JPH0859941A - 含フッ素ポリマー組成物 - Google Patents

含フッ素ポリマー組成物

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JPH0859941A
JPH0859941A JP19341994A JP19341994A JPH0859941A JP H0859941 A JPH0859941 A JP H0859941A JP 19341994 A JP19341994 A JP 19341994A JP 19341994 A JP19341994 A JP 19341994A JP H0859941 A JPH0859941 A JP H0859941A
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JP
Japan
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fluorine
elastomer
tetrafluoroethylene
fluoropolymer composition
melt
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JP19341994A
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English (en)
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Hiroki Kamiya
浩樹 神谷
Yoko Nagano
陽子 永野
Masayuki Tamura
正之 田村
Haruhisa Miyake
晴久 三宅
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】粒子径が1μm以下の含フッ素エラストマー架
橋体が溶融成形可能な熱可塑性フッ素樹脂マトリックス
中に分散している含フッ素ポリマー組成物。 【効果】充分な機械物性、成形性、さらには良好な永久
歪性を有するフッ素ポリマー組成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性含フッ素樹脂
と含フッ素エラストマー架橋体からなる柔軟性に優れた
含フッ素ポリマー組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】含フッ素樹脂は、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。これに対し含フッ素エラストマー
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使
用できず成形に手間がかかる。
【0003】そこで、含フッ素樹脂と含フッ素エラスト
マーとの組成物を用いて、含フッ素エラストマー成分の
みを加硫することで、成形性、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、同公報においては、このような組成物の製造方法と
して、熱可塑性含フッ素樹脂と含フッ素エラストマーを
溶融ブレンドしながら、含フッ素エラストマーを加硫せ
しめることからなる動的加硫方法が提案されている。
【0004】しかし、上記の動的加硫方法は、生成する
加硫ゴムの粒子径を微細にコントロールすることが実質
的に困難であるという問題が認められ、また、上記の動
的加硫方法で得られる組成物は、機械物性、成形性が不
十分であり、特に永久歪が大きいなどの問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記問
題を解消しようとするものであり、すなわち、充分な機
械物性を有し、かつ優れた成形性、柔軟性を有する含フ
ッ素ポリマー組成物を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは、前記問題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、加硫ゴム粒子を1μ
m以下の大きさで樹脂中に分散せしめた組成物は、十分
な機械物性、成形性さらには良好な永久歪を有すること
を見出し、本発明を完成させるに至った。
【0007】すなわち、本発明は、溶融成形可能な熱可
塑性含フッ素樹脂のマトリックス中に含フッ素エラスト
マーの架橋体が平均粒子径1μm以下の大きさで分散し
ていることを特徴とする含フッ素ポリマー組成物であ
る。
【0008】本発明の含フッ素ポリマー組成物は、含フ
ッ素ポリマー組成物中における溶融成形可能な熱可塑性
含フッ素樹脂の含有量が10〜95重量%であることが
好ましい。また、本発明の含フッ素ポリマー組成物は、
溶融成形可能な熱可塑性含フッ素樹脂10〜95重量%
と含フッ素エラストマー架橋体90〜5重量%からなる
ことが好ましい。
【0009】本発明における熱可塑性含フッ素樹脂は溶
融成形加工できることを要する。つまり融点より高い温
度にてASTM−D−3159記載のメルトインデック
ス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。用いる含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含フッ素樹脂であるこ
とが好ましい。通常の含フッ素樹脂のうち、ポリテトラ
フルオロエチレン樹脂を除くすべての含フッ素樹脂が採
用できる。
【0010】本発明で用いられる含フッ素樹脂は、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、
クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ(アルキル
ビニルエーテル)(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種の含フッ素単
量体を含むエチレン性不飽和化合物(ただし、テトラフ
ルオロエチレン単独の場合を除く)を重合せしめて得ら
れ、フッ素含有量が35重量%以上であるものが好まし
い。フッ素含有量が余りに低いと、含フッ素ポリマーの
本来の耐熱性、耐薬品性が得られない。フッ素含有量5
0重量%以上の含フッ素樹脂がより好ましく採用され
る。
【0011】エチレン性不飽和化合物としては、上記含
フッ素単量体の他に、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】含フッ素樹脂として、具体的にはテトラフ
ルオロエチレン/エチレン系共重合体、テトラフルオロ
エチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、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)系共重合体、クロロトリフルオロエチレン/エ
チレン系共重合体が好ましく、とりわけ、テトラフルオ
ロエチレン/エチレン系共重合体が好ましい。また、複
数の含フッ素樹脂の混合物を用いても支障ない。
【0013】また、後述の含フッ素エラストマーとの組
み合わせにおいても好適な含フッ素樹脂は選択される。
たとえば、含フッ素樹脂、または、含フッ素エラストマ
ーはフッ化ビニリデン単位を多く有する重合体である場
合に極性が発現する。したがって、含フッ素樹脂および
含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選
択して組み合わせて得られた含フッ素ポリマー組成物は
均一で良好な物性を有するために好ましい。
【0014】本発明に用いられる含フッ素エラストマー
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、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ
(アルキルビニルエーテル)(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
の含フッ素単量体を含むエチレン性不飽和化合物を重合
せしめて得られるものが好ましい。エチレン性不飽和化
合物としては、上記含フッ素単量体の他に、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】含フッ素エラストマーとして具体的には、
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
が好ましい。これら共重合体は、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よい。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
合物の重合単位のモル比が30〜80/20〜55/0
〜40である重合体が好ましい。また、これらの含フッ
素エラストマーのフッ素含有量は通常50〜65重量%
が好ましい。フッ素含有量が余りに小さいと耐熱性、耐
薬品性が充分でなく、また、余りに大きいと弾性が低下
する。
【0016】本発明における含フッ素エラストマーは、
予め架橋した粒子状物である。粒子状の含フッ素エラス
トマー架橋体は、重合時に2つ以上のエチレン性不飽和
基を有する共重合単量体を共存させることによって重合
により得ることができる。重合反応で、共重合単量体中
のエチレン性不飽和基は成長しているポリマー連鎖に取
り込まれる。このとき共重合単量体中のエチレン性不飽
和基が別々のポリマー成長連鎖に取り込まれることで、
重合中に含フッ素エラストマー架橋体が生成する。
【0017】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、たとえば、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。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使用でき
る。重合時の反応性の点から、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
い。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。
【0018】また、粒子状の含フッ素エラストマー架橋
体は、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得ることができる。
重合後、加硫したエラストマーを微粉砕して粒子状の含
フッ素エラストマー架橋体を得てもよい。
【0019】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、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採用できる。
【0020】このようにして得た含フッ素エラストマー
架橋体と含フッ素樹脂とを、好ましくは前者が5〜90
重量%、後者が95〜10重量%、特に好ましくは前者
が10〜80重量%、後者が90〜20重量%、の割合
でブレンドすることによって組成物を得る。
【0021】本発明の含フッ素樹脂のマトリックス中に
含フッ素エラストマー架橋体の微細な相構造を有する組
成物の製造方法としては、たとえば乳化重合時に架橋さ
せたラテックスから得られる微細な含フッ素エラストマ
ーの粒子を含フッ素樹脂とブレンドする方法を採用でき
る。また、同様に架橋された含フッ素エラストマーラテ
ックスをシードとして含フッ素樹脂を重合する方法も採
用できる。さらに、重合後、加硫したエラストマーを粉
砕した含フッ素エラストマーを含フッ素樹脂とブレンド
する方法なども挙げられる。
【0022】重合時に架橋された含フッ素エラストマー
を用いる方法は、架橋エラストマー粒子の大きさは乳化
重合のラテックスの径によって決められ、機械的に分散
させる動的加硫法よりも微細な分散状態が得られるため
好ましい。
【0023】重合方法は、乳化重合、溶液重合、懸濁重
合等周知の方法が採用できる。特に、乳化重合において
は、含フッ素エラストマー微粒子を重合時に形成でき、
後で粉砕する等の工程が必要なく、また含フッ素エラス
トマー粒子径も小さく、粒径分布も比較的狭いものが得
られるため好ましい。
【0024】このようにして得た本発明の含フッ素樹脂
と含フッ素エラストマー架橋体の組成物は、幅広い含フ
ッ素樹脂と含フッ素エラストマーの組成範囲において、
架橋した含フッ素エラストマー粒子を非常に微細に分散
しているため、成形性、柔軟性を有し、特に永久歪に優
れる。
【0025】
【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、t−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0.2
gを仕込む。オートクレーブ内を窒素置換したのち、テ
トラフルオロエチレン100g、プロピレン3.5g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。
【0026】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(56
/44(モル比))の混合ガスをチャージしながらかつ
1,4−ブタンジオールジビニルエーテルをテトラフル
オロエチレン/プロピレン混合ガスの合計導入モル数に
対し3.5モル%となるようにマイクロポンプで添加し
ながら6時間反応を続ける。
【0027】1,4−ブタンジオールジビニルエーテル
は反応して、成長しているポリマー鎖に取り込まれる。
この際、1,4−ブタンジオールジビニルエーテルの2
つのビニル基が別々のポリマー鎖に取り込まれ、架橋構
造を有する含フッ素エラストマーが生成する。反応終了
後、モノマーガスをパージして、テトラフルオロエチレ
ン/プロピレン/1,4−ブタンジオールジビニルエー
テルからなる重合単位が54/42.5/3.5(モル
比)であり、含フッ素エラストマーの濃度が16.6%
のラテックスを得た。IR分析によれば1,4−ブタン
ジオールジビニルエーテルに由来するビニル基は見られ
なかった。得られたラテックスを塩化カルシウムを塩析
材として凝集させ、水洗浄、乾燥してエラストマー1を
得た。
【0028】[例1〜3(実施例)]テトラフルオロエ
チレン/エチレン/(パーフルオロブチル)エチレンか
らなる重合単位が58/39/3(モル比)で、AST
M−D−3159によるメルトインデックスが40の樹
脂1と参考例1に示した架橋したエラストマー1を表1
に示す種々の割合(重量部)で250℃にて5分間溶融
混合し、フッ素樹脂と含フッ素エラストマーからなる組
成物を得た。これらの組成物の引張強度、伸度、永久伸
び(100%伸張時)およびエラストマー架橋体の平均
粒子径を測定し、表1の結果を得た。また、これら組成
物の相構造は非常に微細で、含フッ素エラストマー架橋
体は平均粒子径0.1μmであり、組成物中に分散して
いた。
【0029】[例4〜6(比較例)]樹脂1と、100
℃におけるムーニー粘度ML1+10が50でテトラフルオ
ロエチレン/プロピレン/グリシジルビニルエーテルか
らなる重合単位が54.8/43.0/2.2(モル
比)からなるエポキシ基を有する未加硫のエラストマー
2を、表1に示す種々の割合(重量部)で270℃にて
2分間溶融ブレンドした。続いて加硫剤として安息香酸
アンモニウムを添加し、270℃にて3分間動的加硫を
行った。例1と同様に諸物性を測定し、表1の結果を得
た。永久伸びが大きい組成物であった。組成物の相構造
は含フッ素エラストマー架橋体の平均粒子径は大きく、
1.5〜2μmであった。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】粒子径が1μm以下の含フッ素エラスト
マー架橋体を熱可塑性含フッ素樹脂に分散させることに
より充分な機械物性、成形さらには良好な永久歪性を有
し、熱可塑性エラストマーあるいは軟質樹脂として有用
であるフッ素ポリマー組成物が得られる。
フロントページの続き (72)発明者 三宅 晴久 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融成形可能な熱可塑性含フッ素樹脂のマ
    トリックス中に含フッ素エラストマーの架橋体が平均粒
    子径1μm以下の大きさで分散していることを特徴とす
    る含フッ素ポリマー組成物。
  2. 【請求項2】含フッ素ポリマー組成物中における溶融成
    形可能な熱可塑性含フッ素樹脂の含有量が10〜95重
    量%である請求項1の含フッ素ポリマー組成物。
  3. 【請求項3】含フッ素エラストマーがテトラフルオロエ
    チレン/プロピレン系共重合体である請求項1または2
    の含フッ素ポリマー組成物。
  4. 【請求項4】溶融成形可能な熱可塑性含フッ素樹脂がテ
    トラフルオロエチレン/エチレン系共重合体である請求
    項1〜3のいずれかの含フッ素ポリマー組成物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000072731A1 (en) * 1999-05-26 2000-12-07 Seung Ho Park Pillow by which a user can easily convert lying posture
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JP2012511075A (ja) * 2008-12-08 2012-05-17 ソルヴェイ・スペシャルティ・ポリマーズ・イタリー・エッセ・ピ・ア (パー)フルオロエラストマー組成物
JP2013189655A (ja) * 2013-07-04 2013-09-26 Asahi Glass Co Ltd 架橋ゴム物品

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