説明

フッ素化潤滑剤

式(I)Q−O−[A−B]−[A−B’]z’−A−Q’のポリマー。
(式中、
A=−(X)−O−A’−(X’)−であり、
ここで、A’=パーフルオロポリエーテル鎖であり;X、X’=−CF−、−CFCF−であり;a、b=0.1であり、但しAがQ−O−に連結されている場合a=1であり、AがQ’に連結されている場合b=0であり、Bは式−[(CR−CR(CR−CRj’]− (Ia)のラジカル経路により単独重合可能なオレフィンに由来し、ここで、jは1〜30の整数であり、j’は0〜29の整数であり、但し、(j+j’)が2より大きく且つ30より小さいことを条件とし、R〜Rは、ハロゲン、H、C〜C(パー)ハロアルキル、C〜Cアルキル、C〜Cオキシ(パー)フルオロアルキルであり、B’=Bであり、しかし、R〜Rの中で少なくとも1つは、B中のR〜Rとは異なる意味を有し、z、z’は、式(I)のポリマーの数平均分子量が500〜150,000の間にあるような値であり、Q、Q’=C〜C(パー)フルオロアルキルまたは官能性末端基−(CFW)−D−Tであり、W=F、CFであり、kおよびqは整数であり、kは1〜4、好ましくは1または2の範囲であり、qは整数であり、0または1に等しく、但し、Q、Q’の少なくとも1つが官能性末端基であることを条件とする)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、低い磨耗、低い蒸発損失の改善された組み合わせと、これらの特性の改善された維持とを有するパーフルオロポリエーテル系ポリマーと、当該ポリマーの潤滑剤としての使用とに関する。
【0002】
より詳しくは、本発明は、交互ブロック−A−B−A−B−A−を有し、少なくとも1個の官能性末端基を含有するポリマーであって、ブロックAがパーフルオロポリエーテルに由来し、ブロックBがハロゲン化オレフィンおよび/または水素添加オレフィンに由来し、改善された蒸発損失(低い値)と組み合わせて改善された磨耗およびこれらの特性の改善された維持を有するポリマーに関する。
【背景技術】
【0003】
官能性末端基を有するフルオロポリエーテルは、知られている通り、例えば、改善された表面接着特性を有する潤滑剤として、または低温で改善された特性を有する重縮合反応または重付加反応によるポリマーの調製において、種々の分野において用いられる。例えば、(非特許文献1)参照。1つの例は、磁気媒体の潤滑によって代表される。
【0004】
潤滑剤は、低い磨耗および潤滑されるべき表面への良好な接着を必要とする。パーフルオロアルキル末端基を有するパーフルオロポリエーテルに基づく潤滑剤、油またはグリースは、高い熱安定性および化学安定性ならびに特に低温における広い応用範囲を有する。しかし、これら潤滑剤、油またはグリースは、水素添加潤滑剤の磨耗より一般に高い磨耗を示す欠点を有する。更に、これらの化合物において、分子量が増加するにつれて磨耗が増加する。特定の添加剤を添加することにより磨耗を減らすことが可能である。しかし、硫化モリブデンのような従来の添加剤は、パーフルオロポリエーテル油、例えば、Solvay Solexisによって商業化されたFomblin(登録商標)ZおよびMのようなパーフルオロポリエーテル潤滑剤に可溶性ではない。
【0005】
パーフルオロポリエーテル油中における改善された混和性および溶解度を示す、特にパーフルオロポリエーテル鎖を含有するフッ素化添加剤も知られている。しかし、これらの添加剤は、特に高真空および高温が要求される使用において、その高い蒸発の故に、容易に失われるという欠点を有する。
【0006】
改善された坑磨耗および表面接着特性を有するSolvay Solexisによって商業化された官能化フルオロポリエーテル潤滑剤も知られている。例えば、(特許文献1)、(特許文献2)参照。これらの官能化フルオロポリエーテルは、例えば、磁気媒体(NMR)おける使用において潤滑剤として、または前述したように非官能化パーフルオロポリエーテルのための添加剤として用いられる。官能化フルオロポリエーテルの欠点は、高い蒸発損失を被ることに存する。一般に、商用生成物の分子量は、一般に1,000〜4,000の間の範囲である。
【0007】
約8,000に及ぶより高い分子量を有する官能化フルオロポリエーテル潤滑剤も知られている。例えば、(特許文献3)参照。しかし、4,000より高い数平均分子量を有するこれらのポリマーを得るために、例えば、超臨界COによる分別のような特定の技術が必要である。これらの生成物のもう1つの欠点は、分子量の増加につれて収率が低下することである。さらに、これらのプロセスは極めて複雑で、非常に費用がかかる。
【0008】
出願人は、上記の技術問題を解決できる特定のフルオロポリエーテルポリマーを驚くべきことに且つ意外にも見出した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第5,124,058号明細書
【特許文献2】米国特許第4,721,795号明細書
【特許文献3】米国特許第4,757,145号明細書
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】C.Tonelli,P.Gavezotti,E.Stepparola,Journal of Fluorine Chemistry,95(1999)51−70
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
したがって、低い蒸発損失と、前記特性のより長い維持とができ、分子量の広い範囲において、単純な方法により得ることができ、分子量とは実質的に無関係に改善された磨耗を有する潤滑剤として使用できる入手可能なフルオロポリエーテルの必要性が感じられた。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の目的は、式(I)
Q−O−[A−B]−[A−B’]z’−A−Q’ (I)
のフルオロポリエーテルポリマーである。
式中、
− A=−(X)−O−A’−(X’)−であり、
ここで、A’は、(CFO)、(CFCFO)、(CFCFCFO)、(CFCFCFCFO)、(CF(CF)O)、(CF(CF)CFO)、(CFCF(CF)O)から選択された1個以上の反復単位を含むパーフルオロポリエーテル鎖であり、X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CFCF−、−CF(CF)−から選択され、
a、bは互いに同じかまたは異なり、0または1であり、
但し、末端基Q−O−に連結されたブロックAがa=1を有し、末端基Q’に連結されたブロックAがb=0を有することを条件とし、
− Bは式
−[(CR−CR(CR−CRj’]− (Ia)
を有し、1種以上のオレフィン(ここで、前記オレフィンの少なくとも1種はラジカル経路により単独重合可能である)に由来する単位から形成されたブロックであり、
ここで、Jは1〜30の整数であり、j’は0〜29の整数であり、但し、(j+j’)が2より大きく且つ30より小さいことを条件とし、
、R、R、R、R、R、R、Rは互いに同じかまたは異なり、ハロゲン、好ましくはF、Cl;、H;C〜C(パー)ハロアルキル(ここで、ハロゲンは好ましくはF、Clである);任意にO、N、Sのようなヘテロ原子を含有するC〜Cアルキル;C〜Cオキシ(パー)フルオロアルキルから選択され、前記置換基R〜Rは1つ以上の官能基を任意に含有し、
− B’は1種以上のオレフィンに由来するブロックであり、式(Ia)を有するが、ブロックBの置換基R〜Rとは異なる置換基R〜Rを少なくとも1つ有し、(j+j’)は2以上で且つ30未満であり、
− zは2より大きい整数であるか、または2に等しく、z’は0または整数であり、z、z’は、式(I)のポリマーの数平均分子量が500〜150,000、好ましくは600〜50,000、より好ましくは800〜40,000の範囲内になるような値であり、
− Qは、C〜C(パー)フルオロアルキル末端基または式−(CFW)−D−T’の官能性末端基であり、
Q’は、C〜C(パー)フルオロアルキル末端基または式−(CFW)−D’−T’の官能性末端基であり、
W=F、CFであり、
kは1〜4の範囲の整数、好ましくは1または2であり、qは0または1に等しい整数であり、
D、D’は橋架け基であり、但し、Q、Q’の少なくとも1つは官能性末端基であることを条件とする。
【0013】
好ましくは、官能性末端基と非官能性末端基との間のモル比は1より大きい。
【0014】
A’は、好ましくは66〜50,000の間の数平均分子量を有する。A’は、より好ましくは300〜10,000の間、なおより好ましくは500〜5,000の間の数平均分子量を有する。
【0015】
好ましくは、式(I)のポリマーにおいて、A’の反復単位は、(CF(CF)O)、(CF(CF)CFO)、(CFCF(CF)O)を任意に含む(CFO)、(CFCFO)、(CFCFCFO)、(CFCFCFCFO)から選択された1個以上の単位を含む。X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CFCF−、および任意に−CF(CF)−である。
【0016】
A’を構成する単位が直鎖、例えば、(CFO)、(CFCFO)、(CFCFCFO)、(CFCFCFCFO)である時、式(I)のポリマーは、一般にQ、Q’共に官能基を有し、X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CFCF−である。A’を構成する単位が代わりに分岐鎖タイプの(CF(CF)O)、(CF(CF)CFO)、(CFCF(CF)O)である時、一般に、ポリマー(I)は単官能性である。それはQまたはQ’のみが官能性であることを意味し、X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CFCF−、−(CF(CF)−である。
【0017】
そうでなく、ポリマー(I)が直鎖と分岐鎖の両方の反復単位を含む時、ポリマーは単官能性または二官能性であることが可能である。すなわち、Q、Q’の一方のみが官能性であるか、または両方のQ、Q’が官能性である。
【0018】
Aは好ましくは以下の構造:
(1)−(X)O−[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)−](X’)
(式中、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CFCF−であり、
a、bは上で定義された通りであり、
m、n、p、qは、nが0とは異なる時、m/nが0.1〜10の間であるように、0を含む整数であり、(p+q)/(n+m+p+q)は0〜0.05の間であり、(n+m+p+q)は0とは異なる)
(2)−(X)O−[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)(CF(CF)O)(CFCF(CF)O)]−(X’)
(式中、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CF(CF)−、−CFCF−であり、
a、bは上で定義された通りであり、
m、n、p、q,u、vは、(v+m)が0とは異なる時、(p+q)/(v+m)が0〜0.05の間であるように0を含む整数であり、v/(n+m+u)比は、(n+m+u)が0とは異なる時、50未満である)
から選択される。
【0019】
Bは、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、(パー)フルオロビニルエーテル、プロピレンなどのようなラジカル経路により単独重合不能なオレフィンの任意の存在下で、ラジカル経路により単独重合可能な1種以上のオレフィン、例えば、テトラフルオロエチレン(TFE)、エチレン(E)、フッ化ビニリデン(VDF)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、メチルメタクリレート、酢酸ビニルに由来する。
【0020】
ブロックB’は、ラジカル経路により単独重合可能なまたは単独重合不能な1種以上のオレフィンに由来する。Bのために示されるオレフィンは、ブロックB’を得るために用いることが可能である。B’の好ましいオレフィンは、Bの好ましいオレフィンである。
【0021】
パーフルオロオレフィンに由来する単位を含有するBおよびB’ブロックは好ましい。これらのオレフィンの例は、TFEまたはTFEとHFPの混合物である。好ましい他のBおよびB’ブロックは、少なくとも1種の単独重合可能なパーフルオロオレフィン、例えば、TFE、および少なくとも1種の非パーフルオロオレフィン、例えば、エチレン、VDFに由来する単位を含有するブロックである。ポリマー(I)(式中、z’=0)は、なおより好ましい。
【0022】
ブロックB、B’の合計重量は、ポリマー(I)の合計重量の一般に70%未満、好ましくは60%未満、より好ましくは40%未満である。
【0023】
基Bにおいて、置換基R〜Rは1つ以上の官能基を含有する。官能基は、例えば、OH、CN、OCOR、COX(式中、X=OR、OH、NR’R”、ハロゲンであり、式中、R、R’ R”はC〜Cアルキルである)であることが可能である。
【0024】
好ましくは、jは1〜10の整数であり、j’は0〜9の整数である。但し、(j+j’)は2より大きく且つ10より小さいことを条件とする。
【0025】
非官能性末端基Q、Q’は、好ましくは、−CF、−C、−C、−CFCl、−CClである。
【0026】
官能性末端基において、橋架け基D、D’は、二価または多価、好ましくは三価の基である。二価のDの例は、任意にヘテロ原子を含有する直鎖脂肪族タイプ(−CHm’−(式中、m’は1〜20の整数である)の基である。三価のDの例は、任意にヘテロ原子を含有する(アルキレン)脂環式基、(アルキレン)芳香族基であることが可能である。Dは特にCHCHO、CHCH(CH)O、(CHO、(CHOタイプの反復単位を含有する直鎖または分岐鎖のポリアルキレンオキシ鎖であることが可能である。Dにおいて、脂環式基の炭素原子の数は、3〜20、好ましくは4〜6の範囲であり、芳香族基の炭素原子の数は、6〜20、好ましくは6〜12である。基Dは、任意に、上で定義された脂肪族基、脂環式基および芳香族基を、互いの中で組み合わせることによっても形成されることが可能である。橋架け基D、D’は、アミド、エステル、エーテル、COO基、スルフィド、イミン基を含有することが可能である。
【0027】
D、D’は、炭素結合または−O−;、−CONR−(式中、Rは、H、C〜C15アルキル基、C〜C15脂環式基またはC〜C15芳香族基、−C(O)O−、−COS−、−CO−、ヘテロ原子、またはトリアジン、または互いに同じかまたは異なる2個以上のヘテロ原子を含有する5または6個の原子を有するヘテロ環式芳香族基の意味を有する)によってパーフルオロポリエーテル鎖のパーフルオロメチレン基に連結され得る。
【0028】
基T、T’は、例えば、−SH、−SR’、−NR’、−NH、−NHR’、−SiR’3−d(式中、LはOR’基であり、dは0〜3の間の整数である)、−CN、−NCO、−CH=CH
【化1】

−COR’、−OSOCF、−OCOCl、−OCN、−N(R’)CN、
【化2】

−I、−CHO、−CH(OCH、−SOCl、−C(OCH)=NH、−C(NH)=NH、−CH(OH)CHOH、−CH(COOH)、−CH(COOR’)、−CH(CHOH)、−CH(CHNH、−CH(CN)、−CH(CHOCHCH=CH、−C(OH)CF3、−OH、−CHOH;、−COY(Y=OH、OR’、CF、NH、NHR’、NR’R”、ハロゲンである)(式中、R’、R”は、アルキル、脂環式基または芳香族基であり、R’、R”は任意にフッ素を含有することが可能である)であることが可能である。
、T’は、任意に縮合された1つ以上の芳香族環から形成されたアリール基、例えば、アルキル、ニトロのような1つ以上の基で任意に置換されているトリアジン、ピリジン、キノリン、ベンゾチアゾール、または例えば、ホスファゼン、ジオキサンのようなヘテロ環式基であることも可能である。
【0029】
以下の基は、−D−Tおよび−D’−T’として特に好ましい。
−C(O)OR(例えばR=−C、−C
−CHOH、
−CHO(CHCHO)H(nは1〜3の間である)
−C(OH)CF
−CHOCH−CH(OH)−CHOH、
−CHNH
−CHNHR’、
−CHNR’
−C(O)NH
−C(O)NHR’、
−CH−O−Ar(式中、Arは、例えばメチレンジオキシ基に任意に置換された芳香族基、または任意に置換された、例えばホスファゼン、ピリジンタイプのヘテロ環式基である)
−C(O)−NH−C2n−Si(OR’)(式中、nは1〜6の間である)
【0030】
式(I)のポリマーは、一般に、1個の官能性末端基Q、Q’(単官能性)のみを含有する分子と両方とも官能性(二官能性)の2個の末端基Q、Q’を含有する分子との混合物も含む。単官能性/二官能性の間のモル比は99/1〜1/99の間である。分子の官能性末端基Q、Q’の平均数を意味する混合物の平均官能価fは、例えば、19F−NMRによって決定することが可能であり、両端値を含む1〜2の間の範囲内である。
【0031】
式(I)のポリマーは、分子量が増加した時でさえ、実質的に一定の低い磨耗を示し、分子量が同じであるならば、B、B’ブロックを含有しない官能化フルオロポリエーテルと比べて、より低い蒸発損失を示す。実施例参照。従って、ポリマー(I)は、低い蒸発損失と組み合わせて、低い磨耗を有する官能化潤滑剤として用いることが可能である。更に、本発明の潤滑剤は、より長い耐久性を有する。後者の特性は、官能化基を含有しないパーフルオロポリエーテルを基準にしてポリマー(I)中の官能性基の存在に関連付けられる。
【0032】
式(I)の交互ブロックポリマーは、低いTgのようなパーフルオロポリエーテルに特有の特性を示すが、B’、Bの存在の故に、より高い分子量を伴う。ポリマー(I)のTgがB、B’によって実質的に影響を受けないことが、更に意外且つ驚くべきことに観察された。
【0033】
出願人は、本発明のポリマーが、高い分子量を有している場合でも、高い分子量を伴いつつも一般に1.1mm未満の低い磨耗を示すことも驚くべきことに且つ意外にも見出した。実施例を参照のこと。これは、ポリマーにおいて、特にパーフルオロポリエーテルポリマーにおいて、分子量が増加するにつれて磨耗が増加することが知られているので意外且つ驚くべきことである。
【0034】
式(I)の化合物は、例えば、以下に記載するような反応物または反応条件を用いることにより、式(II)
−O−[A−B]−[A−B’]z’−A−Q’ (II)
の化合物から出発することにより調製される。
式中、
− Aは上で定義された通りであり、B、B’、z、z’は上で定義された通りであり、Q、Q’は互いに同じかまたは異なり、(パー)フルオロアルキル非官能性末端基−CF、−C、−C、−CFCl、−CClまたは官能性末端基−(CFW)−COY’(式中、Y’=F、−CF、OH、OCH、OC、W=F、−CF)であり、但し、Q、Q’の少なくとも1つは官能基であることを条件とする。本明細書に参照により援用される特に米国特許第3,810,874号明細書および例えば、「Organic functional group preparations」、S.Sandler andW.Karo、Second Edition,New York,Academic Press,1968−72に記載された古典的有機化学の反応を参照すること。
【0035】
【表1−1】

【表1−2】

【表1−3】

【表1−4】

【表1−5】

【表1−6】

【表1−7】

【表1−8】

【表1−9】

【表1−10】

【表1−11】

【表1−12】

【表1−13】

【表1−14】

【0036】
好ましくは、ポリマー(II)中の官能性末端基と非官能性末端基との間のモル比は1より高い。
【0037】
より詳しくは、終端−CHOHを有する式(I)の化合物は、米国特許第6,509,509号の教示に従うことにより、非プロトン性極性溶媒の中で、例えば、対応するエステルの、例えば、リチウムアルミニウム水素化物または水素化硼素ナトリウムのような還元剤による還元によって調製することが可能である。あるいは、米国特許出願第2004/0230080号に従い、対応するカルボン酸の水素による触媒還元によって調製することが可能である。
【0038】
1個を上回る末端アルコール官能性を有する式(I)の化合物は、例えば、Tonelli,Gavezzotti,Strepparola,J.Fluorine Chem.,95(1999)−51−70の出版物に従い−CHOH末端基のグリシドールとの反応によって調製することが可能である。
【0039】
−CHOHを有する式(I)のポリマーは、本明細書に参照により援用されるTonelli,Gavezzotti,Strepparola,J.Fluorine Chem.,95(1999)−51−70の出版物および米国特許第4,757,145号明細書および米国特許第4,721,795号明細書により芳香族末端を得るためにハロアルカン、もしくはクロロベンジル誘導体またはクロロナフチル誘導体との求核反応において用いることが可能である。
【0040】
ポリマー(II)は、以下の工程を含む方法により過酸化パーフルオロポリエーテルから出発して調製される。
(a)0.1〜4の間、好ましくは0.1〜3.5の間の、パーフルオロポリエーテル過酸化物100g中の活性酸素(分子量=16)のgとして定義される過酸化物含有率(PO)を有する単位(CFO)、(CFCFO)、(CFCFCFO)、(CFCFCFCFO)、(CF(CF)O)、(CF(CF)CFO)、(CFCF(CF)O)の少なくとも1つ以上を含む過酸化パーフルオロポリエーテルを、
ラジカル経路により単独重合不能な1種以上のオレフィンの任意の存在下で、ラジカル経路により単独重合可能な少なくとも1種の前記オレフィンと、
125℃〜280℃の間の温度および1バール〜50絶対バールの間の圧力で、
前記オレフィンの合計モルと前記パーフルオロポリエーテルの過酸化物単位のモル(−O−O−結合のモル)との間の比が1〜100の範囲で、前もって決定されたPOを有する反応混合物を得るまでオレフィンを供給することによって反応させる工程、
(b)オレフィンの供給を停止し、過酸化物分の除去まで(a)において得られた前記ポリマーを処理し、式(II)のポリマーを得る工程。
【0041】
式(II)のポリマーは、高分子鎖がjおよびj’の異なる値を有する高分子混合物にもっていく重合プロセスを通して得られる。高分子混合物の(j+j’)の平均値は、分数を取り得る。
【0042】
工程(a)において、任意にラジカル経路により単独重合可能なより多くのオレフィンを用いることが可能である。
【0043】
供給されたオレフィンの合計モルと過酸化物パーフルオロポリエーテル中に含まれた過酸化物単位のモル(−O−O−結合のモル)との間の比は、好ましくは1〜50の間、より好ましくは1〜25の間である。
【0044】
工程(a)における温度は、好ましくは180℃〜230℃の間である。工程(a)における圧力は、好ましくは1〜10絶対バールの間である。
【0045】
工程(a)は、任意に、フッ素化溶媒の存在下で行うことが可能である。フッ素化溶媒の量は、溶媒+過酸化物パーフルオロポリエーテルの合計重量を基準にして1〜50重量%の間、好ましくは5〜30重量%の間の過酸化物パーフルオロポリエーテル含有率を有するような量である。好ましくは、溶媒は、工程(a)の反応温度で過酸化物パーフルオロポリエーテルを可溶化し、例えば、(パー)フルオロアルキルラジカルまたはパーフルオロオキシアルキルラジカルのように、工程(a)の反応において形成されるラジカル種に向けて反応性ではない。溶媒は、好ましくは、パーフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、パーフルオロポリエーテルおよびヒドロフルオロエーテル、より好ましくは、Galden(登録商標)などのパーフルオロポリエーテル、およびH−Galden(登録商標)などのヒドロフルオロポリエーテルから選択される。工程a)において溶媒を用いる時、出発過酸化物パーフルオロポリエーテルは活性酸素(PO)含有率を5までも有することが可能である。
【0046】
出発過酸化物パーフルオロポリエーテルは、(CF(CF)O)、(CF(CF)CFO)、(CFCF(CF)O)、(CFO)から選択された単位のみを含有することが可能である。一般に、過酸化物パーフルオロポリエーテルの末端基は、1個以上の塩素原子、好ましくは1個のCl原子、またはフッ化アシル、フルオロホルメートおよびケトンのような官能性末端基を任意に含有するC〜C(パー)フルオロアルキルである。
【0047】
過酸化物パーフルオロポリエーテルはより好ましくは以下のクラス:
(III)Xo−O(CFCFO)(CFO)(O)−Xo’
(式中、
XoおよびXo’は互いに同じかまたは異なり、−CFCl、−CFCFCl−CF、−CFCF、−CFCOF、−COFであり、
r、sおよびtは、数平均分子量が一般に400〜150,000、好ましくは500〜80,000の間であるような整数であり、r/sは0.1〜10の間であり、sは0とは異なり、tは、POが上で定義された範囲内であるような整数である)
式(III)の過酸化物パーフルオロポリエーテルは、米国特許第3,715,378号明細書、米国特許第4,451,646号明細書、米国特許第5,258,110号明細書、米国特許第5,744,651号明細書の教示に従うことにより、テトラフルオロエチレンのオキシ重合によって調製することが可能である。
(IV)X1−O(CFCFO)(CFO)(CF(CF)O)(CFCF(CF)O)(O)−X1’
(式中、
X1およびX1’は互いに同じかまたは異なり、−CFCl、−CFCFCl、−CFCF、−CF、−C、−CF(CF)COF、−COFであり、
r、s、t、u、vは、数平均分子量が500〜150,000、好ましくは700〜80,000の範囲内にあるような整数であり、rは0であることも可能であり、v/(r+s+u)は100未満、好ましくは50未満であり、tは前記POが上で定義された範囲内にあるような数である)
式(IV)の過酸化物パーフルオロポリエーテルは、米国特許第5,000,830号明細書および米国特許第3,593,530号明細書の教示に従うことにより、単独またはテトラフルオロエチレンと混合したパーフルオロプロペンの、オキシ重合によって調製することが可能である。
(V)X2−O(CFCFO)(CFO)(CF(CFCFO)(O)−X2’
(式中、
X2およびX2’は互いに同じかまたは異なり、−CFCOF、−COFであり、
w=1または2であり、
r、s、tおよびkは、数平均分子量が700〜100,000、好ましくは700〜80,000の範囲内にあるような整数であり、r/sは0.2〜10の間であり、k/(r+s)は0.05未満であり、tは前記POが上で定義された通りであるような整数である)
式(V)の過酸化物パーフルオロポリエーテルは、米国特許出願第2005/0192413号明細書の教示により得ることが可能である。
から選択される。
【0048】
過酸化物パーフルオロポリエーテルは、本明細書に参照により援用される米国特許第4,451,646号明細書、米国特許第3,847,978号明細書で報告された教示によるPd、Pt、Ruなどの触媒の存在下で好ましくは水素による化学還元によって、または本明細書に参照により援用される米国特許第3,715,378号明細書よる熱処理によって、過酸化物結合の量の部分減少に工程(a)の前に供することが可能である。熱処理は、例えば100℃〜250℃の温度で実施することができる。熱処理の代案として、任意に例えばハロゲン化溶媒のような不活性溶媒の存在下で、−100℃〜+100℃の間の温度でUV線を用いることにより、光化学処理を行うことが可能である。
【0049】
工程(a)において、オレフィンと過酸化物単位(PO)との間の比は、式(I)の最終ポリマー中のオレフィン単位の百分率の関数である。一般に、比は、反応混合物中のオレフィンの溶解度、温度、圧力、オレフィンの反応性および他のオレフィンの存在に応じても異なる。非常に反応性のオレフィンを用いる時、オレフィンと過酸化物単位との間のモル比は好ましくは50未満、より好ましくは25未満である。温度および圧力の条件が液相におけるオレフィンの高い濃度を有するような条件である時、同じことが起こる。
【0050】
工程(a)は、バッチ条件、半バッチ条件または連続条件下で行うことが可能である。
【0051】
バッチ法において、過酸化物PTPEおよびオレフィンは、反応が開始する前に反応器に供給される。
【0052】
半バッチ法において、過酸化物PFPEは、反応が開始する前に反応器に供給される一方で、オレフィンまたはオレフィンの混合物は、反応中に連続的に供給される。逆方法も用いることが可能である。
【0053】
連続法において、過酸化物およびオレフィンを連続的に供給し、反応混合物を反応器から取り出す。
【0054】
連続法または半バッチ法におけるオレフィンの供給は、オレフィンと過酸化物単位(−O−O−結合のモル)との間の比が上の範囲内であるという条件で、流速を一定にしてまたは一定にせずに行うことが可能である。
【0055】
半バッチまたはバッチを用いる時、例えば、所定の温度、例えば180℃から出発し、230℃に到達する温度傾斜を用いることにより反応を行うことが好ましい。傾斜の最高温度に到達する時間は、一般に3〜8時間である。
【0056】
より多くのオレフィンを工程(a)で用いる時、逐次方法または逐次方法でない方法で、オレフィンを供給することが可能である。この場合、式(II)のポリマーはブロックB’を含有する。
【0057】
工程(a)において、POは、以下で報告される方法により決定される。
【0058】
工程(a)は、一般に−100℃〜+100℃の間、好ましくは−80℃〜+80℃の間、より好ましくは−60℃〜+60℃の間の温度で、好ましくは200〜350nmの間の波長を有するUV線の存在下で行うことが可能である。この実施形態において、オレフィンのモルと過酸化物の過酸化物単位のモル(−O−O−結合のモル)との間の比は、好ましくは1〜75の間である。UVに対して透明な溶媒は、好ましくは、この実施形態において用いられる。溶媒の例は、溶媒がUVに対して透明である限り、工程(a)下で記載された溶媒である。圧力は、バッチ法または半バッチ法を用いることにより、好ましくは、5絶対バール未満である。
【0059】
工程(b)は、工程(a)において得られたポリマーの過酸化物分を完全に除去するために行われる。過酸化物分の完全な除去とは、実施例の評価において示されたPO決定方法を用いて、過酸化物含有量が分析限界より下であることを意味する。工程(b)は、任意に溶媒の存在下で、−30℃〜250℃の間の温度で、Pd、Pt、Ru;メタノール、エタノール、イソプロパノールのような第一級アルコールまたは第二級アルコール;LiH、KH、AlHのような単純な水素化物、またはLiAlH、NaBHのような錯体水素化物;もしくはSO、HI、アルカリ金属塩のような触媒の任意の存在下で、例えば、水素のような還元剤を用いることにより、残留過酸化物分の完全な除去まで還元剤による化学還元によって行うことが可能である。例えば、本明細書に参照により援用される米国特許第4,451,646号明細書および米国特許第3,847,978号明細書を参照すること。
【0060】
化学還元方法に応じて、ポリマー(II)は種々の末端基と共に得られる。例えば、触媒水素添加は−COF末端基の形成に導く。アルコールの存在下でのSO/Iによる還元はエステル末端基の形成を可能にする。
【0061】
式(II)の化合物の末端基は、式(I)の終端基のために望ましい終端基を考慮して選択される。例えば、式(I)のポリマーが−CHOH末端基を有する時、エステル末端基、好ましくは上記工程を用いた−COF末端基を有する前駆体ポリマー(II)を用いることが適切である。
【0062】
工程(b)は、還元された各過酸化物結合の2つの官能性末端基の形成を引き起こす。従って、工程(a)において得られた生成物のPOが高ければ高いほど、ポリマー(III)の官能価(または平均官能価)は高い。これは、工程(a)において得られた混合物のPO値がポリマー(II)の官能価fを決定することを意味する。
【0063】
あるいは、工程(b)は、光化学経路または熱経路によって行うことが可能である。後者が好ましく、例えば、過酸化物分の消滅まで200℃〜280℃、好ましくは220〜250℃の温度で工程(a)において得られた混合物を加熱することにより行われる。例えば、本明細書に参照により援用される米国特許第3,715,378号明細書、欧州特許第1,454,938号明細書、欧州特許第1,568,730号明細書を参照すること。工程(b)をUV線の存在下で光化学経路によって行う時、処理の温度は、好ましい範囲として−100℃〜+100℃の間である。
【0064】
クラス(III)および(IV)のパーフルオロポリエーテルを出発過酸化物として用いる場合、高い官能価を望むならば、化学還元によって工程(b)を行うことが好ましい。クラス(V)の過酸化物パーフルオロポリエーテルの使用は、用いる工程(b)のタイプには無関係に、官能価2.0を有する、式(II)のポリマーをもたらす。
【0065】
任意の溶媒除去工程(b’)は、溶媒を工程(a)において用いる時に行うことが可能である。工程(b’)は、例えば、真空下での蒸留によって行うことが可能である。
【0066】
上述したように、ポリマー(II)から得ることができるポリマー(I)は、低い磨耗値を有する潤滑剤として用いることが可能である。
【0067】
本発明の更なる目的は、特に、好ましくは金属表面、ガラス表面、セラミック表面または高分子表面のような表面上で均質フィルムを要求する使用のために低い磨耗値を有する潤滑剤としての式(I)のポリマーの使用である。
【0068】
本発明の式(I)の生成物は、構造(I)の式を有するポリマーとの混合物で用いることもでき、例えば、−CF、−C、−C、−CFH、−CFCFH、−CFHCF、−CFCl、−CCl、CH、C、Cのような非官能性両末端基を有する構造(I)の式を有するポリマーと混合して用いることも可能である。
【0069】
本発明のポリマー(I)が、フッ素化潤滑剤の添加剤として用いられる時、磨耗、摩擦係数を低減し、そしてその特性を維持することにより長期間にわたり低減することが更に驚くべきことに且つ意外にも見出された。フッ素化潤滑剤は液体、固体、例えばグリースであることが可能である。
【0070】
更に、少なくとも1個の官能性末端基−(CFW)−COY’(式中、Y’=CF、OH、OCH、OCでありおよびW=F、CFである)を有する式(II)の前駆体も磨耗および摩擦係数を減らすので添加剤として用いることが可能であることを驚くべきことに且つ意外にも見出した。これらの添加剤を式(I)の添加剤と混合して用いることが可能である。
【0071】
本発明の更なる目的は、式(I)のポリマーおよび/または少なくとも1個の官能性末端基−(CFW)−COY’(式中、Y’=CF、OH、OCH、OCでありおよびW=F、CFである)を有する式(II)のポリマー(II)を含む潤滑用組成物、およびフッ素化潤滑剤、好ましくは油である。
【0072】
好ましくは、フッ素化油は、鎖に沿って統計的に分布した反復単位−CFXO−(式中、XはFまたはCFに等しい)、−CFCFO−、−(CO)−、−CFCFCFO−、−CFCFCFCFO−の1つ以上を含有するパーフルオロポリエーテル油である。
【0073】
組成物中のポリマー(I)の量は、0.1〜50重量%の間、好ましくは0.5〜30重量%の間、より好ましくは1〜10重量%である。(I)と(II)の混合物も用いることが可能である。
【0074】
パーフルオロポリエーテル油は、一般に20℃で10〜4,000cStの間、好ましくは30〜2,000cStの間の粘度を有し、好ましくは以下のクラスから選択される。
(1a)E−O−(CFCF(CF)O)m’(CFWO)n’−E
(式中、
WはFまたはCFに等しく、
EaおよびEa’は互いに同じかまたは異なり、CF、CまたはCから選択され、末端基の一方または両方の1個のフッ素原子は、Clおよび/またはHによって置換されていることが可能であり、
m’およびn’は、m’/n’の比が20〜1,000の間であるような整数であり、
n’は0とは異なり、種々の単位は鎖に沿って統計的に分布しており、生成物粘度は上で定義された通りである)
これらの生成物は、英国特許第1,104,482号明細書に記載されたようにパーフルオロプロペンの光酸化および英国特許第1,226,566号明細書に記載されたように末端基の連続転化によって得ることが可能である。
(2a)CO(CF(CF)CFO)o’−Da
(式中、
Daは−Cまたは−Cに等しく、末端基の一方または両方の1個のフッ素原子は、Clおよび/またはHによって置換されていることが可能であり、
o’は生成物粘度が上で定義された通りであるような整数である)
これらの生成物は、米国特許第3,242,218号明細書に記載されたようにパーフルオロプロピレンオキシドのイオンオリゴマー化および後続のフッ素による処理によって調製することが可能である。
(3a){CO−(CF(CF)CFO)p’−CF(CF)−}
(式中、
p’は生成物粘度が上で定義された通りであるような整数であり、
末端基の一方または両方の1個のF原子は、Clおよび/またはHによって置換されていることが可能である)
これらの生成物は、米国特許第3,214,478号明細書で報告されたようにパーフルオロプロピレンオキシドのイオンテロメリゼーションおよび後続の光化学二量化によって得ることが可能である。
(4a)Ea−O−(CFCF(CF)O)q’(CO)r’(CFW)s’−Ea’
(式中、
WはFまたはCFに等しく、
EaおよびEa’は互いに同じかまたは異なり、上で定義された通りであり、
q’、r’およびs’は整数であり、0値を有することも可能であり、生成物粘度が上で定義された通りであるような整数である)
これらの生成物は、米国特許第3,665,041号明細書に記載されたようにCとCの混合物の光酸化および後続のフッ素による処理によって得られる。
(5a)Ea−O−(CO)t’(CFO)u’−Ea’
(式中、
EaおよびEa’は互いに同じかまたは異なり、上で定義された通りであり、
t’およびu’は、t’/u’比が0.1〜5の間であるとともに生成物粘度が上で定義された通りであるような整数である)
これらの生成物は、米国特許第3,715,378号明細書で報告されたようにCの光酸化および米国特許第3,665,041号明細書に記載されたように後続のフッ素による処理によって得られる。
(6a)Ea−O−(CFCFCFO)v’−Ea’
(式中、
EaおよびEa’は互いに同じかまたは異なり、上で定義された通りであり、
v’は生成物粘度が上で定義された通りであるような数である)
これらの生成物はEP第148,482号明細書に記載されたように得られる。
(7a)Da−O−(CFCFO)z’−Da’
(式中、
DaおよびDa’は互いに同じかまたは異なり、CまたはCの間から選択され、末端基の一方または両方の1個のフッ素原子は、Clおよび/またはHによって置換されていることが可能であり、
z’は生成物粘度が上で定義された通りであるような整数である)
これらの生成物は米国特許第4,523,039号明細書で報告されたように得ることが可能である。
(8a)E−O(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)−E
(式中、
およびEは、式−(CFCF(式中、zは0〜3の整数である)を有する、互いに同じかまたは異なるパーフルオロアルキル末端基であり、
n、m、p、qは、0〜100の間よりなる、互いに同じかまたは異なる整数であり、油粘度が上で定義された通りであるとともに、m/n比が2〜20の間であるように選択され、(p+q)/(n+m+p+q)は0.05〜0.2の間であり、n/(n+m+p+q)は0.05〜0.40の間であり、(n+m+p+q)は0とは異なる)
これらの生成物は欧州特許第1,454,938号明細書に記載された事に従い得ることが可能である。
【0075】
クラス(1a)、(4a)、(5a)、(8a)またはそれらの混合物は好ましく、クラス(5a)および(8a)またはそれらの混合物はより好ましい。
【0076】
本発明の潤滑用組成物は、固体形態、例えば、グリースまたは液体形態を取ることが可能であり、天然または人工の基材の表面を処理するために用いることが可能である。天然または人工の基材には、紙、コットン、木材、石材料、高分子材料、金属または無機の基材を挙げることが可能である。
【0077】
式(I)のポリマーは、(パー)フルオロ溶媒、例えば、一般式CFO−(CFC(CF)O)(CFO)−CFのGalden(登録商標)、例えば、Galden(登録商標)HT55(Bp=約55℃)のようなパーフルオロポリエーテル;パーフルオロオクタン、パーフルオロヘキサンのようなパーフルオロアルカン;C10(Vertrel)のようなヒドロフルオロアルカン;シクロ−C(Zeorora−H(登録商標))のような(パー)フルオロシクロアルカン;メトキシ−ノナフルオロブタン(HFE−7100)、エトキシ−ノナフルオロブタン(HFE−7200)、2−トリフルオロメチル−3−エトキシデカフルオロヘキサン(HFE−7500)のようなヒドロフルオロエーテル;ヒドロフルオロポリエーテル、例えば、H−GaldenVZ−60(Bp=約60℃)、H−GaldenZT130(Bp=約130℃)、H−GaldenZV180(Bp=約180℃)のような一般式CFH−(CFCFO)(CFO)−CFHのH−Galden(登録商標)に式(I)のポリマーを好ましくは溶解または分散させることにより表面に被着される。ポリマー(I)が水素添加オレフィンモノマーに由来するセグメントB、B’を含有する時、アセトン、ジメチルアセトアミドのような非フッ素化溶媒も用いることが可能である。
【0078】
溶媒中の式(I)のポリマーの濃度は、0.1〜30重量%の間、好ましくは0.5〜10重量%、なおより好ましくは1〜5重量%である。得られた組成物は、好ましくは均質な潤滑用フィルムを得るために潤滑されるべき表面上に被着させることが可能である。溶媒は、好ましくは蒸発により表面から排除される。組成物ポリマー/溶媒は、ディップコーテリング、スプレーコーティング、キャスティング、スピンコーティングなどのような既知の技術によって被着される。このようにして、均質潤滑用薄膜を得る。組成物は、不規則表面、例えば、マイクロギヤ、電気接点などにも被着させることが可能である。
【0079】
式(I)および(II)のポリマーは、低温で改善された特性、特に低温で改善された弾性挙動を有するポリマーを調製するために重縮合反応または重付加反応においてマクロマーとして用いることも可能である。特に重縮合反応において、1.95、好ましくは1.99、より好ましくは2より高い官能価を有するポリマー(I)、(II)を用いる。
【0080】
以下の実施例は例示であり、本発明の目的を限定するものではない。
【実施例】
【0081】
評価
NMR
NMRスペクトルは、19F−NMR分析の内部標準としてCFClを用い、H−NMR分析のための標準としてテトラメチルシラン(TMS)を用いることによりVariant Mercury200MHz分光分析計を用いることにより記録した。ヘキサフルオロベンゼンもサンプルのための溶媒として用いる。NMR測定は、式(I)の化合物のオレフィンブロックB、B’の数平均長さ、z、z’指数および数平均分子量を決定することを可能にする。
【0082】
過酸化物含有率(PO)の決定
過酸化物含有率の分析は、以下の方法に従いヨウ素滴定によって行った。サンプルの秤量済み量(数グラム)を約20mlのGalden(登録商標)ZT130に溶解させる。イソプロピルアルコール中5%w/wで1mlの氷酢酸、および30mlのヨウ化ナトリウム溶液を添加する。得られた懸濁液を15分にわたり攪拌下で放置し、白金電極および基準電極を備えた電位差滴定のためのMettler(登録商標)DL40装置を用いることにより、過酸化物との反応から生じたヨウ素を、既知の力価を有するチオ硫酸ナトリウムの水溶液で滴定する。PO決定のための感度限界は、0.0002である。
【0083】
ポリマー(I)の官能価fの計算
19F−NMR分析の結果に基づいて、官能価fを以下の比率によって計算する。
【数1】

【0084】
DSC
熱転移は、以下の手順を用いることによりPerkin Elmer(登録商標)DSC−2C計器により決定した。80℃/分(min−1)で20℃から−170℃に冷却し、窒素フロー下で−170℃から350℃に20℃/分(min−1)で加熱する。
【0085】
Four−ball Wear Test(4ボール磨耗試験)
組成物の磨耗評価のために、1時間の継続時間にわたって75℃の試験温度で40kgの荷重を用いて、ASTM D2266規格およびD4172規格に準拠して行った。
【0086】
蒸発での重量による損失
149℃で22時間にわたりASTM2595規格に準拠して試験を行う。
【0087】
SRVによる摩擦係数の決定
振動条件下でのOptimol GmbHによるSRV装置によって、および以下の運転条件下で構成としてディスク上のボールを用いることにより摩擦係数を評価した。
−加えた荷重:100N
−振動振幅:1mm
−振動周波数:50Hz
−温度:50℃
−試験継続時間:2時間
【0088】
最初の200秒を除いた2時間中に得られた値の平均として、摩擦係数を評価した。
【0089】
実施例1
温度ゾンデ、機械による攪拌、窒素および/またはテトラフルオロエチレン(TFE)内転のためのバブル入口を備えた1リットルのガラスフラスコ内に、600gのGalden(登録商標)HT230、および2.3・10に等しい数平均分子量を有し、PO=3.2である式
−O(CFCFO)(CFO)(CF(CFCFO)(O)−X’
(式中、r/s=1.20、w=1または2、k/(s+r)=0.035およびt/(s+r+k)=0.20であり、XおよびX’は−CFCOFに等しい)の過酸化物パーフルオロポリエーテル300gを導入する。
【0090】
反応混合物を攪拌下および窒素フロー(2Nlh−1)下で190℃に至るまで加熱し、この温度で、窒素供給を閉じ、TFE供給(10Nlh−1)を開放する。混合物を攪拌下、190℃で1.5時間維持し、その後、200℃にして、この温度で1.5時間維持し、最後に、210℃に上げ、この温度で1.0時間維持する。
【0091】
TFE供給を停止し、窒素(2Nlh−1)の供給を開放し、反応混合物を230℃に至るまで更に加熱し、4時間維持する。
【0092】
供給された合計TFEモルと過酸化物単位のモルとの間の比は3.3に等しい。
【0093】
その後、Galden(登録商標)HT230の溶媒の真空(10−1ミリバール)下での蒸留(kier Tmax=240℃)に進み、式(II)の生成物280gを得る。
【0094】
その後、以後に記載されるように、生成物(II)の末端基のエステル末端基への転化に進む。後者の基がエステル化工程のみによってポリマー(II)から容易に調製できるからである。生成物(II)の末端基を他の官能性末端基に変換することが可能であることは言うまでもない。
【0095】
その後、50gの一定量を抜き取り、それを200gのH−Galden(登録商標)ZT130に溶解し、水氷で冷却されたイソブタノール200gに滴下する。添加の終わりに、それを1時間攪拌下で放置する。その後、それを2時間還流温度で加熱する。その後、最初は大気圧下で、その後、真空(10−1ミリバール)下で、H−Galden(登録商標)ZT130および過剰のイソブタノールの蒸留に進む。下記構造:
−C(O)CF−O[A−B]−A−CFC(O)−T’
を有する生成物52gを回収する。
式中、
およびT’は−OCHCH(CHであり、
B=−(CFCF−であり、式中、jは3.8に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは7.9個の炭素原子に等しく、
A=−CF−O−[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)](CF−であり、
式中、m/n=1.24、p/n=0.013およびq/n=0.022であり、(p+q)/(n+m+p+q)=0.015であり、Aが−CFC(O)−T’に連結される時b=0であり、他のすべての場合b=1であり、z=2.2である。
【0096】
式(I)のポリマーの数平均分子量は,2.2・10に等しい。式(I)のポリマー中のBブロックの重量%は,38%である。
【0097】
実施例2
下記過酸化物:
−O(CFCFO)−(CFO)(CF(CFCFO)(O)−X’
を用いることにより実施例1を繰り返した。
式中、r/s=1.26、w=1または2、k/(s+r)=0.035およびt(s+r+k)=0.064であり、XおよびX’は−CFCOFに等しく、数平均分子量は3.1・10に等しく、PO=1.05である。
【0098】
反応混合物を攪拌下および窒素フロー(1Nlh−1)下で190℃に至るまで加熱する。この温度で、窒素供給を閉じ、TFE供給(3.3Nlh−1)を開放する。混合物を攪拌下、190℃で1.5時間維持し、その後、200℃にして、この温度で1.5時間維持し、最後に、210℃に上げ、この温度で1.0時間維持する。
【0099】
TFE供給を停止し、窒素(2Nlh−1)の供給を開放し、反応混合物を230℃に至るまで更に加熱し、4時間維持する。
【0100】
供給された合計TFEモルと過酸化物単位のモルとの間の比は3.3に等しい。
【0101】
その後、Galden(登録商標)HT230の溶媒の真空(10−1ミリバール)下での蒸留(kier Tmax=240℃)に進み、生成物291gを得る。
【0102】
50gの一定量を抜き取り、それを200gのH−Galden(登録商標)ZT130に溶解し、水氷で冷却されたイソブタノール100gに滴下する。添加の終わりに、それを1時間、攪拌下で放置する。その後、それを2時間、還流温度で加熱する。その後、最初は大気圧下で、その後、真空(10−1ミリバール)下で、H−Galden(登録商標)ZT130および過剰のイソブタノールの蒸留に進む。下記構造:
−C(O)CF−O[A−B]−A−CFC(O)−T’
を有する生成物50gを回収する。
式中、
およびT’は−OCHCH(CHであり、
B=−(CFCF−であり、式中、jは4.5に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは9.0個の炭素原子に等しく、
A=−CF−O[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)](CF−であり、
式中、m/n=1.25、p/n=0.015およびq/n=0.025および(p+q)/(n+m+p+q)=0.017であり、Aが−CFC(O)−T’に連結される時b=0であり、他のすべての場合b=1であり、z=8.1である。
【0103】
式(I)のポリマーの数平均分子量は3.0・10に等しい。式(I)のポリマー中のBブロックの重量%は12%である。
【0104】
DSC分析を行い、−114℃に等しいTgを示している。
【0105】
実施例3
温度ゾンデ、機械による攪拌、気体内転のためのバブル入口を備えた500mlのガラスフラスコ内に、200gのGalden(登録商標)HT230、および3.0・10に等しい数平均分子量を有し、PO=2.7である下記式:
−O(CFCFO)(CFO)(CF(CFCFO)(O)−X
(式中、
r/s=1.25、k/(s+r)=0.030、w=1または2であり、t/(s+r+k)=0.17であり、XおよびX’は−CFCOFである)の過酸化パーフルオロポリエーテル100gを導入する。
【0106】
反応混合物を攪拌下および窒素フロー(1Nlh−1)下で190℃に至るまで加熱する。この温度で、窒素供給を閉じ、TFEとエチレンの等モル混合物(8Nlh−1)を供給する。混合物を攪拌下、190℃で1.5時間維持し、その後、200℃にして、この温度で1.5時間維持し、最後に、210℃に上げ、この温度で1.0時間維持する。
【0107】
TFE供給を停止し、窒素(2Nlh−1)の供給を開放し、温度を230℃に至るまで上げ、4時間一定に維持する。
【0108】
供給されたTFEとエチレンの合計モルと過酸化物単位のモルとの間の比は、9.5に等しい。
【0109】
Galden(登録商標)HT230の溶媒の真空(10−1ミリバール)下での蒸留(kier Tmax=240℃)に進み、式(II)の生成物95gを得る。
【0110】
50gの一定量を抜き取り、それを250gのH−Galden(登録商標)ZT130に溶解し、水氷で冷却されたイソブタノール200gに滴下する。添加の終わりに、それを1時間、攪拌下で放置する。その後、それを2時間、還流温度で加熱する。その後、ZT130の真空(10−1ミリバール)下で、過剰のイソブタノールおよびH−Galden(登録商標)の蒸留に進む。下記構造:
−C(O)CF−O[A−B]−A−CFC(O)−T’
を有する生成物51gを回収する。
式中、
およびT’は−OCHCH(CHであり、
B=−[(CFCF(CHCHj’]−であり、式中、j/j’=2.2およびj+j’は4.2に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは8.4個の炭素原子に等しく、
A=−CF−O[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)](CF−であり、
式中、m/n=1.24、p/n=0.013およびq/n=0.022、(p+q)/(n+m+p+q)=0.015であり、Aが−CFC(O)−T’に連結される時b=0であり、他のすべての場合b=1であり、z=2.6である。
【0111】
式(I)のポリマーの数平均分子量は2.9・10に等しい。式(I)のポリマー中のBブロックの重量%は29%である。
【0112】
実施例4
数平均分子量が9.2・10に等しく、PO=2.4である式:
−O(CFCFO)(CFO)(CF(CFCFO)(O)−X
(式中、
r/s=1.28、k/(s+r)=0.032、w=1または2、t/(s+r+k)=0.15であり、XおよびX’は−CFCOFである)の過酸化パーフルオロポリエーテルを用いて、実施例3を繰り返した。
【0113】
異なる過酸化パーフルオロポリエーテルを除き、すべての反応条件を一定に維持する。供給されたTFEとエチレンの合計モルと過酸化物単位のモルとの間の比は10.7に等しい。
【0114】
式(I)の得られたポリマーは構造
−C(O)CF−O[A−B]−A−CFC(O)−T’
を有する。
式中、
およびT’は−OCHCH(CHであり、
B=−[(CFCF(CHCHj’]−であり、式中、j/j’=2.1であり、j+J’は4.4に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは8.8個の炭素原子に等しく、
A=CF−O[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)]−(CF−であり、
式中、
m/n=1.27、p/n=0.014およびq/n=0.023、(p+q)/(n+m+p+q)=0.016であり、AがCFC(O)−T’に連結される時b=0であり、他のすべての場合b=1であり、z=6.5である。
【0115】
式(I)のポリマーの数平均分子量は8.9・10に等しい結果になり、式(I)のポリマー中のBブロックの重量%は25%である。
【0116】
DSC分析を行い、−113℃に等しいTgを示している。
【0117】
実施例5(比較例)
数平均分子量が2.0・10に等しい下記構造:
HOC(O)CF[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)]−CFC(O)OH
(式中、n/m=1.18、p/n=0.021、q/n=0.029、(p+q)/(n+m+p+q)=0.022である)
を有するFluorolink(登録商標)C 100gを250mlのフラスコに供給する。その後、水中に37%で、イソブタノール300gおよびHCl10gを添加する。混合物を5時間にわたり還流下で加熱し、その後、大気圧下での蒸留に進む。最後の微量のイソブタノールを除去するための真空下での蒸発処理があとに続く。数平均分子量が2.1・10に等しい生成物は下記構造:
XC(O)CFO[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)]CFCOX’
(式中、X、X’は−OCHCH(CHであり、式中、n/m=1.18、p/n=0.021、q/n=0.029、(p+q)/(n+m+p+q)=0.022である)を有する。
【0118】
実施例6
末端基−CHOHを有するポリマー(I)を以下の手順を用いて調製する。
【0119】
機械による攪拌、バブルコンデンサを備えたガラスフラスコに120mlの無水ジエチルエーテルおよび1.9gの粉末状リチウムアルミニウム水素化物1.9g(50ミリモル)を供給する。
【0120】
その後、エチルエーテル(50g)と実施例1で得られた生成物(30g、14ミリモル)の混合物80gを徐々に添加する。
【0121】
添加の終わりに、反応混合物を還流下で一晩加熱する。その後、20mlの無水メチルアルコールを添加して過剰の水素化物を分解し、36%硫酸での水溶液37gの添加が後に続く。
【0122】
水相からの有機相の分離が観察された。前者をジエチルエーテルで4回抽出し、得られたエーテル分画を有機相に合流させ、硫酸カルシウムで無水化する。こうして得られた有機相からエチルエーテルの蒸留によって、生成物25gを得、それはNMR分析によると下記組成物:
−CF−O[A−B]−A−CF−T’
を有する結果になる。
式中、
およびT’は−CHOHであり、
B=−(CFCF−であり、式中、jは3.8に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは7.9個の炭素原子に等しく、
A=−CF−O[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)](CF−であり、
式中、m/n=1.24、p/n=0.013およびq/n=0.022、(p+q)/(n+m+p+q)=0.015であり、Aが−CFC(O)−T’に連結される時b=0であり、他のすべての場合b=1であり、z=2.2である。
【0123】
式(I)のポリマーの数平均分子量は2.1・10に等しく、コポリマー全体におけるブロックBの重量%は40%である。
【0124】
実施例7
以下の手順を用いて、−CONH(CHSi(OC末端基を有する式(I)のポリマーを調製する。
【0125】
50mlのガラスフラスコに実施例1で得られた生成物15g(6.8ミリモル)を導入し、それに3.2g(13.9ミリモル)の3−(トリエトキシシリル)プロピルアミンを添加する。混合物を4時間にわたり40℃に加熱し、その後、真空を漸次加えて、反応から放出されたイソブタノールを除去する。反応の終わりに、式
−CF−O[A−B]−A−CFT’
を有する生成物15gを得る。
式中、
およびT’は−NH(CFSi(OCであり、
B=−(CFCF−、式中、jは3.8に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは7.9個の炭素原子に等しく、
A=−CF−O[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)](CF−であり、
式中、
m/n=1.24、p/n=0.013およびq/n=0.022、(p+q)/(n+m+p+q)=0.015であり、Aが−CFC(O)−T’に連結される時b=0であり、他のすべての場合b=1であり、z=2.2である。
【0126】
式(I)のポリマーの数平均分子量は2.5・10に等しく、コポリマー全体におけるブロックBの重量%は34%である。
【0127】
実施例8
以下の手順を用いて、末端基
【化3】

を有する式(I)のポリマーを調製する。
【0128】
ピペロニルアルコール3.0g(20ミリモル)を4mlのCHClに溶解し、−5℃で冷却する。塩化チオニル2.3g(20ミリモル)を滴下する。HClおよびSOの発生は約6時間にわたり観察される。
【0129】
混合物を20℃に加熱し、その後、4gの50%NaOHを添加し、その後、実施例1において得られた生成物11g(5.3ミリモル)を添加し、それらを強い攪拌下で12時間にわたり供給する。
【0130】
混合物を4時間にわたり反応させ、その後、15mlの水を添加する。フッ素化相を分離し、それを水(2.15ml)で2回洗浄する。その後、フッ素化相を回収し、80℃の真空下で無水化する。
【0131】
反応の終わりに、下記式:
−CF−O[A−B]−A−CFT’
を有する生成物12gを得る。
式中、
およびT’
【化4】

であり、
B=−(CFCF−であり、式中、jは3.8に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは7.9個の炭素原子に等しく、
A=−CF−O[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)](CF−であり、
式中、
m/n=1.24、p/n=0.013およびq/n=0.022、(p+q)/(n+m+p+q)=0.015であり、Aが−CFC(O)−T’に連結される時b=0であり、他のすべての場合b=1であり、z=2.2である。
【0132】
式(I)のポリマーの数平均分子量は2.5・10に等しく、コポリマー全体におけるブロックBの重量%は34%である。
【0133】
実施例9
以下の手順を用いることにより、末端基CH−OCHCH(OH)CHOHを有する式(I)のポリマーを調製する。
【0134】
CHOH末端基を有する実施例6の生成物21g(10ミリモル)、t−ブタノール5mlおよびt−BuOK0.22gを不活性雰囲気下で70℃に加熱する。30分後、グリシドール1.5gを添加し、混合物を4時間にわたり反応させる。HCl水溶液による酸性化後、フッ素化相を分離し、Galden HT55で希釈し、水で2回洗浄し、その後、硫酸ナトリウム上で無水化する。その後、Galden HT55の蒸留に進み、以下の組成:
−CF−O[A−B]−A−CFT’
を有する生成物21gを得る。
式中、
およびT’は−CH−OCHCH(OH)CHOHであり、
B=−(CFCF−であり、式中、jは3.8に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは7.9個の炭素原子に等しく、
A=−CF−O[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)](CF−であり、
式中、
m/n=1.24、p/n=0.013およびq/n=0.022、(p+q)/(n+m+p+q)=0.015であり、Aが−CFC(O)−T’に連結される時b=0であり、他のすべての場合b=1であり、z=2.2である。
【0135】
式(I)のポリマーの数平均分子量は2.2・10に等しく、コポリマー全体におけるブロックBの重量%は37%である。
【0136】
使用試験
実施例10
実施例3のポリマーに関して、磨耗を測定し、0.71mmに等しい値を得た。
【0137】
実施例11
実施例4のポリマーに関して、磨耗を測定し、0.78mmに等しい値を得た。
【0138】
実施例12(比較例)
実施例5(比較例)の生成物に関して、磨耗を測定し、0.95mmに等しい値を得た。
【0139】
前記磨耗値は、同じ分子量を有する本発明の実施例3のポリマーの摩擦値より高い結果になる。更に、この磨耗値(0.95mm)は、遙かにより大きい分子量を有する実施例4のポリマーの磨耗値よりも高い。これは、本発明のポリマーが、大きい分子量の場合でさえも、官能性末端基が同じであるならば、ブロックB、B’を含有しない先行技術の官能性PFPEと比べて、より低い磨耗値を示すことを指摘している。
【0140】
実施例13
実施例2の式(I)のポリマーに関して、磨耗を測定し、0.90mmに等しい値を得た。
【0141】
実施例5(比較例)のポリマーが約15倍のより低い分子量を有するとしても、前記磨耗値が実施例5(比較例)のポリマーの磨耗値より低い結果になることは注目されるべきである。
【0142】
前述したように、先行技術のパーフルオロポリエーテルにおいて、分子量が上がるにつれて磨耗が顕著に増加することが知られていたが、一方、本発明のポリマーにおいては、前記増加は限られているため、この結果は意外である。
【0143】
実施例14
Fomblin(登録商標)M30中の実施例1の式(I)のポリマーの5重量%の混合物を調製する。混合物の磨耗は0.63mmに等しい。
【0144】
Fomblin(登録商標)M30の磨耗を測定し、それは1.33mmに等しい。
【0145】
2つの値を比較することにより、パーフルオロポリエーテル油Fomblin(登録商標)M30の磨耗において、実施例1のポリマー(53%の減少)により、減少作用が遂行されたことは明白である。
【0146】
実施例15(比較例)
実施例1の式(I)のポリマーの代わりに実施例5(比較例)において得られた生成物を用いることにより実施例14を繰り返す。混合物の磨耗は0.80mmに等しい。
【0147】
前記データを実施例10のデータと比較することにより、本発明の実施例1のポリマーがパーフルオロポリエーテル油Fomblin(登録商標)M30の磨耗のより大きい低下に至らしめることは明白である。
【0148】
実施例16
実施例1のポリマー(I)に関して、蒸発での重量損失の試験を行い、(149℃で22時間後に)21%に等しい結果を得た。
【0149】
実施例17(比較例)
実施例16を繰り返すが、実施例5(比較例)のポリマーを用い、(149℃で22時間後)39%の重量損失を得た。
【0150】
実施例16のデータと実施例17(比較)のデータを比較することにより、分子量および官能性末端基のタイプが同じであるならば、本発明の実施例1のポリマーが蒸発でのより低い重量損失によって特徴付けられることは明白である。
【0151】
実施例18
実施例2のポリマー(I)に関して、蒸発での重量損失試験を次に行い、(149℃で22時間後に)0.01%より低い結果を得た。
【0152】
実施例19
パーフルオロポリエーテル油Fomblin(登録商標)M30中の実施例3のポリマー35重量%の混合物を調製した。その後、SRV試験を行い、0.11に等しい摩擦係数値を得た。
【0153】
試験を前記油自体に関して繰り返し、0.14の値を得た。
【0154】
実施例のデータは、本発明のポリマーがパーフルオロポリエーテル油系組成物の摩擦係数を下げることができることを示している。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I)
Q−O−[A−B]−[A−B’]z’−A−Q’ (I)
のフルオロポリエーテルポリマー。
(式中、
− A=−(X)−O−A’−(X’)−であり、
ここで、A’は、(CFO)、(CFCFO)、(CFCFCFO)、(CFCFCFCFO)から選択された1つ以上の反復単位を含むパーフルオロポリエーテル鎖であり、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CFCF−、および任意に−CF(CF)−であり、
− a、bは互いに同じかまたは異なり、0または1であり、但し、Q−O−末端基に連結されたブロックAがa=1を有し、Q’末端基に連結されたブロックAがb=0を有し、
− Bは1種以上のオレフィン(ここで、前記オレフィンの少なくとも1種はラジカル経路により単独重合可能である)に由来する単位から形成されたブロックであり、式:
−[(CR−CR(CR−CRj’]− (Ia)
を有し、
ここで、jは1〜30の整数であり、j’は0〜29の整数であり、但し、(j+j’)が2より大きく且つ30より小さいことを条件とし、
、R、R、R、R、R、R、Rは互いに同じかまたは異なり、ハロゲン、好ましくはF、Cl;、H;、C〜C(パー)ハロアルキル(ここで、ハロゲンは好ましくはF、Clである);、任意にO、N、Sのようなヘテロ原子を含有するC〜Cアルキル;、C〜Cオキシ(パー)フルオロアルキルから選択され、前記置換基R〜Rは、1個以上の官能基を任意に含有し、
− B’は1種以上のオレフィンに由来するブロックであり、式(Ia)を有するが、ブロックBの置換基R〜Rとは異なる置換基R〜Rの少なくとも1つを有し、(j+j’)は2以上で且つ30未満であり、
− zは2より大きい整数であるか、または2に等しく、z’は0または整数であり、z、z’は、式(I)のポリマーの数平均分子量が500〜150,000、好ましくは600〜50,000、より好ましくは800〜40,000の範囲内にあるような値であり、
− Qは、C〜C(パー)フルオロアルキル末端基または式−(CFW)−D−Tの官能性末端基であり、Q’は、C〜C(パー)フルオロアルキル末端基または式−(CFW)−D’−T’の官能性末端基であり、
W=F、CFであり、
kおよびqは整数であり、kは1〜4、好ましくは1または2の範囲であり、qは0または1に等しい整数であり、
D、D’は橋架け基であり、但し、Q、Q’の少なくとも1つは官能性末端基であることを条件とする)
【請求項2】
A’が、66〜50,000、好ましくは300〜10,000、より好ましくは500〜5,000の範囲内の数平均分子量を有する請求項1に記載のポリマー。
【請求項3】
Aが構造:
(1)−(X)O−[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)−](X’)
(式中、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CFCFであり、
a、bは上で定義された通りであり、
m、n、p、qは、nが0とは異なる時、m/nが0.1と10との間であるように、0を含む整数であり、(p+q)/(n+m+p+q)は0〜0.05の間であり、(n+m+p+q)は0とは異なる)
(2)−(X)O−[(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)(CF(CF)O)(CFCF(CF)O)]−(X’)
(式中、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF−、−CF(CF)−、−CFCF−であり、
a、bは上で定義された通りであり、
m、n、p、q、u、vは、(v+m)が0とは異なる時、(p+q)/(v+m)が0〜0.05の間であるように0を含む整数であり、v/(n+m+u)は、(n+m+u)が0とは異なる時、50未満である)
から選択される請求項2に記載のポリマー。
【請求項4】
ブロックBが、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、(パー)フルオロビニルエーテル、プロピレンのようなラジカル経路により単独重合可能不能なオレフィンの任意の存在下で、ラジカル経路により単独重合可能な1種以上のオレフィン、好ましくはテトラフルオロエチレン(TFE)、エチレン(E)、フッ化ビニリデン(VDF)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、メチルメタクリレート、酢酸ビニルに由来する請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項5】
ブロックB’が、好ましくは、Bのために示されたオレフィンから選択された、ラジカル経路により単独重合可能なまたは単独重合不能な1種以上のオレフィンに由来する請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項6】
BブロックおよびB’ブロックがパーフルオロオレフィン、好ましくはTFEまたはTFEとHFPの混合物に由来する単位を含有するか、またはB、B’が少なくとも1種のパーフルオロオレフィン、好ましくはTFEおよび少なくとも1種の非パーフルオロオレフィン、好ましくはエチレン、VDFに由来する単位を含有する請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項7】
z’=0である請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項8】
ブロックB、B’の合計重量が式(I)のポリマーの合計重量の70%未満、好ましくは60%未満、より好ましくは40%未満である請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項9】
〜R置換基に含まれた官能基が、OH、CN、OCOR、COX(式中、X=OR、OH、NR’R”、ハロゲンであり、R、R’R”、はC〜Cアルキルである)である請求項1〜8のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項10】
(j+j’)が2より大きく且つ10より小さいことを条件として、jが1〜10の整数であり、j’が0〜9の整数である請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項11】
非官能性末端基Q、Q’が、−CF、−C、−C、−CFCl、−CClである請求項1〜10のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項12】
D、D’が直鎖脂肪族基−(CHm1−(式中、mは1〜20の整数である)または(アルキレン)脂環式、(アルキレン)芳香族であり、D、D’が、アルキレン鎖中にまたはD、D’が環式構造を含有する時に環中にヘテロ原子を任意に含有し、D、D’は、任意に、特にCHCHO、CHCH(CH)O、(CHO、(CHOタイプの反復単位を含有する直鎖と分岐鎖の両方のポリアルキレンオキシ鎖であることが可能であり、橋架け基D、D’が、アミド、エステル、エーテル、COO基、スルフィド、イミン基を含有することが可能である請求項1〜11のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項13】
D、D’の中で、脂環式基の炭素原子の数が、3〜20、好ましくは4〜6の範囲であり、芳香族基の炭素原子の数が6〜20、好ましくは6〜12の範囲であり、基D、D’が、上で定義された脂肪族基、脂環式基および芳香族基を互いの中で組み合わせることにより任意に形成されることが可能である請求項12に記載のポリマー。
【請求項14】
橋架け基D、D’が、炭素結合、−O−、−CONR−(式中、Rは、H、C〜C15アルキル、C〜C15脂環式基またはC〜C15芳香族基の意味を有する)、−C(O)O−、−COS−、−CO−、1個のヘテロ原子、またはトリアジン基、もしくは互いに同じかまたは異なる2個以上のヘテロ原子を含有する原子数5または6のヘテロ環式芳香族基によって、パーフルオロポリエーテル鎖のパーフルオロメチレン基に連結されることが可能である請求項12または13に記載のポリマー。
【請求項15】
基、T’基が、−SH、−SR’、−NR’、−SiR’3−d(式中、LはOR’基であり、dは0〜3の間の整数である)、−CN、−NCO、−CH=CH
【化1】

−COR’、−OSOCF、−OCOCl、−OCN、−N(R’)CN、
【化2】

−I、−CHO、−CH(OCH、−SOCl、−C(OCH)=NH、−C(NH)=NH、−CH(OH)CHOH、−CH(COOH)、−CH(COOR’)、−CH(CHOH)、−CH(CHNH、−CH(CN)、−CH(CHOCHCH=CH、−C(OH)CF、−OH、−CHOH、−COY(Y=OH、OR’、CF、−NH、−NHR’、−NR’R”、ハロゲンである(式中、R’、R”は、アルキル、脂環式基または芳香族基であり、R’、R”は任意にフッ素を含有することが可能である))であり、T、T’が、任意に縮合された1つ以上の芳香族環から形成されたアリール基、例えば、アルキル、ニトロのような1つ以上の基で任意に置換されている、好ましくはトリアジン、ピリジン、キノリン、ベンゾチアゾール、またはヘテロ環式基、好ましくはホスファゼン、ジオキサンであることも可能である請求項1〜14のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項16】
−D−Tおよび−D’−T’が、
−C(O)OR(例えばR=−C、−Cである)
−CHOH、
−CHO(CHCHO)H(nは1〜3の間である)
−C(OH)CF
−CHOCH−CH(OH)−CHOH、
−CHNH
−CHNHR’、
−CHNR’
−C(O)NH
−C(O)NHR’、
−CH−O−Ar(式中、Arは、任意に置換された芳香族基、または任意に置換されたヘテロ環式基、好ましくはホスファゼン、ピリジン基である)
−C(O)−NH−C2n−Si(OR’)(nは1〜6の間である)である請求項15に記載のポリマー。
【請求項17】
式(II)
−O−[A−B]−[A−B’]z’−A−Q’ (II)
のポリマー。
(式中、
− Aは上で定義された通りであり、B、B’、z、z’は上で定義された通りであり、
− Q、Q’の少なくとも一方が官能性末端基であることを条件として、Q、Q’は互いに同じかまたは異なり、非官能性−CF、−C、−C、−CFCl、−CCl(パー)フルオロアルキル末端基または官能性−(CFW)−COY’末端基(式中、Y’=F、CF、OH、OCH、OCおよびW=F、CF)である)
【請求項18】
以下の反応物との反応によって請求項17に記載の式(II)のポリマーから得ることができる式(I)のポリマー(ここで、終端−D−T(D’−T’)は以下のものである)。
【表1−1】

【表1−2】

【表1−3】

【表1−4】

【表1−5】

【表1−6】

【表1−7】

【表1−8】

【表1−9】

【表1−10】

【表1−11】

【表1−12】

【表1−13】

【請求項19】
工程
(a)0.1〜4の間、好ましくは0.1〜3.5の間の過酸化物含有率(PO)を有する単位(CFO)、(CFCFO)、(CFCFCFO)、(CFCFCFCFO)、(CF(CF)O)、(CF(CF)CFO)、(CFCF(CF)O)の少なくとも1つ以上を含む過酸化パーフルオロポリエーテルを、
ラジカル経路により単独重合不能な1種以上のオレフィンの任意の存在下で、ラジカル経路により単独重合可能な少なくとも1種のオレフィンと、
125℃〜280℃の間の温度および1バール〜50絶対バールの間の圧力で、
前記オレフィンの合計モルと前記パーフルオロポリエーテルの過酸化物単位のモル(−O−O−結合のモル)との間の比が1〜100で、あらかじめ決定されたPOを有する反応混合物を得るまでオレフィンを供給することによって反応させる工程、
(b)オレフィンの供給を停止し、過酸化物分POの除去まで(a)において得られたポリマーを処理し、式(II)のポリマーを得る工程、
を含む請求項17に記載のポリマー(II)を調製する方法。
【請求項20】
ラジカル経路により単独重合不能な1種以上のオレフィンの任意の存在下で、ラジカル経路により単独重合可能なより多くのオレフィンを工程(a)において用いる請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記オレフィンの合計モルと前記パーフルオロポリエーテルの過酸化物単位のモル(−O−O−結合のモル)との間の比が1〜50、好ましくは1〜25である請求項19または20に記載の方法。
【請求項22】
工程(a)において、温度が180℃〜230℃の間であり、圧力が1〜10絶対バールの間である請求項19〜21のいずれか一項に記載の方法。
【請求項23】
工程(a)をフッ素化溶媒の存在下で行う請求項19〜22のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
前記フッ素化溶媒の量が、溶媒+過酸化物パーフルオロポリエーテルの合計重量を基準にして1〜50重量%の間、好ましくは5〜30重量%の過酸化パーフルオロポリエーテルの含有率であるような量である請求項23に記載の方法。
【請求項25】
前記過酸化パーフルオロポリエーテルが、(CF(CF)O)、(CF(CF)CFO)、(CFCF(CF)O)、(CFO)から選択された単位のみを含有し、末端基が、1個以上の塩素原子、好ましくは1個のCl原子;、フッ化アシル、フルオロホルメートおよびケトンのような官能性末端基を任意に含有するC〜C(パー)フルオロアルキルである請求項23または24に記載の方法。
【請求項26】
前記溶媒が、パーフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、パーフルオロポリエーテルおよびヒドロフルオロポリエーテルから、好ましくはパーフルオロポリエーテルおよびヒドロフルオロポリエーテルから選択される請求項23〜25のいずれか一項に記載の方法。
【請求項27】
前記過酸化パーフルオロポリエーテルが、以下のクラス:
(III)Xo−O(CFCFO)(CFO)(O)−Xo’
(式中、
XoおよびXo’は互いに同じかまたは異なり、−CFCl、−CFCFCl、−CF、−CFCF、−CFCOF、−COFであり、
r、sおよびtは、数平均分子量が一般に400〜150,000、好ましくは500〜80,000の範囲内であるような整数であり、r/sは0.1〜10の間であり、sは0とは異なり、tは前記POが上で定義された範囲内にあるような整数である)
(IV)X1−O(CFCFO)(CFO)(CF(CF)O)(CFCF(CF)O)(O)−X1’
(式中、
X1およびX1’は互いに同じかまたは異なり、−CFCl、−CFCFCl、−CFCF、−CF、−C、−CF(CF)COF、−COFであり、
r、s、t、u、vは、数平均分子量が500〜150,000、好ましくは700〜80,000の範囲内にあるような整数であり、rは0であることも可能であり、v/(r+s+u)は100未満、好ましくは50未満であり、tは前記POが上で定義された範囲内にあるような数である)
(V)X2−O(CFCFO)(CFO)(CF(CFCFO)(O)−X2’
(式中、
X2およびX2’は互いに同じかまたは異なり、−CFCOF、−COFであり、
w=1または2であり、
r、s、tおよびkは、数平均分子量が700〜100,000、好ましくは700〜80,000の範囲内にあるような整数であり、r/sは0.2〜10の間であり、k/(r+s)は0.05未満であり、tは前記POが上で定義された通りであるような整数である)
から選択される請求項19〜26のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
工程(a)をバッチ条件、半バッチ条件または連続条件で行う請求項19〜27のいずれか一項に記載の方法。
【請求項29】
工程(a)を逐次方法においてより多くのオレフィンを供給することにより行い、式(I)のポリマーが0とは異なるz’を有する請求項19〜28のいずれか一項に記載の方法。
【請求項30】
5絶対バール未満の圧力で運転することにより、UV線に対して透明な溶媒の存在下で、1〜75の間のオレフィンの合計モルと過酸化物の過酸化物単位のモル(−O−O−結合のモル)との間の比を用いることにより、−100℃〜+100℃の間、好ましくは−80℃〜+80℃の間、より好ましくは−60℃〜+60℃の温度で200〜350nmの波長を有するUV線の存在下で工程(a)を行う請求項19〜29のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
任意に溶媒の存在下で、−30〜250℃の間の温度で運転することにより、メタノール、エタノール、イソプロパノールのような第一級アルコールまたは第二級アルコール;LiH、KH、AlHのような単純な水素化物またはLiAlH、NaBHのような錯体水素化物;またはSO、HI、アルカリ金属塩のような任意の触媒の存在下で、残留過酸化物分の完全な除去まで、気体水素から選択される還元剤による化学還元反応によって、(a)において得られたポリマーの過酸化物含有率を工程(b)において減らす請求項19〜30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
工程(b)において、(a)において得られた化合物の残留過酸化物分は、好ましくは−100℃〜+100℃の間の温度で、UV線の存在下の光化学経路である請求項19〜30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
(a)において得られた化合物の残留過酸化物分を200℃〜280℃の間、好ましくは220℃〜250℃の温度で、(a)において得られた混合物を加熱することにより工程(b)において除去する請求項19〜30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項34】
溶媒を工程(a)において用いる時、好ましくは真空下での蒸留による溶媒除去工程(b’)が工程(b)の後に続く請求項19〜33のいずれか一項に記載の方法。
【請求項35】
請求項1〜16、18のいずれか一項に記載の式(I)のポリマーの、低い磨耗値を有する潤滑剤としての使用。
【請求項36】
液体フッ素化潤滑剤または固体フッ素化潤滑剤、好ましくはパーフルオロポリエーテル潤滑剤のための抗磨耗添加剤としての請求項1〜16、18のいずれか一項に記載の式(I)のポリマーの使用であって、前記添加剤が0.1〜50重量%、好ましくは0.5〜30重量%、より好ましくは1〜10重量%の範囲内の量である、使用。
【請求項37】
液体フッ素化潤滑剤または固体フッ素化潤滑剤、好ましくはパーフルオロポリエーテル潤滑剤のための抗磨耗添加剤としての請求項17に記載の少なくとも1個の末端基−(CFW)−COY’(式中、Y’=CF、OH、OCH、OCであり、およびW=F、CFである)を有する式(II)のポリマーの使用であって、前記添加剤が0.1〜50重量%、好ましくは0.5〜30重量%、より好ましくは1〜10重量%の範囲内の量である、使用。
【請求項38】
前記フッ素化油が、鎖に沿って統計的に分布している反復単位−CFXO−(Xは、FまたはCFに等しい)、−CFCFO−、−(CO)−、−CFCFCFO−、−CFCFCFCFO−の1つ以上を含有するパーフルオロポリエーテル油である請求項36または37に記載のポリマー(I)、(II)を含む潤滑用組成物。
【請求項39】
前記ポリマー(I)、(II)が、0.1〜50重量%の間、好ましくは0.5〜30重量%、より好ましくは1〜10重量%の間の量で存在する請求項38に記載の組成物。
【請求項40】
前記パーフルオロポリエーテル油が、以下のクラス:
(1a)E−O−(CFCF(CF)O)m’(CFWO)n’−E
(式中、
WはFまたはCFに等しく、
EaおよびEa’は互いに同じかまたは異なり、CF、CまたはCから選択され、末端基の一方または両方の1個のフッ素原子は、Clおよび/またはHによって置換されていることが可能であり、
m’およびn’は、m’/n’の比が20〜1,000の間であるような整数であり、
n’は0とは異なり、種々の単位は鎖に沿って統計的に分布しており、生成物粘度は上で定義された通りである)
(2a)CO(CF(CF)CFO)o’−Da
(式中、
Daは−Cまたは−Cに等しく、末端基の一方または両方の1個のフッ素原子は、Clおよび/またはHによって置換されていることが可能であり、
o’は生成物粘度が上で定義された通りであるような整数である)
(3a){CO−(CF(CF)CFO)p’−CF(CF)−}
(式中、
p’は生成物粘度が上で定義された通りであるような整数であり、
末端基Cの一方または両方の1個のF原子は、Clおよび/またはHによって置換されていることが可能である)
(4a)Ea−O−(CFCF(CF)O)q’(CO)r’(CFW)s’−Ea’
(式中、
WはFまたはCFに等しく、
EaおよびEa’は互いに同じかまたは異なり、上で定義された通りであり、
q’、r’およびs’は整数であり、0値を有することも可能であり、生成物粘度が上で定義された通りであるような整数である)
(5a)Ea−O−(CO)t’(CFO)u’−Ea’
(式中、
EaおよびEa’は互いに同じかまたは異なり、上で定義された通りであり、
t’およびu’は、t’/u’比が0.1〜5の間であるとともに生成物粘度が上で定義された通りであるような整数である)
(6a)Ea−O−(CFCFCFO)v’−Ea’
(式中、
EaおよびEa’は互いに同じかまたは異なり、上で定義された通りであり、
v’は生成物粘度が上で定義された通りであるような数である)
(7a)Da−O−(CFCFO)z’−Da’
(式中、
DaおよびDa’は互いに同じかまたは異なり、CまたはCから選択され、末端基の一方または両方の1個のフッ素原子は、Clおよび/またはHによって置換されていることが可能であり、z’は生成物粘度が上で定義された通りであるような整数である)
(8a)E−O(CFO)(CFCFO)(CFCFCFO)(CFCFCFCFO)
(式中、
およびEは、式−(CFCF(式中、zは0〜3の整数である)を有する、互いに同じかまたは異なるパーフルオロアルキル末端基であり、
n、m、p、qは、0〜100の間で互いに同じかまたは異なる整数であり、油粘度が上で定義された通りであるとともに、m/n比が2〜20の間であるように選択され、(p+q)/(n+m+p+q)は0.05〜0.2の間であり、n/(n+m+p+q)は0.05〜0.40の間であり、(n+m+p+q)は0とは異なる)
から選択される請求項38または39に記載の組成物。
【請求項41】
前記油が、クラス(1a)、(4a)、(5a)、(8a)またはそれらの混合物、好ましくは、クラス(5a)および(8a)またはそれらの混合物の油である請求項40に記載の組成物。
【請求項42】
液体またはグリースの形態を取った潤滑剤としての請求項38〜41のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項43】
潤滑用フィルムを調製するための請求項1〜16、18のいずれか一項に記載のポリマーの使用。
【請求項44】
0.1〜30重量%の間、好ましくは0.5〜10重量%の間、より好ましくは1〜5重量%の間の濃度で、式(I)のポリマーをフッ素化溶媒または非フッ素化溶媒に溶解または分散させる請求項43に記載の使用。
【請求項45】
請求項44に記載の組成物。
【請求項46】
低温で改善された特性を有するポリマーの調製に際して、重縮合反応または重付加反応におけるマクロマーとしての請求項1〜18のいずれか一項に記載の式(I)および(II)のポリマーの使用。

【公表番号】特表2010−511087(P2010−511087A)
【公表日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−538713(P2009−538713)
【出願日】平成19年11月29日(2007.11.29)
【国際出願番号】PCT/EP2007/063000
【国際公開番号】WO2008/065165
【国際公開日】平成20年6月5日(2008.6.5)
【出願人】(508305960)ソルヴェイ・ソレクシス・エッセ・ピ・ア (53)
【Fターム(参考)】