JPH06248146A - フッ素ポリマー組成物の製造方法 - Google Patents

フッ素ポリマー組成物の製造方法

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JPH06248146A
JPH06248146A JP5966093A JP5966093A JPH06248146A JP H06248146 A JPH06248146 A JP H06248146A JP 5966093 A JP5966093 A JP 5966093A JP 5966093 A JP5966093 A JP 5966093A JP H06248146 A JPH06248146 A JP H06248146A
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fluorine
elastomer
fluorocarbon resin
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containing elastomer
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JP5966093A
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Hiroki Kamiya
浩樹 神谷
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】橋かけ構造を有する含フッ素エラストマーと、
溶融成形可能な結晶性熱可塑性フルオロカーボン樹脂を
ブレンドしてフッ素ポリマー組成物を得る。 【効果】柔軟性を有し、成形性、機械特性に優れ、熱可
塑性エラストマー、軟質樹脂として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、柔軟性を有するフッ素
ポリマーとして有用な、結晶性熱可塑性フルオロカーボ
ン樹脂および橋かけ構造を有する含フッ素エラストマー
からなる組成物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フルオロカーボン樹脂は、耐熱性、耐薬
品性、機械特性、電気的特性に優れているが、結晶性ポ
リマー故に、柔軟性に乏しいものである。これに対しフ
ッ素ゴムは、柔軟性には富んでいるが、機械特性が樹脂
に比べ低く、また、加硫を施さないと実質的には成形品
として用いることができず成形に手間がかかるものであ
る。
【0003】そこで、フルオロカーボン樹脂とフルオロ
エラストマーとの組成物よってエラストマー成分のみを
加硫することで、成形性と柔軟性を両立することが試み
られている(特開昭61−57641号公報)。また、
同時にこのような組成物の製造方法として、結晶性熱可
塑性フルオロカーボン樹脂と含フッ素エラストマーを溶
融ブレンドしながら、フッ素エラストマーを加硫するこ
とによって組成物を得る動的加硫方法が提案されてい
る。
【0004】しかしながら、ここで用いられているエラ
ストマーは、実質的にフッ化ビニリデン/ヘキサフルオ
ロプロピレン系エラストマーであり、その加硫方法とし
てはビスフェノールAF、受酸剤、オニウム塩の組み合
わせによるポリオール加硫または、有機過酸化物と多官
能不飽和化合物の組み合わせによるパーオキシド加硫が
用いられている。これら加硫系では、含フッ素エラスト
マーを完全に加硫するために時間を要するため動的加硫
後、さらにオーブン加硫せざるをえず、動的加硫のみで
は、現実的には、組成物中のエラストマーの加硫不足に
よる機械物性が不充分、特に永久歪が大きいなどの問題
があった。
【0005】また、フルオロカーボン樹脂の溶融粘度は
一般に大きくブレンドした後に含フッ素エラストマーを
加硫しながら充分に分散させることは困難であり、分散
エラストマー粒子間での橋かけ構造が生成して成形性も
充分とはいえなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、その目的は前記問題点を解
消し、充分な機械物性を有した成形性、柔軟性を有する
フッ素ポリマーとして有用な組成物の製造方法を提供す
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明者らは、前記問題点
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ブレンド時に含フ
ッ素エラストマーを加硫分散させるのではなくブレンド
前にすでに橋かけ構造を有した含フッ素エラストマー粒
子を製造し、これをフルオロカーボン樹脂とブレンドす
ることで加硫エラストマーが樹脂中充分分散した、所望
の組成物を得られることを見いだし、本発明に至った。
【0008】すなわち、本発明は、溶融成形可能な結晶
性熱可塑性フルオロカーボン樹脂10〜95wt%と、
橋かけ構造を有する含フッ素エラストマー90〜5wt
%からなるフッ素ポリマー組成物を得るにあたり、含フ
ッ素エラストマーを乳化重合により製造し、同時に架橋
を行って得た橋かけ構造を有する含フッ素エラストマー
と、溶融成形可能な結晶性熱可塑性フルオロカーボン樹
脂とをブレンドすることによって得ることを特徴とする
フッ素ポリマー組成物の製造方法を提供するものであ
る。
【0009】本発明で有用に用いられるフルオロカーボ
ン樹脂は、熱可塑性を有すること、すなわち溶融成形加
工できることが必要である。つまり融点より高い温度に
てASTM D−2116記載のメルトフローないしは
容量流速が測定できる樹脂でなければならない。好まし
くは、用いるフッ素エラストマーの劣化が問題にならな
い温度で溶融成形できる熱可塑性フルオロカーボン樹脂
であることがよい。通常のフルオロカーボン樹脂のう
ち、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を除くすべてのフ
ルオロカーボン樹脂が採用可能である。
【0010】本発明で有用に用いられるフルオロカーボ
ン樹脂は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプ
ロピレン、トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、
フッ化ビニル、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロ
(アルキルビニルエーテル)(ただし、アルキル基は、
炭素数1〜8である。)から選ばれる少なくとも1種の
フルオロオレフィンを含むエチレン性不飽和化合物を重
合せしめて得られる、フッ素含量35重量%以上のフル
オロカーボン樹脂である。
【0011】エチレン性不飽和化合物としては、上記フ
ルオロオレフィン類のほかに、たとえばエチレン、プロ
ピレン、あるいはアルキルビニルエーテル類、(パーフ
ルオロアルキル)エチレン類が挙げられる。
【0012】このような重合体の中でも好ましくは、テ
トラフルオロエチレン/エチレン共重合体、テトラフル
オロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テ
トラフルオロエチレン/パーフルオロ(プロピルビニル
エーテル)共重合体、三フッ化塩化エチレン/エチレン
共重合体が用いられる。特にテトラフルオロエチレン/
エチレン共重合体が最も好適である。また、複数のフル
オロカーボン樹脂を用いても差し支えない。
【0013】また、後述のフッ素エラストマーとの組み
合わせにおいても好適なフルオロカーボン樹脂は選択さ
れる。例えば、フルオロカーボン樹脂、または、フッ素
エラストマーがフッ化ビニリデン単位を多く有する重合
体である場合には、極性が発生する。したがって、フル
オロカーボン樹脂およびフッ素エラストマーとして、フ
ッ化ビニリデン単位を有するもの同志または、同単位を
有しないもの同志を組あわせて選択することが均一で良
好な物性を得るために好ましい。
【0014】本発明に用いられるフルオロエラストマー
は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレ
ン、トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化
ビニル、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロ(アルキ
ルビニルエーテル)(ただし、アルキル基は、炭素数1
〜12である。)から選ばれる少なくとも1種のフルオ
ロオレフィンを含むエチレン性不飽和化合物を重合せし
めて得られる。エチレン性不飽和化合物としては、上記
フルオロオレフィン類のほかに、たとえばエチレン、プ
ロピレン、あるいはアルキルビニルエーテル類、(パー
フルオロアルキル)エチレン類が挙げられる。
【0015】かかるフルオロエラストマーにおいて好ま
しくは、フッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン
系共重合体、テトラフルオロエチレン/プロピレン系共
重合体、テトラフルオロエチレン/パーフルオロ(アル
キルビニルエーテル)系共重合体、フッ化ビニリデン/
テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系
共重合体などが挙げられる。
【0016】これら共重合体には、共重合可能なその他
の成分がさらに共重合されていてもかまわない。好まし
くはテトラフルオロエチレン/プロピレン/その他の共
重合可能な不飽和化合物のモル比が30〜80%/20
〜55%/0〜40%である重合体が用いられる。ま
た、これらのエラストマーのフッ素含量は通常50〜6
5wt%である。
【0017】さらに、本発明におけるフルオロエラスト
マーは、実質的に橋かけ構造を予め有したもので粒子状
物が好ましい。このような含フッ素エラストマーは、重
合時に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する共重合性
単量体を共存させることによって得ることができる。
【0018】含フッ素エラストマーの重合方法は、乳化
重合、溶液重合、懸濁重合等周知の方法により可能であ
る。特に、乳化重合においては、ポリマー微粒子を重合
時に形成でき、あとで粉砕するなどの工程が必要なく、
また、エラストマー粒子径も小さく、粒径分布も比較的
狭いものが得られるため、好ましく用いられる。
【0019】2つ以上のエチレン性不飽和基を有する共
重合性単量体としては、例えば、ブタジエン、イソプレ
ン、ペンタジエン、ヘキサジエン、ジビニルエーテル、
アリルビニルエーテル、ブテニルビニルエーテル、ジビ
ニルベンゼンなどが挙げられる。また、これら化合物の
一部あるいは、すべてがフッ素化されたものなども用い
ることができる。重合時の反応性の観点から、ジビニル
エーテル、アリルビニルエーテル、ブテニルビニルエー
テルが好ましく用いられる。
【0020】用いる量は、ポリマー中に0.1から10
モル%導入されるように反応性に応じ、重合時に仕込め
ばよい。また、乳化重合により得た含フッ素エラストマ
ーを、ラテックスの状態で、加硫剤や、加硫助剤等を含
浸させ、加硫させたり、放射線等を照射して橋かけ構造
を導入してもよい。
【0021】また、重合後、加硫したエラストマーを微
粉砕して橋かけ構造を有する含フッ素エラストマーを得
てもよい。この場合橋かけ構造を形成するための加硫方
法としては、ビスフェノールAF、受酸剤、オニウム塩
の組み合わせによるポリオール加硫または、有機過酸化
物と多官能不飽和化合物の組み合わせによるパーオキシ
ド加硫、ポリアミン化合物を用いるアミン加硫、エポキ
シ基によるエポキシ加硫、イオン加硫等一般に周知のエ
ラストマー加硫方法を用いることができる。
【0022】このようにして得た、橋かけ構造を有する
含フッ素エラストマーと、フルオロカーボン樹脂とを前
者が5〜90wt%、後者が95〜10wt%、好まし
くは前者が10〜80wt%、後者が90〜20wt%
の割合でブレンドすることによって組成物を得る。ブレ
ンド方法としては、樹脂、ゴム粒子をドライブレンド、
ラテックスブレンド等を用いることができる。フルオロ
カーボン樹脂ラテックスと橋かけ構造を有する含フッ素
エラストマーラテックスとをブレンドする方法が、均一
にブレンドできることから好ましく用いられる。
【0023】
【実施例】
(参考例1)2リットルのオートクレーブに脱酸素水1
000g、第三級ブタノール100g、パーフルオロオ
クタン酸アンモニウム6.0g、過硫酸アンモニウム
5.0g、リン酸水素ナトリウム23.5g、水酸化ナ
トリウム2.5g、鉄−テトラエチレンジアミン錯体
0.2gを仕込む。オートクレーブ内を窒素置換したの
ち、四フッ化エチレン100g、プロピレン3.5g、
ジビニルエーテル0.5gを仕込む。撹拌しながら温度
を30℃に保ち、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリ
ウム水溶液を圧入する。反応が始まり圧が下がり始めた
ら、これを補うようにテトラフルオロエチレン/プロピ
レン/ジビニルエーテルのモル比55/43/2の混合
ガスをチャージしながら8時間反応を続ける。反応終了
後、モノマーガスをパージして、架橋ラテックス(エラ
ストマー1)を得た。さらに得られたラテックスを塩化
カルシウムを塩析材としてポリマーを凝集させ、水洗洗
浄して架橋エラストマー粒子(エラストマー2)を得
た。
【0024】(実施例1〜3)テトラフルオロエチレン
/エチレン/(パーフルオロアルキル)エチレンからな
るフッ素樹脂のラテックス(樹脂1)と参考例1に示し
た架橋含フッ素エラストマーラテックス(エラストマー
1)を表1に示す種々の割合で混合したのち、参考例と
同様の方法でポリマーを凝集させ、水洗乾燥して、フッ
素樹脂と、橋かけ構造を有するエラストマー粒子との組
成物を製造した。これら組成物について、引張強度、伸
度、引張弾性率、溶量流速(降下式フローテスター、島
津製作所製)を測定した。
【0025】(実施例4)テトラフルオロエチレン/エ
チレン/(パーフルオロアルキル)エチレンからなるフ
ッ素樹脂の粉末(樹脂2)と参考例1に示した架橋含フ
ッ素エラストマー粒子(エラストマー2)をドライブレ
ンドした後、300℃にて溶融混練して組成物を得た。
この組成物について、引張強度、伸度、引張弾性率、溶
量流速(降下式フローテスター、島津製作所製)を測定
した。表1に結果を示す。
【0026】(参考例2)ジビニルエーテルを用いない
こと以外は、参考例1と同様にして、未架橋含フッ素エ
ラストマーラテックス(エラストマー3)を得た。
【0027】(比較例1〜3)含フッ素エラストマーラ
テックスとして参考例2に示したエラストマー3を用い
実施例1〜3と同様にして未架橋エラストマーとフッ素
樹脂の組成物を得た。この組成物について、引張強度、
伸度、引張弾性率、溶量流速(降下式フローテスター、
島津製作所製)を測定した。表1に結果を示すが、機械
的性質に劣るものであった。
【0028】(比較例4〜6)テトラフルオロエチレン
/プロピレンにグリシジルビニルエーテル2.3モル%
を共重合したエポキシ基を有するエラストマー(エラス
トマー4)およびフルオロカーボン樹脂をラボプラスト
ミル(東洋精機製)により300℃、100rpmのロ
ーター速度で5分間素練りした。続いて加硫剤としてベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸を添加し、20分間素練
りと同じ条件で混練し、動的加硫による組成物を製造し
た。この組成物について、引張強度、伸度、引張弾性
率、溶量流速(降下式フローテスター、島津製作所製)
を測定した。表1に結果を示すが成形性に劣るものであ
った。
【0029】
【表1】
【0030】表1中のポリマー量は重量部を示す。ラテ
ックスにより直接組成物を製造しているものについては
それぞれのラテックス濃度より算出した値を示す。
【0031】(実施例5)参考例1の架橋含フッ素エラ
ストマーラテックス(エラストマー1)とテトラフルオ
エチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P)のラテックスを用い、樹脂/ゴム比率60/40w
t%の組成物を製造した。その結果、 引張強度=328kgf/cm2 ,引張伸度=189% 引張弾性率1.9×103 ,容量流速=1.08mm3
/sec であり、柔軟で成形性の良い組成物であった。
【0032】
【発明の効果】本発明の製造方法に従えば、橋かけ構造
を有する含フッ素エラストマーと、フルオロカーボン樹
脂とをブレンドすることにより、幅広い樹脂ゴム組成に
おいて、架橋したゴム粒子を単独微分散させることがで
き、柔軟性を有し成形性、機械特性に優れ、熱可塑性エ
ラストマー、軟質樹脂として有用なフッ素ポリマー組成
物を得ることができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融成形可能な結晶性熱可塑性フルオロカ
    ーボン樹脂10〜95wt%と、橋かけ構造を有する含
    フッ素エラストマー90〜5wt%からなるフッ素ポリ
    マー組成物を得るにあたり、含フッ素エラストマーを乳
    化重合により製造し、同時に架橋を行って得た橋かけ構
    造を有する含フッ素エラストマーと、溶融成形可能な結
    晶性熱可塑性フルオロカーボン樹脂とをブレンドするこ
    とによって得ることを特徴とするフッ素ポリマー組成物
    の製造方法。
  2. 【請求項2】含フッ素エラストマーがテトラフルオロエ
    チレン/プロピレン系エラストマーである請求項1の製
    造方法。
  3. 【請求項3】結晶性熱可塑性フルオロカーボン樹脂が完
    全にフッ素化された、または部分的にフッ素化された熱
    可塑性樹脂である請求項1の製造方法。
  4. 【請求項4】結晶性熱可塑性フルオロカーボン樹脂が、
    テトラフルオロエチレン/エチレンである請求項1の製
    造方法。
  5. 【請求項5】橋かけ構造を有する含フッ素エラストマー
    が2つ以上のエチレン性不飽和基を有する共重合性単量
    体を含フッ素エラストマーの乳化重合時に共存させるこ
    とによって得られるものである請求項1の製造方法。
  6. 【請求項6】溶融成形可能な結晶性熱可塑性フルオロカ
    ーボン樹脂のラテックスと橋かけ構造を有する含フッ素
    エラストマーラテックスとをブレンドする請求項1の製
    造方法。
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