[发明专利]一种浸渍胶组合物、浸渍胶以及增强石墨电极板

说明书

本发明公开一种浸渍胶组合物、浸渍胶以及增强石墨电极板。其中，浸渍胶组合物包括丙烯酸树脂单体、引发剂、流平剂和阻聚剂。本发明的浸渍胶组合物具有低粘度(≤15Cps@25℃)和良好的石墨浸润性，可以在80℃下快速固化，固化后胶水的硬度大于80D，玻璃化转变温度大于80℃，可高达90℃。浸渍填充后的石墨板(1mm厚)含胶量大于80％、电导率大于230S/cm、硬度大于80D、抗弯强度大于25Mpa，符合空冷燃料电池双极板的使用要求。

技术领域

本发明涉及光固化树脂材料领域，特别提出一种浸渍胶组合物、浸渍胶以及一种增强石墨电极板。

背景技术

空冷燃料电池双极板作为燃料电池的重要部件，是燃料电池的“骨架”，起到支撑、集流、传热和区域分割的作用，其性能的优劣直接影响电池的制造成本、输出功率和使用寿命。空冷燃料电池石墨双极板是一种优质鳞片石墨经化学处理高温膨胀轧制而成的板材，具有较好的可塑性、导电性、导热性和耐腐蚀性。石墨双极板经过膨胀处理后内部存在大量孔隙，强度差、气密性差，需要特制的浸渍胶组合物进行浸渍、填充、密封和增强。目前，主要有两类浸渍胶组合物，一种是使用含有溶剂的液态树脂(酚醛树脂或者环氧树脂)来进行真空填充、烘干和高温固化成型，这种树脂填充过的石墨双极板强度高，孔隙率低，另外一种是低粘度纯树脂的浸渍胶组合物，具有粘度低、固化温度低的特点，可以在低于100℃下实现快速完全固化，无溶剂残留。

以上两种浸渍胶组合物虽然广泛应用，但是还是存在一定问题，例如第一种浸渍胶组合物，虽然强度高，但是固化温度高(120℃)、固化时间长(2h)，这样会增加一定的生产成本，同时粘度较高(≥5000Cps@25℃)，需要溶剂稀释降粘，固化时会导致溶剂残留，影响产品性能。第二种浸渍胶组合物虽然固化温度低、固化时间短，但是低粘度的纯树脂固化程度低，固化后强度不高(抗弯强度≤15MPa)，在空冷燃料电池高温高湿的环境下容易变形(Tg≤60℃)，会影响石墨双极板的性能，影响电堆的寿命。所以需要开发一种低粘度、低温快速固化和高强度的浸渍胶组合物。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种浸渍胶组合物、浸渍胶以及增强石墨电极板；解决现有技术的一些用于燃料电池石墨双极板的浸渍胶组合物的固化温度高、固化时间长、生产成本高、粘度较高需要溶剂稀释降粘、固化时会导致溶剂残留而影响产品性能的问题，或者解决现有技术的另一些浸渍胶组合物粘度低而纯树脂固化程度低，固化后强度不高，在空冷燃料电池高温高湿的环境下容易变形，会影响石墨双极板的性能，影响电堆的寿命等问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种浸渍胶组合物，包括主体组分不饱和丙烯酸酯，添加了0.2-0.5％wt引发剂和0.05-0.1％wt流平剂混合而成的胶液；所述浸渍胶组合物的主体组分中，单、双官能度丙烯酸酯的比重为0.15-0.4。

优选地，所述主体组分不饱和丙烯酸酯的粘度≤20Cps@25℃，单、双官能度丙烯酸树脂比重为0.2-0.3；所述浸渍胶组合物具有石墨浸润性。

优选地，所述主体组分的不饱和丙烯酸酯包括以下Ⅰ、Ⅱ、III表示的结构单元：

结构单元I

结构单元II

结构单元III

其中，R₁、R₃、R₅、R₆、R₉和R₁₀为氢或烷基，R₂、R₄、R₇和R₈为碳数4～20的烷基，R₄也可以为个数为1～2的苯基；