特氟龙,或聚四氟乙烯(PTFE),是当今最通用的工业涂料之一。聚四氟乙烯以其不粘性能而闻名,具有极低的摩擦系数,化学惰性和优异的介电稳定性。

虽然几乎每个人都听说过聚四氟乙烯,但由于不断的进步和更精确的应用技术,聚四氟乙烯和其他功能性涂料的潜在用途范围不断扩大,往往会被忽视。

特氟龙的不粘性能远远不止是炊具的产品,它可以用来解决各种设计难题,包括防止污染物、腐蚀和细菌的积聚;减少接触部分之间的摩擦或粘连;甚至可以作为重磨损,高负荷应用的原料。

“特氟龙是解决设计问题的终极解决方案,这些问题包括粘着、脱落、磨损、噪音和磨损,”猎户座工业公司(Orion Industries)的乔治·奥斯特豪特(George Osterhout)说,猎户座工业公司是北美最大的chemours授权特氟龙涂料涂抹商之一。“工程师在遇到问题时通常会寻求帮助,无论是零件没有涂层,还是涂层没有达到预期的性能。”

根据Osterhout的说法,可以用聚四氟乙烯涂覆的基材类型没有限制。这包括碳钢、铝、不锈钢、钢合金、黄铜、钛和镁,以及玻璃、玻璃纤维、硅橡胶、橡胶和塑料。

涂层产品的种类也没有限制。一个简短的清单包括炊具,增压器转子,汽车油门轴,螺线管,飞机马桶,灯泡的外观,橡胶o形圈和用于在便利店烹饪热狗的滚轮,仅举几例。

精度的应用程序

今天,聚四氟乙烯和其他功能涂料的应用已经发展到精确,高度自动化的操作。由于对生产设备的投资和严格的环境法规要求,特氟龙涂料的涂抹者正在与以前在自己的设施中执行这项工作的公司合作,或者曾经将其外包给当地的涂抹者。

然而,在这个组中可能存在广泛的能力和质量水平。根据Osterhout的说法,涂覆器之间的质量差异通常由两个主要因素决定:在涂层之前对零件进行适当和彻底的预处理,以及能够精确地应用低至10微米的涂层厚度,零件之间几乎没有差异,公差为+/- 3微米。工业标准是每面涂层10-20微米。

为了保证这种水平的精度,施药者必须从头开始设计和建造自己的生产线。此外,这些系统必须配置得足够灵活,以适应各种不同尺寸和几何形状的部件。

例如,Orion使用他们所谓的灵活的细胞制造方法来加快各种零件的生产,同时控制材料成本和能源。

固定设备或机器人单元被移动到指定位置,并允许涂层精确地应用于规格,同时使用输送机和烤箱进行闪光和固化过程或完全固化部件。零件在这些细胞中进行涂层,很少有过度喷涂和涂层浪费。

Osterhout说:“在我们的生产过程中,我们测量出枪外的涂层材料,所以每次都是一样的。”“很少有过度喷涂的情况,因为我们在需要的地方涂了涂层,而不是涂满了涂层室。”通过使用红外烘箱与对流空气烘箱混合,零件的固化速度通常比传统对流烘箱快三倍。

不粘锅,不仅仅是食物

尽管聚四氟乙烯作为一种高度耐用和可靠的炊具涂层非常受欢迎,但它的不粘特性对于防止外来颗粒、污染物和磨损性能的积累同样重要。

在许多应用中,污垢、冰、烟灰、水垢、食物和其他外来物质的积聚会妨碍机器或发动机部件的正常工作。如果预计到表面有污染,可以使用薄聚四氟乙烯涂层将污染降到最低。

聚四氟乙烯的不粘性能使它成为一个优秀的防腐屏障,以及。涂层部件可用于防止电偶腐蚀和脱落腐蚀性流体,如盐水、工艺化学品、燃料和润滑剂。

今天的配方还可以包括可广泛应用的抗菌剂。

适合的涂料

对于需要部件之间非常紧密间隙的应用,例如旋转螺杆压缩机,可以使用聚四氟乙烯基的合格涂层来缩小间隙,而不允许在操作期间金属与金属接触。

减小间隙有很多好处,包括降低噪音,阻止空气或流体泄漏,或创建更紧密的流体动力密封。在旋转螺杆压缩机的情况下,一致性涂层可以在不改变加工公差的情况下将效率提高10%以上。

超薄涂层,如Orion的DB L-908,含有聚酰亚胺和其他树脂的混合物。该配方含有纳米级的耐磨颗粒,以及聚四氟乙烯。

涂层是在初始设计和测试中指定的厚度应用的,这样两个涂层表面最初相互接触,同时允许尖端间隙通过旋转螺钉应用。

聚合物中的小气囊允许涂层在机械压力下压缩。一旦压缩,气囊仍然被压碎,所以涂层保持新的轮廓。配方中的聚四氟乙烯可以防止表面在初始接触时相互磨损或粘在一起。

这是一种比表面硬化更好的选择,表面硬化只会延迟磨损,或对公差非常严格的零件进行更精确的加工。

考虑到非常紧密的间隙,这些合格的涂层必须在0.002“至0.006”厚度的所有表面上保持±0.001”的公差。

硅橡胶低摩擦涂料

除了作为特氟龙涂料的许可涂抹者,一些制造商已经开发了自己的专利涂料系列。举例来说,Orion的FluoroBond LSR旨在将成型硅橡胶的摩擦系数从20-60%降低。此外,它还有助于减少灰尘或污垢在完成涂层表面的收集。

硅橡胶虽然广泛用于管道、密封件和滚轮,但它很粘,可以附着在它接触到的任何物体上,甚至是其他硅橡胶表面。这是由于材料的摩擦系数很高,可以超过1.0。

为了降低有机硅部件表面的摩擦系数,许多应用都使用了利用化学气相沉积过程形成物理键合的聚对二甲苯涂层。然而,聚对二甲苯是刚性的,可以开裂,也没有抗菌性能。此外,只有适合于蒸汽室的工艺部件才能进行涂层,而内部尺寸很难进行涂层。

氟键LSR为硅橡胶提供化学键以降低摩擦系数。由于其优异的延伸性能,涂层不开裂,并可添加抗菌性能。

干膜润滑剂

一般来说,工程师们学习的是基于油或油脂的润滑技术,但在干膜润滑剂上花的时间和精力几乎没有那么多。

不像油和油脂可以迁移,干膜润滑剂继续来回转移在配合表面,并停留在原地的时间要长得多。此外,干膜涂层可作为薄垫,在轴承中分散高点负载并减少元件疲劳。

为此,通常使用石墨和二硫化钼(Moly)。二硫化钼涂层推荐用于严重磨损的情况,特别是高负荷的情况。这包括轴承类型的应用,其中一个部件滚动或滑动到另一个部件上。石墨涂层通常用于潮湿环境或高温环境。

聚四氟乙烯也可以作为干膜润滑剂,但通常适用于轻度到中度应用。聚四氟乙烯通常与钼和石墨结合成独特的配方。

研发实验室准入

Osterhout承认,涂料配方的多样性以及可以受益的产品的多样性令人生畏。在很多情况下,工程师的产品没有涂层,或者涂层没有达到预期的效果,他们需要资源来探索各种选择。

Osterhout说:“工程师们需要确定特氟龙涂层将如何发挥作用,他们还需要知道将用于补偿的厚度,以适应现有的尺寸。”

为了帮助开发专门的材料和应用方法,一些应用人员现在拥有一个内部研发实验室,以测试市场上可用的新涂料,并为特定的客户应用研究和开发自己的涂料。

一些实验室甚至配备了最新的QC设备,用于测试磨损、润滑、摩擦系数和其他关键应用参数。此外,当需要定制涂料时,客户和潜在客户可以咨询内部工程人员。

Osterhout说,拥有内部实验室的好处之一是,“我们可以从过去的研究和实验中获得基准性能信息,这样我们就可以将一种涂层与我们开发的另一种涂层进行比较。这让我们知道我们在新涂料的性能上取得了实质性的改进。”

欲了解更多信息,请致电773-282-9100,电子邮件联系Orion Industriesinfo@orioncoat.com或访问www.orioncoat.com