【技術實現步驟摘要】
本申請涉及燃料電池領域，尤其涉及一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法。
技術介紹
1、柔性石墨雙極板作為燃料電池的關鍵組件之一，其性能直接影響到燃料電池的效率和壽命。在質子交換膜燃料電池中，雙極板不僅承擔著傳導電子的作用，還需要具備良好的熱管理性和水管理能力。因此，提高雙極板的疏水性成為優化燃料電池性能的關鍵技術之一。
2、目前，常見的柔性石墨板制備方法是將膨脹石墨經過多道輥壓成預制板，然后通過模壓成型制作流道，最后進行浸漬處理，常用的浸漬液包括丙烯酸樹脂或環氧體系。然而，由于石墨和樹脂材料體系本身的疏水性不足，使得制備出的柔性石墨板接觸角大約只有70-80°。在高溫運行過程中，雙極板的接觸角會進一步下降。接觸角過低會導致電堆運行過程中生成的水難以有效排出，從而容易引起堵水現象，降低電堆的性能。接觸角是衡量液體與固體表面接觸時的角度，是液體滴落在固體表面上形成的一個小珠狀液體的切線與固體表面的夾角。較低的接觸角導致水分在板面擴散面積增加，不利于電堆內部生成水的及時排除，可能引發堵水現象，從而對電堆性能產生負面影響。角度的大小直接反映了固體表面的潤濕性或疏水性。由于石墨板表面的親水基團較多，導致疏水性不足，造成電堆運行過程中生成的水易造成堵水現象。
3、因此，需要提供一個能夠有效減少柔性石墨板表面的親水基團，提高疏水性的柔性石墨板接觸角的前處理方法。
技術實現思路
1、有鑒于此，有必要提供一種有效減少柔性石墨板表面的親水基團，提高疏水性的柔性石墨板接觸角的前處
2、本申請的實施例提供一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，所述方法包括步驟：
3、處理膨脹石墨以清除其表面的親水基團；
4、輥壓處理后的膨脹石墨以形成柔性石墨預制板；
5、對所述石墨預制板進行真空模壓以成型流道；
6、真空加壓浸漬成型后的石墨預制板，并清洗及干燥浸漬后的石墨預制板以得到柔性石墨板。
7、在本申請的至少一個實施例中，步驟“處理膨脹石墨以清除其表面的親水基團”包括步驟：將膨脹石墨至于馬弗爐內進行1500℃-3000℃的超高溫處理；處理過程中加入惰性氣體，得到處理后的膨脹石墨。
8、在本申請的至少一個實施例中，步驟“處理膨脹石墨以清除其表面的親水基團”包括步驟：稱取硅烷偶聯劑并配置改性溶液，備用；攪拌所述硅烷偶聯劑與所述改性溶液以得到水解后的硅烷偶聯劑；攪拌所述水解后的硅烷偶聯劑與膨脹石墨，并抽濾及干燥后得到處理后的膨脹石墨。
9、在本申請的至少一個實施例中，步驟“將膨脹石墨至于馬弗爐內進行超高溫處理”中，處理時間為10min-30min。
10、在本申請的至少一個實施例中，所述改性溶液為無水乙醇與去離子水的混合物。
11、在本申請的至少一個實施例中，步驟“稱取硅烷偶聯劑并配置改性溶液”中，按膨脹石墨的質量分數0.1％-30％稱取硅烷偶聯劑，按體積比60％-90％稱取無水乙醇，10％-40％稱取去離子水。
12、在本申請的至少一個實施例中，步驟“攪拌所述硅烷偶聯劑與所述改性溶液以得到水解后的硅烷偶聯劑”中，攪拌所述硅烷偶聯劑與所述改性溶液的轉速為200-800r/min，攪拌時間為10min-600min。
13、在本申請的至少一個實施例中，步驟“攪拌所述水解后的硅烷偶聯劑與膨脹石墨，并抽濾及干燥后得到處理后的膨脹石墨”中，攪拌所述水解后的硅烷偶聯劑與膨脹石墨的時間為10min-600min，干燥溫度為40℃-80℃，干燥時間為24h-72h。
14、在本申請的至少一個實施例中，步驟“輥壓處理后的膨脹石墨以形成柔性石墨預制板”中，輥壓的方式為多道輥軸，柔性石墨預制板的厚度為1mm-10mm，柔性石墨預制板的密度0.1-0.3g/cm3。
15、在本申請的至少一個實施例中，所述硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷任意一種。
16、上述提供的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，通過減少或去除膨脹石墨表面的親水基團，以提高材料的疏水性。再將處理后的膨脹石墨進行輥壓、真空模壓、真空加壓浸漬、清洗與干燥，最終制成柔性石墨板。制成的柔性石墨板表面的親水基團減少，使得柔性石墨板表面的疏水性提高，從而接觸角得到顯著提升，從而有利于排出電堆運行過程中生成的水，減少堵水現象，提高電堆性能。
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1.一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，所述方法包括步驟：
2.根據權利要求1所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“處理膨脹石墨以清除其表面的親水基團”包括步驟：
3.根據權利要求1所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“處理膨脹石墨以清除其表面的親水基團”包括步驟：
4.根據權利要求2所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于步驟“將膨脹石墨至于馬弗爐內進行超高溫處理”中，處理時間為10min-30min。
5.根據權利要求3所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，所述改性溶液為無水乙醇與去離子水的混合液。
6.根據權利要求5所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“稱取硅烷偶聯劑并配置改性溶液”中，按膨脹石墨的質量分數0.1％-30％稱取硅烷偶聯劑，按體積比60％-90％稱取無水乙醇，10％-40％稱取去離子水。
7.根據權利要求3所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“攪拌所
8.根據權利要求3所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“攪拌所述水解后的硅烷偶聯劑與膨脹石墨，并抽濾及干燥后得到處理后的膨脹石墨”中，攪拌所述水解后的硅烷偶聯劑與膨脹石墨的時間為10min-600min，干燥溫度為40℃-80℃，干燥時間為24h-72h。
9.根據權利要求1所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“輥壓處理后的膨脹石墨以形成柔性石墨預制板”中，輥壓的方式為多道輥軸，柔性石墨預制板的厚度為1mm-10mm，柔性石墨預制板的密度0.1-0.3g/cm3。
10.根據權利要求3所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷任意一種。
...【技術特征摘要】
1.一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，所述方法包括步驟：
2.根據權利要求1所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“處理膨脹石墨以清除其表面的親水基團”包括步驟：
3.根據權利要求1所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“處理膨脹石墨以清除其表面的親水基團”包括步驟：
4.根據權利要求2所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于步驟“將膨脹石墨至于馬弗爐內進行超高溫處理”中，處理時間為10min-30min。
5.根據權利要求3所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，所述改性溶液為無水乙醇與去離子水的混合液。
6.根據權利要求5所述的一種提高柔性石墨板接觸角的前處理方法，其特征在于，步驟“稱取硅烷偶聯劑并配置改性溶液”中，按膨脹石墨的質量分數0.1％-30％稱取硅烷偶聯劑，按體積比60％-90％稱取無水乙醇，10％-40％稱取去離子水。
7.根據權利要求3所述的一種提高柔性石墨板接觸角...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王俊浩，吳國平，歐騰蛟，鄭至凱，
申請(專利權)人：深圳市氫藍時代動力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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