[发明专利]制备石墨双极板的液体树脂及石墨双极板

说明书

本发明公开了用于制备石墨双极板的液体树脂及其制备得到的石墨双极板。所述用于制备石墨双极板的液体树脂的制备方法，包括步骤：将醛类物质、烷基酚、苯酚投入反应釜，搅拌均匀后投入碱性催化剂，升温进行反应；再加入醇类物质，升温度继续搅拌反应；最后加入三聚氰胺、硅油、硅脂、聚乙烯醇物质，搅拌反应完全后，停止加热，室温出料，即可得到用于粘剂石墨的树脂粘结剂。本发明的液体树脂能更好的与石墨粉末混合，提高石墨双极板的导电性，致密性更好。

技术领域

本发明属于新能源材料技术领域，具体涉及燃料电池石墨双极板及其制 备方法,还涉及用于制备燃料电池石墨双极板的液体酚醛树脂。

背景技术

燃料电池发展前景广阔，可以广泛地用于分布式发电系统、电动汽车等 领域。燃料电池双极板是由极板和流场组成，主要作用是气体分配、集流、 导热和密封，其性能决定了燃料电池堆体积比功率和质量比功率，是燃料电 池的核心部件，其重量占整个电池堆的70-80％。

当前双极板主要分为石墨双极板和金属合金双极板两类，石墨双极板由 于优异的化学稳定性、低廉的价格在燃料电池市场占主流地位，其主要使用 石墨与树脂等粘结剂加热压制而成，其中粘结树脂占总重25％左右，具有非 常广阔的市场空间。随着燃料电池轻型化的发展趋势，对双极板的生产提出 了更高的要求，目前双极板的厚度已经降至1mm以下，因此对树脂粘结剂 的粘结强度、机械性能提出了更高的要求。

当前国内主要使用固体树脂粉末与石墨粉混匀、热压后制得石墨双极 板，其中的树脂粉末主要起到粘结石墨的作用，以热塑型树脂为主。由于两 种粉末在混合过程中不均匀，会导致石墨双极板的流道、精度较低，抗压强 度也不理想，残品率较高。针对燃料电池双极板制备过程的难题，本专利通 过独特的配方和工艺，得到一种高性能的液体树脂，制备得到燃料电池的石 墨双极板。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池石墨双极板，制备石墨双极板的液体 树脂与石墨粉末具有很好的接触效果，使得的双极板具有更好的强度和加工 精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于制备石墨双极板的液体树 脂，其由如下制备方法得到：

(1)将醛类物质、烷基酚、苯酚投入反应釜，醛与总酚的摩尔比为 1.2～2.5，总酚是指烷基酚、苯酚的总和；搅拌均匀后投入碱性催化剂，升温 至60～70℃进行反应；

(2)往反应釜中加入液体醇类物质，醇添加量为总反应体系重量的 1-10％，升高反应温度至80-100℃，继续搅拌反应；

(3)再往反应釜中加入三聚氰胺、硅油、硅脂、聚乙烯醇四种物质， 这四种物质的添加量为苯酚质量的1％-10％，搅拌反应完全后，停止加热， 室温出料，即可得到用于制备石墨双极板的液体树脂。

步骤(1)中，所述碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、四甲 基氢氧化铵中的一种或者几种，催化剂用量为酚总重0.5～5％。

步骤(1)中，所述烷基酚选自甲基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛 基酚、壬基酚。且烷基酚与苯酚的重量比为1：1～3。

步骤(2)中，所述液体醇类选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇中的一种 或者几种。

步骤(3)中，三聚氰胺、硅油、硅脂、聚乙烯醇四种物质的质量比为1 ～3：1：1：1～3。

优选地，用于制备石墨双极板的液体树脂，其由如下制备方法得到：

(1)将醛类物质、烷基酚、苯酚、投入反应釜，醛与总酚的摩尔比为 1.2～2.5，搅拌均匀后投入碱性催化剂，升温至60～70℃，反应0.5～1.5h；

(2)往反应釜中加入醇类物质，醇添加量为总反应体系重量的1-5％， 升高反应温度至80-100℃，继续搅拌反应1h；