燃料电池构件用树脂组合物和燃料电池构件制造技术

含有下述成分（１）、（２）和（３）的燃料电池构件用树脂组合物。（１）聚丙烯系树脂：６７～８９重量％；（２）酸改性聚丙烯系树脂：１～３重量％；（３）碳纤维、和灰分量小于０．５重量％的高纯度超薄片化石墨粉：１０～３０重量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池构件用树脂组合物和含有其的燃料电池构件。
技术介绍
目前，对于在燃料电池、现有类型的二次电池体系中使用的材料，为了维持冷却效率、防止管路的堵塞或腐蚀，使用了离子溶出最低的不锈钢SUS316作为金属材料。对于汽车用燃料电池，也使用离子溶出极少的材料(例如SUS316等)作为热交换器或冷却液循环管路的材料。但是，SUS材料使热交换器的形状或制造方法等受到制约，引起热交换器的大型化或重量增大、成本增加等的问题。另外，金属离子从金属材料上缓慢溶出，腐蚀可从极小表面的损伤不断放大。为了防止腐蚀，采取了在热交换器等的内部进行涂层来降低离子溶出等的应对方法，但也有因涂层劣化而使离子发生溶出的情况(例如，专利文献1和2)。鉴于上述问题，从成型加工性、赋形性的高自由度的角度考虑，希望用树脂材料代替金属材料，从而研究了聚丙烯、聚偏氟乙烯等树脂材料的使用。但是，当单独使用树脂材料时，有制品产生弯曲、变形、或者因使用环境而使耐热性、刚性不足的情况。为了得到高强度·高刚性的树脂组合物，尝试在树脂中配合滑石粉、云母、玻璃纤维、碳酸钙等无机填料等的填充材料。但是，这些填充材料是将矿物进行微粉碎了的无机粉末，易于溶出金属离子，不能达到满意的水平。另外，无机填料的比重大，当接近目标强度·刚性时，有得到制品的重量变重的缺点。另外，在燃烧时，无机填料保持原样而残留，从而有损坏燃烧炉的可能性，需要改善回收性。为了在维持高强度·高刚性的状态下同时实现轻量化或燃烧残渣-->的降低，列举了使用碳纤维作为填料的方法，但是，当仅使用碳纤维进行增强时，成型物会由于取向产生弯曲·变形，所述取向是在注射成型时树脂的流动所导致的。专利文献1：特开2001-035519号公报专利文献2：特开2003-123804号公报本专利技术的目的在于提供燃料电池构件用树脂组合物和燃料电池构件，其在高强度·高刚性下实现了低弯曲·低比重、溶出离子量少，且由于燃烧残渣少，所以因燃烧引起的热回收(thermal recycle)容易。
技术实现思路
本专利技术者进行了努力研究，结果发现，通过在含有碳纤维和石墨粉的树脂组合物中使用特定的碳纤维和石墨粉，可以实现上述目的，从而完成了本专利技术。根据本专利技术，提供了以下燃料电池构件用树脂组合物等。1.燃料电池构件用树脂组合物，其含有下述成分(1)、(2)和(3)。(1)聚丙烯系树脂：67～89重量％(2)酸改性聚丙烯系树脂：1～3重量％(3)碳纤维、和灰分量小于0.5重量％的高纯度超薄片化石墨粉：10～30重量％2.燃料电池构件用树脂组合物，其含有下述成分(i)、(ii)、(iii)。(i)熔体流动速率(温度230℃、载重2.16kg)为5～70g/10分钟的聚丙烯系树脂：67～89重量％、(ii)酸改性聚丙烯系树脂：1～3重量％、(iii)纤维直径(D1)为5μm＜D1＜10μm的碳纤维、和灰分量小于0.5重量％、平均粒径(D2)为5μm≤D2≤15μm、表观密度(ρ)为0.02g/cm3≤ρ≤0.10g/cm3的石墨粉：10～30重量％3.如1或者2所述的燃料电池构件用树脂组合物，其电导率为2μS/cm以下。4.如1～3中任意一项所述的燃料电池构件用树脂组合物，上述燃料电池构件是燃料电池冷却电路部件、燃料电池离子交换部件、或-->者燃料电池离子交换盒。5.如1～4中任意一项所述的燃料电池构件用树脂组合物，其根据JIS K7171测定的、弯曲强度为80MPa以上、弯曲弹性模量为3800MPa以上，且在燃烧残渣测定试验中，来源于上述碳纤维和石墨粉的燃烧残渣为3％以下。6.燃料电池构件，其包含如1～5中任意一项所述的树脂组合物。根据本专利技术，可以提供燃料电池构件用树脂组合物和燃料电池构件，其维持了低弯曲·低比重、具有高强度·高刚性、和低溶出性，且热回收容易。具体实施方式本专利技术的燃料电池构件用树脂组合物含有下述成分(1)、(2)和(3)。(1)聚丙烯系树脂：67～89重量％(2)酸改性聚丙烯系树脂：1～3重量％(3)碳纤维、和灰分量小于0.5重量％的高纯度超薄片化石墨粉：10～30重量％另外，本专利技术的燃料电池构件用树脂组合物含有下述成分(i)、(ii)、 (iii)。(i)熔体流动速率(温度230℃、载重2.16kg)为5～70g/10分钟的聚丙烯系树脂：67～89重量％、(ii)酸改性聚丙烯系树脂：1～3重量％(iii)纤维直径(D1)为5μm＜D1＜10μm的碳纤维、和灰分量小于0.5重量％、平均粒径(D2)为5μm≤D2≤15μm、表观密度(ρ)为0.02g/cm3≤ρ≤0.10g/cm3的石墨粉：10～30重量％以下，对本专利技术组合物的各成分进行说明。1.聚丙烯系树脂在本专利技术的组合物中，聚丙烯系树脂是基材树脂。聚丙烯系树脂也可以是均聚物、嵌段共聚物或者它们的混合物，具体的例子可以列举例如，丙烯均聚物、乙烯-丙烯嵌段共聚物等。对于在本专利技术组合物中使用的聚丙烯系树脂，熔体流动速率(MFR)(温度230℃、载重2.16kg、根据JIS K7210测定)优选为5～-->70g/10分钟，更优选20～70g/10分钟。当MFR小于20g/10分钟时，有难以成型的情况，当超过70g/10分钟时，有冲击强度降低的情况。聚丙烯系树脂可以使用市售品，其具体例子可以列举例如，J-2003GP(出光石油化学社制、MFR＝20g/10分钟)、J-3000GP(出光石油化学社制、MFR＝30g/10分钟)、Y-6005GM(出光石油化学社制、MFR＝60g/10分钟)、J-6083HP(出光石油化学社制、MFR＝60g/10分钟)、J-3054MP(出光石油化学社制、MFR＝30g/10分钟)等。在本专利技术的组合物中，聚丙烯系树脂的配合量为67～89重量％，优选77～89重量％。当聚丙烯系树脂的配合量小于67重量％时，成型性变差，当超过89重量％时，刚性、耐热性变得不充分。2.酸改性聚丙烯系树脂通过在本专利技术的组合物中添加酸改性聚丙烯系树脂，可以提高聚丙烯系树脂与碳纤维的界面强度。酸改性聚丙烯系树脂的聚丙烯系树脂与上述聚丙烯系树脂一样。作为酸改性聚丙烯系树脂的酸基，可以列举马来酸基、富马酸基、丙烯酸基等的羧酸，优选马来酸基。酸加成量通常为0.1～10重量％左右。酸改性聚丙烯系树脂也可以使用市售品，具体例子可以列举例如，ポリボンド 3200、ポリボンド 3150(白石カルシウム社制、马来酸改性聚丙烯)、ユ一メツクス1001、ユ一メツクス1010、ユ一メツクス1003、ユ一メツクス1008(三洋化成工业社制、马来酸改性聚丙烯)、アドマ一QE800、アドマ一QE810(三井化学社制、马来酸改性聚丙烯)、ト一ヨ一タツクH-1000P(东洋化成工业社制、马来酸改性聚丙烯)等。在本专利技术的组合物中，酸改性聚丙烯系树脂的配合量为1～3重量％。当酸改性聚丙烯系树脂的配合量小于1重量％时，弯曲强度和耐热性(热变形温度)降低，当超过3重量％时，制造成本增加，变得不现实。3.碳纤维碳纤维赋予本专利技术组合物高的刚性，是由组合物得到的成型物的所谓增强强化成分，同时为使本专利技术的组合物具有低密度、低灰分的性质，其也是必要的成分。-->在本专利技术组合物中使本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃料电池构件用树脂组合物，其含有下述成分（１）、（２）和（３），（１）聚丙烯系树脂：６７～８９重量％；（２）酸改性聚丙烯系树脂：１～３重量％；（３）碳纤维、和灰分量小于０．５重量％的高纯度超薄片化石墨粉：１０～３０重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-10-7 294980/20051.燃料电池构件用树脂组合物，其含有下述成分(1)、(2)和(3)，(1)聚丙烯系树脂：67～89重量％；(2)酸改性聚丙烯系树脂：1～3重量％；(3)碳纤维、和灰分量小于0.5重量％的高纯度超薄片化石墨粉：10～30重量％。2.燃料电池构件用树脂组合物，其含有下述成分(i)、(ii)和(iii)，(i)熔体流动速率(温度230℃、载重2.16kg)为5～70g/10分钟的聚丙烯系树脂：67～89重量％；(ii)酸改性聚丙烯系树脂：1～3重量％；(iii)纤维直径(D1)为5μm＜D1＜10μm的碳纤维、和灰分量小于0.5重量％、平均粒径(D...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅原末树，石居利之，饭田和行，市川秀哲，村松广行，
申请(专利权)人：普瑞曼聚合物有限公司，东洋沪机制造株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]