JPH11302564A

JPH11302564A - 潤滑塗料

Info

Publication number: JPH11302564A
Application number: JP10112497A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakamaru; 隆中丸; Yoshiaki Yamamoto; 義昭山本; Namiko Kaneko; 奈美子金子
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 1998-04-22
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2018-04-22
Also published as: JP4000666B2

Abstract

(57)【要約】【目的】熱硬化性合成樹脂潤滑被膜形成に用いられる
潤滑塗料であって、下地と一体となってその表面を形成
し、優れた低摩擦特性を発揮する潤滑塗料を提供するこ
と。【構成】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、エポキ
シ基を有する反応性シリコーンオイル（Ｃ）、トリアジ
ンチオール（Ｄ）および非反応性シリコーンオイル
（Ｅ）からなる樹脂組成物が有機溶剤に溶解されてなる
熱硬化性合成樹脂潤滑被膜形成に用いられる潤滑塗料で
あって、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との和を１００重量部
としたとき、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の和が２〜２０重
量部および（Ｅ）成分が２〜１０重量部である潤滑塗
料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摺動面部材用の潤
滑塗料に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】潤滑塗料に関しては、
（１）油剤をスプレーなどで吹き付け湿潤状態で使用す
るもの、（２）塗膜形成後、溶剤を飛ばし乾燥被膜とし
て使用するもの、（３）塗膜を常温または加熱硬化させ
硬化被膜として使用するもの、など様々なものがある。

【０００３】この（１）および（２）の適用事例は、す
べり合う二つの部材において、そのすべり面に潤滑油剤
を供給するという一種の給油の適用形態である。すなわ
ち、これら事例の潤滑被膜は、すべり合う部材そのもの
ではなく、いわばすべり面に介在するものである。した
がって、これらが消耗した場合には、再び同様の吹き付
けなどを行って潤滑被膜を形成することができる。

【０００４】これに対して、（３）の適用事例は、上記
（１）、（２）とは趣を異にする。すなわち、すべり合
う二つの部材のいずれか一方または双方の部材の一部、
換言すれば部材の表面層を形成させるということであ
る。

【０００５】この表面層、すなわちすべり面を形成する
被膜は、機械的強度に優れ、下地との密着性がよく、外
力によって損傷したり摺動時に容易に摩耗してしまった
り、あるいは下地から剥離したりしないことが望まれ
る。

【０００６】ここで、被膜への潤滑性の付与と被膜の機
械的強度および下地との密着性とは裏腹の関係にあり、
潤滑性を向上させようとすれば必然的にこれらの強度や
性能は低下するという問題がある。

【０００７】本発明は、熱硬化性合成樹脂潤滑被膜形成
に用いられる潤滑塗料であって、下地と一体となってそ
の表面を形成し、優れた低摩擦特性を発揮する潤滑塗料
を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、架橋剤の存在下で三次元網状構造を形成
して固化する反応性シリコーンオイルと、非反応性シリ
コーンオイルと、前記反応性シリコーンオイルの架橋剤
であるとともに、下地表面を接着に適した表面として改
質せしめる機能をもつトリアジンチオールをベース樹脂
であるエポキシ樹脂に配合することが極めて有効である
ことを見出した。

【０００９】本発明は、上記知見に基づき完成されたも
のであり、その要旨は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤
（Ｂ）、エポキシ基を有する反応性シリコーンオイル
（Ｃ）、トリアジンチオール（Ｄ）および非反応性シリ
コーンオイル（Ｅ）からなる樹脂組成物が有機溶剤に溶
解されてなる熱硬化性合成樹脂潤滑被膜形成に用いられ
る潤滑塗料であって、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との和を
１００重量部としたとき、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の和
が２〜２０重量部および（Ｅ）成分が２〜１０重量部で
ある潤滑塗料に存する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
（Ａ）成分であるエポキシ樹脂としては、従来公知のも
のが使用でき、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等のグ
リシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル
型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂
環型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独であ
るいは２種以上併せて用いられる。具体的には、油化シ
ェルエポキシ社製のビスフェノールＡ型の液状または固
形タイプのエポキシ樹脂「エピコート（商品名）」が挙
げられる。エポキシ樹脂は、本発明の合成樹脂被膜の母
体をなすものであり、また下地との接着剤として機能す
るものである。

【００１１】（Ｂ）成分である硬化剤としては、従来か
らエポキシ樹脂の硬化剤として用いられているものが使
用でき、例えば、ポリアミン、酸無水物、フェノール樹
脂、ポリアミド樹脂、メルカプタン系化合物が挙げられ
る。さらに、これら硬化剤とともに、三級アミン、イミ
ダゾール誘導体、フッ化ホウ素錯塩類等の硬化促進剤を
併用してもよい。

【００１２】ポリアミンとしては、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族ポリアミン、
イソホロンジアミン、ビス（４−アミノ−３−メチルシ
クロヘキシル）メタンなどの脂環族アミン、ジアミノジ
フェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、メタフ
ェニレンジアミンなどの芳香族アミン、アミノエチルピ
ペラジン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，
４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカ
ンなどの複素環式アミン、ジシアンジアミドおよびこれ
らを変性したものが含まれる。変性の手法としては、例
えば、エポキシ樹脂、エチレンオキシド、プロピレンオ
キシド、アクリロニトリル、ケトン類との付加物の形に
することが挙げられる。上記ポリアミンの具体例として
は、油化シェルエポキシ社製の変性脂肪族ポリアミン
「エピキュアＴ（商品名）」、変性脂環族アミン「エピ
キュア１１３（商品名）」、変性芳香族アミン「エピキ
ュアＷ（商品名）」が挙げられる。

【００１３】酸無水物としては、ドデシル無水コハク
酸、ポリアゼライン酸無水物などの脂肪族酸無水物、ヘ
キサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、
無水メチルナジック酸などの脂環族酸無水物、無水フタ
ル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの
芳香族酸無水物、テトラブロモ無水フタル酸、無水ヘッ
ト酸などのハロゲン系酸無水物が含まれ、一般に三級ア
ミンやイミダゾール誘導体を硬化促進剤として用いる。
具体例としては、油化シェルエポキシ社製の「エピキュ
ア１３４Ａ（商品名）」が挙げられる。

【００１４】フェノール樹脂としては、ノボラック型フ
ェノール樹脂が挙げられ、一般に硬化促進剤が併用され
る。

【００１５】ポリアミド樹脂としては、不飽和脂肪酸の
２量体であるダイマー酸とポリアミンから得られるポリ
アミドが挙げられる。

【００１６】メルカプタン系化合物とは、分子構造式の
両端にメルカプト基−ＳＨを有する脂肪族多硫化重合物
のことであり、それ単独ではエポキシ樹脂と反応しない
ため、前記ポリアミンや三級アミンとの併用が必要であ
る。メルカプタン系化合物の具体例としては、油化シェ
ルエポキシ社製「カップキュア３８００（商品名）」が
挙げられる。

【００１７】（Ａ）成分であるエポキシ樹脂と（Ｂ）成
分である硬化剤との配合割合は、（Ａ）成分中のエポキ
シ基または水酸基の数とこのエポキシ基または水酸基と
反応する（Ｂ）成分中の官能基の数との比率により決定
される。

【００１８】例えば、硬化剤としてポリアミンを用いる
場合、エポキシ樹脂のエポキシ当量をＰ、ポリアミンの
アミン当量をＱとすると、エポキシ樹脂Ｐｇに対してポ
リアミン（０．８〜１．２）×Ｑｇである。ここで、エ
ポキシ当量とは、エポキシ基１グラム当量を含むエポキ
シ樹脂のグラム数、アミン当量とは、エポキシ基と反応
する活性水素１グラム当量を含むポリアミンのグラム数
である。

【００１９】したがって、エポキシ樹脂と硬化剤との配
合重量割合は、使用するエポキシ樹脂の種類および硬化
剤の種類によって変化するが、次のように設定される。
すなわち、エポキシ樹脂Ｐｇに対して表１に示す割合で
配合される。ここで、Ｐはエポキシ樹脂のエポキシ当量
の値である。（以下余白）

【００２０】

【表１】

【００２１】また、硬化促進剤を併用する場合は、エポ
キシ樹脂Ｐｇに対して硬化促進剤を１〜２０ｇ配合すれ
ばよい。

【００２２】（Ｃ）成分であるエポキシ基を有する反応
性シリコーンオイルとは、ジメチルポリシロキサンのメ
チル基の一部をエポキシ基を含有する官能基で置換した
シリコーンオイルである。例えば、下記式（１）、
（２）または（３）で表される。（以下余白）

【００２３】

【化１】

【００２４】式（１）、（２）および（３）中、Ｘはエ
ポキシ基含有基、例えば、下記式（４）、（５）、
（６）または（７）を示し、ｍは５〜１００００の整数
であり、ｎは２〜１００の整数である。（以下余白）

【００２５】

【化２】

【００２６】上述のエポキシ基を有する反応性シリコー
ンオイル中、下記式（８）および（９）のシリコーンオ
イルが好ましい。

【００２７】

【化３】

【００２８】式（８）および（９）中、ｍは５〜１００
００の整数であり、ｎは２〜１００の整数である。

【００２９】エポキシ基を有する反応性シリコーンオイ
ルは、リニア構造を有する油状物質であるが、（Ｄ）成
分のトリアジンチオールと反応することにより三次元網
状構造を呈して固化する。この三次元網状構造体は、本
発明の潤滑塗料により形成された合成樹脂被膜の靱性を
向上させるとともに、（Ｅ）成分の非反応性シリコーン
オイルの保持体としての役割を果たす。

【００３０】（Ｄ）成分であるトリアジンチオールは、
下記式（１０）で表される。

【００３１】

【化４】

【００３２】式（１０）中、Ａは、メルカプト基−Ｓ
Ｈ、ジブチルアミノ基−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）_２、またはア
ニリノ基−ＮＨＣ_６Ｈ_５である。

【００３３】このトリアジンチオールは、前述のように
（Ｃ）成分であるエポキシ基を有する反応性シリコーン
オイルの架橋剤としての役割をもち、エポキシ基を有す
る反応性シリコーンオイルを三次元網目構造化させる。

【００３４】また、トリアジンチオールは、従来、特に
ゴムや塩化ビニルの架橋剤として、金属とゴムとの接着
剤として、そして金属の表面処理剤としても用いられて
いる。きわめて反応性に富み、本発明においては、合成
樹脂被膜を形成した場合に、エポキシ樹脂とも反応して
前記エポキシ基を有するシリコーンオイルの三次元網目
構造体としっかり結合させるとともに、下地表面とも反
応して下地と被膜との接着強度を向上させる役割をも果
たしているものと考えられる。

【００３５】（Ｃ）成分のエポキシ基を有する反応性シ
リコーンオイルに対する（Ｄ）成分のトリアジンチオー
ルの配合割合は、（Ｃ）成分を架橋して三次元網目構造
化するのに必要な量以上であればよく、好ましくは
（Ｄ）成分配合重量／（Ｃ）成分配合重量＝０．０３〜
１である。

【００３６】（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の配合量は、
（Ａ）成分であるエポキシ樹脂と（Ｂ）成分である硬化
剤との和を１００重量部として、（Ｃ）成分と（Ｄ）成
分との配合量の和が、２〜２０重量部、好ましくは、３
〜１０重量部である。配合割合が２重量部未満の場合
は、配合効果が得られず、２０重量部を超える場合は、
合成樹脂被膜の機械的強度の低下が著しい。

【００３７】（Ｅ）成分である非反応性シリコーンオイ
ルとは、ジメチルシリコーンオイルおよびジメチルポリ
シロキサンのメチル基の一部をポリエーテル基、フェニ
ル基、アルキル基、アラルキル基、フッ素化アルキル基
等で置換したシリコーンオイルであり、粘度（２５℃）
が１００〜５００００ｃＳｔ、好ましくは５００〜１０
０００ｃＳｔのものが使用される。

【００３８】（Ｅ）成分の配合量は、（Ａ）成分である
エポキシ樹脂と（Ｂ）成分である硬化剤との和を１００
重量部として、２〜１０重量部、好ましくは３〜７重量
部である。２重量部未満の場合は、摺動特性の改善効果
が得られず、１０重量部を超える場合は、合成樹脂被膜
の機械的強度が著しく低下する。

【００３９】上記（Ａ）乃至（Ｅ）成分に加えて、必要
に応じて無機および有機充填材粉末を配合することがで
きる。無機および有機充填材粉末としては、黒鉛、窒化
ホウ素等の無機質粉末、フッ素樹脂等の有機質粉末を例
として挙げることができ、その配合量は、配合効果の観
点から２重量部以上、そして塗膜形成の作業性等の観点
から１０重量部以下とする。

【００４０】潤滑塗料の調製に用いる溶剤としては、有
機溶剤、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン
類、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール等のアル
コール類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系
溶剤、テトラヒドロフランなどを挙げることができる。
これらの溶剤は単独あるいは混合して使用される。

【００４１】塗料の濃度はその取扱いの観点から、固形
分３０〜４０重量％とすることが好ましい。この場合の
粘度は常温で概ね１００〜２００ｃＳｔ程度である。

【００４２】本発明の潤滑塗料の適用は、従来普通に行
われている吹き付けなどの塗膜形成手段を採ることがで
きる。

【００４３】塗膜形成に供される下地材料が金属である
場合は、通常の前処理を行っておく。合成樹脂やセラミ
ックスのような材料の場合は、被着面を平滑にし、かつ
清浄にしておく。

【００４４】塗膜形成後の硬化処理条件は、どのような
硬化剤を用いるかで様々な条件を採りうる。一例とし
て、脂環族アミンを硬化剤として用いた場合を挙げる
と、塗膜形成後、自然乾燥によるか８０℃で３０分程予
備乾燥を行って溶剤を飛ばし、次いで、１８０℃で３０
分加熱焼付けを行うと所望の硬化被膜が得られる。

【００４５】固形分３３重量％の潤滑塗料を用い、鋼板
上に吹き付けを行い、上述した条件で焼付け硬化を行っ
て得た被膜の厚さは約３０μｍであった。固形分含有量
を減じて吹き付けを行えば、さらに薄い被膜厚さのもの
が得られ、また、重ね塗りを行うことによって、より厚
い被膜厚さのものを得ることができる。

【００４６】このようにして、被膜厚さ５〜１００μｍ
のものが容易に得られるが、潤滑被膜としては１０〜５
０μｍ、特に２０〜４０μｍ程度のものが望ましい。

【００４７】このようにして得られた被膜は、下地と強
固に結びついており、ゴバン目試験においては被膜の剥
離は認められなかった。

【００４８】また、被膜の接着強度を圧縮剪断強さを測
定することによって評価した結果は、３０〜１００ｋｇ
ｆ／ｃｍ^２であり、通常この種の摺動を目的とした用
途において、圧縮剪断強さとして２０〜３０ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２であれば問題ないと言われている範囲を大きく上
回るものであった。

【００４９】これは、本発明による潤滑塗料が下地表面
に塗着され、予備乾燥および硬化処理の過程で、先ずト
リアジンチオールによる下地との反応が生じ、さらにエ
ポキシ樹脂成分がシリコーン成分に優先してこのトリア
ジンチオールの反応面に移行して接着が行われる結果と
考えられる。

【００５０】したがって、三次元網状構造化したシリコ
ーン成分や非反応性シリコーンオイルは被膜の表面側す
なわちすべり面側に多く分布するという好ましい態様の
被膜が得られる。

【００５１】また、三次元網状構造化したシリコーン成
分は、非反応性シリコーンオイルの保持体としての機能
を有するため、非反応性シリコーンオイルの摺動面への
ブリードアウトが適度に抑えられるので、長期間にわた
って良好な摺動特性を保持できる。

【００５２】本発明の潤滑塗料は、軸受や橋梁構築物あ
るいは建物などに使用される支承など、すべりを必要と
する部材に被膜として適用され、優れた低摩擦、耐摩耗
性を有するすべり面を形成する。

【００５３】これは、すべり合う二つの部材のいずれの
側のすべり面に適用してもよい。すなわち、軸受側のす
べり面、支承などにおいてはベアリングプレート側のす
べり面に施されてもよく、これに相対する相手材、すな
わち軸受においては軸または摺動子側、支承においては
上沓または下沓のすべり面に施されてもよい。

【００５４】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例
により限定されるものではない。なお、本発明の潤滑塗
料により形成された被膜の摺動特性は以下の方法により
行った。

【００５５】往復摺動試験：表２に記載の条件下で摩擦
係数および摩耗量を測定した。

【００５６】

【表２】すべり速度：２０ｃｍ／ｓｅｃ荷重：２００ｋｇｆ／ｃｍ^２ストローク：２２０ｍｍサイクル数：１０００サイクル相手材：ガラス繊維粉末として、直径１０μｍ、平
均長さ６３μｍの旭ファイバーグラス社製「ＭＦ０６Ｊ
Ｂ１−２０（商品名）」１５重量％、ポリイミド樹脂粉
末として、Ｌｅｎｚｉｎｇ社製「Ｐ８４（商品名）」２
重量％、残部三井・デュポンフロロケミカル社製四フッ
化エチレン樹脂「テフロン７ＡＪ（商品名）」からなる
樹脂組成物の成形物。直径１０ｍｍ、高さ１４ｍｍのロ
ッド状のものの端面をすべり面とした。

【００５７】（実施例１）エポキシ樹脂として、エポキ
シ当量１９０の油化シェルエポキシ社製「エピコート８
２８（商品名）」７６重量部、硬化剤として、変性脂環
族アミン系の油化シェルエポキシ社製「エピキュア１１
３（商品名）」２４重量部、エポキシ基を有する反応性
シリコーンオイルとして、側鎖に脂環式エポキシ基を有
する式（９）に相当するエポキシ当量３６００の信越化
学工業社製「ＫＦ−１０２（商品名）」４．８重量部、
トリアジンチオールとして、三協化成社製の２−ジブチ
ルアミノ−４，６−ジチオール−ｓ−トリアジン「ジス
ネットＤＢ（商品名）」０．２重量部および非反応性シ
リコーンオイルとして、粘度５０００ｃＳｔの信越化学
工業社製「ＫＦ９６（商品名）」５重量部を、これら成
分全体の含有量が３３重量％となるように、有機溶剤の
メチルエチルケトンに溶解して潤滑塗料を得た。

【００５８】幅４０ｍｍ、長さ２８０ｍｍ、厚さ１０ｍ
ｍのプレート状のステンレス鋼板ＳＵＳ３０４を下地と
し、ショットブラスト、脱脂処理を施した面に上記潤滑
塗料を吹き付け、８０℃で３０分間予備乾燥して溶剤を
飛ばした後、１８０℃で３０分間焼付け処理を行い、被
膜厚さ３０μｍの摺動部材試験片を得た。評価試験結果
を表３に示す。

【００５９】（実施例２〜１１、比較例）実施例１にお
いて、表３〜５に示すように組成を変更した以外は、実
施例１と同様にして摺動部材試験片を得た。ただし、実
施例９においては、硬化剤として酸無水物のヘキサヒド
ロ無水フタル酸を用い、さらに硬化促進剤として３級ア
ミンのベンジルジメチルアミンを用いた。そしてこの場
合、８０℃で３０分間予備乾燥後、２００℃で３０分間
焼付け処理を行った。各試験片の評価結果を表３〜５に
示す。

【００６０】表中、ＫＦ−１０１は、側鎖にエポキシ基
を有する式（８）に相当するエポキシ当量３５０の信越
化学工業社製の反応性シリコーンオイルを、ＳＨ５１０
は、粘度５００ｃＳｔの東レ・ダウコーニング・シリコ
ーン社製のメチルフェニルシリコーンオイルを、ＰＴＦ
Ｅは四フッ化エチレン樹脂を示す。（以下余白）

【００６１】

【表３】（以下余白）

【００６２】

【表４】（以下余白）

【００６３】

【表５】

【００６４】以上の結果より、本発明の潤滑塗料から得
られる被膜は、比較例に比べて、摩擦係数が低く、摩耗
量も少ないものであることがわかる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、下地と一体となってそ
の表面を形成し、優れた摺動特性を有した合成樹脂被膜
を形成する潤滑塗料を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、エ
ポキシ基を有する反応性シリコーンオイル（Ｃ）、トリ
アジンチオール（Ｄ）および非反応性シリコーンオイル
（Ｅ）からなる樹脂組成物が有機溶剤に溶解されてなる
熱硬化性合成樹脂潤滑被膜形成に用いられる潤滑塗料で
あって、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との和を１００重量部
としたとき、（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の和が２〜２０重
量部および（Ｅ）成分が２〜１０重量部である潤滑塗
料。
【請求項２】エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）との
配合重量割合が、（Ａ）成分のエポキシ当量をＰとした
とき、（Ａ）成分：（Ｂ）成分＝Ｐ：１０〜Ｐ：３００
である、請求項１に記載の潤滑塗料。
【請求項３】エポキシ基を有する反応性シリコーンオ
イル（Ｃ）とトリアジンチオール（Ｄ）との配合重量割
合が、（Ｄ）成分／（Ｃ）成分＝０．０３〜１である、
請求項１または２に記載の潤滑塗料。
【請求項４】（Ａ）乃至（Ｅ）成分に加えて、さら
に、無機および有機充填材粉末（Ｆ）が、（Ａ）成分と
（Ｂ）成分との和を１００重量部としたとき、２〜１０
重量部配合されてなる、請求項１、２または３に記載の
潤滑塗料。