CN111378067A - 热塑性树脂组合物、成形体、以及成形体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可得到具有良好的拒水拒油性能的成形物的热塑性树脂组合物。一种热塑性树脂组合物,其是包含热塑性树脂、和含氟共聚物的热塑性树脂组合物,含氟共聚物分别以特定量包含基于特定的式所表示的化合物的重复单元、和基于特定的非氟单体的重复单元、和基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性树脂组合物、成形体、以及成形体的制造方法。
背景技术
以往已知为了对成形物表面赋予拒水拒油性能而对表面实施氟处理的技术,例如可例举针对成形物的表面的浸渍处理以及涂布处理。
但是,在对成形物的表面实施氟处理的方法中,存在拒水拒油功能的持续性弱、拒水拒油功能由于反复使用而下降的问题。
针对该问题,例如专利文献1中记载了包含热塑性树脂以及特定的含氟聚合物的树脂组合物,以及由该树脂组合物成形而成的成形体。专利文献1中记载的技术是通过成形加工前的阶段在树脂中加入氟化合物进行熔融混炼,在成形后表面上使氟成分偏析而赋予持续性的拒水拒油性能的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2006-037085号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是,本发明人发现将专利文献1中记载的树脂组合物成形而成的成形体中,存在改善拒水拒油性能的余地。
因此,本发明的课题在于提供可得到具有良好的拒水拒油性能的成形物的热塑性树脂组合物。
此外,本发明的课题还在于提供具有良好的拒水拒油性能的成形物及其制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明人为了解决上述课题进行认真研究,发现如果采用包含热塑性树脂、和特定的含氟共聚物的热塑性树脂组合物,则可得到具有良好的拒水拒油性能的成形物,从而完成了本发明。
即,本发明人发现通过以下的构成可解决上述课题。
[1]一种热塑性树脂组合物,其是包含热塑性树脂、和含氟共聚物的热塑性树脂组合物,其中
含氟共聚物包含基于式(1)所表示的化合物的重复单元、和基于非氟单体的重复单元、和基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元,
相对于含氟共聚物的全部质量,基于式(1)所表示的化合物的重复单元的含量为15质量%~65质量%,基于非氟单体的重复单元的含量为20质量%~70质量%,基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元的含量为5质量%~20质量%,其中,在基于非氟单体的重复单元包含基于含链状烷基单体的重复单元时,相对于含氟共聚物的全部质量,基于含链状烷基单体的重复单元的含量为20质量%~60质量%,
含氟共聚物中,基于式(1)所表示的化合物的重复单元和基于非氟单体的重复单元的质量比[基于式(1)所表示的化合物的重复单元的总质量/基于非氟单体的重复单元的总质量]为78.9/21.1~21.1/78.9,
含氟共聚物的热分解温度在250℃以上,
含氟共聚物的总含量相对于热塑性树脂和含氟共聚物的总质量为0.5质量%~10质量%,且
热塑性树脂和含氟共聚物的总含量相对于热塑性树脂组合物的全部质量在80质量%以上。
CH2=CR1-CO-X-CR2R3-(CH2)n1-(COO)n2-Q1-Rf1 (1)
式(1)中:
R1表示氢原子或者甲基;
X表示-O-或-NR4-;
R2、R3以及R4相互独立地表示氢原子、碳数1~3的烷基、或下式(r)所表示的基团;
Q1表示单键或二价连接基团;
Rf1表示碳数1~6的多氟烷基或多氟醚基;
n1表示0~4的整数;以及,
n2表示0或1。
-(CH2)m1-(COO)m2-Q2-Rf2 (r)
式(r)中:
Q2表示单键或二价连接基团;
Rf2表示碳数1~6的多氟烷基或多氟醚基;
m1表示0~4的整数;以及,
m2表示0或1。
[2]如上述[1]所述的热塑性树脂组合物,其中,非氟单体是式(2)所表示的化合物。
CH2=CR5-Q3-Q4-R6 (2)
式(2)中:
R5表示氢原子或碳数1~3的烷基;
Q3表示单键、-COO-、或-CONH-;
Q4表示单键或二价连接基团;以及,
R6表示氢原子、OH基、碳数1~30的链状烷基、环状烷基、或芳香环。
[3]如上述[1]或[2]所述的热塑性树脂组合物,其中,在1个分子中具有2个以上巯基的化合物在1个分子中具有2个以上式(3)所表示的基团。
-OCO-(CH2)a-CHR7-(CH2)b-SH (3)
式(3)中:
a表示0~2的整数;
b表示0或1;
R7表示碳数1或2的烷基。
[4]一种成形物,其是将上述[1]~[3]中任一项所述的热塑性树脂组合物加热成形而成的。
[5]如上述[4]所述的成形物,其中,通过选自挤出成形、注塑成形以及吹塑成形的任一种成形方法加热成形而成。
[6]一种成形物的制造方法,其中,具备将上述[1]~[3]中任一项所述的热塑性树脂组合物加热成形的工序。
[7]如上述[6]所述的制造方法,其中,加热成形的工序中,通过选自挤出成形、注塑成形以及吹塑成形的任一种成形方法来加热成形。
发明的效果
如果采用本发明,则可提供可得到具有良好的拒水拒油性能的成形物的热塑性树脂组合物。
此外,本发明可提供具有良好的拒水拒油性能的成形物及其制造方法。
本发明的成形物中,认为由于含氟共聚物在成形物的表面中发生偏析,可对成形物的表面赋予良好的拒水拒油性能。
具体实施方式
〔使用“~”表示的范围〕
本说明书中,在使用“~”表示的范围中,将“~”的两端包括在其范围内。例如,“A~B”所表示的范围中,包括“A”以及“B”。
〔(甲基)丙烯酸〕
此外,本说明书中,“(甲基)丙烯酸”包含“丙烯酸”以及“甲基丙烯酸”,相同地,“(甲基)丙烯酸酯”包含“丙烯酸酯”以及“甲基丙烯酸酯”。
〔-CO-〕
本发明中,将下式所表示的二价连接基团(羰基)记作“-CO-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点。
[化1]
〔-COO-〕
本发明中,将下式所表示的二价连接基团(酯键)记作“-COO-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点。
[化2]
〔-OCO-〕
本发明中,将下式所表示的二价连接基团(酯键)记作“-OCO-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点。
[化3]
〔-N(R)-〕
本发明中,将下式所表示的2价连接基团(亚氨基)记作“-N(R)-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点,“R”表示氢原子或1价基团。
[化4]
〔-CONH-〕
本发明中,将下式所表示的二价连接基团(酰胺键)记作“-CONH-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点。
[化5]
〔-NHCO-〕
本发明中,将下式所表示的二价连接基团(酰胺键)记作“-NHCO-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点。
[化6]
〔-SO2-〕
本发明中,将下述化学式所表示的二价连接基团(磺酰基)记作“-SO2-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点。
[化7]
〔-SCO-〕
本发明中,将下式所表示的二价连接基团记作“-SCO-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点。
[化8]
〔-COS-〕
本发明中,将下式所表示的二价连接基团记作“-COS-”。其中,下式中“*”表示与其它原子或原子团的结合点。
[化9]
〔-PO(OR)-,-P(=O)(OR)-〕
本发明中,将下式所表示的二价连接基团记作“-PO(OR)-”或“-P(=O)(OR)-”。其中,下式中“*”以及“*”表示与其它原子或原子团的结合点,“R”表示1价基团。
[化10]
[热塑性树脂组合物]
本发明的热塑性树脂组合物包含热塑性树脂、含氟共聚物。
本发明的热塑性树脂组合物中,热塑性树脂和含氟共聚物的总含量相对于热塑性树脂组合物的全部质量为80质量%以上,优选80质量%~100质量%。如果热塑性树脂和含氟共聚物的总含量在该范围内,则可在热塑性树脂组合物表面上有效呈现拒水拒油性能。如果热塑性树脂和含氟共聚物的总含量低于80质量%,则不能对热塑性树脂组合物表面赋予持续性的拒水拒油性能。
<热塑性树脂>
对热塑性树脂没有特别限定,作为具体例,可例举尼龙树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酯树脂、聚甲醛树脂、聚苯乙烯树脂、聚苯醚树脂、聚氨酯树脂、以及含氟树脂。
作为用于本发明的热塑性树脂组合物的热塑性树脂,从拒水性拒油性等改良效果高的方面出发,优选选自尼龙树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、以及聚苯醚树脂的至少1种热塑性树脂,更优选聚乙烯树脂和/或聚丙烯树脂。
本发明的热塑性树脂组合物中,热塑性树脂可单独使用1种,也可将2种类以上组合使用。
<含氟共聚物>
含氟共聚物包含基于式(1)所表示的化合物的重复单元、基于非氟单体的重复单元、基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元。
《热塑性树脂组合物中的含氟共聚物的含量》
本发明的热塑性树脂组合物中,含氟共聚物的总含量相对于热塑性树脂和含氟共聚物的总质量为0.5质量%~10质量%,优选0.5质量%~7.0质量%,更优选0.5质量%~5.0质量%。如果含氟共聚物的总含量在该范围内,则在将热塑性树脂组合物加热成形而得到的成形物的表面的拒水拒油性能良好的同时,含氟共聚物容易在热塑性树脂中混合,热塑性树脂组合物的强度不下降。此外,如果含氟共聚物的总含量低于0.5质量%,则不能有效地呈现拒水拒油性能,如果超过10质量%,则在难以进行树脂混炼以及成型以外,还增加作为成形物的成本。
《基于式(1)所表示的化合物的重复单元和基于非氟单体的重复单元的质量比》
在含氟共聚物中,基于式(1)所表示的化合物的重复单元和基于非氟单体的重复单元的质量比[基于式(1)所表示的化合物的重复单元的总质量/基于非氟单体的重复单元的总质量]为78.9/21.1~21.1/78.9。如果基于式(1)所表示的化合物的重复单元和基于非氟单体的重复单元的质量比在该范围内,则较为廉价、且能够对树脂成形物赋予拒水拒油性能。此外,如果基于式(1)所表示的化合物的重复单元和基于非氟单体的重复单元的质量比大于78.9/21.1,则在成本方面变得高价。如果小于21.1/78.9,则不能充分发挥拒水拒油性能。
《含氟共聚物的热分解温度》
上述含氟共聚物的热分解温度在250℃以上,考虑到在树脂混炼时产生的剪切热,优选250℃~350℃。
其中,上述热分解温度是在测定将含氟共聚物从50℃起以5℃/分钟的速度升温到450℃时的含氟共聚物的质量变化所得到的图中、重量开始减少的点和曲线的斜率最大的点的外推点(通常与称为外推起始温度的温度为相同的值。)的温度。
本发明的热塑性树脂组合物由于含氟共聚物的热分解温度在250℃以上,因此具有可耐受热塑性树脂的混炼、成形温度的耐热性。
《基于式(1)所表示的化合物的重复单元》
对式(1)所表示的化合物进行说明。
CH2=CR1-CO-X-CR2R3-(CH2)n1-(COO)n2-Q1-Rf1 (1)
式(1)中的记号的含义如下所述。
R1表示氢原子或甲基,优选甲基。
X表示-O-或-NR4-,优选-O-。
R2、R3以及R4相互独立地表示氢原子、碳数1~3的烷基、或下式(r)所表示的基团。
Q1表示单键或二价连接基团。
作为上述二价连接基团,可例举碳数为1~10的亚烷基、碳数为2~10的亚链烯基、碳数为1~10的氧基亚烷基、6元的亚芳基、4~6元环的二价脂环基团、5或6元的杂亚芳基、-X1-、-X1-X2-、-Z1-X1-、-X1-Z1-X2-、-Z1-X1-X2-、-Z1-X1-Z2-X2-、以及将这些基团中的2个以上组合而成的二价基团。此处,在将多个环基团组合而成的二价基团中,也可将2个单环进行缩合。
在上述-X1-、-X1-X2-、-Z1-X1-、-X1-Z1-X2-、-Z1-X1-X2-以及-Z1-X1-Z2-X2-中,
X1以及X2:分别独立地表示选自碳数为1~10的亚烷基、碳数为1~10的氧基亚烷基、4~6元的二价脂环基团、5元或6元的杂亚芳基、以及6元的亚芳基、以及4~6元的二价脂环基团以及5元或6元的杂亚芳基中的2个以上组合而成的、2个以上的单环可进行缩合的二价基团的二价基团,Z1以及Z2:分别独立地表示选自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-N(R1)-、-SO2-、-PO(OR1)-、-N(R1)-COO-、-OCO-N(R1)-、-N(R1)-CO-、-CO-N(R1)-、-N(R1)-SO2-、-SO2-N(R1)-、-N(R1)-PO(OR2)-、以及-PO(OR2)-N(R1)-的二价基团,在上式中,R1以及R2分别独立地表示氢原子或碳数1~3的烷基。
上述Q1优选二价连接基团,更优选碳数1~10的亚烷基。
Rf1表示碳数1~6的多氟烷基或多氟醚基,可以是直链状,也可以是支链状,优选直链状。
碳数1~6的多氟烷基的例子有-CF3、-CF2CF3、-CF2CF2CF3、-CF(CF3)2、-CF2CF2CF2CF3、-CF2CF(CF3)2、-C(CF3)3、-(CF2)4CF3、-(CF2)2CF(CF3)2、-CF2C(CF3)3、-CF(CF3)CF2CF2CF3、-(CF2)5CF3、以及-(CF2)3CF(CF3)2,但不限于此。
Rf1优选-(CF2)3CF3或-(CF2)5CF3,更优选-(CF2)5CF3。
n1表示0~4的整数。
n2表示0或1。
-(CH2)m1-(COO)m2-Q2-Rf2 (r)
式(r)中的记号的含义如下所述。
Q2表示单键或二价连接基团。
作为上述二价连接基团,可例举碳数为1~10的亚烷基、碳数为2~10的亚链烯基、碳数为1~10的氧基亚烷基、6元的亚芳基、4~6元环的二价脂环基团、5或6元的杂亚芳基、-X1-、-X1-X2-、-Z1-X1-、-X1-Z1-X2-、-Z1-X1-X2-、-Z1-X1-Z2-X2-、以及将这些基团中的2个以上组合而成的二价基团。此处,在将多个环基团组合而成的二价基团中,也可将2个单环进行缩合。
在上述-X1-、-X1-X2-、-Z1-X1-、-X1-Z1-X2-、-Z1-X1-X2-以及-Z1-X1-Z2-X2-中,
X1以及X2:分别独立地表示选自碳数为1~10的亚烷基、碳数为1~10的氧基亚烷基、4~6元的二价脂环基团、5元或6元的杂亚芳基、以及6元的亚芳基、以及4~6元的二价脂环基团以及5元或6元的杂亚芳基中的2个以上组合而成的、2个以上的单环可进行缩合的二价基团的二价基团,
Z1以及Z2:分别独立地表示选自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-N(R1)-、-SO2-、-PO(OR1)-、-N(R1)-COO-、-OCO-N(R1)-、-N(R1)-CO-、-CO-N(R1)-、-N(R1)-SO2-、-SO2-N(R1)-、-N(R1)-PO(OR2)-、以及-PO(OR2)-N(R1)-的二价基团,在上式中,R1以及R2分别独立地表示氢原子或碳数1~3的烷基。
上述Q2优选二价连接基团,更优选碳数1~10的亚烷基。
Rf2表示碳数2~6的多氟烷基或多氟醚基,可以是直链状,也可以是支链状,优选直链状。
碳数1~6的多氟烷基的例子如Rf1中所记载的。
Rf2优选-(CF2)3CF3或-(CF2)5CF3,更优选-(CF2)5CF3。
m1表示0~4的整数。
m2表示0或1。
(式(1)所表示的化合物的具体例)
以下揭示了式(1)所表示的化合物的具体例,但不限于此。
CH2=CH-COO-CH2-(CF2)5CF3
CH2=C(CH3)-COO-CH2-(CF2)5CF3
CH2=CH-COO-(CH2)2-(CF2)3CF(CF3)2
CH2=C(CH3)-COO-(CH2)2-(CF2)3CF3
CH2=CH-COO-(CH2)2-(CF2)3CF3
CH2=CH-COO-(CH2)2-CF2CF3
[化11]
[化12]
[化13]
(基于式(1)所表示的化合物的重复单元的含量)
基于式(1)所表示的化合物的重复单元的含量相对于含氟共聚物的全部质量为15质量%~65质量%。
《基于非氟单体的重复单元》
对非氟单体进行说明。
对非氟单体没有特别限定,优选以下式(2)所表示的化合物。
CH2=CR5-Q3-Q4-R6 (2)
式(2)中的记号的含义如下所述。
R5表示氢原子或碳数1~3的烷基,优选氢原子或甲基,更优选甲基。
Q3表示单键、-COO-、或-CONH-,优选-COO-或-CONH-,更优选-COO-。
Q4表示单键或二价连接基团。
作为上述二价连接基团,可例举碳数为1~10的亚烷基、碳数为2~10的亚链烯基、碳数为1~10的氧基亚烷基、6元的亚芳基、4~6元环的二价脂环基团、5元或6元的杂亚芳基、-X1-、-X1-X2-、-Z1-X1-、-X1-Z1-X2-、-Z1-X1-X2-、-Z1-X1-Z2-X2-、以及将这些基团中的2个以上组合而成的二价基团。此处,在将多个环基团组合而成的二价基团中,也可将2个单环进行缩合。
在上述-X1-、-X1-X2-、-Z1-X1-、-X1-Z1-X2-、-Z1-X1-X2-以及-Z1-X1-Z2-X2-中,
X1以及X2:分别独立地表示选自碳数为1~10的亚烷基、碳数为1~10的氧基亚烷基、4~6元的二价脂环基团、5元或6元的杂亚芳基、以及6元的亚芳基、以及4~6元的二价脂环基团以及5元或6元的杂亚芳基中的2个以上组合而成的、2个以上的单环可进行缩合的二价基团的二价基团,
Z1以及Z2:分别独立地表示选自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-N(R1)-、-SO2-、-PO(OR1)-、-N(R1)-COO-、-OCO-N(R1)-、-N(R1)-CO-、-CO-N(R1)-、-N(R1)-SO2-、-SO2-N(R1)-、-N(R1)-PO(OR2)-、以及-PO(OR2)-N(R1)-的二价基团,在上式中,R1以及R2分别独立地表示氢原子或碳数1~3的烷基。
上述Q4优选二价连接基团。
R6表示氢原子、OH基、碳数1~30的链状烷基、环状烷基、或芳香环。
(非氟单体的具体例)
作为非氟单体的具体例,可例举甲基丙烯酸正硬脂基酯、甲基丙烯酸环己基酯、丙烯酸硬脂基酯、以及甲基丙烯酸二十二烷基酯。
作为非氟单体,优选R6为链状烷基的选自甲基丙烯酸正硬脂基酯、丙烯酸硬脂基酯、以及甲基丙烯酸二十二烷基酯的至少1种。
(基于非氟单体的重复单元的含量)
基于非氟单体的重复单元的含量相对于含氟共聚物的全部质量为20质量%~70质量%。
其中,在基于非氟单体的重复单元包含基于含链状烷基单体的重复单元时,相对于含氟共聚物的全部质量,基于含链状烷基单体的重复单元的含量为20质量%~60质量%。
《基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元》
对在1个分子中具有2个以上巯基的化合物进行说明。
对在1个分子中具有2个以上巯基的化合物没有特别限定,优选在1个分子中具有2个以上的式(3)所表示的基团的化合物。
-OCO-(CH2)a-CHR7-(CH2)b-SH (3)
式(3)中的记号的含义如下所述。
a表示0~2的整数,优选为1。
b表示0或1,优选为0。
R7表示碳数1或2的烷基,优选甲基。
(在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的具体例)
作为在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的具体例,可例举乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基乙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、顺式-[(3-巯基丙酰基氧基)-乙基]-异氰脲酸酯、以及1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷。
作为在1个分子中具有2个以上巯基的化合物,优选选自季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、以及1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷的至少1种。
(基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元的含量)
基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元的含量相对于含氟共聚物的全部质量为5质量%~20质量%,优选6质量%~19质量%,更优选7质量%~18质量%。
《含氟共聚物的合成方法》
含氟共聚物可用公知的方法。例如,可将式(1)所表示的化合物、和非氟单体、和在1个分子中具有2个以上巯基的化合物通过使用溶液聚合、悬浮聚合、或乳液聚合等各种聚合方法进行聚合,合成含氟共聚物。
<其它成分>
本发明的热塑性树脂组合物在热塑性树脂以及含氟共聚物以外还能够加入聚合引发剂、溶剂以及在不损害本发明的效果的范围内加入例如颜料以及抗静电剂等添加剂。
(聚合引发剂)
作为聚合引发剂没有特别限定,可以例举2,2’-偶氮双-2-甲基丁腈、二甲基-2,2’-偶氮双-2-甲基丙酸酯、2,2’-偶氮双异丁腈等偶氮化合物;过氧化月桂酰等有机氧化物等。
(溶剂)
溶剂只要可以溶解热塑性树脂以及含氟共聚物即可,没有特别限定。作为溶剂,例如可使用甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲乙酮、甲苯等通常的溶剂以外,还可使用氟利昂、氢氟醚、六氟二甲苯等氟类溶剂等。
<热塑性树脂组合物的制造方法>
本发明的热塑性树脂组合物的制造方法没有特别限定,例如可例举混炼热塑性树脂和含氟共聚物的方法。
热塑性树脂和含氟共聚物的混炼方法没有特别限定,例如可例举使用单轴挤出机、双轴挤出机、或捏合机的方法。
[成形物以及成形物的制造方法]
本发明的成形物是将上述的热塑性树脂组合物加热成形而成的。
即,可通过具备将上述的热塑性树脂组合物加热成形的工序的成形物的制造方法,制造本发明的成形物。
对进行加热成形的方法没有特别限定,优选采用选自挤出成形、注塑成形以及吹塑成形的任一种成形方法。
为了发挥成形物的拒水拒油性能,可在80℃~120℃的温度下进行加热处理。
实施例
以下举出实施例进行详细说明,但本发明不限于实施例。另外,实施例以及比较例中,在没有特别记载的范围内,单位是质量%。
[含氟单体的合成]
在300mL四口烧瓶中投入2-全氟己基乙基醇(110.3g)、和L-天冬氨酸(16.65g)、和环己烷(62.4g)、和对甲苯磺酸一水合物(28.46g),一边去除生成的水一边进行20小时回流。将反应液冷却为60℃以下,一边用丙酮以及异丙醇(IPA)清洗析出的固体一边进行减压过滤。将得到的固体真空干燥,得到白色的固体88.5g。
将得到的固体(79.78g)、和二氯甲烷(199.44g)、和三乙胺(17.8g)投入300mL四口烧瓶中,用冰水冷却至0.3℃。在其中,缓慢滴加甲基丙烯酰氯(8.69g)。在室温进行2小时搅拌后过滤。在其中,加入氢醌(0.01g)后用水清洗二次,回收下层、进行减压浓缩,得到46.2g的淡黄色固体。在其中,加入乙酸乙酯以及己烷,加热溶解后,进行冰冷,使结晶析出。
过滤分离回收得到的结晶后,进行减压干燥,得到作为下式所表示的化合物(双(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛基)=N-甲基丙烯酰天冬氨酸酯)的淡黄色固体20.0g。
[化14]
[含氟共聚物的合成]
<合成例1~25>
在100mL杜兰瓶中以表1所示的量(单元:质量%)投入含氟单体(以下有时称为“单体A”。)、非氟单体(以下有时称为“单体B”。)、以及含巯基的单体(以下有时称为“单体C”。)(单体混合物),进一步,相对于单体混合物100g,投入0.069g~0.070g的偶氮类聚合引发剂(二甲基-2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯);V-601,富士胶卷和光纯药株式会社(富士フイルム和光純薬社)制)、单体A和单体B的总质量的2质量%的溶剂(乙酸乙酯,富士胶卷和光纯药株式会社制),对体系内进行氮置换后,关闭盖子,在水温75℃下,反应15小时以上。
冷却到室温后,在杜兰瓶中加入甲醇50g进行再沉淀,通过过滤、以及干燥,或通过将溶剂馏去,得到目的物。
[表1-1]
表1(1/3)
单位:质量%
[表1-2]
表1(2/3)
单位:质量%
[表1-3]
表1(3/3)
单位:质量%
表1中的单体A、单体B、以及单体C如下所述。
(单体A)
C6FMA:CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)5CF3(C6FMA,AGC株式会社(AGC社)制)
C6SFA:CH2=CHCOOCH2CH2(CF2)5CF3(C6SFA,大金工业株式会社(ダイキン工業社)制)
ASP:“含氟单体的合成”中合成的化合物(双(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛基)=N-甲基丙烯酰天冬氨酸酯)
(单体B)
LE S:甲基丙烯酸正硬脂基酯(Light ester S,共荣社化学株式会社(共栄社化学社)制)
LA S-A:丙烯酸硬脂基酯(Light acrylate S-A,共荣社化学株式会社制)
VMA-70:甲基丙烯酸二十二烷基酯(C22:70%;BLEMMER(R)VMA-70,日油株式会社(日油社)制;)
LE CH:甲基丙烯酸环己基酯(Light ester CH,共荣社化学株式会社制)
LE BZ:甲基丙烯酸苄酯(Light ester BZ,共荣社化学株式会社制)
BZAA:丙烯酸苄酯(FA-BZA,日立化成社(日立化成社)制)
LE PO:甲基丙烯酸苯氧乙酯(Light ester PO,共荣社化学株式会社制)
2-HEMA:甲基丙烯酸-2-羟基乙酯
PE-350:聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(BLEMMER(R)PE-350,日油株式会社制)
DEAA:二乙基丙烯酰胺(KJ化学品株式会社(KJケミカルズ社)制)
(单体C)
MT-PE1:季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)(Karenz MT(R)PE1,昭和电工株式会社(昭和電工社)制)
MT-NR1:1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(Karenz MT(R)NR1,昭和电工株式会社制)
MT-BD1:1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷(Karenz MT(R)BD1,昭和电工株式会社制)
[比较共聚物的合成]
<比较合成例1~8>
在100mL杜兰瓶中以表2所示的量(单元:质量%)投入含氟单体(单体A)、非氟单体(单体B)、以及含巯基的单体(单体C)(单体混合物),进一步,相对于单体混合物100g,投入0.069g~0.070g的偶氮类聚合引发剂(V-601)、单体A和单体B的总质量的2质量%的溶剂(乙酸乙酯),对体系内进行氮置换后,关闭盖子,在水温75℃下,反应15小时以上。
冷却到室温后,在杜兰瓶中加入甲醇50g进行再沉淀,通过过滤、以及干燥,或通过将溶剂馏去,得到目的物。
[表2]
表2
单位:质量%
表2中的单体A、单体B、以及单体C与表1相同。
[共聚物的耐热性评价(热分解温度的测定)]
<含氟共聚物1~25,比较共聚物1~8>
使用差示热热重量同时测定装置(TG/DTA6300,精工电子株式会社(セイコーインスツルメンツ社)制)测定合成例1~25所合成的含氟共聚物1~25以及比较合成例1~8所合成的比较共聚物1~8的热分解温度。
其中,热分解温度是在测定将含氟共聚物或比较共聚物从50℃起以5℃/分钟的速度升温到450℃时的含氟共聚物或比较共聚物的质量变化所得到的图中、重量开始减少的点和曲线的斜率最大的点的外推点的温度。
测定结果示于表3(含氟共聚物1~25)以及表4(比较共聚物1~8)。
[表3]
表3
单位:℃
[表4]
表4
单位:℃
(共聚物的耐热性评价结果)
合成例1~25的含氟共聚物的热分解温度在250℃以上,耐热性优良。与此相对,比较共聚物4、5的热分解温度低于250℃,耐热性差。
[成形物表面的拒液性(拒水拒油性能)评价(接触角的测定)]
1.测定用样品的制作
(实施例1~8)
将热塑性树脂(聚丙烯;NOVATEC PP EA9,日本聚丙烯株式会社(日本ポロプロピレン社)制)和合成例1~8所合成的含氟共聚物1~8以热塑性树脂99.0质量%、含氟共聚物1.0质量%的比例进行混合后,使用复合型混炼挤出机(IMC-1A75型,井元制作所株式会社(井元製作所社)制)在190℃下进行熔融混炼,使用螺杆式立型注塑成型机(TS-5-DV8-SE,田端机械工业株式会社(田端機械工業社)制),制作用于测定接触角的板(板的尺寸70mm×30mm×1~3mm;有阶差)。
(实施例9~25)
将热塑性树脂(聚丙烯粉末;PPW-5J,玄新企业株式会社(セイシン企業社)制)和合成例9~25所合成的含氟共聚物9~25以热塑性树脂99.0质量%、含氟共聚物1.0质量%的比例进行混合后,放入不锈钢培养皿中,在加热到200℃的热板上使用刮勺进行熔融搅拌后,用冷冻库冷却,移去不锈钢培养皿,制作用于测定接触角的板(板的尺寸(直径48mm×厚0.4mm;无阶差))。
(比较例1~8)
将热塑性树脂(聚丙烯;NOVATEC PP EA9,日本聚丙烯株式会社制)和比较合成例1~8所合成的比较共聚物1~8以热塑性树脂99.0质量%、含氟共聚物1.0质量%的比例进行混合后,使用复合型混炼挤出机(IMC-1A75型,井元制作所株式会社制)在190℃下进行熔融混炼,使用螺杆式立型注塑成型机(TS-5-DV8-SE,田端机械工业株式会社制),制作用于测定接触角的板(板的尺寸70mm×30mm×1~3mm;带阶差)。
2.接触角的测定
用加热到120℃的烘箱对制作的板进行30分钟加热处理后,使用自动接触角测定装置(OCA20,英弘精机株式会社(英弘精機社)制),测定对于去离子水(DIW)、正十六烷(n-HD)、以及异丙醇(IPA)的接触角。
测定结果示于表5(实施例1~25)以及表6(比较例1~8)。
[表5-1]
表5(1/3)
[表5-2]
表5(2/3)
[表5-3]
表5(3/3)
[表6]
表6
(成形物表面的拒液性评价结果)
对于去离子水(DIW)、异丙醇(IPA)、以及正十六烷(n-HD),实施例1~25的成形物的拒液性(拒水拒油性能)均良好。
产业上利用的可能性
由于由本发明的树脂组合物而得的成形物能够以较低成本制作,因此能够用于工业用药品容器、家庭用品、地板材料、文具、化妆品容器等产品。
此外,还能够应用于纤维,因此也能够在衣物相关产品中使用。
Claims (7)
1.一种热塑性树脂组合物,其是包含热塑性树脂、和含氟共聚物的热塑性树脂组合物,其特征在于,
所述含氟共聚物包含基于式(1)所表示的化合物的重复单元、和基于非氟单体的重复单元、和基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元,
相对于所述含氟共聚物的全部质量,所述基于式(1)所表示的化合物的重复单元的含量为15质量%~65质量%,所述基于非氟单体的重复单元的含量为20质量%~70质量%,所述基于在1个分子中具有2个以上巯基的化合物的重复单元的含量为5质量%~20质量%,其中,在所述基于非氟单体的重复单元包含基于含链状烷基单体的重复单元时,相对于所述含氟共聚物的全部质量,所述基于含链状烷基单体的重复单元的含量为20质量%~60质量%,
所述含氟共聚物中,所述基于式(1)所表示的化合物的重复单元和所述基于非氟单体的重复单元的质量比[基于式(1)所表示的化合物的重复单元的总质量/基于非氟单体的重复单元的总质量]为78.9/21.1~21.1/78.9,所述含氟共聚物的热分解温度在250℃以上,
所述含氟共聚物的总含量相对于所述热塑性树脂和所述含氟共聚物的总质量为0.5质量%~10质量%,且
所述热塑性树脂和所述含氟共聚物的总含量相对于所述热塑性树脂组合物的全部质量在80质量%以上;
CH2=CR1-CO-X-CR2R3-(CH2)n1-(COO)n2-Q1-Rf1 (1)
式(1)中:
R1表示氢原子或者甲基;
X表示-O-或-NR4-;
R2、R3以及R4相互独立地表示氢原子、碳数1~3的烷基、或下式(r)所表示的基团;
Q1表示单键或二价连接基团;
Rf1表示碳数1~6的多氟烷基或多氟醚基;
n1表示0~4的整数;以及,
n2表示0或1;
-(CH2)m1-(COO)m2-Q2-Rf2 (r)
式(r)中:
Q2表示单键或二价连接基团;
Rf2表示碳数1~6的多氟烷基或多氟醚基;
m1表示0~4的整数;以及,
m2表示0或1。
2.如权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其特征在于,所述非氟单体是式(2)所表示的化合物;
CH2=CR5-Q3-Q4-R6 (2)
式(2)中:
R5表示氢原子或碳数1~3的烷基;
Q3表示单键、-COO-、或-CONH-;
Q4表示单键或二价连接基团;以及,
R6表示氢原子、OH基、碳数1~30的链状烷基、环状烷基、或芳香环。
3.如权利要求1或2所述的热塑性树脂组合物,其特征在于,在1个分子中具有2个以上巯基的化合物在1个分子中具有2个以上的式(3)所表示的基团;
-OCO-(CH2)a-CHR7-(CH2)b-SH (3)
式(3)中:
a表示0~2的整数;
b表示0或1;
R7表示碳数1或2的烷基。
4.一种成形物,其特征在于,其是将权利要求1~3中任一项所述的热塑性树脂组合物加热成形而成的。
5.如权利要求4所述的成形物,其特征在于,通过选自挤出成形、注塑成形以及吹塑成形的任一种成形方法加热成形而成。
6.一种成形物的制造方法,其特征在于,具备将权利要求1~3中任一项所述的热塑性树脂组合物加热成形的工序。
7.如权利要求6所述的制造方法,其特征在于,在所述加热成形的工序中,通过选自挤出成形、注塑成形以及吹塑成形的任一种成形方法来进行加热成形。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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