润滑膜用组合物及包含其的压缩机技术领域
本发明涉及润滑膜组合物及涂敷有润滑膜的压缩机,更详细地,涉及
用于使铁类或铝类滑动部件的耐磨耗性、烧结性、耐热性及润滑性优秀的
表面处理用涂敷组合物和上述组合物涂敷于在压缩机内相对滑动的部件,
以实现高的滑动性和可靠性的压缩机。
背景技术
在多用作汽车空调装置的压缩机的斜板式压缩机中,倾斜地固定于旋
转轴的斜板和插入于上述斜板的前后面的多个蹄片与活塞相结合来工作。
若旋转轴旋转,则设置于旋转轴的盘形态的斜板旋转,使介入有上述蹄片
的斜板的旋转运动转换为活塞的往复运动来压缩制冷剂,并使上述制冷剂
膨胀并放出。在这种斜板式压缩机中,在运转初期,在润滑油到达存在有
制冷剂的外壳内之前,当金属材料的斜板和蹄片滑动时,滑动部成为无润
滑油的状态,从而容易发生烧结现象。
为了使用铁类或铝类材质的斜板来增大聚四氟乙烯(PTFE,
polytetrafluoroethylene)、MoS2、WS2、鳞状石墨等的固体润滑剂和耐磨
耗性或对于基材的紧贴性,制备成将混合金属氧化物或硅烷偶联剂等与聚
酰胺酰亚胺(polyamideimide)树脂等的粘结剂的材料分散于多种溶剂的
滑动状态的滑动部件,在斜板的前后面形成润滑膜(专利文献1至专利文
献2)。在这种润滑部件的组合中,根据斜板的表面状态、由粘结剂树脂、
固体润滑剂、添加剂及溶剂等组成的滑动部件的物性及将上述滑动部件涂
敷于斜板表面的条件等,润滑特性呈现相当的差异。观察专利文献1中公
开的内容,可知具有如下特征的情况:研磨加工圆板状的钢板的两个表面,
来在与蹄片滑动的滑动面形成配合有40~50重量百分比的氟树脂(聚四
氟乙烯(PTFE)等)、1~10重量百分比的石墨、45~55重量百分比的基
质树脂的低摩擦树脂覆盖层,在专利文献2中公开有由30~70重量百分
比的粘结剂、25~60重量百分比的固体润滑剂及5~10重量百分比的其
他添加材料组成的润滑部件。但是,在上述例中只公开了润滑部件的比率,
未提到对于润滑部件涂料的组合物的液相浆料组合,因此,缺少用于涂敷
滑动部件的工作的滑动部件浆料中的固体成分(粘结剂、固体润滑剂、其
他添加剂等)的含量、溶剂的种类及滑动部件液相涂料的粘性等的内容。
但在实际上将上述滑动部件涂敷于斜板的表面的工作中,预料到与对于固
体润滑剂的组合物的组成比一同根据溶剂的种类及其添加量的固体成分
含量及粘性变化等对润滑部件的耐磨耗性、与基材的附着性、耐热性、耐
久性、烧结性及润滑性等的各种物理化学特性产生影响。实际上在溶剂的
量过量的情况下,通过任何涂装方式也难以得到均匀并薄的涂敷层,在粘
性太低的情况下,因对基材的涂料的附着力弱,因而难以形成所需厚度的
涂敷膜。
(专利文献1)日本公开特许特开2009-209727(2009.9.17)
(专利文献2)韩国登录特许10-1086847(2011.11.18)
发明内容
本发明的目的在于,涉及润滑膜用组合物及包含其的压缩机,更详细
地,提供上述压缩机通过调节作为粘结剂的热固化性或热塑性聚酰亚胺类
树脂、固体润滑剂、多种溶剂及其他填充剂等的配合比例来提高耐磨耗性、
非烧结性、润滑性及耐热性之外,还提高与基材的附着力及可挠性,从而
在将CO2气体作为制冷剂使用的情况下,也不发生烧结的优秀的润滑膜
组合物及涂敷有该润滑膜组合物涂料的压缩机。
用于完整的理解本发明,公开了各种特殊的详细事项,例如,特殊形
态、组合物及工序等。但是,特定的具体例除了其特殊详细事项中的一种
以上,还可以与其他公知的方法及形态一同执行。再一实例中,公知的工
序及制备技术为了不含糊本发明,未公开特定的详细事项。对于“一种具
体例”或“具体例”的本说明书的整个参照意味着与具体例相结合而公开
的特殊特征、形态、组合或特性包含于本发明的一个以上的具体例。因此,
在整个本说明书的各种位置表现的“在一种具体例”或“具体例”不一定
表示本发明的同样的具体例。追加地,特殊的特征、形态、组合或特性能
够在一种以上的具体例中通过适当的方法来进行组合。
在一具体例中,涉及由聚酰亚胺类树脂、固体润滑剂、填充剂、硅烷
偶联剂(silanecouplingagent)及溶剂组成的润滑膜组合物。
在一具体例中,涉及以整体组合物的重量为基准,包含10重量百分
比至24重量百分比的上述聚酰亚胺类树脂、6重量百分比至10重量百分
比的固体润滑剂、1重量百分比至2.5重量百分比的填充剂、0.1重量百分
比至2.4重量百分比的硅烷偶联剂及70重量百分比至80重量百分比的溶
剂的润滑膜用组合物。
上述润滑膜组合物的特征在于,包含1.6:1至3:1重量比率的聚酰亚
胺类树脂及固体润滑剂,上述粘结剂树脂使用作为热固化性树脂的聚酰胺
酰亚胺(polyamideimide),作为固体润滑剂例如还可以使用聚四氟乙烯
(polytetrafluoroethylene)、少量的鳞片状二硫化钼(molybdenum
disulfide)、二硫化钨(tungstendisulfide)、六方氮化硼(h-BN)及膨胀
石墨等,优选地,将聚四氟乙烯作为润滑剂来使用。
在一具体例中,其特征在于,作为填充剂使用碳化硅(SiC)、氧化铝
(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、炭黑(C)等的微粉末,为
了增进对于固体润滑剂或填充剂等基材的附着,使用硅烷偶联剂。
在一具体例中,其特征在于,上述固体润滑剂是微粉末,其中,聚四
氟乙烯(PTFE)的平均粒径0.1至1μm,鳞片状二硫化钼(MoS2)、二
硫化钨(WS2)、六方氮化硼(h-BN)及膨胀石墨的平均粒径为2μm以下。
在一具体例中,其特征在于,上述填充剂是选自由碳化硅(SiC)、氧
化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)及炭黑(C)组成的组
中的两种以上,上述填充剂是平均粒径为2μm以下的微粉末。
在一具体例中,其特征在于,上述硅烷偶联剂选自由氨基苯基三甲氧
基硅烷(aminophenyltrimethoxysilane,C9H15NO3Si)、N-(2-氨乙基)-3-
氨丙基三甲氧基硅烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl
trimethoxysilane,C8H22N2O3Si)、双[3-(三乙氧基丙基)胺](bis
(triethoxypropyl)amine,C18H43NO6Si2)、(氯甲基)苯基乙基三甲氧基
硅烷(chloromethyl)phenylethyltrimethoxysilane,C12H19ClO3Si)、1,
3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂(0)(Pt(0)-1,3-divinyl-1,
1,3,3-tetramethyldisiloxane)组成的组。
在一具体例中,涉及润滑膜用组合物,其特征在于,为了制备在压缩
机斜板中用于涂敷上述润滑部件的组合物,可以混合多种溶剂来使用,作
为溶剂可以使用包含选自由N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP,
N-methyl-2-pyrrolidone)、二甲苯(Xylene)、甲氧基乙酸丙酯
(methoxypropylacetate)、二甲基乙酰胺(DMAC)、丁酮(butanone)
及甲乙酮(MEK)组成的组中的四种以上的化合物的溶剂,更优选地,
使用包含N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲苯(Xylene)、二甲基乙酰胺
(DMAC)及甲乙酮(MEK)的溶剂来调节润滑膜用组合物的固体成分
及粘性。
在一具体例中,其特征在于,上述溶剂包含重量比率为2.5:1至4:1
的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)及二甲基乙酰胺(DMAC,
Dimethylacetemide)。
在一具体例中,其特征在于,上述润滑膜用组合物的组成比,以整体
组合物重量为基准,由20~40重量百分比的固体成分和60~80重量百分
比的溶剂组成,最适合的组成比是固体成分为22~24重量百分比,溶剂
为76~78重量百分比,上述固体成分的粘度为30~40cP。
一具体例中,涉及润滑膜组合物的制备方法,上述润滑膜组合物的制
备方法包括:步骤ⅰ),在溶剂中混合聚酰亚胺类树脂来制备第一混合物,
步骤ⅱ),在第一混合物中混合固体润滑剂来制备第二混合物,以及步骤
ⅲ),在第二混合物中混合硅烷偶联剂及填充剂。
本发明的特征在于,上述聚酰亚胺类树脂为聚酰胺酰亚胺,上述固体
润滑剂为聚四氟乙烯(PTFE),上述溶剂为包含N-甲基-2-吡咯烷酮
(NMP)、二甲苯(Xylene)、二甲基乙酰胺(DMAC,Dimethylacetemide)
及甲乙酮(MEK,Methylethylketone)的溶剂,上述填充剂作为选自由
碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)及炭
黑(C)组成的组中的两种以上,上述填充剂为平均粒径为2μm以下的
微粉末。
在一具体例中,第一部件的第一滑动面和第二部件的第二滑动面相对
运动的压缩机中,将上述润滑膜组合物及通过润滑膜组合物的制备方法而
制备的润滑膜组合物涂敷于上述第一滑动面或上述第二滑动面中的某一
侧来形成润滑膜。上述润滑膜的特征在于,厚度为8至25μm,上述润滑
膜的涂敷方法的特征在于,包括如下的步骤:涂覆后在80至120℃温度
下进行1小时以上的干燥后,在200至300℃温度下进行40至120分钟
的烧成;以及在20至30℃温度下,对烧成的基材进行3小时以上的冷却。
上述喷雾工序将要涂敷的上述组合物供给到喷雾工序内,上述组合物的粒
子通过供给线引导,粒子以载气流(carriergasstream)收集的方式通过
入口出来,载气流向往用于涂敷目的而涂敷的部件。为了使粒子附着于涂
敷的部件,从属于涂敷方法及材料,以为了使粒子附着于涂敷的部件而传
递能量。例如,意味着在喷雾期间加热粒子,从而产生能量,粒子与涂敷
的部件发生冲突时,用于加速而引入的运动能量变形或转化为热量来进行
涂敷的工序。上述沉积工序涉及了部件的表面处理,是指以恒定的厚度涂
敷表面的工序,并意味着单纯旋转部件的表面,并投入干燥炉来使其固化
的工序。
根据本发明,铁类及铝类斜板的表面涂敷用润滑膜组合物根据固体成
分及粘性的变化而在干燥及烧成工序中,呈现出对表面的紧贴性和润滑性
等产生大的影响。
具体实施方式
以下,通过实施例更加详细说明本发明。这种实施例只是用于详细说
明本发明,根据本发明的要点,本发明的发明要求保护范围不局限于这些
实施例,这对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说是显而易见的。
实施例1
润滑膜用组合物的制备
制备例1
以整体组合物的重量为基准,包含16重量百分比的聚酰胺酰亚胺
(PAI)、10重量百分比的聚四氟乙烯(PTFE)、0.5重量百分比的硅烷偶
联剂、1.5重量百分比的炭黑、1.0重量百分比的氧化铝(Al2O3)及71重
量百分比的溶剂的润滑膜组合物中,上述溶剂包含27重量百分比的N-
甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、9重量百分比的二甲苯、20重量百分比的甲乙
酮(MEK)、15重量百分比的二甲基乙酰胺(DMAC)。将上述润滑膜组
合物,以8~25μm的厚度涂敷于以粗糙的方式处理表面粗糙度的斜板的
表面后,在80至120℃温度下进行1小时以上的干燥后,在200至300℃
温度下进行40至120分钟的烧成,以及在20至30℃温度下对烧成的基
材进行3小时以上的冷却。
制备例2
与制备例1不同,以整体组合物的重量为基准,包含19重量百分比
的聚酰胺酰亚胺(PAI)、7重量百分比的聚四氟乙烯(PTFE)、1重量百
分比的炭黑、1.5重量百分比的氧化铝(Al2O3)及66重量百分比的溶剂
的润滑膜组合物中,上述溶剂包含10重量百分比的二甲基乙酰胺
(DMAC),剩余部分通过与制备例1相同的方法制备。
制备例3
与制备例1不同,以整体组合物的重量为基准,包含6重量百分比的
聚四氟乙烯(PTFE)、0.5重量百分比的炭黑及81重量百分比的溶剂的润
滑膜组合物中,上述溶剂包含37重量百分比的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)
及10重量百分比的二甲基乙酰胺(DMAC),剩余部分通过与制备例1
相同的方法制备。
制备例4
与制备例1不同,以整体组合物的重量为基准,包含8重量百分比的
聚四氟乙烯(PTFE)、0.5重量百分比的炭黑、0.5重量百分比的氧化铝
(Al2O3)及81.5重量百分比的溶剂的润滑膜组合物中,上述溶剂包含37.5
重量百分比的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)及10重量百分比的二甲基乙
酰胺(DMAC),剩余部分通过与制备例1相同的方法制备。
比较例1
以整体组合物的重量为基准,包含25重量百分比的聚酰胺酰亚胺
(PAI)、15重量百分比的聚四氟乙烯(PTFE)、2.5重量百分比的硅烷偶
联剂、2.5重量百分比的炭黑、2.0重量百分比的氧化铝(Al2O3)及53重
量百分比的溶剂的润滑膜组合物中,上述溶剂包含24重量百分比的N-
甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、5重量百分比的二甲苯、17重量百分比的甲乙
酮(MEK)、7重量百分比的二甲基乙酰胺(DMAC)。剩余部分通过与
制备例1相同的方法制备。
比较例2
以整体组合物的重量为基准,包含30重量百分比的聚酰胺酰亚胺
(PAI)、13重量百分比的聚四氟乙烯(PTFE)、2.5重量百分比的硅烷偶
联剂、2.5重量百分比的炭黑、2.0重量百分比的氧化铝(Al2O3)及50重
量百分比的溶剂的润滑膜组合物中,上述溶剂包含20重量百分比的N-
甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、7重量百分比的二甲苯、15重量百分比的甲乙
酮(MEK)、8重量百分比的二甲基乙酰胺(DMAC)。剩余部分通过与
制备例1相同的方法制备。
比较例3
以整体组合物的重量为基准,包含35重量百分比的聚酰胺酰亚胺
(PAI)、10重量百分比的聚四氟乙烯(PTFE)、2.5重量百分比的硅烷偶
联剂、2.5重量百分比的炭黑、2.0重量百分比的氧化铝(Al2O3)及48重
量百分比的溶剂的润滑膜组合物中,上述溶剂包含18重量百分比的N-
甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、8重量百分比的二甲苯、12重量百分比的甲乙
酮(MEK)、10重量百分比的二甲基乙酰胺(DMAC)。剩余部分通过与
制备例1相同的方法制备。
实施例2
润滑膜用组合物的特性比较
比较了通过制备例1至制备例4及比较例1至比较例4制备的润滑膜
用组合物及包含上述润滑膜用组合物的压缩机的特性。
表1
(固体成分;20-30重量百分比,粘度;30-40cP/at25℃)
上述的米勒(ML)试验是从向斜板供给润滑油的正常的运转状态任
意调节为无润滑油的异常状态,并测定能够将此状态维持什么程度的磨损
耐久性试验。其将假设使用产品时可能发生的最坏的条件,并在表2的夺
取(seizure)试验米勒(ML)基准表中的步骤6中以2,300rpm、200kgf
荷重的无润滑状态下运行7分钟以上,才能够通过基准的方式设定。
RL实验是在正常运转状态下,由外部的冲击或其他因素受异常荷重
的情况下,决定是否承受多少荷重的耐荷重试验。表3的夺取(seizure)
试验,从RL基准表的步骤1到步骤3是正常的运转状态,步骤4作为在
维持正常运转状态(1000rpm,润滑油供给状态)的同时使荷重从45kgf
继续增加的实验,因此规定为荷重能够维持1300kgf以上才能够通过基
准。
表2
表3
如表1所述,可知在制备例1至制备例4的条件下ML及RL都通过
了试验基准。即,可知,在润滑部件液相涂料的固体成分为20~26重量
百分比、粘度为30~40cP的范围下,在上述液相涂料组合物的范围内能
够满足所有试验基准。但可知,固体成分浓度及粘度超过上述范围的结构
比时呈现未能够满足试验规格的结果。因此,可知,铁类或铝类斜板的表
面涂敷用润滑膜组合物在粘结剂、固体润滑剂、其他添加剂及溶剂的结构
比非常窄的范围内调整时,能够生产符合规格的产品。
以上只不过是例示性地说明了本发明的技术思想,本发明所属技术领
域的普通技术人员能够在不超过本发明的本质特性的范围内进行多种修
改及变形。因此,本发明公开的实施例不是作为限制本发明的技术思想,
而是用于说明本发明,本发明的技术思想的范围不能由这种实施例限制。
本发明的保护范围应当由发明要求保护范围而解释,在与其等同的范围内
的所有技术思想,应当解释为包括于本发明的权利范围内。