 100중량부 당 200중량부 이하(0 내지 200중량부), 바람직하게 10 내지 200중량부, 더 바람직하게 10 내지 100중량부의 양으로 포함된다. 충전제가 10부보다 적으면 원하는 효과를 달성하는데 실패할 수 있으며, 충전제가 200부를 초과하면 혼합하기 어렵고 고무의 물성에 해롭다.
성분 (E)는 제 1 및 제 2 구체예 모두에서 부가 반응 촉매이다. 이 촉매는 오르가노폴리실록산 (A)에 있는 알케닐 라디칼과 오르가노히드로겐폴리실록산 (B)에 있는 규소-결합 수소 원자(또는 Si-H 라디칼) 사이의 부가 반응을 유도할 수 있다. 부가 반응 촉매는 백금 블랙, 염화제2백금, 클로로플래틴산, 클로로플래틴산과 1가 알콜의 반응 생성물, 클로로플래틴산과 올레핀의 착체 및 백금 비스아세토아세테이트와 같은 백금 촉매, 팔라듐 촉매 및 로듐 촉매를 포함하는 백금족 금속 촉매가 가장 흔하다.
첨가되는 촉매의 양은 부가 반응을 촉진시킬 수 있는 촉매량이며, 백금족 금속에 대해서는 성분 (A)와 성분 (B)의 합계량을 기준으로 통상 약 0.5ppm 내지 1000ppm, 특히 약 1 내지 500ppm이다. 백금족 금속이 1ppm보다 적으면 부가 반응을 진행시키는데 불충분할 수 있으며 그 결과 경화 및 발포가 불충분해진다. 1000ppm을 초과하면 반응성에 추가 효과를 거의 제공할 수 없고 경제적이지 않다.
필요하다면, 선택적 성분이 본 발명의 조성물에 포함될 수 있다. 첨가될 수 있는 선택적 성분은 카본 블랙, 도전성 아연 화이트 및 금속 분말과 같은 도전제; 질소 함유 화합물, 아세틸렌 화합물, 인 화합물, 니트릴 화합물, 카르복실레이트, 주석 화합물, 수은 화합물 및 황 화합물과 같은 히드로실릴화 반응 제어제; 산화세륨과 같은 내열성 변경제; 디메틸실리콘 오일과 같은 내부 이형제; 접착성 부여제, 및 틱소트로프 부여제를 포함한다.
제 1 구체예에서, 10 이하의 중합도를 갖는 저분자량 오르가노폴리실록산의 함량은 고무 조성물을 기준으로 바람직하게 0.2중량% 이하(즉, 0 내지 0.2중량%), 더 바람직하게 0.15중량% 이하(즉, 0 내지 0.15중량%)이다. 중합도는 분자 당 규소 원자 수에 해당한다. 저분자량 오르가노폴리실록산은 분자에 알케닐 라디칼 또는 규소-결합 수소 원자(Si-H 라디칼)와 같은 반응성 라디칼을 함유하지 않는 무-관능성 오르가노폴리실록산이며, 구체적으로 다음의 화학식 III 또는 화학식 IV의 구조를 갖는 화합물로 주로 이루어진 것들이다.
상기 식에서, m은 3 내지 10의 정수이고, n은 0 내지 8의 정수이고, R은 C1-C6 알킬 또는 페닐, 바람직하게 메틸로서, 즉 환상 또는 선형 디오르가노폴리실록산 올리고머이며, 특히 화학식 III의 환상 오르가노폴리실록산으로 주로 이루어진 것들, 전형적으로 환상 디메틸폴리실록산이다. 관능성 또는 무-관능성 실리콘 유체가 제조될 때, 이들 저분자량 오르가노폴리실록산은 미반응된 반응물 및 부생성물로서 실리콘 유체에 존재한다.
저분자량 오르가노폴리실록산의 제거는 어떤 원하는 방법, 전형적으로 진공에서 가열함으로써 그것들을 증류하여 없애는 방법에 의해 수행될 수 있다. 오르가노폴리실록산 (A)에는 저분자량 오르가노폴리실록산이 풍부하므로, 사용하기 전에 성분 (A)로부터 저분자량 오르가노폴리실록산을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 2가지 이상의 성분을 혼합하고 이 혼합물로부터 저분자량 오르가노폴리실록산을 제거하는 것이 허용된다.
본 발명의 시일 부재는 상기 언급된 성분들을 경화된 상태로 포함하는 부가 반응 경화형 실리콘 고무 조성물로 형성된다. 실리콘 고무 조성물은 잘 공지된 방법에 의해 원하는 모양으로 성형 및 경화되어 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터용 고무 시일 부재를 제공한다.
본 발명에 따라서 경화된 고무로부터 연료-전지 세퍼레이터 시일 부재를 형성하는데 있어서, 실리콘 고무 조성물은 압축성형, 주입성형 또는 사출성형 기술에 의해 정해진 시일 모양으로 성형되고 세퍼레이터와 결합된다. 또는 달리, 세퍼레이터와 통합된 시일 부재가 침지, 코팅, 스크린 프린팅 또는 삽입성형 기술에 의해 형성될 수 있다. 적합한 경화 조건은 100 내지 300℃의 온도 및 10초 내지 30분의 시간을 포함한다.
본원에 사용된 세퍼레이터의 기재는 금속 박판 또는 도전성 분말 및 바인더를 함께 일체 성형하여 얻어진 기판이다. 시일 부재는 전술한 기술 중 어느 것에 의해 세퍼레이터 기재 위에 형성되어 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터를 제공한다.
도전성 분말의 예는 편상 흑연과 같은 천연 흑연, 인조 흑연, 및 아세틸렌 블랙 및 켓젠 블랙과 같은 도전성 카본 블랙을 포함하나 이것들에 제한되지는 않는다. 바인더의 예는 에폭시 수지, 페놀 수지, 및 고무-변성 페놀 수지를 포함한다.
본 발명의 실시에서, 고무 조성물은 압축성형, 주입성형, 사출성형, 이송성형, 침지, 코팅 또는 스크린 프린팅 기술에 의해 세퍼레이터 기재의 주변부에 적용되고 경화된다. 도 1 및 도 2는 본 발명에 따르는 전형적인 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터를 예시한다. 시일 부분 또는 부재(2)는 본 발명의 고무 조성물을 적용하고 경화시킴에 의해 폐루프 모양으로 기판(1)의 주변을 따라 형성된다. 기판(1)은 기체 흐름 채널(3)과 함께 형성된다.
이와 같이 형성된 시일 부재는 도 2에 가장 잘 보여진 대로 바람직하게 0.1 내지 2mm의 두께 또는 높이를 가진다. 0.1mm보다 적은 시일 부재는 때로 형성하는데 어려움이 있으며 효과적인 시일을 제공할 수 없다. 시일 두께가 2mm를 초과하면 소형화를 방해할 수 있다.
실시예
본 발명의 실시예가 예시의 방식으로 아래에 주어지며 이것은 본 발명을 제한하지 않는다. 모든 부는 중량부이다.
다음 실시예 및 비교예에서, 출발 디메틸폴리실록산에 있는 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산(환상 및 선형 디메틸폴리실록산의 합계)의 함량 또는 백금 촉매를 첨가하기 전 혼합물에 있는 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산(환상 및 선형 디메틸폴리실록산의 합계)의 함량은 아세톤 10ml에 샘플 1g을 용해시키고, 이 용액을 실온에서 16시간 동안 유지시키고, 기체 크로마토그래피로 용액을 분석함에 의해 측정했다. 평균 중합도는 중량 평균 중합도이다.
실시예 1
500의 평균 중합도와 25℃에서 10Pa·s의 점도를 가지고, 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산 820ppm(0.082wt%)을 함유하는, 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(1) 68부와, 200m2/g의 비표면적을 갖는 퓸드 실리카(일본 에어로질사 제의 Aerosil 200) 32부, 헥사메틸디실라잔 5부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 100부에, 250의 평균 중합도를 가지고, 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산 460ppm(0.046wt%)을 함유하는, 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(2)을 40부 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에, 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=1.5)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 2.2부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다. 혼합물을 분석하여 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산의 함량이 420ppm(0.042wt%)임을 판명했다.
이 혼합물과 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 2mm의 시트를 형성했다. 이 고무 시트에서 10g 만큼을 잘라내어 물 또는 에틸렌글리콜 100g에 담그고, 80℃에서 1주간 방치하여 추출을 행했다. 10 이하의 중합도를 갖는 오르가노폴리실록산의 용출량을 기체 크로마토그래피로 측정했다(경화된 실리콘 고무의 중량을 기준으로 함). 결과를 표 1에 나타낸다.
상술된 디메틸폴리실록산 (1) 및 (2)는 저비점 부분을 증류시키면서 0.5mmHg 및 200℃의 진공에서 10시간 동안 종래의 방식으로 제조된 디메틸폴리실록산 생성물을 교반함에 의해 얻었다.
실시예 2
디메틸폴리실록산(2)(실시예 1에서 사용된) 68부와, 130m2/g의 비표면적을 갖는 디메틸디클로로실란으로 표면 소수화된 퓸드 실리카(일본 에어로질사 제의 Aerosil R972) 22부, 헥사메틸디실라잔 3부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 90부에, 180의 평균 중합도를 가지고, 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산 80ppm(0.008wt%)을 함유하는, 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(4)을 50부 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에, 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=2.0)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 5.3부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다. 혼합물을 분석하여 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산의 함량이 220ppm(0.022wt%)임을 판명했다.
이 혼합물과 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 2mm의 시트를 형성했다. 실시예 1에서처럼 고무 시트의 일부를 잘라내어 물 또는 에틸렌글리콜 100g에 담그고, 80℃에서 1주간 방치하여 추출을 행했다. 10 이하의 중합도를 갖는 오르가노폴리실록산의 용출량을 기체 크로마토그래피로 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 1
500의 평균 중합도를 가지고, 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산 2500ppm(0.25wt%)을 함유하는, 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(5) 68부와, 200m2/g의 비표면적을 갖는 퓸드 실리카(일본 에어로질사 제의 Aerosil 200) 32부, 헥사메틸디실라잔 5부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 100부에, 250의 평균 중합도를 가지고, 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산 3500ppm(0.35wt%)을 함유하는, 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(6)을 40부 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에, 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=1.5)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 2.2부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다. 혼합물을 분석하여 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산의 함량이 2800ppm(0.28wt%)임을 판명했다.
이 혼합물과 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 2mm의 시트를 형성했다. 실시예 1에서처럼 고무 시트의 일부를 잘라내어 물 또는 에틸렌글리콜 100g에 담그고, 80℃에서 1주간 방치하여 추출을 행했다. 10 이하의 중합도를 갖는 오르가노폴리실록산의 용출량을 기체 크로마토그래피로 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 2
디메틸폴리실록산(5)(비교예 1에서 사용된) 68부와, 130m2/g의 비표면적을 갖는 디메틸디클로로실란으로 표면 소수화된 퓸드 실리카(일본 에어로질사 제의 Aerosil R972) 22부, 헥사메틸디실라잔 3부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 90부에, 180의 평균 중합도를 가지고, 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산 4500ppm(0.45wt%)을 함유하는, 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(7)을 50부 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에, 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=2.0)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 5.3부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다. 혼합물을 분석하여 10 이하의 중합도를 갖는 디메틸폴리실록산의 함량이 3200ppm(0.32wt%)임을 판명했다.
이 혼합물과 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 2mm의 시트를 형성했다. 실시예 1에서처럼 고무 시트의 일부를 잘라내어 물 또는 에틸렌글리콜 100g에 담그고, 80℃에서 1주간 방치하여 추출을 행했다. 10 이하의 중합도를 갖는 오르가노폴리실록산의 용출량을 기체 크로마토그래피로 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
본 발명의 제 1 구체예의 고무 조성물을 사용하여, 10 이하의 중합도를 갖는 저분자량 오르가노폴리실록산이 최소량 용출되는 시일 부재가 얻어진다. 세퍼레이터의 냉각제로서 사용되는 물 또는 물과 에틸렌글리콜의 혼합물에 쉽게 용출되는 10 이하의 중합도를 갖는 무-관능성 오르가노폴리실록산의 용출이 최소화되므로, 이 시일 부재는 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터와 결합시키는데 가장 적합하다.
실시예 3
500의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(1) 68부와, 200m2/g의 비표면적을 갖는 퓸드 실리카(일본 에어로질사 제의 Aerosil 200) 32부, 헥사메틸디실라잔 5부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 100부에, 250의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(2) 40부 및 4㎛의 평균 입자 크기를 갖는 결정성 석영 충전제(다츠모리사 제의 Crystalite VX-S) 50부를 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에, 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=1.5)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 2.2부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다.
이 혼합물 100부와 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 1mm 및 4mm의 시트를 형성했다. 1mm 시트에서 잘라낸 30mmx30mm 견본을 1주 및 3주 동안 100℃에서 10% 황산 수용액에 담가둔 후 중량 변화를 계산하여 내산성에 대해 시험했다. 4mm 시트에서 잘라낸 10mmx10mm 견본을 유리 및 Teflon
로 만들어진 지그로 25% 압축하고, 1주 및 3주 동안 100℃에서 10% 황산 수용액에 담가둔 후 압축 영구변형을 측정하여 압축 영구변형에 대해 시험했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 4
500의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(1) 58부와, 260m2/g의 비표면적을 갖는 표면 소수화된 퓸드 실리카(도쿠야마사 제의 Rheolosil DM30S) 22부, 헥사메틸디실라잔 6부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 100부에, 250의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(2) 40부를 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에, 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=1.8)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 2.4부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다.
이 혼합물 100부와 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 1mm 및 4mm의 시트를 형성했다. 중량 변화 및 압축 영구변형을 실시예 3에서처럼 측정했고, 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 5
500의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(1) 58부와, 180m2/g의 비표면적을 갖는 표면 소수화된 퓸드 실리카(일본 에어로질사 제의 Aerosil R974) 22부, 1㎛의 평균 입자 크기를 갖는 수산화알루미늄(쇼와덴코사 제의 Higilite H42M) 20부, 헥사메틸디실라잔 6부, 디페닐실란 디올 3부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 100부에, 250의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(2) 40부 및 0.3㎛의 평균 입자 크기를 갖는 이산화티탄(이시하라 인더스트리사 제의 Tipake R820) 5부를 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=1.8)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 2.8부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다.
이 혼합물 100부와 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 1mm 및 4mm의 시트를 형성했다. 중량 변화 및 압축 영구변형을 실시예 3에서처럼 측정했고, 결과를 표 2에 나타낸다.
비교예 3
500의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(1) 68부와, 200m2/g의 비표면적을 갖는 퓸드 실리카(일본 에어로질사 제의 Aerosil 200) 32부, 헥사메틸디실라잔 5부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 100부에, 250의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산 (2) 50부를 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에, 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=1.5)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 2.2부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다.
이 혼합물 100부와 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 1mm 및 4mm의 시트를 형성했다. 중량 변화 및 압축 영구변형을 실시예 3에서처럼 측정했고, 결과를 표 2에 나타낸다.
비교예 4
500의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(1) 58부와, 260m2/g의 비표면적을 갖는 표면 소수화된 퓸드 실리카(도쿠야마사 제의 Rheolosil DM30S) 32부, 헥사메틸디실라잔 6부 및 물 2.0부를 조합하고, 그것들을 실온에서 30분간 혼합하고, 이 혼합물을 150℃에서 가열하고, 3시간 동안 교반하고 냉각시켜, 실리콘 고무 기재를 제조했다.
실리콘 고무 기재 90부에, 250의 평균 중합도를 갖는 양 말단이 디메틸비닐실록시 라디칼로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(2) 40부 및 3㎛의 평균 입자 크기를 갖는 탄산칼슘(시라이시 인터스트리사 제의 Silver W) 20부를 가했다. 30분간 교반을 계속했다. 이 혼합물에, 가교결합제(Si-H 라디칼/비닐 라디칼 비=1.8)로서 양 말단 및 측쇄에 Si-H 라디칼을 함유하고, 17의 중합도 및 0.0060mol/g의 Si-H 함량을 갖는 메틸히드로겐폴리실록산(3) 2.4부 및 반응 제어제로서 에티닐 시클로헥사놀 0.05부를 가했다. 15분간 교반을 계속하여 혼합물을 얻었다.
이 혼합물 100부와 백금 촉매(Pt 농도 1%) 0.1부를 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 얻었다. 120℃에서 10분간 프레스 경화시켜 두께 1mm 및 4mm의 시트를 형성했다. 중량 변화 및 압축 영구변형을 실시예 3에서처럼 측정했고, 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 3 내지 실시예 5의 고무 조성물을 사용하여, 만족스러운 내산성 및 감소된 압축 영구변형을 갖는 시일 부재가 얻어진다. 이들 시일 부재는 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터와 결합시키는데 가장 적합하다.
일본 특허 출원 번호 2001-345845 및 2002-052812가 본원에 참고자료로 수록된다.
합리적인 변경 및 변화가 청구항에 의해 규정된 본 발명의 정신 또는 범위에서 벗어남 없이 전술한 명세서로부터 가능하다.
본 발명의 제 1 구체예의 고무 조성물을 사용하여, 10 이하의 중합도를 갖는 저분자량 오르가노폴리실록산이 최소량 용출되는 시일 부재가 얻어진다. 세퍼레이터의 냉각제로서 사용되는 물 또는 물과 에틸렌글리콜의 혼합물에 쉽게 용출되는 10 이하의 중합도를 갖는 무-관능성 오르가노폴리실록산의 용출이 최소화되므로, 이 시일 부재는 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터와 결합시키는데 가장 적합하다.
또한, 본 발명의 제 2 구체예의 고무 조성물을 사용하여, 만족스러운 내산성 및 감소된 압축 영구변형을 갖는 시일 부재가 얻어진다. 이들 시일 부재는 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터와 결합시키는데 가장 적합하다.
Claims (10)
- (A) 분자 당 적어도 2개의 알케닐 라디칼이 각각 규소 원자에 결합된 오르가노폴리실록산 100중량부,(B) 분자 당 적어도 3개의 수소 원자가 각각 규소 원자에 결합된 오르가노히드로겐폴리실록산 0.5 내지 20중량부, 및(E) 촉매량의 부가 반응 촉매를 포함하며, 여기서 10 이하의 중합도를 갖는 저분자량 오르가노폴리실록산의 함량이 0.2중량% 이하인, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터의 적어도 한쪽 면의 주변을 실링하기 위한 고무 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 오르가노폴리실록산 (A)는 100 내지 2,000의 평균 중합도를 가지며, 규소 원자에 결합된 전체 유기 라디칼 중 적어도 90mol%는 메틸인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 성분 (A)에 있는 알케닐 라디칼의 총량 및 성분 (B)에 있는 규소-결합 수소 원자의 총량은 규소-결합 수소 원자 대 알케닐 라디칼의 몰비가 0.8 내지 5.0의 범위이도록 하는 양인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
- (A) 분자 당 적어도 2개의 알케닐 라디칼이 각각 규소 원자에 결합된 오르가노폴리실록산 100중량부,(B) 분자 당 적어도 3개의 수소 원자가 각각 규소 원자에 결합된 오르가노히드로겐폴리실록산 0.5 내지 20중량부,(C) 50 내지 400m2/g의 비표면적을 갖는 퓸드 실리카 5 내지 40중량부,(D) 50㎛ 이하의 평균 입자 크기를 갖는 퓸드 실리카 이외의 내산성 무기 충전제 10 내지 200중량부, 및(E) 촉매량의 부가 반응 촉매를 포함하는, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터의 적어도 한쪽 면의 주변을 실링하기 위한 고무 조성물.
- 제 4 항에 있어서, 내산성 무기 충전제 (D)는 석영 가루, 규조토, 운모, 활석, 클레이, 알루미나, 수산화알루미늄, 황산바륨, 산화티탄 및 산화철, 및 그것들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
- 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 오르가노폴리실록산 (A)는 200 내지 2,000의 평균 중합도를 가지며, 규소 원자에 결합된 전체 유기 라디칼 중 적어도 90mol%는 메틸인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
- 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (A)에 있는 알케닐 라디칼의 총량 및 성분 (B)에 있는 규소-결합 수소 원자의 총량은 규소-결합 수소 원자 대 알케닐 라디칼의 몰비가 0.8 내지 5.0의 범위이도록 하는 양인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
- 제 1 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 고무 조성물을 경화된 상태로 포함하는, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터용 시일 부재.
- 금속 박판, 및 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 고무 조성물을 압축성형, 주입성형, 사출성형, 이송성형, 침지, 코팅 또는 스크링 프린팅하고 경화시킴에 의해 금속 박판의 적어도 한쪽 면의 주변을 따라 형성된 시일 부재를 포함하는, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터.
- 도전성 분말 및 바인더를 포함하는 기판, 및 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 고무 조성물을 압축성형, 주입성형, 사출성형, 이송성형, 침지, 코팅 또는 스크링 프린팅하고 경화시킴에 의해 기판의 적어도 한쪽 면의 주변을 따라 형성된 시일 부재를 포함하는, 중합체 전해질 연료-전지 세퍼레이터.
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