喬姣飛 辛虎 宋恒凱

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司北京分公司

隨著近代工業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化、機(jī)械化產(chǎn)品的摩擦副越來(lái)越多，減摩、抗磨、延長(zhǎng)使用壽命的要求越來(lái)越嚴(yán)。在一些光學(xué)器材、精密儀器等電子產(chǎn)品的精密零件上更是要求終身潤(rùn)滑[1]。例如照相機(jī)機(jī)構(gòu)的摩擦件約占整機(jī)的20%，若以流體潤(rùn)滑，其摩擦后的產(chǎn)物將污染光學(xué)系統(tǒng)。

干膜潤(rùn)滑劑是以有機(jī)或無(wú)機(jī)材料作為黏結(jié)劑，將固體潤(rùn)滑劑黏結(jié)在機(jī)件的摩擦面上，以減小表面間的摩擦與磨損的薄膜潤(rùn)滑材料。隨著其應(yīng)用的不斷發(fā)展，它在固體潤(rùn)滑材料中占有很重要的地位，品種也日益繁多，目前已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、儀器儀表、鍛壓、冶煉、紡織、食品、航空、航天、日用家具，以及原子能工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域[2]。在資源和能源節(jié)約日益受到重視的今天，它更引起了人們的興趣。干膜的種類(lèi)繁多，性能各異，將含氟有機(jī)高分子微粉分散在含少量乳化劑的水和有機(jī)溶劑中可制成水分散液和溶劑型分散液。由含氟有機(jī)高分子水分散液制作的涂層存在制品易留微孔、不耐磨、與地材的附著性差等缺點(diǎn)[3]。將含氟有機(jī)高分子與黏附性和耐熱性好的其他樹(shù)脂混合使用，既可克服上述缺點(diǎn)，又能發(fā)揮含氟有機(jī)高分子自身的特長(zhǎng)；這就能利用樹(shù)脂黏結(jié)相解決與底材附著不牢和涂層多孔的問(wèn)題，并提高涂層的耐磨性；同時(shí)還可降低固化溫度，擴(kuò)大使用范圍。

試驗(yàn)部分

全氟聚醚型潤(rùn)滑噴劑的制備

全氟聚醚基礎(chǔ)油選用中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司北京分公司生產(chǎn)的低黏度全氟聚醚（全氟聚醚-1、全氟聚醚-2），稠化劑選用外采的3種不同的聚四氟乙烯粉（PTFE-1、PTFE-2和PTFE-3，如圖1所示），含氟溶劑選用外采的2種溶劑（含氟溶劑-1和含氟溶劑-2）。

圖1 3種不同聚四氟乙烯粉的SEM圖

稱(chēng)取特定數(shù)量的稠化劑和含氟基礎(chǔ)油，在室溫下以（100±10）r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10 min，得到混合物A；將混合物A和含氟溶劑投入分散釜中攪拌，在室溫下以（200±10） r/min的轉(zhuǎn)速分散攪拌30 min，加入空罐進(jìn)行灌裝即得產(chǎn)品。不同配方全氟聚醚型潤(rùn)滑噴劑各組分比例見(jiàn)表1。

表1 不同配方全氟聚醚型潤(rùn)滑噴劑各組分比例

試驗(yàn)方法

摩擦學(xué)性能測(cè)試

試驗(yàn)在室溫下進(jìn)行，所用試驗(yàn)設(shè)備為日本HEIDON公司Type 14FW表面性能測(cè)試儀，試驗(yàn)速度100 mm/min，移動(dòng)距離100 mm，載荷400 g，上試樣所用材料為POM（聚甲醛）塑料，下試樣材料為PS（聚苯乙烯）塑料或鋼板，測(cè)定鋼與POM塑料、PS塑料與POM塑料之間的摩擦系數(shù)。

塑料相容性測(cè)試

塑料相容性測(cè)試尚沒(méi)有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)確定采用1/4橢圓儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試過(guò)程如下：將測(cè)試用塑料試片[POM、PS、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）]加工成長(zhǎng)127 mm、寬12.7 mm、厚2 mm的塑料薄片，保持噴壺與試驗(yàn)片之間的距離恒定，在試驗(yàn)片表面噴涂一層均勻的潤(rùn)滑噴劑，試驗(yàn)片表面應(yīng)全部為濕潤(rùn)的噴劑所覆蓋，然后用螺釘固定在一個(gè)1/4橢圓架上，在常溫下放置7 d后，觀察試片表面有無(wú)裂紋產(chǎn)生。

結(jié)果及討論

全氟聚醚型潤(rùn)滑噴劑各組分比例對(duì)摩擦學(xué)性能的影響

按8種不同的配方調(diào)制潤(rùn)滑噴劑并測(cè)定其摩擦系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)圖2。

從圖2可以看出：

◇由于全氟聚醚型潤(rùn)滑噴劑將廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，需要綜合考慮不同材料之間的摩擦系數(shù)，從圖2來(lái)看，樣品2的摩擦系數(shù)性能表現(xiàn)最為理想。隨著基礎(chǔ)油添加量的增大（樣品7、樣品8），鋼與POM塑料之間的摩擦系數(shù)變大，而PS塑料與POM塑料之間的摩擦系數(shù)變化不大；

◇從樣品1和樣品2的摩擦系數(shù)測(cè)試結(jié)果可以看出，稠化劑的選擇對(duì)摩擦副之間的摩擦系數(shù)有較大影響。

全氟聚醚型潤(rùn)滑噴劑各組分比例對(duì)塑料相容性的影響

分別在POM、PS和ABS 3種測(cè)試用塑料上噴涂不同配方的潤(rùn)滑噴劑，常溫下放置7 d后，塑料試片表面均完好無(wú)損。

全性能測(cè)試

采用樣品2所用配方[4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）全氟聚醚-1，0.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）PTFE-2，95.8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）含氟溶劑-1]調(diào)制潤(rùn)滑噴劑并測(cè)試各項(xiàng)性能指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表2。

圖2 摩擦系數(shù)測(cè)試結(jié)果對(duì)比

表2 全氟聚醚潤(rùn)滑噴劑全性能測(cè)試結(jié)果

結(jié)論

以全氟聚醚為基礎(chǔ)油，聚四氟乙烯粉為稠化劑，并添加含氟溶劑制備了具有優(yōu)良的摩擦學(xué)性能及塑料相容性的全氟聚醚型潤(rùn)滑噴劑。此速干型潤(rùn)滑噴劑干燥后可在工件表面形成一層均勻的潤(rùn)滑薄膜，具有不沾灰塵、低扭矩、耐高低溫、不析油、消音的特性，并解決了傳統(tǒng)油性潤(rùn)滑劑的擴(kuò)散、污染問(wèn)題，為塑料和橡膠部件提供優(yōu)異的潤(rùn)滑，并且對(duì)環(huán)境友好，不破壞臭氧層。