JP2756410B2 - 含フッ素ケイ素化合物からなる媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フルオロアルコキシ基
を有する含フッ素ケイ素化合物からなる媒体に関する。
さらに詳しくは、該含フッ素ケイ素化合物からなる潤滑
剤、樹脂改質剤、離型剤、熱媒、絶縁媒体、不活性媒
体、レベリング剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、潤滑剤、樹脂改質剤、離型剤、熱
媒、絶縁媒体、電子部品のグロスリークテスト、サーマ
ルショックテスト、リキッドバーンインテスト等のテス
ト液等に用いられる不活性媒体、インク、塗料、ワック
ス等へ添加して用いられるレベリング剤等として広く用
いられる鉱物油系媒体やシリコーン油は可燃性であるた
め、防災面からより難燃性、あるいは不燃性の媒体が望
まれる。その目的に適した媒体として、トリクロロフル
オロメタン（ＣＦＣ１１）や１，１，２−トリクロロ−
１，２，２−トリフルオロエタン（ＣＦＣ１１３）等に
代表される塩素化フッ素化炭化水素や、鎖状または環状
のパーフルオロアルカンやパーフロオロアミンやパーフ
ルオロエーテル等のパーフルオロ化合物は、浸透性に優
れ、不燃性、低毒性で、ゴムやプラスチックへの影響が
小さく、熱・化学的にも安定であるため優れた媒体とし
て広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに優れた特徴を有する塩素化フッ素化炭化水素は、こ
の構成元素の１つである塩素原子が触媒となり、地球を
取り巻くオゾン層を破壊することが明らかになったこと
から、ＣＦＣ１１やＣＦＣ１１３は１９９６年に全廃さ
れることが国際的に取り決められた。一方パーフルオロ
化合物は、その優れた安定性が故に、大気中に放出され
た場合の寿命が極めて長く、従って地球温暖化効果が極
めて大きくその使用は好ましいものではない。このよう
な問題に対処するためにはこれらに代わる新しい媒体の
開発が不可欠であるが、未だ有効な代替物が見いだされ
ていない状況にある。本発明は、以上の状況に鑑みてな
されたものであり、オゾン層の破壊を引き起こすことな
く、地球温暖化効果も小さい、優れた媒体を提供するも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有
する含フッ素ケイ素化合物、即ちフルオロアルコキシ基
を有する下記一般式（１）の含フッ素ケイ素化合物から
なる媒体が、分子中に塩素を含有しないのでオゾン層を
破壊する恐れが全くなく、また分子中に水素原子を含有
するので大気中寿命が短い、即ち地球温暖化効果が小さ
く、従来使用されていたＣＦＣ１１３等と同様の優れた
浸透性や安定性を有し、低温流動性にも優れ、金属、プ
ラスチック、エラストマーを侵すことのない優れた媒体
であることを見いだし、本発明を完成するに至った。即
ち、本発明は下記一般式（１）で表され、且つ分子内に
少なくとも１個以上の水素原子を有する、フルオロアル
コキシ基を有する含フッ素ケイ素化合物からなる媒体を
提供するものである。

【０００５】

【化２】（Ｒ¹Ｏ）_nＳｉＲ² _4-n （１） （式中、Ｒ¹ は２，２，２−トリフルオロエチル基、
２，２，３，３−テトラフルオロプロピル基、２，２，
３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、１，１，１，
３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピル基、ノナフル
オロ−ｔ−ブチル基から選ばれるフルオロアルキル基を
示し、Ｒ²はアルキル基を示し、ｎ＝２〜３であること
を示す）

【０００６】本発明における媒体とは物質そのものの移
動や物質間の熱移動等を媒介する化合物であって、具体
的には潤滑剤、樹脂改質剤、離型剤、熱媒、絶縁媒体、
不活性媒体、レベリング剤等として用いられる機能性流
体をいう。本発明において提示される一般式（１）中
で、Ｒ¹は２，２，２−トリフルオロエチル基、２，
２，３，３−テトラフルオロプロピル基、２，２，３，
３，３−ペンタフルオロプロピル基、１，１，１，３，
３，３−ヘキサフルオロイソプロピル基、ノナフルオロ
−ｔ−ブチル基から選ばれるフルオロアルキル基であ
る。これらの基のうち、フッ素原子が５個以上のフルオ
ロアルキル基を有する化合物は加水分解しにくいので好
ましい。一般式（１）において、Ｒ¹Ｏ基、即ちフルオ
ロアルコキシ基の数ｎは２〜３個である。２〜３個であ
ることによって、本発明の媒体を構成する化合物が不燃
または難燃性で、かつ加水分解しにくくなる。

【０００７】また本発明においてＲ²のアルキル基とし
ては、同一または相異なるアルキル基で、具体的にはメ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチ
ル基、イソブチル基、２−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙
げられる。

【０００８】本発明の上記一般式（１）で表される、フ
ルオロアルコキシ基を有する含フッ素ケイ素化合物とし
ては、具体的には、ジメチルビス（２，２，２−トリフ
ルオロエトキシ）シラン、メチルトリス（２，２，２−
トリフルオロエトキシ）シラン、エチルトリス（２，
２，２−トリフルオロエトキシ）シラン、プロピルトリ
ス（２，２，２−トリフルオロエトキシ）シラン、ジエ
チルビス（２，２，２−トリフルオロエトキシ）シラ
ン、ジメチルビス（１，１，１，３，３，３−ヘキサフ
ルオロイソプロポキシ）シラン、メチルトリス（２，
２，３，３−テトラフルオロプロポキシ）シラン、ジメ
チルビス（２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロポ
キシ）シラン、メチルトリス（２，２，３，３，３−ペ
ンタフルオロプロポキシ）シラン、ジエチルビス（２，
２，３，３，３−ペンタフルオロプロポキシ）シラン、
エチルトリス（２，２，３，３，３−ペンタフルオロプ
ロポキシ）シラン、エチルメチルビス（２，２，３，
３，３−ペンタフルオロプロポキシ）シラン、プロピル
トリス（２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロポキ
シ）シラン、ブチルトリス（２，２，３，３，３−ペン
タフルオロプロポキシ）シラン、メチルトリス（１，
１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロポキシ）
シラン、ジメチルビス（ノナフルオロ−ｔ−ブトキシ）
シラン、メチルトリス（ノナフルオロ−ｔ−ブトキシ）
シラン等が挙げられる。

【０００９】これらのフルオロアルコキシ基を有する含
フッ素ケイ素化合物は、公知の方法により製造すること
ができる。一般的には、含フッ素アルコール（例えば、
ＲＯＨ：Ｒは前記Ｒ¹と同じ）を相当するクロロシラン
と反応させることで極めて容易に得られる（例えば、
Ｊ．Ｐｏｌａら、Ｃｏｌｌｅｃｔ．Ｃｚｅｃｈ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．、４４巻、７５０〜７５５ページ、
１９７９年）。

【００１０】該含フッ素ケイ素化合物からなる媒体は、
沸点範囲が適当な範囲にあり、表面張力が小さいために
浸透性に優れ、熱及び化学的にも安定で、プラスチック
等の素材に悪影響を与えず、低毒性で、フッ素を多く含
むため難燃または不燃の媒体である。従って、潤滑剤と
して用いた場合、その表面エネルギーが小さいため、良
好な潤滑性を発揮する上、低温での流動性にも優れてい
る。樹脂改質剤として樹脂に混合した場合は、樹脂に耐
薬品性、潤滑性、離型性、非粘着性、撥水・撥油性を付
与することができる。離型剤としてはゴムの成型や樹脂
の成型時の付着防止剤として用いた場合には良好な剥離
性が得られる。熱媒として用いた場合は、低融点、低粘
度なため、低温槽や恒温槽の媒体として好適に用いるこ
とができる。絶縁媒体として用いた場合には、高い絶縁
性能を示し、低温での流動性にも優れている。不活性媒
体としては、低温での流動性にも優れた安定な媒体とし
て、グロスリークテスト、サーマルショックテスト、リ
キッドバーンインテスト等のテスト液や電子部品用保存
液として用いることができる。またレベリング剤として
インク、塗料、ワックスへ添加した場合には、濡れ性が
著しく改善される。

【００１１】これらの媒体は単独あるいはそれぞれ混合
して使用することができる。また、従来使用されている
鉱油系媒体やシリコーン油、フルオロカーボン系媒体と
混合して使用することもできる。また、必要により安定
化剤を用いてもよい。該安定化剤としては、ニトロ化合
物、不飽和炭化水素、エポキシ化合物、フェノール化合
物、アルケニルアミン、環状窒素化合物、不飽和アルコ
ール等が挙げられる。その他、目的により各種界面活性
剤を添加してもよい。

【００１２】本発明の媒体は、分子内にフッ素原子を多
く有する化合物を含むため不燃性もしくは難燃性であ
り、安定性に優れ、従来のＣＦＣ１１３と同程度の浸透
性を有することから媒体として好適に用いることができ
る。本発明の上記含フッ素ケイ素化合物からなる媒体
は、浸透性、安定性が良好で、不燃または難燃性であ
る。また、塩素原子を持たないため、オゾン層の破壊問
題を生じることはなく、分子中に水素原子を含有するの
で地球温暖化効果も小さい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 実施例１〜６及び比較例１〜２ 含フッ素系媒体の特性として最も重要である浸透性の指
標として、表面張力がある。表１に本発明の媒体の２３
℃における表面張力、沸点、低温流動性の指標となる融
点および２３℃における粘度を示した。また比較のた
め、ＣＦＣ１１３およびシリコーン化合物であるオクタ
メチルシクロテトラシロキサンの測定値または文献値も
示した。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１の結果から、本発明の媒体は表面張力
がＣＦＣ１１３やオクタメチルシクロテトラシロキサン
と同等のレベルであることから浸透性に優れ、潤滑剤、
樹脂改質剤、離型剤、レベリング剤として有用である。
また低粘度で融点が充分に低いことから、オクタメチル
シクロテトラシロキサンに比べ低温流動性が優れ、潤滑
剤、熱媒は特に低温槽の媒体として、また絶縁媒体、不
活性媒体として有用である。 実施例７〜１２ 本発明の媒体を、水とともに室温で１時間、または８０
℃で４時間振とうし、ＧＣ分析により分解の有無を測定
した。結果はまとめて表２に示した。

【００１６】

【表２】

【００１７】表２の結果から、本発明の媒体は化学的安
定性に優れ、従って潤滑剤、発泡剤、樹脂改質剤、離型
剤、熱媒、絶縁媒体、不活性媒体、レベリング剤として
有用である。 実施例１３〜１６及び比較例３ 本発明の媒体の引火点をタグ密閉式で測定した。但し８
０℃以下に引火点を持たない化合物についてはさらにク
リーブランド開放式で測定した。また比較のため、シリ
コーン化合物であるオクタメチルシクロテトラシロキサ
ンについても同様に測定した。結果はまとめて表３に示
した。

【００１８】

【表３】

【００１９】表３の結果から、本発明の媒体は不燃また
は高引火点液体で、従って潤滑剤、離型剤、熱媒、絶縁
媒体、不活性媒体として用いた場合に安全性に優れる。 実施例１７〜２１及び比較例４ 各プラスチックのテストピースを、本発明の種々の媒体
に４５℃で１時間浸漬し、重量変化率は室温で２時間放
置後に、寸法変化率は取り出し直後に測定した。また比
較のため、ＣＦＣ１１３についても同様の試験を行っ
た。結果はまとめて表４に示した。

【００２０】

【表４】

【００２１】表４の結果から、本発明の媒体はプラスチ
ックに悪影響を与えることがなく、プラスチック素材と
接触させて用いる潤滑剤、離型剤、熱媒、絶縁媒体、不
活性媒体として特に有用である。

【００２２】

【発明の効果】本発明のフルオロアルコキシ基を有する
含フッ素ケイ素化合物からなる媒体は、浸透性や安定性
が良好で、素材、特にプラスチックに悪影響を与えるこ
とがない。さらに塩素原子を持たないため、オゾン層の
破壊問題を生じることはなく、また水素原子を含有する
ので地球温暖化効果も小さい。従来のＣＦＣやパーフル
オロカーボンと同等に適用できるので極めて価値の高い
ものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 5/00 Ｃ０９Ｋ 5/00 Ｅ Ｃ１０Ｍ 105/76 ＺＡＢ Ｃ１０Ｍ 105/76 ＺＡＢ // Ｃ１０Ｎ 30:08 40:16 40:36 (74)上記３名の代理人 弁理士 小松 秀岳 （外３名 ） (72)発明者 関屋 章 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 星 信人 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井 ビル 財団法人 地球環境産業技術研究 機構内 (72)発明者 小林 勉 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井 ビル 財団法人 地球環境産業技術研究 機構内 審査官 唐木 以知良 (56)参考文献 特開 平６−108096（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−70151（ＪＰ，Ａ) 米国特許2892859（ＵＳ，Ａ) 米国特許3491134（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C07F 7/18 C07F 7/18 C10M 105/76 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表され、且つ分子内
   に少なくとも１個以上の水素原子を有する、フルオロア
   ルコキシ基を有する含フッ素ケイ素化合物からなり、潤
   滑剤、樹脂改質剤、離型剤、熱媒、絶縁媒体およびレベ
   リング剤の何れかに用いられる媒体。 【化１】（Ｒ¹Ｏ）_nＳｉＲ² _4-n （１） （式中、Ｒ¹は２，２，２−トリフルオロエチル基、
   ２，２，３，３−テトラフルオロプロピル基、２，２，
   ３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、１，１，１，
   ３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピル基、ノナフル
   オロ−ｔ−ブチル基から選ばれるフルオロアルキル基を
   示し、Ｒ²はアルキル基を示し、ｎ＝２〜３であること
   を示す）
2. 【請求項２】 潤滑剤であることを特徴とする請求項１
   に記載の媒体。
3. 【請求項３】 樹脂改質剤であることを特徴とする請求
   項１に記載の媒体。
4. 【請求項４】 離型剤であることを特徴とする請求項１
   に記載の媒体。
5. 【請求項５】 熱媒であることを特徴とする請求項１に
   記載の媒体。
6. 【請求項６】 絶縁媒体であることを特徴とする請求項
   １に記載の媒体。
7. 【請求項７】 レベリング剤であることを特徴とする請
   求項１に記載の媒体。