[发明专利]聚酰胺树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺树脂组合物，该组合物用于能够保持和提高车辆中的燃料电池系统的性能的加湿器。

背景技术

燃料电池是一种高效无污染的通过电化学反应直接将氢和氧的化学能转化为电能的发电装置，其工作原理是，将氧和氢分别提供到阴极和阳极、通过电化学反应(即反向水电解)产生电以及水和热。与典型的化学电池(诸如干电池或蓄电池)不同，只要提供氢和氧，燃料电池能够连续地产生电，并且没有热损失，因而是内燃机效率的两倍以上。因此，燃料电池对环境友好，并可以减少对石化燃料耗尽的担心。

根据所用电解质的种类，这种燃料电池可以分为聚合物电解质燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池、固态氧化物燃料电池、以及碱性燃料电池。

提高聚合物电解质燃料电池性能的主要因素是，向膜电极组的聚合物电解质膜提供合适的温度和预定数量的水分，以维持水分含量。这是因为，当所述聚合物电解质膜变干时，发电效率会显著下降。

因此，加湿器对于维持膜电极组的聚合物电解质膜的合适的温度和湿度是必需的。

加湿器的作用是，利用一种膜向聚合物电解质膜提供未反应气体的水汽，该膜仅使未反应气体中所含的水汽能选择性通过聚合物电解质膜，并且可以方便地制得轻而小。这种选择性透过膜优选包括单位体积的透过面积很大的中空纤维膜。

用于加湿膜的材料不应该对中空纤维膜的性能有不利的影响。由于离子会随着时间使膜的性能变差，因此，用于加湿器的材料不应该释放离子。即使释放离子，其数量也应该较低。另外，当这种材料用于车辆时，诸如抗振性、耐热性以及耐冷性等特性应该是优异的，而当其用于建筑时，抗冲击性应该是好的。

为了满足这些要求，提出了各种聚合物材料。具体说，一种高耐热聚酰胺树脂在机械特性以及耐热性和耐冷性方面很优异，因而近来作为加湿器材料受到了关注。

然而，这种高耐热聚酰胺树脂具有高的熔融温度，在产品成型时会具有相当长的周期，使得产率较差。

因此，需要开发这样的加湿器材料，该材料在成型时可以使长的周期缩短，并且满足高耐热聚酰胺树脂的优点，包括释放离子少、机械性能优异、耐热性高、耐冷性高。

发明内容

技术问题

因此，本发明旨在提供一种适合用于车辆燃料电池加湿器的聚酰胺树脂组合物，它可以呈现出优异的机械性能、高耐热性、高耐冷性、高产率，以及非常低的离子释放，即使当其长时间暴露在车辆的内环境中，诸如高温和高湿的条件下，也是如此。

技术方案

本发明的优选的第一实施例提供一种聚酰胺树脂组合物，其包含：聚酰胺树脂；以及基于100重量份的所述聚酰胺树脂，5～100重量的聚丙烯树脂、5～135重量份的玻璃纤维和0.01～8重量份的酚类耐热剂，其中，由所述聚酰胺树脂组合物制备表面积为80cm²的样品、将该样品浸入200mL去离子水中、然后将该样品在80℃下加热1500小时之后所测量的电导率为80μS以下，以及由所述聚酰胺树脂组合物制备表面积为270cm²的样品，将该样品浸入200mL去离子水中、然后将该样品在80℃下加热168小时之后所测量的包含钠、钾、镁、钙、铜、碘、磷、锂、铝、锰、铁和镍的阳离子的总浓度为8ppm以下。

在本实施例中，所述聚酰胺树脂可以具有2.0～3.5的相对粘度，并可以包含选自聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺6/66、聚酰胺6/12、聚酰胺6/6T、聚酰胺6/6I及其共聚物中的至少一种。

在本实施例中，所述聚丙烯树脂可以包含至少一种增容剂，该增溶剂选自其上接枝有0.4～2wt％马来酐的均聚聚丙烯、乙烯丙烯共聚物和乙烯辛烯共聚物中的至少一种。

在本实施例中，所述聚丙烯树脂的熔融指数(MI)根据ASTMD1238测量可以为3～50g/10min。另外，在本实施例中，所述酚类耐热剂可以由下面的结构式(I)表示：

结构式(I)

其中，R1为甲基，R2和R3为选自具有1到5个碳原子的烷基的相同或不同的取代基。

在本实施例中，所述聚酰胺树脂组合物还可以包含选自抗氧化剂、阻燃剂、荧光增白剂、塑化剂、增稠剂、抗静电剂、脱模剂、颜料和成核剂中的至少一种添加剂。