(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-19
(45)【発行日】2023-09-27
(54)【発明の名称】基油拡散防止剤及びそれを含有するグリース
(51)【国際特許分類】
C10M 169/04 20060101AFI20230920BHJP
C10M 169/00 20060101ALI20230920BHJP
C10M 105/50 20060101ALN20230920BHJP
C10M 133/38 20060101ALN20230920BHJP
C10M 133/40 20060101ALN20230920BHJP
C10M 133/44 20060101ALN20230920BHJP
C10M 133/46 20060101ALN20230920BHJP
C10M 133/48 20060101ALN20230920BHJP
C10M 133/50 20060101ALN20230920BHJP
C10M 119/22 20060101ALN20230920BHJP
C10N 50/10 20060101ALN20230920BHJP
C10N 30/00 20060101ALN20230920BHJP
C10N 40/02 20060101ALN20230920BHJP
【FI】
C10M169/04
C10M169/00
C10M105/50
C10M133/38
C10M133/40
C10M133/44
C10M133/46
C10M133/48
C10M133/50
C10M119/22
C10N50:10
C10N30:00 Z
C10N40:02
(21)【出願番号】P 2020126902
(22)【出願日】2020-07-28
【審査請求日】2022-12-02
(73)【特許権者】
【識別番号】503121505
【氏名又は名称】株式会社フロロテクノロジー
(74)【代理人】
【識別番号】100089152
【氏名又は名称】奥村 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】神保 雅子
(72)【発明者】
【氏名】服部 雅高
(72)【発明者】
【氏名】小原 弘明
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 隆彦
【審査官】中野 孝一
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-254738(JP,A)
【文献】特開2010-254737(JP,A)
【文献】特開2010-254736(JP,A)
【文献】特開平02-049096(JP,A)
【文献】国際公開第2018/139174(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C10M101/00-177/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フッ素油よりなる基油の拡散防止剤であって、化1で表されるフッ素含有化合物を含む基油拡散防止剤。
[化1]
R
1(OCFR
2CF
2)
n1(OCFR
3)
n2-Z-Y
(式中、R
1は炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、R
2及びR
3はフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、n1は0~4の整数であり、n2は1以上の整数であり、n1+n2は1~10の整数である。ZはC(O)又はCH
2OCH
2CH(OH)CH
2であり、Yは含窒素複素環を含む基である。なお、(OCFR
2CF
2)と(OCFR
3)の出現順序は無作為である。)
【請求項2】
Yが、ピロール、ピロリジン、イミダゾール、トリアゾール、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン及びインドールよりなる群から選ばれた含窒素複素環化合物の誘導体である請求項1記載の基油拡散防止剤。
【請求項3】
化1中のR
2がフッ素原子である請求項1又は2記載の基油拡散防止剤。
【請求項4】
化1中のR
2がトリフルオロメチル基である請求項1又は2記載の基油拡散防止剤。
【請求項5】
フッ素油よりなる基油、増ちょう剤及び請求項1乃至4のいずれか一項に記載の基油拡散防止剤を含有するグリース。
【請求項6】
増ちょう剤がフッ素樹脂である請求項5記載のグリース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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、特にフッ素油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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
これらの性能を満足するために、従来からフッ素系グリースが用いられてきた。市販されている一般的なフッ素系グリースは、基油としてフッ素油、増ちょう剤としてフッ素樹脂が用いられている。しかるに、かかる市販のグリースは、時間の経過と共の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、特許文献1には、基油拡散防止剤として、パーフルオロアルキル基及び/又はパーフルオロポリエーテル基と含窒素基とが結合されてなる化合物を用いることが提案されている。
【0004】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、特許文献1には開示されていない別異のフッ素含有化合物を採用することにより、基油拡散防止性能の向上した基油拡散防止剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、特定のパーフルオロポリエーテル基と含窒素複素環を含む基とを、-C(O)-又は-CH2OCH2CH(OH)CH2-なる基で結合させたフッ素含有化合物を基油拡散防止剤とすることにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、フッ素油よりなる基油の拡散防止剤であって、化1で表されるフッ素含有化合物を含む基油拡散防止剤及びこの基油拡散防止剤を含有するグリースに関するものである。
[化1]
R1(OCFR2CF2)n1(OCFR3)n2-Z-Y
(式中、R1は炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、R2及びR3はフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、n1は0~4の整数であり、n2は1以上の整数であり、n1+n2は1~10の整数である。ZはC(O)又はCH2OCH2CH(OH)CH2であり、Yは含窒素複素環を含む基である。なお、(OCFR2CF2)と(OCFR3)の出現順序は無作為である。)
【0007】
化1中のR1(OCFR2CF2)n1(OCFR3)n2-は、以下の化2又は化3で表される基であるのが好ましい。
[化2]
R1(OCF2CF2)n1(OCF2)n2-
[化3]
C3F7-OCF(CF3)CF2-OCF(CF3)-
また、化2は以下の化4、化5又は化6であるのが、より好ましい。
[化4]
CF3-(OCF2CF2)2-OCF2-
[化5]
C4F3-(OCF2CF2)2-OCF2-
[化6]
CF3-(OCF2)4-
【0008】
化1中のYは、ピロール、ピロリジン、イミダゾール、トリアゾール、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン及びインドールよりなる群から選ばれた含窒素複素環化合物の誘導体であるのが好ましく、特にイミダゾール、トリアゾール及びピペリジンよりなる群から選ばれた含窒素複素環化合物の誘導体であるのが好ましい。
【0009】
本発明で用いる化1で表されるフッ素含有化合物の具体例としては、以下の化合物を挙げることができる。
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【化17】
【0010】
基油及び増ちょう剤に、本発明に係る基油拡散防止剤を添加混合して、グリースが得られる。基油としては、PFPE油又はCTFE油等の従来公知のフッ素油を採用する。フッ素油の具体例としては、フォンブリン(ソルベイ社製)、クライトックス(ケマーズ社製)、デムナム(ダイキン工業社製)等が挙げられる。増ちょう剤としても、従来公知のものが採用され、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が代表的な増ちょう剤である。
【0011】
本発明に係る基油拡散防止剤は、市販グリースに添加して、本発明に係るグリースを得てもよい。市販グリースとしては、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)、スミテック(住鉱潤滑剤株式会社製)、モリコート(東レ・ダウコーニング社製)等を挙げることができる。
【0012】
本発明に係る基油拡散防止剤は、グリースの全構成成分に対して0.1~10重量%程度添加され、特に0.5~5重量%程度添加されるのが好ましい。この程度の添加量で、満足しうる基油拡散防止効果を得ることができる。
【0013】
本発明に係る基油拡散防止剤を含有したグリースは、段落0031に記載の方法で基油の拡散幅を評価した場合、拡散幅が10mm以下となるのが好ましく、特に5mm以下となるのがより好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る基油拡散防止剤を含有するグリースは、グリースの潤滑特性を損なわせることなく、基油の拡散を良好に防止することができる。したがって、かかるグリースは小型化された機器にも十分に適用しうるものである。
【実施例】
【0015】
実施例1
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化18の化合物10.00gと、4-アミノ-1-メチルピペリジン2.52gを入れ、60℃で3時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、室温まで冷却した反応液を1 ,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンに溶解し、不溶物をろ紙でろ過を行ったのち、溶剤を留去し、化7で表される化合物を含む基油拡散防止剤Aを得た。
なお、化18は、CF
3OCF
2CF
2OCF
2CF
2OCF
2CH
2OH(Exflour社製)とエピクロロヒドリンを用いて、常法により合成した。
【化18】
【化7】
【0016】
実施例2
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化18の化合物10.00gとピペラジン1.90gを入れ、120℃で6時間反応させた。反応終了後、実施例1と同様の後処理を行うことにより、化8で表される化合物を含む基油拡散防止剤Bを得た。
【化8】
【0017】
実施例3
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化18の化合物10.00gと3-アミノ1,2,4-トリアゾール0.92gを入れ、130℃で6時間反応させた。反応終了後、実施例1と同様の後処理を行うことにより、化9で表される化合物を含む基油拡散防止剤Cを得た。
【化9】
【0018】
実施例4
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化18の化合物10.00gとコハク酸イミド2.19gを入れ、130℃で6時間反応させた。反応終了後、実施例1と同様の後処理を行うことにより、化10で表される化合物を含む基油拡散防止剤Dを得た。
【化10】
【0019】
実施例5
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化18の化合物10.00gと3-アミノピロリジン1.90gを入れ、60℃で3時間反応させた。反応終了後、実施例1と同様の後処理を行うことにより、化11で表される化合物を含む基油拡散防止剤Eを得た。
【化11】
【0020】
実施例6
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化19の化合物5.00g と3-アミノ-1,2,4-トリアゾール0.39gを入れ、130℃で6時間反応させた。反応終了後、実施例1と同様の後処理を行うことにより、化12で表される化合物を含む基油拡散防止剤Fを得た。
なお、化19は、CF
3CF
2CF
2OCF(CF
3)CF
2OCF(CF
3)CH
2OH(ユニマテック社製)とエピクロロヒドリンを用いて、常法により合成した。
【化19】
【化12】
【0021】
実施例7
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化19の化合物10.00g とイミダゾール1.26gを入れ、110℃で6時間反応させた。反応終了後、実施例1と同様の後処理を行うことにより、化13で表される化合物を含む基油拡散防止剤Gを得た。
【化13】
【0022】
実施例8
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化19の化合物5.00g と3-アミノピロリジン0.80gを入れ、60℃で3時間反応させた。反応終了後、実施例1と同様の後処理を行うことにより、化14で表される化合物を含む基油拡散防止剤Hを得た。
【化14】
【0023】
実施例9
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化20の化合物3.54g と3-アミノピロリジン0.80g及びメタノール10gを入れ、40℃で6時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した反応液を精製水及び飽和食塩水で洗浄し、次いで硫酸ナトリウムで乾燥し、溶剤を溜去することにより、化15で表される化合物を含む基油拡散防止剤Iを得た。
なお、化20の化合物は、Exflour社から購入したものをそのまま使用した。
【化20】
【化15】
【0024】
実施例10
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化20の化合物10.00g とN-(2-アミノエチル) ピペラジン2.25g及びメタノール30gを入れ、40℃で6時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した反応液を精製水及び飽和食塩水で洗浄し、次いで硫酸ナトリウムで乾燥し、溶剤を溜去することにより、化16で表される化合物を含む基油拡散防止剤Jを得た。
【化16】
【0025】
実施例11
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化21の化合物2.22g と3-アミノピロリジン0.80g及びメタノール10gを入れ、40℃で6時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した反応液を精製水及び飽和食塩水で洗浄し、次いで硫酸ナトリウムで乾燥し、溶剤を溜去することにより、化17で表される化合物を含む基油拡散防止剤Kを得た。
なお、化21は、ANLES社から購入したCF
3OCF
2OCF
2OCF
2OCF
2CO
2Hとメタノールから、常法により合成した。
[化21]
CF
3OCF
2OCF
2OCF
2OCF
2CO
2CH
3
【化17】
【0026】
比較例1
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化18の化合物10.00g とトリエチレンテトラミン1.61g及び1,3-ビス(トリフルオロメチル) ベンゼン10gを入れ60℃で4時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、室温まで冷却した反応液を精製水及び飽和食塩水で洗浄し、次いで硫酸ナトリウムで乾燥し、溶剤を留去することにより、化22で表される化合物を含む基油拡散防止剤Lを得た。
【化22】
【0027】
比較例2
攪拌装置を備えたガラスフラスコに、化23の化合物10.87gと3-アミノ-1,2,4-トリアゾール1.09gを入れ、120℃で4 時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、実施例1と同様の後処理を行うことにより、化24で表される化合物を含む基油拡散防止剤Mを得た。
【化23】
【化24】
【0028】
比較例3
攪拌装置を備えたガラスフラスコに化25の化合物5.00gとN,N-ジエチル-1,3-ジアミノプロパン1.73g及び1,3-ビス(トリフルオロメチル) ベンゼン10gを入れ、60℃で4 時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、比較例1と同様の後処理を行うことにより、化26で表される化合物を含む基油拡散防止剤Nを得た。
【化25】
【化26】
【0029】
比較例4
化18の化合物を、基油拡散防止剤Oとした。
【0030】
比較例5
化19の化合物を、基油拡散防止剤Pとした。
【0031】
比較例6
化20の化合物を、基油拡散防止剤Qとした。
【0032】
比較例7
化21の化合物を、基油拡散防止剤Rとした。
【0033】
[基油拡散防止性能の評価(その1)]
実施例1~11で得られた基油拡散防止剤A~K及び比較例1~5で得られた基油拡散防止剤L~Rの各々を、モリコート HP-300グリース(東レ・ダウコーニング社製;フッ素油を基油とするグリース)に3重量%添加し、均一に攪拌して18種類のグリースを得た。得られた18種類の各グリースを、
図1に示す如く、直径6mm、高さ1mmの円筒状になるようにポリエステルフィルム(ソマール社製;グレード「ソマブラックフィルムR」タイプ「100MD」)に塗布した。なお、モリコート HP-300グリースに、基油拡散防止剤を添加することなく、そのまま塗布したものを比較例8とした。
グリースを塗布した後、80℃の恒温器に入れ促進試験を行い、24時間後の基油の拡散状態を評価した。この評価は、
図1に示すように、基油が滲み出し拡散した直径Ammを測定し、Amm-6mm=拡散幅(mm)を計算した。この結果を、表1に示した。拡散幅(mm)の値が小さいほど、基油拡散防止性能に優れる。
【0034】
[表1]
━━━━━━━━━━━━━━━━
拡散幅(mm)
━━━━━━━━━━━━━━━━
実施例1 2mm
実施例2 0mm
実施例3 0mm
実施例4 0mm
実施例5 0mm
実施例6 6mm
実施例7 8mm
実施例8 6mm
実施例9 2mm
実施例10 2mm
実施例11 2mm
比較例1 34mm
比較例2 28mm
比較例3 33mm
比較例4 27mm
比較例5 22mm
比較例6 25mm
比較例7 30mm
比較例8 36mm
━━━━━━━━━━━━━━━━
【0035】
表1から明らかなように、実施例に係る基油拡散防止剤を添加したグリースは、基油の拡散幅が8mm以下となっており、基油の拡散が顕著に防止されていることが分かる。
【0036】
[基油拡散防止性能の評価(その2)]
実施例4及び5で得られた基油拡散防止剤D及びEの各々を、モリコート HP-300グリースに1重量%添加し、均一に攪拌して2種類のグリースを得た。得られた2種類の各グリースにつき、基油拡散防止性能の評価(その1)と同一の方法で基油の拡散状態を評価した。その結果、実施例4の基油拡散防止剤Dを添加したグリースは拡散幅が2mmであり、実施例5の基油拡散防止剤Eを添加したグリースは拡散幅が2mmであり、いずれも基油の拡散が顕著に防止されていることが分かる。
【0037】
[基油拡散防止性能の評価(その3)]
実施例2~5で得られた基油拡散防止剤B~Eの各々を、バリエルタ IEL/Vグリース(ユニマテック社製;フッ素油を基油とするグリース)に3重量%添加し、均一に攪拌して4種類のグリースを得た。得られた4種類の各グリースにつき、基油拡散防止性能の評価(その1)と同一の方法で基油の拡散状態を評価した。なお、バリエルタ IEL/Vグリースに、基油拡散防止剤を添加することなく、そのまま塗布したものを比較例9とした。その結果、実施例2の基油拡散防止剤Bを添加したグリースは拡散幅が2mmであり、実施例3の基油拡散防止剤Cを添加したグリースは拡散幅が0mmであり、実施例4の基油拡散防止剤Dを添加したグリースは拡散幅が0mmであり、実施例5の基油拡散防止剤Eを添加したグリースは拡散幅が0mmであった。なお、比較例9のグリースの拡散幅は38mmであった。したがって、実施例2~5で得られた基油拡散防止剤B~Eを添加すると、いずれも基油の拡散が顕著に防止されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【
図1】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。