A-18 내열성 단방향 탄소섬유 프리프레그

고온 저항 단방향 탄소섬유 프리프레그(A-18): 극한의 고온 환경에서 구조 성능을 지키는 수호자

항공우주 엔진 주변 부품, 산업용 고온 장비 및 신에너지 분야와 같은 극한의 고온 환경에서 재료의 고온 안정성과 기계적 특성은 동일하게 중요합니다. 내열성 단방향 탄소섬유 프레프리그(A-18 내열성 단방향 탄소섬유 프레프리그)는 전용 내열성 에폭시 수지 시스템을 기반으로 하며, 고객의 생산 요구에 따라 내열성 여부를 유연하게 선택할 수 있습니다. 이 제품은 단방향 탄소섬유 프레프리그가 지닌 고강도 및 경량화 장점을 유지하면서도 고온 환경에서 안정적인 성능을 보장합니다. 항공우주 분야의 고온 부위 구성 요소, 산업용 가마 구조 부품, 신에너지 분야의 고온 장비 등에 대해 "고온 내성 + 구조적 신뢰성"을 제공함으로써, 기존 탄소섬유 프레프리그가 고온에서 쉽게 파손되는 문제를 해결하고 응용상의 병목 현상을 극복하는 재료 솔루션을 제시합니다.

핵심 장점: 고온 안정성에 대한 다차원적 보장, 유연한 맞춤화 및 전 영역 적용

1. 내열 에폭시 수지 시스템으로 극심한 고온 환경에서의 성능 저하 문제 해결

A-18 내열성 단방향 탄소섬유 프리프레그의 핵심 기술적 특징은 전용 내열성 에폭시 수지 시스템에 있습니다. 이는 일반적인 에폭시 수지가 120℃ 이상에서 쉽게 연화 및 분해되는 결함과는 달리, 분자 구조 최적화와 내열성 첨가제의 혁신을 통해 내열 성능에서 비약적인 향상을 이루었습니다. 첫째, 방향족 에폭시 수지를 매트릭스로 사용하여 분자 사슬 내 안정적인 벤젠 고리를 포함함으로써 수지의 열분해 온도를 현저히 높입니다. 둘째, 질화붕소 및 산화알루미늄과 같은 나노 규모의 내열성 충진재를 첨가하여 고온에서의 수지 강성과 크리프 저항성을 향상시킵니다. 셋째, 고온 경화제를 사용하여 프리프레그가 고온 성형 후 밀도 높은 가교 구조를 형성하도록 하여, 열안정성을 더욱 강화합니다.

고객의 요구에 따라 고온 저항성을 위해 제품을 유연하게 선택할 수 있습니다. 일반적인 허용 오차 범위는 150℃에서 300℃이며, 특수 맞춤형 버전은 350℃를 초과할 수 있습니다. 해당 온도에서 장기간(1000시간 이상) 사용이 가능하며, 기계적 성능 유지율은 여전히 85% 이상입니다. 권위 있는 시험 결과에 따르면, A-18 프리프레그로 제작된 복합재료는 200℃의 고온 환경에서 0° 인장 강도 감쇠율이 단 5%에 불과하며(일반 프리프레그는 30% 이상), 굽힘 탄성 계수 감쇠율은 8% 미만으로, 항공우주 엔진실, 산업용 가마 등과 같은 분야에서 장기간 고온 작동 조건을 충족합니다. 동시에 탄소섬유와 내열성 수지가 균일하게 분포되도록 하여 국부적인 밀도 부족으로 인한 고온 성능의 약점 발생을 방지하고 전체 구조의 안정성을 보장합니다.

2. 단방향 섬유 구조의 강화로 고온 및 기계적 특성의 이중 요구사항 충족

단방향 탄소섬유 프리프레그인 A-18은 고품질 직진성 탄소섬유를 단방향으로 배열하여 섬유 방향 일치율이 99.8% 이상을 달성하며, 탄소섬유의 축 방향 기계적 특성을 극대화하고 고온 환경에서도 우수한 하중 지지 능력을 유지합니다. 시험 결과 상온에서 A-18 프리프레그의 0° 인장강도는 2500MPa 이상, 0° 인장탄성계수는 180GPa를 초과합니다. 250℃의 고온에서도 인장강도는 여전히 2100MPa를 유지하고 인장탄성계수는 150GPa를 유지하여 일반 내열재료의 성능 수준을 훨씬 상회합니다.

이러한 "고온 안정성 + 고강도" 특성은 고온 하중 지지 구조 부품 분야에서 큰 이점을 제공한다. 항공우주 분야에서는 항공기 엔진 나셀 및 로켓 추진 시스템 부품에 사용될 경우, 엔진 작동 중 발생하는 고온 열복사와 기류 충격을 견딜 수 있어 재료의 연화로 인한 구조적 손상을 방지할 수 있다. 산업 장비 분야에서는 고온 가마용 지지 프레임 및 열처리 장비의 운반 부품이 지속적인 고온 환경에서도 강성을 유지함으로써 재료 변형으로 인한 생산 사고를 줄일 수 있다. 또한 단방향 섬유 구조는 우수한 피로 저항성도 갖추고 있어 고온 반복 하중(산업용 가마의 가열-냉각 사이클 등) 조건에서 10년 이상의 수명을 가지며, 일반 내열 금속 재료보다 수명이 50% 더 길다.

3. 고온 부품의 다양한 생산 요구를 충족시키기 위한 뛰어난 공정 적응성

고온 환경에 중점을 두고 있음에도 불구하고, A-18 내열 단방향 탄소섬유 프리프레그는 여전히 탁월한 공정 호환성을 유지하며 열간 프레스 성형, 압축 성형 및 와인딩 성형과 같은 주류 복합재 제조 공정과도 호환됩니다. 기업이 고온 생산 설비를 수정할 필요가 없어 적용 장벽이 낮아집니다

• 열가압 성형: 매우 높은 정밀도와 성능이 요구되는 항공우주 부품(예: 엔진 주변 성형 부품)에 적합하며, 고온 및 고압(온도는 프리프레그의 내열 온도에 맞출 수 있음, 압력 0.8-1.5MPa) 조건에서 내열성 수지가 탄소섬유에 완전히 침투한다. 성형 후 부품의 표면 평활도가 매우 높으며, 내부 결함률은 0.5% 미만으로 고온에서도 일관된 성능을 보장한다.
• 압축형조: 표준화된 산업용 고온 부품(예: 고온 배관 이음부 및 가마 부속품)에 적합하며, 성형 효율이 높고 단일 배치 생산 시간을 40~60분 이내로 제어할 수 있으며, 부품의 치수 정확도를 정밀하게 유지할 수 있다(오차 ±0.2mm). 이를 통해 산업 장비의 조립 요구사항을 충족시키고 후속 가공 공정을 줄일 수 있다.
• 와인딩 성형: 고온 배관 및 압력용기와 같은 원통형 부품에 적합하며, 탄소섬유는 감김 공법을 통해 정렬 및 배열되어 부품이 축방향 및 주방향 모두에서 뛰어난 고온 하중 지지 능력을 갖도록 한다. 예를 들어, 고온 증기 배관에 사용할 경우, 감싼 파이프는 280℃의 고온과 30MPa의 압력을 견딜 수 있어 에너지 분야의 고온 운반 요구사항을 충족시킨다.

또한 본 제품은 우수한 보관 안정성을 가지며, -18℃의 저온 환경에서 6개월 이상 보관이 가능하다. 보관 후 장시간 재가열 없이 바로 고온 성형 공정에 투입할 수 있어 수지의 조기 경화나 성능 저하를 방지하고 생산 연속성을 보장한다.

4. 고온 응용 분야의 적용 범위를 확장하는 맞춤형 서비스

A-18 고온 저항성 단방향 탄소섬유 프리프레그는 '고객 니즈를 중심으로' 하는 맞춤형 종합 서비스를 제공하며, 고온 환경에서의 적용 범위를 더욱 확장합니다.

• 고온 저항성 맞춤 제작: 기존의 150℃~300℃ 범위 외에도 고객의 특수한 사용 환경에 따라 더 높은 내열성을 갖는 모델(예: 350℃, 400℃)을 개발할 수 있습니다. 예를 들어, 항공우주 산업을 위해 로켓 엔진의 극한 고온 환경에 적합한 350℃ 내열 프리프레그를 맞춤 제작할 수 있습니다.
• 사양 및 폭의 맞춤 제작: 탄소섬유 표면 밀도(50g/㎡ - 300g/㎡) 및 폭(0.8m - 1.5m)의 맞춤화 지원. 예를 들어, 대형 산업용 가마용 1.5m 폭의 고중량(300g/㎡) 프리프레그를 맞춤 제작하여 부품 접합 횟수를 줄이고 고온에서의 접합 성능 리스크를 낮출 수 있음. 정밀 전자기기 고온 부품용 50g/㎡ 초박형 프리프레그를 맞춤 제작하여 내열성을 보장하면서 경량화 및 소형화 달성.
• 수지 기능 맞춤화: 내열성 수지 시스템에는 추가적으로 난연제, 내식성 및 기타 기능성 성분을 첨가할 수 있습니다. 예를 들어, 화학 산업의 고온 장비용으로 '내열성+내식성' 이중 기능 프리프레그를 맞춤 제작할 수 있으며, 고온과 화학 약품의 침식 모두에 견딜 수 있습니다. 또한 항공우주 산업을 위해 '내열성+저연독성' 프리프레그를 맞춤 제작하여 극한 환경에서의 안전 요건을 충족시킬 수 있습니다.

5. 차별화된 설계로 고온 소재 시장에서 경쟁 우위 구축

• 기술적 차별성: 독자적으로 개발한 "내열성 수지 탄소섬유 계면 개질 기술"은 고온에서 수지와 섬유 간의 계면 접착 강도를 40% 향상시켜, 기존의 내열성 프리프레그에서 발생하기 쉬운 고온 계면 박리 문제를 해결한다. 동시에 공식 최적화를 통해 내열성을 향상시키는 동시에 수지 점도를 적절한 범위 내로 유지하여 공정 유동성을 보장하고, 수지 점도 과다로 인한 성형 결함을 방지한다.
• 비용 차별화: 대규모 생산 및 공급망 최적화를 통해 내열성 성능을 확보하면서도 기존 제품의 비용을 업계 평균 대비 15% 이하로 억제하여, 산업용 고온 장비 및 신에너지 등 특히 원가에 민감한 분야에서 시장 경쟁력을 높였으며, 고객사의 고온 부품 소재 비용 절감을 지원한다.
• 서비스 차별화: "자재+공정+애프터서비스"의 통합 서비스를 제공하며, 고객을 위한 맞춤형 고온 성형 공정 매개변수 솔루션을 제시하고 생산 과정에서 발생하는 기술적 문제 해결을 지원합니다. 동시에 애프터서비스 추적 체계를 구축하여 고객의 제품 사용 상황을 정기적으로 점검하고, 피드백을 바탕으로 제품 성능을 최적화함으로써 고객 충성도를 강화합니다.