JPS63120789A - 樹脂の表面改質剤及び表面改質方法 - Google Patents

樹脂の表面改質剤及び表面改質方法

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JPS63120789A
JPS63120789A JP26645686A JP26645686A JPS63120789A JP S63120789 A JPS63120789 A JP S63120789A JP 26645686 A JP26645686 A JP 26645686A JP 26645686 A JP26645686 A JP 26645686A JP S63120789 A JPS63120789 A JP S63120789A
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JP
Japan
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resin
atom
group
telomer
compound
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Pending
Application number
JP26645686A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihide Tohata
東畑 好秀
Toshiharu Yagi
八木 俊治
Masanaga Tatemoto
正祥 建元
Junji Sakakura
淳史 坂倉
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂の表面改質剤及び樹脂の表面改質方法に
関するものである。更に詳しくは、樹脂に撥水撥油性、
防汚性、Fi!擦係数が小さい等の表面特性を付与する
ことが可能な表面改質剤及び表面改質方法に間するもの
である。
〔従来の技術〕
ポリテトラフルオロエチレン(以下PTFEと称する)
が、ta水ta油性、防汚性、摩擦係数が小さい等の優
れた表面特性を有していることはよ(知られている。し
かし、PTFEは成形方法が限られ、高価である等の難
点もあり、使用範囲は限られていた。
そこで汎用樹脂に、PTFHの表面特性を付与する方法
が検討されてきた。その一つの方法として、パーフルオ
ロアルキル基を有するポリマーを樹脂表面にコーティン
グすることが挙げられる。
しかし、この方法では、経時的に表面特性が劣化するな
ど問題があった。これに対して、パーフルオロアルキル
基を含有する化合物を樹脂に練り込み樹脂表面の摩擦係
数を小さくする方法が報告されている(特開昭55−7
820号公報参照)。
[発明が解決しようとする問題点〕 しかし、前記の方法において使用される化合物は側鎖に
パーフルオロアルキル基を有する構造であるため、パー
フルオロアルキル基の表面移行性が劣す、樹脂にパーフ
ルオロアルキル基の特性を付与する方法としては充分な
ものでなかった。
本発明の目的は、表面移行性が優れており樹脂に少量添
加混合することによって、樹脂表面に高度のta水ta
油性、防汚性、摩擦係数が小さい等の表面特性を付与す
ることが可能な樹脂の表面改質剤及びその表面改質剤を
使用してより高度な表面改質効果を発現させることが可
能な樹脂の表面改質方法を提供することにある。
〔問題を解決するための手段〕
本発明の要旨は、 一般式 %式%() 〔式中、R2は炭素数1〜10のパーフルオロアルキル
基、Xlは水素原子、塩素原子、フッ素原子又はメチル
基、X2はXIが水素原子であるときは、水素原子、塩
素原子、フッ素原子、メチル基、フェニル基、カルボキ
シル基、メトキシカルボニル基、アセチルオキシ基又は
シアノ基、xlが塩素原子であるときは塩素原子、Xl
がフッ素原子であるときはフッ素原子、Xlがメチル基
であるときはメトキシカルボニル基、Yは水素原子、ハ
ロゲン原子またはカルボキシル基、nは1〜2oの整数
をそれぞれ表している。〕 で示される化合物よりなる樹脂の表面改質剤及び前記表
面改質剤を樹脂に添加混合した後樹脂を加熱処理するこ
とを特徴とする樹脂の表面改質方法に存する。
本発明者らは、前記一般式で示される構造を有するテロ
マー(低重合体)化合物が、種々の樹脂と適度な相溶性
を有し、かつ優れた表面移行性を有し樹脂表面にt8水
ta油性、防汚性、摩擦係数が小さい等の表面特性を付
与することを見出し、本発明を完成した。従来パーフル
オロアルキル基は疎水性、疎油性であるが、フッ素樹脂
以外の樹脂とは相溶性がないことが知られている。そこ
で本発明者らは、パーフオロアルキル基を有し、かつ樹
脂と相溶性のある構成単位を有したテロマー化合物につ
いて研究を重ねた結果、前記の一般式により示されるテ
ロマー化合物を樹脂に添加混合することにより、パーフ
ルオロアルキル基の持つ撥水t8油機能等を樹脂に付与
でき、効果も永続的であることがわかった。
さらに本発明者らは、本発明の表面改質剤を樹脂に添加
混合した後、50〜200℃の温度で0.5〜2時間熱
処理すること(以下アニール処理と称する)により、さ
らに少ない添加量で充分なta水IB油効果等が得られ
ることを見出した。これは、熱処理することによってパ
ーフルオロアルキル基の表面移行性がよくなるためと考
えられる。
前記した化合物(1)のうち末端がヨウ素原子であるも
のは、通常衣のテロメリゼーション反応によって合成さ
れ得る。
RrI十〇H1工CX’X” 一一→Rr(CHzCX’X”)−r また、末端がヨウ素原子以外の化合物(1)は、前記の
ヨウ素化合物を他のハロゲン原子、水素原子、カルボキ
シル基によって置換することにより得られる。前記のテ
ロメリゼーション反応は、適当な溶媒中で重合開始剤の
作用により円滑に実施され得る。重合温度は重合開始剤
が有効に作用する温度範囲内であれば特に制限されない
が、通常は20〜100℃程度、好ましくは40〜70
℃程度が採用される。使用可能な溶媒としては、例えば
トリクロロトリフルオロエタン、エチルエーテル、テト
ラヒドロフラン、アセトン、ジオキサン、ベンゼン、ト
ルエン等が挙げられる0重合開始剤としてはエチレン系
不飽和化合物の重合を開始せしめるための周知の薬剤の
いずれであってもよ<、2.2“−アゾビスイソブチロ
ニトリル、2.2’−アゾビスイソブチルアミジンニ塩
酸塩、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メ
トキシバレロニトリル)、過酸化ナトリウム、過酸化水
素あるいは過硫酸アンモニウム等が挙げられる。
前記のテロメリゼーション反応により得られたテロマー
化合物は、溶剤抽出することにより、重合度に応じて分
別することが可能である。
また、前記した化合物(II)は、前記の製法によって
得られる化合物(1)のうち、一般式%式%) (式中、R2、X”=X”及びnは前記と同意義。)で
示されるアイオダイド化合物を濃硝酸と反応させること
により得られる。
本発明に上記テロマー化合物を樹脂の表面改質に使用し
ようとする場合、樹脂への添加混合割合は、少量で充分
であるが、通常は樹脂に対して0.5〜10重量%程度
、好ましくは1〜10重量%程度である。また、アニー
ル処理を行う場合であれば、0.5〜5重量%程度の添
加で充分である。もちろん、ここに示した添加混合量以
上であってもかまわないわけであるが、経済性を損なう
ため通常は好ましくない。
テロマー化合物の樹脂への添加混合方法は特に限定され
ず、樹脂の種類に応じて種々の方法を採用することが可
能である0例えば、本発明のテロマー化合物と樹脂粉末
をミキサー等で混合する乾式ブレンド法や、テロマー化
合物と樹脂粉末を溶媒に溶かして、その後溶媒を蒸発乾
燥させる湿式ブレンド法などが挙げられる。
本発明において、処理対象となる樹脂は、特に限定され
ることはなく、従来より公知のものを広く例示すること
ができる0例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプ
ロピレン、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタ
クリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フッ素樹脂、ABS樹脂
、EVA樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹
脂等が挙げられる。
〔実施例〕
次に参考例及び実施例により、本発明を更に具体的に説
明する。
参考例1 内容積500m1の攪拌式ステンレス製オートクレーブ
に、47.5 gのパーフルオロオクチルアイオダイド
を含む120mA!のドルクロロトルフルオロエタン溶
液及び1gのジイソプロピルパーオキシジカーボネート
を仕込んだ、50℃に昇温後フッ化ビニリデンガスで2
3 kg / cm ” Gに加圧すると直ちに圧力降
下が開始し、1時間後19.5kg/ cm”Gまで低
下した。以後同温下でフッ化ビニリデンガスによりオー
トクレーブの内を20 kf / am ” Gに保圧
しながら反応を継続し、3時間後放圧及び冷却により反
応を停止し、白色固形物を含むスラリー220 gを回
収した。これをグラスフィルターで濾別し、乾燥して白
色粉末状生成物118gを得た。
この白色粉末状生成物50gを溶剤分別した。まず、ト
リクロロトリフルオロエタン100m j!で抽出し、
この抽出液から溶媒を留去してCsF +t(CHzC
Fz)nlなるテロマー化合物15gを得た。なお、n
=4はテロマー化合物の平均重合度が4であることを意
味しており、”F−NMRにより測定した結果である。
以下n数の意義及び測定方法は同様である。次にトリク
ロロトリフルオロエタンで抽出した後の残渣をメタノー
ル100mj!で抽出し、同様にしてCsF+t(CH
zCFt)ifなるテロマー化合物12gをを得た0次
にメタノールで抽出した後の残渣をアセトン100mj
!で抽出し、同様にしてCsF+t(CHxCFz)*
Iなるテロマー化合物10gを得た0次にアセトンで抽
出した後の残渣を50℃に加熱したアセトンLoom 
1で抽出し、同様にしてCsF+フ(CHgCFz)+
+Tなるテロマー化合物8gを得た。
参考例2 参考例1のパーフルオロオクチルアイオダイドをパーフ
ルオロエチルアイオダイドに変えたことを除いて他は、
参考例1と同様にしてテロマーを製造し、溶剤分別して
メタノール抽出液よりC* F 5(CHzCFz)、
lなるテロマー化合物Logを得た。
参考例3 参考例1で得たCaF+t(CHzCFt)++1なる
テロマー化合物8gに発煙硝酸(98%)10m lを
加え、100℃で5時間反応させた0次にこの反応物を
冷却した後、エーテルで3回抽出した。このエーテル抽
出液を硝酸ナトリウムで乾燥した後エーテルを留去して
、CsF+y(CHgCFz)+oCHzCO○Hなる
テロマー化合物5gを得た。
参考例4 内容積200mAのナス型フラスコに、35.1gのパ
ーフルオロオクチルアイオダイド、35.1gのアクリ
ル酸メチル及び0.35gのアゾビスイソブチロニトリ
ルを仕込んだ、ドライアイスで冷却状態とした後、系内
を窒素ガスで置換した0次いでウォーターバス中で攪拌
しながら系内約80℃で20分間反応させた0反応が終
了した後、Ce F + t (CHtCHCOOCH
z)x*Iなるテロマー化合物30gを得た。
実施例1 参考例1で得られたCsF+t(CHiCFg)、I(
nは4.6.9、又は11)なるテロマー化合物を、ポ
リ塩化ビニルに1重量%の割合で添加し、テトラヒドロ
フランに溶解した後、ガラス板上に成膜してフィルムを
作製した。得られたフィルム表面の水との接触角を測定
して1a水性を評価した。またフィルム表面のn−ヘキ
サデカンとの接触角を測定してI8油性を評価した。測
定結果を第1表に示す。なお、接触角が大きいほどta
水性又はt8油性が大きいことを表している。
第1表 第1表の結果より、前記テロマー化合物を樹脂に添加す
ることによって、樹脂に高度の撥水性及びt8油性が付
与されることがわかる。
実施例2 参考例1で得られたCsF 17(CHzCF z)h
rなるテロマー化合物を、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン及びポリスチレンに種々の割合で混
合し、次の方法で成膜して撥水性、18油性を実施例1
と同様にしてそれぞれ評価した。成IBJ方法は、ポリ
エチレン及びポリプロピレン粉末に前記テロマー化合物
を混合した後、170〜180℃の温度下で加圧成形す
る方法による。また、ポリ塩化ビニルの場合は溶剤にテ
トラヒドロフランを使用し、ポリスチレンの場合は溶剤
にクロルベンゼンにメチルエチルケトンを容量比5:l
の割合で混合したものを使用して、樹脂とテロマー化合
物とをこれら溶媒に溶解した後ガラス板上に成膜した。
t8水性についての測定結果を第2表に、18油性につ
いての測定結果を第3表に示す。
(以下余白) 第2表及び第3表より前記テロマー化合物を樹脂に添加
することによって、樹脂に18水性及び10油性が付与
されることがわかる。
実施例3 参考例3で得られたCzFs(CHzCFz)*[なる
テロマー化合物を、フン化ビニリデンと三フッ化エチレ
ンの共13合体(フッ化ビニリデン54モル%)に種々
の割合で添加して、溶剤にメチルエチルケトンを使用し
たことを除いて実施例1と同様にしてta水性、撥油性
をそれぞれ評価した。
また、得られたフィルムを100℃で2時間アニール処
理をした後、室温まで冷却し、同様にIθ水性、tθ油
性を評価した。
1a水性についての測定結果を第4表に、ta油性につ
いての測定結果を第5表に示す。
(以下余白) 第4表 第5表 第4表及び第5表の結果より、アニール処理を施すこと
によって、撥水性及び撥油性が向上し、アニール処理を
しない場合に比べて少ない添加量によっても高度のtn
水性及び撥油性を発渾することがわかる。
実施例4 参考例3で得られたC*F+t(CHtCFt)+。C
HICOOHなるテロマー化合物を、ポリ塩化ビニル、
ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンに種々の割合
で添加し、実施例2と同様にして、ta水性、ta油性
を評価した。なお、ポリメチルメタクリレートを成膜す
る際の溶剤としては、メチルイソブチルケトンとメチル
エチルケトンを容量比5:1で混合したものを使用した
t8水性についての測定結果を第6表に、撥油性につい
ての測定結果を第7表に示す。
(以下余白) 第6表及び第7表の結果より、前記テロマー化合物を種
々の樹脂に添加することによって、各樹脂表面に18水
性及び+a油性が付与されることがわかる。
実施例5 参考例3で得られたCeF+y(CHzCFi)+oC
HzCOOI−1なるテロマー化合物を、ポリ塩化ビニ
ル、ポリメチルメタクリレートの各粉末に種々の割合で
添加し、厚さ2龍のシートに成形し静摩擦係数と動摩擦
係数を測定した。測定にはボーデン・レーヘン型摩擦力
測定機を使用し、測定時の荷重は200gとした。
測定結果を第8表に示す。
(以下余白) 第8表の結果より、前記テロマーを樹脂に添加すること
によって、静摩擦係数及び動摩擦係数ともに低下してお
り、各樹脂表面の摩擦係数を小さくすることができるこ
とがわかる。
実施例6 参考例4で得られたC * F + t (CH* C
HCO0CHt)z。■なるテロマー化合物を、ポリス
チレンに種々の割合で添加し、実施例2と同様にして、
tr3油性を評価した。結果を第9表に示す。
第9表 第9表の結果より、ta油性の低いポリスチレンに、高
度の撥油性を付与できることがわかる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、容易に樹脂に、撥水性、1B油性及び
PJL!!係数が小さい等のパーフルフルオロアルキル
基の持つ特性を付与することができる。
以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 R_f(CH_2CX^1X^2)_nY 又は R_f(CH_2CX^1X^2)_nCH_2COO
    H〔式中、R_fは炭素数1〜10のパーフルオロアル
    キル基、X^1は水素原子、塩素原子、フッ素原子又は
    メチル基、X^2はX^1が水素原子であるときは、水
    素原子、塩素原子、フッ素原子、メチル基、フェニル基
    、カルボキシル基、メトキシカルボニル基、アセチルオ
    キシ基又はシアノ基、X^1が塩素原子であるときは塩
    素原子、X^1がフッ素原子であるときはフッ素原子、
    X^1がメチル基であるときはメトキシカルボニル基、
    Yは水素原子、ハロゲン原子又はカルボキシル基、nは
    1〜20の整数をそれぞれ表している。〕 で示される化合物よりなる樹脂の表面改質剤。 2、一般式 R_f(CH_2CX^1X^2)_nY 又は R_f(CH_2CX^1X^2)_nCH_2COO
    H〔式中、R_fは炭素数1〜10のパーフルオロアル
    キル基、X^1は水素原子、塩素原子、フッ素原子又は
    メチル基、X^2はX^1が水素原子であるときは、水
    素原子、塩素原子、フッ素原子、メチル基、フェニル基
    、カルボキシル基、メトキシカルボニル基、アセチルオ
    キシ基又はシアノ基、X^1が塩素原子であるときは塩
    素原子、X^1がフッ素原子であるときはフッ素原子、
    X^1がメチル基であるときはメトキシカルボニル基、
    Yは水素原子、ハロゲン原子又はカルボキシル基、nは
    1〜20の整数をそれぞれ表している。〕 で示される化合物を樹脂に添加混合した後樹脂を加熱処
    理することを特徴とする樹脂の表面改質方法。 3、加熱処理の温度が50℃〜200℃である特許請求
    の範囲第2項記載の樹脂の表面改質方法。
JP26645686A 1986-11-07 1986-11-07 樹脂の表面改質剤及び表面改質方法 Pending JPS63120789A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303686B1 (en) 1996-09-25 2001-10-16 Daikin Industries Ltd. Resin composition having water and oil repellency

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303686B1 (en) 1996-09-25 2001-10-16 Daikin Industries Ltd. Resin composition having water and oil repellency

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