什么是可膨脹石墨防火涂料的防火原理？

       我國(guó)是天然石墨資源第一大國(guó)(世界上2/3的儲(chǔ)量在我國(guó))。石墨是一種無(wú)機(jī)物質(zhì)，化學(xué)成分為C，屬六方晶系，晶體呈六方板狀和片狀，集合體為鱗片狀，鐵黑色，密度為2.25g/cm3，有滑感，能導(dǎo)電，化學(xué)性質(zhì)不生動(dòng)，具有耐腐蝕性。可脹大石墨是以天然鱗片石墨為質(zhì)料，經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)處理而得到的一種石墨產(chǎn)品。由天然鱗片石墨制得的可脹大石墨資料既保留了石墨的耐高溫，耐腐蝕，能承受中子流、β射線、γ射線的長(zhǎng)期輻照，摩擦系數(shù)低，自潤(rùn)滑性好，導(dǎo)電導(dǎo)熱并呈各向異性等功能，又具有天然石墨所沒(méi)有的可曲折、可壓縮、有彈性、不滲透等特色，而且疏松多孔。在高溫、高壓或輻射條件下不發(fā)生分解、變形或老化，化學(xué)性質(zhì)安穩(wěn)。
       石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，堿金屬、鹵素金屬鹵化物、強(qiáng)氧化性含氧酸等都可嵌入層間，形成層間化合物，在遭到200℃以上高溫時(shí)，由于吸留在層形點(diǎn)陣中的化合物的分解，石墨層間的化合物急劇分解、氣化、脹大(沿層間脹大150-250倍)，使可脹大石墨初步脹大，并在1100℃時(shí)抵達(dá)最大體積。畢竟體積能夠抵達(dá)初始時(shí)的280倍，然后制得密度極低(0.003-0.005g/cm3)的蠕蟲(chóng)狀石墨，它是一種結(jié)構(gòu)疏松、柔軟、富有耐性的物質(zhì)，故一般稱它為柔性石墨。
可脹大石墨防火涂料的防火原理：
       可脹大石墨防火涂料是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型脹大型防火涂料，平常堅(jiān)持一般涂膜狀態(tài)，遇火時(shí)，涂層發(fā)生軟化熔融，脹大形成海綿狀或蜂窩狀碳化層。可脹大石墨在受高溫時(shí)體積瞬間脹大，能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)將火焰窒息，且脹大產(chǎn)品有極佳的抗氧化性和耐高溫性。由于這一特性，被用作防火涂料脹大體系的協(xié)同增效劑及一種良好的無(wú)鹵物理脹大阻燃劑。從燃燒的條件知道，要使燃燒不能進(jìn)行，必須將燃燒的3個(gè)要素(可燃物、氧氣、熱源)中的任何一個(gè)要素阻隔開(kāi)來(lái)。
    可脹大石墨的阻燃?xì)w于凝聚相阻燃機(jī)理，由于它是通過(guò)推延或中止固態(tài)物質(zhì)發(fā)生可燃性物質(zhì)而抵達(dá)阻燃的，受熱到一定程度，可脹大石墨就會(huì)初步脹大，然后形成一個(gè)很厚的多孔碳化層，該碳化層把阻燃主體和熱源隔開(kāi)，然后推延和中止聚合物的分解，而且自身無(wú)毒，受熱時(shí)不發(fā)生有毒和腐蝕性氣體，并能大大下降發(fā)煙量，有滿足的熱安穩(wěn)性。可脹大石墨防火涂料涂層脹大后形成的多孔泡沫碳化層的厚度τ要比脹大前的厚度大幾十倍至一百多倍，有時(shí)甚至達(dá)200倍。一般涂層的導(dǎo)熱系數(shù)λ值為(1.163-8.140)×10-4W/(m2?K)，而脹大碳化層的λ值卻小得多，靠近氣體的λ值2.326×10-5W/(m2?K)。從熱傳導(dǎo)公式：Q=A×λ×△t/τ(A：傳熱面積，λ：傳熱介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，τ：傳熱間隔，即涂層厚度，Q：傳熱的熱量)可知脹大碳化層Q值要減小幾十倍至上百倍，然后有效地阻止了外部熱源向被維護(hù)基材的傳遞。另外涂層在脹大發(fā)泡時(shí)，發(fā)生吸熱反應(yīng)，消耗大量熱量，下降了體系的溫度；生成的不燃性氣體使可燃性氣體的濃度下降，并有效地阻隔氧氣，然后最大極限地使被維護(hù)基材遭到防火隔熱阻燃的維護(hù)。