可膨胀石墨是一种经化学插层处理的石墨材料,在受热至特定温度(200-1000℃)时,其层间化合物迅速气化,导致体积急剧膨胀数十至数百倍,形成蠕虫状疏松多孔结构。该过程具有不可逆性,并伴随优异的隔热、阻燃与吸附性能。基于此特性,可膨胀石墨广泛应用于防火安全领域,如建筑防火密封条、电缆防火包覆、钢结构膨胀型防火涂料。此外,可膨胀石墨还作为柔性石墨箔、燃料电池双极板、电磁屏蔽材料及相变储能复合材料的前驱体,在新能源与高端制造中发挥重要作用。
可膨胀石墨的制备主要采用化学氧化-插层法,以天然鳞片石墨为原料,通过浓硫酸、硝酸或高锰酸钾等氧化体系引入插层剂(如硫酸根、硝酸根)。当前主流产品起始膨胀温度集中在200-300℃(适用于聚合物加工)和800-1000℃(用于高温防火),膨胀容积可达250-400 mL/g。2024年,中国科学院山西煤化所成功开发出“低温高膨胀”可膨胀石墨,起始膨胀温度降至180℃,同时膨胀容积突破450 mL/g,显著拓宽其在工程塑料阻燃中的适用性。此外,表面改性技术(如硅烷偶联、聚合物包覆)有效改善了可膨胀石墨在树脂基体中的分散性与界面相容性。
全球对高性能阻燃与环保吸附材料的需求持续增长,驱动可膨胀石墨市场扩张。根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年中国可膨胀石墨(EG)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,在建筑与交通领域,各国防火规范趋严,推动可膨胀石墨在防火密封与隔热材料中的渗透率提升。新能源汽车电池包防火需求激增,进一步拉动高端可膨胀石墨消费。中国作为全球最大石墨资源国与制造业基地,占据全球可膨胀石墨产能60%以上,且下游应用从传统建材向新能源、电子防护等高附加值领域延伸,内需增长强劲。
全球可膨胀石墨产业呈现“中国主导产能、欧美日主导高端应用”的格局。国内主要生产企业包括青岛天和、内蒙古金瑞、湖北兴欣、河北华密等,具备万吨级产能,但产品多集中于中低端防火领域,同质化竞争明显。国际领先企业如德国SGL Carbon、美国Asbury Carbons、日本Nippon Graphite Industries则聚焦高纯度、定制化可膨胀石墨,服务于航空航天、半导体及燃料电池等高端市场。海外企业正通过专利壁垒巩固技术优势,而中国企业加速向高膨胀倍率、低硫含量、窄粒径分布等方向升级,部分厂商已通过UL、RoHS等国际认证,逐步进入全球供应链。
新思界
产业研究人员认为,未来,可膨胀石墨将朝着“功能复合化、工艺绿色化、应用精细化”方向发展。一方面,与气凝胶、MXene、相变材料等新型功能组分复合,拓展其在智能防火、热管理、电磁兼容等场景的应用边界;另一方面,生物基插层剂、闭环酸回收等清洁生产技术将降低环境负荷,契合ESG要求。随着固态电池、氢能装备等新兴领域对轻量化阻燃材料的需求释放,高端可膨胀石墨市场空间将进一步打开。
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