Способ получения порошкообразного гидрофобизированного материала

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.03.72 (21) 1765244/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет 29.03.71 ¹17175 (33) НРБ (43) Опубликовано 2.>.01.76.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания28.05.76

4/88

Гасударстаеннь.й камитет

Сааета Министрав СССР аа делам изабр-тений и аткрытий

Иностранцы

Евгений Богданов Будевски, Илья Димитров Илиев, Анастасия Ростиславова Кайшева, Сергей Сергеев Гамбуьзев и т лена =.-.висова Ваканова (НРБ) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Иностранное предприятие

"Цлеит При Бан" (НРБ) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО

ГИДРОФОБИЗИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к технологии изготовления порошкообразного гидрофизированного материала, пригодного к использованию в газодиффузионных электродах.

Известен способ получения порошкообразного гидрофобизированного материала, по которому гидрофобное вещество, например полимерные продукты, наносят на порошок электропроводяшего материала при одновременном его измельчении-размалывании. 10

Недостатком известного способа является получение порошка с неоднородными гидрофобными свойствами, что не позволяет использовать его для изготовления газодиффузионных электродов. 15

С целью устранения указанны

С цепью устранения указанного недостатка предложен спосс» получения порошкообразного гидрофобизированного материала, по которому порошок электропроводяшего ма- 20 териала смешивают с гидрофобным веществом, диспергированным или растворенным в жидкой фазе, Полученную суспензию гомогенизируют, твердую фазу отделяют, высушивают и размалывают. Гомогенизация суспен- 25 зии.может быть проведена в присутствии стабилизатора.

В качестве жидкой фазы исп >льзуют воду ..ли оганический растворит :ь. Электропрово яший материал в порошк ооразном состолн >и используют в виде водной суспензии или непосредственно смешивают с диспергированным в водной среде или раствореннь|м в органическом растворителе гидро— фобным ве цеством.

В суспензии порошка электропроводяшего материала содержится 1-5 вес. %. B его качестве может быть использована углеродистая сажа.

В качестве гидрофобного вешества используют политетра1торэтилен, полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, натуральный или синтетический каучук.

Содержание г 1дрофобн ro вешества в жи кой фазе составляет от 1 до 60 вес, %.

Гомогенизацию пр.>водят при комнатной температуос или при >лизительно при температуре кипения органического растворителя.

Стабилизатор удал из гидрофобизированного материала промывной водой с

: . ; ..едующ1ик, нагреванием до 110-140оС пли только нагреванием до 250-350 С в о. течение 30-90 мин.

Пример 1. 7 г „глеродис- >й сажи суспендируют в 350 см3 воды. К суспензии добавляют 150 см политетрафторэтилена в виде водной дисперсии с содержанием сухого вещества приблизительно вес, %. Полимерную дисперсию добавляя при 15-45 С. После гомогенизации поо 10 лученной смеси дисперсионную среду удаляфпльтрованием и сушкой осадка, Сухое вещество размалывают и при 250-350оС в течение 30-90 мин нагревают, после

15 чего размалывают повторно, Полученный порош).ообразный гидрофобизированный материал, содержащий примерно 70 вес. ".; сажи и 30 вес. % политетрафторэтилена, используется при изготовлении газодиффузионных

20 электродов в качестве неактивной электропроводящей пористой, в особенности кислородных (воздушных) гидрофобной структуры электродов для металло-воздушных источников тока и топливных элементов.

Пример 2. Поступают как описано в примере 1 с тем отличием, что в качестве гидрофобизатора используется соответствующее количество натуральног каучука в виде водной дисперсии (латекс), содержанием сухого вещества 5 вес. "ro. Удаление

30 стабилизаторов латекса из целевого продук-та производится отмывание.. горячей водой с IIo - ..""-çæàé сушкой при 100-140 С.40

Пример 3. Поступают по .,римеру

2 с той разницей, что в качестве гидрофоКоэффициент Удельное газопроница- сопротивление емости, электрическому см /сек мм току, ом см рт. ст.

Поверхность по способу

ВЭТ, м2/г

Гидрофобизатор (постоянного состава) Пористость, о

0,5 ° 10

П о ли -.е и р..ф г орэт илен

21,8

0,63

54, i

1!:л lкэ типун высокого давления

0,6 10

22,5

64, ) 0,56

О," 10

25,2

63,0

0,68

Полиизобу".член

П р и м; ч а н и е. Давление прессования сос- авляет 200 кг/см ны> электродог=.

Из получени:. х порошков ази:.i: идрофэбизированн::л материалог,: кои. . ипии разными ка а;,изаторами могут н;п . пз-60 готовлень. "азодиффузионные эле«тродьi, Зти материалы могут, кроме того, длительное время храниться в больших количест вах. причем эти свойства не меняются. Эти свойства делают материалы подходящими для массового изготовления газодиффузионбиза -ol a применяют бутадиенстирольный каучук . виде водной дисперсии (латекс).

Пример 4. 2 r полиэтилена, полученного по =пособу высокого давления, растворяют в 200 см3 толуола при нагревании до 100-110 С. В полученный раствоп добавляют 8 г углеродистой сажи и еще 300 см толуола. По охлаждении суспецзии органический растворитель отфильтровывают, после чего осадок высуши-, вают и размалывают. Полученный порошкоо зный гидрофобизированный материал используется для изготовления газодиффузионнь х электродов, в частности для кислородных (воздушных) электродов в качестве электрохимически неактивной электропроводящей пористой.

Пример 5, Поступают так, как описано в примере 4 с той разницей, что в качестве гидрофобизатора используется полиизобутилен.

Пример 6. Поступают как описано в примере 4 с той разницей, что в качестве гидрофобизатора применяют полипропилен.

Полученные порошкообразные гидрофобизированные материалы обладают необходимыми физико- химическими и физическими свойствами для изготовления газодиффузионных электродов в качестве электрохимически неактивной электропроводящей пористой гидрофобной структуры и связующего.

В таблице представлены физические хаРактеристики гидрофобизированных порошкообразных материалов, полученных по предложенному способу.

500557 зующие кислые или щелочные электролиты. 5

Кислородные (воздушные) электроды, изготовленные на основе описанных порошкообразных материалов (веществ) и с использованием в качестве катализатора негидрофобизированного активированного угля 10 без добавки благородных металлов, работающих в 7 Н.КОН, дают возможность при поляризации 200 ма относительно Hg /Н О электрода сравнения, включая оммическое падение в электролите, и при комнатной температуре получить плотность тока до

150 ма/с,, при работе с воздухом без избытo »or о давления.

Долговечность этих электродов при непрерывной работе варьируется в зависимости от вида гидрофобизатора и плотности рабочего тока (например, с воздухом без очистки углекислого газа в качестве рабочего газа и полиэтиленом в качестве гидрофобизатора и связующего и при плотности тока 50 ма/см2 долговечность электродов достигает 2000 час).

При испсльзовании в качестве гидрофобизатора и связующего поуиизобутилена и плотности тэка 50 маlсм долговечность электродов удваивается и достигает 4000 час, Наилучшие результаты получают при применении в качестве гидрофобизатора и связующего материала политетрафторэтилена. В этом случае при плотности тока 50 маlсм долговечность элементов достигает о

10 000 час, а при плотности тока 30 мг/см-до 15 000 час. тель.

5 Способ попп. 1-4, отличаюц и и с я тем, что в качестве гидрофобного вещества используют политетрафторэтилен, полиэтилен, полиизобутилен, полипропилен, натуральный или синтет ческий каучук

6. Способ по пп. 1-5, о т л и ч а юшийся тем, что содержание гидрофобного вещества в жидкой фазе составляе;

1-60 вес. %.

7.Способпоп. 1, отличаюшийся тем, что суспензию гомог.енизируют в присутствии стабилизатора.

8, Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что гомогенизацию проводят при комнатной температуре или темilературе вблизи температуры кипения органического растворителя.

9. Способ по п. 1, о т л и о шийся тем, что стабилпзато1 уда.я,от из гидрофобпзированного матерпа аа наг1 е., нием до 250-350 С в течение 30-90 . шн

10. Способ по п.l, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что стабилизатор удаляют цз гидрофобизированного материала промывкой воо дой с последующим нагреванием до 1 10-140 С..

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 4О

l. Способ получения порошкообразного гидрофобизированного материала путем нанесения гидрофобного вещества на порошок из электропроводящего материала, о т л и- 4 ч а ю шийся тем, что, с целью полу:ения материала с однородными гидрофобнык и свойствами, пригодного для использоваСоставитель Ф.Львович

Редактор Н.Джарагетти Техрел 3.Тараненко Корректор Л.Галахова

Изл. М ) ираж 963 Иодиисное

3 ак аз 5 1 96

Ш1И11!111 Государствениого комитета Совета Миии<тров СССР

lto делам изобретеиий и отк1иитий

Москва, 113035, Раушская: аб., 4

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 пре.:азначенные для работы в различных си..- емах, например в системах металл-воздух, или в топливных элементах с газообгазными или жидкими топливами, испольния в газодиффузионных электродах, пор;шок электропроводящего материала смешивают с гидрофобным веществом, дисперги-рованным или растворенным в жидкой фазе, полученную суспензию гомогенизиру т, твердую фазу отделяют, высушивают и па,— малывают.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что в качестве жидкой фазы используют воду или органический раствори-3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а юш и и с я тем, что содержаиие порошка электропроводящего материала в суспензии

cDñòàâëÿåò 1-5 вес. %.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве порошка электропроводящего материала используют углеродистую сажу.