沥青基碳纤维(pitch-based carbon fiber)以乙烯焦油为前驱体,在熔融纺丝、预氧化、碳化与可选的石墨化工序后形成。与 PAN 基碳纤维不同,沥青基纤维的核心价值不在拉伸强度,而在尺寸稳定性、可控导电性、隔热性以及与塑料、橡胶、PTFE 等基体的优异分散与结合。它是密封件、抗静电塑料、摩擦材料、保温毡前驱体等功能复合材料的关键增强相。
奥亿达 FiberElite® 系列采用等向沥青(isotropic pitch)路线,以自产 RefineU® 沥青为源头原料,纤维直径约 13.5 μm,是 PAN 基碳纤维(约 7 μm)的近两倍,更粗的纤维提供更稳定的"骨架支撑",在长期受压、复杂分散、动态摩擦工况下表现更好。产品分为短切纤维(C 系列,毫米级)与磨碎粉末(P 系列,微米级)两类,每类提供标准等级与石墨化等级(CG / PG),覆盖从工业填料到半导体级深度纯化的全光谱需求。
从自产 RefineU® 沥青出发,依次经过熔融纺丝、预氧化(稳定化)、碳化、可选石墨化与可选深度纯化。每一步都对应一组关键工艺指标与产品定位。
FiberElite® 系列以两种物理形态交付:毫米级短切纤维(C 系列)作为可见纤维填料,用于注塑、刹车片、保温毡基料;微米级磨碎粉末(P 系列)作为微观填料,用于密封垫片、导电塑料、抗静电涂层。两类形态都提供标准(碳化)与石墨化(CG / PG)两个纯度等级。
毫米级可见纤维,由整束沥青基碳纤维裁切而成。直径 13.5 μm 提供稳定的骨架增强效果。在塑料注塑、刹车片配方、保温毡前体中作为可见填料分散,提供尺寸稳定性、抗压性与摩擦相容性。
微米级粉末,用于需要均匀填充与受控导电的精密复合材料。粒度从 100 μm 到 800 μm,覆盖从涂料、PTFE 垫片到 IC 托盘等抗静电塑料的不同需求。石墨化等级(PG)灰分 ≤ 200 ppm,是半导体级保温与高端 ESD 应用的首选。
所有 FiberElite® 产品分为标准等级(碳化)与石墨化等级(CG / PG)。两个等级共享相同的纤维几何(直径 13.5 μm、抗拉 > 500 MPa),区别在于碳含量、灰分与电阻率。下表展示物性对比与主推 SKU 完整列表。
| 核心物性 | 单位 | 标准等级C / P 系列 · 碳化 | 石墨化等级CG / PG 系列 |
|---|---|---|---|
| 碳含量 | % | > 99 | > 99.9 |
| 灰分 | ppm | ≤ 500 | ≤ 200 |
| 体积电阻率 | mΩ·cm | 3.0–6.0 | 1.0–3.0 |
| 纤维直径 | μm | 13.5(10–15) | 13.5 |
| 抗拉强度 | MPa | > 500 | — |
| 拉伸模量 | GPa | > 40 | > 40 |
| 密度 | g/cm³ | > 1.55 | > 1.55 |
| 型号 | 形态 | 长度范围 | 等级 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| C-6 / CG-6 | 短切纤维 | 6 mm(5–13) | 标准 / 石墨化 | 注塑、导电水泥、通用增强 |
| C-12 / CG-12 | 短切纤维 | 12 mm(8–20) | 标准 / 石墨化 | 刹车片摩擦材料 |
| C-25 / CG-25 | 短切纤维 | 25 mm(20–30) | 标准 / 石墨化 | 保温毡前驱体(针刺成毡) |
| P-100 / PG-100 | 磨碎粉末 | 100 μm(80–150) | 标准 / 石墨化 | PTFE 垫片、涂料、导电油墨 |
| P-200 / PG-200 | 磨碎粉末 | 200 μm(130–260) | 标准 / 石墨化 | PTFE 垫片、橡胶增强 |
| P-400 / PG-400 | 磨碎粉末 | 400 μm(280–500) | 标准 / 石墨化 | IC 托盘抗静电塑料 |
| P-800 / PG-800 | 磨碎粉末 | 800 μm(700–950) | 标准 / 石墨化 | 结构增强填料 |
主推 7 个长度规格 × 标准 / 石墨化两个等级,共 14 个 SKU。除主推规格外,C 系列可定制 100–1200 mm 中长纤维,P 系列可定制 10–50 μm 超细粉末。每批次留样并随货提供检测报告(碳含量、灰分、电阻率、纤维直径分布)。最小订货量 kg 级研发样品起,量产订单吨级供应。
密封垫片对碳纤维的核心要求是抗压塑变与长期尺寸稳定,而非拉伸强度。FiberElite® 13.5 μm 的纤维直径几乎是 PAN 基纤维(约 7 μm)的两倍,提供更强的"抗压骨架",在垫片长期受压、热循环工况下不坍缩、不流失。沥青基碳纤维本身具备一定的滑动性(自润滑),与 PTFE、橡胶基体相容性好,是高性能汽车密封、阀门垫片、泵壳密封圈的关键增强相。
PTFE 软垫片首选微米级磨碎粉末,粒度选择以可均匀分散于 PTFE 基体且不破坏低摩擦性能为原则。橡胶密封件的高负载场景可选用更大粒度的粉末以提升支撑刚性。半导体密封场景或对纯度敏感的应用建议升级到石墨化等级,灰分 ≤ 200 ppm。需要无石棉合规配方的法兰垫片,可采用短切纤维作为传统石棉的直接功能替代。
半导体晶圆、电子元件、易燃品仓储等场景对静电极度敏感,但塑料和涂层也不能像金属一样直接短路。FiberElite® 在 PPO / PPE 等工程塑料中以微量填充(通常 5–15% 重量比)即可将表面电阻调控至 10⁶ – 10⁹ Ω 的 ESD 安全区间,既释放静电,又不形成导电通路。同样的逻辑适用于洁净室抗静电地坪涂层与导电地砖:相同导电性目标下,沥青基碳纤维所需添加量明显低于直短纤维。
相比炭黑或石墨,碳纤维粉末对配色的影响更小,浅色抗静电塑料件、彩色地坪涂层都可正常实现。13.5 μm 直径还能避免薄壁注塑时常见的纤维浮起问题,注塑面光洁度好,对色泽要求较高的电子设备外壳、医疗器械配件特别合适。
晶圆制造对金属离子污染极度敏感(< ppb 级)。PG 等级灰分 ≤ 200 ppm,电阻率 1–3 mΩ·cm,是 IC 托盘、晶舟载具、扩散炉相关塑料件的首选填料。对洁净度有更高要求的应用,可订购深度纯化版本(灰分 < 20 ppm)。
刹车片在高速摩擦工况下温度可瞬时超过 600°C。沥青基碳纤维的耐温性(在惰性气氛下可至 2000°C 稳定)、化学惰性与适中导热使其成为有机基(NAO)与半金属(Semi-Metallic)刹车片的关键纤维相。中等长度短切纤维提供与树脂基体的最佳缠结密度,既增强结构,又不破坏摩擦系数曲线。同样的逻辑适用于离合器衬片,纤维长度选择决定接合平顺度。
沥青基碳纤维本身具备自润滑性,加入热固性树脂(酚醛、环氧)或工程塑料后,可显著改善滑动副的耐磨性与摩擦系数稳定性。典型应用包括轴承衬套、阀门密封件、泵壳内衬,特别适合不能使用油脂润滑的高温或洁净工况。
FiberElite® 短切纤维是无石棉刹车片与摩擦材料配方的合规纤维相,不涉及石棉法规限制,适用于全球出口。在欧美主流 NAO 配方中典型添加量 2–8% 重量比。
除主推 7 个标准规格外,C 系列可定制 100–1200 mm 长纤维(针刺毡专用),P 系列可定制 10–50 μm 超细粉末(高端涂料、油墨)。客户可指定均值、上下限与分布特征。
在标准石墨化(灰分 ≤ 200 ppm)基础上叠加 2000–3000°C 高温纯化工序,可将灰分进一步降至 < 20 ppm。适用于晶体生长热场、扩散炉部件等对金属离子污染敏感的半导体场景。
针对不同基体(PTFE / 橡胶 / 工程塑料 / 树脂)的浸润性与界面结合需求,可提供氧化处理、上浆剂、偶联剂等表面改性版本。研发团队具备 SEM、TGA、表面接触角等表征能力。
在沥青基主线之外,奥亿达也提供黏胶基(rayon-based)碳纤维,应用于航天烧蚀防热、特殊低导热场景等领域。如有相关需求,可单独咨询,由研发团队评估技术方案。
欢迎提供应用场景(密封件、抗静电塑料、摩擦材料或研究方向)、目标长度 / 粒度、纯度要求与采购规模。我们的技术团队将协助确认合适的标准 SKU 或评估定制开发方案,覆盖从 kg 级研发样品到吨级量产订单的供应需求。