[发明专利]碳素/树脂复合材料及其用途

权利要求书

1.一种碳素/树脂复合材料，其特征在于，所述的碳素/树脂复合材料由包括如下步骤的制备方法制得：

(1)将由碳素材料和“树脂基体”组成的原料加压固化成型，得到预成品；和

(2)在常压条件下，将由步骤(1)得到的预成品经热固化，得到目标物；

其中，以所用原材料的总重量为100wt％为计算基准，碳素材料占70wt％～90wt％，所述碳素材料是由石墨、膨胀石墨和炭黑组成的混合物；所述“树脂基体”是包含热固性树脂和固化剂的混合物；

在步骤(1)中，最低压力为能保证熔融态热固性树脂充满模具内腔的压力，最高压力不高于使碳素材料结构遭破坏的临界压力；最低温度高于所用热固性树脂的固化温度，最高温度不高于以能使熔融热固性树脂在1分钟停止流动的温度；最短时间为所用热固性树脂完全熔融浸渍碳素填料所需的时间；

在步骤(2)中，温度不高于所用热固性树脂固化温度20℃；

所制得的碳素/树脂复合材料的电导率为150S/cm～250S/cm(23℃)，弯曲强度为30MPa～45MPa(23℃)，密度为1.45g/cm³～1.70g/cm³(23℃)。

2.如权利要求1所述的碳素/树脂复合材料，其特征在于，其中以所述原料的总重量为100wt％计，石墨占40wt％～70wt％，膨胀石墨占3wt％～10wt％，炭黑占5wt％～25wt％，“树脂基体”占10wt％～30wt％。

3.如权利要求1或2所述的碳素/树脂复合材料，其特征在于，其中所述石墨是由二种或二种以上不同粒径石墨混合而成的“混合石墨”。

4.如权利要求3所述的碳素/树脂复合材料，其特征在于，其中，以所用“树脂基体”的总重量为100wt％计，固化剂占7wt％～10wt％。

5.如权利要求4所述的碳素/树脂复合材料，其特征在于，其中所用热固性树脂是至少包含以酚类化合物和醛类化合物为单体的酚醛树脂，所用固化剂是胺类固化剂。

6.如权利要求5所述的碳素/树脂复合材料，其特征在于，其中所述胺类固化剂选自苯胺、六亚甲基四胺和三聚氰胺一种或二种以上的混合物。

7.如权利要求1～6中任意一项所述的碳素/树脂复合材料，其特征在于，“步骤(1)”中，加压预固化成型的温度为高于所用热固性树脂的固化温度10℃～20℃，而加压预固化成型总时间为0.5分钟～5分钟；或，

在热固性树脂受热熔融流动、及浸渍碳素填料和充满模具的过程中，压力为1MPa～10MPa，温度设定为高于所用热固性树脂固化温度10℃～20℃，时间为0.1分钟～2分钟；在热固性树脂预固化过程中，压力为1MPa～10MPa，温度设定为高于所用热固性树脂固化温度10℃～20℃，时间为0.4分钟～3分钟。

8.如权利要求1～6中任意一项所述的碳素/树脂复合材料，其特征在于，“步骤(2)，，中，温度为A～(A+20℃)，固化时间为60分钟～180分钟；其中A为所用热固性树脂的固化温度。

9.如权利要求1～8中任意一项所述的碳素/树脂复合材料作为质子交换膜燃料电池的双极板的应用。