一种浸渍树脂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及树脂材料，尤其涉及一种浸渍树脂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、当今世界日益严重的能源短缺和环境污染等问题备受人们关注，能源和环境已成为制约人类社会可持续发展战略的关键因素，寻求洁净的新能源迫在眉睫。

2、燃料电池是通过氢气和氧气的电化学反应产生电流，反应产物是水，对环境无污染。燃料电池以其高效、清洁的特点适应了可持续发展的要求，因此受到国内外越来越广泛的重视。相对内燃机而言，燃料电池是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化为电能的装置。由于其不受卡诺循环的限制，所以效率高，并且污染和噪音都很小。

3、作为质子交换膜燃料电池堆中单电池的连接组件，双极板主要起着隔绝电池间气体串通、分布燃料与氧化剂、支撑膜电极和串联单电池形成电子回路的作用。双极板成本可占总成本的45％，重量占总重量的80％，因此，降低双极板的成本和重量将极大促进燃料电池的商业化进程。近年来，由于成本低、耐腐蚀性好、质量轻、制备工艺简单等特点，石墨复合材料已经成为很有前景的燃料电池双极板材料之一。

4、石墨双极板按照加工工艺不同，分为机加石墨板(cnc加工工艺)和模压石墨板。目前，石墨双极板通常采用的是机加石墨，但是这一工艺制作过程复杂，加工周期较长，加工成本在双极板整个成本中占比高，且降本空间有限，其成本为模压或柔性石墨板5～8倍，且厚度比模压或柔性石墨板更厚。所以模压石墨板和柔性石墨板，从成本、生产周期、生产效率及体积轻量化方面都具有巨大优势，是氢燃料电池的方向。而模压石墨板和柔性石墨板所使用的最重要原料浸渍树脂材料是提供其石墨板材强度、气密性及耐腐蚀性的基础。

5、目前所使用的国外浸渍树脂存在着耐热性能不足、耐腐蚀性能较差，电堆运行过程中有析出物等严重的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种浸渍树脂及其制备方法和应用，本发明提供的浸渍树脂具有良好的耐热、耐腐蚀性能，能够保障电堆在长期运行中的安全稳定。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种浸渍树脂，以质量百分含量计，包括以下组分：

4、

5、优选的，所述环氧丙烯酸酯包括双酚a型环氧丙烯酸酯和酚醛环氧丙烯酸酯中的至少一种。

6、优选的，所述单官能团丙烯酸包括：甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、环脂肪族甲基丙烯酸酯、双环戊烯基丙烯酸酯、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯和甲基丙烯酸(3,3,5-三甲基环己基)酯中的一种或多种。

7、优选的，所述双官能团丙烯酸酯包括：2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯和丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。

8、优选的，所述多官能团丙烯酸酯包括：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种。

9、本发明提供了上述方案所述浸渍树脂的制备方法，包括以下步骤：

10、对应浸渍树脂的组成，将单官能团丙烯酸酯、双官能团丙烯酸酯和多官能团丙烯酸酯加入到反应釜中，在保护气氛和加热条件下进行真空脱水，待含水率≤800ppm时，停止真空脱水和加热，将环氧丙烯酸酯投入到所述反应釜中，待反应釜中物料的含水率≤800ppm，25℃粘度在10～30mpa·s之间，外观澄清透明，20℃表面张力在20～30mn/m，放料，得到浸渍树脂。

11、优选的，所述加热的温度为80～100℃。

12、本发明提供了上述方案所述浸渍树脂或上述方案所述制备方法制备得到的浸渍树脂在浸渍石墨材料中的应用。

13、优选的，所述石墨材料包括石墨双极板。

14、本发明提供了上述方案所述浸渍树脂或上述方案所述制备方法制备得到的浸渍树脂在储能设备中的应用。

15、本发明提供了一种浸渍树脂，以质量百分含量计，包括以下组分：双酚a型环氧丙烯酸酯0～15％，单官能团丙烯酸酯40～50％，双官能团丙烯酸酯20～50％，多官能团丙烯酸酯5～15％。环氧丙烯酸酯具有良好的耐腐蚀性能、附着力和耐热性，单官能团丙烯酸酯具有低粘度、优异的渗透性和浸润性，多官能团丙烯酸酯具有高交联密度提供耐热特性和耐腐蚀能力以及双官能团丙烯酸酯提供优异的综合能力，本发明充分发挥各组分的特性，使得最终的浸渍树脂具有耐热性能好、防腐蚀性能强、渗透力好、附着力强的特点。实施例的结果显示，本发明提供的浸渍树脂的tg超过147℃，耐酸碱及水和冷冻液的腐蚀性能优异，能够保障电堆在长期运行中的安全稳定。

16、此外，本发明提供的浸渍树脂的粘度控制在10～30mpa·s之间，有较强的渗透力，在未固化之前容易使用清洗剂清洗干净，不污染石墨板表面，满足水浴70℃～90℃加热固化条件，固化后透明、硬度高、耐热性能好、防腐蚀性能强、制作的石墨板弯曲强度高，因此，本发明提供的浸渍树脂具有极大的经济价值和使用价值。

技术特征：

1.一种浸渍树脂，其特征在于，以质量百分含量计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的浸渍树脂，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯包括双酚a型环氧丙烯酸酯和酚醛环氧丙烯酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的浸渍树脂，其特征在于，所述单官能团丙烯酸包括：甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、环脂肪族甲基丙烯酸酯、双环戊烯基丙烯酸酯、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯和甲基丙烯酸(3,3,5-三甲基环己基)酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的浸渍树脂，其特征在于，所述双官能团丙烯酸酯包括：2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯和丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的浸渍树脂，其特征在于，所述多官能团丙烯酸酯包括：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种。

6.权利要求1～5任一项所述浸渍树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为80～100℃。

8.权利要求1～5任一项所述浸渍树脂或权利要求6～8任一项所述制备方法制备得到的浸渍树脂在浸渍石墨材料中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述石墨材料包括石墨双极板。

10.权利要求1～5任一项所述浸渍树脂或权利要求6～8任一项所述制备方法制备得到的浸渍树脂在储能设备中的应用。

技术总结
本发明提供了一种浸渍树脂及其制备方法和应用，属于树脂材料技术领域。以质量百分含量计，本发明提供的浸渍树脂包括以下组分：环氧丙烯酸酯0～15％，单官能团丙烯酸酯40～50％，双官能团丙烯酸酯20～50％，多官能团丙烯酸酯5～15％。本发明提供的浸渍树脂具有耐热性能好、防腐蚀性能强、渗透力好、附着力强的等特点。实施例的结果显示，本发明提供的浸渍树脂的Tg超过147℃，耐酸碱及水和冷冻液的腐蚀性能优异，能够保障电堆在长期运行中的安全稳定。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：上海皓以科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12