JP2789503B2 - 電気粘性流体組成物 - Google Patents

電気粘性流体組成物

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JP2789503B2
JP2789503B2 JP3109833A JP10983391A JP2789503B2 JP 2789503 B2 JP2789503 B2 JP 2789503B2 JP 3109833 A JP3109833 A JP 3109833A JP 10983391 A JP10983391 A JP 10983391A JP 2789503 B2 JP2789503 B2 JP 2789503B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気粘性流体組成物に関
し、特に耐熱性、耐寒性、保存安定性及び電気粘性効果
安定性に優れた電気粘性流体組成物に関する。
【0002】
【従来技術】電気粘性流体は電圧をかけることにより粘
度変化が生じる流体であり、この特性を利用して例えば
自動車のクラッチ、ブレーキ及びエンジンマウントなど
の機械的運動コントロール部位に使用されている。これ
らの電気粘性流体の中でも、特にデン粉、シリカゲル及
びポリアクリル酸塩を非導電性分散媒体に分散させた組
成物が従来から検討されている。
【0003】しかしながら、分散質は分散媒体に比べて
比重が高いため、沈降して下部に堆積するという傾向が
あり、従来の電気粘性流体においては、長期間放置した
後には電気粘性効果が消失するという欠点があったのみ
ならず、高温で漏れ電流が多いという欠点もあった。
【0004】又、固体成分の種類或いは配合量を増すこ
とにより沈降現象を生じさせないという組成物も報告さ
れているが、これはペースト状であり流体とは言い難
い。例えば、米国特許第4,033,892号、同第
4,129,513号及び特公昭63−26151号に
は、主としてアクリル酸系ポリマーを分散質としたもの
が開示され、英国特許公報第1,076,754号、特
開昭61−259752号及び同61−44998号に
はシリカ或いはシリカゲルを分散質としたものが開示さ
れ、特開昭62−95397号には珪酸アルミニウムを
分散質としたものが開示されており、英国特許公報第
3,047,507号及び特開昭58−32197号に
は、チタン酸バリウムを主分散質としたものが開示さ
れ、更に、特開昭63−33459号にはポリアクリル
アミドを分散質としたものが開示されている。
【0005】中でも、アクリル酸系ポリマーを分散質と
したものは比較的電場応答性に優れているが、耐熱性及
び高温時のリーク等の高温特性に劣っており、又分散粒
子中の吸湿量を少なくすることにより高温特性を改良し
た場合には、逆に室温時の電気粘性効果が現れなくなる
という欠点がある。
【0006】一方、耐熱性の分散質としてはシリカ系が
望ましい。しかしながら、、シリカ系粒子を分散粒子と
した電気粘性流体組成物は温度による漏れ電流変化が少
なく、高温でも良好な電気粘性効果を示すものゝ、長期
間放置すると電気粘性効果が失われるという欠点があ
る。
【0007】そこで、シリカ系粒子を分散粒子とした電
気粘性流体組成物の電気粘性効果の長期安定性、シリカ
系分散粒子の沈降防止及び分散性を高めるために、分散
剤を添加したり分散粒子表面を薄膜処理することが提案
されている(特開昭61─259752、同61─44
998、同64─81898、特開平1─25311
0、同1─260710、同1─266195、同1─
278598、同2─26633)ものゝ、未だ十分な
効果のある分散剤も薄膜処理剤も知られていない。
【0008】一方、上記分散質の疎水性分散媒として、
近年シリコーンオイルが好ましいものとして広く提案さ
れている(特開昭62−95397号、同61−259
752号、同61─44998号、特開平2−2663
3号、同2−26634号、同1−299894号、同
1−304187号、同1−304189号、同1−2
53110号、同1−260710号、同1−2661
91号、同1−236291号、同1−197595
号、同1−198696号、同1−207395号、同
1−207396号、同1−170693号、同1−9
6295号)。これらの発明においては各種のシリコー
ンオイル及び各種の分散質からなる組成物が示されてい
るが、上記シリカ系分散質を安定に分散させたものは、
未だ知られていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等は
シリカ系分散質を安定に分散させることができると共に
長期間電気粘性効果を安定させることのできる電気粘性
流体組成物について鋭意検討した結果、疎水性分散媒と
して両末端を水酸基で封鎖したジオルガノシロキサンが
極めて有効であること及び含水珪酸化合物をシアノ基含
有シラン及び/又はシアノ基含有シロキサンで表面処理
又は被覆した場合には、流体組成物の電気粘性効果を長
期間維持することができることを見出し、本発明に到達
した。
【0010】従って本発明の第1の目的は、シリカ系分
散質を用いた電気粘性流体組成物であって、耐熱性及び
高温での電気粘性特性のみならず、保存性及び電気粘性
効果の安定性にも優れた電気粘性流体組成物を提供する
ことにある。本発明の第2の目的はシリカ系分散質を安
定に分散させることのできる疎水性分散媒を提供するこ
とにある。本発明の第3の目的は、疎水性分散媒に長期
間安定に分散させることのできるシリカ系分散質を提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、下記構造式で表される両末端水酸基封鎖ジオルガノ
ポリシロキサン100重量部
【化2】
【0012】及びシアノ基含有シラン及び/又はシア
ノ基含有シロキサンで表面処理又は被覆された平均粒径
1〜100μmの含水珪酸化合物10〜200重量部か
ら成る電気粘性流体組成物によって達成された。
【0013】上記構造式で表されるシリコーンオイル
(両末端水酸基封鎖ジオルガノポリシロキサン)におい
て、置換基Rは、炭素原子数1〜18の飽和又は不飽和
の1価の有機基、nは10〜1,000であって平均重
合度を表す数である。Rの具体例としては例えばメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル
基、テトラデシル基、オクタデシル基などのアルキル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロ
アルキル基、フェニル基或いは3,3,3−トリフロロ
プロピル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノ
ナフロロヘキシル基、3,3,4,4,5,5,6,
6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプ
タデカフロロデシル基などのパーフロロアルキル基等を
挙げることができる。本発明においては特に、Rの80
モル%以上がメチル基であることが望ましい。
【0014】本発明で使用する含水珪酸化合物として
は、含水珪酸、含水珪酸カルシウム及び含水珪酸アルミ
ニウム等が挙げられる。含水珪酸の市販品としては、ニ
プシル(Nipsil:日本シリカ工業株式会社製)、
トクシール(Tokusil:徳山曹達株式会社製)、
ハイシール(Hi−Sil:ピー・ピー・ジー株式会社
製)、ウルトラシール(Ultrasil:デガッサ株
式会社製)、バルカシル(Vulcasil:バイエル
株式会社製)、サントセル(Santocel:モンサ
ント株式会社製)、バルロン・エスタシル(Valro
nEstersil:デュポン株式会社製)、カルプレ
ックス(Carplex:塩野義製薬株式会社製)、ビ
タシール(Vitasil:多木製肥所株式会社製)、
シルトン・アール−2(Silton R−2:水沢化
学工業株式会社製)、スターシル(Starsil:神
島化学株式会社製)等が挙げられ、含水珪酸カルシウム
の市販品としてはサイレン・イー・エフ(Silene
EF:ピー・ピー・ジー株式会社製)、カルシル(C
alsil:デガッサ株式会社製)、シルモス・エー
(Silmos A:白石工業株式会社製)、ソレック
ス・シー・エム(Solex CM:徳山曹達株式会社
製)などが挙げられ、含水珪酸アルミニウムの市販品と
してはゼオレックス(Zeolex:ヒューバー・コー
ポレーション株式会社製)、シルテグ(Silteg:
デガッサ株式会社製)などが挙げられる。本発明におい
ては、これらの中でも特に含水珪酸が好ましい。
【0015】本発明で使用する含水珪酸化合物の粒径
は、平均値で1〜100μmであることが必要であり、
特に10〜50μmとすることが好ましい。1μmより
小さいと電圧印加時の粘度上昇が小さくなって充分な電
気粘性特性が得られず、100μmより大きいと電気粘
性特性が不安定になるばかりか、沈降性が大きくなるの
で好ましくない。
【0016】本発明においては、含水珪酸化合物の沈降
を防止する観点から、特にその表面をシアノ基含有シラ
ン及び/又はシアノ基含有シロキンで処理するか、又は
被覆する。含水珪酸化合物の表面処理をし、又は表面被
覆するために使用するシアノ基含有シランとしては、2
−シアノエチルトリエトキシシラン、2−シアノエチル
トリメトキシシラン、3−(3−シアノプロピルチオプ
ロピル)ジメトキシメチルシラン、2−シアノエチルト
リクロロシラン、3−シアノプロピルジメチルクロロシ
ラン、3−シアノプロピルメチルジクロロシラン及び3
−シアノプロピルトリクロロシラン等が挙げられる。
【0017】又、シアノ基含有シロキサンとしては上記
シアノ基含有シランの加水分解物及びこれらの混合物又
は下記構造式で表されるもの 〔R1 a 2 b 3 c SiO [4-(a+b+c)]/2n (但しR1 はシアノ基を1以上有する飽和又は不飽和の
有機基、R2 はメチル基又はフェニル基、R3 は炭素数
1〜18の1価の飽和又は不飽和の有機基又はヒドロキ
シ基である。a+b+cは0.1〜3.0、a/(a+
b+c)は0.05以上であり、nは5〜3,000で
ある。)が挙げられる。
【0018】シアノ基含有シラン及び/又はシアノ基含
有シロキサンによる表面処理又は表面被覆は、例えば、
シアノ基含有シランをアルコール/水混合溶液に加え、
攪拌しながら更に含水珪酸化合物を加えた後、減圧下で
溶媒を除去する方法や、予め加水分解したシアノ基含有
シラン又はシアノ基含有シロキサンを有機溶媒で希釈し
てから、含水珪酸化合物を加えて均一分散した後、減圧
下で溶媒を除去する方法等が挙げられる。
【0019】分散質の均一分散方法としては、室温で攪
拌する方法、加熱攪拌する方法、加熱後攪拌する方法、
ロール等によりシェアをかけて分散させる方法などが挙
げられる。本発明の電気粘性流体組成物は、上記分散方
法によって前記粒径の含水珪酸化合物の所定量を、両末
端を水酸基で封鎖したジオルガノポリシロキサン媒体中
に均一分散させることにより容易に得ることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明の電気粘性流体組成物は、従来の
電気粘性流体組成物に比べて分散質の沈降が極めて少な
く保存安定性に優れるのみならず、電気粘性特性にも優
れている。
【0021】又、分散媒体にシリコーンオイルを使用し
ていることから、塩化トリフルオロビニルモノマー、ポ
リ塩化ビフェニル、オルトジクロロベンゼン、ジブチル
フタレート及びトリメリット酸エステル等を分散媒体と
した従来の電気粘性流体に比べ安定性、低揮発性、耐熱
性、耐寒性等の点で優れるのみならず粘度の温度変化が
少ないので作動流体としての特性も安定したものであ
る。
【0022】更に、高温下における電圧印加時の漏れ電
流が極めて少ないので、電流消費量が少なく組成物の発
熱が軽減される。特に、平均粒径1〜100μmの含水
珪酸化合物がシアノ基含有シラン及び/又はシアノ基含
有シロキサンで表面処理又は被覆されている場合には、
電気粘性効果を長期間維持する電気粘性効果安定性にも
極めて優れたものとなる。
【0023】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、実施例中の粘度及び比重は25℃における値であ
る。
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【実施例1】2−シアノエチルトリメトキシシラン6g
にエタノール/水混合溶媒を加え、攪拌しながらニプシ
ールE150K(NipsilE150K 日本シリカ
工業株式会社製)100gを加え、100℃/減圧下で
溶媒を除去した。次いで、得られた粉末28gを両末端
水酸基封鎖ジメチルポリシロキサン(30cs)100
mlと均一に混合して白色流体を得た。
【0036】
【実施例2】実施例で使用したニプシールE150K
の代わりにソレクス・シー・エム(徳山曹達株式会社
製)を使用した他は、実施例と全く同様にして白色流
体を得た。
【0037】
【実施例3】実施例で使用した2−シアノエチルトリ
エトキシシランの量を25gに代えた他は実施例と全
く同様にして白色流体を得た。
【0038】
【実施例4】実施例で使用した2−シアノエチルトリ
エトキシシランをシアノプロピルメチルポリシロキサン
に代えた他は実施例と全く同様にして白色流体を得
た。
【0039】
【比較例1】実施例に使用した2−シアノエチルトリ
エトキシシランを3−アミノプロピルエトキシシランに
代えた他は実施例と全く同様にして白色流体を得た。
【0040】
【比較例2】実施例に使用したニプシールE150K
の代わりにサンウェットIM5,000MPS(三洋化
成工業株式会社製 吸水性ポリマー)を使用した外は実
施例と全く同様にして白色流体を得た。
【0041】実施例及び比較例で得られた各組
成物について、得られた各白色液体50mlを、50m
lのビーカーに入れて分散媒の沈降性を調べた。又、電
気粘性特性については、室温下で、コントラバス社製回
転粘度測定装置(商品名:レオマット115)及び株式
会社コーディックス製電圧コントロール装置を用いて、
毎分10回転のローター回転速度、ロータークリアラン
ス1mmで、印加電圧0KV/mm、2KV/mm及び
3.5KV/mmにおける粘度及び漏れ電流を測定し、
室温、80℃及び80℃50時間放置した後の各
々について、室温下の粘度変化及び漏れ電流変化を測定
した結果を(表)、(表)及び(表)に示し
た。更に図1、図2及び図4に粘度変化、図3に漏れ
電流変化の結果を図示した。
【0042】
【表1】
【0043】
【表2】
【0044】
【表3】
【0045】表1〜3及び図1〜4の結果から明らかな
ように、含水珪酸化合物を更にシアノ基含有シラン又は
シアノ基含有シロキサンで表面処理した場合には(実施
例1〜4)、80℃で50時間放置した後でも良好な電
気粘性効果を維持していることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例及び比較例1並びに2の電気粘性
流体組成物について、印加電圧を変化させた場合の室温
における粘度変化を示す。
【図2】実施例及び比較例1並びに2の電気粘性
流体組成物について、印加電圧を変化させた場合の80
℃における粘度変化を示す。
【図3】実施例及び比較例1並びに2の電気粘性
流体組成物について、印加電圧を変化させた場合の80
℃における漏れ電流変化を示す。
【図4】実施例及び比較例1並びに2の電気粘性
流体組成物について、80℃/50時間放置し、次いで
室温に戻した後に印加電圧を変化させた場合の粘度変化
を示す。
【符号の説明】
1 ・・・・・実施例の電気粘性流体組成物 2 ・・・・・実施例の電気粘性流体組成物 3 ・・・・・実施例の電気粘性流体組成物 4 ・・・・・実施例の電気粘性流体組成物 5 ・・・・・比較例の電気粘性流体組成物 6 ・・・・・比較例の電気粘性流体組成物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10N 30:04 30:08 40:14 70:00 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 169/04 C10M 107/50 C10M 125/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記構造式で表される両末端水酸基封鎖ジ
    オルガノポリシロキサン100重量部 【化1】 (但し、Rは炭素原子数1〜18の飽和或いは不飽和の
    1価の有機基であり、nは平均重合度を表し、10〜
    1,000の数である。)及び、シアノ基含有シラン及
    び/又はシアノ基含有シロキサンで表面処理又は被覆さ
    れた平均粒径1〜100μmの含水珪酸化合物10〜2
    00重量部から成る電気粘性流体組成物。
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