LCP A230 是日本宝理推出的碳纤维增强型液晶聚合物(LCP),通过 30% 碳纤维(CF)增强,在保持 LCP 固有耐高温、耐化学性的基础上,突破性地提升了材料的韧性、强度和抗疲劳性能,尤其适合需要 “刚柔平衡” 的高负荷动态应用场景。以下是其核心特性、性能参数及应用解析:
一、核心性能特性1. 高强度与高韧性平衡抗拉强度:150 MPa(比标准 30% 玻纤增强 LCP 高约 10%),断裂伸长率达 4.5%(传统玻纤增强 LCP 仅 2.5%),兼具刚性与抗冲击能力,可承受突发载荷而不脆断。
抗疲劳性能:在 100 MPa 交变载荷下,循环 10⁶次后性能保持率达 90%,远优于玻璃纤维增强 LCP(约 75%),适合长期振动环境(如汽车悬挂部件、航空航天结构件)。
2. 碳纤维增强的独特优势导电与导热性:体积电阻率低至10³ Ω·cm(传统 LCP 为 10¹⁴ Ω・cm),可满足电磁屏蔽(EMI)和导热散热需求(热导率 1.2 W/m・K,比非增强 LCP 高 3 倍),常用于电子设备的散热框架或抗干扰部件。
低线性膨胀系数(CTE):1.0×10⁻⁵/℃(玻纤增强 LCP 约 2.8×10⁻⁵/℃),与金属(如铝:2.3×10⁻⁵/℃)更接近,便于与金属件直接装配,减少热应力开裂风险。
3. 优异的耐热与化学稳定性长期使用温度:280℃(空气环境),短时耐温达330℃,热变形温度(HDT)为305℃(1.8MPa 负荷),适用于引擎舱等高湿热环境。
耐化学腐蚀性:耐机油、变速箱油、强酸(如 10% )和强碱(如 10% 氢氧化钠),在化工、石油领域可替代不锈钢部件。
4. 加工成型特性熔体流动性:虽含碳纤维,但宝理特殊工艺使其熔融粘度比同类竞品低 18%,可成型1.5mm 壁厚的复杂结构件,注塑压力建议 80~120 MPa。
模具磨损控制:碳纤维对模具的磨损低于玻璃纤维(磨耗量约 0.002mm/10 万次注射),建议采用氮化钢或镀层模具延长寿命。
二、典型应用场景1. 汽车与航空航天轻量化结构件:如汽车底盘控制臂、无人机机身框架,替代铝合金可减重 50%,抗冲击性能提升 30%(冲击强度达 80 kJ/m²)。
发动机关键部件:涡轮增压器隔热罩、排气系统支架,耐废气腐蚀(含 SO₂、NOx)且抗振动疲劳,寿命可达 10 万公里以上。
2. 电子与半导体EMI 屏蔽外壳:用于 5G 基站射频单元(RRU)、服务器 CPU 散热器,导电性能满足 FCC Part 15 Class B 电磁兼容标准(屏蔽效能≥60dB)。
高可靠性连接器:如新能源汽车高压连接器(600V 以上),高强度(插拔力≥50N)+ 低 CTE 确保长期接触稳定性(接触电阻年增幅≤3%)。
3. 工业与精密机械机器人关节轴承:耐磨损(磨耗量≤0.01mm/100 万次循环)+ 高韧性,适合协作机器人(Cobots)的柔性驱动部件。
高压流体部件:化工泵叶轮、液压阀座,耐 10MPa 高压介质冲刷,替代金属部件可降低系统噪音(≤60dB)。
三、与宝理其他增强 LCP 牌号对比A230 | 碳纤维 | 30% | 高韧性 + 导电 + 低 CTE | 动态载荷 + 电磁屏蔽场景 |
B130 | 玻璃纤维 | 30% | 高刚性 + 低翘曲 | 静态结构件(如电子接插件) |
S135 | 玻璃纤维 | 35% | 超高刚性(16,000 MPa) | 高强度机械件(如航空支架) |
C130 | 玻璃纤维 | 30% | 阻燃 + 高流动 | 电气阻燃件(如电源外壳) |
原料干燥:成型前需在140℃干燥8 小时,避免碳纤维表面吸附的水分导致气泡或力学性能下降。
注塑工艺优化:
料筒温度:340℃~360℃(碳纤维分散需更高温度),模具温度:120℃~150℃(提高结晶度,减少内应力)。
冷却时间:比玻纤增强 LCP 延长 10%,确保碳纤维取向稳定。
后处理建议:如需提升韧性,可在200℃下进行空气退火2 小时,冲击强度可再提升 15%。
环保与安全:符合 UL 94 V-0 阻燃标准(厚度 1.6mm),燃烧时无卤素释放,但加工时需佩戴防尘口罩,避免碳纤维粉尘吸入。
LCP A230 通过碳纤维增强技术,填补了传统 LCP 在 “高韧性 + 导电功能” 领域的空白,尤其适合对材料综合性能要求苛刻的轻量化、智能化、高可靠性场景。在新能源汽车、高端装备等 “卡脖子” 领域,其替代金属和进口材料的潜力显著,是现代高性能工程塑料的代表性产品之一。