CN105132086B

CN105132086B - 聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂

Info

Publication number: CN105132086B
Application number: CN201410221946.0A
Authority: CN
Inventors: 冶银平; 万宏启; 周惠娣; 徐海燕
Original assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Current assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2018-02-27
Anticipated expiration: 2034-05-26
Also published as: CN105132086A

Abstract

本发明公开了一种聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂。本发明以聚酰胺酰亚胺树脂和环氧树脂为粘结剂，聚四氟乙烯、三聚氰胺氰脲酸盐和二硫化钼为固体润滑剂，并含有多种填料和改性添加剂，混合溶剂作为稀释剂。将其涂敷于机械零部件和试验样品表面，加温固化后形成聚四氟乙烯基粘结固体润滑涂层。本发明解决了低载、高速条件下运动部件的润滑与磨损难题，如无油压缩机转子之间以及转子与机壳间的磨损与润滑问题，特别适用于螺杆式无油空气压缩机上。

Description

聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂。

背景技术

无油润滑空气压缩机是指在压缩介质时不需在压缩空间注油润滑，因而介质中不含油污，不被油所沾染。能达此目的的压缩机有螺杆式压缩机、透平式压缩机、膜式压缩机以及活塞式压缩机。其中螺杆式空气压缩机具有效率高、自动监控运行、可靠性高、维护保养简单、噪音低、振动小等特点而受到广泛关注。

螺杆式压缩机是一种回转式容积型压缩机，它是将气体密闭在机壳内由互相啮合的一对阴、阳转子构成的齿槽中，通过转子回转减少齿槽容积使气体被压缩。由于压缩过程中气体的漏泄能降低压缩机效率，所以，为了防止气体漏泄，要尽量减少阴转子与阳转子之间和转子与机壳之间形成的间隙。对于喷油螺杆压缩机来说，喷油可以在转子之间以及转子与机壳之间的间隙形成油膜，起到润滑和密封的作用。对于无油螺杆式压缩机，只能通过调整阳转子、阴转子和机壳间形成的间隙大小和变化形状来提高密封效果。在理论设计上，压缩机的阴转子、转阳子之间以及转子与机壳之间是不直接接触的，但在无油压缩机实际运行过程中，阴转子、转阳子之间以及转子与机壳之间因摩擦而通常会发生严重磨损，造成拉伤现象，导致压缩机报废。因此如何改善压缩机的阴、阳转子之间以及转子与机壳之间的润滑与密封状态，降低转子之间以及转子与机壳之间的严重磨损发生，是实现新型无油空气压缩机设计的技术关键之一。

粘结固体润滑剂是一种特种固体润滑材料，是解决苛刻工况如高温﹑高速﹑高负荷等条件下润滑与磨损问题的有效手段，在诸多高技术领域的应用已取得了令人瞩目的成就。国内外的成功经验表明，将粘结固体润滑技术应用于螺杆式无油空气压缩机的转子，可提高压缩机效率和可靠性，延长压缩机有关部件的使用寿命。如国外高性能螺杆式无油空气压缩已成功地采用了这一技术，使螺杆式无油空气压缩的性能和效率得到了较大的提高，而国内螺杆式无油空气压缩机生产厂商大都采用国外产品来解决压缩机转子之间以及转子与机壳间的磨损与润滑问题。国内现有的大多数粘结固体润滑剂是针对摩擦副在干摩擦条件下高温﹑高载﹑低速等条件下使用而设计的，例如粘结二硫化钼基固体润滑剂。螺杆式无油空气压缩机处于低载高速运行条件，使用工况苛刻，使用寿命长（累计工作时间要求8000小时以上），而国内现有的粘结固体润滑剂在性能上尚不能完全满足螺杆式无油空气压缩机转子的配套使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂。

本发明的目的可通过如下措施来实现：

解决高载﹑低速条件下运动部件的润滑与磨损难题可采用粘结二硫化钼基固体润滑剂技术，解决中高温条件下运动部件的润滑与防护问题，较多地采用粘结石墨基固体润滑剂技术。

本发明以聚酰胺酰亚胺树脂和环氧树脂为粘结剂，聚四氟乙烯、三聚氰胺氰脲酸盐和二硫化钼为固体润滑剂，并含有多种填料和改性添加剂，混合溶剂作为稀释剂。将其涂敷于机械零部件和试验样品表面，加温固化后形成聚四氟乙烯基粘结固体润滑涂层。

一种聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂，其特征在于润滑剂的质量百分含量组成为：聚酰胺酰亚胺5.0～15.0%、环氧树脂1.0～5.0%、聚四氟乙烯1.0～10.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）0.5～5.0%、二硫化钼0.5～5.0%、氟化铈0.1～0.5%、金属氧化物0.1～1.0%、炭黑0.1～1.0%、混合有机溶剂余量；其中混合有机溶剂由1-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺和二甲苯组成；金属氧化物选自三氧化二锑﹑氧化铅中的一种或两种。

本发明采用聚酰胺酰亚胺树脂和环氧树脂为胶粘剂，能使润滑涂层的粘结强度和耐中高温性能得到保证。所选用聚酰胺酰亚胺树脂的绝对粘度为4000～6000厘泊，结构式为：

。

本发明采用的环氧树脂，其环氧值为0.85(100g/环氧当量)，粘度为3.5Pa·s(50±0.5℃)。

本发明采用聚四氟乙烯、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）和二硫化钼为固体润滑剂，这三种固体润滑剂复合使用可降低涂层的摩擦系数、提高涂层的耐磨寿命。

本发明采用的聚四氟乙烯的纯度大于98%，粒度小于5微米。

本发明采用的三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）的纯度大于98%，粒度小于5微米；

本发明采用的二硫化钼的纯度大于98%, 粒度小于5 μm。

本发明采用的氟化铈粒度应小于5 μm，它可以提高固体润滑涂层的承载力和耐磨寿命。

本发明所采用的金属氧化物为三氧化二锑和氧化铅中的一种或两种，粒度小于5μm，它可以提高粘结固体润滑剂的强度。

本发明聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂的制备方法，其特征在于：称取固体物料，放入球磨罐中，加入固体组份总重量的20~50%混合有机溶剂，进行研磨，研磨分散后加入胶粘剂，即聚酰胺酰亚胺和环氧树脂，和余量的混合有机溶剂搅拌均匀即可。

本发明聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂的涂覆方法：

用喷枪将配制好的涂料在压缩空气（无油）或压缩氮气下喷涂在零件表面。零件表面需预先经除油、除锈、喷砂、磷化等表面处理。喷涂好的零件应在室温放置止表干，再放入鼓风烘箱内固化。固化条件：150±5℃，恒温30分钟；170±5℃，恒温1小时，取出后即可使用。

本发明的聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂产品主要性能指标如下表：

本发明的聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂对金属底材附着良好，涂层抗冲击性好，具有良好的耐腐蚀性以及低的摩擦系数和长的耐磨寿命，可用于解决低载、高速条件下运动部件的润滑与磨损难题。

本发明解决了低载、高速条件下运动部件的润滑与磨损难题，如无油压缩机转子之间以及转子与机壳间的磨损与润滑问题，特别适用于螺杆式无油空气压缩机上。

具体实施方式

实施例1：

称取45.0g聚四氟乙烯、15.0g三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）、10.0g二硫化钼、9.0g三氧化二锑、3.0g氟化铈和4.0g炭黑倒入球磨罐，加入约35克的有机稀释剂进行研磨。再加入270.0克聚酰胺酰亚胺树脂、24.3克环氧树脂和620克稀释剂分散均匀即为聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂[稀释剂：吡咯烷酮40%，二甲基甲酰胺40%，二甲苯20%（体积百分组成）]。

实施例2：

制备方法同实施例1，润滑剂的质量百分含量组成为：聚四氟乙烯4.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）2.0%、二硫化钼1.2%、氟化铈0.5%、三氧化二锑1.2%、炭黑0.4%、聚酰胺酰亚胺9.0%、环氧树脂2.0%、稀释剂余量[稀释剂（体积百分组成：吡咯烷酮40%，二甲基甲酰胺40%，二甲苯20%）]。

实施例3：

制备方法同实施例1，润滑剂的质量百分含量组成为：聚四氟乙烯7.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）2.0%、二硫化钼2.0%、氟化铈0.3%、三氧化二锑0.5%、炭黑0.3%、聚酰胺酰亚胺8.0%、环氧树脂2.0%、稀释剂余量[稀释剂（体积百分组成：吡咯烷酮40%，二甲基甲酰胺40%，二甲苯20%）]。

实施例4：

制备方法同实施例1，润滑剂的质量百分含量组成为：聚四氟乙烯7.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）2.0%、二硫化钼2.0%、氟化铈0.3%、氧化铅0.5%、炭黑0.3%、聚酰胺酰亚胺8.0%、环氧树脂2.0%、稀释剂余量[稀释剂（体积百分组成：吡咯烷酮40%，二甲基甲酰胺40%，二甲苯20%）]。

实施例5：

制备方法同实施例1，润滑剂的质量百分含量组成为：聚四氟乙烯4.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）2.0%、二硫化钼2.0%、氟化铈0.3%、三氧化二锑0.5%、炭黑0.3%、聚酰胺酰亚胺8.0%、环氧树脂3.0%、稀释剂余量[稀释剂（体积百分组成：吡咯烷酮40%，二甲基甲酰胺30%，二甲苯30%）]。

实施例6：

制备方法同实施例1，润滑剂的质量百分含量组成为：聚四氟乙烯4.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）2.0%、二硫化钼2.0%、氟化铈0.3%、氧化铅0.5%、炭黑0.3%、聚酰胺酰亚胺8.0%、环氧树脂3.0%、稀释剂余量[稀释剂（体积百分组成：吡咯烷酮40%，二甲基甲酰胺40%，二甲苯20%）]。

实施例7：制备方法同实施例1，润滑剂的质量百分含量组成为：聚四氟乙烯4.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）3.0%、二硫化钼1.0%、氟化铈0.3%、三氧化二锑1.0%、氧化铅1.0%、炭黑0.3%、聚酰胺酰亚胺8.0%、环氧树脂3.0%、稀释剂余量[稀释剂（体积百分组成：吡咯烷酮50%，二甲基甲酰胺50%）]。

实施例8：

制备方法同实施例1，润滑剂的质量百分含量组成为：聚四氟乙烯4.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）3.0%、二硫化钼1.0%、氟化铈0.3%、三氧化二锑2.5%、炭黑0.3%、聚酰胺酰亚胺8.0%、环氧树脂3.0%、稀释剂余量[稀释剂（体积百分组成：吡咯烷酮50%，二甲基甲酰胺50%）]。

Claims

1.一种聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂，其特征在于润滑剂的质量百分含量组成为：聚酰胺酰亚胺5.0～15.0%、环氧树脂1.0～5.0%、聚四氟乙烯1.0～10.0%、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）0.5～5.0%、二硫化钼0.5～5.0%、氟化铈0.1～0.5%、金属氧化物0.1～1.0%、炭黑0.1～1.0%、混合有机溶剂余量；其中混合有机溶剂由1-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺和二甲苯组成；金属氧化物选自三氧化二锑﹑氧化铅中的一种或两种；聚酰胺酰亚胺树脂的绝对粘度为4000～6000厘泊，结构式为：

；

环氧树脂，其环氧值为0.85，100g/环氧当量，粘度为3.5Pa·s，50±0.5℃；聚四氟乙烯的纯度大于98%，粒度小于5微米；三聚氰胺氰脲酸盐的纯度大于98%，粒度小于5微米；二硫化钼的纯度大于98%, 粒度小于5 μm；氟化铈粒度应小于5 μm；金属氧化物的粒度小于5 μm。

2.如权利要求1所述的一种聚四氟乙烯基粘结固体润滑剂的制备方法，其特征在于：称取固体物料，放入球磨罐中，加入固体组份总重量的20~50%混合有机溶剂，进行研磨，研磨分散后加入胶粘剂，即聚酰胺酰亚胺和环氧树脂，和余量的混合有机溶剂搅拌均匀即可。