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。
可膨胀石墨准备方法
1.化学插入法制备的早期原料是高碳鳞片状石墨,其余化学试剂(如浓l硫酸(98%以上)、过氧l化氢(28%以上)、高锰l酸钾等都使用工业级试剂等。准备的一般步骤是在适当的温度下,以不同的添加程序持续混合不同比例的过氧l化氢溶液、天然鳞片石墨和浓l硫酸,反应一段时间,然后中性、离心分离、脱水后用60真空干燥洗涤。
2.电化学法处理强酸电解质中的石墨粉,制作膨胀性石墨,水解、洗涤和干燥。作为强酸,主要使用硫酸或硝l酸。用这种方法制成的膨胀性石墨具有低硫含量。
3.在用超声波氧化法制备可膨胀石墨的过程中,对阳极氧化电解质进行超声波振动,超声波振动与阳极氧化的时间相同。超声波对电解质振动有利于阴阳两极极化,因此提高阳极氧化速度,缩短氧化时间。
4.气相扩散法将石墨和插入物分别放在真空密封管的两端,在插入物端加热,利用两端的温差形成必要的反应差,使插入物以小分子的状态进入鳞片石墨层,形成可膨胀的石墨。用这种方法生产的膨胀性石墨的层数可以控制,但生产成本高。
5.熔盐法将多种插入物与石墨混合加热,形成可膨胀的石墨。