JP2001106831A - 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体 - Google Patents

熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体

Info

Publication number
JP2001106831A
JP2001106831A JP28652899A JP28652899A JP2001106831A JP 2001106831 A JP2001106831 A JP 2001106831A JP 28652899 A JP28652899 A JP 28652899A JP 28652899 A JP28652899 A JP 28652899A JP 2001106831 A JP2001106831 A JP 2001106831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermosetting resin
molding material
butadiene rubber
acrylonitrile
graphite
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.)
Pending
Application number
JP28652899A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Suzuki
孝之 鈴木
Shunsuke Fujii
俊介 藤井
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.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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 Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP28652899A priority Critical patent/JP2001106831A/ja
Publication of JP2001106831A publication Critical patent/JP2001106831A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、良好な成形を有し、導電性及び機
械的強度に優れた熱硬化性樹脂成形材料を提供すること
を目的とするものである。更に詳しくは、導電性に優
れ、成形性が良好であることにより強度に優れた燃料電
池セパレーター等の成形品を提供することを目的とする
ものである。 【解決手段】 成形材料全体に対して、熱硬化性樹脂1
0〜35重量%、黒鉛50〜85重量%及びアクリロニ
トリルブタジエンゴム1〜15重量%を含有してなるこ
とを特徴とする熱硬化性樹脂成形材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、黒鉛とアクリロニ
トリルブタジエンゴムとを熱硬化性樹脂に混合すること
により、良好な成形性を有し、機械的強度に優れた高電
導性の熱硬化性樹脂成形材料及びその成形体に関するも
のであり、この成形体は水素、アルコール等を燃料とす
る燃料電池のセパレーター等に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】燃料電池は通常いくつかの単位電池を直
列に接続して使用される。各電池間は電解液、ガス等に
対して不通気性のセパレーターで仕切られている。セパ
レーターは電気に対しては高導電性であることが必要で
ある。従来この種の材料としては黒鉛粉末に熱硬化性樹
脂等の結合剤を加え、混練、成形、焼成し、さらに不通
気性、電導性を向上させるため前記結合剤を含浸し、焼
成したあと、切削加工して必要とする形状を得ていた。
この方法は焼成しているので耐熱性が良好である利点が
あるが、焼成によって気孔が生ずるため、通常は液状の
熱硬化性樹脂を含浸する工程が必要となり、また切削加
工工程が必須条件でありコスト高になる欠点がある。
【0003】更に黒鉛粉末と熱硬化性樹脂を用いて成形
したままで製品とする方法も提案されている(特公昭64
−340号公報)。熱硬化性樹脂自体は電導性でないた
め、この成形体の電導性を高めるためには前記公報に記
載されているように黒鉛粉末の添加量を増やす必要とと
もに樹脂の粘度と黒鉛粉末の粒度を調整する必要がある
が、これだけでは実際の燃料電池のセパレーターのよう
な複雑な形状をした成形品や大型で薄肉の成形品等を製
造する場合には強度が低いためもろく壊れやすい欠点が
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、良好な成形
を有し、導電性及び機械的強度に優れた熱硬化性樹脂成
形材料を提供することを目的とするものである。更に詳
しくは、導電性に優れ、成形性が良好であることにより
強度に優れた燃料電池セパレーター等の成形品を提供す
ることを目的とするものである。具体例として、燃料電
池セパレーターでは、導電性を示す体積抵抗率が10-3
〜100Ω・cmであり、かつ強度を示す曲げ強さが5
0MPa以上であるものを得ることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に関して、本発明
者は上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、成形
材料全体に対して、熱硬化性樹脂10〜35重量%、黒
鉛50〜85重量%及びアクリロニトリルブタジエンゴ
ム1〜15重量%を含有してなることを特徴とする熱硬
化性樹脂成形材料が導電性に優れ、成形性及び強度を両
立することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0006】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明を実施するには、例えば黒鉛とアクリロニトリルブ
タジエンゴムと熱硬化性樹脂とをボールミルのような混
合機械で均一に混合する。または、黒鉛とアクリロニト
リルブタジエンゴムと微粉砕した熱硬化性樹脂とをヘン
シェルミキサーのような混練機械で均一に混合する。得
られた組成物はそのままでも高導電性を有しているが、
更に均一な導電性を付与する為には熱硬化性樹脂組成物
の粒子を一度100μm以下にすることが好ましい。混
合物の粒子が100μmを越えると、導電性にバラツキ
があり又高導電性も得られにくい。また、更に加熱ロー
ル等で十分な加圧混練をすることにより、より均一な導
電性を得ることができる。
【0007】成形材料中の各成分の割合は、熱硬化性樹
脂10〜35重量%、黒鉛50〜85重量%及びアクリ
ロニトリルブタジエンゴム1〜15重量%である。熱硬
化性樹脂が10重量%未満であると、流動性が低下する
ため成形加工性が厳しくなり、35重量%をこえると十
分な導電性を得られない。黒鉛が50重量%未満では導
電性に乏しく、85重量%を越えると流動性が低下する
ため成形加工性に難点がある。また、アクリロニトリル
ブタジエンゴムは1重量%未満でも導電性に影響は無い
が成形品としての強度が不十分であり、15重量%を越
えると導電性が低下するようになる。アクリロニトリル
ブタジエンゴムの添加量は、好ましくは3〜10重量%
である。特に、この範囲では熱硬化性樹脂の添加量が減
少しても、アクリロニトリルブタジエンゴムの添加によ
り流動性が向上し、かつ曲げ強さも向上するといった効
果が得られる。本発明では体積抵抗率10―3〜100Ω
・cmの高伝導性と優れた成形性を両立して得るために
は、黒鉛とアクリロニトリルブタジエンゴムの配合量が
成形材料全体に対して60ないし90重量%の範囲であ
ることが好ましい。
【0008】本発明で使用できる黒鉛としては特に限定
されない。例えば鱗片状、塊状、土状等の天然黒鉛や人
造黒鉛が使用できる。又、アクリロニトリルブタジエン
ゴムとしては部分架橋型アクリロニトリルブタジエンゴ
ムまたはカルボキシル変性アクリロニトリルブタジエン
ゴムが望ましい。これらのアクリロニトリルブタジエン
ゴムは、熱硬化性樹脂との相溶性が良くいわゆる樹脂の
海の中にゴムが島状に分散した海島構造を取ることによ
って靭性、可とう性に富んだ成形品を得ることが出来
る。アクリロニトリルブタジエンゴムの結合アクリロニ
トリル量が30モル%以下ではアクリロニトリルブタジ
エンゴム自体の耐熱性が低下し、成形材料中に配合した
場合成形品の耐熱性が低下の一因となり、45モル%以
上ではアクリロニトリルブタジエンゴム自体の硬さが増
し成形材料中に配合した場合可とう性の向上が十分に得
られない。
【0009】本発明で使用できる熱硬化性樹脂として
は、常温で固体であるものが使用できる。例えばフェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエルテル樹脂等が
用いられるが、上記アクリロニトリルブタジエンゴムと
の相溶性が最も良いフェノール樹脂が好適であり、成形
時にアンモニアが発生せず、成形品中に存在しないとい
う点でレゾール型フェノール樹脂が好ましい。従来、燃
料電池セパレータ用としては黒鉛の粒度とレジンの粘度
を調整することにより必要な固有抵抗、通気率等の特性
を得ていた。しかし、これだけでは実際の燃料電池セパ
レータのような複雑な形状をした成形品や大型で薄肉の
成形品等を製造する場合には強度が低いためもろく壊れ
やすい欠点があった。本発明はこれに特定量のアクリロ
ニトリルブタジエンゴムを添加することにより、可とう
性の改善を図り強度の向上を達成し、且つ固有抵抗の低
下を抑えると共に溶融時の流動性を維持した材料を開発
したものである。
【0010】次に本発明の熱硬化性樹脂成形材料を製造
する方法について、その一例を詳しく説明すると、黒鉛
とアクリロニトリルブタジエンゴムと微粉砕した熱硬化
性樹脂、離型剤とを混合して、100μm以下の粒度に
なるようにボールミル又は微粉砕機で混合粉砕する。こ
の混合粉砕物はこのままで成形加工できるが、更に取り
扱いを容易にするため加熱ロール又はヘンシェルミキサ
ー等で混合し成形材料化し破砕する。顆粒状にすること
も可能である。加熱ロールで混合する場合、アクリロニ
トリルブタジエンゴムが配合されることによりロール作
業性が格段に良くなるため量産性の向上が可能となる。
黒鉛の代わりに導電性、強度を損なわない範囲でカーボ
ンブラック、炭素繊維等の導電性の充填材あるいは一部
無機充填材も併用使用できる。
【0011】このようにして得られた樹脂組成物は通常
の熱硬化性の成形機で成形でき、例えば金型温度130
〜180℃、成形圧力200〜800kg/cm2 で3
00×300×2mmの大きさの成形品が容易にでき
る。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
【0013】実施例1〜4、比較例1〜2 表1に示したように、黒鉛、アクリロニトリルブタジエ
ンゴムとステアリン酸1%にフェノール樹脂として、ジ
メチレンエーテル型レゾールフェノール樹脂(数平均分
子量700、融点80℃)をヘンシェルミキサーで混合
して100μm以下の組成物を得た。これらの組成物を
80℃の加熱ロールで溶融混練後取り出し顆粒状に粉砕
して成形材料を得た。これらの成形材料を金型温度17
0℃、成形圧力200kg/cm2、成形時間3分で圧
縮成形して成形品を得た。これらの成形品の特性を表1
下段に示す。
【0014】(測定方法)体積固有抵抗率は、JIS
K 7194により測定した。曲げ強さは、JIS K
7203により測定した。曲げたわみ量は、JIS K
7203により測定した。モノホール流動性は、JIS
K 6911により測定した。
【0015】
【表1】
【0016】* *1)黒鉛: 人造黒鉛:平均粒径100μm(篩分)、比表面積0.
60m2/g * *2)黒鉛: 鱗状黒鉛:平均粒径130μm(篩分)、比表面積1.
25m2/g * *3)カルボキシル変性アクリロニトリルブタジエ
ンゴム(NBR):JSR(株)製 PNC−38、結
合アクリロニトリル量40モル% * 4)部分架橋型アクリロニトリルブタジエンゴム
(NBR):JSR(株)製 PNC−25、結合アク
リロニトリル量35モル%
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の成形材料は、機械的強度に優れた高電導性の熱硬化性
樹脂成形材料であり、成形性に優れていることから薄肉
の成形体を得ることができる。従って、水素、アルコー
ル等を燃料とする燃料電池のセパレーター等の成形品を
容易に製造することが出来るため、工業的な導電性樹脂
成形材料として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 1/18 H01B 1/18 H01M 8/02 H01M 8/02 B Fターム(参考) 4F071 AA12 AA41 AA42 AA49 AB03 AH15 BA01 BB01 BB03 BC03 BC12 4J002 AC07W AC10W CC03X CC05X CD00X CF21X DA026 FD010 FD016 FD116 GQ00 5G301 DA19 DA42 DA55 DD10 DE01 5H026 AA02 BB02 EE06 EE18 HH05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形材料全体に対して、熱硬化性樹脂1
    0〜35重量%、黒鉛50〜85重量%及びアクリロニ
    トリルブタジエンゴム1〜15重量%を含有してなるこ
    とを特徴とする熱硬化性樹脂成形材料。
  2. 【請求項2】 アクリロニトリルブタジエンゴムが部分
    架橋型アクリロニトリルブタジエンゴムまたはカルボキ
    シル変性アクリロニトリルブタジエンゴムであり、結合
    アクリロニトリル量が30〜45モル%であることを特
    徴とする請求項1記載の熱硬化性樹脂成形材料。
  3. 【請求項3】 熱硬化性樹脂がレゾール型フェノール樹
    脂である請求項1又は2記載の熱硬化性樹脂成形材料。
  4. 【請求項4】 燃料電池セパレーター用である請求項
    1,2又は3記載の熱硬化性樹脂成形材料。
  5. 【請求項5】 請求項1,2又は3記載の成形材料を成
    形してなり、成形体の厚みが0.5〜5.0mmである
    ことを特徴とする導電性成形体。
JP28652899A 1999-10-07 1999-10-07 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体 Pending JP2001106831A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28652899A JP2001106831A (ja) 1999-10-07 1999-10-07 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28652899A JP2001106831A (ja) 1999-10-07 1999-10-07 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001106831A true JP2001106831A (ja) 2001-04-17

Family

ID=17705586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28652899A Pending JP2001106831A (ja) 1999-10-07 1999-10-07 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001106831A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003056648A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-10 Hitachi Chemical Company, Ltd. Fuel cell-use separator
JP2006040628A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Lignyte Co Ltd カーボン・フェノール樹脂複合成形材料及び燃料電池用セパレータ
EP2291066A4 (en) * 2008-05-23 2011-06-29 Hitachi Chemical Co Ltd HEAT RADIATION FILM AND HEAT RADIATION EQUIPMENT

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003056648A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-10 Hitachi Chemical Company, Ltd. Fuel cell-use separator
JP2006040628A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Lignyte Co Ltd カーボン・フェノール樹脂複合成形材料及び燃料電池用セパレータ
JP4647950B2 (ja) * 2004-07-23 2011-03-09 リグナイト株式会社 カーボン・フェノール樹脂複合成形材料の製造方法及び燃料電池用セパレータ
EP2291066A4 (en) * 2008-05-23 2011-06-29 Hitachi Chemical Co Ltd HEAT RADIATION FILM AND HEAT RADIATION EQUIPMENT
US10125237B2 (en) 2008-05-23 2018-11-13 Hitachi Chemical Company, Ltd. Heat radiation sheet and heat radiation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4253166B2 (ja) 燃料電池セパレータ
WO2013047485A1 (ja) 燃料電池用多孔質セパレータ
JP3824795B2 (ja) 固体高分子型燃料電池用セパレータ部材の製造方法
JP2002201257A (ja) 導電性エポキシ樹脂成形材料
TWI404740B (zh) Isolation material for fuel cell and manufacturing method thereof
JP2001335695A (ja) 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体
JPH10334927A (ja) 固体高分子型燃料電池のセパレーターおよびその製造方法
JP2001106831A (ja) 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体
KR102476009B1 (ko) 연료전지 치밀질 세퍼레이터용 수지 조성물
JP2003327668A (ja) 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体
KR101306488B1 (ko) 연료 전지용 세퍼레이터재 및 그 제조 방법
JP3412141B2 (ja) 燃料電池セパレータの製造方法
JP2001181519A (ja) 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体
JP2002216788A (ja) 炭素質成形品の製造法
JP2003213137A (ja) 熱硬化性樹脂成形材料およびこれを成形してなる成形品
JP2001123081A (ja) 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体
JP2000331690A (ja) 燃料電池用セパレータの製造方法
JP2002075394A (ja) 燃料電池用セパレータ部材
JP2001261967A (ja) 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体
JP2001139696A (ja) 導電性樹脂成形品の製造方法及び燃料電池用セパレータ
JP2001261935A (ja) エポキシ樹脂成形材料
JP4989880B2 (ja) 燃料電池セパレータとそのための樹脂組成物並びにその製造方法
JP2004281261A (ja) 燃料電池用セパレータ及びその製造方法
JP4413566B2 (ja) 燃料電池セパレータ用フェノール樹脂成形材料およびそれを用いた燃料電池セパレータ、燃料電池
JP2011195618A (ja) 導電性樹脂組成物の調製方法およびその導電性樹脂組成物を用いた燃料電池用セパレータ