本發(fā)明涉及一種橡膠組合物。更詳細(xì)而言，涉及一種適合用作燃料電池隔離件用密封材料的成型材料等的橡膠組合物。

背景技術(shù)：

1、燃料電池具有如下優(yōu)異的性能：幾乎不需要使用需要注意資源枯竭的化石燃料，而且在發(fā)電時幾乎不產(chǎn)生噪音，能量回收率也比其他的能量發(fā)電設(shè)備高等，因此，在多方面得到了實用化。

2、其中，固體高分子型燃料電池(pefc)與其他類型的燃料電池相比在低溫下工作，因此，構(gòu)成電池的部件不僅不用擔(dān)心材料面的腐蝕，而且具有雖然在低溫工作但能夠釋放較高電流的特征，作為家庭用的熱電聯(lián)產(chǎn)用以及作為車載用內(nèi)燃機(jī)的代替電源，而備受關(guān)注。

3、在構(gòu)成該pefc的部件中，隔離件一般在平板的兩面或單面形成有多個平行的槽，發(fā)揮以下作用：將燃料電池單元內(nèi)的由氣體擴(kuò)散電極發(fā)電的電傳遞到外部，并且將在發(fā)電過程中生成的水排到上述槽內(nèi)，確保該槽作為流入燃料電池單元的反應(yīng)氣體的流通路。

4、作為具有發(fā)揮上述作用的槽的燃料電池用隔離件，要求更小型化，另外，由于將多個隔離件重疊使用，所以要求耐久性優(yōu)異、能夠長期使用的隔離件用密封材料。

5、另外，pefc的電解質(zhì)膜由具有全氟磺酸側(cè)鏈基的聚四氟樹脂膜等高分子膜形成。在此，在將密封材料配置在電解質(zhì)膜附近使其交聯(lián)的情況下，需要考慮不會因交聯(lián)時的加熱而使電解質(zhì)膜劣化。即，作為燃料電池用的密封材料，期望能夠在較低溫且短時間內(nèi)交聯(lián)。

6、作為這樣的隔離件用密封材料，例如提出了使用epdm的密封材料。

7、在專利文獻(xiàn)1中，作為能夠在低溫下交聯(lián)、密封性及粘接可靠性高的燃料電池用粘接性密封材料，記載了一種由橡膠組合物的交聯(lián)物構(gòu)成的密封材料，該橡膠組合物包含：(a)epdm、(b)1小時半衰期溫度為130℃以下的有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑、(c)交聯(lián)助劑以及(d)作為間苯二酚化合物-三聚氰胺系化合物或硅烷偶聯(lián)劑的粘接成分，比較例4記載了在不含粘接成分(d)的情況下、在90°剝離試驗及t字剝離試驗(初期、90℃溫水浸漬100小時后以及1000小時后)中顯示較差的結(jié)果。

8、另外，專利文獻(xiàn)2中記載了在專利文獻(xiàn)1記載的橡膠組合物中進(jìn)一步配合乙烯α-烯烴共聚物，每100重量份epdm配合5～30重量份。作為α-烯烴，可以舉出丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯的碳原子數(shù)為3～10的α-烯烴。需要說明的是，作為上述(d)成分，還記載了鋁酸酯類偶聯(lián)劑。

9、根據(jù)使用了α-烯烴為1-辛烯的乙烯·1-辛烯共聚物的實施例的記載，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、90°剝離強(qiáng)度及體積電阻率(絕緣性)變高，強(qiáng)調(diào)了乙烯·α-烯烴共聚物的配合效果。

10、然而，作為燃料電池汽車的課題之一，需要在低溫條件下的起動·行駛時以及行駛后在冰點下放置時等所有情況下都進(jìn)行設(shè)計·控制以防止因燃料電池堆(fc?stack)、系統(tǒng)部件的凍結(jié)導(dǎo)致不能運轉(zhuǎn)，密封材料也要求耐寒性，但epdm的耐寒性并不充分。

11、為了改善epdm的低溫性，通過添加油等增塑劑進(jìn)行配合性改良使得即使在低溫時也為橡膠狀，該手段是眾所周知的，但在這種情況下，新出現(xiàn)橡膠強(qiáng)度降低、橡膠彈性模量降低、混煉性、分散性、耐滲出性等問題。對于這種用途，作為隔離件用密封材料也很重要，為了在具有必要的功能的基礎(chǔ)上改善低溫密封性，提出了一種橡膠組合物，其中，相對于乙烯-丁烯-非共軛二烯共聚物100重量份，含有特定了1小時半衰期溫度的有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑1～10重量份(專利文獻(xiàn)3～5)。該橡膠組合物的硫化成型物雖然滿足低溫密封性，但要求高溫區(qū)域的密封性進(jìn)一步改善。

12、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

13、專利文獻(xiàn)

14、專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-94056號公報

15、專利文獻(xiàn)2：日本特開2011-249283號公報

16、專利文獻(xiàn)3：wo2019/003884

17、專利文獻(xiàn)4：日本特開2017-183162號公報

18、專利文獻(xiàn)5：日本特開2021-086791號公報

19、專利文獻(xiàn)6：日本特開2011-213822號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，本發(fā)明提供一種橡膠組合物，該橡膠組合物的硫化物從低溫到高溫的寬溫度區(qū)域顯示出耐性，在用作密封材料、例如燃料電池隔離件用密封材料的情況下，也能夠充分滿足作為密封材料所要求的功能。

3、用于解決課題的方案

4、本發(fā)明的目的由下述橡膠組合物實現(xiàn)，所述橡膠組合物中相對于100重量份的(a)由乙烯-丁烯-非共軛二烯3元共聚橡膠、乙烯-丙烯-非共軛二烯3元共聚橡膠以及乙烯-丙烯共聚橡膠中的至少一種構(gòu)成的共聚橡膠聚合物，含有35～55重量份的(b)碘吸附量為10～25mg/g、dbp吸油量為30～140ml/100g的炭黑、5～23重量份的(c)40℃下的運動粘度為8～500mm2/秒、流動點為-30℃以下的直鏈狀烴類軟化劑以及0.5～10重量份的(d)有機(jī)過氧化物。

5、發(fā)明效果

6、例如，在燃料電池用密封部件中，要求兼顧高伸長性和耐壓縮永久變形特性這樣的相反的物性，在本發(fā)明的橡膠組合物中，通過優(yōu)化炭黑粒子的大小和結(jié)構(gòu)的大小，從而能夠兼顧這些物性。即，通過配合規(guī)定量的具有規(guī)定的碘吸附量和dbp吸油量的炭黑，從而所得到的硫化成型品能夠發(fā)揮如下優(yōu)異的效果：確保了抗壓裂性(高延展性)，同時在從低溫到高溫這樣的寬的溫度區(qū)域，成為長壽命化主要原因的耐壓縮永久應(yīng)變特性優(yōu)異。

技術(shù)特征：

1.一種橡膠組合物，其中，相對于100重量份的(a)由乙烯-丁烯-非共軛二烯3元共聚橡膠(ebdm)、乙烯-丙烯-非共軛二烯3元共聚橡膠(epdm)及乙烯-丙烯共聚橡膠(epm)中的至少一種構(gòu)成的共聚橡膠聚合物，含有35～55重量份的(b)碘吸附量為10～25mg/g、dbp吸油量為30～140m1/100g的炭黑、5～23重量份的(c)40℃下的運動粘度為8～500mm2/秒、流動點為-30℃以下的直鏈狀烴類軟化劑以及0.5～10重量份的(d)有機(jī)過氧化物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中，使用ebdm與epdm的混合物，在ebdm與epdm的總量中ebdm以70重量％以上的比例混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中，(c)40℃下的運動粘度為8～500mm2/秒、流動點為-30℃以下的直鏈狀烴類軟化劑為液態(tài)聚烯烴低聚物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中，(d)有機(jī)過氧化物為1小時半衰期溫度為110～130℃的有機(jī)過氧化物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中，所述橡膠組合物用作密封材料的成型材料。

6.一種密封材料，其是權(quán)利要求5所述的橡膠組合物的硫化成型品。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封材料，其中，所述密封材料用作燃料電池隔離件用密封材料。

技術(shù)總結(jié)
一種橡膠組合物，其中，相對于100重量份的(A)由乙烯?丁烯?非共軛二烯3元共聚橡膠、乙烯?丙烯?非共軛二烯3元共聚橡膠及乙烯?丙烯共聚橡膠中的至少一種構(gòu)成的共聚橡膠聚合物，含有35～55重量份的(B)碘吸附量為10～25mg/g、DBP吸油量為30～140ml/100g的炭黑、5～23重量份的(C)40℃下的運動粘度為8～500mm2/秒、流動點為?30℃以下的直鏈狀烴類軟化劑、以及0.5～10重量份的(D)有機(jī)過氧化物。對于該橡膠組合物，其硫化物在從低溫到高溫的寬溫度區(qū)域顯示出耐性，在作為密封材料、例如燃料電池隔離件用密封材料使用的情況下，也能夠充分滿足作為密封材料所要求的功能。

技術(shù)研發(fā)人員：窟川孝史,鈴木昭寬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：NOK株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2