DE3004574A1

DE3004574A1 - Verfahren zum regenerieren von graphitfolie

Info

Publication number: DE3004574A1
Application number: DE19803004574
Authority: DE
Inventors: Alfred 8901 Langweid Hirschvogel
Original assignee: Sigri Elektrograhit GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1981-08-13
Also published as: GB2068922A; FR2475532B3; FR2475532A1

Description

SIGRI ELEKTROGRAPHIT GMBH Meitingen, den ,. _c;;r,

Verfahren zum Regenerieren von Graphitfolie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Graphitfolie, besonders von Schneidabfällen, die beim Verarbeiten der Folie entstehen.

Zum Herstellen von Graphitfolien, worunter dünne, flächenhafte Graphitgebilde hoher Flexibilität verstanden werden, ist es bekannt, Graphitpartikel mit einer guten strukturellen Ordnung, z. B. Naturgraphitflocken, mit einem flüssigen Oxidationsmittel und einem mit Graphit Einlagerungsverbindungen bildenden Medium zu behandeln und die gebildete Graphiteinlagerungsverbindung durch schnelles Erhitzen zu zerstören. Beim thermischen Zersetzen der Einlagerungsverbindungen dehnen sich die Graphitpartikel ziehharmonikaartig in Richtung senkrecht zu den Schichtebenen, wobei in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Graphits, der gebildeten Einlagerungsverbindung und der Erhitzungsgeschwindigkeit der Volumenzuwachs mehr als das Hundertfache betragen kann. Die geblähten oder expandierten Graphitpartikel weisen unregelmäßige Konturen auf und lassen sich ohne ein besonderes Bindemittel zu dünnen Folien pressen oder walzen, wobei die Partikel sich untereinander verhaken.

Geeignete Oxidationsmittel zum Herstellen von expandierten Graphitpartikeln sind beispielsweise konzentrierte SaI-

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petersäure oder Wasserstoffperoxid. In Kontakt mit dem Oxidationsmittel und Schwefelsäure bildet Graphit beispielsweise Graphithydrogensulfat, das zum Entfernen
überschüssiger Säure·gewaschen und dann innerhalb einiger Sekunden auf eine Temperatur zwischen etwa 600 und 1 000 °C erhitzt wird·» Die expandierten Graphitpartikel werden zu dünnen Folien gewalzt, deren Dicke im allgemeinen etwa 0,3 bis 1,0 mm beträgt und dabei fast auf die ursprüngliche Dicke zusammengepreßt, so daß beim

Verarbeiten der Folien - z. B. beim Ausschneiden oder Stanzen von Bändern und Ringen für Packungen und Dichtungen - anfallende Schneidabfälle im wesentlichen die Eigenschaften des Ausgangsgraphits aufweisen. Insbesondere lassen sich aus gemahlenen Schneidabfällen nur Folien oder andere Formlinge herstellen, die eine sehr geringe, eine technische Verwertung ausschließende Festigkeit aufweisen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch Verdichten von expandierten Graphitpartikeln gebildete Formlinge, besonders Graphitfolie, und beim Verarbeiten dieser Produkte anfallende Abfälle zu regenerieren, d. h,, Partxkelschüttungen herzustellen, die wie expandierte Graphitpartikel ohne
einen besonderen Binder zu flexiblen Formungen mit ausreichender Festigkeit, besonders Folie, verdichtet werden könnenο

Zum Lösen der Aufgabe werden durch Verdichten expandierter Graphitpartikel hergestellte Körper, vor allem Graphitfolien und Graphitfolien enthaltende Körper, gemahlen und das Mahlgut wird in eine oder nacheinander in mehrere Flüssigkeiten getaucht und die Flüssigkeiten verdampft.

Die im Mahlgut enthaltenen Partikel sind im allgemeinen plättchenförmig mit einer der ursprünglichen Folien-PA 80/4 Dr.We/Ma - 4 -

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dicke entsprechenden Dicke. Der Durchmesser der Partikel in der Plattenebene sollte vorzugsweise etwa 1 bis 5 mm betragen, und obwohl ein größerer Anteil von Über- und Unterkorn die Verarbeitbarkeit des Mahlguts kaum beeinträchtigt, kann es unter besonderen Bedingungen zweckmäßig sein, grobkörnige Anteile durch Sieben abzutrennen. Zum Mahlen und Zerkleinern von folienartigem Graphit sind Stiftmühlen besonders günstig.

Eine geeignete Flüssigkeit, in die das Mahlgut getaucht wird, ist vor allem Wasser. Brauchbar für das erfindungsgemäße Verfahren sind jedoch alle Flüssigkeiten und Flüssigkeitsgemische, die einen verhältnismäßig niedrigen Siedepunkt aufweisen, z_u B. organische Lösungsmittel oder Säuren. Das Mahlgut wird in eine dieser Flüssigkeiten getaucht, einige Minuten in der Flüssigkeit gelassen, und der größere Teil der überstehenden Flüssigkeit durch Dekantieren oder Filtrieren abgetrennt. Man erwärmt dann das feuchte Mahlgut etwa in einem Trockenschrank auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunkts der verwendeten Flüssigkeit. Wasser verhält sich besonders günstig, da Vorrichtungen zum Reinigen der Abluft entfallen können. Nach einem anderen Verfahren taucht man das Mahlgut nacheinander in Flüssigkeiten, die miteinander unter Freisetzung von Wärme reagieren und gasförmige Reaktionsprodukte bilden. Ein zusätzliches Erwärmen des flüssigkeitsimprägnierten Mahlguts erübrigt sich in diesem Fall.

Verfahrengemäß regenerierte Graphitpartikel weisen eine hohe Plastizität und Flexibilität auf und können wie expandierter Graphit ohne den Zusatz eines Binders zu Graphitfolien und anderen Körpern, wie z. B. Dichtungsringen, geformt werden. *

Das überraschende Ergebnis ist möglicherweise darauf zu-

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rückzuführen, daß beim Eintauchen des Mahlguts in Flüssigkeiten diese in durch Mahlen erschlossene Resthohlräume oder —Poren diffundieren und mit steigendem Dampfdruck die Partikel geringfügig aufblähen. Der Effekt ist wesentlich kleiner als bei dem obenbeschriebenen Verfahren zum Herstellen von expandiertem Graphit, und das Volumen der Partikel nimmt nur um etwa das Zwei— bis Fünffache zu was offensichtlich zum Herstellen binderloser flexibler Graphitkörper ausreicht.

Dichtungsringe werden aus den regenerierten Graphitpartikeln durch Verdichten einer Partikelschüttung in einer Gesenkpresse hergestellt, wobei die Rohdichte der Ringe im wesentlichen eine Funktion des Preßdrucks ist. Für Rohdichten von 0,5, 1 und 1,5 g/cm sind Drücke von etwa 1,5, 4 und 30 MPa nötig. Besonders günstig verhalten sich regenerierte Partikel zum Herstellen von Flachdichtungen, etwa nach DE-OS 25 18 351, bei denen der Graphit unter Ausbildung einer kraftschlüssigen Verbindung auf einen Träger gewalzt oder gepreßt ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft erläutert:

Beispiel 1:

Beim Stanzen von Flachdichtungen aus Graphitfolie anfallende Abfälle wurden mit einer Stiftmühle gemahlen und 200 g des Mahlguts, das keine Anteile 7 4mm und eine Schüttdichte von etwa 0,2 g/cm aufwies, wurden mit 400 g Wasser versetzt und nach einer Einwirkzeit von 15 min auf 300 C erhitzt, wobei die Aufheizzeit ca. eine Minute betrug. Das Schüttgewicht des Haufwerks nach der thermischen Behandlung war etwa 0,1 g/cm , das Volumen der einzelnen Partikel hatten sich im Durchschnitt verdoppelt.

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Beispiel 2

100 g der wie in Beispiel 1 gemahlenen Graphitfolien wurden mit 100 g einer 10 %-igen wäßrigen Lösung von Wasserstoffperoxid überschichtet und nach einer Einwirkdauer von 5 min innerhalb von etwa 2 min auf 300 ⁰C erhitzt. Die Schüttdichte des Haufwerks betrug nach der

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Behandlung 0,076 g/cm , das Partikelvolumen hatte im Durchschnitt um das 2,5-fache zugenommen.

Beispiel 3

100 g der wie in Beispiel 1 gemahlenen Graphitfolien werden mit 100 g einer 20 %-igen wäßrigen Lösung von Wasserstoffperoxid und nach vollständiger Adsorbierung der Lösung durch die Graphitpartikel mit einer 20 %-igen wäßrigen Lösung von Hydrazin überschichtet. Die Temperatur steigt durch die exotherme Reaktion von Wasserstoffperoxid und Hydrazin schnell über die Verdampfungstemperatur des Wassers, das als Dampf mit den gasförmigen Reaktionsprodukten aus dem Haufwerk abgeführt wird. Die Schüttdichte betrug 0,045 g/l,das mittlere Partikelvolumen nahm etwa um den Faktor 4 zu.

Die Druckfestigkeit von aus erfindungsgemäß behandelten Abfällen von Graphitfolien hergestellten würfelförmigen Körpern mit einer Kantenlänge von 26 mm, deren Rohdichte

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1,0 g/cm betrug, war wie folgt:

ohne	Behandlung	1	12,5 N/mm²
nach	Beispiel	2	15,5
nach	Beispiel	3	18,0
nach	Beispiel	24,0

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Claims

1S^ -Jt f 4 Patentansprüche

1. Verfahren zum Regenerieren verdichteter expandierter Graphitpartikel, dadurch gekennzeichnet , daß durch Verdichten expandierter Graphitpartikel hergestellte Körper gemahlen, das Mahlgut in eine oder. nacheinander in mehrere Flüssigkeiten getaucht und die Flüssigkeiten verdampft werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlgut mit einer Korngröße von 1 bis 5 mm verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Mahlgut in Wasser getaucht wird.

4. Verwendung eines nach Anspruch 1 bis 3 hergestellten Regenerats für Flachdichtungen.

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