Способ получения порошкообразного гидрофобизированного материала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистицеских Республик(22) Заявлено 4/88 с присоединением заявкиГосударственнь,й комитеСоеета Министров СССРоа делам изобр-тенейи открытий(45) Дата о исания 28,05.76 кова Иност Евгений Богдан астасия Ростисл2) Авт ранцы ов Буд вова К -.-. оисо вски, Илья Димитров Илиев,ишева, Сергей Сергеев Гамбу а Ваканова ( НРБ) ретен и т лен 1) Заяви Иностранное пре фЦлеит При Бан риятие (НРБ) СПОСОБ ПОЛУ ЧЕ Н ИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГИДРОФОБИЗИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА ена в прису зии. может быть пров стабилизатора,В качестве жидкой ду ; ли .оганический прово .яший материал состолн 1 и используют зии или непосредстве уют во- Электро- азном азы исп ль створит:ь в порошк о й суспен в виде водно но смешивают с дираст вол пергцрованным в ои с енньм в органи обным ве цествомВ суспензии по е проводес, %,зована шка электржится 1-5 в о материала со гле т быть испол его качестве можродистая сажа. идрофобного вешества ис качес етра 1 торэтилен, полиэтилен, олиизобутилен, натуральный ользуют полит олипропилен, п ли синтетичес Содержание жи кой фазе со кии каучук.г 1 дрофобн го вешества в ставляет от 1 до 60 вес, % ию пр.водят при комнатной и при )лизительно при темпеоргани еского растворителя р удализ гидрофобизириала промывной водой с могениз температуос и ратуре кипения Стабилизат рованного матИзобретение относится к технологии изотовления порошкообразного гидрофизироанного 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. 10Недостатком известного способа является получение порошка с неоднородными гидрофобными свойствами, что не позволяет использовать его для изготовления газодиффузионных электродов, 15С целью устранения указанныС цепью устранения указанного недостатка поедложен способ получения порошкообразного гидрофобизированного материала, по которому порошок электропроводяшего ма териала смешивают с гидрофобным веществом, диспергированным или растворенным в жидкой фазе, Полученную суспензию гомогенизируют, твердую фазу отделяют высушивают и размалывают, Гомогенизация суспен ком растворителе гидро -:, г едуюшик, нагреванием до 110-140 оС или только нагреванием до 250-350 С во, течение 30-90 мин.П р и м е р 1. 7 г углеродис-.й сажи суспендируют в 350 см 3 воды. К суспензии добавляют 150 см 3 политетрафторэтилена в виде водной дисперсии с содержанием сухого вещества приблизительновес, %. Полимерную дисперсию добавля - ж при 15-45 С, После гомогенизации поо 10 лученной смеси дисперсионную среду удаляфильтрованием и сушкой осадка, Сухое вещество размалывают и при 250-350 оС в течение 30-90 мин нагревают, после15 чего размалывают повторно, Полученный пег ошкообразный гидрофобизированный материал. содержащий примерно 70 вес, ",; сажи и 30 вес. % политетрафторэтилена, используется при изготовлении газодиффузионных20 электродов в качестве неактивной электро- проводящей пористой, в особенности кислородных ( воздушных) гидрофобной структуры электродов для металло-воздушных источников тока и топливных элементов.П р и м е р 2. Поступают как описано в примере 1 с тем отличием, что в качестве гидрофобизатора используется соответствуюшее количество натурального каучука в виде водной дисперсии (латекс) , содержанием сухого вещества 5 вес. 7 о. Удаление30 стабилизаторов латекса из целевого продукта производится отмывание . горячей водой с по"-:.ошей сушкой при 100-140 С,0 35 П р и м е р 3. Поступают по .,римеру 2 с той разницей, что в качестве гидрофо Коэффициент Удельноегазопроница- сопротивлениеемости, электрическомусм /сек мм току, ом смрт. ст. Поверхностьпо способуВЭТ, м 2/г Гидрофобизатор0,5 10 П о ли -.е и рф г орэт илен 21,8 0,63 54,7 1 голиэтилен высокогодавления 0,6 О 22,5 64,0 0,56 0.710 25,2 63,0 0,68 Полиизобу".идеи 2П р и м; ч а н и е. Давление прессования составляет 200 кг/см ных электродов. Из получена.к порошков .;зи:.: идрофэбизированн.:л материалов ,. клд . ипии , азными ка а;,изаторами мл ут бил из-.60 готовлень. газодиффузионные элетродьи Зти материалы могут, кроме того, длительное время храниться в больших количест вах. причем эти свойства не меняются. Эти свойства делают материалы подходяшими для массового изготовления газодиффузионбизатси а применяют бутадиенстирольныйкаучук т виде водной дисперсии ( латекс).П р и м е р 4. 2 г полиэтилена, полученного по :пособу высокого давления,растворяют в 200 см 3 толуола при нагревании до 100-110 С, В полученный раствоп добавляют 8 г углеродистой сажи иеше 300 смтолуола, По охлаждениисуспепзии органический растворитель отфильтровывают, после чего осадок высуши-,вают и размалывают. Полученный порошкоо зный гидрофобизированный материалиспользуется для изготовления газодиффузионных электродов, в частности для кислородных (воздушных) электродов в качестве электрохимически неактивной электропроводящей пористой,П р и м е р 5, Поступают так, какописано в примере 4 с той разницей, чтов качестве гидрофобизатора используетсяполиизобутилен,П р и м е р 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 электропроводяшей пористой гидрофобной структуры и связуюшего.В таблице представлены физические характеристики гидрофобизированных порошкообразных материалов, полученных по предложенному способу.500557 зуюшие кислые или шелочные электролиты, 5Кислородные ( воздушные) электроды,изготовленные на основе описанных порошкообразных материалов (веществ) и с использованием в качестве катализатора негидрофобизированного активированного угля 10без добавки благородных металлов, работающих в 7 Н.КОН, дают возможность приполяризации 200 ма относительно Н /НОэлектрода сравнения, включая оммическоепадение в электролите, и при комнатной 15температурл получить плотность тока до150 ма/с",. при работе с воздухом безизбыто тного давления.Долговечность этих электродов при непрерывной оаботе варьируется в зависимости от вида гидрофобизатора и плотностиоабочего токанапример, с воздухом безочистки углекислого газа в качестве рабочего газа и полиэтиленом в качестве гидрофобизатора и связующего и при плотности тока 50 ма/см 2 долговечность электродов достигает 2000 час).При испсльзовании в качестве гидрофобизатора и связующего поуиизобутилена иплотности тэка 50 маlсм долговечностьэлектродов удваивается и достигает 4000 час,Наилучшие результаты получают при применении в качестве гидрофобизатора и связующего материала политетрафторэтилена. Вэтом случае при плотности тока 50 ма/смдолговечность элементов достигаето10 000 час, а при плотности тока 30 мг/см до 15 000 час,тель,5 Способ по пп. 1-4, о т л и ч а юц и й с я тем, что в качестве гидрофобного вещества используют политетрафторэтилен, полиэтилен, полиизобутилен, полипропилен, натуральный или синтет ческийкаучук6. Способ по пп, 1-5, о т л и ч а юш и й с я тем, что содержание гидрофобного вещества в жидкой фазе составляе;1-60 вес. %.7.Способпоп, 1, отличаюш и й с я тем, что суспензию гомогенизируют в присутствии стабилизатора,8, Способ по и, 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что гомогенизацию проводят при комнатной температуре или температуре вблизи температуры кипения органического растворителя,9.Способпоп.1,отли ощ и й с я тем, что стабилизатор удаля,отиз гидрофобпзированного матерпа та наг 1 е:,нием до 250-350 С в течение 30-90 . щн10. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что стабилизатор удаляют цз гидрофобизированного материала промывкой воодой с последующим нагреванием до 110-140 С.,формула изобретения 4 О 1, Способ получения порощкообразного гидрофобизированного материала путем нанесения гидрофобного вещества на порошок из электропроводящего материала, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью полу- :ения материала с однородными гидрофобныь и свойствами, пригодного для использоваСоставнтеаь ф.ЛьвовичРедакторН.Джарагетти Техред З.Тараненко КорректоР Л.Галахова Изд. Мираж 963 Иодцисное Заказ ЯМ Е 11 И 1 11 Госу чарствениого комитета Совета Мииистров СССР ио делам изобрстсиий и открытий Москва, 113035, Раушская иаб., 4 филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 пре.азначенные для работы в различныхси " емах, например в системах металл-воздух, или в топливных элементах с газообсазными или жидкими топливами, испольния в газодиффузионных электродах, пор;- шок электропроводяшего материала смешивают с гидрофобным веществом, дисперги-. рованным или растворенным в жидкой фазе, полученную суспензию гомогенизирув т, твердую фазу отделяют, высушивают и оа, - 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 й с я тем, что содержаиие порошка электропроводящего материала в суспензии составляет 1-5 вес, %,4. Способ по пп. 1-3, о т и и ч а ющ и й с я тем, что в качестве порошка электропроводяшего материала используют углеродистую сажу,