KR20160088894A - 유기실록산 조성물 - Google Patents

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alkylfluoroalkylsiloxane
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로리 데클리펠
마이클 살바토르 페리토
돈 리 클레어
안드레아스 스타머
헤르베르트 슈퇴그바우어
베스나 베버
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다우 코닝 코포레이션
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Abstract

성분 (i) 알킬플루오로알킬 실록산과 성분 (ii) 하나 이상의 폴리알킬페닐 실록산(들)의 분산액을 40℃ 내지 300℃의 온도에서 성분 (iii) 염기성 촉매의 존재 하에 반응시킴으로써 수득될 수 있는 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.

Description

유기실록산 조성물{ORGANOSILOXANE COMPOSITIONS}
본 발명은 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체, 이의 제조 방법, 및 이의 용도에 관한 것이다.
윤활제 조성물에 사용되는 유체의 점도는 온도에 따라 달라지는 경향이 있다. 전형적으로, 유체 점도는 온도가 증가함에 따라 감소하고, 그 반대로도 성립하며, 이러한 변동은 윤활 조성물의 윤활 속성에 상당한 영향을 줄 수 있다. 이들의 원하는 많은 특성들 중에서, 폴리알킬페닐실록산계 재료, 특히 페닐메틸실록산은 온도의 영향 하에, 특히 윤활 응용에 수반될 수 있는 고온 (200℃ 초과) 및 저온 (-60℃ 미만)에서 그의 점도가 훨씬 덜 변한다는 점에서 뛰어난 고온 및 저온 거동을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 특징만이 이들을 윤활제 조성물 내의 성분들로서 잠재적으로 바람직하게 만드는데, 이는 윤활 조성물에 존재하는 경우 이들은 조성물로 하여금 윤활제에 바람직할 수 있는 유리하게 높은 점도 지수값(Viscosity Index value)을 갖게 하기 때문이다.
점도 지수(VI)는 주어진 온도 범위, 보통 40℃ 내지 100℃ 내에서의 오일의 점도 변화율을 나타내는 무단위의 경험적 수치이다. 이 점도 지수는 40℃ 내지 100℃에서 재료의 동점도의 구배(gradient of kinematic viscosity)로서 정의된다. 점도 지수가 낮은 경우 (100 미만), 유체는 온도에 따라 상대적으로 큰 점도 변화를 나타낸다. 점도 지수가 높은 경우 (150 초과), 유체는 온도에 따라 상대적으로 적은 점도 변화를 나타낸다. 다양한 응용에서, 높거나 매우 높은 점도 지수가 바람직하다.
그러나, 불행하게도, 현재 입수가능한 폴리알킬페닐실록산, 예컨대 폴리메틸페닐실록산 (PMPS) 및 이를 함유하는 조성물은 특히 이들이 이용될 수 있는 윤활 응용을 제한하는 금속-금속 윤활(metal to metal lubrication)에서 하중 지지 및 내마모 특성에 대해 열등한 윤활 특성을 나타낸다.
알킬플루오로알킬 실록산, 예를 들어 메틸트라이플루오로프로필실록산 (MTFPS), 예컨대 하기에 나타낸 트라이메틸 실릴 말단화된(terminated) 메틸트라이플루오로실록산은 폴리알킬페닐실록산, 예를 들어 페닐메틸실록산 (PMPS) 및 다른 실록산계 유체, 예컨대 폴리다이메틸실록산 (PDMS)보다 더 우수한 윤활을 나타낸다.
Figure pct00001
트라이메틸 실릴 말단화된 메틸트라이플루오로프로필실록산
그러나, MTFPS는 고온 (즉, 200℃ 초과)에서 안정하지 않고, 따라서 그의 윤활 특성에도 불구하고 윤활 업계는 극한 (고온 및 저온) 온도 조건에서 금속-금속 윤활에서 하중 지지 및 내마모 특성에 대해 충분한 윤활 특성을 제공하는 퍼플루오로폴리에테르 (PFPE)계 재료에 의존하려는 경향이 있다. 따라서, 넓은 온도 범위에 걸쳐 작동할 수 있고 높은 VI 및 우수한 금속-금속 윤활을 갖는 보다 비용 효율적인 윤활제에 대한 요구가 존재한다.
폴리알킬페닐 실록산, 예를 들어 PMPS와 알킬플루오로알킬 실록산, 예를 들어 MTFPS의 혼합물은 PFPE의 사용에 대한 잠재적인 대안일 것 같지만, 이는 이들 실록산이 효과적으로 혼화되지 않기 때문에 가능하지 않다.
영국 특허 제1558816호는 플루오로실록시다이페닐실록시 블록 공중합체, 및 퍼플루오로알킬에틸렌 치환된 환형 트라이실록산을 용매 촉진제, 예를 들어 테트라하이드로퓨란의 존재 하에, 다이리튬 화합물 촉매의 존재 하에 반응시키고, 이어서 다이페닐 환형 트라이실록산을 첨가하고, 반응이 완료되게 함으로써 플루오로실록시다이페닐실록시 블록 공중합체를 제조하는 방법을 기재한다. 유사한 중합체가 미국 특허 제4075169호에서 논의되어 있다. 실란트 제형에서의 트라이플루오로프로필메틸실록산 검의 용도가 미국 특허 제3192175호에 기재되어 있고, 플루오르화된 실록산의 제조 방법이 미국 특허 제5914420호 및 미국 특허 제4577040호에 기재되어 있다.
놀랍게도, 그의 비상용성에도 불구하고, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산을 공중합하는 방법이 이제 확인되었으며, 생성된 공중합체는 예상치 못한 장점들을 제공하는 것으로 밝혀졌고, 그렇기에 금속-금속 접합부(joint)의 고온 윤활에 있어서 PFPE에 대한 실리콘 기반 대안을 제공할 수 있다.
하기 구조식:
Figure pct00002
(상기 식에서, 각각의 R 기는 동일하거나 상이할 수 있고, 1 내지 6개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬로부터 선택되고, 대안적으로 R은 메틸 또는 에틸이고, n은 정수이고, x는 0 또는 1 내지 6의 정수이고, R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 퍼플루오로알킬 기임)의 단위를 포함하는 알킬플루오로알킬 실록산과 하기 구조식:
Figure pct00003
(상기 식에서, 각각의 R2 기는 동일하거나 상이하고, 1 내지 6개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기로부터 선택되고, 대안적으로 R은 메틸 또는 에틸이고, t는 정수임)의 단위를 포함하는 하나 이상의 폴리알킬페닐 실록산(들)의 분산액을 40℃ 내지 300℃, 대안적으로 40℃ 내지 250℃의 온도에서 염기성 촉매의 존재 하에 반응시킴으로써 수득될 수 있는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체가 본 명세서에 제공된다.
추가로, 하기 구조식:
Figure pct00004
(상기 식에서, 각각의 R 기는 동일하거나 상이할 수 있고, 1 내지 6개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬로부터 선택되고, 대안적으로 R은 메틸 또는 에틸이고, n은 정수이고, x는 0 또는 1 내지 6의 정수 (1 및 6을 포함)이고, R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 퍼플루오로알킬 기임)의 단위를 포함하는 알킬플루오로알킬 실록산과 하기 구조식:
Figure pct00005
(상기 식에서, 각각의 R2 기는 동일하거나 상이하고, 1 내지 6개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기로부터 선택되고, 대안적으로 R은 메틸 또는 에틸이고, t는 정수임)의 단위를 포함하는 하나 이상의 폴리알킬페닐 실록산의 분산액을 40℃ 내지 300℃, 대안적으로 40℃ 내지 250℃의 온도에서 염기성 촉매의 존재 하에 반응시킴으로써, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체를 제조하는 방법이 본 명세서에 제공된다.
더 나아가, 하기 구조식:
Figure pct00006
(상기 식에서, 각각의 R 기는 동일하거나 상이할 수 있고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬로부터 선택되고, n은 정수이고, x는 0 또는 1 내지 6의 정수이고, R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 퍼플루오로알킬 기임)의 단위와 하기 구조식:
Figure pct00007
(상기 식에서, 각각의 R2 기는 동일하거나 상이하고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기로부터 선택되고, t는 정수임)의 단위를 포함하는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체가 제공되며, 여기서 상기 공중합체는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 이들의 혼합물이다. 중합체는 상기에 기재한 방법에 의해 수득될 수 있다.
위에서 기재된 바와 같이, 알킬플루오로알킬 실록산은 하기 구조식의 단위를 포함한다:
Figure pct00008
알킬플루오로알킬 실록산은 선형, 분지형 또는 환형 구조를 가질 수 있다. 환형 알킬플루오로알킬 실록산의 경우, 환형 재료는 일반적으로 상기 실록산 단위를 3 내지 15개 함유할 것이다. 각각의 R 기는 동일하거나 상이할 수 있고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기로부터 선택된다. 대안적으로, 각각의 R 기는 1 내지 3개의 탄소 원자를 가질 수 있고; 대안적으로, R은 메틸 또는 에틸이다.
R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 퍼플루오로알킬 기이다. 적합한 퍼플루오로알킬 기의 예에는 퍼플루오로메틸, 퍼플루오로에틸, 퍼플루오로-n-프로필, 퍼플루오로-아이소-프로필, 퍼플루오로-n-부틸, 퍼플루오로-아이소-부틸, 퍼플루오로-tert-부틸, 퍼플루오로-n-펜틸, 퍼플루오로-아이소펜틸, 퍼플루오로네오-펜틸, 퍼플루오로헥실, 퍼플루오로헵틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로노닐, 퍼플루오로데실, 퍼플루오로운데실 및 퍼플루오로도데실 또는 이들의 혼합물이 포함된다.
전형적으로, 알킬플루오로알킬 실록산 조성물에서 n은 바람직하게는 1 초과의 정수이다. n의 값은 전형적으로 100 cst 내지 100 000 cst (100 ㎟s-1 내지 100 000 ㎟s-1)인 알킬플루오로알킬 실록산의 점도에 실제로 비례한다, 즉 n은 알킬플루오로알킬 실록산이 상기 범위 내의 점도를 갖게 하는 정수이다. 폴리알킬페닐 실록산의 점도는 대안적으로 250 cst 내지 50 000 cst (250 ㎟s-1 내지 50 000 ㎟s-1), 대안적으로 250 cst 내지 10 000 cst (250 ㎟s-1 내지 10 000 ㎟s-1)일 수 있다. x의 값은 0 또는 1 내지 6의 정수 (1 및 6을 포함)이고, 전형적으로 x는 1, 2 또는 3이고, 대안적으로 2 또는 3이다.
본 문서 전체에 걸쳐 주어진 점도 값은 안톤 파르(Anton Paar)로부터의 회전 점도계 레오플러스(Rheoplus)를 이용하여 측정되는 mPa.s 단위의 역학 점도 값 또는 모세관 점도계를 이용하여 ASTM D445-06에 따라 측정되는 cSt (㎟s-1) 단위의 동점도 값 중 어느 하나로 나타내고, 이는 달리 나타내지 않는 한 실온에서 측정된다.
알킬플루오로알킬 실록산은, 선형 또는 분지형인 경우 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기, 하이드록실 기 및/또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알콕시 기를 포함하는 말단 실릴 기를 가질 수 있다. 알킬플루오로알킬 실록산의 말단 실릴 기는 하기 구조식을 갖는 것일 수 있다:
-Si (R3)m(R4)3-m
상기 식에서, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고, 대안적으로 메틸 또는 에틸이고; R4는 OH 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 기이고, 대안적으로 OH이고; m은 0, 1, 2 또는 3이고, 대안적으로 m은 1, 2 또는 3이고, 대안적으로 m은 2 또는 3이다. 말단 실릴 기는 산소를 통해 중합체 골격에 결합된다.
하나의 대안에서, 알킬플루오로알킬 실록산은 전형적으로 트라이알킬실릴 말단 기를 포함하는 MTFPS이다.
위에서 기재된 폴리알킬페닐 실록산(들)은 하기 구조식의 단위를 포함한다:
Figure pct00009
상기 식에서, 각각의 R2 기는 동일하거나 상이하고, 1 내지 6개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기로부터 선택되고, 대안적으로 R은 메틸 또는 에틸이며, 전형적으로 폴리알킬페닐 실록산(들)에서 t는 1 초과의 정수이다. t의 값은 전형적으로 100 cst 내지 100 000 cst (100 ㎟s-1 내지 100 000 ㎟s-1)인 폴리알킬페닐 실록산 또는 각각의 폴리알킬페닐 실록산의 점도에 비례한다, 즉 t는 상기 점도 범위가 되게 하는 정수이다. 폴리알킬페닐 실록산 또는 각각의 폴리알킬페닐 실록산의 점도는 대안적으로 250 cst 내지 50 000 cst (250 ㎟s-1 내지 50 000 ㎟s-1), 대안적으로 250 cst 내지 10 000 cst (250 ㎟s-1 내지 10 000 ㎟s-1)일 수 있다. 폴리알킬페닐 실록산 또는 혼합물인 경우 하나 이상의 폴리알킬페닐 실록산은 선형, 분지형 또는 환형일 수 있다.
전술한 알킬플루오로알킬 실록산과 유사하게, 폴리알킬페닐 실록산 또는 각각의 폴리알킬페닐 실록산은 선형 또는 분지형인 경우 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기, 하이드록실 기 및/또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알콕시 기를 포함하는 말단 실릴 기를 가질 수 있다. 폴리알킬페닐 실록산 또는 각각의 폴리알킬페닐 실록산(들)의 말단 실릴 기는 하기 구조식을 갖는 것일 수 있다:
-Si (R3)m(R4)3-m
상기 식에서, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고, 대안적으로 메틸 또는 에틸이고; R4는 OH 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 기이고, 대안적으로 OH이고; m은 0, 1, 2 또는 3이고, 대안적으로 m은 1, 2 또는 3이고, 대안적으로 m은 2 또는 3이다. 말단 실릴 기는 산소를 통해 중합체 골격에 결합된다.
폴리알킬페닐 실록산은 전형적으로 트라이알킬실릴 말단 기를 갖는 하나 이상의 PMPS일 수 있다. 대안적으로, 폴리알킬페닐 실록산(들)은 2개의 폴리알킬페닐 실록산들 (즉, 하나의 폴리알킬페닐 실록산은 트라이알킬실릴 말단 기를 갖고, 다른 하나의 폴리알킬페닐 실록산은 다이알킬하이드록시 말단 기를 가지며, 이때 양 경우에 각각의 알킬 기는 메틸 또는 에틸 기이고, 대안적으로 메틸 기임)의 혼합물일 수 있다.
반응 조성물의 2가지 중합체 유형들은 임의의 적절한 조합으로 혼합되어 원하는 공중합체를 만들어낼 수 있지만, 전형적으로 중합체 반응물들의 비는 알킬플루오로알킬 실록산 (예를 들어, MTFPS) 10 중량% 대 폴리알킬페닐 실록산 (예를 들어, PMPS) 90% 내지 알킬플루오로알킬 실록산 90% 대 폴리알킬페닐 실록산 10%, 대안적으로 알킬플루오로알킬 실록산 25 중량% 대 폴리알킬페닐 실록산 75 중량% 내지 알킬플루오로알킬 실록산 75% 대 폴리알킬페닐 실록산 25%, 대안적으로 알킬플루오로알킬 실록산 40 중량% 대 폴리알킬페닐 실록산 60% 내지 알킬플루오로알킬 실록산 60 중량% 대 폴리알킬페닐 실록산 40%, 대안적으로 알킬플루오로알킬 실록산 및 폴리알킬페닐 실록산 각각 약 50%이다. 폴리알킬페닐 실록산이 혼합물의 형태인 경우, 상기 값은 상기 혼합물 중 폴리알킬페닐 실록산의 누적량에 대한 것이다.
전형적으로, 반응은 40℃ 내지 300℃, 대안적으로 50℃ 내지 300℃, 대안적으로 100℃ 내지 300℃, 또는 125℃ 내지 300℃, 대안적으로 40℃ 내지 250℃, 대안적으로 50℃ 내지 250℃, 대안적으로 100℃ 내지 250℃, 또는 125℃ 내지 250℃의 온도에서 발생한다.
임의의 적합한 염기성 촉매가 사용될 수 있다. 예에는 알칼리 금속 하이드록사이드, 예컨대 수산화칼륨 또는 수산화세슘, 알칼리 금속 알콕사이드 또는 알칼리 금속 하이드록사이드와 알코올의 착물, 알칼리 금속 실라놀레이트, 예컨대 포타슘 실라놀레이트 또는 트라이메틸포타슘 실라놀레이트, 테트라-알킬 포스포늄 하이드록사이드 및 테트라-알킬 포스포늄 실라놀레이트, 포스포니트릴 할라이드 (때때로 산성 포스파젠으로 지칭됨), 포스파젠 염기, 및 미국 특허 제3,433,765호에 기재된 바와 같은 테트라-알킬 암모늄 하이드록사이드와 실록산 사량체의 반응에 의해 유도된 촉매가 포함된다. 수산화칼륨이 특히 촉매로서 바람직하다. 전형적으로, 촉매는 존재하는 경우 출발 반응 혼합물의 0.05 내지 1 중량% (wt%), 대안적으로 출발 반응 혼합물의 0.05 내지 0.5 wt%의 양으로 존재한다.
일반적으로, 분산 중합은 단일 배치 과정에서 마이크로미터 크기의 단분산성(monodisperse) 입자를 제공하고, 이는 반응 매질 (용매)에 용해될 수 있는 적합한 중합체성 안정화제의 존재 하에 단량체의 중합을 수행하는 침전 중합의 일 유형으로서 정의될 수 있다. 그러나, 놀랍게도 이러한 경우에, 상기 기재된 제조에 용매가 필요하지 않은 것으로 확인되었으며, 현재의 예측은 단량체(들)와 개시제 및 분산제와의 균질한 용액 - 여기서, 생성되는 중합체의 침전에 의해 입체 안정화된 중합체 입자가 형성됨 - 의 필요성을 시사했기 때문에, 이는 두 성분들의 불혼화성을 고려할 때 특히 놀라운 것이다. 적절한 경우, 반응의 생성물은 반응이 수행되는 온도와 동일하거나 유사한 온도에서, 그러나 감압, 예를 들어 0.5 내지 6 mmHg (66.66 Pa 내지 799.92 Pa) 하에, 전형적으로 휘발물질이 그로부터 스트리핑될(stripped) 수 있다.
상기 기재된 반응으로부터 생성되는 공중합체는 출발 재료의 상대적인 양에 따라 구조가 달라질 수 있다. 따라서, 성분들의 비가 알킬플루오로알킬 실록산 10 중량% 대 폴리알킬페닐 실록산 90% 내지 알킬플루오로알킬 실록산 90% 대 폴리알킬페닐 실록산 10%, 대안적으로 알킬플루오로알킬 실록산 25 중량% 대 폴리알킬페닐 실록산 75 중량% 내지 알킬플루오로알킬 실록산 75% 대 폴리알킬페닐 실록산 25%, 대안적으로 알킬플루오로알킬 실록산 40 중량% 대 폴리알킬페닐 실록산 60% 내지 알킬플루오로알킬 실록산 60 중량% 대 폴리알킬페닐 실록산 40%, 대안적으로 알킬플루오로알킬 실록산 및 폴리알킬페닐 실록산 각각 약 50%인 반응으로부터 생성되는 공중합체는 반응이 완료되어 갈 때 거의 동일한 비로 각 중합체 유형으로부터의 기들을 함유할 것이다. 중합체 구조의 속성은 완전히 랜덤할 수 있다, 즉 하기 구조식의 혼합된 기들의 패턴이 아닐 수 있다:
Figure pct00010
(상기 기재한 바와 같음), 및
Figure pct00011
(상기 기재한 바와 같음). 대안적으로, 중합체 내의 기들은 상기 각각의 단위가 중복된 형태일 수 있다, 즉 블록 공중합체일 수 있거나, 또는 대안적으로 2가지의 혼합물일 수 있다.
공중합체는, 윤활제로서 또는 윤활제에 사용되는 경우, 단독일 수 있거나 (즉, 존재하는 다른 성분들이 없음), 또는 하나 이상의 상용성 첨가제를 함유할 수 있다.
다수의 응용에 요구되는 윤활제 첨가제는 알킬플루오로알킬 실록산, 예컨대 MTFPS와 함께 용해/혼화될 수 없다. 놀랍게도, 그러한 상업적 첨가제는 위에서 기재된 바와 같은 공중합체와 함께 용해/혼화될 수 있음이 발견되었다. 따라서, 위에서 기재된 바와 같이 제조된 공중합체는 적합한 첨가제와 함께 혼합될 수 있다.
윤활제 첨가제를 사용하여 윤활 조성물에 소정 특성을 부여하거나 상기 특성을 개선할 수 있다. 그러한 첨가제에는 마찰 조정제, 내마모성 첨가제, 극압 첨가제, 시일 팽창제(seal swelling agent), 녹 및 부식 억제제, 증점제, 점도 지수 개선제, 유동점 강하제, 산화방지제, 자유-라디칼 스캐빈저(free-radical scavenger), 하이드로퍼옥사이드 분해제, 금속 부동태화제(metal passivator), 표면 활성제, 예컨대 세제, 유화제, 항유화제(demulsifier), 소포제, 상용화제, 분산제 및 이들의 혼합물이 포함된다.
추가의 첨가제에는 점착제, 항균제, 헤이즈 억제제, 안료 및 염료가 포함된다.
마찰 조정제의 예에는 장쇄 지방산 및 그의 유도체, 몰리브덴 화합물, 지방족 아민 또는 에톡실화 지방족 아민, 에테르 아민, 알콕실화 에테르 아민, 아실화 아민, 3차 아민, 지방족 지방산 아미드, 지방족 카르복실산, 지방족 카르복실산 에스테르, 폴리올 에스테르, 지방족 카르복실산 에스테르-아미드, 이미다졸린, 지방족 포스포네이트, 지방족 포스페이트, 지방족 티오포스포네이트, 지방족 티오포스페이트가 포함된다.
내마모성 첨가제 및 극압 첨가제의 예에는 유기황 및 유기인 화합물, 예컨대 유기 폴리설파이드, 그 중에서도 알킬폴리설파이드; 포스페이트, 그 중에서도 트라이하이드로카르빌 포스페이트, 다이부틸 수소 포스페이트, 황화 다이부틸 수소 포스페이트의 아민 염, 다이티오포스페이트, 예컨대 아연 다이알킬 다이티오포스페이트; 다이티오카르바메이트 다이하이드로카르빌 포스페이트; 황화 올레핀, 예컨대 황화 아이소부틸렌 및 황화 지방산 에스테르가 포함된다.
시일 팽창제의 예에는 에스테르, 아디페이트, 세바케이트, 아제알레이트(azeealate), 프탈레이트, 설폰, 예컨대 3-알콕시테트라알킬렌 설폰, 치환된 설포란, 8 내지 13개의 탄소 원자를 갖는 지방족 알코올, 예컨대 트라이데실 알코올, 알킬벤젠, 방향족 물질, 나프탈렌 결여된 방향족 화합물, 광유가 포함된다.
녹 및 부식 억제제의 예에는 모노카르복실산, 예컨대 옥탄산, 데칸산 및 도데칸산; 폴리카르복실산, 예컨대 톨유(tall oil) 지방산, 올레산, 리놀레산의 이량체 및 삼량체 산; 티아졸; 트라이아졸, 예컨대 벤조트라이아졸, 데실트라이아졸, 2-메르캅토 벤조티아졸; 티아다이아졸, 예컨대 2,5-다이메르캅토-1,3,4-티아다이아졸, 2-메르캅토-5-하이드로카르빌다이티오-1,3,4-티아다이아졸; 금속 다이티오포스페이트; 에테르 아민; 산 포스페이트; 아민; 폴리에톡실화 화합물, 예컨대 에톡실화 아민; 에톡실화 페놀; 에톡실화 알코올; 이미다졸린; 아미노석신산이 포함된다.
증점제의 예에는 금속 비누, 예컨대 리튬 비누 및 그들의 혼합물, 예컨대 리튬 착물 비누, 실리카, 팽창된 흑연, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 폴리우레아, 점토(clay), 예컨대 헥토라이트 또는 벤토나이트가 포함된다. 조성물에 사용되는 증점제의 양은 응용 (즉, 최종 제품이 그리스인지 여부) 및 윤활제 조성물에 대한 의도된 용도에 따라 선택될 수 있는 바람직한 증점제에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 비누는 조성물의 8 내지 35 중량%, 대안적으로 조성물의 8 내지 20 중량%, 대안적으로 10 내지 15 중량%의 범위로 사용될 수 있고, PTFE는 조성물의 15 내지 55 중량%, 대안적으로 30 내지 55 중량%의 양으로 사용될 수 있고, 실리카는 증점제로서 사용되는 경우 1 내지 10 중량%, 대안적으로 1 내지 5 중량%의 비교적 낮은 범위로 사용될 수 있다.
일부 경우에, 윤활제 조성물은 증점될 때 그리스 조성물이 될 수 있다.
점도 지수 개선제의 예에는 폴리메타크릴레이트, 올레핀 공중합체, 폴리아이소알킬렌, 예컨대 폴리아이소부틸렌, 스티렌-다이엔 공중합체, 및 스티렌-에스테르 공중합체, 예컨대 스티렌말레산 에스테르가 포함된다.
유동점 강하제의 예에는 왁스-알킬화 나프탈렌 및 페놀, 폴리메타크릴레이트, 스티렌-에스테르 공중합체가 포함된다.
산화방지제의 예에는 페놀성 산화방지제, 예컨대 2,6-다이-tert-부틸페놀, 3차 부틸화 페놀, 예컨대 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀); 혼합된 메틸렌-가교된 폴리알킬 페놀; 방향족 아민 산화방지제; 황화 페놀성 산화방지제; 유기 포스파이트; 아민 유도체, 예컨대 p-, p'-다이옥틸다이페닐아민, N,N'-다이-sec-부틸페닐렌다이아민, 4-아이소프로필아미노다이페닐아민, 페닐-알파-나프틸 아민, 고리-알킬화 다이페닐아민; 비스페놀; 신남산 유도체가 포함된다.
자유-라디칼 스캐빈저의 예에는 아연 다이알킬 다이티오포스페이트, 장애 페놀 및 알킬화 아릴아민이 포함된다.
하이드로퍼옥사이드 분해제의 예에는 유기황 화합물 및 유기인 화합물이 포함된다.
금속 부동태화제의 예에는 다작용성 (여러자리) 화합물, 예컨대 에틸렌다이아민테트라아세트산 (EDTA) 및 살리실알독심이 포함된다.
세제, 분산제, 유화제, 항유화제와 같은 표면 활성제의 예에는, 유기산의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염, 예컨대 마그네슘 설포네이트, 아연 설포네이트, 마그네슘 페네이트, 아연 페네이트, 리튬 설포네이트, 리튬 카르복실레이트, 리튬 살리실레이트, 리튬 페네이트, 황화된 리튬 페네이트, 마그네슘 설포네이트, 마그네슘 카르복실레이트, 마그네슘 살리실레이트, 마그네슘 페네이트, 황화된 마그네슘 페네이트, 포타슘 설포네이트, 포타슘 카르복실레이트, 포타슘 살리실레이트, 포타슘 페네이트, 황화된 포타슘 페네이트; 일반적인 산, 예컨대 알킬벤젠설폰산, 알킬페놀, 지방 카르복실산, 폴리아민, 다가 알코올 유도된 폴리아이소부틸렌 유도체가 포함된다.
소포제의 예에는 폴리실록산, 폴리아크릴레이트 및 스티렌 에스테르 중합체가 포함된다.
상용화제의 예에는 방향족 탄화수소, 예컨대 1-메틸-나프탈렌, 방향족 에테르, 예컨대 다이페닐 에테르 또는 아니솔 (메틸 페닐 에테르), 장쇄 알코올, 예컨대 노닐 페놀, 옥탄올 및 테칸올이 포함된다.
분산제의 예에는 알케닐석신이미드, 예컨대 폴리아이소부틸렌 석신이미드, N-치환된 폴리아이소부테닐 석신이미드, 예컨대 폴리아이소부테닐 석신이미드-폴리에틸렌폴리아민, 석시네이트, 석시네이트 에스테르, 알킬 메타크릴레이트-비닐 피롤리디논 공중합체, 알킬 메타크릴레이트-다이알킬아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체, 알킬메타크릴레이트-폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 공중합체, 폴리스테아르아미드, 고분자량 아민, 인산 유도체, 예컨대 비스-하이드록시프로필 포스포레이트가 포함된다.
일부 첨가제는 다수의 특성을 가질 수 있으며 다수의 영향을 제공한다. 예를 들어, 흑연 및 몰리브덴 다이설파이드는 마찰 조정제 및 극압 첨가제 둘 모두로서 사용될 수 있고, 작용화된 비누는 증점시키는 데에 뿐만 아니라 그리스에 극압 및 내마모 성능을 제공하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 접근법은 당업자에게 잘 알려져 있으며 본 명세서에서 추가로 자세히 설명할 필요는 없다.
첨가제는 단독으로 또는 다른 첨가제와 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 윤활 조성물에 존재하는 경우, 단독의 또는 다수의 첨가제(들)는 윤활 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%, 대안적으로 0.1 내지 5 중량%의 수준으로 사용될 수 있다. 그리스를 생성하는 증점제는 상기에 논의된 바와 같이 윤활제 그리스 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 55 중량%, 대안적으로 1 내지 45 중량%, 대안적으로 3 내지 30 중량%의 수준으로 사용될 수 있다.
따라서, 상기에 기재된 바와 같은 공중합체를 포함하는 윤활제는 하기를 포함할 수 있다: 하나 이상의 첨가제 0 내지 10 중량% 및 공중합체 90 내지 100 중량%; 대안적으로, 하나 이상의 첨가제 0.1 내지 10 중량% 및 공중합체 90 내지 99.9 중량%, 또는 더 대안적으로, 첨가제 0.1 내지 5 중량% 및 공중합체 99.9 내지 95% (각각의 경우 총 합은 100 중량%임).
윤활제 그리스 조성물의 경우, 이 조성물은 하기를 포함할 수 있다: 하나 이상의 첨가제 (증점제 제외) 0 내지 10 중량%, 증점제 1 내지 55 중량%, 및 상기 조성물의 나머지는 위에서 기재된 바와 같은 공중합체임. 대안적으로, 이 조성물은 하기를 포함할 수 있다: 하나 이상의 첨가제 (증점제 제외) 0 내지 10 중량%, 증점제 1 내지 50 중량%, 및 상기 조성물의 나머지는 위에서 기재된 바와 같은 공중합체임. 대안적으로, 윤활제 그리스 조성물은 하기를 포함할 수 있다: 하나 이상의 첨가제 (증점제 제외) 0 내지 10 wt%, 증점제 3 내지 30 중량%, 및 상기 조성물의 나머지는 위에서 기재된 바와 같은 공중합체임. 대안적으로, 윤활제 그리스 조성물은 하기를 포함할 수 있다: 하나 이상의 첨가제 (증점제 제외) 0.1 내지 5 중량%, 증점제 3 내지 30 중량%, 및 상기 조성물의 나머지는 위에서 기재된 바와 같은 공중합체임. 대안적으로, 조성물은 상기 논의된 성분들의 임의의 조합일 수 있으며, 이때 총 조성물은 100 중량%이다.
전형적으로, 상기에 기재된 바와 같은 공중합체 및/또는 상기 공중합체를 함유하는 윤활제의 점도 지수는 ASTM D 2270-10e1에 따라 측정될 때 125 이상, 대안적으로 150 이상의 값을 갖는다.
윤활제 조성물이 연장된 시간 동안 사용될 수 있는 온도(또는 서비스 온도(service temperature)로 불림)를 의미하는, 윤활제 조성물의 사용을 위한 작동 온도는 -55℃ 내지 +250℃의 범위일 수 있다. 단기의 피크 온도가 더 높을 수 있다.
조성물에서 성분들의 상기의 상대적인 양은 상기 기재한 모든 실시 형태 및 그들의 가능한 조합과 관련시키고자 하는 것이다.
공중합체는 순수한 MTFPS에 비해 개선된 열 안정성을 나타내고, 놀랍게도 PMPS 또는 MTFPS 중 어느 하나보다 더 우수한 윤활 특성, 예컨대 하중 지지 용량 및 마모성 (하기 실시예에서 논의되는 바와 같음)을 나타낸다.
윤활 조성물은 마찰 표면(rubbing surface)들 사이에 마찰이 발생하는 다양한 응용에 사용될 수 있다. 표면은 플라스틱 또는 금속일 수 있다.
본 발명은 금속-금속 표면을 윤활시키는 방법을 포함하는데, 이는
i. 앞서 기재된 바와 같은 조성물을 포함하는 윤활 조성물을 수득하는 단계; 및
ii. 금속-금속 표면을 상기 윤활 조성물로 윤활시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 윤활제 조성물은 임의의 종류의 기어 및 롤러 베어링을 포함하는 기계 요소를 구비하는 임의의 시스템에 사용될 수 있다. 그러한 시스템의 예에는 발전 시스템, 산업용 제조 장치, 예컨대 종이, 강, 및 시멘트 밀 유압 시스템, 자동차 구동 트레인, 항공기 추진 시스템 등이 포함된다.
추가의 시스템에는 크랭크케이스(crankcase), 내연 기관, 예컨대 2-행정 기관, 4-행정 기관, 디젤 엔진, 수동 또는 차동 변속 시스템용 기어, 트랙션(traction) 및 토크(torque) 시스템이 포함된다.
윤활제 조성물은 산업용 윤활제, 유압 유체, 열전달 유체, 압축기 오일 또는 유체, 터빈유(turbine oil), 금속 가공유, 금속 성형 윤활제, 윤활 그리스, 자동 변속기 유체, 수동 변속기 유체, 활주 접촉 베어링 윤활제, 체인용 윤활제, 차축 윤활제, 트랜스액슬(transaxle) 윤활제, 산업용 기어 윤활제, 순환 윤활제, 풍력 터빈용 기어 오일, 개방 기어(open gear) 윤활제 및/또는 밀폐 기어 윤활제로서 사용될 수 있다.
더욱이, 유체는 특히 오일 및 기체 응용을 위한 거품 억제제로서, 그리고 가능하게는 실리콘 탄성중합체에서 가소화제로서 관심이 있다.
이제, 본 발명을 실시예에 의해 기술할 것이다. 본 문서 전체에 걸쳐 주어진 점도 값은 안톤 파르로부터의 회전 점도계 레오플러스를 이용하여 측정되는 mPa.s 단위의 역학 점도 값 또는 모세관 점도계를 이용하여 ASTM D445-06에 따라 측정되는 cSt (㎟s-1) 단위의 동점도 값 중 어느 하나로 나타낸다. 모든 점도 측정치는 달리 나타내지 않는 한 실온 (대략 20℃)에서 취해진다.
실시예 1
공중합체의 제조
위에서 기재된 바와 같은 과정을 사용하여 다양한 공중합체를 제조하였다. 생성된 생성물을 하기에 상세하게 기재된 다양한 시험에 사용하였다.
a.) 점도가 500 cst (500 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 폴리메틸페닐실록산 100.12 g, 점도가 300 cst (300 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 메틸트라이플루오로프로필실록산 114.54 g 및 KOH (1 N) 0.97 g을 플라스크에 첨가하였다. 이 혼합물을 격렬한 교반 하에 140℃로 가열하였다. 백색 분산액이 형성되었다. 이 혼합물을 질소 스트림 하에 1시간 동안 140℃에서 유지하였다. 이 혼합물은 대략 20분 후에 투명하게 되었다. 이어서, 이 혼합물을 냉각시키고 드라이아이스를 첨가하여 KOH를 중화시켰다. 40℃에서 점도가 80 mPa.s인 투명한 액체를 수득하였다. Si-NMR에 의해 공중합체가 반응 동안 형성되었음을 확인하였다.
b.) 점도가 500 cst (500 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 폴리메틸페닐실록산 151.51 g, 점도가 300 cst (300 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 메틸트라이플루오로프로필실록산 521 g 및 KOH (1 N) 3.05 g을 플라스크에 첨가하였다. 이 혼합물을 격렬한 교반 하에 140℃로 가열하였다. 백색 분산액이 형성되었다. 이 혼합물을 질소 스트림 하에 30분 동안 140℃에서 유지하였다. 이 혼합물은 대략 20분 후에 투명하게 되었다. 이어서, 이 혼합물을 냉각시키고 드라이아이스를 첨가하여 KOH를 중화시켰다. 40℃에서 점도가 67 mPa.s인 투명한 액체를 수득하였다.
c.) 점도가 500 cst (500 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 폴리메틸페닐실록산 450.04 g, 점도가 300 cst (300 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 메틸트라이플루오로프로필실록산 172.72 g 및 KOH (1 N) 3.07 g을 플라스크에 첨가하였다. 이 혼합물을 격렬한 교반 하에 140℃로 가열하였다. 백색 분산액이 형성되었다. 이 혼합물을 질소 스트림 하에 1시간 동안 140℃에서 유지하였다. 이 혼합물은 대략 20분 후에 투명하게 되었다. 이어서, 이 혼합물을 냉각시키고 드라이아이스를 첨가하여 KOH를 중화시켰다. 40℃에서 점도가 109 mPa.s인 투명한 액체를 수득하였다.
d.) 점도가 500 cst (500 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 폴리메틸페닐실록산 303.02 g, 점도가 1000 cst (1000 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 메틸트라이플루오로프로필실록산 332.29 g 및 KOH (1 N) 3.05 g을 플라스크에 첨가하였다. 이 혼합물을 격렬한 교반 하에 140℃로 가열하였다. 백색 분산액이 형성되었다. 이 혼합물을 질소 스트림 하에 1시간 동안 140℃에서 유지하였다. 이 혼합물은 대략 20분 후에 투명하게 되었다. 이어서, 이 혼합물을 냉각시키고 드라이아이스를 첨가하여 KOH를 중화시켰다. 40℃에서 점도가 90 mPa.s인 투명한 액체를 수득하였다.
e.) 상기 실시예 1b에서 사용한 제조를 반복하였다. 그러나, 이 경우 일단 조 생성물이 수득되면, 200℃/66.66 Pa (0.5 mmHg)에서 와이프식 막 증발기(wiped film evaporator) (미국 위스콘신주 사우크빌 소재의 포프 사이언티픽 인크(Pope Scientific Inc))를 사용하여 휘발물질을 제거하였다. 40℃에서 점도가 298 mPa.s인 투명한 액체를 수득하였다.
f.) 상기 실시예 1a에서 사용한 제조를 반복하였다. 그러나, 이 경우 일단 조 생성물이 수득되면, 200℃/66.66 Pa (0.5 mmHg)에서 와이프식 막 증발기(미국 위스콘신주 사우크빌 소재의 포프 사이언티픽 인크)를 사용하여 휘발물질을 제거하였다. 40℃에서 점도가 308 mPa.s인 투명한 액체를 수득하였다.
g.) 상기 실시예 1c에서 사용한 제조를 반복하였다. 그러나, 이 경우 일단 조 생성물이 수득되면, 200℃/66.66 Pa (0.5 mmHg)에서 와이프식 막 증발기(미국 위스콘신주 사우크빌 소재의 포프 사이언티픽 인크)를 사용하여 휘발물질을 제거하였다. 40℃에서 점도가 391 mPa.s인 투명한 액체를 수득하였다.
실시예 2
실시예 1에서의 방법 1b, 방법 1c 및 방법 1d를 거쳐 생성된 공중합체의 산화 안정성을 시험하였다. 60 ml/min의 공기 흐름 하에 10℃/min의 가열 속도에서 산화 개시 온도를 갖는 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 시험을 착수하였다. 또한, 10 ㎐의 감소된 진동 주파수에서 판 상 실린더의 기하학적 형태와 함께 ASTM D5706-05를 사용하여 동일한 공중합체의 샘플들에 대하여 하중 지지 용량(LCC)을 시험하였다. LCC는 마찰이 안정한 경우의 (매 2분마다 50 N 증분으로 증가되는) 단계식 하중을 나타내는 OK 하중으로 표시된다.
하기 표는 실시예 1에서 방법 1b, 방법 1c 및 방법 1d로부터 생성된 공중합체성 생성물, 즉 점도가 50 cSt (500 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산과, 실시예 1a, 실시예 1b 및 실시예 1c로부터의 출발 물질, 즉 점도가 500 cSt (500 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 폴리메틸페닐실록산 및 점도가 300 cSt (500 ㎟s-1)인 트라이메틸실릴 말단화된 메틸트라이플루오로프로필실록산의 비교를 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00012
상기 표는, 공중합체가 단일중합체에 비해 개선된 하중 지지력을 갖고 트라이메틸실릴 말단화된 메틸트라이플루오로프로필실록산 및 심지어 폴리다이메틸실록산보다 더 우수한 산화 안정성을 갖는다는 것을 보여준다.
실시예 3
하기 표 2에 나타낸 바와 같은 윤활제 조성물 중의 다양한 표준 첨가제와 조합된 실시예 1e, 실시예 1f 및 실시예 1g에 기재된 방법의 생성물에 대해서 4-볼 마모 자국(four ball wear scar)을 결정하였다.
표준 시험 방법 [DIN 51350-3 '쉘 4-볼 시험기에서의 윤활제의 시험'(Testing of lubricants in the Shell four-ball tester)]에 의해 마모 특성 또는 윤활 성능을 평가할 수 있다. 쉘 4-볼 시험기(FBT)는 용접 및 금속 하중뿐만 아니라 윤활제의 상이한 마찰 및 마모 특성을 결정하는 데 사용되는 시험 장치이다. 표준 시험은 회전하는 볼 베어링과 유사하지만 움직이지 않는 3개의 볼로 이루어지며, 상기 회전하는 볼 베어링은 1시간의 시험 지속시간 동안 100 N, 400 N 및 800 N의 하중을 가하면서 3개의 움직이지 않는 볼을 가압하고 있다. 형성된 칼로트(calotte)(마모된 함몰 영역)를 광학적으로 측정함으로써 마모를 결정한다.
이러한 시험 장치는 윤활제 산업에서 특히 일반적인데, 일상적인 제품 개발 및 품질 제어 시험에 사용된다. 마찰 토크를 연속적으로 기록할 수 있다.
이러한 경우, DIN 51350-3에 따라 시험을 수행하였고, 1시간의 시험 지속기간 동안 400 N 및 800 N의 하중을 가한 후 (즉, 100 N 시험은 착수하지 않음) 마모 자국을 mm 단위의 3개의 강 볼의 평균으로서 기록하였다. 결과를 하기 표 2에서 찾을 수 있다:
[표 2]
Figure pct00013
PAO 6은 엑손모빌 케미칼스(ExxonMobil Chemicals)로부터의 PAO 스펙트라신(SpectraSyn)™ 6이라는 명칭의 시판용 폴리알파올레핀이다. PFPE Y25는 솔베이(Solvay)로부터의 폼블린(Fomblin)(등록상표) Y25라는 명칭의 시판용 퍼플루오로폴리에테르이다. VL 622 및 VL AZ는 알.티. 반데르빌트(R.T. Vanderbilt)로부터의 반루브(Vanlube) 622 및 반루브 AZ라는 명칭의 시판용 첨가제이다. 안글라몰 99는 루브리졸(Lubrizol)로부터의 안글라몰(등록상표) 99라는 명칭의 시판용 첨가제이다.
실시예 4
본 실시예에서, n=3인 환형 메틸트라이플루오로프로필실록산을 2개의 상이한 폴리메틸페닐실록산과 조합하여 사용하여 실시예 1에서 논의된 바와 동일한 방법으로 공중합체를 제조하였다.
점도가 500 cst (500 ㎟s- 1)인 트라이메틸실릴 말단화된 폴리메틸페닐실록산 26.78 g, 점도가 500 cst (500 ㎟s- 1)인 하이드록시다이메틸실릴 말단화된 폴리메틸페닐실록산 154.88 g, 메틸트라이플루오로프로필실록산 사이클로트라이실록산 68.37 g 및 KOH 0.18 g을 플라스크에 첨가하였다. 이 혼합물을 격렬한 교반 하에 140℃로 가열하였다. 백색 분산액이 초기에 형성되었다. 이 혼합물을 질소 스위프(sweep) 하에 1시간 동안 140℃에서 유지하였다. 이 혼합물은 대략 30분 후에 투명하게 되었다. 이어서, 이 혼합물을 냉각시키고 드라이아이스를 첨가하여 KOH를 중화시켰다. 200℃/66.66 Pa (0.5 mmHg)에서 와이프식 막 증발기 (미국 위스콘신주 사우크빌 소재의 포프 사이언티픽 인크)를 사용함으로써 생성물로부터 휘발물질을 제거하였다. 20℃에서 점도가 20,300 mPa.s인 투명한 액체를 수득하였다. Si-NMR에 의해 공중합체가 반응 동안 형성되었음을 확인하였다. 실시예 2 및 실시예 3에서 상기에 기재된 방법을 사용하면, 생성된 생성물은 마모 자국이 400 N에서 1.5 mm이었고 산화 개시는 475℃이었다.

Claims (30)

  1. 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체로서,
    하기 구조식:
    Figure pct00014

    (상기 식에서, 각각의 R 기는 동일하거나 상이할 수 있고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬로부터 선택되고, n은 정수이고, x는 0 또는 1 내지 6의 정수이고, R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 퍼플루오로알킬 기임)의 단위를 포함하는 성분 (i) 알킬플루오로알킬 실록산과 하기 구조식:
    Figure pct00015

    (상기 식에서, 각각의 R2 기는 동일하거나 상이하고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기로부터 선택되고, t는 정수임)의 단위를 포함하는 성분 (ii) 하나 이상의 폴리알킬페닐 실록산(들)의 분산액을, 40℃ 내지 300℃의 온도에서 성분 (iii) 염기성 촉매의 존재 하에 반응시킴으로써 수득될 수 있는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  2. 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체로서,
    하기 구조식:
    Figure pct00016

    (상기 식에서, 각각의 R 기는 동일하거나 상이할 수 있고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬로부터 선택되고, n은 정수이고, x는 0 또는 1 내지 6의 정수이고, R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 퍼플루오로알킬 기임)의 단위와 하기 구조식:
    Figure pct00017

    (상기 식에서, 각각의 R2 기는 동일하거나 상이하고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기로부터 선택되고, t는 정수임)의 단위를 포함하며, 상기 공중합체는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 이들의 혼합물인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알킬플루오로알킬 실록산은 선형 또는 분지형이고, 모세관 점도계를 이용하여 ASTM D445-06에 따라 25℃에서 점도가 100 cst (100 ㎟s-1) 및 100 000 cst (100 000 ㎟s-1)인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알킬플루오로알킬 실록산은 환형이고, n은 3 내지 15인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 퍼플루오로알킬 기인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 퍼플루오로알킬 기는 퍼플루오로메틸, 퍼플루오로에틸, 퍼플루오로-n-프로필, 퍼플루오로-아이소-프로필, 퍼플루오로-n-부틸, 퍼플루오로-아이소-부틸, 퍼플루오로-tert-부틸, 퍼플루오로-n-펜틸, 퍼플루오로-아이소펜틸, 퍼플루오로네오-펜틸, 퍼플루오로헥실, 퍼플루오로헵틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로노닐, 퍼플루오로데실, 퍼플루오로운데실 및 퍼플루오로도데실 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리알킬페닐 실록산은 모세관 점도계를 이용하여 ASTM D445-06에 따라 25℃에서 점도가 250 cst 내지 50 000 cst (250 ㎟s-1 내지 50 000 ㎟s-1)인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 성분 (i)과 성분 (ii)는, 100 중량%의 성분 (i) 및 성분 (ii)의 총 중량을 기준으로, 성분 (i) 10 중량%:성분 (ii) 90 중량% 내지 성분 (i) 90 중량%:성분 (ii) 10 중량%의 비로 혼합될 수 있는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  9. 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (ii)는 폴리알킬페닐 실록산들의 혼합물인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  10. 제1항 또는 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염기성 촉매는 하나 이상의 알칼리 금속 하이드록사이드, 알칼리 금속 알콕사이드 또는 알칼리 금속 하이드록사이드와 알코올의 착물, 알칼리 금속 실라놀레이트, 테트라-알킬 포스포늄 하이드록사이드 및 테트라-알킬 포스포늄 실라놀레이트, 포스포니트릴 할라이드, 포스파젠 염기, 및 테트라-알킬 암모늄 하이드록사이드와 실록산 사량체의 반응에 의해 유도된 촉매로부터 선택되는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 염기성 촉매는 수산화칼륨인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 공중합체로 이루어진 윤활제.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 공중합체와, 마찰 조정제, 내마모성 첨가제, 극압 첨가제, 시일 팽창제(seal swelling agent), 녹 및 부식 억제제, 증점제, 점도 지수 개선제, 유동점 강하제, 산화방지제, 자유-라디칼 스캐빈저(free-radical scavenger), 하이드로퍼옥사이드 분해제, 금속 부동태화제(metal passivator), 표면 활성제, 유화제, 항유화제(demulsifier), 소포제, 상용화제, 분산제, 및 이들의 혼합물 및/또는 침착 제어 첨가제(deposit control additive), 필름 형성 첨가제, 점착제, 항균제, 생분해성 윤활제용 첨가제, 헤이즈 억제제, 발색단 및 제한된 슬립 첨가제(slip additive)로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하는, 윤활제.
  14. 제13항에 있어서, 하나 이상의 첨가제 0.1 내지 10 중량% 및 공중합체 90 내지 99.9 중량%를 포함하는, 윤활제.
  15. 제12, 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤활제는 하나 이상의 첨가제 (증점제 제외) 0 내지 10 중량% 및 증점제 1 내지 55 중량%를 포함하고, 조성물의 나머지는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 공중합체인 윤활제 그리스인 것을 특징으로 하는, 윤활제.
  16. 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법으로서, 하기 구조식:
    Figure pct00018

    (상기 식에서, 각각의 R 기는 동일하거나 상이할 수 있고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬로부터 선택되고, n은 정수이고, x는 0 또는 1 내지 6으로부터의 정수이고, R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 퍼플루오로알킬 기임)의 단위를 포함하는 성분 (i) 알킬플루오로알킬 실록산과 하기 구조식:
    Figure pct00019

    (상기 식에서, 각각의 R2 기는 동일하거나 상이하고, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기로부터 선택되고, t는 정수임)의 단위를 포함하는 성분 (ii) 하나 이상의 폴리알킬페닐 실록산(들)의 분산액을, 40℃ 내지 300℃의 온도에서 성분 (iii) 염기성 촉매의 존재 하에 반응시키는 단계를 포함하는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 알킬플루오로알킬 실록산은 선형 또는 분지형이고, 모세관 점도계를 이용하여 ASTM D445-06에 따라 25℃에서 점도가 100 cst 내지 100 000 cst (100 ㎟s-1 내지 100 000 ㎟s-1)인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 알킬플루오로알킬 실록산은 환형이고, n은 3 내지 15인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 알킬플루오로알킬 실록산에서 R1은 선형 또는 분지형이고 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 퍼플루오로알킬 기인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 퍼플루오로알킬 기는 퍼플루오로메틸, 퍼플루오로에틸, 퍼플루오로-n-프로필, 퍼플루오로-아이소-프로필, 퍼플루오로-n-부틸, 퍼플루오로-아이소-부틸, 퍼플루오로-tert-부틸, 퍼플루오로-n-펜틸, 퍼플루오로-아이소펜틸, 퍼플루오로네오-펜틸, 퍼플루오로헥실, 퍼플루오로헵틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로노닐, 퍼플루오로데실, 퍼플루오로운데실 및 퍼플루오로도데실 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  21. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리알킬페닐 실록산은 모세관 점도계를 이용하여 ASTM D445-06에 따라 25℃에서 점도가 250 cst 내지 50 000 cst (250 ㎟s-1 내지 50 000 ㎟s-1)인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  22. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (i)과 성분 (ii)를, 100 중량%의 성분 (i) 및 성분 (ii)의 총 중량을 기준으로, 성분 (i) 10 중량%:성분 (ii) 90 중량% 내지 성분 (i) 90 중량%:성분 (ii) 10 중량%의 비로 혼합할 수 있는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  23. 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (ii)는 폴리알킬페닐 실록산들의 혼합물인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  24. 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염기성 촉매는 하나 이상의 알칼리 금속 하이드록사이드, 알칼리 금속 알콕사이드 또는 알칼리 금속 하이드록사이드와 알코올의 착물, 알칼리 금속 실라놀레이트, 테트라-알킬 포스포늄 하이드록사이드 및 테트라-알킬 포스포늄 실라놀레이트, 포스포니트릴 할라이드, 포스파젠 염기, 및 테트라-알킬 암모늄 하이드록사이드와 실록산 사량체의 반응에 의해 유도된 촉매로부터 선택되는, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 염기성 촉매는 수산화칼륨인, 폴리알킬페닐 실록산과 알킬플루오로알킬 실록산의 공중합체의 제조 방법.
  26. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 공중합체와, 마찰 조정제, 내마모성 첨가제, 극압 첨가제, 시일 팽창제, 녹 및 부식 억제제, 증점제, 점도 지수 개선제, 유동점 강하제, 산화방지제, 자유-라디칼 스캐빈저, 하이드로퍼옥사이드 분해제, 금속 부동태화제, 표면 활성제, 유화제, 항유화제, 소포제, 상용화제, 분산제, 및 이들의 혼합물 및/또는 침착 제어 첨가제, 필름 형성 첨가제, 점착제, 항균제, 생분해성 윤활제용 첨가제, 헤이즈 억제제, 발색단 및 제한된 슬립 첨가제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 윤활제의 제조 방법으로서, 상기 성분들을 혼합하는 단계를 포함하는, 윤활제의 제조 방법.
  27. 제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 반응 생성물.
  28. 금속-금속 표면 또는 플라스틱-플라스틱 표면을 윤활하는 방법으로서,
    (i) 제13항 또는 제14항에 따른 윤활제 조성물을 수득하는 단계; 및
    (ii) 상기 윤활제 조성물로 상기 금속-금속 표면을 윤활하는 단계를 포함하는, 방법.
  29. 임의의 종류의 기어 및 롤러 베어링을 함유하는 기계 요소를 위한 윤활제에서의 또는 윤활제로서의 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 공중합체의 용도로서, 그러한 시스템의 예에는 발전 시스템, 산업용 제조 장치, 예컨대 종이, 강 및 시멘트 밀 유압 시스템, 자동차 구동 트레인, 항공기 추진 시스템, 크랭크케이스(crankcase), 내연 기관, 예컨대 2-행정 기관, 4-행정 기관, 디젤 엔진, 수동 또는 차동 변속 시스템용 기어, 트랙션(traction) 및 토크(torque) 시스템이 포함되는, 용도.
  30. 산업용 윤활제, 유압 유체, 열전달 유체, 압축기 오일, 유체, 터빈유(turbine oil), 금속 가공유, 금속 성형 윤활제, 윤활 그리스, 자동 변속기 유체, 수동 변속기 유체, 활주 접촉 베어링 윤활제, 체인용 윤활제, 차축 윤활제, 트랜스액슬(transaxle) 윤활제, 산업용 기어 윤활제, 순환 윤활제, 풍력 터빈용 기어 오일, 개방 기어(open gear) 윤활제 및/또는 밀폐 기어 윤활제에서의 또는 그러한 것으로서의 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 공중합체의 용도.
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