Инженерные решения в области
смазочных материалов и клеев-герметиков

Особенности силиконовых компаундов DOWSIL и Molykote

Силиконовые компаунды DOWSIL и Molykote – материалы, предназначенные как для неподвижных, так и для подвижных соединений. Основная особенность компаундов – способность одновременно выполнять герметизирующие, смазывающие, электроизоляционные и другие функции.

Назначение и особенности силиконовых компаундов от Dow
Состав компаундов Molykote и DOWSIL
Основные характеристики компаундов Molykote и DOWSIL
Применение компаундов

Назначение и особенности силиконовых компаундов от Dow

Идея смазывания состоит в образовании между контактирующими поверхностями подвижных или неподвижных соединений промежуточного слоя смазывающего материала. Основными задачами этого слоя являются снижение трения и износа, предотвращение образования задиров и схватываний.

Дополнительно слой смазки выполняет может выполнять и некоторые другие функции:

  • Предохранять поверхности от образования коррозии

  • Защищать поверхности от воздействий окружающей среды - влаги, пыли, грязи

  • Снижать шум за счет демпфирования вибраций в узлах трения

  • Уносить частицы износа из зоны трения и отводить или подводить тепло

  • Уплотнять соединения

  • Защищать резиновые и пластиковые детали от старения и разрушения

  • Повышать электропроводимость или изолировать соединений

Чтобы выполнять перечисленные и другие функции в различных их сочетаниях смазочные материалы должны иметь определенный набор свойств - агрегатное состояние, вязкость, термостойкость, химическая стойкость, совместимость с конструкционными материалами, адгезия, влагостойкость, стойкость к воздействиям химических сред и газов и так далее.

В одной смазке реализовать все возможные, часто противоречивые, свойства невозможно. Например, невозможно создать смазку, обладающую одновременно электроизолирующими свойствами и высокой электропроводностью. Поэтому для узлов, работающих в самых различных условиях, создано большое количество смазывающих материалов разных видов.

Они производятся как в определенном агрегатном состоянии (жидкие масла, пластичные смазки, компаунды, твердые порошки и антифрикционные покрытия), так и в виде многофазных систем. Компоненты таких материалов химически не взаимодействуют друг с другом и не образуют растворов. К многофазным относятся дисперсии (масла с антифрикционными наполнителями) и пасты (твердые смазочные вещества, диспергированные в смазочных жидкостях).

Классификация смазочных материалов по агрегатному состоянию выглядит следующим образом.

Классификация смазочных материалов

Многие узлы трения вакуумных систем, оборудования, работающего под давлением, точных приборов, электрического оборудования, оборудования, работающего в водной среде или в экстремальных условиях окружающей среды предъявляют к смазочным материалам требования на только по снижению трения и износа, но и по необходимым защитным, герметизирующим, электроизоляционным или теплопроводным  свойствам.

Наиболее полно совместить в себе перечисленные и многие другие свойства могут только компаунды - это выделенные в особую категорию пластичные смазочные материалы (смазки-герметики), изготовленные на базе высоковязких силиконовых масел и неорганических инертных наполнителей.

Ведущим производителем таких материалов является корпорация Dow, которая выпускает силиконовые компаунды под торговыми марками DOWSIL (старое название Dow Corning) и Molykote.

Состав компаундов DOWSIL и Molykote

Компаунды DOWSIL и Molykote обладают уникальными свойствами, которые достигаются тщательным подборов компонентов и их пропорций в составе, а также использованием инновационных технологий при изготовлении.

В качестве базового масла компаунды используют бесцветную кремнийорганическую жидкость  (олигоорганосилоксан) с высокой кинематической взякостью, достигающей нескольких тысяч Сантистокс. Это масло загущается кремнеземом (SiO2), политетрафторэтиленом (C2F4)n или оксидом цинка (ZnO). Для придания новых свойств или повышения эксплуатационных характеристик в формулу компаундов включены различные присадки.


Базовое масло

Базовое масло определяет основные свойства компаундов:
  • Незначительное изменение вязкости в зависимости от температуры
  • Широкий диапазон эксплуатационных температур  от -40...-60 °C и ниже до +200 °C...+300 °C
  • Химическая инертность и стабильность
  • Очень низкое давление насыщенных паров
  • Нерастворимость в воде
  • Гидрофобность (несмачиваемость, способность отталкивать воду)
  • Высокая смачивающая способность (низкое коэффициент поверхностного натяжения)
  • Растворимость в спиртах и ароматических углеводородах
  • Высокие диэлектрические свойства, практически не изменяющиеся при колебаниях температуры или параметров электрической цепи
  • Низкая пожарная опасность
  • Нетоксичность


Загустители


Формула большинства первых силиконовых компаундов основана на применении неорганических соединений (оксид цинка, кремнезем). В настоящее время все чаще в качестве загустителей применяются органические полимеры (например, ПТФЭ - политетрафторэтилен).

В ходе протекания химических процессов при производстве загуститель измельчается. В случае использования дисперсного кремнезема, например, размер его шарообразных частиц достигает 5…50 мкм, а удельная поверхность при этом становится очень большой (до 150...1000 м2/г). Таким образом компаунд приобретает гидрофобные свойства.

При контакте с сопрягаемыми деталями частицы такого размера свободно перекатываются по поверхности, при этом не режут и не царапают ее. Заполняя микронеровности поверхности частицы SiO2 сцепляются с поверхностным слоем металла, изменяя его свойства. Многократно воздействуя на поверхность частицы кремнезема плотно упаковываются и сглаживают микрорельеф. При этом сущесвтенно снижается коэффициент трения.

Благодаря тому, что SiO2 при нагревании не плавится и остается в одном и том же фазовом состоянии температурно-вязкостные характеристики  компаундов на базе этого загустителя в основном определяются вязкостно-температурными характеристиками базового масла.

Силиконовые компаунды на основе силиконовых масел и мелкодисперсного кремнезема (силикагелевые смазки), характеризуются хорошими адгезией, противоизносными, противозадирными и диэлектрическими свойствами, обладают низкой летучестью, высокой химической и водостойкостью, сохраняют свойства в диапазоне температур от -40 до до +200...+230 °C.

Основные характеристики компаундов Molykote и DOWSIL

Силиконовые компаунды Molykote и DOWSIL разрабатывались как разделительные составы – нетвердеющие диэлектрические вещества, создающие антиадгезионный слой между смазываемыми поверхностями. Однако набор эксплуатационных свойств этих материалов оказался настолько удачным, что компаунды с успехом стали использовать и для решения других трибологических задач. Самым популярным применением оказалось смазывание и герметизация как неподвижных, так и подвижных соединений.

Класс консистенции этих уникальных материалов по системе NLGI обычно соответствует 2 или 3 – они напоминают пластичные густые смазки.

Компаунды Molykote и DOWSIL обладают следующими основными свойствами:

  • Совместимостью с резинами и пластмассами
  • Химической стойкостью (Molykote 4 (старое название Dow Corning 4), Molykote High Vacuum Grease (старое название Dow Corning High Vacuum Grease), Molykote 111)
  • Стабильностью свойств в большом диапазоне условий эксплуатации
  • Термостойкостью до +200 °С и выше
  • Низкой летучестью и работоспособностью в вакууме(Molykote High Vacuum Grease, Molykote 111)
  • Высокими диэлектрическими свойствами (Moykote 4, Molykote 7  (старое название Dow Corning 7), Molykote Vacuum Grease, Molykote 111)

Силиконовые компаунды могут одновременно выполнять две, на первый взгляд, противоречивые функции – они не только смазывают, но и герметизируют. При этом подвижность соединения сохраняется.

Эти материалы безопасны для здоровья человека. Многие из них (Molykote 4, Molykote 7, Molykote High Vacuum Grease, Molykote 111) имеют допуски NSF на контакт с продуктами питания (ANSI 51) и питьевой водой (ANSI 61).

Основные характеристики компаундов от компании DOW, поставляемых в Россию, приведены в табл. 2.

Таблица 2. Основные характеристики компаундов и DOWSIL и Molykote

Компаунд Назначение Цвет   Температуры эксплуатации, °C Класс консистенции по NLGI Выделение
масла за 24 часа при температуре 200 °C, %
Испарение масла за 24 часа при температуре 200 °C, % Повышенные электроизоляционные свойства Пищевой допуск
Molykote 111 Смазка, герметизация, электроизоляция Белый или светло-серый, прозрачный  -40…+204 3 0,5 2 + +
Molykote 4 Смазка, герметизация, электроизоляция Белый, полупрозрачный -57…+204 2 4,5 1,4 + +
Molykote High Vacuum Grease Смазка, герметизация От белого до серого, полупрозрачный -45…+200 ~2 0,5 2,0 - +
Molykote 7 Защитное покрытие, разделительный состав Белый, полупрозрачный -40…+204 1 6,5 0,8 + +
DOWSIL 340 Эффективный теплоотвод Белый -45…+200 2 0 0,35 - -
Molykote G-807 Эффективная смазка пар трения металл/пластмасса и металл / резина с защитными функциями Белый -40…+150 - 0,5 1,0  - -

Применение компаундов

Область применения компаундов полностью определяется их рабочими свойствами.

Так, компаунд Molykote 4 был выпущен в 1942 году в качестве электроизоляционного состава. Этому способствовали отличные  диэлектрические свойства и дугостойкость материала. Состав эффективно предотвращал пробои электросистем авиатехники. Благодаря этим же свойствам в настоящее время Molykote 4  применяется в системах зажигания автомобилей, для герметизации разъемных электросоединений и др. Благодаря высоким смазывающе-герметизирующим свойствам многие производители рекомеyдуют Molykote 4 для обслуживания резиновых и пластиковых деталей, для повышения герметичности пневмоклапанов.

Густые силиконовые компаунды Molykote 111 и Molykote High Vacuum Grease отличаются малыми значениями испарения и выделения масла. Это позволяет применять их в вакуумных системах и системах под давлением для смазывания, герметизации и уплотнений. Molykote 111 и Molykote High Vacuum Grease отлично себя зарекомендовали при смазывании сальников и уплотнений, а также элементов запорной и регулирующей арматуры.

Эти материалы сохраняют свои свойства под воздействием воды, в том числе морской, и в суровых погодных условиях, поэтому широко применяются в качестве герметиков для судового оборудования. Благодаря стойкости к химически агрессивным средам они применяются для создания химических барьерных составов.

Molykote 111 имеет  хорошие диэлектрические свойства. Благодаря густой консистенции его удобно использовать для герметизации высоковольтных электроконтактов.

Термостабильный компаунд Molykote 7 устойчив к окислению. Он химически не взаимодействует с металлами и пластмассам, не растворяется в воде, минеральных маслах и спиртах. Благодаря этим характеристикам Molykote 7 используется в качестве разделительной среды, а также для смазки и защиты оборудования по переработке полимеров и эластомеров, а также при производстве керамических изделий, в плавильном и литейном производстве, при формировании сварных швов и т.п.

Компаунд для охлаждения процессораКомпаунд DOWSIL 340 имеет высокий коэффициент теплопроводности, поэтому его используют для обеспечения эффективной передачи между металлическими, пластиковыми и керамическими элементами в качестве промежуточной среды. Незначительное изменение физико-химических характеристик в очень широком диапазоне температур позволяют применять этот компаунд для обслуживания систем охлаждения двигателей авиационного транспорта и другого особо ответственного оборудования.

Силиконовый компануд Molykote G-807 также характеризуется широким диапазоном рабочих температур. Он имеет в своем составе модифицированный политетрафторэтилен, обеспечивающий этому материалу высокие антифрикционные свойства и устойчивость к коррозии, совместимость со многими полимерами и эластомерами. Основная область применения компаунда – смазывание пар трения пластик/металл и металл/резина электромеханического оборудования.

Применение компаундов для запорной арматурыИзвестно, что контакт традиционных смазок с водой или продуктами питания приводит к ухудшению их вкусовых характеристик и может принести вред здоровью человека.

Именно поэтому силиконовые компаунды Molykote с пищевыми допусками оказываются оптимальным решением при эксплуатации оборудования питьевого водоснабжения и пищевых предприятий.

Силиконовые компаунды Molykote 111, Molykote 4, Molykote 7 и Molykote High Vacuum Grease имеют пищевые допуски NSF/ANSI 51 (материалы для применения в оборудовании при производстве продуктов питания) и NSF/ANSI 61 (материалы для применения в системах питьевого водоснабжения), а Molykote 111, Molykote 4 и Molykote 7, кроме того, соответствуют требованиям стандарта FDA 21 CFR 175.300 (для материалов с возможностью случайного контакта с продуктами питания). Компаунд Molykote 111 имеет одобрение на применение в системах питьевого водоснабжения от организации WRAS (Water Regulations Advisory Scheme).

Все эти допуски и разрешения подтверждают абсолютную безопасность силиконовых компаундов для здоровья человека.

Уникальный набор физико-химических свойств и характеристик силиконовых компаундов Molykote и DOWSIL, обеспечивает их эффективную эксплуатацию в таких областях производства и применениях, в которых другие материалы оказываются бессильны.