CN102165264B - 家用电器的配件和润滑剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配件，例如特别是用于家用电器的拉伸导轨，其包括至少两个可互相相对移动的轨道，所述轨道通过滚动体相互引导。在此所述滚动体(4)的滑道(6，8)在轨道(2，3)上至少分区段地经由包含氮化硼和/或聚硅氧烷的润滑剂(7)润滑。这使得可以有效使用即使在高温下也是稳定的润滑剂(7)。本发明还涉及一种润滑剂，特别是用于家用电器中配件的润滑剂，其具有超过600℃的温度稳定性并可在湿区域和潮湿区域使用。

Description

家用电器的配件和润滑剂
本发明涉及一种配件，例如拉伸导轨，特别是用于烤炉的拉伸导轨，其包含至少两个可互相相对移动的轨道，所述轨道通过滚动体引导，本发明还涉及一种润滑剂。
对于拉伸导轨在较高温度范围下的应用，很多已知的润滑剂都达到了材料容许负荷的极限。很多已知的液体润滑剂，例如多氟化的化合物尽管具有极好的滑动和润滑特性，但是在较高温度范围下都不再可用。
因此，这是一项技术挑战，提供一种合适的配件，特别是一种拉伸导轨，它在低于室温时和高达600℃的温度下总是具有保持不变的良好的润滑和滑动特性。此外，还要求涂层的耐化学性以及成本有利的制造方法和涂覆方法。
EP1589291A1公开了一种一般性的拉伸导轨，它具有装配在滚动体保持架上的滚动体。其中所述滚动体的保持架具有润滑层，尤其是提供在漆中掺入氮化硼。在此，所述涂层扩展到所述滚动体保持架的整个面。因为出于成本考虑氮化硼只用于绝对要求其特殊的材料特性的领域，重要的是，在应用这种化合物时尤其是成本尽可能优化的应用。因此，如EP1589291A1中所述大面积涂布是没有意义的。
本发明的目的在于，提供一种配件，特别是拉伸导轨和润滑剂，所述润滑剂在低温和高温下使用时都可以在长时间内使轨道容易操纵。
所述目的通过具有拉伸导轨（1），特别是用于烤炉的拉伸导轨，其包含至少两个可互相相对移动的轨道（2,3），所述轨道通过滚动体（4）相对引导，其特征在于，所述滚动体（4）的滑道（6,8）在轨道（2,3）上至少分区段地经由包含氮化硼和/或聚硅氧烷的润滑剂（7）润滑的技术特征的拉伸导轨，具有润滑剂，特别是用于家用电器中的配件的润滑剂，其特征在于，所述润滑剂（7）包含氮化硼和/或聚硅氧烷并且具有-50℃至超过600℃的温度稳定性的技术特征的润滑剂以及具有权利要求27的技术特征的配件来实现。
通过根据本发明的解决方案，将包含氮化硼和/或聚硅氧烷的润滑剂至少分区段地涂覆在滑道的明显较小的面上。从而可以在较少材料消耗情况下有针对性地进行润滑。
六方氮化硼被证实是在较高温度应用范围最佳的润滑剂和增滑剂（Gleitmittel）。除了对碱熔体和碱性溶液之外，它是化学惰性和氧化稳定的。氮化硼的结构很大程度上类似于石墨，并且从900℃的温度起氮化硼就转化成立方β-氮化硼。
所述润滑剂优选作为润滑糊、悬浮体或以粉末形式进行施用。所述润滑剂由此可以用于工业化的批量生产。此外，这种施用形式使得可以非常精确地选择和涂布施用面。
根据一种优选的实施方式，所述润滑剂混合物是由氮化硼、石墨和高温脂肪组成的混合物，其中的质量份额w（氮化硼）在5%至30%之间，优选质量份额w（氮化硼）在10%至20%之间。使用相对成本有利的石墨作为其它润滑剂组分，还使用高温脂肪作为基质和载体物质，它们额外辅助氮化硼的增滑作用和润滑作用。然而，石墨在较长的加热过程中，释放出其中嵌入的水分子，这短暂降低了润滑作用，而氮化硼在高温下，特别是超过200℃时也保持润滑作用。
另外，所述润滑剂可以有利地优选包含硅糊、硅脂和/或硅油作为聚硅氧烷化合物，在温度超过300℃时，例如在烤炉的热解操作中，上述物质不燃烧。这些实施方案之间的一致性（Konsistenz）可以通过混合改变。
根据润滑剂包含作为硅糊、硅脂和/或硅油的硅化合物且包含硫化钼，为了辅助增滑作用，所述润滑剂混合物可以包含硫化钼和聚四氟乙烯，特别是在低于300℃的应用领域中。
在通过滑动研磨涂覆润滑剂之后的后处理使得可以将润滑剂和增滑剂更好地分布和附着在金属基底上。
在一种有利的实施方式中，所述润滑剂具有超过600℃的温度稳定性，这使得它在例如食品烤箱
Figure GDA0000378937800000031
中的应用和通过热解来清洁成为可能。
此外有利的是，所述润滑剂具有触变性，即所述糊在机械作用下粘度降低并且在长时间静置之后才能重新调整到初始粘度。所述糊由此可以在压力负荷下相对容易地分布在拉伸导轨的表面上。例如对BNC糊的情形。
没有添加固体的润滑剂的粘度在此有利的在50至1500mm2/s，优选在100至1000mm2/s之间的范围内，从而可以进行低粘度至中等粘度物质的涂覆，而润滑剂不会从轨道的末端流出。
此外有利的是，所述润滑剂是疏水性的，从而防止了细菌或真菌对润滑剂的侵染。
连同独特的表面活性，在25℃时为20至22mN/m，优选20.9至21.2mN/m的低表面张力，使得在涂覆时即使所述润滑剂具有高粘度，也可以实现大面积的基底完全润湿。
视载体物质而定，在热解时主要分解成水和二氧化碳。应用中通过使用者对拉伸导轨的操作，借助于载体材料将润滑剂混合物中的氮化硼和石墨成分均匀地分布在所述拉伸导轨的滑道上。在热解期间载体物质分解之后，至少氮化硼还保留在拉伸导轨的滑道上使得由此继续得到润滑的拉伸导轨可以平稳运行。通过热解前的机械负荷，混合物中氮化硼/石墨成分进入拉伸导轨的滑道。
根据本发明的润滑剂特别适用于润滑家用电器例如烤炉或冷却设备的配件，它的使用范围在约-50℃至约600℃。所述润滑剂也可用于其它领域，特别是要求食品适用性的领域。除了拉伸导轨之外，用本发明的润滑剂还可以润滑折页、铰链配件或特别是家用电器的其它可移动部件。
为了使得对载体物质的所有要求符合其对食品的适用性，优选使用符合FDA（美国食品药品管理局）准则21CFR178.3570的润滑剂。
此外，所述润滑剂在NSF（美国国家卫生基金会）应登记在H1类下。为此还可以参考ISO21469。
在美国可能还需要US-DA（美国农业部（30部））根据US-DA-H1的许可。在此应注意，为此主要的规定应该是准则21CFR178.3570。
所使用的润滑剂还优选满足根据德国版DIN EN ISO21469:2006的卫生要求。
下面依据实施例参考附图进一步说明本发明。附图示出：
附图1拉伸导轨在收回位置的透视图；
附图2图1的拉伸导轨在伸展位置的透视图；
附图3图1的拉伸导轨的分解说明；
附图4图1的拉伸导轨的剖视图，和
附图5图1的拉伸导轨的剖视图；
附图6说明本发明对拉伸导轨所起的作用的图表。
拉伸导轨1包含引导轨道2和相对于引导轨道可移动的滑轨3。引导轨道2和滑轨3由弯曲的钢板制成。
引导轨道2可以固定在烤炉的侧壁上，且在滑轨3上可以相应地安装食物支架
Figure GDA0000378937800000041
滑轨3经由滚动体4可移动地安装于引导轨道2上。为此所述引导轨道2在纵向上具有多个用于球形滚动体4的滑道6，滚动体4保持在滚动体保持架5上。
为了保证滑轨3容易引导，在滑道6的一个区段上涂覆润滑剂7。通过滚动体4在具有润滑剂的区段上滚动，润滑剂7被分布在引导轨道2的整个滑道6上，以及构建在滑轨3上的滑道8上。
在所展示的实施例中描述了具有滑轨3和引导轨道2的拉伸导轨。当然还可以将拉伸导轨构造成全拉伸形式（Vollauszug）并在引导轨道2和滑轨3之间布置中间轨道。
可以按照下列方式涂覆含有氮化硼和/或石墨的润滑剂：
·利用氮化硼增滑漆涂布滑道
·作为润滑糊或悬浮体涂覆氮化硼
·通过滑动研磨涂覆粉末形式的氮化硼
·由氮化硼和高温脂肪组成混合物，其中在热解后氮化硼作为固态润滑剂残留在滑道中
·可考虑由氮化硼与硫化钼、石墨和PTFE组成混合物
·由氮化硼与聚硅氧烷组成混合物
·由石墨、聚硅氧烷和水组成混合物
·由石墨和一种聚硅氧烷组成混合物
·由石墨、氮化硼和一种聚硅氧烷组成混合物
润滑剂和增滑剂例如是氮化硼和石墨，通过它们的六边形结构在摩擦时相对容易分布在表面上，从而防止摩擦。
由氮化硼BN和石墨C以10%BN/90%C至80%BN/20%C的质量比例组成的粉末混合物，得到具有不同灰度等级的粉末。BNC混合物具有摩擦学和其它物理和化学特性，这使得它可以用作家用电器应用领域中具有吸湿性的干燥润滑剂。
所述粉末在高温负荷后，例如在热解操作（烤炉中600℃左右的自清洁过程）中可能出现的高温负荷后，以及在冷冻箱中零下温度的情况下，都具有足够的润滑特性。温度负荷对经混合的物质具有不同的影响，对烤炉中常见的温度来说，两种物质的滑动摩擦都经历了（übernommen）。在高达100℃的含蒸汽区域，以及在高空气湿度条件下，主要的润滑作用是石墨提供，因为存在湿度时，石墨的润滑作用最好。在零下温度范围和温度超过400℃时，润滑作用主要是BN提供。
BNC混合物可以利用不同的方法进行进一步加工。涂覆的方法可以考虑作为粉末在用载气或者无载气的情况下向表面鼓吹，利用湿性载体
Figure GDA0000378937800000051
喷雾，利用毛刷和湿性载体涂抹，经由滚压技术混合或者浸渍在湿性载体中。此外，在混合物是糊状稠度
Figure GDA0000378937800000052
Figure GDA0000378937800000053
时还可以使用经由喷嘴的喷射方法。
如果所述BNC粉末与湿性载体例如水、酒精或食用油、食用脂肪一起混合，则根据不同的湿性载体得到悬浮体（非均质的固/液混合物）、分散体（均质的固/液混合物）或乳液（非均质的液/液混合物）。之后得到的混合物可以由固/液或液/液或气/液物质构成，随后在上述方法中进一步加工。
氮化硼以及碳具有其六方体或立方体改性的晶体结构，在此碳的六方体改性很大程度上已知的是石墨，立方体改性已知的是金刚石。与石墨类似，六方体氮化硼也具有层结构，其中彼此重叠的层可以相对容易地互相移动，由此引起滑动作用和润滑作用。石墨和氮化硼之间的这种协同效应使得所述比例的混合物成为可能。
所使用的BNC-Si润滑剂的效能基于用于拉伸装置和折页时的物理和摩擦化学作用。该效能在-50℃直至+220℃的范围内特别有利地出现。在的高机械负荷情况，在所述温度范围内所述润滑剂的粘度几乎保持不变。根据DIN51562在25℃下测定BNC-Si润滑剂的粘度在100至1000mm2/s之间的范围内，且BNC-Si润滑剂属于低粘度至中等粘度物质类别。由于其高疏水性，润滑剂形成防腐保护，即使经过较长时间，也既不在上述温度范围内导致液体流出也不导致油析出。所述粘度数据涉及无固体添加物的润滑剂。
与BNC-Si的温度容许负荷相关，提及下列特性：
·粘度温度系数在0.5至0.7之间，优选在0.60至0.62之间；
·蒸发热在直至200℃时在150至300J/g之间，优选在220至240J/g之间；
·0.5毫巴时沸点在100至300℃之间，优选在150至230℃之间；
·根据DIN51583的凝固点在-50至10℃之间，优选在-30至-10℃之间；
·根据DIN51376的闪点在230至370℃之间，优选在275至321℃之间；
·根据DIN51794的燃点超过400℃，优选超过420℃之间；
·根据ASTM-D445的滴点在-80至-30℃之间，优选在-65至-50℃之间。
另外，在应用BNC-Si润滑剂时不出现例如尖锐的声音的干扰性噪音。在此，高承载能力起了作用。因此，配有BNC-硅润滑剂的拉伸导轨即使在例如由食物支架产生的高质量负荷下也具有保持不变的良好滑动特性。
在经BNC－糊的热解处理之后留下润滑膜，保证了拉伸机构的功能性。
BNC-Si润滑剂的涂覆可以用硅糊、硅脂和硅油来实施。在25℃时与独特的表面活性相关的低表面张力为20至22mN/m，优选为20.9至21.2mN/m，从而可以在涂覆时实现大面积基底的完全润湿。为了使得BNC-Si润滑剂的粘度可变，可以向润滑剂中添加其它溶剂。
在此，BNC-Si润滑剂层是强疏水性的并对植物油、矿物油、气体、稀酸和碱以及大多数水性溶液是化学惰性的。此外，通过其强疏水特性，防止了润滑剂受细菌或真菌侵染。此外，BNC-Si润滑剂是耐辐射、耐氧化、无毒、不易燃和生理惰性且无味的。
所述润滑剂的染色可以通过BNC比例来调节。
BNC-Si润滑剂的所有内含物符合USDA和FDA的规定并且因此适用于食品领域。
此外，根据食品和日用品法（§5,Abs.1Nr.1vom15.08.1974BGBL.l.S.1945）绝对不允许在食品领域使用20℃时粘度≥100mm2/s的硅载体和苯甲基硅油。
在附图6中以图表形式给出了测量值，据此可以描述BNC-Si糊的特性，所述BNC-Si糊作为润滑剂涂覆在电镀的铝表面上。
在测试试验中，结果在所述图表中列出，对配有BNC-Si糊的拉伸导轨通过拉伸导轨的频繁运行来测试下列特性：
a)拉伸导轨拉出时的用力(Fa)（N）
b)拉伸导轨推入时的用力(Fe)（N）
c)由经培训的测试人员借助顺序量表评价运行平稳度
d)由经培训的测试人员借助顺序量表评价噪声
在试验中还用15000双冲程测试拉伸导轨在其拉出和推入时的磨损。
在测量开始时，拉伸轨道经过多次500℃的热解循环，分别在750双冲程之后各重复一次。这用于模拟拉伸导轨在具有热解操作的炉中所经历的条件。
所述拉伸导轨在这些试验过程中负荷质量为11kg且总共经过100次热解程序。
拉出所述拉伸导轨所用的力在3.5和6.5N之间，相对保持不变地在平均值5.0N的范围内进行波动，并且没有观察到平均用力的增加或减少。
也可以对推入所述拉伸轨道必须施加的力进行类似的观察。在此所述力在1.5至4.0N的范围内，围绕平均值2.3N产生相比较高的波动。
测量结果显示在用力小声音低的运行情况下运行平稳度保持不变（分为1至7级，1对应最高的运行平稳度，7对应最低的运行平稳度，运行有阻塞和停滞）。
另外测量结果显示保持不变的可移动性，具有低敲击声的运行（分为1至7级，1定义为产生柔和的噪音，7定义为干扰性、轰鸣噪音）。
由材料试验得出下面图表：
Figure GDA0000378937800000081
表格中列出的组成分别基于质量百分比。硅油或硅糊的质量百分比以Si来表征。天然油的质量百分比以NO来表征。全氟乙基氧化物油的质量百分比以PFPE来表征。
在此特别优选试验编号2或6的组成。根据试验编号6，该配制剂在100次清洗循环后，运行特征和/或运行平稳度都没有变化。
所用的硅油在该示例性的组成中基本上由聚二甲基硅氧烷组成，另外所用六方氮化硼的粒度为约5μm，和所用的石墨的粒度同样为约5μm。约5μm的粒度显示出特别好的润滑特性。对0.1μm至8μm范围内的粒度进行了检验。
氮化硼颗粒和石墨颗粒由于粒度和摩擦配合件的粗糙度滚压进表面。经滚压的BNC颗粒可以在100次双冲程之后也不在洗涤机中从拉伸导轨除去。在强化清洗程序中使用25次清洗之后，拉伸导轨还是完全可用的。因此实现了耐洗涤机性。在检验耐洗涤机性时，使用家用洗涤机和工业洗涤机。
氮化硼以及石墨的粒度在此都在一定的波动范围内。另外，所述粒度可以根据混合物的组成在0.1至500μm之间波动。
使用合成石墨被证实是有利的，因为其在结构和颗粒尺寸分布上都是均匀的。优选使用粒度为约5μm的级分。
下面举出高温范围下润滑剂的组成的多种可能性（以质量份额w计）：
1.混合物：
石墨20至50%，优选30至40%
硅油0.5至5%，优选1至3%
水45至79.5%，优选57至69%
2.混合物：
氮化硼10至40%，优选20至30%
石墨10至40%，优选20至30%
硅油20至80%，优选40至60%
（所达到的粘度在此为1000mm2/s）
3.混合物：
氮化硼10至40%，优选20至30%
石墨10至40%，优选20至30%
全氟乙基氧化物油
Figure GDA0000378937800000101
20至80%，优选40至60%
4.混合物：
氮化硼10至40%，优选20至30%
石墨10至40%，优选20至30%
橄榄油20至80%，优选40至60%
（所达到的粘度在此为100mm2/s）
5.混合物：
氮化硼30至70%，优选40至60%
石墨30至70%，优选40至60%
橄榄油1至10%，优选1至5%
6.混合物：
氮化硼15至35%，优选20至30%
石墨15至35%，优选20至30%
全氟乙基氧化物油30至70%，优选40至60%
7.混合物：
石墨30至70%，优选40至60%
硅油30至70%，优选40至60%
8.混合物：
氮化硼30至70%，优选40至60%
全氟乙基氧化物油30至70%，优选40至60%
9.混合物：
氮化硼30至70%，优选40至60%
硅油30至70%，优选40至60%
作为橄榄油的替代，还可以使用其它天然油和具有高不饱和脂肪酸份额的其它油。
在不偏离本发明思想范围的情况下，可以改变液态润滑剂的粘度。
另外，可以使用符合美国食品和药品管理局根据准则21CFR178.3570的FDA纯度要求的其它润滑脂。同样适用的还有NSF（国家卫生基金会）登记在H1类下的润滑脂，还请参考ISO21469。
因此，该润滑剂满足DIN21469:2006作为食品工业润滑物质的检验标准。
附图标记：
1  拉伸导轨
2  引导轨道
3  滑轨
4  滚动体
5  滚动体保持架
6  滑道
7  润滑剂
8  滑道

Claims (42)

1.拉伸导轨（1），其包含至少两个可互相相对移动的轨道（2,3），所述轨道通过滚动体（4）相对引导，其中滚动体（4）的滑道（6,8）在轨道（2,3）上至少分区段地经由润滑剂（7）润滑，其特征在于，所述润滑剂（7）基本上是由氮化硼、石墨和硅油组成的混合物，并且包含质量份额10至40%的氮化硼，质量份额10至40%的石墨和质量份额20至80%的硅油。
2.根据权利要求1的拉伸导轨，其是用于烤炉的拉伸导轨。
3.根据权利要求1的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）作为润滑糊、分散体或悬浮体来施加。
4.根据权利要求1～3中任一项的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）具有超过600℃的温度稳定性。
5.根据权利要求1～3中任一项的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）是触变性的。
6.根据权利要求4的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）是触变性的。
7.根据权利要求1～3和6中任一项的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）具有的粘度为50至1500mm2/s。
8.根据权利要求4的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）具有的粘度为50至1500mm2/s。
9.根据权利要求5的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）具有的粘度为50至1500mm2/s。
10.根据权利要求7的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）具有的粘度为100至1000mm2/s。
11.根据权利要求8或9的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）具有的粘度为100至1000mm2/s。
12.根据权利要求1～3、6和8～10中任一项的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）在25℃时具有的表面张力为20至22mN/m。
13.根据权利要求4的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）在25℃时具有的表面张力为20至22mN/m。
14.根据权利要求5的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）在25℃时具有的表面张力为20至22mN/m。
15.根据权利要求7的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）在25℃时具有的表面张力为20至22mN/m。
16.根据权利要求11的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）在25℃时具有的表面张力为20至22mN/m。
17.根据权利要求12的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）在25℃时具有的表面张力为20.9至21.2mN/m。
18.根据权利要求13、14、15和16中任一项的拉伸导轨，其特征在于，所述润滑剂（7）在25℃时具有的表面张力为20.9至21.2mN/m。
19.根据权利要求1～3、6、8～10和13～17中任一项的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的氮化硼。
20.根据权利要求4的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的氮化硼。
21.根据权利要求5的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的氮化硼。
22.根据权利要求7的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的氮化硼。
23.根据权利要求11的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的氮化硼。
24.根据权利要求12的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的氮化硼。
25.根据权利要求18的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的氮化硼。
26.根据权利要求1～3、6、8～10、13～17和20～25中任一项的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的石墨。
27.根据权利要求4的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的石墨。
28.根据权利要求5的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的石墨。
29.根据权利要求7的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的石墨。
30.根据权利要求11的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的石墨。
31.根据权利要求12的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的石墨。
32.根据权利要求18的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的石墨。
33.根据权利要求19的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额20至30%的石墨。
34.根据权利要求1～3、6、8～10、13～17、20～25和27～33中任一项的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
35.根据权利要求4的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
36.根据权利要求5的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
37.根据权利要求7的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
38.根据权利要求11的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
39.根据权利要求12的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
40.根据权利要求18的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
41.根据权利要求19的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
42.根据权利要求26的拉伸导轨，其特征在于，所述所述润滑剂包含质量份额40至60%的硅油。
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