Pó fino de carboneto de silício (SiC) para enchimento resistente ao desgaste em revestimentos modificados com PTFE.
O pó fino de carboneto de silício (pó fino de SiC preto/verde, como pó ultrafino de 10 mícrons, 7 mícrons e 5 mícrons) pode ser utilizado como carga resistente ao desgaste modificada com PTFE. É uma das principais cargas cerâmicas duras para revestimentos autolubrificantes resistentes ao desgaste na indústria, adequada para revestimentos compósitos de PTFE à base de água/solvente e revestimentos resistentes ao desgaste a alta temperatura de organossilício-PTFE.
I. Vantagens da incorporação de pó fino de SiC em revestimentos de PTFE
1. Resistência ao desgaste e a riscos significativamente melhorada: O PTFE puro é macio e possui uma dureza extremamente baixa, tornando-o propenso ao desgaste e ao desprendimento do revestimento devido ao atrito recíproco e aos riscos causados por objetos duros. O SiC, com uma dureza de 9,2 na escala de Mohs, supera largamente a do coríndon branco e do quartzo, formando uma estrutura de suporte rígida no interior do revestimento.
– Nas mesmas condições de trabalho, o desgaste do revestimento é reduzido em 70% a 85% e a vida útil é prolongada 3 a 5 vezes;
– Pode resistir ao atrito recíproco prolongado de peças metálicas, areia e deslizadores de plástico, sendo adequado para condições de utilização intensa e elevada resistência ao desgaste.
2.º Superando as limitações inerentes do PTFE
1. Condutividade e dissipação térmica melhoradas, prevenindo o desgaste térmico.
O PTFE puro apresenta uma condutividade térmica extremamente baixa (0,25 W/m·K), amolecendo e falhando facilmente devido à acumulação de calor por fricção; o SiC possui uma excelente condutividade térmica, dissipando rapidamente o calor por atrito, melhorando o limite PV do revestimento, tornando-o adequado para vedantes deslizantes de alta velocidade e revestimentos de rolamentos.
3. Redução da deformação a frio e da resistência à fluência:
Ao limitar o deslizamento da cadeia molecular do PTFE, o revestimento torna-se menos propenso a deformações, abaulamentos e deslocamentos sob altas temperaturas e pressões.
4. Adesão melhorada do revestimento e resistência ao impacto:
Os micropós duros formam uma estrutura de ancoragem física, melhorando a adesão entre o revestimento e o substrato metálico, reduzindo o descascamento e o rachamento causados pelos impactos.
5. Compatibilidade de Estabilidade Química: O PTFE
SiC é resistente a ácidos, álcalis, solventes e altas temperaturas (temperatura de decomposição > 1800℃), compatível com a ampla gama de resistência à corrosão do PTFE, prevenindo falhas por corrosão do material de enchimento em condições de meios ácidos, alcalinos, oleosos e químicos.
6.º Efeito sinérgico do sistema de fricção:
O PTFE proporciona uma autolubrificação com um coeficiente de fricção ultrabaixo, enquanto o SiC oferece uma estrutura resistente ao desgaste. O composto macio e rígido forma uma película de transferência contínua e estável, resultando num menor desgaste das peças em contacto e sem flutuações severas de desgaste abrasivo.
II. Pontos-chave para a seleção do processo (para revestimentos)
1. Seleção do tamanho das partículas:
Dê prioridade aos pós de SiC ultrafinos, como 28 μm, 20 μm, 14 μm, 10 μm, 7 μm e 5 μm:
– O SiC de grão grosso (abrasivos da série F) provoca facilmente superfícies de revestimento rugosas, riscos nas peças de acoplamento e entupimento da pistola de pulverização;
– As partículas de carboneto de silício W7-W28 têm tamanhos equivalentes a 600-2500 mesh, resultando num revestimento fino e liso sem comprometer a lisura superficial do PTFE.
2. Proporção de adição recomendada (fração mássica)
– Revestimento geral resistente ao desgaste: 8%–15% proporciona um desempenho global ideal e a menor taxa de desgaste;
– Para aplicações de serviço pesado e de elevada resistência ao desgaste, o limite superior não deve exceder os 20%;
ultrapassar os 20% causará dois problemas principais:
1.Um teor reduzido de PTFE resulta numa antiaderência e autolubrificação significativamente piores;
2. O excesso de pó dificulta a dispersão, resultando em sedimentação do revestimento, nivelamento inadequado da pulverização e tendência para a formação de poros e fragilidade no revestimento.
3. Chave para a Dispersão: Modificação com Agente de Acoplamento de Silano.
O pó de SiC possui uma superfície altamente polar e a adição direta à emulsão de PTFE/resina de silicone leva facilmente à aglomeração e sedimentação; a utilização de silanos KH550/KH560/KH570 para a modificação da superfície melhora a compatibilidade do pó com resinas orgânicas e PTFE, aumentando significativamente a estabilidade da suspensão.
III. Cenários de Aplicação
1. Revestimento autolubrificante resistente ao desgaste industrial:
Superfícies de vedação de válvulas hidráulicas, chumaceiras deslizantes, revestimentos resistentes ao desgaste de engrenagens e camadas antiaderentes resistentes ao desgaste para rolos de tapetes transportadores;
2. Revestimento antiaderente para desmoldagem
de moldes de injeção de borracha e plástico, moldes de fundição injectada, combinando propriedades antiaderentes com resistência à erosão e ao desgaste;
3. Revestimento antiaderente de alta qualidade para
utensílios de cozinha, como assadeiras e frigideiras comerciais, resistente a riscos de longa duração causados por espátulas de metal;
4. Revestimento composto resistente à corrosão e ao desgaste:
Equipamento químico, veios de mistura, revestimentos de bombas, resistente à erosão por fluidos e partículas.
