热固化性树脂组合物、其固化物和成型体的制造方法、固化物、成型体以及燃料电池用隔板的制作方法
【专利摘要】本发明提供即使在进行高温短时间成型的情况下也可形成尺寸精度和机械特性优异的成型体的热固化性树脂组合物、其固化物和成型体的制造方法、固化物、成型体、以及燃料电池用隔板。因此，本发明的一实施方式的热固化性树脂组合物含有下述(A)～(D)。(A)含有50质量%以上的高分子化合物的粘结剂100质量份，该高分子化合物含有60摩尔%以上的侧链具有碳-碳双键的单体单元；(B)碳材料150～1,000质量份；(C)作为固化引发剂的有机过氧化物1～10质量份；(D)固化延迟剂0.1～2质量份。
【专利说明】热固化性树脂组合物、其固化物和成型体的制造方法、固化物、成型体以及燃料电池用隔板
【技术领域】
[0001]本发明涉及可适合在燃料电池用隔板等导电性电子部件中使用的热固化性树脂组合物、及由该热固化性树脂组合物得到的固化物、成型体、固化物和成型体的制造方法、以及燃料电池用隔板。
【背景技术】
[0002]一直以来，作为要求高导电性的用途的材料，使用金属或碳材料等材料。这些材料之中，碳材料的导电性优异，不会如金属那样发生腐蚀，并且是在耐热性、润滑性、导热性、耐久性等方面也优异的材料。特别是，通过与高分子材料复合化，成型加工性的自由度得到了提高，这是在要求导电性的各领域中碳材料作为导电性材料发展起来的一个原因。
[0003]此处，对于将与上述高分子材料复合化的上述碳材料进行成型而成的导电体，其用途之一可以举出燃料电池用隔板。燃料电池对应于其电解质的种类而被分为多个种类。其中，固体高分子型燃料电池由于在80°C~90°C左右的低温下运转，因此，有望其用于汽车、民生。上述固体高分子型燃料电池中，例如向由高分子固体电解质、气体扩散电极、催化剂构成的发电部的正极供给氧、向负极供给氢，通过使它们发生反应而进行发电。为了由这样的燃料电池得到高电压，需要层积多个上述发电部，为了将所层积的上述发电部之间分隔开，使用燃料电池用隔板。
[0004]因此，对上述燃料电池用隔板要求高导电性以用于将上述发电部产生的电力无损失地取用，和高尺寸精度以为了气体不泄漏，以及耐热性以为了在运转温度附近也可维持其尺寸精度。并且，为了固体高分子型燃料电池能在湿润条件下运转，也要求其具有耐热水性。此外，对于汽车等在运转中施加振动的用途中使用的燃料电池用隔板，还要求其动态机械特性良好。
[0005]燃料电池用隔板中，作为与碳材料复合化的高分子材料，可使用热塑性树脂、热固化性树脂中的任一种。与使用了热塑性树脂的隔板相比，使用了热固化性树脂的燃料电池用隔板在耐热性、耐热水性方面优异。作为用于隔板的热固化性材料，已知有酚醛树脂(例如参见专利文献I)、1,2-聚丁二烯(例如参见专利文献2)等。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平6-96777号公报
[0009]专利文献2:日本特开2004-250661号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]使用了热固化性树脂的燃料电池用隔板虽然具有上述特长，但与使用了热塑性树脂的隔板相比，成型周期长，存在难以量产的问题。关于这点，使用了 1，2-聚丁二烯这样的自由基聚合性材料的情况下，与其他热固化性材料相比，能够以较短的循环进行成型，但要求更进一步缩短成型周期。对此，为了缩短成型周期，若提高成型温度，则得不到所期望的尺寸精度；若添加用于改良高温成型性的添加剂，则存在机械特性恶化的问题。
[0012]因此，本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供在进行高温短时间成型的情况下也可形成尺寸精度和机械特性优异的成型体的热固化性树脂组合物、其固化物和成型体的制造方法、固化物、成型体、以及燃料电池用隔板。
[0013]解决课题的手段
[0014]为了解决上述课题，本发明人反复进行深入研究，结果得到了以下的技术思想:利用热固化性树脂组合物所含有的固化延迟剂的含量，赋予了使尺寸精度和机械特性优异的影响。
[0015]本发明是基于本发明人的上述技术思想的发明，用于解决上述课题的本发明的一实施方式的热固化性树脂组合物含有下述(A)~(D)。
[0016](A)含有60摩尔％以上的侧链具有碳-碳双键的单体单元的粘结剂100质量份
[0017](B)碳材料150质量份~1，000质量份
[0018](C)固化引发剂I 质量份~10质量份
[0019](D)固化延迟剂0.5质量份~2质量份
[0020]此外，本发明的其他实施方式的热固化性树脂组合物中，上述(D)固化延迟剂为四(2-乙基己基)秋兰姆二硫化物。
[0021]另外，本发明的其他实施方式的热固化性树脂组合物中，上述(A)粘结剂中所含有的高分子化合物为烃。
[0022]此外，本发明的其他实施方式的热固化性树脂组合物中，⑷粘结剂中还含有热塑性弹性体5质量％~90质量％。
[0023]另外，本发明的一实施方式的固化物是将上述热固化性树脂组合物加热而得到的。
[0024]此外，本发明的一实施方式的成型体是在加热下使用模具对上述热固化性树脂组合物进行成型而得到的。
[0025]另外，本发明的一实施方式的固化物的制造方法中，将上述热固化性树脂组合物在200°C~300°C固化90秒以下。
[0026]此外，本发明的一实施方式的燃料电池用隔板是在加热下使用模具对上述热固化性树脂组合物进行成型而得到的。
[0027]发明效果
[0028]将本发明的一实施方式的热固化性树脂组合物固化而得到的固化物在高温且以短时间进行固化的情况下，机械特性也优异。本发明的一实施方式的热固化性树脂组合物在高温且以短时间进行成型的情况下，也能形成尺寸精度优异的成型体。本发明的一实施方式的固化物和成型体能够用于需要导电性的电子部件中，特别是能够适合用于燃料电池用隔板那样的要求高尺寸精度和优异的机械特性的电子部件中。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为示出在制造本发明的一实施方式的成型体时使用的模具的俯视图。【具体实施方式】
[0030]以下参照附图对本发明的一实施方式的热固化性树脂组合物及其固化物、成型体、固化物的制造方法、以及燃料电池用隔板的一实施方式进行说明。需要说明的是，以下记载中，只要不特别声明，表示量比的“份”和“％”分别是指“质量份”和“质量％”。
[0031](热固化性树脂组合物)
[0032]本实施方式的热固化性树脂组合物至少含有(A)粘结剂100质量份、(B)碳材料150质量份~1，000质量份、(C)固化引发剂I质量份~10质量份以及⑶固化延迟剂0.1质量份~2质量份。
[0033]<粘结剂>
[0034][含有60摩尔％以上的侧链具有碳-碳双键的单体单元的高分子化合物]
[0035]上述(A)成分粘结剂含有50质量％以上的高分子化合物(以下称为含有侧链型C=C键的高分子化合物)，该高分子化合物含有60摩尔％以上的侧链具有碳-碳双键的单体单元。
[0036]上述含有侧链型C=C键的高分子化合物中，侧链具有碳-碳双键的单体单元优选相对于构成其聚合物的全部单体单元数存在70摩尔％以上，更优选存在85摩尔％以上。在此，单体单元是指，聚合物中与作为原料的一个个单体相当的部分。另外，对于全部单体单元数而言，例如在聚丁二烯 的情况下，其为将1，2_键、顺式1，4_键、反式1，4-键作为一个单体单元进行计数的单体单元的总和。若共聚有其他单体，则将该单体中的每一个单体作为I个单体单元进行计数。以上述比例含有侧链具有碳-碳双键的单体单元的高分子化合物通过使碳-碳双键发生反应而进行固化时的固化性良好。
[0037]上述(A)成分粘结剂中的含有侧链型C=C键的高分子化合物可以含有氧原子、氮原子，但为了避免热水所致的水解，优选将碳和氢作为基本构成元素，并且具有酯键、氨基甲酸酯键、酰胺键的结构为单体单元的总数的5%以内，更优选为烃。
[0038]上述含有侧链型C=C键的高分子化合物为侧链具有碳-碳双键的聚合物。该聚合物可以为均聚物，也可以为共聚物。并且，即使为均聚物、即单体为一种的聚合物，其微结构也有时会因聚合方法(催化剂、温度等条件)的不同而不同。例如，丁二烯的均聚物的情况中，其单体单元中具有顺式1，4_键、反式1,4-键和1，2-键这3种，根据这些单体单元的含有比例，聚合物的性状会不同。
[0039]作为上述侧链具有碳-碳双键的单体单元的例子，可以举出下式(I)~(3)表示的单体单元，从耐热水性和成型性的方面出发，优选下式(I)或(2)表示的单体单元。
[0040]【化I】
[0041]
【权利要求】
1.一种热固化性树脂组合物，其特征在于，其含有下述(A)~(D)， (A)含有50质量％以上的高分子化合物的粘结剂100质量份，该高分子化合物含有60摩尔％以上的侧链具有碳-碳双键的单体单元； (B)碳材料150质量份~1，000质量份； (C)固化引发剂I质量份~10质量份； (D)固化延迟剂0.1质量份~2质量份。
2.如权利要求1所述的热固化性树脂组合物，其特征在于，所述(D)固化延迟剂为四(2-乙基己基)秋兰姆二硫化物。
3.如权利要求1或2所述的热固化性树脂组合物，其特征在于，所述(A)粘结剂中的所述高分子化合物为烃。
4.如权利要求1~3的任一项所述的热固化性树脂组合物，其特征在于，所述(A)粘结剂中还含有热塑性弹性体5质量％~40质量％。
5.一种固化物，其特征在于，其是将权利要求1~4的任一项所述的热固化性树脂组合物固化而得到的。
6.一种固化物的制造方法，其特征在于，将权利要求1~4的任一项所述的热固化性树脂组合物在200°C~300°C固化90秒以下。
7.一种成型体，其特征在于，其是将权利要求1~4的任一项所述的热固化性树脂组合物调整为所期望的形状并进行固化而得到的。``
8.一种成型体的制造方法，其特征在于，将权利要求1~4的任一项所述的热固化性树脂组合物调整为所期望的形状，在200°C~300°C固化90秒以下，从而得到成型体。
9.一种燃料电池用隔板,其由权利要求7所述的成型体构成。
【文档编号】H01M8/10GK103748177SQ201280041460
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年8月22日 优先权日:2011年8月31日
【发明者】秋永洋志, 野口雅之, 泉善一郎 申请人:昭和电工株式会社