專利名稱：彈性體塑料、導(dǎo)電塑料和導(dǎo)電塑料雙極板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種彈性體塑料，尤其是涉及一種彈性體塑料，還涉及一種包含所述 彈性體塑料的導(dǎo)電塑料和導(dǎo)電塑料雙極板。本申請(qǐng)還涉及彈性體塑料、包含其的導(dǎo)電塑料 和導(dǎo)電塑料雙極板的制備方法。
背景技術(shù)：
電能是現(xiàn)代社會(huì)人類生活、生產(chǎn)中必不可缺的二次能源。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人 們對(duì)電的需求越來(lái)越高。根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《2005年三季度全國(guó)電力供需與 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢(shì)分析預(yù)測(cè)》分析報(bào)告2006年全國(guó)社會(huì)用電量的增長(zhǎng)速度在11%左右，用電 量約為27300億千瓦時(shí)。電力缺口主要集中在華北和南方地區(qū)，華東地區(qū)夏季備用偏低、冬 季基本平衡，華中、東北地區(qū)基本平衡，西北地區(qū)供大于求。全國(guó)夏季最大電力缺口在800 萬(wàn)千瓦左右，其中華北和南方分別為300、500萬(wàn)千瓦左右；冬季最大電力缺口 900萬(wàn)千瓦左 右，其中華北、南方分別為400、500萬(wàn)千瓦左右。由于電力需求晝夜、季節(jié)相差很大，但發(fā)電 廠的建設(shè)規(guī)模必須與高峰用電相匹配，投資大利用率較低，且對(duì)周邊的環(huán)境和生態(tài)平衡有 較大的影響。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)和儲(chǔ)能裝備是電力和電器行業(yè)中備受關(guān)注但尚未解決的難題 之一。液流電池是一種新型的化學(xué)電源，以溶解在電解液中的不同價(jià)態(tài)金屬離子作為電 池正極和負(fù)極活性物質(zhì)，正極電解液和負(fù)極電解液分開儲(chǔ)存。電池充電或放電時(shí)，通過(guò)外接 泵，把正極電解液和負(fù)極電解液分別壓入正極室和負(fù)極室，完成氧化還原反應(yīng)后，流回到儲(chǔ) 液槽。從液流電池的原理和特點(diǎn)來(lái)看，液流電池適合于大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用。為了研制開發(fā)大規(guī)模液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，圍繞雙極板材料已經(jīng)進(jìn)行了大量研究。 雙極板是液流電池中最為關(guān)鍵的材料之一，在液流電池中要隔絕正負(fù)極電解液同時(shí)傳導(dǎo)電 流。由于液流電池的電解液大都為強(qiáng)酸強(qiáng)氧化性溶液，因此對(duì)雙極板的導(dǎo)電性和耐腐蝕性 有極高的要求；同時(shí)由于密封和裝配的需要，對(duì)雙極板材料的機(jī)械性能也有較高的要求； 近年來(lái)，隨著液流電池大功率設(shè)計(jì)需求，大尺寸雙極板的連續(xù)化生產(chǎn)工藝也是研究和科研 的重要方向。W09406164公開了一種撓性導(dǎo)電塑料電極，包括導(dǎo)電填料、熱塑性聚合物和與熱塑 性聚合物至少部分交聯(lián)的彈性聚合物，導(dǎo)電填料的用量應(yīng)使電極是導(dǎo)電的，熱塑性聚合物 和彈性聚合物的交聯(lián)度應(yīng)使電極是撓性的并具有高抗拉強(qiáng)度。CN1515046A公開了一種氧化還原流動(dòng)電池用電池單元框架，該電池單元框架是具 有雙極板和在雙極板外周安裝了框架框的氧化還原流動(dòng)電池用電池單元框架，所述框架框 含有聚氯乙烯50% (質(zhì)量)以上，所述雙極板是含石墨40 90% (質(zhì)量)和氯化有機(jī)化 合物10 60% (質(zhì)量)的導(dǎo)電性塑料。CN1670992A公開了 一種集電體，該集電體由基體材料和導(dǎo)電材料摻混而成，其中 基體材料包括氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物、聚丙烯、表面處理劑和環(huán)烷油制備 而成的橡塑共混彈性體，導(dǎo)電材料為碳素導(dǎo)電材料，基體材料和導(dǎo)電材料的重量比為30 60 70 40。CN 1845368A:以石墨板作為液流電池雙極板材料，石墨具有良好的導(dǎo)電性和耐腐 蝕性，但是石墨與邊框的密封較為困難，容易造成電池內(nèi)漏，且石墨韌性較差，極易在加工 和組織中造成損害，而且石墨的價(jià)格昂貴且大尺寸的石墨板加工生產(chǎn)困難，因此，石墨在液 流電池中的應(yīng)用有很多技術(shù)障礙。W02002101864采用CPVC和ABS共混高分子為導(dǎo)電塑料的基材，加入石墨等導(dǎo)電填 料，此種導(dǎo)電塑料采用共混的高分子，不能徹底解決材料強(qiáng)度和韌性的不足，而且高含量的 單一導(dǎo)電填料未能獲得高的電導(dǎo)率。US1997005626986采用高分子與橡膠類材料共混，作為導(dǎo)電塑料的基礎(chǔ)，橡膠類材 料都含有碳碳雙鍵，因此容易受到強(qiáng)氧化物質(zhì)的氧化、分解，導(dǎo)致產(chǎn)品的失效。綜上所述，目前石墨類雙極板價(jià)格昂貴，產(chǎn)品尺寸不能滿足大功率產(chǎn)品的需求，且 容易在加工及組裝過(guò)程中受到破壞，而其他的導(dǎo)電塑料類的雙極板大多處于研究階段，未 見成熟產(chǎn)品，且通常僅通過(guò)添加導(dǎo)電填料來(lái)提高材料的導(dǎo)電性，因此材料的力學(xué)強(qiáng)度通常 很差，耐腐蝕性能方面也存在一定的局限，而且沒有實(shí)現(xiàn)大尺寸批量生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)如上所述的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明人出乎意料地發(fā)現(xiàn)，采用單一的熱塑性 樹脂，通過(guò)將不同規(guī)格的該熱塑性樹脂共混可以獲得適合于作為導(dǎo)電塑料雙極板基體材料 的彈性體塑料。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種彈性體塑料，其特征在于所述彈性體塑料采 用單一的熱塑性樹脂，通過(guò)至少兩種不同規(guī)格的該熱塑性樹脂共混配制而成。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種導(dǎo)電塑料，其特征在于所述導(dǎo)電塑料包含a)本發(fā)明所述的彈性體塑料，和b)導(dǎo)電填料。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種導(dǎo)電塑料雙極板，其特征在于所述導(dǎo)電塑料雙極 板包含本發(fā)明所述的彈性體塑料或由本發(fā)明所述的導(dǎo)電塑料加工而成。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種制備本發(fā)明所述的彈性體塑料的方法，其特征在 于所述方法包括以下步驟a)將至少兩種不同規(guī)格的單一熱塑性樹脂共混并攪拌均勻。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種制備本發(fā)明所述的導(dǎo)電塑料的方法，其特征在于 所述方法包括以下步驟a)將至少兩種不同規(guī)格的單一熱塑性樹脂共混并攪拌均勻；b)向步驟a)所得的共混樹脂中加入導(dǎo)電填料并攪拌均勻。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種制備本發(fā)明所述的導(dǎo)電塑料雙極板的方法，其特 征在于所述方法包括以下步驟a)將至少兩種不同規(guī)格的單一熱塑性樹脂共混并攪拌均勻；b)向步驟a)所得的共混樹脂中加入導(dǎo)電填料并攪拌均勻；c)將步驟b)所得的混合物塑化并成型為雙極板。根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)以下一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)1.采用單一的熱塑性樹脂，通過(guò)將不同規(guī)格的該熱塑性樹脂共混獲得適合于作為導(dǎo)電塑料雙極板基體材料的彈性體塑料，可以有效地避免由于添加橡膠或其它彈性體而導(dǎo) 致的基體材料耐強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性的降低。2.通過(guò)調(diào)節(jié)不同規(guī)格的單一熱塑性樹脂的含量，可以調(diào)節(jié)所得彈性體塑料的強(qiáng)度 和韌性，獲得優(yōu)異的機(jī)械性能。3.可以在增強(qiáng)導(dǎo)電塑料雙極板的機(jī)械性能的同時(shí)，提高導(dǎo)電塑料雙極板的使用壽 命和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。4.可以在保持導(dǎo)電塑料雙極板的強(qiáng)度和韌性的同時(shí)，提高導(dǎo)電塑料雙極板的電導(dǎo)率。5.可以大幅降低雙極板和電極材料之間的接觸電阻，提高電堆的綜合性能，延長(zhǎng) 材料的使用壽命。6.可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的工業(yè)化生產(chǎn)，尤其是大尺寸產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明的彈性體塑料、導(dǎo)電塑料和導(dǎo)電塑料雙極板適合用于電化學(xué)領(lǐng)域，尤 其適合用于或用作電池部件，例如液流電池用雙極板，尤其是全釩液流電池或者電解或鋅 溴電池用雙極板，當(dāng)然也可以用于其他合適用途，例如超級(jí)電容器、電化學(xué)電解槽電極材料 和電滲析電極材料，等等。


下面參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，其中，圖1是本發(fā)明實(shí)施例中使用的溶液擴(kuò)散系數(shù)測(cè)試裝置。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中使用的綜合電阻測(cè)試裝置。圖3是根據(jù)本發(fā)明制備的導(dǎo)電塑料雙極板的掃描電鏡照片。圖4是根據(jù)本發(fā)明制備的導(dǎo)電塑料雙極板在超臨界實(shí)驗(yàn)條件下的充電容量曲線。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種彈性體塑料，其特征在于所述彈性體塑料采用 單一的熱塑性樹脂，通過(guò)至少兩種不同規(guī)格的該熱塑性樹脂共混配制而成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述單一的熱塑性樹脂包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚 丁烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯 硫醚、聚砜、聚醚砜或氟樹脂。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述不同規(guī)格包括但不限于不同的分子量或聚合度、不 同的分子結(jié)構(gòu)、不同的熔融指數(shù)、不同的熔點(diǎn)和/或不同的結(jié)晶度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，每種規(guī)格的所述單一熱塑性樹脂在所述彈性體塑料中的 質(zhì)量百分比為5% 95%，優(yōu)選10% 90%，更優(yōu)選20% 80%，最優(yōu)選40% 60%。優(yōu) 選地，通過(guò)調(diào)節(jié)每種規(guī)格的所述單一熱塑性樹脂的組成比例來(lái)獲得具有不同機(jī)械性能的產(chǎn)品。優(yōu)選地，所述彈性體塑料可以通過(guò)至少兩種不同分子量的聚乙烯共混配制而成。優(yōu)選地，所述彈性體塑料可以通過(guò)低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯 中的任意兩種或三種共混配制而成。優(yōu)選地，所述彈性體塑料可以通過(guò)至少兩種不同分子量的聚丙烯共混配制而成。
優(yōu)選地，所述彈性體塑料可以通過(guò)等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯和無(wú)規(guī)聚丙烯中的任 意兩種或三種共混配制而成。優(yōu)選地，所述彈性體塑料可以通過(guò)至少兩種不同分子量的聚氯乙烯共混配制而 成。優(yōu)選地，所述彈性體塑料可以通過(guò)至少兩種不同熔融指數(shù)的聚氯乙烯共混配制而 成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述彈性體塑料中還根據(jù)需要含有穩(wěn)定劑、內(nèi)潤(rùn)滑劑、外 潤(rùn)滑劑、脫模劑、防滴劑、抗微生物劑、著色劑、增白劑、阻燃劑和抗氧劑中的一種或多種，從 而滿足具體應(yīng)用中對(duì)所得彈性體塑料附加性能的要求。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種導(dǎo)電塑料，其特征在于所述導(dǎo)電塑料包含a)根據(jù)本發(fā)明的彈性體塑料，和b)導(dǎo)電填料。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電填料在所述導(dǎo)電塑料中的質(zhì)量百分比為5% 80%，優(yōu)選30% 70%，更優(yōu)選40% 65%，最優(yōu)選50% 60%。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電填料選自碳黑、碳粉、石墨、短切碳纖維、碳納米 管、碳納米棒和碳納米線中的一種或多種。所述碳黑、碳粉、石墨、短切碳纖維、碳納米管、碳 納米棒和碳納米線中的任一種可以是單一規(guī)格的，也可以是由不同規(guī)格的該種物質(zhì)構(gòu)成的 混合物。例如，所述碳黑可以是單一結(jié)構(gòu)的碳黑，也可以是兩種或更多種不同結(jié)構(gòu)的碳黑的 混合物，所述石墨可以是單一粒徑的石墨，也可以是兩種或更多種不同粒徑的石墨的混合 物。在一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電填料包含碳黑、碳粉、石墨和短切碳 纖維，其中，優(yōu)選地，碳黑占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為10 % 60 %，優(yōu)選20 % 50 %，更 優(yōu)選30 % 40 %，碳粉占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為5 % 15 %，優(yōu)選7 % 12 %，更優(yōu) 選8% 10%，石墨占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為20% 75%，優(yōu)選30% 60%，更優(yōu)選 40 % 50 %，短切碳纖維占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為10 % 30 %，優(yōu)選15 % 25 %，更優(yōu) 選 18% 22%。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述短切碳纖維的長(zhǎng)度為0. 1 8mm，優(yōu)選2 6mm，更優(yōu) 選3 5mm。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電塑料還根據(jù)需要包含加工助劑和/或分散劑。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種導(dǎo)電塑料雙極板，其特征在于所述導(dǎo)電塑料雙 極板包含根據(jù)本發(fā)明的彈性體塑料或由根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電塑料加工而成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電塑料雙極板的厚度為0. 1 2mm，優(yōu)選為0. 5 1. 5mm,更優(yōu)選為0. 8 1. 2mm。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電塑料雙極板的幅寬為600 1500mm，優(yōu)選為 800 1200mm，更優(yōu)選為 900 1000mm。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種制備本發(fā)明所述的彈性體塑料的方法，其特 征在于所述方法包括以下步驟a)將至少兩種不同規(guī)格的單一熱塑性樹脂共混并攪拌均勻。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種制備本發(fā)明所述的導(dǎo)電塑料的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟a)將至少兩種不同規(guī)格的單一熱塑性樹脂共混并攪拌均勻；b)向步驟a)所得的共混樹脂中加入導(dǎo)電填料并攪拌均勻。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種制備本發(fā)明所述的導(dǎo)電塑料雙極板的方法， 其特征在于所述方法包括以下步驟a)將至少兩種不同規(guī)格的單一熱塑性樹脂共混并攪拌均勻；b)向步驟a)所得的共混樹脂中加入導(dǎo)電填料并攪拌均勻；c)將步驟b)所得的混合物塑化并成型為雙極板。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述的單一熱塑性樹脂包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚 丁烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯 硫醚、聚砜、聚醚砜或氟樹脂。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述不同規(guī)格包括但不限于不同的分子量或聚合度、不 同的分子結(jié)構(gòu)、不同的熔融指數(shù)、不同的熔點(diǎn)和/或不同的結(jié)晶度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，每種規(guī)格的所述單一熱塑性樹脂在所述共混樹脂中的質(zhì) 量百分比為5% 95%，優(yōu)選10% 90%，更優(yōu)選20% 80%，最優(yōu)選40% 60%。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述方法還包括根據(jù)需要將穩(wěn)定劑、內(nèi)潤(rùn)滑劑、外潤(rùn)滑 齊U、脫模劑、防滴劑、抗微生物劑、著色劑、增白劑、阻燃劑和抗氧劑中的一種或多種添加到 所述彈性體塑料中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電填料以占最終混合物5 % 80 %、優(yōu)選30 % 70 %、更優(yōu)選40 % 65 %、最優(yōu)選50 % 60 %的質(zhì)量百分比加入到所述共混樹脂中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電填料選自碳黑、碳粉、石墨、短切碳纖維、碳納米 管、碳納米棒和碳納米線中的一種或多種。所述碳黑、碳粉、石墨、短切碳纖維、碳納米管、碳 納米棒和碳納米線中的任一種可以是單一規(guī)格的，也可以是由不同規(guī)格的該種物質(zhì)構(gòu)成的 混合物。例如，所述碳黑可以是單一結(jié)構(gòu)的碳黑，也可以是兩種或更多種不同結(jié)構(gòu)的碳黑的 混合物，所述石墨可以是單一粒徑的石墨，也可以是兩種或更多種不同粒徑的石墨的混合 物。在一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述導(dǎo)電填料包含碳黑、碳粉、石墨和短切碳 纖維，其中，優(yōu)選地，碳黑占導(dǎo)電填料質(zhì)量百分比為10% 60%，優(yōu)選20% 50%，更優(yōu) 選30% 40%，碳粉占導(dǎo)電填料質(zhì)量百分比為5% 15%，優(yōu)選7% 12%，更優(yōu)選8% 10%，石墨占導(dǎo)電填料質(zhì)量百分比為20% 75%，優(yōu)選30% 60%，更優(yōu)選40% 50%， 短切碳纖維占導(dǎo)電填料質(zhì)量百分比為10 % 30 %，優(yōu)選15 % 25 %，更優(yōu)選18 % 22 %。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述短切碳纖維的長(zhǎng)度為0. 1 8mm，優(yōu)選2 6mm，更優(yōu) 選3 5mm。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，步驟b)在50 180°C的溫度下進(jìn)行，以使樹脂初步塑化， 提高分散效果。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在步驟b)中還可以根據(jù)需要加入加工助劑和/或分散 劑。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在步驟C)中，塑化和成型可以分別進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn) 行。例如，塑化可以利用專門的塑化設(shè)備進(jìn)行，成型可以利用例如平板硫化機(jī)進(jìn)行。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，其中所述方法還包括以下步驟d)對(duì)步驟C)所得雙極板進(jìn)行表面處理，以進(jìn)一步提高所述導(dǎo)電塑料或?qū)щ娝芰?雙極板表面的導(dǎo)電性能，減小其與電極材料的接觸電阻。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述表面處理選自表面靜電噴涂、表面植絨工藝、高壓空 氣噴涂和高壓混合溶劑中的一種或多種。優(yōu)選地，表面靜電噴涂包括例如將石墨噴涂到雙 極板的表面，表面植絨工藝包括例如將碳纖維植入到雙極板的表面。下面以實(shí)施例的方式更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但不應(yīng)理解為下列實(shí)施例用于限制本 發(fā)明。實(shí)施例1.彈性體塑料的制備實(shí)施例1-1.把經(jīng)過(guò)干燥的熔融指數(shù)(MI)分別為5g/10min和20g/10min的聚丙 烯粒料PP (MI-5)和PP (MI-20)(得自中國(guó)石化)以20 80的質(zhì)量比混合后，移入XHM-140 型密煉機(jī)(大連橡膠機(jī)械廠生產(chǎn))中，在180°C下混合密煉lOmin，然后通過(guò)STJ-78/180型 雙螺桿擠出機(jī)(蘭州蘭泰塑料機(jī)械有限公司生產(chǎn))擠出造粒，所得粒料以EPl-I表示。實(shí)施例1-2.把經(jīng)過(guò)干燥的熔融指數(shù)(MI)分別為lOg/lOmin和30g/10min的聚乙 烯粒料PE (MI-IO)和PE (MI-30)(得自中國(guó)石化)以40 60的質(zhì)量比混合后，移入XHM-140 型密煉機(jī)(大連橡膠機(jī)械廠生產(chǎn))中，在140°C下混合密煉lOmin，然后通過(guò)STJ-78/180型 雙螺桿擠出機(jī)(蘭州蘭泰塑料機(jī)械有限公司生產(chǎn))擠出造粒，所得粒料以EP1-2表示。實(shí)施例1-3.把經(jīng)過(guò)干燥的分子量(MW)分別為500和1000的聚氯乙烯粒料 PVC(MW-500)和PVC(MW-IOOO)(得自上海氯堿化工股份有限公司)以40 60的質(zhì)量比混 合并添加20wt%鄰苯二甲酸二辛酯(D0P，得自齊魯石化)及2wt%復(fù)合穩(wěn)定劑二丁基二氯 化錫(DBTC，南通艾德旺化工有限公司生產(chǎn))后(所提及的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均基于最終混合物 的總重量計(jì)算)，移入XHM-140型密煉機(jī)(大連橡膠機(jī)械廠生產(chǎn))中，在160°C下混合密煉 lOmin，然后通過(guò)STJ-78/180型雙螺桿擠出機(jī)(蘭州蘭泰塑料機(jī)械有限公司生產(chǎn))擠出造 粒，所得粒料以EP1-3表示。實(shí)施例1-4.把經(jīng)過(guò)干燥的熔融指數(shù)(MI)分別為25g/10min和30g/10min的聚乙 烯粒料PE(MI-2Q和PE(MI-30)(得自中國(guó)石化)以50 50的質(zhì)量比混合后，移入XHM-140 型密煉機(jī)(大連橡膠機(jī)械廠生產(chǎn))中，在140°C下混合密煉lOmin，然后通過(guò)STJ-78/180型 雙螺桿擠出機(jī)(蘭州蘭泰塑料機(jī)械有限公司生產(chǎn))擠出造粒，所得粒料以EP1-4表示。2.導(dǎo)電塑料的制備分別按照以下配方共混制備導(dǎo)電填料A、B和C。導(dǎo)電填料A 碳黑1 (DBP-1. 5ml/g,蘇州寶化碳黑有限公司生產(chǎn))20g碳黑2 (DBP-10ml/g,蘇州寶化碳黑有限公司生產(chǎn))80g石墨(1500目，青島恒利得石墨制品廠生產(chǎn))IOOg導(dǎo)電石墨纖維Omm，上海子禾紡織有限公司生產(chǎn))IOOg導(dǎo)電填料B:碳黑l(DBP_5ml/g，蘇州寶化碳黑有限公司生產(chǎn))50g碳黑2 (DBP-20ml/g,蘇州寶化碳黑有限公司生產(chǎn))50g
石墨(1500目，青島恒利得石墨制品廠生產(chǎn)) 30g導(dǎo)電石墨纖維(1mm，上海子禾紡織有限公司生產(chǎn))20g導(dǎo)電填料C:碳黑1 (DBP_20ml/g，蘇州寶化碳黑有限公司生產(chǎn))70g碳黑2 (DBP-30ml/g,蘇州寶化碳黑有限公司生產(chǎn))30g石墨(1500目，青島恒利得石墨制品廠生產(chǎn)) IOOg將上述彈性體塑料制備實(shí)施例1-1到1-4中得到的彈性體塑料粒料分別與導(dǎo)電填 料A、B和C按表1中所列質(zhì)量比進(jìn)行配比，并在M50-2J型高速攪拌機(jī)(南京科晉橡塑機(jī)械 有限公司生產(chǎn))中攪拌均勻后通過(guò)STJ-78/180型雙螺桿擠出機(jī)(蘭州蘭泰塑料機(jī)械有限 公司生產(chǎn))擠出造粒，所得粒料分別以CP2-1到CP2-12表示。表 權(quán)利要求
1.一種彈性體塑料，其特征在于所述彈性體塑料采用單一的熱塑性樹脂，通過(guò)至少兩 種不同規(guī)格的該熱塑性樹脂共混配制而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體塑料，其中所述單一的熱塑性樹脂是聚乙烯、聚丙烯、聚丁 烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫 醚、聚砜、聚醚砜或氟樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的彈性體塑料，其中所述不同規(guī)格是指不同的分子量或聚合度、 不同的分子結(jié)構(gòu)、不同的熔融指數(shù)、不同的熔點(diǎn)和/或不同的結(jié)晶度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)的彈性體塑料，其中每種規(guī)格的所述單一熱塑性樹脂 在所述彈性體塑料中的質(zhì)量百分比為5% 95%，優(yōu)選10% 90%，更優(yōu)選20% 80%， 最優(yōu)選40% 60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)的彈性體塑料，其中所述彈性體塑料通過(guò)至少兩種不 同分子量的聚乙烯共混配制而成，或者所述彈性體塑料通過(guò)低密度聚乙烯、中密度聚乙烯 和高密度聚乙烯中的任意兩種或三種共混配制而成，或者所述彈性體塑料通過(guò)至少兩種不 同分子量的聚丙烯共混配制而成，或者所述彈性體塑料通過(guò)等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯和無(wú) 規(guī)聚丙烯中的任意兩種或三種共混配制而成，或者所述彈性體塑料通過(guò)至少兩種不同分子 量的聚氯乙烯共混配制而成，或者所述彈性體塑料通過(guò)至少兩種不同熔融指數(shù)的聚氯乙烯 共混配制而成。
6.一種導(dǎo)電塑料，其特征在于所述導(dǎo)電塑料包含a)根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)的彈性體塑料，b)導(dǎo)電填料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的導(dǎo)電塑料，其中所述導(dǎo)電填料在所述導(dǎo)電塑料中的質(zhì)量百分比為 5% 80%，優(yōu)選30% 70%，更優(yōu)選40% 65%，最優(yōu)選50% 60%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的導(dǎo)電塑料，其中所述導(dǎo)電填料選自碳黑、碳粉、石墨、短切碳 纖維、碳納米管、碳納米棒和碳納米線中的一種或多種，優(yōu)選地，所述導(dǎo)電填料包含碳黑、碳 粉、石墨和短切碳纖維，其中，優(yōu)選地，碳黑占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為10% 60%、優(yōu)選 20% 50%、更優(yōu)選30% 40%，碳粉占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為5% 15%、優(yōu)選7% 12%、更優(yōu)選8% 10%，石墨占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為20% 75%、優(yōu)選30% 60%、 更優(yōu)選40% 50%，短切碳纖維占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為10% 30%、優(yōu)選15% 25%、更優(yōu)選18% 22%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的導(dǎo)電塑料，其中所述碳黑是單一結(jié)構(gòu)的碳黑或者是兩種或更多種 不同結(jié)構(gòu)的碳黑的混合物，和/或所述石墨是單一粒徑的石墨或者是兩種或更多種不同粒 徑的石墨的混合物，和/或所述短切碳纖維的長(zhǎng)度為0. 1 8mm、優(yōu)選2 6mm、更優(yōu)選3 5mm ο
10.一種導(dǎo)電塑料雙極板，其特征在于所述導(dǎo)電塑料雙極板包含根據(jù)權(quán)利要求1 5中 任一項(xiàng)所述的彈性體塑料或由根據(jù)權(quán)利要求6 9中任一項(xiàng)的導(dǎo)電塑料加工而成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的導(dǎo)電塑料雙極板，其中所述導(dǎo)電塑料雙極板的厚度為0.1 2mm、優(yōu)選為0. 5 1. 5mm、更優(yōu)選為0. 8 1. 2mm,和/或所述導(dǎo)電塑料雙極板的幅寬為 600 1500mm、優(yōu)選為800 1200mm、更優(yōu)選為900 1000mm。
12.一種制造根據(jù)權(quán)利要求10或11的導(dǎo)電塑料雙極板的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟a)將至少兩種不同規(guī)格的單一熱塑性樹脂共混并攪拌均勻；b)向步驟a)所得的共混樹脂中加入導(dǎo)電填料并攪拌均勻；c)將步驟b)所得的混合物塑化并成型為雙極板。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述的單一熱塑性樹脂是聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、 聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、 聚砜、聚醚砜或氟樹脂。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其中所述不同規(guī)格是指不同的分子量或聚合度、不 同的分子結(jié)構(gòu)、不同的熔融指數(shù)、不同的熔點(diǎn)和/或不同的結(jié)晶度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12 14中任一項(xiàng)的方法，其中每種規(guī)格的所述單一熱塑性樹脂在所 述共混樹脂中的質(zhì)量百分比為5 % 95 %，優(yōu)選10 % 90 %，更優(yōu)選20 % 80 %，最優(yōu)選 40% 60%。
16.根據(jù)權(quán)利要求12 15中任一項(xiàng)的方法，其中所述導(dǎo)電填料以占最終混合物5% 80 %、優(yōu)選30 % 70 %、更優(yōu)選40 % 65 %、最優(yōu)選50 % 60 %的質(zhì)量百分比加入到所述 共混樹脂中。
17.根據(jù)權(quán)利要求12 16中任一項(xiàng)的方法，其中所述導(dǎo)電填料選自碳黑、碳粉、石墨、 短切碳纖維、碳納米管、碳納米棒和碳納米線中的一種或多種，優(yōu)選地，所述導(dǎo)電填料包含 碳黑、碳粉、石墨和短切碳纖維，其中碳黑占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為10% 60%、優(yōu)選 20 % 50 %、更優(yōu)選30 % 40 %，碳粉占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為5 % 15 %、優(yōu)選7 % 12%、更優(yōu)選8% 10%，石墨占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為20% 75%、優(yōu)選30% 60%、 更優(yōu)選40% 50%，短切碳纖維占導(dǎo)電填料的質(zhì)量百分比為10% 30%、優(yōu)選15% 25%、更優(yōu)選18% 22%。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述碳黑是單一結(jié)構(gòu)的碳黑或者是兩種或更多種不 同結(jié)構(gòu)的碳黑的混合物，和/或所述石墨是單一粒徑的石墨或者是兩種或更多種不同粒徑 的石墨的混合物，和/或所述短切碳纖維的長(zhǎng)度為0. 1 8mm、優(yōu)選2 6mm、更優(yōu)選3 5mm ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彈性體塑料，其特征在于所述彈性體塑料采用單一的熱塑性樹脂，通過(guò)至少兩種不同規(guī)格的該熱塑性樹脂共混配制而成，還涉及一種包含所述彈性體塑料的導(dǎo)電塑料和導(dǎo)電塑料雙極板。本發(fā)明還涉及彈性體塑料、包含其的導(dǎo)電塑料和導(dǎo)電塑料雙極板的制備方法。
文檔編號(hào)C08L23/06GK102120836SQ20101000016
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者尹海濤 申請(qǐng)人:北京普能世紀(jì)科技有限公司