JP7212359B2

JP7212359B2 - 基油拡散防止剤及びそれを含有するグリース

Info

Publication number: JP7212359B2
Application number: JP2019026130A
Authority: JP
Inventors: 雅子神保; 雅高服部; 弘明小原; 隆彦伊藤
Original assignee: 株式会社フロロテクノロジー
Priority date: 2019-02-16
Filing date: 2019-02-16
Publication date: 2023-01-25
Anticipated expiration: 2039-02-16
Also published as: JP2020132724A

Description

本発明は、グリースの基油の拡散を防止するために用いる基油拡散防止剤に関し、特にシリコーンオイルを基油とするグリースの基油の拡散を防止するために用いる基油拡散防止剤に関するものである。

各種機器の急速な高性能化及び小型化に伴って、その機械的な回転部や摺動部等に使用されるグリースに対して、従来よりも優れた特性が求められている。たとえば、小型化された各種機構部、モーター類、各種ベアリング類、接点類又はスイッチ類等に使用するグリースでは、特に、耐熱性、低温安定性及び軽トルク性等の特性が求められている。

これらの特性を満足するために、エステル系又はポリアルファオレフィン系等の合成潤滑油を基油として、ウレア系又は石鹸系等の増ちょう剤を添加したグリースが市販されている。しかしながら、かかる市販のグリースは、基油が比較的低粘度であるため、グリース塗布後に、時間の経過と共に基油が塗布面から拡散してしまうという問題があった。特に、小型化された機器に適用されるグリースでは、基油の拡散は防止されるべき事項である。このため、基油拡散防止剤として、フルオロアルキルシラン化合物を用いることが記載されている（特許文献１）。また、パーフルオロポリアルキルエーテル油を基油とし、この基油に基油拡散防止剤としてパーフルオロイソプロポキシアルキルシラン化合物を添加することが記載されている（特許文献２）。

しかしながら、年々小型化が進む機器においては、フルオロアルキルシラン化合物又はパーフルオロイソプロポキシアルキルシラン化合物よりなる基油拡散防止剤では、その効果が不十分であった。

特許第２５４０３９３号公報特開２００７－３０８５７８号公報

本発明の課題は、基油拡散防止能のより向上した基油拡散防止剤を提供することにある。

本発明は、特許文献１及び２に記載されているシラン化合物とは異なり、加水分解性シリル基に特定の連結基を介して特定のパーフルオロアルキレンエーテル基が結合されてなるシラン化合物を採用することにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表される、分子量１０００以下のシラン化合物を含む基油拡散防止剤に関するものである。
Ｚ－ＰＦＰＥ－Ｘ－Ｓｉ（ＯＲ¹）_p（Ｒ²）_q・・・（１）
一般式（１）中のＺは、炭素数１～６のフロオロアルキル基であり、特に好ましくはパーフルオロアルキル基である。また、Ｚは、［（Ｒ²）_q（Ｒ¹Ｏ）_pＳｉ－Ｘ］基であってもよく、Ｒ¹、Ｒ²、Ｘ、ｐ及びｑの意味は後述するとおりである。ＰＦＰＥは、［（ＯＣ₆Ｆ₁₂）_a－（ＯＣ₅Ｆ₁₀）_b－（ＯＣ₄Ｆ₈）_c－（ＯＣ₃Ｆ₆）_d－（ＯＣ₂Ｆ₄）_e－（ＯＣＦ₂）_f］基を表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、それぞれ独立して０以上１０以下の整数であって、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆの和が１以上となるものである。なお、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆを付した各パーフルオロオキシアルキレン基の存在順序は任意である。Ｘは、アミド基、カルバメート基、アルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれた連結基を表す。Ｒ¹及びＲ²は独立に低級アルキル基であり、好ましくは炭素数１～３のアルキル基である。ｐは１～３の整数を、ｑは０～２の整数を表し、ｐとｑの和は３である。

本発明に用いるシラン化合物は、上記一般式（１）で表されるものであり、分子量は１０００以下である。分子量が１０００を超えると、フルオロアルキル基やパーフルオロオキシアルキレン基の鎖長が長くなり、基油との相溶性が悪くなり基油拡散防止効果が低下する傾向となる。具体的には、以下のシラン化合物が好適である。
（ア）Ｃ₄Ｆ₉－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃
（イ）Ｃ₄Ｆ₉－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（ウ）Ｃ₄Ｆ₉－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂－ＣＨ₂Ｏ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（エ）Ｃ₄Ｆ₉－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂－ＣＨ₂ＯＣ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（オ）Ｃ₃Ｆ₇－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₂）₃－ＯＣ₂Ｆ₄－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（カ）Ｃ₃Ｆ₇－［ＯＣＦ（ＣＦ₃）ＣＦ₂］₂－ＯＣＦ（ＣＦ₃）Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（キ）Ｃ₃Ｆ₇－［ＯＣＦ（ＣＦ₃）ＣＦ₂］₃－ＯＣＦ（ＣＦ₃）Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃
（ク）Ｃ₃Ｆ₇－［ＯＣＦ（ＣＦ₃）ＣＦ₂］₂－ＯＣＦ（ＣＦ₃）ＣＨ₂Ｏ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃
（ケ）Ｃ₃Ｆ₇－［ＯＣＦ（ＣＦ₃）ＣＦ₂］₃－ＯＣＦ（ＣＦ₃）ＣＨ₂Ｏ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（コ）Ｃ₃Ｆ₇－［ＯＣＦ（ＣＦ₃）ＣＦ₂］₃－ＯＣＦ（ＣＦ₃）ＣＨ₂ＯＣ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（サ）（Ｈ₃ＣＯ）₃Ｓｉ－（ＣＨ₂）₃ＮＨＣ（Ｏ）ＣＦ₂Ｏ－（ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ）₂－ＯＣＦ₂－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（シ）（Ｈ₃ＣＯ）₃Ｓｉ－（ＣＨ₂）₃ＮＨＣ（Ｏ）ＣＦ₂Ｏ－（ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ）₂－（ＯＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（ス）（Ｈ₃ＣＯ）₃Ｓｉ－（ＣＨ₂）₃ＮＨＣ（Ｏ）ＯＣＨ₂ＣＦ₂Ｏ－（ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ）₂－（ＯＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂ＣＨ₂Ｏ－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
なお、本発明に用いるシラン化合物は、加水分解により、一部縮合体となっていてもよい。

本発明に係るシラン化合物を含む基油拡散防止剤を、基油及び増ちょう剤に添加してグリースとして用いられる。基油としては、シリコーン油、エステル油、炭化水素系合成油、鉱物油又はフッ素系オイル等の従来公知の基油が用いられる。特に、本発明においては、シリコーン油を基油とするのが好ましい。本発明に用いるシラン化合物及びシリコーン油は、いずれも珪素元素を含む化合物であって、相溶性に優れており、本発明に係る基油拡散防止剤の効果が向上するからである。増ちょう剤としても、リチウム石けん又はカルシウム石けん等の金属石けん系増ちょう剤並びにウレア、ＰＴＦＥ又はベントン等の非石けん系増ちょう剤等の従来公知の増ちょう剤が用いられる。

また、本発明に係るシラン化合物を含む基油拡散防止剤を、市販グリースに添加して、グリースを調製してもよい。市販グリースとしては、ＫＳ－６０９（信越化学工業株式会社製）又はＫＳ－６５０Ｎ（信越化学工業株式会社製）等のシリコーン系グリース、スミテック３３１（住鉱潤滑剤株式会社製）等のポリαオレフィン系グリース、スミテックＳＧ４０２（住鉱潤滑剤株式会社製）等のエステル系グリース並びにデムナムグリース（ダイキン工業株式会社製）、バリエルタ（ＮＯＫクリューバー株式会社製）又はスミテック（住鉱潤滑剤株式会社製）等のフッ素系グリースが用いられる。

本発明に係る基油拡散防止剤は、グリース総量に対して、０．１～１０重量％程度含有され、特に０．５～５重量％程度含有させるのが好ましい。

本発明に係る基油拡散防止剤は、シリコーン油等の基油の拡散を防止しうる効果を奏する。したがって、本発明に係る基油拡散防止剤を含有するグリースは、小型化された機器に適用されても、長期に亙って良好な潤滑性能を与えるという効果を奏する。

実施例１
市販シリコーングリース（信越化学工業株式会社製、ＫＳ－６０９）に、下記化学式で表されるシラン化合物（分子量７６５）よりなる基油拡散防止剤を３質量％添加した後、均一に攪拌してグリースを得た。
Ｃ₄Ｆ₉－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃

実施例２
基油拡散防止剤の添加量を１質量％にした他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。

実施例３
基油拡散防止剤の添加量を０．１質量％にした他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。

実施例４
市販シリコーングリースに代えて、市販ポリαオレフィングリース（住鉱潤滑剤株式会社製、スミテック３３１）を用いた他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。

実施例５
基油拡散防止剤の添加量を１質量％にした他は、実施例４と同様にしてグリースを得た。

実施例６
実施例１で用いたシラン化合物よりなる基油拡散防止剤に代えて、下記化学式で表されるシラン化合物（分子量７７９）よりなる基油拡散防止剤を用いた他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。
Ｃ₄Ｆ₉－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＣＦ₂ＣＨ₂－Ｏ－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃

実施例７
実施例１で用いたシラン化合物よりなる基油拡散防止剤に代えて、下記化学式で表されるシラン化合物（分子量８４４）よりなる基油拡散防止剤を用いた他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。
（Ｈ₅Ｃ₂Ｏ）₃Ｓｉ－（ＣＨ₂）₃ＮＨＣ（Ｏ）－ＣＦ₂－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂－Ｃ（Ｏ）ＮＨ－（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃

実施例８
実施例１で用いたシラン化合物よりなる基油拡散防止剤に代えて、下記化学式で表されるシラン化合物（分子量７２１）よりなる基油拡散防止剤を用いた他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。
Ｃ₄Ｆ₉－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＣＦ₂ＣＨ₂－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃

比較例１
シラン化合物よりなる基油拡散防止剤に代えて、下記化学式で表される化合物（分子量５４８）よりなる基油拡散防止剤を用いた他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。
Ｃ₄Ｆ₉－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂）₂－ＯＣＦ₂－ＣＨ₂ＯＨ

比較例２
基油拡散防止剤の添加量を１質量％にした他は、比較例１と同様にしてグリースを得た。

比較例３
シラン化合物よりなる基油拡散防止剤に代えて、下記化学式で表される化合物（分子量約１５００）よりなる基油拡散防止剤を用いた他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。
ＨＯＣＨ₂ＣＦ₂Ｏ（ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ）_m（ＣＦ₂Ｏ）_nＣＦ₂ＣＨ₂ＯＨ
（式中、ｍは約６であり、ｎは約１０である。）

比較例４
基油拡散防止剤の添加量を１質量％にした他は、比較例３と同様にしてグリースを得た。

比較例５
シラン化合物よりなる基油拡散防止剤に代えて、下記化学式で表される化合物（分子量約３９００）よりなる基油拡散防止剤を用いた他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。
Ｃ₃Ｆ₇－（ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₂）_l－ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＨ₂Ｏ－Ｃ（Ｏ）ＮＨ（ＣＨ₂）₃－Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（式中、ｌは約２１である。）

比較例６
シラン化合物よりなる基油拡散防止剤に代えて、下記化学式で表される化合物（分子量６５２）よりなる基油拡散防止剤を用いた他は、実施例１と同様にしてグリースを得た。
ＣＦ₃－（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂－Ｓｉ（ＯｉＰｒ）₃
（式中、ｉＰｒはイソプロピル基である。）

比較例７
市販シリコーングリース（信越化学工業株式会社製、ＫＳ－６０９）のみとした。

比較例８
市販ポリαオレフィングリース（住鉱潤滑剤株式会社製、スミテック３３１）のみとした。

［基油拡散試験］
実施例１～８及び比較例１～８で得られた各グリースを、ポリエステルフィルム（ソマブラックフィルムＲ１００ＭＤソマール株式会社製）表面に、直径６ｍｍで高さ１ｍｍの円柱状に塗布した。そして、８０℃の恒温器に入れて促進試験を行い、２４時間後の基油の拡散状態を評価した。図１に示すように、基油は塗布したグリースの径方向に拡散するので、基油の直径（Ａｍｍ）を測定した。そして、拡散幅（ｍｍ）＝Ａ－６を求めた。この結果を表１に示した。

［表１］
━━━━━━━━━━━━━━━━
拡散幅
━━━━━━━━━━━━━━━━
実施例１０ｍｍ
実施例２０ｍｍ
実施例３４ｍｍ
実施例４０ｍｍ
実施例５０ｍｍ
実施例６０ｍｍ
実施例７０ｍｍ
実施例８０ｍｍ
比較例１１１ｍｍ
比較例２１３ｍｍ
比較例３１０ｍｍ
比較例４１５ｍｍ
比較例５２０ｍｍ
比較例６１１ｍｍ
比較例７２１ｍｍ
比較例８５０ｍｍ
━━━━━━━━━━━━━━━━

表１の結果から明らかなように、実施例に係る各グリースは、比較例に係る各グリースに比べて、基油の拡散が顕著に防止されていることが分かる。

実施例及び比較例に係る各グリースの基油拡散試験を行った際のグリースの塗布状態及び基油の拡散状態を示した模式的平面図である。

Claims

一般式（１）で表される、分子量１０００以下のシラン化合物を含む基油拡散防止剤。
Ｚ－ＰＦＰＥ－Ｘ－Ｓｉ（ＯＲ¹）_p（Ｒ²）_q・・・（１）
｛式中：
Ｚは、炭素数１～６のフルオロアルキル基又は［（Ｒ²）_q（Ｒ¹Ｏ）_pＳｉ－Ｘ］基を表し、；
ＰＦＰＥは、［（ＯＣ₆Ｆ₁₂）_a－（ＯＣ₅Ｆ₁₀）_b－（ＯＣ₄Ｆ₈）_c－（ＯＣ₃Ｆ₆）_d－（ＯＣ₂Ｆ₄）_e－（ＯＣＦ₂）_f］基を表し［但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、それぞれ独立して０以上１０以下の整数であって、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆの和は、１以上である。なお、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆを付した各パーフルオロオキシアルキレン基の存在順序は任意である。］、
Ｘは、アミド基、カルバメート基、アルキレン基及びオキシアルキレン基から選ばれた連結基を表し、
Ｒ¹及びＲ²は独立に低級アルキル基を表し、ｐは１～３の整数を表し、ｑは０～２の整数を表し、ｐとｑの和は３である。｝
基油、増ちょう剤及び請求項１に記載の基油拡散防止剤を含有するグリース。
シラン化合物が、（ＯＲ¹）基の加水分解により縮合した状態で含有されている請求項２記載のグリース。
基油がシリコーン油である請求項２又は３記載のグリース。