JP2007005263A - 燃料電池用セパレータ成形用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】熱硬化性樹脂と、組成物全量に対する含有量が67〜85質量%である平均粒径3〜150μmの黒鉛粒子と、平均粒径15〜50μmの中空フィラーとを含有する。
【選択図】図1
Description
燃料電極反応 : H2→ 2H++2e-…(1)
酸化剤電極反応 : 2H++2e-+1/2O2→H2O…(2)
全体反応 : H2+1/2O2→H2O
即ち、燃料電極上で水素(H2)はプロトン(H+)となり、このプロトンが固体高分子電解質膜中を酸化剤電極上まで移動し、酸化剤電極上で酸素(O2)と反応して水(H2O)を生ずる。従って、固体高分子型燃料電池の運転には、反応ガスの供給と排出、電流の取り出しが必要となる。
また、上記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂を含むものであることも好ましい。
溶媒の揮散は、容器5内を加熱したり、或いは容器5内を減圧したりすることで行うことができる。例えば、容器5内を加熱すると共に減圧することで溶媒を揮散させることができ、このとき例えば容器5内を熱硬化性樹脂が溶解する温度以上の温度に加熱すると共に、この容器5内を0.1MPa〜0.01MPaの圧力範囲に減圧することができる。このような状態で攪拌混合を続けると、溶媒が揮散して内容物の粘度が高まり、造粒がなされ、粒状の組成物が調製される。溶媒が残存すると成形品中に空隙が発生しガス透過性が低下してしまう恐れがある。
攪拌混合機としては、図2に示す構成のもの(ダルトン製「5XDMV−rr型」)を用い、その容器に、表1,2に示す組成となるように原料を入れた。
・無機中空フィラーA:富士シリシア化学(株)製、品番「S−45」、平均粒径40μm、耐圧強度25MPa
・無機中空フィラーB:住友スリーエム(株)製、品番「K46」、平均粒径30μm、耐圧強度40MPa
・無機中空フィラーC:ポッターズ・バロティーニ社製、品番「7040S」、平均粒径45μm、耐圧強度14MPa
・無機中空フィラーD:東海工業株式会社製、品番「Z36」、平均粒径56μm、耐圧強度15MPa
・無機中空フィラーE:ポッターズ・バロティーニ社製、品番「HSC110」、平均粒径13μm、耐圧強度10MPa
・無機中空フィラーF:ポッターズ・バロティーニ社製、品番「Sil−CELL42」、平均粒径45μm、耐圧強度25MPa
・有機中空フィラーA:日本フィライト(株)製、品番「551DE−40d42」、平均粒径40μm、耐圧強度40MPa
次いで、容器を温水で90℃に加熱した状態で攪拌具6を遊星回転させて5分間、攪拌した後、溶媒(メタノール)を表1に示す分量添加した。この溶媒の添加後に更に10分攪拌を続けた。次に90℃で真空ポンプを用いて減圧乾燥して溶媒を完全に除去した。得られた混練物を整粒機で粒径500μm以下に粉砕した。
・比重:各実施例及び比較例にて得られた燃料電池用セパレータ1の比重を測定した。
Claims (12)
- 熱硬化性樹脂と、組成物全量に対する含有量が67〜85質量%である平均粒径3〜150μmの黒鉛粒子と、平均粒径15〜50μmの中空フィラーとを含有することを特徴とする燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記中空フィラーとして、耐圧強度が20MPa以上のものが組成物全量に対して3〜12質量%の範囲で含有されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含むものであり、且つ硬化開始剤及び硬化触媒を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記エポキシ樹脂の融点が70〜130℃の範囲であることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記硬化触媒としてリン系化合物を含有することを特徴とする請求項3又は4に記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂を含むものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記フェノール樹脂として、融点が70〜80℃のレゾール型フェノール樹脂を含有することを特徴とする請求項6に記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記フェノール樹脂として、開環重合により重合反応が進行するものを含有することを特徴とする請求項6又は7に記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- エポキシ樹脂に対する硬化開始剤の化学量論上の当量比が、1〜1.12となるようにすることを特徴とする請求項3乃至8のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記黒鉛として球状天然黒鉛を含むことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 上記黒鉛粒子の平均粒径に対して1/10〜1/3の平均粒径を有する酸化チタン、アルミナ、フッ素樹脂のうち少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物。
- 請求項1乃至11のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ成形用組成物を成形して成ることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
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