[發明專利]傳導性含氟聚合物組合物

有效

• 申請號: 201680066076.1
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN108350211B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 邁克爾·H·米切爾;福士達夫;穆罕默德·Z·納瓦茲;邁克爾·C·達達拉斯;克勞斯·辛策;蒂爾曼·C·茲普利斯;丹尼斯·杜謝恩
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C08K3/04
• 分類號: C08K3/04;C08K3/08;C08L27/12;H01M8/0282;H01M8/0284;C08J3/12
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王潛;郭國清

本發明涉及一種固體顆粒的組合物以及用于制備此類組合物和含有此類組合物的制品的方法，所述組合物包含基本無機的導電顆粒和含氟聚合物顆粒，其中所述含氟聚合物是可熔融加工的并且具有介于100℃和325℃之間的熔點以及372℃下和5kg負荷下至少0.1g/10分鐘且至多100g/10分鐘的熔體流動指數(MFI 372/5)，并且其中所述含氟聚合物顆粒具有小于500nm的粒度，并且其中包含基本無機的導電材料的顆粒以粒度小于15,000μm的顆粒的形式存在。

技術領域

本公開涉及具有改善的電特性的傳導性含氟聚合物組合物。本公開還涉及用組合物制備的成型制品和制備此類制品和此類組合物的方法。

背景技術

無機顆粒的組合物可作為用于生產發電或電化學設備(例如電解池和燃料電池)的部件，尤其是燃料電池的隔板的起始物使用。此類隔板(也通常稱為“雙極性板”)被設計用于使反應物分配在燃料電池的活性區域上并且含有用于該目的的微通道。它們也去除熱并在電池間傳導電子流。用于燃料電池的典型隔板示于WO2013/103345A1中。由無機顆粒制成的材料通常難以加工成期望的形狀，并且加入粘合劑來改善材料的機械性能和材料加工。如在國際專利申請WO2013/103345A1中所述，可添加含氟聚合物顆粒以產生組合物，然后使其成型為雙極性隔板。

發明內容

已令人驚奇地發現，如本文所述的組合物具有改善的傳導特性。在以下公開的一個方面，提供了一種固體顆粒的組合物，所述組合物包含基本無機的導電顆粒和含氟聚合物顆粒，其中所述含氟聚合物是可熔融加工的并且具有介于100℃和325℃之間的熔點以及372℃下和5kg負荷下至少0.1g/10分鐘且至多100g/10分鐘的熔體流動指數(MFI 372/5)，并且其中所述含氟聚合物顆粒具有小于500nm的粒度，并且其中包含基本無機的導電材料的顆粒以粒度小于15,000μm的顆粒的形式存在。

在另一方面，提供了一種制備固體顆粒的組合物的方法，該方法包括：

(i)使導電且粒度小于15,000μm的基本無機的顆粒與粒度小于500nm的含氟聚合物顆粒的含水的含氟聚合物分散體接觸；

(ii)在其中含氟聚合物不熔融的條件下，移除水，以及如果存在表面活性劑，則移除表面活性劑，以得到干燥顆粒；

其中所述含氟聚合物是可熔融加工的并且具有介于100℃和325℃之間的熔點以及372℃下和5kg負荷下至少0.1g/10分鐘且至多100g/10分鐘的熔體流動指數(MFI 372/5)。

在另一方面，提供了一種制備成型制品的方法，該方法包括：

(i)提供固體顆粒的組合物，所述組合物包含基本無機的導電顆粒和含氟聚合物顆粒，其中所述含氟聚合物是可熔融加工的并且具有介于100℃和325℃之間的熔點以及372℃下和5kg負荷下至少0.1g/10分鐘且至多100g/10分鐘的熔體流動指數(MFI 372/5)，并且其中所述含氟聚合物顆粒具有小于500nm的粒度，并且其中包含基本無機的導電材料的顆粒以粒度小于15,000μm的顆粒的形式存在；

(ii)任選地，將組合物轉化為含水糊料，以及

(iii)使組合物經受模塑以得到模塑制品。

在另一方面，提供了包括部件的制品，所述部件是由模塑固體顆粒的組合物而獲得的。

具體實施方式