一种燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种燃料电池双极板胶粘剂及其制备方法，所述胶粘剂包括如下重量份的原料：耐溶剂环氧树脂30

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及胶黏剂
，特别是涉及一种燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]氢能源燃料电池由于其具有清洁、高效、长寿命的性能，应用前景十分广阔。而氢能源燃料电池的一重要部件反应电堆，反应过程中的H2O以及H2主要通过双极板间流道进行流通，双极板被称为氢能源燃料电池的“骨架”，其主要作用是支撑膜电极、将氢气和氧气输送至膜电极充分反应，只有保证双极板之间良好的密封以及粘结，才能确保电池的使用寿命以及稳定性。双极板的直接堆叠本身无法实现相互粘结密封，相比于传统的垫片密封，使用胶粘剂粘结密封在大大降低成本并保证密封性的同时，增加了粘结性能，使得双极板电堆整体框架更为牢靠，且工艺更简单化，提高了批量生产的效率性，故目前双极板密封胶粘剂的研究亦成为主流之一。
[0003]目前主流的石墨双极板有雕刻板、柔性板以及复合板三大类型，雕刻板各方面性能最优，但造价高昂，工艺耗时长，柔性板与复合板成本相对较低，但柔性板自身强度较差。而复合板拥有和柔性板相接近甚至更低的造价，且复合板自身强度优于柔性板，制作工艺在三种类型板中也最为简单；但复合板由于其自身模压成型的工艺，对其的密封粘结在三种类型板中最为困难，市面上绝大多数胶粘剂能够满足雕刻板的粘结密封需求，部分能够满足柔性板的粘结密封需求，但对复合板的粘结密封难以达到要求。目前市面上胶粘剂难以对复合板进行粘结的原因在于：1.其板本身较软，胶粘剂韧性不足时难以进行贴合；2.其板表面石墨层易脱落掉粉，粘结力不足无法满足气密性测试，便无法起到密封作用；3.环测要求中的耐乙二醇测试需要材料具有极好的耐溶剂、疏水性能，而耐溶剂、疏水性能均需要体系有较高的交联密度，交联密度高时体系必然变脆。因此，急需开发一种既能满足雕刻板、柔性板的粘结密封要求，又能进一步满足复合板的粘结密封要求的水路密封粘结胶粘剂。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供一种燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂，所述胶粘剂包括如下重量份的原料：耐溶剂环氧树脂30
‑
60份、疏水型环氧树脂20
‑
40份，增韧树脂20
‑
40份、增韧剂1
‑
5份、复合固化剂30
‑
50份、疏水型填料20
‑
40份；其中，所述复合固化剂包括柔性固化剂20
‑
40重量份和潜伏性固化剂6
‑
15重量份。
[0005]本专利技术的燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂，通过设置合理的原料种类及含量配比，充分利用各种原料的优点，利用耐溶剂环氧树脂、疏水型环氧树脂和疏水型填料提升体系的耐溶剂性和耐水性，利用增韧树脂、增韧剂、柔性固化剂等多种增韧型材料，保证体系的韧性和粘结强度，使体系具有优良的韧性、粘结强度、气密性、耐溶剂性、耐水性。
[0006]优选地，所述耐溶剂环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的一
种或两种。
[0007]优选地，所述疏水型环氧树脂为双环戊二烯型环氧树脂、多元醇树脂中的一种或两种。
[0008]优选地，所述增韧树脂是核壳增韧型环氧树脂、低氯二聚酸改性环氧树脂、CTBN增韧环氧树脂中的一种或多种。
[0009]优选地，所述增韧剂是单纯超枝化高分子体系增韧剂、有机/无机杂化体增韧剂、液体丁腈橡胶、反应型环氧稀释增韧剂中一种或多种。
[0010]优选地，所述疏水型填料为疏水改性的硅微粉、云母粉、绢云母粉、气相二氧化硅、氧化铝、空心玻璃微珠中的一种或多种。
[0011]本专利技术还提供一种上述燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0012]S1、将增韧树脂、疏水型环氧树脂加入容器中，以搅拌速度300
‑
400r/min搅拌15
‑
20min，使两者混合均匀；
[0013]S2、将加热温度调至150
‑
160℃，对S1获得的混合物进行加热，同时以搅拌速度1400
‑
1600r/min搅拌2h，使疏水型环氧树脂与增韧树脂发生高温接枝；
[0014]S3、将步骤S2获得的混合物静置至常温；
[0015]S4、将S3获得的混合物及耐溶剂环氧树脂加入双行星搅拌机的反应釜中，以搅拌速度30Hz、分散速度20Hz，搅拌分散1h；
[0016]S5、将增韧剂、疏水型填料加入反应釜中，以搅拌速度30Hz、分散速度25
±
5Hz，搅拌分散1h；
[0017]S6、将反应釜接入恒温水浴装置，将水温调至20℃，先以搅拌速度15Hz、分散速度10Hz，搅拌分散0.5h，然后加入固化剂，并以搅拌速度25Hz、分散速度15Hz，搅拌分散0.5h；
[0018]S7、将S6获得的混合物刮出，并采用研磨机将其研磨均匀；
[0019]S8、将S7获得的混合物装入反应釜中，以搅拌速度25Hz、分散速度为15
±
3Hz，搅拌分散1h，搅拌分散的同时对其抽真空，使最终真空度为
‑
0.1MPa，取出，获得胶粘剂。
[0020]本专利技术燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂的制备方法，通过将疏水型环氧树脂与增韧树脂发生高温接枝，在保持体系韧性的同时，提升了体系的交联密度与疏水性能，有效的解决了韧性与交联密度的矛盾；该方法生产工艺简单易操作，制备成本较低，可满足工业化生产需求。
[0021]本专利技术的燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂及其制备方法，通过设置合理的原料种类及含量配比、结合合理的制备工艺，通过选用耐溶剂环氧树脂和疏水型环氧树脂提升体系的耐溶剂性和耐水性，配合优选的增韧树脂、增韧剂、柔性固化剂等多种增韧型材料以及疏水型填料，并将疏水型环氧树脂与增韧树脂发生高温接枝，提升了体系的交联密度，在提供优异的疏水性能的同时又能提升体系韧性，有效的解决了韧性与交联密度的矛盾，使体系具有优良的韧性、粘结强度、气密性、耐溶剂性、耐水性，制备的胶粘剂适于对多种类型的双极板的粘结密封，尤其适于对石墨复合板的粘结密封。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实
施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0023]如本文所用术语“由
…
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂包括如下重量份的原料：耐溶剂环氧树脂30
‑
60份、疏水型环氧树脂20
‑
40份，增韧树脂20
‑
40份、增韧剂1
‑
5份、复合固化剂30
‑
50份、疏水型填料20
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40份；其中，所述复合固化剂包括柔性固化剂20
‑
40重量份和潜伏性固化剂6
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15重量份。2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂，其特征在于，所述耐溶剂环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂，其特征在于，所述疏水型环氧树脂为双环戊二烯型环氧树脂、多元醇树脂中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂，其特征在于，所述增韧树脂是核壳增韧型环氧树脂、低氯二聚酸改性环氧树脂、CTBN增韧环氧树脂中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂，其特征在于，所述增韧剂是单纯超枝化高分子体系增韧剂、有机/无机杂化体增韧剂、液体丁腈橡胶、反应型环氧稀释增韧剂中一种或多种。6.根据权利要求1所述的燃料电池双极板水路密封粘结胶粘剂，其特征在于，所述疏水型填料为疏水改性的硅微粉、云母粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑健保，李振广，赖育南，李锦青，李孟莹，
申请(专利权)人：惠州市杜科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：