JPS598607A - 黒鉛層間化合物の製造方法 - Google Patents
黒鉛層間化合物の製造方法Info
- Publication number
- JPS598607A JPS598607A JP57115916A JP11591682A JPS598607A JP S598607 A JPS598607 A JP S598607A JP 57115916 A JP57115916 A JP 57115916A JP 11591682 A JP11591682 A JP 11591682A JP S598607 A JPS598607 A JP S598607A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- hydrogen peroxide
- reaction
- aqueous solution
- phosphate
- Prior art date
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- Pending
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高温用、化学的不活性なガスケット。
パツキン、バルブシート、パイプシーラントなどに使用
される可撓性黒鉛製品の材料となる黒鉛層間化合物の製
造方法に関する。
される可撓性黒鉛製品の材料となる黒鉛層間化合物の製
造方法に関する。
従来原料黒鉛を眉間すなわちＣ軸方向にカサ比重比で高
倍率に膨張せしめた。いわゆる可撓性黒鉛（膨張性黒鉛
）を加圧によりシート状に形成し、これを所定の形状に
加工して製造した耐熱性良好で化学的に不活性なガスケ
ット、バッキングなどとして用いられる可撓性黒鉛製品
は知られている。
倍率に膨張せしめた。いわゆる可撓性黒鉛（膨張性黒鉛
）を加圧によりシート状に形成し、これを所定の形状に
加工して製造した耐熱性良好で化学的に不活性なガスケ
ット、バッキングなどとして用いられる可撓性黒鉛製品
は知られている。
すなわち黒鉛は炭素六員環の層状構造を有し面内のσ結
合は１４５ ｋｃａ４Ａｎｏｌと大変強固であるが、こ
れに対し眉間結合（Ｃ軸方向の結合）はπ結合で４ｋｃ
ａｌＡｎｏｌと弱く、適当な条件下において酸、アルカ
リ金属、ハロゲンなどが容易に黒鉛層間内に侵入して炭
素原子と結合し黒鉛層間化合物を形成する性質を有する
。そして上記黒鉛層間化合物を急熱して層間の反応物を
ガス化して結合力の弱い１一方向に膨張させると軽量の
繊状形の膨張物いわゆる可撓性黒鉛がえられる。そして
上記黒鉛層間化合物の形成には通常黒鉛粒子の酸処理、
たとえば発煙硫酸、濃硫酸、硝酸１発煙硝酸、ａ硫酸と
濃硝酸との混液、濃硫酸と塩素酸カリウム、過マンガン
酸カリウム、クロム酸カリウム、重クロム酸カリウム、
過塩素酸、リン酸、沃素酸、過硫酸およびその化合物な
どとの混合液中に黒鉛粒子を浸漬するなどの方法で行な
われることも公知である。
合は１４５ ｋｃａ４Ａｎｏｌと大変強固であるが、こ
れに対し眉間結合（Ｃ軸方向の結合）はπ結合で４ｋｃ
ａｌＡｎｏｌと弱く、適当な条件下において酸、アルカ
リ金属、ハロゲンなどが容易に黒鉛層間内に侵入して炭
素原子と結合し黒鉛層間化合物を形成する性質を有する
。そして上記黒鉛層間化合物を急熱して層間の反応物を
ガス化して結合力の弱い１一方向に膨張させると軽量の
繊状形の膨張物いわゆる可撓性黒鉛がえられる。そして
上記黒鉛層間化合物の形成には通常黒鉛粒子の酸処理、
たとえば発煙硫酸、濃硫酸、硝酸１発煙硝酸、ａ硫酸と
濃硝酸との混液、濃硫酸と塩素酸カリウム、過マンガン
酸カリウム、クロム酸カリウム、重クロム酸カリウム、
過塩素酸、リン酸、沃素酸、過硫酸およびその化合物な
どとの混合液中に黒鉛粒子を浸漬するなどの方法で行な
われることも公知である。
上記中硝酸または硝酸塩を使用する製造方法においては
２反応に際し濃厚なＮｏｘが発生しやｔく作業環境を悪
化させるだけでなく公害上からも大きな問題となる。ま
た重金属の過酸化物。
２反応に際し濃厚なＮｏｘが発生しやｔく作業環境を悪
化させるだけでなく公害上からも大きな問題となる。ま
た重金属の過酸化物。
塩素系の過酸化物の使用においても腐食性がはげしく、
自然発火性や爆発性を呈するばかりでなく廃水などに混
入して公害をひき起こす危険性があり、これらの公害防
止に多大の設備と費用を要し好筐しくない。
自然発火性や爆発性を呈するばかりでなく廃水などに混
入して公害をひき起こす危険性があり、これらの公害防
止に多大の設備と費用を要し好筐しくない。
上記に対し濃硫酸と過酸化水素水を使用する方法は特開
昭５４−３８２９２号公報に示されているように環境上
や安全性から好ましい。しかしこの場合過酸化水素水は
濃度が３５重量係を越えると爆発する危険性が大きく、
シたがってその取扱いや保管に特別な配慮を要するので
特に量産の場合３５重ｆ％以下の濃度の過酸化水素水を
使用する必要がある。
昭５４−３８２９２号公報に示されているように環境上
や安全性から好ましい。しかしこの場合過酸化水素水は
濃度が３５重量係を越えると爆発する危険性が大きく、
シたがってその取扱いや保管に特別な配慮を要するので
特に量産の場合３５重ｆ％以下の濃度の過酸化水素水を
使用する必要がある。
さて濃度３５重量係以下の過酸化水素水を濃硫酸及び天
然黒鉛のスラリ状混合物に添加し。
然黒鉛のスラリ状混合物に添加し。
黒鉛層間化合物を形成する場合に反応が極めてはげしく
、過酸化水素水添加の場合にその周辺が瞬間的に反応し
均一な層間化合物を形成させることが困難であることが
わかった。そしてこの反応の制御はフラスコ的な小規模
の場合には比較的容易であるが、を産規模となると極め
て難しく、筐た再現性の点からも問題となる。反応速度
を制御するためＫは反応系の温度を−Ｆげる方法が考え
られるが、この場合の反応温度は７０〜８０℃の高温で
ありこの温度を下げるには大がかりの装置が必要となり
不経済である。
、過酸化水素水添加の場合にその周辺が瞬間的に反応し
均一な層間化合物を形成させることが困難であることが
わかった。そしてこの反応の制御はフラスコ的な小規模
の場合には比較的容易であるが、を産規模となると極め
て難しく、筐た再現性の点からも問題となる。反応速度
を制御するためＫは反応系の温度を−Ｆげる方法が考え
られるが、この場合の反応温度は７０〜８０℃の高温で
ありこの温度を下げるには大がかりの装置が必要となり
不経済である。
また過酸化水素水の濃度を下げる方法もあるが１例えば
濃度を２０重吋係未満であると層間化合物の形成が著し
く阻害され好ましくなｈ０本発明は上述の問題点を解決
し、安全かつ安定した硫酸−過酸化水素水による黒鉛層
間化合物の製造方法を提供することを目的とする。
濃度を２０重吋係未満であると層間化合物の形成が著し
く阻害され好ましくなｈ０本発明は上述の問題点を解決
し、安全かつ安定した硫酸−過酸化水素水による黒鉛層
間化合物の製造方法を提供することを目的とする。
発明者は種々実験を行なった結果１反応抑制剤としてリ
ン酸塩化合物を使用することにより。
ン酸塩化合物を使用することにより。
反応が安定化し均一で再現性に優れた黒鉛層間化合物を
製造しうることを見出した。
製造しうることを見出した。
本発明は濃硫酸及び過酸化水素水を用いた黒鉛層間化合
物の製造方法において、上記過酸化水素水に反応抑制剤
として過酸化水素水に対してリン酸塩水溶液を固形分と
して０．０５〜５．０重量係添加することを特徴とする
黒鉛層間化合本発明のリン酸塩水溶液に使用されるリン
酸塩化合物としては（ＮＨ４）３ＰＯ４，、（ＮＨ４）
２ＨＰＯ４。
物の製造方法において、上記過酸化水素水に反応抑制剤
として過酸化水素水に対してリン酸塩水溶液を固形分と
して０．０５〜５．０重量係添加することを特徴とする
黒鉛層間化合本発明のリン酸塩水溶液に使用されるリン
酸塩化合物としては（ＮＨ４）３ＰＯ４，、（ＮＨ４）
２ＨＰＯ４。
Ｎ Ｈ４Ｈ２Ｐ ０４のようなアンモニウム塩、 Ｋ３
ＰＯ４。
ＰＯ４。
Ｋ２ＨＰＯ４，Ｋ２ＨＰＯ４のようなカリウム塩、さら
にＮａ５ＰＯ４、Ｎａ５ＰＯ４、ＮａＨ２ＰＯ４のよう
なナトリウム塩などが用いられる。これらのリン酸塩化
合物は水に可溶であり所定濃度の水溶液として使用され
、この場合の濃度範囲として１０ン５０重旨チ位が好ま
しいが、過酸化水素水の５− 重音チ濃度の過酸化水素水に対しリン酸塩化合物の固形
分として０．０５〜５．０重ｔ＝Ｓ添加し均一に混合し
ておく。上記添加量が０．０５重ｔチ未満では効果が少
なくまた５重量係を越えると生成した層間化合物の物性
が悪イ、ヒする。
にＮａ５ＰＯ４、Ｎａ５ＰＯ４、ＮａＨ２ＰＯ４のよう
なナトリウム塩などが用いられる。これらのリン酸塩化
合物は水に可溶であり所定濃度の水溶液として使用され
、この場合の濃度範囲として１０ン５０重旨チ位が好ま
しいが、過酸化水素水の５− 重音チ濃度の過酸化水素水に対しリン酸塩化合物の固形
分として０．０５〜５．０重ｔ＝Ｓ添加し均一に混合し
ておく。上記添加量が０．０５重ｔチ未満では効果が少
なくまた５重量係を越えると生成した層間化合物の物性
が悪イ、ヒする。
さらに反応の均一化を図るため上記リン酸塩水溶液を添
加した過酸化水素水を５〜１０℃の一定温度に保持して
使用することが好ましい。
加した過酸化水素水を５〜１０℃の一定温度に保持して
使用することが好ましい。
あらかじめ準備した天然黒鉛と濃硫酸のスラリに対し、
リン酸塩化合物入り過酸化水素水を添加し均一混合反応
させる。
リン酸塩化合物入り過酸化水素水を添加し均一混合反応
させる。
なお眉間化合物反応の反応程度は黒鉛層間に生成した反
応物置を測定して知ることができる。
応物置を測定して知ることができる。
本発明の場合には黒鉛の表面に付着した水分などを除去
した後３００〜４００℃で１時間加熱した場合における
前後の重量差を求め反応物量とした。
した後３００〜４００℃で１時間加熱した場合における
前後の重量差を求め反応物量とした。
なお反応物量が多い場合にはその後の加熱処理による黒
鉛の膨張率も大きく、これを加圧して見られる可撓性黒
鉛製品の強度などの物理特６− 性も良好であるが反応物量としては重ｉの増加率で１０
係以上が好捷しく、これより少ないものは特性不安定で
ある。
鉛の膨張率も大きく、これを加圧して見られる可撓性黒
鉛製品の強度などの物理特６− 性も良好であるが反応物量としては重ｉの増加率で１０
係以上が好捷しく、これより少ないものは特性不安定で
ある。
以丁実施例により本発明を説明する。
実施例１
リン酸二水素ナトリウム（Ｎ ａ Ｈ２ＰＯ４）の３０
重量係水溶液を調整し、該水溶液を濃度２８重祉係の過
酸化水素水にリン酸二水素ナトリウム固形分が１重針係
となるように添加し８℃に保温した。
重量係水溶液を調整し、該水溶液を濃度２８重祉係の過
酸化水素水にリン酸二水素ナトリウム固形分が１重針係
となるように添加し８℃に保温した。
一方固定炭素分９７重量係、灰分２重臘］１揮発分１重
量％で粒度分布において４２メツシユにピークを有する
ソ連産の天然黒鉛１００？を９８重量係濃硫酸６００１
に均一に分散しスラリ状とした。これに上記の８℃に保
温したリン酸二水素す） ＩＪウムを含む過酸化水素水
１５Ｐを添加反応させた。添加時の液温は約７０℃であ
り、この液を６０分放置反応させた後充分水洗し黒鉛層
間化合物をえた。これの反応物量としての重量増加率は
平均１９．５１と大きくバラツキの少ない安定した反応
物かえられた。
量％で粒度分布において４２メツシユにピークを有する
ソ連産の天然黒鉛１００？を９８重量係濃硫酸６００１
に均一に分散しスラリ状とした。これに上記の８℃に保
温したリン酸二水素す） ＩＪウムを含む過酸化水素水
１５Ｐを添加反応させた。添加時の液温は約７０℃であ
り、この液を６０分放置反応させた後充分水洗し黒鉛層
間化合物をえた。これの反応物量としての重量増加率は
平均１９．５１と大きくバラツキの少ない安定した反応
物かえられた。
なお本実施例と対比するために同時に実施したリン酸二
水素ナトリウムを含まない２８重ｊｌｌ−俤過酸化水素
水全使用した場合には添加時に白煙と泡立ちを生じ１反
↓も物置としての重量増加率は平均１．６幅と少なく、
熱処理による膨張も小さかつ友。
水素ナトリウムを含まない２８重ｊｌｌ−俤過酸化水素
水全使用した場合には添加時に白煙と泡立ちを生じ１反
↓も物置としての重量増加率は平均１．６幅と少なく、
熱処理による膨張も小さかつ友。
実施例２
リン酸二アンモニウム（ＮＨ４）ｚＨＰＯ４（Ｄ ５０
ｉｉ ｉｉ係氷水溶液、１４ｅ１．その他は実施例１
と同様な方法で黒鉛層間化合物を作った。これの反応物
量としての重量増加率は平均２１．４％と大きく安定し
た反応物かえられた。
ｉｉ ｉｉ係氷水溶液、１４ｅ１．その他は実施例１
と同様な方法で黒鉛層間化合物を作った。これの反応物
量としての重量増加率は平均２１．４％と大きく安定し
た反応物かえられた。
このように本発明によると黒鉛を濃硫酸と過酸化水素水
で処理し黒鉛層間化合物を製造する場合過酸化水素水の
反応を抑制することができるので反応が均−化石れ層間
における反応物量の大きいすなわち特性の良好な可撓性
黒鉛製品用の黒鉛層間化合物を製造することができその
効果は極めて大である。
で処理し黒鉛層間化合物を製造する場合過酸化水素水の
反応を抑制することができるので反応が均−化石れ層間
における反応物量の大きいすなわち特性の良好な可撓性
黒鉛製品用の黒鉛層間化合物を製造することができその
効果は極めて大である。
手続補正書（自発）
日
特許庁長官殿
■、事件の表示
昭和５７年特許願第１１５９１６号
２、発明の名称
黒鉛層間化合物の製造方法
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
名 称 （４４５） 日立化成工業株式会社４ 代
理 人 ５補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）本願明細書第１頁第１６行から第１７行に［可撓
性黒鉛（膨張性黒鉛）」とあるのを（２）同第２頁第１
１行に「可撓性黒鉛」とあるのを「膨張黒鉛」と訂正し
ます。
理 人 ５補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）本願明細書第１頁第１６行から第１７行に［可撓
性黒鉛（膨張性黒鉛）」とあるのを（２）同第２頁第１
１行に「可撓性黒鉛」とあるのを「膨張黒鉛」と訂正し
ます。
（３）同第３頁第１行にｒＮｏｘＪとあるのをｒＮＯｘ
Ｊと訂正します。
Ｊと訂正します。
以上
２−
Claims (1)
- １、濃硫酸及び過酸化水素水を用いた黒鉛層間化合物の
製造方法において、上記過酸化水素水に対して反応抑制
剤としてリン酸塩水溶液を固形分として０．０５〜５．
０重１チ添加することを特徴とする黒鉛層間化合物の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57115916A JPS598607A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 黒鉛層間化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57115916A JPS598607A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 黒鉛層間化合物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598607A true JPS598607A (ja) | 1984-01-17 |
Family
ID=14674382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57115916A Pending JPS598607A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 黒鉛層間化合物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598607A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001005703A1 (fr) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Feuille de graphite expanse thermoresistante et procede de production associe |
-
1982
- 1982-07-02 JP JP57115916A patent/JPS598607A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001005703A1 (fr) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Feuille de graphite expanse thermoresistante et procede de production associe |
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