JPH11181027A - Production of fluorine-containing copolymer - Google Patents

Production of fluorine-containing copolymer

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JPH11181027A
JPH11181027A JP36654497A JP36654497A JPH11181027A JP H11181027 A JPH11181027 A JP H11181027A JP 36654497 A JP36654497 A JP 36654497A JP 36654497 A JP36654497 A JP 36654497A JP H11181027 A JPH11181027 A JP H11181027A
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JP
Japan
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polymerization
acrylate
copolymer
monomer
meth
Prior art date
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Pending
Application number
JP36654497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koshin Maruyama
康臣 丸山
Hiroshi Inukai
宏 犬飼
Akihito Iida
晃人 飯田
Etsuzo Marumoto
悦造 丸本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toagosei Co Ltd filed Critical Toagosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a copolymer of a fluoroolefin excellent in copolymerizability and a (meth)acrylic ester. SOLUTION: This method for producing a fluorine-containing copolymer comprising (a) a fluoroolefin monomer unit, (b) a (meth)acrylic ester monomer unit and, if necessary, (c) other copolymerizable olefinic monomer units comprises using a peroxide-based radical initiator, charging a reaction vessel with the whole amount of the component (a) and <=40 wt.% amount of each of components (b) and (c) before the start of the polymerization, successively adding the remainder of the components (b) and (c) to the reaction vessel over 3 hr after the start of the polymerization, and carrying out the reaction at the temperature at which the half-life of a used polymerization initiator is >=2 hr.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フルオロオレフィ
ンおよび(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分
とする含フッ素共重合体の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a fluorine-containing copolymer containing fluoroolefin and alkyl (meth) acrylate as main components.

【0002】[0002]

【従来の技術】含フッ素共重合体は、耐候性に優れるた
め、塗料などの建築分野等に幅広く用いられている。一
般的に含フッ素共重合体の製造は、開始剤の存在下に、
フルオロオレフィン単量体およびフルオロオレフィン単
量体と共重合可能なオレフィン性単量体の混合物を一括
して反応器に仕込み、有機溶媒中で共重合させる方法で
行われている。ここでフルオロオレフィン単量体と共重
合可能なオレフィン性単量体として、ビニルエステル類
およびビニルエーテル類等が主に用いられている。一
方、共重合性の面でフルオロオレフィンと(メタ)アク
リル酸エステルの共重合体を製造することは困難とされ
てきた。
2. Description of the Related Art Fluorine-containing copolymers are widely used in the construction field such as paints because of their excellent weather resistance. Generally, the production of a fluorine-containing copolymer is carried out in the presence of an initiator.
It is carried out by a method in which a mixture of a fluoroolefin monomer and an olefinic monomer copolymerizable with the fluoroolefin monomer is charged all at once into a reactor and copolymerized in an organic solvent. Here, vinyl esters, vinyl ethers, and the like are mainly used as the olefinic monomer copolymerizable with the fluoroolefin monomer. On the other hand, it has been considered difficult to produce a copolymer of a fluoroolefin and a (meth) acrylate from the viewpoint of copolymerizability.

【0003】一般に、単量体1と単量体2をラジカル共
重合させる際の共重合性は、共重合反応性比r1 、r2
により表される(r1 は、単量体1と単量体2の共重合
速度定数(k12)に対する単量体1の単独重合速度定数
(k11)の比を示し、r2 は単量体2と単量体1の共重
合速度定数(k21)に対する単量体2の単独重合速度定
数(k22)の比を示す)。ここで、単量体1がフルオロ
オレフィンであり、単量体2が(メタ)アクリル酸エス
テルである場合、r2 はr1 に対して著しく大きくなる
ことが知られている(里川孝臣著、「機能性含ふっ素高
分子」、p.12、日刊工業新聞社発行)。すなわち、
(メタ)アクリル酸エステルの単独重合反応速度が早い
ため、フルオロオレフィンと(メタ)アクリル酸エステ
ルの共重合は困難であると説明される。
[0003] Generally, the copolymerizability at the time of radical copolymerization of monomer 1 and monomer 2 is determined by the copolymerization reactivity ratio r 1 , r 2
(R 1 represents the ratio of the homopolymerization rate constant (k 11 ) of monomer 1 to the copolymerization rate constant (k 12 ) of monomer 1 and monomer 2, and r 2 represents The ratio of the homopolymerization rate constant (k 22 ) of monomer 2 to the copolymerization rate constant (k 21 ) of monomer 2 and monomer 1 is shown). Here, it is known that when the monomer 1 is a fluoroolefin and the monomer 2 is a (meth) acrylate, r 2 is significantly larger than r 1 (by Takaomi Satokawa, "Functional Fluoropolymers", p. 12, published by Nikkan Kogyo Shimbun. That is,
It is explained that copolymerization of a fluoroolefin and a (meth) acrylate is difficult because the homopolymerization reaction rate of the (meth) acrylate is high.

【0004】これに対し、フルオロオレフィンとアクリ
ル酸エステルの共重合体を用いたシーリング材が開示さ
れている(特開平8−127765号公報)。この開示
されている重合方法によれば、アクリル酸エステルを間
欠的に添加して反応させているが、得られる共重合体に
組成の分布があるため共重合体の固形分が50重量%以
上の溶液は、やや濁りを生じてしまうという欠点があっ
た。
On the other hand, a sealing material using a copolymer of a fluoroolefin and an acrylic acid ester has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-127765). According to the disclosed polymerization method, the reaction is carried out by intermittently adding the acrylate ester. However, since the obtained copolymer has a composition distribution, the solid content of the copolymer is 50% by weight or more. The solution (1) has a drawback that it becomes slightly turbid.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、共重
合性に優れたフルオロオレフィンと(メタ)アクリル酸
エステルの共重合体の製造方法を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a process for producing a copolymer of a fluoroolefin and a (meth) acrylate ester having excellent copolymerizability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の問
題点を解決すべく鋭意検討した結果、開始剤としてパー
オキシド系を用い、フルオロオレフィン単量体を重合開
始前に全量仕込み、(メタ)アクリル酸エステル単量体
およびその他共重合可能なオレフィン系単量体の一部を
重合開始前に仕込み、残りを重合開始後に連続的に添加
することで、フッ素含有量が高く、なおかつ固形分50
重量%以上で濁りの生じない共重合体が得られることを
見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、(a)フルオロオレフィン単量体単位、(b)(メ
タ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位および所望
により(c)その他共重合可能なオレフィン性単量体単
位からなる含フッ素共重合体の製造において、パーオキ
シド系ラジカル開始剤を用い、重合開始前に(a)の全
量ならびに(b)および(c)の各々の40重量%以下
を反応器に仕込み、(b)および(c)の残りを重合開
始後に3時間以上にわたり連続的に反応器に添加し、か
つ使用する重合開始剤の半減期が2時間以上となる温度
で反応させることを特徴とする含フッ素共重合体の製造
方法である。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, using a peroxide system as an initiator, charging a fluoroolefin monomer in its entirety before the start of polymerization, A portion of the (meth) acrylic acid ester monomer and other copolymerizable olefin monomers are charged before the start of the polymerization, and the remainder is continuously added after the start of the polymerization, so that the fluorine content is high and the solid content is high. Min 50
The inventors have found that a copolymer free from turbidity can be obtained at a content of not less than% by weight, and have completed the present invention. That is, the present invention relates to a composition comprising (a) a fluoroolefin monomer unit, (b) a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit, and optionally (c) another copolymerizable olefinic monomer unit. In the production of the fluorocopolymer, a peroxide radical initiator is used, and before the initiation of the polymerization, the total amount of (a) and 40% by weight or less of each of (b) and (c) are charged into a reactor, and (b) (C) adding the remainder of the polymerization continuously to the reactor over a period of 3 hours or more after the initiation of polymerization, and reacting at a temperature at which the half-life of the polymerization initiator used is 2 hours or more. It is a manufacturing method of united.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明における(a)フルオロオ
レフィン単量体としては、テトラフルオロエチレン、ク
ロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレ
ン、ジクロロジフルオロエチレン、トリフルオロエチレ
ン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニルおよびパーフルオ
ロ(アルキルビニルエーテル)などが例示されるが、重
合性の面よりテトラフルオロエチレン、クロロトリフル
オロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンが好まし
く、テトラフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロ
エチレンがより好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The fluoroolefin monomer (a) in the present invention includes tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, hexafluoropropylene, dichlorodifluoroethylene, trifluoroethylene, vinylidene fluoride, vinyl fluoride and vinyl fluoride. Perfluoro (alkyl vinyl ether) is exemplified, but tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene and hexafluoropropylene are preferred from the viewpoint of polymerizability, and tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene are more preferred.

【0008】本発明における(b)(メタ)アクリル酸
アルキルエステル単量体としては、エステル鎖として炭
素数1〜20のアルキル基、シクロアルキル基、ハロゲ
ン含有アルキル基を含むものが好ましいが、物性を損な
わない範囲でエステル鎖に酸素、窒素および硫黄などの
原子を含んでも良い。但し、これら原子の割合が多くな
ると耐候性および耐汚染性などが低下するため、エステ
ル鎖中に5個以下であることが好ましい。これらの化合
物を具体的に例示すると、アクリル酸メチルエステル、
アクリル酸エチルエステル、アクリル酸プロピルエステ
ル、アクリル酸ブチルエステル、アクリル酸イソブチル
エステル、アクリル酸ターシャリブチルエステル、アク
リル酸ネオペンチルエステル、アクリル酸2−エチルヘ
キシルエステル、アクリル酸イソデシルエステル、アク
リル酸ラウリルエステル、アクリル酸トリデシルエステ
ル、アクリル酸ステアリルエステル、アクリル酸シクロ
ヘキシルエステル、アクリル酸4−ターシャリーブチル
シクロヘキシルエステル、アクリル酸イソボルニルエス
テル、アクリル酸トリシクロデシニルエステル、アクリ
ル酸テトラヒドロフルフリルエステル、アクリル酸メト
キシエチルエステル、アクリル酸ジメチルアミノエチル
エステル、アクリル酸クロロエチルエステル、アクリル
酸トリフルオロエチルエステル、アクリル酸トリメトキ
シシリルプロピル、アクリル酸トリエトキシシリルプロ
ピルおよびアクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル
などのアクリル酸アルキルエステル類;メタクリル酸メ
チルエステル、メタクリル酸エチルエステル、メタクリ
ル酸プロピルエステル、メタクリル酸ブチルエステル、
メタクリル酸イソブチルエステル、メタクリル酸ターシ
ャリブチルエステル、メタクリル酸ネオペンチルエステ
ル、メタクリル酸エチルヘキシルエステル、メタクリル
酸イソデシルエステル、メタクリル酸ラウリルエステ
ル、メタクリル酸トリデシルエステル、メタクリル酸ス
テアリルエステル、メタクリル酸シクロヘキシルエステ
ル、メタクリル酸イソボルニルエステル、メタクリル酸
トリシクロデシニルエステル、メタクリル酸テトラヒド
ロフルフリルエステル、メタクリル酸メトキシエチルエ
ステル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、
メタクリル酸クロロエチルエステル、メタクリル酸トリ
フルオロエチルエステル、メタクリル酸2−ヒドロキシ
エチルエステル、メタクリル酸ヒドロキシブチルエステ
ル、メタクリル酸ヒドロキシエチルのε−カプロラクト
ン付加反応物、メタクリル酸トリメトキシシリルプロピ
ル、メタクリル酸トリエトキシシリルプロピルおよびメ
タクリル酸メチルジメトキシシリルプロピルなどのメタ
クリル酸アルキルエステル類が挙げられ、これらを単独
または数種類混合して使用する。これらの中でも、フル
オロオレフィンとの重合性の面より、アクリル酸アルキ
ルエステル類が好ましい。
As the (b) alkyl (meth) acrylate monomer in the present invention, those containing an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group or a halogen-containing alkyl group as an ester chain are preferable. May be included in the ester chain as long as the atom is not impaired. However, when the proportion of these atoms is increased, the weather resistance and the stain resistance are lowered, so that the number of these atoms is preferably 5 or less in the ester chain. Specific examples of these compounds include methyl acrylate,
Ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, neopentyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, isodecyl acrylate, lauryl acrylate , Tridecyl acrylate, stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 4-tert-butyl cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, tricyclodecynyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, acrylic Methoxyethyl acrylate, dimethylaminoethyl acrylate, chloroethyl acrylate, trifluoroethyl acrylate Glycol ester, trimethoxy silyl propyl acrylate, acrylic acid alkyl esters such as acrylic acid triethoxysilylpropyl acrylate and methyldimethoxysilylpropyl; methacrylic acid methyl ester, methacrylic acid ethyl ester, methacrylic acid propyl ester, methacrylic acid butyl ester,
Isobutyl methacrylate, tertiary butyl methacrylate, neopentyl methacrylate, ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, Isobornyl methacrylate, tricyclodecynyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate,
Chloroethyl methacrylate, trifluoroethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, ε-caprolactone addition product of hydroxyethyl methacrylate, trimethoxysilylpropyl methacrylate, triethoxy methacrylate Examples include alkyl methacrylates such as silylpropyl and methyldimethoxysilylpropyl methacrylate, and these may be used alone or as a mixture of several types. Among these, alkyl acrylates are preferred from the viewpoint of polymerizability with a fluoroolefin.

【0009】本発明における(c)その他の共重合可能
なオレフィン性単量体としては、α−オレフィン類、ビ
ニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン、アクリ
ロニトリルおよびアクロレインなどが挙げられるが、こ
れらに限定されない。具体的に例示すると、α−オレフ
ィン類としては、1−ブテン、イソブテンおよび1−オ
クテン等、アルキルビニルエーテル類としてはエチルビ
ニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ターシャリーブ
チルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテ
ルおよびシクロヘキシルビニルエーテル等、ビニルエス
テル類としては酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸
ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、2−エ
チルヘキサン酸ビニル、ラウリン酸ビニルおよび安息香
酸ビニル等が挙げられる。また、必要に応じて、水酸基
または加水分解性シリル基などの官能基を含有する単量
体を用いてもよい。具体的に例示すると、水酸基含有単
量体として、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロ
キシブチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニル
エーテル、ヒドロキシエチルアリルエーテル、ヒドロキ
シブチルアリルエーテル、クロトン酸ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒド
ロキシブチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリ
ル酸ヒドロキシエチルのε−カプロラクトン付加反応物
が挙げられ、また、加水分解性シリル基含有単量体とし
て、トリメトキシビニルシラン、メチルトリエトキシビ
ニルシラン、メチルジメトキシビニルシラン、メタクリ
ル酸トリメトキシシリルプロピル、メタクリル酸トリエ
トキシシリルプロピル、メタクリル酸メチルジメトキシ
シリルプロピル、アクリル酸トリメトキシシリルプロピ
ル、アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、アクリル
酸メチルジメトキシシリルプロピル、トリメトキシシリ
ルプロピルビニルエーテルおよびトリメトキシシリルウ
ンデカン酸ビニルが挙げられる。
The (c) other copolymerizable olefinic monomer in the present invention includes, but is not limited to, α-olefins, vinyl ethers, vinyl esters, styrene, acrylonitrile, and acrolein. . Specifically, α-olefins include 1-butene, isobutene and 1-octene, and alkyl vinyl ethers include ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, tertiary butyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether and cyclohexyl vinyl ether. Examples of the esters include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl laurate, and vinyl benzoate. Further, if necessary, a monomer containing a functional group such as a hydroxyl group or a hydrolyzable silyl group may be used. To be more specific, examples of the hydroxyl group-containing monomer include hydroxyethyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxyethyl allyl ether, hydroxybutyl allyl ether, hydroxyethyl crotonate, 2-hydroxyethyl acrylate, and hydroxy acrylate. Butyl, hydroxypropyl acrylate, ε-caprolactone addition reaction product of hydroxyethyl acrylate, and as a hydrolyzable silyl group-containing monomer, trimethoxyvinylsilane, methyltriethoxyvinylsilane, methyldimethoxyvinylsilane, methacrylic acid Trimethoxysilylpropyl, triethoxysilylpropyl methacrylate, methyldimethoxysilylpropyl methacrylate, trimethoxy acrylate Silyl propyl, triethoxysilylpropyl acrylate, methyldimethoxysilylpropyl acrylic acid, trimethoxysilylpropyl vinyl ether and trimethoxysilyl undecanoic acid vinyl.

【0010】本発明における含フッ素共重合体の製造方
法は、開始剤に重合触媒にパーオキシド系ラジカル開始
剤を用いることを特徴の一つとする。パーオキシド系ラ
ジカル開始剤を用いることにより、高フッ素含有量の共
重合体を得ることができる。該パーオキシド系ラジカル
開始剤としては、ケトンパーオキシド類、パーオキシケ
タール類、ハイドロパーオキシド類、ジアルキルパーオ
キシド類、ジアシルパーオキシド類、パーオキシジカー
ボネート類およびパーオキシエステル類等が挙げられ
る。これらの中でも、パーオキシケタール類、ジアシル
パーオキシド類、パーオキシジカーボネート類およびパ
ーオキシエステル類が好ましい。具体的には、パーオキ
シケタール類では1,1−ビス(ターシャリーブチルパ
ーオキシ)シクロヘキサンおよび1,1−ビス(ターシ
ャリーヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン等、ジアシ
ルパーオキシド類では3,5,5−トリメチルヘキサノ
イルパーオキシド、オクタノイルパーオキシド、ベンゾ
イルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等、パーオ
キシジカーボネート類ではジイソプロピルパーオキシジ
カーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカ
ーボネートおよびジ−2−エチルヘキシルパーオキシジ
カーボネート等、パーオキシエステル類ではターシャリ
ーブチルパーオキシネオデカノエート、ターシャリーブ
チルパーオキシピバレート、ターシャリーブチルパーオ
キシイソブチレートおよびターシャリーブチルパーオキ
シラウレート等が挙げられる。なお、前記開始剤の添加
方法はとくに限定されず、一括で仕込んでもよいし、間
欠的に添加してもよい。また、単量体と同様、連続的に
添加してもよい。
One of the features of the method for producing a fluorine-containing copolymer in the present invention is that a peroxide radical initiator is used as a polymerization catalyst as an initiator. By using a peroxide radical initiator, a copolymer having a high fluorine content can be obtained. Examples of the peroxide radical initiator include ketone peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, peroxydicarbonates, and peroxyesters. Among these, peroxy ketals, diacyl peroxides, peroxy dicarbonates and peroxy esters are preferred. Specifically, 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane and 1,1-bis (tert-hexylperoxy) cyclohexane for peroxyketals and 3,5,5-diacyl peroxides for diacyl peroxides Examples of peroxydicarbonates such as trimethylhexanoyl peroxide, octanoyl peroxide, benzoyl peroxide, and lauroyl peroxide include diisopropyl peroxy dicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxy dicarbonate, and di-2-ethylhexyl peroxy. For peroxyesters such as dicarbonate, tertiary butyl peroxy neodecanoate, tertiary butyl peroxypivalate, tertiary butyl peroxyisobutyrate and tertiary butyl peroxyester Kishiraureto, and the like. The method of adding the initiator is not particularly limited, and the initiator may be charged at once or may be added intermittently. Moreover, you may add continuously like a monomer.

【0011】また、本発明における製造方法では、重合
開始前に(a)の全量ならびに(b)および(c)の各
40重量%以下の単量体を反応器に仕込み、(b)およ
び(c)の残りを重合開始後に高圧定流量ポンプなどに
より3時間以上の時間にわたり反応器に連続添加する。
なお、連続添加時間は6時間以上であることが好まし
い。添加する単量体(b)と(c)の比率、添加速度は
常に一定である必要はなく、各単量体ごとに添加量を任
意に変えることが可能である。連続添加を行う時期は重
合反応の全期間に渡ってもよいし、一部の期間でもよい
が、連続添加時間を3時間未満とした場合には、(メ
タ)アクリル酸エステルの重合が優先して起こるため、
共重合体中のフルオロオレフィンの共重合割合が低下
し、さらに重合体の組成分布が広いものとなるため、得
られる共重合体は所望の物性を具備するに至らず、ま
た、固形分50重量%以上の溶液にしたときに濁ること
がある。
In the production method of the present invention, before the polymerization is started, the total amount of (a) and 40% by weight or less of each of (b) and (c) are charged into a reactor, and (b) and (b) After the start of the polymerization, the remainder of c) is continuously added to the reactor over a period of 3 hours or more by a high-pressure constant flow pump or the like.
The continuous addition time is preferably 6 hours or more. The ratio of the monomers (b) and (c) to be added and the rate of addition need not always be constant, and the amount added can be arbitrarily changed for each monomer. The period of the continuous addition may be over the entire period of the polymerization reaction or a part of the period. However, when the continuous addition time is less than 3 hours, the polymerization of the (meth) acrylic ester takes precedence. To happen
Since the copolymerization ratio of the fluoroolefin in the copolymer decreases and the composition distribution of the polymer becomes broader, the obtained copolymer does not have the desired physical properties and the solid content is 50% by weight. % Or more when it is made into a solution.

【0012】また、(b)および(c)について、それ
ぞれ全量の40重量%を越える量を反応開始前に反応器
に仕込んだり、連続的でなく間欠的に逐次添加した場合
は、フルオロオレフィンと(メタ)アクリル酸エステル
との共重合性が低下する。さらに、(a):(b)と
(c)の合計量の割合はモル比で10:90〜95:5
が好ましい。(a)の割合が10:90より少ない場合
および95:5よりも多い場合は全量初期仕込の場合と
あまり違いがなく、連続添加の技術的意義がなくなる。
さらに、(b)の合計モル数/(c)の合計モル数の比
は1.5以上であることが好ましい。(c)としてフル
オロオレフィンと共重合性の低いモノマーを用いた場
合、(b)の合計モル数/(c)の合計モル数の比が
1.5未満であると、連続添加をしなければフッ素含有
量の多い共重合体を得ることができないからである。
In the case of (b) and (c), when an amount exceeding 40% by weight of the total amount is charged into the reactor before the start of the reaction or when the addition is not continuous but intermittent, the fluoroolefin and The copolymerizability with (meth) acrylic acid ester decreases. Further, the ratio of the total amount of (a) :( b) and (c) is from 10:90 to 95: 5 in molar ratio.
Is preferred. When the ratio of (a) is less than 10:90 and more than 95: 5, there is not much difference from the case of the initial preparation, and the technical significance of continuous addition is lost.
Further, the ratio of the total number of moles of (b) / the total number of moles of (c) is preferably 1.5 or more. When a monomer having low copolymerizability with a fluoroolefin is used as (c), if the ratio of the total number of moles of (b) / the total number of moles of (c) is less than 1.5, continuous addition is required. This is because a copolymer having a high fluorine content cannot be obtained.

【0013】また、本発明では、使用する開始剤の半減
期が2時間以上となる温度で重合反応を行う必要があ
る。例えば、開始剤をベンゾイルパーオキシドとした場
合、半減期が2時間となる温度は85℃であるので、8
5℃以下の温度で重合を行なうことになる。使用する開
始剤の半減期が2時間未満である温度で重合を行うと、
(メタ)アクリル酸エステルの重合が優先して起こるた
め、共重合体中のフルオロオレフィンの共重合割合が低
下し、さらに重合体の組成分布が広いものとなるため、
得られる共重合体は所望の物性を具備するに至らず、ま
た、固形分50重量%以上の溶液にしたときに濁ること
がある。
In the present invention, it is necessary to carry out the polymerization reaction at a temperature at which the half life of the initiator used is 2 hours or more. For example, when the initiator is benzoyl peroxide, the temperature at which the half life is 2 hours is 85 ° C.
Polymerization will be performed at a temperature of 5 ° C. or less. When the polymerization is carried out at a temperature at which the half-life of the initiator used is less than 2 hours,
Since the polymerization of the (meth) acrylic ester occurs preferentially, the copolymerization ratio of the fluoroolefin in the copolymer decreases, and the composition distribution of the polymer becomes broader.
The resulting copolymer does not have the desired physical properties and may become cloudy when formed into a solution having a solid content of 50% by weight or more.

【0014】重合方法は、水性媒体中での懸濁重合およ
び乳化重合または有機溶剤中での溶液重合など通常の方
法が採用可能であり、これらの中でも溶液重合が好まし
い。有機溶剤としては、テトラヒドロフランおよびジオ
キサン等の環状エーテル類;ベンゼン、トルエン、キシ
レンおよびソルベッソ等の芳香族炭化水素化合物;ミネ
ラルスピリットおよびエクソール(エクソン社)ソルベ
ントナフサ等の脂肪族炭化水素;酢酸エチル、酢酸ブチ
ルおよび酢酸イソブチル等のエステル類;アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシク
ロヘキサノン等のケトン類;エタノール、イソプロピル
アルコールおよびノルマルブタノールなどのアルコール
類;1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオ
ロエチレン等のフッ素系溶剤類;メチルセロソルブ、ノ
ルマルブチルセロソルブおよびノルマルブチルセロソル
ブアセテート等のセロソルブ系;プロピレングリコール
モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチル
エーテルおよびプロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテートが挙げられ、これらの中でも、炭化水素系
溶媒またはフッ素系有機溶媒等が好適であり、前記の共
重合体を溶解させる有機溶媒が特に好ましい。なお、乳
化重合の場合の乳化剤としては、パーフルオロオクタノ
イックアシドカリウム塩やアンモニウム塩、パーフルオ
ロオクタンスルホン酸アンモニウム塩、高級アルコール
硫酸エステルナトリウム塩およびポリエチレングリコー
ルエーテル等が例示される。
As the polymerization method, a usual method such as suspension polymerization and emulsion polymerization in an aqueous medium or solution polymerization in an organic solvent can be adopted. Among these, solution polymerization is preferable. Examples of the organic solvent include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene, xylene and solvesso; aliphatic hydrocarbons such as mineral spirit and exol (Exxon) solvent naphtha; ethyl acetate, acetic acid Esters such as butyl and isobutyl acetate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; alcohols such as ethanol, isopropyl alcohol and normal butanol; 1,1,2-trichloro-1,2,2-tri Fluorinated solvents such as fluoroethylene; cellosolves such as methyl cellosolve, normal butyl cellosolve and normal butyl cellosolve acetate; propylene glycol monomethyl ether; B include propylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate, among these, hydrocarbon solvents or fluorinated organic solvents, etc. are suitable, organic solvent for dissolving the copolymer is particularly preferred. Examples of the emulsifier in the case of emulsion polymerization include potassium perfluorooctanoic acid and ammonium salts, ammonium perfluorooctanesulfonate, sodium salts of higher alcohol sulfates, and polyethylene glycol ether.

【0015】その他の重合条件としては、圧力1〜20
0kg/cm2で耐圧オートクレーブを用い、3〜40時間の
反応時間で行うことができる。必要により、pH調整剤
として、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、ハイドロ
タルサイトおよび陰イオン交換樹脂等を加えてもよい。
以下、実施例を挙げて、具体的に説明する。
Other polymerization conditions include a pressure of 1 to 20.
The reaction can be performed using a pressure-resistant autoclave at 0 kg / cm 2 for a reaction time of 3 to 40 hours. If necessary, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, hydrotalcite, an anion exchange resin and the like may be added as a pH adjuster.
Hereinafter, specific examples will be described.

【0016】[0016]

【実施例】実施例1〜6および比較例1〜6 後記表1に実施例および比較例で使用した単量体、開始
剤および有機溶剤の種類と量ならびに単量体の添加時間
等について示した。なお、初期というのは重合前に反応
器に仕込む量を表わす。また、得られた共重合体のゲル
パーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定
したポリスチレン換算の数平均分子量、フッ素分析の値
(重量%)および共重合体の外観も表1に示す。なお、
表1における各略語は以下の化合物を意味する。 CTFE…クロロトリフルオロエチレン BA…アクリル酸ブチル HA…アクリル酸2−エチルヘキシル VAc…酢酸ビニル CHA…アクリル酸シクロヘキシル VLu…ラウリン酸ビニル HEA…アクリル酸2−ヒドロキシエチル VMS…ビニルトリメトキシシラン EEP…ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネ
ート IPP…ジイソプロピルパーオキシジカーボネート HPD…ジ(2−エチルヘキシルパーオキシ)ジカーボ
ネート BPP…ターシャリーブチルパーオキシピバレート LP…ラウロイルパーオキシド BuAc…酢酸ブチル ADVN…2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロ
ニトリル)
Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 Table 1 below shows the types and amounts of the monomers, initiators and organic solvents used in the examples and comparative examples, and the monomer addition time and the like. Was. The term “initial” refers to the amount charged in the reactor before polymerization. Table 1 also shows the number average molecular weight in terms of polystyrene, the value of fluorine analysis (% by weight), and the appearance of the copolymer obtained by gel permeation chromatography (GPC) of the obtained copolymer. In addition,
Each abbreviation in Table 1 means the following compounds. CTFE: chlorotrifluoroethylene BA: butyl acrylate HA: 2-ethylhexyl acrylate VAc: vinyl acetate CHA: cyclohexyl acrylate VLu: vinyl laurate HEA: 2-hydroxyethyl acrylate VMS: vinyl trimethoxysilane EEP: di- 2-ethoxyethyl peroxydicarbonate IPP diisopropyl peroxydicarbonate HPD di (2-ethylhexylperoxy) dicarbonate BPP tertiary butyl peroxypivalate LP lauroyl peroxide BuAc butyl acetate ADVN 2,2 -Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile)

【0017】実施例1 攪拌機を備えた2リットルのステンレス製オートクレー
ブに、有機溶剤として酢酸エチル、開始剤としてEEP
および表1に示す各単量体を仕込んだ。次に脱気と窒素
置換を3回繰り返した後、再び脱気し、CTFEを仕込
んだ。50℃まで昇温して重合を開始させ、重合開始直
後から表1に示す時間、単量体の残りを高圧定流量ポン
プを用いて一定速度でオートクレーブ中に連続添加し
た。重合を計8時間行った後、未反応のCTFEをパー
ジし、ほう酸ソーダ12gを添加し、再び40℃に昇温
後、2時間攪拌を行った。冷却後、オートクレーブを開
放して共重合体溶液を得た。得られた溶液を濾過しほう
酸ソーダを除いた後乾燥し、330gの透明な共重合体
を得た。得られた共重合体の数平均分子量、フッ素分析
の値(重量%)および共重合体の外観を表1に示す。
Example 1 A 2-liter stainless steel autoclave equipped with a stirrer was charged with ethyl acetate as an organic solvent and EEP as an initiator.
And each monomer shown in Table 1 was charged. Next, after degassing and nitrogen substitution were repeated three times, degassing was performed again, and CTFE was charged. The temperature was raised to 50 ° C. to start the polymerization, and immediately after the start of the polymerization, the remainder of the monomer was continuously added into the autoclave at a constant speed using a high-pressure constant flow pump for the time shown in Table 1. After the polymerization was carried out for a total of 8 hours, unreacted CTFE was purged, 12 g of sodium borate was added, the temperature was raised again to 40 ° C., and the mixture was stirred for 2 hours. After cooling, the autoclave was opened to obtain a copolymer solution. The obtained solution was filtered to remove sodium borate, and then dried to obtain 330 g of a transparent copolymer. Table 1 shows the number average molecular weight of the obtained copolymer, the value of fluorine analysis (% by weight), and the appearance of the copolymer.

【0018】実施例2〜実施例6 開始剤、単量体の種類と量、単量体の初期仕込み量と連
続添加量の割合など、表1に示す処方で、実施例1と同
様に反応を行った。その結果を表1に示す。
Examples 2 to 6 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 with the formulation shown in Table 1 including the initiator, the type and amount of the monomer, and the ratio of the initial charge amount and the continuous addition amount of the monomer. Was done. Table 1 shows the results.

【0019】比較例1〜比較例6 実施例に対して、以下の内容を変更して共重合体の製造
を行った。 ・比較例1 使用単量体をすべて初期に全量仕込んだ以外は実施例1
と同様に重合を行った。 ・比較例2 使用単量体をすべて初期に全量仕込んだ以外は実施例3
と同様に重合を行った。 ・比較例3 (メタ)アクリル酸エステルの連続添加を行わず、代わ
りにBAおよびHAをそれぞれ13.9gおよび20.
0gずつ、重合開始時とそれ以降2時間おきに4回に分
けて、間欠的に添加した以外は実施例1と同様に重合を
行った。 ・比較例4 単量体の連続添加時間および重合時間を短縮した以外は
実施例1と同様に重合を行った。 ・比較例5 開始剤としてADVNを用いた以外は実施例1と同様に
重合を行った。 ・比較例6 使用する開始剤の半減期が1時間となる温度とし、ま
た、開始剤は初期と重合開始2時間後に分け、1.9g
ずつ添加した以外は実施例1と同様に重合を行った。
Comparative Examples 1 to 6 Copolymers were produced in the same manner as in Examples except that the following details were changed. Comparative Example 1 Example 1 except that all the monomers used were initially charged.
Polymerization was carried out in the same manner as described above. Comparative Example 2 Example 3 except that all the used monomers were initially charged.
Polymerization was carried out in the same manner as described above. Comparative Example 3 Without continuously adding (meth) acrylic acid ester, BA and HA were replaced with 13.9 g and 20.
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the addition was intermittently carried out at 0 g each, at the start of the polymerization and at four times every two hours thereafter. Comparative Example 4 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the time for continuous addition of monomers and the time for polymerization were shortened. Comparative Example 5 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that ADVN was used as an initiator. Comparative Example 6 The temperature used was such that the half-life of the initiator used was 1 hour, and the initiator was divided into an initial stage and 2 hours after the start of polymerization, and was 1.9 g.
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that they were added one by one.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】上記実施例および比較例の結果をまとめる
と、以下の様になる。 実施例1および3と比較例1および2より、(メタ)
アクリル酸エステルを初期一括仕込で反応を行うと、得
られる共重合体のフッ素含有量が低下し、また、共重合
体が白濁することがわかる。 実施例1と比較例3より、(メタ)アクリル酸エステ
ルの間欠的な添加で反応を行うと、得られる共重合体の
フッ素含有量が低下し、また共重合体が白濁することが
わかる。 実施例1と比較例4より、(メタ)アクリル酸エステ
ルの連続添加時間を短くした場合、得られる共重合体の
フッ素含有量が低下し、また共重合体がやや白濁するこ
とがわかる。 実施例1と比較例5より、開始剤にアゾ系開始剤を用
いた場合、得られる共重合体のフッ素含有量が低下し、
また共重合体がやや白濁することがわかる。 実施例1と比較例6より、開始剤の半減期が2時間未
満になる温度で重合を行った場合、得られる共重合体の
フッ素含有量が低下することがわかる。
The results of the above Examples and Comparative Examples are summarized as follows. From Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, (meth)
It can be seen that when the acrylic ester is reacted in the initial batch charge, the fluorine content of the obtained copolymer decreases and the copolymer becomes cloudy. From Example 1 and Comparative Example 3, it can be seen that when the reaction is carried out by intermittent addition of the (meth) acrylate, the fluorine content of the obtained copolymer decreases and the copolymer becomes cloudy. From Example 1 and Comparative Example 4, it can be seen that when the continuous addition time of the (meth) acrylic acid ester is shortened, the fluorine content of the obtained copolymer decreases and the copolymer becomes slightly cloudy. From Example 1 and Comparative Example 5, when an azo-based initiator was used as the initiator, the fluorine content of the obtained copolymer was reduced,
Further, it is found that the copolymer becomes slightly cloudy. From Example 1 and Comparative Example 6, it can be seen that when polymerization was performed at a temperature at which the half-life of the initiator was less than 2 hours, the fluorine content of the resulting copolymer was reduced.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、従来共重合
性が悪いとされてきたフルオロオレフィンと(メタ)ア
クリル酸エステルの共重合体を得ることができ、かつ得
られる共重合体のフッ素含有量が高く、また、得られる
溶液の濁りも見られないため、塗料などの分野において
幅広く利用することができる。
According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a copolymer of a fluoroolefin and a (meth) acrylic acid ester, which has heretofore been considered to have poor copolymerizability, and to obtain a copolymer of the obtained copolymer. Since the fluorine content is high and the obtained solution does not show turbidity, it can be widely used in the field of paints and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸本 悦造 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1 東 亞合成株式会社名古屋総合研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Etsuzo Marumoto 1 in Funami-cho, Minato-ku, Nagoya-shi, Aichi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)フルオロオレフィン単量体単位、
(b)(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位
および所望により(c)その他共重合可能なオレフィン
性単量体単位からなる含フッ素共重合体の製造におい
て、パーオキシド系ラジカル開始剤を用い、重合開始前
に(a)の全量ならびに(b)および(c)の各々の4
0重量%以下を反応器に仕込み、(b)および(c)の
残りを重合開始後に3時間以上にわたり連続的に反応器
に添加し、かつ使用する重合開始剤の半減期が2時間以
上となる温度で反応させることを特徴とする含フッ素共
重合体の製造方法。
(1) (a) a fluoroolefin monomer unit,
In the production of the fluorine-containing copolymer (b) comprising a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit and optionally (c) other copolymerizable olefinic monomer unit, a peroxide radical initiator is used, Before the start of polymerization, the total amount of (a) and 4 of each of (b) and (c)
0% by weight or less is charged into a reactor, the remainder of (b) and (c) are continuously added to the reactor over 3 hours or more after the initiation of polymerization, and the half life of the polymerization initiator used is 2 hours or more. A method for producing a fluorine-containing copolymer, wherein the reaction is carried out at a predetermined temperature.
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