JP2009029854A - Fluorine-containing (meth) acrylic polymer and method for producing fluoropolymer - Google Patents
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Abstract
【課題】フルオロポリマーの製造に有用な含フッ素(メタ)アクリルポリマー、該ポリマーを用いたフルオロポリマーの製造方法を提供する。
【解決手段】一般式(1)
CX1X2=CX3−COOM (1)
(式中、X1及びX2は、同一又は異なって、H又はFを表す。X3は、−CF3又はFを表す。Mは、H、K、Na又はNH4の何れかを表す。)で表される化合物を少なくとも1種含有する単量体組成物を水性媒体中で重合させることにより得られることを特徴とする含フッ素(メタ)アクリルポリマー。
【選択図】なしProvided are a fluorine-containing (meth) acrylic polymer useful for the production of a fluoropolymer, and a method for producing a fluoropolymer using the polymer.
SOLUTION: General formula (1)
CX 1 X 2 = CX 3 -COOM (1)
(In the formula, X 1 and X 2 are the same or different and represent H or F. X 3 represents —CF 3 or F. M represents any of H, K, Na or NH 4. .) Is a fluorine-containing (meth) acrylic polymer obtained by polymerizing a monomer composition containing at least one compound represented by formula (1) in an aqueous medium.
[Selection figure] None
Description
本発明は、含フッ素(メタ)アクリルポリマー及びフルオロポリマーの製造方法に関する。 The present invention relates to a fluorine-containing (meth) acrylic polymer and a method for producing a fluoropolymer.
パーフルオロオクタンアンモニウム塩等のフルオロアルキル基を有するカルボン酸は、熱的、化学的に非常に安定で、重合の際には、連鎖移動等の副反応を抑制できる点で有用であり、従来より乳化剤として使用されているが、重合により得られた樹脂から除去するためには、洗浄、加熱等の条件が狭く限定される問題があった。 Carboxylic acid having a fluoroalkyl group such as perfluorooctane ammonium salt is thermally and chemically very stable, and is useful in that it can suppress side reactions such as chain transfer during polymerization. Although used as an emulsifier, in order to remove it from the resin obtained by polymerization, there has been a problem that conditions such as washing and heating are limited.
フルオロポリマーの製造方法として、フッ素置換カルボン酸に代え、水性媒体中に、3級パーフルオロアルコキシドを界面活性剤として用いることにより、テトラフルオロエチレン〔TFE〕を重合する方法が知られている(特許文献1参照)。 As a method for producing a fluoropolymer, a method is known in which tetrafluoroethylene [TFE] is polymerized by using tertiary perfluoroalkoxide as a surfactant in an aqueous medium instead of a fluorine-substituted carboxylic acid (patent) Reference 1).
近年、フルオロポリマーの製造方法として、フッ素置換カルボン酸に代え、フルオロアルキル基と炭素数1〜3のアルキレン基とを有するカルボン酸を界面活性剤として用いる方法(例えば、特許文献2)や、フルオロアルキル基とエーテル酸素とを有するカルボン酸を界面活性剤として用いる方法(例えば、特許文献3)も開示されている。
本発明の目的は、フルオロポリマーの製造に有用な含フッ素(メタ)アクリルポリマー、該ポリマーを用いたフルオロポリマーの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fluorine-containing (meth) acrylic polymer useful for the production of a fluoropolymer and a method for producing a fluoropolymer using the polymer.
本発明は、一般式(1)
CX1X2=CX3−COOM (1)
(式中、X1及びX2は、同一又は異なって、H又はFを表す。X3は、−CF3又はFを表す。Mは、H、K、Na又はNH4の何れかを表す。)で表される化合物を少なくとも一種含有する単量体組成物を水性媒体中で重合させることにより得られることを特徴とする含フッ素(メタ)アクリルポリマーである。
The present invention relates to a general formula (1)
CX 1 X 2 = CX 3 -COOM (1)
(In the formula, X 1 and X 2 are the same or different and represent H or F. X 3 represents —CF 3 or F. M represents any of H, K, Na or NH 4. .) Is a fluorine-containing (meth) acrylic polymer obtained by polymerizing a monomer composition containing at least one compound represented by (2)) in an aqueous medium.
本発明は、上記含フッ素(メタ)アクリルポリマーからなることを特徴とする重合用乳化剤である。 The present invention is an emulsifier for polymerization comprising the above-mentioned fluorine-containing (meth) acrylic polymer.
本発明は、水性媒体中で、上記重合用乳化剤の存在下にフルオロモノマーを重合することを特徴とするフルオロポリマーの製造方法である。 The present invention is a method for producing a fluoropolymer, characterized in that a fluoromonomer is polymerized in an aqueous medium in the presence of the polymerization emulsifier.
本発明は、上記フルオロポリマーの製造方法から得られることを特徴とするフルオロポリマー水性分散液である。 The present invention is an aqueous fluoropolymer dispersion obtained from the above fluoropolymer production method.
本発明は、上記フルオロポリマー水性分散液から得られることを特徴とするフルオロポリマーのファインパウダーである。 The present invention is a fine powder of a fluoropolymer obtained from the aqueous fluoropolymer dispersion.
本発明は、上記フルオロポリマー水性分散液からフルオロポリマーを凝析することにより得られることを特徴とするフルオロポリマーのファインパウダーである。
以下、本発明を詳細に説明する。
The present invention is a fine powder of a fluoropolymer obtained by coagulating a fluoropolymer from the aqueous fluoropolymer dispersion.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の含フッ素(メタ)アクリルポリマーは、一般式(1)
CX1X2=CX3−COOM (1)
で表される化合物を少なくとも1種含有する単量体組成物を水性媒体中で重合させることにより得られるものである。
The fluorine-containing (meth) acrylic polymer of the present invention has the general formula (1)
CX 1 X 2 = CX 3 -COOM (1)
It is obtained by polymerizing a monomer composition containing at least one compound represented by the formula (1) in an aqueous medium.
上記一般式(1)において、X1及びX2は、同一又は異なって、H又はFを表す。
上記X1及びX2は、ポリマー収率の点で、それぞれFであることが好ましい。
In the general formula (1), X 1 and X 2 are the same or different and represent H or F.
X 1 and X 2 are each preferably F in terms of polymer yield.
X3は、−CF3又はFを表す。 X 3 represents —CF 3 or F.
上記Mは、H、K、Na又はNH4の何れかを表す。上記Mは、分散性の点で、NH4であることが好ましい。 M represents any one of H, K, Na, and NH 4 . The above M is preferably NH 4 from the viewpoint of dispersibility.
上記単量体組成物は、上述の一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含むものであれば、後述するフルオロモノマーやフッ素非含有モノマーを本発明の特徴が損なわれない範囲で含むものであってもよい。上記単量体組成物において、上述の一般式(1)で表される化合物は、少なくとも90質量%以上含むものであればよいが、上記含フッ素(メタ)アクリルポリマーは、該化合物の単独重合体であることが好ましい。 As long as the monomer composition contains at least one compound represented by the above general formula (1), a fluoromonomer or a fluorine-free monomer described later is within a range in which the characteristics of the present invention are not impaired. It may be included. In the monomer composition, the compound represented by the general formula (1) may contain at least 90% by mass or more, but the fluorine-containing (meth) acrylic polymer is a single weight of the compound. It is preferably a coalescence.
上記単量体組成物は、特に限定されないが、例えば水性媒体中で溶液重合を行うことができる。
本明細書において、上記水性媒体は、水を含むものであれば特に限定されず、水と、例えば、アルコール、エーテル、ケトン等のフッ素非含有有機溶媒、及び/又は、沸点が40℃以下であるフッ素含有有機溶媒とを含むものであってもよい。
Although the said monomer composition is not specifically limited, For example, solution polymerization can be performed in an aqueous medium.
In the present specification, the aqueous medium is not particularly limited as long as it contains water. For example, water and a fluorine-free organic solvent such as alcohol, ether, and ketone, and / or a boiling point of 40 ° C. or less. It may contain a certain fluorine-containing organic solvent.
上記単量体組成物の重合に使用する重合開始剤は、従来公知のものが使用できるが、なかでも過硫酸塩が好ましい。
上記過硫酸塩としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等が挙げられるが、なかでも、過硫酸アンモニウムが好ましい。
As the polymerization initiator used for the polymerization of the monomer composition, conventionally known polymerization initiators can be used, and among them, a persulfate is preferable.
Examples of the persulfate include ammonium persulfate and potassium persulfate. Among them, ammonium persulfate is preferable.
本発明において、上記一般式(1)で表される化合物は、水性媒体100質量部に対し1〜100質量部添加することが好ましい。上記添加量は、水性媒体100質量部に対し、より好ましい下限が20質量部であり、より好ましい上限が50質量部である。 In the present invention, the compound represented by the general formula (1) is preferably added in an amount of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the aqueous medium. A more preferable lower limit is 20 parts by mass and a more preferable upper limit is 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the aqueous medium.
本発明において、上記重合開始剤は、単量体組成物100質量部に対し0.001〜5質量部添加することが好ましい。 In the present invention, the polymerization initiator is preferably added in an amount of 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer composition.
本発明において、上記一般式(1)で表される化合物を重合させる条件は、該化合物の種類やスケール等に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、上記重合温度は5〜100℃であることが好ましく、また上記重合圧力は常圧であることが好ましい。 In the present invention, the conditions for polymerizing the compound represented by the general formula (1) can be appropriately selected according to the type and scale of the compound, and are not particularly limited, but the polymerization temperature is 5 to 100. The polymerization pressure is preferably normal pressure.
上記含フッ素(メタ)アクリルポリマーは、平均重量分子量が1000〜10000であることが好ましい。上記平均重量分子量がこのような範囲内にあれば、特にフルオロポリマーの分散安定性を向上させる効果が高い。上記平均重量分子量は、より好ましい上限が2500である。 The fluorine-containing (meth) acrylic polymer preferably has an average weight molecular weight of 1000 to 10,000. If the average weight molecular weight is in such a range, the effect of improving the dispersion stability of the fluoropolymer is particularly high. A more preferable upper limit of the average weight molecular weight is 2500.
本発明の含フッ素(メタ)アクリルポリマーは、一般に、 The fluorine-containing (meth) acrylic polymer of the present invention is generally
(式中、X1、X2、X3及びMは、上述の定義と同じ。)で表されるモノマー単位を有する。 (Wherein, X 1 , X 2 , X 3 and M are as defined above).
本発明の含フッ素(メタ)アクリルポリマーは、フルオロポリマー等の高分子化合物の水性媒体中における分散を安定にすることができる。
上記含フッ素(メタ)アクリルポリマーについて、このような優れた効果を奏する理由は明らかでないが、上述のようなモノマー単位を有するゆえ、水性媒体中に存在させると、高分子化合物の周囲に接触することにより保護コロイドが形成されることが考えられる。
The fluorine-containing (meth) acrylic polymer of the present invention can stabilize dispersion of a polymer compound such as a fluoropolymer in an aqueous medium.
The reason why such a fluorine-containing (meth) acrylic polymer has such an excellent effect is not clear, but since it has the monomer unit as described above, when it is present in an aqueous medium, it contacts the periphery of the polymer compound. It is conceivable that a protective colloid is formed.
本発明の含フッ素(メタ)アクリルポリマーは、上述のようにフルオロポリマー等の分散を安定にする効果が高いので、重合用乳化剤等の乳化剤として好適に使用することができる。
上記含フッ素(メタ)アクリルポリマーからなる重合用乳化剤もまた、本発明の一つである。
Since the fluorine-containing (meth) acrylic polymer of the present invention has a high effect of stabilizing the dispersion of the fluoropolymer and the like as described above, it can be suitably used as an emulsifier such as an emulsifier for polymerization.
The polymerization emulsifier comprising the above-mentioned fluorine-containing (meth) acrylic polymer is also one aspect of the present invention.
本発明のフルオロポリマーの製造方法は、上述の重合用乳化剤(以下、この乳化剤を、単に「乳化剤」と称する。)の存在下にフルオロモノマーを重合するものである。 The fluoropolymer production method of the present invention is a method in which a fluoromonomer is polymerized in the presence of the aforementioned emulsifier for polymerization (hereinafter, this emulsifier is simply referred to as “emulsifier”).
上記乳化剤は、合計添加量で、水性媒体の0.0001〜2質量%の量を添加することが好ましい。上記添加量は、より好ましい下限が0.001質量%であり、より好ましい上限が0.5質量%である。水性媒体の0.0001質量%未満であると、分散力が不充分となりやすく、水性媒体の2質量%を超えると、添加量に見合った効果が得られず、却って重合速度の低下や反応停止が起こる場合がある。上記乳化剤の添加量は、使用するフルオロモノマー等の種類、目的とするフルオロポリマーの分子量等によって適宜決定される。 The emulsifier is preferably added in a total addition amount of 0.0001 to 2% by mass of the aqueous medium. As for the said addition amount, a more preferable minimum is 0.001 mass%, and a more preferable upper limit is 0.5 mass%. If the amount is less than 0.0001% by mass of the aqueous medium, the dispersion force tends to be insufficient. If the amount exceeds 2% by mass of the aqueous medium, the effect corresponding to the amount added cannot be obtained, and the polymerization rate is lowered or the reaction is stopped. May happen. The amount of the emulsifier is appropriately determined depending on the type of fluoromonomer used, the molecular weight of the target fluoropolymer, and the like.
本発明のフルオロポリマーの製造方法は、上述の単量体組成物を水性媒体中で重合させて、含フッ素(メタ)アクリルポリマーが上述の濃度範囲内である水溶液を得た後、そのまま以下に詳述するフルオロモノマーの重合を行うものであってもよい。本発明において、上記単量体組成物としてM=Hであるものを使用し、重合後に得られたポリマーの末端をNaOHやKOHにより中和したものであってもよい。 In the method for producing a fluoropolymer of the present invention, after the above monomer composition is polymerized in an aqueous medium to obtain an aqueous solution in which the fluorine-containing (meth) acrylic polymer is within the above concentration range, Polymerization of the fluoromonomer described in detail may be performed. In the present invention, the monomer composition having M = H may be used, and the polymer terminal obtained after polymerization may be neutralized with NaOH or KOH.
上記フルオロモノマーとしては、フルオロオレフィン、好ましくは炭素原子2〜10個を有するフルオロオレフィン;環式のフッ素化されたモノマー;式CY2 2=CYOR1又はCY2=CYOR2OR3(Yは、H又はFであり、R1及びR3は、水素原子の一部又は全てがフッ素原子で置換されている炭素数1〜8のアルキル基であり、R2は、水素原子の一部又は全てがフッ素原子で置換されている炭素数1〜8のアルキレン基である。)で表されるフッ素化アルキルビニルエーテル等が挙げられる。 The fluoromonomer may be a fluoroolefin, preferably a fluoroolefin having 2 to 10 carbon atoms; a cyclic fluorinated monomer; a formula CY 2 2 = CYOR 1 or CY 2 = CYOR 2 OR 3 (Y is H or F, R 1 and R 3 are alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and R 2 is part or all of the hydrogen atoms. Is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms substituted with a fluorine atom.) And the like.
上記フルオロオレフィンは、好ましくは、炭素原子2〜8個を有するものである。上記炭素原子2〜8個を有するフルオロオレフィンとしては、例えば、テトラフルオロエチレン[TFE]、ヘキサフルオロプロピレン[HFP]、クロロトリフルオロエチレン[CTFE]、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン[VDF]、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロイソブチレン及びパーフルオロブチルエチレン等が挙げられる。上記環式のフッ素化されたモノマーとしては、好ましくは、パーフルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール[PDD]、パーフルオロ−2−メチレン−4−メチル−1,3−ジオキソラン[PMD]等が挙げられる。 The fluoroolefin preferably has 2 to 8 carbon atoms. Examples of the fluoroolefin having 2 to 8 carbon atoms include tetrafluoroethylene [TFE], hexafluoropropylene [HFP], chlorotrifluoroethylene [CTFE], vinyl fluoride, vinylidene fluoride [VDF], Fluoroethylene, hexafluoroisobutylene, perfluorobutylethylene and the like can be mentioned. The cyclic fluorinated monomer is preferably perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxole [PDD], perfluoro-2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane [ PMD] and the like.
上記フッ素化アルキルビニルエーテルにおいて、上記R1及びR3は、好ましくは、炭素原子1〜4個を有するものであり、より好ましくは水素原子の全てがフッ素によって置換されているものであり、上記R2は、好ましくは、炭素原子2〜4個を有するものであり、より好ましくは、水素原子の全てがフッ素原子によって置換されているものである。 In the fluorinated alkyl vinyl ether, R 1 and R 3 are preferably those having 1 to 4 carbon atoms, more preferably all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine, and the R 2 preferably has 2 to 4 carbon atoms, more preferably all of the hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.
上記フッ素非含有モノマーとしては、上記フルオロモノマーと反応性を有する炭化水素系モノマー等が挙げられる。上記炭化水素系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のアルケン類;エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、n−酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、パラ−t−ブチル安息香酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、モノクロル酢酸ビニル、アジピン酸ビニル、アクリル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、桂皮酸ビニル、ウンデシレン酸ビニル、ヒドロキシ酢酸ビニル、ヒドロキシプロピオイン酸ビニル、ヒドロキシ酪酸ビニル、ヒドロキシ吉草酸ビニル、ヒドロキシイソ酪酸ビニル、ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸ビニル等のビニルエステル類;エチルアリルエーテル、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、イソブチルアリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル等のアルキルアリルエーテル類;エチルアリルエステル、プロピルアリルエステル、ブチルアリルエステル、イソブチルアリルエステル、シクロヘキシルアリルエステル等のアルキルアリルエステル類等が挙げられる。 Examples of the fluorine-free monomer include hydrocarbon monomers that are reactive with the fluoromonomer. Examples of the hydrocarbon monomer include alkenes such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; alkyl vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether; vinyl acetate, vinyl propionate, n -Vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl valerate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl caprate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl myristate, vinyl palmitate, vinyl stearate, benzoic acid Vinyl, vinyl para-t-butylbenzoate, vinyl cyclohexanecarboxylate, vinyl monochloroacetate, vinyl adipate, vinyl acrylate, vinyl methacrylate, croto Vinyl esters such as vinyl acid vinyl, vinyl sorbate, vinyl cinnamate, vinyl undecylenate, vinyl hydroxyacetate, vinyl hydroxypropioate, vinyl hydroxybutyrate, vinyl hydroxyvalerate, vinyl hydroxyisobutyrate and vinyl hydroxycyclohexanecarboxylate Alkyl allyl ethers such as ethyl allyl ether, propyl allyl ether, butyl allyl ether, isobutyl allyl ether, and cyclohexyl allyl ether; alkyl allyl ethers such as ethyl allyl ester, propyl allyl ester, butyl allyl ester, isobutyl allyl ester, and cyclohexyl allyl ester Examples include esters.
上記フッ素非含有モノマーとしては、また、官能基含有炭化水素系モノマーであってもよい。上記官能基含有炭化水素系モノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシイソブチルビニルエーテル、ヒドロキシシクロヘキシルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル類;イタコン酸、コハク酸、無水コハク酸、フマル酸、無水フマル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、パーフルオロブテン酸等のカルボキシル基を有するフッ素非含有モノマー;グリシジルビニルエーテル、グリシジルアリルエーテル等のグリシジル基を有するフッ素非含有モノマー;アミノアルキルビニルエーテル、アミノアルキルアリルエーテル等のアミノ基を有するフッ素非含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、メチロールアクリルアミド等のアミド基を有するフッ素非含有モノマー等が挙げられる。 The fluorine-free monomer may also be a functional group-containing hydrocarbon monomer. Examples of the functional group-containing hydrocarbon monomers include hydroxyalkyl vinyl ethers such as hydroxyethyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, hydroxyisobutyl vinyl ether, hydroxycyclohexyl vinyl ether; itaconic acid, succinic acid, succinic anhydride, fumaric acid Non-fluorine-containing monomers having a carboxyl group such as acid, fumaric anhydride, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, perfluorobutenoic acid; non-fluorine-containing monomers having a glycidyl group such as glycidyl vinyl ether and glycidyl allyl ether; aminoalkyl Non-fluorine-containing monomers having amino groups such as vinyl ether and aminoalkyl allyl ether; (meth) acrylamide, methylol acrylic Fluorine-containing monomers having an amide group of the amide.
本発明における重合は、重合反応器に、水性媒体、上記乳化剤、フルオロモノマー及び必要に応じて他の添加剤を仕込み、反応器の内容物を撹拌し、そして反応器を所定の重合温度に保持し、次に重合開始剤を加え、重合反応を開始することにより行う。重合反応開始後に、目的に応じて、フルオロモノマー、重合開始剤、連鎖移動剤及び上記乳化剤等を追加添加してもよい。 In the polymerization according to the present invention, an aqueous medium, the above-mentioned emulsifier, a fluoromonomer and other additives as necessary are charged into a polymerization reactor, the contents of the reactor are stirred, and the reactor is maintained at a predetermined polymerization temperature. Then, a polymerization initiator is added and the polymerization reaction is started. After the polymerization reaction is started, depending on the purpose, a fluoromonomer, a polymerization initiator, a chain transfer agent, the above emulsifier, and the like may be additionally added.
重合開始剤としては、上記重合温度範囲でラジカルを発生しうるものであれば特に限定されず、公知の油溶性及び/又は水溶性の重合開始剤を使用することができる。更に、還元剤等と組み合わせてレドックスとして重合を開始することもできる。上記重合開始剤の濃度は、モノマーの種類、目的とする重合体の分子量、反応速度によって適宜決定される。 The polymerization initiator is not particularly limited as long as it can generate radicals within the above polymerization temperature range, and a known oil-soluble and / or water-soluble polymerization initiator can be used. Furthermore, the polymerization can be started as a redox in combination with a reducing agent or the like. The concentration of the polymerization initiator is appropriately determined depending on the type of monomer, the molecular weight of the target polymer, and the reaction rate.
本発明の製造方法は、上述の本発明の乳化剤を少なくとも1種用いれば、フルオロポリマーを効率よく製造することが可能である。また、本発明の製造方法において、揮発性を有するもの又はフルオロポリマーからなる成形体等に残存してもよいものであれば、上記乳化剤以外のその他の界面活性能を有する化合物を同時に使用してもよい。 The production method of the present invention can efficiently produce a fluoropolymer if at least one emulsifier of the present invention described above is used. In addition, in the production method of the present invention, other compounds having surface activity other than the above emulsifiers may be used at the same time as long as they can remain in a volatile or fluoropolymer molded body. Also good.
上記その他の界面活性能を有する化合物としては特に限定されず、例えば、アニオン系、カチオン系、ノニオン系又はベタイン系の界面活性剤の何れであってもよく、これらの界面活性剤は、ハイドロカーボン系のものであってよい。 The other compounds having surface active ability are not particularly limited, and may be any of anionic, cationic, nonionic or betaine surfactants. These surfactants are hydrocarbons. It may be of the type.
上記重合において、一般に、重合温度は、5〜120℃であり、重合圧力は、0.05〜10MPaGである。重合温度、重合圧力は、使用するフルオロモノマーの種類、目的とする重合体の分子量、反応速度によって適宜決定される。 In the above polymerization, generally, the polymerization temperature is 5 to 120 ° C., and the polymerization pressure is 0.05 to 10 MPaG. The polymerization temperature and polymerization pressure are appropriately determined depending on the type of fluoromonomer used, the molecular weight of the target polymer, and the reaction rate.
上記重合を行うことにより、平均一次粒子径50〜500nmのフルオロポリマー粒子を5〜45質量%含有する水性分散液を得ることができる。 By performing the polymerization, an aqueous dispersion containing 5 to 45% by mass of fluoropolymer particles having an average primary particle diameter of 50 to 500 nm can be obtained.
本明細書において、上記平均一次粒子径は、フルオロポリマー固形分濃度0.22質量%に調整したフルオロポリマー水性分散液の単位長さに対する550nmの投射光の透過率と、透過型電子顕微鏡写真により決定された平均一次粒子径との検量線をもとにして、上記透過率から間接的に決定した値である。 In the present specification, the average primary particle size is determined by the transmittance of 550 nm projection light with respect to the unit length of the fluoropolymer aqueous dispersion adjusted to a fluoropolymer solid content concentration of 0.22% by mass, and a transmission electron micrograph. It is a value indirectly determined from the transmittance based on a calibration curve with the determined average primary particle diameter.
上記フルオロポリマー粒子の濃度は、水性分散液1gを、送風乾燥機中で150℃、60分の条件で乾燥し、水性分散液の質量(1g)に対する、加熱残分の質量の割合を百分率で表したものである。 The concentration of the fluoropolymer particles is as follows: 1 g of the aqueous dispersion is dried in a blow dryer at 150 ° C. for 60 minutes, and the ratio of the mass of the heating residue to the mass of the aqueous dispersion (1 g) is expressed as a percentage. It is a representation.
上記フルオロポリマーは、上述のフルオロモノマーを重合することにより得られるものであり、目的に応じて、上述のフッ素非含有モノマーをも共重合させることもできる。 The above-mentioned fluoropolymer is obtained by polymerizing the above-mentioned fluoromonomer, and the above-mentioned fluorine-free monomer can also be copolymerized depending on the purpose.
本発明の製造方法により好適に製造されるフルオロポリマーとして、フルオロポリマーにおけるモノマーのモル分率が最も多いモノマー(以下、「最多モノマー」)がTFEであるTFE重合体、最多モノマーがVDFであるVDF重合体、及び、最多モノマーがCTFEであるCTFE重合体等が挙げられる。 As a fluoropolymer suitably produced by the production method of the present invention, a monomer having the highest molar fraction of monomers in the fluoropolymer (hereinafter, “most monomer”) is a TFE polymer having TFE, and a VDF having the most monomer being VDF. Examples thereof include a polymer and a CTFE polymer in which the most monomer is CTFE.
TFE重合体としては、好適には、TFE単独重合体等のポリテトラフルオロエチレン重合体〔PTFE重合体〕であってもよいし、(1)TFEと、(2)炭素原子2〜8個を有する1つ又は2つ以上のTFE以外のフルオロモノマー特にHFP若しくはCTFE、及び/又は、(3)その他のモノマーとからなる共重合体であってもよい。上記(3)その他のモノマーとしては、例えば、炭素原子1〜5個、特に炭素原子1〜3個を有するアルキル基を持つフルオロ(アルキルビニルエーテル);フルオロジオキソール;パーフルオロアルキルエチレン;ω―ヒドロパーフルオロオレフィン等が挙げられる。 The TFE polymer may preferably be a polytetrafluoroethylene polymer [PTFE polymer] such as a TFE homopolymer, or (1) TFE and (2) 2 to 8 carbon atoms. It may be a copolymer composed of one or two or more fluoro monomers other than TFE, particularly HFP or CTFE, and / or (3) other monomers. (3) Other monomers include, for example, fluoro (alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms; fluorodioxole; perfluoroalkylethylene; And hydroperfluoroolefin.
TFE重合体としては、また、TFEと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよい。上記フッ素非含有モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン等のアルケン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類が挙げられる。TFE重合体としては、また、TFEと、炭素原子2〜8個を有する1つ又は2つ以上のフルオロモノマーと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよい。 The TFE polymer may also be a copolymer of TFE and one or more fluorine-free monomers. Examples of the fluorine-free monomer include alkenes such as ethylene and propylene; vinyl esters; vinyl ethers. The TFE polymer may also be a copolymer of TFE, one or more fluoromonomers having 2 to 8 carbon atoms, and one or more fluorine-free monomers. Good.
VDF重合体としては、好適には、VDF単独重合体[PVDF]であってもよいし、(1)VDF、(2)炭素原子2〜8個を有する1つ又は2つ以上のVDF以外のフルオロオレフィン、特にTFE、HFP若しくはCTFE、及び、(3)炭素原子1〜5個、特に炭素原子1〜3個を有するアルキル基を持つパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる共重合体等であってもよい。 The VDF polymer may preferably be a VDF homopolymer [PVDF], or (1) VDF, (2) other than one or two or more VDFs having 2 to 8 carbon atoms. A copolymer comprising fluoroolefin, particularly TFE, HFP or CTFE, and (3) perfluoro (alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms, etc. Also good.
CTFE重合体としては、好適には、CTFE単独重合体であってもよいし、(1)CTFE、(2)炭素原子2〜8個を有する1つ又は2つ以上のCTFE以外のフルオロオレフィン、特にTFE若しくはHFP、及び、(3)炭素原子1〜5個、特に炭素原子1〜3個を有するアルキル基を持つパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる共重合体であってもよい。
CTFE重合体としては、また、CTFEと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよく、上記フッ素非含有モノマーとしては、エチレン、プロピレン等のアルケン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類等が挙げられる。
The CTFE polymer may suitably be a CTFE homopolymer, (1) CTFE, (2) one or more fluoroolefins other than CTFE having 2 to 8 carbon atoms, In particular, it may be a copolymer comprising TFE or HFP and (3) perfluoro (alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms.
The CTFE polymer may also be a copolymer of CTFE and one or more fluorine-free monomers. Examples of the fluorine-free monomers include alkenes such as ethylene and propylene; vinyl Esters; vinyl ethers and the like.
本発明の製造方法において、得られるフルオロポリマーは、上述の重合後、濃縮するか又は分散安定化処理して水性分散液としてもよいし、凝析又は凝集に供して回収し乾燥して得られる粉末その他の固形物としてもよい。 In the production method of the present invention, the obtained fluoropolymer may be concentrated or dispersion-stabilized after the above-mentioned polymerization to obtain an aqueous dispersion, or it may be recovered by flocculation or aggregation and dried. It may be a powder or other solid matter.
上記濃縮の方法としては、相分離、電気濃縮、限外ろ過等の公知の方法が挙げられる。上記濃縮を行うことによりフルオロポリマー濃度を30〜70質量%にすることができる。濃縮により水性分散液の安定性が損なわれることがあるが、その場合は更に分散安定剤を添加してもよい。上記分散安定剤としては、上述の本発明の乳化剤や、その他の各種の界面活性剤を添加してもよい。上記各種の分散安定剤としては、例えば、ポリオキシアルキルエーテル等の非イオン性界面活性剤、特に、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(例えばローム&ハース社製のトライトンX−100(商品名))、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル(第一工業製薬社製のノイゲンTDS80C(商品名)、ライオン社製のレオコールTD90D(商品名)、クラリアント社製のゲナポールX080(商品名))が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。 Examples of the concentration method include known methods such as phase separation, electric concentration, and ultrafiltration. By performing the concentration, the fluoropolymer concentration can be adjusted to 30 to 70% by mass. Concentration may impair the stability of the aqueous dispersion. In that case, a dispersion stabilizer may be further added. As the dispersion stabilizer, the above-described emulsifier of the present invention and other various surfactants may be added. Examples of the various dispersion stabilizers include nonionic surfactants such as polyoxyalkyl ether, particularly polyoxyethylene alkylphenyl ether (for example, Triton X-100 (trade name) manufactured by Rohm & Haas), Examples include polyoxyethylene isotridecyl ether (Neugen TDS80C (trade name) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Leocor TD90D (trade name) manufactured by Lion Corporation, and Genapol X080 (trade name) manufactured by Clariant). It is not limited to only.
上記分散安定剤の総量は、上記水性分散液の固形分に対し0.5〜20質量%の濃度である。0.5質量%未満であると、分散安定性に劣る場合があり、20質量%を超えると、存在量に見合った分散効果がなく実用的でない。上記分散安定剤のより好ましい下限は2質量%であり、より好ましい上限は12質量%である。 The total amount of the dispersion stabilizer is 0.5 to 20% by mass with respect to the solid content of the aqueous dispersion. If it is less than 0.5% by mass, the dispersion stability may be inferior. If it exceeds 20% by mass, there is no dispersion effect commensurate with the abundance and this is not practical. A more preferable lower limit of the dispersion stabilizer is 2% by mass, and a more preferable upper limit is 12% by mass.
上記水性分散液は、また、用途によっては重合後に濃縮せずに分散安定化処理して、ポットライフの長いフルオロポリマー水性分散液に調製することもできる。使用する分散安定剤としては、上記と同じものが挙げられる。 Depending on the application, the aqueous dispersion may be prepared as a fluoropolymer aqueous dispersion having a long pot life by subjecting it to a dispersion stabilization treatment without concentrating after polymerization. Examples of the dispersion stabilizer to be used include the same ones as described above.
本発明の製造方法により製造されるフルオロポリマーは、ガラス状、可塑性又はエラストマー性であり得る。これらのものは非晶性又は部分的に結晶性であり、圧縮焼成加工、溶融加工又は非溶融加工に供することができる。 The fluoropolymer produced by the production method of the present invention can be glassy, plastic or elastomeric. These are amorphous or partially crystalline and can be subjected to compression firing, melt processing or non-melt processing.
本発明の製造方法では、例えば、(I)非溶融加工性樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン重合体[PTFE重合体]が、(II)溶融加工性樹脂として、エチレン/TFE共重合体[ETFE]、TFE/HFP共重合体[FEP]及びTFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体[PFA、MFA等]が、(III)エラストマー性共重合体として、TFE/プロピレン共重合体、TFE/プロピレン共重合体/第3モノマー共重合体(上記第3モノマーは、VDF、HFP、CTFE、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類等)、TFEとパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類とからなる共重合体;HFP/エチレン共重合体、HFP/エチレン/TFE共重合体;PVDF;VDF/HFP共重合体、HFP/エチレン共重合体、VDF/TFE/HFP共重合体等の熱可塑性エラストマー;及び、特公昭61−49327号公報に記載の含フッ素セグメント化ポリマー等が好適に製造されうる。
上記パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)は、式:
Rf1(OCFQ1CF2)k1(OCR4Q2CF2CF2)k2(OCF2)k3OCF=CF2
(式中、Rf1は炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基を表す。k1、k2及びk3は、同一又は異なっていてもよい0〜5の整数である。Q1、Q2及びR4は、同一又は異なって、F若しくはCF3である。)で表されるものである。
In the production method of the present invention, for example, (I) a polytetrafluoroethylene polymer [PTFE polymer] is used as a non-melt processable resin, and (II) an ethylene / TFE copolymer [ETFE] is used as a melt processable resin. , TFE / HFP copolymer [FEP] and TFE / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer [PFA, MFA, etc.] are used as (III) elastomeric copolymer: TFE / propylene copolymer, TFE / propylene Copolymer / third monomer copolymer (the third monomer is VDF, HFP, CTFE, perfluoro (alkyl vinyl ether), etc.), a copolymer comprising TFE and perfluoro (alkyl vinyl ether); HFP / Ethylene copolymer, HFP / ethylene / TFE copolymer; PVDF; VDF / HFP copolymer HFP / ethylene copolymer, a thermoplastic elastomer of VDF / TFE / HFP copolymers and the like; and, the fluorine-containing segmented polymer or the like can be suitably produced according to JP-B-61-49327.
The perfluoro (alkyl vinyl ether) has the formula:
Rf 1 (OCFQ 1 CF 2 ) k 1 (OCR 4 Q 2 CF 2 CF 2 ) k 2 (OCF 2 ) k 3 OCF = CF 2
(In the formula, Rf 1 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. K1, k2 and k3 are the same or different integers of 0 to 5. Q 1 , Q 2 and R 4. Are the same or different and are F or CF 3 ).
本発明の製造方法により好適に製造される上述の(I)非溶融加工性樹脂、(II)溶融加工性樹脂及び(III)エラストマー性重合体は、以下の態様で製造することが好ましい。 The above-mentioned (I) non-melt processable resin, (II) melt processable resin and (III) elastomeric polymer which are preferably produced by the production method of the present invention are preferably produced in the following manner.
(I)非溶融加工性樹脂
本発明の製造方法において、PTFE重合体の重合は、通常、重合温度10〜100℃、重合圧力0.05〜5MPaGにて行われる。
上記重合は、攪拌機を備えた耐圧の反応容器に純水及び上述の本発明の乳化剤を仕込み、脱酸素後、TFEを仕込み、所定の温度にし、重合開始剤を添加して反応を開始する。反応の進行とともに圧力が低下するので、初期圧力を維持するように、追加のTFEを連続的又は間欠的に追加供給する。所定量のTFEを供給した時点で、供給を停止し、反応容器内のTFEをパージし、温度を室温に戻して反応を終了する。
(I) Non-melt processable resin In the production method of the present invention, the polymerization of the PTFE polymer is usually performed at a polymerization temperature of 10 to 100C and a polymerization pressure of 0.05 to 5 MPaG.
In the above polymerization, pure water and the above-described emulsifier of the present invention are charged into a pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer, and after deoxygenation, TFE is charged to a predetermined temperature, and a polymerization initiator is added to start the reaction. Since the pressure decreases as the reaction proceeds, additional TFE is added continuously or intermittently so as to maintain the initial pressure. When a predetermined amount of TFE is supplied, the supply is stopped, the TFE in the reaction vessel is purged, the temperature is returned to room temperature, and the reaction is terminated.
上記PTFE重合体の製造において、知られている各種変性モノマーを併用することもできる。本明細書において、ポリテトラフルオロエチレン重合体[PTFE重合体]は、TFE単独重合体のみならず、TFEと変性モノマーとの共重合体であって、非溶融加工性であるもの(以下、「変性PTFE」という。)をも含む概念である。 In the production of the PTFE polymer, various known modifying monomers can be used in combination. In the present specification, the polytetrafluoroethylene polymer [PTFE polymer] is not only a TFE homopolymer but also a copolymer of TFE and a modified monomer, which is non-melt processable (hereinafter referred to as “ This is a concept including “modified PTFE”.
上記変性モノマーとしては、例えば、HFP、CTFE等のパーハロオレフィン;炭素原子1〜5個、特に炭素原子1〜3個を有するアルキル基を持つフルオロ(アルキルビニルエーテル);フルオロジオキソール等の環式のフッ素化されたモノマー;パーハロアルキルエチレン;ω―ヒドロパーハロオレフィン等が挙げられる。変性モノマーの供給は、目的や、TFEの供給に応じて、初期一括添加、又は、連続的若しくは間欠的に分割添加を行うことができる。
変性PTFE中の変性モノマー含有率は、通常、0.001〜2モル%の範囲である。
Examples of the modifying monomer include perhaloolefins such as HFP and CTFE; fluoro (alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms; and a ring such as fluorodioxole. Fluorinated monomers of the formula; perhaloalkylethylenes; ω-hydroperhaloolefins and the like. Depending on the purpose and the supply of TFE, the supply of the modified monomer can be performed by initial batch addition or by continuous or intermittent addition.
The modified monomer content in the modified PTFE is usually in the range of 0.001 to 2 mol%.
上記PTFE重合体の製造において、重合開始剤としては、過硫酸塩(例えば、過硫酸アンモニウム)や、ジコハク酸パーオキシド、ジグルタル酸パーオキシド等の有機過酸化物を、単独で又はこれらの混合物の形で使用することができる。また、亜硫酸ナトリウム等の還元剤と共用し、レドックス系にして用いてもよい。更に、重合中に、ヒドロキノン、カテコール等のラジカル捕捉剤を添加したり、亜硫酸アンモニウム等のパーオキサイドの分解剤を添加し、系内のラジカル濃度を調整することもできる。 In the production of the PTFE polymer, as a polymerization initiator, a persulfate (for example, ammonium persulfate) or an organic peroxide such as disuccinic acid peroxide or diglutaric acid peroxide is used alone or in the form of a mixture thereof. can do. Further, it may be used in combination with a reducing agent such as sodium sulfite to make a redox system. Furthermore, a radical scavenger such as hydroquinone or catechol can be added during polymerization, or a peroxide decomposing agent such as ammonium sulfite can be added to adjust the radical concentration in the system.
上記PTFE重合体の製造において、連鎖移動剤としては、公知のものが使用できるが、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素、クロロメタン、ジクロロメタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素類、メタノール、エタノール等のアルコール類、水素等が挙げられるが、常温常圧で気体状態のものが好ましい。
上記連鎖移動剤の使用量は、通常、供給されるTFE全量に対して、1〜1000ppmであり、好ましくは1〜500ppmである。
In the production of the PTFE polymer, known chain transfer agents can be used, for example, saturated hydrocarbons such as methane, ethane, propane and butane, and halogenated hydrocarbons such as chloromethane, dichloromethane and difluoroethane. In addition, alcohols such as methanol and ethanol, hydrogen and the like can be mentioned, but those in a gaseous state at normal temperature and pressure are preferable.
The amount of the chain transfer agent used is usually 1 to 1000 ppm, preferably 1 to 500 ppm, based on the total amount of TFE supplied.
上記PTFE重合体の製造において、更に、反応系の分散安定剤として、実質的に反応に不活性であって、上記反応条件で液状となる炭素数が12以上の飽和炭化水素を、水性媒体100質量部に対して2〜10質量部で使用することもできる。また、反応中のpHを調整するための緩衝剤として、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等を添加してもよい。 In the production of the PTFE polymer, a saturated hydrocarbon having 12 or more carbon atoms, which is substantially inert to the reaction and becomes liquid under the reaction conditions, is further used as a dispersion stabilizer in the reaction system. It can also be used at 2 to 10 parts by mass with respect to parts by mass. Moreover, you may add ammonium carbonate, an ammonium phosphate, etc. as a buffering agent for adjusting pH during reaction.
上記PTFE重合体の重合が終了した時点で、一般に、固形分濃度が10〜50質量%、平均粒子径が0.05〜0.5μm、特に上述の本発明の乳化剤を使用することによって0.3μm以下の微小粒子径のPTFE重合体からなる粒子を有する水性分散液を得ることができる。上記重合終了時のPTFE重合体は、数平均分子量1,000〜10,000,000のものである。 When the polymerization of the PTFE polymer is completed, the solid content concentration is generally 10 to 50% by mass, the average particle size is 0.05 to 0.5 μm, and particularly by using the above-described emulsifier of the present invention. An aqueous dispersion having particles made of a PTFE polymer having a fine particle diameter of 3 μm or less can be obtained. The PTFE polymer at the end of the polymerization has a number average molecular weight of 1,000 to 10,000,000.
上記重合により得られたPTFE重合体の水性分散液は、ノニオン性界面活性剤を加えることにより、安定化して更に濃縮し、目的に応じ、有機又は無機の充填剤を加えた組成物として各種用途に使用することができる。上記組成物は、金属又はセラッミクスからなる基材上に被覆することにより、非粘着性と低摩擦係数を有し、光沢や平滑性、耐摩耗性、耐候性及び耐熱性に優れた塗膜表面とすることができ、ロールや調理器具等の塗装、ガラスクロスの含浸加工等に適している。 The aqueous dispersion of the PTFE polymer obtained by the above polymerization is stabilized by adding a nonionic surfactant, further concentrated, and various uses as a composition to which an organic or inorganic filler is added depending on the purpose. Can be used for The above composition has a non-adhesiveness and a low coefficient of friction when coated on a base material made of metal or ceramics, and has excellent gloss, smoothness, abrasion resistance, weather resistance and heat resistance. It is suitable for coating rolls, cooking utensils, etc., impregnating glass cloth, and the like.
(II)溶融加工性樹脂
(1)本発明の製造方法において、FEPの重合は、通常、重合温度60〜100℃、重合圧力0.7〜4.5MPaGにて行うことが好ましい。
FEPの好ましいモノマー組成(質量%)は、TFE:HFP=(60〜95):(5〜40)、より好ましくは(85〜90):(10〜15)である。上記FEPとしては、また、更に第3成分としてパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類を用い、全モノマーの0.5〜2質量%である範囲内で変性させたものであってもよい。
(II) Melt processable resin (1) In the production method of the present invention, FEP is usually preferably polymerized at a polymerization temperature of 60 to 100 ° C. and a polymerization pressure of 0.7 to 4.5 MPaG.
The preferable monomer composition (mass%) of FEP is TFE: HFP = (60-95) :( 5-40), More preferably, it is (85-90) :( 10-15). The FEP may further be modified by using a perfluoro (alkyl vinyl ether) as a third component within a range of 0.5 to 2% by mass of the total monomers.
上記FEPの重合において、連鎖移動剤としては、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等を使用することが好ましく、pH緩衝剤としては、炭酸アンモニウム、燐酸水素二ナトリウム等を使用することが好ましい。 In the FEP polymerization, cyclohexane, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride, etc. are preferably used as the chain transfer agent, and ammonium carbonate, disodium hydrogen phosphate as the pH buffering agent. Etc. are preferably used.
(2)本発明の製造方法において、PFA、MFA等のTFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体の重合は、通常、重合温度60〜100℃、重合圧力0.7〜2.5MPaGで行うことが好ましい。
TFE/PAVE共重合体の好ましいモノマー組成(モル%)は、TFE:PAVE=(95〜99.7):(0.3〜5)、より好ましくは(98〜99.5):(0.5〜2)である。上記PAVEとしては、式:CF2=CFORf(式中、Rfは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基)で表されるものを使用することが好ましい。
(2) In the production method of the present invention, polymerization of TFE / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymers such as PFA and MFA is usually performed at a polymerization temperature of 60 to 100 ° C. and a polymerization pressure of 0.7 to 2.5 MPaG. It is preferable.
The preferable monomer composition (mol%) of the TFE / PAVE copolymer is TFE: PAVE = (95-99.7) :( 0.3-5), more preferably (98-99.5) :( 0. 5-2). As the PAVE, formula: CF 2 = CFORf (wherein, Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms) preferably used those represented by.
上記TFE/PAVE共重合体の重合において、連鎖移動剤としてシクロヘキサン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル、メタン、エタン等を使用することが好ましく、pH緩衝剤として、炭酸アンモニウム、燐酸水素二ナトリウム等を使用することが好ましい。 In the polymerization of the TFE / PAVE copolymer, it is preferable to use cyclohexane, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride, methane, ethane or the like as a chain transfer agent, and carbonic acid as a pH buffer. It is preferable to use ammonium, disodium hydrogen phosphate, or the like.
(3)本発明の製造方法において、ETFEの重合は、通常、重合温度20〜100℃、重合圧力0.5〜0.8MPaGで行うことが好ましい。 (3) In the production method of the present invention, the polymerization of ETFE is usually preferably carried out at a polymerization temperature of 20 to 100 ° C. and a polymerization pressure of 0.5 to 0.8 MPaG.
ETFEの好ましいモノマー組成(モル%)は、TFE:エチレン=(50〜99):(50〜1)である。上記ETFEとしては、また、更に第3モノマーを用い、全モノマーの0〜20質量%である範囲内で変性させたものであってもよい。好ましくは、TFE:エチレン:第3モノマー=(70〜98):(30〜2):(4〜10)である。上記第3モノマーとしては、パーフルオロブチルエチレン、パーフルオロブチルエチレン、2,3,3,4,4,5,5−ヘプタフルオロ−1−ペンテン(CH2=CFCF2CF2CF2H)、2−トリフルオロメチル−3,3,3−トリフルオロプロペン((CF3)2C=CH2)が好ましい。 A preferred monomer composition (mol%) of ETFE is TFE: ethylene = (50 to 99) :( 50 to 1). As the ETFE, a third monomer may be used and modified within a range of 0 to 20% by mass of the total monomers. Preferably, TFE: ethylene: third monomer = (70 to 98) :( 30 to 2) :( 4 to 10). As the third monomer, perfluorobutylethylene, perfluorobutylethylene, 2,3,3,4,4,5,5-heptafluoro-1-pentene (CH 2 ═CFCF 2 CF 2 CF 2 H), 2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoropropene ((CF 3 ) 2 C═CH 2 ) is preferred.
上記ETFEの重合において、連鎖移動剤として、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等を使用することが好ましい。 In the above ETFE polymerization, it is preferable to use cyclohexane, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride or the like as the chain transfer agent.
(III)エラストマー性重合体
本発明の製造方法において、エラストマー性重合体の重合は、攪拌機を備えた耐圧の反応容器に純水及び上述の本発明の乳化剤を仕込み、脱酸素後、モノマーを仕込み、所定の温度にし、重合開始剤を添加して、反応を開始することができる。反応の進行とともに圧力が低下するので、初期圧力を維持するように、追加のモノマーを連続的又は間欠的に追加供給する。所定量のモノマーを供給した時点で、供給を停止し、反応容器内のモノマーをパージし、温度を室温に戻して反応を終了する。乳化重合する場合、ポリマーラテックスを連続的に反応容器より取り出すことが好ましい。
(III) Elastomeric polymer In the production method of the present invention, the polymerization of the elastomeric polymer is carried out by adding pure water and the above-described emulsifier of the present invention to a pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer, and after deoxidation. The reaction can be started by charging a monomer, bringing the temperature to a predetermined temperature, and adding a polymerization initiator. Since the pressure decreases as the reaction proceeds, additional monomer is added continuously or intermittently to maintain the initial pressure. When a predetermined amount of monomer is supplied, the supply is stopped, the monomer in the reaction vessel is purged, the temperature is returned to room temperature, and the reaction is terminated. When emulsion polymerization is performed, it is preferable to continuously remove the polymer latex from the reaction vessel.
特に、熱可塑性エラストマーを製造する場合、国際公開第00/01741号パンフレットに開示されているように、一旦上述の乳化剤を高濃度に存在させてフルオロポリマー微粒子を合成してから希釈して更に重合を行うことで、通常の重合に比べて、最終的な重合速度を速くできる方法を使用することも可能である。 In particular, when producing a thermoplastic elastomer, as disclosed in WO 00/01741, pamphlet is synthesized in the presence of a high concentration of the above-mentioned emulsifier, diluted and further polymerized. It is also possible to use a method that can increase the final polymerization rate as compared with normal polymerization by performing the above.
上記エラストマー性重合体の重合は、目的とするポリマーの物性、重合速度制御の観点から適宜条件を選択するが、例えば、重合温度は通常−20〜200℃、好ましくは5〜150℃、重合圧力は通常0.5〜10MPaG、好ましくは1〜7MPaGにて行うことができる。また、重合媒体中のpHは、公知の方法等により、後述するpH調整剤等を用いて、通常2.5〜9に維持することが好ましい。 The polymerization of the elastomeric polymer is appropriately selected from the viewpoints of physical properties of the target polymer and polymerization rate control. For example, the polymerization temperature is usually -20 to 200 ° C, preferably 5 to 150 ° C, and the polymerization pressure. Can usually be carried out at 0.5 to 10 MPaG, preferably 1 to 7 MPaG. Moreover, it is preferable to maintain pH in a polymerization medium normally at 2.5-9 using the pH adjuster etc. which are mentioned later by a well-known method etc.
上記エラストマー性重合体の重合に用いるモノマーとしては、フッ化ビニリデンの他に、炭素原子と少なくとも同数のフッ素原子を有しフッ化ビニリデンと共重合し得る含フッ素エチレン性不飽和モノマーが挙げられる。 Examples of the monomer used for the polymerization of the elastomeric polymer include, in addition to vinylidene fluoride, fluorine-containing ethylenically unsaturated monomers having at least the same number of fluorine atoms as carbon atoms and capable of copolymerizing with vinylidene fluoride.
上記含フッ素エチレン性不飽和モノマーとしては、トリフルオロプロペン、ペンタフルオロプロペン、へキサフルオロブテン、オクタフルオロブテンが挙げられる。なかでも、へキサフルオロプロペンは、それが重合体の結晶成長を遮断した場合に得られるエラストマーの特性のために特に好適である。上記含フッ素エチレン性不飽和モノマーとしては、また、トリフルオロエチレン、TFE及びCTFE等が挙げられるし、1種若しくは2種以上の塩素及び/又は臭素置換基をもったフルオロモノマーを用いることもできる。パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、例えばパーフルオロ(メチルビニルエーテル)も用いることができる。TFE及びHFPは、エラストマー性重合体を製造するのに好ましい。 Examples of the fluorine-containing ethylenically unsaturated monomer include trifluoropropene, pentafluoropropene, hexafluorobutene, and octafluorobutene. Among these, hexafluoropropene is particularly suitable due to the elastomeric properties obtained when it blocks polymer crystal growth. Examples of the fluorine-containing ethylenically unsaturated monomer include trifluoroethylene, TFE, and CTFE. A fluoromonomer having one or more chlorine and / or bromine substituents can also be used. . Perfluoro (alkyl vinyl ether) such as perfluoro (methyl vinyl ether) can also be used. TFE and HFP are preferred for producing elastomeric polymers.
エラストマー性重合体の好ましいモノマー組成(質量%)は、フッ化ビニリデン:HFP:TFE=(20〜70):(20〜60):(0〜40)である。この組成のエラストマー性重合体は、良好なエラストマー特性、耐薬品性、及び、熱的安定性を示す。 The preferable monomer composition (mass%) of an elastomeric polymer is vinylidene fluoride: HFP: TFE = (20-70) :( 20-60) :( 0-40). Elastomeric polymers of this composition exhibit good elastomeric properties, chemical resistance and thermal stability.
上記エラストマー性重合体の重合において、重合開始剤としては、公知の無機ラジカル重合開始剤を使用することができる。上記無機ラジカル重合開始剤としては、従来公知の水溶性無機過酸化物、例えば、ナトリウム、カリウム及びアンモニウムの過硫酸塩、過リン酸塩、過硼酸塩、過炭素塩又は過マンガン酸塩が特に有用である。上記ラジカル重合開始剤は、更に、還元剤、例えば、ナトリウム、カリウム又はアンモニウムの亜硫酸塩、重亜硫酸塩、メタ重亜硫酸塩、ハイポ亜硫酸塩、チオ硫酸塩、亜リン酸塩若しくはハイポ亜リン酸塩により、又は、容易に酸化される金属化合物、例えば第一鉄塩、第一銅塩若しくは銀塩により、更に活性化することができる。好適な無機ラジカル重合開始剤は、過硫酸アンモニウムであり、過硫酸アンモニウムと重亜硫酸ナトリウムと共にレドックス系において使用することが、より好ましい。 In the polymerization of the elastomeric polymer, a known inorganic radical polymerization initiator can be used as the polymerization initiator. Examples of the inorganic radical polymerization initiator include conventionally known water-soluble inorganic peroxides such as sodium, potassium and ammonium persulfates, perphosphates, perborates, percarbonates and permanganates. Useful. The radical polymerization initiator further includes a reducing agent such as sodium, potassium or ammonium sulfite, bisulfite, metabisulfite, hyposulfite, thiosulfate, phosphite or hypophosphite. Or by a metal compound that is easily oxidized, such as a ferrous salt, a cuprous salt or a silver salt. A suitable inorganic radical polymerization initiator is ammonium persulfate, and it is more preferred to use it in a redox system with ammonium persulfate and sodium bisulfite.
上記重合開始剤の添加濃度は、目的とするポリマーの分子量や、重合反応速度によって適宜決定されるが、モノマー全量の0.0001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%の量に設定する。 The addition concentration of the polymerization initiator is appropriately determined depending on the molecular weight of the target polymer and the polymerization reaction rate, but is 0.0001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 5% by mass of the total amount of monomers. Set.
上記エラストマー性重合体の重合において、連鎖移動剤としては、公知のものを使用することができるが、PVDFの重合では、炭化水素、エステル、エーテル、アルコール、ケトン、塩素化合物、カーボネート等を用いることができ、熱可塑性エラストマーでは、炭化水素、エステル、エーテル、アルコール、塩素化合物、ヨウ素化合物等を用いることができる。なかでも、PVDFの重合では、アセトン、イソプロピルアルコールが好ましく、熱可塑性エラストマーの重合では、イソペンタン、マロン酸ジエチル及び酢酸エチルは、反応速度が低下しにくいという観点から好ましく、I(CF2)4I、I(CF2)6I、ICH2I等のジヨウ素化合物は、ポリマー末端のヨウ素化が可能で、反応性ポリマーとして使用できる観点から好ましい。 In the polymerization of the elastomeric polymer, a known chain transfer agent can be used, but in the polymerization of PVDF, a hydrocarbon, ester, ether, alcohol, ketone, chlorine compound, carbonate, or the like is used. In the thermoplastic elastomer, hydrocarbons, esters, ethers, alcohols, chlorine compounds, iodine compounds, and the like can be used. Among them, acetone and isopropyl alcohol are preferable for the polymerization of PVDF, and isopentane, diethyl malonate and ethyl acetate are preferable for the polymerization of the thermoplastic elastomer from the viewpoint that the reaction rate is difficult to decrease, and I (CF 2 ) 4 I , I (CF 2 ) 6 I, ICH 2 I and the like are preferred from the viewpoint that they can be iodinated at the polymer terminal and can be used as a reactive polymer.
上記連鎖移動剤の使用量は、供給されるモノマー全量に対して、通常0.5×10−3〜5×10−3モル%、好ましくは1.0×10−3〜3.5×10−3モル%である。 The amount of the chain transfer agent used is usually 0.5 × 10 −3 to 5 × 10 −3 mol%, preferably 1.0 × 10 −3 to 3.5 × 10, based on the total amount of monomers supplied. -3 mol%.
上記エラストマー性重合体の重合において、PVDFの重合では、乳化安定剤としてパラフィンワックス等を好ましく用いることができ、熱可塑性エラストマーの重合では、pH調整剤として、リン酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を好ましく用いることができる。 In the polymerization of the elastomeric polymer, paraffin wax or the like can be preferably used as an emulsion stabilizer in the polymerization of PVDF, and in the polymerization of a thermoplastic elastomer, phosphate, sodium hydroxide, hydroxylation can be used as a pH adjuster. Potassium etc. can be used preferably.
本発明の製造方法によって得られるエラストマー性重合体は、重合が終了した時点で、一般に、固形分濃度が10〜40質量%、平均粒子径が0.03〜1μm、好ましくは0.05〜0.5μm、数平均分子量が1,000〜2,000,000のものである。 The elastomeric polymer obtained by the production method of the present invention generally has a solid content concentration of 10 to 40% by mass and an average particle size of 0.03 to 1 μm, preferably 0.05 to 0 when the polymerization is completed. 0.5 μm and a number average molecular weight of 1,000 to 2,000,000.
本発明の製造方法によって得られるエラストマー性重合体は、必要に応じて、炭化水素系界面活性剤等の分散安定剤の添加、濃縮等をすることにより、ゴム成形加工に適した水性分散液にすることができる。上記水性分散液は、pH調節、凝固、加熱等を行い処理される。各処理は次のように行われる。 The elastomeric polymer obtained by the production method of the present invention can be made into an aqueous dispersion suitable for rubber molding by adding, concentrating, etc., a dispersion stabilizer such as a hydrocarbon-based surfactant, if necessary. can do. The aqueous dispersion is treated by adjusting pH, coagulating, heating and the like. Each process is performed as follows.
上記pH調節は、硝酸、硫酸、塩酸若しくはリン酸等の鉱酸、及び/又は、炭素数5以下でpK=4.2以下のカルボン酸等を加え、pHを2以下とすることからなる。
上記凝固は、アルカリ土類金属塩を添加することにより行われる。上記アルカリ土類金属塩としては、カルシウム又はマグネシウムの硝酸塩、塩素酸塩及び酢酸塩が挙げられる。
The pH adjustment is performed by adding a mineral acid such as nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid or phosphoric acid and / or a carboxylic acid having 5 or less carbon atoms and having a pK = 4.2 or less to make the pH 2 or less.
The coagulation is performed by adding an alkaline earth metal salt. Examples of the alkaline earth metal salts include nitrates, chlorates and acetates of calcium or magnesium.
上記pH調節及び上記凝固は、いずれを先に行ってもよいが、先にpH調節を行うことが好ましい。
各操作の後、エラストマーと同容量の水で洗浄を行い、エラストマー内に存在する少量の緩衝液や塩等の不純物を除去し、乾燥を行う。乾燥は、通常、乾燥炉内で、高温下、空気を循環させながら、約70〜200℃で行われる。
Either the pH adjustment or the coagulation may be performed first, but the pH adjustment is preferably performed first.
After each operation, washing is performed with the same volume of water as the elastomer to remove a small amount of impurities such as buffer solution and salt existing in the elastomer, and drying is performed. Drying is usually performed at about 70 to 200 ° C. while circulating air at a high temperature in a drying furnace.
上述の本発明のフルオロポリマーの製造方法から得られるフルオロポリマー水性分散液もまた、本発明の一つである。 An aqueous fluoropolymer dispersion obtained from the above-described method for producing a fluoropolymer of the present invention is also one aspect of the present invention.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、一般に、水性媒体中に上述の重合用乳化剤の存在下にフルオロポリマー粒子が分散しているものである。
上記水性分散液は、分散安定性や加工性の点で、フルオロポリマー粒子の濃度が5〜70質量%であることが好ましい。
The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is generally one in which fluoropolymer particles are dispersed in an aqueous medium in the presence of the above-described polymerization emulsifier.
The aqueous dispersion preferably has a fluoropolymer particle concentration of 5 to 70% by mass from the viewpoint of dispersion stability and processability.
上記水性分散液は、重合用乳化剤の濃度が水性媒体の0.0001〜2質量%であることが好ましい。 The aqueous dispersion preferably has a polymerization emulsifier concentration of 0.0001 to 2% by mass of the aqueous medium.
上記フルオロポリマー水性分散液から得られるフルオロポリマーのファインパウダーもまた、本発明の一つである。 A fine powder of fluoropolymer obtained from the aqueous fluoropolymer dispersion is also one aspect of the present invention.
本発明のフルオロポリマーのファインパウダーは、上述の本発明のフルオロポリマー水性分散液からフルオロポリマーを凝析し、更に必要に応じて乾燥することにより得られるものである。 The fine powder of the fluoropolymer of the present invention is obtained by coagulating the fluoropolymer from the above-described aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention and further drying it as necessary.
上記凝析は、従来公知の方法により行うことができる。上記凝析の条件は、従来公知の方法に基づき、フルオロポリマーの組成や量に応じて適宜選択することができる。 The coagulation can be performed by a conventionally known method. The coagulation conditions can be appropriately selected according to the composition and amount of the fluoropolymer based on a conventionally known method.
このような凝析方法として、例えば、フルオロポリマー水性分散液を10〜20質量%のポリマー濃度になるように水を用いて希釈し、場合によっては、pHを中性又はアルカリ性に調整した後、撹拌機付きの容器中で反応中の撹拌よりも激しく撹拌して行う方法が挙げられる。 As such a coagulation method, for example, an aqueous fluoropolymer dispersion is diluted with water to a polymer concentration of 10 to 20% by mass, and in some cases, after adjusting the pH to neutral or alkaline, A method of stirring more vigorously than stirring during the reaction in a vessel equipped with a stirrer can be mentioned.
上記凝析は、メタノール、アセトン等の水溶性有機化合物、硝酸カリウム、炭酸アンモニウム等の無機塩や、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸等を凝析剤として添加しながら撹拌を行ってもよい。上記凝析は、また、インラインミキサー等を使用して連続的に行ってもよい。 The coagulation may be performed while adding a water-soluble organic compound such as methanol or acetone, an inorganic salt such as potassium nitrate or ammonium carbonate, or an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid as a coagulant. The coagulation may be continuously performed using an in-line mixer or the like.
上記凝析前や凝析中に、着色のための顔料や機械的性質を改良するための各種充填剤を添加すれば、顔料や充填剤が均一に混合した顔料入り又は充填剤入りのファインパウダーを得ることができる。 Before or during the coagulation, if pigments for coloring and various fillers for improving mechanical properties are added, the fine powder containing the pigment or the filler containing the pigment and the filler uniformly mixed Can be obtained.
上記乾燥は、得られた湿潤粉末をあまり流動させない状態、好ましくは静置の状態を保ちながら、真空、高周波、熱風等の手段を用いて行う。
上記乾燥は、10〜250℃、好ましくは100〜200℃の乾燥温度で行う。
The drying is performed using a means such as vacuum, high frequency, hot air or the like while keeping the obtained wet powder not to flow so much, preferably in a stationary state.
The drying is performed at a drying temperature of 10 to 250 ° C, preferably 100 to 200 ° C.
粉末同士の、特に高温での摩擦は、一般にファインパウダー型のPTFE重合体に好ましくない影響を与える。これは、この種のPTFE重合体からなる粒子が小さな剪断力によっても簡単にフィブリル化して、元の安定な粒子構造の状態を失う性質を持っているからである。 Friction between powders, particularly at high temperatures, generally has an undesirable effect on fine powder PTFE polymers. This is because particles of this type of PTFE polymer have the property of easily fibrillating even with a small shearing force and losing the original stable particle structure.
本発明のファインパウダーは、平均粒子径が300〜700μmであることが好ましい。
上記平均粒子径は、ASTM D−1457に準拠して測定したものである。
The fine powder of the present invention preferably has an average particle size of 300 to 700 μm.
The average particle diameter is measured in accordance with ASTM D-1457.
上記ファインパウダーは、見掛け密度が0.35〜0.65g/mlであることが好ましい。
上記見掛け密度は、JIS K−6891に準拠して測定したものである。
The fine powder preferably has an apparent density of 0.35 to 0.65 g / ml.
The apparent density is measured according to JIS K-6891.
本発明におけるフルオロポリマーの用途としては特に限定されず、水性分散液として使用する場合、基材上に塗布し乾燥した後必要に応じて焼成することよりなる塗装;不織布、樹脂成形品等の多孔性支持体を含浸させ乾燥した後、好ましくは焼成することよりなる含浸;ガラス等の基材上に塗布し乾燥した後、必要に応じて水中に浸漬し、基材を剥離して薄膜を得ることよりなるキャスト製膜等が挙げられ、これら適用例としては、水性分散型塗料、電極用結着剤、電極用撥水剤等が挙げられる。 The use of the fluoropolymer in the present invention is not particularly limited, and when used as an aqueous dispersion, it is applied by coating on a substrate, drying and then firing as necessary; porous such as nonwoven fabric and resin molded product Impregnation comprising impregnating the conductive support, drying, and preferably firing; coating on a substrate such as glass and drying; dipping in water if necessary; peeling the substrate to obtain a thin film Examples of these applications include water-dispersed paints, electrode binders, electrode water repellents, and the like.
上記フルオロポリマーは、水性分散液の形態で、公知の顔料、増粘剤、分散剤、消泡剤、凍結防止剤、成膜助剤等の配合剤を配合することにより、又は、更に他の高分子化合物を複合して、コーティング用水性塗料として用いることができる。 The above fluoropolymer is in the form of an aqueous dispersion, by blending known pigments, thickeners, dispersants, antifoaming agents, antifreezing agents, film-forming aids, etc. A polymer compound can be combined and used as an aqueous coating material for coating.
上記フルオロポリマーは、例えば、ファインパウダーである場合、成形用として好ましい。このようなファインパウダーの好適な用途としては、航空機及び自動車等の油圧系、燃料系のチューブ等が挙げられ、薬液、蒸気等のフレキシブルホース、電線被覆用途等が挙げられる。 For example, when the fluoropolymer is fine powder, it is preferable for molding. Suitable applications of such fine powders include hydraulic and fuel tubes for aircraft and automobiles, flexible hoses such as chemicals and steam, and wire coating applications.
本発明の含フッ素(メタ)アクリルポリマーは、分散性に優れており、フルオロポリマー等のポリマーの製造に用いた場合、分散安定性が良い水性分散液を得ることができる。 The fluorine-containing (meth) acrylic polymer of the present invention is excellent in dispersibility, and when used for production of a polymer such as a fluoropolymer, an aqueous dispersion having good dispersion stability can be obtained.
次に本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
なお、各実施例で行った測定は、以下の方法で行ったものである。
Next, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to such examples.
In addition, the measurement performed in each Example was performed with the following method.
固形分濃度
得られた水性分散液を150℃で1時間乾燥した時の質量減少より求めた。
Solid content concentration It was calculated | required from the mass reduction | decrease when the obtained aqueous dispersion was dried at 150 degreeC for 1 hour.
標準比重(SSG)
ASTM D−1457−69に従い測定した。
Standard specific gravity (SSG)
Measured according to ASTM D-1457-69.
平均一次粒子径
固形分濃度を約0.02質量%に希釈し、単位長さに対する550nmの投射光の透過率と電子顕微鏡写真によって決定された平均粒子径との検量線を基にして、上記透過率から間接的に求めた。
Based on a calibration curve of the average primary particle size solid content concentration diluted to about 0.02% by mass, the transmittance of 550 nm projection light per unit length and the average particle size determined by electron micrograph, It was obtained indirectly from the transmittance.
実施例1 含フッ素(メタ)アクリルポリマーの調製
100mLの攪拌翼および冷却管を備えたガラス製反応器に、水20ml、メタノール 20mlを仕込み、脱気、窒素置換を行い酸素を除去した。内温を80℃に保持しつつ、過硫酸アンモニウム10%水溶液を0.1g添加、引き続きCF2=C(CF3)COOH25gを30分かけて滴下した。滴下終了後、反応器内温を85℃としてさらに2時間保持した。
反応終了後、冷却すると白濁液が得られるため、50℃で180mmHgで乾燥し、ポリマー21gを得た。
このポリマー1.5gを13.5gのイオン交換水に分散し、アンモニア水を加えてpHを9に調整し、含フッ素(メタ)アクリルポリマーの水溶液を得た。
Example 1 Preparation of fluorinated (meth) acrylic polymer A glass reactor equipped with a 100 mL stirring blade and a cooling tube was charged with 20 ml of water and 20 ml of methanol, and deaerated and purged with nitrogen to remove oxygen. While maintaining the internal temperature at 80 ° C., 0.1 g of 10% ammonium persulfate aqueous solution was added, and then 25 g of CF 2 ═C (CF 3 ) COOH was added dropwise over 30 minutes. After completion of the dropwise addition, the reactor internal temperature was kept at 85 ° C. and held for another 2 hours.
After the reaction was completed, a white turbid liquid was obtained by cooling. Thus, the polymer was dried at 50 ° C. and 180 mmHg to obtain 21 g of a polymer.
1.5 g of this polymer was dispersed in 13.5 g of ion-exchanged water, and aqueous ammonia was added to adjust the pH to 9 to obtain an aqueous solution of a fluorine-containing (meth) acrylic polymer.
実施例2 ポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕ラテックスの調製
内容量3Lの攪拌翼付きステンレススチール製オートクレーブに、脱イオン水1.5L、パラフィンワックス60g(融点60℃)、及び、実施例1で調製した含フッ素(メタ)アクリルポリマーの水溶液を仕込み、系内をテトラフルオロエチレン〔TFE〕で置換した。内温を70℃にし、内圧が0.78MPaになるようにTFEを圧入し、1質量%の過硫酸アンモニウム[APS]水溶液3.75gを仕込み、反応を開始した。重合の進行に伴って重合系内の圧力が低下するので、連続的にTFEを追加して、内圧を0.78MPaに保ち、反応を継続した。重合開始12時間後にTFEをパージして重合を停止した。この水性分散液の固形分濃度は、18.5質量%、標準比重は2.216、フルオロポリマーの平均一次粒子径は、273nmであった。
Example 2 Preparation of polytetrafluoroethylene [PTFE] latex In a stainless steel autoclave with a stirring volume of 3 L, deionized water 1.5 L, paraffin wax 60 g (melting point 60 ° C.) and prepared in Example 1 An aqueous solution of a fluorine-containing (meth) acrylic polymer was charged, and the inside of the system was replaced with tetrafluoroethylene [TFE]. TFE was injected so that the internal temperature was 70 ° C. and the internal pressure was 0.78 MPa, and 3.75 g of a 1% by mass ammonium persulfate [APS] aqueous solution was charged to initiate the reaction. As the polymerization proceeded, the pressure in the polymerization system decreased, so TFE was continuously added to keep the internal pressure at 0.78 MPa and the reaction was continued. The polymerization was stopped by purging TFE 12 hours after the start of the polymerization. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 18.5% by mass, the standard specific gravity was 2.216, and the average primary particle size of the fluoropolymer was 273 nm.
本発明の含フッ素(メタ)アクリルポリマーは、フルオロポリマー等のポリマーの製造に好適に用いることができる。 The fluorine-containing (meth) acrylic polymer of the present invention can be suitably used for producing a polymer such as a fluoropolymer.
Claims (10)
CX1X2=CX3−COOM (1)
(式中、X1及びX2は、同一又は異なって、H又はFを表す。X3は、−CF3又はFを表す。Mは、H、K、Na又はNH4の何れかを表す。)で表される化合物を少なくとも1種含有する単量体組成物を水性媒体中で重合させることにより得られる
ことを特徴とする含フッ素(メタ)アクリルポリマー。 General formula (1)
CX 1 X 2 = CX 3 -COOM (1)
(In the formula, X 1 and X 2 are the same or different and represent H or F. X 3 represents —CF 3 or F. M represents any of H, K, Na or NH 4. .) Is a fluorine-containing (meth) acrylic polymer obtained by polymerizing a monomer composition containing at least one compound represented by formula (1) in an aqueous medium.
ことを特徴とする重合用乳化剤。 An emulsifier for polymerization, comprising the fluorine-containing (meth) acrylic polymer according to claim 1, 2, 3 or 4.
ことを特徴とするフルオロポリマーの製造方法。 A method for producing a fluoropolymer, comprising polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of the emulsifier for polymerization according to claim 5.
ことを特徴とするフルオロポリマー水性分散液。 A fluoropolymer aqueous dispersion obtained from the method for producing a fluoropolymer according to claim 6 or 7.
ことを特徴とするフルオロポリマーのファインパウダー。 A fine powder of a fluoropolymer obtained from the aqueous fluoropolymer dispersion according to claim 8.
ことを特徴とするフルオロポリマーのファインパウダー。 A fine powder of a fluoropolymer obtained by coagulating a fluoropolymer from the aqueous fluoropolymer dispersion according to claim 8.
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