JP2010254737A - フッ素系潤滑剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基油中に、一般式 CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCONHAr (ここで、Arは2-ベンゾイミダゾール基であり、Rfは炭素数1〜2のフルオロカーボン基であり、nは0、1または2であり、p+q+r≦100である整数で、p、q、rの内の1個または2個は0であり得、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合している基である)で表わされる含フッ素化合物を添加剤として含有するフッ素系潤滑剤組成物。
【選択図】なし
Description
CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCONHAr 〔I〕
(ここで、Arは2-ベンゾイミダゾール基であり、Rfは炭素数1〜2のフルオロカーボン基であり、nは0、1または2であり、p+q+r≦100である整数で、p、q、rの内の1個または2個は0であり得、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合している基である)で表わされる含フッ素化合物を添加剤として含有するフッ素系潤滑剤組成物によって達成される。
CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCONHAr 〔I〕
(ここで、Arは2-ベンゾイミダゾール基であり、Rfは炭素数1〜2のフルオロカーボン基であり、nは0、1または2であり、p+q+r≦100である整数で、ある程度の分布をとることが許容されるものであり、p、q、rの内の1個または2個は0であり得、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合している基である)で表わされるものが用いられる。これらの含フッ素化合物は、潤滑剤組成物中約0.1〜99重量%、好ましくは約0.5〜50重量%、さらに好ましくは1〜20重量%の割合で用いられる。これより少ない割合で用いられると、防錆剤および潤滑剤としての十分な効果が得られず、一方これ以上の割合で用いられるとコストパフォーマンスに見合った性能が発揮できないばかりではなく、粘性抵抗の増加など、消費動力やトルクが大きくなる不具合を生じる可能性がある。
CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCOF 〔II〕
で表わされる含フッ素ポリエーテルカルボン酸フロライドを、2-アミノベンゾイミダゾールと反応させることによって製造される。
CF3O(CF2O)p(CF2CF2O)qCF2COF 〔V〕
としては、実際にはこれらは市販品をそのまま用いることができる。2-アミノベンゾイミダゾールは、少なくとも1個のアルキル基、ハロゲン基等で置換されていてもよい。
RfO(CF2O)x(C2F4O)y(C3F6O)zRf
で表わされるものが用いられ、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合した基である。具体的には、例えば下記一般式(1)〜(3)で表わされるようなものが用いられ、この他一般式(4)で表わされるようなものも用いられる。なお、Rfはパーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基等の炭素数1〜5、好ましくは1〜3のパーフルオロ低級アルキル基である。
(1) RfO[CF(CF3)CF2O]zRf
ここで、z=2〜200であり、ヘキサフルオロプロピレンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することにより、あるいはフッ化セシウム触媒下にヘキサフルオロプロピレンをアニオン重合させ、得られた末端CF(CF3)COF基を有する酸フルオライド化合物フッ素ガスで処理することにより得られる。
(2) RfO(CF2O)x(CF2CF2O)yRf
ここで、x+y=3〜200、x:y=10〜90:90〜10であり、またCF2O基およびCF2CF2O基は主鎖中にランダムに結合しているものであり、テトラフルオロエチレンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することによって得られる。
(3) RfO(CF2O)x[CF(CF3)CF2O]zRf
ここで、x+z=3〜200でtは0であり得、x:z=10〜90:90〜10であり、またCF2O基およびCF(CF3)CF2O基は主鎖中にランダムに結合しているものであり、ヘキサフルオロプロペンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することにより得られる。
(4) F(CF2CF2CF2O)2〜100C2F5
これは、フッ化セシウム触媒の存在下に2,2,3,3-テトラフルオロオキセタンをアニオン重合させ、得られた含フッ素ポリエーテル(CH2CF2CF2O)nを紫外線照射下に約160〜300℃でフッ素ガスで処理することによって得られる。
窒素シール用T字形コネクター、撹拌翼、コンデンサー、滴下ロート、温度計および加熱用マントルヒーターを取り付けたフラスコに、パーフルオロポリエーテルカルボニルフロライド
CF3CF2CF2O〔CF(CF3)CF2O〕rCF(CF3)COF
r:12(ある程度の分布を有する)
1020gを導入して撹拌した。そこに、2-アミノベンゾイミダゾール51g(372ミリモル)とトリエチルアミン9gとの混合物を室温でゆっくりと滴下し、滴下終了後に内温が92±1℃となるようにマントルヒーターの温度を調整し、さらに48時間後に内温が96±1℃となるように再調整をして、さらに24時間加熱撹拌を行った。IRスペクトルで1885cm-1のCOFのシグナルが消失したことを確認し、反応混合物にフッ素系有機溶剤(旭硝子製品AK-225)250mLを加えて撹拌して十分に溶解させた後、メンブランフィルターを用いてアミンのフッ酸塩等の不溶性成分を除去した。ろ液に上記フッ素系有機溶剤(AK-225)100mLおよびメタノール1200gを加えて十分に混合し、下層を抽出する作業を合計3回実施し、最後にエバボレーターを用いてフッ素系有機溶剤(AK−225)を滅圧下で除去し下記の含フッ素化合物A(回収量:1070g)を得た。
r:12 (F-NMRから求めたヘキサフルオロプロピレン
オキサイドの数平均重合度であり、ある程度の分布を有している)
F-NMR(acetone-d6,CFCl3)
-145.9 〜 -145.2ppm ; -OCF(CF3)CF2O-
-132.6ppm ; -CF(CF3)CONH-
-131.0ppm ; CF3CF 2 CF2O-
-86.1 〜 -74.9ppm ; -OCF(CF3)CF 2 O-,CF3CF2CF 2 O-
-84.1ppm ; CF 3 CF2CF2O-
-81.3ppm ; -OCF(CF 3 )CF2O-
-81.2ppm ; -CF(CF 3 )CONH-
H-NMR(acetone-d6,TMS)
δ7.20 ; =N-C(C)-CH=CH-
δ7.61 ; =N-C(C)-CH=CH-
参考例1においてパーフルオロポリエーテルカルボニルフロライドとして
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)rCF2CF2COF
r:20(ある程度の分布を有する)
500gを用い、また2-アミノベンゾイミダゾール量を18.8g(137ミリモル)、トリエチルアミン量を3.3gにそれぞれ変更して加熱撹拌反応を行った。IRスペクトルで1880cm-1(COF)のシグナルが消失したことを確認し、反応混合物にフッ素系有機溶剤(AK-225)100mLを加えて撹拌して十分に溶解させた後、メンブランフィルターを用いてアミンのフッ酸塩等の不溶性成分を除去した。ろ液に上記フッ素系有機溶剤(AK-225)100mLおよびメタノール600gを加えて十分に混合し、下層を抽出する作業を合計3回実施し、最後にエバボレーターを用いてフッ素系有機溶剤(AK−225)を滅圧下で除去し、下記の含フッ素化合物B(回収量:482g)を得た。この含フッ素化合物のNMRの同定結果は、参考例1と同様であった。
r:20(ある程度の分布を有する)
参考例1において、2-アミノベンズイミダゾールの代わりに4-アミノピリジン35g(372ミリモル)が用いられ、滴下終了後の内温が90±1℃、48時間後の内温が95±1℃に変更され、下記の含フッ素化合物C(回収量:998g)を得た。
r:12(ある程度の分布を有する)
〔添加剤〕
A:参考例1で得られた含フッ素化合物A
B:参考例2で得られた含フッ素化合物B
C:参考例3で得られた含フッ素化合物C
D:C3F7O[CF(CF3)CF2O]sCF(CF3)-CONH-(CH2)6-NH2
E:C3F7O[CF2CF(CF3)O]2〜6CF(CF3)(CH2)2OPO(OC2H5)2
試験機:熱重量・示差熱分析装置(TG/DTA)
開始温度:25℃
最高温度:500℃
昇温速度:5℃/分
測定結果は、次の表1に示される。
表1
添加剤 重量半減温度(℃)
A 292
B 308
C 303
D 380
E 226
下記基油、増稠剤および添加剤を攪拌して混合を行い、潤滑油組成物を調製した。
〔基油〕
A:RfO[CF(CF3)CF2O]sRf 動粘度(40℃)100mm2/秒
B:RfO[CF(CF3)CF2O]sRf 動粘度(40℃)400mm2/秒
C:F(CF2CF2CF2O)tRf 動粘度(40℃)100mm2/秒
D:RfO(CF2CF2O)u(CF2O)vRf 動粘度(40℃)160mm2/秒
E:RfO[CF(CF3)CF2O]s(CF2O)vRf 動粘度(40℃)230mm2/秒
得られた潤滑油組成物について、防錆試験として湿潤試験が行われた。
防錆試験(湿潤試験)
試験方法:ASTM D 1748
温度:49±1℃
湿度:95%
時間:300時間、500時間
試験片:60×80×1.2mmのSPCC-SB
評価方法:試験後に錆の発生度合いを調べ、下記基準に従って評価する
等級 錆発生度(%)
A 0
B 1〜10
C 11〜25
D 26〜50
E 51〜100
表2
基油 添加剤 防錆試験
例 種類 重量% 種類 重量% 300hrs 500hrs
実施例1 A 99.5 A 0.5 A A
〃 2 A 97.0 A 3.0 A A
〃 3 A 99.5 B 0.5 A A
〃 4 A 99.0 B 1.0 A A
〃 5 A 98.0 B 2.0 A A
〃 6 A 97.0 B 3.0 A A
〃 7 B 99.0 B 1.0 A A
〃 8 E 99.0 B 1.0 A A
〃 9 C 99.0 B 1.0 A A
〃 10 E 99.0 B 1.0 A A
〃 11 D 99.0 B 1.0 A A
〃 12 A 1.0 B 99.0 A A
比較例1 A 100.0 D D
〃 2 C 100.0 D D
〃 3 D 100.0 D D
〃 4 A 99.0 D 1.0 B B
〃 5 A 99.0 C 1.0 A B
〃 6 A 99.0 E 1.0 A A
Claims (3)
- 基油中に、一般式
CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCONHAr 〔I〕
(ここで、Arは2-ベンゾイミダゾール基であり、Rfは炭素数1〜2のフルオロカーボン基であり、nは0、1または2であり、p+q+r≦100である整数で、p、q、rの内の1個または2個は0であり得、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合している基である)で表わされる含フッ素化合物を添加剤として含有するフッ素系潤滑剤組成物。 - 基油がパーフルオロポリエーテル油である請求項1記載のフッ素系潤滑剤組成物。
- 含フッ素化合物添加剤を0.1〜99重量%の割合で含有する請求項1記載のフッ素系潤滑剤組成物。
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