自可膨胀石墨商业化以来,至今已有三十余年的历史。随着科学技术的发展,可膨胀石墨的应用更加广泛,特别在密封领域、阻燃领域及抗电磁干扰等领域。特殊用途的可膨胀石墨
实验表明,石墨蠕虫具有吸收电磁波的功能,这一性质使可膨胀石墨具有很高的应用价值。美国和我方都已进行了这方面的试验研究。这种可膨胀石墨必须满足以下要求:(1)起始膨胀温度低,膨胀体积大;(2)化学性质稳定,储存5年,膨胀倍率基本不衰减;(3)可膨胀石墨表面呈中性,对金属无腐蚀。
化学氧化过程简单地包括氧化和嵌入。石墨的氧化是可膨胀石墨形成的基本条件,因为插层反应是否可以顺利进行,在于石墨层间的开放程度。而天然石墨在常温下具有很好的稳定性和耐酸碱性,所以不与酸碱发生反应。因此,氧化剂的加入成为化学氧化中不可或缺的关键成分。
氧化剂有很多种。一般使用的氧化剂为固体氧化剂(如重铬酸l钾、三氧化铬等)或一些液体氧化剂(如双l氧水、硝l酸等)。近年来发现,100目可膨胀石墨,重铬酸l钾是制备可膨胀石墨常用的主要氧化剂。在可膨胀石墨的制备过程中,插层剂大多是酸。
随着可膨胀石墨在阻燃方向发展的日益广泛,各个行业针对可膨胀石墨的性能也提出了不同的要求,使其在发展过程中同时面临着机遇和挑战。
PU 聚氨酯行业 如前所述,可膨胀石墨是聚氨酯PU 泡沫材料的有效阻燃剂。可膨胀石墨在PU 泡沫中不但有阻燃作用,还有抑烟效果,是一种越来越受到业界关注的无卤阻燃剂。但是将可膨胀石墨应用到PU 泡沫中也存在着困难。
大多数PU 发泡设备适用的反应体系均为液态,为了将可膨胀石墨有效地加入,必须对设备进行改进。同时为了在防止加工过程中,加入的可膨胀石墨对设备产生摩擦破坏,可膨胀石墨的灰分也成为了影响其应用的重要指标。这就要求可膨胀石墨中的灰分必须为软灰分,使得可膨胀石墨原料的选取条件更加严格。
对于一些特殊制品,PU 泡沫后续的热压过程也对可膨胀石墨提出了更高的要求。如可膨胀石墨的起始膨胀温度(Start Expansion Temperature, SET)不能低于某一温度,否则可膨胀石墨会在热压的过程中开始膨胀,影响制品的性能。此外,为了使可膨胀石墨很好的分散在聚氨酯的重要组成多元醇中,并不容易沉降,需要对可膨胀石墨进行表面处理,改变其表面性能,或者使其成为多元醇/石墨的触变体系,从而解决分散问题。
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