JP6560073B2 - Magnetorheological fluid composition - Google Patents
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Description
本発明は、建造物、自動車、建設機械、産業機械のダンパー、クラッチ、ブレーキ等に用いられる磁気粘性流体組成物に関する。 The present invention relates to a magnetorheological fluid composition used for dampers, clutches, brakes, and the like of buildings, automobiles, construction machines, and industrial machines.
磁気粘性流体（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ；ＭＲＦ、以下、「ＭＲＦ」又は「ＭＲ流体」ともいう。）は、合成油等に数μｍ〜数十μｍの磁性粒子を混合したもので、磁場によって、非常に大きな応力が発生する機能性流体である。ＭＲＦを用いると磁場により可逆的に粘度を変化させることができるので、機器の制御幅を大きくすることができる利点がある。このことから、ダンパー、クラッチ、ブレーキ等への応用が期待され、ダンパーとしては自動車用サスペンション、建築物の免震ダンパー等（例えば、非特許文献１参照）、あるいは家電製品のサスペンションにも実用化されている（例えば、非特許文献２参照）。 Magneto-Rheological Fluid (MRF, hereinafter also referred to as “MRF” or “MR fluid”) is a mixture of synthetic oil or the like with magnetic particles of several μm to several tens of μm. It is a functional fluid that generates large stresses. When MRF is used, the viscosity can be reversibly changed by a magnetic field, so that there is an advantage that the control width of the device can be increased. For this reason, it is expected to be applied to dampers, clutches, brakes, etc. As dampers, they are also applied to automobile suspensions, seismic isolation dampers for buildings (for example, see Non-Patent Document 1), or suspensions for home appliances. (For example, see Non-Patent Document 2).
しかし、ＭＲＦは、磁性粒子として金属粉や金属酸化物の粉末を配合しているため、金属同士の接触が起こるような装置に使用すると、磁性粒子が摺動部に入り込み、部品を摩耗させる懸念がある（例えば、非特許文献３参照）。
そのため、粒子間摩擦を低減させる目的で、モリブデン化合物などの摩擦低減添加剤や、有機リン化合物などの極圧剤を配合したＭＲＦが開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、硬質な磁性粒子と軟質な磁性粒子を配合することで装置の摩耗を防ぐことができることも知られている（例えば、特許文献２参照）。
However, since MRF contains metal powder or metal oxide powder as magnetic particles, there is a concern that when used in an apparatus in which metal contacts with each other, the magnetic particles enter the sliding portion and wear parts. (For example, refer nonpatent literature 3).
Therefore, MRF containing a friction reducing additive such as a molybdenum compound and an extreme pressure agent such as an organophosphorus compound is disclosed for the purpose of reducing friction between particles (see, for example, Patent Document 1). It is also known that the wear of the apparatus can be prevented by blending hard magnetic particles and soft magnetic particles (see, for example, Patent Document 2).
上記のように、磁性粒子として金属粉や金属酸化物の粉末を配合したＭＲＦは、金属部品同士の摺動部に磁性粒子自身が入り込むことで、金属部品を摩耗させる懸念がある。また、モリブデン化合物などの摩擦低減添加剤や、有機リン化合物などの極圧剤を配合したＭＲＦでは十分な耐摩耗性が得られない。また、硬質な磁性粒子と軟質な磁性粒子を併用しても十分な耐摩耗性が得られない。
ここで、回転型ＭＲダンパーや、回転型のＭＲクラッチ、ＭＲブレーキ等においては、ＭＲＦを充填する隙間の間隔は一定であるので、金属部品同士が摺動することは少ないが、往復動型のダンパーでは横荷重がかかった場合に金属部品同士の摺動が発生するので、ＭＲＦにも高い耐摩耗性（摺動部品の摩耗を抑制する性質）が望まれる。
加えて、ＭＲＦに磁界を印加した場合に発現する応力が高いことも望まれる。
As described above, MRF in which metal powder or metal oxide powder is blended as magnetic particles may cause the metal parts to wear due to the magnetic particles themselves entering the sliding portions between the metal parts. Also, sufficient wear resistance cannot be obtained with MRF containing a friction reducing additive such as a molybdenum compound or an extreme pressure agent such as an organic phosphorus compound. Moreover, sufficient wear resistance cannot be obtained even if hard magnetic particles and soft magnetic particles are used in combination.
Here, in the rotary MR damper, the rotary MR clutch, the MR brake, etc., the gap between the gaps filled with MRF is constant, so that the metal parts rarely slide with each other. In the damper, sliding between metal parts occurs when a lateral load is applied. Therefore, high wear resistance (property to suppress wear of sliding parts) is also desired for MRF.
In addition, it is desirable that the stress generated when a magnetic field is applied to the MRF is high.
そこで、本発明は、耐摩耗性に優れ、かつ磁場印加時に高い応力を発現する磁気粘性流体組成物を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetorheological fluid composition that is excellent in wear resistance and exhibits high stress when a magnetic field is applied.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、基油に磁性粒子、分散剤、レオロジーコントロール剤及び特定の固体潤滑剤を配合することにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明の磁気粘性流体組成物を完成するに至った。
すなわち、上記課題を解決するための具体的な手段には、以下の態様が含まれる。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor can solve the above problems by blending magnetic particles, a dispersant, a rheology control agent and a specific solid lubricant in the base oil. As a result, the present inventors have completed the magnetoviscous fluid composition of the present invention.
That is, specific means for solving the above problems include the following aspects.
＜１＞（１）磁性粒子と、（２）基油と、（３）分散剤と、（４）レオロジーコントロール剤と、（５）炭酸カルシウム、グラファイト、及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一つの固体潤滑剤と、を含有する磁気粘性流体組成物。
＜２＞前記磁性粒子は、鉄含有率が９８質量％以上の磁性粒子である＜１＞に記載の磁気粘性流体組成物。
<1> (1) Magnetic particles, (2) Base oil, (3) Dispersant, (4) Rheology control agent, (5) At least selected from the group consisting of calcium carbonate, graphite, and boron nitride And a magnetorheological fluid composition comprising a solid lubricant.
<2> The magnetorheological fluid composition according to <1>, wherein the magnetic particles are magnetic particles having an iron content of 98% by mass or more.
本発明によれば、耐摩耗性に優れ、かつ磁場印加時に高い応力を発現する磁気粘性流体組成物を提供することができる。中でも、本発明の磁気粘性流体組成物は、回転型ダンパー、クラッチ、ブレーキの他、往復動型ダンパー等の金属部品同士の摺動部を持つＭＲ装置にも好適に用いられる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetorheological fluid composition that is excellent in wear resistance and exhibits high stress when a magnetic field is applied. Among them, the magnetorheological fluid composition of the present invention is also suitably used for MR devices having sliding parts between metal parts such as reciprocating dampers in addition to rotary dampers, clutches and brakes.
以下、本発明の磁気粘性流体組成物について詳細に説明する。なお、本明細書中、数値範囲を表す「〜」はその上限及び下限の数値を含む範囲を表す。 Hereinafter, the magnetorheological fluid composition of the present invention will be described in detail. In addition, in this specification, "-" showing a numerical range represents the range containing the numerical value of the upper limit and the minimum.
本発明の磁気粘性流体組成物は、（１）磁性粒子と、（２）基油と、（３）分散剤と、（４）レオロジーコントロール剤と、（５）炭酸カルシウム、グラファイト、及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一つの固体潤滑剤と、を含有する。 The magnetorheological fluid composition of the present invention comprises (1) magnetic particles, (2) base oil, (3) dispersant, (4) rheology control agent, (5) calcium carbonate, graphite, and boron nitride. And at least one solid lubricant selected from the group consisting of:
（１）磁性粒子
本発明の磁気粘性流体組成物に含まれる磁性粒子としては、例えば、鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる１種以上の金属を（好ましくは主成分として）含む金属粒子、並びに窒化鉄、炭化鉄、フェライト及びマグネタイトから選ばれる１種以上の化合物を（好ましくは主成分として）含み、強磁性を示す金属化合物粒子から選ばれる１種以上の磁性粒子が挙げられる。この中でも、鉄を主成分とする金属粒子又はフェライトを主成分とする金属化合物粒子が好ましく、鉄を主成分とする金属粒子が特に好ましい。
ここで、金属粒子とは、基本的に、金属単体の粒子、２種以上の金属が結合した合金の粒子、２種以上の金属が結合せずに含まれる粒子等を意味するが、例えば後述するカルボニル鉄のように、金属を主成分とし、原料中の金属以外の残留成分も含まれる粒子も包含される。金属化合物粒子についても同様である。
また、「主成分」とは、磁性粒子を構成する成分のうち質量割合が最も多い成分を意味し、好ましくは、磁性粒子を構成する成分の５０質量％以上であり、より好ましくは７０質量％以上である。
(1) Magnetic particles Examples of the magnetic particles contained in the magnetorheological fluid composition of the present invention include metal particles containing one or more metals selected from iron, cobalt and nickel (preferably as a main component), and nitriding. Examples thereof include one or more magnetic particles selected from metal compound particles that include one or more compounds selected from iron, iron carbide, ferrite, and magnetite (preferably as a main component) and exhibit ferromagnetism. Among these, metal particles having iron as a main component or metal compound particles having ferrite as a main component are preferable, and metal particles having iron as a main component are particularly preferable.
Here, the metal particle basically means a single metal particle, an alloy particle in which two or more kinds of metals are bonded, a particle in which two or more kinds of metals are not bonded, and the like. As in the case of carbonyl iron, particles containing a metal as a main component and containing residual components other than the metal in the raw material are also included. The same applies to the metal compound particles.
Further, the “main component” means a component having the largest mass ratio among the components constituting the magnetic particles, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass of the components constituting the magnetic particles. That's it.
本発明に用いる好ましい磁性粒子のうち、鉄を主成分とする金属粒子としては、鉄含有率が高く、不純物が少ないほど、飽和磁化が高いので好ましい。また、鉄含有率が高く、不純物が少ないほど、金属粒子の硬さが柔らかく、耐摩耗性が向上するので好ましい。 Among the preferred magnetic particles used in the present invention, as the metal particles mainly composed of iron, the higher the iron content and the smaller the impurities, the higher the saturation magnetization. Further, the higher the iron content and the smaller the number of impurities, the better the hardness of the metal particles and the improved wear resistance.
鉄を主成分とする金属粒子の好ましい鉄含有率は、９８質量％〜１００質量％であり、特に好ましくは９９質量％〜１００質量％である。このような磁性粒子として、カルボニル鉄が挙げられる。カルボニル鉄は鉄ペンタカルボニルの熱分解により製造される、高純度の金属粒子である。 The preferable iron content of the metal particles containing iron as a main component is 98% by mass to 100% by mass, and particularly preferably 99% by mass to 100% by mass. An example of such magnetic particles is carbonyl iron. Carbonyl iron is a high-purity metal particle produced by thermal decomposition of iron pentacarbonyl.
本発明で用いる磁性粒子の累積５０％粒子径は、好ましくは０．５μｍ〜５０μｍであり、より好ましくは１μｍ〜３０μｍ、さらに好ましくは２．５μｍ〜２０μｍである。
なお、累積５０％粒子径は、レーザー回折散乱法で測定される粒子径である。累積５０％粒子径が０．５μｍ以上であると、磁場印加時のせん断応力が高くなり、また、５０μｍ以下であると、磁性粒子が早く沈降することが抑制されるため安定性が向上し、摺動時のフリクション増加を抑えるので好ましい。
The cumulative 50% particle diameter of the magnetic particles used in the present invention is preferably 0.5 μm to 50 μm, more preferably 1 μm to 30 μm, and further preferably 2.5 μm to 20 μm.
The cumulative 50% particle size is a particle size measured by a laser diffraction scattering method. If the cumulative 50% particle diameter is 0.5 μm or more, the shear stress at the time of applying a magnetic field is increased, and if it is 50 μm or less, the magnetic particles are prevented from precipitating quickly, so that stability is improved. This is preferable because an increase in friction during sliding is suppressed.
本発明で用いる磁性粒子は、各種のカップリング剤や樹脂で表面処理したものでもよいし、未処理のものでもよい。各種のカップリング剤としては、シラン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、チタネート系カップリング剤が挙げられる。樹脂としては、炭化水素系樹脂、ワックス、ポリエチレン、ポリメタクリレート等が挙げられる。 The magnetic particles used in the present invention may be surface-treated with various coupling agents or resins, or may be untreated. Examples of the various coupling agents include silane coupling agents, aluminate coupling agents, and titanate coupling agents. Examples of the resin include hydrocarbon resin, wax, polyethylene, polymethacrylate, and the like.
磁性粒子の含有割合が少ないと、磁場印加時に必要なせん断応力が得られず、多過ぎると、流体ではなく半固体状となり、装置への充填が困難となるとともに、磁気粘性流体としての機能が得られ難い。かかる観点から、本発明の磁気粘性流体組成物における磁性粒子の含有割合は、組成物全量に対して、好ましくは５０質量％〜９５質量％、より好ましくは６０質量％〜９２質量％、更に好ましくは６５質量％〜９０質量％である。 If the content ratio of magnetic particles is small, the necessary shear stress cannot be obtained when a magnetic field is applied, and if it is too large, it becomes a semi-solid rather than a fluid, making it difficult to fill the device and functioning as a magnetorheological fluid. It is difficult to obtain. From this viewpoint, the content ratio of the magnetic particles in the magnetorheological fluid composition of the present invention is preferably 50% by mass to 95% by mass, more preferably 60% by mass to 92% by mass, and still more preferably based on the total amount of the composition. Is 65% by mass to 90% by mass.
（２）基油
本発明の磁気粘性流体組成物に用いる、基油を構成する基油成分としては、特に制限されず、鉱油系基油成分であってもよく、合成系基油成分であってもよい。また１種単独でもよく、２種以上を混合してもよい。
(2) Base oil The base oil component constituting the base oil used in the magnetorheological fluid composition of the present invention is not particularly limited, and may be a mineral base oil component or a synthetic base oil component. May be. Moreover, 1 type may be individual and 2 or more types may be mixed.
鉱油系基油成分としては、溶剤精製鉱油、水素化精製鉱油、水素化分解鉱油などが挙げられる。このうち、水素化精製鉱油、及び水素化分解鉱油が好ましい。 Examples of the mineral oil base oil component include solvent refined mineral oil, hydrorefined mineral oil, hydrocracked mineral oil, and the like. Of these, hydrorefined mineral oil and hydrocracked mineral oil are preferred.
水素化精製鉱油、及び、水素化分解鉱油の製造方法は、特に限定されないが、好ましい製造方法としては、以下の方法が挙げられる。
水素化精製鉱油の好ましい製造方法としては、常圧蒸留により得られた残渣油を減圧蒸留したのち、潤滑油留分として得られた留分を溶剤抽出し、水素化精製と溶剤脱ろうする方法が挙げられ、その後、更に２回目の水素化精製を行う方法も挙げられる。
水素化分解鉱油の好ましい製造方法としては、まず、原油の常圧蒸留で得られた残渣油を減圧蒸留装置で処理し、そこで得られた減圧軽油を水素化処理及び水素化分解を行い、その後、軽質分、燃料分を減圧ストリッパーで除去した残渣物を得、この残渣物を減圧蒸留し、得られた潤滑油留分を水素化脱ろう処理又はワックス異性化処理し、安定化処理を行う方法が挙げられ、その際、ワックス異性化により高粘度指数化させる方法がより好ましい方法として挙げられる。さらに、溶剤脱ろうによるスラックワックス等の原料を水素化分解処理及び水素化異性化処理して得た基油も挙げられる。
Although the manufacturing method of hydrorefining mineral oil and hydrocracked mineral oil is not specifically limited, The following method is mentioned as a preferable manufacturing method.
A preferred method for producing hydrorefined mineral oil is a method in which residual oil obtained by atmospheric distillation is distilled under reduced pressure, and then the fraction obtained as a lubricating oil fraction is subjected to solvent extraction, followed by hydrorefining and solvent dewaxing. After that, a method of performing a second hydrorefining is also included.
As a preferred method for producing hydrocracked mineral oil, first, the residual oil obtained by atmospheric distillation of crude oil is treated with a vacuum distillation apparatus, and the vacuum gas oil obtained there is subjected to hydrotreatment and hydrocracking, and then The residue obtained by removing the light and fuel components with a vacuum stripper is obtained, this residue is distilled under reduced pressure, and the resulting lubricating oil fraction is hydrodewaxed or wax isomerized and stabilized. And a method of increasing the viscosity index by wax isomerization is more preferable. Furthermore, the base oil obtained by hydrocracking and hydroisomerizing the raw materials, such as slack wax by solvent dewaxing, is also mentioned.
合成系基油成分としては、フィッシャー・トロプシュ合成で得られたワックス等の原料を水素化分解処理及び水素化異性化処理して得られる基油、ポリ−α−オレフィン基油、アルキルベンゼンやアルキルナフタレン等の芳香族系合成油、エステル油、アルキル化フェニルエーテル油、ポリアルキレングリコール類等の合成系基油が挙げられる。ポリ−α−オレフィン基油の好適な製造方法としては、エチレンの低重合又はワックスの熱分解によって炭素数６〜１８のα−オレフィンを合成し、このα−オレフィン２〜９単位を重合し、水添反応を行う方法が挙げられる。 Synthetic base oil components include base oils obtained by hydrocracking and hydroisomerization of raw materials such as wax obtained by Fischer-Tropsch synthesis, poly-α-olefin base oils, alkylbenzenes and alkylnaphthalenes. And synthetic base oils such as aromatic synthetic oils, ester oils, alkylated phenyl ether oils, and polyalkylene glycols. As a suitable production method of the poly-α-olefin base oil, an α-olefin having 6 to 18 carbon atoms is synthesized by low polymerization of ethylene or thermal decomposition of wax, and 2 to 9 units of this α-olefin are polymerized. The method of performing a hydrogenation reaction is mentioned.
上記エステル油の好適な例としては、１価アルコールとジカルボン酸とから製造されるジエステル、ポリオールとモノカルボン酸とから製造されるポリオールエステル、又はポリオール、モノカルボン酸、ポリカルボン酸とから製造されるコンプレックスエステル等が挙げられる。 Preferred examples of the ester oil include a diester produced from a monohydric alcohol and a dicarboxylic acid, a polyol ester produced from a polyol and a monocarboxylic acid, or a polyol, monocarboxylic acid and polycarboxylic acid. And complex esters.
ジエステルとしては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の二塩基酸のエステルが挙げられる。 Examples of the diester include esters of dibasic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid.
二塩基酸としては、炭素数４〜３６の脂肪族二塩基酸が好ましい。エステル部を構成するアルコール残基は、炭素数４〜２６の１価アルコール残基が好ましい。
このようなジエステルとしては、ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート、ジイソデシルアジペート、ジオクチルアゼレート等が挙げられる。
As the dibasic acid, an aliphatic dibasic acid having 4 to 36 carbon atoms is preferable. The alcohol residue constituting the ester part is preferably a monohydric alcohol residue having 4 to 26 carbon atoms.
Examples of such diesters include dioctyl adipate, dioctyl sebacate, diisodecyl adipate, dioctyl azelate, and the like.
また、ポリオールエステルやコンプレックスエステルに用いられるポリオールとしては、具体的には、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール等のβ水素を持たないヒンダードアルコールが好適に用いられる。また、ポリオールエステルやコンプレックスエステルに用いられるモノカルボン酸としては、ヤシ脂肪酸、ステアリン酸などの直鎖飽和脂肪酸、オレイン酸などの直鎖不飽和脂肪酸、イソステアリン酸などの分岐脂肪酸等が好適に用いられ、ポリカルボン酸としてはコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの直鎖飽和ポリカルボン酸が好適に用いられる。 Further, as the polyol used in the polyol ester or complex ester, specifically, hindered alcohols having no β hydrogen such as trimethylolpropane, pentaerythritol, neopentyl glycol and the like are preferably used. Moreover, as monocarboxylic acids used in polyol esters and complex esters, coconut fatty acids, linear saturated fatty acids such as stearic acid, linear unsaturated fatty acids such as oleic acid, branched fatty acids such as isostearic acid, etc. are preferably used. As the polycarboxylic acid, linear saturated polycarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid are preferably used.
また、上記アルキル化フェニルエーテル油の好適な例としては、アルキル化ジフェニルエーテルや、（アルキル化）ポリフェニルエーテルなどが挙げられる。 Moreover, as a suitable example of the said alkylated phenyl ether oil, alkylated diphenyl ether, (alkylated) polyphenyl ether, etc. are mentioned.
また、ポリアルキレングリコール類としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、又はエチレンオキサイド-プロピレンオキサイドコポリマー、プロピレンオキサイド-ブチレンオキサイドコポリマー、及びこれらの誘導体が挙げられる。 Examples of polyalkylene glycols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, ethylene oxide-propylene oxide copolymer, propylene oxide-butylene oxide copolymer, and derivatives thereof.
本発明の磁気粘性流体組成物における基油の含有量は、組成物全量に対して、８質量％〜５０質量％が好ましく、１０質量％〜４０質量％がさらに好ましく、１５質量％〜３０質量％が最も好ましい。基油の含有量が８質量％以上であると、流動性に富みハンドリング性が向上し、基油の含有量が５０質量％以下であると、磁場印加時のせん断応力が高くなるので好ましい。 The content of the base oil in the magnetorheological fluid composition of the present invention is preferably 8% by mass to 50% by mass, more preferably 10% by mass to 40% by mass, and more preferably 15% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of the composition. % Is most preferred. When the base oil content is 8% by mass or more, the fluidity is high and handling properties are improved, and when the base oil content is 50% by mass or less, the shear stress at the time of applying a magnetic field is increased.
本発明で用いる基油は、日本規格協会ＪＩＳ Ｋ２２８３：２０００動粘度試験方法による４０℃における動粘度は、２〜５０００ｍｍ２／ｓが好ましく、好ましくは５〜２０００ｍｍ２／ｓ、特に好ましくは５〜１０００ｍｍ２／ｓである。
基油の４０℃における動粘度が２ｍｍ２／ｓ以上であると、引火点が高くなるので蒸発が抑えられ、ＭＲ流体として好ましい。また、基油の４０℃における動粘度が５０００ｍｍ２／ｓ以下であると、粘稠性が低くなり、磁気粘性流体組成物の製造時に基油中への磁性粒子の安定分散が容易になる。
The base oil used in the present invention, Japanese Standards Association JIS K2283: kinematic viscosity at 40 ° C. by 2000 kinematic viscosity test method, preferably 2~5000mm 2 / s, preferably 5~2000mm 2 / s, particularly preferably 5 to 1000 mm 2 / s.
When the base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 2 mm 2 / s or more, the flash point becomes high, and thus evaporation is suppressed, which is preferable as an MR fluid. In addition, when the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. is 5000 mm 2 / s or less, the viscosity becomes low, and stable dispersion of the magnetic particles in the base oil becomes easy at the time of producing the magnetorheological fluid composition.
（３）分散剤
本発明の磁気粘性流体組成物に用いる分散剤としては、種々の分散剤が利用でき、親油性を発現する部分と磁性粒子に吸着する官能基を有するものが好ましく用いられる。
このような分散剤としては、アニオン系・カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、高分子界面活性剤、顔料分散剤、アルコール類、脂肪酸、アミン類、アミド類、イミド類、金属せっけん、脂肪酸オリゴマー化合物、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤、フッ素系界面活性剤、ホウ素系界面活性剤が挙げられる。
上記分散剤の中でも、磁性粒子に強く吸着し、親油性の高いものが好ましく、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、高分子界面活性剤、顔料分散剤、脂肪酸、アミン類、アミド類、イミド類、金属せっけん、脂肪酸オリゴマー化合物、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤が好ましく用いられる。さらに好ましくは、ノニオン系界面活性剤、脂肪酸、アミン類、アミド類である。
(3) Dispersant As the dispersant used in the magnetorheological fluid composition of the present invention, various dispersants can be used, and those having a lipophilic part and a functional group that adsorbs to magnetic particles are preferably used.
Such dispersants include anionic and cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, polymeric surfactants, pigment dispersants, alcohols, fatty acids, amines, amides, imides Metal soap, fatty acid oligomer compound, silane coupling agent, titanate coupling agent, aluminate coupling agent, fluorine-based surfactant, and boron-based surfactant.
Among the above-mentioned dispersants, those that strongly adsorb to magnetic particles and have high lipophilicity are preferable, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, polymer surfactants, pigment dispersants, fatty acids, amines, amides, Imides, metal soaps, fatty acid oligomer compounds, silane coupling agents, titanate coupling agents, and aluminate coupling agents are preferably used. More preferred are nonionic surfactants, fatty acids, amines and amides.
特に好ましい分散剤としては、脂肪酸が挙げられ、飽和脂肪酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸などが好ましく用いられる。
不飽和脂肪酸としては、カプロレイン酸、リンデル酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ゾーマリン酸、ペテロセリン酸、ペテロセライジン酸、オレイン酸、エライジン酸、パセニン酸、コドイン酸、ゴンドイン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、セラコレイン酸、リノール酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸などが好ましく用いられる。
Particularly preferred dispersants include fatty acids, and preferred saturated fatty acids include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid and the like.
Unsaturated fatty acids include caproleic acid, lindelic acid, myristoleic acid, palmitoleic acid, zomarinic acid, petroselinic acid, petroselinic acid, oleic acid, elaidic acid, pasenic acid, codoic acid, gondoic acid, cetreic acid, erucic acid , Brassic acid, ceracoleic acid, linoleic acid, linoelaidic acid, linolenic acid, arachidonic acid and the like are preferably used.
本発明の磁気粘性流体組成物における分散剤の含有量は、組成物全量に対して、０．００１質量％〜３質量％が好ましく、０．０１質量％〜２質量％がさらに好ましく、０．１質量％〜１．５質量％が最も好ましい。分散剤の含有量が０．００１質量％以上であると、磁性粒子等の分散性が向上し、沈降後の再分散性も良好となり、分散剤の含有量が３質量％以下であると、レオロジーコントロール剤の効果を阻害せず、良好な沈降性が得られるので好ましい。
また、これらの分散剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。２種以上で用いる場合は、合計の含有量が上記範囲内であることが好ましい。
The content of the dispersant in the magnetorheological fluid composition of the present invention is preferably 0.001% by mass to 3% by mass, more preferably 0.01% by mass to 2% by mass, based on the total amount of the composition. 1% by mass to 1.5% by mass is most preferable. When the content of the dispersant is 0.001% by mass or more, the dispersibility of the magnetic particles and the like is improved, the redispersibility after settling is improved, and the content of the dispersant is 3% by mass or less. This is preferable because the effect of the rheology control agent is not inhibited and good sedimentation properties can be obtained.
Moreover, these dispersing agents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types. When using by 2 or more types, it is preferable that total content is in the said range.
（４）レオロジーコントロール剤
本発明の磁気粘性流体組成物に用いるレオロジーコントロール剤としては、種々のレオロジーコントロール剤が利用できる。
ここでいうレオロジーコントロール剤は、せん断速度変化に対して非ニュートン性を与えるものを指し、低せん断速度域のせん断粘度を高くしつつ、高せん断速度域では、せん断粘度が低くなるような流動特性を付与する添加剤である。
このようなレオロジーコントロール剤としては、無機系化合物では、ヒュームドシリカ、ベントナイト、雲母、カオリンが挙げられる。また、有機系化合物では、ウレア変性ポリマー、ウレタン変性ポリマー、ひまし油ワックス、ポリエチレンワックス、ポリアマイドワックス、脂肪酸アマイドワックスが挙げられる。
中でも、無機系化合物のレオロジーコントロール剤が好ましく、ヒュームドシリカ、ベントナイトが特に好ましい。ヒュームドシリカを用いる場合、シランカップリング剤やその他の表面改質剤により表面を疎水性としたものが好ましい。また、ベントナイトを用いる場合、４級アンモニウム塩やその他の有機改質剤により有機修飾した有機化ベントナイトが好ましく用いられる。
(4) Rheology control agent As the rheology control agent used in the magnetorheological fluid composition of the present invention, various rheology control agents can be used.
The rheology control agent here refers to the one that gives non-Newtonian property to the change in shear rate, and the flow characteristics that lower the shear viscosity in the high shear rate region while increasing the shear viscosity in the low shear rate region. Is an additive that imparts
Examples of such rheology control agents include fumed silica, bentonite, mica and kaolin as inorganic compounds. Examples of organic compounds include urea-modified polymers, urethane-modified polymers, castor oil wax, polyethylene wax, polyamide wax, and fatty acid amide wax.
Among these, a rheology control agent of an inorganic compound is preferable, and fumed silica and bentonite are particularly preferable. When fumed silica is used, it is preferable to use a silane coupling agent or other surface modifier to make the surface hydrophobic. In addition, when bentonite is used, an organic bentonite that is organically modified with a quaternary ammonium salt or other organic modifier is preferably used.
本発明の磁気粘性流体組成物におけるレオロジーコントロール剤の含有量は、組成物全量に対して、０．０１質量％〜５質量％が好ましく、０．０５質量％〜４質量％がさらに好ましく、０．０７質量％〜３質量％が最も好ましい。レオロジーコントロール剤の含有量が０．０１質量％以上であると、低せん断速度域でも高い増粘効果が得られ、レオロジーコントロール剤の含有量が５質量％以下であると、適度な粘度が得られ、ハンドリング性も良好となり、好ましい。
またこれらのレオロジーコントロール剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。２種以上で用いる場合は、合計の含有量が上記範囲内であることが好ましい。
The content of the rheology control agent in the magnetorheological fluid composition of the present invention is preferably 0.01% by mass to 5% by mass, more preferably 0.05% by mass to 4% by mass, based on the total amount of the composition. 0.07% by mass to 3% by mass is most preferable. When the content of the rheology control agent is 0.01% by mass or more, a high thickening effect is obtained even at a low shear rate range, and when the content of the rheology control agent is 5% by mass or less, an appropriate viscosity is obtained. In addition, the handling property is also good, which is preferable.
Moreover, these rheology control agents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types. When using by 2 or more types, it is preferable that total content is in the said range.
（５）固体潤滑剤
本発明の磁気粘性流体組成物は、炭酸カルシウム、グラファイト、及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一つの固体潤滑剤を含有する。本発明に用いる上記固体潤滑剤は、好ましくは粉体の固体潤滑剤である。
一般的に、固体潤滑剤としては、二硫化モリブデンやポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等も知られているが、これらのものは耐摩耗性の効果が低く、本発明では、炭酸カルシウム、グラファイト、及び窒化ホウ素の３種類の固体潤滑剤のうち、少なくとも一つを用いることが肝要である。上記の３種類の固体潤滑剤のうち、窒化ホウ素が最も好ましく用いられる。
固体潤滑剤の粒径や形状は、特に制限されず、種々のものが使用できるが、固体潤滑剤の平均粒径は、０．０１μｍ〜５０μｍのものが好ましく、０．１μｍ〜３０μｍのものが特に好ましく用いられる。固体潤滑剤の平均粒径が０．０１μｍ以上であると、耐摩耗性の効果が高く、５０μｍ以下であると沈降し難くなるので好ましい。なお、固体潤滑剤の平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定することができる。
(5) Solid Lubricant The magnetorheological fluid composition of the present invention contains at least one solid lubricant selected from the group consisting of calcium carbonate, graphite, and boron nitride. The solid lubricant used in the present invention is preferably a powdered solid lubricant.
Generally, as a solid lubricant, molybdenum disulfide, polytetrafluoroethylene (PTFE), and the like are also known, but these have a low effect of wear resistance. In the present invention, calcium carbonate, graphite, It is important to use at least one of the three types of solid lubricants of boron nitride. Of the above three types of solid lubricants, boron nitride is most preferably used.
The particle size and shape of the solid lubricant are not particularly limited and various types can be used, but the average particle size of the solid lubricant is preferably 0.01 μm to 50 μm, and preferably 0.1 μm to 30 μm. Particularly preferably used. When the average particle size of the solid lubricant is 0.01 μm or more, the effect of wear resistance is high, and when the average particle size is 50 μm or less, it is difficult to settle. The average particle size of the solid lubricant can be measured by a laser diffraction scattering method.
本発明の磁気粘性流体組成物における、炭酸カルシウム、グラファイト、及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一つの固体潤滑剤の含有量は、組成物全量に対して、０．１質量％〜１０質量％が好ましく、０．５質量％〜８質量％がさらに好ましい。前記固体潤滑剤の含有量が０．１質量％以上であると耐摩耗性の効果が高くなり、前記固体潤滑剤の含有量が１０質量％以下であると適度な粘度が得られ、ハンドリング性が向上するので好ましい。
また、炭酸カルシウム、グラファイト、及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一つの固体潤滑剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。２種以上で用いる場合は、合計の含有量が上記範囲内であることが好ましい。また、粒径の異なるものを混合して用いてもよい。
The content of at least one solid lubricant selected from the group consisting of calcium carbonate, graphite, and boron nitride in the magnetorheological fluid composition of the present invention is 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the composition. % Is preferable, and 0.5% by mass to 8% by mass is more preferable. When the content of the solid lubricant is 0.1% by mass or more, the effect of wear resistance is enhanced, and when the content of the solid lubricant is 10% by mass or less, an appropriate viscosity is obtained and handling properties are improved. Is preferable.
Moreover, at least one solid lubricant selected from the group consisting of calcium carbonate, graphite, and boron nitride may be used alone or in combination of two or more. When using by 2 or more types, it is preferable that total content is in the said range. Moreover, you may mix and use what differs in a particle size.
（６）その他の添加剤
また、本発明の磁気粘性流体組成物は、磁気粘性流体組成物の各種の性能を確保するために、潤滑剤に一般に用いられている公知の添加剤、例えば、金属型清浄分散剤、無灰型清浄分散剤、油性剤、摩耗防止剤、極圧剤、さび止め剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、消泡剤、着色剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤などを添加することもできる。
(6) Other Additives In addition, the magnetorheological fluid composition of the present invention is a known additive commonly used in lubricants, for example, metal, in order to ensure various performances of the magnetorheological fluid composition. Type detergent dispersant, ashless type detergent dispersant, oiliness agent, antiwear agent, extreme pressure agent, rust preventive agent, friction modifier, antioxidant, metal deactivator, antifoaming agent, colorant, viscosity index An improver, a pour point depressant, etc. can also be added.
金属型清浄分散剤としては、金属成分がカルシウムやマグネシウムである、スルホネート、フィネート、サリシレート等が挙げられる。これらの金属型清浄分散剤は特に内部が高温になる環境で使用される磁気粘性流体組成物として好適であり、組成物全量に対する含有量としては０．１質量％〜５．０質量％の範囲が好ましい。 Examples of the metal detergent / dispersant include sulfonates, finates, salicylates and the like whose metal components are calcium and magnesium. These metal type detergent dispersants are particularly suitable as a magnetorheological fluid composition used in an environment where the inside is at a high temperature, and the content relative to the total amount of the composition is in the range of 0.1% by mass to 5.0% by mass. Is preferred.
無灰型分散剤としては、コハク酸イミド系無灰分散剤、コハク酸アミド系無灰分散剤、又はこれらのホウ素化誘導体などが挙げられる。
コハク酸イミド系無灰分散剤としては、ビスポリプロペニルコハク酸イミド、モノプロペニルコハク酸イミド、ビスポリブテニルコハク酸イミド、モノブテニルコハク酸イミド、ビスポリペンテニルコハク酸イミド、モノペンテニルコハク酸イミドなどのポリアルケニルコハク酸イミドなどが挙げられる。
コハク酸アミド系無灰分散剤としては、ポリプロペニルコハク酸アミド、ポリブテニルコハク酸アミド、ポリペンテニルコハク酸アミドなどのポリアルケニルコハク酸アミド等が挙げられる。
Examples of the ashless dispersant include succinimide ashless dispersants, succinamide ashless dispersants, and boronated derivatives thereof.
Examples of succinimide-based ashless dispersants include bispolypropenyl succinimide, monopropenyl succinimide, bispolybutenyl succinimide, monobutenyl succinimide, bispolypentenyl succinimide, monopentenyl succinimide, etc. And polyalkenyl succinimide.
Examples of the succinic acid amide-based ashless dispersant include polyalkenyl succinic acid amides such as polypropenyl succinic acid amide, polybutenyl succinic acid amide, and polypentenyl succinic acid amide.
通常、これらの無灰分散剤におけるポリアルケニル基の分子量（Ｍｗ）は、７０〜５００００程度である。また、これらのホウ素化誘導体としては、ポリアルケニルコハク酸無水物を、ホウ酸、ホウ酸エステル、ホウ酸塩などのホウ素化合物及びポリアミンなどと反応させることにより得られる無灰型分散剤が挙げられる。 Usually, the molecular weight (Mw) of the polyalkenyl group in these ashless dispersants is about 70 to 50000. Examples of these boronated derivatives include ashless dispersants obtained by reacting polyalkenyl succinic anhydride with boron compounds such as boric acid, boric acid esters and borates, and polyamines. .
油性剤としては、オレイン酸、ステアリン酸、高級アルコール、アミン、エステル、硫化油脂、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルなどが挙げられる。 Examples of oil agents include oleic acid, stearic acid, higher alcohols, amines, esters, sulfurized fats and oils, acidic phosphate esters, and acidic phosphite esters.
摩耗防止剤としては、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、各種のリン酸エステル、チオリン酸エステル、各種リン酸エステルのアミン塩などが挙げられる。 Examples of the antiwear agent include zinc dialkyldithiophosphates, various phosphate esters, thiophosphate esters, and amine salts of various phosphate esters.
極圧剤としては、炭化水素硫化物、硫化油脂、硫黄、リン酸エステル、亜リン酸エステル、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニルなどが挙げられる。 Examples of extreme pressure agents include hydrocarbon sulfides, sulfurized fats and oils, sulfur, phosphate esters, phosphite esters, chlorinated paraffins, and chlorinated diphenyls.
さび止め剤としては、カルボン酸やそのアミン塩、エステル、スルホン酸塩、ホウ素化合物などが挙げられる。 Examples of the rust inhibitor include carboxylic acid and its amine salt, ester, sulfonate, boron compound and the like.
摩擦調整剤としては、有機モリブテン化合物、多価アルコール部分エステル系、アミン系、アミド系、硫化エステル、リン酸エステル、酸性リン酸エステルやそのアミン塩、ジオール類などが挙げられる。 Examples of the friction modifier include organic molybdenum compounds, polyhydric alcohol partial esters, amines, amides, sulfurized esters, phosphate esters, acidic phosphate esters and amine salts thereof, diols, and the like.
酸化防止剤としては、アミン系、フェノール系、ジルコニウム系、硫黄系の酸化防止剤などが挙げられる。 Examples of the antioxidant include amine-based, phenol-based, zirconium-based, and sulfur-based antioxidants.
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール、チアジアゾール、アルケニルコハク酸エステルなどが挙げられる。 Examples of the metal deactivator include benzotriazole, thiadiazole, alkenyl succinate and the like.
消泡剤としては、ジメチルポリシロキサンなどのシリコーン化合物、フルオロシリコーン化合物、エステル系などが挙げられる。 Examples of the antifoaming agent include silicone compounds such as dimethylpolysiloxane, fluorosilicone compounds, and ester series.
流動点降下剤としては、ポリアルキルメタクリレート系、塩素化パラフィン−ナフタレン縮合物、アルキル化ポリスチレンなどが挙げられる。 Examples of the pour point depressant include polyalkyl methacrylate, chlorinated paraffin-naphthalene condensate, and alkylated polystyrene.
粘度指数向上剤としては、ポリアルキルメタクリレート系、ポリイソブチレン系、エチレン−プロピレン共重合体系、スチレン−イソプレン共重合体系、スチレン−ブタジエン水添共重合体系、ポリイソブチレン系などが挙げられる。
粘度指数向上剤として用いられるポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）（ポリスチレン換算）は、１万〜４０万が好ましく、２万〜２０万が特に好ましい。このような粘度指数向上剤の添加量は、組成物全量に対して０．１質量％〜１０質量％が好ましい。なお、本発明における重量平均分子量（Ｍｗ）とは、下記条件にて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定された分子量算定用標準ポリスチレン換算である。
＜条件＞
装置：Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ−１０１（昭和電工社製）、カラム：Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＬＦ−８０４（昭和電工社製）を３本、検出器：示差屈折検出器、移動相：ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、流量：１ｍｌ／ｍｉｎ、試料濃度：約１．０ｍａｓｓ％／ｖｏｌ％ＴＨＦ、注入量：１００μＬ
Examples of the viscosity index improver include polyalkyl methacrylate, polyisobutylene, ethylene-propylene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-butadiene hydrogenated copolymer, polyisobutylene.
The polymer used as the viscosity index improver has a weight average molecular weight (Mw) (in terms of polystyrene) of preferably 10,000 to 400,000, particularly preferably 20,000 to 200,000. The addition amount of such a viscosity index improver is preferably 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the composition. In addition, the weight average molecular weight (Mw) in this invention is standard polystyrene conversion for molecular weight calculation measured by the gel permeation chromatography (GPC) on the following conditions.
<Conditions>
Apparatus: Shodex GPC-101 (manufactured by Showa Denko KK), column: three Shodex GPC LF-804 (manufactured by Showa Denko KK), detector: differential refraction detector, mobile phase: THF (tetrahydrofuran), flow rate: 1 ml / min, sample concentration: about 1.0 mass% / vol% THF, injection amount: 100 μL
本発明の磁気粘性流体組成物の調製方法は、例えば、以下の手順により行う。
＜手順１：磁気粘性流体組成物用オイルの調製＞
あらかじめ（２）基油と（３）分散剤とを混合して、磁気粘性流体組成物用オイルを調製する。混合は、ビーカーとマグネチックスターラーを用い、温度を５０℃〜８０℃程度にて行う。酸化防止剤や粘度指数向上剤等の油溶性の添加剤を加える場合は、このときに加える。
The method for preparing the magnetorheological fluid composition of the present invention is performed, for example, by the following procedure.
<Procedure 1: Preparation of oil for magnetorheological fluid composition>
(2) Base oil and (3) dispersant are mixed in advance to prepare an oil for a magnetorheological fluid composition. Mixing is performed using a beaker and a magnetic stirrer at a temperature of about 50 ° C to 80 ° C. When adding oil-soluble additives such as antioxidants and viscosity index improvers, add them at this time.
＜手順２：磁性粒子の混合＞
手順１で調製した磁気粘性流体組成物用オイルと（１）磁性粒子とを混合し、分散剤を磁性粒子に吸着させる。混合機としては、自転・公転型プロペラレスミキサーや、プラネタリーミキサー、ホモジナイザー等が使用できる。
上記混合する材料は、あらかじめ６０℃〜１００℃程度に加熱することが望ましく、加熱したものを混合機に投入してもよい。
<Procedure 2: Mixing magnetic particles>
The magnetorheological fluid composition oil prepared in the procedure 1 and (1) magnetic particles are mixed, and the dispersant is adsorbed onto the magnetic particles. As the mixer, a rotation / revolution type propellerless mixer, a planetary mixer, a homogenizer, or the like can be used.
The material to be mixed is desirably heated to about 60 ° C. to 100 ° C. in advance, and the heated material may be charged into a mixer.
＜手順３：レオロジーコントロール剤、固体潤滑剤、その他の添加剤の混合＞
手順２で磁性粒子を均一に混合したあと、（４）レオロジーコントロール剤、（５）固体潤滑剤、（６）その他の添加剤を混合する。手順２と同様、混合機としては、自転・公転型プロペラレスミキサーや、プラネタリーミキサー、ホモジナイザー等が使用できる。混合する材料は、それぞれ、６０℃〜１００℃程度に加熱することが望ましく、あらかじめ加熱したものを混合機に投入してもよい。
上記手順１〜３を経て、本発明の磁気粘性流体組成物を好適に得ることができる。なお、本発明の磁気粘性流体組成物の製造方法は上記方法に限定されるものではない。
<Procedure 3: Mixing of rheology control agent, solid lubricant, and other additives>
After the magnetic particles are uniformly mixed in the procedure 2, (4) a rheology control agent, (5) a solid lubricant, and (6) other additives are mixed. As in procedure 2, a rotating / revolving propellerless mixer, a planetary mixer, a homogenizer, or the like can be used as the mixer. The materials to be mixed are desirably heated to about 60 ° C. to 100 ° C., and those previously heated may be charged into the mixer.
Through the above procedures 1 to 3, the magnetorheological fluid composition of the present invention can be suitably obtained. In addition, the manufacturing method of the magnetorheological fluid composition of this invention is not limited to the said method.
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not restrict | limited at all by these examples.
実施例及び比較例では、以下の手順により磁気粘性流体組成物を調合し、それぞれの性能を評価した。結果は表中に示す。 In Examples and Comparative Examples, magnetorheological fluid compositions were prepared according to the following procedure, and the respective performances were evaluated. The results are shown in the table.
＜調合法＞
（１）表１に示す成分割合で磁気粘性流体組成物用オイルＡ〜Ｃをそれぞれ調製し、ビーカーとマグネチックスターラーを用いて６０℃で混合した。
（２）上記磁気粘性流体組成物用オイルＡ〜Ｃと磁性粒子とを、表２又は表３に示す割合で配合し、８０℃に加熱した後、自転・公転式プロペラレスミキサー（(株)シンキー製、ＡＲＥ-５００）にて均一に攪拌した。磁性粒子が均一に混合された後、その他の成分を表２〜表４に示す割合で配合し、８０℃に加熱した後、自転・公転式プロペラレスミキサーにて均一に攪拌し、磁気粘性流体組成物を調合した。
<Formulation method>
(1) Oils A to C for a magnetorheological fluid composition were respectively prepared at the component ratios shown in Table 1, and mixed at 60 ° C. using a beaker and a magnetic stirrer.
(2) Oils A to C for magnetic viscous fluid composition and magnetic particles are blended in the proportions shown in Table 2 or Table 3, heated to 80 ° C., and then rotated and revolved propellerless mixer (Co., Ltd.) The mixture was uniformly stirred with ARE-500 manufactured by Shinky Corporation. After the magnetic particles are uniformly mixed, the other components are blended in the proportions shown in Tables 2 to 4, heated to 80 ° C., and then uniformly stirred with a rotation / revolution type propeller-less mixer. The composition was formulated.
実施例及び比較例の磁気粘性流体組成物の調合に用いた各成分は次の通りである。 Each component used for the preparation of the magnetorheological fluid compositions of Examples and Comparative Examples is as follows.
＜磁気粘性流体組成物用オイル＞
・基油Ａ：ポリ−α−オレフィン、４０℃動粘度が５．１ｍｍ２／ｓのもの
・基油Ｂ：ジオクチルアジペート、４０℃動粘度が７．８ｍｍ２／ｓのもの
・分散剤：エルカ酸
・酸化防止剤：ジアルキル化ジフェニルアミン
・粘度指数向上剤：
非分散型ＰＭＡ（ポリメタクリレート）、重量平均分子量（Ｍｗ）：１０万（既述の方法で測定したスチレン換算値）、希釈油：２７質量％
<Oil for magnetorheological fluid composition>
· Base Oil A: poly--α- olefin, 40 ° C. as-base oil having kinematic viscosity of 5.1 mm 2 / s B: dioctyl adipate, 40 ° C. kinematic viscosity of 7.8 mm 2 / s ones Dispersant: erucic Acid / Antioxidant: Dialkylated diphenylamine / Viscosity index improver:
Non-dispersed PMA (polymethacrylate), weight average molecular weight (Mw): 100,000 (styrene conversion value measured by the method described above), diluent oil: 27% by mass
＜磁気粘性流体組成物＞
・カルボニル鉄粉ソフトタイプ（磁性粒子）：
鉄含有率：９９．７質量％、累積５０％粒子径：６．２μｍ
・カルボニル鉄粉ハードタイプ（磁性粒子）：
鉄含有率：９８．２質量％、累積５０％粒子径：２．０μｍ
・有機化ベントナイト（レオロジーコントロール剤）：
ベントナイトを４級アンモニウムカチオンで親油化処理、Ａｌ含有率：５．９質量％、Ｓｉ含有率：１５質量％
・疎水性ヒュームドシリカ（レオロジーコントロール剤）：
ヒュームドシリカをジメチルジクロロシランで表面処理、ＢＥＴ比表面積：１１０±２０ｍ２／ｇ、１次粒子平均粒径：１６ｎｍ
・窒化ホウ素粉末（固体潤滑剤）：平均粒径：７μｍ
・摩耗防止剤Ａ：二硫化モリブデン
・摩耗防止剤Ｂ：ポリテトラフルオロエチレン粉末
・摩耗防止剤Ｃ：ＺｎＤＴＰ（ジアルキルジチオリン酸亜鉛）
・摩耗防止剤Ｄ：ジチオリン酸化プロピオン酸
・摩耗防止剤Ｅ：リン酸エステルアミン塩
・摩耗防止剤Ｆ：トリクレジルフォスフェート
・摩耗防止剤Ｇ：硫化油脂
なお、磁性粒子及び固体潤滑剤の各粒径は、粒度測定装置（マイクロトラック社製、商品名：ＦＲＡ）を用いてレーザー回折散乱法により測定した値である。
<Magneous viscous fluid composition>
・ Carbonyl iron powder soft type (magnetic particles):
Iron content: 99.7% by mass, cumulative 50% particle size: 6.2 μm
・ Carbonyl iron powder hard type (magnetic particles):
Iron content: 98.2% by mass, cumulative 50% Particle size: 2.0 μm
・ Organized bentonite (rheology control agent):
Bentonite is oleophilicized with quaternary ammonium cations, Al content: 5.9% by mass, Si content: 15% by mass
・ Hydrophobic fumed silica (rheology control agent):
Surface treatment of fumed silica with dimethyldichlorosilane, BET specific surface area: 110 ± 20 m 2 / g, primary particle average particle size: 16 nm
Boron nitride powder (solid lubricant): Average particle size: 7 μm
-Antiwear agent A: Molybdenum disulfide-Antiwear agent B: Polytetrafluoroethylene powder-Antiwear agent C: ZnDTP (zinc dialkyldithiophosphate)
-Antiwear agent D: Dithiophosphorylated propionic acid-Antiwear agent E: Phosphate amine salt-Antiwear agent F: Tricresyl phosphate-Antiwear agent G: Sulfurized oil and fat Each of magnetic particles and solid lubricants The particle size is a value measured by a laser diffraction scattering method using a particle size measuring device (trade name: FRA manufactured by Microtrack Co., Ltd.).
実施例及び比較例の磁気粘性流体組成物は、次の方法で評価した。 The magnetorheological fluid compositions of Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
（１）耐摩耗性試験
ブロックオンリング摩擦試験機（ＬＦＷ−１）を用いて、以下の条件にて、磁気粘性流体組成物のブロックの摩耗幅を測定した。
(1) Wear resistance test Using a block-on-ring friction tester (LFW-1), the wear width of the block of the magnetorheological fluid composition was measured under the following conditions.
（試験条件）
・温度：室温（２０〜３０℃）
・回転数：６００ｒｐｍ
・荷重：４０ｌｂｓ
・試験時間：２０ｍｉｎ
・試験片材質：ブロック（電磁純鉄製、６．３５×１５．７５×１０．１６ｍｍ）、リング（クロムメッキ鋼製、リング径３４．９９ｍｍ）
・ならし運転：無荷重×６００ｒｐｍ×１ｍｉｎ
本試験においては、ブロックの摩耗幅が小さいと耐摩耗性が良好であることを示す。
(Test conditions)
-Temperature: Room temperature (20-30 ° C)
・ Rotation speed: 600rpm
・ Load: 40 lbs
・ Test time: 20 min
Test piece material: Block (made of electromagnetic pure iron, 6.35 x 15.75 x 10.16 mm), ring (made of chrome-plated steel, ring diameter 34.99 mm)
・ Run-in operation: No load x 600 rpm x 1 min
In this test, when the wear width of the block is small, it indicates that the wear resistance is good.
（２）磁場印加時せん断粘度試験
アントンパール社製レオメーター「ＭＣＲ１０１」に、同社製「磁気粘弾性測定セル」を装着し、以下の条件にて磁気粘性流体組成物の磁場印加時のせん断粘度を測定した。
(2) Shear viscosity test during application of magnetic field An Anton Paar rheometer "MCR101" is equipped with a "magneto-viscoelasticity measuring cell" manufactured by the same company. Was measured.
（試験条件）
・測定治具：φ２０ｍｍパラレルプレート
・ＧＡＰ：０．５ｍｍ
・温度：２０℃
・せん断速度：１００ｓ−１（一定）
・磁束密度Ｂ：０．２、０．６、０．８Ｔ
本試験においては、磁束密度が低い領域から高い領域までの広い領域において、高いせん断粘度を有するものが、磁場印加時の発生応力が高く、好ましいこととなる。
(Test conditions)
・ Measurement jig: φ20mm parallel plate ・ GAP: 0.5mm
・ Temperature: 20 ℃
-Shear rate: 100 s -1 (constant)
Magnetic flux density B: 0.2, 0.6, 0.8T
In this test, a material having a high shear viscosity in a wide region from a low magnetic flux density region to a high magnetic region has a high generated stress when a magnetic field is applied, which is preferable.
本発明の磁気粘性流体組成物は、実施例で示した通り、耐摩耗性に優れており、かつ磁場印加時の高いせん断粘度を確保できるので、各種ダンパー、トルク伝達装置、クラッチ、ブレーキ、振動吸収装置などに有用である。 The magnetorheological fluid composition of the present invention, as shown in the examples, is excellent in wear resistance and can secure a high shear viscosity when a magnetic field is applied, so various dampers, torque transmission devices, clutches, brakes, vibrations Useful for absorbers and the like.
Claims (2)
（２）基油と、
（３）分散剤と、
（４）レオロジーコントロール剤と、
（５）窒化ホウ素である固体潤滑剤と、
を含有する磁気粘性流体組成物。 (1) magnetic particles;
(2) base oil,
(3) a dispersant;
(4) a rheology control agent;
(5) and the solid lubricant is a nitrided boron,
A magnetorheological fluid composition comprising:
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