Графит С-2

Графит С-2 — сухой коллоидно-графитовый препарат, представляющий собой высокодисперсный малозольный порошок чёрного цвета. Производится в соответствии с ТУ 113-08-48-63-90 и входит в серию сухих коллоидно-графитовых препаратов наряду с марками С-1, С-0 и С-3. Основной размер частиц С-2 — до 15 мкм, что определяет его промежуточное положение между тонкодисперсной маркой С-1 (до 4 мкм) и более крупной С-3 (до 30 мкм).

Сырьём для препаратов серии С служит природный кристаллический графит правильной гексагональной структуры или термографит — терморасщеплённый графит, полученный кратковременным высокотемпературным нагревом интеркалированного графита. Препарат С-2 пожаро- и взрывобезопасен, не токсичен, относится к 4 классу опасности по степени воздействия на организм человека.

Размер частиц до 15 мкм обеспечивает препарату приемлемую дисперсность для подавляющего большинства промышленных задач — от смазочных паст и антипригарных покрытий до электропроводящих композиций и наполнителей антифрикционных материалов.

Физико-химические показатели графита С-2

Качество препарата С-2 контролируется по семи нормируемым показателям, установленным техническими условиями. Каждый из них характеризует определённый аспект пригодности порошка для конкретных технологических процессов.

Наименование показателя	Норма для С-2
Основной размер частиц графита, мкм	до 15
Массовая доля золы, %, не более	1,5
Массовая доля нерастворимых в соляной кислоте веществ в золе (в пересчёте на препарат), %, не более	0,6
Остаток на сетке № 0063 (63 мкм), %, не более	0,3
Массовая доля влаги, %, не более	0,5
Снижение массовой доли графита в водной суспензии после отстаивания в течение 26 минут, %, не более	40
Абразивные свойства	Должен выдерживать испытания

Значение нормируемых показателей

Зольность (не более 1,5 %) характеризует суммарное содержание минеральных примесей — оксидов кремния, алюминия, железа, кальция и др. Чем ниже зольность, тем чище графитовый препарат и тем меньше риск абразивного воздействия на контактирующие поверхности. Норма 1,5 % обеспечивает достаточную чистоту для большинства промышленных применений.

Нерастворимые в HCl вещества (не более 0,6 %) — более узкий показатель, нормирующий содержание именно абразивных примесей в составе золы. Основная абразивная составляющая — кремнезём (SiO₂), который не растворяется в соляной кислоте. Этот показатель особенно критичен при использовании препарата в качестве смазочного компонента, где абразивные частицы способны повреждать обрабатываемые поверхности.

Остаток на сетке № 0063 (не более 0,3 %) контролирует гранулометрический состав и гарантирует отсутствие крупных включений. Сетка № 0063 имеет размер ячейки 63 мкм. Норма 0,3 % означает, что практически весь объём препарата состоит из частиц мельче 63 мкм, а основная фракция сосредоточена в диапазоне до 15 мкм.

Седиментационная стабильность — испытание на отстаивание водной суспензии в течение 26 минут. Снижение массовой доли графита в суспензии не должно превышать 40 %. Показатель подтверждает, что частицы достаточно мелки для образования устойчивых дисперсий в жидких средах. Чем выше стабильность — тем равномернее распределение графита в готовых суспензиях, покрытиях и смазочных составах.

Абразивные свойства подтверждаются специальным испытанием, которое фиксирует, что препарат не оказывает абразивного воздействия на металлические поверхности при штатных условиях применения.

Сравнение сухих коллоидно-графитовых препаратов С-0, С-1, С-2, С-3

Серия сухих коллоидно-графитовых препаратов включает четыре марки, различающиеся степенью дисперсности и зольностью. Выбор конкретной марки определяется требованиями технологического процесса к тонкости помола и чистоте порошка.

Показатель	С-0	С-1	С-2	С-3
Основной размер частиц, мкм	1–2	до 4	до 15	до 30
Массовая доля золы, %, не более	—*	1,0	1,5	2,0
Нерастворимые в HCl вещества, %, не более	—*	0,4	0,6	1,0
Остаток на сетке № 0063, %, не более	—*	0,3	0,3	0,5
Массовая доля влаги, %, не более	—*	0,5	0,5	0,3
Седиментационная стабильность (снижение массовой доли графита в суспензии), %, не более	—*	40 (1 час)	40 (26 мин)	не норм.

* Марка С-0 является наиболее тонкодисперсной в серии (размер частиц 1–2 мкм); нормативные значения остальных физико-химических показателей уточняются при заказе.

Прослеживается чёткая закономерность: с увеличением номера марки растут допустимая зольность, содержание абразивных примесей и крупность частиц. Марка С-1 — наиболее чистая и тонкодисперсная, применяется для ответственных задач с жёсткими требованиями к абразивности и седиментационной стабильности. Марка С-2 сочетает приемлемую дисперсность и чистоту для подавляющего большинства стандартных технологических задач. Марка С-3 — наиболее грубая и зольная, пригодна там, где требования к чистоте и тонкости помола менее строги.

Следует обратить внимание на различие в условиях испытания на седиментационную стабильность: для С-1 время отстаивания составляет 1 час, для С-2 — 26 минут. При одинаковом пороговом значении (40 %) это означает, что С-1 при более длительном отстаивании демонстрирует ту же или лучшую стабильность — следствие существенно меньшего размера частиц. Для С-3 седиментационная стабильность не нормируется: крупные частицы этой марки не предназначены для получения устойчивых суспензий.

Области применения коллоидно-графитового препарата С-2

Антифрикционные свойства графита обусловлены слоистой гексагональной кристаллической структурой: слабые межслоевые ван-дер-ваальсовы связи позволяют графеновым слоям легко скользить друг относительно друга при механическом нагружении, обеспечивая низкий коэффициент трения. Электропроводность определяется делокализованными π-электронами в графеновых плоскостях. Химическая инертность — прочностью ковалентных связей углерод–углерод внутри слоёв.

Технологические смазки и смазочные пасты

Препарат С-2 является базовым компонентом для приготовления графитовых смазочных паст, суспензий и консистентных смазок. При нанесении на металл частицы графита заполняют микронеровности, формируя прочную адгезионную плёнку с низким сопротивлением сдвигу.

Графитовые смазки на основе коллоидного графита сохраняют работоспособность при температурах, превышающих рабочий предел нефтяных масел. При выгорании или вымывании жидкой основы частицы графита остаются на поверхности и продолжают выполнять функцию аварийной смазки, предотвращая схватывание и задиры сопряжённых деталей.

Типичные области применения: смазывание резьбовых соединений, кулачковых механизмов, направляющих, подшипников скольжения, тихоходных высоконагруженных узлов трения.

Обработка металлов давлением

В процессах горячей и полугорячей штамповки, прессования, экструзии и волочения проволоки коллоидный графит С-2 применяется как разделительная технологическая смазка. Графитовый слой на поверхности инструмента (штампа, волоки, матрицы) предотвращает налипание деформируемого металла, снижает усилие деформации и уменьшает износ инструмента. Термостабильность графита позволяет сохранять смазочные свойства при температурах горячей деформации сталей и сплавов.

При прессовании и экструзии цветных металлов и сплавов (алюминий, медь, латунь, бронза) суспензии на основе С-2 наносятся на пресс-шайбу, контейнер и иглу. Это снижает адгезию металла к инструменту и улучшает качество поверхности прессованного профиля.

При волочении проволоки из тугоплавких металлов (вольфрам, молибден) коллоидный графит является одним из немногих смазочных материалов, работоспособных при температурах деформации этих металлов. Суспензии на основе сухого препарата С-2 позволяют готовить смазку заданной концентрации непосредственно перед применением.

Литейное производство

В литейном производстве коллоидно-графитовые препараты используются для приготовления огнеупорных и антипригарных разделительных покрытий форм и стержней. Графитовый слой на поверхности формы препятствует привариванию расплавленного металла к формовочной смеси, обеспечивает чистую поверхность отливки без пригара и облегчает извлечение готового изделия. Термическая стабильность графита позволяет покрытию сохранять целостность при контакте с расплавами чёрных и цветных металлов.

Препарат С-2 разводится в воде или органическом растворителе до требуемой концентрации и наносится кистью, пульверизатором или окунанием. Размер частиц до 15 мкм обеспечивает формирование равномерного слоя без образования агломератов.

Антикоррозионные и химически стойкие покрытия

Коллоидный графит С-2 применяется при изготовлении антикоррозионных защитных покрытий и красок с повышенной химической стойкостью. Барьерный механизм защиты основан на форме частиц: чешуйчатые пластинки ориентируются параллельно подложке в матрице лакокрасочного покрытия. Каждый слой чешуек перекрывает зазоры предыдущего, создавая «лабиринтный» путь для диффузии агрессивных сред к защищаемой поверхности. Это существенно замедляет проникновение кислот, щелочей, солевых растворов и влаги к металлу.

Химическая инертность графита (не взаимодействует с большинством минеральных кислот, щелочей и органических растворителей при нормальных условиях) позволяет использовать покрытия на его основе для защиты оборудования химических и нефтехимических производств, работающего в контакте с агрессивными средами.

Порошковая металлургия

В порошковой металлургии графит С-2 выполняет двойную функцию. Как добавка-пластификатор при прессовании (таблетировании) порошковых шихт: частицы, распределённые по объёму прессуемого порошка и на стенках пресс-формы, снижают межчастичное и пристенное трение. Это обеспечивает равномерное уплотнение заготовки, облегчает выпрессовку и снижает износ пресс-инструмента.

Вторая функция — источник углерода. При спекании железосодержащих порошковых шихт графит растворяется в железной матрице, обеспечивая требуемое содержание углерода в готовом изделии.

Электротехника и электропроводящие материалы

Электропроводность графита обусловлена делокализованными π-электронами, которые свободно перемещаются в плоскости графеновых слоёв. Коллоидный графит С-2 используется при изготовлении электропроводящих покрытий, токопроводящих экранов кабелей, полупроводящих резин и электропроводящих полимерных плёнок.

В радиоэлектронике препарат служит компонентом при производстве контактов и резисторов. Дисперсность частиц С-2 (до 15 мкм) обеспечивает равномерное распределение проводящей фазы в полимерной или эластомерной матрице, что критично для стабильности электрических характеристик готовых изделий. Контактирующие чешуйчатые частицы образуют проводящие цепочки (перколяционные кластеры) в объёме диэлектрической матрицы.

Резинотехническая промышленность

Графит С-2 входит в состав клеевых композиций для изготовления прорезиненных тканей, где повышает адгезию резины к текстильной основе. Помимо этого, графит применяется как наполнитель при производстве антифрикционных резинотехнических изделий — уплотнений, манжет, втулок, работающих в условиях сухого трения. Графитовые частицы в резиновой матрице обеспечивают эффект самосмазывания: при износе поверхности свежие частицы выходят в зону контакта и формируют смазочную плёнку.

Сельскохозяйственная техника

Коллоидно-графитовые препараты применяются для смазывания движущихся частей сельскохозяйственной техники: сеялок, шнеков, смесителей, матриц и пуансонов. Специфическое применение — обработка семян перед высевом: графитовый порошок обволакивает каждое зерно тонким слоем, предотвращая слипание посевного материала и обеспечивая равномерную подачу через высевающие аппараты.

Антифрикционные композиционные материалы

Коллоидный графит С-2 применяется как наполнитель при производстве антифрикционных композиционных материалов на основе полимеров, металлических матриц и керамики. В составе таких материалов графитовые частицы обеспечивают работоспособность узлов трения без подачи внешней смазки — в сухих газовых средах, при высоких температурах или в агрессивных жидкостях. Подробнее о серии коллоидных графитовых материалов — в разделе коллоидный графит.

Упаковка, хранение и транспортировка

Препарат С-2 упаковывают в полиэтиленовые мешки, вложенные в бумажные мешки. Полиэтиленовый вкладыш создаёт влагонепроницаемый барьер, наружный бумажный мешок обеспечивает механическую прочность тары.

Гарантийный срок хранения — 2 года с даты изготовления при хранении в сухих закрытых складских помещениях, исключающих попадание влаги и атмосферных осадков. Нарушение целостности полиэтиленового вкладыша приводит к увлажнению препарата и ухудшению его технологических свойств — прежде всего седиментационной стабильности и способности к равномерному диспергированию.

Транспортировка допускается любым видом транспорта при условии предохранения от увлажнения. При погрузочно-разгрузочных работах следует не допускать просыпания препарата на пол: графитовый порошок обладает выраженными смазочными свойствами и делает поверхность скользкой.

Безопасность при работе с графитом С-2

Графит С-2 — пожаро- и взрывобезопасное вещество, 4 класс опасности (малоопасные вещества). При работе с сухим порошком необходимы средства индивидуальной защиты: спецодежда, рукавицы, респиратор типа ШБ-1 «Лепесток» (ГОСТ 12.4.028), защитные очки. Рабочие помещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией для удаления графитовой пыли из зоны дыхания.

Формы поставки сухого коллоидного графита С-2

Графит С-2 поставляется в виде сухого высокодисперсного порошка чёрного цвета в полиэтиленовых мешках, вложенных в бумажные мешки. Объём поставки — по согласованию. Каждая партия сопровождается паспортом качества с подтверждением соответствия ТУ 113-08-48-63-90.

Помимо сухих препаратов серии С, в номенклатуре коллоидно-графитовых материалов выпускаются готовые водные суспензии и масляные препараты. Выбор между сухим и жидким препаратом определяется спецификой технологического процесса: сухой препарат удобен для введения в порошковые смеси, а также для самостоятельного приготовления суспензий заданной концентрации в выбранной жидкой среде — воде, масле или органическом растворителе.