JP3993635B2 - 耐塩基性フッ素化ポリマー - Google Patents
耐塩基性フッ素化ポリマー Download PDFInfo
- Publication number
- JP3993635B2 JP3993635B2 JP50321897A JP50321897A JP3993635B2 JP 3993635 B2 JP3993635 B2 JP 3993635B2 JP 50321897 A JP50321897 A JP 50321897A JP 50321897 A JP50321897 A JP 50321897A JP 3993635 B2 JP3993635 B2 JP 3993635B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymer
- tetrafluoroethylene
- iii
- molar ratio
- crosslinking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 title claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 124
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 26
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 14
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 10
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 9
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 41
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 15
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 15
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 9
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 9
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 8
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 8
- PVCVRLMCLUQGBT-UHFFFAOYSA-N (1-tert-butylcyclohexyl) (1-tert-butylcyclohexyl)oxycarbonyloxy carbonate Chemical compound C1CCCCC1(C(C)(C)C)OC(=O)OOC(=O)OC1(C(C)(C)C)CCCCC1 PVCVRLMCLUQGBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-Trichlorotrifluoroethane Chemical compound FC(F)(Cl)C(F)(Cl)Cl AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- -1 alkyl trifluorovinyl ether Chemical compound 0.000 description 7
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 7
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 7
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 7
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6,7,8,9,10-octahydropyrimido[1,2-a]azepine Chemical compound C1CCCCN2CCCN=C21 GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 4
- YOALFLHFSFEMLP-UHFFFAOYSA-N azane;2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-pentadecafluorooctanoic acid Chemical compound [NH4+].[O-]C(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F YOALFLHFSFEMLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- ZQBFAOFFOQMSGJ-UHFFFAOYSA-N hexafluorobenzene Chemical compound FC1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F ZQBFAOFFOQMSGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002449 FKM Polymers 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 3
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 125000005739 1,1,2,2-tetrafluoroethanediyl group Chemical group FC(F)([*:1])C(F)(F)[*:2] 0.000 description 2
- RRZIJNVZMJUGTK-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoro-2-(1,2,2-trifluoroethenoxy)ethene Chemical compound FC(F)=C(F)OC(F)=C(F)F RRZIJNVZMJUGTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 2
- BLTXWCKMNMYXEA-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoro-2-(trifluoromethoxy)ethene Chemical compound FC(F)=C(F)OC(F)(F)F BLTXWCKMNMYXEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MPJPKEMZYOAIRN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(2-methylprop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound CC(=C)CN1C(=O)N(CC(C)=C)C(=O)N(CC(C)=C)C1=O MPJPKEMZYOAIRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(prop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound C=CCN1C(=O)N(CC=C)C(=O)N(CC=C)C1=O KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYJDQJZUPAAIRK-UHFFFAOYSA-N 1-(1,2,2-trifluoroethenoxy)butane Chemical compound CCCCOC(F)=C(F)F AYJDQJZUPAAIRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYCANDRGVPTASA-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-1,2,2-trifluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)Br AYCANDRGVPTASA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane Chemical group CC(C)(C)OOC(C)(C)CCC(C)(C)OOC(C)(C)C DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBLRBQCSSBJIPF-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-1,1,2,3-tetrafluorobut-1-ene Chemical compound CC(F)(Br)C(F)=C(F)F WBLRBQCSSBJIPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVCWGFZDSIWLMO-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-3,3,4,4-tetrafluorobut-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C(F)(F)C=C GVCWGFZDSIWLMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000694440 Colpidium aqueous Species 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 125000005011 alkyl ether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000031709 bromination Effects 0.000 description 1
- 238000005893 bromination reaction Methods 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000005796 dehydrofluorination reaction Methods 0.000 description 1
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 150000004694 iodide salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009757 thermoplastic moulding Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/26—Tetrafluoroethene
- C08F214/262—Tetrafluoroethene with fluorinated vinyl ethers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
ここでの開示は、テトラフルオロエチレン、アルキルトリフルオロビニルエーテル、および加硫部位(curesite)のモノマーおよび/またはヨウ化有機化合物から誘導されたポリマーである。そのようなポリマーの製造方法もまた開示されている。そのようなポリマーは、特に耐塩基性エラストマーとして有用である。
技術の背景
フルオロポリマーは、それらの耐化学薬品性および耐熱性に関して一般的に公知である。しかしながら、部分フッ素化ポリマーは、通常、ある種の化学薬品、特に塩基に対して弱点を有する。そのようなポリマーは、塩基の存在下、脱水素フッ素化または他の反応をしばしば受け、このことが塩基の環境下でポリマーを使用するのに適していない。これはエラストマーである部分フッ素化ポリマーに対して特にあてはまる。その理由は、かかるポリマーが塩基性である系に対してシール(Seals)としてしばしば用いられるからである。この理由のために、塩基に対して比較的安定な部分フッ素化ポリマーが要求されていた。
米国特許第3,159,609号においてテトラフルオロエチレン(TFE)およびアルキルトリフルオロビニルエーテルのコポリマーが記述されている。それらのポリマーは、容易に架橋可能であるという記述はされていない。
米国特許第4,158,678号、第4,243,770号、第4,948,852号および第4,973,633号ではフルオロモノマー重合における連鎖移動剤として、ヨウ化有機物の使用を記述している。それらの参考文献のいずれも、本発明のポリマーを教示していない。
米国特許第3,525,724号ではテトラフルオロエチレン、アルキルトリフルオロビニルエーテル、および繰返しユニット−CF2C(O)−から誘導された繰返しユニットを含有するポリマーを記述している。ここで定義されたようなポリマーは、フリーラジカル反応では架橋していない。
発明の要旨
本発明は、繰返しユニット
および架橋官能性(crosslink-functional)の繰返しユニット(III)を具えた第1のポリマーであって、前記架橋官能性の繰返しユニットは、フリーラジカルに対して前記ポリマーを暴露したときに前記ポリマーが容易に架橋することを可能とするものであって、ここでR1は炭素原子数1から6を含有するアルキル基である。好ましくは、(I):(II)のモル比は約4:1から約1:1であって、[(I)+(II)]:(III)のモル比は約200:1から約20:1である。この繰返しユニット(I)+(II)+(III)は、これら全体で、ポリマーを形成する繰返しユニットの約50モルパーセント以上である。
上述の一般式において、繰返しユニット(I)は、テトラフルオロエチレンモノマー(IV)から誘導することができ、繰返しユニット(II)は一般式CF2=CFOR3(V)のモノマーから誘導できる。
上述ポリマーの新規製造方法についてもまた開示されており、その方法はテトラフルオロエチレン、一般式CF2=CFOR1中の少なくとも1つのモノマー、および少なくとも1つの架橋官能性のコモノマーの組合せを少なくとも50モルパーセント有するモノマーの混合物を反応させることを具え、ここで重合方法は、約30から80℃の温度下、約1から6MPaのテトラフルオロエチレン圧において、水性エマルション中で実施する。
本発明は、ヨウ化有機物の存在下、テトラフルオロエチレン(IV)、R1が炭素原子数1から6を含むアルキルである一般式CF2=CFOR1の化合物(V)、および必要に応じて他のフリーラジカル共重合できるモノマーをフリーラジカル共重合することによって製造され、そのポリマー生成物は約0.1から約5重量パーセントのヨウ化物を含有するようにした架橋していない第2番目のポリマーに関するものでもある。モノマー(IV)および(V)は、先に定義したような繰返しユニット(I)および(II)をそれぞれ形成するように反応する。これら繰返しユニットは、全体で、ポリマー生成物を形成する繰返しユニットの少なくとも50モルパーセントである。
発明の詳細
本発明は、耐塩基エラストマーとして有用であり、かつトリフルオロビニルエーテルモノマーから誘導された繰返しユニットを含む2種類のコポリマーを含有している。ここで述べた第1のポリマーは、(I)、(II)および(III)と呼ぶ3つの必要な繰返しユニットを有する。ユニット(I)は、テトラフルオロエチレン(TFE)から誘導され、他方、繰返しユニット(II)は一般式CF2=CFOR1(V)のトリフルオロビニルエーテルモノマーから誘導される。繰返しユニット(II)が誘導されるモノマーは、米国特許第2,917,548号に記述された方法によって製造することができる。好ましい実施例において、(II)および(V)におけるR1はエチル、n−プロピルまたはn−ブチルであり、より好ましくはn−ブチルである。
ポリマーが、繰返しユニット(I)および(II)からのみ構成されていたならば、フリーラジカル架橋を行うことはできるかもしれないが、かなり困難である。繰返しユニット(III)により、ポリマーをフリーラジカル(あるいは、フリーラジカルを発生するエネルギー源)に対して暴露したとき、そのポリマーが容易に架橋されることが可能になる。十分に高い水準または濃度において容易に架橋を形成する能力は、優れた加硫物の特性を提供するために弾性ポリマーにとって重要である。
本発明によれば第1の種類のポリマーの好ましい実施例では、ポリマーはエラストマー、すなわち、コポリマーであって、そのコポリマーのガラス転移温度以上であり、および示差走査熱量計(differential scanning calorimetry)で測定したとき、20℃において、その認知できない量の結晶化度を含んでいる。
フリーラジカル条件下で、フルオロポリマーの架橋を容易に可能とする繰返しユニットおよびモノマーは公知である。例えば、米国特許第4,035,565号、第4,564,662号、第4,745,165号、第4,694,045号、第4,948,852号、第4,973,633号および第5,173,553号を参照せよ。
架橋官能性のモノマーは、反応性の加硫部位をポリマーに提供するために適用され、側鎖に臭素を持つモノマーを含有している。臭素を含有する加硫部位のモノマーとして適したものは、ブロモテトラフルオロブテン、ブロモトリフルオロエチレンおよびCF2=CFOCF2CF2BrおよびCF3CH2OCF=CFBrのような臭素化フルオロビニルエーテルを含む。
フリーラジカル架橋部位(site)は、側鎖に少なくとも1つのメチン水素原子(水素原子はある炭素原子に結合され、その炭素原子は次に3つの他の炭素原子に結合している)を含有するアルキル基、またはアルキルが置換され、あるいは置換されていないアルキルエーテル基を側鎖に含有している繰返しユニットにおいてもまた見出されることが可能である。ポリマーのフリーラジカル架橋を促進させる2以上の繰返しユニット(III)が存在していてもよい。
好ましい繰返しユニット(III)は以下の通りである。
ここで、iおよびkは2から10の範囲にある整数であり、好ましくは2あるいは4であって、jは1から4の範囲にある整数であり、好ましくは1であり、および各R2は1から4の炭素をそれぞれ含有するアルキル基である。両方のR2基がメチルであるのが好ましい。好ましい繰返しユニット(IIIA)のためのモノマーは、P. TarrantらによるJ. Org. Chem., vol. 34, P864ff(1969)に記載の方法によって作ることができる。上述の繰返しユニット(IIIB)および(IIIC)を形成するために重合するモノマーは、対応するアルコールのアルコキシドとテトラフルオロエチレンと反応させることによって合成可能であり、このことは当業者により容易に理解される。
好ましくは、上述のポリマーにおいて、(I):(II)のモル比が、約3:1から約13:7、および/または[(I)+(II)]:(III)が約130:1から約70:1である。
本発明による第1のポリマーにおいて、50モルパーセントまでの繰返しユニットは(I)、(II)および(III)以外のユニットとすることができる。それら他のユニットは、繰返しユニット(I)、(II)および(III)が誘導されるモノマーとフリーラジカル共重合する既知の各種のモノマーから誘導できる。そのような既知のモノマーの例として、例えば、W. Gerhartzらの編著Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry vol. Allのp.393-429(VHC Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 5th Ed.1988)、およびH. F. Markらの編著Encyclopedia of Polymer Science and Technologyのp.577-648(John Wiley & Sons, New York 3d Ed. 1989)について参照せよ。従って、必要に応じて加えることのできる適当なコモノマーはビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、ここで好ましくは、アルキル基は炭素原子数1から5を含有していて、特にパーフルオロ(メチルビニルエーテル)である。好ましくは、この任意の繰返しユニットは、第1のポリマーにおいて、第1のポリマーの繰返しユニットの35モルパーセント未満の量である。より好ましくは、第1番目のポリマーは必須的に繰返しユニット(I)、(II)および(III)からなる。
本発明による第1のポリマーは、当業者に対して既知である方法を用いてフリーラジカル重合によって合成することができる。例えば、W. Gerhartzらの編著Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry vol. Allのp.393-429(VHC Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 5th Ed.1988)、およびH. F. Markらの編著Encyclopedia of Polymer Science and Technologyのp.577-648(John Wiley & Sons, New York 3d Ed. 1989)について参照せよ。そのようなポリマーは、溶液、水性または非水性けん濁液またはエマルション重合方法を用いてバッチ、半バッチまたは連続的な方法によって製造できる。そのようなポリマーは、架橋可能で有用なエラストマーを形成するのに十分な分子量であることが好ましいが、それより低い分子量のポリマーもまた例えば架橋可能なコルク(caulks)としても用いることができる。
好ましくは、本発明による第1または第2のポリマーは、水性エマルション重合が、半バッチあるいは連続的モードにおいて、約30から80℃、より好ましくは約35から45℃、最も好ましくは約40±5℃で、TFE圧が1から6MPa、好ましくは1から3MPaで実施されることにより製造される。そのような重合化は、実施例12によって例示される。
本発明による第1のポリマーは、架橋されたまたは架橋されていない形態とすることができる。それらのポリマーは、それらポリマーを適当な量の少なくとも1つのフリーラジカル発生剤(代表的には反応混合物において約1から約10重量パーセントの発生剤)と混合すること、および加熱してフリーラジカルを発生しそれにより架橋することによって架橋された。当業者が容易に理解できるように、フリーラジカルは、架橋を生じるのに十分に高いエネルギーを有して発生されるべきである。適当なフリーラジカル発生剤は、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン(Lupersol(登録商標)/Luperco(登録商標)101XLとしてAtochem, Inc.より入手可能である)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)ヘキセン−3(Lupersol(登録商標)/Luperco(登録商標)130XLとしてAtochem, Inc.より入手可能である)、ジ−t−ブチルペルオキシド、およびジクミルペルオキシドである。トリアリルイソシアヌレートあるいはトリメタリルイソシアヌレートのような適当な補助剤もまたフリーラジカル発生剤による架橋の効率を改善するために用いることができる。
本発明の第2のポリマーは、TFE(IV)およびCF2=CFOR1(V)のフリーラジカル重合によって作られたポリマーであり、ここでR1は炭素原子1から6を含有するアルキル基である。この場合において、R1は好ましくは炭素原子2から4を含有する。R1がn−アルキルであることもまた好ましい。特に好ましくは、R1がn−ブチルである。第2のポリマーを作るための重合は、ヨウ化有機物が存在しなければならないこと、および繰り返しユニット(III)を作るためのモノマーは必ずしも存在しなくてもよいことを除いて、ここで開示した(上記参照)第1のポリマーを作るために用いた方法と本質的に同じ方法によって実施する。
ヨウ化有機物は連鎖移動剤として作用し、それによりヨウ素原子が生成物ポリマーの一部になる。ポリマー生成物は、約0.1から約5重量パーセントのヨウ素、好ましくは約0.5から約2.5重量パーセントのヨウ素を含有している。そのようなヨウ化有機物のリスト、およびそのようなヨウ化有機物をどのように使用するかについては、米国特許第4,158,678号、第4,243,770号、第4,948,852号および第4,973,633号を参照せよ。好ましいヨウ化物は、R4I(ここでR 4 はパーフルオロアルキルである。)、CH2I2、および、I(CH2CH2)p(CF2)m(CH2CH2)pI(式中のmは1から10、好ましくは2であり、各pはそれぞれ0または1、好ましくは0である。)ものである。
ポリマーにおけるヨウ素の重量パーセントは、Analytical Chemistry, vol. 22 p.1047ff(1950)に記載のように測定することができる。ここで報告されたヨウ素の分析は、その方法を用いてSchwartzkopf Microanalytical Laboratoriesによって実施された。
本発明による第2のポリマーは、好ましくはエラストマーである。この第2のポリマーは、TFE(IV)およびCF2=CFOR3(V)以外のモノマーから誘導された繰返しユニットを50モルパーセントまで必要に応じて含有できる。第1のポリマーに対して上に列挙した任意であって好ましいモノマーは、第2のポリマーに対してもまた任意であって好ましい。付け加えて、上述の繰返しユニット(III)のいずれも、(任意の繰返しユニットの一部分として)第2のポリマー中に存在してよい。上述の好ましい繰返しユニット(III)は、第2のポリマー中において好ましい任意の繰返しユニットでもある。
ここで、第2のポリマーは架橋されていてもあるいは架橋されていなくてもよい。第2のポリマーは、第1のポリマーに対して上述した方法によってフリーラジカル架橋することができる。
ここで記述した第1および第2の双方の種類の本発明によるポリマーは、熱や化学薬品、特に塩基に対する耐性が要求される部品を製造するためのエラストマーおよび成形樹脂として有用である。熱可塑性成形樹脂として用いるときに、それらポリマーは、成形温度で分解するフリーラジカル発生剤の添合によって、成形の間に架橋できる。しかしながら、ポリマーがエラストマーであるならば、例えば成形または押出といった大抵のエラストマーが受ける処理の間に架橋するのが好ましい。得られた部品は、化学薬品および温度耐性、特に塩基に対する耐性が要求されている、例えばo−リングを有するガスケットおよびシールにおいて有用である。それらのポリマーは、モノアミンおよびポリアミンのようなある種の塩基性の流体と接触して用いるときに特に有用である。
特記する場合を除いては、以下の例における全ての圧力はゲージ圧である。これら例では、以下の略語を用いる。
BTFB 4−ブロモ−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1
BuFVE n−ブチルトリフルオロビニルエーテル
DSC 示視走査熱量計
TFE テトラフルオロエチレン
Tg ガラス転移温度
TGA 熱重量分析
実施例1
この実施例は、有機溶媒中30:10:1のモル比のCF2=CF2、CF2=CF−O−C4H9およびCH2=CHCF2CF2Brの共重合を例示するものである。75mlの圧力容器をCF2=CF−O−C4H9の7.7g、CH2=CHCF2CF2Brの1.04g、ビス(t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネートの0.2gおよび1,1,2−トリクロロトリフルオロエタンの40gで充填した。容器を密閉し、ドライアイス中で冷却し、排気し、CF2=CF2約15gを充填した。次いで容器を攪拌しながら12時間にわたって60℃まで加熱した。内圧は最大約1.89MPaに達し、そして5.6時間後に345kPa未満まで減少した。容器を25℃まで冷却し、大気圧までベント(vented)した。濁りを帯びた流動性ポリマー溶液が得られた。揮発性の成分を加熱ランプ下でそして次いで100℃の真空オーブン中で蒸発させ、透明なポリマー22gを得た。このポリマーは80℃で加圧して透明な、柔軟性のある、強靭なフィルムにすることができた。DSC分析では、2回目の加熱において−19.1℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。TGA分析では、空気中316.7℃においておよび窒素中363.0℃において10%の重量減少を示した。このポリマーは、140℃でのテトラクロロエタン中で測定された19FNMRにおけるふさわしい共鳴の積分値によって、CF2=CF276.5mole%、CF2=CF−O−C4H923.5mole%を含有することが示された。元素分析では、以下のように分かった。すなわち、C,30.93wt%;H,2.03wt%;F,60.72wt%;Br,1.61wt%であり、CF2=CF273.1mole%、CF2=CF−O−C4H925.7mole%、およびCH2=CHCF2CF2Br1.1mole%の組成がそれから計算された。
実施例2
この実施例は、有機溶媒中30:10:1のモル比のCF2=CF2、CF2=CF−O−C4H9およびCF2=CF−O−CH2CH2OCH3の共重合を例示するものである。75mlの圧力容器をCF2=CF−O−C4H9の7.7g、CF2=CF−O−CH2CH2OCH3の0.78g、ビス(t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネートの0.2gおよび1,1,2−トリクロロトリフルオロエタンの40gで充填した。容器を密閉し、ドライアイス中で冷却し、排気し、CF2=CF2約15gを充填した。容器を攪拌しながら12時間にわたって60℃まで加熱した。内圧は最大約2.07MPaに達し、そして7時間後に345kPa未満まで減少した。容器を25℃まで冷却し、大気圧までベントした。ゼラチン状物質のチャンク(chunk)を含有する濁りを帯びた流体が得られた。揮発性の成分を加熱ランプ下でそして次いで100℃の真空オーブン中で蒸発させ、透明なポリマー24.5gを得た。このポリマーは80℃で加圧して透明な、柔軟性のある、強靭なフィルムにすることができた。DSC分析では、2回目の加熱において−17.1℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。TGA分析では、空気中321.5℃においておよび窒素中380.2℃において10%の重量減少を示した。このポリマーは、140℃におけるテトラクロロエタン中で測定された19FNMRにおけるふさわしい共鳴の積分値によってCF2=CF275mole%およびCF2=CF−O−C4H9とCF2=CF−O−CH2CH2OCH3との組合せが25mole%含有することが示された。130℃でのテトラクロロエタン中で測定された1HNMRにおいて、δが0.98でのCF2=CF−O−C4H9の−CH3共鳴およびδが3.4でのCF2=CF−O−CH2CH2OCH3の−CH3共鳴の積分値によって、CF2=CF−O−CH2CH2OCH3に対するCF2=CF−O−C4H9の割合は1対13.6と示された。
実施例3
この実施例は、有機溶媒中30:10:1のモル比のCF2=CF2、CF2=CF−O−C4H9およびCF2=CF−O−CH2CH(CH3)2の共重合を例示するものである。75mlの圧力容器をCF2=CF−O−C4H9の7.7g、CF2=CF−O−CH2CH(CH3)2の0.77g、ビス(t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネートの0.2gおよび1,1,2−トリクロロトリフルオロエタンの40gで充填した。容器を密閉し、ドライアイス中で冷却し、排気し、CF2=CF2約15gを充填した。容器を攪拌しながら12時間にわたって60℃まで加熱した。内圧は最大約2.07MPaに達し、そして6時間後に345kPa未満まで減少した。容器を25℃まで冷却し、大気圧までベントした。ゼラチン状物質のチャンクを含有する濁りを帯びた流体が得られた。揮発性の成分を加熱ランプ下でそして次いで100℃の真空オーブン中で蒸発させ、透明なポリマー23.5gを得た。このポリマーは80℃で加圧して、透明な、柔軟性のある、強靭なフィルムとすることができた。DSC分析では、2回目の加熱において−20.7℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。TGA分析では、空気中で326.4℃においておよび窒素中378.8℃において10%の重量減少を示した。ポリマーは、150℃でのテトラクロロエタン中で測定された19FNMRにおけるふさわしい共鳴の積分値によって、CF2=CF275mole%およびCF2=CF−O−C4H9とCF2=CF−O−CH2CH(CH3)2との組合せ25mole%を含有することが示された。130℃でのテトラクロロエタン中で測定された1HNMRにおいて、δが4.06でのCF2=CF−O−C4H9の−OCH2−共鳴、およびδが3.85でのCF2=CF−O−CH2CH(CH3)2の−OCH2−共鳴の積分値によって、CF2=CF−O−CH2CH(CH3)2に対するCF2=CF−O−C4H9の割合は1対10と示された。
実施例4
この実施例は、有機溶媒中30:10:1のモル比のCF2=CF2,CF2=CF−O−C4H9およびCF2=CF−O−(CH2)2CH(CH3)2の共重合を例示するものである。75mlの圧力容器をCF2=CF−O−C4H9の7.7g、CF2=CF−O−(CH2)2CH(CH3)2の0.84g、ビス(t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネートの0.2gおよび1,1,2−トリクロロトリフルオロエタンの40gで充填した。容器を密閉し、ドライアイス中で冷却し、排気しCF2=CF2約15gを充填した。容器を攪拌しながら12時間にわたって60℃まで加熱した。内圧は最大約1.86MPaに達し、そして6時間後に482kPa未満まで減少した。容器を25℃まで冷却し、大気圧までベントした。低粘性の濁りを帯びた流体が得られた。揮発性の成分を加熱ランプ下でそして次いで100℃の真空オーブン中で蒸発させ、透明なポリマー20.3gを得た。このポリマーは80℃で加圧して透明な、柔軟性のある、強靭なフィルムとすることができた。DSC分析では、2回目の加熱において−17.4℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。TGA分析では、空気中307.1℃においておよび窒素中351.6℃において10%の重量減少を示した。ポリマーは、150℃でのテトラクロロエタン中で測定された19FNMRにおけるふさわしい共鳴の積分値によってCF2=CF273mole%およびCF2=CF−O−C4H9とCF2=CF−O−(CH2)2CH(CH3)2との組合せ27mole%を含有することが示された。130℃でのテトラクロロエタン中で測定された1HNMRにおいて、δが4.06でのCF2=CF−O−C4H9の−OCH2−共鳴、およびδが0.98でのCF2=CF−O−C4H9およびCF2=CF−O−(CH2)2CH(CH3)2の合わさった−CH3共鳴の積分値によって、CF2=CF−O−(CH2)2CH(CH3)2に対するCF2=CF−O−C4H9の割合は1対8.6と示された。
実施例5
この実施例は、有機溶媒中30:10:1のモル比のCF2=CF2、CF2=CF−O−C4H9およびI−CF2CF2−Iの共重合を例示するものである。75mlの圧力容器をCF2=CF−O−C4H9の7.7g、I−CF2CF2−Iの1.8g、ビス(t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネートの0.2gおよび1,1,2−トリクロロトリフルオロエタンの40gで充填した。容器を密閉し、ドライアイス中で冷却し、排気し、CF2=CF2約15gを充填した。容器をかき混ぜながら12時間にわたって60℃まで加熱した。内圧は最大約2.07MPaに達し、そして10時間後に345kPa未満まで減少した。容器を25℃まで冷却し、大気圧までベントした。低粘性の透明なポリマー溶液が得られた。揮発性の成分を加熱ランプ下留去し、それから100℃の真空オーブン中で蒸発させ、透明なポリマー24.9gを得た。この透明なポリマーは60℃で加圧して透明な、柔軟性のある、強靭なフィルムとすることができた。DSC分析では、2回目の加熱において−29℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。TGA分析では、空気中320℃においておよび窒素中350℃において10%の重量減少を示した。ポリマーは、140℃でのテトラクロロエタン中で測定された19FNMRにおけるふさわしい共鳴の積分値によって、CF2=CF279mole%およびCF2=CF−O−C4H921mole%を含有することが示された。元素分析では以下のように分かった。すなわち、C,29.39wt%;H,1.90wt%;F,60.75wt%;I,4.70wt%であった。
実施例6
この実施例は、有機溶媒中30:10:1のモル比のCF2=CF2、CF2=CF−O−C4H9およびI−(CF2CF2)2−Iの共重合を例示するものである。75mlの圧力容器をCF2=CF−O−C4H9の7.7g、I−(CF2CF2)2−Iの2.3g、ビス(t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネートの0.2gおよび1,1,2−トリクロロトリフルオロエタンの40gで充填した。容器を密閉し、ドライアイス中で冷却し、排気し、CF2=CF2約15gを充填した。容器を攪拌しながら12時間にわたって60℃まで加熱した。内圧は最大約1.89MPaに達し、そして6時間後に345kPa未満まで減少した。容器を25℃まで冷却し、大気圧までベントした。低粘性の透明なポリマー溶液が得られた。揮発性の成分を加熱ランプ下でそして次いで100℃の真空オーブン中で蒸発させ、透明なポリマー23.7gを得た。このポリマーは60℃で加圧して、わずかにピンク色の、柔軟性のある、強靭なフィルムにすることができた。DSC分析では、2回目の加熱において−25.9℃でTgを示し、結晶融点は示さなかった。TGA分析では、空気中299.5℃においておよび窒素中328.1℃において10%の重量減少を示した。ポリマーは、140℃でのテトラクロロエタン中で測定された19FNMRにおけるふさわしい共鳴の積分値によってCF2=CF278mole%およびCF2=CF−O−C4H922mole%を含有することが示された。元素分析では以下のように分かった。すなわち、C,29.46wt%;H,1.90wt%;F,60.64wt%;I,4.65wt%であった。
実施例7
この実施例は、有機溶媒中75:25:1のモル比のCF2=CF2,CF2=CF−O−C4H9およびI−CH2−Iの共重合を例示するものである。75mlの圧力容器をCF2=CF−O−C4H9の7.7g、I−CH2−Iの0.54g、ビス(t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネートの0.2gおよび1,1,2−トリクロロトリフルオロエタンの40gで充填した。容器を密閉し、ドライアイス中で冷却し、排気しCF2=CF2の約15gを充填した。容器を攪拌しながら12時間にわたって60℃まで加熱した。内圧は最大約2.00MPaに達し、そして8時間後に345kPa未満まで減少した。容器を25℃まで冷却し、大気圧までベントした。低粘度の流動性ポリマー溶液が得られた。揮発性の成分を加熱ランプ下でそして次いで100℃の真空オーブン中で蒸発させ、透明なポリマー24.2gを得た。このポリマーは80℃で加圧して透明な、柔軟性のある強靭なフィルムにすることができた。DSC分析では、2回目の加熱において−26.9℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。TGA分析では、空気中325℃においておよび窒素中370℃において10%の重量減少を示した。ポリマーは、140℃でのテトラクロロエタン中で測定された19FNMRにおけるふさわしい共鳴の積分値によってCF2=CF277mole%およびCF2=CF−O−C4H923mole%を含有することが示された。元素分析では以下のように分かった。すなわち、C,30.0wt%;H,1.86wt%;F,60.56wt%;I,0.96wt%であった。
実施例8
この実施例は、有機ペルオキシドおよびフリーラジカルトラップ剤(radical trapping agent)の作用によって架橋結合したポリマーを例示するものである。実施例1から7で作ったポリマーの溶液が、ポリマーの1g、Lupersol(登録商標)101の0.03gおよびDiak(登録商標)7の0.03gをヘキサフルオロベンゼン5mlに溶解することにより用意された。この溶液を10mlのガラス製加圧容器に移した。容器を液体窒素中で冷却し、排気して密閉した。この反応混合物を、全ての成分が完全に溶解するまで除氷しスワール(swirled)した。この溶液は完全に流体であり低粘性であった。容器を16から17時間にわたって170℃まで垂直位置において加熱した後、25℃までその時間で垂直位置において冷却した。検査において反応混合物は、全て架橋を受けてポリマー網目構造になり、そこでは反応混合物が低粘性の流体から非流動性のゲルに変化した。
実施例9
この実施例は、80℃の水系溶媒中75:25:0.55のモル比のCF2=CF2、CF2=CF−O−C4H9およびCH2=CHCF2CF2Brの共重合を例示するものである。4枚羽根攪拌機(4-bladed agitator)を備えた1940mlの水平なステンレス−スチール製のオートクレーブを脱イオン水1100mlおよびパーフルオロオクタン酸アンモニウム16gで充填した。オートクレーブを密閉し、684kpaまで窒素で加圧し、次いで0kpaまでベントした。この加圧/ベントサイクルを2回繰り返した。オートクレーブを0pka(絶対値)まで排気し、それから0pkaまでCF2=CF2(TFE)でパージ(purge)した。この排気/パージサイクルを2回繰り返した。オートクレーブ中の0pkaのTFEにおいて、CF2=CF−O−C4H9(BuFVE)の2mlおよびCH2=CHCF2CF2Br(BTFB)の2mlをオートクレーブ中に注入した。オートクレーブを150rpmでかき混ぜ、80℃まで加熱し、それから追加のTFEの72g、BuFVE5.8mlおよびBTFBの0.5ml(95:5:0.5モル比)で充填した。圧力は最大約2.07Mpaに達した。脱イオン水100mlに対して過硫酸アンモニウム1gおよび濃縮した水酸化アンモニウム1mlを含有する溶液Aを、20mlに対して10ml/minで、それから継続して1ml/minで注入した。重合化が始まった後、75:25:0.55のモル比のTFE、BuFVEおよびBTFBの混合物を、混合物が消費される大体の速さでオートクレーブの圧力を約2.07MPaに維持しながらオートクレーブに送った。約2.5時間にわたり反応を進行させた後、溶液Aの注入速度を0.75ml/minまで減少させた。約2.75時間にわたり反応を進行させた後、溶液Aの注入速度を0.5ml/minまで減少させた。約3時間にわたり反応を進行させた後、溶液Aの注入速度を0.25ml/minまで減少させた。約400gのTFEおよびBuFVEがオートクレーブに送られるまで反応を続けた。オートクレーブの内容物を室温まで冷やし、0pkaまでベントし、ポリマーエマルションを得た。そのエマルションを、急速攪拌される25℃脱イオン水6l中の硫酸マグネシウム50g溶液に注加して、ポリマーを沈殿させた。ポリマーをろ過し、25℃の水で6回洗浄し、それから窒素を流した分圧真空下(partial vacuum)80℃で乾燥し、柔らかくてわずかに粘着性のあるポリマーを367g得た。ポリマーを90℃で加圧して不透明な厚板にすることができた。DSC分析では、第2番目の加熱において−3.6℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。元素分析では、以下のことが分かった。つまり、C,30.71%;H,1.96wt%;F,63.15wt%;Br,1.04wt%であり、CF2=CF274.7mole%、CF2=CF−O−C4H923.8mole%、およびCH2=CHCF2CF2Br1.5mole%の組成がそれから計算された。
実施例10
この実施例は、70℃の水系溶媒中70:30:0.67のモル比のCF2=CF2,CF2=CF−O−C4H9およびCH2=CHCF2CF2Brの共重合を例示するものである。4枚羽根攪拌機を備えた1940mlの水平なステンレス−スチール製のオートクレーブを脱イオン水1000ml、亜硫酸ナトリウム0.5gおよびのパーフルオロオクタン酸アンモニウム16gで充填した。オートクレーブを密閉し、689kpaまで窒素で加圧し、次いで0kpaまでベントした。この加圧/ベントサイクルを2回繰り返した。オートクレーブを0pka(絶対値)まで排気し、それから0pkaまでCF2=CF2(TFE)でパージした。この排気/パージサイクルを2回繰り返した。オートクレーブを150rpmでかき混ぜ、70℃まで加熱し、次いで追加のTFEの93g、BuFVEの6.8mlおよびBTFBの0.62ml(95:5:0.5モル比)を充填した。圧力は最大約2.07Mpaにまで達した。脱イオン水100mlに対して過硫酸アンモニウム2gおよび濃縮した水酸化アンモニウム2mlを含有する溶液Aを、15mlに対して3ml/minで注入した。引き続いて、脱イオン水100mlに対して亜硫酸ナトリウム2.2gを含有する溶液Bを、15mlに関して3ml/minで注入した。次いで、溶液AおよびBを0.5ml/minでそれぞれ引き続いて注入した。重合化が始まった後、70:30:0.67のモル比のTFE、BuFVEおよびBTFBの混合物を、混合物が消費される大体の速さでオートクレーブの圧力を約2.07MPaに維持しながら、オートクレーブに送った。約2時間にわたり反応を進行させた後、溶液AおよびBのそれぞれの注入速度を0.75ml/minまで増加した。約3時間にわたり反応を進行させた後、溶液AおよびBのそれぞれの注入速度を1.0ml/minまで増加した。約400gのTFEおよびBuFVEがオートクレーブに送られるまで反応を続けた。オートクレーブの内容物を室温まで冷却し、0pkaまでベントし、ポリマーエマルションを得た。そのエマルションを急速攪拌される20℃以下の脱イオン水10l中の硫酸マグネシウム50g溶液に注加して、ポリマーを沈殿させた。一昼夜攪拌させた後、ポリマーをろ過し、25℃の水で5回洗浄し、それから窒素を流した分圧真空下100℃で乾燥し、ポリマーを365g得た。このポリマーを120℃で加圧して不透明な厚板にすることができた。DSC分析では、第2番目の加熱において−12.9℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。元素分析では、以下のことが分かった。つまり、C,31.21%;H,2−24wt%;F,61.22wt%;Br,0.4wt%であり、これはCF2=CF271.4mole%、CF2=CF−O−C4H928.0mole%、およびCH2=CHCF2CF2Br0.6mole%の組成がそれから計算された。
実施例11
この実施例は、35℃の水系溶媒中70:30:0.67のモル比のCF2=CF2、CF2=CF−O−C4H9およびCH2=CHCF2CF2Brの共重合を例示するものである。4枚羽根攪拌機を備えた3600mlの水平なステンレス−スチール製のオートクレーブを脱イオン水2000ml、亜硫酸ナトリウム0.5gおよびパーフルオロオクタン酸アンモニウム28gで充填した。オートクレーブを密閉し、689kpaまで窒素で加圧し、次いで0kpaまでベントした。この加圧/ベントサイクルを2回繰り返した。オートクレーブを0pka(絶対値)まで排気し、それから0pkaまでCF2=CF2(TFE)でパージした。この排気/パージサイクルを2回繰り返した。オートクレーブ中0pkaのTFEにおいてCF2=CF−O−C4H9(BuFVE)の0.5mlおよびCH2=CHCF2CF2Br(BTFB)の0.5mlをオートクレーブに注入した。オートクレーブは175rpmでかき混ぜ、30℃まで加熱し、それから追加のTFEの207g、BuFVEの15.2mlおよびBTFBの1.7ml(95:5:0.6モル比)で充填した。圧力は最大約2.07Mpaにまで達した。脱イオン水100mlに対して過硫酸アンモニウム4gおよび濃縮した水酸化アンモニウム4mlを含有する溶液Aを、9mlに対して3ml/minで注入した。引き続いて、脱イオン水100mlに対して亜硫酸ナトリウムの4.4gを含有する溶液Bを9mlに対して3ml/minで注入した。それから、溶液AおよびBをそれぞれ引き続いて0.5ml/minで注入した。約1時間にわたって反応を進行させた後、オートクレーブ温度を35℃まで上昇された。重合化が始まった後、70:30:0.67のモル比のTFE、BuFVEおよびBTFBの混合物を、混合物が消費される大体の速さで、オートクレーブ中の圧力を約2.07MPaに維持しながらオートクレーブに送った。約400gのTFEおよびBuFVEがオートクレーブに送られるまで反応を続けた。オートクレーブの内容物を室温まで冷やし、0pkaまでベントし、ポリマーエマルションを得た。そのエマルションを急速攪拌される50℃脱イオン水24l中の硫酸マグネシウム75gの溶液に注加して、ポリマーを沈殿させた。一昼夜攪拌させた後、ポリマーをろ過し、25℃の水で2回洗浄し、それから窒素を流した分圧真空下100℃で乾燥し、ポリマーを484g得た。このポリマーを125℃で加圧して不透明な厚板にすることができた。DSC分析では、第2番目の加熱において−12.3℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。元素分析では、以下のことが分かった。すなわち、C,31.15%;H,2.01wt%;F,63.62wt%;Br,0.40wt%であり、CF2=CF275.0mole%、CF2=CF−O−C4H924.5mole%、およびCH2=CHCF2CF2Br0.6mole%の組成がそれから計算された。
実施例12
この実施例は、40℃の水系溶媒中70:30:0.67のモル比のCF2=CF2,CF2=CF−O−C4H9およびCH2=CHCF2CF2Brの共重合を例示するものである。4枚羽根攪拌機を備えた3600mlの水平なステンレス−スチール製のオートクレーブを脱イオン水2000ml、亜硫酸ナトリウム0.5gおよびパーフルオロオクタン酸アンモニウム28gで充填した。オートクレーブを密閉し、689kpaまで窒素で加圧し、次いで0kpaまでベントした。この加圧/ベントサイクルを2回繰り返した。オートクレーブを0pka(絶対値)まで排気し、それから0pkaまでCF2=CF2(TFE)でパージした。この排気/パージサイクルを2回繰り返した。オートクレーブ中0pkaのTFEにおいてCF2=CF−O−C4H9(BuFVE)の0.5mlおよびCH2=CHCF2CF2Br(BTFB)の0.5mlをオートクレーブに注入した。オートクレーブを175rpmでかき混ぜ、40℃まで加熱し、それから追加のTFEの192g、BuFVEの14.1mlおよびBTFBの1.6ml(95:5:0.6のモル比)で充填した。圧力は最大約2.07Mpaに達した。脱イオン水100mlに対して過硫酸アンモニウム4gおよび濃縮した水酸化アンモニウム4mlを含有する溶液Aを、9mlに対して3ml/minで注入した。引き続いて、脱イオン水100mlに対して亜硫酸ナトリウム4.4gを含有する溶液Bを、9mlに対して3ml/minで注入した。次いで溶液AおよびBをそれぞれ引き続いて0.5ml/minで注入した。重合化が始まり、70:30:0.67のモル比のTFE、BuFVEおよびBTFBの混合物は、混合物が消費される大体の速度で、オートクレーブ中の圧力を2.07MPaに維持しながらオートクレーブに送った。約404gのTFEおよびBuFVEがオートクレーブに送られるまで反応を続けた。オートクレーブの内容物を室温まで冷却し、0pkaまでベントし、ポリマーエマルションを得た。そのエマルションを急速攪拌される50℃の脱イオン水12l中の硫酸マグネシウム75g溶液に注加して、ポリマーを沈殿させた。一昼夜攪拌させた後、ポリマーをろ過し、50℃の水で5回洗浄し、それから窒素を流した分圧真空下100℃で乾燥し、ポリマーを422g得た。ポリマーを120℃で加圧して、不透明な厚板にすることができた。DSC分析では、第2番目の加熱において−11.1℃のTgを示し、結晶融点は示さなかった。元素分析では、以下のことが分かった。すなわち、C,31.62%;H,2.16wt%;F,60.69wt%;Br,0.41wt%であり、これはCF2=CF272.0mole%、CF2=CF−O−C4H927.4mole%、およびCH2=CHCF2CF2Br0.60mole%の組成がそれから計算された。
実施例13
この実施例は、本発明によって合成されたポリマーの耐塩基性を示すものである。実施例1から7および12において合成されたポリマーの透明溶液を、ヘキサフルオロベンゼン5mlにポリマー0.5gを溶解することによって調製した。比較のために、ヘキサフルオロプロピレンおよびビニリデンフロライド(Viton(登録商標)E60、E. I. du Pont de Nemours and Company, Inc., Wilmington, DE, U.S.Aから入手可能)からなるフルオロポリマー溶液をメチルエチルケトン5mlにポリマーを溶解することにより調製した。室温で1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)の1滴をそれぞれの溶液に添加し、30秒間にわたって激しく振った。DBUとの処理後、本発明のポリマー溶液は流出し、透明なままであったか、あるいはわずかに淡黄色に着色した。対照的にDBUとの処理後、Viton(登録商標)E60の溶液は、不透明な濃琥珀色に変化し非流動状態にゲル化した。これらの結果は、本発明のポリマーの優れた耐塩基を実証している。以下の実施例に相当するポリマーに対する結果は、以下の表にされる。
実施例 1− 淡黄色、流動溶液;粘性増加なし
実施例 2− 淡黄色、流動溶液;粘性増加なし
実施例 3− 透明色、流動溶液;粘性増加なし
実施例 4− 透明色、流動溶液;粘性増加なし
実施例 5− 淡黄色、流動溶液;粘性増加なし
実施例 6− 透明色、流動溶液;粘性増加なし
実施例 7− 透明色、流動溶液;粘性増加なし
実施例12− 淡黄色、流動溶液;粘性増加なし
Viton(登録商標)E60−濃琥珀色溶液;非流動性ゲル
Claims (3)
- 以下の繰返しユニット
(式(II)中、R1は1から6の炭素原子を包含するアルキルである。)、および
架橋の機能をもつ繰返しユニット(III)を具えた、必要に応じて架橋されているポリマーであって、前記架橋の機能を持つ繰返しユニット(III)が、
(式(IlIA)〜(IIIC)中、iおよびkは2から10の範囲の整数であり、jは1から4の範囲の整数であり、および各R2は1から4の炭素原子を含む独立したアルキル基である。)よりなる群から選択されるものであり、
前記架橋の機能をもつ繰返しユニット(III)は、フリーラジカルに対して前記ポリマーを暴露するときに前記ポリマーを架橋結合することを容易にするものであり、(I)+(II)+(III)は、前記ポリマーにおいて少なくとも50モルパーセントの繰返しユニットであり、(I):(II)のモル比は4:1から1:1であり、および[(I)+(II)]:(III)のモル比は200:1から20:1であることを特徴とするポリマー。 - テトラフルオロエチレン(IV)、R1が1から6の炭素原子を含むn−アルキルである一般式CF2=CFOR1の化合物(V)、および、必要に応じて、他のフリーラジカル共重合化可能なモノマーを具えたモノマーの反応混合物を、CH2I2、R4I(ここでR4は、パーフルオロアルキルである。)、またはI(CH2CH2)p(CF2)m(CH2CH2)pI(ここでmは1から10であり、各pは独立的に0または1である。)から選択されるヨウ化有機物の存在下、フリーラジカル共重合化したポリマー生成物である、必要に応じて架橋されているポリマーであって、
前記ポリマーは、0.1から5重量パーセントのヨウ素を含有し、およびテトラフルオロエチレンおよび一般式CF2=CFOR1の化合物から誘導された繰返しユニットは、前記ポリマーの繰返しユニットの少なくとも50モルパーセントであることを特徴とするポリマー。 - 架橋していないフルオロポリマーを製造するためのフリーラジカル重合方法であって、該方法は、
(1)テトラフルオロエチレン、
(2)R1が1から6の炭素原子を含むアルキル基である一般式CF2=CFOR1の中の少なくとも1つのモノマー、および
(3)少なくとも1つの架橋官能性のコモノマーの組合せを少なくとも50モルパーセント具えたモノマーの混合物を反応させることを含み、
前記架橋官能性のコモノマーは、
からなる群から選ばれ(式中、iおよびkは2から10の範囲の整数であり、jは1から4の範囲の整数であり、各R2はそれぞれ1から4の炭素原子を包含するアルキル基である。)、この対応する架橋官能性のコモノマーの繰返しユニットによってポリマー生成物は、フリーラジカルに対して前記フルオロポリマーを暴露するときに容易に架橋することが可能とされ、
テトラフルオロエチレンのCF2=CFOR1に対するモル比が4:1から1:1であり、テトラフルオロエチレンおよびCF2=CFOR1の架橋官能性のモノマーに対するモル比は、200:1から20:1であり、
重合プロセスは、30から80℃の温度で、1から6MPaのテトラフルオロエチレン圧において、水性エマルション中で実施されることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6295P | 1995-06-08 | 1995-06-08 | |
| US60/000,062 | 1995-06-08 | ||
| PCT/US1996/009754 WO1996041823A1 (en) | 1995-06-08 | 1996-06-07 | Base resistant fluorinated polymers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11507695A JPH11507695A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3993635B2 true JP3993635B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=21689736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50321897A Expired - Fee Related JP3993635B2 (ja) | 1995-06-08 | 1996-06-07 | 耐塩基性フッ素化ポリマー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0865452B1 (ja) |
| JP (1) | JP3993635B2 (ja) |
| DE (1) | DE69606886T2 (ja) |
| WO (1) | WO1996041823A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0891997A1 (en) * | 1997-07-15 | 1999-01-20 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Fluoropolymer compositions and process for their manufacture |
| IT1301973B1 (it) * | 1998-07-31 | 2000-07-20 | Ausimont Spa | Idro-fluoroalchilvinileteri e procedimento per il loro ottenimento |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3159609A (en) * | 1956-10-26 | 1964-12-01 | Du Pont | Copolymers of perfluorovinyl ethers |
| US3525724A (en) * | 1967-01-13 | 1970-08-25 | Du Pont | Fluorocarbon polymers comprising carbonyl groups |
| GB1292643A (en) * | 1968-11-19 | 1972-10-11 | Du Pont | Ethylene/tetrafluoroethylene copolymers |
-
1996
- 1996-06-07 DE DE69606886T patent/DE69606886T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-07 EP EP96919279A patent/EP0865452B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-07 WO PCT/US1996/009754 patent/WO1996041823A1/en not_active Ceased
- 1996-06-07 JP JP50321897A patent/JP3993635B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0865452A1 (en) | 1998-09-23 |
| WO1996041823A1 (en) | 1996-12-27 |
| DE69606886D1 (de) | 2000-04-06 |
| DE69606886T2 (de) | 2000-10-26 |
| JPH11507695A (ja) | 1999-07-06 |
| EP0865452B1 (en) | 2000-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6140437A (en) | Fluorine-containing elastic copolymers, curable composition containing the same and sealant made therefrom | |
| JP3549570B2 (ja) | 極性溶剤および塩基に対する高い耐性を有するフルオロエラストマー | |
| JP3457317B2 (ja) | フッ素含有ポリマーおよびその製造法並びにその使用 | |
| CN101374872B (zh) | 含氟弹性体 | |
| JP4599640B2 (ja) | 含フッ素共重合体および低薬液透過性含フッ素樹脂組成物 | |
| EP0662096B1 (en) | Iodine containing chain transfer agents for fluoromonomer polymerizations | |
| JP4219492B2 (ja) | 過酸化物キュア可能なフルオロエラストマー組成物、その製法および応用 | |
| JP3369215B2 (ja) | 有機塩基に優れた耐性を示すフッ化ビニリデン基剤フルオロエラストマー | |
| JP4321922B2 (ja) | フルオロエラストマー | |
| JP4858628B2 (ja) | 含フッ素ポリマー水性分散液 | |
| JPH0352907A (ja) | 改良された加工性を有する新規なフルオロエラストマーおよびその製造法 | |
| JP5744902B2 (ja) | フルオロエラストマーの製造方法 | |
| CA2856827A1 (en) | Crosslinkable vinylidene fluoride and trifluoroethylene polymers | |
| JP2004502786A (ja) | 低いTgを示すフッ化ビニリデンを主成分とする、架橋性ブロモスルホン化フルオロエラストマー | |
| US6437066B1 (en) | Fluorovinyl ether cure site monomers and fluoroelastomer copolymer compositions thereof | |
| KR100407918B1 (ko) | 실질적으로극성말단들이없는플루오르엘라스토머들과그에관련한제조공정 | |
| KR101378422B1 (ko) | 플루오로엘라스토머 | |
| CN111742005A (zh) | 氟弹性体可固化的组合物 | |
| JPH02191613A (ja) | 新規非結晶性含フッ素共重合体 | |
| JP3993635B2 (ja) | 耐塩基性フッ素化ポリマー | |
| JP5010115B2 (ja) | フルオロエラストマーゲル | |
| RU2107698C1 (ru) | Фторэластомерный сополимер | |
| JPS6323907A (ja) | パ−オキサイド加硫可能な含フツ素エラストマ−の製造方法 | |
| US6040405A (en) | Base resistant fluorinated polymers | |
| JP2541183B2 (ja) | 非結晶性含フッ素共重合体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041116 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050224 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050614 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070227 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070528 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070710 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070727 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110803 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120803 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130803 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |
