[發明專利]一種提高密封材料與支撐材料之間粘接性能的方法

有效

• 申請號: 202111596516.3
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114243051B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 徐貝;蘇靜;鐘家強;楊云松;鄒渝泉;葉思宇;唐軍柯;吳力杰
• 申請（專利權）人: 鴻基創能科技（佛山）有限公司
• 主分類號: H01M8/0284
• 分類號: H01M8/0284;H01M8/0286
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 鄭永泉;黃潔玲

本發明提供一種提高密封材料與支撐材料之間粘接性能的方法，涉及燃料電池技術領域；一種提高密封材料與支撐材料之間粘接性能的方法，在支撐材料涂覆底漆前，先在支撐材料表面涂刷一層膠粘劑；當所述底漆為含有乙烯基硅氧烷的底漆時，所使用膠粘劑為聚丙烯酸酯類膠粘劑；當所述底漆為含有環氧硅氧烷的底漆時，所使用膠粘劑為環氧類膠粘劑；本發明技術方案不僅可以使對支撐材料與密封材料粘接性能有增強作用的底漆，增強作用得到進一步提高，還可以使本身對密封材料與支撐材料粘接性能增強作用不明顯的底漆，顯著增強其粘接性能，擴大底漆對不同支撐材料的適配范圍。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，更具體地，涉及一種提高密封材料與支撐材料之間粘接性能的方法。

背景技術

質子交換膜燃料電池由多個單電池串聯組成，單電池主要由膜電極和雙極板組成，雙極板與膜電極之間通過密封材料密封防止氣體泄漏，密封材料與膜電極粘接性能的好壞顯著影響單元電池的性能。膜電極通常是將催化劑涂層質子膜和氣體擴散層通過膠粘劑粘接到支撐材料上。膜電極支撐材料一般為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亞胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯硫醚(PPS)等碳氫類聚合物；常用的密封材料有硅橡膠、氟橡膠、聚烯烴橡膠等，其中硅橡膠是使用最多的質子交換膜燃料電池用密封材料。然而，常用支撐材料往往具有較低表面能，若不經特殊表面處理，往往很難與密封材料粘接，或者難以達到較高的粘接強度。

為提高密封材料與低表面能支撐材料之間的粘接性能，對支撐材料常用的改性方法有等離子體改性、表面涂覆以及底漆處理等。相比于其他改性方法，使用底漆對基材(支撐材料)表面進行改性對基材本體性能無影響，且實施方法簡單便捷、成本較低，具有顯著優勢。使用底漆時，通過底漆層分別與支撐材料和密封材料間更強的相互作用，達到增強密封材料與支撐材料粘接性能的目的。

然而，在實際應用中，使用底漆后，密封材料與基材(支撐材料)之間的粘接性能雖有提高，但仍未達到使用標準(剝離強度＞2N/cm)。

因此，急需尋找一種能夠增強密封材料與基材(支撐材料)之間的粘接性能的方法。

發明內容

本發明旨在克服上述現有技術的至少一種缺陷(不足)，提供一種提高密封材料與支撐材料之間粘接性能的方法，有效提高底漆對密封材料的粘接性能、并能擴大底漆的適用范圍。

本發明采取的技術方案是，一種提高密封材料與支撐材料之間粘接性能的方法，在支撐材料涂覆底漆前，先在支撐材料表面涂刷一層膠粘劑；當所述底漆為含有乙烯基硅氧烷的底漆時，所使用膠粘劑為聚丙烯酸酯類膠粘劑；當所述底漆為含有環氧硅氧烷的底漆時，所使用膠粘劑為環氧類膠粘劑。

在本發明技術方案中，在使用底漆之前，在膜電極支撐材料上涂覆一層對支撐材料粘接力較強的膠粘劑，如聚丙烯酸酯類、環氧類、硅膠類、聚氨酯類等類型的膠粘劑，干燥后形成一層膠膜，在此基礎上使用底漆及密封材料。相比于底漆工業化產品的較少選擇，用于膜電極支撐材料的膠粘劑已有眾多成熟產品，這些膠粘劑與支撐材料往往具有較好粘接性能。選擇本身與支撐材料粘接性能良好、且與底漆中聚合物樹脂有更強相互作用的膠粘劑提前對支撐材料進行表面處理，則可以顯著提高底漆層與支撐材料之間粘接性能，進而增強支撐材料與密封材料兩者之間的粘接性能，也能擴大底漆適配密封材料的范圍。通過測試密封材料粘接的兩片支撐材料之間的剝離強度來表征樣品的密封材料與基材(支撐材料)的粘接力大小，測得本發明技術方案的支撐材料與密封材料的剝離強度在2N/cm以上。

在本發明技術方案中使用的是熱固化的膠粘劑和熱固化的密封材料，但不排除其他固化方式的膠粘劑和密封材料。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明技術方案不僅可以使對支撐材料與密封材料粘接性能有增強作用的底漆，增強作用得到進一步提高，還可以使本身對支撐材料與密封材料粘接性能增強作用不明顯的底漆，顯著增強其粘接性能，擴大底漆對不同密封材料的適配范圍。

具體實施方式