特表 2023-544955 ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物、それから調製された物品、及びその調製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-26

(54)【発明の名称】ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物、それから調製された物品、及びその調製方法

(51)【国際特許分類】

   C08L 23/08 20060101AFI20231019BHJP

   C08K 3/013 20180101ALI20231019BHJP

   C08K 5/5399 20060101ALI20231019BHJP

   C08L 23/16 20060101ALI20231019BHJP

【ＦＩ】

C08L23/08

C08K3/013

C08K5/5399

C08L23/16

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023508476

(86)(22)【出願日】2020-08-13

(85)【翻訳文提出日】2023-03-29

(86)【国際出願番号】 CN2020108811

(87)【国際公開番号】W WO2022032554

(87)【国際公開日】2022-02-17

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502141050

【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100095360

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 英二

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100156476

【弁理士】

【氏名又は名称】潮 太朗

(72)【発明者】

【氏名】タン、シン

(72)【発明者】

【氏名】チー、ユドン

(72)【発明者】

【氏名】チェン、ヨン

【テーマコード（参考）】

4J002

【Ｆターム（参考）】

4J002AE052

4J002BB033

4J002BB151

4J002BB182

4J002CH023

4J002DA037

4J002DH058

4J002DJ017

4J002DJ037

4J002EH026

4J002EH046

4J002EH079

4J002EH096

4J002EH146

4J002EK019

4J002EK039

4J002EK049

4J002EK059

4J002EN079

4J002ER009

4J002EU119

4J002EU198

4J002EU199

4J002EV139

4J002EW046

4J002EX019

4J002EX079

4J002EX089

4J002FD017

4J002FD022

4J002FD026

4J002FD079

4J002FD138

4J002FD149

4J002FD159

4J002FD173

4J002FD209

4J002GG00

4J002GN00

4J002GQ00

(57)【要約】

本開示は、ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物、それから調製されたハロゲンフリー難燃性物品、及びその調製方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ａ）１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーと、
Ｂ）０～１００重量部の可塑剤と、
Ｃ）０～１２０重量部の補強性フィラーと、
Ｄ）６０～１５０重量部のＮ－Ｐ系複合難燃剤と、
Ｅ）０～５重量部のシランカップリング剤と、
Ｆ）０～５重量部の抗酸化剤と、
Ｇ）０～８重量部の加工助剤と、
Ｈ）２～１０重量部の架橋剤と、
Ｉ）０～５重量部の架橋助剤と、を含む、ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物。

【請求項2】

前記エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーが、エチレン／プロピレン／ジエンインターポリマー（ＥＰＤＭ）である、請求項１に記載の組成物。

【請求項3】

前記ジエンモノマーが、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン（ＶＮＢ）、又は５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）である、請求項２に記載の組成物。

【請求項4】

前記エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーが、
エチレンから誘導された４０．０～８０．０重量％のポリマー単位と、
プロピレンから誘導された２０～６０重量％のポリマー単位と、
ジエンモノマーから誘導された０．５～１５．０重量％のポリマー単位と、を含み、前記ジエンモノマーが、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン（ＶＮＢ）、又は５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）である、請求項１又は２に記載の組成物。

【請求項5】

前記エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーが、
エチレンから誘導された４５～７０重量％のポリマー単位と、
プロピレンから誘導された３０～５０重量％のポリマー単位と、
ジエンモノマーから誘導された４～６重量％のポリマー単位と、を含み、前記ジエンモノマーが、５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）である、請求項１又は２に記載の組成物。

【請求項6】

前記エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーが、１２５℃で５５～１５０のムーニー粘度、ＭＬ（１＋４）を有する、請求項１に記載の組成物。

【請求項7】

前記Ｎ－Ｐ系複合難燃剤が、（１）窒素－リン系難燃剤及び（２）難燃助剤の混合物、又は（１）窒素－リン系難燃剤、（２）難燃助剤、及び（３）金属水酸化物の混合物である、請求項１に記載の組成物。

【請求項8】

前記Ｎ－Ｐ系複合難燃剤が、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて８０～１３０重量部の量で存在する、請求項１に記載の組成物。

【請求項9】

Ａ）１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーと、
Ｂ）０～１００重量部の可塑剤と、
Ｃ）０～１２０重量部の補強性フィラーと、
Ｄ）６０～１５０重量部のＮ－Ｐ系複合難燃剤と、
Ｅ）０～５重量部のシランカップリング剤と、
Ｆ）０～５重量部の抗酸化剤と、
Ｇ）０～８重量部の加工助剤と、
Ｈ）２～１０重量部の架橋剤と、
Ｉ）０～５重量部の架橋助剤と、を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物から調製されるハロゲンフリー難燃性物品。

【請求項10】

前記物品が、クッション又はシーリングガスケットに使用される、請求項９に記載の物品。

【請求項11】

前記物品が、電池パック、電気器具、及び電子包装におけるクッション又はシーリングガスケットに使用される、請求項９に記載の物品。

【請求項12】

前記物品が、４０～６０ショアＡの硬度を有し、並びに／又は１．６ｍｍの厚さでＵＬ９４ Ｖ－０難燃性を満たし、並びに／又は５．０～９．０ＭＰａの引張強さ、及び／若しくは１．１０～１．３０ｇ／ｃｃの密度、及び／若しくは１５０℃で７０時間後に４０％未満の圧縮永久歪み抵抗、及び／若しくは１０％の圧縮歪みで０．４～１．６ＭＰａの圧縮応力、及び／若しくは２０％の圧縮歪みで１．５～３．０ＭＰａの圧縮応力、及び／若しくは３０％の圧縮歪みで２．７～４．０ＭＰａの圧縮応力を有する、請求項９に記載の物品。

【請求項13】

請求項１～８のいずれか一項に記載のハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物を調製するための方法であって、最初に任意選択のＣ）前記補強性フィラー、Ｄ）前記Ｎ－Ｐ系複合難燃剤、及び任意選択のＢ）前記可塑剤を混合し、次いでＡ）前記エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーと、Ｈ）前記架橋剤及び任意選択のＩ）前記架橋助剤を除く全ての残りの成分とを添加し、最後にＨ）前記架橋剤及び任意選択のＩ）前記架橋助剤を添加することを含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物、それから調製されたハロゲンフリー難燃性物品、及びその調製方法に関する。

【背景技術】

【0002】

クッション又はシーリングガスケットは、２つの部品の間に配置されて減衰を提供するか、又は２つの表面の間に完全な接合を作り出す部品である。エラストマーは、それらの優れたクッション性及び回復能力により、クッション又はシーリングガスケットにしばしば使用される。電気自動車（ＥＶ）電池パック、電気器具、及び電子包装に使用されるクッション又はシーリングガスケットに関して、難燃性は、安全性の懸念から有益である。ＥＶ電池パックにおいて最も広く使用されているクッションガスケットは、シリコーンゴムであり、これは良好な難燃性、広い使用温度、及び良好な弾性を有する。しかしながら、難燃性シリコーンゴムは通常高価であり、中程度の機械的特性を有する。したがって、ＥＶ電池パック用の既存のシリコーンゴムガスケットに取って代わる、より良好な機械的特性を有する、より費用効率の高い難燃性クッションガスケットが緊急に必要とされている。

【0003】

ＥＰＤＭは、その優れた弾性、優れた機械的強度、広い使用温度、優れた耐水性及び耐蒸気性、良好な耐薬品性、低い密度、及び費用対効果により、ガスケット用途に広く使用されている。ＥＰＤＭ自体は、その炭化水素構造により、可燃性材料に属する。難燃性ＥＰＤＭ技術が数十年にわたって開発され、使用されてきた。しかしながら、これらの技術のほとんどはハロゲン化難燃剤に基づいており、ハロゲン化難燃剤は、その固有の毒性と、金属構成要素を腐食し、敏感な電子機器に損傷を引き起こす可能性のある大量の腐食性及び毒性ガスを放出する可能性とにより、環境に優しくない。

【0004】

アルミニウム三水和物及び水酸化マグネシウムなどの水和金属化合物は、ハロゲンフリー難燃剤（ＨＦＦＲ）ＥＰＤＭ溶液に一般的に使用される。しかし、ＵＬ９４ Ｖ－０難燃性に達するためには、通常、非常に高い難燃剤添加量（５０重量％超）が必要である。水和金属化合物の高い添加量は、この種のＨＦＦＲ ＥＰＤＭ化合物に物理的特性の制限をもたらす。例えば、ＥＰＤＭガスケットの典型的な硬度である４０～６０ショアＡの範囲の硬度を有する軟質金属水酸化物ベースのＵＬ９４ Ｖ－０等級のＨＦＦＲ ＥＰＤＭ化合物を作製することは非常に困難である。更に、機械的特性及び圧縮特性が悪影響を受ける。

【0005】

したがって、良好な難燃性、低い硬度（４０～６０ショアＡ）、優れた機械的強度及び圧縮特性を有する、クッションガスケットなどの物品に調製することができるハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物が緊急に必要とされている。

【発明の概要】

【0006】

本開示は、ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物、それから調製された物品、及びその調製方法を提供する。本開示のエラストマー組成物から調製されたハロゲンフリー難燃性物品は、良好な難燃性と低硬度の両方、優れた機械的特性、及び圧縮特性を示す。ガスケットなどのハロゲンフリー難燃性物品は軟質（硬度４０～６０ショアＡ）であり、１．６ｍｍの厚さでＵＬ９４ Ｖ－０難燃性を満たすことができ、これはＨＦＦＲ ＥＰＤＭにとって非常に困難なことである。ガスケットなどのこれらの軟質物品の引張強さは５．０～９．０ＭＰａであり、これは既存のシリコーンガスケットの引張強さよりも高い。ＥＰＤＭガスケットなどのハロゲンフリー難燃性物品の密度は、既存のシリコーンガスケットの密度よりも軽い。圧縮弾性率及び圧縮永久歪み抵抗は、クッション及びシーリング用途に非常に適している。

【0007】

本開示の第１の態様では、本開示は、
Ａ）１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーと、
Ｂ）０～１００重量部の可塑剤と、
Ｃ）０～１２０重量部の補強性フィラーと、
Ｄ）６０～１５０重量部のＮ－Ｐ系複合難燃剤と、
Ｅ）０～５重量部のシランカップリング剤と、
Ｆ）０～５重量部の抗酸化剤と、
Ｇ）０～８重量部の加工助剤と、
Ｈ）２～１０重量部の架橋剤と、
Ｉ）０～５重量部の架橋助剤と、を含む、ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物を提供する。

【0008】

本開示の第２の態様では、本開示は、
Ａ）１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーと、
Ｂ）０～１００重量部の可塑剤と、
Ｃ）０～１２０重量部の補強性フィラーと、
Ｄ）６０～１５０重量部のＮ－Ｐ系複合難燃剤と、
Ｅ）０～５重量部のシランカップリング剤と、
Ｆ）０～５重量部の抗酸化剤と、
Ｇ）０～８重量部の加工助剤と、
Ｈ）２～１０重量部の架橋剤と、
Ｉ）０～５重量部の架橋助剤と、を含む、ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物から調製されるハロゲンフリー難燃性物品を提供する。

【0009】

本開示の第３の態様では、本開示は、最初に任意選択のＣ）補強性フィラー、Ｄ）Ｎ－Ｐ系複合難燃剤、及び任意選択のＢ）可塑剤を混合し、次いでＡ）エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーと、Ｈ）架橋剤及び任意選択のＩ）架橋助剤を除く全ての残りの成分とを添加し、最後にＨ）架橋剤及び任意選択のＩ）架橋助剤を添加することを含む、ハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物を調製するための方法を提供する。

【0010】

前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明はいずれも、例示的かつ説明的なものにすぎず、特許請求される本発明を限定するものではないことを理解されたい。

【発明を実施するための形態】

【0011】

特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。また、本明細書で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、参照により組み込まれる。

【0012】

本明細書で開示されるように、「及び／又は」は、「及び、又は代替として」を意味する。全ての範囲は、特に指示がない限り、終点を含む。特に記載がない限り、全ての百分率及び比率は重量に基づいて計算され、全ての分子量は数平均分子量である。

【0013】

本明細書で使用するとき、「インターポリマー」という用語は、少なくとも２種類の異なるモノマーの重合によって調製されるポリマーを指す。したがって、インターポリマーという用語は、コポリマーという用語（２つの異なるタイプのモノマーから調製されるポリマーを指すために用いられる）、及び２つを超える異なるタイプのモノマーから調製されるポリマーを含む。

【0014】

本明細書で使用される「エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマー」という語は、重合形態で、エチレン、α－オレフィン、及び非共役ポリエンを含むポリマーを指す。一実施形態では、「エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマー」は、過半重量パーセント（インターポリマーの重量に基づく）のエチレンを含む。

【0015】

本明細書で使用される「エチレン／α－オレフィン／ジエンインターポリマー」という用語は、重合形態で、エチレン、α－オレフィン、及びジエンを含むポリマーを指す。一実施形態では、「エチレン／α－オレフィン／ジエンインターポリマー」は、過半重量パーセント（インターポリマーの重量に基づく）のエチレンを含む。

【0016】

「含む（comprising）」、「含む（including）」、「有する」という用語、及びそれらの派生語は、それが具体的に開示されているかどうかにかかわらず、任意の追加の成分、工程、又は手順の存在を除外することを意図しない。いかなる疑念も避けるために、「含む（comprising）」という用語の使用を通して特許請求される全ての組成物は、別段矛盾する記述がない限り、ポリマー性か又は別のものであるかにかかわらず、任意の追加の添加剤、アジュバント、又は化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる（consisting essentially of）」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、あらゆる以降の記述の範囲から任意の他の成分、工程、又は手順を除外する。「からなる（consisting of）」という用語は、具体的に描写又は列記されていないあらゆる成分、工程、又は手順を除外する。

【0017】

本開示は、以下の成分を含むハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物を提供する。

【0018】

Ａ）エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマー
本明細書に記載の本発明の組成物のためのエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、重合形態で、エチレン、α－オレフィン、及び非共役ポリエンを含む。α－オレフィンの好適な例として、Ｃ３～Ｃ２０α－オレフィン、更にＣ３～Ｃ１０α－オレフィン、及び好ましくはプロピレンが挙げられる。非共役ポリエンの好適な例としては、Ｃ４～Ｃ４０非共役ジエンが挙げられる。

【0019】

α－オレフィンは、脂肪族化合物又は芳香族化合物のいずれかであってもよい。α－オレフィンは、好ましくはＣ３～Ｃ２０の脂肪族化合物、好ましくはＣ３～Ｃ１６の脂肪族化合物、より好ましくはＣ３～Ｃ１０の脂肪族化合物である。好ましいＣ３～Ｃ１０脂肪族α－オレフィンは、プロピレン、１－ブテン、１－ヘキセン、及び１－オクテンからなる群から選択され、より好ましくはプロピレンである。更なる実施形態では、インターポリマーは、エチレン／プロピレン／ジエン（ＥＰＤＭ）ターポリマーである。更なる実施形態では、ジエンは５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）である。

【0020】

例示の非共役ポリエンとしては、１，４－ヘキサジエン及び１，５－ヘプタジエンなどの直鎖非環式ジエン、５－メチル－１，４－ヘキサジエン、２－メチル－１，５－ヘキサジエン、６－メチル－１，５－ヘプタジエン、７－メチル－１，６－オクタジエン、３，７－ジメチル－１，６－オクタジエン、３，７－ジメチル－１，７－オクタジエン、５，７－ジメチル－１，７－オクタジエン、１，９－デカジエン、及びジヒドロミルセンの混合異性体などの分枝鎖非環式ジエン、１，４－シクロヘキサジエン、１，５－シクロオクタジエン、及び１、５－シクロドデカジエンなどの単一環脂環式ジエン、テトラヒドロインデン、メチルテトラヒドロインデンなどの多環脂環式縮合及び架橋環ジエン、５－メチレン－２－ノルボルネン（ＭＮＢ）、５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）、５－ビニル－２－ノルボルネン、５－プロペニル－２－ノルボルネン、５－イソプロピリデン－２－ノルボルネン、５－（４－シクロペンテニル）－２－ノルボルネン、及び５－シクロヘキシリデン－２－ノルボルネンなどのアルケニル、アルキリデン、シクロアルケニル、及びシクロアルキリデンノルボルネンが挙げられる。ポリエンは、好ましくは、ＥＮＢ、ジシクロペンタジエン、１，４－ヘキサジエン、７－メチル－１，６－オクタジエンから、好ましくはＥＮＢ、ジシクロペンタジエン、及び１，４－ヘキサジエンから、より好ましくはＥＮＢ及びジシクロペンタジエンから、更により好ましくはＥＮＢからなる群から選択される非共役ジエンである。

【0021】

一実施形態では、エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、インターポリマーの重量に基づいて、過半量の重合エチレンを含む。更なる実施形態では、エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン／α－オレフィン／ジエンインターポリマーである。更なる実施形態では、インターポリマーはＥＰＤＭである。更なる実施形態では、ジエンはＥＮＢである。

【0022】

一実施形態では、エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、２～５０、更には２～３５、更には２～２５の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を有する。更なる実施形態では、エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン／α－オレフィン／ジエンインターポリマー（ＥＡＯＤＭ）である。更なる実施形態では、インターポリマーはＥＰＤＭである。更なる実施形態では、ジエンはＥＮＢである。

【0023】

一実施形態では、エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、１２５℃で６０以上、更には７０以上、更には８５以上であるが、１５０以下、更には１４０以下、更には１３０以下、更には１２０以下のムーニー粘度、ＭＬ（１＋４）を有する。更なる実施形態では、エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン／α－オレフィン／ジエンインターポリマーである。更なる実施形態では、インターポリマーはＥＰＤＭである。更なる実施形態では、ジエンはＥＮＢである。

【0024】

一実施形態では、エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、１２５℃で６０～１５０、又は６０～１３０、又は６５～１２０、又は７０～１１０のムーニー粘度、ＭＬ（１＋４）を有する。更なる実施形態では、エチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、エチレン／α－オレフィン／ジエンインターポリマーである。更なる実施形態では、インターポリマーはＥＰＤＭである。更なる実施形態では、ジエンはＥＮＢである。

【0025】

ムーニー粘度は、ニートインターポリマーのムーニー粘度（又はカーボンブラックなどのフィラー及び／若しくは油を含有するポリマーのニートポリマーの計算粘度）である。ニートポリマーは、フィラーを含まず、オイルを含まないポリマーを指す。

【0026】

エチレン／アルファ－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーは、本明細書に記載されるような２つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。

【0027】

エチレン／アルファ－オレフィン／ジエンインターポリマーは、本明細書に記載される２つ以上の実施形態の組み合わせを含んでもよい。

【0028】

ＥＰＤＭターポリマーは、本明細書に記載の２つ以上の実施形態の組み合わせを含んでもよい。

【0029】

本開示によるプロセスにおいて使用されるＥＰＤＭは、例えば、エチレンから誘導された４０～８０重量％のポリマー単位を含んでもよい。好ましくは、ＥＰＤＭは、４５～７５重量％のエチレン、より好ましくは４５～７０重量％を含む。

【0030】

ＥＰＤＭは、プロピレンから誘導された２０～６０重量％のポリマー単位を含んでもよい。好ましくは、ＥＰＤＭは、プロピレンから誘導された２５～５５重量％のポリマー単位、より好ましくは３０～５０重量％を含む。

【0031】

ＥＰＤＭは、ジエンモノマーから誘導された０．５～１５重量％のポリマー単位を含んでもよい。好ましくは、ＥＰＤＭは、ジエンモノマーから誘導された１～１０重量％のポリマー単位、より好ましくはジエンモノマーから誘導された２～８重量％のポリマー単位、更により好ましくは４～６重量％重量％（wt % wt %）を含む。

【0032】

ジエンモノマーは、例えば、１，４－ヘキサジエン、１，６－オクタジエン、５－メチル－１，４－ヘキサジエン、３，７－ジメチル－１，６－オクタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン、５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）、及び／又は２，５－ノルボルナジエンから選択される１つ以上であってもよい。例えば、ジエンモノマーは、例えば、１，４－ヘキサジエン、１，６－オクタジエン、５－メチル－１，４－ヘキサジエン、３，７－ジメチル－１，６－オクタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン、５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）、又は２，５－ノルボルナジエンから選択される１つであってもよい。例えば、ジエンモノマーは、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン、又は５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）から選択されてもよい。ジエンモノマーが５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）であることが特に好ましい。

【0033】

ＥＰＤＭは、例えば、１，４－ヘキサジエン、１，６－オクタジエン、５－メチル－１，４－ヘキサジエン、３，７－ジメチル－１，６－オクタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン、５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）、及び／又は２，５－ノルボルナジエンから選択される１つ以上から誘導された０．５～１５重量％のポリマー単位を含んでもよい。ＥＰＤＭは、例えば、１，４－ヘキサジエン、１，６－オクタジエン、５－メチル－１，４－ヘキサジエン、３，７－ジメチル－１，６－オクタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン、５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）、又は２，５－ノルボルナジエンから誘導された０．５～１５重量％のポリマー単位を含んでもよい。より好ましくは、ＥＰＤＭは、１，４－ヘキサジエン、１，６－オクタジエン、５－メチル－１，４－ヘキサジエン、３，７－ジメチル－１，６－オクタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン、５－エチリデン－２－ノルボルネン（ＥＮＢ）、又は２，５－ノルボルナジエンから誘導された０．５～１０重量％、更により好ましくは２～８重量％、更により好ましくは４～６重量％のポリマー単位を含む。更により好ましくは、ＥＰＤＭは、ＤＣＰＤ、ＥＮＢ、又はＶＮＢから誘導された０．５～１５重量％のポリマー単位、更により好ましくは２～８重量％、又は４～６重量％を含む。特定の実施形態では、ＥＰＤＭは、ＥＮＢから誘導された０．５～１５重量％のポリマー単位、より好ましくは２～８重量％、又は４～６重量％を含む。

【0034】

特定の実施形態では、ＥＰＤＭは、ジエンモノマーから誘導された０．５～１５重量％、好ましくは２～８重量％、より好ましくは４～６重量％のポリマー単位を含み、ジエンモノマーは、１，４－ヘキサジエン、１，６－オクタジエン、５－メチル－１，４－ヘキサジエン、３，７－ジメチル－１，６－オクタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン、５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）、又は２，５－ノルボルナジエンから選択される。より好ましくは、ＥＰＤＭは、ジエンモノマーから誘導された０．５～１５重量％、好ましくは２～８重量％、より好ましくは４～６重量％のポリマー単位を含み、ジエンモノマーは、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン（ＶＮＢ）、又は５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）から選択される。更により好ましくは、ＥＰＤＭは、ジエンモノマーから誘導された０．５～１５重量％、好ましくは２～８重量％、より好ましくは４～６重量％のポリマー単位を含み、ジエンモノマーは、５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）である。

【0035】

更なる特定の実施形態では、ＥＰＤＭは、
エチレンから誘導された４０．０～８０．０重量％のポリマー単位と、
プロピレンから誘導された２０．０～６０．０重量％のポリマー単位と、
ジエンモノマーから誘導された０．５～１５．０重量％のポリマー単位と、を含む。

【0036】

別の特定の実施形態では、ＥＰＤＭは、
エチレンから誘導された４０．０～８０．０重量％のポリマー単位と、
プロピレンから誘導された２０．０～６０．０重量％のポリマー単位と、
ジエンモノマーから誘導された０．５～１５．０重量％のポリマー単位と、を含み、ジエンモノマーは、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５－ビニル－２－ノルボルネン（ＶＮＢ）、又は５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）である。

【0037】

ＥＰＤＭは、以下を含むことが特に好ましい。
エチレンから誘導された４５～７５重量％のポリマー単位、
プロピレンから誘導された３０～５０重量％のポリマー単位、及び
ジエンモノマーから誘導された２～８重量％のポリマー単位。ジエンモノマーは、５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）である。

【0038】

更により具体的には、ＥＰＤＭは以下を含むことが好ましい。
エチレンから誘導された４５～７０重量％のポリマー単位、
プロピレンから誘導された３０～５０重量％のポリマー単位、及び
ジエンモノマーから誘導された４～６重量％のポリマー単位。ジエンモノマーは、５－エチリデン－２－ノルボネン（ＥＮＢ）である。

【0039】

Ｂ）可塑剤
本組成物は、任意選択的に、１つ以上の可塑剤を含み得る。

【0040】

可塑剤としては、芳香族油及びナフテン油などの石油；ポリアルキルベンゼン油；アルキル及びアルコキシアルキルオレエート及びステアレートなどの有機酸モノエステル；フタル酸、テレフタル酸、セバシン酸、アジピン酸及びグルタル酸のジアルキル、ジアルコキシアルキル、及びアルキルアリールなどの有機酸ジエステル；トリ－、テトラ－、及びポリエチレングリコールジアルカノエートなどのグリコールジエステル；パラフィン油；クマロン－インデン樹脂；パインタール；ヒマシ油、トール油、ナタネ油、及びダイズ油並びにそれらのエステル及びエポキシ化誘導体などの植物油；リン酸トリクレジル及びリン酸トリオクチルなどのリン酸エステル系可塑剤などが挙げられるが、これらに限定されない。

【0041】

一実施形態では、可塑剤としては、パラフィン油、フタル酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチル、アジピン酸ジオクチル、低分子量ポリイソブチレン、ナフテン油、及びフタル酸ジブチルが挙げられるが、これらに限定されない。

【0042】

一実施形態では、可塑剤は、非芳香族油、パラフィン油、ナフテン油、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。好適な可塑剤としては、ＳＵＮＰＡＲ ２２８０、ＰＡＲＡＬＵＸ ６００１、ＨＹＤＲＯＢＲＩＴＥ ５５０、及びＣＡＬＳＯＬ ５５５０が挙げられるが、これらに限定されない。

【0043】

可塑剤は、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０～１００重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１０～９８重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて２０～９５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて３０～９５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて５０～９０重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて６０～９０重量部の量で存在する。

【0044】

Ｃ）補強性フィラー
補強性フィラーは、カーボンブラック、シリカ、及びカオリンのうちの１つ以上であってもよい。カーボンブラックは、Ｎ３３０、Ｎ５５０、Ｎ６６０、Ｎ７７４、Ｎ９９０、及びスプレーカーボンブラックのうちの１つ以上であってもよい。

【0045】

補強性フィラーは、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０～１２０重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１０～９０重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１０～８０重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１５～７５重量部の量で存在する。

【0046】

Ｄ）Ｎ－Ｐ系複合難燃剤
Ｎ－Ｐ系複合難燃剤は、（１）メラミンシアヌレート及びポリリン酸アンモニウムなどの窒素－リン系難燃剤と、（２）赤リンなどの難燃助剤との混合物、又は（１）メラミンシアヌレート及びポリリン酸アンモニウムなどの窒素－リン系難燃剤と、（２）赤リンなどの難燃助剤と、（３）水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物との混合物である。窒素－リン系難燃剤：難燃助剤：金属水酸化物の重量比は、約２０～９０：５～１０：７５～０である。難燃剤は、市販のＦＲ６９０又はＬｏｎｇｓａｆｅ １００Ｅであってもよい。

【0047】

Ｎ－Ｐ系複合難燃剤は、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて６０～１５０重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて７０～１４０重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて７５～１２５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて８０～１３０重量部の量で存在する。

【0048】

Ｅ）シランカップリング剤
シランカップリング剤は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（β－メトキシエトキシ）シラン、γ－メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリメチルシラン、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ビス（γ－トリエトキシシリルプロピル）－テトラスルフィド、γ－アミノプロピルトリエトキシシランのうちの１つ以上から選択されてもよい。

【0049】

シランカップリング剤は、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０～５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０．５～４．５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１～４重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１～２重量部の量で存在する。

【0050】

Ｆ）抗酸化剤
抗酸化剤は、ジブチルニッケルジチオカルバメート、２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリンポリマー、Ｎ－イソプロピル－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、アセトンとジフェニルアミンとの高温反応生成物、及び２－メルカプトベンゾイミダゾールのうちの１つ以上から選択されてもよい。

【0051】

抗酸化剤は、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０～５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０．５～４．５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１～３重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１～２重量部の量で存在する。

【0052】

Ｇ）加工助剤
加工助剤は、ポリエチレングリコール、ポリエチレンワックス、ＷＢ４２、ＷＡ４８、ＷＢ２１２、又はそれらの混合物のうちの１つ以上から選択されてもよい。

【0053】

加工助剤は、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０～８重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１～６重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて２～５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて３～４．５重量部の量で存在する。

【0054】

Ｈ）架橋剤
架橋剤は、過酸化物硬化剤、硫黄、又はフェノール系硬化剤であってもよい。

【0055】

好適な過酸化物としては、芳香族ジアシル過酸化物；脂肪族ジアシル過酸化物；二塩基酸過酸化物；ケテン過酸化物；アルキルペルオキシエステル；アルキルヒドロペルオキシド（例えば、過酸化ジアセチル；ジベンゾイルペルオキシド；ビス－２，４－ジクロロベンゾイルペルオキシド；ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシド；ジクミルペルオキシド；ｔｅｒｔ－ブチル－ペルベンゾエート；ｔｅｒｔ－ブチルクミルペルオキシド；２，５－ビス（ｔ－ブチルペルオキシ）－２，５－ジメチルヘキサン；２，５－ビス（ｔ－ブチルペルオキシ）－２，５－ジメチル－３－ヘキシン；４，４，４’，４’－テトラ－（ｔ－ブチルペルオキシ）－２，２－ジシクロヘキシルプロパン；１，４－ビス－（ｔ－ブチルペルオキシイソプロピル）－ベンゼン；ｎ－ブチル－４，４－ビス（ｔ－ブチルペルオキシ）バレラート、１，１－ビス－（ｔ－ブチルペルオキシ）－３，３，５－トリメチル－シクロヘキサン；ラウロイルペルオキシド；コハク酸ペルオキシド；シクロヘキサノンペルオキシド；ｔ－ブチルペルアセテート；ブチルヒドロペルオキシドなどが挙げられるが、これらに限定されない。

【0056】

架橋剤は、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて２～１０重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて３～９重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて４～８重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて６～７．５重量部の量で存在する。

【0057】

Ｉ）架橋助剤
過酸化物硬化剤のための架橋助剤は、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、硫黄、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ，Ｎ’－ビスフルフリルアセトン、Ｎ，Ｎ’－ｍ－フェニレンビスマレイミド、ジンクジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテートのうちの１つ以上から選択されてもよい。

【0058】

架橋助剤は、１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０～５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて０．５～４．５重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１～３重量部、更には１００重量部のエチレン／α－オレフィン／非共役ポリエンインターポリマーに基づいて１～２重量部の量で存在する。

【0059】

他の添加剤
本組成物は、任意選択的に、１つ以上の追加の添加剤を含み得る。好適な添加剤としては、フィラー、ＵＶ安定剤、着色剤、又は顔料、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

【0060】

フィラーとしては、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウムのケイ酸塩及びそれらの混合物；カルシウム、マグネシウムの炭酸塩、及びそれらの混合物；ケイ素、カルシウム、亜鉛、鉄、チタン、及びアルミニウムの酸化物；カルシウム、バリウム、及び鉛の硫酸塩、天然繊維、合成繊維などが挙げられるが、これらに限定されない。

【0061】

本開示のハロゲンフリー難燃性エラストマー組成物は、エチレン－酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡコポリマー）を含まない

【0062】

組成物は、最初に任意選択のＣ）補強性フィラー、Ｄ）Ｎ－Ｐ系複合難燃剤、及び任意選択のＢ）可塑剤を混合し、次いでＡ）ポリマーと、Ｈ）架橋剤及び任意選択のＩ）架橋助剤を除く全ての残りの成分とを添加し、最後にＨ）架橋剤及び任意選択のＩ）架橋助剤を添加することによって調製することができる。

【0063】

本開示の組成物を成形し、硬化させて物品を得ることができる。本開示の組成物は、圧縮成形、射出成形、トランスファー成形など、当該技術分野における従来の手段によって成形することができる。硬化は１５０～２２０℃で行い得る。物品は、クッション又はシーリングガスケットｔに使用することができ、好ましくは、電池パック、電気器具、及び電子包装におけるクッション又はシーリングガスケットに使用することができる。

【0064】

本開示のハロゲンフリー難燃性物品は、４０～６０ショアＡの硬度を有し、並びに／又は１．６ｍｍの厚さでＵＬ９４ Ｖ－０難燃性を満たし、並びに／又は５．０～９．０ＭＰａの引張強さ、及び／若しくは１．１０～１．３０ｇ／ｃｃの密度、及び／若しくは１５０ ℃で７０時間後に４０％未満の圧縮永久歪み抵抗、及び／若しくは１０％の圧縮歪みで０．４～１．６ＭＰａの圧縮応力、及び／若しくは２０％の圧縮歪みで１．５～３．０ＭＰａの圧縮応力、及び／若しくは３０％の圧縮歪みで２．７～４．０ＭＰａの圧縮応力を有する。

【0065】

好ましくは、本開示のハロゲンフリー難燃性物品は、４５～６０ショアＡの硬度を有し、並びに／又は１．６ｍｍの厚さでＵＬ９４ Ｖ－０難燃性を満たし、並びに／又は６．０～９．０ＭＰａの引張強さ、及び／若しくは１５０℃で７０時間後に３７％未満の圧縮永久歪み抵抗、及び／若しくは１０％の圧縮歪みで０．８～１．５ＭＰａの圧縮応力、及び／若しくは２０％の圧縮歪みで１．８～３．０ＭＰａの圧縮応力、及び／若しくは３０％の圧縮歪みで３．０～４．０ＭＰａの圧縮応力を有する。

【実施例】

【0066】

ここで、本発明のいくつかの実施形態を、以下の実施例において説明する。しかしながら、本開示の範囲は、当然ながら、これらの実施例に示される配合に限定されない。むしろ、実施例は単に本開示の発明に関する。

【0067】

実施例で使用された原材料の情報を以下の表１に列挙する。

【0068】

【表1】

【0069】

試料調製
（１）化合物混合
典型的な「アップサイドダウン」混合手順を使用して、表２に示されるように全ての化合物を混合した。初期混合温度は４０℃であった。カーボンブラック、遅延剤、及び可塑剤を、１０ｒｐｍの密閉式ミキサー（ＨＦ ｍｉｘｉｎｇ ｇｒｏｕｐによって製造されたＩＭ１．５Ｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍｉｘｅｒ）内で１２０秒間ゆっくりと混合し、その後、ポリマーと、過酸化物架橋剤及び架橋助剤を除く全ての残りの成分とを添加した。混合を３０ｒｐｍで更に５分間続け、その後、過酸化物架橋剤及び架橋助剤を添加した。混合物を更に５分間混合し、約１００℃でダンプアウトした。充填率は０．８０であった。更に６インチ２本ロール（Ｗｅｌｌ Ｓｈｙａｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄによって製造されたＳＹＭ－８－１８）で混合を完了し、レオロジー及び機械的試験のためにシート状にして０．２インチ厚のブランケットを得た。

【0070】

（２）圧縮成形及び硬化
上記で得られたブランケットを、ＡＳＴＭ Ｄ３１８２－５に従って引張試験用にホットプレス上で１８０℃、ｔ９０＋５分間圧縮成形及び硬化させた。硬化したＥＰＤＭシートから試験片を切断した。

【0071】

特性評価及び試験
（１）引張試験
硬化したシートの引張特性を、ＡＳＴＭ Ｄ１７０８に従って試験した。

【0072】

（２）圧縮試験
硬化したＥＰＤＭシートの圧縮特性を、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って得た。試験片サイズは５０ｍｍ×５０ｍｍ×２ｍｍであった。予荷重力は５０Ｎであり、圧縮速度は２ｍｍ／分であった。

【0073】

（３）圧縮永久歪み
圧縮永久ひずみを、ＡＳＴＭ Ｄ３９５ Ｍｅｔｈｏｄ Ｂに従って１５０℃の７０時間の時点で測定した。

【0074】

（４）ＵＬ９４垂直燃焼試験
難燃性を、ＵＬ９４垂直燃焼基準に従って試験及び等級付けした。

【0075】

（５）ムーニー粘度
全てのＥＰＤＭのムーニー粘度を、ＡＳＴＭ Ｄ１６４６－１９に従ってＡｌｐｈａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｍｏｏｎｅｙ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒを使用して１２５℃で測定した。

【0076】

全ての本発明の実施例及び比較例の重要な特性を表２で比較した。

【0077】

電池パックに使用されている市販のシリコーンクッションガスケットを、比較例ＣＥ０として使用する。クッションガスケットの重要なパラメータである硬度及び圧縮応力に基づいて、ＩＥ２及びＩＥ３は、シリコーンゴムガスケット材料ＣＥ－０に最も類似した材料である。本発明の実施例（ＩＥ２）には、シリコーンゴムガスケットに対していくつかの利点が存在する。第１に、ＩＥ－２の材料コストは、シリコーンゴムガスケットの材料コストよりも約３０％安い。第２に、ＩＥ－２の密度はＣＥ０の密度よりも１６％低い。また、ＩＥ－２の引張強さは８．６ＭＰａであり、シリコーンゴムガスケットの約２倍である。最後に、ＩＥ－２の圧縮永久ひずみ（長期圧縮力又はシーリング力の重要な指標である）は、シリコーンゴムガスケットよりも３３％低い（良好である）。

【0078】

全ての実施例の硬度は、ＥＰＤＭガスケットの典型的な硬度である、４０～６０ショアＡ以内であった。ＩＥ１～ＩＥ６の引張強さは非常に良好であり（６ＭＰａ～９ＭＰａ）、比較例の引張強さ（３ＭＰａ～５ＭＰａ）よりも有意に高かった。６つの本発明の実施例の圧縮永久歪みは全て、１５０℃で７０時間後に４０％未満であった。対照的に、比較例の圧縮永久歪みは４５％を超えていた。低い圧縮永久歪みは、ＥＰＤＭ材料の優れたシーリング能力及び圧縮応力保持を示した。

【0079】

シーリング力を示す圧縮応力も検討した。１０％～３０％は、静的シール又はクッションガスケットの非常に一般的な初期圧縮歪みである。全ての実施例の圧縮応力は、１０％～３０％の圧縮ひずみで０．８～４ＭＰａであったが、これはシーリング又はクッション用途に非常に適している。より重要なことに、ＩＥ１～ＩＥ６は、ハロゲン成分を添加せずに１．６ｍｍの厚さでＵＬ９４ Ｖ－０難燃性基準に合格するが、ＣＥ１～ＣＥ２はＵＬ９４垂直燃焼試験に不合格であった。

【0080】

ＣＥ１～４と比較して、ＩＥ３は、より軽い密度、より高い機械的強度、より良好な伸展性、より低い（より良好な）圧縮永久歪み、及び難燃性を有し、これは、ＥＰＤＭシートの特性に対するＥＤＰＭのムーニー粘度の重要性、及びＥＰＤＭシートの特性に対するＮ－Ｐ系複合難燃剤の重要性を示した。

【0081】

【表2-1】

【0082】

【表2-2】

【0083】

【表2-3】

【0084】

【表2-4】

^＊ＮＲ：等級付けされず、ＵＬ９４ Ｖ－０、Ｖ－１、Ｖ－２基準に合格しない。

【国際調査報告】