[發明專利]碳素/樹脂復合材料及其用途

有效

• 申請號: 201210430644.5
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102931420A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 吳國章;張昆;江建第
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: H01M4/96
• 分類號: H01M4/96
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 薛美英;程意意

1.一種碳素/樹脂復合材料，其特征在于，所述的碳素/樹脂復合材料由包括如下步驟的制備方法制得：

(1)將由碳素材料和“樹脂基體”組成的原料加壓固化成型，得到預成品；和

(2)在常壓條件下，將由步驟(1)得到的預成品經熱固化，得到目標物；

其中，以所用原材料的總重量為100wt％為計算基準，碳素材料占70wt％～90wt％，所述碳素材料是由石墨、膨脹石墨和炭黑組成的混合物；所述“樹脂基體”是包含熱固性樹脂和固化劑的混合物；

在步驟(1)中，最低壓力為能保證熔融態熱固性樹脂充滿模具內腔的壓力，最高壓力不高于使碳素材料結構遭破壞的臨界壓力；最低溫度高于所用熱固性樹脂的固化溫度，最高溫度不高于以能使熔融熱固性樹脂在1分鐘停止流動的溫度；最短時間為所用熱固性樹脂完全熔融浸漬碳素填料所需的時間；

在步驟(2)中，溫度不高于所用熱固性樹脂固化溫度20℃；

所制得的碳素/樹脂復合材料的電導率為150S/cm～250S/cm(23℃)，彎曲強度為30MPa～45MPa(23℃)，密度為1.45g/cm³～1.70g/cm³(23℃)。

2.如權利要求1所述的碳素/樹脂復合材料，其特征在于，其中以所述原料的總重量為100wt％計，石墨占40wt％～70wt％，膨脹石墨占3wt％～10wt％，炭黑占5wt％～25wt％，“樹脂基體”占10wt％～30wt％。

3.如權利要求1或2所述的碳素/樹脂復合材料，其特征在于，其中所述石墨是由二種或二種以上不同粒徑石墨混合而成的“混合石墨”。

4.如權利要求3所述的碳素/樹脂復合材料，其特征在于，其中，以所用“樹脂基體”的總重量為100wt％計，固化劑占7wt％～10wt％。

5.如權利要求4所述的碳素/樹脂復合材料，其特征在于，其中所用熱固性樹脂是至少包含以酚類化合物和醛類化合物為單體的酚醛樹脂，所用固化劑是胺類固化劑。

6.如權利要求5所述的碳素/樹脂復合材料，其特征在于，其中所述胺類固化劑選自苯胺、六亞甲基四胺和三聚氰胺一種或二種以上的混合物。

7.如權利要求1～6中任意一項所述的碳素/樹脂復合材料，其特征在于，“步驟(1)”中，加壓預固化成型的溫度為高于所用熱固性樹脂的固化溫度10℃～20℃，而加壓預固化成型總時間為0.5分鐘～5分鐘；或，

在熱固性樹脂受熱熔融流動、及浸漬碳素填料和充滿模具的過程中，壓力為1MPa～10MPa，溫度設定為高于所用熱固性樹脂固化溫度10℃～20℃，時間為0.1分鐘～2分鐘；在熱固性樹脂預固化過程中，壓力為1MPa～10MPa，溫度設定為高于所用熱固性樹脂固化溫度10℃～20℃，時間為0.4分鐘～3分鐘。

8.如權利要求1～6中任意一項所述的碳素/樹脂復合材料，其特征在于，“步驟(2)，，中，溫度為A～(A+20℃)，固化時間為60分鐘～180分鐘；其中A為所用熱固性樹脂的固化溫度。

9.如權利要求1～8中任意一項所述的碳素/樹脂復合材料作為質子交換膜燃料電池的雙極板的應用。