Modyfikowany grafit ekspandujący

Grafit ekspandujący jest produktem o pochodzeniu naturalnym, wytwarzany jest z rudy grafitowej w procesie wzbogacania, rafinacji by następnie poddać czysty 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 interkalanta, 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 grafitem ekspandowanym lub elastycznym. Materiał ten dziedziczy wiele ważnych cech grafitu płatkowego, posiada wysoką odporność termiczną i chemiczną, jest samosmarny, ekranuje promieniowanie cieplne i ultrafioletowe, dobrze przewodzi prąd elektryczny a po sprasowaniu, wyroby z grafitu, 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 typu EG stosuje się jako środek powodujący wzrost odporności ogniowej do różnego rodzaju izolacji, tworzyw i powłok (antypiren, uniepalniacz). Grafit EG 290 o wyraźnej strukturze płatkowej i silniejszych 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, do stosowania bezpośrednio jako domieszka w ilości 2 - 6%, ewentualnie do stosowania w postaci płynnej.

Dodatek grafitu EG obniża palność tworzywa 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 między innymi:

• 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 i korozyjnych, nie wydziela dioksyn i furanów w czasie palenia.

• Nie traci własności w długim czasie, ani pod wpływem czynników zewnętrznych.

• Wytrzymuje temperaturę ponad 2500°C i nadaję się od ochrony stref i urządzeń newralgicznych.

Inne zastosowania antypirenów i grafitu ekspandującego

Jednym z tradycyjnych zastosowań grafitu ekspandującego 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 jak folia i przędza grafitowa, z której wytwarza się w różnego rodzaju uszczelki, pierścienie i szczeliwo. Materiały te muszą być wolne od zanieczyszczeń jak siarka i chlorki powstające w czasie ekspandowania oraz posiadać dodatki inhibitorów korozji i utleniania.

W metalurgii grafit ekspandujący stosuje się na powłoki stabilizujące oraz zasypki egzotermiczne dla nadlewów. Dla tych zastosowań przeznaczone są bardziej ekonomiczne rodzaje grafitu, np: EG 190 stosuje się je postaci czystej lub jako komponent w zestawieniu z innym materiałem wypełniającym.