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公開番号2025040845
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2023147906
出願日2023-09-12
発明の名称共重合体、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C08F 210/18 20060101AFI20250317BHJP(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】架橋速度が速く生産性に優れ、且つ、耐熱老化性、高温下および低温下での圧縮永久歪が小さく、低温特性(低温弾性回復特性、ゲーマンねじり特性)が改良された成形物を形成することが可能な共重合体、および該共重合体を含む組成物等を得ること。
【解決手段】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、特定の要件を満たし、前記[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[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)。
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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）：
TIFF
2025040845000008.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 1,400 文字）【請求項２】
ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が５～６０である、請求項１に記載のエチレン・α－オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）。
【請求項３】
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・α－オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）：
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４】
請求項１～３のいずれか一項に記載の共重合体（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、老化防止剤（Ｃ）を０．５～７．０質量部、並びに、有機過酸化物（Ｄ）を０．１～３０質量部の範囲で含有する、エチレン共重合体組成物。
【請求項５】
燃料電池ガスケット用組成物である、請求項４に記載のエチレン共重合体組成物。
【請求項６】
請求項５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７】
請求項１～３のいずれか一項に記載の共重合体（Ａ）を用いて形成された、成形体。
【請求項８】
請求項４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、共重合体、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 1,500 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を用いてシール用ゴム成形体を得ることが知られている（例えば、特許文献１）。シール用ゴム成形体であるシールパッキンは、自動車、産業機械、電子部品等様々な用途で用いられているが、自動車や産業機械等は寒冷地でも使用されるため、シールパッキンには、常温での機械強度に加えて、低温特性も要求される。
【０００４】
また、特許文献２には、低温特性および機械強度（強度・伸び）を両立したシールパッキンを形成することが可能な燃料電池ガスケット用エチレン共重合体組成物として、Ｂ値が１．２０以上であるエチレン［Ａ］に由来する構造単位、炭素数４～２０のα－オレフィン［Ｂ］に由来する構造単位、および非共役ポリエン［Ｃ］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を含有する燃料電池ガスケット用エチレン共重合体組成物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０００／５９９６２号
特開２０１７－０７５２９３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、低温特性に加え、優れた耐久性が求められており、また、さらなる生産性向上に向け流動性の向上、加硫時間の短縮化が図れる燃料電池ガスケット等に使用可能な組成物が要望されている。
【０００７】
本発明の目的は、架橋速度が速く生産性に優れ、且つ、耐熱老化性、高温下および低温下での圧縮永久歪が小さく、低温特性（例えば、低温弾性回復特性、ゲーマンねじり特性）が改良された成形物を形成することが可能な共重合体および、該共重合体を含む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）：
【００１０】
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33
170
（【００１１】以降は省略されています）

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