２００８全国缓蚀防锈学术讨论与技术交流大会论文集ＰＴＦＥ在防锈油中的应用研究陈学军，谭胜，方东兴（军械工程学院军械技术研究所，河北石家庄０５００００）［摘要］通过湿热试验、盐雾试验、Ｆａｌｅｘ试验、四球磨损试验及油品理化性能测定等方法，研究了ＰＩ＇一ＦＥ润滑荆（粒径在２００—４００ｎｍ）在防锈油中的应用性能。实验室理化性能测定和实际使用结果表明，该剂具有良好的胶体稳定性，添加到防锈油中后，对油品的润滑性和防护性有一定改善作用。［关键词】润滑油；ＰＴＦＥ；润滑性；防护性［文献标识码］Ａ［文章编号】１００１—１５６０（２００８）０６（增刊）一０１６４—０３［中图分类号】ＴＧｌ７４．４２ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃｏｉｌｆｏｒＧｅｎｅｒａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣＨＥＮＸｕｅ—ｊｕｎ，ＴＡＮＳｈｅｎｇ，ＦＡＮＧＤｏｎｇ—ｘｉｎｇ（ＯｒｄｎａｎｃｅｃａｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＯｒｄｎａｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｃｅｓｓ，ｆｏｒｍｕｌａ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰ】陌ＥＬｕｂｒｉ—ｉｎｒｕｓｔ－ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅｏｉｌ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＬｕｂｒｉｃａｎｔｈａｓｇｏｏｄｑｕａｌｉｔｉｅｓ，ｓｕｃｈａｓｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅａａｎｄｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ｅｔｃ．，ａｎｄｉｔｉｓｐｅｒｆｅｃｔｓｏｌｉｄｌｕｂｒｉｃａｎｔｆｏｒｒｕｓｔ－ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅｏｉｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐ１ＦＥ；ｒｕｓｔ－ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅｏｉｌ；ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＯ前言聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）俗称特氟隆，是迄今为止发现的摩擦系数最小的一种固体润滑材料，由于具有优异的防腐润滑效果和耐高低温、耐酸碱能力，现已广泛应用于航空航天、石油化工、机械电子等众多工业领域。为开发节能环保的新型润滑材料，改善油品的使用性能，从２０世纪７０年代起，美国、澳大利亚等世界发达国家相继开展了ＰＴＦＥ在润滑油中的应用研究，并取得性良好，各项性能均满足美军标ＭＩＬ．Ｌ．６３４６０的要求，达到了国际同类产品的先进水平。本研究重点介绍了该剂在防锈油中的应用情况。１试验１．１ＰＴＦＥ润滑剂制备将４５号变压器油（天津大港炼油厂）升温至６０一７０。Ｃ，加入烯基丁二酰亚胺等表面活性剂，搅拌３０ｍｉｎ；然后加入采用辐照热气动力法形成、且经１０次气流粉碎的ＰｒＦＥ超细粉（布氏硬度为５Ｎ／ｍｍ２），在１０１２００００００—了大量成果。ＰＴＦＥ在润滑油中应用，同样也会发挥别的添加剂难以发挥的作用，其中最为成功的一个例子便是美国ＢＲＥＡＫ．ＦＲＥＥ公司研制的ＣＬＰ防护油，ｎＦＥ的加入使得该油具有优异的防护、润滑和清洁性能，极大提高了武器装备的维护保养质量和作战效能，因而成为美、英、法等世界３０多个国家和地区武器装备的首选防护油品。鉴于ＰＴＦＥ的优异性能，笔者通过ｒ的匀浆机上继续搅拌１．５ｈ，自然冷却至室温即可。检测ＰＴＦＥ含量应不低于８０％（ｍ／ｍ）。１．２油品配制（１）试验用防锈油：通用装备防护油（军械技术研究所生产）。（２）试验用ＰＩ＇ＦＥ润滑剂：ｌ＃（按１．１方法制备，粒径在２００—４００ｎｔｏ）、２｝｝（按１．１方法制备，粒径在ｌ一“气流粉碎”、“分子表面改性”等多项现代工艺技术，制备了粒径在２００～４００ｎｍ之问的新型ＰＴＦＥ润滑剂，经在武器装备通用防护油中应用，其在油品中分散稳定［收稿日期］２００８－０４—１７５岬）、３＃（按１．１方法制备，粒径在１０一２０１山ｍ）、４＃（济南化工厂，粒径在ｌｏ一２０ｐｕｎ）、５＃（济南化工厂，粒径在一１６４—第４１卷增刊２００８年６月材料保护ＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＶｄ．４１ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔＪｕｎ．２００８２０—３０）Ｊｘｎ）、６＃（成都晨光化工研究院，水乳液）。（３）油样制备：在烧杯中加人定量防锈油，升温至１００球９５６０±５℃，再加入定量ＰＴＦＥ润滑剂，保温搅拌３０ｒａｉｎ，然后自然冷却至室温。实验室试验装置如图ｌ所示。魁｛｛ｉｌ｜９０壁曙８５８０５１０１５２０２５３０时间，ｄ计图２ＰｒＦＥ沉降率测试结果散和稳定；未经任何处理的ＦＩＦＥ水乳液（６＃），极易在板油品中发生絮凝和结块，因而不能直接加入润滑油中使用。图３为武器装备通用防护油（含Ｉ＃ＰＴＦＥ试样图１实验室试验装置示意图２％）与美国ＣＬＰ防护油的ＰｒＦＥ沉降率测试结果，可看出研制的ｌ＃ＰＴＦＥ试样在油品中的分散稳定性与国１．３性能测试（１）倾点按ＧＢ／Ｔ３５３５石油产品佤点测定法进行。外同类产品基本持平。１００８０冰（２）运动黏度按ＧＢ／Ｔ２６５石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法进行。（３）四球磨损试验按ＳＨ／Ｔ０１８９润滑油抗磨损性能测定法（四球机法）进行。（４）Ｆａｌｅｘ试验按ＳＩ－Ｉ／Ｔ０１８７润滑油极压性能测定法（法莱克斯法）进行。（５）盐水浸渍试验按ＳＨ／Ｔ００２５防锈油盐水浸渍试验法进行。（６）湿热试验按ＧＢ／Ｔ２３６１防锈油脂湿热试验法进行。（７）盐雾试验按ＳＩ－Ｌ／Ｔ００８１防锈油脂盐雾试验法进行。（８）试片评级按ＳＨ／Ｔ０２１７防锈油脂试验试片锈蚀评定法进行。（９）ＰＴＦＥ沉降率２．２毪６０刿遴４０；ｓ２０００２４６８１０１２时间，ｈ图３唧沉降率测试结果ＰＴＦＥ对油品润滑性能的影响ＰＴＦＥ是四氟乙烯的聚合物，分子中含有１３或１５个一ｃＦ２一基化学重复单元，没有分枝，整体内不形成交链，故其分子轮廓光滑。这种光滑的分子轮廓使它既具有低摩擦的特性，又能够在滑动过程中转移到对偶面上形成薄的转移膜。图４、图５和表１分别列出了ＰＴＦＥ加入通用装备防护油中后的四球磨损试验结果和Ｆａｌｅｘ试验结果。其中四球磨损试验模拟的是点与点之间的摩擦；Ｆａ－２结果与讨论２．１ｌｅｘ试验模拟的是点与面之间的摩擦。ＰＴＦＥ在油品中的分散稳定性添加在润滑油中的ＰＴＦＥ要发挥其应有的润滑作Ｅ暑用，首先应能均匀地分散在润滑油中，形成胶体态。图２列出了ＺｒｒＥ（１０％，质量分数）在通用装备防护油中的沉降率测试结果。从图２可看出，随着粒度的增大，ＰＴＦＥ沉降率也逐渐变大；由于ＰＴＦＥ粒子具有很高的表面自由能，粒子间相互聚集的倾向很大，因而经过表面活性剂处理过的ｌ群、２＃、３＃ＰＴＦＥ试样能更好地分散和稳定在油品中；另外，较窄范围的粒度分布也有利于保持ＰＴＦＥ分·－－——１６５·－－——ｑ矧婆盥吖“叫计吖“硅＿ｌ一一』—■■●■一样ＰＴＦＥ试样（３％．质量分数）—－协■■甜甜■■钳图４四球磨损试验结果２００８全国缓蚀防锈学术讨论与技术交流大会论文集从表２可以看出，ＰＴＦＥ加人防锈油中后，非但没ＥＥ有降低，反而显著增强了油品的防锈性能。这是因为，掣ＰＩ＇Ｆ’Ｅ是一种非极性惰性材料，其不是通过在金属表面化合成膜起润滑作用，所以不会破坏防锈剂分子所形成的定向吸附保护层；而且，Ｐ１＇Ｆ．Ｅ是一种疏水材料，加入油中后，使油膜斥水能力进一步增强，因而防锈性也妞辎留一定程度提高。ＰＴＦＥ的粒度越小，其在油品中的分散Ｉ％２％３％４％毒５％１％３％１％３％稳定性也越好，在金属表面的油膜中也越均匀致密，因而保护功能也愈强。由于ＰＴＦＥ并不能改变防锈剂分子在金属表面的吸附形式和状态，因而其用量与油品的防锈性并不成正比关系。嚣藁紫＜３３３６＞姗＞砌＞栅＞砌＜３３３６＞棚＜３３３６＞绷从试验结果可以看出：（１）较小粒径的ＰＴＦＥ具有相对更好的润滑性能；（２）同一粒度等级条件下，经过３结论ＰＴＦＥ加入防锈油中后，对油品的防锈、润滑性能表面处理的阿Ｅ试样（１撑、２｛｜｝、３＃）较未处理样品（４＃、５＃），润滑性能较好；（３）ＶＩＴＥ能显著改善油品的润滑性能，其在防锈油中的加入量以２％一３％为宜。这是因为，ＰＴＦＥ要发挥润滑作用，必须具备两个条件：一是ＰＴＦＥ颗粒能均匀、稳定地分散在油品中；二是Ｐ１＇ＦＥ颗粒能顺利导人摩擦界面。较小的粒径和经过表面改性处理，均提高了ｖｒＦＥ在油品中的分散稳定性，使得摩擦界面能持续、稳定地补充到润滑材料。其作用机理主要是一方面ＰＴＦＥ粒子填平凹处，并及时地填补损伤的部位，使摩擦表面始终处于较为平整的状态，另一方有显著的改善作用，在本研究中，随粒径是减小，对防锈油的润滑和防锈作用呈增强趋势。但ＰＴＦＥ的加入使油品变稠，内摩擦阻力增大，因而对油品的其它性能可能产生一定影响，在油品中应用与否及用量多少应根据油品的其它要求综合考虑。【参考文献］［１］军械技术研究所．武器装备通用防护油研制报告［Ｒ］．２００３．［２］黎文济．航空液压油应用［Ｍ］．北京：石油工业出版社，１９９７．面，兀’ＦＥ粒子陷入摩擦表面基体材料产生的结构缺陷，在摩擦表面上形成粒子与基体材料的复合层，改善摩擦表面的显微硬度，从而赋予摩擦表面一定的润滑功能，降低了金属磨损。２．３［３］张景河，韩长宁．现代润滑油与燃料添加剂［Ｍ］．北京：中国石化出版社，１９９０．［４］霍翠娟．合成烃难燃液压油的研制［Ｊ］．合成润滑材料，１９９９（４）：３９—４９．［５］石淼森．固体润滑技术［Ｍ］．北京：中国石化出版社，１９９８．ＰＴＦＥ对油品防锈性能的影响防锈和润滑都是发生在金属表面的一种物理或化【６］郑水林．粉体表面改进技术［Ｍ］．北京：中国建材出版社，１９９５．［７］候祥林．中国炼油技术［Ｍ］．北京：中国石化出版社，１９９１．学反应，其间的竞争和对抗是难以避免的，因而这两种添加剂复合，一般是以相减效应为主。表２列出了防锈油中加入一定比例”ＦＥ试样后的防锈性能测试结果。表２ＰＴＦＥ对油品防锈性能（ｈ×级）的影响ＰⅡ匿测试顶目渤嗽（嚣）（兰）（篓）（蕊）（曩）（篡）（篓）觜记×ｃ花×ｃ记×Ｂ记×Ｂ钇ｘＢ花×Ｂ记×Ｂ记×ｃ．－－—－１６６··－—－黼％×Ｂ％×Ｂ…％×Ａ％×Ａ％ｘＡ％×Ａ％ｘＢ黼Ｍ×ｃ………抖ｘＢ………PTFE在防锈油中的应用研究
作者：作者单位：
陈学军， 谭胜， 方东兴
(军械工程学院军械技术研究所，河北石家庄050000)
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引用本文格式：陈学军.谭胜.方东兴 PTFE在防锈油中的应用研究[会议论文] 2008
