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隨著可膨脹石墨在阻燃方向發展的日益廣泛,各個行業針對可膨脹石墨的性能也提出了不同的要求,使其在發展過程中同時面臨著機遇和挑戰。
PU 聚氨酯行業 如前所述,可膨脹石墨是聚氨酯PU 泡沫材料的有效阻燃劑。可膨脹石墨在PU 泡沫中不但有阻燃作用,還有抑煙效果,是一種越來越受到業界關注的無鹵阻燃劑。但是將可膨脹石墨應用到PU 泡沫中也存在著困難。
大多數PU 發泡設備適用的反應體系均為液態,為了將可膨脹石墨有效地加入,必須對設備進行改進。同時為了在防止加工過程中,加入的可膨脹石墨對設備產生摩擦破壞,可膨脹石墨的灰分也成為了影響其應用的重要指標。這就要求可膨脹石墨中的灰分必須為軟灰分,使得可膨脹石墨原料的選取條件更加嚴格。
對于一些特殊制品,PU 泡沫后續的熱壓過程也對可膨脹石墨提出了更高的要求。如可膨脹石墨的起始膨脹溫度(Start Expansion Temperature, SET)不能低于某一溫度,否則可膨脹石墨會在熱壓的過程中開始膨脹,影響制品的性能。此外,為了使可膨脹石墨很好的分散在聚氨酯的重要組成多元醇中,并不容易沉降,需要對可膨脹石墨進行表面處理,改變其表面性能,或者使其成為多元醇/石墨的觸變體系,從而解決分散問題。
可膨脹石墨準備方法
1.化學插入法制備的早期原料是高碳鱗片狀石墨,其余化學試劑(如濃l硫酸(98%以上)、過氧l化氫(28%以上)、高錳l酸鉀等都使用工業級試劑等。準備的一般步驟是在適當的溫度下,以不同的添加程序持續混合不同比例的過氧l化氫溶液、天然鱗片石墨和濃l硫酸,反應一段時間,然后中性、離心分離、脫水后用60真空干燥洗滌。
2.電化學法處理強酸電解質中的石墨粉,制作膨脹性石墨,水解、洗滌和干燥。作為強酸,主要使用硫酸或硝l酸。用這種方法制成的膨脹性石墨具有低硫含量。
3.在用超聲波氧化法制備可膨脹石墨的過程中,對陽極氧化電解質進行超聲波振動,超聲波振動與陽極氧化的時間相同。超聲波對電解質振動有利于陰陽兩極極化,因此提高陽極氧化速度,縮短氧化時間。
4.氣相擴散法將石墨和插入物分別放在真空密封管的兩端,在插入物端加熱,利用兩端的溫差形成必要的反應差,使插入物以小分子的狀態進入鱗片石墨層,形成可膨脹的石墨。用這種方法生產的膨脹性石墨的層數可以控制,但生產成本高。
5.熔鹽法將多種插入物與石墨混合加熱,形成可膨脹的石墨。