燃料电池用多孔隔板制造技术

将包含回弹为40～100％的石墨粉末100质量份以及环氧树脂成分10.0～16.0质量份(该环氧树脂成分包含主剂、固化剂和固化促进剂)的组合物进行成型而成的燃料电池用多孔隔板，即使不实施特殊的亲水化处理，也可兼得高的不透气性和良好的透水性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池用多孔隔板
本专利技术涉及燃料电池用多孔隔板。
技术介绍
燃料电池隔板发挥使各单元电池具有导电性的作用、以及确保供给至单元电池的燃料及空气(氧)的通路并且发挥作为它们的分离边界壁的作用。因此，要求隔板具有高导电性、高气体不渗透性、化学稳定性、耐热性和亲水性等各特性。另外，内部加湿方式的固体高分子型燃料电池中使用的燃料电池用多孔隔板除了上述作用以外，还具有实现反应气体的加湿和电池内凝聚生成水的除去的作用。该多孔隔板中，在燃料电池的发电时，在隔板的气孔中充满水的状态下气孔中的水成为密封物，防止气体从气体流路向水流路的渗透。因此，对于多孔隔板，除了上述特性以外，还要求吸水性、透水性、及在含浸水的状态下施加气压时的不透气性。但是，透水性和含浸水的状态下的不透气性为相矛盾的性能，难以兼得。作为用于提高这些各特性中的透水性的方法，已知有专利文献1所公开的方法等。即，专利文献1公开了一种利用氯化锡和氢氧化铵实施亲水化处理的燃料电池隔板的制造方法。但是，在专利文献1的方法中存在如下问题：在含浸水的状态下得不到充分的不透气性，而且亲水化处理中产生的氯化铵残留在隔板内，其在燃料电池的运转中溶出。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-102969号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种即使不实施特殊的亲水化处理，也可兼得高的不透气性和良好的透水性的燃料电池用多孔隔板。用于解决课题的方案本专利技术人为了实现上述目的而重复进行了锐意研究，结果发现，通过使用含有环氧树脂成分和具有规定回弹率的石墨粉末的组合物，得到即使不实施特殊的亲水化处理，也可兼得高的不透气性和良好的透水性的隔板，从而完成本专利技术。即，本专利技术提供：1.燃料电池用多孔隔板，其是将包含回弹率为40～100％的石墨粉末100质量份以及环氧树脂成分10.0～16.0质量份的组合物进行成型而成的，该环氧树脂成分包含主剂、固化剂和固化促进剂；2.如1的燃料电池用多孔隔板，其中，上述石墨粉末包含回弹率为40～100％的人造石墨；3.如2的燃料电池用多孔隔板，其中，上述石墨粉末中的上述人造石墨粉末的含有比例为100质量％；4.如1～3的任一项的燃料电池用多孔隔板，其中，气体泄漏压力为56kPa以上，透水性为800×10-17m2以上；5.如1～4的任一项的燃料电池用多孔隔板，其中，使5μL的水附着于隔板侧面时的吸水时间为45秒以下；6.如1～5的任一项的燃料电池用多孔隔板，其中，上述主剂为苯酚酚醛清漆型环氧树脂；7.如1～6的任一项的燃料电池用多孔隔板，其中，上述固化剂为酚醛清漆型酚醛树脂；8.如1～7的任一项的燃料电池用多孔隔板，其中，上述固化促进剂为咪唑化合物，9.燃料电池用多孔隔板的制造方法，其特征在于，将包含回弹率为40～100％的石墨粉末100质量份以及环氧树脂成分10.0～16.0质量份的组合物进行压缩成型，该环氧树脂成分含有主剂、固化剂和固化促进剂。专利技术效果本专利技术的燃料电池用多孔隔板不需要特殊的亲水化处理，因此不会像使用了化学试剂的情况那样，化学试剂成分在燃料电池运转中溶出而污染隔板。另外，本专利技术的燃料电池用多孔隔板即使不实施亲水化处理，也具有良好的透水性，而且气体泄漏压力也高。附图说明图1是石墨粉末的回弹率测定中所使用的模具的概略侧面图。具体实施方式以下，更详细地说明本专利技术。本专利技术涉及的燃料电池用多孔隔板将包含回弹率为40～100％的石墨粉末100质量份以及环氧树脂成分10.0～16.0质量份的组合物进行成型而成的，该环氧树脂成分包含主剂、固化剂和固化促进剂。本专利技术中使用的石墨粉末是其粉末整体的回弹率为40～100％的石墨粉末。通过采用该范围的回弹率的石墨，得到的隔板中的气孔均匀化，维持隔板的泄漏压力，且透水性、吸水性等良好。在回弹率为40％以下的情况下，在成型时石墨粉末间的间隙容易崩塌，因此气孔变小，其结果，透水性可能变低，在回弹率为100％以上的情况下，成型完成时石墨粉末间的间隙变宽，因此气孔变大，其结果，气体泄漏压力可能变低。本专利技术中的回弹率是指粉末本身的回弹率，具体而言，如后面的实施例中详细叙述那样，是根据将粉体投入规定的模内且以规定压力压缩时的粉体的高度X和释放压力时的粉体的高度Y，以(Y-X)/X×100(％)算出的值。作为本专利技术的石墨粉末，只要作为整体满足上述回弹率，其种类等就没有特别限定，优选使用包含回弹率为40～100％的人造石墨粉末的石墨粉末。作为人造石墨粉末，可从以往在燃料电池用隔板中使用的人造石墨粉末中适当地选择使用。作为其具体例，可举出将针状焦炭烧成而成的人造石墨、将块状焦炭烧成而成的人造石墨等，可以通过后述的方法测定这些人造石墨的回弹率，并适当选择本专利技术所限定的范围的人造石墨。予以说明，这些人造石墨可以单独使用，也可以将2种以上组合使用。上述人造石墨粉末的平均粒径(d＝50)没有特别限定，考虑提高得到的隔板的泄漏压力时，优选为20～60μm，更优选为30～60μm。另外，上述人造石墨的比表面积也没有特别限定，考虑提高得到的隔板的泄漏压力及透水系数时，优选为2.0～7.0m2/g，更优选为3.0～7.0m2/g。予以说明，比表面积是基于根据BET法的氮吸附等温线的测定值。另外，本专利技术中，只要使用的石墨粉末整体的回弹率能调整成40～100％，就能够与具有上述规定的回弹率的人造石墨粉末一起使用回弹率不满足40～100％的石墨粉末，另外，也能够将回弹率低于40％的石墨粉末和超过100％的石墨粉末组合使用。作为这样的石墨粉末，可举出：天然石墨、人造石墨、将电极粉碎而成的石墨、煤系沥青、石油系沥青、焦炭、活性炭、玻璃碳、乙炔黑、科琴黑等。它们能够各自单独使用或将2种以上组合使用。本专利技术的石墨粉末中，回弹率40～100％的人造石墨粉末与不满足回弹率40～100％的石墨粉末的含有比例只要混合得到的石墨粉末的回弹率成为40～100％就没有特别限制，考虑节省回弹率调整的麻烦时，全部石墨粉末中，回弹率40～100％的人造石墨粉末优选含有超过50质量％，更优选含有70质量％以上，更进一步优选含有90质量％以上，最优选含有100质量％。另一方面，作为构成环氧树脂成分的主剂，只要具有环氧基就没有特别限制，例如可举出：邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、联苯型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂、三酚型环氧树脂、溴化环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、联苯酚醛清漆型环氧树脂等，它们能够分别单独使用或将2种以上组合使用。这些之中，优选为邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂，更优选为苯酚酚醛清漆型环氧树脂。考虑进一步提高得到的隔板的耐热性时，环氧树脂的环氧当量优选为158～800g/eq，更优选为185～450g/eq，更进一步优选为190～290g/eq。作为构成环氧树脂成分的固化剂，只要是苯酚树脂就没有特别限定，作为其具体例，可举出酚醛清漆型酚醛树脂、甲酚型酚醛树脂、烷基改性酚醛树脂、联苯芳烷基型环氧树脂、三酚型环氧树脂等，它们能够分别单独使用或将2种以上组合使用。这些之中，优选为酚醛清漆型酚醛树脂。苯酚树脂的羟基当量没有特别限定，考虑进一步提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.燃料电池用多孔隔板，其特征在于，其是将包含回弹率为40～100％的石墨粉末100质量份以及环氧树脂成分10.0～16.0质量份的组合物进行成型而成的，该环氧树脂成分包含主剂、固化剂和固化促进剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 JP 2016-0509251.燃料电池用多孔隔板，其特征在于，其是将包含回弹率为40～100％的石墨粉末100质量份以及环氧树脂成分10.0～16.0质量份的组合物进行成型而成的，该环氧树脂成分包含主剂、固化剂和固化促进剂。2.权利要求1所述的燃料电池用多孔隔板，其中，上述石墨粉末包含回弹率为40～100％的人造石墨。3.权利要求2所述的燃料电池用多孔隔板，其中，上述石墨粉末中的上述人造石墨粉末的含有比例为100质量％。4.权利要求1～3的任一项所述的燃料电池用多孔隔板，其中，气体泄漏压力为56kPa以上，透水性为800...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹野文雄，冈本修典，
申请(专利权)人：日清纺化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP