具体实施方式

本发明的电解槽用垫片组合物为用于离子交换膜法电解槽的垫片组合物，其含有乙丙橡胶、及溴化丁基橡胶，且相对于100质量份的乙丙橡胶，含有5～40质量份的溴化丁基橡胶。

在本发明中使用的电解槽用垫片组合物中，对于能够用作软质材料的乙丙橡胶，考虑到对该垫片组合物要求的成型性及对作为其成型体的电解槽用垫片要求的机械特性、耐热性、耐化学药品性等，可适当采用以往公知的乙丙橡胶。此外，为了改善压缩永久变形，优选使用进一步共聚有二烯成分的乙丙橡胶。

为了改善压缩永久变形，可任意调节乙烯、丙烯及二烯的各掺合比。作为二烯成分，没有特别限制，例如可列举出1,4-己二烯、1,6-辛二烯、2-甲基-1,5-己二烯、6-甲基-1,5-庚二烯、7-甲基-1,6-辛二烯等链状非共轭二烯；环己二烯、双环戊二烯、甲基四氢茚、5-乙烯基降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚甲基-2-降冰片烯、5-异亚丙基-2-降冰片烯、6-氯甲基-5-异丙烯基-2-降冰片烯等环状非共轭二烯；2,3-二异亚丙基-5-降冰片烯、2-亚乙基-3-异亚丙基-5-降冰片烯、2-丙烯基-2,2-降冰片二烯、1,3,7-辛三烯、1,4,9-癸三烯等三烯等，其中，优选1,4-己二烯、双环戊二烯及5-亚乙基-2-降冰片烯，特别优选5-亚乙基-2-降冰片烯。

只要不损害本发明的效果，乙丙橡胶的丙烯成分没有特别限定，但优选为5～58％。

只要不损害本发明的效果，乙丙橡胶的乙烯成分没有特别限定，但优选为40～80％。

只要不损害本发明的效果，乙丙橡胶的二烯成分没有特别限定，但优选为2～15％。

用作第二成分的溴化丁基橡胶通过将由异丁烯与异戊二烯共聚而成的丁基橡胶溴化而成，考虑到对垫片材料要求的成型性、或对作为其成型体的电解槽用垫片要求的机械特性、耐热性、耐化学药品性等，可适当采用以往公知的溴化丁基橡胶。溴的含有率可任意调节，并没有特别限定。

只要不损害本发明的效果，则溴化丁基橡胶的不饱和度没有特别限定，但优选为0.5～3.0摩尔％。

只要不损害本发明的效果，则溴化丁基橡胶的含溴率没有特别限定，但优选为0.1～5.0质量％，更优选为0.5～4.0质量％。该含溴率可通过溶液NMR进行测定。

相对于100质量份的乙丙橡胶，溴化丁基橡胶优选为5～40质量份，更优选为10～30质量份，进一步优选为15～30质量份。

作为电解槽用垫片组合物，能够添加通常使用的增强剂、填充剂、软化剂、抗老化剂、润滑剂、交联剂、交联助剂、交联活化剂等掺合剂。

作为增强剂或填充剂的种类，没有特别限制，可列举出炭黑或碳纤维等碳类填充剂、白炭黑、粘土、滑石粉、碳酸钙玻璃纤维等无机类填充剂、氟树脂(聚四氟乙烯、ETFE等)等聚合物树脂类。均可单独使用或同时使用，其中，优选主要使用炭黑。作为炭黑，只要为通常使用的炭黑，则可不受限制地进行使用，作为其具体实例，可列举出炉黑、乙炔黑、热裂法炭黑、槽法炭黑、石墨等。炭黑可使用一种或两种以上。相对于100质量份的乙丙橡胶，增强剂或填充剂的使用量优选为30～200质量份，更优选为30～150质量份，进一步优选为30～100质量份。此外，当同时与同炭黑系统上不同的其他增强剂或填充剂进行使用时，其他增强剂或填充剂的使用量相对于100质量份的乙丙烯橡胶优选为0～7质量份、更优选为0～5质量份。

作为软化剂的种类，只要为通常使用的软化剂，则没有特别限制，具体而言，例如可列举出邻苯二甲酸二2-乙基己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二异癸酯等邻苯二甲酸酯类软化剂；己二酸二2-乙基己酯、己二酸二异丁酯、己二酸二丁酯等脂肪酸酯类软化剂；环氧大豆油等环氧酯类软化剂；己二酸酯、己二酸聚酯等聚酯类软化剂；三-2-乙基己基偏苯三酸酯、苯三甲酸三异壬基酯等偏苯三酸酯类软化剂；磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等磷酸酯类软化剂；矿物油等加工油等。所述软化剂可使用一种或两种以上。相对于100质量份的乙丙橡胶，软化剂的使用量优选为0～200质量份，更优选为0～100质量份，进一步优选为0～50质量份。

作为抗老化剂的种类，没有特别限制，可列举出硫醚类化合物、磷酸类化合物、受阻酚类化合物、单丙烯酸苯酚(Monoacrylate phenol)类化合物、硝基氧类化合物等。所述抗老化剂可使用一种或两种以上。相对于100质量份的乙丙橡胶，抗老化剂的使用量优选为0～10质量份，更优选为0～5质量份，进一步优选为0～3质量份。

作为润滑剂的种类，没有特别限制，例如能够使用硬脂酸、棕榈酸等脂肪酸；硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、棕榈酸钾、棕榈酸钠等脂肪酸金属盐；聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、褐煤酸类蜡等蜡类；低分子量聚乙烯或低分子量聚丙烯等低分子量聚烯烃；二甲基聚硅氧烷等聚有机硅氧烷、十八胺、磷酸烷基酯、脂肪酸酯、亚乙基双硬脂酰胺等酰胺类润滑剂；四氟乙烯树脂等氟树脂粉末、二硫化钼粉末、硅树脂粉末、硅橡胶粉末、二氧化硅等。这些润滑剂能够使用一种或组合使用两种以上。相对于100质量份的乙丙橡胶，润滑剂的使用量优选为0.1～10质量份，更优选为0.1～5质量份，进一步优选为0.3～3质量份。

作为交联剂的种类，没有特别限制，可使用通常的使橡胶交联的物质，例如，硫、过氧化物、树脂交联剂等，但由于在该垫片的使用环境中特别要求耐热性、耐压缩永久变形性，因此优选耐热性良好的过氧化物。

作为有机过氧化物的具体实例，可列举出1,1-二(叔己基过氧基)-3，5，5-三甲基环己烷、2,5-二甲基正己烷-2,5-二甲羟基过氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化二异丙苯、α,α’-二(叔丁基过氧基)-对二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)-3-己烷、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧基苯(Tert butyl peroxybenzene)、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)己烷、过氧化马来酸叔丁酯、叔丁基过氧异丙基单碳酸酯等。其中，可列举出过氧化二异丙苯。所述有机过氧化物可使用一种或两种以上。相对于100质量份的乙丙橡胶，交联剂的使用量优选为0.1～20质量份，更优选为0.2～10质量份，进一步优选为0.5～5质量份。

作为交联助剂的种类，没有特别限制，例如可列举出三聚氰酸三烯丙酯、三烯丙基异氰脲酸酯、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪、苯偏三酸三烯丙基酯、对苯二甲酸二炔丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、四烯丙基对苯二甲酰胺、磷酸三烯丙酯等，其中，优选三烯丙基异氰脲酸酯。相对于100质量份的乙丙橡胶，交联助剂的使用量优选为0.1～6.0质量份，更优选为0.3质量份～5.0质量份，进一步优选为0.4质量份～3.0质量份。

作为交联活化剂的种类，没有特别限制，例如可列举出氧化锌等金属氧化物。相对于100质量份的乙丙橡胶，交联活化剂的使用量优选为0～15质量份，更优选为0.5～10质量份。

能够掺合其他的在橡胶加工领域中通常使用的掺合剂。作为这种掺合剂，例如可列举出光稳定剂、粘着剂、阻燃剂、防霉剂、抗静电剂、着色剂、硅烷偶联剂、交联延迟剂等。这些掺合剂的掺合量只要在不阻碍本发明的目的及效果的范围内，则没有特别限定，可适当掺合与掺合目的相适应的量。

本发明的电解槽用垫片组合物的制备方法能够使用通常的混合机。作为混合机，例如可使用班伯里混炼机、捏合机、INTERMIX、密炼机、辊式混合机等。

使用本发明的电解槽用垫片组合物制作用于本发明的离子交换膜法电解槽的垫片。在离子交换膜法中，例如在使用阳离子交换膜对碱性氯化物溶液进行电解的电解槽中，在原料液及产生的气体等内部流体所通过的器具的连接部位(接头)使用本发明的垫片。特别是，在将食盐水进行电解而用以产生氯气与苛性钠的电解槽中的上述部位使用本发明的垫片。伴随着如上所述的离子交换膜等的寿命延长，要求提高电解槽用垫片对苛性钠、氯气、次氯酸钠等的耐化学药品性、耐热性。

此外，不仅从耐化学药品性、耐热性，并且从防止通过食盐电解而生成的电解液和气体的泄露的角度出发，还要求垫片自身的耐久性，能够以压缩永久变形性作为指标，依据JIS K6262：2013进行评价。作为本发明这样的对电解槽用垫片要求的性能，优选压缩永久变形率为20％以下(测定条件：压缩率25％、温度125℃、72小时)。若压缩永久变形率超过20％，则垫片的耐久性差，无法充分确保液密性及气密性。

具体而言，本发明的用于离子交换膜法电解槽的垫片能够通过将本发明的用于离子交换膜法电解槽的垫片组合物交联并成型而制成。通过在150～220℃下加热约1～30分钟左右来进行交联。此外，也可以根据需要进行约100～200℃、约0.5～15小时左右的二次交联。

作为成型机，能够使用注塑机、加压成型机(Press molding machine)、传递成型机、压缩成型机等。

此外，也可在使用压延成型机或鼓式成型机成型为片状后，对垫片形状进行切削、切断、冲压加工。

这些成型机中，为了减小均一的厚度和硬度等的偏差，优选使用加压成型机。

由本发明的电解槽用垫片组合物构成的电解槽用垫片(有时也记作垫片)被配置于电极室框架法兰面，以防止电解液或气体的泄露。因此，垫片中形成有与电极面积同等程度的大小的开口部，以使通过电化学反应而在电极室中产生的离子透过离子交换膜。通常，电解槽在俯视下为长方形，因此垫片也优选成为具有长方形的开口部的长方形。

本发明的电解槽用垫片可以用于后述阳极室框架、阴极室框架中具备的垫片，阳极室框架中具备的垫片与阴极室框架中具备的垫片可以相同也可以不同。通过使阳极室框架中具备的垫片与阴极室框架中具备的垫片相同，能够降低生产成本及库存管理成本。进一步，组装电解槽时，在阳极侧部件与阴极侧部件不同的情况下，则需要小心的组装，但是通过使阳极侧部件与阴极侧部件相同，即通过将阳极侧与阴极侧的部件共同化，能够简便且不发生错误地管理电解槽组装作业。“使垫片相同”是指以具有相同的尺寸的方式将其成型，具体而言，优选由具有相同的尺寸的模具成型而成。此时，更优选使用材质相同的模具，并以相同的条件进行成型。

电极室框架

本发明的电极室框架在电极室框架的法兰面上具备本发明的电解槽用垫片。电极室框架具备阳极、或阴极，可将具备阳极的电极室框架记作阳极室框架，将具备阴极的电极室框架记作阴极室框架。本发明的电极室框架是指制成电解槽后成为电极室的部分。

优选在阴极室框架、阳极室框架与电解槽用垫片之间具有粘合剂层/粘着剂层。作为用于粘合剂层的粘合剂或用于粘着剂层的粘着剂，能够使用干燥固化型氯丁二烯类粘合剂等包含有机溶剂的粘合剂/粘着剂、不包含有机溶剂的粘合剂/粘着剂中的任一种，出于不会引起物性变化的点，优选不包含有机溶剂的粘合剂/粘着剂。

作为不包含有机溶剂的粘合剂，优选反应型粘合剂，可列举出环氧树脂类粘合剂(一液型/二液型混合类)、氰基丙烯酸酯类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、丙烯酸树脂类粘合剂、其他反应型粘合剂、环氧改性有机硅类、丙烯酸改性有机硅类等改性有机硅类粘合剂、甲硅烷基化氨基甲酸乙酯类粘合剂等。作为不包含有机溶剂的粘着剂，可例示出丙烯酸类粘着剂、氨基甲酸乙酯类粘着剂、有机硅类粘着剂。

电解槽

本发明的电解槽具备由本发明的电极室框架构成的电极室。优选具备由本发明的电极室框架构成的电极室、离子交换膜。

本发明的阳极室框架中具备的阳极具有具备开口的导电基底和设置在该导电基底上的催化层。

作为导电基底，优选具有耐腐蚀性的钛制延展金属网板(expanded metal)、钛制编织网或钛制冲孔金属网板(perforated metal)，从均一的导电性与经济性的角度出发，特别优选钛制延展金属网板。为了兼顾机械强度与液体渗透性，导电基底的开孔率优选为25～75％。

作为阳极的催化层，即覆盖于导电基底的表面上的电极活性物质，优选铱、钌、铂、钯等铂族金属与、选自由钛、钽、铌、钨及锆等阀金属及锡组成的组中的1种以上的金属的氧化物的混合氧化物。作为一个实例，可列举出铱-钌-钛混合氧化物、铱-钌-铂-钛混合氧化物、铂及铱氧化物。此外，将碱性氢氧化物的溶液作为阳极液进行电解时，能够将包含镍的化合物用作电极活性物质。

作为对导电基底进行的表面处理，可列举出机械表面处理及化学表面处理。作为机械表面处理法，有使用微细的磨料，将基材的表面细致地凹凸化的喷砂(blast)处理法，此外，作为化学表面处理的方法，有在草酸、硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸等浴中进行化学蚀刻处理的方法。

对于该表面处理，可以单独进行所述化学表面处理，或单独进行所述机械表面处理，也可以组合两种处理法。另外，为了兼顾液体渗透性的确保与离子交换膜的保护，形成在阳极表面上的凹凸的高低差的最大值优选为3～50μm，更优选为5～40μm。

本发明的阴极室框架中具备的阴极具有具备开口的导电基底与设置在该导电基底上的催化层。

此外，阴极的导电基底可使用铁、铜、不锈钢、镍等，特别是从耐腐蚀性等的点出发，优选使用镍。对于导电基底的形状，期望可确保液体渗透性，保持均一的导电性，具体而言，可以为延展金属网板、冲孔金属网板、细网格(fine-mesh)、平织网，例如优选镍制细网格或镍制平织网。该阴极的导电基底的开孔率优选为25～75％。

作为阴极的催化层，即覆盖于导电基底的表面上的电极活性物质，优选单独使用铂、钯、钌、铱、铜、银、锡、镍、钴及铅等金属或它们的混合物或混合氧化物。

本发明的电解槽具备阳极、阴极及配置在阳极与阴极之间的离子交换膜，构成了具有阳极的阳极室、及具有阴极的阴极室。通过将规定数目的电极单元以相同极性的方式串联配置在电解槽内，并在相邻的单元中配置离子交换膜，由此能够形成复极式电解槽。此外，单极式电解槽的情况下，通过在一个电极单元的两侧形成阳极或阴极中的任一个，并将各个电极单元隔着离子交换膜交互配置，由此能够形成单极式电解槽。本发明的电解槽能够适用于单极式或复极式的电解槽中的任一种。此外，在电解槽组装状态下，根据阳极与阴极的极间距，有时会分类成常极距式、窄极距式、有限极距式、零极距式，但是由于垫片的位置关系不受极间距的影响，因此无论哪一种方式均可适用本发明的电解槽。

本发明的电解槽中，优选阴极室框架及阳极室框架中具备的电解槽用垫片相同，进一步优选与压模面接触而成型的垫片面为相对(面对面)的关系的方式进行配置。另外，在本发明中，使用模具对垫片面进行加压成型时，存在与压模面接触而成型的垫片面和与承模面接触而成型的垫片面。此时，使用模具等将垫片成型时，会产生制造公差。通过使用相同的垫片，并使与压模面接触而成型的垫片面为相对(面对面)的关系的方式进行配置，能够减小公差，电解槽中使用的垫片的片数越多，效果越大。

电极室框架、电解槽的制造方法

本发明的电极室框架、电解槽的制造方法包含在电极室框架的法兰面上设置垫片的工序，作为将垫片设置在法兰面上的工序，优选涂布粘合剂或粘着剂的工序(涂布工序)。粘合剂、粘着剂能够使用上述的粘合剂、粘着剂。

利用涂布工序设置垫片时，只要在垫片与电极室框架的法兰面这两方或单方上进行涂布即可，能够在设置垫片的面的整体或部分上进行涂布。另外，粘着剂通常通过下述方式而进行涂布：贴附使用膜等支撑体、且在支撑体上涂布有粘着剂的双面胶带等粘着产品。

此外，本发明的电极室框架、电解槽的制造方法中，优选在于电极室中设置垫片的工序(涂布工序)之前，包含使用选自乙醇等醇类溶剂、丙酮、甲基乙基酮等酮类溶剂及水的溶剂对垫片进行清洗的工序(清洗工序)。作为垫片的材料的橡胶成型品，通常经过使用有模具的交联工序而制造，为了在交联工序中易于从模具中取出橡胶成型品，使用了脱模剂。在电极室框架的法兰面上设置垫片时，若在垫片表面上残留有脱模剂，则粘着剂/粘合剂的效果有时会降低。此时，通过擦拭(利用清洗)去除残留在垫片表面上的脱模剂，能够改善粘着剂/粘合剂的效果。擦拭垫片表面时，优选使用不易导致垫片损伤的水、醇、挥发性高的酮类溶剂，为了有效且简便地去除氟类或硅类脱模剂，优选使用乙醇或丙酮。另外，出于去除电极室框架的法兰面上的杂质的目的，也可以使用选自醇类溶剂、酮类溶剂及水的溶剂进行清洗，并优选进行清洗。

电解方法

能够由上述电解槽制备苛性钠、氯气和/或氢气，该电解方法具有通过将食盐水供给至电解槽，并同时在所述阴极与所述阳极之间通入直流电从而对所述食盐水进行电解的工序。电解条件没有特别限定，能够使用公知的方法进行。通过电解工序，可从阴极室得到氢气及苛性钠。可从阳极室得到氯气、食盐的浓度经电解而降低的淡盐水。所得到的苛性钠、氯气、氢气也可以另外使用公知的方法进行提纯。

实施例

以下列举实施例，对本发明进行更具体的说明，但本发明的技术范围并不受本实施例的限定。

<电解槽用垫片组合物的制备>

使用1L捏合机及6英寸辊，在掺合有作为二烯成分的5-亚乙基-2-降冰片烯的乙丙橡胶(以下也记作EPDM)与溴化丁基橡胶(以下也记作Br-IIR)的混合橡胶中，混练表1所示的各掺合剂，得到电解槽用垫片组合物。

＜评价方法＞

(1)压缩永久变形

按照JIS K6262：2013进行了实施。将得到的电解槽用垫片组合物，在170度15分钟的交联条件下，制成压缩永久变形试验用的试验片(直径29mm、高度12.5mm、圆柱状)，并测定试验前的厚度h0。使用由两片不锈钢板组成的压缩板(压缩装置)在厚度方向夹持试验片，并以相对于试验前的厚度h0成为压缩率为25％的厚度的方式进行压缩，将嵌入有试验片的压缩装置放入预先将温度保持在125℃的状态的恒温室中，并静置72小时。此时，测定使用的隔离片的厚度h2。经过72小时后，从恒温室取出压缩装置，解除压缩状态，静置30分钟后，测定试验片的试验后的厚度h1。按照下述算式计算压缩永久变形。

压缩永久变形(％)＝[(h0-h1)/(h0-h2)]×100

(2)耐腐蚀性

将得到的电解槽用垫片组合物，在170度×15分钟的交联条件下，制成试验片(10mm×40mm×2mm)，在实际运行中的食盐电解槽的阳极侧设置评价用的槽，使其曝露在运行中的电解液中，用肉眼观察4周后的外观变化。并以下述基准进行评价。

◎：外观没有变化 ○：外观上稍稍有白化

△：外观上有白化 ×：外观上有白化及龟裂等

(3)重量变化

将得到的电解槽用垫片组合物，在170度×15分钟的交联条件下，制成试验片(10mm×40mm×2mm)，并测定试验前的重量W0。在实际运行中的食盐电解槽的阳极侧设置评价用的槽，使其曝露在运行中的电解液中，并测定4周后的重量W1。按照下述算式进行评价。

重量变化(％)＝[(W1-W0)/W0]×100

[表1]

[表2]

*1：JSR公司制造EP65

*2：JSR公司制造BUROMOBUTYL 2244

*3：Tokai Carbon Co.,Ltd.制造Seast SO

*4：Burgess Pigment公司制造Burgess#30

根据表1可知，与未掺入溴化丁基橡胶的比较例1相比，实施例1～4维持了压缩永久变形，且可抑制电解液引起的腐蚀。然而，若如比较例2那样过量掺入溴化丁基橡胶，则虽然耐腐蚀性得以改善，但是压缩永久变形超过20％，作为垫片的性能受损。

根据表2可知，即使是同时使用了炭黑和硬粘土作为填充剂的垫片组合物，也能够得到良好的压缩永久变形及耐腐蚀性，能够利用多种填充剂。然而，由于试验前后的重量变化为40％，因此当将炭黑与其他填充剂同时使用时，优选相对于100重量份的乙丙橡胶，其他填充剂为7质量份以下。

本发明的垫片在较之阴极侧更严酷的阳极侧中也能发挥良好的性能，因此也可用作阴极侧的垫片。

工业实用性

本发明的电解槽用垫片组合物可提供一种进一步提高了耐化学药品性且不损伤现有物性的电解槽用垫片，由于该垫片在电解槽中的寿命长，构件的更换频率少，因此能够削减保养费用。