JP5391803B2 - フッ素系潤滑剤組成物 - Google Patents
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CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCONHAr 〔I〕
(ここで、Arは2-ベンゾイミダゾール基であり、Rfは炭素数1〜2のフルオロカーボン基であり、nは0、1または2であり、p+q+r≦100である整数で、p、q、rの内の1個または2個は0であり得、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合している基である)で表わされる含フッ素化合物を添加剤として含有するフッ素系潤滑剤組成物によって達成される。
CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCONHAr 〔I〕
(ここで、Arは2-ベンゾイミダゾール基であり、Rfは炭素数1〜2のフルオロカーボン基であり、nは0、1または2であり、p+q+r≦100である整数で、ある程度の分布をとることが許容されるものであり、p、q、rの内の1個または2個は0であり得、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合している基である)で表わされるものが用いられる。これらの含フッ素化合物添加剤は、基油、増稠剤および含フッ素化合物添加剤よりなる潤滑剤組成物中約0.1〜99重量%、好ましくは約0.5〜50重量%、さらに好ましくは1〜20重量%の割合で用いられる。これより少ない割合で用いられると、耐摩耗性添加剤としての十分な効果が得られず、一方これ以上の割合で用いられるとコストパフォーマンスに見合った性能が発揮できないばかりではなく、粘性抵抗の増加など消費動力やトルクが大きくなる不具合を生じる可能性がある。
CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCOF 〔II〕
で表わされる含フッ素ポリエーテルカルボン酸フロライドを、2-アミノベンゾイミダゾールと反応させることによって製造される。
CF3O(CF2O)p(CF2CF2O)qCF2COF 〔V〕
としては、実際にはこれらは市販品をそのまま用いることができる。2-アミノベンゾイミダゾールは、少なくとも1個のアルキル基、ハロゲン基等で置換されていてもよい。
RfO(CF2O)x(C2F4O)y(C3F6O)zRf
で表わされるものが用いられ、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合した基である。具体的には、例えば下記一般式(1)〜(3)で表わされるようなものが用いられ、この他一般式(4)で表わされるようなものも用いられる。なお、Rfはパーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基等の炭素数1〜5、好ましくは1〜3のパーフルオロ低級アルキル基である。
(1) RfO[CF(CF3)CF2O]zRf
ここで、z=2〜200であり、ヘキサフルオロプロピ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、あるいはフッ化セシウム触媒下にヘキサフルオロプロピレンをアニオン重合させ、得られた末端CF(CF3)COF基を有する酸フルオライド化合物をフッ素ガスで処理することにより得られる。
(2) RfO(CF2O)x(CF2CF2O)yRf
ここで、x+y=3〜200、x:y=10〜90:90〜10であり、またCF2O基およびCF2CF2O基は主鎖中にランダムに結合しているものであり、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って得られる。
(3) RfO(CF2O)x[CF(CF3)CF2O]zRf
ここで、x+z=3〜200であり、x:z=10〜90:90〜10であり、またCF2O基およびCF(CF3)CF2O基は主鎖中にランダムに結合しているものであり、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。
(4) F(CF2CF2CF2O)2〜100C2F5
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を紫外線照射下に約160〜300℃でフッ素ガスで処理することによって得られる。
窒素シール用T字形コネクター、撹拌翼、コンデンサー、滴下ロート、温度計および加熱用マントルヒーターを取り付けたフラスコに、パーフルオロポリエーテルカルボニルフロライド
CF3CF2CF2O〔CF(CF3)CF2O〕rCF(CF3)COF
r:12(ある程度の分布を有する)
500gを導入して撹拌した。そこに、2-アミノベンゾイミダゾール18.8g(137ミリモル)とトリエチルアミン3.3gとの混合物を室温でゆっくりと滴下し、滴下終了後に内温が92±1℃となるようにマントルヒーターの温度を調整し、さらに48時間後に内温が96±1℃となるように再調整をして、さらに24時間加熱撹拌を行った。IRスペクトルで1880cm-1のCOFのシグナルが消失したことを確認し、反応混合物にフッ素系有機溶剤(旭硝子製品AK-225)100mLを加えて撹拌して十分に溶解させた後、メンブランフィルターを用いてアミンのフッ酸塩等の不溶性成分を除去した。
r:12 (F-NMRから求めたヘキサフルオロプロピレン
オキサイドの数平均重合度であり、ある程度の分布を有している)
F-NMR(acetone-d6,CFCl3)
-145.9 〜 -145.2ppm ; -OCF(CF3)CF2O-
-132.6ppm ; -CF(CF3)CONH-
-131.0ppm ; CF3CF 2 CF2O-
-86.1 〜 -74.9ppm ; -OCF(CF3)CF 2 O-,CF3CF2CF 2 O-
-84.1ppm ; CF 3 CF2CF2O-
-81.3ppm ; -OCF(CF 3 )CF2O-
-81.2ppm ; -CF(CF 3 )CONH-
H-NMR(acetone-d6,TMS)
δ7.20 ; =N-C(C)-CH=CH-
δ7.61 ; =N-C(C)-CH=CH-
〔基油〕
A:RfO(CF2O)x(CF2CF2O)yRf 動粘度(40℃) 17mm2/秒
B:RfO(CF2O)x(CF2CF2O)yRf 動粘度(40℃) 33mm2/秒
C:RfO(CF2O)x(CF2CF2O)yRf 動粘度(40℃)160mm2/秒
D:RfO〔CF(CF3)CF2O〕zRf 動粘度(40℃)100mm2/秒
〔増稠剤〕
A:溶液重合法PTFE(融点323℃、平均一次粒子径0.1μm)
B:乳化重合法PTFE(融点327℃、平均一次粒子径0.1μm)
C:乳化重合法PTFE(融点325℃、平均一次粒子径0.2μm)
D:けん濁重合法PTFE(融点325℃、平均一次粒子径9μm)
上記基油および増稠剤と参考例で得られた含フッ素化合物添加剤との所定量(単位:重量%)を混合してグリースを調製した。
荷重:80gf
試験温度:80℃または140℃
摺動速度:50mm/秒
摺動距離(片道):20mm
摺動回数:20,000回
表
基油 PTFE 添加剤 Ag Cu Cu Au Fe
例 種類 % 種類 % % 80℃ 80℃ 140℃ 80℃ 80℃ 稠度
実施例1 B 75.9 B 24 0.1 3.2 305
〃 2 B 75.5 B 24 0.5 2.1 310
〃 3 B 75 B 24 1 1.5 305
〃 4 A 75.5 A 21.5 3 0.43 328
〃 5 A 73 B 24 3 0.3 5.4 313
〃 6 B 73 B 24 3 0.3 4.3 3 0.3 0.3 305
〃 7 A 67.5 C 29.5 3 0.4 301
〃 8 A 61 D 36 3 0.53 333
〃 9 C 73 B 24 3 0.3 283
〃 10 D 73 B 24 3 0.3 279
〃 11 B 71 B 24 5 0.3 4.3 307
〃 12 B 69 B 24 7 0.3 3.75 301
〃 13 B 66 B 24 10 0.3 2.8 0.9 0.3 303
〃 14 B 56 B 24 20 0.3 310
〃 15 B 0.1 B 0.9 99 0.3 4.3 <粘稠>
比較例1 A 78.5 A 21.5 − 7.05 343
〃 2 A 76 B 24 − 8 6.5 298
〃 3 B 76 B 24 − 10 9.5 9.5 2.5 0.3 301
〃 4 A 70.5 C 29.5 − 6.17 298
〃 5 A 64 D 36 − 8.17 328
(1) 特定の含フッ素化合物を添加した各実施例では、銀メッキプレート、銅合金プレート、金メッキプレートのいずれかにおいてもすぐれた耐摩耗特性を示しているが、鋼材プレートに対しては耐摩耗特性の発現がみられない。
(2) 特定の含フッ素化合物を添加されない各比較例では、銀メッキプレート、銅合金プレート、金メッキプレートのいずれにおいても、摩耗抑制効果が殆どみられない。
(3) 基油B、PTFE Bの組合せにおいて、添加剤量を種々変化させると、Ag摩耗深さは0.1重量%の添加で急激に低下し始め、3〜99重量%ではほぼ一定の0.3μmとなる(実施例1〜3、6、11〜15)。
(4) 基油Aを用い、種々の平均一次粒子径のPTFEを増稠剤として用いたとき、Ag摩耗深さは含フッ素化合物を添加された場合には安定した耐摩耗性を示すが、含フッ素化合物が添加されない場合には、PTFEの製法や粒径とは無関係に、大きな摩耗が生じている(実施例4〜5、7〜8-比較例1〜2、4〜5)。
(5) PTFE Bおよび3重量%の含フッ素化合物添加剤を用い、種々の構造および動粘度の基油についてAg摩耗深さを測定すると、基油の構造や動粘度とは無関係に、ほぼ一定の0.3μmという値が得られた(実施例5〜6、9〜10)。
(6) 基油B、PTFE Bを用いた場合の各材質別の摩耗深さを、3重量%の含フッ素化合物添加剤を用いた場合と用いない場合とで比較すると、Agメッキプレート、銅合金プレート、金メッキプレートの場合には顕著な差がみられたが、鋼材プレートについては殆ど差が認められなかった(実施例6-比較例3)。
Claims (6)
- 基油中に、増稠剤および一般式
CF3(CF2)nO(CF2O)p(C2F4O)q(C3F6O)rRfCONHAr 〔I〕
(ここで、Arは2-ベンゾイミダゾール基であり、Rfは炭素数1〜2のフルオロカーボン基であり、nは0、1または2であり、p+q+r≦100である整数で、p、q、rの内の1個または2個は0であり得、CF2O基、C2F4O基およびC3F6O基は主鎖中にランダムに結合している基である)で表わされる含フッ素化合物を添加剤として含有するフッ素系潤滑剤組成物。 - 基油がパーフルオロポリエーテル油である請求項1記載のフッ素系潤滑剤組成物。
- 増稠剤を0.1〜50重量%の割合で含有する請求項1記載のフッ素系潤滑剤組成物。
- 含フッ素化合物添加剤を0.1〜99重量%の割合で含有する請求項1記載のフッ素系潤滑剤組成物。
- 貴金属表面、銅表面または銅合金表面を有する摺動部材に適用される請求項1、2、3または4記載のフッ素系潤滑剤組成物。
- 電気接点材料に適用される請求項5記載のフッ素系潤滑剤組成物。
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