[实用新型]一种丝网印刷设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种丝网印刷设备，尤其是涉及应用于加工燃料电池中膜电极的印刷设备。

背景技术

燃料电池是一种能够将燃料与氧化剂发生电化学反应时产生的化学能转化成电能的装置，其核心部件膜电极(Membrane Electrode Assembly，简称MEA)，MEA由两个可导电的多孔扩散层与夹在该两个扩散层之间的覆有催化剂的质子交换膜(Catalyst Coated Membrane，简称CCM)构成。制备CCM时常采用丝网印刷，丝网印刷是利用感光材料通过照相制版制作丝网印版，丝网印版上的图文部分为通孔，其它部分的网孔被堵住，印刷时通过刮板挤压或喷涂使印刷浆料透过图文部分的网孔转移到待印物上。制备CCM的方法有直接法和间接法，所谓直接法是将催化剂浆料涂覆直接在质子交换膜表面，直接法的工序简单、催化剂利用率高、利于工业化生产；缺点是质子交换膜具有溶胀性，在CCM制备过程中，随着催化剂浆料的蒸发，质子交换膜上涂覆有催化剂浆料的部位与未涂催化剂的部位收缩率是不一致的，导致质子交换膜出现皱褶、起伏不平，严重影响后续电堆的组装。

为了防止或减轻质子交换膜在干燥时产生收缩，有技术采用外加应力控制装置来限制质子交换膜在溶胀过程中产生收缩(见文献US6074692)。采用这种强制性应力拉抻虽然有利于批量生产，但拉伸作用并不能保证CCM在干燥阶段能均匀收缩，尤其是拉伸时质子交换膜的受力部位会产生损伤，使质子交换膜的内部结构遭到破坏，增加质子交换膜内部的结构缺陷，影响膜电极的发电性能。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种丝网印刷设备，采用该丝网印刷设备制备膜电极时，可使在浆料的涂覆和干燥过程中降低质子交换膜收缩而不损伤其内部结构。

为解决上述技术问题，本实用新型一种丝网印刷设备，设有支撑和固定质子交换膜的工作台，将印刷浆料转移向质子交换膜的涂覆装置，其中，所述的工作台上包括一中空的镂空基座，该镂空基座的中空部设置加热元件，该镂空基座上端放置可支撑质子交换膜的多微孔板，该镂空基座下端与真空泵连通。

作为上述方案的第一种改进：所述的加热元件是红外线加热装置。

作为上述方案的第二种改进：所述的加热元件是吹风机，该吹风机的风口朝向所述的多微孔板。

作为上述方案的第三种改进：所述的镂空基座的侧面设置调节旋钮。

作为上述方案的第四种改进：所述的多微孔板是陶瓷的多微孔板。

作为上述方案的第五种改进：所述的镂空结构是开设有孔的蜂窝式结构。

作为上述方案的第六种改进：所述的镂空结构是开设有沟槽的沟槽式结构。

本实用新型采用真空泵向放置在多微孔板上的质子交换膜提供负压，将质子交换膜牢牢地吸附在多微孔板上，在质子交换膜干燥过程中的能够使其减少收缩或者不收缩，该基座的内部设置加热元件，在质子交换膜上涂覆浆料时同时进行加热，这样有以下好处：同时进行涂覆与烘干，加快浆料溶剂的蒸发，缩短涂覆的时间，提高制备效率；缩短干燥时间可减小溶剂蒸发带来的收缩力，可进一步减小质子交换膜的收缩。

附图说明

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步详细的描述。

图1是本实用新型一种丝网印刷设备中的基座和多微孔板的装配示意图。

图2是本实用新型一种丝网印刷设备中的基座和多微孔板的示意图。

具体实施方式

请参图1至图2，本实用新型一种丝网印刷设备，设有支撑和固定质子交换膜1的工作台、将印刷浆料转移向质子交换膜1的涂覆装置，所述的工作台上设有一中空的基座3，该基座3的上表面是镂空结构，在本实施方式中的镂空结构采用开有孔的蜂窝式结构，该楼空结构还可以是开有沟槽的沟槽式结构；该基座3的内部设置加热元件，在本实施方式中的加热元件是红外线加热装置4，红外线加热的加热速度快、工作效率高、受热均匀；所述的加热元件还可以是吹风机，采用吹风机加快干燥时，吹风机的风口朝向所述的多微孔板；该镂空基座3上放置可支撑质子交换膜1的多微孔板2，该基座3与真空泵连接；所述的基座3的侧面设置调节旋钮5，这样可以选择合适的负压环境和烘干温度，所述的多微孔板2是陶瓷的多微孔板，多微孔板2还可以是金属板的多微孔板、聚合物板的多微孔板、石墨板的多微孔板；多微孔板2的面积至少能覆盖整个质子交换膜1，多微孔板2上的微孔的孔径范围为2～50μm。

本实用新型充分发挥了丝网印刷设备简单、成本低、适应性强的优点，加入了向质子交换膜1提供负压环境的真空泵和在涂覆时同时对质子交换膜1进行烘干的加热元件，这样缩短了制备燃料电池工艺的时间，确保加工过程的高效率、高质量，从而使燃料电池中膜电极的规模化生产得以实现。