[发明专利]一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法，涉及燃料电池材料技术领域，该燃料电池膜电极封装材料自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂10‑15份、2‑(1‑丙烯‑2‑基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N‑(4‑氰基‑3‑三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物30‑50份、抗氧剂0.3‑0.5份、粘度调节剂0.2‑0.4份、端羟基超支化聚酯5‑8份、填料1‑4份、偶联剂0.1‑0.5份。本发明公开的燃料电池膜电极封装材料粘结性能足，性能稳定性优异。

技术领域

本发明涉及燃料电池材料技术领域，尤其涉及一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着全球工业化进程的推进，环境问题和能源问题日益严峻，人们对改善地球环境、提高自身身体素质、节约能源的认识也越来越深入，对清洁新能源的关注度越来越高。作为常见清洁新能源装置之一的燃料电池，由于其稳定性、耐久性、高能源转化效率、噪音低等优点而成为一种急需的新型电源，越来越被各行各业的人士所接受。

膜电极是燃料电池的核心部件，其封装效果直接影响燃料电池的性能、寿命、成本以及可靠性，因此膜电极的封装技术及性能水平决定一个国家燃料电池技术的先进程度。在燃料电池膜电极封装技术中，封装材料是必不可少的，其性能的好坏直接影响封装和密封效果，进而影响燃料电池的循环寿命和正常工作安定性。现有的燃料电池膜电极封装材料或多或少存在粘结性能不足，耐温、耐老化和耐水解性能不佳，机械力学性能、密封性和性能稳定性有待进一步改善，易降解迁移污染膜电极内其它部件的缺陷。

为了解决上述问题，专利文献CN110444790B公开了一种膜电极组件、制备方法及燃料电池单电池，其使用的电极封装材料为聚氨酯弹性体TPU、丁苯橡胶或乙丙橡胶、聚醚砜树脂PES或乙烯-醋酸乙烯EVA，然而，这些材料还或多或少存在粘结性、耐老化性有待进一步提高的缺陷。

可见，本领域仍然需要一种粘结性能足，耐老化和耐水解性能佳，性能稳定性优异的燃料电池膜电极封装材料及其制备方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种粘结性能足，耐老化和耐水解性能佳，性能稳定性优异的燃料电池膜电极封装材料及其制备方法。

为达到以上目的，本发明提供一种燃料电池膜电极封装材料，自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂10-15份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物30-50份、抗氧剂0.3-0.5份、粘度调节剂0.2-0.4份、端羟基超支化聚酯5-8份、填料1-4份、偶联剂0.1-0.5份。

优选的，所述松香基超支化环氧树脂的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述松香基超支化环氧树脂是按专利CN106519188B中实施例1的方法制成。

优选的，所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50-65℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，用二氯甲烷洗涤产物3-6次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。