Grafit Ekspandujący
Modyfikowany grafit EG
Grafit modyfikowany jest produktem o pochodzeniu naturalnym, wytwarzany jest z rudy grafitowej w procesie wzbogacania i rafinacji by następnie poddać tak oczyszczony grafit działaniu silnych utleniaczy i przekształcić w suchy kwas grafitowy. Podczas tego procesu zachodzi interkalacja sieci krystalicznej grafitu atomami innego pierwiastka. Ponowne podgrzanie zmodyfikowanego grafitu prowadzi do uwolnienia interkalatu, zerwania wiązań międzypłaszczyznowych i eksfoliacji kryształów grafitu w następstwie czego tworzą się nano agregacje grafenowe.Grafit w wyniku tej przemiany będącej następstwem podgrzania i eksfoliacji, ulega silnej ekspansji objętościowej i przechodzi w miękki, elastyczny i izolacyjny materiał zwany ekspandem grafitowym o puszystej konsystencji i powierzchni właściwej z rzędu 100m2/g. Materiał ten dziedziczy wiele ważnych cech grafitu krystalicznego, posiada wysoką odporność termiczną i chemiczną, jest samosmarny, ekranuje promieniowanie cieplne i ultrafioletowe, dobrze przewodzi prąd elektryczny a po sprasowaniu, wyroby z niego dobrze przewodzą ciepło, nie podlegają procesom starzenia i wpływom środowiska. Te właściwości spowodowały że, ten rodzaj grafitu zyskał wiele wyrafinowanych zastosowań w technice.
Główne zastosowania jako protektory przeciwzapalne
Grafit modyfikowany EG stosuje się jako środek powodujący wzrost odporności ogniowej do różnego rodzaju izolacji, tworzyw i powłok (antypiren, uniepalniacz). Grafit typu EG 290 o wyraźnej strukturze płatkowej i wzmocnionych właściwościach protekcyjnych przeznaczony jest jako dodatek do pokryć bitumicznych, uszczelnień przegród ogniowych i powłok ogniotrwałych. Grafit stanowi dodatek do 20% w całej masie tworzywa w zależności od rodzaju aplikacji. Mielony grafit EG 096 o konsystencji pudru przeznaczony jest jako dodatek do tworzyw polimerowych, elastomerów, pianek, styropianu, do stosowania bezpośrednio jako domieszka w ilości 2 - 6%, ewentualnie do dozowania w postaci płynnej. Dodatek grafitu EG obniża palność tworzyw na zasadzie połączenia efektów kilku zjawisk. W początkowej fazie grafit zwiększa przewodność cieplną materiału oraz działa ekranująco na promieniowanie cieplne i nie pozwala na nadmierny wzrost temperatury, następnie grafit pęcznieje i tworzy powłokę izolacyjną, w końcu wyekspandowany grafit tworzy szczelną membranę chroniąca przed dostępem tlenu i płomieni do głębszych warstw materiału. Modyfikowany grafit EG posiada szereg zalet w stosunku do tradycyjnych antypirenów, są to:
- Wysoka wydajność i wyższy indeks tlenowy przy porównywalnym dodatku.
- Wysoka odporność i obojętność chemiczna i brak ryzyka interakcji z tworzywem lub katalizatorem.
- Grafit jako minerał pochodzenia naturalnego jest ekologiczny, nieszkodliwy i obojętny fizjologicznie.
- Grafit szybko reaguje na ciepło lub ogień, ekspanduje już przy 150-200°C.
- Nie zawiera związków halogenowych, nie wydziela w czasie palenia związków korozyjnych, dioksyn i furanów.
- Nie traci własności w długim czasie, ani nie ulega degradacji pod wpływem czynników zewnętrznych.
- Wytrzymuje temperaturę ponad 2500°C i nadaję się od ochrony stref i urządzeń o kluczowym znaczeniu. To samo tworzywo z dodatkiem 5% grafitu EG 096 (po prawej) w teście okazuje się niepalne.
Inne zastosowania EG
Tradycyjnym zastosowaniem grafitu modyfikowanego jest produkcja uszczelnień. Grafit w tym przypadku nadaje materiałom uszczelniającym elastyczność, samosmarność, wysoką odporność termiczną i chemiczną. W tej dziedzinie używa się najlepszych gatunków grafitu o dużych płatkach i wysokiej czystości jak EG 399. Bezpośrednio do wytwarzania uszczelek stosuje się grafit w postaci półproduktu jakim jest folia i przędza grafitowa, z której wytwarza się w różnego rodzaju uszczelki, pierścienie i szczeliwa. Materiały te muszą być wolne od agresywnych zanieczyszczeń jak siarka i chlorki powstające w procesie ekspandowania oraz posiadać dodatki inhibitorów korozji i utleniania. W metalurgii grafit modyfikowany stosuje się na powłoki stabilizujące oraz zasypkiegzotermiczne dla nadlewów. Dla tych zastosowań przeznaczone są bardziej ekonomiczne rodzaje grafitu, np: EG 190 który stosuje się czystej postaci lub jako komponent w zestawieniu z materiałem o innej funkcji lub jako kształtki i gotowe elementy formy odlewniczej.
