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公開番号2025085969
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023199702
出願日2023-11-27
発明の名称エチレン共重合体組成物、燃料電池ガスケット、および成形体
出願人三井化学株式会社
代理人弁理士法人エスエス国際特許事務所
主分類C08L 23/08 20250101AFI20250530BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】共重合体エラストマー以外の添加剤を高充填配合しても、加工性および耐寒性に優れた成形物を形成可能なエチレン共重合体組成物等を得ること。
【解決手段】エチレン由来の構造単位と、炭素数4～20のα-オレフィン[A2]由来の構造単位と、下記式(I)および(II)からなる群から選ばれる部分構造を合計で1分子中に2つ以上含む非共役ポリエン[A3]由来の構造単位とを有し、前記[A2]が1-ブテンを含み、前記[A3]が5-ビニル-2-ノルボルネンを含み、且つ、特定の要件を満たすエチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)、および、前記共重合体(A)100質量部に対して、カーボンブラックを5～150質量部、軟化剤を5～100質量部、老化防止剤を0.5～7.0質量部、並びに、有機過酸化物を1～30質量部含み、前記共重合体(A)を100質量部としたとき、組成物全体の重量が170質量部以上であるエチレン共重合体組成物。
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特許請求の範囲【請求項１】
エチレン［Ａ１］に由来する構造単位と、炭素数４～２０のα－オレフィン［Ａ２］に由来する構造単位と、下記一般式（Ｉ）および（II）からなる群から選ばれる部分構造を合計で１分子中に２つ以上含む非共役ポリエン［Ａ３］に由来する構造単位とを有し、且つ、下記要件（１）～（４）を満たし、
前記炭素数４～２０のα－オレフィン［Ａ２］に由来する構造単位が、１－ブテンに由来する構造単位を含み、
前記非共役ポリエン［Ａ３］に由来する構造単位が、５－ビニル－２－ノルボルネンに由来する構造単位を含むエチレン・α－オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）、および、
前記共重合体（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｂ）を５～１５０質量部、軟化剤（Ｃ）を５～１００質量部、老化防止剤（Ｄ）を０．５～７．０質量部、並びに、有機過酸化物（Ｅ）を１．０～３０質量部含み、
前記共重合体（Ａ）を１００質量部としたとき、組成物全体の重量が１７０質量部以上であるエチレン共重合体組成物：
TIFF
2025085969000009.tif
32
170
要件（１）：エチレン［Ａ１］に由来する構造単位と、炭素数４～２０のα－オレフィン［Ａ２］に由来する構造単位とのモル比〔［Ａ１］／［Ａ２］〕が、４０／６０～９０／１０である；
要件（２）：非共役ポリエン［Ａ３］に由来する構造単位の含有割合が、［Ａ１］、［Ａ２］および［Ａ３］に由来する構造単位の合計を１００モル％として、０．１～６．０モル％である；
要件（３）：下記式（ｉ）で表されるＢ値が、１．２０以上である；
Ｂ値＝（［ＥＸ］＋２［Ｙ］）／〔２×［Ｅ］×（［Ｘ］＋［Ｙ］）〕 …式（ｉ）
［ここで［Ｅ］、［Ｘ］および［Ｙ］は、それぞれ、エチレン［Ａ１］、炭素数４～２０のα－オレフィン［Ａ２］、および非共役ポリエン［Ａ３］に由来する構造単位のモル分率を示し、［ＥＸ］はエチレン［Ａ１］－炭素数４～２０のα－オレフィン［Ａ２］ダイアッド連鎖分率を示す。］
要件（４）：３Ｄ－ＧＰＣを用いて得られた、分子鎖あたりの分岐点数ＢｒＮｏが下記式（ｉｉ）を満たす。
ＢｒＮｏ≧０．５ …式（ｉｉ）
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１２５℃が５～４０である、請求項１に記載のエチレン共重合体組成物。
【請求項３】
最小ムーニー粘度Ｖｍ（１４５℃）が３５以下である、請求項１に記載のエチレン共重合体組成物。
【請求項４】
低温弾性回復試験における、試験片の長さが１０％収縮する時の温度（ＴＲ１０）が－６０℃以下である、請求項１に記載のエチレン共重合体組成物。
【請求項５】
前記共重合体（Ａ）が下記要件（５）～（８）のうちの１または２以上の要件を満たす、請求項１に記載のエチレン共重合体組成物：
要件（５）：共重合体（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）と、非共役ポリエン［Ａ３］に由来する構造単位の重量分率（［Ａ３］の重量分率（質量％））と、非共役ポリエン［Ａ３］の分子量（［Ａ３］の分子量）とが、下記式（ｉｉｉ）を満たす；
４．５≦Ｍｗ×［Ａ３］の重量分率／１００／［Ａ３］の分子量≦８０
…式（ｉｉｉ）
要件（６）：レオメーターを用いて線形粘弾性測定（１９０℃）により得られた、周波数ω＝０．１ｒａｄ／ｓでの複素粘度η
*
(ω=0.1)
（Ｐａ・ｓｅｃ）と、周波数ω＝１００ｒａｄ／ｓでの複素粘度η
*
(ω=100)
（Ｐａ・ｓｅｃ）との比Ｐ〔η
*
(ω=0.1)
／η
*
(ω=100)
〕と、共重合体（Ａ）の極限粘度［η］と、前記［Ａ３］の重量分率とが、下記式（ｉｖ）を満たす；
Ｐ／（[η]
2.9
）≦［Ａ３］の重量分率×６ …式（ｉｖ）
要件（７）：レオメーターを用いて線形粘弾性測定（１９０℃）により得られた、周波数ω＝０．０１ｒａｄ／ｓでの複素粘度η
*
(ω=0.01)
（Ｐａ・ｓｅｃ）と、周波数ω＝１０ｒａｄ／ｓでの複素粘度η
*
(ω=10)
（Ｐａ・ｓｅｃ）と、非共役ポリエン［Ａ３］に由来する見かけのヨウ素価とが、下記式（ｖ）を満たす；
Ｌｏｇ｛η
*
(ω=0.01)
｝／Ｌｏｇ｛η
*
(ω=10)
｝≦０．０７５３×｛非共役ポリエン［Ａ３］に由来する見かけのヨウ素価｝＋１．４２ …式（ｖ）
要件（８）：示差走査熱量分析（ＤＳＣ）で測定されるガラス転移温度（Ｔｇ）が－６５℃以下である。
【請求項６】
燃料電池ガスケット用組成物である、請求項１に記載のエチレン共重合体組成物。
【請求項７】
請求項６に記載のエチレン共重合体組成物を用いて得られる、燃料電池ガスケット。
【請求項８】
請求項１に記載のエチレン共重合体組成物を用いて形成された、成形体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレン共重合体組成物、燃料電池ガスケット、および成形体に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＭ、ＥＰＲ）およびエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）などのエチレン・α－オレフィン共重合体エラストマーは、その分子構造の主鎖に不飽和結合を有しないため、汎用の共役ジエンゴムと比べ、耐熱老化性、耐候性、耐オゾン性に優れ、自動車用部品、電線用材料、電子・電気部品、建築土木資材、工業材部品等の用途に広く用いられている。
【０００３】
ＥＰＤＭ等の共重合体エラストマーを含む樹脂組成物には、上記のような様々な用途に応じて適切な機能を付与する目的で、軟化剤やフィラー等の添加剤を配合することが一般的である。これら添加剤は配合量が多いと、付与したい機能以外の樹脂組成物の物性が低下してしまう傾向にあるため、添加剤の配合量を増加しても付与したい機能以外の樹脂組成物の物性も維持される高充填配合可能な材料が要求される。
【０００４】
例えば、特許文献１では、無機充填剤や可塑剤等の配合剤を多量に配合した高充填処方を行っても、優れた成形性と物性を有するゴム発泡成形体が提案され、特許文献２では、軟化剤を高充填配合しても耐熱老化性の悪化が少ない伝動ベルトを製造することができるゴム組成物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００２－２１２３２８号公報
特開２０１７－１６５９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、燃料電池自動車（ＦＣＶ）の燃料電池ガスケットは、ＦＣスタック内での水素と酸素、水の漏れを防止するゴム部品であり、耐寒性が求められており、また、さらなる生産性向上に向け、加工性の向上、加硫時間の短縮化が図れることが要望されている。このような多様な機能の付与が要求される燃料電池ガスケット等に使用可能な組成物は、上述の通り、添加剤の配合量を増加しても、付与したい機能以外の樹脂組成物の物性も維持（または向上）される高充填配合可能であることが要望されている。
【０００７】
本発明の目的は、共重合体エラストマー以外の添加剤を高充填配合しても、加工性および耐寒性（例えば、低温弾性回復特性）に優れた成形物を形成することが可能なエチレン共重合体組成物を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、下記構成によれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を解決するに至った。
本発明の構成例は以下の通りである。
【０００９】
［１］
エチレン［Ａ１］に由来する構造単位と、炭素数４～２０のα－オレフィン［Ａ２］に由来する構造単位と、下記一般式（Ｉ）および（II）からなる群から選ばれる部分構造を合計で１分子中に２つ以上含む非共役ポリエン［Ａ３］に由来する構造単位とを有し、且つ、下記要件（１）～（４）を満たし、
前記炭素数４～２０のα－オレフィン［Ａ２］に由来する構造単位が、１－ブテンに由来する構造単位を含み、
前記非共役ポリエン［Ａ３］に由来する構造単位が、５－ビニル－２－ノルボルネンに由来する構造単位を含むエチレン・α－オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）、および、
前記共重合体（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｂ）を５～１５０質量部、軟化剤（Ｃ）を５～１００質量部、老化防止剤（Ｄ）を０．５～７．０質量部、並びに、有機過酸化物（Ｅ）を１．０～３０質量部含み、
前記共重合体（Ａ）を１００質量部としたとき、共重合体組成物全体の重量が１７０質量部以上であるエチレン共重合体組成物：
【００１０】
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33
170
（【００１１】以降は省略されています）

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