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可膨胀石墨在防火涂料中的应用及配方

来源:   作者:    发布时间: 2018-03-13   浏览:

1、可膨胀石墨

我国是天然石墨资源第一大国(世界上2/3的储量在我国)。石墨是一种无机物质,化学成分为C,属六方晶系,晶体呈六方板状和片状,集合体为鳞片状,铁黑色,密度为2.25g/cm3,有滑感,能导电,化学性质不活泼,具有耐腐蚀性。可膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料,经化学或电化学处理而得到的一种石墨产品。由天然鳞片石墨制得的可膨胀石墨材料既保留了石墨的耐高温,耐腐蚀,能承受中子流、β射线、γ射线的长期辐照,摩擦系数低,自润滑性好,导电导热并呈各向异性等性能,又具备天然石墨所没有的可弯曲、可压缩、有弹性、不渗透等特点,并且疏松多孔。在高温、高压或辐射条件下不发生分解、变形或老化,化学性质稳定。

石墨具有层状结构,碱金属、卤素金属卤化物、强氧化性含氧酸等都可嵌入层间,形成层间化合物,在受到200℃以上高温时,由于吸留在层形点阵中的化合物的分解,石墨层间的化合物急剧分解、气化、膨胀(沿层间膨胀150-250倍),使可膨胀石墨开始膨胀,并在1100℃时达到最大体积。最终体积可以达到初始时的280倍,从而制得密度极低(0.003-0.005g/cm3)的蠕虫状石墨,它是一种结构疏松、柔软、富有韧性的物质,故通常称它为柔性石墨。

2、可膨胀石墨的友应特性

理论上,可膨胀石墨能承受-200-3650℃的温度变化(非氧化性介质),但是可膨胀石墨的比表面积要比天然石墨大得多,所以实际上可膨胀石墨的氧化温度比天然石墨低,其实用温度为-204-1650℃,它的膨胀温度大约为300℃。目前国内工业上应用的温度已达850℃,在压力为2.8MPa,温度为1500℃的纯氧介质中不燃烧、不爆炸,也无明显的化学变化。

3、可膨胀石墨在防火涂料中的应用

3.1 防火涂料的分类

防火涂料按其防火机理的不同可分为非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料。非膨胀型防火涂料由难燃性树脂、阻燃剂、防火填料等配制而成;也可用无机盐类制成黏合剂,配合云母、硼化物之类的无机盐等加工而成。这种涂料靠其本身的难燃性或不燃性来达到阻燃的目的,燃烧时形成的保护层比较薄,隔热较差,只能抗瞬时的高温和火焰,且涂层较厚。膨胀型防火涂料是以高分子聚合物为基料,添加发泡剂、脱水成碳催化剂、碳化剂等防火组分,涂层在火焰和高温下可膨胀碳化形成均匀而致密的蜂窝状或海绵状碳质泡沫层,该泡沫层厚度是原来涂膜厚度的几十倍甚至上百倍,能很好地隔绝氧气和热的传导;而且膨胀前的涂层一般较薄,有利于满足装饰要求。