专利名称：：紫外光可固化的燃料电池密封剂和由其形成的燃料电池的制作方法
技术领域：
：本发明涉及粘结和密封电化学电池，例如燃料电池中各部件的密封剂组合物，以及由其形成的电化学电池。更特别地，本发明涉及密封燃料电池部件的紫外光可固化的组合物。
背景技术：
：存在各类电化学电池，但最常见的一种可能是燃料电池，例如质子交换膜("PEM")燃料电池。PEM燃料电池含有在两个流场板或双极板极之间提供的膜电极组件("MEA")。在双极板极和MEA之间使用垫圏，以在其间提供密封。另外，由于单独的PEM燃料电池典型地提供相对低的电压或功率，因此叠加多个PEM燃料电池，以增加所得燃料电池组件总的电输出。在单独的PEM燃料电池之间也要求密封。此外，典型地还提供冷却板，以控制燃料电池内的温度。同样密封这种板，以防止在燃料电池组件内泄漏。在组装之后，紧固该燃料电池层叠体，以固定该组件。如美国专利No.6057054中所述，提出了液体硅橡胶以供在膜电极组件上模塑。然而，这种硅酮组合物在实现燃料电池的所需操作寿命之前，有时会降解。这种硅橡胶剥离材料还污染燃料电池，从而负面影响燃料电池的性能。在美国专利No.5264299中还公开了在隔板(separatorplate)上模塑液体硅橡胶。为了增加其操作寿命，提出了更加耐用的弹性体，例如美国专利No.6165634中公开的氟弹性体和美国专利No.6159628中公开的聚烯烃烃类，以粘结燃料电池各部件的表面。然而，这些组合物没有充分地浸渍多孔结构，例如气体扩散层。在没有损坏基材或浸渍多孔结构的情况下，这些热塑性和氟弹性体组合物的粘度对于注塑来说也太高。美国专利申请公布No.US2005/0263246A1公开了在膜电极组件上制备边缘密封件的方法，该方法用熔点或玻璃化转变温度为约ioor的热塑性膜，浸渍气体扩散层。这一方法存在问题，因为质子交换膜可能暴露于其下的最大温度将限制熔体的加工温度。然后密封将限制燃料电池的操作温度上限。例如，质子交换膜典型地可仅仅暴露于130TC的最大温度下，而它通常在至少901C的温度下操作。因此，燃料电池的正常和最大操作温度受到这一公开内容的粘结方法的限制。美国专利No.6884537公开了具有密封垫片(bead)的橡胶垫圏用于密封燃料电池部件的用途。通过使用粘合层，将该垫圏固定到燃料电池部件上，以防止垫圏移动或滑动。类似地，国际专利公布Nos.WO2004/061338A1和W02004/079839A2公开了多片和单片垫圏密封燃料电池部件的用途。通过使用粘合剂，将如此所述的垫圏固定到燃料电池部件上。粘合剂和垫圏的定位不仅耗时，而且有问题，因为未对准而可能引起燃料电池泄漏和性能损失。美国专利No.6875534公开了密封燃料电池隔板的周边的原地固化的组合物。原地固化的组合物包括在每一端基处具有烯丙基端基的聚异丁烯聚合物，有机基聚硅氧烷，具有至少两个氢原子且各自连接到硅原子上的有机基氢聚硅氧烷和铂催化剂。美国专利No.6451468公开了原地形成的组合物密封燃料电池中的隔板、电极或离子交换膜。原地形成的组合物包括在每一端基处具有链烯基端基的直链聚异丁烯全氟聚醚，具有至少两个氢原子且各自键合到硅原子上的交联剂或硬化剂，和氢化硅烷化催化剂。因使用烯丙基或链烯基官能度为2的直链聚异丁烯低聚物，导致这些组合物的交联密度和所得性能受到局限。通过改变氢化曱硅烷基官能度，来改性这些组合物内的官能度，而所得组合物的性能会受到限制。国际专利>^布No.W02004/047212A2公开泡沫橡胶垫圏、液体硅酮密封剂或固体氟塑料用于密封燃料电池的流体传输层或气体扩散层的用途。使用固体垫圏，即泡沫橡胶和/或固体氟塑料胶带或膜使得定位这些材料和随后校准燃料电池部件与垫圏既耗时，又存在问题。美国专利申请公布No.2003/0054225公开了旋转设备，例如转鼓或辊用于施加电极材料到燃料电池电极上的用途。尽管这一公布文件公开了形成燃料电池电极的自动化方法，但该公布文件没有解决所形成的燃料电池的密封这一关心的问题。尽管存在这些现有技术，但仍需要适合于与电化学电池部件一起使用的密封剂组合物，所需地紫外光可固化的密封剂。
发明内容在本发明的一个方面中，提供一种燃料电池。该燃料电池包括具有固化的密封剂的燃料电池部件，其中固化的密封剂包括遥爪官能的聚异丁烯、有机基氢硅烷交联剂、铂催化剂和光引发剂。遥爪官能的聚异丁烯可包括链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物。该燃料电池部件可以是阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架，及其结合物。在本发明的另一方面中，形成燃料电池的方法包括提供含基材的燃料电池部件；提供具有模腔的模具；定位模具，以便模腔与基材流体连通；施加可固化的液体密封剂组合物到模腔内，其中该可固化的密封剂组合物包括遥爪官能的聚异丁烯、有机基氢硅烷交联剂、賴催化剂和光引发剂；和用光化辐射线固化该组合物。该遥爪官能的聚异丁烯可以包括链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物。燃料电池组件可以是阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架，及其结合物。在本发明的另一方面中，形成燃料电池的方法包括提供含基材的燃料电池部件；提供具有模腔的模具；定位模具，以便模腔与基材流体连通；施加可固化的液体密封剂组合物到模腔内，其中该可固化的密封剂组合物包括光化辐射可固化的材料，所述材料选自丙烯酸酯、氨基甲酸酯、聚醚、聚烯烃、聚酯，其共聚物及其结合物；和用光化辐射线固化该组合物。可固化的组合物可包括遥爪官能的聚异丁烯，例如链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物。燃料电池部件可以是阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架，及其结合物。在本发明的另一方面中，形成燃料电池的方法包括提供含基材的第一燃料电池部件和含基材的第二燃料电池部件；提供两部份式光化辐射可固化的液体密封剂，其中第一部分的密封剂包括遥爪官能的聚异丁烯和有机基氢硅烷，和第二部分包括光引发剂；施加第一部分密封剂到第一燃料电池部件的基材上；施加第二部分密封剂到第二燃料电池部件的基材上；并列(juxtapositingly)校准第一和第二燃料电池部件的基材；和用光化辐射线固化该密封剂。第一或第二燃料电池部件可以相同或不同，它可以是阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架及其结合物。校准基材的步骤可进一步包括提供具有模腔的模具；和定位该模具，以便模腔与基材流体连通。所需地，模具是透过光化辐射线的，例如紫外光辐射线。图l是具有阳极流场板、气体扩散层、阳极催化剂、质子交换膜、阴极催化剂、第二气体扩散层和阴极流场板的燃料电池的截面视图。图2是在组件的周围部分布置了密封剂的燃料电池用膜电极组件的截面视图。图3是在组件的周围部分和周围的边缘部分布置了密封剂的燃料电池用膜电极组件的截面视图。图4是在膜电极组件和燃料电池的流场电极之间布置了密封剂以便形成层叠的燃料电池组件的燃料电池的截面视图。图5是根据本发明形成垫圏用的具有顶部和底部模具构件的模具的透视图。图6是沿着6-6轴获取的图5的模具的截面视图。图7是描述顶部模具构件和底部模具部件的图6的模具的分解图。图8是沿着8-8轴获取的图7的顶部模具构件的底部视图。图9是沿着9-9轴获取的图8的顶部模具构件的左视图。图IO是沿着10-10轴获取的图8的顶部模具构件的右视图。图ll是沿着ll-ll轴获取的图8的顶部模具构件的截面视图。图12是根据本发明的替代模具的透视图。图13A和13B是沿着13-13轴获取的图12的模具的截面视图，它示出了在模具内布置的燃料电池构件。图14是图5或12的顶部模具构件的透视图，它描述了具有透明材料的顶部模具构件。图15是沿着15-15轴获取的图14的透明顶部模具构件的截面视图。具体实施例方式本发明涉及粘结电化学电池中各组件的粘结方法和组合物。此处所使用的电化学电池是由化学源产生电的装置，所述化学源包括，但不限于，化学反应和化学燃烧。有用的电化学电池包括燃料电池、干电池、湿电池和类似物。以下将更加详细地描述的燃料电池由化学反应物产生电。湿电池具有液体电解质。干电池具有吸附在多孔介质或在其他情况下被限制流动的电解质。图1示出了电化学燃料电池，例如燃料电池10中各基本元件的截面视图。电化学燃料电池转化燃料和氧化剂成电与反应产物。燃料电池10由在一側上具有开放面的冷却剂通道14和在第二侧上具有阳极流体通道16的阳极流场板12，树脂板13，气体扩散层18，阳极催化剂20，质子交换膜22，阴极催化剂24，第二气体扩散层26，第二树脂板13以及在一侧上具有开放面的冷却剂通道30和在第二侧上具有阴极流体通道32的阴极流场板28组成，如图1所示。气体扩散层18，阳极催化剂20，质子交换膜22，阴极催化剂24，和第二气体扩散层26的组合常常被称为膜电极组件36。气体扩散层18和26典型地由多孔、导电片材，例如碳纤维纸张形成。然而，本发明不限于使用碳纤维纸张，和可合适地使用其他材料。然而，燃料电池不限于这一描述的部件布局。阳极和阴极催化剂层20和24典型地为微细粉碎的钿形式。阳极34和阴极38电连接(未示出)，以提供在电极之间传导电子到达外部负栽(未示出)上的路径。流场极板12和28典型地由石墨浸渍的塑料；压制和分层的石墨；多孔石墨；不锈钢或其他石墨复合材料形成。可处理该板，以影响表面性能，例如表面润湿性，或者可以未处理。然而，本发明不限于使用这种材料作为流场极板，和可合适地使用其他材料。例如，在一些燃料电池中，流场极板由金属或含金属的材料，典型地，但不限于不锈钢制成。流场极板可以是双极板极，即在相对的板表面上具有流体通道的板，正如图1所示。或者，可通过将单极板极固定在一起制备双极板极。—些燃料电池设计利用在膜电极组件36和隔板12、28之间的树脂框架13来改进膜电极组件36的耐久性并在燃料电池的组装过程中，在膜电极组件36和隔板12、28之间提供恰当的间隔。在这一设计中，需要在隔板12、28和树脂框架13之间具有密封。本发明不限于图1所示的燃料电池部件及其布局。例如，直接的曱醇燃料电池("DMFC")可由冷却剂通道较少的与图l所示相同的部件组成。此外，燃料电池10可设计具有内部或外部歧管(未示出)。尽管针对质子交换膜(PEM)燃料电池描述了本发明，但应当理解，本发明可应用于任何类型的燃料电池上。本发明的概念可应用到磷酸燃料电池、碱燃料电池、高温燃料电池，例如固体氧化物燃料电池和熔融碳酸盐燃料电池和其他电化学装置上。在阳极34处，经阳极流体通道16运行的燃料(未示出)渗透气体扩散层18并在阳极催化剂层20处反应，形成氢阳离子(质子)，所述氢阳离子迁移经过质子交换膜22到达阴极38。质子交换膜22加速氢离子从阳极34迁移到阴极38。除了传导氢离子以外，质子交换膜22从含氧的氧化剂物流中分离含氢的燃料物流。在阴极38处，含氧气体，例如空气或基本上纯的氧气与越过质子交换膜22的阳离子或氢离子反应，形成液体水作为反应产物。以下方程式示出了在氬气/氧气燃料电池内的阳极和阴极反应阳极反应H2—2H++2e_(I)阴极反应1/202+2H++2e——H20(II)图2描述了在膜电极组件36的周围部分33处或其附近具有固化或可固化的组合物40的膜电极组件36。如下所述，该组合物40可用于密封和/或彼此粘结燃料电池中的不同部件。然而，本发明不限于使燃料电池的部件，例如或者膜电极组件36在膜电极组件36的周围部分33处或其附近具有组合物40。例如，如图3所示，可固化或可固化的组合物40可置于膜电极组件36的周围部分33处或其附近并且覆盖膜电极组件36的周围边缘部分35。图4示出了燃料电池10中基本元件的截面视图，其中一些相邻的元件具有在其间的固化或可固化的組合物40，以提供燃料电池组件10、。如图4所述，组合物40密封和/或粘结阳极流场板12到气体扩散层18或膜电极组件36上。阴极流场板28也被密封和/或粘结到气体扩散层26或膜电极组件36上。在这一实施方案中，燃料电池组件10、常常具有阳极催化剂20和阴极催化剂24置于其上的预成形的膜电极组件36阳极。置于燃料电池组件10、的各部件之间的组合物40可以是相同的组合物或者可以是不同的组合物。另夕卜，如图4所述，组合物40可密封和/或粘结阴极流场板28到第二燃料电池的部件上，例如第二阳极流场板12、上。此外，如图4所述，组合物"可密封和/或粘结第二阳极流场板12、到第二燃料电池的部件上，例如第二膜电极组件36、上。按照这一方式，燃料电池组件10、由多个燃料电池组成，所述多个燃料电池具有通过密封和/或粘合剂连接的部件，以提供多个电池的电化学装置。图5是根据本发明，可用于形成原地固化的垫圏的模具48的剖视图。模具48包括上部模具构件50、下部模具构件36、和注料口52，如图所示相关联。在这一实施方案中，组合物40置于下部模具构件36、上，在其间或其上形成垫圏。在本发明的这一实施方案中，下部模具构件36、所需地为燃料电池部件，例如膜电极组件36。然而，本发明不限于使用膜电极组件36作为底部模具部件，和其他燃料电池部件可以是底部模具部件。正如图8所示，注料口52与模腔54流体连通。图6是沿着6-6轴获取的图5的模具48的截面视图。如图6所示，上部模具构件50包括模腔54。形成液体垫圏的组合物可借助注料口52引入到模腔54内。图7是图6的模具48的部分分离(partial-break-away)视图。模具构件50包括匹配表面56，和模具构件36、包括匹配表面58。可彼此校准模具构件50和36、，正如图6所示，以便匹配表面56和58基本上彼此并列。如图7所示，从模腔54中取出垫圏40并固定到匹配表面58上。如图8所示，模腔54为周边密闭设计的形状。尽管模腔54在图8中被描述为圆角矩形，但本发明不限于此，和可合适地使用其他形状的模腔。此外，尽管在图7中模腔54的截面形状被描述为矩形或正方形，但本发明不限于此，和可合适地使用其他截面形状，例如圓形、椭圆形或具有延伸部分的成型几何形状用以改进密封。如图8所示，模具50可含有第二注料口60。第二端口60与模腔54流体连通。当用垫團形成材料填充模腔时，可使用第二端口60使模腔54脱气。当垫團形成材料借助注料口52引入到模腔54内时，空气可经第二端口60逸出，使模腔54脱气。对于本发明第二端口60的尺寸不限。所需地，最小化第二端口60的尺寸，即截面延长，以提供空气出口，但足够小以限制垫團形成材料的液流流过。换句话说，第二端口60的尺寸可以是针孔大小，其中空气可流过其中，同时抑制液体垫圏形成材料大量流动。此外，本发明不限于使用单一注料口52或单一端口60，和可使用多个端口引入垫圏材料和/或排放空气。图9是沿着图8的9-9轴获取的模具构件50的截面视图。如图9所示，注料口52可合适地为模具构件50内的模腔或内腔。注料口52部分可具有阀门(未示出)或具有塾團形成材料可经其传输的阀门(未示出)或管道或软管(未示出)。图10是沿着图8的10-10轴获取的模具构件50的截面视图。如图10所示，端口60可合适地为模具构件50内的模腔或内腔。端口60部分可具有阀门(未示出)用以控制空气和/或垫圏形成材料流出。图11是沿着图8的11-11轴获取的模具构件50的截面视图。模腔54被描述为在其匹配表面56处延伸到模具构件50内部。图12是根据本发明，可用于形成原地固化的垫團的模具48、、的透视图。模具48、、包括上部模具构件50、下部模具构件70。正如图13A和13B所示，模具构件50和70可按照以上所述的方式一起固定，并构造，以便燃料电池构件，例如膜电极组件36可置于其间。如图13A所示，本发明的模具48、、可用于在燃料电池构件36的相对侧的周围部分上形成垫圏40。如图13B所示，也可使用本发明的模具48、、，在燃料电池构件36的相对侧上和在周围侧上形成垫圏40。图14是描述模具构件50、70的透视图，模具构件50、70可由透明材料制成或可包括透明材料。所需地，模具构件50、70透明，即可透射或基本上可透射光化辐射线，例如紫外光辐射线。图15描述了透明的模具构件50、70的截面视图。本发明这一方面的方法可进一步包括在注射之前或在注射液体、光化辐射可固化的垫圏形成组合物的同时，使模腔脱气的步骤。所需地，脱气步骤包括通过与模腔54流体连通的第二端口60脱气。利用模腔54脱气和以上所述的流体性能，液体组合物充分地填充模腔54且不需要过量的液体处理压力。所需地，在小于或等于约690千帕(100磅/平方英寸(表压))的流体处理压力下，液体组合物充分地填充模腔54。在固化或至少部分固化组合物之后，模具构件50、36、或50、70可彼此剥离，以暴露垫圏，之后可从模腔54中取出垫圏40。垫圏40所需地布置和/或固定到燃料电池部件，例如膜电极组件36上。尽管以具有沟槽或模腔54的顶部模具构件50、70的形式描述了本发明，但本发明不限于此。例如，为了替代顶部模具构件中的模腔54或者除此以外，底部模具构件36、、70和/或燃料电池部件，例如膜交换膜36可具有沟槽或模腔以供放置和形成密封件。由于燃料电池阻挡密封剂的苛刻的物理性能需求，因此希望低表面能的聚合物，例如聚异丁烯。为了进行交联，遥爪官能的聚异丁烯是更加理想的，例如乙烯基封端的聚异丁烯。遥爪官能的聚异丁烯可与合适的可溶有机基氢基硅烷交联剂反应，形成固化的密封剂。典型地，在本发明之前，在铂催化剂存在下如下所述进行交联^^Si——H+——^^Si--^"^^R同时典型地使用柏催化剂，热固化氢化硅烷化固化的有机基配方，但这种固化通常要求在升高的温度下至少1小时。然而，这种固化条件限制了连续的制造工艺。所需地，本发明的液体组合物可在室温或室温左右温度下在短的时间段，例如小于或等于约5分钟内固化。更所需地，液体组合物在小于或等于1分钟内固化，例如在小于或等于30秒内固化。在本发明的一个方面中，在本发明中所使用的固化的密封剂组合物可包括链烯基封端的聚异丁烯低聚物，例如链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物；任选地多官能的链烯基单体；具有键合到硅原子上的至少一个氩原子的甲硅烷基硬化剂或交联剂；和氢化硅烷化催化剂。所需地，仅仅约1个氢原子键合到曱硅烷基硬化剂内的任何硅原子上。本发明的组合物具有改进的分子结构，从而导致提高的机械性能、交联密度和反应热。本发明的组合物可用表达式(A-A+Af+Bf)来表示，其中A-A表示链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物，即双官能的链烯基聚异丁烯("PIB")的链烯基，A表示链烯基，B表示Si-H基，和f是指相应的官能团的数量。当链烯基和氢化物均是双官能团时，聚合得到直链结构。然而，在这种直链结构内的氢化物官能团的数量限制了总的官能度和已反应网络的交联密度。通过引入大于或等于3个链烯基到单一单体或低聚物上，将增加交联密度并改进机械性能。有用的二链烯基封端的直链聚(异丁烯)低聚物可以以EP200A、EP400A和EP600A形式商购于日本Osaka的KanekaCorporation公司。这三种低聚物具有相同的官能度，但分子量不同。EP200A、EP400A和EP600A分别具有5000;10，000和20，000的合适分子量(Mn)。本发明的组合物也可包括具有至少两个反应性氢化硅官能团，即至少两个Si-H基的硅氧烷。这一组分充当链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物的硬化剂或交联剂。在氢化硅烷化催化剂存在下，在交联组分内的与硅键合的氢原子经历与反应性低聚物内的不饱和基团的加成反应，该反应被称为氢化硅烷化反应。由于反应性低聚物含有至少两个不饱和基团，因此硅氧烷交联组分可所需地含有至少两个与硅键合的氢原子，以实现固化产物内最终的交联结构。在硅氧烷交联组分内存在的与硅键合的有机基团可选自以上针对反应性硅氧烷组分列出的相同的取代和未取代的单价烃基，例外的是在硅氧烷交联剂内的有机基团应当基本上不含烯键式或炔键式不饱和度。硅氧烷交联剂的分子结构可以是直链、支链、环状或网状。硅氧烷交联组分可选自宽泛的各种化合物，所需地符合下式的那些<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>其中R1、W和W中的至少两个是H，否则R1、R'和^可以相同或不同，且可以是取代或未取代的C卜2。烃基，例如包括烷基、链烯基、芳基、烷氧基、链烯基氧基、芳氧基、(甲基)丙烯酰基或(甲基)丙烯酰氧基在内的烃基；因此SiH基可以是端基、侧基或这二者；W也可以是取代或未取代的d-2。烃基，例如包括C卜2。烷基、链烯基、芳基、烷氧基、链烯基氧基、芳氧基、(甲基)丙烯酰基或(甲基)丙烯酰氧基在内的烃基，和所需地，为烷基，例如甲基；x是整数10-1000;和y是整数l-20。所需地，112和113不同时为氢，例如I^是H，和W或R3之一但并非全部为H。所需地，非H的R基是曱基。氢化硅交联剂的存在量应当足以实现所需量的交联和所需地用量为组合物重量的约0.5-约40%,更所需地为组合物重量的约1-约20%。有用的铂催化剂包括铂或含铂的络合物，例如在美国专利Nos.3159601和3159662中所述的柏烃络合物；在美国专利No.3220972中所述的铂醇盐催化剂，和在美国专利No.3814730中所述的铂络合物，和在美国专利No.3516946中所述的氯化铂-烯烃络合物。所有这些美国专利涉及铂或含铂的催化剂，在此通过参考特意将其引入。所需地，柏或含柏的络合物是二羰基铂环乙烯基络合物，环乙烯基铂络合物，二乙烯基铂络合物或其结合物。铂催化剂的用量可足以使得该组合物在小于或等于约130X:的温度下，所需地在小于或等于约10ox:的温度下，更所需地在小于或等于约90x:的温度下固化。更所需地，光引发剂，例如以下所述的一种或更多种光引发剂，以便可通过光化辐射，例如紫外辐射固化本发明的组合物。在本发明的一个方面中，液体垫團形成材料可包括光化辐射可固化的丙烯酸酯、氨基甲酸酯、聚醚、聚烯烃、聚酯，其共聚物及其结合物。所需地，可固化的材料包括具有至少两个(曱基)丙烯酰基侧基的(甲基)丙烯酰基封端的材料。所需地，(曱基)丙烯酰基侧基用通式-0"0)(:00=(:112表示，其中r是氢或甲基。更所需地，液体垫圏形成材料是(甲基)丙烯酰基封端的聚丙烯酸酯。(甲基)丙烯酰基封端的聚丙烯酸酯的分子量所需地可以是约3000—约40，000，更所需地为约8000-约15,000。此外，(甲基)丙烯酰基封端的聚丙烯酸酯在25t！(77。F)下的粘度所需地可以是约200帕秒(200，000厘泊)-约800帕秒(800，000厘泊)，更所需地为约450帕秒(450，000厘泊)-约500帕秒(500,000厘泊)。可在Nakagawa等人的欧洲专利申请No.EP1059308A1中找到这种可固化的(甲基)丙烯酰基封端的材料的细节且可商购于曰本的KanekaCorporation公司。所需地，液体组合物包括光引发剂。可在此处使用许多光引发剂，提供以上提到的本发明的优势和优点。当可光固化的组合物作为整体暴露于电磁辐射，例如光化辐射线下时，光引发剂提高固化工艺的快速性。此处所使用的合适的光引发剂的实例包括，但不限于，以商品名"IRGACURE"和"DAR0CUR"商购于CibaSpecialtyChemicals公司的光引发剂，具体地，"IRGACURE"184(l-羟基环己基苯基酮)、907(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙l-酮)、369(2-节基-2-N，N-二曱基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮)、500(l-羟基环己基苯基酮和二苯甲酮的结合物)、651(2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)、1700(双(2，6-二曱氧基苯曱酰基-2，4，4-三甲基戊基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-l-酮的结合物)，和819[双(2,4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦]和"DAR0CUR"1173(2-羟基-2-甲基-l-苯基-l-丙-l-酮)和4265(2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-l-酮的结合物)；和紫外光[蓝色]光引发剂，dl-樟脑醌和"IRGACURE"784DC。当然，此处也可使用这些材料的结合物。此处有用的其他光引发剂包括丙酮酸烷酯，例如丙酮酸的甲酯、乙酯、丙酯和丁酯，和丙酮酸芳酯，例如丙酮酸苯酯、节酯和它的合适的取代衍生物。尤其非常适合于此处使用的光引发剂包括紫外光引发剂，例如2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(例如，"IRGACURE"651)，和2-羟基-2-甲基-l-苯基-l-丙烷(例如，"DAR0CUR"1173)，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(例如，"IRGACURE"819)，和双(2，6-二甲氧基苯曱酰基-2，4，4-三甲基戊基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-l-苯基-丙-l-酮的紫外/可见光引发剂的结合物(例如，"IRGACURE"1700)，以及可见光引发剂双(n5-2，4-环戊二烯-l-基)双[2，6-二氟-3-(IH-吡咯-l-基)苯基]钛(例如，"IRGACURE"784DC)。有用的光化辐射包括紫外光、可见光及其结合。所需地，固化液体垫圏形成材料所使用的光化辐射线的波长为约200纳米-约1000纳米。有用的紫外光包括，但不限于，紫外光A(约320纳米-约410纳米)，紫外光B(约290纳米-约320纳米)，紫外光C(约220纳米-约290纳米)及其结合物。有用的可见光包括，但不限于，蓝光、绿光及其结合物。这种有用的可见光的波长为约450纳米-约550纳米。任选地，可在引入液体组合物之前，将脱模剂施加到模腔54内。视需要脱模剂辅助从模腔中容易取出固化的垫團。有用的脱模剂组合物包括，但不限于，干喷雾剂，例如聚四氟乙烯，和喷雾用油(spray-on-oils)或抹涂用油(wipe-on-oils)，例如硅油或有机油。有用的脱模剂组合物包括，但不限于，含在至少一个端基处用有机亲水基团，例如甜菜碱、羟基、羧基、铵盐基及其结合端基取代的C6-C14全氟烷基化合物的组合物，该化合物与金属表面化学和/或物理反应。可获得各种脱模剂，例如以商品名Henkel'sFrekote市售的那些。另外，脱模剂可以是在模具形状内形成的热塑性膜。除了以上所述的(甲基)丙烯酰基封端的聚(甲基)丙烯酸酯组合物，该组合物还可进一步包括具有至少两个(甲基)丙烯酰基侧基的(曱基)丙烯酰基封端的化合物，其选自(甲基)丙烯酰基封端的聚醚、(甲基)丙烯酰基封端的聚烯烃、(甲基)丙烯酰基封端的聚氨酯、(甲基)丙烯酰基封端的聚酯、(甲基)丙烯酰基封端的硅氧烷、其共聚物及其结合物。组合物可进一步包括单官能的(曱基)丙烯酸酯。有用的单官能(甲基)丙烯酸酯可以包括在通式CH产C(R)COORa结构内，其中R是H、CH3、C2Hs或卣素，例如C1，和R2是d-8单或双环烷基，在杂环内具有最大两个氧原子的3-8元杂环基团，H,烷基，羟垸基或氨烷基，其中烷基部分是C卜8直链或支链的碳原子链。在对应于上述一些结构的具体的单官能的(甲基)丙烯酸酯单体当中，尤其理想的是甲基丙烯酸羟丙酯，曱基丙烯酸2-幾乙酯，甲基丙烯酸曱酯，曱基丙烯酸四氢糠酯，甲基丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸2-氨丙酯和相应的丙烯酸酯。在本发明的另一方面中，本发明的聚(甲基)丙烯酸酯组合物可任选地包括约0%-90%聚(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物，约0%-约90%含有至少2个(曱基)丙烯酸酯官能基的聚(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物；约0重量％-约90重量％单官能和/或多官能的(甲基)丙烯酸酯单体；约0重量°/。-约20重量％光引发剂；约0重量％-约20重量％添加剂，例如抗氧化剂；约0重量°/。-约20重量％填料，例如热解法二氧化硅；约0重量％-约20重量％流变学改性剂；约0重量％-约20重量％粘合促进剂；和/或约0重量％-约20重量％荧光剂或颜料。下述非限定性实施例拟进一步阐述本发明。实施例实施例1:如下所述制备本发明的基础配方表l:聚异丁烯密封剂基础配方(本发明的基础配方No.l)<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>EP200A和EP400A是由Kaneka公司供应的树脂。CR300是由Kaneka/>司供应的苯基硅氧烷交联剂。混合工序；1.添加所有成分2.用Cowles刮刀混合15分钟，直到均匀。尽管常规地在超过ioox:的温度下，使用热固化进行氢化硅烷化反应，使用至少l小时，但此处使用紫外光可活化的铂络合物替代热活化的铂催化剂。当辐照时，引发氢化硅烷化反应并在除去辐射之后继续(后固化)。所检测的紫外光活泼的铂络合物包括:H3C柏(II)2，4-戊二酮化物("Pt(acac)2")(三甲基)曱基环戊二烯基铂(IV)("T醒CP")如下所示，实现了固化时间的显著下降和消除了潜在有害的热量。实施例2:紫外光固化的聚异丁烯/硅烷来自实施例1的本发明的基础配方1，即具有苯基硅烷交联剂的不饱和聚异丁烯。实验评价下述催化剂的结合物本发明的组合物No.1在100ppmPt下Pt(acac)2，(49.6%Pt);混合lOOg本发明的基础配方No.1+在CH2C12内0.68克3%Pt(acac)2。本发明的组合物No.2(三甲基)甲基环戊二烯基铂(IV)(T醒CP),在50ppmPt下(61.l%Pt)。混合100克本发明的基础配方No.1+在EtOAc内0.16克5Vr醒cp。本发明的组合物No.3(三甲基)甲基环戊二烯基铂(IV)(T醒CP)，在100ppmPt下(61.l%Pt)。混合100克本发明的基础配方No.1+在EtOAc内0.32克5%TMMCP。用Oriel灯在8毫瓦/平方厘米的紫外光-B下或者用Zeta7216在100毫瓦/平方厘米的紫外光-B下辐照在小的铝锅内的5g样品表2:Oriel强度8毫瓦/平方厘米；Zeta强度100毫瓦/平方厘米<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>上述结果证明，紫外光活化的铂固化的可行性，其中与热固化相比，固化时间大大地下降。用Oriel灯固化的本发明的组合物No.3显示出与热固化的对照物一样好或更好的表面性能。该数据表明，与较短辐照时间下较高的强度相比，更加理想的是较长的时间段使用较低的强度。在活性较低的体系(1,2)内前面提及的后固化是最显著的。实施例3:紫外光固化的聚异丁烯/硅烷，M0ppm铂来自实施例1的本发明的基础配方1，即具有苯基硅烷交联剂的不饱和聚异丁烯。实验评价下述催化剂的结合物本发明的组合物No.4在200ppmPt下Pt(acac)"(49.6%Pt);混合50克本发明的基础配方No.1+在CH2C12内0.68克3%Pt(acac)2。本发明的组合物No.5(三甲基)甲基环戊二烯基铂(IV)(T醒CP)，在200ppmPt下(61.l%Pt)。混合50克本发明的基础配方No.1+在EtOAc内0.32克5%TMMCP。用Oriel灯在8毫瓦/平方厘米的紫外光-B下辐照在小的铝锅内的5克样品。表3:Oriel强度8毫瓦/平方厘米M明的组M辐照时间(佛灯固化性能24小时性能41Oriel没有固化非常粘，柔软轻_粘，坚固42Oriel没有固化轻^C粘，坚固43Oriel粘，柔软轻^U1粘，坚固干^面，坚固51Oriel非常粘，柔软轻_粘，坚固52Oriel轻做粘，柔软没有变化干*面，坚固53Oriel轻粘，坚固没有变化千^面，坚固以上表明，在辐照3分钟之后获得最佳的固化，和在24小时之后，后固化非常明显，和最明显的是在Pt(acac)2体系内。权利要求1.一种燃料电池，它包括具有固化的密封剂的燃料电池部件，其中通过将组合物暴露于紫外辐射线下来固化该固化的密封剂，其中该组合物包括遥爪官能的聚异丁烯、有机基氢基硅烷交联剂、铂催化剂和光引发剂。2.权利要求1的燃料电池，其中遥爪官能的聚异丁烯包括链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物。3.权利要求l的燃料电池，其中燃料电池部件选自阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架、及其结合物。4.形成燃料电池的方法，该方法包括提供含基材的燃料电池部件；提供具有模腔的模具；定位模具，以便模腔与基材流体连通；施加可固化的液体密封剂组合物到模腔内，其中该可固化的密封剂组合物包括遥爪官能的聚异丁烯、有机基氢基硅烷交联剂、铂催化剂和光引发剂；和用光化辐射线固化该组合物。5.权利要求4的方法，其中遥爪官能的聚异丁烯包括链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物。6.权利要求4的方法，其中燃料电池部件选自阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架、及其结合物。7.形成燃料电池的方法，该方法包括提供含基材的燃料电池部件；提供具有模腔的模具；定位模具，以便模腔与基材流体连通；施加可固化的液体密封剂组合物到模腔内，其中该可固化的密封剂组合物包括光化辐射可固化的材料，所述材料选自丙烯酸酯、氨基曱酸酯、聚醚、聚烯烃、聚酯，其共聚物及其结合物；和用光化辐射线固化该组合物。8.权利要求7的方法，其中可固化的组合物包括遥爪官能的聚异丁烯。9.权利要求8的方法，其中遥爪官能的聚异丁烯包括链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物。10.权利要求7的方法，其中燃料电池部件选自阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架、及其结合物。11.形成燃料电池的方法，该方法包括提供含基材的第一燃料电池部件和含基材的第二燃料电池部件；提供两部分式光化辐射可固化的液体密封剂，其中第一部分密封剂包括遥爪官能的聚异丁烯和有机基氢基硅烷，和第二部分包括光引发剂；施加第一部分密封剂到第一燃料电池部件的基材上；施加第二部分密封剂到第二燃料电池部件的基材上；并列校准第一和第二燃料电池部件的基材；和用光化辐射线固化该密封剂。12.权利要求11的方法，其中遥爪官能的聚异丁烯包括链烯基封端的二烯丙基聚异丁烯低聚物。13.权利要求11的方法，其中第一或第二燃料电池部件选自阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架、及其结合物。14.权利要求ll的方法，其中校准基材的步骤进一步包括提供具有模腔的模具；和定位该模具，以便模腔与基材流体连通。15.权利要求4的方法，其中模具对光化辐射线透过。全文摘要具有改进的密封防止泄漏的燃料电池包括具有固化的密封剂的燃料电池部件，其中该固化的密封剂包括遥爪官能的聚异丁烯、有机基氢硅烷交联剂、铂催化剂和光引发剂。该燃料电池部件可以是阴极流场板、阳极流场板、树脂框架、气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、膜电解质、膜电极组件框架，及其结合物。形成这种燃料电池的方法包括下述步骤提供含基材的燃料电池部件；提供具有模腔的模具；定位模具，以便模腔与基材流体连通；施加可固化的液体密封剂组合物到模腔内，其中该可固化的密封剂组合物包括遥爪官能的聚异丁烯、有机基氢基硅烷交联剂、铂催化剂和光引发剂；和用光化辐射线固化该组合物。文档编号H01M8/02GK101395749SQ200780007572公开日2009年3月25日申请日期2007年1月16日优先权日2006年1月17日发明者A·F·雅各比内,B·R·艾因斯拉,J·G·伍兹,K·J·韦尔奇,M·P·布尔齐,S·T·纳科斯申请人:汉高公司