全氟聚醚油在光伏设备润滑中的应用

全氟聚醚油在光伏设备润滑中的应用

魏巧玲

中国石化润滑油有限公司 100085

摘要：光伏发电具有清洁可再生性，发展前景广阔。本文详细探讨了光伏行业关键设备干式真空泵的使用工况和所面临的的润滑难题，深入分析了全氟聚醚润滑油在干式真空泵润滑中的显著优势。最后介绍了中国石化润滑油有限公司研制的长城氟素真空泵油系列产品，其性能卓越，已在国内众多光伏企业中广泛应用，收获了良好的市场反响。

关键词：光伏行业；干式真空泵；全氟聚醚；长城氟素润滑油

1 前言

能源是经济发展的重要驱动力，但随着科技进步，能源消耗加剧，传为保障国家安全和长期发展，必须加快对可持续性的清洁能源的开发，如光伏、风能以及生物质能等[1]。

光伏发电利用光生伏特效应将太阳能转为电能的一种技术，发展前景广阔[2]。光伏产业涵盖硅材料提纯、电池制造、封装及系统集成等环节。其中太阳能电池作为光伏发电系统的核心部件，其生产离不开在真空环境中进行的关键工艺步骤，这就对所使用的真空泵提出了特殊要求[3]。

传统的油封式真空泵需加入水、油或其他物质作为工作介质，但存在诸多不足，如某些工艺过程产生的反应物会与泵内工作介质发生反应，导致真空泵工作异常，或真空泵抽气过程中将工作介质带入反应容器中，影响产品质量等。故对于半导体、光伏电池等严格要求产品质量、避免溶剂污染的行业，常采用干式真空泵。干式真空泵无需工作介质，直接在大气压下抽气，并将所抽气体排入大气中。

2 干式真空泵使用工况及润滑需求

太阳能电池制造环节中所用干式真空泵具有以下工作特点：

（1）工作温度高。若润滑油品选择不当，则会造成因黏度过稀而流失，或氧化变质，甚至发生燃烧，从而影响真空泵的正常运转。

（2）存在腐蚀性气体。抽真空过程中往往会通入或生成一些腐蚀性气体，例如氟气、氯气等，若使用烃类油品润滑，易反应生成酸性氧化物，对真空泵金属部件产生腐蚀。

（3）可能存在氧气。有些真空泵使用过程需通入氧气，若使用矿物型润滑油润滑设备，易发生爆炸，存在安全隐患。

干式真空泵价格昂贵且维修成本高，保证设备安全稳定运行至关重要，润滑油品的润滑效果好坏成为关键因素。然而，面对干式真空泵严苛的工况与润滑需求，常规矿物润滑油及合成润滑油已难以满足其性能要求。需寻求其他性能卓越的润滑油，以确保真空泵稳定运行，避免润滑不当带来的安全隐患，减少因维修停机造成的经济损失，进而提升整体生产效率和经济效益。

3 全氟聚醚润滑油简介

全氟聚醚（PFPE）是仅由C、F、O组成的高分子聚合物，表现为透明液态，无色无味[4, 5]。其分子结构与烃类聚醚相似，但C-H键被C-F键取代，F原子的电负性使全氟聚醚表现出优异的化学惰性、电绝缘性、抗辐射性和热氧化稳定性。同时，PFPE分子结构中的C-O-C键的存在赋予其良好黏温性能。

经端基稳定化处理的高分子量PFPE可做特种润滑油使用，在高温、氧气、真空等严苛条件下为设备提供卓越的润滑保护，广泛应用于航空航天、石油化工、核工业、半导体等领域[6-8]。

4 长城氟素润滑油在干式真空泵中的应用

中国石化润滑油有限公司专为干式真空泵设计了长城氟素真空泵油系列，适用于高温、高真空及腐蚀气体环境。长城氟素真空泵油以全氟聚醚油为基础油，经分子蒸馏精制调配而成，具有以下优异的理化性能：

（1）饱和蒸气压低至10-8 torr，具有极低的挥发性，使用周期长；

（2）无闪点，不燃烧也不支持燃烧；

（3）良好的化学相容性，与大多数橡胶、塑料、金属接触不反应；

（4）极好的化学惰性，与耐强酸、强碱、强氧化剂，以及F2、IF8等强腐蚀性介质不反应；

（5）良好的黏温性能，可适应高低温环境的快速变化；

（6）良好的氧化安定性，不与氧气发生反应。

长城氟素真空泵油产品系列包括4891号氟素真空泵油、4892号氟素真空泵油、4893号氟素真空泵油和4894号氟素真空泵油，其典型数据及与竞品的性能对比如表1所示。可以看出，长城氟素真空泵油理化性能与竞品相当。

目前，长城氟素真空泵油已在多个光伏企业得到应用，并获得沈阳某仪器公司、广东某电子公司、江苏某光伏设备制造公司等行业龙头企业技术认证，展现出其卓越的使用性能和广泛的市场认可。

表1. 长城氟素真空泵油系列产品典型数据及其与竞品性能对比。

5 结束语

在全球环境问题日益严峻的背景下，光伏产业正加速发展。其多个关键生产设备均需要配套干式真空泵，所用的干式真空泵因与腐蚀性气体接触，对润滑油品质要求极高。为此中国石化润滑油有限公司研制出长城氟素真空泵油系列产品，具有挥发性小、化学惰性好、使用温域宽、氧化安定性好等特点，已应用于国内多家光伏企业生产设备，并取得技术认证。

参考文献

[1]江华. 未来光伏发电技术的发展趋势预测 [J]. 太阳能, 2022, (1): 5-13.

[2]赵争鸣, 孙晓瑛, 刘建政. 太阳能光伏发电及其应用 [M]. 太阳能光伏发电及其应用, 2005.

[3]王东. 太阳能光伏发电技术与系统集成 [M]. 太阳能光伏发电技术与系统集成, 2011.

[4]Sianesi D., Zamboni V., Fontanelli R., et al. Perfluoropolyethers: Their physical properties and behaviour at high and low temperatures [J]. Wear, 1971, 18 (2): 85-100.

[5]赵明强, 李辉, 张炉青, et al. 全氟聚醚的研究进展 [J]. 山东化工, 2009, 38 (4): 25-27.

[6]谢宇. 全氟聚醚润滑剂 [J]. 合成润滑材料, 2005, 32 (4): 38-42.

[7]侯玲玲, 张景利. 全氟润滑油的合成、性质及应用 [J]. 化学推进剂与高分子材料, 2012, 10 (2): 48-51.

[8]张亨. 含氟合成润滑油及其应用 [J]. 有机氟工业, 2002, (3): 32-35.

作者简介：魏巧玲，硕士研究生，主要从事润滑油及特种润滑剂产品研究与应用工作。