ES2385322T3 - Composition of curable resin conductor and separator for fuel cell - Google Patents

Composition of curable resin conductor and separator for fuel cell Download PDF

Info

Publication number
ES2385322T3
ES2385322T3 ES02755863T ES02755863T ES2385322T3 ES 2385322 T3 ES2385322 T3 ES 2385322T3 ES 02755863 T ES02755863 T ES 02755863T ES 02755863 T ES02755863 T ES 02755863T ES 2385322 T3 ES2385322 T3 ES 2385322T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
rubber
resin composition
weight
component
conductive resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES02755863T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Masayuki Noguchi
Tomoaki Kobayashi
Tadashi Iino
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority claimed from PCT/JP2002/008033 external-priority patent/WO2003014209A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2385322T3 publication Critical patent/ES2385322T3/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0221Organic resins; Organic polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/041Carbon nanotubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/14Peroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213Gas-impermeable carbon-containing materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223Composites
    • H01M8/0226Composites in the form of mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/003Additives being defined by their diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/004Additives being defined by their length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/005Additives being defined by their particle size in general
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Una composición de resina conductora curable caracterizada porque comprende (A) una composición de resina curable y (B) un material de carbono, con una ratio en peso de componente (A) a componente (B) de 70-5:30-95, caracterizada porque la composición de resina curable del componente (A) comprende (A1) un elastómero con una viscosidad Mooney (MN1+4 (100ºC)) de 25 o mayor en una proporción de 60-10% en peso, (A2) una resina radical reactiva en una proporción de 40-90% en peso, siendo el total de los componentes (A1) y (A2) 100% en peso, y (A3) un peróxido orgánico en una proporción de 0,2-10 partes en peso para 100 partes en peso de (A1 + A2), en donde la resina radical reactiva es una o más seleccionada(s) de entre resinas poliéster insaturadas, resinas de vinil-ésteres, resinas de alil-ésteres, resinas de uretano, resinas de ftalato de dialilo y resinas de 1,2-polibutadieno.A curable conductive resin composition characterized in that it comprises (A) a curable resin composition and (B) a carbon material, with a weight ratio of component (A) to component (B) of 70-5: 30-95, characterized in that the curable resin composition of component (A) comprises (A1) an elastomer with a Mooney viscosity (MN1 + 4 (100 ° C)) of 25 or greater in a proportion of 60-10% by weight, (A2) a resin reactive radical in a proportion of 40-90% by weight, the total components (A1) and (A2) being 100% by weight, and (A3) an organic peroxide in a proportion of 0.2-10 parts by weight for 100 parts by weight of (A1 + A2), wherein the reactive radical resin is one or more selected (s) from unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, allyl ester resins, urethane resins, resins diallyl phthalate and 1,2-polybutadiene resins.

Description

Composición de resina curable conductora y separador para pila de combustible. Composition of curable resin conductor and separator for fuel cell.

Campo Técnico Technical Field

La presente invención se refiere a una composición de resina conductora curable con propiedades excelentes de conductividad y liberación de calor, y se refiere particularmente a un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor, y a un proceso para su producción. The present invention relates to a curable conductive resin composition with excellent conductivity and heat release properties, and particularly relates to a fuel cell separator, a battery assembly, an electrode or a heat release plate, Already a process for its production.

Técnica Anterior Previous Technique

Convencionalmente se han utilizado metales y materiales de carbono para propósitos que requieren conductividad alta. Los materiales de carbono, en particular, al ser materiales exentos de la corrosión que es característica de los metales y al exhibir resistencia térmica, propiedades lubricantes, termoconductividad y durabilidad excelentes, han llegado a jugar un papel importante en campos tales como electrónica, electroquímica, energía, vehículos de transporte y análogos. Materiales compuestos hechos de combinaciones de materiales de carbono y materiales polímeros han alcanzado también niveles espectaculares de desarrollo, y han llegado a ser utilizados por su capacidad de eficiencia y funcionalidad continuamente crecientes. La mayor libertad en la procesabilidad de conformación permitida por combinaciones con materiales polímeros en particular ha sido una razón del desarrollo incrementado de los materiales de carbono en campos que requieren conductividad. Conventionally, metals and carbon materials have been used for purposes that require high conductivity. Carbon materials, in particular, being corrosion-free materials that are characteristic of metals and exhibiting excellent thermal resistance, lubricating properties, heat conductivity and durability, have come to play an important role in fields such as electronics, electrochemistry, energy, transport vehicles and the like. Composite materials made of combinations of carbon materials and polymeric materials have also reached spectacular levels of development, and have come to be used for their continuously increasing capacity for efficiency and functionality. The greater freedom in forming processability allowed by combinations with polymeric materials in particular has been a reason for the increased development of carbon materials in fields that require conductivity.

En los últimos años, a la vista de los problemas relacionados con el medio ambiente y la energía, se ha prestado mayor atención a generadores eléctricos limpios en los cuales las pilas de combustible generan electricidad por la reacción inversa a la electrólisis del agua, utilizando hidrógeno y oxígeno, y que no producen desecho alguno distinto del agua, y los materiales de carbono y polímeros juegan también un papel importante para éstos. Las pilas de combustible sólido polímero parecen sumamente prometedoras para uso en automóviles y uso personal cuando el propósito es utilización a temperaturas bajas. Tales pilas de combustible pueden exhibir generación de electricidad de alta potencia por estratificación de pilas individuales que están compuestas de un electrólito polímero sólido, electrodos de difusión de gas, un catalizador y un separador. In recent years, in view of the problems related to the environment and energy, more attention has been given to clean electric generators in which fuel cells generate electricity by the inverse reaction to water electrolysis, using hydrogen and oxygen, and that produce no waste other than water, and carbon and polymer materials also play an important role for them. Polymer solid fuel cells seem extremely promising for use in cars and personal use when the purpose is use at low temperatures. Such fuel cells can exhibit high power electricity generation by stratification of individual batteries that are composed of a solid polymer electrolyte, gas diffusion electrodes, a catalyst and a separator.

Los separadores utilizados para distribuir las pilas individuales tienen usualmente ranuras para suministro del gas combustible y el gas oxidante, y deben tener alta impermeabilidad a los gases para conseguir una separación completa de los mismos, así como alta conductividad para reducir la resistencia interna. Otros requerimientos incluyen conductividad térmica, durabilidad y robustez. The separators used to distribute the individual batteries usually have grooves for supplying the combustible gas and the oxidizing gas, and must have high gas impermeability to achieve complete separation thereof, as well as high conductivity to reduce internal resistance. Other requirements include thermal conductivity, durability and robustness.

Con objeto de satisfacer estos requerimientos, tales separadores se han evaluado tradicionalmente desde el punto de vista tanto de los metales como de los materiales de carbono. El problema de la corrosión asociado con los metales ha suscitado intentos de recubrir las superficies con metales preciosos o carbono, pero no ha sido posible alcanzar una durabilidad adecuada, y los costes de recubrimiento han sido también un problema. In order to meet these requirements, such separators have traditionally been evaluated from the point of view of both metals and carbon materials. The corrosion problem associated with metals has caused attempts to coat surfaces with precious metals or carbon, but it has not been possible to achieve adequate durability, and coating costs have also been a problem.

Por otra parte, los materiales de carbono han sido estudiados también extensamente, ejemplos de lo cual incluyen artículos moldeados obtenidos por moldeo a presión de hojas expandidas de grafito, artículos moldeados obtenidos por impregnación de un material de carbono sinterizado con una resina y curado, y artículos moldeados obtenidos por mezcla y moldeo de resina termoendurecible-carbono vítreo calcinado, polvo de carbono y una resina. On the other hand, carbon materials have also been studied extensively, examples of which include molded articles obtained by pressure molding of expanded graphite sheets, molded articles obtained by impregnating a sintered carbon material with a resin and curing, and molded articles obtained by mixing and molding thermosetting resin-calcined vitreous carbon, carbon powder and a resin.

Por ejemplo, en la Publicación de Patente Japonesa No Examinada (Kokai) HEI No. 8-222.241 se describe un proceso complejo en el cual se añade un material aglomerante a un polvo carbonoso a fin de asegurar fiabilidad y precisión dimensional, y la mixtura se calienta y se conforma por CIP, después de lo cual se calcina y se grafitiza ésta para producir un material de grafito isótropo que se impregna luego con una resina termoendurecible, se somete a tratamiento de curado, y se talla con ranuras por un paso de corte. Asimismo, la Publicación de Patente Japonesa No Examinada SHO No. 60-161144 describe la impregnación de una resina termoendurecible en papel que comprende polvo de carbono o fibra de carbono, seguido por estratificación del papel, prensado del estratificado y calcinación del mismo. La Publicación de Patente Japonesa No Examinada No. 2001-68128 describe el moldeo por inyección de una resina fenólica en una matriz conformada con separadores y calcinación de la misma. Dichos materiales calcinados exhiben alta conductividad eléctrica, pero el largo tiempo requerido para la calcinación reduce la productividad. Cuando es necesario un paso de corte, la productividad se reduce aún más y los costes aumentan, de tal modo que los numerosos problemas han impedido su uso futuro como materiales comunes. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) HEI No. 8-222.241 a complex process is described in which a binder material is added to a carbonaceous powder in order to ensure reliability and dimensional accuracy, and the mixture is Heats and conforms to CIP, after which it is calcined and graphitized to produce an isotropic graphite material that is then impregnated with a thermosetting resin, subjected to curing treatment, and carved with grooves by a cutting step . Likewise, Japanese Unexamined Patent Publication SHO No. 60-161144 describes the impregnation of a thermosetting resin on paper comprising carbon powder or carbon fiber, followed by paper stratification, pressing of the laminate and calcining thereof. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-68128 describes the injection molding of a phenolic resin in a matrix formed with separators and calcination thereof. Such calcined materials exhibit high electrical conductivity, but the long time required for calcination reduces productivity. When a cutting step is necessary, productivity is further reduced and costs increase, so that numerous problems have prevented its future use as common materials.

Por otra parte, los métodos de moldeo se han considerado como medios para aumentar la productividad y reducir los costes, y los materiales utilizados para ello han sido por regla general materiales compuestos de cargas basadas en carbono y resinas. Por ejemplo, la Publicación de Patente Japonesa No Examinada SHO No. 58-53167, la Publicación de Patente Japonesa No Examinada SHO No. 60-37670, la Publicación de Patente Japonesa No Examinada SHO No. 60-246568, la Publication de Patente Japonesa Examinada (Kokoku) SHO No. 64-340 y la Publicación de Patente Japonesa Examinada HEI No. 6-22136 describen cada una un separador hecho de una resina termoendurecible tal como una resina fenólica, grafito o carbono, la Publicación de Patente Japonesa Examinada SHO No. 57-42157 describe un separador bipolar hecho de una resina termoendurecible tal como una resina epoxi y un material electroconductor tal como grafito, y la Publicación de Patente Japonesa No Examinada HEI No. 1-311570 describe un separador que comprende una mixtura de grafito expandido y negro de carbono con una resina termoendurecible tal como una resina fenólica o resina de furano. On the other hand, molding methods have been considered as means to increase productivity and reduce costs, and the materials used for this purpose have generally been materials composed of carbon-based fillers and resins. For example, Japanese Unexamined Patent Publication SHO No. 58-53167, Japanese Unexamined Patent Publication SHO No. 60-37670, Japanese Unexamined Patent Publication SHO No. 60-246568, Japanese Patent Publication Examined (Kokoku) SHO No. 64-340 and the Japanese Examined Patent Publication HEI No. 6-22136 each describe a separator made of a thermosetting resin such as a phenolic resin, graphite or carbon, the SHO Examined Japanese Patent Publication No. 57-42157 describes a bipolar separator made of a thermosetting resin such as an epoxy resin and an electroconductive material such as graphite, and Japanese Unexamined Patent Publication Publication HEI No. 1-311570 describes a separator comprising a mixture of graphite expanded and carbon black with a thermosetting resin such as a phenolic resin or furan resin.

Los separadores que emplean materiales compuestos de una carga basada en carbono y una resina requieren un contenido drásticamente mayor de la carga basada en carbono para exhibir conductividad alta, pero debido a que es preciso añadir una gran cantidad de resina para mantener la conformabilidad, ha sido difícil alcanzar una conductividad suficientemente alta. Se ha intentado también conformar la composición en una hoja de alta precisión mediante rodillos o medios análogos y endurecerla en una forma de separador de pila de combustible, con objeto de mejorar la precisión de grosor que es una característica particularmente importante para los separadores de pilas de combustible, pero dado que la hoja resultante no es uniforme cuando contiene una proporción elevada de carga basada en carbono, ha sido necesario aumentar la cantidad de resina que sirve como la matriz. Como resultado, no ha sido posible alcanzar conductividad eléctrica y conductividad térmica adecuadas. Separators that use composite materials of a carbon-based filler and a resin require a drastically higher content of the carbon-based filler to exhibit high conductivity, but because it is necessary to add a large amount of resin to maintain formability, it has been difficult to achieve conductivity high enough. An attempt has also been made to form the composition on a high precision sheet by rollers or similar means and to harden it into a form of fuel cell separator, in order to improve the thickness accuracy which is a particularly important feature for battery cell separators. fuel, but since the resulting sheet is not uniform when it contains a high proportion of carbon-based loading, it has been necessary to increase the amount of resin that serves as the matrix. As a result, it has not been possible to achieve adequate electrical conductivity and thermal conductivity.

Cuando, para mayor conductividad eléctrica, se incluye un paso de calcinación en el que el artículo moldeado se calienta durante un periodo de tiempo largo a una temperatura elevada de 1000-3000°C, el tiempo requerido para la producción se alarga y el proceso de producción se hace complicado, aumentando aún más los costes. When, for greater electrical conductivity, a calcination step is included in which the molded article is heated for a long period of time at an elevated temperature of 1000-3000 ° C, the time required for production is lengthened and the process of Production becomes complicated, further increasing costs.

Es un objeto de la presente invención, que se ha completado a la vista de estas circunstancias, proporcionar una composición de resina conductora curable con capacidad de carga de un contenido elevado de carga conductora y con procesabilidad de conformación excelente. Es otro objeto de la misma proporcionar un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor con propiedades excelentes de conductividad y liberación de calor, que se obtiene por conformación de la composición arriba mencionada en una hoja mientras está todavía sin curar, y curar la misma en una forma de separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor, así como un proceso para su producción. It is an object of the present invention, which has been completed in view of these circumstances, to provide a curable conductive resin composition capable of loading a high conductive load content and with excellent conformability processability. It is another object thereof to provide a fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate with excellent conductivity and heat release properties, which is obtained by forming the composition mentioned above in a sheet while it is still uncured, and curing it in a form of fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate, as well as a process for its production.

Descripción de la Invención Description of the Invention

A la vista de estas circunstancias, los autores de la presente invención han dedicado diligentemente sus esfuerzos al desarrollo de una composición conductora de resina curable compuesta principalmente de una carga basada en carbono y una composición de resina curable, en la cual el producto curado exhibiera conductividad excelente y propiedades de liberación de calor superiores y, por adición de un elastómero de peso molecular alto a una composición de resina curable, han logrado éxito en el desarrollo de una composición de resina conductora curable que permite un alto contenido de empaquetamiento de una carga basada en carbono, que exhibe procesabilidad de conformación excelente y puede conformarse en una hoja uniforme mientras se encuentra todavía en estado sin curar, así como una hoja sin curar preparada a partir de la composición. Los autores del invención han completado la misma como un separador de pila de combustible altamente conductor, un ensamblaje para una pila, un electrodo In view of these circumstances, the authors of the present invention have diligently dedicated their efforts to the development of a curable resin conductive composition composed primarily of a carbon-based filler and a curable resin composition, in which the cured product exhibited conductivity excellent and superior heat release properties and, by adding a high molecular weight elastomer to a curable resin composition, have achieved success in the development of a curable conductive resin composition that allows a high packing content of a load based in carbon, which exhibits excellent conformability processability and can be shaped into a uniform sheet while still in an uncured state, as well as an uncured sheet prepared from the composition. The inventors have completed it as a highly conductive fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode

o una placa de liberación de calor con precisión excelente de grosor de película delgada, y un proceso para su producción, por combinación de un material de carbono específico que contiene boro con la composición de resina curable mencionada anteriormente. or a heat release plate with excellent precision of thin film thickness, and a process for its production, by combining a specific carbon material containing boron with the curable resin composition mentioned above.

Dicho otro modo, la invención diseñada para alcanzar el objeto arriba mencionado se refiere a una composición de resina conductora curable de acuerdo con [1] a [20] siguientes, una hoja sin curar preparada a partir de ella, un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor que emplea el mismo y un proceso para su producción. Said another way, the invention designed to achieve the above-mentioned object relates to a curable conductive resin composition according to [1] to [20] below, an uncured sheet prepared therefrom, a fuel cell separator , an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate that uses it and a process for its production.

[1] Una composición de resina conductora curable caracterizada porque comprende (A) una composición de resina curable que comprende un elastómero con una viscosidad Mooney (ML1+4 (100ºC)) de 25 o mayor en una proporción de 2-80% en peso y (B) un material de carbono, con una ratio en peso de componente (A) a componente (B) de 705:30-95. [1] A curable conductive resin composition characterized in that it comprises (A) a curable resin composition comprising an elastomer with a Mooney viscosity (ML1 + 4 (100 ° C)) of 25 or greater in a proportion of 2-80% by weight and (B) a carbon material, with a weight ratio of component (A) to component (B) of 705: 30-95.

[2] La composición de resina conductora curable de acuerdo con [1], caracterizada porque la composición de resina curable de componente (A) comprende (A1) un elastómero con una viscosidad Mooney (ML1+4 (100°C)) de 25 o mayor en una proporción de 60-10% en peso, (A2) una resina radical reactiva en una proporción de 40-90% en peso, siendo el total de los componentes (A1) y (A2) 100% en peso, y (A3) un peróxido orgánico en una proporción de 0,2-10 partes en peso para 100 partes en peso de (A1 + A2). [2] The curable conductive resin composition according to [1], characterized in that the curable resin composition of component (A) comprises (A1) an elastomer with a Mooney viscosity (ML1 + 4 (100 ° C)) of 25 or greater in a proportion of 60-10% by weight, (A2) a reactive radical resin in a proportion of 40-90% by weight, the total components (A1) and (A2) being 100% by weight, and (A3) an organic peroxide in a proportion of 0.2-10 parts by weight for 100 parts by weight of (A1 + A2).

[3] La composición de resina conductora curable de acuerdo con [2], caracterizada porque el elastómero del componente (A1) es uno o una combinación de dos o más seleccionados del grupo constituido por caucho acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estireno-butadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etileno-propileno-dieno, caucho etileno-butadieno, caucho fluorado, caucho de isopreno, caucho de silicona, caucho acrílico y caucho de butadieno. [3] The curable conductive resin composition according to [2], characterized in that the elastomer of component (A1) is one or a combination of two or more selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, rubber styrene-butadiene, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, ethylene-butadiene rubber, fluorinated rubber, isoprene rubber, silicone rubber, acrylic rubber and butadiene rubber.

[4] La composición de resina conductora curable de acuerdo con [3], en donde el elastómero del componente (A1) es uno o una combinación de dos o más seleccionados del grupo constituido por caucho acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estireno-butadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etilenopropileno-dieno, y caucho de butadieno. [4] The curable conductive resin composition according to [3], wherein the elastomer of component (A1) is one or a combination of two or more selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, rubber styrene-butadiene, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, and butadiene rubber.

[5] La composición de resina conductora curable de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [4], caracterizada porque el material de carbono del componente (B) es uno o una combinación de dos o más seleccionados del grupo constituido por polvo de grafito, polvo de grafito artificial, polvo de grafito natural, polvo de grafito expandido, fibra de carbono, fibra de carbono producida en fase vapor con un diámetro de 0,05-10 μm y una longitud de 1-500 μm, nanotubos de carbono con un diámetro de fibra de 0,5-100 nm y una longitud de fibra de 0,01-10 μm, y negro de carbono. [5] The curable conductive resin composition according to any one of [1] to [4], characterized in that the carbon material of component (B) is one or a combination of two or more selected from the group consisting of powder of graphite, artificial graphite powder, natural graphite powder, expanded graphite powder, carbon fiber, carbon fiber produced in the vapor phase with a diameter of 0.05-10 μm and a length of 1-500 μm, carbon nanotubes with a fiber diameter of 0.5-100 nm and a fiber length of 0.01-10 μm, and carbon black.

[6] La composición de resina conductora curable de acuerdo con [5], en donde el polvo de grafito es polvo de grafitocon un tamaño medio de partícula de 0,1-150 μm y un espaciamiento de retículo (valor Co) de 6,745 Å o menor. [6] The curable conductive resin composition according to [5], wherein the graphite powder is graphite powder with an average particle size of 0.1-150 μm and a crosslink spacing (Co value) of 6.745 Å or less.

[7] La composición de resina conductora curable de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [6], caracterizada porque cuando el material de carbono del componente (B) se presuriza a una densidad aparente de 1,5 g/cm3, la resistividad eléctrica del polvo en la dirección perpendicular a la dirección de presurización no es mayor que 0,07 Ωcm. [7] The curable conductive resin composition according to any one of [1] to [6], characterized in that when the carbon material of component (B) is pressurized to an apparent density of 1.5 g / cm3, the Electrical resistivity of the powder in the direction perpendicular to the pressurization direction is not greater than 0.07 Ωcm.

[8] La composición de resina conductora curable de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [7], caracterizada porque el material de carbono del componente (B) contiene boro en una proporción de 0,05-10% en peso. [8] The curable conductive resin composition according to any one of [1] to [7], characterized in that the carbon material of component (B) contains boron in a proportion of 0.05-10% by weight.

[9] La composición de resina conductora curable de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [8], que se utiliza para moldeo en hoja. [9] The curable conductive resin composition according to any one of [1] to [8], which is used for sheet molding.

[10] Un proceso para producir una hoja sin curar, caracterizado porque la composición de resina conductora curable de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [9] se conforma mientras se encuentra en estado sin curar, utilizando un tipo de máquina de conformación tal como un extrusor, rodillo y calandria. [10] A process for producing an uncured sheet, characterized in that the curable conductive resin composition according to any one of [1] to [9] is formed while in the uncured state, using a type of forming machine such as an extruder, roller and calender.

[11] Una hoja sin curar producida por el proceso de acuerdo con [10]. [11] An uncured sheet produced by the process according to [10].

[12] Una hoja sin curar de acuerdo con [10] que tiene un grosor de 0,5-3 mm y una anchura de 20-3000 mm. [12] An uncured sheet according to [10] having a thickness of 0.5-3 mm and a width of 20-3000 mm.

[13] Un proceso para producir una hoja curada y ranurada, caracterizado porque la hoja sin curar de acuerdo con [13] A process for producing a cured and grooved sheet, characterized in that the uncured sheet according to

[11] o [12] se corta o troquela, y la hoja se suministra a una matriz y se cura en caliente con una máquina de moldeo por compresión. [11] or [12] is cut or stamped, and the sheet is supplied to a die and cured hot with a compression molding machine.

[14] Un separador de pila de combustible conocido por el método descrito en [13] que utiliza una matriz ranurada por una sola cara o por las dos caras. [14] A fuel cell separator known by the method described in [13] that uses a die grooved on one side or on both sides.

[15] Un separador de pila de combustible obtenido por curado de una hoja sin curar de acuerdo con [11] o [12]. [15] A fuel cell separator obtained by curing an uncured sheet according to [11] or [12].

[16] Un separador de pila de combustible que comprende una hoja curada obtenida por suministro de la composición de resina conductora curable de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [9] o la hoja sin curar de acuerdo con [11] o [16] A fuel cell separator comprising a cured sheet obtained by supplying the curable conductive resin composition according to any one of [1] to [9] or the uncured sheet according to [11] or

[12] a una matriz ranurada por las dos caras y curado de la misma con una máquina de moldeo por compresión, caracterizándose el separador de pila de combustible por tener una resistividad de volumen no mayor que 2 x 10-2 Ωcm, una resistencia de contacto no mayor que 2 x 10-2 Ωcm2, una conductividad térmica de al menos 1,0 W/m.K y una permeabilidad de 1 x 10-6 cm²/s, y por contener al menos 0,1 ppm de boro. [12] to a die grooved on both sides and curing it with a compression molding machine, the fuel cell separator being characterized as having a volume resistivity of no more than 2 x 10-2 Ωcm, a resistance of contact not greater than 2 x 10-2 Ωcm2, a thermal conductivity of at least 1.0 W / mK and a permeability of 1 x 10-6 cm² / s, and containing at least 0.1 ppm of boron.

[17] Un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor caracterizado por ser una hoja de resina conductora curada y ranurada que comprende (A) una composición curable de resina que comprende un elastómero en una proporción de 2-80% en peso basado en el peso de la composición de resina curable y (B) un material de carbono, con una ratio en peso de componente (A) de componente (B) de 70-5:30-95. [17] A fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate characterized by being a cured and grooved conductive resin sheet comprising (A) a curable resin composition comprising an elastomer in a proportion of 2-80% by weight based on the weight of the curable resin composition and (B) a carbon material, with a weight ratio of component (A) of component (B) of 70-5: 30 -95.

[18] El separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor, de acuerdo con [17], caracterizado porque el elastómero (A1) del componente (A) es uno o una combinación de dos o más seleccionados del grupo constituido por caucho acrilonitrilo- butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estireno-butadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etileno-propileno-dieno, caucho etilenobutadieno, caucho fluorado, caucho de isopreno, caucho de silicona, caucho acrílico y caucho de butadieno. [18] The fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate, in accordance with [17], characterized in that the elastomer (A1) of the component (A) is one or a combination from two or more selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, ethylenebutadiene rubber, fluorinated rubber, isoprene rubber, silicone rubber , acrylic rubber and butadiene rubber.

[19] El separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor de acuerdo con [17] o [18], en donde el componente (A) comprende el elastómero en una proporción de 80-2% en peso y una resina radical reactiva en una proporción de 20-98% en peso. [19] The fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate according to [17] or [18], wherein the component (A) comprises the elastomer in a proportion of 80-2% by weight and a reactive radical resin in a proportion of 20-98% by weight.

[20] El separador de pila de combustible de acuerdo con uno cualquiera de [17] a [19], caracterizado por tener una resistividad de volumen no mayor que 2 x 10-2 Ωcm, una resistencia de contacto no mayor que 2 x 10-2 Ωcm2, una conductividad térmica de al menos 1,0 W/m.K y una permeabilidad no mayor que 1 x 10-6 cm2/s, y por contener al menos 0,1 ppm de boro. [20] The fuel cell separator according to any one of [17] to [19], characterized by having a volume resistivity no greater than 2 x 10-2 Ωcm, a contact resistance no greater than 2 x 10 -2 Ωcm2, a thermal conductivity of at least 1.0 W / mK and a permeability of not more than 1 x 10-6 cm2 / s, and containing at least 0.1 ppm of boron.

Breve Descripción de los Dibujos Brief Description of the Drawings

Fig. 1 es una ilustración que muestra un método de medida de la resistividad eléctrica del polvo de grafito. Fig. 1 is an illustration showing a method of measuring the electrical resistivity of graphite powder.

Fig. 2 es una ilustración que muestra un método de cálculo de la resistividad eléctrica del polvo de grafito. Fig. 2 is an illustration showing a method of calculating the electrical resistivity of graphite powder.

Fig. 3 muestra una hoja curada y ranurada por las dos caras. Fig. 3 shows a sheet cured and grooved on both sides.

Fig. 4 es una ilustración que muestra un método de medida de la resistencia de contacto de un producto curado. Fig. 4 is an illustration showing a method of measuring the contact resistance of a cured product.

Modo Óptimo para Realización de la Invención Optimal Mode for Carrying Out the Invention

La presente invención se explicará a continuación con mayor detalle. The present invention will be explained in more detail below.

El elastómero (A1) en la composición de resina curable del componente (A) de acuerdo con la invención es uno o una combinación de dos o más seleccionados de entre caucho acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estireno-butadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etileno-propileno-dieno, caucho etilenobutadieno, caucho fluorado, caucho de isopreno, caucho de silicona, caucho acrílico, caucho de butadieno, caucho con alto contenido de estireno, caucho de cloropreno, caucho de uretano, caucho especial basado en poliéter, caucho tetrafluoretileno-propileno, caucho de epiclorhidrina, caucho de norbornano y caucho de butilo. The elastomer (A1) in the curable resin composition of component (A) according to the invention is one or a combination of two or more selected from acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene rubber -propylene, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, ethylenebutadiene rubber, fluorinated rubber, isoprene rubber, silicone rubber, acrylic rubber, butadiene rubber, high styrene rubber, chloroprene rubber, urethane rubber, special rubber based in polyether, tetrafluoroethylene-propylene rubber, epichlorohydrin rubber, norbornano rubber and butyl rubber.

De éstos, se prefieren especialmente caucho acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estirenobutadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etileno-propileno-dieno, caucho etileno-butadieno, caucho de butadieno, caucho fluorado, caucho con alto contenido de estireno, caucho especial basado en poliéter y caucho de epiclorhidrina desde el punto de vista de durabilidad, resistencia al agua y facilidad de trabajo, siendo especialmente preferidos caucho acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estireno-butadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etileno-propileno-dieno y caucho de butadieno. Of these, acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, styrenebutadiene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, ethylene-butadiene rubber, butadiene rubber, fluorinated rubber, high styrene rubber are especially preferred , special rubber based on polyether and epichlorohydrin rubber from the point of view of durability, water resistance and ease of work, with acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, rubber being especially preferred ethylene-propylene-diene terpolymer and butadiene rubber.

El elastómero (A1) en la composición de resina curable del componente (A) de acuerdo con la invención tiene una viscosidad Mooney (ML1+4 (100°C)) de 25 o mayor, preferiblemente 40 o mayor y más preferiblemente 50 o mayor. Si la viscosidad Mooney (ML1+4 (100°C)) es menor que 25, la capacidad de carga de la carga de material de carbono es pobre, dificultando así la conformación continua de una hoja uniforme sin curar cuando la carga de material de carbono se rellena hasta un contenido elevado. La viscosidad Mooney puede medirse de acuerdo con JIS K6300, utilizando un dispositivo de medida de la viscosidad Mooney AM-1 (producto de Toyo Seiki Seisakusho, Ltd.). M in ML1+4 es la viscosidad Mooney, L indica un tipo de rotor L, 1+4 indica 1 minuto de precalentamiento y 4 min de operación del rotor, y (100°C) indica una temperatura de test de 100°C. The elastomer (A1) in the curable resin composition of component (A) according to the invention has a Mooney viscosity (ML1 + 4 (100 ° C)) of 25 or greater, preferably 40 or greater and more preferably 50 or greater . If the Mooney viscosity (ML1 + 4 (100 ° C)) is less than 25, the loading capacity of the carbon material load is poor, thus hindering the continuous conformation of a uniform uncured sheet when the material load is Carbon is filled to a high content. Mooney viscosity can be measured according to JIS K6300, using a Mooney AM-1 viscosity measuring device (product of Toyo Seiki Seisakusho, Ltd.). M in ML1 + 4 is Mooney viscosity, L indicates a rotor type L, 1 + 4 indicates 1 minute of preheating and 4 min of rotor operation, and (100 ° C) indicates a test temperature of 100 ° C.

La resina radical reactiva (A2) en la composición de resina curable del componente (A) de acuerdo con la invención es una o más seleccionadas de entre resinas poliéster insaturadas, resinas de vinil-ésteres, resinas de alil-ésteres, resinas de uretano-acrilato, resinas alquídicas, resinas de ftalato de dialilo, y resinas de 1,2-polibutadieno. The reactive radical resin (A2) in the curable resin composition of component (A) according to the invention is one or more selected from unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, allyl ester resins, urethane resins. acrylate, alkyd resins, diallyl phthalate resins, and 1,2-polybutadiene resins.

En los campos que requieren resistencia térmica, resistencia a los ácidos y análogas, se prefiere una resina que tenga en el esqueleto molecular una estructura de anillo tal como un anillo homocíclico o heterocíclico. Por ejemplo, se prefieren resinas tales como resinas poliéster insaturadas o de vinil-ésteres que contienen bisfenol, resinas de vinil-ésteres de tipo novolaca, resinas de alil-ésteres, y resinas de ftalato de dialilo, dado que las mismas pueden mejorar la resistencia térmica, la resistencia química y la resistencia al agua caliente. In the fields that require thermal resistance, resistance to acids and the like, a resin having a ring structure such as a homocyclic or heterocyclic ring is preferred in the molecular skeleton. For example, resins such as unsaturated polyester or vinyl ester resins containing bisphenol, novolac-type vinyl ester resins, allyl ester resins, and diallyl phthalate resins are preferred, since they can improve strength Thermal, chemical resistance and resistance to hot water.

Las resinas de 1,2-polibutadieno son preferibles desde el punto de vista de resistencia térmica, resistencia química, y resistencia al agua caliente, dado que no contienen enlaces dobles en las cadenas principales. 1,2-Polybutadiene resins are preferable from the standpoint of thermal resistance, chemical resistance, and resistance to hot water, since they do not contain double bonds in the main chains.

De acuerdo con la invención, el componente utilizado como la composición de resina curable de componente (A) puede contener también, además de los componentes (A1) y (A2) mencionados anteriormente, un monómero radical reactivo que contiene un enlace insaturado doble tal como un grupo vinilo o alilo, para el propósito de control de la velocidad de reacción, ajuste de la viscosidad, mejora de la densidad de reticulación, adición de mayor funcionalidad, y análogos. Como ejemplos pueden mencionarse ésteres de ácidos grasos insaturados, compuestos vinil-aromáticos, ésteres vinílicos de ácidos grasos saturados o ácidos aromáticos carboxílicos y sus derivados y monómeros reticulables polifuncionales. In accordance with the invention, the component used as the curable resin composition of component (A) may also contain, in addition to the components (A1) and (A2) mentioned above, a reactive radical monomer containing a double unsaturated bond such as a vinyl or allyl group, for the purpose of controlling the reaction rate, adjusting the viscosity, improving the cross-linking density, adding more functionality, and the like. As examples there may be mentioned esters of unsaturated fatty acids, vinyl aromatic compounds, vinyl esters of saturated fatty acids or carboxylic aromatic acids and their derivatives and crosslinkable polyfunctional monomers.

Ésteres de ácidos grasos insaturados incluyen (met)acrilatos de alquilo tales como (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de octilo, (met)acrilato de dodecilo, (met)acrilato de octadecilo, (met)acrilato de ciclohexilo y (met)acrilato de metilciclohexilo; ésteres aromáticos de ácido acrílico tales como (met)acrilato de fenilo, (met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de 1-naftilo, (met)acrilato de fluorofenilo, (met)acrilato de clorofenilo, (met)acrilato de cianofenilo, (met)acrilato de metoxifenilo y (met)acrilato de bifenilo; (met)acrilatos de haloalquilo tales como (met)acrilato de fluorometilo y (met)acrilato de clorometilo; (met)acrilatos de glicidilo, metacrilatos de alquilamino y ésteres de ácido α-cianoacrílico. Esters of unsaturated fatty acids include (meth) alkyl acrylates such as (meth) methyl acrylate, (meth) ethyl acrylate, (meth) butyl acrylate, (2) ethylhexyl (meth) acrylate, (meth) octyl acrylate , (meth) dodecyl acrylate, (meth) octadecyl acrylate, (meth) cyclohexyl acrylate and methylcyclohexyl (meth) acrylate; aromatic esters of acrylic acid such as (meth) phenyl acrylate, (meth) benzyl acrylate, (meth) 1-naphthyl acrylate, (meth) fluorophenyl acrylate, (meth) chlorophenyl acrylate, (meth) cyanophenyl acrylate , (meth) methoxyphenyl acrylate and biphenyl (meth) acrylate; haloalkyl (meth) acrylates such as fluoromethyl (meth) acrylate and chloromethyl (meth) acrylate; (meth) glycidyl acrylates, alkylamino methacrylates and esters of α-cyanoacrylic acid.

Como los compuestos vinil aromáticos pueden mencionarse estireno, α-metilestireno, cloroestireno, ácido estirenosulfónico, 4-hidroxiestireno y viniltolueno. As the vinyl aromatic compounds there may be mentioned styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, styrene sulfonic acid, 4-hydroxystyrene and vinyl toluene.

Los vinil-ésteres de ácidos grasos saturados o de ácidos aromáticos carboxílicos y sus derivados incluyen acetato de vinilo, propionato de vinilo y benzoato de vinilo. Vinyl esters of saturated fatty acids or carboxylic aromatic acids and their derivatives include vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl benzoate.

Como los monómeros reticulables polifuncionales se pueden mencionar di(met)acrilatos tales como di(met)acrilato de etilenglicol, di(met)acrilato de dietilenglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol, di(met)acrilato de tetraetilenglicol, di(met)acrilato de tripropilenglicol, di(met)acrilato de 1,3-butilenglicol, di(met)acrilato de 1,4-butanodiol, di(met)acrilato de 1,5-pentadiol, di(met)acrilato de 1,6-hexadiol, di(met)acrilato de neopentilglicol, di(met)acrilatos de oligoésteres, di(met)acrilato de polibutadieno, 2,2-bis(4-(met)acriloiloxifenil)propano y 2,2-bis(4-m(met)acriloiloxipirietoxi)fenil)propano; dialil-carboxilatos aromáticos tales como ftalato de dialilo, isoftalato de dialilo, isoftalato de dimetalilo, tereftalato de dialilo, 2,6-naftalenodicarboxilato de dialilo, 1,5-naftalenodicarboxilato de dialilo, 1,4-xilenodicarboxilato de dialilo y 4,4'-difenildicarboxilato de dialilo; monómeros difuncionales reticulables tales como ciclohexanodicarboxilato de dialilo y divinilbenceno; monómeros trifuncionales reticulables tales como tri(met)acrilato de trimetiloletano, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, tri(met)acrilato de pentaeritritol, isocianurato de tri(met)alilo, cianurato de tri(met)alilo, trimelitato de trialilo y clorendato de dialilo; y monómeros tetrafunctionales reticulables tales como tetra(met)acrilato de pentaeritritol. As the polyfunctional crosslinkable monomers can be mentioned di (meth) acrylates such as ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, di (meth) tetraethylene glycol acrylate, di (meth ) tripropylene glycol acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,5-pentadiol di (meth) acrylate, 1,6 (meth) acrylate -hexadiol, neopentyl glycol di (meth) acrylate, oligoester di (meth) acrylates, polybutadiene di (meth) acrylate, 2,2-bis (4- (meth) acryloxyphenyl) propane and 2,2-bis (4- m (meth) acryloyloxypipethoxy) phenyl) propane; Aromatic diallyl carboxylates such as diallyl phthalate, diallyl isophthalate, dimethanyl isophthalate, diallyl terephthalate, diallyl 2,6-naphthalenedicarboxylate, diallyl 1,5-naphthalenedicarboxylate, and 4,4'-xylenedicarboxylate diallyl diphenyl dicarboxylate; crosslinkable difunctional monomers such as diallyl cyclohexanedicarboxylate and divinylbenzene; crosslinkable trifunctional monomers such as tri (meth) trimethylolethane acrylate, tri (meth) trimethylolpropane acrylate, tri (meth) pentaerythritol acrylate, tri (meth) allyl isocyanurate, tri (meth) allyl cyanurate, triallyl trichloate and chloratete diallyl; and crosslinkable tetrafunctional monomers such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate.

La adición de monómeros polifuncionales reticulables se prefiere para resistencia térmica y resistencia al agua caliente mejoradas. The addition of crosslinkable polyfunctional monomers is preferred for improved thermal resistance and hot water resistance.

El peróxido orgánico (A3) utilizado en la composición de resina curable del componente (A) de acuerdo con la invención puede ser uno cualquiera conocido públicamente tal como un peróxido de dialquilo, peróxido de acilo, hidroperóxido, peróxido de cetona, peroxiéster o análogos. Pueden mencionarse específicamente peróxido de benzoílo, peroxi-2-etilhexanato de 1-ciclohexil-1-metiletilo, peroxi-2-etilhexanato de 1,1,3,3-tetrametilbutilo, 1,1-bis(tbutilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano, 1,1-bis(t-butilperoxi)ciclohexano, 2,2-bis(4,4-dibutilperoxiciclohexil)propano, peroxi-2-etilhexanato de t-hexilo, peroxi-2-etilhexanato de t-butilo, 2,5-dimetil-2,5-di(t-butilperoxi)hexano, 2,5-dimetil2,5-di(benzoilperoxi)hexano, peroxibenzoato de t-butilo, peróxido de t-butilcumilo, hidroperóxido de p-mentano, hidroperóxido de t-butilo, hidroperóxido de cumeno, peróxido de dicumilo, peróxido de di-t-butilo, 2,5-dimetil-2,5dibutilperoxihexino-3 y análogos. The organic peroxide (A3) used in the curable resin composition of component (A) according to the invention can be any publicly known one such as a dialkyl peroxide, acyl peroxide, hydroperoxide, ketone peroxide, peroxy ester or the like. Mention may be made of benzoyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy-2-ethylhexanate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3 peroxy-2-ethylhexanate, 5-Trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-bis (4,4-dibutylperoxycyclohexyl) propane, t-butyl peroxy-2-ethylhexanate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanate, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-butyl peroxybenzoate, t-butyl cumum peroxide, p-menthane hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-dibutylperoxyhexino-3 and the like.

Aquéllos entre los arriba mencionados que tienen una temperatura de descomposición de 90°C a 190°C y una energía de activación de 30 Kcal/mol o mayor se prefieren desde el punto de vista del ciclo de conformación del producto así como en cuanto a robustez y durabilidad. Ejemplos preferidos incluyen 1,1-bis(t-butilperoxi)ciclohexano, 1,1-bis(t-butilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano, 2,5-di(t-butilperoxi)-hexano, 2,5-dimetil-2,1-di(benzoilperoxi)hexano, peroxibenzoato de t-butilo, peróxido de t-butilcumilo, hidroperóxido de p-mentano, hidroperóxido de t-butilo, hidroperóxido de cumeno, peróxido de dicumilo, peróxido de di-t-butilo y 2,5-dimetil-2,5-dibutilperoxihexino-3. Those among the above mentioned that have a decomposition temperature of 90 ° C to 190 ° C and an activation energy of 30 Kcal / mol or greater are preferred from the point of view of the product forming cycle as well as in terms of robustness and durability. Preferred examples include 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-di (t-butylperoxy) -hexane, 2,5 -dimethyl-2,1-di (benzoylperoxy) hexane, t-butyl peroxybenzoate, t-butylcumyl peroxide, p-menthane hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, di-t peroxide -butyl and 2,5-dimethyl-2,5-dibutylperoxyhexino-3.

Las ratios en peso del elastómero (A1) y la resina radical reactiva (A2) de la composición de resina curable son 6010% en peso del elastómero y 40-90% en peso de la resina radical reactiva (A1 +A2= 100% en peso). The ratios by weight of the elastomer (A1) and the reactive radical resin (A2) of the curable resin composition are 6010% by weight of the elastomer and 40-90% by weight of the reactive radical resin (A1 + A2 = 100% in weight).

El peróxido orgánico (A3) en la composición de resina curable se añade a 0,2-10 partes en peso para 100 partes en peso del (elastómero (A1) + resina radical reactiva (A2)). El mismo se añade más preferiblemente en una proporción de 0,5-8 en peso y aún más preferiblemente 0,8-6 partes en peso. Si la cantidad de peróxido orgánico (A3) excede de 10 partes en peso, la descomposición de peróxido orgánico conduce a una generación incrementada de gas, causando a menudo una hermeticidad reducida del producto. Para menos de 0,2 partes en peso, la densidad de reticulación del producto se reduce, disminuyendo con ello la robustez y a menudo también deteriorando la durabilidad. The organic peroxide (A3) in the curable resin composition is added to 0.2-10 parts by weight for 100 parts by weight of the (elastomer (A1) + reactive radical resin (A2)). It is more preferably added in a proportion of 0.5-8 by weight and even more preferably 0.8-6 parts by weight. If the amount of organic peroxide (A3) exceeds 10 parts by weight, the decomposition of organic peroxide leads to an increased generation of gas, often causing reduced product tightness. For less than 0.2 parts by weight, the cross-linking density of the product is reduced, thereby decreasing robustness and often also deteriorating durability.

Preferiblemente, el material de carbono del componente (B) de acuerdo con la invención es uno o una combinación de dos o más seleccionados del grupo constituido por polvo de grafito, polvo de grafito artificial, polvo de grafito natural, polvo de grafito expandido, fibra de carbono, fibras de carbono producida en fase vapor con un diámetro de fibra de 0,05-10 μm y una longitud de fibra de 1-500 μm, nanotubos de carbono con un diámetro de fibra de 0,5-100 nm y una longitud de fibra de 0,01-10 μm, y negro de carbono. Preferably, the carbon material of component (B) according to the invention is one or a combination of two or more selected from the group consisting of graphite powder, artificial graphite powder, natural graphite powder, expanded graphite powder, fiber carbon, carbon fibers produced in the vapor phase with a fiber diameter of 0.05-10 μm and a fiber length of 1-500 μm, carbon nanotubes with a fiber diameter of 0.5-100 nm and a 0.01-10 μm fiber length, and carbon black.

El polvo de grafito es preferiblemente polvo fino de grafito con un tamaño medio de partícula de 0,1-150 μm, máspreferido entre 5 y 80 μm y un espaciamiento de retículo (valor Co) de 6,745 Å o menor. El polvo de grafito contiene preferiblemente boro. The graphite powder is preferably fine graphite powder with an average particle size of 0.1-150 μm, more preferred between 5 and 80 μm and a reticule spacing (Co value) of 6.745 Å or less. The graphite powder preferably contains boron.

Un polvo fino de grafito que contiene boro con un tamaño medio de partícula de 5-80 μm y un espaciamiento deretículo (valor Co) de 6,745 Å o menor puede obtenerse por adición de un compuesto de boro durante la grafitización a fin de aumentar la conductividad y la ratio capacidad de carga/resina del polvo de grafito. A fine graphite powder containing boron with an average particle size of 5-80 μm and a right spacing (Co value) of 6.745 Å or less can be obtained by adding a boron compound during graphing in order to increase conductivity and the loading capacity / resin ratio of graphite powder.

Cuando no se añade boro, el grado de grafitización (cristalización) es menor y el espacio intersticial (al que se hace referencia aquí como "valor Co") aumenta, lo que hace imposible obtener un polvo de grafito con conductividad adecuadamente alta. When boron is not added, the degree of graffiti (crystallization) is lower and the interstitial space (referred to here as "Co value") increases, which makes it impossible to obtain a graphite powder with suitably high conductivity.

El método de adición del boro no está restringido con tal que el boro y/o compuesto de boro se mezcle en el grafito, pero preferiblemente el boro está presente entre las capas de cristales de grafito, o bien una porción de los átomos de carbono de los cristales de grafito se reemplazan con átomos de boro. Los enlaces entre los átomos de boro y los átomos de carbono, cuando una porción de los átomos de carbono están reemplazados por átomos de boro, pueden ser cualquier tipo de enlace tal como enlaces covalentes o enlaces iónicos. The method of adding boron is not restricted as long as the boron and / or boron compound is mixed in the graphite, but preferably the boron is present between the layers of graphite crystals, or a portion of the carbon atoms of Graphite crystals are replaced with boron atoms. The bonds between boron atoms and carbon atoms, when a portion of the carbon atoms are replaced by boron atoms, can be any type of bond such as covalent bonds or ionic bonds.

Con objeto de obtener polvo de grafito, usualmente se produce en primer lugar coque. El área de partida para coque puede ser brea de base petróleo, brea de base carbón o análogos. Dichos materiales de partida se carbonizan para producir coque. In order to obtain graphite powder, coke is usually produced first. The starting area for coke can be petroleum based pitch, coal based pitch or the like. Said starting materials are carbonized to produce coke.

El polvo grafitizado se obtiene generalmente a partir de coque por un método de pulverización del coque antes del tratamiento de grafitización, un método de grafitización del coque propiamente dicho antes de la pulverizacion, o un método de adición de un aglomerante al coque y moldeo y calcinación del mismo para obtener un producto calcinado (haciéndose referencia tanto al coque como al producto calcinado como coque) que se grafitiza luego y se pulveriza para obtener un polvo. De acuerdo con la invención, se emplea preferiblemente el método de pulverización del coque antes de la grafitización. Dado que el material de partida coque debería tener preferiblemente un grado de cristalización lo más bajo posible, se prefiere un material de partida coque sometido a tratamiento térmico a no más de 2000°C y preferiblemente no más de 1200°C. The graffiti powder is generally obtained from coke by a method of spraying the coke before the graffiti treatment, a method of graffiti of the coke itself before spraying, or a method of adding a binder to the coke and molding and calcining thereof to obtain a calcined product (referring to both coke and calcined product as coke) which is then graphitized and sprayed to obtain a powder. According to the invention, the method of coke spraying is preferably used before graphitization. Since the coke starting material should preferably have a degree of crystallization as low as possible, a coke starting material under heat treatment at no more than 2000 ° C and preferably no more than 1200 ° C is preferred.

Se ha descubierto que la grafitización de polvo de coque no sólo promueve la cristalización sino que reduce también la superficie específica de las partículas y es por tanto conveniente también que dicho punto de vista. It has been found that coking powder graphitization not only promotes crystallization but also reduces the specific surface area of the particles and it is therefore also convenient that said point of view.

Por ejemplo, un polvo de coque con un tamaño medio de partícula de 10 μm obtenido por pulverización de coque tiene una superficie específica de aproximadamente 14 m²/gramo, pero después de la grafitización a 2800°C o mayor, la superficie específica se reduce a 2-3 m²/g. Sin embargo, cuando la pulverización se realiza después de la grafitización, este valor es al menos 5 m²/g y en algunos casos 10 m²/g o mayor, dependiendo del tamaño de partícula. En contraste, en el método de grafitización después de la pulverización, los átomos de carbono se reordenan presumiblemente y una porción de la superficie se volatiliza a la elevada temperatura durante la grafitización, limpiando o alisando con ello la superficie y reduciendo la superficie específica. For example, a coke powder with an average particle size of 10 μm obtained by coke spraying has a specific surface area of approximately 14 m² / gram, but after graffiti at 2800 ° C or greater, the specific surface area is reduced to 2-3 m² / g. However, when spraying is done after graffiti, this value is at least 5 m² / g and in some cases 10 m² / g or greater, depending on the particle size. In contrast, in the graffiti method after spraying, the carbon atoms are presumably rearranged and a portion of the surface is volatilized at high temperature during graffiti, thereby cleaning or smoothing the surface and reducing the specific surface.

Para la pulverización del coque se pueden emplear un pulverizador rotativo de alta velocidad (molino de martillos, molino de husillos o molino de jaula) o cualquiera de diversos tipos de molinos de bolas (molino de tambor, molino oscilante o molino planetario), molinos agitadores (molino de cuentas, molino de atrición, molino de canal o molino anular), o análogos. Pueden utilizarse también máquinas de pulverización fina, tales como un molino de tamiz, molino de turbulencia, molino supermicrométrico, molino de chorro, con selección apropiada de las condiciones. El pulverizador se utiliza para pulverizar el coque, con selección apropiada de las condiciones de pulverización y con clasificación del polvo en caso necesario, hasta un tamaño medio de partícula comprendido preferiblemente en el intervalo de 0,1-150 μm. De modo más preferible, las partículas con un tamaño inferior a 0,1 μm y/o mayores que 150 μm se separan esencialmente, dejando menos de 5% en peso o menos y preferiblemente 1% en peso o menos de tales partículas. A high speed rotary sprayer (hammer mill, spindle mill or cage mill) or any of several types of ball mills (drum mill, oscillating mill or planetary mill), agitator mills can be used for spraying the coke. (bead mill, attrition mill, channel mill or annular mill), or the like. Fine spray machines may also be used, such as a sieve mill, turbulence mill, supermicrometer mill, jet mill, with appropriate selection of conditions. The sprayer is used to spray the coke, with appropriate selection of the spray conditions and with powder classification if necessary, up to an average particle size preferably in the range of 0.1-150 μm. More preferably, particles with a size less than 0.1 μm and / or greater than 150 μm are essentially separated, leaving less than 5% by weight or less and preferably 1% by weight or less of such particles.

Preferiblemente, el polvo de grafito de esta invención contiene con preferencia boro y la granularidad del polvo de grafito, en términos de tamaño medio de partícula, es preferiblemente 0,1-150 μm, más preferiblemente 1-100 μm, y más preferiblemente aún 5-80 μm. El tamaño de partícula se midió por el método de dispersión por difracción láser. Específicamente, se pasó una muestra de 50 mg, se añadieron 50 ml de agua destilada, se añadieron ulteriormente 0,2 ml de una solución acuosa al 2% de Triton (agente tensioactivo), se sometió la mixtura a difusión ultrasónica durante 3 min y se realizó luego la medida con un aparato Microtrack HRA fabricado por Nikkiso Corp. Preferably, the graphite powder of this invention preferably contains boron and the granularity of the graphite powder, in terms of average particle size, is preferably 0.1-150 μm, more preferably 1-100 μm, and more preferably still 5 -80 μm The particle size was measured by the laser diffraction dispersion method. Specifically, a 50 mg sample was passed, 50 ml of distilled water was added, 0.2 ml of a 2% aqueous solution of Triton (surfactant) was subsequently added, the mixture was subjected to ultrasonic diffusion for 3 min and The measurement was then performed with a Microtrack HRA device manufactured by Nikkiso Corp.

El método de clasificación del polvo de coque puede ser uno cualquiera que permita separación, y por ejemplo, puede emplearse separación con tamices o un clasificador de aire como un clasificador centrífugo de turbulencia forzada (separador micrométrico, Turboplex, turboclasificador o superseparador) o un clasificador inercial (impactador virtual mejorado o chorro de codo). También puede utilizarse un método de separación por precipitación en fase húmeda o un método de clasificación centrífuga. The method of classification of coke powder can be any one that allows separation, and for example, separation with sieves or an air classifier can be used as a centrifugal forced turbulence classifier (micrometric separator, Turboplex, turboclassifier or super separator) or a classifier inertial (improved virtual impactor or elbow jet). A wet phase precipitation separation method or a centrifugal classification method can also be used.

El polvo de grafito de acuerdo con la invención puede obtenerse también por adición de B elemental o H3BO3, B2O3, B4C, BN o análogos como la fuente de boro a un polvo tal como coque antes del tratamiento de grafitización, y mezcladura concienzuda para grafitización. En el caso de una mixtura no uniforme del compuesto de boro con el material de carbono, no sólo el polvo de grafito resulta no-uniforme, sino que la pasividad de sinterización del polvo de grafito durante la grafitización aumenta también. Para una mixtura uniforme, la fuente de boro se mezcla preferiblemente con el polvo tal como un coque, después de la preparación en forma de polvo con un tamaño de partícula no mayor que 50 μm y de modo preferible no mayor que aproximadamente 20 μm. The graphite powder according to the invention can also be obtained by the addition of elementary B or H3BO3, B2O3, B4C, BN or the like as the boron source to a powder such as coke prior to the graphitizing treatment, and thorough mixing for graphitization. In the case of a non-uniform mixture of the boron compound with the carbon material, not only is the graphite powder non-uniform, but the sintering passivity of the graphite powder during graphitization also increases. For a uniform mixture, the boron source is preferably mixed with the powder such as a coke, after preparation in powder form with a particle size not greater than 50 μm and preferably not greater than approximately 20 μm.

Se prefiere una temperatura de grafitización más alta para el polvo tal como el polvo de coque que contiene la fuente de boro, pero debido a restricciones en el aparato, etc., la misma se mantiene preferiblemente en el intervalo de 2500-3200°C. El método de grafitización utilizado puede ser un método que emplee un horno Atchison, en el cual el polvo se dispone en una vasija de grafito y se somete a electrificación directa, o un método en el cual el polvo se calienta con una unidad calentadora de grafito. A higher graphitization temperature is preferred for dust such as coke powder containing the boron source, but due to restrictions on the apparatus, etc., it is preferably maintained in the range of 2500-3200 ° C. The graffiti method used can be a method that uses an Atchison oven, in which the powder is placed in a graphite vessel and is subjected to direct electrification, or a method in which the powder is heated with a graphite heating unit .

El polvo de grafito de la invención es preferiblemente uno que posee cristalinidad alta, mientras que el valor Co de la estructura de grafito que comprende capas reticulares hexagonales apiladas es preferiblemente no mayor que 6,745Å, de modo más preferible no mayor que 6,730 Å y de modo aún más preferible no mayor que 6,720 Å. El aumento de la cristalinidad del polvo de grafito permite que la resistencia eléctrica del producto curado se reduzca. The graphite powder of the invention is preferably one having high crystallinity, while the Co value of the graphite structure comprising stacked hexagonal lattice layers is preferably not more than 6.745Å, more preferably not greater than 6.730 Å and of even more preferable mode not greater than 6,720 Å. The increase in the crystallinity of the graphite powder allows the electrical resistance of the cured product to be reduced.

Un polvo de grafito expandido puede obtenerse, por ejemplo, por inmersión de grafito que ha alcanzado un estructura altamente cristalina, tal como grafito natural o grafito pirolítico, en una solución fuertemente oxidante tal como una solución mixta de ácido sulfúrico concentrado y ácido nítrico o una mixtura de ácido sulfúrico concentrado y peróxido de hidrógeno para producir un compuesto de grafito interlaminar, lavado con agua, y calentamiento rápido para expansión en la dirección del eje C de los cristales de grafito, pudiendo laminarse también este polvo formando una hoja y pulverizándose finalmente. An expanded graphite powder can be obtained, for example, by immersion of graphite that has reached a highly crystalline structure, such as natural graphite or pyrolytic graphite, in a strongly oxidizing solution such as a mixed solution of concentrated sulfuric acid and nitric acid or a mixture of concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide to produce an interlaminar graphite compound, water wash, and rapid heating for expansion in the direction of the C axis of the graphite crystals, this powder can also be laminated into a sheet and finally pulverized.

La fibra de carbono puede ser una fibra basada en brea producida a partir de petróleo bruto pesado, un subproducto de petróleo, alquitrán de hulla o análogos, o una fibra basada en PAN, producida a partir de poliacrilonitrilo. The carbon fiber may be a pitch-based fiber produced from heavy crude oil, a petroleum by-product, coal tar or the like, or a PAN-based fiber, produced from polyacrylonitrile.

La fibra de carbono producida en fase vapor se obtiene, por ejemplo, utilizando un compuesto orgánico tal como benceno, tolueno o gas natural como el material de partida para reacción de descomposición térmica con hidrógeno gaseoso a una temperatura de 800-1300°C en presencia de un catalizador de metal de transición tal como ferroceno. El mismo se somete luego preferiblemente a un tratamiento de grafitización a aproximadamente 25003200ºC. Más preferiblemente, se somete a tratamiento de grafitización a aproximadamente 2500-3200°C con un catalizador de grafitización tal como boro, carburo de boro, berilio, aluminio o silicio. Carbon fiber produced in the vapor phase is obtained, for example, using an organic compound such as benzene, toluene or natural gas as the starting material for thermal decomposition reaction with hydrogen gas at a temperature of 800-1300 ° C in the presence of a transition metal catalyst such as ferrocene. It is then preferably subjected to a graffiti treatment at approximately 25003200 ° C. More preferably, it is subjected to graffiti treatment at about 2500-3200 ° C with a graffiti catalyst such as boron, boron carbide, beryllium, aluminum or silicon.

De acuerdo con la invención, la fibra de carbono producida en fase vapor tiene preferiblemente un diámetro de fibra de 0,05-10 μm y una longitud de fibra de 1-500 μm, teniendo más preferiblemente un diámetro de fibra de 0,1-5 μm y una longitud de fibra de 5-50 μm, y teniendo aún más preferiblemente un diámetro de fibra de 0,1-0,5 μm y una longitud de fibra de 10-20 μm. According to the invention, the carbon fiber produced in the vapor phase preferably has a fiber diameter of 0.05-10 μm and a fiber length of 1-500 μm, more preferably having a fiber diameter of 0.1- 5 μm and a fiber length of 5-50 μm, and even more preferably having a fiber diameter of 0.1-0.5 μm and a fiber length of 10-20 μm.

Los nanotubos de carbono han sido un foco de la industria en los últimos años no sólo por su resistencia mecánica sino también por su función emisora de campo eléctrico y sus propiedades de oclusión de hidrógeno, y han comenzado a recibir atención por su función magnética. Tales nanotubos de carbono se conocen como triquitas de grafito, carbono filamentoso, fibras de grafito, tubos ultrafinos de carbono, tubos de carbono, fibrillas de carbono, microtubos de carbono y nanofibras de carbono. Los nanotubos de carbono incluyen nanotubos de carbono monocapa que comprenden un solo film de grafito que forma los tubos, y nanotubos de carbono multicapa que comprenden multi-films de grafito. Cualquiera de estos tipos puede utilizarse de acuerdo con la invención, pero se prefieren los nanotubos de carbono monocapa, dado que pueden utilizarse para obtener productos curados con mayores conductividad y resistencia mecánica. Carbon nanotubes have been a focus of the industry in recent years not only because of their mechanical resistance but also because of their electric field emitting function and their hydrogen occlusion properties, and they have begun to receive attention for their magnetic function. Such carbon nanotubes are known as graphite whiskers, filamentous carbon, graphite fibers, ultrafine carbon tubes, carbon tubes, carbon fibrils, carbon microtubes and carbon nanofibers. Carbon nanotubes include monolayer carbon nanotubes comprising a single graphite film that forms the tubes, and multilayer carbon nanotubes comprising graphite multi-films. Any of these types can be used according to the invention, but monolayer carbon nanotubes are preferred, since they can be used to obtain cured products with greater conductivity and mechanical strength.

Los nanotubos de carbono pueden fabricarse, por ejemplo, por el método de la descarga en arco, método de deposición de vapores con láser o método de descomposición térmica como se describe en "Carbon Nanotube Basics", Corona Publications (pp. 23-57, 1998), y pueden purificarse por métodos hidrotérmico, separación centrífuga, ultrafiltración u oxidación a fin de aumentar la pureza. Es más preferido el calentamiento a alta temperatura en una atmósfera de gas inerte a aproximadamente 2500-3200ºC para eliminar las impurezas. Aún más preferido es el calentamiento a temperatura elevada en una atmósfera de gas inerte a aproximadamente 25003200ºC junto con un catalizador de grafitización tal como boro, carburo de boro, berilio, aluminio, silicio o análogos. Carbon nanotubes can be manufactured, for example, by the arc discharge method, laser vapor deposition method or thermal decomposition method as described in "Carbon Nanotube Basics", Corona Publications (pp. 23-57, 1998), and can be purified by hydrothermal methods, centrifugal separation, ultrafiltration or oxidation in order to increase purity. High temperature heating in an inert gas atmosphere at about 2500-3200 ° C is more preferred to remove impurities. Even more preferred is heating at an elevated temperature in an inert gas atmosphere at about 25003200 ° C together with a graffiti catalyst such as boron, boron carbide, beryllium, aluminum, silicon or the like.

De acuerdo con la invención, los nanotubos de carbono utilizados preferiblemente tienen un diámetro de fibra de 0,5100 nm y una longitud de fibra de 0,01-10 μm, más preferiblemente un diámetro de fibra de 1-10 nm y una longitud de fibra de 0,05-5 μm, y aún más preferiblemente un diámetro de fibra de 1-5 nm y una longitud de fibra de 0,1-3 μm. According to the invention, the carbon nanotubes used preferably have a fiber diameter of 0.5100 nm and a fiber length of 0.01-10 μm, more preferably a fiber diameter of 1-10 nm and a length of fiber of 0.05-5 μm, and even more preferably a fiber diameter of 1-5 nm and a fiber length of 0.1-3 μm.

El tamaño de fibra y la longitud de fibra de las fibras de carbono producidas en fase vapor y los nanotubos de carbono de acuerdo con la invención puede medirse con un microscopio electrónico. The fiber size and fiber length of the carbon fibers produced in the vapor phase and the carbon nanotubes according to the invention can be measured with an electron microscope.

Como el negro de carbono pueden mencionarse negro Ketchen o negro de acetileno obtenido por combustión incompleta de gas natural o análogos o descomposición térmica de acetileno, carbono de horno obtenido por combustión incompleta de aceites hidrocarbonados o gas natural, y carbono térmico obtenido por descomposición térmica de gas natural. As carbon black can be mentioned Ketchen black or acetylene black obtained by incomplete combustion of natural gas or the like or thermal decomposition of acetylene, furnace carbon obtained by incomplete combustion of hydrocarbon oils or natural gas, and thermal carbon obtained by thermal decomposition of natural gas.

El material de carbono del componente (B) de acuerdo con la invención, cuando tiene una densidad aparente de 1,5 g/cm3, tiene preferiblemente una resistividad eléctrica del polvo baja en la dirección perpendicular a la dirección de presurización, y preferiblemente la misma no es mayor que 0,07 Ωcm y más preferiblemente no mayor que 0,01 Ωcm. Una resistividad eléctrica del material de carbono mayor que 0,07 Ωcm da como resultado menor conductividad del producto curado obtenido por curado de la composición que comprende también la resina curable, haciendo imposible obtener el producto curado deseado. The carbon material of component (B) according to the invention, when it has an apparent density of 1.5 g / cm 3, preferably has a low electrical resistivity of the powder in the direction perpendicular to the pressurization direction, and preferably the same is not greater than 0.07 Ωcm and more preferably not greater than 0.01 Ωcm. An electrical resistivity of the carbon material greater than 0.07 Ωcm results in lower conductivity of the cured product obtained by curing the composition which also comprises the curable resin, making it impossible to obtain the desired cured product.

Un método de medición de la resistividad eléctrica del polvo de grafito se ilustra en Fig. 1 y Fig. 2. En Fig. 1, 1 y 1' son, respectivamente, electrodos (+) y (-) hechos de placas de cobre, 2 es una barra de compresión hecha de resina, mientras que 3 es un pedestal y 4 es un marco lateral, hechos ambos de resina, 5 es una muestra de polvo de grafito, y 6 es un conjunto de terminales para medida del voltaje dispuestos bajo la muestra y en el centro de la muestra en la dirección perpendicular a la superficie de la página del dibujo. A method of measuring the electrical resistivity of graphite powder is illustrated in Fig. 1 and Fig. 2. In Fig. 1, 1 and 1 'are, respectively, electrodes (+) and (-) made of copper plates, 2 is a compression bar made of resin, while 3 is a pedestal and 4 is a side frame, both made of resin, 5 is a sample of graphite powder, and 6 is a set of voltage measurement terminals arranged under the sample and in the center of the sample in the direction perpendicular to the surface of the drawing page.

La resistividad eléctrica de la muestra se mide de la manera siguiente, utilizando el método de cuatro terminales ilustrado en Fig. 1 y Fig. 2. La muestra se comprime con la barra de compresión 2. Se hace fluir una corriente (I) al electrodo (-) 1' desde el electrodo (+) 1. Se mide el voltaje (V) entre los terminales 6. En este caso, el voltaje es el valor medido cuando la muestra se prensa por la barra de compresión hasta una densidad aparente de 1,5 g/cm3. Si la resistencia eléctrica de la muestra (entre los terminales) es R(Ω), entonces R = V/I. A partir de esto es posible determinar la resistividad eléctrica por ρ = R·S/L (ρ: resistividad eléctrica, S = área de la sección transversal (cm3) en la dirección de electrificación de la muestra, es decir la dirección perpendicular a la dirección de compresión, y L es la distancia entre los terminales 6 (cm)). Para la medida real, la muestra tiene una sección transversal perpendicular con una anchura de aproximadamente 1 cm, una longitud (altura) de 0,5-1 cm y una longitud en la dirección de electrificación de 4 cm, y la distancia (L) entre los terminales es 1 cm. The electrical resistivity of the sample is measured as follows, using the four-terminal method illustrated in Fig. 1 and Fig. 2. The sample is compressed with compression bar 2. A current (I) is flowed to the electrode (-) 1 'from the electrode (+) 1. The voltage (V) between terminals 6 is measured. In this case, the voltage is the measured value when the sample is pressed by the compression rod to an apparent density of 1.5 g / cm3. If the electrical resistance of the sample (between the terminals) is R (Ω), then R = V / I. From this it is possible to determine the electrical resistivity by ρ = R · S / L (ρ: electrical resistivity, S = cross-sectional area (cm3) in the electrification direction of the sample, that is the direction perpendicular to the compression direction, and L is the distance between terminals 6 (cm)). For the actual measurement, the sample has a perpendicular cross section with a width of approximately 1 cm, a length (height) of 0.5-1 cm and a length in the direction of electrification of 4 cm, and the distance (L) between the terminals is 1 cm.

El boro, cuando está contenido en el material de carbono del componente (B) de acuerdo con la invención, está presente preferiblemente en una proporción de 0,05-10% en peso en el material de carbono. Si el contenido de boro es menor que 0,05% en peso, puede no ser posible obtener un polvo de grafito con la alta conductividad deseada. Un contenido de boro mayor que 10% en peso no se prefiere debido a que no puede esperarse ningún efecto adicional de conductividad mejorada del material de carbono. Boron, when contained in the carbon material of component (B) according to the invention, is preferably present in a proportion of 0.05-10% by weight in the carbon material. If the boron content is less than 0.05% by weight, it may not be possible to obtain a graphite powder with the desired high conductivity. A boron content greater than 10% by weight is not preferred because no additional effect of improved conductivity of the carbon material can be expected.

En cuanto al método de adición del boro, puede utilizarse un polvo fino de grafito que contiene boro de la invención solo, o el mismo puede añadirse por mezcla con otro material de carbono. Alternativamente, se puede añadir B elemental, o B4C, BN, B2O3, H3BO3 o análogos como la fuente de boro a grafito artificial, grafito natural, fibra de carbono, fibra de carbono producida en fase vapor (VGCF), nanotubos de carbono (CNT) o análogos, sea solos o en mezcla, y la mixtura se mezcla concienzudamente y se somete a tratamiento de grafitización a aproximadamente 2500-3200ºC. As for the method of adding boron, a fine graphite powder containing boron of the invention can be used alone, or it can be added by mixing with another carbon material. Alternatively, elementary B, or B4C, BN, B2O3, H3BO3 or the like can be added as the source of boron to artificial graphite, natural graphite, carbon fiber, carbon fiber produced in vapor phase (VGCF), carbon nanotubes (CNT ) or the like, either alone or in admixture, and the mixture is thoroughly mixed and subjected to graffiti treatment at approximately 2500-3200 ° C.

La composición de resina curable (A) y el material de carbono (B) de la invención están presentes en una ratio en peso de 70-5:30-95. Si la cantidad de componente (A) añadida excede de 70% en peso y la cantidad del material de carbono (B) es menor que 30% en peso, la conductividad del producto curado se reduce. La ratio de componente (A) y componente (B) es más preferiblemente 45-5:55-95, y más preferiblemente aún 20-10:80-90. The curable resin composition (A) and the carbon material (B) of the invention are present in a weight ratio of 70-5: 30-95. If the amount of component (A) added exceeds 70% by weight and the amount of carbon material (B) is less than 30% by weight, the conductivity of the cured product is reduced. The ratio of component (A) and component (B) is more preferably 45-5: 55-95, and more preferably even 20-10: 80-90.

La composición de resina conductora curable de la invención puede contener también aditivos tales como fibras de vidrio, cargas de fibras inorgánicas, fibras orgánicas, estabilizadores ultravioleta, antioxidantes, agentes antiespumantes, agentes de nivelación, agentes de liberación, lubricantes, repelentes del agua, espesantes, agentes de baja contracción, mejoradores hidrófilos, adyuvantes de reticulación, etc. para el propósito de mejorar la dureza, robustez, conductividad, conformabilidad, durabilidad, resistencia a la intemperie, resistencia al agua y análogos. The curable conductive resin composition of the invention may also contain additives such as glass fibers, inorganic fiber fillers, organic fibers, ultraviolet stabilizers, antioxidants, antifoaming agents, leveling agents, release agents, lubricants, water repellents, thickeners. , low shrinkage agents, hydrophilic improvers, crosslinking aids, etc. for the purpose of improving hardness, robustness, conductivity, formability, durability, weather resistance, water resistance and the like.

Con objeto de obtener una composición de resina conductora curable de acuerdo con la invención, los componentes arriba mencionados se mezclan hasta uniformidad máxima utilizando una máquina mezcladora o un amasador utilizada(o) comúnmente en el campo de las resinas, tal como un rodillo, extrusor, amasador, mezclador Banbury, mezclador Henschel, mezclador planetario o análogos, mientras se mantienen a una temperatura a la cual la mixtura no comienza a endurecerse. Cuando se va a añadir un peróxido orgánico, la totalidad de los restantes componentes pueden mezclarse primeramente de modo uniforme y añadir el peróxido orgánico finalmente. In order to obtain a curable conductive resin composition according to the invention, the above-mentioned components are mixed to maximum uniformity using a mixing machine or a kneader commonly used in the field of resins, such as a roller, extruder , kneader, Banbury mixer, Henschel mixer, planetary mixer or the like, while maintaining at a temperature at which the mixture does not begin to harden. When an organic peroxide is to be added, all of the remaining components can be mixed first uniformly and finally the organic peroxide added.

La composición de resina conductora curable obtenida se conforma una sola vez utilizando un extrusor, rodillo, calandria o análogos en una hoja de espesor y anchura prescritos a una temperatura a la cual la composición no comienza a curarse, a fin de obtener un separador de pila de combustible con alta precisión de espesor. Por ejemplo, cuando se utiliza un extrusor, la composición de resina conductora curable en forma de polvo o grumos se carga en un extrusor equipado con una matriz de moldeo en hoja a una temperatura de 60-100ºC, se somete a moldeo por extrusión, y se recoge luego en una cinta transportadora o análogos. Para moldeo con precisión de espesor mayor aún, se lleva a cabo preferiblemente calandrado con un rodillo o calandria después de moldeo en el extrusor. El moldeo por extrusión se lleva a cabo preferiblemente a vacío a fin de eliminar poros o aire en la hoja. Cuando se utiliza un rodillo, la composición de resina conductora curable en polvo o forma de grumos se introduce entre dos rodillos mantenidos a una temperatura de 20-100ºC, que giran a velocidad igual, para conformación en una hoja, y se recoge luego por una cinta transportadora o análoga. Para moldeo con precisión de espesor mayor aún, el calandrado se realiza preferiblemente con un rodillo o calandria después de la formación de la hoja. The curable conductive resin composition obtained is formed only once using an extruder, roller, calender or the like on a sheet of prescribed thickness and width at a temperature at which the composition does not begin to cure, in order to obtain a stack separator. of fuel with high thickness accuracy. For example, when an extruder is used, the curable resin resin composition in powder or lump form is loaded into an extruder equipped with a sheet molding die at a temperature of 60-100 ° C, is subjected to extrusion molding, and It is then collected on a conveyor belt or the like. For precision molding of even greater thickness, calendering is preferably carried out with a roller or calender after molding in the extruder. Extrusion molding is preferably carried out under vacuum in order to remove pores or air in the sheet. When a roller is used, the powder-curable conductive resin composition or lump form is introduced between two rollers maintained at a temperature of 20-100 ° C, which rotate at the same speed, for forming on a sheet, and is then collected by a Conveyor belt or similar. For molding with even greater thickness precision, the calendering is preferably performed with a roller or calender after sheet formation.

El producto de resina conductora curada obtenido a partir de la composición de resina conductora curable de la invención no está limitado particularmente en cuanto a su uso, pero fue desarrollado para el propósito de fabricar un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor, y por consiguiente es muy adecuado como separador de combustible, ensamblaje para una pila, electrodo o placa de liberación de calor. The cured conductive resin product obtained from the curable conductive resin composition of the invention is not particularly limited in its use, but was developed for the purpose of manufacturing a fuel cell separator, a battery assembly, an electrode or a heat release plate, and therefore is very suitable as a fuel separator, assembly for a battery, electrode or heat release plate.

Para fabricación de un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor a partir de una hoja obtenida de la manera arriba descrita, la hoja se corta o se troquela al tamaño deseado, después de lo cual se insertan una hoja o dos o más hojas en un molde ranurado por una sola cara o por las dos caras, y se cura en caliente con una máquina de moldeo por compresión, para obtener un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor. La cavidad se pone a vacío preferiblemente durante el curado a fin de obtener un producto exento de defectos. Después del curado, cualquier deformación en el producto se corrige preferiblemente por enfriamiento bajo compresión de 3 MPa o mayor entre las placas de la prensa mantenida a 10-50ºC. For manufacturing a fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate from a sheet obtained in the manner described above, the sheet is cut or stamped to the desired size, after which inserts a sheet or two or more sheets into a grooved mold on one side or on both sides, and is cured hot with a compression molding machine, to obtain a fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate. The cavity is placed under vacuum preferably during curing in order to obtain a defect-free product. After curing, any deformation in the product is preferably corrected by cooling under compression of 3 MPa or greater between the plates of the press maintained at 10-50 ° C.

En cuanto a las condiciones para el curado, es importante hallar y seleccionar la temperatura óptima para el tipo de composición. Por ejemplo, las condiciones pueden determinarse adecuadamente en un intervalo de temperatura de 120-200ºC, durante un periodo de 30-1200 segundos. Cuando se termina este curado, puede obtenerse un producto completamente curado por post-curado en un intervalo de temperatura de 150-200ºC durante un periodo de 10-600 minutos. El post-curado puede eliminar la deformación en el producto si se aplica una presión de 5 MPa o mayor. As for the conditions for curing, it is important to find and select the optimum temperature for the type of composition. For example, the conditions can be suitably determined in a temperature range of 120-200 ° C, for a period of 30-1200 seconds. When this curing is finished, a completely cured product can be obtained by post-curing in a temperature range of 150-200 ° C for a period of 10-600 minutes. Post-curing can eliminate deformation in the product if a pressure of 5 MPa or greater is applied.

El separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor de la invención tiene preferiblemente las características siguientes. Específicamente, la resistividad de volumen es con preferencia no mayor que 2 x 10-2 Ωcm y más preferiblemente no mayor que 8 x 10-3 Ωcm, siendo particularmente preferido 5 x 10-3 Ωcm o menos para uso como un separador de pila de combustible. La resistencia de contacto es preferiblemente no mayor que 2 x 10-2 Ωcm2, más preferiblemente no mayor que 1 x 10-2 Ωcm2 y especialmente 7 x 10-3 Ωcm2. The fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate of the invention preferably has the following characteristics. Specifically, the volume resistivity is preferably not more than 2 x 10-2 Ωcm and more preferably not more than 8 x 10-3 Ωcm, with 5 x 10-3 Ωcm or less being particularly preferred for use as a battery separator. fuel. The contact resistance is preferably not more than 2 x 10-2 Ωcm2, more preferably not more than 1 x 10-2 Ωcm2 and especially 7 x 10-3 Ωcm2.

La conductividad térmica es preferiblemente al menos 1,0 W/m·K, más preferiblemente al menos 4,0 W/m·K y especialmente al menos 10 W/m·K. La permeabilidad a los gases, que es una característica importante para un separador de pila de combustible, es preferiblemente no mayor que 1 x 10-6 cm2/s, más preferiblemente no mayor que 1 x 10-8 cm2/s y especialmente no mayor que 1 x 10-9 cm2/s. The thermal conductivity is preferably at least 1.0 W / m · K, more preferably at least 4.0 W / m · K and especially at least 10 W / m · K. The gas permeability, which is an important characteristic for a fuel cell separator, is preferably not more than 1 x 10-6 cm2 / s, more preferably not more than 1 x 10-8 cm2 / s and especially not greater than 1 x 10-9 cm2 / s.

Fig. 3 muestra una realización de una hoja curada ranurada por las dos caras. El uso de tales hojas curadas ranuradas por las dos caras para la construcción de pilas de combustible es conocido y no se considera necesaria una explicación del mismo (véase, por ejemplo, la Publicación de Patente Japonesa no Examinada SHO NO. 5853167). Fig. 3 shows an embodiment of a cured sheet grooved on both sides. The use of such cured sheets grooved on both sides for the construction of fuel cells is known and an explanation thereof is not considered necessary (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication SHO NO. 5853167).

La composición de resina conductora curable de la invención permite la conformación de una hoja continua incluso con alta compactación del material de carbono, y es por consiguiente óptima para uso como un material compuesto en campos que requieran precisión de espesor, tales como separadores de pilas de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor. Los productos curados obtenidos a partir de ella exhiben la conductividad eléctrica y la conductividad térmica del grafito sin límites, y son altamente funcionales desde el punto de vista de la resistencia térmica, resistencia a la corrosión y precisión de moldeo. Por consiguiente, los mismos son útiles en el campo de la electrónica y para usos tales como dispositivos eléctricos y mecánicos o vehículos, siendo particularmente adecuados como materiales para separadores de pilas de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor. The curable conductive resin composition of the invention allows the formation of a continuous sheet even with high compaction of the carbon material, and is therefore optimal for use as a composite material in fields that require thickness accuracy, such as battery separators. fuel, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate. Cured products obtained from it exhibit the electrical conductivity and thermal conductivity of graphite without limits, and are highly functional from the point of view of thermal resistance, corrosion resistance and molding precision. Therefore, they are useful in the field of electronics and for uses such as electrical and mechanical devices or vehicles, being particularly suitable as materials for fuel cell separators, an assembly for a battery, an electrode or a release plate of heat

EJEMPLOS EXAMPLES

La presente invención se explicará a continuación con mayor detalle a modo de ejemplos, entendiéndose que los mismos no son en modo alguno limitantes de la invención. The present invention will be explained in greater detail below by way of examples, it being understood that they are not in any way limiting the invention.

Los materiales utilizados eran como sigue. The materials used were as follows.

Componente (A) (composición de resina curable) Component (A) (curable resin composition)

A1: Elastómero A1: Elastomer

NBR1 (caucho acrilonitrilo-butadieno; Nipol DN003 fabricado por Nihon Zeon, viscosidad Mooney (ML1+4 (100ºC): 78) NBR1 (acrylonitrile-butadiene rubber; Nipol DN003 manufactured by Nihon Zeon, Mooney viscosity (ML1 + 4 (100 ° C): 78)

NBR2 (caucho acrilonitrilo-butadieno; Nipol 1312 fabricado por Nihon Zeon, viscosidad Mooney (ML1+4 (100ºC): no determinable debido a su forma líquida) NBR2 (acrylonitrile-butadiene rubber; Nipol 1312 manufactured by Nihon Zeon, Mooney viscosity (ML1 + 4 (100 ° C): not determinable due to its liquid form)

EPDM (caucho etileno-propileno-dieno; EP25 fabricado por Nihon Synthetic Rubber, viscosidad Mooney (ML1+4 (100ºC): 90) EPDM (ethylene-propylene-diene rubber; EP25 manufactured by Nihon Synthetic Rubber, Mooney viscosity (ML1 + 4 (100ºC): 90)

SBR (caucho estireno-butadieno; SL574 fabricado por Nihon Synthetic Rubber, viscosidad Mooney (ML1+4 (100ºC): 64) SBR (styrene-butadiene rubber; SL574 manufactured by Nihon Synthetic Rubber, Mooney viscosity (ML1 + 4 (100ºC): 64)

A2: Resina radical reactiva A2: Reactive radical resin

ALE (resina de alil-éster; AA101 fabricada por Showa Denko K.K.) ALE (allyl ester resin; AA101 manufactured by Showa Denko K.K.)

VE1 (resina de vinil-éster; muestra que contiene 5% en peso de ftalato de dialilo basado en novolaca fenólica, fabricado por Showa Highpolimer Co. Ltd; viscosidad: 2,1 (Pa·s, 80ºC)) VE1 (vinyl ester resin; sample containing 5% by weight of diallyl phthalate based on phenolic novolac, manufactured by Showa Highpolimer Co. Ltd; viscosity: 2.1 (Country, 80 ° C))

VE2 (resina de vinil-éster; H-600 fabricada por Showa Highpolimer Co. Ltd.) VE2 (vinyl ester resin; H-600 manufactured by Showa Highpolimer Co. Ltd.)

UP (resina poliéster insaturada; Upica 5836 fabricada por Nihon Upica) UP (unsaturated polyester resin; Upica 5836 manufactured by Nihon Upica)

A3. Peróxido orgánico A3. Organic peroxide

DCP (peróxido de dicumilo; Percumyl D fabricado por Nihon Oils and Fats) DCP (Dicumyl Peroxide; Percumyl D manufactured by Nihon Oils and Fats)

Componente (B) (material de carbono) Component (B) (carbon material)

B1: Se obtuvo un polvo fino de grafito que contenía boro por el método siguiente. B1: A fine graphite powder containing boron was obtained by the following method.

Coque LPC-S fabricado por Nippon Steel Chemical Co., Ltd., un coque no acicular (natural calcinado) (al que se hace referencia en lo sucesivo como "coque A") se pulverizó groseramente hasta un tamaño de 2-3 mm con un pulverizador (producto de Hosokawa Micron Co., Ltd.). El producto crudo pulverizado se pulverizó finamente con un molino de chorro (IDS2UR, producto de Nihon Pneumatic Co., Ltd.). Se ajustó luego al tamaño de partícula deseado por tamizado. Las partículas de 5 μm y menores se eliminaron por clasificación con aire utilizando un turboclasificador (PC15N, producto de Nissin Engineering Co., Ltd.). Después de añadir 0,6 kg de carburo de boro (B4C) a una porción de 14,4 kg del producto pulverizado ajustado finamente, la mixtura se mezcló durante 5 minutos utilizando un mezclador Henschel a 800 rpm. La mixtura se puso luego en una vasija de grafito provista de tapa con un diámetro interior de 40 cm y un volumen de 40 litros, y la vasija se introdujo en un horno de grafitización equipado con calentador de grafito y se grafitizó a una temperatura de 2900ºC. Después de dejar enfriar, se retiró el polvo para obtener 14 kg de polvo. El polvo fino de grafito resultante tenía un tamaño medio de partícula de 20,5 μm, un espaciamiento de retículo (valor Co) de 6,716 Ǻ y un contenido de B de 1,3% en peso. Coke LPC-S manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., a non-acicular (natural calcined) coke (referred to hereafter as "coke A") was sprayed grossly to a size of 2-3 mm with a sprayer (product of Hosokawa Micron Co., Ltd.). The pulverized crude product was finely pulverized with a jet mill (IDS2UR, product of Nihon Pneumatic Co., Ltd.). It was then adjusted to the desired particle size by sieving. Particles of 5 μm and smaller were removed by air classification using a turboclassifier (PC15N, product of Nissin Engineering Co., Ltd.). After adding 0.6 kg of boron carbide (B4C) to a 14.4 kg portion of the finely adjusted powdered product, the mixture was mixed for 5 minutes using a Henschel mixer at 800 rpm. The mixture was then placed in a graphite vessel fitted with a lid with an inside diameter of 40 cm and a volume of 40 liters, and the vessel was placed in a graphite furnace equipped with graphite heater and graphitized at a temperature of 2900 ° C . After allowing to cool, the powder was removed to obtain 14 kg of powder. The resulting fine graphite powder had an average particle size of 20.5 μm, a reticule spacing (Co value) of 6.716 Ǻ and a B content of 1.3% by weight.

B2: Se obtuvo polvo fino de grafito exento de boro por el método siguiente. B2: Fine boron-free graphite powder was obtained by the following method.

El coque A se pulverizó groseramente a un tamaño de 2-3 nm con un pulverizador. El producto crudo pulverizado se pulverizó finamente con un molino de chorro. Se ajustó luego al tamaño de partícula deseado por tamizado. Las partículas de 5 μm y menores se eliminaron por clasificación con aire utilizando un turboclasificador. El polvo se puso luego en una vasija de grafito provista de tapa con un diámetro interior de 40 cm y un volumen de 40 litros, y la vasija se situó en un horno de grafitización equipado con calentador de grafito y se grafitizó a una temperatura de 2900ºC. Después de dejar enfriar, se retiró el polvo para obtener un polvo fino de grafito. El polvo fino de grafito resultante tenía un tamaño medio de partícula de 20,5 μm, un espaciamiento de retículo (valor Co) de 6,758 Ǻ y un contenido de B de 0% en peso. Coke A was sprayed grossly to a size of 2-3 nm with a sprayer. The powdered raw product was finely pulverized with a jet mill. It was then adjusted to the desired particle size by sieving. The particles of 5 μm and smaller were removed by air classification using a turboclassifier. The powder was then placed in a graphite vessel provided with a lid with an inside diameter of 40 cm and a volume of 40 liters, and the vessel was placed in a graphite furnace equipped with graphite heater and graphitized at a temperature of 2900 ° C . After allowing to cool, the powder was removed to obtain a fine graphite powder. The resulting fine graphite powder had an average particle size of 20.5 μm, a reticule spacing (Co value) of 6.758 Ǻ and a B content of 0% by weight.

LUFG: Grafito artificial: UFG30 fabricado por Showa Denko, K.K.) LUFG: Artificial graphite: UFG30 manufactured by Showa Denko, K.K.)

EXP: Grafito expandido; EXP-50EL fabricado por Nihon Graphite Industry. EXP: Expanded Graphite; EXP-50EL manufactured by Nihon Graphite Industry.

VGCF: Fibra de carbono producida en fase vapor; VCGF-G (diámetro de fibra: 0,1-0,3 μm, longitud de fibra: 10-50 μm) fabricada por Showa Denko, K.K. VGCF: Carbon fiber produced in the vapor phase; VCGF-G (fiber diameter: 0.1-0.3 μm, fiber length: 10-50 μm) manufactured by Showa Denko, K.K.

CNT: Nanotubos de carbono que se obtuvieron por el método siguiente. CNT: Carbon nanotubes that were obtained by the following method.

En una barra de grafito con un diámetro de 6 mm y una longitud de 50 mm, se abrió un orificio con un diámetro de 3 mm y una profundidad de 30 mm desde el extremo a lo largo del eje central, y se compactó en su interior un polvo mixto de rodio (Rh): platino (Pt): grafito (C) en una ratio en peso de 1:1:1, para fabricar un ánodo. Se fabricó por separado un cátodo hecho de grafito de pureza 99,98% con un diámetro de 13 mm y una longitud de 30 mm. Los electrodos se colocaron uno frente al otro en un reactor y se conectaron a una fuente de potencia de corriente continua. El interior del reactor se sustituyó con gas helio de 99,9%, y se realizó una descarga de arco de corriente continua. El hollín (hollín de cámara) que se adhería al interior del reactor y el hollín acumulado en el cátodo (hollín de cátodo) se recogieron. Las condiciones de presión y corriente en el reactor eran 60 Torr y 70 A. Durante la reacción, la separación entre el ánodo y el cátodo se mantuvo constantemente a 1-2 mm. On a graphite bar with a diameter of 6 mm and a length of 50 mm, a hole with a diameter of 3 mm and a depth of 30 mm was opened from the end along the central axis, and compacted inside a mixed powder of rhodium (Rh): platinum (Pt): graphite (C) in a weight ratio of 1: 1: 1, to make an anode. A cathode made of 99.98% pure graphite with a diameter of 13 mm and a length of 30 mm was manufactured separately. The electrodes were placed opposite each other in a reactor and connected to a DC power source. The inside of the reactor was replaced with 99.9% helium gas, and a direct current arc discharge was performed. The soot (chamber soot) that adhered to the inside of the reactor and the soot accumulated in the cathode (cathode soot) were collected. The pressure and current conditions in the reactor were 60 Torr and 70 A. During the reaction, the separation between the anode and the cathode was constantly maintained at 1-2 mm.

El hollín recogido se introdujo en un disolvente mixto 1:1 de agua y etanol y se sometió a dispersión por ultrasonidos, después de lo cual se recuperó la dispersión y se eliminó el disolvente con un evaporador rotativo. La muestra se dispersó por ultrasonidos en una solución acuosa al 0,1% de cloruro de benzalconio como agente tensioactivo aniónico, y se centrifugó luego a 5000 rpm durante 30 minutos, después de lo cual se recuperó la dispersión. La dispersión se trató luego térmicamente durante 5 horas al aire a 350ºC para modificación a fin de obtener nanotubos de carbono con un diámetro de fibra de 1-10 nm y una longitud de fibra de 0,5-5 μm. The collected soot was introduced into a mixed solvent 1: 1 of water and ethanol and subjected to ultrasonic dispersion, after which the dispersion was recovered and the solvent was removed with a rotary evaporator. The sample was dispersed by ultrasound in a 0.1% aqueous solution of benzalkonium chloride as an anionic surfactant, and then centrifuged at 5000 rpm for 30 minutes, after which the dispersion was recovered. The dispersion was then heat treated for 5 hours in air at 350 ° C for modification in order to obtain carbon nanotubes with a fiber diameter of 1-10 nm and a fiber length of 0.5-5 μm.

Las propiedades del producto curado se midieron por los métodos siguientes. The properties of the cured product were measured by the following methods.

Resistividad de volumen inherente: Inherent volume resistivity:

Medida por el método de las cuatro sondas de acuerdo con JIS K7194. Measured by the method of the four probes according to JIS K7194.

Resistencia de contacto: Utilizando el aparato que se muestra en Fig. 4, se pusieron en contacto una pieza de test 21 (20 mm x 20 mm x 2 mm) y un panel de carbono 22 (1,5 x 10-3 Ωcm, 20 mm x 20 mm x 1 mm), se estratificaron entre placas de cobre 23, y se aplicó una carga de 98 N. Se pasó una corriente continua de 1 A a su través en dirección transversal a la alimentación, y se pusieron luego en contacto los terminales 24 con la interfaz entre la pieza de test 21 y el panel de carbono 22 para medir el voltaje, calculándose así el valor de la resistencia. Este valor se multiplicó por el área de la sección transversal de contacto a fin de obtener la resistencia de contacto. Contact resistance: Using the device shown in Fig. 4, a test piece 21 (20 mm x 20 mm x 2 mm) and a carbon panel 22 (1.5 x 10-3 Ωcm, were contacted 20 mm x 20 mm x 1 mm), were stratified between copper plates 23, and a 98 N load was applied. A direct current of 1 A was passed through it in a transverse direction to the feed, and then put into contact the terminals 24 with the interface between the test piece 21 and the carbon panel 22 to measure the voltage, thus calculating the resistance value. This value was multiplied by the area of the contact cross section in order to obtain the contact resistance.

Resistencia a la flexión, módulo de flexión y tensión de flexión: Flexural strength, flexural modulus and flexural tension:

Se midió una pieza de test por el método de test de la resistencia a la flexión de 3 puntos en condiciones con una holgura de separación de 64 mm y una tasa de plegado de 2 mm/min, de acuerdo con JIS K6911. El tamaño de la pieza de test era 100 x 10 x 1,5 mm. A test piece was measured by the 3-point flexural strength test method under conditions with a clearance of 64 mm and a folding rate of 2 mm / min, according to JIS K6911. The size of the test piece was 100 x 10 x 1.5 mm.

Conductividad térmica: Thermal conductivity:

Una pieza de test (Ø 10 mm, espesor: 1,7 mm) se midió por el método del flash de láser (método T1/2 utilizando un Aparato de Medida Constante de Flash Térmico de Láser LF/TCM FA8510B, fabricado por Rigaku Denki), en condiciones de temperatura de 80ºC, vacío, y luz láser de rubí (voltaje de excitación: 2,5 kV). A test piece (Ø 10 mm, thickness: 1.7 mm) was measured by the laser flash method (T1 / 2 method using a LF / TCM Laser Thermal Flash Constant Measurement Apparatus FA8510B, manufactured by Rigaku Denki ), in conditions of temperature of 80ºC, vacuum, and ruby laser light (excitation voltage: 2.5 kV).

Permeabilidad a los gases: Gas permeability:

Se midió de acuerdo con el método A de JIS K7126, utilizando gas He a 23ºC. It was measured according to method A of JIS K7126, using He gas at 23 ° C.

Conformabilidad en hoja: Sheet conformability:

Utilizando dos rodillos de 10 pulgadas (25 cm) en condiciones de temperatura de rodillo de 60ºC, una anchura de separación de rodillo de 2 mm y una velocidad de rotación de 15 rpm, se introdujo la composición de resina conductora curable para moldeo en hoja, y se evaluaron la conformabilidad y el aspecto. Using two rollers of 10 inches (25 cm) under conditions of roller temperature of 60 ° C, a roller separation width of 2 mm and a rotation speed of 15 rpm, the curable conductive resin composition for sheet molding was introduced, and conformability and appearance were evaluated.

Contenido de boro del material de carbono: Boron content of carbon material:

Se midió utilizando un espectrómetro de masas en plasma inductivo acoplado (ICP-MS) (SPQ9000, producto de Seiko Instrument Inc.) It was measured using a coupled inductive plasma mass spectrometer (ICP-MS) (SPQ9000, product of Seiko Instrument Inc.)

Precisión de superficie: Surface Accuracy:

La superficie de la hoja curada se divide uniformemente en 16 secciones, se mide el espesor de la hoja en el punto central de cada sección, y se calcula la media aritmética del espesor. The surface of the cured sheet is divided evenly into 16 sections, the thickness of the sheet at the center point of each section is measured, and the arithmetic average of the thickness is calculated.

Ejemplos 1-5, 6-15, Ejemplo de Referencia 6, y Ejemplo Comparativo 3 Examples 1-5, 6-15, Reference Example 6, and Comparative Example 3

En los ejemplos 1-15 y el Ejemplo Comparativo 3, se utilizó un amasador de presurización (volumen: 1 l) durante 1 minuto para amasar un componente elastómero en condiciones de temperatura de 70ºC y una velocidad de rotación de 40 rpm. A continuación, se cargaron una resina radical reactiva y un material de carbono y se amasaron con lo anterior durante 5 minutos, después de lo cual se cargó DCP y se amasó con todo lo anterior durante 2 minutos. El volumen total de la composición se ajustó para llenar 80% en volumen del volumen del amasador. Después del amasado, la composición se moldeó en una hoja de 2 mm de espesor utilizando un rodillo doble de 10 pulgadas (25 cm) en condiciones de temperatura de rodillo de 60ºC, anchura de separación de rodillos de 2 mm y velocidad de rotación elevada de 15 rpm, se cortó la hoja y se insertó en una matriz capaz de formar una placa de 100 x 100 x 1,5 mm, y se utilizó una máquina de moldeo por compresión a 50 t durante 5 minutos de curado con una temperatura de la matriz de 170ºC y una presión de 30 MPa para obtener una producto curado. In Examples 1-15 and Comparative Example 3, a pressurizing mixer (volume: 1 L) was used for 1 minute to knead an elastomer component under conditions of temperature of 70 ° C and a rotation speed of 40 rpm. Next, a reactive radical resin and a carbon material were loaded and kneaded with the above for 5 minutes, after which DCP was loaded and kneaded with all of the above for 2 minutes. The total volume of the composition was adjusted to fill 80% by volume of the kneader volume. After kneading, the composition was molded on a 2 mm thick sheet using a 10 inch (25 cm) double roller under conditions of 60 ° C roller temperature, 2 mm roller separation width and high rotation speed of 15 rpm, the sheet was cut and inserted into a matrix capable of forming a 100 x 100 x 1.5 mm plate, and a 50 m compression molding machine was used for 5 minutes of curing with a temperature of 170 ° C matrix and a pressure of 30 MPa to obtain a cured product.

Ejemplos Comparativos 1-2 Comparative Examples 1-2

En los Ejemplos Comparativos 1-2, se utilizó un amasador de presurización (volumen: 1 l) durante 1 minuto para amasar un componente elastómero cargado en condiciones de temperatura de 70ºC y velocidad de rotación de 40 rpm. A continuación, se cargaron una resina radical reactiva y un material de carbono y se amasaron con lo anterior durante 5 minutos, después de lo cual se cargó DCP y se amasó con todo lo anterior durante 2 minutos. Se ajustó el volumen total de la composición para llenar 80% en volumen del volumen del amasador. El producto amasado se insertó en una matriz capaz de formar una placa de 100 x 100 x 1,5 mm, y se utilizó una máquina de moldeo por compresión a 50 t durante 5 minutos de curado con una temperatura de matriz de 170ºC y una presión de 30 MPa para obtener un producto curado. In Comparative Examples 1-2, a pressurizing kneader (volume: 1 L) was used for 1 minute to knead a charged elastomer component under conditions of temperature of 70 ° C and rotation speed of 40 rpm. Next, a reactive radical resin and a carbon material were loaded and kneaded with the above for 5 minutes, after which DCP was loaded and kneaded with all of the above for 2 minutes. The total volume of the composition was adjusted to fill 80% by volume of the kneader volume. The kneaded product was inserted into a matrix capable of forming a 100 x 100 x 1.5 mm plate, and a 50 m compression molding machine was used for 5 minutes of curing with a matrix temperature of 170 ° C and a pressure 30 MPa to obtain a cured product.

Ejemplo 16 Example 16

En el Ejemplo 16, la composición utilizada en el Ejemplo 1 se conformó en una hoja sin curar de 1,7 mm de espesor utilizando un rodillo doble de 10 pulgadas (25 cm) en condiciones de temperatura de rodillo de 60ºC, una anchura de separación de rodillos de 1,7 mm y una velocidad de rotación igual de 15 rpm, se cortó la hoja sin curar a un tamaño de 280 x 200 mm y las hojas cortadas se injertaron en una matriz capaz de formar una placa con un tamaño de 280 x 200 x 1,5 mm y que tenía ranuras de 1 mm de abertura en ambos lados, y se utilizó una máquina de moldeo por compresión de 500 toneladas durante 3 minutos de curado con una temperatura de la matriz de 170ºC y una presión de 60 MPa para obtener un cuerpo curado ranurado por las dos caras. In Example 16, the composition used in Example 1 was formed on a 1.7 mm thick uncured sheet using a 10 inch (25 cm) double roller under roller temperature conditions of 60 ° C, a separation width of 1.7 mm rollers and an equal rotation speed of 15 rpm, the uncured blade was cut to a size of 280 x 200 mm and the cut sheets were grafted into a matrix capable of forming a plate with a size of 280 x 200 x 1.5 mm and had 1 mm slots opening on both sides, and a 500 ton compression molding machine was used for 3 minutes of curing with a die temperature of 170 ° C and a pressure of 60 MPa to obtain a cured body grooved on both sides.

Ejemplo 17 Example 17

En el Ejemplo 17, la composición utilizada en el Ejemplo 1 se moldeó por extrusión en una hoja de 1,8 mm de espesor y 70 mm de anchura utilizando un extrusor de un solo tornillo de 60 Ø en condiciones de temperatura de 6090ºC y una velocidad de rotación de 40 rpm, se cortó la hoja sin curar en hojas que tenían un tamaño de 200 x 70 mm y las hojas cortadas se dispusieron en paralelo en una matriz capaz de formar una placa con un tamaño de 280 x 200 x 1,5 mm y que tenían ranuras de 1 mm de separación en ambas caras, y se utilizó una máquina de moldeo por compresión de 500 toneladas durante 3 minutos de curado con una temperatura de la matriz de 170ºC y una presión de 60 MPa para obtener un cuerpo curado ranurado por las dos caras. In Example 17, the composition used in Example 1 was molded by extrusion on a 1.8 mm thick and 70 mm wide sheet using a single screw extruder of 60 Ø under temperature conditions of 6090 ° C and a speed of rotation of 40 rpm, the uncured sheet was cut into sheets that were 200 x 70 mm in size and the cut sheets were arranged in parallel on a matrix capable of forming a plate with a size of 280 x 200 x 1.5 mm and that had 1 mm separation grooves on both sides, and a 500 ton compression molding machine was used for 3 minutes of curing with a matrix temperature of 170 ° C and a pressure of 60 MPa to obtain a cured body grooved on both sides.

Ejemplo Comparativo 4 Comparative Example 4

En el Ejemplo Comparativo 4, la composición utilizada en el Ejemplo 1 se pulverizó utilizando un molino Wiley refrigerado (producto de YOSHIDA SEISAKUSHO CO., LTD), las hojas cortadas se dispusieron en paralelo en una matriz capaz de formar una placa con un tamaño de 280 x 200 x 1,5 mm y que tenía ranuras de 1 mm de separación en ambas caras, y se utilizó una máquina de moldeo por compresión de 500 toneladas durante 3 minutos de curado con una temperatura de la matriz de 170ºC y una presión de 60 MPa para obtener un cuerpo curado por las dos caras. In Comparative Example 4, the composition used in Example 1 was pulverized using a refrigerated Wiley mill (product of YOSHIDA SEISAKUSHO CO., LTD), the cut sheets were arranged in parallel in a matrix capable of forming a plate with a size of 280 x 200 x 1.5 mm and having 1 mm slots on both sides, and a 500 ton compression molding machine was used for 3 minutes of curing with a die temperature of 170 ° C and a pressure of 60 MPa to obtain a body cured on both sides.

Ejemplo Comparativo 5 Comparative Example 5

En el Ejemplo Comparativo 5, la composición utilizada en el Ejemplo Comparativo 2 se pulverizó utilizando un molino Wiley refrigerado (producto de YOSHIDA SEISAKUSHO CO., LTD), las hojas cortadas se dispusieron en paralelo en una matriz capaz de formar una placa con un tamaño de 280 x 200 x 1,5 mm y que tenía ranuras de 1 mm de separación en ambas caras, y se utilizó una máquina de moldeo por compresión de 500 toneladas durante 3 minutos de curado con una temperatura de matriz de 170ºC y una presión de 60 MPa para obtener un cuerpo curado ranurado por las dos caras. In Comparative Example 5, the composition used in Comparative Example 2 was pulverized using a refrigerated Wiley mill (product of YOSHIDA SEISAKUSHO CO., LTD), the cut sheets were arranged in parallel in a matrix capable of forming a plate with a size 280 x 200 x 1.5 mm and had 1 mm slots on both sides, and a 500 ton compression molding machine was used for 3 minutes of curing with a matrix temperature of 170 ° C and a pressure of 60 MPa to obtain a cured body grooved on both sides.

Ejemplo 18 Example 18

En el Ejemplo 18, se evaluaron las propiedades de la hoja curada ranurada por las dos caras del Ejemplo 16 como un separador de pila de combustible. In Example 18, the properties of the cured sheet grooved on both sides of Example 16 were evaluated as a fuel cell separator.

Ejemplo 19 Example 19

En el Ejemplo 19, se evaluaron las propiedades del cuerpo curado ranurado por las dos caras del Ejemplo 17 como un separador de pila de combustible In Example 19, the properties of the grooved cured body on both sides of Example 17 were evaluated as a fuel cell separator

Ejemplo Comparativo 6 Comparative Example 6

En el Ejemplo Comparativo 6, se evaluaron las propiedades del cuerpo curado ranurado por las dos caras del Ejemplo Comparativo 4 como un separador de pila de combustible In Comparative Example 6, the properties of the grooved cured body on both sides of Comparative Example 4 were evaluated as a fuel cell separator

Ejemplo Comparativo 7 Comparative Example 7

En el Ejemplo Comparativo 7, se evaluaron las propiedades del cuerpo curado ranurado por las dos caras del Ejemplo Comparativo 5 como un separador de pila de combustible In Comparative Example 7, the properties of the grooved cured body on both sides of Comparative Example 5 were evaluated as a fuel cell separator

Los resultados de los Ejemplos 18 y 19 y los Ejemplos Comparativos 6 y 7 se muestran en la Tabla 4. The results of Examples 18 and 19 and Comparative Examples 6 and 7 are shown in Table 4.

Tabla 1 Table 1

Ejemplo1 Example 1
Ejemplo2 Ejemplo3 Ejemplo4 Ejemplo5 Ej. Ref.6 Ej. Comp. 1 Ej. Comp.2 Ej. Comp.3 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Ex. Ref.6 Ex. Comp. one Ex. Comp. 2 Ex. Comp. 3

Elastómero Elastomer
NBR1 20 10 20 80 90 NBR1 twenty 10 twenty 80 90

NBR2 NBR2
20 twenty

EPDM EPDM
15 10 fifteen 10

SBR SBR
30 30

Resinaradical reactiva Reactive Radical Resin
ALE 80 85 70 80 80 100 ALE 80 85 70 80 80 100

VE1 VE1
80 20 10 80 twenty 10

PeróxidoOrgánico Organic Peroxide
DCP 2 2 2 2 2 2 2 2 2 DCP 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Material de carbono Carbon material
B1 500 500 500 500 600 500 500 500 600 B1 500 500 500 500 600 500 500 500  600

Conformabilidad en hoja*1 Sheet conformability * 1
O O O O O O X X O OR OR OR OR OR OR X X OR

Resistividadde volumen Volume resistivity
mΩ·cm 5 4 8 5 4 15 5 3 33 mΩ · cm 5 4 8 5 4 fifteen 5 3 33

Resistenciade contacto Contact resistance
mΩ·cm2 6 5 7 6 5 18 6 8 35 mΩ · cm2 6 5 7 6 5 18 6 8 35

Conductividad térmica Thermal conductivity
W/mK 15 17 14 15 15 12 17 15 8 W / mK fifteen 17 14 fifteen  fifteen 12 17 fifteen  8

Resistencia a la flexión Flexural strength
MPa 45 55 50 55 65 15 30 65 8 MPa  Four. Five 55 fifty 55  65 fifteen 30 65  8

Módulo de flexión Flex module
GPa 14 15 12 15 20 5 12 21 0,5 GPa 14 fifteen 12 fifteen  twenty 5 12 twenty-one  0.5

Esfuerzode flexión Bending effort
% 0,5 0,5 0,7 0,6 0,5 ≥3,5 0,4 0,3 ≥3,5 % 0.5 0.5 0.7 0.6 0.5 ≥3.5 0.4 0.3  ≥3.5

*1 O: Conformación continua con éxito de hoja uniforme.* 1 O: Continuous conformation with uniform blade success.

Imposible formar una hoja; se mantenía en forma de polvo X: Impossible to form a leaf; It was kept in powder form X:

Tabla 2 Table 2

Ejemplo7 Example7
Ejemplo8 Ejemplo9 Ejemplo10 Ejemplo11 Ejemplo12 Ejemplo13 Ejemplo14 Ejemplo15 Example8 Example 9 Example 10 Example 11 Example 12 Example 13 Example 14 Example 15

Elastómero Elastomer
NBR1 20 20 20 20 20 30 30 30 30 NBR1 twenty twenty twenty twenty twenty 30 30 30 30

Resinaradical reactiva Reactive Radical Resin
VE2 80 80 80 80 80 VE2 80 80 80 80 80

UP UP
70 70 70 70 70 70 70 70

Peróxidoorgánico Organic peroxide
DCP 2 2 2 2 2 2 2 2 2 DCP 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Material de carbono Carbon material
B1 500 400 400 350 350 B1 500 400 400 350 350

B2 B2
500 400 350 300 500 400 350 300

UFG UFG
100 100 100 100

EXP EXP
100 100 100 100

VGCF VGCF
50 fifty

CNT CNT
50 50 fifty fifty

Contenido de boro del materialde carbono (% peso) Boron content of carbon material (% weight)
1,3 0 1,14 1,12 0 0,89 0 0,97 0 1.3 0 1.14 1.12 0 0.89 0 0.97 0

Resistividadde volumen Volume resistivity
mΩ·cm 4 15 3 2 10 6 20 5 33 mΩ · cm 4 fifteen 3 2 10 6 twenty 5 33

Resistenciade contacto Contact resistance
mΩ·cm2 6 20 4 3 16 8 40 6 35 mΩ · cm2 6 twenty 4 3 16 8 40 6 35

Conductividad térmica Thermal conductivity
W/mK 15 16 12 11 11 18 19 8 8 W / mK fifteen 16 12 eleven eleven 18 19 8 8

Resistenciaa la flexión Flexural strength
MPa 50 47 48 53 52 45 44 41 8 MPa fifty 47 48 53 52 Four. Five 44 41 8

Módulo de flexión Flex module
GPa 10 11 11 12 12 10 11 9 1 GPa 10 eleven eleven 12 12 10 eleven 9 one

Esfuerzode flexión Bending effort
% 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 % 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6

15 16 15 16

Tabla 3 Table 3

Conformación de prensado en hoja Sheet Press Conformation
Conformación de prensado en polvo Powder Press Conformation

Ejemplo 16 Example 16
Ejemplo 17 Ej. Comp. 4 Ej. Comp. 5 Example 17 Ex. Comp. 4 Ex. Comp. 5

Laminación Lamination
Extrusión Extrusion

Precisión de superficie Surface accuracy
mm ±0,04 ±0,04 ±0,08 ±0,12 mm ± 0.04 ± 0.04 ± 0.08 ± 0.12

Coeficiente de permeabilidad a los gases Coefficient of gas permeability
cm 2 /s 10 -10 10 -9 10 -5 10 -5 cm 2 / s 10 -10 10 -9 10-5 10-5

Tabla 4 Table 4

Ejemplo18 Example 18
Ejemplo19 Ej. Comp.6 Ej. Comp.7 Example 19 Ex. Comp. 6 Ex. Comp. 7

Resistividad de volumen Volume resistivity
mΩ·cm 5 5 8 10 mΩ · cm 5 5 8 10

Resistencia de contacto Contact resistance
mΩ·cm2 6 6 9 12 mΩ · cm2 6 6 9 12

Conductividad térmica Thermal conductivity
W/mK 15 15 16 16 W / mK fifteen fifteen 16 16

La Tabla 1 muestra que la adición de un elastómero con una viscosidad Mooney alta permite una conformación satisfactoria en hoja incluso con un alto grado de compactación del material de carbono. Cuando no estaba presente ningún elastómero, la adición del material de carbono en proporción mayor que 80% en peso daba como resultado un compuesto con un estado pulverulento después del amasado. El Ejemplo Comparativo 3 demuestra que la Table 1 shows that the addition of an elastomer with a high Mooney viscosity allows satisfactory sheet forming even with a high degree of compaction of the carbon material. When no elastomer was present, the addition of the carbon material in a proportion greater than 80% by weight resulted in a compound with a powdery state after kneading. Comparative Example 3 demonstrates that the

5 adición de una gran cantidad de elastómero da como resultado menor conductividad. The addition of a large amount of elastomer results in less conductivity.

La Tabla 2 muestra que la inclusión de boro en el material de carbono proporciona productos curados con alta conductividad. Table 2 shows that the inclusion of boron in the carbon material provides cured products with high conductivity.

La Tabla 3 muestra que la conformación a presión en hoja proporciona placas en forma de separador de pila de combustible con una elevada precisión superficial (precisión de grosor) e impermeabilidad satisfactoria a los gases. Table 3 shows that sheet press forming provides plates in the form of a fuel cell separator with high surface accuracy (thickness accuracy) and satisfactory gas impermeability.

10 La Tabla 4 muestra que un cuerpo curado ranurado por las dos caras obtenido por prensado en hoja exhibe eficiencias satisfactorias como separador de pila de combustible. 10 Table 4 shows that a cured body grooved on both sides obtained by sheet pressing exhibits satisfactory efficiencies as a fuel cell separator.

De acuerdo con la invención, la adición de un elastómero con viscosidad Mooney elevada daba como resultado la obtención de composiciones de resina conductoras curables con excelente conformabilidad en hoja y permitía un alto grado de compactación de los materiales de carbono. La utilización de materiales de carbono que contenían 15 boro como materiales de carga proporcionaba composiciones que exhibían a la vez propiedades de alta conductividad y alta liberación de calor que, cuando se conformaron en hoja utilizando un extrusor, rodillo, calandria According to the invention, the addition of an elastomer with high Mooney viscosity resulted in the obtaining of curable conductive resin compositions with excellent sheet formability and allowed a high degree of compaction of the carbon materials. The use of carbon materials containing 15 boron as fillers provided compositions that exhibited both high conductivity and high heat release properties which, when formed in sheet using an extruder, roller, calender

o análogos y se curaron por conformación a presión, producían separadores de pila de combustible delgados de gran área con excelente impermeabilidad a los gases y precisión superficial. or analogous and cured by pressure forming, they produced thin fuel cell separators of large area with excellent gas impermeability and surface accuracy.

Aplicabilidad Industrial Industrial Applicability

20 La composición de resina conductora curable de la invención proporciona productos curados con excelentes propiedades de conductividad y liberación de calor que son muy adecuados como materiales que no han podido obtenerse en la técnica anterior, por ejemplo, en el campo de la electrónica y para diversos propósitos y piezas tales como productos eléctricos, piezas mecánicas, partes de vehículos y análogos, y que son especialmente útiles como materiales para separadores en pilas de combustible tales como pilas de combustible sólido polímero. The curable conductive resin composition of the invention provides cured products with excellent conductivity and heat release properties that are very suitable as materials that could not be obtained in the prior art, for example, in the field of electronics and for various purposes and parts such as electrical products, mechanical parts, vehicle parts and the like, and which are especially useful as materials for separators in fuel cells such as polymer solid fuel cells.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. one.
Una composición de resina conductora curable caracterizada porque comprende (A) una composición de resina curable y (B) un material de carbono, con una ratio en peso de componente (A) a componente (B) de 70-5:3095, A curable conductive resin composition characterized in that it comprises (A) a curable resin composition and (B) a carbon material, with a weight ratio of component (A) to component (B) of 70-5: 3095,
caracterizada porque la composición de resina curable del componente (A) comprende (A1) un elastómero con una viscosidad Mooney (MN1+4 (100ºC)) de 25 o mayor en una proporción de 60-10% en peso, (A2) una resina radical reactiva en una proporción de 40-90% en peso, siendo el total de los componentes (A1) y (A2) 100% en peso, y (A3) un peróxido orgánico en una proporción de 0,2-10 partes en peso para 100 partes en peso de (A1 + A2), en donde la resina radical reactiva es una o más seleccionada(s) de entre resinas poliéster insaturadas, resinas de vinil-ésteres, resinas de alil-ésteres, resinas de uretano, resinas de ftalato de dialilo y resinas de 1,2-polibutadieno. characterized in that the curable resin composition of component (A) comprises (A1) an elastomer with a Mooney viscosity (MN1 + 4 (100 ° C)) of 25 or greater in a proportion of 60-10% by weight, (A2) a resin reactive radical in a proportion of 40-90% by weight, the total components (A1) and (A2) being 100% by weight, and (A3) an organic peroxide in a proportion of 0.2-10 parts by weight for 100 parts by weight of (A1 + A2), wherein the reactive radical resin is one or more selected (s) from unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, allyl ester resins, urethane resins, resins of diallyl phthalate and 1,2-polybutadiene resins.
2. 2.
La composición de resina conductora curable de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el elastómero del componente (A1) es uno o una combinación de dos o más seleccionados del grupo constituido por caucho acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estireno-butadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etileno-propileno-dieno, caucho etileno-butadieno, caucho fluorado, caucho de isopreno, caucho de silicona, caucho acrílico y caucho de butadieno. The curable conductive resin composition according to claim 1, characterized in that the elastomer of component (A1) is one or a combination of two or more selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, styrene-butadiene rubber , ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, ethylene-butadiene rubber, fluorinated rubber, isoprene rubber, silicone rubber, acrylic rubber and butadiene rubber.
3. 3.
La composición de resina conductora curable de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el elastómero del componente (A1) es uno o una combinación de dos o más seleccionados del grupo constituido por caucho acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estireno-butadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etileno propileno-dieno, y caucho de butadieno. The curable conductive resin composition according to claim 2, wherein the elastomer of component (A1) is one or a combination of two or more selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, styrene-butadiene rubber , ethylene-propylene rubber, ethylene propylene-diene terpolymer rubber, and butadiene rubber.
4. Four.
La composición de resina conductora curable de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el material de carbono del componente (B) es un material seleccionado del grupo constituido por polvo de grafito, polvo de grafito artificial, polvo de grafito natural, polvo de grafito expandido, fibra de carbono, fibra de carbono producida en fase vapor con un diámetro de fibra de 0,05-10 μm y una longitud de 1-500 μm, nanotubos de carbono con un diámetro de 0,5-100 nm y una longitud de 0,01-10 μm, y negro de carbono, o una mixtura de los mismos. The curable conductive resin composition according to claim 1, characterized in that the carbon material of component (B) is a material selected from the group consisting of graphite powder, artificial graphite powder, natural graphite powder, expanded graphite powder , carbon fiber, carbon fiber produced in the vapor phase with a fiber diameter of 0.05-10 μm and a length of 1-500 μm, carbon nanotubes with a diameter of 0.5-100 nm and a length of 0.01-10 μm, and carbon black, or a mixture thereof.
5. 5.
La composición de resina conductora curable de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el polvo de grafito es polvo de grafito con un tamaño medio de partícula de 0,1-150 μm y un espaciamiento de retículo (valor Co) de 6,745 Ǻ o menor. The curable conductive resin composition according to claim 4, wherein the graphite powder is graphite powder with an average particle size of 0.1-150 μm and a reticule spacing (Co value) of 6.745 Ǻ or less .
6. 6.
La composición de resina conductora curable de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque cuando el material de carbono del componente (B) se presuriza hasta una densidad aparente de 1,5 g/cm3, la resistividad eléctrica del polvo en la dirección perpendicular a la dirección de presurización no es mayor que 0,07 Ωcm. The curable conductive resin composition according to claim 1, characterized in that when the carbon material of component (B) is pressurized to an apparent density of 1.5 g / cm 3, the electrical resistivity of the powder in the direction perpendicular to the Pressurization direction is not greater than 0.07 Ωcm.
7. 7.
La composición de resina conductora curable de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el material de carbono del componente (B) contiene boro en una proporción de 0,05-10% en peso. The curable conductive resin composition according to claim 1, characterized in that the carbon material of component (B) contains boron in a proportion of 0.05-10% by weight.
8. 8.
La composición de resina conductora curable de acuerdo con la reivindicación 1, que se utiliza para moldeo en hoja. The curable conductive resin composition according to claim 1, which is used for sheet molding.
9. 9.
Un proceso para producción de una hoja sin curar, caracterizado porque la composición de resina conductora curable de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 se conforma mientras se encuentra en estado sin curar, utilizando un tipo de máquina de conformación tal como un extrusor, rodillo y calandria. A process for producing an uncured sheet, characterized in that the curable conductive resin composition according to any one of claims 1 to 8 is shaped while in an uncured state, using a type of forming machine such as an extruder , roller and calender.
10. 10.
Una hoja sin curar producida por el proceso de acuerdo con la reivindicación 9. An uncured sheet produced by the process according to claim 9.
11. eleven.
La hoja sin curar de acuerdo con la reivindicación 10, que tiene un espesor de 0,5-3 mm y una anchura de 20-3000 mm. The uncured sheet according to claim 10, which is 0.5-3 mm thick and 20-3000 mm wide.
12. 12.
Un proceso para producir una hoja curada ranurada, caracterizado porque la hoja sin curar de acuerdo con la reivindicación 10 se corta o se troquela, y la hoja se suministra a una matriz y se cura por calentamiento con una máquina de moldeo por compresión. A process for producing a slotted cured sheet, characterized in that the uncured sheet according to claim 10 is cut or stamped, and the sheet is supplied to a die and cured by heating with a compression molding machine.
13. 13.
Un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor, producido(a) por el proceso que se describe en la reivindicación 12 utilizando una matriz ranurada por una sola cara o por las dos caras. A fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate, produced by the process described in claim 12 using a die grooved on one side or on both sides .
14. 14.
Un separador de pila de combustible obtenido por curado de la hoja sin curar de acuerdo con la reivindicación 10. A fuel cell separator obtained by curing the uncured sheet according to claim 10.
15. fifteen.
Un separador de pila de combustible que comprende un cuerpo curado obtenido por suministro de la composición de resina conductora curable de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o la hoja sin curar de acuerdo con la reivindicación 10 a una matriz ranurada por las dos caras y curado de la misma con una A fuel cell separator comprising a cured body obtained by supplying the curable conductive resin composition according to any one of claims 1 to 8 or the uncured sheet according to claim 10 to a die grooved by the two faces and curing it with a
máquina de moldeo por compresión, caracterizándose el separador de pila de combustible por tener una resistividad de volumen no mayor que 2 x 10-2 Ωcm, una resistencia de contacto no mayor que 2 x 10-2 Ωcm2, una conductividad térmica de al menos 1,0 W/m·K y una permeabilidad a los gases no mayor que 1 x 10-6 cm2/s, y por contener al menos 0,1 ppm de boro. compression molding machine, the fuel cell separator being characterized as having a volume resistivity of not more than 2 x 10-2 Ωcm, a contact resistance not exceeding 2 x 10-2 Ωcm2, a thermal conductivity of at least 1 , 0 W / m · K and a gas permeability of not more than 1 x 10-6 cm2 / s, and containing at least 0.1 ppm of boron. 5 16. Un separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor caracterizado(a) por ser una hoja de resina curada conductora ranurada que comprende la composición de resina conductora curable de acuerdo con la reivindicación 1. A fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate characterized by a grooved conductive cured resin sheet comprising the curable conductive resin composition in accordance with the claim 1.
17. El separador de pila de combustible, un ensamblaje para una pila, un electrodo o una placa de liberación de calor de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado(a) porque el elastómero del componente (A1) es uno o una 17. The fuel cell separator, an assembly for a battery, an electrode or a heat release plate according to claim 16, characterized in that the component elastomer (A1) is one or one 10 combinación de dos o más seleccionados del grupo constituido por caucho acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo hidrogenado, caucho estireno-butadieno, caucho etileno-propileno, caucho terpolímero etileno-propileno-dieno, caucho etileno-butadieno, caucho fluorado, caucho de isopreno, caucho de silicona, caucho acrílico y caucho de butadieno. 10 combination of two or more selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated nitrile rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, ethylene-butadiene rubber, fluorinated rubber, isoprene rubber , silicone rubber, acrylic rubber and butadiene rubber. 18. El separador de pila de combustible de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado por tener una 18. The fuel cell separator according to claim 16, characterized by having a 15 resistividad de volumen no mayor que 2 x 10-2 Ωcm, una resistencia de contacto no mayor que 2 x 10-2 Ωcm2, una conductividad térmica de al menos 1,0 W/m·K y una permeabilidad a los gases no mayor que 1 x 10-6 cm2/s, y por contener al menos 0,1 ppm de boro. 15 volume resistivity not exceeding 2 x 10-2 Ωcm, a contact resistance not exceeding 2 x 10-2 Ωcm2, a thermal conductivity of at least 1.0 W / m · K and a gas permeability not greater than 1 x 10-6 cm2 / s, and for containing at least 0.1 ppm of boron. PRENSAR PRESS
ES02755863T 2001-08-06 2002-08-06 Composition of curable resin conductor and separator for fuel cell Expired - Lifetime ES2385322T3 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US316983 1994-10-03
JP2001237949 2001-08-06
JP2001237949 2001-08-06
US31698301P 2001-09-05 2001-09-05
PCT/JP2002/008033 WO2003014209A1 (en) 2001-08-06 2002-08-06 Conductive curable resin composition and separator for fuel cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2385322T3 true ES2385322T3 (en) 2012-07-23

Family

ID=28658867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES02755863T Expired - Lifetime ES2385322T3 (en) 2001-08-06 2002-08-06 Composition of curable resin conductor and separator for fuel cell

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR100615105B1 (en)
ES (1) ES2385322T3 (en)
TW (1) TW591068B (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050107896A (en) * 2004-05-10 2005-11-16 평화오일씰공업주식회사 An ethylene-propylene-diene rubber composition of o-ring for water purifier
KR20070110531A (en) 2005-04-04 2007-11-19 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Electrically conducting curable resin composition, cured product thereof and molded article of the same
JP4703450B2 (en) 2005-11-11 2011-06-15 日信工業株式会社 Method for producing thermosetting resin composition, cured resin composition and method for producing the same
KR100787437B1 (en) * 2005-12-01 2007-12-26 삼성에스디아이 주식회사 Plasma display apparatus with heat transfer media
KR100801593B1 (en) * 2006-02-27 2008-02-11 제일모직주식회사 Bipolar plate for fuel cell
JP4231916B2 (en) 2006-04-28 2009-03-04 日信工業株式会社 Method for producing carbon fiber composite resin material
JP4427034B2 (en) 2006-04-28 2010-03-03 日信工業株式会社 Carbon fiber composite material
KR100706653B1 (en) * 2006-12-27 2007-04-13 제일모직주식회사 Heat-conductive resin composition and plastic article
KR100885306B1 (en) * 2007-05-09 2009-02-24 민영혜 Carbon-nano-tube scattering method and rubber material thereof
KR101020377B1 (en) * 2009-03-22 2011-03-08 박상구 Conductive elastomer composition and method of producing same
KR101004649B1 (en) * 2009-12-07 2011-01-04 주식회사 코폼 Plywood floor assembly
KR101298195B1 (en) 2011-12-15 2013-08-20 한국타이어 주식회사 Separator for fuel cell and fuel cell comprising same
WO2018025587A1 (en) * 2016-08-03 2018-02-08 日本ゼオン株式会社 Heat transfer sheet

Also Published As

Publication number Publication date
KR100615105B1 (en) 2006-08-25
KR20030036887A (en) 2003-05-09
TW591068B (en) 2004-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7329698B2 (en) Conductive curable resin composition and separator for fuel cell
JP3937962B2 (en) Conductive curable resin composition
EP1869120B1 (en) Electrically conducting curable resin composition, cured product thereof and molded article of the same
US8053501B2 (en) Curable composition, cured product thereof, molded product thereof and use as fuel cell separator
US7674402B2 (en) Electroconductive resin composition and molded product thereof
ES2385322T3 (en) Composition of curable resin conductor and separator for fuel cell
US20050112441A1 (en) Electroconductive curable resin composition, cured product thereof and process for producing the same
CA2757214C (en) Sheet press molding method and method of producing fuel cell separator
JP5207596B2 (en) Conductive curable resin composition, cured product thereof and molded product thereof
EP1698009A2 (en) Fuel cell separator and production process thereof
JP5013680B2 (en) Curable composition, cured product thereof and molded article thereof
JP2005344110A (en) Curable composition, cured product thereof and molded product thereof
WO2016063983A1 (en) Fuel-cell porous separator, fuel cell, and method for manufacturing fuel-cell porous separator