Способ получения расширенного графита
Патент 2070539
Авторы
Классы МПК
Способ получения расширенного графита
Реферат
Использование: получение прокладок, уплотнителей, нагревателей. Сущность изобретения: порошок природного графита обрабатывают смесью, содержащей, мас. %: К2Cr2O7 - 2-4, КHSO4 - 1-2, Н2SO4 - остальное, выдерживают при перемешивании, осадок отфильтровывают, промывают, сушат на воздухе, термообрабатывают в инертной среде при 700-1000oC, отжигают на воздухе при 500oC. Выход расширенного графита 90 мас.%, прессованные прокладки эластичны и долговечны при высоких температурах и в агрессивных средах.
Изобретение относится к получению расширенного графита и предназначено для изготовления различных прокладочных и уплотнительных материалов, используемых в химической и других отраслях промышленности. Ленточные материалы из расширенного графита находят широкое применение в качестве нагревателей.
Известен ряд способов получения расширенного графита путем обработки порошка природного графита смесью серной кислоты и различных окислителей - азотной кислоты, персульфата аммония, перманганата калия, бихромата калия и др. с последующей промывкой водой, сушкой и нагреванием окисленного графитового порошка при высокой температуре. [1-4] Наиболее близким к изобретению является способ получения расширенного графита [4] при котором графитовый порошок обрабатывают смесью серной кислоты и бихромата калия в количестве 2-4% от массы кислоты, промывают его водой, сушат, нагревают до 100-150oC в воздушной среде в течение 2-4 ч, затем засыпают в мешок из углеродной ткани и термообрабатывают при 700-1000oC в пламени газовой горелки в течение 1-2 мин. Этот способ позволяет организовать процесс в промышленном масштабе. Недостатком известного способа является невысокий выход целевого продукта, а также низкие эксплуатационные характеристики изделий, изготовленных из расширенного графита. Сущность изобретения состоит в том, что графитовый порошок подвергают химической обработке смесью серной кислоты, бихромата калия и бисульфата калия при следующем соотношении компонентов, мас. К2Cr2O7 - 2-4% КНSO4 1-2% и Н2SO4 остальное. Затем осуществляют промывку окисленного графита водой, сушат на воздухе, проводят термообработку при температуре 700-1000oC, после чего расширенный графитовый порошок отжигают на воздухе. Реализация способа по изобретению позволяет обеспечить безопасное проведение процесса, повышает выход расширенного графита и улучшает конструкционные характеристики изделий, получаемых из порошка расширенного графита путем прессования и прокатки. Сущность данного способа поясняется следующим примером. Порошок природного графита в количестве 500 г загружают в емкость, заливают заранее приготовленной смесью 1,5% КНSO4 + 2% K2Cr2O7 + 96,5% H2SO4 в количестве 2500 г/5 см3 на 1 г графита) и выдерживают при слабом перемешивании 30 мин при нормальной температуре. Затем пульпу отфильтровывают на нутфильтре, осадок промывают водой до рН7. Окисленный графит сушат на воздухе при нормальной температуре, далее интеркалированный графит термообрабатывают в инертной среде (азот) при температуре 900oC на плазмотроне, собирая порошок расширенного графита в бункере. После этого расширенный графит отжигают на воздухе при температуре 500oC и перегружают в контейнер. Выход порошка расширенного графита составляет 90% от массы загруженного в начале процесса порошка природного графита. Аналогичные результаты имеют место при химической обработке смесью, содержащей КНSO4 в количестве 1% и 2 мас. Введение КНSO4 в количестве менее 1 мас. приводит к повышению взрывоопасности процесса и ухудшению конструкционных и эксплуатационных характеристик изделий из расширенного графита. Увеличение содержания КНSO4 свыше 2 мас. нецелесообразно ввиду того, что при этом происходит более значительное расширение порошка в процессе окисления и чрезмерное загустение пульпы, связанное с техническими трудностями при промывке. Прессованные прокладки (метод холодного прессования без добавок и связующего) и изделия из прокатанной через валки ленты из расширенного графита обладают высокой эластичностью и показывают хорошие эксплуатационные характеристики при повышенных температурах, обеспечивая длительный ресурс работы. Изобретение обеспечивает высокий выход целевого продукта при безопасном ведении процесса и улучшает конструкционные и эксплуатационные характеристики изделий в процессах их применения при повышенных температурах в агрессивных химических средах.Формула изобретения
Способ получения расширенного графита, включающий химическую обработку графитового порошка смесью серной кислоты и бихромата калия, промывку обработанного порошка водой, его сушку и последующую термообработку, отличающийся тем, что в указанную смесь дополнительно вводят бисульфат калия и ее компоненты берут в следующем количестве, мас. K2Cr2O7 2 4 KHSO4 1 2 H2SO4 Остальное термообработку ведут при 700 1000oС в инертной среде, после чего полученный продукт отжигают на воздухе.