专利名称：用于硬盘介质的组合润滑剂的制作方法
用于硬盘介质的组合润滑剂技术领域
本发明的各实施例一般涉及组合润滑剂，且具体地涉及用于磁性记录盘的组合 润滑剂。
背景技术：
磁盘驱动系统通常具有一个或一个以上磁性记录盘和用于在这些盘内存储数据 的控制机构。磁性记录盘由衬底和沉积在衬底以上的一个或一个以上的层构成。通常， 为了提供可靠的磁头-磁盘接口，将基于碳的保护层(COC)涂覆在磁性记录盘的基础结 构上并且将润滑层布置在COC上方，然后使得磁头在润滑层之上飞行。
这种润滑剂的示例是FombKn基的全氟聚醚合物(例如商业上可以从新泽西州的 的Solvay-Solexis of Thorofare得到的“Z_Dol”)。 已知Rmiblin基的化合物与包含在 磁头部件中的诸如铝的金属反应，裂开全氟聚醚的主链并且使润滑剂解聚为挥发性副产 物。磷腈添加剂抑制在磁头-磁盘接触时发生磁盘润滑剂降解，由此提高磁头-磁盘接 口耐用性。例如，磷腈官能化的全氟聚醚材料，诸如商业上可以从日本的Matsumura Oil Research Corp. (M0RESC0)得到的 “Phospharol A20H”，可以与 Fomblin Z-Dol 组合。
为了进一步增加磁盘驱动器的存储密度和处理速度，期望减小磁头和磁盘之间 的距离(飞行高度)或加速磁盘的旋转。然而，在以上任何一种情况下，磁头可能更经 常地接触磁盘，由此，将磁盘表面的润滑剂传递到磁头。由于润滑剂传递导致润滑剂在 磁头上的聚集，这可能造成高飞写(HWF)问题，因此Solvay-Solexis和其他企业已经制 造了可用产品，诸如“Fomblin Z-teraol”，其具有比Z-Dol更低的流动性。但是，由于 与A20H的兼容问题，这种润滑剂系统可能在组成上并且由此在性能上具有明显的限制。
本发明的实施例在所附的附图中通过示例而非限制地图示说明，其中
图1图示说明根据本发明的一个实施例的组合润滑剂的飞行能力。
图2图示说明根据本发明的一个实施例的组合润滑剂的划伤耐受性。
图3图示说明根据本发明的一个实施例的形成记录介质盘的方法的流程图。
图4图示说明包括根据本发明的一个实施例的组合润滑剂层的磁性记录盘的示 意横截面图。
具体实施方式
在以下的描述中，阐述了多个具体细节，诸如细节、组分、工艺等的示例，以 提供对本发明的各个实施例的全面理解。然而，对于本领域技术人员而言，不需要采用 这些具体细节来实施本发明的各个实施例是显而易见的。在其他情况下，众所周知的化 学组合物或合成方法没有详细描述以避免不必要的模糊本发明的各个实施例。在整个本 说明书中参照“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构、材料或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。由此，在整个本说明书的各个位置处的短语“实施例中” 的出现未必指代同一实施例。此外，可以在一个或一个以上实施例中以任何适当的方式 组合特定特征、结构、材料或特性。
此处公开的是组合润滑剂系统的实施例，其可以在衬底粘合和润滑成分的流动 性之间提供优良的平衡性。总体而言，本发明的各实施例提供一种润滑剂组合物，其中 每种成分中的端基(end group)与端基粘合的衬底的相对反应性被选择，使得粘合润滑剂 的衬底上的活动区域被单独的成分以使每种成分的效果最大化的比率占据。尽管在此更 详细地描述如位于磁性记录盘上的关于基于碳的保护(COC)层的组合润滑剂的示例性实 施例，但是组合润滑剂的各成分之间匹配润滑剂-衬底粘合属性的原理可以应用于其他 类似的润滑剂系统以及具有类似的化学成分和类似表面的其他润滑剂-衬底组合。
本发明的具体实施例包括一种记录介质润滑剂组合物，其具有平衡衬底粘合和/ 或润滑剂成分之间的流动性的成分以提供具有高粘性和高耐用性的组合润滑剂。进一步 的实施例包括具有基底结构的磁记录介质盘，其中COC布置在基底结构上方，并且具有 此处描述的组合润滑剂成分的润滑剂层布置在COC上。另外的实施例包括磁性记录盘的 制造方法以包括具有此处描述的润滑剂组合物的润滑剂层。
对于示例磁性记录盘实施例，已经发现极性端基的存在是润滑剂成分和碳基的 表面(例如COC的表面)之间的相互作用的重要因素。更具体地，已经发现极性端基中 羟基(-0H)或醇基的存在是改变每种润滑剂成分的润滑剂-碳粘合属性的因素，使得通 过极性端基中羟基总体的适当设计，该粘合属性可以在两种润滑剂成分之间匹配至良好 的效果。
在实施例中，提供一种组合润滑剂，其中至少某数量的非磷腈成分和磷腈成分 存在于化合物中。然而应当理解这两种成分不一定排除任何其他成分。在一个实施例 中，为了实现非磷腈成分和磷腈成分的粘合属性之间的期望的平衡，非磷腈成分和磷腈 成分的化学要素均包括具有特定数量的羟基的极性端基。
在一个实施例中，非磷腈成分包括主聚合物链，由第一极性官能端基终止于第 一端，以及由第二极性官能端基终止于第二端，其中第一极性官能端基具有第一数量(η) 的羟基，以及第二极性官能端基具有大于第一数量羟基的第二数量(m)的羟基。因此， 非磷腈成分可以被描述为具有关于存在的羟基数量非对称的极性官能端基的双官能化合 物，非磷腈成分用式(1)表示，
R1-(重复单元)-R2 (1)
其中R1包括(ρ)个羟基，R2包括(q)个羟基，其中ρ和q都是整数。重复单元 是本领域已知的用于处理润滑剂属性的均聚物或共聚物。在一个特定实施例中，非磷腈 成分是双官能全氟聚醚(PFPE)化合物，其包括全氟氧化烯(perfluoroxyalkylene)单元， 用式⑵表示，
R1-O- (CF2-CF2-O) n- (CF2-O) m-R2 (2)
其中η和m都在1到30之间。
在另一实施例中，磷腈成分包括主聚合物链，其在第一端终止于磷腈官能基。 在一个特定实施例中，磷腈官能基是环化三瞵腈(cyclotriphosphazene)官能基。环化三瞵 腈官能基的每一个中具有5价氧化态的磷原子，在P3N3环的每个磷上存在两个分支，总共6个分支，使得磷腈成分用式C3)表示，
G-[ (CF2-CF2-O) n- (CF2-O) m-R3]z (3)
其中G是官能端基，用式(4)表示，
-CF2-CH2-0-P3N3-[ (O-C6H4) _R]6_z (4)
并且其中ζ在1到5之间，η和m在1到30之间，并且R是氢原子、芳基、CV4芳基、芳氧基、CV4烷氧基或CV4卤烷基的任意一种。在示例卤烷基实施例中，G 是-CT2-CH2-O-P3N3-(O-C6H4CF3)5，并且在一个这种实施例中具有特定化学结构，
使得磷腈成分用式(5)表示，
-CF2-CH2-O-P3N3- (O-C6H4CF3) 5_ (CF2-CF2-O) n_ (CF2-O) m_R3 (5)
在一实施例中，磷腈成分在第二端终止于具有第三数量ω的羟基的第三极性端 基(R3)。
在一实施例中，第三数量的氢氧根的数量大于第一数量的羟基(r> ρ)。在进一 步的实施例中，第三数量的羟基等于第二数量的羟基(r = q)使得在非磷腈成分和磷腈成 分的羟基数量的总体关系用式6给出；
ρ < q = r. (6)
在示例性实施例中，其中非磷腈成分包括具有一个羟基(p = 1)的第一极性端基 (R1)、以及具有两个羟基(q = 2)的第二极性端基(R2)，磷腈成分的第三极性端基(R3) 中的羟基的第三数量(r)等于2(即，ρ = 1 ; q = r = 2)。
示例性实施例的极性端基上的羟基或醇基的上述关系已经被发现在平衡润滑剂 成分之间的润滑剂/碳相互作用上特别有效。尽管不被理论限制，可想到在磷腈成分的 一端提供比在非磷腈成分的一端上更多的羟基，磷腈成分能更好地与非磷腈成分竞争得 到COC上的活性碳区域。这被认为增加磷腈成分相对于非磷腈成分的相对反应性。此 外，每个磷腈成分和磷腈成分的一端具有相对大数量的羟基(例如q = r =幻，磷腈成分 和非磷腈成分均被认为坚固地粘合到他们的活性碳区域，导致成分之间的极好匹配。
在示例性实施例中，第二和第三极性端基(R2、R3)是相同的二醇。在一个这样 的实施例中，每个R2和R3是相同的乙二醇衍生物，包括羟乙基，并且用式(7)表示，
CF2CH2OCH2CH (OH) CH2OH(7)
其中R1具有单个羟基，仅仅端部碳包括羟基取代基(即，羟甲基)，式 ⑵中的非磷腈成分中的R1和R2的第一个是CH2OH-CT2-, R1和R2中的另一个 是-CF2-CH2-O-CH2CH (OH) CH2OH,使得式(2)用式⑶表示，
CH2OH-CF2-O- (CF2-CF2-O) n_ (CF2-O) m-CF2_CH2OCH2CH (OH) CH2OH
(8)
此双官能全氟聚醚化合物，命名为“Z-Triol”，以指示存在三个羟基，其能够
权利要求
1.一种组合润滑剂，包括非磷腈成分，包括双官能全氟聚醚化合物，其终止于第一和第二极性端基，所述第 一极性端基包括第一数量的羟基以及所述第二极性端基包括大于所述第一数量的羟基的 第二数量的羟基；以及与所述非磷腈成分组合的磷腈成分，所述磷腈成分包括终止于磷腈官能基以及具有 第三极性端基的双官能全氟聚醚化合物，所述第三极性端基包括第三数量的羟基。
2.根据权利要求1所述的组合润滑剂，其中所述第一极性端基仅仅包括一个羟基并且 所述第二极性端基包括二个羟基。
3.根据权利要求2所述的组合润滑剂，其中所述第三极性端基包括二个羟基。
4.根据权利要求1所述的组合润滑剂，其中所述第三数量的羟基大于所述第一数量的 羟基。
5.根据权利要求4所述的组合润滑剂，其中所述第三数量的羟基等于所述第二数量的羟基。
6.根据权利要求5所述的组合润滑剂，其中所述第二和所述第三极性端基是相同的。
7.根据权利要求1所述的组合润滑剂，其中非磷腈成分磷腈成分比在90 10到 10 90的范围。
8.根据权利要求7所述的组合润滑剂，其中非磷腈成分磷腈成分比是50 50或更低。
9.根据权利要求1所述的组合润滑剂，其中所述第一数量的羟基、所述第二数量的羟 基以及所述第三数量的羟基中的每一个是末端碳上的取代基。
10.根据权利要求1所述的组合润滑剂，其中所述双官能全氟聚醚化合物在每端终止 于羟甲基(-CH2-O-H)。
11.根据权利要求1所述的组合润滑剂，其中所述磷腈成分在一端终止于羟甲基 (-ch2-oh)。
12.根据权利要求1所述的组合润滑剂，其中所述非磷腈成分用以下化学式表示 R「0_ (CF2-CF2-0) n- (CF2-0) m-R2，其中民是 CH20H-CF2-0-，r2 是-cf2-ch2-o-ch2ch (oh) ch2oh,并且n和m在1到30之间。
13.根据权利要求1所述的组合润滑剂，其中磷腈成分用以下化学式表示 G- (CF2-CF2-0) n- (CF2-0) m_R3，其中 G 是-cf2-ch2-o-p3n3-(o-c6h4-cf3)5，R3 是-CF2-CH2-0-CH2CH (OH) CH2OH,并且 n 禾P m 在 1 到 30 之间。
14.根据权利要求13所述的组合润滑剂，其中G是
15.—种方法，包括提供磁盘，所述磁盘包括布置其上的碳基保护层(COC)；以及 在所述COC上形成组合润滑剂，其中所述组合润滑剂包括 非磷腈成分，包括，终止于第一和第二极性端基的双官能全氟聚醚化合物所述第一 极性端基包括第一数量的羟基并且所述第二极性端基包括大于所述第一数量的羟基的第 二数量的羟基；以及与所述非磷腈成分组合的磷腈成分，所述磷腈成分包括终止于磷腈官能基以及具有 第三极性端基的双官能全氟聚醚化合物，所述第三极性端基包括第三数量的羟基。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一极性端基仅仅包括一个羟基，所述第 二极性端基包括二个羟基，并且所述第三极性端基包括二个羟基。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述非磷腈成分与所述磷腈成分以50 50或 更低的非磷腈成分磷腈成分比混合。
18.根据权利要求17所述的方法，其中在所述COC上形成所述组合润滑剂包括 用所述组合润滑剂涂覆所述磁盘；以及通过曝光于紫外(UV)光将所述组合润滑剂粘结到所述COC。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述非磷腈成分用以下化学式表示 r「(CF2-CF2-0) n- (CF2-0) m-r2，其中民是 CH20H-CF2-0，R2 是 CF2_CH2OCH2CH (OH) CH2OH, n 和 m 在 1 到 30 之间；并且其中所述磷腈成分用以下化学式表示g- (CF2-CF2-0) n- (CF2-0) m_r3，其中 g 是-cf2-ch2-o-p3n3-(o-c6h4-cf3)5，R3 是-CF2-CH2OCH2CH (OH) CH2OH, n 禾P m 在 1 到 30 之间。
20.—种磁性记录盘，包括 基底结构；布置在所述基底结构上方的碳基保护层(COC)；以及 组合润滑剂层，其布置在所述COC上方，所述组合润滑剂层包括 非磷腈成分，其包括终止于第一和第二极性端基的双官能全氟聚醚化合物，所述第 一极性端基包括第一数量的羟基以及所述第二极性端基包括大于所述第一数量的羟基的 第二数量的羟基；以及与所述非磷腈成分组合的磷腈成分，所述磷腈成分包括终止于磷腈官能基以及具有 第三极性端基的双官能全氟聚醚化合物，所述第三极性端基包括第三数量的羟基。
21.根据权利要求20所述的磁性记录盘，其中所述组合润滑剂层的厚度在5到30埃 的范围内。
22.根据权利要求20所述的磁性记录盘，其中所述第一极性端基仅仅包括一个羟基， 所述第二极性端基包括二个羟基，以及所述第三极性端基包括二个羟基。
23.根据权利要求20所述的磁性记录盘，其中所述非磷腈成分与所述磷腈成分以 50 50或更低的非磷腈成分磷腈成分比混合。
24.根据权利要求20所述的磁性记录盘，其中所述非磷腈成分用以下化学式表示 r「(CF2-CF2_0) n- (CF2-0) m-r2，其中艮是 CH2OH-CF2-，R2 是 CF2_CH2OCH2CH (OH) CH2OH,以及 n 和 m 在 1 到30之间；以及其中所述磷腈成分用以下化学式表示g-o- (CF2-CF2-0) n- (CF2-0) m_r3，其中 g 是-cf2-ch2-o-p3n3-(o-c6h4-cf3)5，R3 是-CF2-CH2OCH2CH (OH) CH2OH,以及 n 和 m 在 1 到 30 之间。
全文摘要
本发明公开一种用于记录磁盘介质的组合润滑剂、包括组合润滑剂层的记录磁盘介质及其制造方法。组合润滑剂可以包括非磷腈成分和磷腈成分，其中非磷腈成分是终止于第一和第二极性端基的双官能全氟聚醚化合物，第一极性端基包括第一数量的羟基以及第二极性端基包括大于第一数量的羟基的第二数量的羟基。磷腈成分可以是终止于磷腈官能基和具有第三极性端基的双官能全氟聚醚化合物，第三极性端基包括等于第二数量的羟基的第三数量的羟基。
文档编号G11B5/725GK102024461SQ20101028220
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者B-S·畅, C·K·夸克, H·S·尼希赫拉, S·H·陈, T·V·德兰, Y·萨卡尼 申请人:西部数据传媒公司