CN116867818A - 共聚物、成型体、挤出成型体和传递成型体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种共聚物,其含有四氟乙烯单元和全氟(丙基乙烯基醚)单元,全氟(丙基乙烯基醚)单元的含量相对于全部单体单元为2.7质量%~4.9质量%,372℃的熔体流动速率为0.7g/10分钟~1.4g/10分钟,官能团数相对于每106个主链碳原子数为20个以下。
Description
技术领域
本发明涉及共聚物、成型体、挤出成型体和传递成型体。
背景技术
专利文献1中记载了一种OA设备用材料,其为以四氟乙烯系共聚物作为构成成分的OA设备用材料,其特征在于,上述四氟乙烯系共聚物具有来自四氟乙烯的四氟乙烯单元和来自全氟(烷基乙烯基醚)的全氟(烷基乙烯基醚)单元,上述全氟(烷基乙烯基醚)单元为全部单体单元的4.5质量%~6.6质量%,不稳定末端基团相对于每1×106个碳原子数为20个以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-042478号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种共聚物,其即使在熔融状态下也不易变形,通过挤出成型法能够容易地得到尺寸精度高的大口径管,能够得到透明性非常优异、高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异、具有充分的水蒸气低透过性、氟离子不易溶出到双氧水等试剂中的成型体。
用于解决课题的手段
根据本发明,提供一种共聚物,其含有四氟乙烯单元和全氟(丙基乙烯基醚)单元,全氟(丙基乙烯基醚)单元的含量相对于全部单体单元为2.7质量%~4.9质量%,372℃的熔体流动速率为0.7g/10分钟~1.4g/10分钟,官能团数相对于每106个主链碳原子数为20个以下。
本发明的共聚物中,372℃的熔体流动速率为0.7g/10分钟~1.3g/10分钟。
另外,根据本发明,提供一种挤出成型体或传递成型体,其含有上述共聚物。
另外,根据本发明,提供一种被覆电线,其具备含有上述共聚物的被覆层。
另外,根据本发明,提供一种成型体,其为含有上述共聚物的成型体,其中,上述成型体为片或管。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种共聚物,其即使在熔融状态下也不易变形,通过挤出成型法能够容易地得到尺寸精度高的大口径管,能够得到透明性非常优异、高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异、具有充分的水蒸气低透过性、氟离子不易溶出到双氧水等试剂中的成型体。
具体实施方式
以下,对本发明的具体实施方式进行详细说明,但本发明不限定于下述实施方式。
本发明的共聚物含有四氟乙烯(TFE)单元和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)单元。
含有TFE单元和PPVE单元的共聚物(PFA)被用作形成用于输送试剂的输送用管的材料。这样的管通常通过使用挤出成型机对共聚物进行挤出成型来制造。从挤出成型机排出的熔融状态的共聚物在被冷却而固化之前,由于其自重而容易变形,因此存在制造的管的口径越大,越难以实现高尺寸精度的倾向。因此,即使在管的口径大的情况下,为了通过熔融成型形成尺寸精度高的管,也要求即使在熔融状态下也不易因自重而变形的共聚物。另外,从容易确认存在于管内部的试剂的方面出发,要求透明性优异的共聚物。
这样的管有时用于输送不希望混入外部气体中的水蒸气等水分的试剂,因此,作为形成其的材料,需要具有优异的试剂低透过性和充分的水蒸气低透过性、并且抑制了氟离子从材料自身溶出的材料。另外,对于用于使二氧化碳流通的配管构件,也要求二氧化碳低透过性。进而,这样的管有时用于高温试剂的输送,因此进一步需要高温下的耐压、高温耐磨耗性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异的材料。
专利文献1中记载了:具备上述特征的OA设备用材料是显示出优异的柔软性和色调剂脱模性、耐热性与耐裂纹性的平衡优异、熔融挤出成型性优异的材料。但是,若将该OA设备用材料作为大口径管的材料使用,则难以得到尺寸精度高的管,另外,所得到的大口径管也存在透明性和高温下的耐压不充分的问题。
发现:通过适当地调整含有TFE单元和PPVE单元的共聚物的PPVE单元的含量、熔体流动速率(MFR)和官能团数,能够得到如下共聚物:其即使在熔融状态下也不易变形,通过挤出成型法能够容易地得到尺寸精度高的大口径管,能够得到透明性非常优异、高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异、具有充分的水蒸气低透过性、氟离子不易溶出到双氧水等试剂中的成型体。
进而,通过使用本发明的共聚物,能够利用挤出成型法容易地得到厚度均匀的厚的片。这样,本发明的共聚物不仅能够用作管的材料,还能够用于片的材料等广泛的用途。
本发明的共聚物为熔融加工性的氟树脂。熔融加工性是指能够使用挤出机等现有的加工设备将聚合物熔融并加工。
共聚物的PPVE单元的含量相对于全部单体单元为2.7质量%~4.9质量%。共聚物的PPVE单元的含量优选为2.8质量%以上,更优选为2.9质量%以上,进一步优选为3.0质量%以上,更进一步优选为3.1质量%以上,特别优选为3.2质量%以上,最优选为3.3质量%以上,优选为4.8质量%以下,更优选为4.7质量%以下,进一步优选为4.6质量%以下,特别优选为4.5质量%以下,最优选为4.4质量%以下。若共聚物的PPVE单元的含量过少,则无法得到透明性、高温下的耐压和150℃耐磨耗性优异的成型体。若共聚物的PPVE单元的含量过多,则无法得到具有充分的水蒸气低透过性、二氧化碳低透过性和高温时刚性优异的成型体。
共聚物的TFE单元的含量相对于全部单体单元优选为95.1质量%~97.3质量%,更优选为95.2质量%以上,进一步优选为95.3质量%以上,更进一步优选为95.4质量%以上,特别优选为95.5质量%以上,最优选为95.6质量%以上,更优选为97.2质量%以下,进一步优选为97.1质量%以下,更进一步优选为97.0质量%以下,再进一步优选为96.9质量%以下,特别优选为96.8质量%以下,最优选为96.7质量%以下。若共聚物的TFE单元的含量过多,则有可能无法得到透明性、高温下的耐压和150℃耐磨耗性优异的成型体。若共聚物的TFE单元的含量过少,则有可能无法得到具有充分的水蒸气低透过性、二氧化碳低透过性和高温时刚性优异的成型体。
本发明中,共聚物中的各单体单元的含量通过19F-NMR法测定。
共聚物也可以含有来自能够与TFE和FAVE共聚的单体的单体单元。此时,相对于共聚物的全部单体单元,能够与TFE和PPVE共聚的单体单元的含量优选为0~2.2质量%,更优选为0.05质量%~1.5质量%,进一步优选为0.1质量%~1.1质量%。
作为能够与TFE和PPVE共聚的单体,可以举出六氟丙烯(HFP)、CZ1Z2=CZ3(CF2)nZ4(式中,Z1、Z2和Z3相同或不同,表示H或F,Z4表示H、F或Cl,n表示2~10的整数)所示的乙烯基单体、CF2=CF-ORf1(式中,Rf1为碳原子数1~8的全氟烷基)所示的全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE](其中,PPVE除外)、以及CF2=CF-OCH2-Rf1(式中Rf1表示碳原子数1~5的全氟烷基。)所示的烷基全氟乙烯基醚衍生物等。其中,优选HFP。
作为共聚物,优选选自由仅由TFE单元和PPVE单元构成的共聚物、以及TFE/HFP/PPVE共聚物组成的组中的至少一种,更优选仅由TFE单元和PPVE单元构成的共聚物。
共聚物的熔体流动速率(MFR)为0.7g/10分钟~1.4g/10分钟。共聚物的MFR优选为0.9g/10分钟以上,优选为1.3g/10分钟以下,更优选为1.1g/10分钟以下。通过使共聚物的MFR在上述范围内,即使在熔融状态下也不易变形,通过挤出成型法能够容易地得到尺寸精度高的大口径管。另外,通过使用这样的共聚物,能够得到透明性非常优异、高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异、具有充分的水蒸气低透过性的成型体。若共聚物的MFR过高,则难以制造尺寸精度高的大口径管,而且所得到的成型体的透明性差,高温下的耐压也差。进而,若共聚物的MFR过高,则有时得不到150℃耐磨耗性、高温拉伸蠕变特性优异的成型体。若共聚物的MFR为0.9g/10分钟以上,则共聚物的挤出压力降低,共聚物的成型性显著改善,因此能够更容易地得到尺寸精度高的大口径管。
本发明中,MFR是按照ASTM D1238使用熔体指数测定仪以在372℃、5kg载荷下每10分钟从内径2.1mm、长度8mm的喷嘴流出的聚合物的质量(g/10分钟)的形式得到的值。
MFR可以通过调整将单体聚合时使用的聚合引发剂的种类和量、链转移剂的种类和量等来调整。
本发明中,共聚物的每106个主链碳原子数的官能团数为20个以下。共聚物的每106个主链碳原子数的官能团数优选为15个以下,更优选为10个以下,进一步优选小于6个。通过使共聚物的官能团数在上述范围内,能够得到二氧化碳低透过性、试剂低透过性和高温拉伸蠕变特性优异、不易使氟离子溶出到双氧水等试剂中的成型体。
上述官能团的种类的鉴定和官能团数的测定可以使用红外光谱分析法。
关于官能团数,具体而言,利用下述方法进行测定。首先,将上述共聚物通过冷压成型,制作厚度0.25mm~0.3mm的膜。通过傅利叶变换红外光谱分析对该膜进行分析,得到上述共聚物的红外吸收光谱,并得到与完全氟化的不存在官能团的本底光谱的差示光谱。根据下述式(A)从该差示光谱所显现的特定的官能团的吸收峰计算出上述共聚物中的相对于每1×106个碳原子的官能团数N。
N=I×K/t (A)
I:吸光度
K:校正系数
t:膜的厚度(mm)
作为参考,关于一些官能团,将吸收频率、摩尔吸光系数和校正系数示于表1。另外,摩尔吸光系数是由低分子模型化合物的FT-IR测定数据决定的。
[表1]
表1
-CH2CF2H、-CH2COF、-CH2COOH、-CH2COOCH3、-CH2CONH2的吸收频率比分别示于表中的-CF2H、-COF、游离-COOH和键合-COOH、-COOCH3、-CONH2的吸收频率低数十凯塞(cm-1)。
例如,-COF的官能团数是指从起因于-CF2COF的吸收频率1883cm-1处的吸收峰求出的官能团数和从起因于-CH2COF的吸收频率1840cm-1处的吸收峰求出的官能团数的总数。
官能团为存在于共聚物的主链末端或侧链末端的官能团和存在于主链中或侧链中的官能团。官能团数可以为-CF=CF2、-CF2H、-COF、-COOH、-COOCH3、-CONH2和-CH2OH的总数。
上述官能团例如通过制造共聚物时所使用的链转移剂或聚合引发剂导入共聚物中。例如,使用醇作为链转移剂、或使用具有-CH2OH结构的过氧化物作为聚合引发剂的情况下,-CH2OH被导入至共聚物的主链末端。另外,通过使具有官能团的单体聚合,上述官能团被导入至共聚物的侧链末端。
通过对具有这种官能团的共聚物进行氟化处理,能够得到具有上述范围内的官能团数的共聚物。即,本发明的共聚物优选为氟化处理后的共聚物。本发明的共聚物还优选具有-CF3末端基团。
共聚物的熔点优选为295℃~315℃,更优选为300℃~310℃。通过使熔点在上述范围内,共聚物即使在熔融状态下也更难以变形。另外,能够得到提供高温下的耐压和高温时刚性更优异的成型体的共聚物。
本发明中,熔点可以使用差示扫描量热计[DSC]来测定。
本发明的共聚物的雾度值优选为7.5%以下,更优选为7.0%以下。通过使雾度值在上述范围内,在使用本发明的含氟共聚物得到片、管、配管、接头、流量计壳体、瓶、螺母等成型体的情况下,成型体内部的利用目视、照相机等的观察变得容易,内容物的流量、余量的确认变得容易。雾度值可以通过调整共聚物的PPVE单元的含量和熔体流动速率(MFR)来降低。本发明中,雾度值可以根据JIS K 7136进行测定。
共聚物的水蒸气透过度优选为17.0g·cm/m2以下,更优选为16.0g·cm/m2以下,进一步优选为15.5g·cm/m2以下。本发明的共聚物由于适当地调整了含有TFE单元和PPVE单元的共聚物的PPVE单元的含量、熔体流动速率(MFR)和官能团数,因此具有充分的水蒸气低透过性。因此,例如,能够将使用本发明的共聚物得到的管适当地用于不希望混入外部空气中的水蒸气等水分的试剂的输送。
本发明中,水蒸气透过度可以在温度95℃、30天的条件下测定。水蒸气透过度的具体测定可以通过实施例中记载的方法进行。
共聚物的乙酸乙酯透过度优选为8.0g·cm/m2以下,更优选为7.5g·cm/m2以下。本发明的共聚物由于适当地调整了含有TFE单元和PPVE单元的共聚物的PPVE单元的含量、熔体流动速率(MFR)和官能团数,因此具有优异的乙酸乙酯低透过性。即,通过使用本发明的共聚物,能够得到不易使乙酸乙酯等试剂透过的成型体。
本发明中,乙酸乙酯透过度可以在温度60℃、45天的条件下测定。乙酸乙酯透过度的具体测定可以通过实施例中记载的方法进行。
共聚物的二氧化碳透过系数优选为2100cm3·mm/(m2·24h·atm)以下,更优选为2000cm3·mm/(m2·24h·atm)以下。本发明的共聚物由于适当地调整了含有TFE单元和PPVE单元的共聚物的PPVE单元的含量、熔体流动速率(MFR)和官能团数,因此具有优异的二氧化碳低透过性。因此,例如,能够将使用本发明的共聚物得到的成型体适宜地用作用于防止二氧化碳制冷剂的泄漏的密封构件。
本发明中,二氧化碳透过系数可以在试验温度70℃、试验湿度0%RH的条件下测定。二氧化碳透过系数的具体测定可以通过实施例中记载的方法进行。
本发明的共聚物的150℃的拉伸强度优选为20MPa以上。通过使150℃的拉伸强度在上述范围内,即使在高温下使用成型体的情况下,成型体的耐压也优异。150℃的拉伸强度可以通过调整共聚物的PPVE单元的含量和熔体流动速率(MFR)来提高。本发明中,150℃的拉伸强度可以根据ASTM D638进行测定。
本发明的共聚物可以通过悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合、本体聚合等聚合方法来制造。作为聚合方法,优选乳液聚合或悬浮聚合。在这些聚合中,温度、压力等各条件、聚合引发剂、其他添加剂可以根据共聚物的组成、量适当设定。
作为聚合引发剂,可以使用油溶性自由基聚合引发剂或水溶性自由基聚合引发剂。
油溶性自由基聚合引发剂可以为公知的油溶性的过氧化物,可以举出例如下述物质作为代表性示例:
过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二仲丁酯、过氧化二碳酸二-2-乙氧基乙酯等过氧化碳酸二烷基酯类;
过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯等过氧化酯类;
二叔丁基过氧化物等二烷基过氧化物类;
二[氟(或氟氯)酰基]过氧化物类;等。
作为二[氟(或氟氯)酰基]过氧化物类,可以举出[(RfCOO)-]2(Rf为全氟烷基、ω-氢全氟烷基或氟氯烷基)所示的二酰基过氧化物。
作为二[氟(或氟氯)酰基]过氧化物类,可以举出例如二(ω-氢-十二氟己酰基)过氧化物、二(ω-氢-十四氟庚酰基)过氧化物、二(ω-氢-十六氟壬酰基)过氧化物、二(全氟丙酰基)过氧化物、二(全氟丁酰基)过氧化物、二(全氟戊酰基)过氧化物、二(全氟己酰基)过氧化物、二(全氟庚酰基)过氧化物、二(全氟辛酰基)过氧化物、二(全氟壬酰基)过氧化物、二(ω-氯-六氟丁酰基)过氧化物、二(ω-氯-十氟己酰基)过氧化物、二(ω-氯-十四氟辛酰基)过氧化物、ω-氢-十二氟庚酰基-ω-氢十六氟壬酰基-过氧化物、ω-氯-六氟丁酰基-ω-氯-十氟己酰基-过氧化物、ω-氢十二氟庚酰基-全氟丁酰基-过氧化物、二(二氯五氟丁酰基)过氧化物、二(三氯八氟己酰基)过氧化物、二(四氯十一氟辛酰基)过氧化物、二(五氯十四氟癸酰基)过氧化物、二(十一氯三十氟二十二酰基)过氧化物等。
水溶性自由基聚合引发剂可以为公知的水溶性过氧化物,可以举出例如过硫酸、过硼酸、高氯酸、过磷酸、过碳酸等的铵盐、钾盐、钠盐、二琥珀酸过氧化物、二戊二酸过氧化物等有机过氧化物、过氧化马来酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢等。也可以使亚硫酸盐类这样的还原剂与过氧化物组合使用,其用量相对于过氧化物可以为0.1倍~20倍。
在聚合中,可以使用表面活性剂、链转移剂和溶剂,分别可以使用现有公知的物质。
作为表面活性剂,可以使用公知的表面活性剂,可以使用例如非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂等。其中,优选含氟阴离子型表面活性剂,更优选包含或不包含醚键性氧(即,在碳原子间可以插入有氧原子)、碳原子数为4~20的直链或支链的含氟阴离子型表面活性剂。表面活性剂的添加量(相对于聚合水)优选为50ppm~5000ppm。
作为链转移剂,可以举出例如:乙烷、异戊烷、正己烷、环己烷等烃类;甲苯、二甲苯等芳香族类;丙酮等酮类;乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯类;甲醇、乙醇等醇类;甲基硫醇等硫醇类;四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯代甲烷等卤代烃;等。链转移剂的添加量可根据所使用的化合物的链转移常数的大小而变化,通常相对于聚合溶剂在0.01质量%~20质量%的范围使用。
作为溶剂,可以举出水、水与醇的混合溶剂等。
在悬浮聚合中,除了水以外,也可以使用氟系溶剂。作为氟系溶剂,可以举出CH3CClF2、CH3CCl2F、CF3CF2CCl2H、CF2ClCF2CFHCl等氢氯氟烷烃类;CF2ClCFClCF2CF3、CF3CFClCFClCF3等氯氟烷烃类;CF3CFHCFHCF2CF2CF3、CF2HCF2CF2CF2CF2H、CF3CF2CF2CF2CF2CF2CF2H等氢氟烷烃类;CH3OC2F5、CH3OC3F5CF3CF2CH2OCHF2、CF3CHFCF2OCH3、CHF2CF2OCH2F、(CF3)2CHCF2OCH3、CF3CF2CH2OCH2CHF2、CF3CHFCF2OCH2CF3等氢氟醚类;全氟环丁烷、CF3CF2CF2CF3、CF3CF2CF2CF2CF3、CF3CF2CF2CF2CF2CF3等,其中,优选全氟烷烃类。从悬浮性和经济性的方面出发,氟系溶剂的用量相对于水性介质优选为10质量%~100质量%。
作为聚合温度没有特别限定,可以为0~100℃。聚合压力根据所使用的溶剂的种类、量和蒸气压、聚合温度等其他聚合条件适当确定,通常可以为0~9.8MPaG。
在通过聚合反应而得到包含共聚物的水性分散液的情况下,能够通过使水性分散液中所包含的共聚物沉析,并进行清洗、干燥而回收共聚物。另外,在通过聚合反应以浆料的形式得到共聚物的情况下,能够通过从反应容器中取出浆料,并进行清洗、干燥而回收共聚物。能够通过干燥而以粉末的形状回收共聚物。
也可以将通过聚合而得的共聚物成型为粒料。作为成型为粒料的成型方法,没有特别限定,可以使用现有公知的方法。例如,可以举出使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、串联挤出机使共聚物熔融挤出,切断为规定长度而成型为粒状的方法等。熔融挤出时的挤出温度需要根据共聚物的熔融粘度、制造方法而改变,优选为共聚物的熔点+20℃~共聚物的熔点+140℃。共聚物的切断方法没有特别限定,可以采用线料切割方式、热切割方式、水下切割方式、片材切割方式等现有公知的方法。也可以通过将所得到的粒料加热从而除去粒料中的挥发成分(脱气处理)。也可以将所得到的粒料与30℃~200℃的温水、100℃~200℃的水蒸气或40℃~200℃的热风接触而处理。
也可以对通过聚合而得的共聚物进行氟化处理。氟化处理可以通过使未经氟化处理的共聚物与含氟化合物接触而进行。通过氟化处理,能够将共聚物的-COOH、-COOCH3、-CH2OH、-COF、-CF=CF2、-CONH2等热不稳定的官能团和相对而言热稳定的-CF2H等官能团转换为极其热稳定的-CF3。其结果,能够将共聚物的-COOH、-COOCH3、-CH2OH、-COF、-CF=CF2、-CONH2和-CF2H的总数(官能团数)容易地调整到上述范围内。
作为含氟化合物没有特别限定,可以举出在氟化处理条件下产生氟自由基的氟自由基源。作为上述氟自由基源,可以举出F2气体、CoF3、AgF2、UF6、OF2、N2F2、CF3OF、氟化卤素(例如IF5、ClF3)等。
F2气体等氟自由基源可以为100%浓度,但从安全性的方面出发,优选与非活性气体混合并稀释至5质量%~50质量%而使用,更优选稀释至15质量%~30质量%而使用。作为上述非活性气体,可以举出氮气、氦气、氩气等,从经济性的方面出发,优选氮气。
氟化处理的条件没有特别限定,可以使熔融状态的共聚物与含氟化合物接触,但通常可以在共聚物的熔点以下、优选在20℃~240℃、更优选在100℃~220℃的温度下进行。上述氟化处理一般进行1小时~30小时,优选进行5小时~25小时。氟化处理优选使未经氟化处理的共聚物与氟气(F2气体)接触的处理。
也可以将本发明的共聚物与根据需要的其他成分混合,得到组合物。作为其他成分,可以举出填充剂、增塑剂、加工助剂、脱模剂、颜料、阻燃剂、润滑剂、光稳定剂、耐候稳定剂、导电剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、发泡剂、香料、油、柔软剂、脱氟化氢剂等。
作为填充剂,可以举出例如二氧化硅、高岭土、粘土、有机化粘土、滑石、云母、氧化铝、碳酸钙、对苯二甲酸钙、氧化钛、磷酸钙、氟化钙、氟化锂、交联聚苯乙烯、钛酸钾、碳、氮化硼、碳纳米管、玻璃纤维等。作为导电剂,可以举出炭黑等。作为增塑剂,可以举出邻苯二甲酸二辛酯、季戊四醇等。作为加工助剂,可以举出巴西棕榈蜡、砜化合物、低分子量聚乙烯、氟系助剂等。作为脱氟化氢剂,可以举出有机鎓、脒类等。
作为上述其他成分,也可以使用上述共聚物以外的其他聚合物。作为其他聚合物,可以举出上述共聚物以外的氟树脂、氟橡胶、非氟化聚合物等。
作为上述组合物的制造方法,可以举出:将共聚物与其他成分以干式混合的方法;将共聚物与其他成分预先用混合机混合,接着用捏合机、熔融挤出机等进行熔融混炼的方法;等。
本发明的共聚物或上述组合物可以作为加工助剂、成型材料等使用,优选作为成型材料使用。也可以利用本发明的共聚物的水性分散液、溶液、悬浮液、及共聚物/溶剂系,它们可以作为涂料进行涂布,或用于包封、浸渍、膜的流延。但是,本发明的共聚物由于具有上述特性,因而优选作为上述成型材料使用。
也可以将本发明的共聚物或上述组合物成型而得到成型体。
将上述共聚物或上述组合物成型的方法没有特别限定,可以举出注射成型法、挤出成型法、压缩成型法、吹塑成型法、传递成型法、滚塑成型法、滚衬成型法等。作为成型方法,其中,优选挤出成型法、压缩成型法或传递成型法,由于能够以高生产率生产成型体而更优选挤出成型法或传递成型法,进一步优选挤出成型法。即,作为成型体,优选为挤出成型体、压缩成型体、注射成型体或传递成型体,由于能够以高生产率生产,更优选为挤出成型体或传递成型体,进一步优选为挤出成型体。通过利用挤出成型法或传递成型对本发明的共聚物进行成型,能够得到美丽的成型体。
作为含有本发明的共聚物的成型体,可以为例如螺母、螺栓、接头、膜、瓶、垫圈、电线被覆、管、软管、管道、阀、片、密封件、密封垫、罐、辊、容器、旋塞、连接器、过滤器壳体、过滤器罩、流量计、泵、晶片载具、晶片盒等。
本发明的共聚物、上述组合物或上述成型体例如可以用于以下用途。
食品包装用膜、食品制造工艺中所用的流体输送管线的加衬材料、密封垫、密封材料、薄板等食品制造装置用流体输送构件;
化学药品用药塞、包装膜、化学药品制造工艺中所用的流体输送管线的加衬材料、密封垫、密封材料、薄板等试剂输送构件;
化学设备和半导体工厂的试剂罐和配管的内面加衬构件;
汽车的燃料系统和外围装置中所用的O(方)形圈/管/密封垫、阀芯材料、软管、密封材料等汽车的AT装置中所用的软管、密封材料等燃料输送构件;
汽车的发动机和外围装置中所用的汽化器的法兰垫圈、轴密封件、阀杆密封件、密封材料、软管等汽车的制动装置软管、空调软管、散热器软管、电线被覆材料等其他的汽车构件;
半导体制造装置的O(方)形圈、管、密封垫、阀芯材料、软管、密封材料、辊、垫圈、隔膜、接头等半导体装置用试剂输送构件;
涂装设备用的涂装辊、软管、管、油墨用容器等涂装和油墨用构件;
饮食品用管或饮食品用软管等管、软管、带、密封垫、接头等饮食品输送构件、食品包装材料、玻璃烹饪设备;
用于废液传输的管、软管等废液传输用构件;
用于高温液体传输的管、软管等高温液体传输用构件;
用于蒸汽配管的管、软管等蒸汽配管用构件;
缠绕在船舶的甲板等的配管上的带等配管用防蚀带;
电线被覆材料、光纤被覆材料、在太阳能电池的光伏元件的光入射侧表面设置的透明的表面被覆材料和背面剂等各种被覆材料;
隔膜泵的隔膜和各种密封垫类等滑动构件;
农业用膜、各种屋顶材料和侧壁等的耐侯性罩;
建筑领域中所用的内装材料、不燃性防火安全玻璃等玻璃类的被覆材料;
家电领域等中所用的层压钢板等的加衬材料。
作为上述汽车的燃料系统中所用的燃料输送构件,进一步可以举出燃料软管、填料软管、蒸发器软管等。上述燃料输送构件也可以用作耐酸性汽油用、耐醇类燃料用、添加有耐甲基叔丁基醚和耐胺等汽油添加剂的燃料用的燃料输送构件。
上述化学药品用药塞和包装膜对酸等具有优异的耐化学药品性。另外,作为上述试剂输送构件,也可以举出缠绕在化学设备配管上的防蚀带。
作为上述成型体,还可以举出汽车的散热器水室、试剂罐、波纹管、隔板、辊、汽油箱、废液输送用容器、高温液体输送用容器、渔业和养鱼箱等。
作为上述成型体,进一步还可以举出汽车的保险杠、门饰板、仪表板、食品加工装置、烹饪机、防水防油性玻璃、照明相关仪器、OA仪器的指示板和外壳、电照明式看板、显示屏、液晶显示屏、移动电话、打印机底盘、电气电子部件、杂货、垃圾箱、浴缸、整体浴室、换气扇、照明框等中所用的构件。
含有本发明的共聚物的成型体的透明性非常优异,高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异,不易使氟离子溶出到双氧水等试剂中,因此可以适合用于螺母、螺栓、接头、密封垫、阀、旋塞、连接器、过滤器壳体、过滤器罩、流量计、泵等。其中,能够适合用作在试剂输送中使用的配管构件(特别是阀、接头)、在流量计中具备试剂的流路的流量计壳体。本发明的配管构件和流量计壳体的透明性非常优异,高温下的耐压和高温时刚性优异。因此,本发明的配管构件和流量计壳体的内部的可视性优异,特别是在流量计壳体中,能够通过目视、照相机等容易地观察内部的浮子,即使根据试剂的流通开始、流通停止、流量变更而反复负荷应力,也不易损伤。
含有本发明的共聚物的成型体的透明性非常优异,高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异,不易使氟离子溶出到双氧水等试剂中,因此能够适合用作垫圈、密封垫等被压缩构件。本发明的被压缩构件可以为垫圈或密封垫。本发明的垫圈或密封垫的透明性非常优异,高温下的耐压和高温时刚性优异,不易使氟离子溶出到双氧水等试剂中。另外,本发明的被压缩构件的二氧化碳低透过性优异,因此也能够适合用作用于防止二氧化碳制冷剂的泄漏的密封构件。
本发明的被压缩构件即使以高压缩变形率变形,也显示出高的回弹力。本发明的被压缩构件能够在以10%以上的压缩变形率压缩变形的状态下使用,能够在以20%以上或25%以上的压缩变形率压缩变形的状态下使用。通过使本发明的被压缩构件以这样的高压缩变形率变形而使用,能够长期维持一定的回弹性,能够长期维持密封特性和绝缘特性。
本发明的被压缩构件即使在高温下以高的压缩变形率变形,也显示出高的储能模量、高的复原量和高的回弹力。本发明的被压缩构件能够以在150℃以上以10%以上的压缩变形率压缩变形的状态使用,能够以在150℃以上以20%以上或25%以上的压缩变形率压缩变形的状态使用。通过使本发明的被压缩构件在这样的高温下以高的压缩变形率变形而使用,即使在高温下也能够长期维持一定的回弹性,能够长期维持高温下的密封特性和绝缘特性。
关于上述压缩变形率,在被压缩构件被压缩的状态下使用的情况下,是压缩变形率最大的部位的压缩变形率。例如,在扁平的被压缩构件在沿其厚度方向压缩的状态下使用的情况下,是厚度方向的压缩变形率。另外,例如,在仅被压缩构件的一部分被压缩的状态下使用的情况下,是被压缩的部位的压缩变形率中压缩变形率最大的部位的压缩变形率。
本发明的被压缩构件的大小、形状根据用途适当设定即可,没有特别限定。本发明的被压缩构件的形状例如可以为环状。另外,本发明的被压缩构件可以在俯视时具有圆形、椭圆形、带圆角的四边形等形状,并且在其中央部具有贯通孔。
本发明的被压缩构件优选用作用于构成非水电解液电池的构件。本发明的被压缩构件特别适合作为以与非水电解液电池中的非水电解液接触的状态使用的构件。即,本发明的被压缩构件可以具有与非水电解液电池中的非水电解液的接液面。
作为非水电解液电池,只要是具备非水电解液的电池就没有特别限定,可以举出例如锂离子二次电池、锂离子电容器等。另外,作为构成非水电解液电池的构件,可以举出密封构件、绝缘构件等。
上述非水电解液没有特别限定,可以使用碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等公知的溶剂中的1种或2种以上。非水电解液电池可以进一步具备电解质。上述电解质没有特别限定,可以使用LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCl、LiBr、CH3SO3Li、CF3SO3Li、碳酸铯等。
本发明的被压缩构件例如能够优选用作密封垫圈、密封垫等密封构件、绝缘垫圈、绝缘密封垫等绝缘构件。密封构件是为了防止液体或气体的漏出或者液体或气体从外部侵入而使用的构件。绝缘构件是为了电绝缘而使用的构件。本发明的被压缩构件也可以是为了密封和绝缘这两个目的而使用的构件。
本发明的被压缩构件的高温下的密封性和高温时刚性也优异,因此能够在高温的环境下适当地使用。例如,本发明的被压缩构件优选在最高温度为40℃以上的环境下使用。例如,本发明的被压缩构件优选在最高温度为150℃以上的环境下使用。作为本发明的被压缩构件能够成为这样的高温的情况,可以举出例如在将被压缩构件以压缩状态安装于电池后,通过焊接将其他的电池构件安装于电池的情况;非水电解液电池发热的情况;等。
本发明的被压缩构件由于高温下的密封性和高温时刚性也优异,因此可以适合用作非水电解液电池用密封构件或非水电解液电池用绝缘构件。例如,在非水电解液二次电池等电池的充电时,有时电池的温度暂时为40℃以上,特别是暂时为150℃以上。本发明的被压缩构件在非水电解液二次电池等电池中即使在高温下以高压缩变形率变形而使用,进而即使在高温下与非水电解液接触,也不会损害高回弹性。因此,在将本发明的被压缩构件用作密封构件的情况下,具有优异的密封特性,并且即使在高温下也能长时间维持该密封特性。另外,本发明的被压缩构件由于含有上述共聚物,因此具有优异的绝缘特性。因此,在将本发明的被压缩构件用作绝缘构件的情况下,与2个以上的导电构件牢固地密合,可长期防止短路。
本发明的共聚物可以适合用作用于形成电线被覆的材料。
被覆电线具备芯线和设置于上述芯线的周围且含有本发明的共聚物的被覆层。例如,可以将在芯线上将本发明的共聚物熔融挤出成型而成的挤出成型体作为上述被覆层。被覆电线适合于LAN线缆(Eathernet Cable,以太网线缆)、高频传输线缆、扁平线缆、耐热线缆等,其中,适合于LAN线缆(Eathernet Cable,以太网线缆)、高频传输线缆等传输线缆。
作为芯线的材料,例如能够使用铜、铝等金属导体材料。芯线优选直径为0.02mm~3mm。芯线的直径更优选为0.04mm以上,进一步优选为0.05mm以上,特别优选为0.1mm以上。芯线的直径更优选为2mm以下。
作为芯线的具体例,可以使用例如AWG(美国线规)-46(直径40μm的实心铜制线)、AWG-26(直径404μm的实心铜制线)、AWG-24(直径510μm的实心铜制线)、AWG-22(直径635μm的实心铜制线)等。
被覆层的厚度优选为0.1mm~3.0mm。被覆层的厚度也优选为2.0mm以下。
作为高频传输线缆,可以举出同轴线缆。同轴线缆通常具有由内部导体、绝缘被覆层、外部导体层和保护被覆层从芯部向外周部依次层积而构成的结构。含有本发明的共聚物的成型体可以适合用作含有共聚物的绝缘被覆层。上述结构中的各层的厚度没有特别限定,通常,内部导体的直径约为0.1mm~3mm,绝缘被覆层的厚度约为0.3mm~3mm,外部导体层的厚度约为0.5mm~10mm,保护被覆层的厚度约为0.5mm~2mm。
被覆层可以含有气泡,气泡优选均匀地分布于被覆层中。
气泡的平均泡径没有限定,例如,优选为60μm以下,更优选为45μm以下,进一步优选为35μm以下,更进一步优选为30μm以下,特别优选为25μm以下,尤其优选为23μm以下。另外,平均泡径优选为0.1μm以上,更优选为1μm以上。平均泡径可以通过获取电线截面的电子显微镜图像并利用图像处理计算出各泡的直径且进行平均来求出。
被覆层的发泡率可以为20%以上。更优选为30%以上,进一步优选为33%以上,更进一步优选为35%以上。上限没有特别限定,例如为80%。发泡率的上限也可以为60%。发泡率是作为((电线被覆材料的比重-被覆层的比重)/电线被覆材料的比重)×100求出的值。发泡率可以通过例如调节后述挤出机中的气体插入量等、或者通过选择所溶解的气体种类而根据用途适宜调整。
被覆电线也可以在上述芯线与上述被覆层之间具备其他层,还可以在被覆层的周围进一步具备其他层(外层)。被覆层含有气泡的情况下,本发明的电线也可以为在芯线与被覆层之间插入有非发泡层的2层结构(表皮-发泡体);在外层被覆有非发泡层的2层结构(发泡体-表皮);进而在表皮-发泡体的外层被覆有非发泡层的3层结构(表皮-发泡体-表皮)。非发泡层没有特别限定,可以为由TFE/HFP系共聚物、TFE/PAVE共聚物、TFE/乙烯系共聚物、偏二氟乙烯系聚合物、聚乙烯[PE]等聚烯烃树脂、聚氯乙烯[PVC]等树脂构成的树脂层。
被覆电线例如可以通过使用挤出机将共聚物加热,在共聚物熔融的状态下挤出到芯线上,形成被覆层而制造。
在形成被覆层时,也可以通过加热共聚物,在共聚物熔融的状态下,向共聚物中导入气体,从而形成含有气泡的上述被覆层。作为气体,可以使用例如二氟氯甲烷、氮、二氧化碳等气体或上述气体的混合物。气体可以以加压气体的形式导入加热后的共聚物中,也可以通过在共聚物中混合化学发泡剂而产生。气体溶解于熔融状态的共聚物中。
另外,本发明的共聚物可以适合用作高频信号传输用产品的材料。
作为上述高频信号传输用产品,只要是用于高频信号的传输的产品就没有特别限定,可以举出(1)高频电路的绝缘板、连接部件的绝缘物、印刷布线基板等成型板、(2)高频用真空管的基座、天线罩等成型体、(3)同轴线缆、LAN线缆等被覆电线等。上述高频信号传输用产品可以适合用于卫星通信设备、移动电话基站等利用微波、特别是3GHz~30GHz的微波的设备。
在上述高频信号传输用产品中,本发明的共聚物从介质损耗角正切低的方面出发,可以适合用作绝缘体。
作为上述(1)成型板,从得到良好的电特性的方面出发,优选印刷布线基板。作为上述印刷布线基板没有特别限定,可以举出例如移动电话、各种计算机、通信设备等电子电路的印刷布线基板。作为上述(2)成型体,从介质损耗低的方面出发,优选天线罩。
本发明的共聚物即使在熔融状态下也不易变形,能够容易地得到厚度均匀的厚的片,进而,所得到的成型体的透明性非常优异,高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异,不易使氟离子溶出到双氧水等试剂中,因此能够适合用作膜或片。
本发明的膜作为脱模膜是有用的。脱模膜可以通过熔融挤出成型、压延成型、压制成型、流延成型等将本发明的共聚物成型而制造。从得到均匀的薄膜的方面出发,可以通过熔融挤出成型来制造脱模膜。
本发明的膜可以应用于OA设备中使用的辊的表面。另外,可以将本发明的共聚物通过挤出成型、压缩成型、压制成型等成型为必要的形状,成型为片状、膜状、管状,用于OA设备辊或OA设备带等的表面材料。特别是可以通过熔融挤出成型法制造厚片、大型管。
本发明的共聚物即使在熔融状态下也不易变形,因此通过挤出成型法能够容易地得到尺寸精度高的大口径管。进而,所得成型体的透明性非常优异,高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异,不易使氟离子溶出到双氧水等试剂中。因此,本发明的含氟共聚物可以适合用于管(tube)或管(pipe)。含有本发明的含氟共聚物的管即使在其直径粗的情况下,另外,即使在其厚度大的情况下,也能够以高生产率制造,并且具有美丽的形状,透明性非常优异,高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异,不易使氟离子溶出到双氧水等试剂中。
含有本发明的共聚物的成型体的透明性非常优异,高温下的耐压、150℃耐磨耗性、二氧化碳低透过性、试剂低透过性、高温拉伸蠕变特性和高温时刚性优异,不易使氟离子溶出到双氧水等试剂中,因此可以适合用作瓶。本发明的瓶能够容易地目视确认内容物,在使用中不易损伤。
以上对实施方式进行了说明,但可以理解的是,能够在不脱离权利要求书的主旨和范围的情况下对方式及详细情况进行各种变更。
实施例
接着,举出实施例对本发明的实施方式进行说明,但本发明不仅限于所述实施例。
实施例的各数值通过下述方法进行测定。
(单体单元的含量)
各单体单元的含量通过NMR分析装置(例如,Bruker BioSpin公司制造、AVANCE300高温探针)进行测定。
(熔体流动速率(MFR))
按照ASTM D1238,使用熔体指数测定仪G-01(东洋精机制作所制造)在372℃、5kg载荷下求出每10分钟从内径2.1mm、长度8mm的喷嘴流出的聚合物的质量(g/10分钟)。
(官能团数)
将共聚物的粒料通过冷压成型,制作厚度0.25mm~0.3mm的膜。通过傅利叶变换红外光谱分析装置[FT-IR(Spectrum One、PerkinElmer公司制造)]对该膜扫描40次,进行分析而得到红外吸收光谱,并得到与完全氟化的不存在官能团的本底光谱的差示光谱。根据下述式(A)从该差示光谱所显现的特定的官能团的吸收峰计算出试样中的相对于每1×106个碳原子的官能团数N。
N=I×K/t (A)
I:吸光度
K:校正系数
t:膜的厚度(mm)
作为参考,关于本发明中的官能团,吸收频率、摩尔吸光系数和校正系数示于表2。摩尔吸光系数由低分子模型化合物的FT-IR测定数据决定。
[表2]
表2
(熔点)
使用差示扫描量热计(商品名:X-DSC7000、Hitachi High-Tech Science公司制造)以10℃/分钟的升温速度进行从200℃到350℃的第1次升温,接着,以10℃/分钟的冷却速度从350℃冷却至200℃,再次以10℃/分钟的升温速度进行从200℃到350℃的第2次升温,从在第2次升温过程产生的熔融曲线峰值求出熔点。
实施例1
向174L容积的高压釜中投入纯水26.6L,充分进行氮气置换后,投入全氟环丁烷30.4kg和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)0.89kg、甲醇0.04kg,将体系内的温度保持为35℃、搅拌速度保持为200rpm。接着,压入四氟乙烯(TFE)至0.58MPa后,投入过氧化二碳酸二正丙酯的50%甲醇溶液0.010kg,开始聚合。由于体系内压力随着聚合的进行而降低,因此连续供给TFE使压力恒定,每供给1kg TFE追加0.034kg PPVE,继续聚合4小时。放出TFE,使高压釜内恢复大气压后,对所得到的反应产物进行水洗、干燥,得到15kg的粉末。
将所得到的粉末通过螺杆挤出机(商品名:PCM46、池贝公司制)在360℃熔融挤出,得到TFE/PPVE共聚物的粒料。使用所得到的粒料,通过上述方法测定PPVE含量。结果示于表3。
将所得到的粒料放入真空振动式反应装置VVD-30(大川原制作所公司制),升温至210℃。抽真空后,导入用N2气体稀释至20体积%的F2气体至大气压。从F2气体导入时起0.5小时后,暂时抽真空,再次导入F2气体。进而,在其0.5小时后,再次抽真空,再次导入F2气体。之后,将上述F2气体导入和抽真空的操作在1小时内持续进行1次,在210℃的温度下进行10小时反应。反应结束后,将反应器内充分置换为N2气体,结束氟化反应。使用氟化的粒料,通过上述方法测定各种物性。结果示于表3。
实施例2
将PPVE变更为1.13kg,将PPVE变更为每供给1kg TFE追加0.041kg,将聚合时间变更为5小时,除此以外,与实施例1同样地得到氟化的粒料。结果示于表3。
实施例3
将PPVE变更为1.32kg,将甲醇变更为0.06kg,将PPVE变更为每供给1kg TFE追加0.046kg,将聚合时间变更为5.5小时,除此以外,与实施例1同样地得到氟化的粒料。结果示于表3。
比较例1
将PPVE变更为1.76kg,将甲醇变更为0.00kg,将PPVE变更为每供给1kg TFE追加0.058kg,将聚合时间变更为6小时,除此以外,与实施例1同样地得到氟化的粒料。结果示于表3。
比较例2
将PPVE变更为0.77kg,将甲醇变更为0.13kg,将PPVE变更为每供给1kg TFE追加0.031kg,将聚合时间变更为6小时,除此以外,与实施例1同样地得到氟化的粒料。结果示于表3。
比较例3
将PPVE变更为1.17kg,将甲醇变更为0.09kg,将PPVE变更为每供给1kg TFE追加0.042kg,将聚合时间变更为5.5小时,除此以外,与实施例1同样地得到氟化的粒料。结果示于表3。
比较例4
将PPVE变更为1.32kg,将甲醇变更为0.10kg,将PPVE变更为每供给1kg TFE追加0.046kg,将聚合时间变更为6小时,除此以外,与实施例1同样地得到氟化的粒料。结果示于表3。
比较例5
将PPVE变更为1.36kg,将PPVE变更为每供给1kg TFE追加0.047kg,将聚合时间变更为5.5小时,除此以外,与实施例1同样地得到未氟化的粒料。结果示于表3。
比较例6
向174L容积的高压釜中投入纯水51.8L,充分进行氮气置换后,投入全氟环丁烷40.9kg和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)0.59kg、甲醇2.00kg,将体系内的温度保持为35℃,将搅拌速度保持为200rpm。接着,压入四氟乙烯(TFE)至0.64MPa后,投入过氧化二碳酸二正丙酯的50%甲醇溶液0.026kg,开始聚合。由于体系内压力随着聚合的进行而降低,因此连续供给TFE使压力恒定,每供给1kg TFE追加投入0.021kg PPVE。在TFE的追加投入量达到40.9kg时,结束聚合。放出未反应的TFE,使高压釜内恢复大气压后,对所得到的反应产物进行水洗、干燥,得到41.1kg的粉末。
使用所得到的粉末,与实施例1同样地得到氟化的粒料。结果示于表3。
[表3]
表3
表3中的“<6”的记载是指官能团数小于6个。
接着,使用所得到的粒料,评价下述特性。结果示于表4。
(雾度值)
使用上述粒料和热压成型机,制作厚度约1.0mm的片。使用雾度计(商品名:NDH7000SP、日本电色工业公司制造),根据JIS K 7136,将片浸渍到装有纯水的石英皿中,测定雾度值。
(水蒸气透过度)
使用粒料和热压成型机,制作厚度约0.2mm的片状试验片。在试验杯(透过面积12.56cm2)内放入水18g,用片状试验片覆盖,夹着PTFE垫圈进行紧固、密闭。使片状试验片与水接触,在温度95℃保持30天后取出,在室温下放置2小时后测定质量减少量。通过下式,测定水蒸气透过度(g·cm/m2)。
水蒸气透过度(g·cm/m2)=质量减少量(g)×片状试验片的厚度(cm)/透过面积(m2)
(150℃的拉伸强度(TS))
依照ASTM D638,测定150℃的拉伸强度。
150℃的拉伸强度高的成型体的耐压优异。
(片成型性)
使用挤出机(井元制作所公司制造)和T模头,将粒料成型,制作片。挤出成型条件如下。
a)卷取速度:0.1m/分钟
b)辊温度:120℃
c)膜宽度:70mm
d)厚度:1.00mm
e)挤出条件:
·料筒轴径=14mm、L/D=20的单螺杆挤出成型机
挤出机的设定温度:机筒部C-1(330℃)、机筒部C-2(350℃)、机筒部C-3(370℃)、T型模头部(380℃)
继续共聚物的挤出成型,直至将共聚物稳定地从成型机挤出。接着,通过将共聚物挤出成型,以厚度为1.00mm的方式制作长度为3m以上的片(宽度70mm)。从所得到的片的端部切取2~3m的部分,制作用于测定厚度的变动的试验片(长度1m、宽度70mm)。测定所制作的片的端部的宽度方向的中心点和从该中心点沿宽度方向离开25mm的2个地点的合计3个地点的厚度。进而,测定从片的端部的宽度方向的中心点朝向另一端部以每25cm的间隔排列的3个中心点和从各中心点沿宽度方向离开25mm的2个地点的合计9个地点的厚度。在合计12个测定值中,处于1.00mm的±10%的范围外的测定值的数量为1以下的情况作为○,处于1.00mm的±10%的范围外的测定值的数量为2以上的情况作为×。
(管成型性)
使用挤出机(田边塑料机械制造),将粒料挤出成型,得到外径为10.0mm、壁厚1.0mm的管。挤出成型条件如下。
a)模头内径:25mm
b)心轴外径:13mm
c)整形模内径:10.5mm
d)牵引速度:0.4m/分钟
e)外径:10.0mm
f)壁厚:1.0mm
g)挤出条件:
·料筒轴径=30mm、L/D=22的单螺杆挤出成型机
挤出机的设定温度:机筒部C-1(350℃)、机筒部C-2(370℃)、机筒部C-3(380℃)、头部H-1(390℃)、模具部D-1(390℃)、模具部D-2(390℃)
观察所得到的管,按照以下的基准进行评价。管的外观通过目视确认。
○:外观良好
×:截面未成为圆形,观察到扁平或厚度不均等,外观不良。
(熔融时自重变形试验)
使用粒料和热压成型机,制作直径13mm、高度约6.5mm的成型体。切削所得到的成型体,制作高度6.3mm的试验片。将所制作的试验片放入SUS制皿中,用电炉在330℃加热30分钟后,连同放入了试验片的皿进行水冷。用游标卡尺测量取出的试验片与皿接触的面(底面)的直径,通过下式计算出底面积增加率。
底面积增加率(%)={加热后试验片底面积(mm2)-加热前试验片底面积(mm2)}/加热前试验片底面积(mm2)×100
底面积增加率越低,意味着成型体在熔融时越难以因自重而变形。提供底面积增加率低的成型体的共聚物在如下方面优异:即使在通过挤出成型法将共聚物成型而制作厚的片、大型的管的情况下,熔融状态的成型体也不易变形,在冷却固化后得到所期望的形状的成型体。
(磨耗试验)
使用粒料和热压成型机,制作厚度约0.2mm的片状试验片,从其中切出10cm×10cm的试验片。在泰伯磨耗试验机(No.101特型泰伯式耐磨试验机、安田精机制作所公司制造)的试验台上固定所制作的试验片,在试验片表面温度150℃、载荷500g、磨耗轮CS-10(用研磨纸#240研磨20转)、旋转速度60rpm的条件下,使用泰伯磨耗试验机进行磨耗试验。测量1000转后的试验片重量,用相同的试验片进一步在5000转试验后测量试验片重量。通过下式求出磨耗量。
磨耗量(mg)=M1-M2
M1:1000转后的试验片重量(mg)
M2:5000转后的试验片重量(mg)
(二氧化碳透过系数)
使用粒料和热压成型机,制作厚度约0.1mm的片状试验片。使用所得到的试验片,按照JIS K7126-1:2006中记载的方法,使用差压式气体透过度计(L100-5000型气体透过度计、Systech illinois公司制造),进行二氧化碳透过度的测定。得到透过面积50.24cm2、试验温度70℃、试验湿度0%RH下的二氧化碳透过度的数值。使用所得到的二氧化碳透过度和试验片厚度,通过下式计算出二氧化碳透过系数。
二氧化碳透过系数(cm3·mm/(m2·24h·atm))=GTR×d
GTR:二氧化碳透过度(cm3/(m2·24h·atm))
d:试验片厚度(mm)
(乙酸乙酯透过度)
使用粒料和热压成型机,制作厚度约0.1mm的片状试验片。在试验杯(透过面积12.56cm2)内加入乙酸乙酯10g,用片状试验片覆盖,夹着PTFE垫圈进行紧固、密闭。使片状试验片与乙酸乙酯接触,在温度60℃保持45天后取出,在室温下放置1小时后测定质量减少量。通过下式求出乙酸乙酯透过度(g·cm/m2)。
乙酸乙酯(g·cm/m2)=质量减少量(g)×片状试验片的厚度(cm)/透过面积(m2)
(95℃载荷挠曲率)
使用粒料和热压成型机,制作厚度约3mm的片状试验片,从其中切出80×10mm的试验片,用电炉在100℃加热20小时。除了使用所得到的试验片以外,按照JIS K-K7191-1中记载的方法,利用热变形试验仪(安田精机制作所公司制造),在试验温度30℃~150℃、升温速度120℃/小时、弯曲应力1.8MPa、平放(flatwise)法的条件下进行试验。通过下式求出载荷挠曲率。95℃的载荷挠曲率小的片的高温时刚性优异。
载荷挠曲率(%)=a2/a1×100
a1:试验前的试验片厚度(mm)
a2:95℃的挠曲量(mm)
(拉伸蠕变试验)
使用日立高新技术公司制TMA-7100测定拉伸蠕变应变。使用粒料和热压成型机,制作厚度约0.1mm的片,由片制作宽度2mm、长度22mm的样品。将样品以夹具间距离10mm安装于测定夹具。对于样品,以截面载荷为3.32N/mm2的方式负载载荷,放置于240℃,测定从试验开始后90分钟的时刻至试验开始后300分钟的时刻为止的样品的长度的位移(mm),计算出长度的位移(mm)相对于初始的样品长度(10mm)的比例(拉伸蠕变应变(%))。在240℃、300分钟的条件下测定的拉伸蠕变应变(%)小的片即使在非常高温的环境中负荷拉伸载荷也不易伸长,高温拉伸蠕变特性优异。
(挤出压力)
挤出压力使用双毛细管流变仪RHEOGRAPH 25(Goettfert公司制造)进行测定。使用主模内径1mm、L/D=16、副模内径1mm、L/D<1,对在测定温度390℃、粒料投入后余热时间10分钟、剪切速度20sec-1下挤出10分钟后的机筒内压力值进行Bagley修正,由此作为挤出压力。挤出压力低的共聚物的挤出成型性、注射成型性等成型性优异。
(双氧水浸渍试验)
将粒料25g浸渍于3重量%双氧水溶液50g中,用电炉在90℃加热20小时,再用灭菌机在121℃加热1小时后,冷却至室温。从水溶液中取出粒料,在残留的水溶液中添加TISAB溶液(10)(关东化学公司制造),用氟离子计测定所得到的水溶液中的氟离子浓度。根据下式,由所得到的测定值计算出粒料单位重量的氟离子浓度(溶出氟离子量)。
溶出氟离子量(质量ppm)=测定值(质量ppm)×水溶液量(g)/粒料重量(g)
(介质损耗角正切)
将粒料熔融成型,由此制作出直径2mm的圆柱状的试验片。将所制作的试验片设置于关东电子应用开发公司制造的6GHz用空腔谐振器,利用安捷伦科技公司制造的网络分析仪进行测定。利用与网络分析仪连接的个人计算机上的关东电子应用开发公司制造的分析软件“CPMA”对测定结果进行分析,由此求出20℃、6GHz下的介质损耗角正切(tanδ)。
[表4]
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Claims (6)
1.一种共聚物,其含有四氟乙烯单元和全氟(丙基乙烯基醚)单元,
全氟(丙基乙烯基醚)单元的含量相对于全部单体单元为2.7质量%~4.9质量%,
372℃的熔体流动速率为0.7g/10分钟~1.4g/10分钟,
官能团数相对于每106个主链碳原子数为20个以下。
2.如权利要求1所述的共聚物,其中,372℃的熔体流动速率为0.7g/10分钟~1.3g/10分钟。
3.一种挤出成型体,其含有权利要求1或2所述的共聚物。
4.一种传递成型体,其含有权利要求1或2所述的共聚物。
5.一种被覆电线,其具备含有权利要求1或2所述的共聚物的被覆层。
6.一种成型体,其为含有权利要求1或2所述的共聚物的成型体,所述成型体为片或管。
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