本發明涉及質子交換膜燃料電池
技術領域：
，尤其涉及一種質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體及其制備方法。
背景技術：
：質子交換膜燃料燃料電池（PEMFC）由于其工作溫度較低，啟動快，無電解液流失，具有比其它燃料電池更高的比功率，既可作固定電站又可作移動運輸工具的電源，有望成為取代目前汽車動力的最有競爭力的動力源之一；目前，全球已有英國倫敦、加拿大溫哥華、德國斯圖加特等不少國家和城市推出了燃料電池驅動的公共汽車線路，許多國家展示了試運行的燃料電池車；中國在北京奧運會和上海世博會期間也成功推出了燃料電池驅動的大巴車和小汽車，現已有超過1000輛車在全國10多個城市試運行；隨著燃料電池配套設施加氫站的快速建設，將會有更多的燃料電池車投入運行；據統計，2012年燃料電池裝機容量較2011年取得了成倍的增長；然而其離商業化應用還有一定的距離。導電漿料是質子交換膜燃料燃料電池的重要組成部分，現有導電漿料主要由導電金屬粉末、無機玻璃粘結劑及有機載體組成，或者添加一些功能添加劑，例如增稠劑、增塑劑、表面活性劑或者流平劑等，有機載體主要起潤濕、分散粉體顆粒的作用，提供漿料優越的印刷性能，申請號為201310384245.4的專利文件公開了電極漿料用有機載體及其制備方法，其有機載體包括以下質量分數的組分：有機樹脂5%～20%，有機溶劑60%～85%，觸變劑1%～10%，和潤濕分散劑1%～10%，用于提供一種可使制備的漿料觸變性好、分散性和存儲穩定性好、剪切變稀效果明顯、粘度恢復快、可印刷大高寬比細電極柵線且印刷分辨率高的有機載體；申請號為201110143660.1的專利文件公開了一種導電漿料用有機載體、有機載體的制備方法及導電漿料，其有機載體有機溶劑、有機樹脂和添加劑，所述添加劑包括螯合劑，用于提供一種能提供合適觸變性能的導電漿料的有機載體，提高絲網印刷的性能及電極質量，但是，其不能夠增強有機載體的各種性能，且不能夠加快有機載體的制備速率，不能夠增強有機載體的流動性，降低表面張力，更不能夠有助于保持有機載體的分散穩定性，降低成本。技術實現要素：針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明之目的就是提供質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體及其制備方法，目的在于解決不能夠加快有機載體的制備速率，不能夠增強有機載體的流動性，降低表面張力，更不能夠有助于保持有機載體的分散穩定性，降低成本的問題。本發明提出的質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體，包括以下重量份的原料：有機樹脂30-35份，有機溶劑25-30份，增稠劑10-15份，觸變劑18-24份，流變劑15-20份，表面活性劑5-10份，分散劑8-12份，增塑劑3-8份，催化劑2-6份，填充劑4-9份。優選地，所述有機樹脂包括聚四氟乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂和酚醛樹脂中的一種或多種的組合，且有機溶劑包括丁基卡必醇、三氯乙烯、松油醇、乙烯乙二醇醚、鄰苯二甲酸二辛酯和三乙醇胺中的一種或多種的組合。優選地，所述增稠劑包括羥乙基纖維素、聚丙烯酸鹽和甲基丙烯酸中的一種或多種的組合，且觸變劑包括氣相二氧化硅、聚乙烯醇和有機膨潤土中的一種或多種的組合。優選地，所述流變劑為聚苯烯酸脂或聚氨酯，且表面活性劑包括油酸、磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和壬基酚聚氧乙烯中的一種或多種的組合。優選地，所述分散劑包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、聚丙烯酰胺和脂肪酸聚乙二醇酯中的一種或多種的組合，且增塑劑包括檸檬酸三丁酯和鄰苯二甲酸二正辛酯中的一種或兩種的組合。優選地，所述催化劑包括二氧化硅和碳酸鈉中的一種或兩種的組合，且填充劑包括有機滑石粉、云母粉、珍珠巖和納米云母中的一種或多種的組合。優選地，包括以下重量份的原料：有機樹脂31-34份，有機溶劑26-29份，增稠劑11-14份，觸變劑19-23份，流變劑16-19份，表面活性劑6-9份，分散劑9-11份，增塑劑4-7份，催化劑3-5份，填充劑5-8份。本發明還提出了質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體的制備方法，包括以下步驟：S1：將有機樹脂和有機溶劑加入混合攪拌器中，在55-60℃下以40-45rpm的攪拌速度攪拌至有機樹脂完全溶解；S2：將增稠劑、觸變劑、流變劑、表面活性劑、分散劑、增塑劑、催化劑和填充劑加入混合攪拌器中，在80-85℃下以50-55rpm的攪拌速度攪拌1.2-1.8h后，冷卻至室溫，制得質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體。優選地，所述S1中，將有機樹脂和有機溶劑加入混合攪拌器中，在56-59℃下以41-44rpm的攪拌速度攪拌至有機樹脂完全溶解。優選地，所述S2中，將增稠劑、觸變劑、流變劑、表面活性劑、分散劑、增塑劑、催化劑和填充劑加入混合攪拌器中，在81-84℃下以51-54rpm的攪拌速度攪拌1.3-1.7h后，冷卻至室溫，制得質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體。本發明中，所述質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體及其制備方法通過加入催化劑能夠增強有機載體的各種性能，且能夠加快有機載體的制備速率，通過加入填充劑能夠增強有機載體的流動性，且能夠降低成本，通過加入表面活性劑能夠有助于保持有機載體的分散穩定性，通過加入增稠劑能夠增強有機載體的表觀粘度，并賦予有機載體以觸變性，本發明的觸變性好，分散性和穩定性高，制備效率高，流動性強，制備方法簡單，使用方便，成本低。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作進一步解說。實施例一本實施例提出了質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體，包括以下重量份的原料：有機樹脂30份，有機溶劑25份，增稠劑10份，觸變劑18份，流變劑15份，表面活性劑5份，分散劑8份，增塑劑3份，催化劑2份，填充劑4份；其制備方法包括以下步驟：S1：將有機樹脂和有機溶劑加入混合攪拌器中，在55℃下以40rpm的攪拌速度攪拌至有機樹脂完全溶解；S2：將增稠劑、觸變劑、流變劑、表面活性劑、分散劑、增塑劑、催化劑和填充劑加入混合攪拌器中，在80℃下以50rpm的攪拌速度攪拌1.2h后，冷卻至室溫，制得質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體。實施例二本實施例提出了質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體，包括以下重量份的原料：有機樹脂32份，有機溶劑27份，增稠劑12份，觸變劑20份，流變劑17份，表面活性劑7份，分散劑10份，增塑劑5份，催化劑4份，填充劑6份；其制備方法包括以下步驟：S1：將有機樹脂和有機溶劑加入混合攪拌器中，在57℃下以42rpm的攪拌速度攪拌至有機樹脂完全溶解；S2：將增稠劑、觸變劑、流變劑、表面活性劑、分散劑、增塑劑、催化劑和填充劑加入混合攪拌器中，在82℃下以52rpm的攪拌速度攪拌1.4h后，冷卻至室溫，制得質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體。實施例三本實施例提出了質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體，包括以下重量份的原料：有機樹脂33份，有機溶劑28份，增稠劑13份，觸變劑21份，流變劑18份，表面活性劑8份，分散劑11份，增塑劑6份，催化劑5份，填充劑7份；其制備方法包括以下步驟：S1：將有機樹脂和有機溶劑加入混合攪拌器中，在58℃下以43rpm的攪拌速度攪拌至有機樹脂完全溶解；S2：將增稠劑、觸變劑、流變劑、表面活性劑、分散劑、增塑劑、催化劑和填充劑加入混合攪拌器中，在83℃下以53rpm的攪拌速度攪拌1.5h后，冷卻至室溫，制得質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體。實施例四本實施例提出了質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體，包括以下重量份的原料：有機樹脂34份，有機溶劑29份，增稠劑14份，觸變劑22份，流變劑19份，表面活性劑9份，分散劑12份，增塑劑7份，催化劑6份，填充劑8份；其制備方法包括以下步驟：S1：將有機樹脂和有機溶劑加入混合攪拌器中，在59℃下以44rpm的攪拌速度攪拌至有機樹脂完全溶解；S2：將增稠劑、觸變劑、流變劑、表面活性劑、分散劑、增塑劑、催化劑和填充劑加入混合攪拌器中，在84℃下以54rpm的攪拌速度攪拌1.6h后，冷卻至室溫，制得質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體。實施例五本實施例提出了質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體，包括以下重量份的原料：有機樹脂35份，有機溶劑30份，增稠劑15份，觸變劑24份，流變劑20份，表面活性劑10份，分散劑12份，增塑劑8份，催化劑6份，填充劑9份；其制備方法包括以下步驟：S1：將有機樹脂和有機溶劑加入混合攪拌器中，在60℃下以45rpm的攪拌速度攪拌至有機樹脂完全溶解；S2：將增稠劑、觸變劑、流變劑、表面活性劑、分散劑、增塑劑、催化劑和填充劑加入混合攪拌器中，在85℃下以55rpm的攪拌速度攪拌1.8h后，冷卻至室溫，制得質子交換膜燃料電池的電極漿料用有機載體。對比常規的有機載體的制備速率與實施例一至五的有機載體的制備速率，實施例一至五的有機載體的制備速率比較常規的有機載體的制備速率提高百分比如下表：實施例一二三四五制備速率提高百分比10%12%15%13%11%采用霍爾流速計、分散穩定性分析儀和BrookfieldHBDV-Ⅱ型粘度計對常規的有機載體和實施例一至五制備的有機載體的流動性、分散穩定性和表觀粘度進行測試，實施例一至五制備的有機載體的流動性、分散穩定性和表觀粘度比較常規的有機載體的流動性、分散穩定性和表觀粘度提高百分比如下表：實施例一二三四五流動性提高百分比3%3.4%3.8%3.5%3.3%分散穩定性提高百分比8%8.9%9.2%8.8%8.3%表觀粘度提高百分比7%6.4%7.5%6.7%7.2%由上述表格可知，本發明提出的有機載體比較常規的有機載體，在制備效率、流動性、分散穩定性和表觀粘度上均具有明顯提高。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3