CN107254127A - 燃料电池的电极浆料用有机载体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池的电极浆料用有机载体及其制备方法，其有机载体包括以下重量份的原料：有机树脂20‑25份，有机溶剂15‑20份，增稠剂10‑15份，分散剂8‑11份，增塑剂2‑8份，催化剂1‑6份；其制备方法包括以下步骤：S1：将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在45‑50℃下以30‑35rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解，本发明的触变性好，制备效率高，制备方法简单，使用方便，成本低。

Description

燃料电池的电极浆料用有机载体及其制备方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的电极浆料用有机载体及其制备方法。
背景技术
目前，全球已有英国伦敦、加拿大温哥华、德国斯图加特等不少国家和城市推出了燃料电池驱动的公共汽车线路，许多国家展示了试运行的燃料电池车；中国在北京奥运会和上海世博会期间也成功推出了燃料电池驱动的大巴车和小汽车，现已有超过1000辆车在全国10多个城市试运行；随着燃料电池配套设施加氢站的快速建设，将会有更多的燃料电池车投入运行；据统计，1011年燃料电池装机容量较1011年取得了成倍的增长；然而其离商业化应用还有一定的距离。
导电浆料是燃料燃料电池的重要组成部分，现有导电浆料主要由导电金属粉末、无机玻璃粘结剂及有机载体组成，或者添加一些功能添加剂，例如增稠剂、增塑剂、表面活性剂或者流平剂等，有机载体主要起润湿、分散粉体颗粒的作用，提供浆料优越的印刷性能，申请号为101210284145.4的专利文件公开了电极浆料用有机载体及其制备方法，其有机载体包括以下质量分数的组分：有机树脂5%～10%，有机溶剂60%～85%，触变剂1%～10%，和润湿分散剂1%～10%，用于提供一种可使制备的浆料触变性好、分散性和存储稳定性好、剪切变稀效果明显、粘度恢复快、可印刷大高宽比细电极栅线且印刷分辨率高的有机载体；申请号为101110142660.1的专利文件公开了一种导电浆料用有机载体、有机载体的制备方法及导电浆料，其有机载体有机溶剂、有机树脂和添加剂，所述添加剂包括螯合剂，用于提供一种能提供合适触变性能的导电浆料的有机载体，提高丝网印刷的性能及电极质量，但是，其不能够增强有机载体的各种性能，且不能够加快有机载体的制备速率，降低成本。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供燃料电池的电极浆料用有机载体及其制备方法，目的在于解决不能够加快有机载体的制备速率，降低成本的问题。
本发明提出的燃料电池的电极浆料用有机载体，包括以下重量份的原料：有机树脂 20-25份，有机溶剂 15-20份，增稠剂 10-15份，分散剂 8-11份，增塑剂 2-8份，催化剂1-6份。
优选地，所述有机树脂包括聚四氟乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂和酚醛树脂中的一种或多种的组合，且有机溶剂包括丁基卡必醇、三氯乙烯、松油醇、乙烯乙二醇醚、邻苯二甲酸二辛酯和三乙醇胺中的一种或多种的组合。
优选地，所述增稠剂包括羟乙基纤维素、聚丙烯酸盐和甲基丙烯酸中的一种或多种的组合。
优选地，所述分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺和脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种的组合，且增塑剂包括柠檬酸三丁酯和邻苯二甲酸二正辛酯中的一种或两种的组合。
优选地，所述催化剂包括二氧化硅和碳酸钠中的一种或两种的组合。
优选地，包括以下重量份的原料：有机树脂 21-24份，有机溶剂 16-19份，增稠剂11-14份，分散剂 9-11份，增塑剂 4-7份，催化剂 2-5份。
本发明还提出了燃料电池的电极浆料用有机载体的制备方法，包括以下步骤：
S1：将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在45-50℃下以30-35rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解；
S2：将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在90-95℃下以60-65rpm的搅拌速度搅拌2.1-2.8h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
优选地，所述S1中，将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在46-49℃下以31-34rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解。
优选地，所述S2中，将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在91-94℃下以61-64rpm的搅拌速度搅拌2.2-2.7h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
本发明中，所述燃料电池的电极浆料用有机载体及其制备方法通过加入催化剂能够增强有机载体的各种性能，且能够加快有机载体的制备速率，通过加入增稠剂能够增强有机载体的表观粘度，并赋予有机载体以触变性，本发明的触变性好，制备效率高，制备方法简单，使用方便，成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
本实施例提出了燃料电池的电极浆料用有机载体，包括以下重量份的原料：有机树脂 20份，有机溶剂 15份，增稠剂 10份，分散剂 8份，增塑剂 2份，催化剂 1份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在45℃下以30rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解；
S2：将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在90℃下以60rpm的搅拌速度搅拌2.1h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
实施例二
本实施例提出了燃料电池的电极浆料用有机载体，包括以下重量份的原料：有机树脂21份，有机溶剂 17份，增稠剂 11份，分散剂 10份，增塑剂 5份，催化剂 4份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在47℃下以31rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解；
S2：将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在91℃下以61rpm的搅拌速度搅拌2.4h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
实施例三
本实施例提出了燃料电池的电极浆料用有机载体，包括以下重量份的原料：有机树脂22份，有机溶剂 18份，增稠剂 12份，分散剂 11份，增塑剂 6份，催化剂 5份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在48℃下以32rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解；
S2：将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在92℃下以62rpm的搅拌速度搅拌2.5h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
实施例四
本实施例提出了燃料电池的电极浆料用有机载体，包括以下重量份的原料：有机树脂24份，有机溶剂 19份，增稠剂 14份，分散剂 11份，增塑剂 7份，催化剂 6份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在49℃下以34rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解；
S2：将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在94℃下以64rpm的搅拌速度搅拌2.6h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
实施例五
本实施例提出了燃料电池的电极浆料用有机载体，包括以下重量份的原料：有机树脂25份，有机溶剂 20份，增稠剂 15份，分散剂 11份，增塑剂 8份，催化剂 6份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在50℃下以35rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解；
S2：将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在95℃下以65rpm的搅拌速度搅拌2.8h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
对比常规的有机载体的制备速率与实施例一至五的有机载体的制备速率，实施例一至五的有机载体的制备速率比较常规的有机载体的制备速率提高百分比如下表：
实施例 一 二 三 四 五
制备速率提高百分比 11.2% 11.4% 15.6% 12.7% 11.5%
由上述表格可知，本发明提出的有机载体比较常规的有机载体，在制备效率上具有明显提高，实施例三为最佳实施例。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.燃料电池的电极浆料用有机载体，其特征在于，包括以下重量份的原料：有机树脂20-25份，有机溶剂 15-20份，增稠剂 10-15份，分散剂 8-11份，增塑剂 2-8份，催化剂 1-6份。
2.根据权利要求1所述的燃料电池的电极浆料用有机载体，其特征在于，所述有机树脂包括聚四氟乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂和酚醛树脂中的一种或多种的组合，且有机溶剂包括丁基卡必醇、三氯乙烯、松油醇、乙烯乙二醇醚、邻苯二甲酸二辛酯和三乙醇胺中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的燃料电池的电极浆料用有机载体，其特征在于，所述增稠剂包括羟乙基纤维素、聚丙烯酸盐和甲基丙烯酸中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的燃料电池的电极浆料用有机载体，其特征在于，所述分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺和脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种的组合，且增塑剂包括柠檬酸三丁酯和邻苯二甲酸二正辛酯中的一种或两种的组合。
5.根据权利要求1所述的燃料电池的电极浆料用有机载体，其特征在于，所述催化剂包括二氧化硅和碳酸钠中的一种或两种的组合。
6.根据权利要求1所述的燃料电池的电极浆料用有机载体，其特征在于，包括以下重量份的原料：有机树脂 21-24份，有机溶剂 16-19份，增稠剂11-14份，分散剂 9-11份，增塑剂4-7份，催化剂 2-5份。
7.燃料电池的电极浆料用有机载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在45-50℃下以30-35rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解；
S2：将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在90-95℃下以60-65rpm的搅拌速度搅拌2.1-2.8h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
8.根据权利要求7所述的燃料电池的电极浆料用有机载体的制备方法，其特征在于，所述S1中，将有机树脂和有机溶剂加入混合搅拌器中，在46-49℃下以31-34rpm的搅拌速度搅拌至有机树脂完全溶解。
9.根据权利要求7所述的燃料电池的电极浆料用有机载体的制备方法，其特征在于，所述S2中，将增稠剂、分散剂、增塑剂和催化剂加入混合搅拌器中，在91-94℃下以61-64rpm的搅拌速度搅拌2.2-2.7h后，冷却至室温，制得燃料电池的电极浆料用有机载体。
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