專利名稱：燃料電池隔板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)燃料電池隔板的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種通過將碳質(zhì)粉末和粘合劑混合，加熱該混合物，然后將其進(jìn)行壓模來高效生產(chǎn)燃料電池隔板的方法。
背景技術(shù)：
利用氫和氧反應(yīng)的燃料電池作為發(fā)電系統(tǒng)近來頗受關(guān)注，它可以減輕有關(guān)資源、環(huán)境等方面的問題，并且對其在各種領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用方面已經(jīng)開展了研究。燃料電池的基本結(jié)構(gòu)包括一組從數(shù)十個(gè)到數(shù)百個(gè)的單元，每個(gè)單元都包括正極和負(fù)極、多孔電極板、夾在其中的電解質(zhì)、以及置于每個(gè)電極板外側(cè)的隔氣導(dǎo)電板狀隔板。這種電池的典型實(shí)例包括凸棱電極型，其中正和負(fù)電極板在隔板側(cè)表面上均有溝槽，用作反應(yīng)氣體通道以從中通過氫氣、空氣等，此外還包括凸棱隔板型，其中每個(gè)隔板均具有這種在其表面上形成的溝槽。
用于這種燃料電池的隔板一般通過將碳質(zhì)粉末與粘合劑混合，然后加熱加壓模制此混合物來生產(chǎn)。具體地說，該方法包括將碳質(zhì)粉末與粘合劑混合，混合后的原材料裝入模具中，然后將模具放入壓模機(jī)中，在壓模機(jī)中加熱并加壓混合后的原材料，使模具冷卻直至模壓材料變硬，然后降低模具的壓力。因?yàn)閴耗C(jī)通常裝配有加熱器，所以由加熱、加壓、冷卻、和減壓組成的該系列操作在壓模機(jī)中進(jìn)行，而脫模則在壓模機(jī)外進(jìn)行。即通常已經(jīng)用于滿意地形成厚度約1毫米到幾十毫米的任選的薄板狀凸棱燃料電池隔板，同時(shí)防止變形如翹曲或凸起，并且用于形成形狀精確度較高的凸棱的該技術(shù)是在壓模機(jī)內(nèi)進(jìn)行加熱、壓模、冷卻和減壓的系列操作。
但是，迄今為止所使用在壓模機(jī)內(nèi)進(jìn)行加熱、壓模、冷卻和減壓的系列操作的該技術(shù)具有一個(gè)缺陷，即壓模機(jī)完全用于該系列操作，導(dǎo)致特別是在大量生產(chǎn)中生產(chǎn)能力的大幅度下降。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過將一種碳質(zhì)粉末和一種粘合劑的混合原材料以能消除相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)問題的方式加熱并壓模來生產(chǎn)燃料電池隔板的方法。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)混合后的原材料不像以前常用技術(shù)中那樣在壓模機(jī)中加熱，而在加熱爐中加熱，且隨后引入到壓模機(jī)中并在其中壓模時(shí)，在壓模機(jī)中的停留時(shí)間可以減少，因而可以有效地生產(chǎn)燃料電池隔板。即已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以提供一種適用于大量生產(chǎn)燃料電池隔板的方法?；诖税l(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，該方法包括將混合后的原材料加熱并壓模，此原材料通過將一種碳質(zhì)粉末和一種粘合劑混合而成，其中在加熱爐中加熱此混合原材料，隨后將其加入到壓模機(jī)中，并在其中壓模。
在本發(fā)明中，在并非壓模機(jī)的加熱爐中加熱混合后的原材料，然后將此加熱的混合原材料加入到壓模機(jī)中并在其中壓模。因此壓模機(jī)中的停留時(shí)間可以不包括加熱所需的時(shí)間。其結(jié)果是壓模機(jī)的操作效率提高，因而可以有效地大量生產(chǎn)燃料電池是隔板。盡管混合后的原材料是在并非壓模機(jī)的加熱爐中加熱的，并且隨后用壓模機(jī)壓模，但所得到的隔板的質(zhì)量和功能不受影響。因此可以有效地大量生產(chǎn)具有所需性能的隔板。
本發(fā)明中在壓模前的加熱優(yōu)選在高于粘合劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)但在低于其分解點(diǎn)的溫度下進(jìn)行。在抑制模制材料經(jīng)受因粘合劑分解產(chǎn)生的氣體所導(dǎo)致的裂紋、凸起和變形方面，采用低于粘合劑分解點(diǎn)的溫度是有利的。此加熱步驟優(yōu)選連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)連續(xù)地將混合原材料加入到加熱爐中。
當(dāng)壓模后接著進(jìn)行減壓和隨后的脫模時(shí)，優(yōu)選在從壓模到脫模期間的任何階段進(jìn)行冷卻，并且在低于粘合劑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度進(jìn)行脫模。
在此情況下，減壓后的模制材料優(yōu)選連續(xù)冷卻到低于粘合劑Tg的溫度。
在本發(fā)明中，從提高生產(chǎn)能力的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選的是將混合原材料連續(xù)地供應(yīng)到加熱、壓模、減壓、冷卻和脫模的每個(gè)步驟中，從而連續(xù)生產(chǎn)隔板。
發(fā)明詳述本發(fā)明生產(chǎn)燃料電池隔板的方法的具體實(shí)施方案將在下面詳細(xì)說明。
在本發(fā)明的方法中，首先將碳質(zhì)粉末和粘合劑混合以生產(chǎn)混合原材料。
作為碳質(zhì)粉末，常用的是一種石墨粉。此石墨粉并無特別限定。其實(shí)例包括天然石墨和人造石墨，前者以薄片狀、顆粒狀、塊狀、土狀、或其它形式得到，并且已經(jīng)任選地粉末化，后者是通過將主要由石油焦、瀝青焦或類似物組成的原材料捏合、模塑、烘烤和石墨化以塊狀或其它形式生產(chǎn)，并且已經(jīng)任選地粉末化。還可以使用的是膨化石墨。
從導(dǎo)電性、電池性能等觀點(diǎn)考慮，碳質(zhì)粉末，例如石墨粉末優(yōu)選是一種灰含量為1重量％或更低，更優(yōu)選0.5重量％或更低的粉末。其中堿金屬、堿土金屬、以及過渡金屬的含量優(yōu)選為500ppm或更低，更優(yōu)選100ppm或更低。
從隔板表面光滑性、電池性能等觀點(diǎn)考慮，在碳質(zhì)粉末中揮發(fā)性物質(zhì)的含量優(yōu)選為2重量％或更低，更優(yōu)選1重量％或更低。粉末中固定碳的含量優(yōu)選為98重量％或更高，更優(yōu)選99重量％或更高。
碳質(zhì)粉末的顆粒直徑如下所述。從隔板性能等觀點(diǎn)考慮，其最大顆粒直徑優(yōu)選為1000微米或更小，更優(yōu)選500微米或更小，最優(yōu)選300微米或更小。從隔板模塑性、隔板性能等觀點(diǎn)考慮，希望細(xì)小顆粒的含量較低。因此，粉末的平均顆粒直徑優(yōu)選是1-100微米，更優(yōu)選3-70微米，最優(yōu)選5-50微米。
另一方面，粘合劑并無特別限定。其實(shí)例包括樹脂如熱塑性樹脂和熱固性樹脂、橡膠、熱塑性彈性體、以及兩種或多種這些化合物的混合物。
可用作粘合劑的熱塑性樹脂的實(shí)例包括飽和聚酯樹脂、苯乙烯/丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、ABS樹脂、聚酰胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚砜樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚烯烴樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、丙烯酸樹脂、氟樹脂、苯氧基樹脂、聚氨酯樹脂、兩種或多種這些樹脂的嵌段共聚物、以及兩種或多種樹脂的混合物。
熱固性樹脂的實(shí)例包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙基酯樹脂、以及兩種或多種這些樹脂的混合物。酚醛樹脂可以是任何酚醛清漆樹脂、可熔酚醛樹脂、及其改性樹脂如橡膠改性的酚醛樹脂。
橡膠改性的酚醛樹脂可以通過將一種未硫化的橡膠與一種酚醛樹脂反應(yīng)來得到。未硫化橡膠的實(shí)例包括氟橡膠、硅氧烷橡膠、丁基橡膠、氯丁二烯橡膠、丁腈橡膠、丁腈/氯丁二烯橡膠、氯化丁基橡膠、氯化聚乙烯、環(huán)氧氯丙烷/環(huán)氧乙烷橡膠、環(huán)氧氯丙烷/環(huán)氧乙烷/丙烯酸縮水甘油醚三元共聚物、聚氨酯橡膠、丙烯酸橡膠、乙烯/丙烯橡膠、苯乙烯橡膠、丁二烯橡膠、天然橡膠、以及兩種或多種這些橡膠的共聚物。這些橡膠可以單獨(dú)使用，或者以其兩種或多種橡膠的混合物使用。
酚醛清漆樹脂是通過將至少一種苯酚化合物和至少一種選自例如醛類如甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛，以及糠醛和酮類如丙酮、甲基乙基酮、和甲基異丁基酮的化合物在酸催化劑存在下進(jìn)行縮聚得到的，所述苯酚化合物選自，例如苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、2，5-二甲苯酚、3，5-二甲苯酚、鄰乙基苯酚、間乙基苯酚、對乙基苯酚、丙基苯酚、正丁基苯酚、叔丁基苯酚、1-萘酚、2-萘酚、4，4′-聯(lián)苯二酚、雙酚A、鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、1，2，3-苯三酚、1，2，4-苯三酚和間苯三酚。可熔酚醛樹脂是按照與生產(chǎn)酚醛清漆樹脂的縮聚中相同的方式得到的樹脂，所不同的是用堿催化劑代替酸催化劑。
在這些酚醛樹脂中，酚醛清漆樹脂在固化劑的存在下經(jīng)歷固化反應(yīng)以得到固化后的樹脂，而可熔酚醛樹脂則甚至在沒有固化劑存在下也能經(jīng)歷固化反應(yīng)以得到固化后的樹脂。因此希望當(dāng)酚醛清漆樹脂用作酚醛樹脂時(shí)，在隔板的壓模期間使用固化劑來固化樹脂。固化劑的實(shí)例包括六亞甲基四胺和具有至少兩個(gè)官能團(tuán)，例如羥甲基、烷氧基甲基、或乙酰氧基甲基的氨基化合物。這樣的氨基化合物的實(shí)例包括三聚氰胺衍生物如甲氧基甲基三聚氰胺、和可熔酚醛樹脂。這些固化劑的一般用量可以是酚醛清漆樹脂和固化劑總量的5-10重量％。
橡膠和熱塑性彈性體的實(shí)例包括天然橡膠(異戊二烯橡膠)、合成橡膠、苯乙烯基熱塑性彈性體、熱塑性聚氨酯彈性體、熱塑性聚酯彈性體、熱塑性聚酰胺彈性體、熱塑性聚烯烴彈性體、以及兩種或多種這些化合物的混合物。其具體例子包括丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁橡膠、苯乙烯/丁二烯橡膠、丙烯腈/丁二烯橡膠、丁基橡膠、乙烯/丙烯橡膠、乙烯/丁烯橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠、硅氧烷橡膠、苯乙烯/異戊二烯嵌段共聚物和由其衍生的氫化共聚物、苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物和由其衍生的氫化共聚物、苯乙烯/丁烯嵌段共聚物、聚醚-酯嵌段共聚物、聚酯-酯嵌段共聚物、聚醚嵌段酰胺共聚物、以及兩種或多種這些化合物的混合物。交聯(lián)劑可以用來在模塑期間將這些橡膠交聯(lián)。交聯(lián)劑的實(shí)例包括硫和過氧化物。但是優(yōu)選過氧化物。
在已經(jīng)加入固化劑的熱塑性樹脂或熱塑性彈性體或者已經(jīng)加入硫化劑的橡膠被用作粘合劑的情況下，由于固化劑或交聯(lián)劑(硫化劑)而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而得到固化樹脂。
優(yōu)選的前述粘合劑實(shí)例如下。優(yōu)選的熱固性樹脂是酚醛樹脂。優(yōu)選的熱塑性樹脂是聚烯烴樹脂。優(yōu)選的橡膠是乙烯/丙烯橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯/丁二烯橡膠、和丁基橡膠。優(yōu)選的熱塑性彈性體是衍生自苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物的氫化共聚物。特別優(yōu)選的是那些不會導(dǎo)致模制材料中缺陷的聚合物，例如由于在加熱或壓模期間產(chǎn)生分解氣體。具體說，優(yōu)選熱損失(當(dāng)在氮?dú)庵幸?℃/分鐘的速度從室溫加熱到150℃時(shí)在50-150℃范圍內(nèi)的重量損失)例如為2重量％或更少的聚合物。例如優(yōu)先選擇熱塑性樹脂、橡膠、熱塑性彈性體或它們的混合物。
粘合劑的顆粒直徑優(yōu)選幾乎相同或小于碳質(zhì)粉末的顆粒直徑。具體地說，其顆粒直徑通常為碳質(zhì)粉末顆粒直徑的0.5-1.2倍，優(yōu)選0.6-1.1倍，更優(yōu)選0.7-1.0倍。但是由于兩種小顆粒直徑導(dǎo)致空氣夾雜在碳質(zhì)粉末和粘合劑顆粒之中，從而使粉末混合物體積蓬松，所以粘合劑的顆粒直徑優(yōu)選1微米或更大。
碳質(zhì)粉末與粘合劑任選地和固化劑、交聯(lián)劑等混合在一起。該混合可以通過利用混合機(jī)器將各成分均勻混合或者通過用捏合機(jī)器將各成分混合并捏合來實(shí)現(xiàn)，混合機(jī)器例如有轉(zhuǎn)鼓混合器、螺條混合器、雙缸混合器、亨舍爾混合機(jī)、高速混合機(jī)、或回轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型混合機(jī)(例如行星式混合機(jī))，捏合機(jī)器例如有單或雙螺桿擠出機(jī)、輥筒研磨機(jī)、班伯里混合機(jī)、捏合機(jī)、或布雷本登混合機(jī)。
該混合優(yōu)選在加熱到通常約300℃或更低或者在碳質(zhì)粉末已經(jīng)用有機(jī)溶劑或水性介質(zhì)潤濕后進(jìn)行。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于碳質(zhì)粉末和粘合劑可以更均勻地混合，并且可以生產(chǎn)出性能上具有更高均勻性的隔板。出于同樣的原因，要混合的粘合劑優(yōu)選呈有機(jī)溶劑或水性介質(zhì)中的溶液或分散體形式。
用于潤濕碳質(zhì)粉末或制備粘合劑溶液或分散體的有機(jī)溶劑的例子包括烷烴如丁烷、戊烷、己烷、庚烷和辛烷，環(huán)烷烴如環(huán)戊烷、環(huán)己烷、環(huán)庚烷和環(huán)辛烷，醇如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、氨基醇、己醇、庚醇、辛醇、癸醇、十一烷醇、雙丙酮醇、糠醇和苯甲醇，溶纖劑衍生物如甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、乙酸甲酯溶纖劑和乙酸乙酯溶纖劑，丙二醇衍生物如丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丁基醚乙酸酯和雙丙甘醇二甲基醚。酮如丙酮、甲基氨基酮、環(huán)己酮和苯乙酮，醚如二噁烷和四氫呋喃，酯如乙酸丁酯、乙酸戊酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、草酸二乙酯、丙酮酸乙酯、2-羥基丁酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯和3-甲氧基丙酸甲酯，鹵代烴如氯仿、二氯甲烷和四氯乙烷，芳香族烴如苯、甲苯、二甲苯、苯酚和甲酚，以及極性較高的溶劑如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮。
在這些有機(jī)溶劑中，粘合劑可以溶解于其中并且溶解度參數(shù)與粘合劑接近的那些溶劑優(yōu)選和粘合劑一起使用。例如，醇適用于熱固性樹脂如酚醛樹脂，而芳香族烴則適用于熱塑性樹脂如聚烯烴樹脂并適用于橡膠和熱塑性彈性體。
另一方面，水性介質(zhì)并無特別限定。但是通常使用水。
可以使用任何一種前述有機(jī)溶劑和一種水性介質(zhì)的混合物。盡管有機(jī)溶劑和水性介質(zhì)可以按任何所需比例混合，但它們之間的比例通常為約1/100到100/1。
優(yōu)選的是，用于潤濕碳質(zhì)粉末的一種有機(jī)溶劑和用于制備粘合劑溶液或分散體的一種有機(jī)溶劑應(yīng)該如此選擇以使這些有機(jī)溶劑是共沸的。特別優(yōu)選使用相同的有機(jī)溶劑或相同的水性介質(zhì)。
用于潤濕碳質(zhì)粉末的有機(jī)溶劑或水性介質(zhì)的用量優(yōu)選1-300重量份/100重量份碳質(zhì)粉末。在粘合劑的溶液或分散體中，粘合劑濃度優(yōu)選1-90重量％。
在粘合劑中加入固化劑或交聯(lián)劑(硫化劑)的情況下，固化劑或交聯(lián)劑(硫化劑)可以用任何方法加入，例如一種方法是將固化劑或交聯(lián)劑(硫化劑)混入粘合劑或其在有機(jī)溶劑或水性介質(zhì)的溶液或分散體中，一種方法是將固化劑或交聯(lián)劑混入已經(jīng)被潤濕的碳質(zhì)粉末中，或者一種方法是將固化劑或交聯(lián)劑以有機(jī)溶劑中的溶液或分散體的形式混合，或在已經(jīng)被有機(jī)溶劑潤濕之后再混合。但是優(yōu)選的方法是將固化劑或交聯(lián)劑混入已經(jīng)被潤濕的碳質(zhì)粉末中。
粘合劑的用量優(yōu)選為1-60重量份，更優(yōu)選1-30重量份/100重量份碳質(zhì)粉末。特別是當(dāng)粘合劑是熱固性樹脂時(shí)，其用量優(yōu)選為5-30重量份/100重量份碳質(zhì)粉末。當(dāng)粘合劑是熱塑性樹脂、橡膠、或熱塑性彈性體時(shí)，其用量優(yōu)選為1-20重量份/100重量份碳質(zhì)粉末。在粘合劑用量小于下限的情況下，得到的隔板傾向于在機(jī)械強(qiáng)度和其它性能方面受到損害。在粘合劑用量超過上限的情況下，隔板傾向于在包括導(dǎo)電性在內(nèi)的性能方面受到損害。
通過將碳質(zhì)粉末和粘合劑以及固化劑或交聯(lián)劑(硫化劑)混合而由此得到的混合物是濕料、糊料或塊狀物。因此在進(jìn)行加熱壓模之前通過加熱適當(dāng)?shù)馗稍镌摶旌衔?。此干燥過程可以采用任何溫度，只要所使用的有機(jī)溶劑或水性介質(zhì)可以蒸發(fā)掉并且粘合劑不會有變化。但是一般而言，優(yōu)選在200℃或更低的溫度下進(jìn)行干燥直至混合物中有機(jī)溶劑或水性介質(zhì)的含量降至1重量％或更低。
在加熱干燥后，該混合物通常呈不均勻的顆粒狀或塊狀。該顆粒狀或塊狀混合物粉碎成最大顆粒直徑小于3毫米的顆粒，優(yōu)選0.1-2毫米，更優(yōu)選0.5-1毫米。粉碎過程可以使用，例如混合機(jī)、顎式粉碎機(jī)、回轉(zhuǎn)破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、采樣磨、噴射磨、錘式粉碎機(jī)、或葉輪式破碎機(jī)。
由此得到的包括碳質(zhì)粉末和粘合劑的混合原材料加入到加熱爐中并在其中加熱。
加熱爐并無特別限定。但是從大量生產(chǎn)的角度考慮，優(yōu)選使用加熱步驟可以連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)可以向其中連續(xù)供應(yīng)混合原材料的加熱爐。這種加熱爐的例子包括連續(xù)加工用的水平或垂直爐，例如隧道窯、推焦?fàn)t、和斗式爐(其中置于吊斗中的混合原材料通過移動吊斗而連續(xù)移動的加熱爐)、和間歇式爐(使用方法如下的加熱爐大量混合原材料同時(shí)加入到其中，加熱，然后用傳送帶等從其中出料)。
盡管混合原材料可以直接加入到加熱爐中，但優(yōu)選的方法是將混合原材料置于合適的可傳輸容器例如托盤中，然后將此容器放入加熱爐中。這是因?yàn)樵谠摲椒ㄖ锌梢苑乐够旌显牧闲孤┗蛞绯?。也可能將混合原材料壓入到已?jīng)加工好的模具中以得到所需形狀的成型制品。預(yù)先將一種脫模劑適當(dāng)?shù)赝糠笤谀＞咧?。將混合原材料壓入到模具中的方法沒有特別限制。例如，對于工業(yè)生產(chǎn)可以采用的一種方法是把混合原材料加入到加料斗中，然后將給定數(shù)量的原材料加入到模具中并均勻鋪展到包括角落在內(nèi)的整個(gè)腔中，適當(dāng)?shù)夭捎靡环N輔助工具，以確保腔的形狀。
當(dāng)要成型在其至少一側(cè)具有許多溝槽的隔板時(shí)，其中溝槽有平行的部分并用作反應(yīng)氣體通道，可以通過采用一種在其內(nèi)表面具有凸棱樣式的模具來實(shí)現(xiàn)，該樣式包含許多對應(yīng)于反應(yīng)氣體通道的直橋。
加熱可以在空氣中進(jìn)行。但是可以根據(jù)需要采用如氮?dú)饣驓鍤獾臍怏w作為加熱氣氛。
加入到壓模機(jī)之前在接近所需模壓溫度的溫度下進(jìn)行加熱。例如，加熱溫度通常從[(模壓溫度)-30℃]到[(模壓溫度)+50℃]，優(yōu)選從[(模壓溫度)-20℃]到[(模壓溫度)+40℃]，更優(yōu)選從[(模壓溫度)-10℃]到[(模壓溫度)+30℃]，并且不高于粘合劑的分解點(diǎn)。在加熱未壓入模具中的混合原材料時(shí)，從操作性能的角度考慮，優(yōu)選在低于粘合劑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度下進(jìn)行加熱。
在混合原材料已經(jīng)被加熱并隨后加入到溫度低于所需模壓溫度的壓模機(jī)中的情況下，可以適當(dāng)?shù)赜醚b配在壓模機(jī)中的加熱器加熱。在混合原材料的溫度高于所需模壓溫度的情況下，在壓模前原材料可以適當(dāng)?shù)刂鸩嚼鋮s。后一種情況在工業(yè)上是有利的，即在壓模過程中加熱器可以省略。此外，盡管不加熱壓模會導(dǎo)致在從壓模到減壓期間溫度的逐漸降低，但是由于這種冷卻發(fā)生在較早階段，因而從減少到脫模的時(shí)間階段的角度考慮更加有利，并且由此有效地生產(chǎn)出隔板。但是在壓模期間工作溫度降低到低于粘合劑Tg的情況下，此工藝會損害壓模性能。因此熱壓模機(jī)可以適當(dāng)?shù)匮b配一個(gè)熱絕緣體以減緩溫度下降。
任何方法都可以用來加熱混合原材料，只要將所有混合原材料在壓模之前加熱到所需溫度。其例子包括，一種方法是將混合原材料加入到設(shè)定在所需溫度的加熱爐中，另一種方法是將混合原材料加入到爐子中，然后在其中逐步加熱。
加熱溫度可以用表面溫度計(jì)或用裝配在例如模具中的溫度計(jì)來確定。它可以容易地通過調(diào)節(jié)加熱爐或安裝在壓模機(jī)中的加熱器的溫度來控制。
在加熱爐中已經(jīng)加熱之后，取出該混合原材料并加入到壓模機(jī)中以進(jìn)行壓模。在此操作中優(yōu)選的是將從加熱爐中取出的混合原材料立即加入到壓模機(jī)中，例如在10分鐘之內(nèi)，優(yōu)選在5分鐘之內(nèi)，更優(yōu)選在2分鐘之內(nèi)。
在加熱沒有壓入到模具中的混合原材料的情況下，由此加熱的混合原材料可以壓入到置于壓模機(jī)的模具中。該方法可有效地避免或減少模具進(jìn)入的麻煩和加熱模具的能耗。但是從將混合原材料均勻壓入到模具中的角度考慮，優(yōu)選將處于容易加工狀態(tài)的加熱后的混合原材料壓入到模具中，然后將該模具放入壓模機(jī)中。在加熱前將混合原材料壓入到模具中并且在加熱后將模具從加熱爐中取出并放入壓模機(jī)中的方法是優(yōu)選的，因?yàn)樗菀渍{(diào)節(jié)模具和混合原材料以使溫度更均勻。
壓模機(jī)沒有特別限制。但是在將兩個(gè)或多個(gè)模具放入到壓模機(jī)中的情況下，它可以具有多重壓制的構(gòu)造(兩個(gè)或多個(gè)模具放置在一排，然后將原材料壓入其中，同時(shí)進(jìn)行壓模)或多級壓模的構(gòu)造(兩個(gè)或多個(gè)模具垂直堆疊，同時(shí)壓模)。
壓模機(jī)中的壓模壓力和壓模溫度根據(jù)碳質(zhì)粉末和所用粘合劑的種類、其比例、以及其它因素適當(dāng)?shù)剡x擇，以使該工藝足以脫氣到足夠?qū)⑻假|(zhì)粉末和粘合劑相互熔合，并使得到的模制品沒有裂紋或變形如翹曲。一般而言，當(dāng)壓模溫度相對較高時(shí)可以使用較低的壓力，而當(dāng)壓模溫度相對較低時(shí)使用較高的壓力。壓模壓力通常介于40-400MPa，優(yōu)選65-300MPa。壓模壓力低于下限傾向于導(dǎo)致碳質(zhì)粉末和粘合劑之間的熔合不足，而導(dǎo)致缺陷。壓模壓力高于上限則傾向于導(dǎo)致毛刺(工件從模具中凸起)。壓模溫度通常高于所用粘合劑的Tg以將原材料模制成所需形狀。從得到?jīng)]有表面粗糙性、碎屑、裂紋、或變形(翹曲或凸起)的隔板的角度考慮，優(yōu)選在低于粘合劑分解點(diǎn)的溫度下進(jìn)行壓模。在使用兩種或多種粘合劑的混合物的情況下，術(shù)語“高于粘合劑Tg的溫度”是指高于Tg最低的那種粘合劑Tg的溫度。但是希望采用高于由粘合劑比例計(jì)算出的重均Tg的溫度。
為了以高產(chǎn)率壓模一種沒有表面粗糙性、碎屑、裂紋、或變形(翹曲或凸起)的薄板狀凸棱隔板，希望在通常為(Tg+20℃)或更高，優(yōu)選(Tg+30℃)或更高，更優(yōu)選不低于粘合劑熔點(diǎn)(Tm)，甚至更優(yōu)選(Tm+20℃)或更高，最優(yōu)選(Tm+30℃)或更高的溫度下進(jìn)行壓模。但是壓模溫度過高會導(dǎo)致工件過高的流動性、產(chǎn)生毛刺的更高傾向、以及所得模制件的尺寸穩(wěn)定性較差。此外，這種過高的壓模溫度不僅使施加到模具上的熱負(fù)荷較大，而且從在后續(xù)脫模步驟之前進(jìn)行冷卻的觀點(diǎn)來看也是不利的。因此通常在粘合劑分解點(diǎn)以下的溫度進(jìn)行壓模，優(yōu)選在[(粘合劑Tm)+100℃]或更低，更優(yōu)選在[(粘合劑Tm)+50℃]或更低。例如壓模溫度優(yōu)選為約50-400℃，更優(yōu)選約100-300℃。
術(shù)語“粘合劑的分解點(diǎn)”是指當(dāng)在氮?dú)庵幸?℃/分鐘的速度將粘合劑從室溫加熱，用DSC或TG-DTA進(jìn)行熱分析時(shí)粘合劑開始經(jīng)歷吸熱或放熱變化時(shí)的溫度。
可以在將混合原材料從加熱爐加入到壓模機(jī)之后進(jìn)行加熱。但是在開始壓模之后繼續(xù)加熱以升高混合原材料溫度的情況下，傾向于由混合原材料產(chǎn)生分解氣體，并且由此所得模制件的強(qiáng)度傾向于降低并且性能不均勻。因此優(yōu)選在保持混合原材料基本上不從壓模起始溫度升高溫度的同時(shí)進(jìn)行壓模。此溫度調(diào)節(jié)可以改進(jìn)隔板的均一性，以致隔板很少傾向于產(chǎn)生裂紋、變形之類，并且具有改進(jìn)的性能。術(shù)語“保持混合原材料基本上不經(jīng)歷溫度升高”是指包括這樣一個(gè)步驟的操作，其中在開始壓模后將工件加熱到?jīng)]有分解氣體產(chǎn)生的程度。具體地說，這種操作是指加熱到比壓模起始溫度高最多10℃，優(yōu)選最多8℃的溫度。但是，在不高于即將壓模之前的工件溫度的溫度下進(jìn)行壓模在工業(yè)上是有利的，因?yàn)榧訜岵僮鞑皇潜匾?，并且由此得到的模制件具有改善的性能?br> 模制件的均一性如下。由本發(fā)明方法得到的隔板的最大彎曲應(yīng)力通常是10MPa或更高，優(yōu)選10-150MPa，撓度通常是0.1毫米或更大，優(yōu)選0.2-3.0毫米，以及希望較小的堆電阻率(平面內(nèi)方向)通常是0.1mΩ·cm或更高，其上限通常是200mΩ·cm，優(yōu)選100mΩ·cm，更優(yōu)選50mΩ·cm。但是由于在保持混合原材料基本上不從壓模起始溫度升高溫度的同時(shí)進(jìn)行壓模，如下所示可以減小在隔板平面上這些性能的數(shù)值波動。即在從隔板平面選取的樣品中由五個(gè)點(diǎn)的數(shù)值(在堆電阻率的情況下是九個(gè)點(diǎn))確定的每種性能的偏差系數(shù)如下所示。至于最大彎曲應(yīng)力的偏差系數(shù)，下限通常是0.001，而上限通常是0.15，優(yōu)選0.12，更優(yōu)選0.10。至于撓度的偏差系數(shù)，下限通常是0.001，而上限通常是0.15，優(yōu)選0.12，更優(yōu)選0.10。至于體積電阻率的偏差系數(shù)，下限通常是0.001，而上限通常是0.15，優(yōu)選0.12，更優(yōu)選0.10。偏差系數(shù)是由標(biāo)準(zhǔn)偏差除以平均值得到的數(shù)值。
此外，還可以使用一種方法，其中在從加熱爐取出的同時(shí)加熱混合原材料，然后加入到壓模機(jī)中，隨后在其中以靜止?fàn)顟B(tài)壓模，或者是這樣一種方法，其中將加入到壓模機(jī)的混合原材料在其中移動的同時(shí)進(jìn)行壓模。壓模之后，可以在移動工件或保持其靜止的同時(shí)進(jìn)行減壓。
在壓模機(jī)中壓模之后，在該壓模機(jī)中進(jìn)行減壓。減壓可以按這樣一種方式進(jìn)行，即所施加的壓力連續(xù)地或逐步地減小。當(dāng)在壓模期間工件已經(jīng)充分脫氣時(shí)，可以不冷卻進(jìn)行減壓，因?yàn)樵摴ぜ淮罂赡軙冃?，如凸起或裂紋。但是在脫氣不充分的情況下，在高溫下減壓傾向于導(dǎo)致變形如凸起或裂紋。因此希望在工件已經(jīng)冷卻到一定程度之后或者在冷卻工件的同時(shí)進(jìn)行減壓。
在減壓之前或減壓期間冷卻工件的情況下，冷卻到過低溫度傾向于導(dǎo)致在壓模機(jī)中的停留時(shí)間延長，并因此降低了生產(chǎn)率。另一方面，在過高溫度停止冷卻的情況下，可能不會得到冷卻效果并可能產(chǎn)生變形如凸起或裂紋。因此在終止壓模的同時(shí)將工件冷卻到通常比工件溫度低約幾度到150℃，優(yōu)選約5-100℃的溫度，并且優(yōu)選不高于所使用粘合劑的熔點(diǎn)(Tm)，更優(yōu)選不高于(Tm-50℃)且不低于[粘合劑的Tg]。冷卻可以和開始壓模同時(shí)開始。該技術(shù)的優(yōu)選之處在于工件可以更快速地冷卻到不高于粘合劑Tm的溫度，并且可以在較早的階段如在壓模終止的同時(shí)進(jìn)行減壓。即該技術(shù)有效地減少了壓模機(jī)中的停留時(shí)間。
用真空泵之類脫氣的優(yōu)越之處在于可以得到致密的模制品，并且可以抑制變形如凸起或翹曲。在此情況下，通常在40000Pa(300托)或更低，優(yōu)選27000Pa(200托)或更低，更優(yōu)選5000Pa(37托)或更低，最優(yōu)選1300Pa(10托)或更低的壓力下進(jìn)行脫氣。
可以在以下階段之一進(jìn)行脫氣(1)在加熱由碳質(zhì)粉末和粘合劑混合得到的混合原材料之前；(2)在加熱爐中加熱原材料期間；(3)在加熱爐中加熱原材料之后并且在將其加入到壓模機(jī)中之前；(4)在從原材料加入壓模機(jī)中到開始壓模期間；以及(5)在從開始壓模到終止壓模期間?？梢栽谝粋€(gè)或多個(gè)這些階段中進(jìn)行脫氣，并且可以通過兩個(gè)或多個(gè)這些階段連續(xù)進(jìn)行脫氣。在那些階段中的脫氣操作有以下效果，在階段(1)，即加熱前進(jìn)行脫氣可有效地除去包含在混合原材料中的氣體，并且由此減少顆粒間的距離。因此混合原材料的堆密度增大，并得到致密的模制品。即這種脫氣具有改進(jìn)模制品性能的效果，如強(qiáng)度和堆電阻率。在階段(2)到(4)，即在從加熱到開始模壓的期間進(jìn)行脫氣不僅可以有效地除去包含在混合原材料中的氣體以減少顆粒間的距離，而且可以有效地除去加熱所產(chǎn)生的氣體物質(zhì)，并且由此還可以改善模制品的性能。從改善模制品性能的觀點(diǎn)考慮特別優(yōu)選在階段(4)進(jìn)行脫氣，因?yàn)檫@樣可最有效地除去包含在混合原材料中的氣體和加熱所產(chǎn)生的氣體物質(zhì)。但是從減少壓模機(jī)中停留時(shí)間的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選在階段(5)進(jìn)行脫氣，因?yàn)榕c脫氣可以和壓模同時(shí)進(jìn)行。在兩個(gè)或多個(gè)階段中連續(xù)進(jìn)行脫氣的情況下，優(yōu)選在較早階段開始脫氣，因?yàn)榭梢缘玫捷^大的效果。特別優(yōu)選通過階段(2)到(5)進(jìn)行脫氣，更優(yōu)選通過階段(1)到(5)進(jìn)行脫氣。
如此進(jìn)行脫氣之后，工件立即或逐漸解除脫氣狀態(tài)。在壓模期間工件已經(jīng)脫氣的情況下，可以在任何階段解除脫氣狀態(tài)，只要工件已經(jīng)脫氣且碳質(zhì)粉末和粘合劑已經(jīng)充分相互熔合。因此可以在冷卻期間或冷卻之后進(jìn)行解除，這將在下文描述。
在混合原材料加入到壓模機(jī)之前進(jìn)行脫氣的情況下，原材料可以在例如用于壓模的相同模具中進(jìn)行脫氣，或者在除次要部件之外，空腔形狀大體類似最終模制品形狀的模具中進(jìn)行脫氣。這種脫氣的效果在于，因?yàn)楣ぜ亩衙芏仍龃?，并且可以滿意地成型，所以在取出模具并轉(zhuǎn)移到后續(xù)步驟時(shí)具有改善的操作性能。
為了改善操作性能，例如用于壓模的相同模具或除次要部件之外，空腔形狀大體類似最終模制品形狀的模具可以用來進(jìn)行操作，由此滿意地成型工件。通常在20-300MPa，優(yōu)選20-200MPa的壓力下進(jìn)行該操作。成型溫度沒有特別限制，只要它低于粘合劑的分解點(diǎn)。但是室溫下操作在工業(yè)上是有利的，因?yàn)椴槐剡M(jìn)行加熱操作。通過該操作得到的混合原材料的堆密度通常是1.2-1.8g/cm3，優(yōu)選1.3-1.8g/cm3，更優(yōu)選1.4-1.8g/cm3。該操作可以在加熱混合原材料之前進(jìn)行或在加熱之后且將原材料加入到壓模機(jī)之前進(jìn)行。
壓模和減壓后，從壓模機(jī)中取出模具，然后進(jìn)行脫模，其中將模制材料從模具中取出。優(yōu)選在模制材料已經(jīng)冷卻到低于粘合劑Tg的溫度后進(jìn)行脫模。
這是因?yàn)樵诓坏陀谡澈蟿㏕g的溫度下脫模時(shí)模制材料易于變形，并且該變形導(dǎo)致缺陷如裂紋、凸起和翹曲。結(jié)果難以得到隔板所需的功能。盡管可以在模制材料冷卻到室溫之后進(jìn)行脫模，但是比粘合劑Tg低至少5℃，優(yōu)選至少10℃的溫度就足以抑制脫模中的裂紋或變形。因此，從減少模具中的停留時(shí)間的觀點(diǎn)考慮，在(Tg-5℃)或更低，優(yōu)選(Tg-10℃)或更低，例如(Tg-20℃)到(Tg-80℃)的溫度下進(jìn)行脫模。因此，在模具沒有從壓模機(jī)中取出的情況下，在已經(jīng)冷卻到此范圍內(nèi)的溫度之后將模制材料從壓模機(jī)中取出。
在該操作中，可以將模具自然冷卻。但是從提高模具利用效率并由此提高生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選采用合適的冷卻介質(zhì)或冷卻技術(shù)，例如低溫氣體或噴灑制冷劑。
在模具從壓模機(jī)取出的情況下，可以在壓模后進(jìn)行減壓之前、期間和之后的任何階段進(jìn)行冷卻。然而優(yōu)選采用連續(xù)操作，例如一種方法是將已經(jīng)進(jìn)行過減壓的模具在傳送帶上連續(xù)移動，然后經(jīng)過一個(gè)冷卻區(qū)；或者一種方法是將模具分批一個(gè)接一個(gè)地移動或同時(shí)移至冷卻室中，然后用傳送帶之類出料。這種連續(xù)操作的有利之處在于脫?？梢赃B續(xù)進(jìn)行，從而減少在模具中的停留時(shí)間，并且因此還可以提高生產(chǎn)率。
甚至在減壓之前、期間和之后的任何階段進(jìn)行冷卻時(shí)，根據(jù)碳質(zhì)粉末和所用粘合劑的種類、其比例、加熱溫度、壓模條件等適當(dāng)?shù)剡x擇冷卻速度。但是可以使用在加熱/模壓條件下既不會導(dǎo)致分解氣體產(chǎn)生也不會導(dǎo)致發(fā)泡的粘合劑來提高冷卻速度。此技術(shù)的優(yōu)選之處在于可以更早進(jìn)行脫模，并且在模具中的停留時(shí)間可以減少。
在冷卻到適合脫模的溫度期間，例如在壓模后減壓之前、期間和之后的任何階段進(jìn)行，冷卻速度通常是0.03℃/秒(＝1.8℃/分鐘)或更高，優(yōu)選0.04℃/秒或更高。但是從減少脫模時(shí)間的觀點(diǎn)考慮，可以采用冷卻速度為0.05℃/秒或更高，優(yōu)選為0.1℃/秒或更高。其上限通常是100℃/分鐘。
在本發(fā)明的燃料電池隔板生產(chǎn)方法中，混合原材料或用混合原材料裝填的模具連續(xù)地供應(yīng)到加熱、壓模、減壓、冷卻和脫模的每個(gè)步驟中，從而連續(xù)生產(chǎn)出隔板。該方法的優(yōu)越之處在于，由于可以減少壓模機(jī)中和模具中的停留時(shí)間，所以它可有效地大幅度提高生產(chǎn)率。
由本發(fā)明方法生產(chǎn)的隔板在尺寸或形狀上沒有特別限制。形狀的例子包括板狀隔板。長度和寬度尺寸通常分別是50-1000毫米，并且分別優(yōu)選80-500毫米。厚度優(yōu)選較薄，且通常是20毫米或更少，優(yōu)選10毫米或更少，更優(yōu)選5毫米或更少。從強(qiáng)度和阻氣性的觀點(diǎn)來看，厚度優(yōu)選0.1毫米或更大，更優(yōu)選0.3毫米或更大。隔板的堆密度通常是1.8g/cm3或更高，優(yōu)選1.9-2.2g/cm3。本發(fā)明特別適用于生產(chǎn)這樣一種板狀燃料電池隔板，即在其一側(cè)或每側(cè)上具有許多有平行部分并用作反應(yīng)氣體通道的溝槽。
本發(fā)明將參考以下實(shí)施例和對比例作說明，但是不應(yīng)理解為這些實(shí)施例實(shí)施例1向500克天然石墨粉末中(平均顆粒直徑24微米)加入100克甲苯，這些組分混合在一起以潤濕石墨粉末。向其中加入75克33重量％的商品化聚苯乙烯(平均分子量為200000；Tg為100℃；分解點(diǎn)為395℃(文獻(xiàn)數(shù)據(jù)))的甲苯溶液(25克聚苯乙烯+50克甲苯)。用雙螺桿捏合機(jī)在轉(zhuǎn)速約30rpm于40℃下捏合該混合物1小時(shí)，然后在100℃加熱干燥3小時(shí)。所得干燥混合物用篩網(wǎng)過篩以得到最大顆粒直徑為1毫米或更小的粉末。從該粉末中取出100克的部分，然后裝入模具中。裝填有粉末的模具用干燥爐在35分鐘內(nèi)加熱到180℃，然后置于液壓板上。操作液壓泵在98MPa壓力下進(jìn)行壓模5分鐘。在開始壓模的時(shí)候模具溫度為179℃。在開始模制的同時(shí)用水冷卻夾套開始冷卻。此后，停止液壓泵，模具減壓到大氣壓力，同時(shí)用水冷卻夾套在30分鐘內(nèi)連續(xù)冷卻到50℃。隨后，模具從液壓機(jī)中取出并進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，然后從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板，其長度和寬度尺寸分別為100毫米，厚度為5毫米。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為35分鐘(5分鐘壓模+30分鐘減壓)。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為10分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為80分鐘。
得到的隔板用肉眼檢查，發(fā)現(xiàn)具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。堆密度為2.1g/cm3，用四探針法電阻計(jì)(MitsubishiChemical Corp制造，“Loresta MP”)測量的體積電阻率為2.5mΩ·cm。在9個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行此測量，用這些所測數(shù)值的平均值作為隔板的體積電阻率。相同方法適用于下文。
實(shí)施例2按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行壓模，但在液壓泵停止之后，在將模具減壓到大氣壓力的同時(shí)用水冷卻夾套在15分鐘內(nèi)連續(xù)冷卻到100℃。此后，從液壓機(jī)中取出模具并以0.07℃/秒的速度用水冷卻夾套冷卻到50℃。然后模具進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，并從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為20分鐘(5分鐘壓模+15分鐘減壓)。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為22分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為77分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為2.1g/cm3，體積電阻率為2.6mΩ·cm。
實(shí)施例3按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行壓模，但在液壓泵停止之后，在將模具減壓到大氣壓力的同時(shí)用水使夾套在5分鐘內(nèi)連續(xù)冷卻到150℃。此后，從液壓機(jī)中取出模具并以0.07℃/秒的速度用水冷卻夾套冷卻到50℃。然后模具進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，并從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為10分鐘(5分鐘壓模+5分鐘減壓)。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為34分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為79分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為2.1g/cm3，體積電阻率為2.7mΩ·cm。
實(shí)施例4按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行壓模，但按以下方法制備混合原材料向500克天然石墨粉末(平均顆粒直徑13微米)加入100克甲苯，這些組分混合在一起以潤濕石墨粉末。向其中加入75克33重量％的商品化苯乙烯/丁二烯共聚物(平均分子量為220000；Tg為100℃；分解點(diǎn)為395℃(文獻(xiàn)數(shù)據(jù)))的甲苯溶液(25克苯乙烯/丁二烯共聚物+50克甲苯)。用雙螺桿捏合機(jī)在轉(zhuǎn)速為30rpm于40℃下捏合該混合物1小時(shí)，然后在100℃加熱干燥3小時(shí)。所得干燥混合物用篩網(wǎng)過篩。由此得到最大顆粒直徑為1毫米或更小的粉末作為混合原材料。壓模之后，在將模具減壓到大氣壓力的同時(shí)用水冷卻夾套在30分鐘內(nèi)連續(xù)冷卻到50℃。從液壓機(jī)中取出模具并進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，并從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為35分鐘。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為10分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為80分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為2.0g/cm3，體積電阻率為9.6mΩ·cm。
實(shí)施例5按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行壓模，但按以下方法制備混合原材料向500克與實(shí)施例4中使用的相同天然石墨粉末(平均顆粒直徑13微米)加入100克甲苯，這些組分混合在一起以潤濕石墨粉末。向其中加入75克33重量％的聚苯乙烯(平均分子量為340000；Tg為101℃；分解點(diǎn)為395℃(文獻(xiàn)數(shù)據(jù)))的甲苯溶液(25克聚苯乙烯+50克甲苯)。用雙螺桿捏合機(jī)在轉(zhuǎn)速為30rpm于40℃下捏合該混合物1小時(shí)，然后在100℃加熱干燥3小時(shí)。所得干燥混合物用篩網(wǎng)過篩。由此得到最大顆粒直徑為1毫米或更小的粉末作為混合原材料。壓模之后，在將模具減壓到大氣壓力的同時(shí)用水冷卻夾套在30分鐘內(nèi)連續(xù)冷卻到50℃。從液壓機(jī)中取出模具并進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，并從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為35分鐘。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為10分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為80分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為2.1g/cm3，體積電阻率為8.6mΩ·cm。
對比例1從與實(shí)施例1中所用相同的天然石墨粉末和聚苯乙烯混合物中取出100克的部分，并裝入模具中。用液壓機(jī)的加熱器將裝填有此粉末的模具加熱到180℃，在模具溫度達(dá)到180℃時(shí)，這要花費(fèi)45分鐘，操作液壓泵在98MPa壓力下進(jìn)行壓模5分鐘。在開始壓模的時(shí)候模具溫度為179℃。在開始模制的同時(shí)用水冷卻夾套開始冷卻。此后，停止液壓泵，模具減壓到大氣壓力，同時(shí)用水冷卻夾套在30分鐘內(nèi)連續(xù)冷卻到50℃。隨后，模具從液壓機(jī)中取出并進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，然后從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板，其長度和寬度尺寸分別為100毫米，厚度為5毫米。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為80分鐘(45分鐘加熱+5分鐘壓模+30分鐘減壓)。即液壓機(jī)中的停留時(shí)間分別是實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3中停留時(shí)間的2倍或更多、4倍和8倍。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為10分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為90分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為2.1g/cm3，體積電阻率為2.5mΩ·cm。
在實(shí)施例1-3和對比例1中得到的結(jié)果概括于表1中。
表1
Tg＝聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，100℃。
實(shí)施例6向5千克天然石墨粉末(平均顆粒直徑13微米)加入1千克甲苯，這些組分混合在一起以潤濕石墨粉末。向其中加入1.25千克20重量％的苯乙烯基熱塑性彈性體(下文中稱之為SEBC彈性體；Tg為100℃；分解點(diǎn)為370℃(文獻(xiàn)數(shù)據(jù)))的甲苯溶液(0.25千克SEBC彈性體+1千克甲苯)，該彈性體是衍生自商品化苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物(苯乙烯含量約30重量％)的一種氫化產(chǎn)物。用容量為20升并裝配有切碎機(jī)的臥式攪拌器在主軸轉(zhuǎn)速為230rpm和切碎機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm于40℃下捏合該混合物10分鐘。然后在120℃加熱干燥該混合物5小時(shí)。所得干燥混合物用篩網(wǎng)過篩以得到最大顆粒直徑為1毫米或更小的粉末。從該粉末中取出100克的部分，然后裝入模具中。裝填有粉末的模具在30分鐘內(nèi)加熱到160℃，然后置于液壓板上。操作液壓泵在98MPa壓力下進(jìn)行壓模5分鐘。在開始壓模的時(shí)候模具溫度為159℃。在開始模制的同時(shí)用水冷卻夾套開始冷卻。此后，停止液壓泵，模具在1分鐘內(nèi)減壓到大氣壓力。隨后，模具從液壓機(jī)中取出并用水冷卻夾套以0.07℃/秒的速度冷卻到50℃。然后模具進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，然后從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為6分鐘(5分鐘壓模+1分鐘減壓)。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為25分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為61分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為2.0g/Gm3，體積電阻率為11.1mΩ·cm。
隨后以下列方法按照J(rèn)IS K 7171檢測隔板。長100毫米、寬10毫米、厚5毫米的測試片從作為熱壓模產(chǎn)品得到的隔板上切割下來。通過在支持物到支持物的距離為80毫米和測試速度為5毫米/分鐘的條件下將一個(gè)壓頭壓到隔板表面上來將負(fù)載施加到測試片上，以測量其最大彎曲應(yīng)力和在最大彎曲應(yīng)力處的撓度。在本發(fā)明中，這些性能的每個(gè)數(shù)值都是測試片中5個(gè)點(diǎn)所測數(shù)值的平均值。得到的結(jié)果列于表2中。
偏差系數(shù)是通過將標(biāo)準(zhǔn)偏差除以平均值得到的數(shù)值；標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均值分別由有關(guān)最大彎曲應(yīng)力和撓度的5個(gè)點(diǎn)所測數(shù)值來計(jì)算，和由有關(guān)體積電阻率的9個(gè)點(diǎn)所測數(shù)值來計(jì)算。相同的方法適用于下文。
實(shí)施例7裝填有混合原材料的模具按照與實(shí)施例6中相同的方法在30分鐘內(nèi)加熱到160℃，然后置于液壓板上。操作液壓泵在98MPa壓力下進(jìn)行壓模3分鐘。在開始壓模的時(shí)候模具溫度為159℃。在開始模制的同時(shí)，將模具內(nèi)的物質(zhì)脫氣并開始用水冷卻夾套冷卻。將模具內(nèi)的物質(zhì)脫氣是通過抽空整個(gè)液壓設(shè)備來進(jìn)行的。此后，停止液壓泵，在1分鐘內(nèi)減壓到大氣壓力并將液壓設(shè)備內(nèi)部解除抽空狀態(tài)。在解除抽空狀態(tài)之前，液壓設(shè)備已經(jīng)抽到3000Pa。隨后，模具從液壓機(jī)中取出并用水冷卻夾套以0.07℃/秒的速度冷卻到50℃。然后模具進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，然后從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為4分鐘(3分鐘壓模+1分鐘減壓)。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為33分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為67分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為2.0g/cm3，體積電阻率為6.4mΩ·cm。
隨后，按照與實(shí)施例6中相同的方法測量隔板的抗彎強(qiáng)度和撓度。得到的結(jié)果列于表2中。由于脫氣，可以得到致密的模制品，并且可以得到體積電阻率和抗彎強(qiáng)度優(yōu)異的隔板。
實(shí)施例8從實(shí)施例6使用的粉末狀混合原材料中取出100克的部分并裝入模具中。裝填有粉末的模具在33分鐘內(nèi)加熱到170℃，然后置于液壓板上。操作液壓泵在98MPa壓力下進(jìn)行壓模5分鐘。在開始壓模的時(shí)候模具溫度為169℃。在開始模制的同時(shí)，開始用水冷卻夾套冷卻。此后，停止液壓泵，模具在1分鐘內(nèi)減壓到大氣壓力。隨后，模具從液壓機(jī)中取出并用水冷卻夾套以0.07℃/秒的速度冷卻到50℃。然后模具進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，然后從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為6分鐘(5分鐘壓模+1分鐘減壓)。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為27分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為66分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為2.0g/cm3，體積電阻率為11.5mΩ·cm。
隨后，按照與實(shí)施例6中相同的方法測量隔板的抗彎強(qiáng)度和撓度。得到的結(jié)果列于表2中。
實(shí)施例9裝填有混合原材料的模具按照與實(shí)施例8中相同的方法在33分鐘內(nèi)加熱到170℃，然后置于液壓板上。操作液壓泵在98MPa壓力下進(jìn)行壓模5分鐘。在開始壓模的時(shí)候模具溫度為169℃。在開始模制的同時(shí)開始加熱。此后，停止液壓泵，模具在1分鐘內(nèi)減壓到大氣壓力。在減壓時(shí)模具溫度是195℃。隨后，模具從液壓機(jī)中取出并用水冷卻夾套以0.07℃/秒的速度冷卻到50℃。然后模具進(jìn)行脫模步驟，其中將模具在10分鐘內(nèi)冷卻到44℃，然后從模具中取出模制材料。由此生產(chǎn)出燃料電池用板狀隔板。
在此操作中，液壓機(jī)中的停留時(shí)間(操作時(shí)間)為6分鐘(5分鐘壓模+1分鐘減壓)。從液壓機(jī)中取出模具到脫模的時(shí)間為45分鐘。從加熱到脫模的整個(gè)時(shí)間為84分鐘。
得到的隔板按照與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行評價(jià)。肉眼檢查的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)隔板具有光滑的表面狀態(tài)，并且沒有明顯的凹進(jìn)或凸起。隔板的堆密度為1.9g/cm3，體積電阻率為12.4mΩ·cm。
隨后，按照與實(shí)施例6中相同的方法測量隔板的抗彎強(qiáng)度和撓度。得到的結(jié)果列于表2中。此實(shí)施例中，在開始壓模之后繼續(xù)加熱以升高混合原材料的溫度。因此體積電阻率和抗彎強(qiáng)度的測量值有波動，并且撓度變小。
表2
Tg＝SEBC彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，100℃。
以上給出的結(jié)果表明下列內(nèi)容。本發(fā)明中，在并非壓模機(jī)的加熱爐中加熱混合原材料，然后此加熱后的混合原材料加入到壓模機(jī)中并在其中壓模。因此，壓模機(jī)中的停留時(shí)間可以不包括加熱所需的時(shí)間，從而提高了生產(chǎn)率。
盡管在并非壓模機(jī)的加熱爐中加熱混合原材料并且然后用壓模機(jī)將其壓模，但所得隔板仍具有完好的品質(zhì)和功能。此外，當(dāng)由該方法生產(chǎn)隔板時(shí)，在此方法中在保持混合原材料基本上不進(jìn)行升溫的同時(shí)進(jìn)行脫氣和壓模，由此得到的隔板可以具有改善的品質(zhì)和功能。
如上詳細(xì)所述，按照本發(fā)明生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，用于壓模的壓模機(jī)中的停留時(shí)間可以顯著減少，因而生產(chǎn)率可以大大提高，從而可以有效地大量生產(chǎn)具有優(yōu)異性能的燃料電池隔板。
具體地說，通過在壓模之后進(jìn)行冷卻以更早地進(jìn)行脫模，不僅可以減少生產(chǎn)隔板所需的時(shí)間，而且可以提高模具利用效率。從而獲得更加有效的生產(chǎn)方法。
所得隔板具有完好的品質(zhì)和功能。此外，當(dāng)由該方法生產(chǎn)隔板時(shí)，在此方法中在保持混合原材料基本上不進(jìn)行升溫的同時(shí)進(jìn)行脫氣和壓模，由此得到的隔板可以具有改善的品質(zhì)和功能。
盡管已經(jīng)詳細(xì)地并且參考其具體實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，很明顯可以作出不背離本發(fā)明范圍的各種變動和修改。
本申請基于日本專利申請2001-104836(2001年4月3日提交)，其所有內(nèi)容在此列為參考文獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，該方法包括將一種碳質(zhì)粉末和一種粘合劑混合以形成一種混合原材料，在加熱爐中加熱此混合原材料，以及使用壓模機(jī)將該混合原材料進(jìn)行壓模以形成燃料電池隔板。
2.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，它進(jìn)一步包括在加熱后將混合原材料裝填入模具中的步驟。
3.權(quán)利要求2的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中混合原材料裝填入已經(jīng)放置在壓模機(jī)的模具中。
4.權(quán)利要求2的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中所述模具在裝填入混合原材料之后再放置在壓模機(jī)中。
5.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，它進(jìn)一步包括將混合原材料進(jìn)行形狀保持處理的步驟，其中所述形狀保持處理在(I)加熱前和/或(II)加熱后但壓模前進(jìn)行。
6.權(quán)利要求5的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中形狀保持處理通過脫氣和/或預(yù)成形來進(jìn)行。
7.權(quán)利要求6的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中脫氣在40000Pa或更低的壓力下進(jìn)行。
8.權(quán)利要求6的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中預(yù)成形在20MPa或更高的成形壓力下進(jìn)行。
9.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中壓模在不低于粘合劑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度下進(jìn)行。
10.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中在加熱爐中的加熱在低于粘合劑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度下進(jìn)行。
11.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中在混合原材料已經(jīng)加入到壓模機(jī)之后進(jìn)行額外的加熱，在額外的加熱中最大溫度高于粘合劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，但低于粘合劑的分解溫度。
12.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中已經(jīng)裝填入一個(gè)或多個(gè)模具中的混合原材料在加熱爐中加熱，然后將模具放入到壓模機(jī)中將混合原材料進(jìn)行壓模。
13.權(quán)利要求12的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中壓模之前在高于粘合劑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)但低于粘合劑分解溫度的溫度下進(jìn)行加熱。
14.權(quán)利要求12的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中模具依次送入到加熱爐以連續(xù)進(jìn)行加熱步驟。
15.權(quán)利要求12的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中模具依次供應(yīng)到加熱、壓模、減壓、冷卻和脫模的每個(gè)步驟中以連續(xù)生產(chǎn)隔板。
16.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中在保持混合原材料基本上不從壓模起始溫度升高溫度的同時(shí)進(jìn)行壓模。
17.權(quán)利要求16的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中在壓模期間混合原材料的溫度要比壓模起始溫度高出最多10℃。
18.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中在從通過將碳質(zhì)粉末和粘合劑混合制備混合原材料到壓模終止期間將混合原材料脫氣。
19.權(quán)利要求18的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中脫氣在40000Pa或更低的壓力下進(jìn)行。
20.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中壓模終止之后在不高于粘合劑熔點(diǎn)(Tm)的溫度下進(jìn)行減壓。
21.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中壓模之后進(jìn)行減壓和后續(xù)的脫模，而且冷卻在從壓模到脫模期間的任何階段進(jìn)行，脫模在低于粘合劑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度下進(jìn)行。
22.權(quán)利要求21的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中在減壓之后，模制材料繼續(xù)冷卻到低于粘合劑Tg的溫度。
23.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中在從開始壓模到減壓期間以0.03℃/秒或更高的速度進(jìn)行冷卻。
24.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中在從減壓到脫模期間以0.03℃/秒或更高的速度進(jìn)行冷卻。
25.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中碳質(zhì)粉末是一種石墨粉末。
26.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中碳質(zhì)粉末的最大顆粒直徑為1000微米或更小。
27.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中碳質(zhì)粉末的平均顆粒直徑為1-100微米。
28.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中粘合劑包括至少一種選自下列一組的化合物熱塑性樹脂、熱固性樹脂、橡膠和熱塑性彈性體。
29.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中粘合劑包括至少一種選自下列一組的化合物熱塑性樹脂、橡膠和熱塑性彈性體。
30.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中粘合劑的顆粒直徑是碳質(zhì)粉末顆粒直徑的0.5-1.2倍。
31.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中選自有機(jī)溶劑、水性介質(zhì)、以及兩種或多種這些化合物的混合物的介質(zhì)被用來潤濕碳質(zhì)粉末，并用來制備粘合劑的溶液或分散體。
32.權(quán)利要求31的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中有機(jī)溶劑是烷烴、環(huán)烷烴、醇、溶纖劑及其衍生物、丙二醇及其衍生物、酮、醚、酯、鹵代烴、芳香族烴、高極性溶劑、以及兩種或多種這些化合物的混合物。
33.權(quán)利要求31的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中水性介質(zhì)是水。
34.權(quán)利要求31的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中選自有機(jī)溶劑、水性介質(zhì)、以及兩種或多種這些化合物的混合物的介質(zhì)的用量為1-300重量份/100重量份碳質(zhì)粉末。
35.權(quán)利要求31的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中粘合劑溶液或分散體的粘合劑濃度為1-90重量％。
36.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中粘合劑的用量為1-60重量份/100重量份碳質(zhì)粉末。
37.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中包含一種碳質(zhì)粉末和一種粘合劑的混合原材料是一種通過以下方法得到的原材料用有機(jī)溶劑、水性介質(zhì)、或這些化合物的混合物作為介質(zhì)來制備碳質(zhì)粉末和粘合劑的潤濕、糊狀或塊狀混合物，然后將此混合物干燥到這樣一種程度，即混合物中有機(jī)溶劑或水性介質(zhì)的含量減少到1重量％或更低。
38.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中包含一種碳質(zhì)粉末和一種粘合劑的混合原材料是一種通過以下方法得到的原材料用有機(jī)溶劑、水性介質(zhì)、或這些化合物的混合物作為介質(zhì)來制備碳質(zhì)粉末和粘合劑的潤濕、糊狀或塊狀混合物，隨后干燥此混合物，然后粉碎所得顆粒狀或塊狀混合物以使最大顆粒直徑小于3毫米。
39.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中混合原材料連續(xù)地送到加熱爐中以連續(xù)進(jìn)行加熱步驟。
40.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中混合原材料連續(xù)地供應(yīng)到加熱、壓模、減壓、冷卻和脫模的每個(gè)步驟中以連續(xù)生產(chǎn)隔板。
41.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中燃料電池隔板是一種在其至少一側(cè)具有許多溝槽的板狀結(jié)構(gòu)，所述溝槽有平行部分并且用作反應(yīng)氣體通道。
42.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中燃料電池隔板是一種長度和寬度尺寸分別為50-1000毫米且厚度為0.5-20毫米的板狀結(jié)構(gòu)。
43.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中燃料電池隔板的抗彎強(qiáng)度為10-150MPa，撓度為0.1-3.0毫米，且面內(nèi)體積電阻率為0.1-200mΩ·cm。
44.權(quán)利要求1的生產(chǎn)燃料電池隔板的方法，其中燃料電池隔板的抗彎強(qiáng)度的偏差系數(shù)為0.001-0.15，體積電阻率的偏差系數(shù)為0.001-0.15。
全文摘要
通過將一種碳質(zhì)粉末和一種粘合劑的原材料混合物加熱并壓模,同時(shí)減少在壓模機(jī)中的停留時(shí)間來有效地大量生產(chǎn)一種燃料電池隔板,而不會損害所得隔板的品質(zhì)或功能。在生產(chǎn)燃料電池隔板的該方法中,碳質(zhì)粉末和粘合劑的原材料混合物在加熱爐中加熱,隨后加入到壓模機(jī)中,然后在其中壓模。
文檔編號H01M8/02GK1379487SQ0210548
公開日2002年11月13日 申請日期2002年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月3日
發(fā)明者橋口正一, 鈴木光雄 申請人:三菱化學(xué)株式會社