导电树脂组合物及其成型制品制造技术

一种导电树脂组合物，至少含有：含有分散相和连续相的多组分聚合物型树脂粘合剂（Ａ），且分散相的数均颗粒度为０．００１－２μｍ，以及粉末状和／或纤维状的导电材料（Ｂ）。导电树脂组合物优选用作燃料电池分隔物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电树脂组合物及其成型制品本申请要求基于美国临时申请60/528828(20003年12月12日提交)的申请的优先权。
本专利技术涉及导电组合物。更具体来说，本专利技术涉及含有至少一种导电物质的导电组合物和用于提供高电导率的基质；可从该导电组合物获得并具有优秀接触电阻的成型制品和燃料电池分隔物。技术背景迄今为止，某些导电材料如金属和碳材料已经被用在要求高电导率的场合里。另一方面，在最近几年里，导电材料以不同的方式已被用到许多场合里如电子、电化学、能源和运输设备。在导电材料的这些用途中，作为一种导电材料，导电树脂组合物已扮演了更重要的角色。结果，导电树脂组合物已经取得了长足的进步从而容许更高的性能和更多的功能。特别是，由于将上述的导电材料和聚合物材料组合，从而扩大了其模制加工性的自由度，这是导电树脂组合物已经取得长足进步的重要原因。在导电树脂组合物领域，重要的是在基本上不损害其机械特性和成型特性的情况下有效地提供导电性。例如，专利文献1公开了将两种或多种不完全相容的聚合物混合的方法以便提供一种基质，因此将赋予导电性的填料主要散布在与其具有更大亲和力的一种聚合物中。导电树脂组合物用于要求导电性场合的最新例子可包括：除了常规的用途之外，电子材料如电路板、电阻器、层压物和电极；和各种元件如加热器、构成发热设备的元件、除尘过滤器元件、PTC(正温度系数)元件、-->电子元件或部件以及被用在半导体工业中的元件或部件。在这些场合里，要求高耐热性和导电性。另一方面，考虑到环境问题和能源问题，作为产生干净能源的装置，燃料电池已经引起许多关注，因为它们是通过使用氢和氧，利用电解的逆反应来产生电能，而且除了水之外，它们不产生任何废物。同样，在燃料电池方面，导电树脂扮演着重要的角色。根据为此所用的电解液类型，可将燃料电池分成几类。在这些燃料电池中，固体聚合物电解液型燃料电池可在低温下工作，因此它们对汽车或公用或民用最有用。这种类型的燃料电池是通过将单元电池迭加起来构成的，每一个单元电池含有，例如，高分子电解液、气体扩散电极、催化剂和分隔物，而且燃料电池可以达到高输出功率发电。在具有该结构的燃料电池中，用来隔开单元电池的分隔物通常具有至少一个流道(或槽)，通过它供给燃料气(如氢气)和氧化性气体(如氧气)，而且从它那里排出所产生的水分(蒸汽)。因此，要求分隔物具有能完全分开这些气体的高气体不渗透性能力，并且要求具有高电导率以降低内阻。另外，分隔物要求具有很好的导热性、耐用性、强度等等。为了满足这些要求，迄今为止，分隔物已经在金属和碳材料两个方面进行研究。在这些材料当中，金属的问题在于它的耐蚀性，因此已经尝试用贵金属或碳来覆盖其表面。然而，在这种情形中，不能获得足够高的耐久性，而且覆盖金属的成本也是个问题。另一方面，已经对用于构成燃料电池分隔物的大量碳材料进行了研究，其例子包括通过将膨胀石墨板加压成形所得到的成型制品、通过将碳烧结体用树脂浸渍并让树脂固化(或硬化)所得到的成型制品、通过烘焙热固性树脂所得到的玻璃状碳和通过将碳粉与树脂混合并将所得到的混合物成型所得到的成型制品。例如，专利文献2公开了一个复杂的工艺，在加热下将粘合剂添加到碳粉末中并混合，混合物经CIP(冷等静压)成型，烘焙并石墨化，将这-->样所获得的各向同性石墨材料用热固性树脂浸渍并经固化处理，并通过切削在其中开槽。此外，已经尝试通过改良为此所要用的组合物来增强分隔物的性能。例如，专利文献3公开了一种分隔物，它具有优秀的机械特性和电特性，基于用树脂覆盖的碳粉复合物，而且树脂的耐热性比涂覆树脂的耐热性更高。专利文献4公开了一种含有低熔点金属、金属粉末、热塑性塑料和热塑性弹性体的混合物的树脂组合物。另一方面，降低分隔物的接触电阻很重要，而且以各种方式已经对为此的技术进行了研究。例如，专利文献5公开了一种通过研磨主要含有树脂的分隔物的表层来提高碳粉面积比的方法。[专利文献1]JP-A(日本未审查专利公告)1-263156[专利文献2]JP-A 8-222241[专利文献3]JP-A 2003-257446[专利文献4]JP-A 2000-348739[专利文献5]JP-A 2003-282084在所提及的含有常规导电树脂组合物的各种成型制品中，有必要增加成型制品中的赋予导电性物质的量以便使成型制品具有高电导率。另一方面，在这种情况下，也必然要增加成型制品中的树脂的量。由此，不可能获得足够高的电导率。此外，由于在成型制品中含有大量的赋予导电性的物质，所得到的成型制品表面不可避免地具有低光滑度，和更高的硬度，因此从导电树脂组合物制得的成型产品的接触电阻趋于恶化。此外，当用粘合剂树脂覆盖成型制品的表面，且其接触电阻变差时，有必要采用研磨成型制品表面的方法。此外，当生产过程包括在1000-3000℃的高温下长时间烘焙的步骤以便获得高电导率时，生产成型制品所要求的时间将变得更长，而且生产步骤变得复杂了，生产成本变高，而这是一个问题。-->
技术实现思路
本专利技术的目标是要提供一种可以解决现有技术所遇到的问题的导电树脂组合物(特别是，它具有低接触电阻和穿透电阻)，以及从它生产出来的成型制品。本专利技术的另一个目标是要提供燃料电池分隔物，它具有优秀的电导率，并可通过模制组合物将它生产出来。对于最新研究的结果，本专利技术人已发现，通过使用含有分散相和连续相的特定树脂粘合剂，可以提供高电导率，并完成了本专利技术。本专利技术是建立在该发现上的。更具体的，例如，本专利技术可包括下列[1]-[16]的实现方案。[1]导电树脂组合物，至少含有：含有分散相和连续相的多组分聚合物型树脂粘合剂(A)，且分散相的数均颗粒度为0.001-2μm，以及粉末形式和/或纤维形式的导电材料(B)。[2]根据[1]的导电树脂组合物，其中，基于100质量％(组分(A)+(B))的总量，组分(A)占40-2质量％，组分(B)占60-98质量％。[3]根据[1]或[2]的导电树脂组合物，其中组分(A)中分散相的数均颗粒度小于组分(B)的数均颗粒度或数均纤维直径。[4]根据[1]-[3]中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(A)中至少一种组分是弹性体组分。[5]根据[1]-[4]中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(A)含有1-99质量％的热塑性树脂，和99-1质量％的弹性体。[6]根据[1]-[5]中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(A)含有选自氢化苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、结晶烯烃-乙烯丁烯结晶烯烃嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-结晶烯烃嵌段共聚物、苯乙烯-异-苯乙烯嵌段共聚物、-->苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的一种或多种以及聚烯烃的组合物。[7]根据[1]-[5]中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(A)至少含有聚偏二氟乙烯和软质丙烯酸树脂。[8]根据[1]-[7]中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(B)含有选自以下物质的至少一种：金属类材料，碳质材料，导电聚合物，和填料，其涂覆有金属类材料，或金属氧化物。[9]根据[1]-[8]中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(B)是包括0.05-5质量％的硼的碳质材料。[10]根据[1]-[9]中任意一项的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
导电树脂组合物，其中至少含有：含有分散相和连续相的多组分聚合物型树脂粘合剂（Ａ），且分散相的数均颗粒度为０．００１－２μｍ，以及粉末形式和／或纤维形式的导电材料（Ｂ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-12-5 407765/2003;US 2003-12-12 60/528,8281.导电树脂组合物，其中至少含有：含有分散相和连续相的多组分聚合物型树脂粘合剂(A)，且分散相的数均颗粒度为0.001-2μm，以及粉末形式和/或纤维形式的导电材料(B)。2.权利要求1的导电树脂组合物，其中，基于100质量％(组分(A)+(B))的总量，组分(A)占40-2质量％，组分(B)占60-98质量％。3.权利要求1或2的导电树脂组合物，其中组分(A)中分散相的数均颗粒度小于组分(B)的数均颗粒度或数均纤维直径。4.权利要求1-3中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(A)中至少一种组分是弹性体组分。5.权利要求1-4中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(A)含有1-99质量％的热塑性树脂，和99-1质量％的弹性体。6.权利要求1-5中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(A)含有选自氢化苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、结晶烯烃-乙烯丁烯结晶烯烃嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-结晶烯烃嵌段共聚物、苯乙烯-异-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的一种或多种以及聚烯烃的组合物。7.权利要求1-5中任意一项的导电树脂组合物，其中组分(A)至少含有聚偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭野匡，泉善一郎，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]