JPS6245562A - パ−フルオロカルボン酸エステル及びパ−フルオロカルボン酸エステルを含有する潤滑剤 - Google Patents

パ−フルオロカルボン酸エステル及びパ−フルオロカルボン酸エステルを含有する潤滑剤

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JPS6245562A
JPS6245562A JP1099586A JP1099586A JPS6245562A JP S6245562 A JPS6245562 A JP S6245562A JP 1099586 A JP1099586 A JP 1099586A JP 1099586 A JP1099586 A JP 1099586A JP S6245562 A JPS6245562 A JP S6245562A
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formula
acid
acid ester
perfluorocarboxylic acid
lubricant
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JP1099586A
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Hirofumi Kondo
洋文 近藤
Seiichi Arakawa
清一 荒川
Tomiko Ishikawa
石川 富子
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低温域においても良好な潤滑作用を示し、潤
滑剤として有用な新規化合物に関するものであり、さら
にこの新規化合物を含有する潤滑剤に関するものである
〔発明の概要〕
本発明は、一般式 %式% (式中のXは水素原子、フッ素原子またはその両者であ
り、n≧6、m≦20+1、a≧8、b≦23+1であ
る。) で表され、あらゆる使用条件下においζも優れた潤滑性
を発揮する、新規パーフルオロカルボン酸エステルを提
供し、さらにこのパーフルオロカルボン酸エステルを含
イjする潤滑剤を提供しようとするものである。
〔従来の技j#3 〕 これまで潤滑剤としては、高級脂肪酸やそのエステルに
代表される液体潤滑剤や、二硫化士すブデンに代表され
る固体潤滑剤等、散々の化合物が知られて打り、その用
途も広がりつつある。
例えば、強磁性金属材ギ−1を蒸着等の不法により高分
子フィルl、上に被nしてこれを磁性層とした?lf!
磁性金属7yI膜型の石汁気記1.A媒体では、C?1
性層表層表面滑性が極めて良好であるために実質的な接
触面積が大きく、凝着現象(いわゆるはりつき)が起こ
り易くなったり摩擦係数が大きくなる等、耐久性や走行
性等に欠点が多いので、その改箋のために各種潤滑剤の
使用が検討されている。
このような特殊な用途に供される潤滑剤には、用途に応
じてその特性に厳しい要求が出され、周知の潤滑剤では
充分な対応が難しいのが現状である。
上述の強磁性金属薄+12型の磁気記録媒体を例にすれ
ば、使用する潤滑剤には、 I)特に寒冷地での使用に際しても所定の潤滑効果が確
保されるように低温特性に優れること、+1)磁気ヘノ
lとのスベーノングロスが問題とムるので極めて薄(塗
布できること、またその場合にも充分な潤滑性が発揮さ
れること、 iii )表面に塗布したたりでも長時間そのり〕果が
持続すること、 等が要求される。これにり・1して、IIRηJR+2
やそのエステル等の液体潤滑剤では、θ〜−5°Cのよ
うな低温下では固体化または凍結するものが多く、充分
にその潤滑効果を発揮させることができなか1,7た。
また、固体潤滑剤は、例えばテープ状の媒体(磁気テー
プ)の潤滑剤としては実用的でない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで本発明は、kll阿なる使用条+’i下において
も密着性やr冷性が保たれ、かつ単に表面に塗布するだ
けで長間に亘り潤滑効果が持続Vる新規な化合物の開発
を目的とし、これによって前述の強磁性金属薄膜型の磁
気記録媒体等に使用して好適な潤滑剤を提供することを
目的とする。
L問題点を解決するための手段〕 本発明汗等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究を
重ねた結果、本発明著等によってはじめて合成されたパ
ーフルオロカルボン酸エステルがこの目的に適合するこ
とを見出し、この知見に基づいてこの発明をなすに至っ
た。
すなわち、本発明は、一般式 %式%) (式中のXは水素原子、フッ素原子またはその両者であ
り、n26、m≦2n+1.a≧8、b≦2 a + 
lである。) で表されるパーフルオロカルボン酸エステルを堤+Jb
するものであり、さらにこのパーフルオロカルボン酸エ
ステルを含有する潤滑剤を提供するものである。
本発明のパーフルオロカルボン酸エステルは、常温で固
体のパーフルオロカルボン酸をエステル化させ、融点を
下げるとともにアルコール部の効果を伴わせ、潤滑効果
を低温域に上で広げたものである。また、本発明の化合
物は、融点が低いばかりでなく、粘度も小さいために、
)人動点tRF剤あるいは凝固点降下剤等の添加剤を加
える必要がな(、内燃機関の潤滑剤として応用できる可
能性もある。
上記一般式(+)において、C,Xbで示される脂肪族
炭化水素基の炭素数aは8以上とすることが好ましい。
炭素数aが8未満であると潤滑1t1が不足する。実際
には、炭素数18未満の直1ili状アルキル基、ある
いは炭素数がそれ以」二の場合二二は二重結合を持たせ
るか技分かれさぜた脂肪族炭化水素基とするごとにより
」一連の「1的を達成Jることができた。また、上記脂
肪族炭化水素H−は、含フツ素脂肪族炭化水素Wであ−
、でもよく、したがって、式中Xは水素原子ばかりでな
く、フッ素原子、あるいは水素原子とフッ素原子の両8
であってもよい。
一方、パーフルオロカルボン酸部の炭’E G rlは
、6以上であることが好ましい。この炭素数nが6未満
であるとやはり潤滑性が不足づる。ただし、この炭素数
nがあまり大き過ぎると、低温域で(疑固するようにな
ることから、実用上は1151017度にIrl1える
ことが好ましい。
本発明のパーフルλt:Iカルボン酸エステルは、いず
れも文献未収の新規化&物ごあり、−形式%式%(11
) (式中のnは6以」二の整数であり、出(」20←l以
下の整数である。) で表されるパーフルオロカルボン酸と、−i弐CjX、
Oll            ・・  (III)(
式中のXは水素原子、)、・素1京子:[たはその両者
であり、aは8以にの整数、bは2 a 4−1以下の
整数Cある。) で表されるアルコール珀をほぼMモル量で反応させるこ
とるこよって合成することがごきる。反応式を示せば次
のようなものである。
C−FllCOOII  +  C−XbOIIC,、
F、C00C−Xb   ・・・(1)式この−a式(
II)の化合物と一般式(III)の化合物の反応は、
トルエン等の溶媒中、還流することにより容易に進行す
る。得られるパーフルオロカルボン酸エステルは、減圧
糸ff/により反応〆II合物から容易に!11離する
ことができる。
上記一般式(11)でkされるパーフル」τコカルボン
酸としては、市販のものを用いることができる。
また、上記一般式(1■)で示されるアルコール類につ
いても、市販のものをそのまま用いるごとができるが、
特に市I仮にないものは、相当するカルボン酸をエステ
ル化した後、水素化り−1つノ4アルミニウムL i 
A e Haあるいは金属ノー1−リウムで還元するこ
とによってfiiT iαに合成することができる。
上述のように合成されるパーフル第し】カルボン酸エス
テルは、it %虫で潤滑剤として用いてもよいが、従
来公知の潤滑剤と混合して用い、さらに使用温度帯域の
拡大を図るようにしてもよい。
使用される潤滑剤としては、脂肪酸またはその金属塩、
脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪族アルコールまた
はそのアルコキシド、脂肪族アミン、多価アルコール、
ソルビタンエステル、マンニノタンエステル、硫07化
脂肪酸、脂肪族メルカプタン、変性ンリコーンオイル、
パーフルオロアルギルエチレンオキンド、パーフルオロ
ポリエーテル類、高級アルキルスルホン酸またはその金
属塩、パーフルレオじ1アル4=ルスルホン酸またはそ
のアンモニウム塩あるいはその金属塩、パーフル第1:
エチル;l: ノ1.= :、’Jルボン酸またはその
金属塩等が例示さ机る。
さらには、より厳しい使用条体に月処し、かつ潤滑り」
果を持続さ−Uるために、重iIL比で30.70〜7
03C程度の配合比−〇指圧剤を(jt用しCもよい。
上記(極圧剤は、境界側i”i’:’ ?’fl域にお
いて部分的にb圧接触を4Lシたとき、これに住う1γ
擦Cノサによって金属面と反応し、反応4L成物被欣を
形成づる、二とにより[γ1察・摩↑[防止作用を行う
ものであって、リン系極圧剤、イオウ系極圧剤、ハ【コ
ゲン系)f:圧M1.有機金属系罹圧剤、複合型(5λ
扛」11等が知られζいろ。
具体的に例示4−れば、」二足リン系極圧剤としでは、
1−リブーf〜ルポスフエート、トす〕クチルポスフエ
−1・、MJ−2−エチルヘキンルホスフj。
ト、トリラウリルホスフェート、トリオレイル1τスフ
ヱ−1−、ジブチルホスフェ−1,ノオクチルホスフエ
ート、ジー2−エチルへキソルホスフL−ト、ジラウリ
ルホスフェート、ジオレイル上スフニー1−等のリン酸
エステル、トリブチル+?スファイト、トリオクチルホ
スファイt、l・ツー2−工千ルヘキ7/ルホスファイ
)・、1リラ?ノリルホーζファイ1−、トリオレイル
ホスファ1“I、ジブ(・ルポスファイト、ジオクチル
1;スフアイ1.、 −、ニー 2−エチルへキンルホ
スファイ11 ジラウリル:゛−棗ソファイト1ノー、
(1/イルホスフアイトエステル、ジブチルホスフェ−
ドブ千ルアミ゛/1甚。
ジブチルホスフェートオクチルアミン塩,7;−ゲチル
ホスフエートステアリルアミン塩,ジ]り千ルホスフエ
ートブーyールアミン塩,ジオクJールホスソ工ートオ
クチルアミン塩.ジオクチルホスフj.=トラウリルア
ミン塩,ジAクチルポスフェ,ー1ーステ了りルアミン
塩,ジー2ーエチル−・−1ツル1′.ズフエートフ゛
チルアミン■菖、ノー2−ニーブール・\、1ノルポス
フエートオク千ルアルアミン塩−2−工(−ルヘー1−
ノルホスフェ−]・ラウリルアミンt+u、 シー2 
工y−ルヘ、l= g、/ルホスフェートステアリルア
ミン見Δ5.;ラウリル士スフニー(・ブチルアミンl
Σ1.。
ジラウリルホスソエート第2チルアミン塩、シラ1リリ
ル十スフニートラウリルアミン塩、ジラウリルホスフェ
ートステアリルアミン塩、ジオレイルポスフエートブチ
ルアミン塩、ノオレイルホスフ工−トオクナルアミン塩
、ジオレイルホスフェートラウリルアミン塩、ジ(レイ
ルポスフェートステアリル−アミン塩等のリン酸エステ
ルアミン塩が挙げられる。
上記イオウ系極圧剤としては、硫化口、香晩:油、硫黄
化ジペンテン等不飽和結合を有する鉱油、油脂や脂肪酸
等に硫黄を加えて加熱することにより製造されろ硫化油
脂類、二硫化ジヘンジル、二硫化ジフェニルに硫化ジー
 1−ゾナル、L硫化〕5eC−ブチル、二硫化ジ−n
−ブチル、二硫化、ノーt−オクチル、二硫化ジエチル
等のジ勺ルファイド珀、硫化ヘンシル、硫化ジフェニル
、硫化ジビニル、硫化ジメチル、硫化ジエチル、硫化ジ
ーL−ブチル、硫化ジーSQC,−ブナル5硫化ン−n
−ブチル等のモノザルファイト類、三硫化ツメチル、三
硫化ジーL−ブチル、ポリ硫化ジー1−ノニル、オレフ
ィンポリサルファイ1等のポリjJルファイド類、一般
式 %式%() (但し、式中Rは炭化水素基を表す。)で示されるチオ
カーボ名−1・1n、元素硫黄等が挙げられる。
上記ハロゲン系極圧剤としては、臭化フリル。
臭化オクタデシル、臭化シクロヘキンル、臭化ステアリ
ル、重化ヘンシル等の臭素化合物、ヨウ化ヘンシル、ヨ
ウ化アリル、ヨウ化ブチル、リウ化オクタデシル、ヨウ
化ンクロへキシル等のヨt′7素(1’1M、ヘキサク
ロロエタン、モノクロルエクン。
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化油脂、メ
チルトリクロロステアレー1−、ペンタクロ〔1ペンタ
ノエン酸、ヘキサクロルナフテン酸化合物のエステル、
ヘキ(」りlフルナフテン酸化合物のイミド誘導体等の
塩素化合物が挙げられる。
上記有機全屈系極圧剤としては、ンイソブチルジチオリ
ン酸化鉛、イソブチルペンチルジチオリン酸曲1)l)
、インプロピル−1−メチルブチルンナオリン酸、・イ
ソジチル5ノニルフLニルジチオ+1ン酸化B)、イソ
ブーエールへブチルフェニルジ−y−オリン酸、ジヘプ
チルフェニルノチオリン酸、ジノニルフJ、ニルジチオ
リン酸曲鉛、モリブデンジチオフメスフエl′:?のチ
オリン酸塩類、ジメーy〜ルジナオカルハミン、KG 
l1ll’;鉛、ジエチルノーy−オカルハユン酸亜鉛
、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、エチルソエニルン
チオ力ルハミン酸亜鉛、ジヘンノルジーy−オ力ルハミ
ン酸亜鉛、ジメーy−ルジチ」カルバミン酸亜鉛、ジメ
チル、ジチオカルバミン酸銅、ンメーy−ルンチオカル
ハミンh2 i失、ジエ千ルジチAカルバミン醜セレン
、ソエチルノチオカルハミン酸銀等のチオカルバミン酸
塩類、モリブデン、アンチモン等の合圧アルキルジチオ
カルバミン酸塩類、等が挙げられる。
上記複合型極圧剤としては、ジー2−エチルへキシルチ
オリン酸アミン等のジアルキルチオリン酸アミン類、塩
化プロピルボスフェート、臭化プロピルホスフェート、
ヨウ化ブI−1ビルホスフェート、塩化ブチルポスフ、
−1,,,py化プチルボスフェ−1・2  ヨウ化ブ
チルホスフェ−I・等に代表されるハロゲン化アルキル
のリン酸エステル類、りDロナフサザンテート等の他、
−fYn式%式%() (但し、各一般式中Rは水素原子7+Eたはアル−1−
ル2ん、アルケニル基、アリール基を表す。)で示され
るチオフォスフェート1n、一般式Slン (但し、式中[には水素原子またはアルキル、拮、アル
)1−ニル桔、アリールl(ヲイ↑セず。)で示される
チオフォスフェートin等が効果が高い。
上述の極圧剤は単体で使用してもよいが、2種以−Lを
混合して使用づることち可能である。
あるいは、■−述の潤滑剤2極圧刑の他、必要に応・し
て防錆剤を併用してもよい。防11!i削としては、従
来公知の防錆剤がいずれも使用できる。
これらパーフルオロカルボン酸エノテルを含佇する潤滑
剤を付着させる方法としては、上記潤滑剤を7容媒に溶
解して得られた溶液を塗布もしくは噴霧するか、あるい
は逆にご)容液中に浸清し乾燥すればよい。
〔作用〕
パーフルオロカルボン酸をエステル化することにより、
融点が低ドし、同時に1スアル化によるtr+I冷性の
付与かなされる。この結果、イ5 h fコ潤滑効果が
低温域にまで広げられる。
〔実施例〕
以下、本発明の具体的な実施例につい一ζ説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
先ず、以下の合成例にしたがってバーフルオ[2カルボ
ン酸エステルを合成した。
合成例1゜ 市販のリノール酸メチルをn−ブタノール中1金属ナト
リウムを用いて還元した後、滅王7と留して精製し、リ
ルニルアルコールをj:11こ。得られたリルニルアル
コールのl弗点(b、p、)は163〜167℃(0,
5u+lIg)であった。
このリルニルアルコールと市II及のペン7ンテ゛カフ
ルオロオクタン酸を、トルエン中、p−1ルエンスルホ
ン酸を触媒としてエステル化反応さ已゛た。
すなわち、途中生成する水を取り除きながら、8時間還
流した。
これを減圧茅留して精製した。t′7られだ生成物を化
合物1とした。
以下の合成例でも同様であるが、生成物の薙認は、赤外
分光分析(IR)、絃(jf気共鳴スベク1−ル(N 
M +’< )及び質呈分析(MASS)によってfi
った。すなわら、赤外分光>>折で1210〜1380
cm−’にかけてCF結合特佇の吸収が見らtrること
、1780cm−’にJ−ステルのL’−0の吸収が見
ら矛)ろこと、2910cm”にCI+の伸ti?Ik
 Jす」による吸収が見られること、活からペンタデカ
フルオロオクタン酸すルユルエステルと6′α認、した
また質尾分析によるマススペクトルで、765の分子イ
オンビークM゛が存在することも、この構造を支持して
いる。なお、上記赤外分光う)折は、ロ木分光省製、赤
り(分光光度工1Δ−102分用いて行い、また質h(
分析は、日本′IY^r社製、質YA庁析3+DX30
3を用いて行った。
得られた生成物の赤外線吸収スベクlルを第1図に、質
滑分析スペクトルを第2図にそれぞれ示す。
合成例2゜ 市販のリノール酸メチルを11−ブタ、′−ル中。
全屈ナトリウムを用いて17元した1(、減圧・胃留し
て精製し、リルイルアルニ1−ルをillだ。得、′)
れたリルイルアルコールの7・Jtす、(b、p、)は
150〜160°C(Q、2*m1lB)  ごあった
このリルイルアルコールと市販のベニ、・タデVフルオ
ロオクタン酸を先の合成例1と同様に反!、[−1さセ
た後、減圧茎ξ′?し“ζ↓青製じ)こ。j“)られた
Jjり成力を化合物2とした。
合成例3゜ 市販のAレイルアルコールとベア′ター)“カフルオロ
1寸゛ククン酸とを先の合成例)と同は:二反1名さI
Jた後、減圧遺留して精製した。i”r ;)tyたべ
1−成゛1シ」を化合物j3としまた。
合成例4゜ 市販のイソステアリン酸(東京化成社製)を、先ずブ千
tレエスう−ルとした後、jjjE水エーテル中で水素
化リチウJ、アルミニラl、を用いて還元することによ
りイソステアリル)′ルコールを得た。
ごのイソスう−アリルアルコールと市販のペンタデカフ
ルオロオクタン酸とを先の合成例1と同様に反応させた
後、減圧蒸留して11′1製した。fj)られた生成物
を化合物4とした。
自戒例5゜ 山1仮のイソノニルアルコールとペンタデカフルオロオ
クタン酸とを先の合成例1と同様に反応さゼた後、減圧
蒸留して精製した。得られた生成物を化合物5とした。
合成例6゜ 市販のトデンルアルコールとペンタデ力フルオじ2オク
タン酸とを先の合成例1と同様に反応させた後、減圧蒸
留して精製した。得られた生成物を化合物6とした。
合成例7゜ 市販のペンタデカフルオロオクタン酸を、先スブチルエ
ステルとした後、無水エーテル中で水素化リチウムアル
ミニウムを用いて還元することによりペンタデカフルオ
ロオクチルアルコールを得た。
このペンタデカフルオロオクチルアルコールと市販のペ
ンタデカフルオロオクタン酸とを先の合成例1と同様に
反応させた後、減圧蒸留して精製した。得られた生成物
を化合物7とした。
合成例8゜ ペンタデカフルオロオクタン酸の代わりにノナデカフル
オロデカン酸を用い、他は合成例4と同様の方法により
ノナデカフルオロデカン酸インステアリルエステルを得
た。これを化合物8とした。
合成例9゜ ペンタデカフルオロオクタン酸の代わりにノナデカフル
オロデカン酸を用い、他は合成例1と同様の方法により
ノナデカフルオロデカン酸すルニルエステルを得た。こ
れを化合物9とした。
合成例IO ペンタデカフルオロオクタン酸の代わりにノナデカフル
第11デカン酸を用い、他は合成例2と同様の方法によ
りノナデカフルオIコデカン酸すルイルエステルを得た
。これを化合物10とした。
合成例11゜ ペンタデカフルオロオクタン酸の代わりにノナデカフル
オしJデカン酸を用い、他は合成例3と同様の方法によ
りノナデカフルオロデカン酸すルイルエステルを得た。
これを化合物11とした。
上述の各合成例で得られた化合物の沸点、収率及び分子
イオンピークM゛を第1友に示す。
次に、1″f、られたパーフルオロカルボン酸エステル
を強磁性21匡薄膜型の磁気記録媒体の潤滑剤に応用し
、その潤滑効果を調べた。
応用例1゜ 14μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに斜
め茎着法によりCoを被着させ、11簗j71000人
の強磁性金属薄膜を形成した。
次に、この強磁性金属薄膜表面に、第1表に示すパーフ
ルオロカルボン酸エステル(先の合成例で合成した化合
物1)0.48gを800gのフレオンに溶罫した/8
液を塗布し、8m−幅に裁断してサンプルテープを作製
した。
応用例2〜応用例+1 パーフルオロカルボン酸エステルとして先の第1表に示
す化合物2〜化合物11を用い、他は応用例1と同様の
方法によりサンプルテープを作製した。
作製された各サンプルテープについて、相X、l iW
度(R1+)50%、温度25°C1および温度−5°
Cの各条件下での&)+ P?擦係数、シャトル耐久性
及びスチル耐久性を測定した。この動摩擦係数は、材質
がステンレス(SUS304)のガイドピンを用い、一
定のテンションをかけ5m1n/secの速度で送り、
試験したものである。また、シャ]・ル耐久性は、1回
につき2分間のンヤトル走行を行い、出力が一3dB低
Fまでのン十トル凹数で評価した。スチル耐久性はポー
ズ状態での出力の一3dlまでの減衰時間を評価した。
なお、比較例とし7て、全く潤滑剤を被着しないブラン
クフーープについても測定した。4+−果を第2表に示
す。
(以下余白) 第2表 この表からも明らかなように、各応用例では、常温、低
温の各条(!1下で動摩1察係数が小さく、走行が極め
て安定しており、また100回往復走行後もテープ表面
の(員(葛は全く見られなかった。また、耐久性も極め
て良く、150回ツヤトル走行を行っても出力の−3d
 B低下は見らFしなかった。
これに対して、潤滑剤層のない比較例のテープでは、摩
擦係数が往復走行回数が多くなるにつれて大となり、走
行も不安定でテープの)?耗が見られ、耐久性も悪いも
のであった。
〔発明の効果] 以−Fの説明からも明らかなように、本発明のパーフル
オロカルボン酸エステルは極めて優れた潤滑性を発揮し
、またその潤滑性は低ia ’Tでも保たれる。さらに
、本発明のバーフルオI」カルボン酸エステルは、その
合成や取り扱いが容易である。
したがって、このパーフルオロカルボンテルを単独もし
くは他の成分と併用して潤滑剤とすれば、各種機械類は
勿論、強Gl性金属薄膜型侑気記録媒体等の特殊な用途
の潤滑用として好適である。
本発明の潤と↑剤は、表面に被着づるだけで長時間にわ
たり良好な潤滑効果を発揮し、またその潤滑効果は低温
域での使用等の際にも低下することはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の合成例で合成されたベンクデカフルオ
しJオクタン1唆リルニルエステルの赤外線吸収スベク
]・ルであり、第2図はその質星分)イスペク]・ルで
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 C_nF_mCOOC_aX_b (式中のXは水素原子、フッ素原子またはその両者であ
    り、n≧6、m≦2n+1、a≧8、b≦2a+1であ
    る。) で表されるパーフルオロカルボン酸エステル。
  2. (2)一般式 C_nF_mCOOC_aX_b (式中のXは水素原子、フッ素原子またはその両者であ
    り、n≧6、m≦2n+1、a≧8、b≦2a+1であ
    る。) で表されるパーフルオロカルボン酸エステルを含有する
    潤滑剤。
JP1099586A 1986-01-23 1986-01-23 パ−フルオロカルボン酸エステル及びパ−フルオロカルボン酸エステルを含有する潤滑剤 Pending JPS6245562A (ja)

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