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专业ℱ关于导电碳纤维

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导电碳纤维是一种高导电性材料,其综合性能优异,具有很多其它材料无可比拟的优点,除具有高导电性能之外,其还具有耐腐蚀、耐磨、耐高温、强度高、质轻等特点,应用非常广泛。在涂料中,我们主要是利用其高导电性,从而制成各种性能的导电涂料和抗静电涂料,并且可显著增强涂料的机械性能和耐腐蚀性能,一般3mm左右的规格在涂料中较为适宜。

应用

在传统的环氧导(抗)静电地坪涂料制作中,国内大多数公司较普遍的做法通常是通过添加无机的导电粉体如导电云母粉等来使得涂料具有一定的导电性,这种做法经实践证明,在溶剂型导(抗)静电涂料中非常适用,所制得的涂料一般都能满足导(抗)静电涂料的要求。

但在无溶剂导(抗)静电自流平涂料中,往往存在难以解决的矛盾。当导电粉的添加量不足时,导电性能达不到要求,而当导电粉的添加量达到导电性能或抗静电性能的要求时,由于粉体加量大,导致吸油量高,涂料的流平性明显受到影响,涂料粘度太大,难以施工。

而解决这种问题的最佳办法就是添加导电碳纤维。这一做法在国外非常流行,所制得的涂料导电性能非常优异,依添加量的不同,可制成符合要求的导静电自流平涂料和抗静电自流平涂料。

注意事项

由于导电碳纤维的高导电性,其在涂料中的添加量非常小,以导电碳纤维为例,经过测试,当在无溶剂环氧地坪涂料中的添加量为4‰时,所得涂层的表面电阻可达到104Ω,当然无溶剂导(抗)静电自流平的表面电阻还受底下导电层的影响,依据导电层的导电性不同,最终的面涂所测得的表面电阻亦会不同。

通过调节导电碳纤维的添加量,可制得不同电阻的导(抗)静电涂料。添加量越大,涂料的导电性越高,但当达到一定量时,电阻基本不再变化,也就是达到最大的导电性。另外,关于导电碳纤维的长度,也是很多涂料工程师关心的问题,究竟选用多长的碳纤维合适?依据导电碳纤维的导电机理,应该是越长越容易形成导电通路,导电性越好,但在实际使用过程中,还得综合考虑。虽然越长导电性越好,但同时越长其在涂料中的分散性就越差,越难分散。在实际使用中,以3mm长度较为适宜。

要使导电碳纤维发挥好的作用,其在涂料中的分散尤为关键。必须依体系的不同,选用合适的分散助剂,只有分散好了,才能做出导电性能均一、稳定的涂料。很多公司做出的涂料导电性不稳定,问题往往出现在工艺流程的控制上,或只是简单的添加,并没有发挥出导电材料本身的优异性能。

另外,通过与其它导电性添加材料的成本比较,发现用导电碳纤维制成的导(抗)静电涂料成本显著降低,导电添加材料一项,成本仅为原来的20%左右。

来源:百度百科

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来源:碳纤维生产技术

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首次发布时间:2024-08-03
最近编辑:1月前
碳纤维生产技术
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技术ℱ碳纤维环氧体系拉挤工艺研究

碳纤维复合材料作为国家战略性新型材料一直广受关注,从军工到民用,渗透到我们生活中的各个角落。根据日本东丽的碳纤维分级来说,碳纤维分为T300~T1000不等,越往上碳纤维等级越高。其中每个等级又分为1K、3K、6K、12K、24K、48K、60K、80K,K代表1000,也就是说1k代表每一束碳纤维中有1000根单丝,80k代表每一束碳纤维中有80000根单丝。一般来说,12k以下被统称为小丝束碳纤维,又被称作“航空航天级”碳纤维,12k以上被称为大丝束碳纤维,或者是工业级碳纤维。本文所介绍的拉挤复合材料由于尺寸较大,故而选择大丝束碳纤维。1 工艺路线 复合材料拉挤工艺过程如下图所示,所使用的设备主要包括碳纤维供给装置、树脂浸渍槽、预成型装置、加热成型模口、拉拔装置,切割装置等。 2引纱与浸胶 置于轴架上的连续碳纤维通过导向和排列装置引出,送至树脂浸渍单元,导向装置的设计要求是使碳纤维从轴架到口模保持平直,对所有纤维束施加的力相等,避免因纤维束间张力的变化导致拉挤制品扭曲变形。浸渍操作中,首先在树脂浸渍槽中精确地量入热固性树脂和固化剂等,将树脂、固化剂与脱模剂按一定质量比混合,搅拌均匀注入树脂浸渍槽。一般树脂厂家都会给出指导性的配比,其中少量的内脱模剂必不可少,防止在热固成型过程中堵塞模具。在整个浸渍过程中,纤维浸润要完全,不应存在干纤维,干纤维的存在会导致拉挤物产生缺陷,控制碳纤维浸润程度的一个重要工艺参数是树脂体系的粘度,该粘度称为初始粘度,其大小不仅与树脂本身有关,而且与添加剂、温度有关。除了初始粘度以外,碳纤维浸润效果还与浸润时间、浸润时树脂的温度和浸渍槽中碳纤维的工作状态有关,一般来说,给定了初始粘度,碳纤维工作状态正常,浸渍时间延长,树脂温度升高,均可以改善纤维浸润程度。在这一过程中,还要注意以下几点:(1)由于大丝束碳纤维中每束碳纤维较多,要时刻注意树脂对碳纤维单丝的浸润情况,不仅碳纤维丝束表面要有较好的浸润,还要保证碳纤维丝束内部也都能够浸润充分,否则会造成内部缺陷,影响最终产品的性能。(2)树脂的粘度要保持在一定的范围,室内温度要控制好,如果天气温度过低的话,可以考虑胶槽加温,以保证树脂能够随着碳纤维顺利地进入模具口,不会被挤出来,也不会堵塞。3加热固化 一般来说,拉挤过程分为三个加热区域。首先是预热区,作用是为下一区域反应做准备;其次是凝胶区,在这个区域中,树脂发生固化交联并产生相变,从粘稠态转变为凝胶态;最后是恒温区,防止温度骤变使得复合材料产生裂纹。口模区域的温度控制关系到拉挤生产速率和制品的质量。温度控制的关键是使物料固化速率与型材牵引速度一致,同时,还要保证加热均匀,物料各处固化速率尽量一致。口模处通常采用板式或筒式接触加热器。目前,高频预热和高频固化解决了快速固化的问题。对于不同类型的树脂,三个区域的温度各不相同,总体来说,其中的规律为依次增大。另一方面,针对不同尺寸的复合材料,三个区域的温度也有所变化,比如尺寸大、较厚的拉挤杆件,固化温度要高于树脂的固化温度,因为温度是从复合材料的表面向内传递,这样才能使得里面的树脂完全固化,和碳纤维很好地结合在一起。 4牵引 拉挤成型通常使用夹持牵引装置,该装置有两副内部形状与制件相匹配的家具,拉挤物处于夹具中间,夹具靠压缩空气上下启闭,该夹具安装在支撑座上,液压油缸驱动夹持装置作往复运动,为了不损伤拉挤物的表面,夹具与拉挤物接触常衬以聚氨酯材料。牵引装置的线速度与模具温度和树脂体系配合,以保证模具内部有良好的固化反应。生产不同的产品,应选择不同的牵引速度,因此,要求牵引装置速度可以调节。 5后固化 拉挤工艺的控制还应该考虑后固化的问题,对于大型制件尤为重要。因此不论连续成型加工中速度多慢,也很难产生像间歇生产那样的固化状态。拉挤成型后期固化简单方式是安装一个加热固化室,而更多采用的是在一个分离的加热室,用来后固化,保证固化程度。来源:华昌聚合物来源:碳纤维生产技术

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