GRAFIT PŁATKOWY DLA CELÓW PRZEMYSŁOWYCH

Grafit płatkowy

Grafit płatkowy jest odmianą grafitu naturalnego o wysoko uporządkowanej strukturze krystalicznej. Jest on wynikiem metamorfizmu bogatych w węgiel substancji organicznych podobnie jak węgiel kamienny. Grafit płatkowy posiada charakterystyczny metaliczny połysk, z tego względu nazywany jest też grafitem srebrzystym lub krystalicznym. Podstawowe właściwości grafitu to: dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, wysoka odporność chemiczna i termiczna, doskonałe właściwości smarne. Charakter budowy przestrzennej grafitu płatkowego powoduje łatwość zrywania wiązań pomiędzy sąsiednimi płaszczyznami i tworzenie struktury łuskowatej, nawet przy największym rozdrobieniu. Konsekwencją warstwowej budowy jest znaczna anizotropia właściwości grafitu płatkowego. Twardość, wytrzymałość i przewodność w kierunku równoległym do osi krystalitów przewyższa wielokrotnie wartości w kierunku prostopadłym.

Klasyfikacja i parametry

Podstawą klasyfikacji grafitów płatkowych jest zawartość węgla oraz granulacja. Grafit pozyskiwany z rud o zawartości do 10% węgla najpierw oczyszcza się przez flotację do poziomu 85% C, następnie przez rafinację chemiczną do 96% i rafinację termiczną nawet do 99,99%. Granulację określa się metodą sitową w jednostkach mesh, uziarnienie waha się od 32 do 3000 mesh co daje praktyczny rozmiar płatków od 4 μm do ponad 1 mm. Dla niektórych gatunków określa się dokładny rozkład frakcji D10, D50, D90 metodą optometrii laserowej. Większość gatunków występuje w postaci proszków, ale również produkuję się dyspersje wodne, pasty i gotowe smary.

Główne zastosowania

Odlewnictwo metali. Grafit płatkowy FG 192, MG 192 i w postaci dyspersji MG-4 wykorzystywany jest to tworzenia powłok jako oddzielacz modeli odlewniczych i mas formierskich, gdzie ponadto spełnia rolę pokrycia ogniotrwałego zabezpieczającego odlewy przed powstawaniem wad zewnętrznych typu przypalenia, penetracje i strupy. Stosuje się go w postaci proszku lub zawiesiny na bazie wody lub alkoholu. Grafit jest również świetnym dodatkiem do mas formierskich i rdzeniowych zwiększa ich odporność termiczną, plastyczność i skłonność do wydzielania węgla błyszczącego. Materiały ogniotrwałe. Grafity o dużych płatkach typu FG 192, FG 395 wykorzystuje się do produkcji czarnych materiałów ogniotrwałych, tygli, retort, elementów wymurówek pieców. Dodatek grafitu uplastycznia masę i ułatwia formowanie, ponadto podnosi jakość wyrobów gotowych, podnosi ich ogniotrwałość, odporność chemiczną, znacznie redukuje tarcie i współczynnik rozszerzalności cieplnej.

Smary specjalne. Do produkcji smarów w postaci past i zawiesin koloidalnych stosuje się grafity drobnopłatkowe MG 394 i mikroproszki MG 1596 i 3096. Proszki grafitowe mogą być ekonomicznym ekwiwalentem dwusiarczku molibdenu i dodatkiem uszlachetniającym do smarów litowych, wapniowych czy mas bentonitowych podnosząc ich trwałość w wysokich temperaturach. W większości zastosowań dodatek grafitu powoduje obniżenie współczynnika tarcia, szczególnie przy dużych obciążeniach i zmniejszenie zagrożenia w urządzeniach narażonych na udary i przegrzanie. Obecność grafitu w środkach smarnych gwarantuje utrzymanie właściwości smarnych po długim czasie eksploatacji, nawet po zużyciu i wyschnięciu innych komponentów smaru.

Powłoki antystatyczne. Ze względu na dobre przewodnictwo elektryczne na poziomie metali, grafit wykorzystuje się jako pasywator ładunków w powłokach antyelektrostatycznych. Jest sprawdzonym komponentem przy produkcji kurtyn przeciwwybuchowych, wykładzin i foli górniczych, jest dodatkiem do posadzek, powłok przewodzących i antystatycznych. Do produkcji tych materiałów stosowany jest najczęściej grafit typu MG 394 lub jego mieszaniny.

Okładziny cierne i hamulcowe. Do produkcji okładzin ciernych i hamulcowych stosuje się grafit typu: MG 192 oraz MG 394. Dodatek grafitu do materiału ciernego zwiększa jego przewodność cieplną, odporność na ścieranie i szybkie zmiany temperatury, pozytywnie wpływa na ich niezawodność i trwałość w dłuższym czasie.

Protektory przeciwzapalne. Grafit modyfikowany EG dodaje się jako środek powodujący wzrost odporności ogniowej do różnego rodzaju izolacji, tworzyw i powłok (antypiren lub uniepalniacz). Grafit typu EG 290 o wyraźnej strukturze płatkowej i wzmocnionych 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. Rozdrobniony grafit EG 096 o konsystencji pudru przeznaczony jest jako dodatek do tworzyw polimerowych, elastomerów, pianek, styropianu, do stosowania bezpośrednio jako domieszka w ilości 2-6%, ewentualnie do dozowania w postaci płynnej. Dodatek grafitu EG obniża palność tworzyw na zasadzie połączenia efektów kilku zjawisk. W początkowej fazie grafit działa w ten sposób, że ekranując promieniowanie cieplne nie pozwala na nadmierny wzrost temperatury, następnie grafit pęcznieje i tworzy powłokę izolacyjną, w końcu wyekspandowany grafit tworzy ogniotrwałą osłonę przed dostępem tlenu i płomieni do głębszych warstw materiału

Inne zastosowania. Grafit płatkowy wykorzystuje się także: do produkcji farb i powłok antykorozyjnych i refleksyjnych, do produkcji i impregnacji materiałów uszczelniających i izolacyjnych, do produkcji powłok i oddzielaczy kuźniczych, produkcji rdzeni bateryjnych, elektrod i akcesoriów elektrotechnicznych, przy wytwarzaniu kompozytów i plastików, węglików spiekanych, cermetali, materiałów wybuchowych, w technice laboratoryjnej.

Transport i przechowywanie

Większość grafitów płatkowych pakuje się w worki po 25 kg, niektóre gatunki mikroproszków po 10 lub 20 kg. Worki pakowane są w polipropylenowe bigbagi na palety po 600 do 1000 kg. Opakowania przystosowane są do przeładunku mechanicznego a zarazem chronią miejsca składowania i urządzenia przed zapyleniem pyłem grafitowym. Składowanie powinno się odbywać w miejscach suchych wentylowanych.

Rodzaj	Zawartość węgla min.	Rozmiar ziarna	% frakcji / ekspansja	Wilgotność max	Gęstość nasypowa
FG 395	95%	>500 μm	80%	2,0%	~0,6 g/cm³
FG 192	92%	>500 μm	80%	3,0%	~0,5 g/cm³
MG 192	92%	>500 μm	90%	3,0 %	~0,5 g/cm³
MG 394	94%	>45 μm	90%	2,0%	~0,4 g/cm³
MG 1596	96%	<10 μm	50%	2,0%	~0,4 g/cm³
MG 3096	96%	<5 μm	50%	2,0%	~0,4 g/cm³
EG 096	96%	0 – 0,15 mm	50-90 ml/g	1,5%	~0,6 g/cm³
EG 290	90%	0,2 – 0,6 mm	200-300 ml/g	1,5%	~0,65 g/cm³
EG 394	94%	0,4 – 0,9 mm	300-400 ml/g	1,5%	~0,6 g/cm³
MG-4	94%	<8 μm	50%	woda 70%	Dyspersja