【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃料电池，更具体地说，它涉及一种高导热柔性石墨板及其制备方法。
技术介绍
1、燃料电池能够将燃料和氧化剂的化学能转换为电能，其能量转换效率不受卡诺循环限制，由于其能量转化率高40％-60％，并且具有清洁、无污染、无噪声、无红外等特点，被认为是21世纪首选的高效、洁净的发电技术，同时也是一种理想的移动电源技术，可被广泛应用于汽车交通、军事备用电源、水下航潜器等诸多领域。
2、石墨板作为燃料电池的关键组件之一，占据燃料电池电堆重量的80％和成本的45％，其主要作用是分配反应物气体、输运反应物产物、收集并传到电流、支撑膜电极、传递多余热量等。石墨单晶的面向热导率达2000w/(m·k)，被认为是一种发展潜力巨大的新型导热材料，并且石墨具有优良的导电性和化学稳定性，无孔的导电石墨板成为理想的石墨板材料。
3、目前石墨板大多由柔性石墨依次经过压制和树脂浸渍制得，而柔性石墨是由天然鳞片石墨经氧化、插层、高温膨化后制得的膨胀石墨，膨胀石墨经压制后相互捏合，形成具有柔性强度，且耐腐蚀、阻氧阻气的低密度石墨板，但膨胀石墨在低密度状态下呈蓬松状态，内部存在很多间隙的空洞且充满气体，使得导热性能较低，通常为200w/m·k左右，针对上述中的相关技术，专利技术人发现目前柔性石墨板的导热系数和散热效果有待提升。
技术实现思路
1、为了提高石墨板的散热效果和导热系数，本申请提供一种高导热柔性石墨板及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种高导热柔性石墨板，采用如
3、一种高导热柔性石墨板，包括以下重量百分比的原料：14-18％钛白粉、5-8％微硅粉和74-81％膨胀石墨。
4、柔性石墨板由膨胀石墨(也称蠕虫石墨)经模压或辊压而成，蠕虫石墨相互锁合从而形成具有一定结合强度的柔性石墨，蠕虫之间的锁合是一种机械作用，而不是化学键合，其强度较低，而在承受拉伸载荷时，这些相互缩合的石墨基片间的摩擦力是提供其抗拉强度的主要来源。通过采用上述技术方案，将微硅粉和钛白粉与膨胀石墨共混后压制，制成石墨板，微硅粉和钛白粉能对膨胀石墨进行填充，降低石墨板内孔隙，增加石墨板的散热面积，提高散热效果，而且微硅粉和钛白粉能增加蠕虫石墨的机械锁合能力，改善石墨板的柔性，另外钛白粉和微硅粉的耐热性好，能在膨胀石墨内保护膨胀石墨被热氧化，改善石墨板的抗氧化性。
5、可选的，包括以下重量百分比的原料：15-16％钛白粉、6-8％微硅粉和76-79％％膨胀石墨。
6、通过采用上述技术方案，钛白粉、微硅粉和膨胀石墨的用量更加精准，使制成的石墨板具有更高的导热系数和散热性。
7、可选的，所述膨胀石墨采用以下方法制成：
8、将可膨胀石墨置于浓度为6-8％wt％的硫钼酸铵的乙醇溶液，搅拌均匀，真空浸渍，抽滤、干燥，通入氮气并升温至850-900℃膨化，制得膨胀石墨。
9、通过采用上述技术方案，经硫钼酸铵的乙醇溶液真空浸渍的可膨胀石墨，在高温膨胀时，硫钼酸铵经分解后形成二硫化钼，包覆在膨胀石墨蠕虫表面，膨胀石墨被压制成柔性石墨板时，膨胀石墨蠕虫间会形成一些孔洞，包覆在膨胀石墨蠕虫表面的二硫化钼犹如钉扎在这些空洞内，不但填充了部分气孔所占空间，使孔径减少，承载面积增加，同时在柔性石墨材料承受拉伸荷载时，可以有效阻止膨胀石墨晶体的位错滑移，增加了相互缩合的石墨基片材的摸彩礼，从而有效提高了柔性石墨板的抗拉强度，二硫化钼在膨胀石墨上的覆盖，在柔性石墨板表面和内部形成一层均匀的抗氧化保护膜，能减少膨胀石墨与氧的接触面积，使其使用时发生氧化反应的活性表面和活性点减少，起到抑制材料氧化的作用，大大提高了材料的抗氧化性。
10、可选的，所述浸渍真空度为-(0.08～0.1)mpa，浸渍时间为50-70min。
11、通过采用上述技术方案，真空浸渍时间过长，渗透到可膨胀石墨中的硫钼酸铵过多，使得可膨胀石墨的结构的完整度降低，影响膨胀石墨的结构完整度，降低了二硫化钼的包覆量，减小了膨胀石墨的抗氧化性和抗拉强度。
12、可选的，所述可膨胀石墨和硫钼酸铵的乙醇溶液的质量比为1:15-20。
13、通过采用上述技术方案，以上质量比的可膨胀石墨和硫钼酸铵的乙醇溶液能更有利于可膨胀石墨对于硫钼酸铵的负载，从而提高二硫化钼在膨胀石墨内的填充和负载，改善膨胀石墨的抗氧化性和柔韧性。
14、可选的，所述氮气流速为90-100cm3/min。
15、通过采用上述技术方案，以上氮气流速能使硫钼酸铵缓慢分解，制成平均粒径小，晶化程度好，且化学性质稳定的二硫化钼，若氮气流速太大，二硫化钼颗粒的生长驱动力越大，不利于细小颗粒的生成。
16、可选的，所述硅微粉的比表面积为15000-25000m2/kg，平均粒径为0.2-0.5μm。
17、可选的，所述钛白粉的密度为3.9-4.3g/cm3。
18、第二方面，本申请提供一种高导热柔性石墨板的制备方法，采用如下的技术方案：一种高导热柔性石墨板的制备方法，将钛白粉、微硅粉和膨胀石墨混合均匀，在940-1000℃膨化，压延，制得高导热柔性石墨板。
19、通过采用上述技术方案，将钛白粉和微硅粉、膨胀石墨共混后膨化，压延，制得石墨板，制备方法简单，易于实现工业化生产。
20、可选的，将压延所得物进行以下预处理：
21、将正硅酸乙酯加入到无水乙醇和去离子水的混合液中，在45-50℃下水解1-3h，加入纳米硅粉和碳化硼，搅拌均匀，制得处理液；
22、将压延所得物以5-10m/min的速度浸入升温至50-100℃的处理液中，干燥，正硅酸乙酯、纳米硅粉和碳化硼与压延所得物的质量比为4.5-5:0.6-1.2:0.05-0.1:10。
23、通过采用上述技术方案，将压延所得物在处理液中以一定速率通过，处理液在压延所得物表面进行反应，正硅酸乙酯分子水解产物为si(or)3oh，该水解产物可以脱水形成连续的线性链状聚合物，之后，生成的链状聚合物互相交叉连接，在压延所得物表面形成带有电荷的三维连续网状膜，即可隔离空气，又能提高其高温抗氧化能力，而加入的纳米硅粉和碳化硼能在加热处理过程中，与网状膜中的活性氧基团反生反应，促进覆膜致密化收缩，改善覆膜厚度；在一定外界温度下，纳米硅粉和网状膜中的活性氧基团的反应，消耗大部分活性氧而生成具有保护效果的二氧化硅，相应的减少了活性氧基团对压延所得物的氧化，提高了高温抗氧化性，碳化硼对氧的亲和力大于碳对氧的亲和力，因此碳化硼比石墨优先被氧化，而使得石墨板材内部氧气分压降低，使得石墨板材不易被大量氧化，而且碳化硼氧化后生成液相b2o3，在石墨板材表面形成一层液膜，阻塞石墨板材气孔，降低氧气在石墨板材的扩散速率，提高石墨板材的抗氧化能力。
24、综上所述，本申请具有以下有益效果：
25、1、由于本申请采用一定量的钛白粉、微硅粉与膨胀石墨作为柔性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高导热柔性石墨板，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：14-18%钛白粉、5-8%微硅粉和74-81%膨胀石墨。
2.根据权利要求1所述的高导热柔性石墨板，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：15-16%钛白粉、6-8%微硅粉和76-79%%膨胀石墨。
3.根据权利要求1所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述膨胀石墨采用以下方法制成：
4.根据权利要求3所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述浸渍真空度为-（0.08～0.1）MPa，浸渍时间为50-70min。
5.根据权利要求3所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述可膨胀石墨和硫钼酸铵的乙醇溶液的质量比为1:15-20。
6.根据权利要求3所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述氮气流速为90-100cm3/min。
7.根据权利要求1所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述硅微粉的比表面积为15000-25000m2/kg，平均粒径为0.2-0.5μm。
8.根据权利要求1所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述钛白粉的密度为
9.权利要求1-8任一项所述的高导热柔性石墨板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的高导热柔性石墨板的制备方法，其特征在于，将压延所得物进行以下预处理：
...【技术特征摘要】
1.一种高导热柔性石墨板，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：14-18%钛白粉、5-8%微硅粉和74-81%膨胀石墨。
2.根据权利要求1所述的高导热柔性石墨板，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：15-16%钛白粉、6-8%微硅粉和76-79%%膨胀石墨。
3.根据权利要求1所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述膨胀石墨采用以下方法制成：
4.根据权利要求3所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述浸渍真空度为-（0.08～0.1）mpa，浸渍时间为50-70min。
5.根据权利要求3所述的高导热柔性石墨板，其特征在于，所述可膨胀石墨和硫钼酸铵的乙醇...
【专利技术属性】
技术研发人员：车坚亭，
申请(专利权)人：青岛磁龙石墨有限公司，
类型：发明
国别省市：
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