[发明专利]耐热膨胀石墨板材及其生产方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种膨胀石墨板材及其生产方法，更具体而言，涉及一种耐热性和抗氧化烧蚀性极佳的膨胀石墨板材及其生产方法。

背景技术

一种可如下地制备的膨胀石墨板材。举例来说，利用浓硫酸，浓硝酸，浓硫酸和氯酸钾，浓硫酸和硝酸钾或过氧化氢或类似的强氧化剂，溴或氯化铝或类似的卤化物，对石墨，例如天然石墨，结集石墨，热解石墨或其它类似物进行处理，以便形成一种层间化合物，然后，使含有层间化合物的细石墨颗粒(酸处理石墨材料)在例如950℃或更高的温度下快速加热1～10秒钟，以便散射出裂化气体，借此使石墨的层间裂隙受这气体的压力作用而膨胀，从而生产出膨胀石墨颗粒。随后，在有或没有粘结剂的条件下，采用压塑法或滚动模压的方法，将膨胀石墨颗粒制成板材。这样形成的膨胀石墨板材具有极佳的性能，所以，能将其有效地用于例如衬垫，密封件，热绝缘材料，缓冲材料等等的广阔领域。

在按常规用于这类膨胀石墨板材的膨胀石墨颗粒之中，那些低膨胀性的颗粒，例如可膨胀至约20～约70倍的那些颗粒，在没有粘结剂的情况下，当将这类颗粒模压成板材时会有困难，所以需要使用粘合剂，可这又产生了因使用粘合剂带来的纯度降低和性能下降的问题。

另一方面，当采用高膨胀性的膨胀石墨颗粒时，例如可膨胀至约200～约300倍的那些颗粒，仅用石墨就能形成所需板材，所以这种板材纯度高和性能杰出。为此，这些高膨胀性的膨胀石墨颗粒如今被通常用于制造膨胀石墨板材。

可是，常规的膨胀石墨板材会产生在空气中，尤其是在温度高达700℃或更高温下的空气中，其耐热性低的问题，而这会导致石墨的氧化烧蚀。换言之，常规的板材具有涉及氧化烧蚀因数高的严重缺陷。

为了克服这一问题，采用一种使其中的低膨胀性石墨颗粒经磷酸或磷酸盐处理以抑制氧化的方法制得的膨胀石墨板材已开发出来(JP-B-54-30678)。该刊物公开了通过使用磷酸或磷酸盐无需使用粘合剂就可利用低膨胀性石墨颗粒来形成预期的板材。虽然能将这类颗粒模压成板材，可是由于没有使用粘合剂，所制得的板材，在膨胀石墨板材所要求的性能诸如机械性和板材的均匀性方面，是不能令人满意的。此外，该刊物也叙述了对抗氧化性所作的改进。但这种改进被发现是不充分的。特别是当将板材长时间暴露在高温下的空气中时，它将遭受强烈的氧化烧蚀。简言之，这公开的板材是极不令人满意的。

本发明已经完全排除了上述问题。于是，本发明的一个目的是要提供一种膨胀石墨板材，这种板材即使将其长时间暴露在700℃或更高的高温条件下的空气中时，仍显示有低的氧化烧蚀因数，这板材具有极好的耐热性和良好的这类膨胀石墨板材所要求的其它性能，而且还要提供其制备方法。

发明内容

本发明的发明人为了达到上述目的进行了广泛的研究，并发现含有规定比例的五氧化二磷和磷酸盐的膨胀石墨板材，其耐热性是优越的，在空气中，即使将其长时间暴露在700℃或更高的高温条件下的空气中，其氧化烧蚀因数也是低的，而且就这类膨胀石墨板材所要求的其它性能而言，也是令人满意的。本发明是基于这些研究结果而完成的，本发明概述如下。

按照本发明的第1实施方案制备的耐热膨胀石墨板材，包含有五氧化二磷和磷酸盐。

按照本发明的第1实施方案制备的这种耐热膨胀配置板材，含有五氧化二磷和磷酸盐，因此，这种板材的耐热性是显著的，在空气中，即使将其长时间暴露在700℃或更高的高温条件下的空气中，其氧化烧蚀因数仍是低的，故能将其应用于高温条件下的各种场合。这种板材具有这类膨胀石墨板材所要求的性能和令人满意的其它性能。

按照本发明的第2实施方案制备的耐热膨胀石墨板材类似于第1实施方案的膨胀石墨板材，但与后一种板材的区别在于前一种板材含有0.05～5.0重量％的五氧化二磷和1～16重量％的磷酸盐。

在按照本发明的第2实施方案制备的耐热膨胀石墨板材中，含有小于0.05重量％五氧化二磷的石墨板材不会显著地减小氧化烧蚀因数，而其含量大于5.0重量％的板材也没有降低氧化烧蚀因数。再者，当磷酸盐含量小于1重量％时，这板材不会充分地减小氧化烧蚀因数，反之，含量大于16重量％往往会使板材硬化，从而导致石墨板材的柔性下降。

按照本发明的第3实施方案制备的耐热膨胀石墨板材，类似于本发明和第1或第2实施方案的膨胀石墨板材，而与其的区别在于前一种板材中引入的磷酸盐选自一碱价磷酸锂，二碱价磷酸锂，一碱价磷酸钙，二碱价磷酸钙，一碱价磷酸铝和二碱价磷酸铝。