Связующие для графита

Реализуем связующие для графита различного применения.

Связующие для графита — полимерные материалы, которые пропитывают пористую структуру графита и образуют с ним композит с заданными свойствами. Графит в таких композициях выступает наполнителем, а связующее — матрицей, определяющей механические, химические и эксплуатационные характеристики готового материала.

Выбор связующего определяет область применения графитового композита: химическую стойкость, рабочий температурный диапазон, прочность, электро- и теплопроводность.

Поставляем связующие для графита различного назначения: фенолформальдегидные смолы, эпоксидные компаунды, бакелит. Укажите в заявке тип связующего и требуемый объём.

Принцип работы связующих в графитовых композитах

Графит обладает высокой пористостью — до 20–30 % от объёма. Пропитка связующим веществом заполняет поры, снижая проницаемость материала и повышая его механическую прочность. Пропитка выполняется методами вакуумной импрегнации, вальцевания или экструзии под давлением.

В результате пропитки в поры графита проникает до 15–20 % связующего от массы исходного материала. После полимеризации образуется монолитный композит — графитопласт, сочетающий свойства графита (теплопроводность, химическая инертность, антифрикционность) и полимерной матрицы (непроницаемость, механическая прочность).

Фенолформальдегидные смолы

Фенолформальдегидные смолы (ФФС) — основной тип связующего для производства графитопластов и антегмита. Получаются в результате поликонденсации фенола с формальдегидом.

Свойства фенолформальдегидных связующих

Фенолформальдегидные смолы после отверждения обеспечивают:

• Высокую химическую стойкость к неокисляющим кислотам (соляная, серная до 75 %, фосфорная), растворам солей, органическим растворителям
• Температуру эксплуатации композита до 110–150 °C в зависимости от марки
• Плотность готового графитопласта 1740–1850 кг/м³
• Прочность при сжатии 50–100 МПа
• Хорошую теплопроводность (35–65 Вт/(м·К))

Ограничения: ФФС-связующие нестойки к щелочам, галогенам (бром, фтор), азотной кислоте.

Нормативная документация

Фенолформальдегидные смолы выпускаются по:

• ГОСТ 18694-80 — смолы фенолформальдегидные твёрдые
• ГОСТ 20907-2016 — смолы фенолоформальдегидные жидкие
• ТУ 6-07-494-96 — смолы СФ-010, СФ-010А для графитопластов

Бакелит как связующее для графита

Бакелит — фенолформальдегидная смола резольного типа, названная по имени изобретателя Лео Бакеланда (1909 г.). Является частным случаем ФФС-связующих, но традиционно выделяется в отдельную категорию благодаря широкому промышленному применению.

Особенности бакелитовой связки

Бакелит проходит три стадии полимеризации:

• Стадия A (резол) — жидкая смола, растворимая в спирте, применяется для пропитки
• Стадия B (резитол) — промежуточное состояние, материал размягчается при нагреве
• Стадия C (резит) — конечное отверждённое состояние при 120–180 °C, нерастворимый и неплавкий полимер

Графит в бакелитовой связке широко применяется для изготовления втулок, подшипников скольжения, уплотнительных колец. Бакелитовая связка обеспечивает высокую прочность на сжатие и удар, термостойкость до 300 °C (с последующим обугливанием без горения).

Эпоксидные связующие

Эпоксидные смолы — термореактивные полимеры, отверждаемые с помощью отвердителей (аминов, ангидридов). После полимеризации образуют прочную, водонепроницаемую, химически стойкую матрицу.

Характеристики эпоксидных композитов с графитом

Свойства графитовых композитов на эпоксидном связующем зависят от марки смолы, типа отвердителя и режима полимеризации. Типичные характеристики:

• Прочность на сжатие/растяжение: 40–90 МПа (сопоставимо с тяжёлым бетоном)
• Высокая адгезия к металлам, керамике, стеклу
• Практическая водонепроницаемость после полимеризации
• Устойчивость к агрессивным средам
• Низкая плотность композита

Эпоксидные графитовые композиты применяются в автомобилестроении, судостроении, авиастроении, ракетостроении для изготовления конструкционных элементов, требующих сочетания прочности и малого веса.

Эпоксидный заливочный компаунд

Компаунд — термопластичная или термореактивная полимерная композиция, затвердевающая при нормальных условиях или при нагреве. Эпоксидные заливочные компаунды с графитовым наполнителем применяются для:

• Герметизации электронных компонентов
• Заливки форм и оснастки
• Изготовления электропроводящих покрытий
• Ремонта металлических изделий

После полимеризации эпоксидный компаунд обладает высокой прочностью, малой влагопроницаемостью, хорошей вязкостью в жидком состоянии для удобства заливки.

Графитопласты: типы и характеристики

Графитопласт — композиционный материал на основе графитового наполнителя и полимерного связующего. Получается путём многоступенчатой пропитки графитовых заготовок синтетическими смолами с последующим отверждением.

Массовая доля графита в графитопласте составляет обычно 80–90 %, связующего — 10–20 %.

Антегмит АТМ-1

Антегмит АТМ-1 — графитопласт на основе мелкодисперсного графита и фенолформальдегидной смолы. Выпускается в виде пресспорошка, из которого методом горячего прессования изготавливают кислотостойкие детали для химической промышленности.

АТМ-1 устойчив к неокисляющим минеральным кислотам, растворам солей, органическим растворителям. Нестоек к щелочам, галогенам, азотной кислоте.

Изделия из АТМ-1: теплообменники, футеровочная плитка, трубы, насосы, уплотнения для химической аппаратуры.

Антегмит АТМ-2

Графитопласт АТМ-2 по ТУ 6-05-031-502-74 производится из смолы, графита и термоантрацита. Изделия получают методом горячего литья при температуре расплава до 275 °C и давлении более 1000 кгс/см².

Изделия из АТМ-2: зубчатые колёса, подшипники скольжения, уплотнительные кольца для работы в условиях сухого трения.

Альтернативные марки графитопластов

Помимо АТМ-1 и АТМ-2 выпускаются:

• АТМ-1Т — термостойкая модификация с расширенным температурным диапазоном (от −25 до +160 °C) и повышенной химической стойкостью
• АТМ-10, АТМ-1Г — марки с повышенной теплопроводностью, но меньшей механической прочностью

Применение графитопластов со связующим

Графитовые композиты на полимерном связующем применяются в различных отраслях промышленности:

Химическая промышленность

• Теплообменная аппаратура для агрессивных сред
• Футеровка реакторов и ёмкостей
• Трубопроводы для кислот и растворителей
• Насосы и запорная арматура

Машиностроение

• Подшипники скольжения для работы без смазки
• Уплотнительные кольца и манжеты
• Зубчатые колёса для тихоходных передач
• Антифрикционные втулки

Транспортное машиностроение

• Детали тормозных систем
• Токосъёмные элементы
• Антифрикционные вкладыши

Выбор связующего по условиям эксплуатации

Механическая обработка графитопластов

Графитопласты легко поддаются механической обработке на стандартном металлорежущем оборудовании: токарная обработка, фрезерование, сверление, шлифование. Это существенно упрощает изготовление деталей по сравнению с чистым графитом.

После специальной механической обработки графитопласт можно использовать в прецизионных механизмах, требующих высокой точности сопряжения поверхностей.

Основной недостаток графитопластов — хрупкость и малая прочность на удар. Поэтому при работе с ударными нагрузками графитопластовые элементы запрессовывают в металлический корпус (трубу или втулку).

Условия поставки

Поставляем связующие для графита и готовые графитопласты по России:

• Фенолформальдегидные смолы (порошок, жидкие)
• Бакелит (жидкий, порошкообразный)
• Эпоксидные компаунды
• Графитопласт АТМ-1, АТМ-2 (пресспорошок, заготовки, готовые изделия)

Для оформления заказа укажите в заявке тип материала, марку и требуемый объём. Цены и сроки поставки — по договорённости.