JP2020019852A

JP2020019852A - フッ素系グリースの基油拡散防止剤

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Publication number: JP2020019852A
Application number: JP2018143038A
Authority: JP
Inventors: 雅子神保; Masako Jinbo; 雅高服部; Masataka Hattori; 弘明小原; Hiroaki Obara; 伊藤　隆彦; Takahiko Ito; 隆彦伊藤
Original assignee: Fluoro Tech Kk; FLUORO TECHNOLOGY KK
Current assignee: Fluoro Tech Kk; FLUORO TECHNOLOGY KK
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP7082811B2

Abstract

【課題】フッ素系グリースの基油拡散を防止する。【解決手段】フッ素系グリース本体に、構造式（１）で表される分子量１５００以下の化合物よりなる基油拡散防止剤を添加し、均一に混合して、フッ素系グリースを得る。構造式（１）はＥn −Ｚで表され、Ｅは水素原子の一部又は全てがフッ素化されてなるポリアルキレンエーテル基骨格を有する基であり、Ｚはリンのオキソ酸の残基であり、ｎは１〜３の整数である。構造式（１）で表される具体的化合物としては、Ｃ4Ｆ9−（ＯＣＦ2ＣＦ2）2−ＯＣＦ2−ＣＨ2Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2、［Ｃ4Ｆ9−（ＯＣＦ2ＣＦ2）2−ＯＣＦ2−ＣＨ2Ｏ］2−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）、Ｃ4Ｆ9−（ＯＣＦ2ＣＦ2）2−ＯＣＦ2−ＣＨ2Ｏ−（ＣＨ2）3−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2又はＣ4Ｆ9−（ＯＣＦ2ＣＦ2）2−ＯＣＦ2−ＣＨ2Ｏ−（ＣＨ2）3−ＰＨ（Ｏ）（ＯＨ）の化学式を持つものが例示される。【選択図】図１

Description

本発明は、フッ素系グリースの基油の拡散を防止するために用いる基油拡散防止剤に関し、特にパーフルオロポリエーテル又はパーフルオロアルキルエーテル等の基油の拡散を防止するために用いる基油拡散防止剤に関するものである。

各種機器の急速な高性能化及び小型化に伴って、その機械的な回転部や摺動部等に使用されるグリースに対して、従来よりも優れた特性が要求されるようになってきている。すなわち、耐熱性、低温安定性、軽トルク性、対ゴム耐性や対樹脂耐性等といった多機能性が求められている。

かかる多機能性のグリースとして、近年、フッ素系グリースが用いられている。フッ素系グリースは、パーフルオロポリエーテルやパーフルオロアルキルエーテル等を基油とするものであり、鉱油等の他の基油と比べて、優れた多機能性を持つものである。

しかるに、フッ素系グリースは、基油が拡散しやすい傾向がある。基油が拡散すると、機器の他の箇所に基油が付着し、機器が作動不良を起こす恐れがある。このため、特許文献１には、フッ素系グリースの基油の拡散を防止するために、パーフルオロエーテルのアルキルエステル化物や、パーフルオロエーテルアルコールを基油拡散防止剤として用いることが記載されている。

特開２０１４−２３１５４７号公報（請求項１）

本発明の課題は、特許文献１と同様に、フッ素系グリースの基油拡散を防止するための剤を提供することにある。

本発明は、特許文献１に記載されている化合物ではなく、水素原子の一部又は全てがフッ素化されてなるポリアルキレンエーテル基骨格を有する基に、リンのオキソ酸の残基を結合させた化合物を基油拡散防止剤として用いることにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、フッ素系グリース本体に添加する基油拡散防止剤であって、下記構造式（１）で表される分子量１５００以下の化合物よりなる基油拡散防止剤に関するものである。
Ｅ_n−Ｚ・・・（１）
（式中、Ｅは水素原子の一部又は全てがフッ素化されてなるポリアルキレンエーテル基骨格を有する基であり、Ｚはリンのオキソ酸の残基であり、ｎは１〜３の整数である。）
また、本発明は、フッ素系グリース本体に、構造式（１）で表される分子量１５００以下の化合物よりなる基油拡散防止剤が含有されてなるフッ素系グリースに関するものである。

フッ素系グリース本体としては、従来公知のものを用いることができ、具体的には、パーフルオロポリエーテルやパーフルオロアルキルエーテル等を単独で又は混合してなる基油と、ポリテトラフルオロエチレン等を単独で又は混合してなる増ちょう剤とよりなるものが用いられる。たとえば、市販されているデムナムグリース（ダイキン工業株式会社製）、バリエルタ（ＮＯＫクリューバー株式会社製）又はスミテック（住鉱潤滑剤株式会社製）等を用いることができる。本発明に係るフッ素系グリースは、基油及び増ちょう剤よりなるフッ素系グリース本体に、構造式（１）で表される化合物よりなる基油拡散防止剤が含有されてなるものである。基油、増ちょう剤及び基油拡散防止剤の各含有量は任意であるが、一般的に、基油、増ちょう剤及び基油拡散防止剤の合計量を１００質量％としたとき、基油５０〜８０質量％程度、増ちょう剤２０〜５０質量％程度及び基油拡散防止剤０．１〜１０質量％程度である。特に、基油拡散防止剤は、１〜５質量％程度であるのが好ましい。また、フッ素系グリースには、所望の性能を与えるために、その他の酸化防止剤やさび止め剤等の公知の添加剤が含有されていてもよい。

本発明は基油拡散防止剤に特徴を有するものであり、構造式（１）で表される分子量１５００以下の化合物を基油拡散防止剤とするものである。構造式（１）中のＥは水素原子の一部又は全てがフッ素化されてなるポリアルキレンエーテル基骨格を有する基であり、Ｚはリンのオキソ酸の残基である。基油拡散防止剤に、水素原子の一部又は全てがフッ素化されてなるポリアルキレンエーテル基骨格を有する基が存在することにより、フッ素系グリース本体を構成する基油及び増ちょう剤との相溶性に優れていると考えられる。そして、リンのオキソ酸の残基は、基油や増ちょう剤に比べて、フッ素系グリースを適用した機械材料表面に付着しやすいため、基油が機械材料表面に沿って拡散しにくくなると考えられる。

リンのオキソ酸の残基であるＺとしては、リン酸残基、ホスホン酸残基又はホスフィン酸残基を用いるのが好ましい。水素原子の一部又は全てがフッ素化されてなるポリアルキレンエーテル基骨格を有する基であるＥとしては、ポリパーフルオロエチレンオキサイド基骨格を有する基であるのが好ましく、特に下記の構造式（２）又は（３）のものが好ましい。
Ｒ−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）_m−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ・・・（２）
Ｒ−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）_m−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−（ＣＨ₂）_k・・・（３）
（式中、Ｒは炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基又は水素原子が一部残っているフルオロアルキル基であり、ｍは２〜６の整数であり、ｌは１〜３の整数であり、ｋは１〜６の整数である。）

構造式（１）で表される化合物の具体例としては、以下の化学式のものを用いるのが最も好ましい。
（ａ）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂
（ｂ）［Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ］₂−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）
（ｃ）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−（ＣＨ₂）₃−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂
（ｄ）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−（ＣＨ₂）₃−ＰＨ（Ｏ）（ＯＨ）
（ｅ）Ｃ₂Ｆ₅−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₄−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂
（ｆ）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂
（ｇ）ＨＣ₂Ｆ₄−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₄−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂
（ｈ）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂

上記した種々の基油拡散防止剤は単独で又は２種以上を混合して、基油及び増ちょう剤よりなるフッ素系グリース本体に添加され、均一に攪拌混合されて、本発明に係るフッ素系グリースを得ることができる。本発明に係るフッ素系グリースは、水素原子の一部又は全てがフッ素化されてなるポリアルキレンエーテル基骨格を有する基に、リンのオキソ酸の残基が結合されてなる基油拡散防止剤が含有されているので、基油の拡散を良好に防止しうるという効果を奏する。

実施例１
フッ素グリース本体（ダイキン工業株式会社製、商品名「デムナムグリースＬ−６５）に、下記化学式で表される基油拡散防止剤（ａ）（分子量６２８）を３質量％添加した後、均一に攪拌してフッ素系グリースを得た。
（ａ）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂

実施例２
実施例１で用いた基油拡散防止剤（ａ）に代えて、下記化学式で表される基油拡散防止剤（ｂ）（分子量１１５８）を用いた他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。
（ｂ）［Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ］₂−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）

実施例３
実施例１で用いた基油拡散防止剤（ａ）に代えて、下記化学式で表される基油拡散防止剤（ｃ）（分子量６７０）を用いた他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。
（ｃ）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−（ＣＨ₂）₃−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂

実施例４
実施例１で用いた基油拡散防止剤（ａ）に代えて、下記化学式で表される基油拡散防止剤（ｄ）（分子量６５４）を用いた他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。
（ｄ）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−（ＣＨ₂）₃−ＰＨ（Ｏ）（ＯＨ）

実施例５
実施例１で用いたフッ素グリース本体のみを、ダイキン工業株式会社製の商品名「デムナムグリースＬ−２００」に変更した他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。

実施例６
実施例１で用いたフッ素グリース本体のみを、ＮＯＫクリューバー株式会社製の商品名「バリエルタＩＥＬ／Ｖ」に変更した他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。

実施例７
実施例１で用いたフッ素グリース本体のみを、ＮＯＫクリューバー株式会社製の商品名「バリエルタＬ５５／２Ｈ１」に変更した他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。

実施例８
実施例１で用いたフッ素グリース本体のみを、住鉱潤滑剤株式会社製の商品名「スミテックＦ９３１」に変更した他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。

実施例９
実施例１で用いたフッ素グリース本体のみを、住鉱潤滑剤株式会社製の商品名「スミテックＦ９７１」に変更した他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。

実施例１０
基油拡散防止剤（ａ）の添加量を１質量％とした他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。

実施例１１
基油拡散防止剤（ａ）の添加量を１質量％とした他は、実施例５と同様にしてフッ素系グリースを得た。

比較例１
実施例１で用いた基油拡散防止剤（ａ）に代えて、下記化学式で表される基油拡散防止剤（ア）（分子量７２３）を用いた他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。
（ア）Ｃ₄Ｆ₉−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂−ＯＣＦ₂−Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃−Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃

比較例２
実施例１で用いた基油拡散防止剤（ａ）に代えて、下記化学式で表される基油拡散防止剤（イ）（分子量約１６００）を用いた他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。
（イ）Ｃ₃Ｆ₇−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₂）_p−ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＨ₂Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂・・・ただし、ｐは約７である。

比較例３
実施例１で用いた基油拡散防止剤（ａ）に代えて、下記化学式で表される基油拡散防止剤（ウ）（分子量約２６００）を用いた他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。
（ウ）Ｃ₃Ｆ₇Ｏ−［ＣＦ（ＣＦ₃）ＣＦ₂Ｏ］_q−ＣＦ（ＣＦ₃）ＣＨ₂Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂・・・ただし、ｑは約１３である。

比較例４
実施例１で用いた基油拡散防止剤（ａ）に代えて、下記化学式で表される基油拡散防止剤（エ）（分子量約３９００）を用いた他は、実施例１と同様にしてフッ素系グリースを得た。
（エ）Ｃ₃Ｆ₇−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₂）_r−ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＨ₂Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂・・・ただし、ｒは約２１である。

比較例５
基油拡散防止剤を添加せずに、フッ素系グリース本体であるダイキン工業株式会社製の商品名「デムナムグリースＬ−６５」のみをグリースとした。

比較例６
基油拡散防止剤を添加せずに、フッ素系グリース本体であるダイキン工業株式会社製の商品名「デムナムグリースＬ−２００」のみをグリースとした。

比較例７
基油拡散防止剤を添加せずに、フッ素系グリース本体であるＮＯＫクリューバー株式会社製の商品名「バリエルタＩＥＬ／Ｖ」のみをグリースとした。

比較例８
基油拡散防止剤を添加せずに、フッ素系グリース本体であるＮＯＫクリューバー株式会社製の商品名「バリエルタＬ５５／２Ｈ１」のみをグリースとした。

比較例９
基油拡散防止剤を添加せずに、フッ素系グリース本体である住鉱潤滑剤株式会社製の商品名「スミテックＦ９３１」のみをグリースとした。

比較例１０
基油拡散防止剤を添加せずに、フッ素系グリース本体である住鉱潤滑剤株式会社製の商品名「スミテックＦ９７１」のみをグリースとした。

［基油拡散試験］
実施例１〜１１及び比較例１〜１０で得られた各グリースを、スリガラス板（一般的なソーダガラスにスリ加工をしたもの）の粗面に、直径６ｍｍで高さ１ｍｍの円柱状に塗布した。そして、８０℃の恒温器に入れて促進試験を行い、２４時間後の基油の拡散状態を評価した。図１に示すように、基油は塗布したグリースの径方向に拡散するので、基油の直径（Ａｍｍ）を測定した。そして、拡散幅（ｍｍ）＝Ａ−６を求めた。この結果を表１に示した。また、スリガラス板に代えて、アルミニウム板（Ａ１０５０Ｐ）の表面を布ヤスリ♯１５０で擦って粗面としたものを用い、この粗面上に同様に各グリースを塗布して、同様の促進試験を行って基油の拡散幅を求めた。この結果も表１に示した。

［表１］
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
スリガラス板拡散幅アルミニウム板拡散幅
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実施例１０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例２０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例３０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例４０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例５０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例６０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例７０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例８０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例９０．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例１００．０ｍｍ０．０ｍｍ
実施例１１０．０ｍｍ０．０ｍｍ
比較例１７ｍｍ９ｍｍ
比較例２２０ｍｍ＞２０ｍｍ
比較例３１４ｍｍ＞２０ｍｍ
比較例４２０ｍｍ＞２０ｍｍ
比較例５＞２０ｍｍ＞２０ｍｍ
比較例６＞２０ｍｍ１２ｍｍ
比較例７＞２０ｍｍ＞２０ｍｍ
比較例８＞２０ｍｍ１２ｍｍ
比較例９１２ｍｍ１１ｍｍ
比較例１０９ｍｍ７ｍｍ
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表１の結果から明らかなように、実施例に係る各フッ素系グリースは、比較例に係る各グリースに比べて、基油の拡散が顕著に防止されていることが分かる。

実施例及び比較例に係る各グリースの基油拡散試験を行った際のグリースの塗布状態及び基油の拡散状態を示した模式的平面図である。

Claims

フッ素系グリース本体に添加する基油拡散防止剤であって、下記構造式（１）で表される分子量１５００以下の化合物よりなる基油拡散防止剤。
Ｅ_n−Ｚ・・・（１）
（式中、Ｅは水素原子の一部又は全てがフッ素化されてなるポリアルキレンエーテル基骨格を有する基であり、Ｚはリンのオキソ酸の残基であり、ｎは１〜３の整数である。）
Ｅがポリパーフルオロエチレンオキサイド基骨格を有する基である請求項１記載の基油拡散防止剤。
Ｚがリン酸残基、ホスホン酸残基又はホスフィン酸残基である請求項１又は２記載の基油拡散防止剤。
Ｅが下記構造式（２）又は下記構造式（３）で表される基である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基油拡散防止剤。
Ｒ−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）_m−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ・・・（２）
Ｒ−（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）_m−ＯＣＦ₂−ＣＨ₂Ｏ−（ＣＨ₂）_k・・・（３）
（式中、Ｒは炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基又は水素原子が一部残っているフルオロアルキル基であり、ｍは２〜６の整数であり、ｌは１〜３の整数であり、ｋは１〜６の整数である。）
基油、増ちょう剤及び請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基油拡散防止剤を含有するフッ素系グリース。
基油５０〜８０質量％、増ちょう剤２０〜５０質量％及び基油拡散防止剤１〜５質量％（ただし、全体で１００質量％）を含有する請求項５記載のフッ素系グリース。
基油がパーフルオロポリエーテル又はパーフルオロアルキルエーテルであり、増ちょう剤がポリテトラフルオロエチレンである請求項５又は６記載のフッ素系グリース。