鲁迅曾经说过“工业领域中有1/3~1/2的能源以各种方式最终消耗于摩擦,机械零件的损坏约有80%是由各种形式的磨损引起的”。

非标常用的耐磨塑料(塑料耐磨那些事儿)(1)

在齿轮/轴承/动密封等用途,而塑料具有轻量化/静音/免维护优势,替代金属越发成熟。这类塑料部件耐磨性直接关系着使用寿命,因此在使用端,塑料耐磨性始终是重要课题。

从供给端来看,以塑代钢逐步深入大趋势下,我天朝高性能塑料合成及改性厂家如雨后春笋,无可避免的内卷后,曾经高冷的PEEK/PPS/高温尼龙乃至芳纶,可以预见将逐渐“飞入寻常百姓家”,那么高性能塑料的耐磨也势必成为一个绕不开的话题。

耐磨这么重要,如何提高塑料的耐磨性呢,我从近期碰到的三个案子来浅谈下塑料耐磨这件事儿。

案例一:

提高塑料耐磨,大部分工程师第一反应是加特氟龙咯,哪里不够加哪里,So easy,妈妈再也不用担心我的耐磨了。PTFE作为添加剂可以明显降低塑料的摩擦系数,从而提高耐磨性,确实是一个不错的选择。但当面对高负载,必须使用高玻纤体系时,PTFE添加量少达不到耐磨效果,添加量大之后摩擦出粉严重(材料过脆),如下图

非标常用的耐磨塑料(塑料耐磨那些事儿)(2)

此时PTFE需要高添加量但会影响物性的的弱点暴露,陷入了两难境地。

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这种情况,添加量少以及耐高温的金属硫化物是更好地选择,在30%玻纤含量的高温尼龙中,特博科金属硫化物SLS22F 添加8%可起到与PTFE添加量15%的同等的耐磨效果(摩擦系数及磨损量),数据见以下:

非标常用的耐磨塑料(塑料耐磨那些事儿)(4)

案例二:

特氟龙(PTFE)本身也是一种耐腐蚀、自润滑树脂,但纯PTFE制品耐磨性差,比如压缩机密封件、液压系统密封件,这些PTFE制品都需要在高速以及高压下保持持久的密封性,越久越好。

客户会加一定比例的铜粉/纤维等填料来提高PTFE抗蠕变等物性,同时添加耐磨剂以进一步提高产品寿命,耐磨剂通常有石墨/PI/PPS/二硫化钼等,比如石墨适合有水条件,PI在铜粉配方中表现好,二硫化钼似乎存在感不强,多作为配角。

然鹅,特博科公司拥有太阳系第一齐全的金属硫化物耐磨剂产品线,其中SLS22F(硫化锡/硫化亚锡的特定比例混合物)尤其适合塑料用途,耐磨损相对于二硫化钼提升40%以上,以下是客户实测数据

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在PTFE用途,特博科还有白色的金属硫化物耐磨剂供选择,可以提高耐磨性,同时不影响制品颜色,相信金属硫化物应用还有更大的空间值得探索。

案例三:

PEEK集高强度与自润滑为一体,本身已非常耐磨,但通过添加特博科SLS 22F10%,PEEK磨损率可继续降低90%(即使相比同等添加量的二硫化钼,也可降低60%以上)。

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通常加碳纤后PEEK会更耐磨,但加入特博科SLS 22F后可以让加了碳纤的PEEK更耐磨,当然能耐磨不稀奇,关键点在于,加入SLS22F对PEEK物性的影响比常用的耐磨剂PTFE/石墨的影响小很多。这样的PEEK将可以用于要求最高强度的领域,比如动力齿轮、重载轴承等,特博科产品在全球领先的原料及制品厂家有众多成功案例,以下是客户的实际测试数据:

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以上是近期接触到的部分耐磨案例,供大家参考。

最后,敲黑板划重点“特博科Tribotecc金属硫化物耐磨剂,谁用谁知道

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