JP2006213786A - 導電性エポキシ樹脂組成物及び燃料電池用セパレータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と、膨張黒鉛を含む炭素材料と、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の少なくとも一方と反応し、かつ、分子中にエポキシ基、酸無水物基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、一級アミノ基、二級アミノ基の何れかを有する液状化合物とを溶融混合してなる導電性エポキシ樹脂組成物、並びに前記導電性エポキシ樹脂組成物を射出成形またはトランスファー成形してなる燃料電池用セパレータ。
【選択図】 図1
Description
(1)エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と、膨張黒鉛を含む炭素材料と、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の少なくとも一方と反応し、かつ、分子中にエポキシ基、酸無水物基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、一級アミノ基、二級アミノ基の何れかを有する液状化合物とを溶融混合してなることを特徴とする導電性エポキシ樹脂組成物。
(2)液状化合物が水溶性であることを特徴とする上記(1)記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
(3)液状化合物の25℃における粘度が25Pa・s以下であることを特徴とする上記(1)または(2)記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
(4)液状化合物が下記化合物であることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
(6)硬化剤が分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有することを特徴とする上記(1)〜(5)の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
(7)エポキシ樹脂が多官能エポキシ樹脂であることを特徴とする上記(1)〜(6)の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
(8)炭素材料の5〜100質量%が膨張黒鉛であり、残部が人造黒鉛、天然燐状黒鉛、土壌黒鉛、カーボンブラック及びカーボンファイバーの少なくとも1種であることを特徴とする上記(1)〜(7)の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
(9)炭素材料が組成物全量の35〜85質量%を占めることを特徴とする上記(1)〜(8)の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
(10)エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と、膨張黒鉛を含む炭素材料と、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の少なくとも一方と反応し、かつ、分子中にエポキシ基、酸無水物基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、一級アミノ基、二級アミノ基の何れかを有する液状化合物とを溶融混合することを特徴とする導電性エポキシ樹脂組成物の製造方法。
(11)上記(1)〜(9)の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
(12)上記(1)〜(9)の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物を射出成形することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
Va = - Aa/(12H) ・・・(2)
表1に示す配合に従い、材料合計500gを10Lのヘンシェルミキサーで予備混合した後、1Lの加圧ニーダーで、チャンバー温度100℃で5分間混練した。これを粉砕機で粒径約2mmの粒子状に粉砕して成形材料とし、熱圧縮成形と射出成形を行った。尚、表1の配合の単位は質量%である。
成形材料約35gを、予め170℃に予熱した100×100×2mmまたは100×100×4mmの形状の金型に充填し、熱プレスで170℃で10分間熱圧縮成形した。
射出成形機は型締め力80tの熱硬化性樹脂用成形機(菱屋精工製)を用い、シリンダー温度はホッパ下50℃、ノズルは90℃とし、金型温度は170℃とし、射出速度20mm/sec、硬化時間は60〜180秒とした。成形圧力は30〜70MPaの範囲で適宜設定した。そして、成形材料を、1辺100mm、厚さ2mmの正方形薄板状の形状に射出成形した。
図2に示す方法で貫通方向の抵抗を測定し、導電性の評価を行った。試験体から切り出した試料21を、カーボンペーパー22を介して電極23にセットし、電極間に流した電流(電流計24で測定)とカーボンペーパー間の電圧(電圧計25で測定)から、電気抵抗を計算し、これに試料面積を掛けて貫通方向の抵抗率とした。結果を表1に示す。
11 平板部
12 隔壁
13 チャネル
Claims (12)
- エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と、膨張黒鉛を含む炭素材料と、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の少なくとも一方と反応し、かつ、分子中にエポキシ基、酸無水物基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、一級アミノ基、二級アミノ基の何れかを有する液状化合物とを溶融混合してなることを特徴とする導電性エポキシ樹脂組成物。
- 液状化合物が水溶性であることを特徴とする請求項1記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
- 液状化合物の25℃における粘度が25Pa・s以下であることを特徴とする請求項1または2記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
- 液状化合物が、組成物全量の1〜20質量%を占めることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
- 硬化剤が分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
- エポキシ樹脂が多官能エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
- 炭素材料の5〜100質量%が膨張黒鉛であり、残部が人造黒鉛、天然燐状黒鉛、土壌黒鉛、カーボンブラック及びカーボンファイバーの少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
- 炭素材料が組成物全量の35〜85質量%を占めることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物。
- エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と、膨張黒鉛を含む炭素材料と、前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤の少なくとも一方と反応し、かつ、分子中にエポキシ基、酸無水物基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、一級アミノ基、二級アミノ基の何れかを有する液状化合物とを溶融混合することを特徴とする導電性エポキシ樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1〜9の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
- 請求項1〜9の何れか1項に記載の導電性エポキシ樹脂組成物を射出成形することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
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