导电炭黑在 聚四氟乙烯(PTFE) 中的应用非常典型,因为 纯PTFE是绝缘体,体积电阻率高达 10¹⁸ Ω·cm,但在很多领域(如防静电、导电、屏蔽)必须通过添加导电填料来改善。
一、导电炭黑在PTFE中的作用
赋予导电/防静电性能
通过在PTFE中形成导电网络,降低体积电阻。
可调控电阻区间:10²–10⁸ Ω·cm,满足防静电或导电要求。
改善摩擦学性能
导电炭黑颗粒可减少PTFE摩擦系数,提高耐磨性。
适合滑动轴承、密封环、阀座。
吸收电磁波/电磁屏蔽
高比表面积炭黑(乙炔黑、Ketjenblack)在PTFE基体中能形成吸收/反射电磁波的结构。
改善热导率(有限作用)
对于要求散热的复合材料,导电炭黑能略微提升导热,但不如石墨/碳纳米管显著。
二、常用导电炭黑类型
炭黑种类
特性
应用场景
乙炔黑(Acetylene Black) 高比表面积(~70 m²/g)、低灰分、优异导电性 PTFE防静电密封件、燃油管
Ketjenblack EC-600JD 超高结构,比表面积 > 1200 m²/g,低添加量即可成网 高端防静电PTFE制品、电磁屏蔽
特种高纯导电炭黑 低金属、低硫,保证PTFE耐化学性不受影响 航空航天、化工管道
普通高结构炭黑(N472、N234 等) 价格低,导电性一般,需要高填充 一般工业用,成本敏感场合
三、典型应用领域
防静电管材、板材
化工溶剂输送管、燃油管,避免静电积聚引发爆炸。
密封件、垫圈
防静电 + 耐化学腐蚀,常用于航空航天、石化密封系统。
轴承、阀座、滑动件
降低摩擦系数,提升耐磨寿命,同时具备导电功能。
电子与半导体行业
防静电工作台、治具、托盘,防止静电损伤元器件。
电磁屏蔽材料
导电PTFE复合材料用于电子设备壳体、屏蔽膜。
四、PTFE/导电炭黑典型配方
PTFE:100 phr
乙炔黑 / Ketjenblack:15–30 phr (电阻率可降至 10³–10⁶ Ω·cm)
石墨粉:10–20 phr (进一步降低摩擦系数,增强导电性)
👉 在高端应用(航空航天、化工),常选 高纯导电炭黑 + 石墨 复合使用。