JP2592315B2 - パーフルオロ化共重合体混合物グリース - Google Patents

パーフルオロ化共重合体混合物グリース

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パーフルオロ化共重合体混合物グリースに
関する。更に詳しくは、耐熱用グリースとして有効に使
用し得るパーフルオロ化共重合体混合物グリースに関す
る。
〔従来の技術〕
パーフルオロポリエーテルは、粘稠な液体(粘度約5
〜1000Cst/40℃)であり、化学的、物理的安定性にすぐ
れているので、グリースなどの潤滑剤を始め、シール流
体、熱媒体、離型剤、更にはそのすぐれた低蒸気圧性を
も利用し、IC、LSIなどの製造に用いられるイオン注入
装置およびCVD装置の真空ポンプ油などとして広範囲に
利用されている。
潤滑性グリースの関係では、特公昭49−45715号公報
に、少くとも2000の分子量および85重量%のCF2CF2単位
を有するテトラフルオロエチレン重合体約5〜50重量
%、および400゜Fにおいて50%の最大発揮性および50゜
Fの最大流動点を有するパーフルオロポリエーテル約95
〜50重量%よりなる、潤滑性グリースとして有用なフッ
素化重合体混合物が記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者らは、かかるフッ素化重合体混合物を潤滑性
グリースとして用いることについて追試したところ、そ
の潤滑効果の持続性の点で満足されないものであること
を見出した。
例えば、分子量2000のテトラフルオロエチレンテロマ
ーを増稠剤としてグリース化した場合、その融点は、約
280℃と従来のフッ素系増稠剤としては低く、また離油
度が増稠剤率15%で50%(JIS K−2220.5.7、200℃×24
時間)と高く、耐熱用グリースとしては、その潤滑効果
の持続性に問題がみられる。
本発明の目的は、長期耐久性の重要な因子である離油
度を向上され、耐熱用グリースとして有効に利用し得る
パーフルオロ化共重合体混合物を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
かかる目的を達成させる本発明のパーフルオロ化共重
合体混合物は、ヘキサフルオロプロペン、パーフルオロ
(アルキルビニルエーテル)またはパーフルオロ(ポリ
オキシアルキレンビニルエーテル)を約0.5〜5重量%
共重合させた、融点315〜326℃のテトラフルオロエチレ
ン共重合体テロマー約5〜50重量部および約5〜1000Cs
t(40℃)の粘度を有するパーフルオロポリエーテル約9
5〜50重量部(両者合計して100重量部)の混合物よりな
る。
ヘキサフルオロプロペン、パーフルオロ(アルキルビ
ニルエーテル)またはパーフルオロ(ポリオキシアルキ
レンビニルエーテル)である共単量体成分を共重合させ
たテトラフルオロエチレン共重合体テロマーは、テトラ
フルオロエチレンとこれらの共単量体成分とを分子量調
節剤の存在下に溶液中で共重合させることにより得られ
る。
分子量調節剤としては、メタノール、イソプロパノー
ル、イソブタン、メチルシクロヘキサン、メルカプタン
類などが好んで用いられ、この他にブタン、ブタノー
ル、シクロヘキサノール、アセトアルデヒド、プロピオ
ンアルデヒド、ブチルアルデヒド、アセトン、ブタノ
ン、2,4−ペンタンジオン、ジエチルエーテル、テトラ
ヒドロフラン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、
酢酸、酪酸、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、クロロホルム、四塩化炭素、塩化メチル、ヘキサ
クロロエタン、ブロモホルム、モノフルオロトリクロロ
メタン、トリクロロトリフルオロエタン、ジフルオロテ
トラクロロエタンなども用いられ、これらは反応溶媒と
しても用いられることがある。
これらの分子量調節剤が用いられない場合には、得ら
れるテトラフルオロエチレン共重合体の分子量が約10万
〜100万程度となり、その融点も330℃以上となる。この
ような高分子量のポリマーを用いたグリースは、増稠剤
としてのポリマーをより多量に用いなければならず、即
ち増稠剤率の上昇を招くことになる。そのため、同じ稠
度のグリースでも、その起動トルクに数倍の違いがみら
れるようになり、省エネルギーの面から不利なばかりで
はなく、高速回転用のグリースとしても使用できないよ
うになる。
一方、テトラフルオロエチレン共重合体テロマーの融
点が低すぎると、グリース化した場合にその離油度が高
くなり、耐熱用グリースとして用いるには、その潤滑効
果の持続性に問題が生ずるようになる。そのために、本
発明においては、分子量調節剤を用い、融点を315〜326
℃の範囲内に限定したテロマーが用いられる。
また、テトラフルオロエチレン共重合体テロマー中に
は、ヘキサフルオロプロペン、パーフルオロ(アルキル
ビニルエーテル)またはパーフルオロ(ポリオキシアル
キレンビニルエーテル)を約0.5〜5重量%共重合させ
たものが用いられる。これらの共単量体成分を約5重量
%以上共重合させると、共重合体テロマーの融点が低下
し、耐熱用グリースとしての機能が発揮されないように
なり、一方共重合割合が約0.5重量%以下では離油度の
減少がみられず、それの共重合効果がみられないように
なる。
共単量体成分のパーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)としては、 CF2=CFOCF3,CF2=CFOC2F5,CF2=CFOC3F7 などが用いられ、またパーフルオロ(ポリオキシアルキ
レンビニルエーテル)としては、一般式 CF2=CFO(CnF2nmOCnF2n+1 CnF2n:−CF2−、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2−、 など m:1以上、一般には約1〜10で表わされるものが用いら
れる。
かかるテトラフルオロエチレン共重合体テロマーが混
合されるパーフルオロポリエーテルとしては、粘度が約
5〜1000Cst(40℃)のものが用いられる。かかる粘度
を有するものは、前述の如く粘稠な液体として一般的に
各種用途に用いられているものであるが、本発明の混合
物グリースにおいても、同様の粘度範囲のものが用いら
れる。
即ち、約5Cst以下のものは蒸発量が多く、耐熱用グリ
ースの規格であるJIS転がり軸受用グリース3種で規定
されている蒸発量1.5%以下という条件をみたさなくな
り、一方約1000Cst以上のものは流動点(JIS K−2283)
が10℃以上となり、通常の方法では低温起動時にベアリ
ングが回転せず、それを使用可能とするためには加熱す
る必要があり、一般的なグリースとしては使用適格を欠
くようになる。
かかる粘度を有するパーフルオロポリエーテルとして
は、一般式RfO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfで表
わされるものが用いられ、具体的には次のようなものが
用いられる。なお、Rfはパーフルオロメチル基、パーフ
ルオロエチル基などのパーフルオロ低級アルキル基であ
る。
RfO(CF2CF2O)m(CF2O)nRf [I] CF2CF2O基およびCF2O基はランダムに結合しており、
ここでm+n=3〜200であり、m:n=10:90〜90:10であ
り、これは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り得られる。
CF(CF3)CF2O基およびCF2O基はランダムに結合して
おり、ここでm+n=3〜200、m:n=10:90〜90:10であ
り、これは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。
CF(CF3)CF2O基、CF2CF2O基およびCF2O基はランダム
に結合しており、ここでl+m+n=3〜200m:n=1:19
9〜199:1、(l+m)/n=10:90〜90:10であり、これは
テトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロエチレン
および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。
RfO(CFXCF2O)3〜50CF2X [IV] XはCF3基またはF原子であり、これはフッ化セシウ
ム触媒の存在下にヘキサフルオロプロペンオキシドまた
はテトラフルオロエチレンオキシドをアニオン重合さ
せ、得られた末端−CFXCOF基を有する酸フロリド化合物
をフッ素ガス処理することにより得られる。
RfO(CF2CF2CF2O)2〜200CF2CF3 [V] 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160〜300℃で紫
外線照射下でフッ素ガス処理することにより得られる。
これらを用いての混合物の調製は、一般にテトラフル
オロエチレン共重合体テロマーが重合反応に用いられた
反応溶媒の溶液として存在するので、その溶液中にパー
フルオロポリエーテルを添加し、約50〜200℃の温度で
急速に撹拌しながら溶媒を蒸発させ、その後ロールで混
練することにより行われる。
テトラフルオロエチレン共重合体テロマーとパーフル
オロポリエーテルとは、一般に固型分濃度が約5〜30%
である溶液中の固型分として秤量される前者の約5〜50
重量部に対し後者が約95〜50重量部(合計して100重量
部)の割合で混合して用いられる。パーフルオロポリエ
ーテルの混合割合がこれ以下だと非常に堅く、ベアリン
グのスムースな回転に支障をきたすようになり、一方こ
れ以上の割合で用いられると軟らかすぎ、常温でかなり
の流動性をもつため、グリース本体の作用であるシール
部分を簡略化できるという利点をもつことができない。
結局、この混合割合は、稠度NLGIが0〜6号の間に入る
ような割合の範囲として選択される。
〔発明の効果〕
本発明に係るパーフルオロ化共重合体混合物グリース
は、パーフルオロポリエーテルに混合されるテトラフル
オロエチレン共重合体テロマーの共重合割合および融点
と離油度との間には相関関係のあることを見出し、これ
らの特性範囲を特定することにより、長期耐久性の重要
な因子である離油度を向上させることができ、それによ
り耐熱用グリースとして有効に使用することを可能とす
る。
〔実施例〕
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例1 1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン(R
−113)1モル当り、0.18モル(97重量%)のテトラフ
ルオロエチレン、0.004モル(3重量%)のヘキサフル
オロプロペン、0.2ミリモルのジ第3ブチルパーオキサ
イドおよび0.6ミリモルのメチルシクロヘキサン分子量
調節剤をオートクレーブ中に仕込み、140℃、20Kg/cm2
(初期圧)の条件下で4時間共重合させ、テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロペン共重合体テロマー
(分子量約2万、融点322℃)を7.5重量%の固型分濃度
で溶解させたR−113溶液を得た。
このR−113溶液1Kgを、一般式 で表わされるパーフルオロポリエーテル(40℃の粘度約
400Cst、100℃の粘度36Cst、流動点約−30℃)425gに添
加し、約100℃で急速に機械的撹拌を行ない、トリクロ
ロトリフルオロエタン(R−113)を蒸発させた。
このようにして得られた混合物を、4インチの3本ロ
ールで十分に混練すると、15重量%の共重合体テロマー
を含有する、滑らかでバター状のグリース(NLGI 2
号)が形成された。このグリースは、次のような性状を
有している。
離油度[JIS K−2220.5.7 200℃、24時間]:12.6% 稠度[JIS K−2220.5.3 25℃]:混和294、不混和290 銅板腐食[JIS K−2220.5.5 100℃、24時間]:銅腐食
なし 酸化安定度[JIS K−2220.5.8 99℃、100時間]:酸素
吸収なし シエルロールテスト[160℃、4時間後の機械安定
性]:針入度354 実施例2〜4 実施例1において、種々の共重合組成の共重合体テロ
マーを製造し、それを用いると共に、実施例3〜4では
パーフルオロポリエーテルを変更した。
実施例5〜7 実施例1において、ヘキサフルオロプロペンの代り
に、種々のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)を
用いて共重合体テロマーを製造し、それを用いた。ま
た、実施例6では、実施例3のパーフルオロポリエーテ
ルが用いられた。
実施例8〜9 実施例1において、ヘキサフルオロプロペンの代り
に、種々のパーフルオロ(ポリオキシアルキレンビニル
エーテル)を用いて共重合体テロマーを製造し、それを
用いた。ただし、C3F6基は 基である。
比較例1〜3 テトラフルオロエチレンの単独重合体またはヘキサフ
ルオロプロペンとの共重合体と前記各実施例で用いられ
たのと同じパーフルオロポリエーテルとの混合物を用
い、グリースを調製した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 20:00 20:02 30:08 50:10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヘキサフルオロプロペンを約0.5〜5重量
    %共重合させた、融点315〜329℃のテトラフルオロエチ
    レン共重合体テロマー約5〜50重量部および約5〜1000
    Cst(40℃)の粘度を有するパーフルオロポリエーテル
    約95〜50重量部(両者合計して100重量部)の混合物よ
    りなるパーフルオロ化共重合体混合物グリース。
  2. 【請求項2】パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)
    を約0.5〜5重量%共重合させた、融点315〜326℃のテ
    トラフルオロエチレン共重合体テロマー約5〜50重量部
    および約5〜1000Cst(40℃)の粘度を有するパーフル
    オロポリエーテル約95〜50重量部(両者合計して100重
    量部)の混合物よりなるパーフルオロ化共重合体混合物
    グリース。
  3. 【請求項3】パーフルオロ(ポリオキシアルキレンビニ
    ルエーテル)を約0.5〜5重量%共重合させた、融点315
    〜326℃のテトラフルオロエチレン共重合体テロマー約
    5〜50重量部および約5〜1000Cst(40℃)の粘度を有
    するパーフルオロポリエーテル約95〜50重量部(両者合
    計して100重量部)の混合物よりなるパーフルオロ化共
    重合体混合物グリース。
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US7534845B2 (en) * 2000-04-21 2009-05-19 Solvay Solexis S.P.A. Fluorovinyl ethers and polymers obtainable therefrom
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