[发明专利]一种燃料电池导电添加剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池导电添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：噻吩110‑130、六水三氯化铁4‑6、棕榈蜡3‑5、油酸2‑4、聚山梨酯0.1‑0.2、聚苯并咪唑0.7‑1、三羟甲基丙烷3‑5、催化剂0.01‑0.02、硬脂酸钡1‑2、氧化石墨烯3‑5，本发明以活化的噻吩为单体，在氧化剂作用下聚合，在聚合过程中以石墨烯为分散液，能够有效的提高石墨烯在聚合物间的分散相容性，从而提高了成品材料的力学和导电稳定性。

技术领域

本发明属于导电材料领域，具体涉及一种燃料电池导电添加剂及其制备方法。

背景技术

具有优异导电性的石墨烯可作为制备聚合物导电纳米复合材料的髙效填料。复合材料的电导率随着石墨烯添加呈的增加而增大，并出现渗透阈值现象，说明石墨烯导电网络的形成，石墨烯的髙电导率及髙长径比，使其成为获得低渗透阈值的理想填料。该复合导电材料可应用于抗静电涂料、电磁干扰屏蔽材料、静电耗散材料等；结构完整的石墨烯由稳定的苯六元环组成，其表面呈惰性，与聚合物之间的相互作用力较小，而石墨烯片层间存在较强的范德华力，易发生聚集，很难在聚合物基体中均匀的分散，这严重影响了石墨烯在聚合物改性中的研究与应用。因此，如果提高石墨烯在聚合物间的分散相容性是研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种燃料电池导电添加剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种燃料电池导电添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：

噻吩110-130、六水三氯化铁4-6、棕榈蜡3-5、油酸2-4、聚山梨酯0.1-0.2、聚苯并咪唑0.7-1、三羟甲基丙烷3-5、催化剂0.01-0.02、硬脂酸钡1-2、氧化石墨烯3-5。

所述的催化剂为对甲基苯磺酸。

一种燃料电池导电添加剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）取六水三氯化铁，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；

（2）取棕榈蜡，加入到其重量4-7倍的二甲基甲酰胺中，升高温度为60-70℃，保温搅拌30-45分钟，加入硬脂酸钡，搅拌至常温，得酰胺溶液；

（3）取聚苯并咪唑，加入到其重量6-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入噻吩，搅拌10-20分钟，蒸馏除去乙醇，得改性单体；

（4）取上述改性单体，加入到酰胺溶液中，搅拌均匀，加入三羟甲基丙烷，升高温度为75-80℃，保温搅拌1-2小时，得单体酰胺溶液；

（5）取油酸、氧化石墨烯混合，加入到混合料重量3-5倍的二甲基甲酰胺中，在46-50℃下保温搅拌20-40分钟，得石墨烯分散液；

（6）取聚山梨酯，加入到上述单体酰胺溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为10-20℃，加入上述六水三氯化铁水溶液，保温搅拌10-14小时，加入上述石墨烯分散液、催化剂，升高反应釜温度为90-95℃，保温搅拌1-2小时，加入剩余各原料，搅拌均匀，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得所述燃料电池导电添加剂。

本发明的优点：

本发明采用聚苯并咪唑处理噻吩单体，以棕榈蜡的二甲基甲酰胺溶液为溶剂，有效的提高了噻吩单体的抗老化性能，然后在该溶液中实现三羟甲基丙烷与油酸的酯化反应，从而有效的改善了噻吩的表面活性，然后以该活化的噻吩为单体，在氧化剂作用下聚合，在聚合过程中以石墨烯为分散液，能够有效的提高石墨烯在聚合物间的分散相容性，从而提高了成品材料的力学和导电稳定性。

具体实施方式

实施例1

一种燃料电池导电添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：