[发明专利]一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺

权利要求书

1.一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将短切碳纤维放入气流成网梳理机，制得疏松的碳纤维纸；

步骤二：使用高压喷射装置将碳粉在垂直方向射进上一步制得的碳纤维纸中，使纤维相互交叉而缠结成网；

步骤三：使用漏网将树脂-溶剂混合浆料淋到上一步制得的碳纤维纸上，使碳纤维纸充分浸渍浆料，并设有浆料回收槽，未被碳纤维纸吸收的浆料可被回收利用；

步骤四：将浸渍有树脂的碳纤维纸在150～200℃下烘干，进行预固化处理，然后通过轧机，制备出接近需求厚度和重量的半成品碳纸；

步骤五：将目标厚度的碳纤维纸经过1100～2000℃烧结、碳化后，制备成碳纤维纸产品。

2.根据权利要求1所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，步骤一中使用气流成网梳理工艺制备碳纤维纸。

3.根据权利要求2所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，使用的短切碳纤维平均直径为3～20μm，平均纤维长度为1～50mm，拉伸弹性模量为200～700Gpa，拉伸强度为2000～7000MPa。

4.根据权利要求1所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，步骤二中所述的碳粉为活性炭，碳纳米管，科琴黑，热分解石墨，人造石墨，膨胀石墨，球状石墨中的一种，碳粉颗粒大小在10～500μm。

5.根据权利要求1所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，步骤二中所述的喷射时的压力为10～100MPa，喷射气孔分布密度10～50个/cm²。

6.根据权利要求1所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，步骤三中所述的树脂-溶剂混合浆料中的树脂是呋喃树脂，环氧树脂，酚醛树脂，改性酚醛树脂，聚酯树脂，聚酰胺树脂中的一种或两种组合，两种成分组合时，两种成分的质量比为1～4:4～1。

7.根据权利要求6所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，所述的树脂的浓度在0.05～5g/ml。

8.根据权利要求1所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，步骤三中所述的树脂-溶剂混合浆料中的溶剂为水，甲醇，乙醇，异丙醇，二甲基乙酰胺，N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，步骤四中所述的烘干及轧机轧压的车速为0.5～5m/min。

10.根据权利要求1所述一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺，其特征在于，步骤五中所述的烧结过程需要使用惰性气体保护，所使用的惰性气体包括氮气，氩气，氦气中的至少一种。