[发明专利]一种低电阻导电塑料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电塑料材料领域，具体涉及一种低电阻导电塑料的制备方法。

背景技术

目前，钒电池中通常使用石墨板作为极板，也有使用热塑性导电塑料作为极板。石墨板的优点是电阻小，缺点是容易被刻蚀和韧性差。热塑性导电塑料虽然不被正极液刻蚀，而且韧性好，但它的电阻较大，制约钒电池的大电流放电性能。因此，寻找另外一种耐刻蚀、韧性好而且导电性能佳的导电板成为钒电池研究的一个重要课题。

中国专利文献中(专利申请号为CN200510086201.9)公开了一种导电塑料及其加工方法、加工装置，所述导电塑料包括：0.1～45v％的导电纤维，55～99v％的热塑性塑料和0～3v％的加工助剂；该发明所述的导电塑料由短碳纤维搭接导电，其导电性优于只添加石墨粉作导电剂的导电塑料，不足之处在于相互搭接的碳纤维有一薄层环氧树脂阻隔，电阻率仍然较大，导电性能不能满足钒电池的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低电阻导电塑料的制备方法。

本发明的低电阻导电塑料的制备方法，依次包括下述步骤：

a)按照低电阻导电塑料的原料质量百分比配方定量称取环氧树脂30％～85％，固化剂10％～60％，促进剂0～3％，碳毡1％～55％备用；

b)将环氧树脂、固化剂以及促进剂放入烘箱中烘至30℃～150℃，混合，搅匀得混合物A；

c)将碳毡浸泡在混合物A中，使其中不留气泡，取出放入模具中，压平，固化得复合板；

d)将上述固化后的复合板放入20℃～150℃的浓硫酸中，搅拌，同时采用超声波振荡处理2分钟至两小时；

e)取出复合板，将其放入50℃～90℃的热水中，超声波清洗3次，每次6分钟，然后烘干水分；

f)重复步骤d)和步骤e)，将烘干水分的复合板再投入浓硫酸中，直到表面腐蚀深度为1毫米，然后清洗晾干，得到所需产物。

所述的促进剂为邻苯二甲酸二丁酯。

所述的碳毡指纤维直径为1微米～800微米，纤维长度大于或等于1毫米。

本发明的低电阻导电塑料采用整张碳毡作为导电体，碳毡中有大量长纤维直接连通其正反两面，主要利用这种直接导通两面的碳纤维进行导电。对复合板表面进行浓硫酸处理，目的是除去包覆表面碳纤维的环氧树脂薄层，使导电的碳纤维直接暴露出来，减小板子与外界导电体的接触电阻。本发明的低电阻导电塑料在128mA/cm²充放电情况下，导电性能优良。与石墨板相比，不会被电解液刻蚀，能耐电堆过充；其机械强度高，可以扩大极板面积，用于装备大功率电堆；它的生产成本低，每张材料成本仅为石墨板的1/3。

具体实施方式

实施例1

将120克E51双酚A型液态环氧树脂(无锡树脂厂凤凰E51)、60克651型聚酰胺树脂(无锡树脂厂)和12克邻苯二甲酸二丁酯置手烘箱中烘至80℃，混合，搅匀。将150mm×150mm×6mm的碳毡浸入已搅好环氧树脂与固化剂的混合物中，注意碳毡中不能留有气泡。取出已浸渍好的碳毡，将其放在100mm×100mm×6mm的聚四氟乙烯模具槽中，再添加环氧树脂与固化剂的混合物至液面与槽齐平，覆上pp塑料膜，盖上平板，等待固化成复合板。将固化后的复合板从模具中取出，放入装有80℃浓硫酸的槽中，将板固定，使上下面都能充分接触浓硫酸，开启搅拌机，搅拌上层浓硫酸。30分钟后，将复合板翻过来固定，继续搅拌30分钟。搅拌的同时开启超声波，使被浓硫酸碳化的环氧树脂能从表面脱附下来。取出复合板，将其置于85℃的热水中超声波清洗3次，每次清洗5分钟，并检查复合板表面腐蚀的深度与一致性。如果腐蚀深度没有达到1毫米，烘干后放入装有浓硫酸的槽中继续处理，直到达到要求。然后清洗晾干，制得所需。

实施例2