JP2674598B2 - 機能性油剤 - Google Patents

機能性油剤

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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は表面張力の低下能に優れた含フッ素オルガノ
シロキサン系機能性油剤に関するものである。 [従来の技術及びその問題点] ポリオキシアルキレン基を含有するオルガノポリシロ
キサンはシリコーン系界面活性剤としてよく知られてお
り、消泡剤、離型剤、繊維処理剤、化粧品添加剤、樹脂
・塗料添加剤およびポリウレタンフォーム整泡剤等とし
て広く利用されている。 これら用途では、一般に低い表面張力を示す界面活性
剤が、添加効果も大きくなる傾向にあるが、疎水基であ
るシリコーンのそれより低くはならないため、限界があ
り、その向上が要望されていた。 一方、シリコーン系よりも低い表面張力を示すものと
してフッ素系の界面活性剤が市販されているが、上記の
ような広い用途に適用可能なものは知られていない。 さらにポリフルオロアルキル基とポリオキシアルキレ
ン基を併有する特定構造のオルガノポリシロキサンは繊
維処理剤(特公昭50−10440号公報)、粉体塗料添加剤
(特開昭52−47030号公報)、また、それを含む組成物
が消泡剤(特開昭59−189933号公報)、などへ応用され
ているが、それらの表面張力低下能は十分でないことが
わかった。 [問題点を解決するための手段] 本発明者は、ポリフルオロアルキル基とポリオキシア
ルキレン基を併有する含フッ素オルガノポリシロキサン
の表面張力低下能を向上させるべく検討を重ねたとこ
ろ、ポリオキシアルキレン中の親水基であるエチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイド等の疎水基の含有割合
が表面張力低下能に大きく影響し、ポリオキシアルキレ
ン中の親水基のモル数を疎水基よりも多くすることによ
り表面張力低下能を向上できることを見い出し、本発明
に至ったものである。 すなわち、本発明は下記平均組成式(I)で表わされ
る含フッ素オルガノシロキサンよりなる機能性油剤であ
る。 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜10の1価の炭化
水素基を示す。 R2は式R4O−(R5O)−(C2H4O)−(R6
(O)−で表わされる基を示し、−(R5O)−部分と
−(C2H4O)−部分の結合順序は、ブロックであっても
ランダムであってもよい。 R4は末端基を示す。 R5は炭素数3〜6の2価炭化水素基を示す。 R6は炭素数2〜10の2価炭化水素基を示す。 pは1以上の整数、qは1以上の整数であり、かつ、 r、sはそれぞれ0または1を示し、r+s≧1であ
る。 R3は炭素数3〜20のポリフルオロアルキル基を含有す
る1価の有機基を示す。 aはa>0である正数、bはb>0である正数、cは
c>0である正数を示し、かつ、1<a+b+c≦3で
ある。) 前記平均組成式(I)におけるポリフルオロアルキル
基(パーフルオロアルキル基又はパーフルオロアルキル
のフッ素原子の一部が塩素原子や水素原子で置換された
アルキル基)を含有する1価の有機基(R3)としては、
炭素数3〜20のポリフルオロアルキル基とアルキレン基
やフェニレン基とが結合したものが好ましい。ポリフル
オロアルキル基の炭素数がこれより少なかったり、分岐
が多いと表面張力低下能が小さく、一方炭素数がこれよ
り多いと、媒体への溶解性が十分でなく好ましくない。
より好ましいポリフルオロアルキル基は炭素数4〜12の
直鎖パーフルオロアルキル基である。またアルキレン基
としてはCH2,CH2 2,CH2 3,CH2 4, などが例示できるが製造上CH2 が好ましい。R3
同種でもよく、ポリフルオロアルキル基の炭素数が異な
る等、異なる基を併用してもよい。 次にR2としては、エチレンオキシドと炭素数3〜6の
アルキレンオキシドの共重合体がアルキレン基又はエー
テル基あるいはアルキレンエーテル基と結合したもので
あり、この共重合体はランダムでもブロックのいずれで
もよいが共重合体中のエチレンオキシド単位は50モル%
より多いことが重要でありこれにより表面張力低下能が
向上し、さらに極性溶媒への溶解性等も向上させること
ができる。しかし、あまりに多いと油性溶媒への溶解性
が十分でなくなるため、好ましくは65〜95モル%であ
る。その鎖長は任意に選ぶことができるが、あまり長い
と粘度が上昇するため、好ましくはエチレンオキシドの
モル数pが40より少ない数である。 すなわち、pは1以上の整数、qは1以上の整数であ
り、かつ、であり、好ましくは、1≦p<40、1≦q<40である。 末端基R4としては、−H,−CH3,−COCH3等が例示さ
れ、R5としては、炭素数3〜6の二価炭化水素基であ
り、好ましくは炭素数3〜4のプロピレン又はブチレン
基である。 R6としては炭素数2〜10の二価炭化水素基であり、
CH2 3, などが例示されるが通常CH2 が製造上最も好まし
い。 さらにr、sは、それぞれ0または1を示し、r+s
≧1である。すなわち、R4O−(R5O)−(C2H4O)
−は、R6を介して又は酸素原子を介して幹中のケイ素原
子に結合されるが、耐加水分解性が向上することによ
り、r=1でs=0のR6を介した結合が好ましい。R2
同種でもよく、鎖長が異なる等異種を併用してもよい。 置換基(R1)としては、Hの他メチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、
フェニルなどのアリール基、フェネチルなどのアリール
アルキル基、ビニル、アリルなどのアルケニル基などの
炭素数1〜10の1価の炭化水素基が例示されるがあまり
長鎖の置換基を用いると表面張力の低下能を損なうた
め、メチル、エチル、プロピル、ブチル等が好ましく、
メチル基が最も好ましい。前記炭化水素基は、F,Cl,Br
等のハロゲン、アミノ基、エポキシ基、シアノ基等で置
換されていてもよい。 これら3種の置換基R1,R2,R3の割合はa>0である正
数、bはb>0である正数、cはc>0である正数を示
し、かつ、1<a+b+c≦3の範囲内で直鎖状、分岐
状、網目状のいかなる構造も任意に選ぶことができる
が、cが少なすぎたり、aやbが多すぎると表面張力低
下能が十分でなく、bが少なすぎると極性溶媒への溶解
性が十分でなくなり好ましくない。又、すくなくとも本
発明の含フッ素オルガノポリシロキサンの全分子量に対
する全R2含有量が60重量%以下であることが性能上好ま
しく、より好ましくは60〜20重量%である。 また含フッ素オルガノポリシロキサンは25℃での粘度
10〜100,000cpの範囲のものを使用することができる
が、低すぎても高すぎても溶媒への溶解性が低下するた
め、好ましくは100〜30,000cpが用いられる。 含フッ素オルガノポリシロキサンを具体的に例示する
と、実施例の化合物の他 などが挙げられる。 本発明の機能性油剤の製造は、通常(1)ポリフルオ
ロアルキル、クロロシラン類と、クロロシラン類の共加
水分解共縮合反応により得られるケイ素原子に直接結合
した水素原子を含有するオルガノシロキサンとオレフィ
ン性二重結合及びポリオキシアルキレン基を含有する炭
化水素類を白金等の触媒の存在下反応させる方法、
(2)ケイ素原子に直接結合した水素原子を含有するオ
ルガノシロキサンにポリフルオロアルキル置換エチレン
類およびオレフィン性二重結合及びポリオキシアルキレ
ン基を含有する炭化水素類を、触媒存在下反応させる方
法、(3)ポリフルオロアルキルクロロシラン類とポリ
オキシアルキレン基含有クロロシラン類の共加水分解、
共縮合する方法等により行なわれる。 本発明の機能性油剤は、有機媒体や潤滑油等との相溶
性があり、これらの表面張力を低下させる能力に優れて
いる。有機媒体としては、トルエン、キシレン等の炭化
水素類、メタノール、エタノール等のアルコール類、ア
セトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸メチ
ル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル等のエステル類、ジエ
チルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、塩化メチレ
ン、メチルクロロホルム、トリクロロエチレン、テトラ
クロロエチレン、テトラクロロジフルオロエタン、1,1,
2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、メタキシ
レンヘキサフルオライド等のハロゲン化炭化水素類等か
ら選ばれる1種又は2種以上の混合物を挙げることがで
きる。潤滑油としては、鉱油、石油系潤滑油、オレフィ
ン重合油、ジエステル油、ポリアルキレングリコール
油、パーフルオロポリエーテルやクロロトリフルオロエ
チレン低重合体等のフッ素油、ジメチルポリシロキサン
等のシリコーン油等から選ばれる1種又は2種以上の混
合物を挙げることができる。 [実施例] 実施例1. 50g,CH2=CHCH2OC2H4O)18.8C3H6O6.2H(B)8
1.5g,トルエン50gおよびH2PtCl6・6H2OのIPA25%溶液
(C)0.03gを200mlフラスコに仕込み、チッ素置換した
後、115℃で2時間撹拌した。 次いで、減圧下140℃で揮発分を留去し、粘稠な反応
生成物(I)を得た。 (I)の主成分は分析の結果以下の構造を有してい
た。 実施例2.(A)に換えて、 60.4gを、(B)59.9gを使用する以外は実施例1と同様
にして生成物(II)を得た。 (II)の主成分は以下の構造であった。 実施例3.(A)に換えて、 26.9g,(B)45g,トルエン30gを使用する以外は実施例
1と同様にして、生成物(III)を得た。 (III)の主成分は以下の構造であった。 実施例4.(A)に換えて、 (B)13.5g,トルエン15gおよび(C)0.01gを使用する
以外は実施例1と同様にして、生成物(IV)を得た。 (IV)の主成分は以下の構造であった。 実施例5.(B)に換えて、 CH2=CHCH2OC2H4O10C3H6O3.4−H35.4g, を、(D)65gを使用する以外は実施例1同様にして、
生成物(V)を得た。 (V)の主成分は以下の構造であった。 比較例1. 実施例1と同様にして生成物(VI)を得た。 (VI)の主成分は以下の構造であった。 比較例2.(B)に換えて、 CH2=CHCH2O(C2H4O)11.9−(C3H6O)35.5−H 72.2gを、(D)40gを使用する以外は実施例1と同様に
して乳白色の生成物(VII)を得た。 (VII)の主成分は以下の構造であった。 比較例3.(A)に換えて、 54.7g,(B)44.9g,トルエン50g,(C)0.03gを用いる
以外は実施例1と同様にして生成物(VIII)を得た。 (VIII)の主成分は以下の構造であった。 各生成物をトルエン27.6dyne/cm,25℃)およびポリオ
キシエチレンオキシプロピレングリコール(粘度12000c
p,35.1dyne/cm,25℃)に溶解し、ウィルヘルミー法でそ
の表面張力を測定した。結果を下表に示す。 [発明の効果] 本発明の機能性油剤は、各種有機媒体や潤滑油等に溶
解し、これらの表面張力を低下させる能力に優れるとと
もに、以下の特性を利用して種々の用途に適用すること
ができる。耐熱性、潤滑性、酸化安定性、ゴム、プラス
チックに対する不活性等の性質を利用して真空ポンプ等
のオイルに、低表面張力であることを利用して、樹脂や
塗料のレベリング性改良剤、帯電防止剤、消泡剤、ウレ
タン等の整泡剤、剥離剤、離型剤、艶出し剤、複写機・
電子写真機ロール組成物又はその表面コート、液晶組成
物、感熱転写記録インクシートのフィルムブロッキング
防止などに、潤滑性を利用して感熱転写記録受像体、磁
気記録媒体、磁気ヘッド、潤滑油、グリースの基油など
に、撥水撥油性、柔軟性、低表面張力を利用して化粧品
組成物、毛髪処理剤、繊維処理剤、ワックスなどに、高
絶縁破壊電圧、低吸吸湿性を利用して絶縁油に、耐熱
性、低吸湿性を利用して各種作動液等に適用できる。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.下記平均組成式(I)で表わされる含フッ素オルガ
    ノシロキサンよりなる機能性油剤。 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜10の1価の炭化
    水素基を示す。 R2は式R4O−(R5O)−(C2H4O)−(R6
    (O)−で表わされる基を示し、−(R5O)−部分と
    −(C2H4O)−部分の結合順序は、ブロックであっても
    ランダムであってもよい。 R4は末端基を示す。 R5は炭素数3〜6の2価炭化水素基を示す。 R6は炭素数2〜10の2価炭化水素基を示す。 pは1以上の整数、qは1以上の整数であり、かつ、 r、sはそれぞれ0または1を示し、r+s≧1であ
    る。 R3は炭素数3〜20のポリフルオロアルキル基を含有する
    1価の有機基を示す。 aはa>0である正数、bはb>0である正数、cはc
    >0である正数を示し、かつ、1<a+b+c≦3であ
    る。)
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