徐文露 张凌燕,2 邱杨率,2 王 靖,2 赵绍林

(1.武汉理工大学资源与环境工程学院 湖北武汉 430070;2.矿物资源加工与环境湖北省重点实验室 湖北武汉 430070;3.中南安全环境技术研究院股份有限公司 湖北武汉 430061)

柔性石墨于20世纪60年代由美国联合碳化物公司开发成功，其以天然鳞片石墨为原料，将含氧酸根离子插层进入石墨层间形成石墨层间化合物(GIC)[1]；然后通过高温热处理，形成蠕虫状的膨胀石墨，再通过辊压、模压等方式制得表面光滑的柔性石墨板材[2]。这种材料虽然没有天然石墨硬而脆的特性，但保留了石墨的导热、导电等优异特性，而且还具有优良的可压缩回弹性、密封性、柔软性和可塑性[3-4]。因此，在工业应用中，柔性石墨不仅可以用于制备燃料电池的集流板[5]，还可以制备密封材料，且密封性能要胜于其他种类的密封材料[6-7]。但在有氧氛围中，石墨密封材料在温度超过450 ℃会与氧气发生反应而逐渐失重[8]。为防止或减缓柔性石墨板材氧化失重，常见的提高柔性石墨耐高温的工艺主要有溶液浸渍法、表面涂覆涂层法和基体改性法[9-11]。

溶液浸渍法操作简单，生产成本低廉，符合工业生产实际。目前，多数研究者主要选择浸渍法来提升柔性石墨的抗氧化能力。浸渍法多选用含硼、硅、磷元素的药剂作为浸渍剂，其中部分药剂存在高温易挥发的特性，从而影响密封件的抗氧化性能[12-15]。为优化柔性石墨材料的抗氧化性，提升柔性石墨板材的力学性能，本文作者在前人研究基础上，选用硼酸镁、磷酸、硅酸钠及乙二醇为浸渍剂，通过真空浸渍制备柔性石墨材料，并通过单因素条件试验确定最佳药剂配比和浸渍工艺，以提高柔性石墨材料耐高温性能。……