1.密封材料的市場(chǎng)需求及預(yù)測(cè)

   目前，膨脹石墨主要用作汽車密封材料，如氣缸墊、進(jìn)出口墊片等。國(guó)內(nèi)膨脹石墨密封材料主要用作密封填料。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出低碳含量的膨脹石墨，可以大大降低膨脹石墨的生產(chǎn)成本，從而大規(guī)模替代石棉，增加需求。另一方面，如果塑料、橡膠和金屬密封材料可以部分替代，國(guó)內(nèi)對(duì)可膨脹石墨密封材料的需求每年都會(huì)更大。在汽車行業(yè)，每輛汽車氣缸墊、進(jìn)氣口墊、出氣口墊大約需要2-10公斤膨脹石墨，每萬(wàn)輛汽車需要20-100噸膨脹石墨。中國(guó)汽車工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。按照2012年1900萬(wàn)輛汽車的產(chǎn)量計(jì)算，國(guó)內(nèi)對(duì)膨脹石墨密封材料的年需求量為3.8萬(wàn)-1.9萬(wàn)噸。

   膨脹石墨，也稱為蠕蟲石墨，是一種晶體化合物。它利用物理或化學(xué)方法將非碳反應(yīng)物插入天然尺度的石墨插層納米碳材料中，與碳的六方網(wǎng)絡(luò)平面結(jié)合，同時(shí)保持石墨的層狀結(jié)構(gòu)。它既保持了石墨優(yōu)良的物理化學(xué)性能，如耐高溫、耐腐蝕、中子電流、X射線、γ射線長(zhǎng)期照射等，又具有其他優(yōu)良的物理化學(xué)性能，如摩擦系數(shù)低、自潤(rùn)滑性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱、各向異性等。而且由于插層材料與石墨層的相互作用，表現(xiàn)出原始石墨和插層材料所不具備的新性能，克服了天然石墨的脆性和抗沖擊性。廣泛應(yīng)用于機(jī)械、石油、化工、冶金、航海、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)領(lǐng)域，被稱為“密封”。

2.工業(yè)上常用的合成方法

⑴化學(xué)氧化

優(yōu)勢(shì):

化學(xué)氧化是工業(yè)上廣泛使用的成熟方法。所以優(yōu)勢(shì)明顯，技術(shù)成熟，成本低廉。

不足:

插層劑通常是濃硫酸，消耗大量的酸。生產(chǎn)過(guò)程中有Sox有害氣體污染，產(chǎn)品殘留，也腐蝕合成設(shè)備。

Sigri膨脹石墨的制造工藝

3.主要生產(chǎn)企業(yè)及生產(chǎn)能力

我國(guó)膨脹石墨產(chǎn)品的生產(chǎn)從起步階段發(fā)展到現(xiàn)在的100多家生產(chǎn)商，年產(chǎn)量約3萬(wàn)噸，市場(chǎng)集中度較低。而且大部分廠家都是以低端密封填料為主，很少用于汽車密封件和核航空燈。但隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展，高端產(chǎn)品的比重會(huì)逐漸增加。  

(1)電化學(xué)氧化

和化學(xué)氧化一樣，是膨脹石墨常用的工業(yè)合成方法之一。

優(yōu)勢(shì):

無(wú)需加入強(qiáng)酸等強(qiáng)氧化劑，通過(guò)調(diào)節(jié)電流、電壓等參數(shù)即可控制反應(yīng)。合成設(shè)備簡(jiǎn)單，合成量大，電解液無(wú)污染，可重復(fù)使用。

不足:

合成產(chǎn)物的穩(wěn)定性比其他方法差。后者對(duì)設(shè)備要求更高，影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多。有時(shí)，由于環(huán)境溫度的升高，產(chǎn)品的膨脹體積會(huì)大大減小。另外，水溶液中在大電流下有副反應(yīng)，所以很難得到一級(jí)化合物。