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,可膨胀石墨供应商,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。
涂料工业
可膨胀石墨的细颗粒加入到普通涂料中,可以得到性能较好的阻燃防静电涂料,其在火灾中形成的大量轻质不燃碳层,能有效阻隔热量向基材的辐射,有效保护基材。此应用要求可膨胀石墨在保证其阻燃效果的同时,必须保证其具有较细的粒度。同时,针对不同的涂料配方,可膨胀石墨表面的酸碱度也要适当的进行调整。
工程塑料领域
目前,已有大量关于可膨胀石墨用于阻燃聚烯烃、阻燃橡胶、阻燃苯乙l烯塑料等的报道。可膨胀石墨也可添加于阻燃工程塑料中,可有效的增强塑料防火性能,膨胀性能,同时不影响塑料本身的柔韧性和其它物理性能,且在火焰中不挥发出有毒气体、酸雾、烟等,不增加材料的危险性。但是这也对膨胀石墨的起始膨胀温度提出了严格的要求,如用于 PBT, PA 等工程塑料的可膨胀石墨,为了使其在加工时不膨胀,可膨胀石墨起始膨胀温度要求达到280 -300℃。以上所有这些,都是相关行业近年来对可膨胀石墨提出的新要求。
可膨胀石墨的膨胀可降低材料的热导率,达到阻燃效果。如果直接添加膨胀石墨,燃烧后形成的碳层结构肯定不致密。因此,在工业生产中,应添加可膨胀石墨。遇热转变为可膨胀石墨的过程中具有良好的阻燃效果。 为扩大可膨胀石墨在阻燃领域的发展和应用,需开发研制出使用范围更广的新型可膨胀石墨。目前,已经大量报道了可膨胀石墨用于阻燃聚氨酯、阻燃聚烯烃、阻燃橡胶、阻燃聚苯烯塑料、阻燃碳酸酯齐聚物、阻燃沥青及阻燃电缆等方面。
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