【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体涉及一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶及制备方法。
技术介绍
1、氢能源燃料电池作为一种创新的发电技术，展现出了极大的潜力和应用前景。相较于依赖于化石燃料的传统发电方式，氢能源不仅能够提供更高的能量转换效率，还以其清洁的特性赢得了广泛关注。其工作过程几乎不产生有害污染物，唯一的副产物是水，这使得氢燃料电池成为推动全球可持续发展目标的重要力量。
2、燃料电池的基本工作原理极其高效。当氢气流入阳极时，催化剂促使其裂解，生成氢质子(h+)和自由电子(e-)。自由电子通过外部电路流动，为负载提供电能，而氢质子则通过质子交换膜(pem)迁移至阴极。在阴极，氢质子与通过电解质膜进入的氧离子结合，形成水并释放出电能，这一简洁而有效的反应过程展示了氢燃料电池的巨大潜力。
3、然而，质子交换膜的性能直接影响到燃料电池的整体效率和耐久性。在电池的运行中，保持质子交换膜的适当湿润程度变得尤为重要。这不仅是因为膜的导电性在湿润状态下会更好，还因为过于干燥的膜容易导致其老化和失效。因此，增湿器的引入成为确保膜运行稳定性的关键组件。增湿器不仅要能够在高温和高湿的环境中有效工作，还要具备卓越的材料性能，以实现持久的稳定性。
4、在增湿器的设计中，灌封胶的选择和应用至关重要。增湿器需承受长期的高温、高湿环境，因此灌封胶必须具备高强度的耐高温和耐高湿性能。此外，它还需与高分子聚合物的外壳具有良好的附着力。若附着力不足，可能导致增湿器与外壳间产生分离、开裂等问题，进而影响氢燃料电池的运行效率和
5、氢能源燃料电池的技术开发不仅依赖于各个组成部分的协同优化，增湿器及其灌封胶的性能提升是关键所在。现有技术中的灌封胶往往耐高温性能差，力学性能不好，当氢能源燃料电池产热后灌封胶容易出现变形或开裂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶及制备方法，解决现有技术中灌封胶耐高温性和力学性能差的技术问题。
2、为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其原料包括a组分和b组分，所述a组分包括低不饱和度中高分子量聚醚、聚四亚甲基醚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、环氧乙烷二元醇和/或添加剂ⅰ，所述b组分包括六亚甲基二异氰酯、芳香族封闭型聚异氰酸酯、醋酸丁酯和/或添加剂ⅱ。
3、优选的，所述低不饱和度中高分子量聚醚的不饱和度为0.15-0.3，分子量为10000-15000。
4、优选的，所述a组分和b组分的质量比为10：8。
5、优选的，所述a组分按质量份计包括低不饱和度中高分子量聚醚7-12份、聚四亚甲基醚乙二醇7-10份、聚氧化丙烯二醇5-7份、环氧乙烷二元醇2-5份和/或添加剂ⅰ4-6份。
6、优选的，所述b组分按质量份计包括六亚甲基二异氰酯20-30份、芳香族封闭型聚异氰酸酯20-23份、醋酸丁酯10-20份和/或添加剂ⅱ3-5.5份。
7、优选的，所述添加剂ⅰ为催化剂、稳定剂、颜料、阻燃剂、增塑剂中的一种或多种。如，添加剂ⅰ为催化剂、稳定剂、颜料、阻燃剂、增塑剂按照质量比为1:1:1:1:1的比例混合的混合物。
8、优选的，所述添加剂ⅱ为催化剂、稳定剂、阻燃剂、增塑剂中的一种或多种，其中催化剂、稳定剂、阻燃剂、增塑剂的质量比为1:1:1:1。
9、这里催化剂为胺类催化剂，增塑剂选自烷基磺酸酯、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯，阻燃剂为三聚氰胺，稳定剂为丁基羟基甲苯。
10、一种基于前文所述的耐高温聚氨酯灌封胶的制备方法，包括以下步骤：
11、s1、将低不饱和度中高分子量聚醚、聚四亚甲基醚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、环氧乙烷二元醇和/或添加剂ⅰ混合后在140-150℃下进行预聚反应ⅰ，得到组分a；
12、s2、将六亚甲基二异氰酯、芳香族封闭型聚异氰酸酯、醋酸丁酯和/或添加剂ⅱ混合后在60-70℃下进行预聚反应ⅱ，得到组分b；
13、s3、将所述组分a和组分b混合后浇筑到模具中，在30℃固化，得到耐高温聚氨酯灌封胶。
14、优选的，s1中所述预聚反应ⅰ的反应时间为12-24h。
15、优选的，所述耐高温聚氨酯灌封胶的高温硬度为65-72shore d。
16、本专利技术中选用低不饱和度中高分子量聚醚，其分子结构中不饱和键(如双键)较少，从而减少了高温条件下氧化降解的可能性。同时，中高分子量有助于提高聚合物的热稳定性和机械性能。聚四亚甲基醚乙二醇(ptmeg)和聚氧化丙烯二醇具有较高的热稳定性，能够在高温条件下保持较好的机械性能和化学稳定性。芳香族聚异氰酸酯具有较好的耐热性，封闭型聚异氰酸酯可以在高温下解封，从而实现交联，进一步提高聚氨酯的热稳定性和机械强度。聚氨酯通过a组分和b组分的反应形成交联网络，这种交联网络可以防止聚合物在高温下软化或流动，从而保持材料的结构完整性和机械强度。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
18、本专利技术的灌封胶具有很好的耐高温耐湿性能，可以长期承受100-110℃的工作温度，使得该材料能够在燃料电池增湿器的高温环境中保持长期稳定性和优良的机械性能。能够通过在95℃高温95％的湿度测试5000h后物理性能保持率达到90％以上。聚氨酯灌封胶长期在100-110℃高温下工作不变形不开裂。本专利技术还提供一种灌封胶的制备方法，方法简单易操作。
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1.一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，其原料包括A组分和B组分，所述A组分包括低不饱和度中高分子量聚醚、聚四亚甲基醚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、环氧乙烷二元醇和/或添加剂Ⅰ，所述B组分包括六亚甲基二异氰酯、芳香族封闭型聚异氰酸酯、醋酸丁酯和/或添加剂Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述低不饱和度中高分子量聚醚的不饱和度为0.15-0.3，分子量为10000-15000。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述A组分和B组分的质量比为10：8。
4.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述A组分按质量份计包括低不饱和度中高分子量聚醚7-12份、聚四亚甲基醚乙二醇7-10份、聚氧化丙烯二醇5-7份、环氧乙烷二元醇2-5份和/或添加剂Ⅰ4-6份。
5.根据权利要求4所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述B组分按质量份计包括六亚甲基二异氰酯20-30份、芳香族封闭型聚
6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述添加剂Ⅰ为催化剂、稳定剂、颜料、阻燃剂、增塑剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述添加剂Ⅱ为催化剂、稳定剂、阻燃剂、增塑剂中的一种或多种。
8.一种基于权利要求1-7中所述的耐高温聚氨酯灌封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，S1中所述预聚反应Ⅰ的反应时间为12-24h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述耐高温聚氨酯灌封胶的高温硬度为65-72Shore D。
...【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，其原料包括a组分和b组分，所述a组分包括低不饱和度中高分子量聚醚、聚四亚甲基醚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、环氧乙烷二元醇和/或添加剂ⅰ，所述b组分包括六亚甲基二异氰酯、芳香族封闭型聚异氰酸酯、醋酸丁酯和/或添加剂ⅱ。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述低不饱和度中高分子量聚醚的不饱和度为0.15-0.3，分子量为10000-15000。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述a组分和b组分的质量比为10：8。
4.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池增湿器耐高温聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述a组分按质量份计包括低不饱和度中高分子量聚醚7-12份、聚四亚甲基醚乙二醇7-10份、聚氧化丙烯二醇5-7份、环氧乙烷二元醇2-5份和/或添加剂ⅰ4-6份。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：华周发，郭武，孙鹏，李旭，
申请(专利权)人：魔方氢能源科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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