JP2000344825A - Production of fluorocarbon polymer particle - Google Patents

Production of fluorocarbon polymer particle

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JP2000344825A
JP2000344825A JP11157768A JP15776899A JP2000344825A JP 2000344825 A JP2000344825 A JP 2000344825A JP 11157768 A JP11157768 A JP 11157768A JP 15776899 A JP15776899 A JP 15776899A JP 2000344825 A JP2000344825 A JP 2000344825A
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extraction solvent
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貢 斉藤
Takashi Saegi
孝志 三枝木
Tetsuji Shimodaira
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain uniform polymer particles easily in good yields by bringing an emulsion-polymerized polymer latex into contact with an extracting solvent comprising a fluoro solvent having a specified boiling point to separate an unreacted monomer from the latex, and decreasing the extracting solvent to a specified amount or lower to coagulate the latex into polymer particles. SOLUTION: A polymer latex obtained by emulsion-polymerizing a fluorocarbon monomer is brought into contact with an extracting solvent comprising a fluoro solvent having a boiling point of 10-250 deg.C to separate an unreacted monomer from the latex, and the solvent in the latex is decreased to 10% or below to coagulate the latex into polymer particles.

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】本発明はフルオロカーボンモ
ノマーを乳化重合して得られるラテックスからフルオロ
カーボンポリマー粒子を製造する方法に関するものであ
る。
The present invention relates to a method for producing fluorocarbon polymer particles from a latex obtained by emulsion polymerization of a fluorocarbon monomer.

【0002】[0002]

【従来の技術】フルオロカーボンポリマーは乳化重合、
懸濁重合、溶液重合又は塊状重合などの方法で製造され
ているが、乳化重合は重合槽の容積効率が高く、重合中
の除熱や撹拌時のトルクが低いなどの利点がある。乳化
重合においては、常温で液体の未反応フルオロカーボン
モノマーは生成したラテックス中に含まれており、これ
を分離、回収することが好ましい。特に官能基を有する
フルオロカーボンモノマーなどはポリマー粒子を得るた
めのラテックス凝集時に変性してフルオロカーボンポリ
マーの回収率が低下する可能性があるので、未重合のフ
ルオロカーボンモノマーは、凝集に先立ち分離、回収す
ることが好ましい。
2. Description of the Related Art Fluorocarbon polymers are emulsion-polymerized,
It is produced by a method such as suspension polymerization, solution polymerization or bulk polymerization. Emulsion polymerization has advantages such as high volumetric efficiency of a polymerization tank, low heat removal during polymerization and low torque during stirring. In the emulsion polymerization, the unreacted fluorocarbon monomer which is liquid at room temperature is contained in the produced latex, and it is preferable to separate and recover the latex. In particular, unpolymerized fluorocarbon monomers should be separated and recovered prior to aggregation, since fluorocarbon monomers having functional groups may be modified during latex aggregation to obtain polymer particles and the recovery rate of the fluorocarbon polymer may decrease. Is preferred.

【0003】従来、未反応フルオロカーボンモノマーの
乳化重合ラテックスからの分離には、抽出溶媒による抽
出法が行われる。該抽出溶媒としては、CF2ClCF2
CFHCl、CF3CF2CHCl2、ハイドロフルオロ
カーボン及びフルオロカーボンからなる群から選ばれる
少なくとも1種類のフッ素系溶剤が用いられている(特
開平7−118332号公報)、未反応のフルオロカー
ボンモノマーが分離されたラテックスは次いで酸を添加
することにより、ポリマーを凝集させて粒子を得ること
になるが、従来、多くの場合、この凝集時にポリマーは
均一な粒子になりにくく、また、ポリマー粒子を濾過洗
浄する際にはポリマー粒子が濾布面を閉塞して濾過が困
難になる場合があった。
Conventionally, an unreacted fluorocarbon monomer is separated from an emulsion polymerization latex by an extraction method using an extraction solvent. As the extraction solvent, CF 2 ClCF 2
At least one fluorine-based solvent selected from the group consisting of CFHCl, CF 3 CF 2 CHCl 2 , hydrofluorocarbon and fluorocarbon is used (JP-A-7-118332), and unreacted fluorocarbon monomer is separated. The latex is then added with an acid to agglomerate the polymer to obtain particles.However, conventionally, in many cases, the polymer hardly becomes uniform particles at the time of this aggregation, and when the polymer particles are washed by filtration. In some cases, the polymer particles sometimes clog the filter cloth surface, making filtration difficult.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
の問題点を解決しようとするものである。即ち、本発明
は、フルオロカーボンモノマーを乳化重合して得られる
ラッテクスからフルオロカーボンポリマーを凝集させて
フルオロカーボンポリマーの均一な粒子を好収率で容易
に製造するとともに、該フルオロカーボンポリマー粒子
を濾過洗浄する際に、ポリマーが濾布面を閉塞させるこ
となくフルオロカーボンポリマーの粒子を効率良く、容
易に製造する方法を提供する。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. That is, the present invention is to easily produce uniform particles of the fluorocarbon polymer in good yield by aggregating the fluorocarbon polymer from latex obtained by emulsion polymerization of the fluorocarbon monomer, and when filtering and washing the fluorocarbon polymer particles, The present invention provides a method for efficiently and easily producing fluorocarbon polymer particles without causing the polymer to block the filter cloth surface.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者の研究による
と、上記フルオロカーボンポリマーのラテックスから凝
集によりフルオロカーボンポリマーの粒子を得る際に、
均一な粒子になり難く、また凝集粒子の洗浄濾過の際に
濾布面が閉塞されるなどの主な原因は使用された抽出溶
媒の種類とともに、この抽出溶媒のラテックス中に残存
する量にあることが見い出された。本発明によれば、ラ
テックス中の未反応モノマーを分離する際の抽出溶媒と
して、沸点が10〜250℃を有するフッ素系溶剤を使
用し、かつ未反応モノマーを分離後にラテックス中に含
まれる抽出溶媒を10重量%以下、好ましくは、5重量
%以下、特には3重量%以下にすることにより上記問題
が解消されることが見い出された。かくして本発明は、
フルオロカーボンモノマーを乳化重合して得られるフル
オロカーボンポリマーのラテックスを、沸点が10〜2
50℃を有するフッ素系溶剤からなる抽出溶媒と接触せ
しめて未反応フルオロカーボンモノマーを分離した後、
ラテックス中に含有される上記抽出溶媒を分離、除去す
ることにより、ラテックス中の抽出溶媒を10重量%以
下に低減し、次いで、フルオロカーボンポリマー粒子を
凝集させることを特徴とする、フルオロカーボンポリマ
ー粒子の製造方法にある。
According to the study of the present inventor, when the fluorocarbon polymer particles are obtained from the latex of the fluorocarbon polymer by coagulation,
The main cause, such as difficulty in forming uniform particles and clogging of the filter cloth surface during washing and filtration of aggregated particles, is the amount of the extraction solvent remaining in the latex together with the type of extraction solvent used. That was found. According to the present invention, as the extraction solvent when separating the unreacted monomer in the latex, a fluorinated solvent having a boiling point of 10 to 250 ° C is used, and the extraction solvent contained in the latex after separating the unreacted monomer. It has been found that the above-mentioned problem can be solved by controlling the content of the polymer to 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, particularly 3% by weight or less. Thus, the present invention
A latex of a fluorocarbon polymer obtained by emulsion polymerization of a fluorocarbon monomer is used.
After separating the unreacted fluorocarbon monomer by contacting with an extraction solvent consisting of a fluorinated solvent having a temperature of 50 ° C.,
Producing the fluorocarbon polymer particles, wherein the extraction solvent contained in the latex is separated and removed, whereby the extraction solvent in the latex is reduced to 10% by weight or less, and then the fluorocarbon polymer particles are aggregated. In the way.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明では、好ましくは常温で液
体であるフルオロカーボンモノマーを乳化重合して得ら
れるラテックスから、未反応の前記液状のフルオロカー
ボンモノマーを抽出分離するのに使用される溶媒は、沸
点が10〜250℃であり、好ましくは50〜180℃
を有するフッ素系溶剤が好ましい。なかでもフルオロカ
ーボンモノマーを抽出後の蒸留分離の容易さなどにより
該モノマーとの沸点差が20℃以上であるものが好まし
い。本発明で使用されるフッ素系溶剤の好ましい例は、
ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカ
ーボン(HFC)若しくはフルオロカーボン(FC)で
ある。ハイドロクロロフルオロカーボンの具体例は、C
2ClCF2CFHCl又は、CF3CF2CHCl2
ある。ハイドロフルオロカーボンは、好ましくは、炭素
数4〜12個の直鎖状、分岐状又は環状を有し、その具
体例は、C4925(CF32CFCFHCFHCF
3、C6171、C61325又はC81725があ
り、フルオロカーボンの具体例としては、C614、C8
18、C493N、
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, a solvent used for extracting and separating the unreacted liquid fluorocarbon monomer from a latex obtained by emulsion polymerization of a fluorocarbon monomer, which is preferably liquid at normal temperature, comprises: Boiling point is 10 to 250 ° C, preferably 50 to 180 ° C
Is preferred. Among them, those having a boiling point difference of 20 ° C. or more from the fluorocarbon monomer are preferred because of the ease of separation by distillation after extraction of the fluorocarbon monomer. Preferred examples of the fluorinated solvent used in the present invention,
Hydrochlorofluorocarbon, hydrofluorocarbon (HFC) or fluorocarbon (FC). Specific examples of hydrochlorofluorocarbons include C
F 2 ClCF 2 CFHCl or CF 3 CF 2 CHCl 2 . The hydrofluorocarbon preferably has a linear, branched or cyclic shape having 4 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include C 4 F 9 C 2 H 5 (CF 3 ) 2 CFCFHCFHCF.
3 , C 6 F 17 H 1 , C 6 F 13 C 2 H 5 or C 8 F 17 C 2 H 5. Specific examples of the fluorocarbon include C 6 F 14 and C 8
F 18, C 4 F 9) 3 N,

【化1】 がある。これらのフッ素系溶剤は単独又は混合して抽出
溶媒として使用される。本発明におけるラテックスから
未反応フルオロカーボンモノマーの抽出処理は、ラテッ
クスに対してフッ素系溶剤を混合して撹拌または振とう
した後静置させることにより行う。ラテックスとフッ素
系溶剤との混合比(重量)は、好ましくは、20/1〜1
/10、特には10/1〜1/2が使用される。2層分
離後、下層の未反応モノマーを含む抽出溶媒を抜き出
し、新たに抽出溶媒を加えて上記操作を繰り返すことに
より、未反応モノマーを定量的に分離・回収できる。
Embedded image There is. These fluorinated solvents are used alone or as a mixture as an extraction solvent. The extraction treatment of the unreacted fluorocarbon monomer from the latex in the present invention is performed by mixing a latex with a fluorine-based solvent, stirring or shaking the mixture, and then allowing the mixture to stand. The mixing ratio (weight) of the latex and the fluorinated solvent is preferably 20/1 to 1
/ 10, especially 10/1 to 1/2 are used. After the two-layer separation, the extraction solvent containing the unreacted monomer in the lower layer is extracted, the extraction solvent is newly added, and the above operation is repeated, whereby the unreacted monomer can be quantitatively separated and recovered.

【0007】本発明では、ラテックスから未反応のフル
オロカーボンモノマーを抽出分離した後、抽出分離に使
用したフッ素系溶剤がラテックスから10重量%以下
(フッ素系溶剤を含まない外掛け数値)、好ましくは5
重量%以下、特には3重量%以下になるように分離除去
される。かかる分離除去は、好ましくはラテックスの加
熱又はラテックスに対する不活性ガスの通気若しくはバ
ブリングの単独又は併用によりフッ素系溶剤を気化させ
ることにより実施される。ラテックスの加熱による場
合、好ましくは、5〜250℃、特には45〜180℃
の温度で実施され、なかでも、ラテックスの加熱温度
は、フッ素系溶剤の沸点から低い温度が好ましい。加熱
により気化した抽出溶媒はコンデンサーなどを用いて回
収される。この場合、フッ素系溶剤がさらに気化しやす
いように、不活性ガスを気相部から通気、又は液相部か
らのバブリングすることを併用することが好ましい。気
化したフッ素系溶剤の分離・除去率を更に上げるため
に、加熱によって溶剤の除去が平衡に到達した後、不活
性ガスを流すことが好ましい。不活性ガスは、気化した
溶剤の除去率向上のためには低流速が好ましいが、操作
時間は長くなる。流速を上げれば除去率は低下するが、
短時間でラテックス中の抽出溶媒の含有率を低減するこ
とが可能である。フッ素系溶剤を分離・除去する場合、
撹拌を併用することもできる。撹拌回転数が抽出溶媒含
有率の低減時間に影響し、撹拌回転数が高い場合の方が
短時間で、ラテックス中の抽出溶媒を低減することが可
能である。更に、上記フッ素系溶剤の分離除去は、好ま
しくは絶対圧で680mmHg以上の減圧下で行う場
合、より効果的である。
In the present invention, after the unreacted fluorocarbon monomer is extracted and separated from the latex, the fluorine-based solvent used for the extraction and separation is not more than 10% by weight (external value not including the fluorine-based solvent), preferably 5%.
It is separated and removed so as to be at most 3% by weight, especially at most 3% by weight. Such separation and removal is preferably carried out by vaporizing the fluorinated solvent by heating the latex or by passing or bubbling an inert gas to the latex alone or in combination. When heating the latex, preferably 5 to 250 ° C, particularly 45 to 180 ° C
The heating temperature of the latex is preferably lower than the boiling point of the fluorine-based solvent. The extraction solvent vaporized by heating is recovered using a condenser or the like. In this case, it is preferable to use a combination of aerating the inert gas from the gas phase or bubbling from the liquid phase so that the fluorine-based solvent is more easily vaporized. In order to further increase the separation / removal rate of the vaporized fluorine-based solvent, it is preferable to flow an inert gas after the removal of the solvent reaches equilibrium by heating. The inert gas preferably has a low flow rate for improving the removal rate of the vaporized solvent, but the operation time is long. Increasing the flow rate decreases the removal rate,
It is possible to reduce the content of the extraction solvent in the latex in a short time. When separating and removing fluorine-based solvents,
Stirring can also be used in combination. The stirring rotation speed affects the reduction time of the extraction solvent content, and the extraction solvent in the latex can be reduced in a shorter time when the stirring rotation speed is higher. Further, the separation and removal of the fluorine-based solvent is more effective when performed under a reduced pressure of preferably 680 mmHg or more in absolute pressure.

【0008】本発明により製造されるフルオロカーボン
ポリマー粒子を形成するフルオロカーボンモノマーとし
ては、好ましくは常温で液状のものが好ましく使用さ
れ、種々のものが例示され得るが、カルボン酸基、スル
ホン酸基、リン酸基の如き酸基又は該酸基に転換できる
官能基をペンダント側鎖に有するフルオロビニル化合
物、特にパーフルオロビニル化合物が好適である。そし
て、本発明で乳化重合により得られるフロオロカーボン
ポリマーとは、かかるフロビニル化合物の単独重合体ま
たは、共重合体を意味し、なかでもフルオロビニル化合
物とフッ素化オレフィン化合物との共重合体が好ましい
対象物である。
As the fluorocarbon monomer forming the fluorocarbon polymer particles produced by the present invention, those which are liquid at room temperature are preferably used, and various ones can be exemplified. Examples thereof include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphorus compound. A fluorovinyl compound having an acid group such as an acid group or a functional group convertible to the acid group on the pendant side chain, particularly a perfluorovinyl compound, is preferred. The fluorocarbon polymer obtained by emulsion polymerization in the present invention means a homopolymer or a copolymer of such a fluorovinyl compound, and among them, a copolymer of a fluorovinyl compound and a fluorinated olefin compound is preferable. It is an object.

【0009】本発明において、上記したフルオロビニル
化合物としては、カルボン酸基もしくはカルボン酸基に
変換し得るカルボン酸型官能基あるいは、スルホン酸基
もしくはスルホン酸基に変換し得るスルホン酸型官能基
を有するフルオロビニル化合物が例示され得る。
In the present invention, the fluorovinyl compound includes a carboxylic acid group or a carboxylic acid type functional group which can be converted to a carboxylic acid group, or a sulfonic acid group or a sulfonic acid type functional group which can be converted to a sulfonic acid group. Can be exemplified.

【0010】カルボン酸型官能基を有するフルオロビニ
ル化合物の好適なものとして、一般式CF2=CF(O
CF2CFCF3aO(CF2bCOOCH3(但し、式
中のaは0〜3、bは1〜5である)が例示される。ス
ルホン酸型官能基を有するフルオロビニル化合物は、一
般式CF2=CF(OCF2CFCF3cO(CF2d
2F(但し、式中のcは0〜3、dは1〜5である)
が例示される。
As a preferred fluorovinyl compound having a carboxylic acid type functional group, a general formula CF 2 CFCF (O
CF 2 CFCF 3) a O ( CF 2) b COOCH 3 ( where, a in the formula is 0 to 3, b is 1 to 5) are exemplified. A fluorovinyl compound having a sulfonic acid type functional group has a general formula CF 2 = CF (OCF 2 CFCF 3 ) c O (CF 2 ) d S
O 2 F (where c is 0 to 3 and d is 1 to 5)
Is exemplified.

【0011】次に、上記フルオロビニル化合物と共重合
されるフッ素化オレフィン化合物としては、四フッ化エ
チレン、三フッ化塩化エチレン、六フッ化プロピレン、
三フッ化エチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニルな
どが例示される。好適には一般式CF2=CZY(ここ
で、Z、Yはフッ素原子、塩素原子、水素原子、または
−CF3である)で表されるフッ素化オレフィン化合物
である。なかでもパーフルオロオレフィンが好ましく、
特に四フッ化エチレンが好適である。
Next, as the fluorinated olefin compound copolymerized with the fluorovinyl compound, ethylene tetrafluoride, ethylene trifluoride chloride, propylene hexafluoride,
Examples include ethylene trifluoride, vinylidene fluoride, and vinyl fluoride. Preferably, it is a fluorinated olefin compound represented by the general formula CF 2 CCZY (where Z and Y are a fluorine atom, a chlorine atom, a hydrogen atom, or —CF 3 ). Among them, perfluoroolefin is preferable,
Particularly, ethylene tetrafluoride is preferred.

【0012】本発明においては、前記フルオロビニル化
合物およびフッ素化オレフフィン化合物の各モノマー
を、それぞれ2種類以上使用することもできる。またこ
れらのモノマーの他に、他の成分モノマー、例えばCH
2=CR45(ここで、R4、R5は水素原子、炭素数1
〜8のアルキル基または芳香核を示す)で表されるオレ
フィン化合物、CF2=CFORf(Rfは炭素数1〜
10のパーフルオロアルキル基を示す)の如きフルオロ
ビニルエーテル、CF2=CF−CF=CF2、CF2
CFO(CF2eOCF=CF2(eは1〜4)の如き
ジビニルモノマーなどの1種または2種以上を併用する
こともできる。上記オレフィン化合物の好ましい代表例
としては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、イソブ
チレン、スチレン、α−メチルスチレン、ペンテン−
1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、3−メチル−ブテン
−1、4−メチル−ペンテン−1などが挙げられる。な
かでも製造上および生成共重合体の性能などから、エチ
レン、プロピレン、イソブチレンなどの使用が好まし
い。また、例えばジビニルモノマーの併用によって得ら
れる共重合体を架橋し、フルオロカーボンポリマー粒子
からフィルム、膜の如き成形物にした場合の機械強度を
改善せしめることが可能である。
In the present invention, two or more kinds of each of the above-mentioned monomers of the fluorovinyl compound and the fluorinated olefin compound may be used. In addition to these monomers, other component monomers such as CH
2 = CR 4 R 5 (where R 4 and R 5 are a hydrogen atom and carbon number 1)
An olefin compound represented by an alkyl group or an aromatic nucleus of 8 to 8, CF 2 CFCFORf (Rf has 1 to 1 carbon atoms)
10 perfluoro such fluorovinyl ethers of alkyl groups shows a) a, CF 2 = CF-CF = CF 2, CF 2 =
One or more kinds of divinyl monomers such as CFO (CF 2 ) e OCF = CF 2 (e is 1 to 4) may be used in combination. Preferred representative examples of the olefin compound include ethylene, propylene, butene-1, isobutylene, styrene, α-methylstyrene, pentene-
1, hexene-1, heptene-1, 3-methyl-butene-1, 4-methyl-pentene-1 and the like. Among them, use of ethylene, propylene, isobutylene or the like is preferred in view of production and performance of the produced copolymer. Further, for example, it is possible to crosslink a copolymer obtained by using a divinyl monomer in combination, and to improve the mechanical strength when a molded product such as a film or a film is formed from fluorocarbon polymer particles.

【0013】本発明におけるフルオロカーボンポリマー
を形成する前記のフルオロビニル化合物、フッ素化オレ
フィン化合物、さらには他の成分モノマーの組成の割合
は、ポリマーの性能に関係し、目的に応じて好適に選択
される。
The composition ratio of the fluorovinyl compound, the fluorinated olefin compound and the other component monomers forming the fluorocarbon polymer in the present invention is suitably selected according to the purpose, in relation to the performance of the polymer. .

【0014】上記フルオロビニル化合物の量は、共重合
体中の全繰り返し単位に対して上記フルオロビニル化合
物由来の繰り返し単位が、1〜50モル%、好ましくは
3〜35モル%が好適である。該フルオロビニル化合物
の存在量が多すぎると、イオン交換膜などの成形物とし
た場合のイオン交換容量は増大するが、機械的強度を損
ない、さらには含水率の増大によるイオン交換性の低下
をきたす。一方、あまり少ない存在量ではイオン交換機
能を示さないので好ましくない。
The amount of the fluorovinyl compound is preferably 1 to 50 mol%, and more preferably 3 to 35 mol%, of the repeating unit derived from the fluorovinyl compound, based on all repeating units in the copolymer. If the amount of the fluorovinyl compound is too large, the ion exchange capacity in the case of a molded article such as an ion exchange membrane increases, but the mechanical strength is impaired, and further, the ion exchange capacity decreases due to an increase in water content. Come. On the other hand, if the amount is too small, the ion exchange function is not exhibited, which is not preferable.

【0015】一方、本発明のフルオロカーボンポリマー
におけるフッ素化オレフィン化合物や他の成分モノマー
の存在量は、電気的、機械的および耐塩素性などに大き
く関係するのでこれらは目的に応じて好適に選ばれる。
例えば、フッ素化オレフィン化合物と、他の成分モノマ
ーとしてオレフィン化合物を使用する場合には、他の成
分モノマー/フッ素化オレフィン化合物のモル比が、好
ましくは5/95〜70/30、特には10/90〜6
0/40にするのが好適である。また、他の成分モノマ
ーとして、フルオロビニルエーテルやジビニルエーテル
などを併用する場合には、共重合体の全繰り返し単位に
対して、これらのモノマー由来の繰り返し単位を30モ
ル%以下、好ましくは2〜20モル%程度の割合とする
のが好適である。
On the other hand, the abundances of the fluorinated olefin compound and other component monomers in the fluorocarbon polymer of the present invention greatly depend on electrical, mechanical, chlorine resistance and the like, and these are suitably selected according to the purpose. .
For example, when an olefin compound is used as the fluorinated olefin compound and the other component monomer, the molar ratio of the other component monomer / the fluorinated olefin compound is preferably 5/95 to 70/30, particularly preferably 10/95. 90-6
Preferably, it is 0/40. When fluorovinyl ether, divinyl ether, or the like is used as the other component monomer, the repeating units derived from these monomers are contained in an amount of 30 mol% or less, preferably 2 to 20%, based on all the repeating units of the copolymer. It is preferable to set the ratio to about mol%.

【0016】本発明で製造されるフルオロカーボンポリ
マー粒子は、特にこれを用いてイオン交換膜とした場
合、そのイオン交換容量は0.5〜2.2ミリ当量/グ
ラム乾燥樹脂という広い範囲を有することができる。こ
こで特徴的なことは、イオン交換容量を大きくしても、
ポリマーの分子量を高くでき、従ってポリマーの機械的
性質や耐久性は低下することがない。イオン交換容量
は、上記の範囲でも、好ましくは0.8ミリ当量/グラ
ム乾燥樹脂以上、特に1.0ミリ当量/グラム乾燥樹脂
以上の場合が、イオン交換膜としての機械的性質および
電気化学的性能上好ましい。また、本発明で得られるフ
ルオロカーボンポリマーの分子量は、例えば、イオン交
換膜として使用した場合、その機械的性能および製膜性
と関係するが、TQの値で表示をすると、150℃以
上、好ましくは170〜340℃、特に180〜300
℃を有することができる。
The fluorocarbon polymer particles produced by the present invention, particularly when used as an ion exchange membrane, have a wide range of ion exchange capacity of 0.5 to 2.2 meq / g dry resin. Can be. What is characteristic here is that even if the ion exchange capacity is increased,
The molecular weight of the polymer can be increased, so that the mechanical properties and durability of the polymer do not decrease. Even when the ion exchange capacity is within the above range, preferably 0.8 meq / g dry resin or more, particularly 1.0 meq / g dry resin or more, the mechanical properties and electrochemical properties of the ion exchange membrane can be improved. Preferred for performance. Further, the molecular weight of the fluorocarbon polymer obtained in the present invention, for example, when used as an ion-exchange membrane, is related to its mechanical performance and membrane-forming properties. 170-340 ° C, especially 180-300
° C.

【0017】本発明においてTQなる用語は、ポリマー
の分子量に関係し、容量流速100mm3/秒を示す温
度と定義される。ここで容量流速は、共重合体を30k
g/cm2加圧下、径1mm、長さ2mmの所定温度に
保持したオリフィスから溶融流出せしめ、流出するポリ
マーの流量をmm3/秒の単位で示したものである。
In the present invention, the term TQ relates to the molecular weight of the polymer and is defined as the temperature at which the volume flow rate is 100 mm 3 / sec. Here, the volume flow rate is 30 k for the copolymer.
The polymer is melted and discharged from an orifice maintained at a predetermined temperature of 1 mm in diameter and 2 mm in length under a pressure of g / cm 2 , and the flow rate of the polymer flowing out is indicated in units of mm 3 / sec.

【0018】また、イオン交換容量については次の通り
である。すなわち、特定のポリマーで製造したH型の陽
イオン交換膜を、1NのHCl中で60℃、5時間放置
し、完全にH型に転換し、HClが残存しないように水
で充分洗浄する。その後、このH型の膜0.5gを、
0.1NのNaOH水溶液25cm3中に、室温で2日
間放置する。次いで膜を取り出して、溶液中のNaOH
の量を0.1NのHClで逆滴定することにより求め
る。
The ion exchange capacity is as follows. That is, the H-type cation exchange membrane made of a specific polymer is allowed to stand in 1N HCl at 60 ° C. for 5 hours to be completely converted to the H-type, and sufficiently washed with water so that HCl does not remain. Then, 0.5 g of this H-type film was
Leave for 2 days at room temperature in 25 cm 3 of a 0.1 N aqueous NaOH solution. The membrane was then removed and the NaOH in solution
Is determined by back titration with 0.1N HCl.

【0019】本発明においては、フルオロカーボンモノ
マーの乳化重合、例えばフルオロビニル化合物とフッ素
化オレフィン化合物との共重合反応を、水性媒体中で実
施するのが好ましい。通常は、水性媒体の使用量を、フ
ルオロビニル化合物1重量部に対して20重量部以下に
し、好ましくは10重量部以下に制御して実施するのが
良い。水性媒体の使用量が多すぎる場合には、共重合反
応速度が著しく低下し、高い共重合体収量を得るために
長時間を要することになる。また、水性媒体が多すぎる
と、ポリマーをイオン交換膜に使用するときなど高イオ
ン交換容量にした場合に高い分子量を達成するのが難し
くなる。さらに水性媒体の多量使用には、次の如き難点
が認められる。例えば、反応装置の大型化あるいはポリ
マーの分離回収など作業操作面の不利が挙げられる。
In the present invention, the emulsion polymerization of a fluorocarbon monomer, for example, the copolymerization reaction of a fluorovinyl compound and a fluorinated olefin compound, is preferably carried out in an aqueous medium. Usually, the amount of the aqueous medium used is controlled to 20 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less, based on 1 part by weight of the fluorovinyl compound. If the amount of the aqueous medium used is too large, the copolymerization reaction rate is significantly reduced, and it takes a long time to obtain a high copolymer yield. On the other hand, if the amount of the aqueous medium is too large, it becomes difficult to achieve a high molecular weight when a high ion exchange capacity is used, such as when the polymer is used for an ion exchange membrane. Further, the following difficulties are recognized when using a large amount of an aqueous medium. For example, there are disadvantages in work operation such as an increase in the size of a reaction apparatus or separation and recovery of a polymer.

【0020】次いで本発明の乳化重合、例えば共重合に
おいては、1kg/cm2(ゲージ圧、以下同じ)以上
の重合反応圧力を採用することが好適である。重合反応
圧力が低すぎる場合には、共重合反応速度を実用上満足
し得る高さに維持することができず、高分子量のポリマ
ーの形成に難点が認められる。また、重合反応圧力が低
すぎると、生成ポリマーのイオン交換容量が極端に高く
なり、含水量増大などによる機械的強度、イオン交換性
能の低下傾向が増大することになる。なお、重合反応圧
力は、工業的実施における反応装置上または作業操作上
などを考慮して、50kg/cm2以下から選定される
のが好ましい。かかる範囲よりも高い重合反応圧力の採
用は可能であるが、本発明においては、重合反応圧力を
1〜50kg/cm2好ましくは3〜30kg/cm2
範囲から選定するのが最適である。
Next, in the emulsion polymerization, for example, copolymerization of the present invention, it is preferable to employ a polymerization reaction pressure of 1 kg / cm 2 (gauge pressure, hereinafter the same). If the polymerization reaction pressure is too low, the copolymerization reaction rate cannot be maintained at a practically satisfactory height, and there is difficulty in forming a high molecular weight polymer. On the other hand, if the polymerization reaction pressure is too low, the ion exchange capacity of the produced polymer becomes extremely high, and the mechanical strength and ion exchange performance tend to decrease due to an increase in water content. Incidentally, the polymerization reaction pressure is preferably selected from 50 kg / cm 2 or less in consideration of the reaction apparatus or the operation in industrial practice. Although it is possible to employ a polymerization reaction pressure higher than this range, in the present invention, it is optimal to select the polymerization reaction pressure from a range of 1 to 50 kg / cm 2, preferably 3 to 30 kg / cm 2 .

【0021】本発明の重合反応に際しては、前記反応条
件の他の条件や操作は、特に限定されることなく広い範
囲にわたって採用され得る。例えば、反応温度は、重合
開始源の種類や反応モル比などにより最適値が選定され
得るが、通常は余り高温度や低温度は工業的実施に対し
て不利となるので、10〜90℃、好ましくは20〜8
0℃程度から選定される。
In the polymerization reaction of the present invention, other conditions and operations other than the above reaction conditions can be employed over a wide range without any particular limitation. For example, the reaction temperature, the optimal value can be selected depending on the type of polymerization initiation source, the reaction molar ratio, etc., but usually too high or low temperature is disadvantageous for industrial practice, so 10 to 90 ° C. Preferably 20-8
It is selected from about 0 ° C.

【0022】本発明において重合開始剤としては、前記
の好適な反応温度において高い活性を示すのものを選定
することが望ましい。例えば、室温以下でも高活性の電
離性放射線を採用することもできるが、通常はアゾ化合
物やパーオキシ化合物を採用する方法が工業的実施に対
して有利である。本発明では好適に採用される重合開始
剤源は、前記共重合反応圧力下に10〜90℃程度で高
活性を示すジコハク酸パーオキサイド、ベンゾイルパー
オキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジペンタフル
オロプロピオニルパーオキサイドなどのジアシルパーオ
キサイド、2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)
塩酸塩、4,4−アゾビス(4−シアノワレリアン
酸)、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、
t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパー
オキシピバレートなどのパーオキシエステル類、ジイソ
プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘ
キシルパーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカ
ーボネート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキ
サイドなどのハイドロパーオキサイド類、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウムなどの無機過酸化物およびそれ
らのレドックス系などである。
In the present invention, it is desirable to select a polymerization initiator having high activity at the above-mentioned suitable reaction temperature. For example, ionizing radiation having high activity can be employed even at room temperature or lower, but a method employing an azo compound or a peroxy compound is generally advantageous for industrial implementation. The polymerization initiator source suitably employed in the present invention is disuccinic peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, dipentafluoropropionyl peroxide, which exhibits high activity at about 10 to 90 ° C. under the copolymerization reaction pressure. Diacyl peroxide such as 2,2-azobis (2-amidinopropane)
Azo compounds such as hydrochloride, 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid) and azobisisobutyronitrile;
Peroxyesters such as t-butylperoxyisobutyrate and t-butylperoxypivalate; peroxydicarbonates such as diisopropylperoxydicarbonate and di-2-ethylhexylperoxydicarbonate; and diisopropylbenzene hydroperoxide And inorganic peroxides such as potassium persulfate and ammonium persulfate, and redox compounds thereof.

【0023】本発明において重合開始剤濃度は、モノマ
ーの全体量に対して0.0001〜3重量%、好ましく
は0.001〜2重量%程度である。開始剤濃度を下げ
ることによって、生成ポリマーの分子量を高めることが
可能になり、イオン交換膜にした場合、高イオン交換容
量を保持することが困難である。開始剤濃度をあまり高
くすると、分子量の低下傾向が増し、高イオン交換容量
で高分子量のポリマーの生成に対して不利となる。その
他通常の水性媒体重合において用いられる界面活性剤、
分散剤、緩衝剤、分子量調整剤などを添加することもで
きる。
In the present invention, the concentration of the polymerization initiator is 0.0001 to 3% by weight, preferably about 0.001 to 2% by weight, based on the total amount of the monomers. By lowering the concentration of the initiator, it is possible to increase the molecular weight of the produced polymer, and it is difficult to maintain a high ion exchange capacity when the ion exchange membrane is used. If the concentration of the initiator is too high, the molecular weight tends to decrease, which is disadvantageous for producing a polymer having a high ion exchange capacity and a high molecular weight. Other surfactants used in ordinary aqueous medium polymerization,
Dispersants, buffers, molecular weight regulators and the like can also be added.

【0024】本発明においては、乳化重合後のラテック
ス中の生成ポリマー濃度を40重量%以下、好ましくは
30重量%以下に制御して実施するのが好適である。あ
まり高濃度にすると、撹拌負荷増大、除熱困難、フッ素
化オレフィンモノマーの拡散不充分などの難点が認めら
れる。
In the present invention, it is preferable to control the concentration of the produced polymer in the latex after the emulsion polymerization to 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less. If the concentration is too high, problems such as increased stirring load, difficulty in heat removal, and insufficient diffusion of the fluorinated olefin monomer are observed.

【0025】以上の如くして水性媒体中での乳化重合に
より得られるラテックスは、前記の如くフッ素系溶剤を
加えて未重合のフルオロカーボンモノマーを抽出分離す
る。その後、ラテックス中に含まれるフッ素系溶剤を分
離除去する。なお四フッ化エチレンの如きガス状モノマ
ーの未反応物は、パージ法などにより容易に分離、回収
され得る。フッ素系溶剤が除去されたラテックスは次い
でこれに塩酸あるいは硫酸などの酸を添加してポリマー
を凝集させ、好ましくは500〜3000μmの粒子を
製造する。なお、ポリマーの凝集には酸の代りに、その
他塩析、あるいは凍結凝集、機械的凝集などの公知の凝
集手段が採用され得る。
As described above, the latex obtained by emulsion polymerization in an aqueous medium is subjected to extraction and separation of an unpolymerized fluorocarbon monomer by adding a fluorinated solvent as described above. Thereafter, the fluorine-based solvent contained in the latex is separated and removed. An unreacted gaseous monomer such as ethylene tetrafluoride can be easily separated and recovered by a purge method or the like. The latex from which the fluorinated solvent has been removed is then added with an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid to coagulate the polymer, preferably to produce particles of 500 to 3000 μm. For coagulation of the polymer, known coagulation means such as salting out, freeze coagulation, mechanical coagulation and the like may be employed instead of acid.

【0026】凝集したポリマー粒子を充分水洗し、次い
でメタノール、アセトンなどの水溶性有機溶剤を用いて
水を置換する。かかるポリマー粒子の洗浄には、濾過手
段を使用し、適宜の濾紙上で行われるが、本発明の場合
ポリマー粒子は、水洗の際も膨潤し、濾布面を閉塞する
ことなく円滑に実施できる。次いで、得られたポリマー
は、必要に応じて、酸型官能基をエステル型にするため
次の処理を行う。ポリマーを風乾した後、ポリマー10
0重量部に対して100cm3好ましくは400〜60
0cm3以上のメタノールを加え、さらに好ましくはこ
れに硫酸を添加し撹拌しつつ20℃以上で1〜50時間
処理する。次いでポリマーとメタノールを分離し、硫酸
を添加した場合はこれを除くためにメタノール洗浄を行
った後、減圧下に40〜80℃で乾燥させてポリマー粒
子を得る。
The aggregated polymer particles are sufficiently washed with water, and then water is replaced with a water-soluble organic solvent such as methanol or acetone. The washing of such polymer particles is carried out on a suitable filter paper using a filtration means, but in the case of the present invention, the polymer particles swell even during washing with water and can be carried out smoothly without blocking the filter cloth surface. . Next, the obtained polymer is subjected to the following treatment, if necessary, to convert the acid type functional group into an ester type. After air drying the polymer, the polymer 10
0 100 cm 3 preferably against parts 400-60
0 cm 3 or more of methanol is added, more preferably sulfuric acid is added thereto, and the mixture is treated at 20 ° C. or more for 1 to 50 hours with stirring. Next, the polymer and methanol are separated, and if sulfuric acid is added, the polymer is washed with methanol to remove the sulfuric acid, and then dried at 40 to 80 ° C. under reduced pressure to obtain polymer particles.

【0027】本発明によれば、高イオン交換容量及び高
分子量を有し、かつ加熱溶融による成形性に優れたイオ
ン交換基を有するフルオロカーボンポリマーの粒子が有
利に得られる。例えば、従来の水性媒体中での共重合上
がりのフルオロカーボンポリマーは、−COOR1含有
のフルオロカーボンポリマーを使用した場合でも、TQ
が300℃を超えるが、本発明による場合、TQが22
0℃程度を有するポリマー粒子を得ることが可能であ
る。上記TQが300℃以上のフッ素化重合体では、加
熱溶融による成形が著しく困難であり、フィルム、シー
ト状などに成形できないが、本発明によるフルオロカー
ボンポリマー粒子は押出し成形などによってもフィル
ム、シート状などに容易に成形することができる。
According to the present invention, fluorocarbon polymer particles having an ion exchange group having a high ion exchange capacity and a high molecular weight and having excellent moldability by heating and melting can be advantageously obtained. For example, fluorocarbon polymer copolymerization up in a conventional aqueous medium, even when using the fluorocarbon polymer of -COOR 1 containing, TQ
Exceeds 300 ° C., but according to the present invention, TQ is 22
It is possible to obtain polymer particles having a temperature of around 0 ° C. With a fluorinated polymer having a TQ of 300 ° C. or higher, molding by heating and melting is extremely difficult and cannot be formed into a film or sheet. However, the fluorocarbon polymer particles according to the present invention can be formed into a film or sheet by extrusion or the like. It can be easily molded.

【0028】本発明におけるフルオロカーボンポリマー
粒子は、適宜手段にてイオン交換膜に製膜され得る。イ
オン交換膜は、必要により官能基を加水分解でカルボン
酸基に転換するが、かかる加水分解処理は製膜前でも製
膜後でも可能である。通常は製膜後に加水分解処理する
方が望ましい。製膜手段には種々のものが採用可能であ
り、例えば加熱溶融成形、ラテックス成形、適当な溶液
に溶解させての注型成形など公知の方法を適宜採用し得
る。
The fluorocarbon polymer particles in the present invention can be formed into an ion exchange membrane by an appropriate means. The ion exchange membrane converts a functional group into a carboxylic acid group by hydrolysis as necessary, and such a hydrolysis treatment can be performed before or after the membrane formation. Usually, it is desirable to carry out hydrolysis treatment after film formation. Various means can be adopted as the film forming means. For example, a known method such as heat-melt molding, latex molding, or cast molding by dissolving in an appropriate solution can be appropriately employed.

【0029】本発明におけるフルオロカーボンポリマー
粒子からのイオン交換膜は、種々の優れた性能を有する
ために、各種分野、目的、用途などに広範囲に採用され
得る。例えば拡散透析、燃料電池の隔膜などとして特に
耐食性が要求される分野で好適に使用される。なかで
も、アルカリ電解用として使う場合には、従来のイオン
交換膜では得られなかった高い性能を発揮し得るもので
ある。
The ion exchange membrane made of fluorocarbon polymer particles in the present invention has various excellent performances, and can be widely used in various fields, objects, applications, and the like. For example, it is suitably used in a field where corrosion resistance is particularly required, such as diffusion dialysis and a membrane for a fuel cell. Above all, when used for alkaline electrolysis, it can exhibit high performance that cannot be obtained with a conventional ion exchange membrane.

【0030】例えば、本発明におけるフルオロカーボン
ポリマー粒子を成形してえられた陽イオン交換膜にて、
陽極と陰極とを区画して陽極室と陰極室とを構成し、陽
極室に塩化アルカリ水溶液を供給して電解し陰極室から
水酸化アルカリを得る場合、2規定以上の濃度の塩化ナ
トリウム水溶液を原料として5〜20A/dm2の電流
密度で電解することにより、40%以上の高濃度の水酸
化ナトリウムが90%以上の電流効率で長期にわたって
安定して製造できる。さらに、4.5V以下の低い槽電
圧での運転が可能である。
For example, with a cation exchange membrane obtained by molding the fluorocarbon polymer particles of the present invention,
When an anode chamber and a cathode chamber are defined by dividing the anode and the cathode, and an alkali chloride aqueous solution is supplied to the anode chamber to perform electrolysis and obtain alkali hydroxide from the cathode chamber, a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 2N or more is used. By electrolyzing at a current density of 5 to 20 A / dm 2 as a raw material, sodium hydroxide having a high concentration of 40% or more can be stably produced over a long period with a current efficiency of 90% or more. Furthermore, operation at a low cell voltage of 4.5 V or less is possible.

【0031】[0031]

【実施例】[実施例1]2リットルのステンレス鋼製オ
ートクレーブに、イオン交換水1440g、C817
OONH4を5.0g、Na2HPO4・12H2Oを7.
2g、NaH2PO4・2H2Oを4.2g、(NH42
28を1.15gおよびCF2=CFO(CF23
OOCH3を432g仕込み、充分脱気した。その後、
39℃に昇温して、四フッ化エチレンを系内に導入し圧
力を5.1kg/cm2に保持した。330rpmで1
5時間撹拌後、未反応四フッ化エチレンをパージし、反
応を終了させた。生成した共重合体はCF2=CFO
(CF23COOCH3由来の繰り返し単位を28.6
モル%含む組成のフルオロカーボンポリマーのラテック
スで、生成量(固形分換算、以下同じ)は350gであ
った。
[Example 1] Into a 2-liter stainless steel autoclave, 1440 g of ion-exchanged water and C 8 F 17 C
5.0 g of OONH 4 and 7.0 g of Na 2 HPO 4 .12H 2 O.
2 g, 4.2 g of NaH 2 PO 4 .2H 2 O, (NH 4 ) 2
1.15 g of S 2 O 8 and CF 2 CFCFO (CF 2 ) 3 C
432 g of OOCH 3 was charged and sufficiently degassed. afterwards,
The temperature was raised to 39 ° C., ethylene tetrafluoride was introduced into the system, and the pressure was maintained at 5.1 kg / cm 2 . 1 at 330 rpm
After stirring for 5 hours, unreacted ethylene tetrafluoride was purged to terminate the reaction. The resulting copolymer is CF 2 CFCFO
28.6 repeating units derived from (CF 2 ) 3 COOCH 3
It was a latex of a fluorocarbon polymer having a composition containing mol%, and the amount of production (in terms of solid content, hereinafter the same) was 350 g.

【0032】ラテックスは未反応のCF2=CFO(C
23COOCH3を含んでいるが、ラテックス中のポ
リマー粒子に含浸されて均一層になっていた。該ラテッ
クス100gに対してC617H(沸点72℃)を30
g加え、1リットル撹拌槽を用いて320rpmで30
分混合した後30分静置した。下層のC617H層を分
離した後、再びC617Hを同量加え抽出操作を繰り返
した。6回抽出操作を行ったところ、C617H層のガ
スクロマトグラフィー分析でCF2=CFO(CF23
COOCH3は検出されず定量的に抽出された。ラテッ
クス中の抽出溶媒含有率は15%重量(外掛け、以下同
じ)であった。
The latex is unreacted CF 2 CFCFO (C
Although it contained F 2 ) 3 COOCH 3 , it was impregnated with the polymer particles in the latex to form a uniform layer. 30 g of C 6 F 17 H (boiling point 72 ° C.) is added to 100 g of the latex.
g at 30 rpm using a 1 liter stirring tank at 320 rpm.
After mixing for 30 minutes, the mixture was allowed to stand for 30 minutes. After separating the lower C 6 F 17 H layer, the same amount of C 6 F 17 H was added again, and the extraction operation was repeated. After performing the extraction operation six times, CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 was obtained by gas chromatography analysis of the C 6 F 17 H layer.
COOCH 3 was not detected and was extracted quantitatively. The content of the extraction solvent in the latex was 15% by weight (outer cover, the same applies hereinafter).

【0033】次いで撹拌槽中のラテックスを700rp
mで撹拌しながら、70℃で7時間加熱した。5時間以
後、撹拌槽、気相部にN2ガスを10ミリリットル/分
で導入した。7時間後のラテックス中の抽出溶媒含有率
は2%であった。
Next, the latex in the stirring tank was
The mixture was heated at 70 ° C. for 7 hours while stirring at m. After 5 hours, N 2 gas was introduced into the stirring tank and the gas phase at 10 ml / min. After 7 hours, the extraction solvent content in the latex was 2%.

【0034】その後、凝集助剤CH3CCl2Fをラテッ
クス100gに対して5g添加し、硫酸水溶液中にて凝
集させたところ、均一な粒子(平均粒子径約1500μ
m)になった。その後メタノールで処理、洗浄し風乾
後、真空乾燥することによりポリマー350gを得た。
Thereafter, 5 g of a coagulation aid CH 3 CCl 2 F was added to 100 g of the latex and coagulated in an aqueous sulfuric acid solution to obtain uniform particles (average particle size of about 1500 μm).
m). Thereafter, the resultant was treated with methanol, washed, air-dried, and vacuum-dried to obtain 350 g of a polymer.

【0035】[比較例1]実施例1と同様に重合し、生
成したラテックスから未反応のCF2=CFO(CF2
3COOCH3をC617Hを用いて抽出を行った後、加
熱操作、N2ガスの導入を行わなかった以外は実施例1
と同様に、ポリマーの凝集を行った。凝集粒子は一つの
塊状凝集物となり、粒子状にならなかった。
[Comparative Example 1] Unreacted CF 2 = CFO (CF 2 ) was obtained from the latex polymerized and produced in the same manner as in Example 1.
Example 1 Example 3 was repeated except that 3 COOCH 3 was extracted using C 6 F 17 H, and then heating operation and introduction of N 2 gas were not performed.
Polymer aggregation was performed in the same manner as described above. The aggregated particles became a single aggregate and did not become particulate.

【0036】[実施例2]2リットルのステンレス製オ
ートクレーブに、イオン交換水1000g、C817
OONH4を2.0g、Na2HPO4・12H2Oを5.
0g、NaH2PO4・2H2Oを2.9g、(NH42
28を0.35gおよびCF2=CFO(CF22
2Fを200g仕込み、充分脱気した。その後、57
℃に昇温して、四フッ化エチレンを系内に導入し圧力を
5.5kg/cm2に保持した。750rpmで5.5
時間撹拌後、未反応四フッ化エチレンをパージし、反応
を終了させた。生成した共重合体は、CF2=CFO
(CF22SO2F由来の繰り返し単位を19.0モル
%含む組成のフルオロカーボンポリマーのラテックス
で、生成量は174gであった。
Example 2 In a 2 liter stainless steel autoclave, 1000 g of ion-exchanged water and C 8 F 17 C
2.0 g of OONH 4 and 5. 2 g of Na 2 HPO 4 .12H 2 O
0g, NaH 2 PO 4 · 2H 2 O to 2.9g, (NH 4) 2
0.35 g of S 2 O 8 and CF 2 CFCFO (CF 2 ) 2 S
200 g of O 2 F was charged and sufficiently degassed. Then 57
The temperature was raised to ℃, ethylene tetrafluoride was introduced into the system, and the pressure was maintained at 5.5 kg / cm 2 . 5.5 at 750 rpm
After stirring for an hour, unreacted ethylene tetrafluoride was purged to terminate the reaction. The resulting copolymer is CF 2 CFCFO
It was a latex of a fluorocarbon polymer having a composition containing 19.0 mol% of repeating units derived from (CF 2 ) 2 SO 2 F, and the amount produced was 174 g.

【0037】ラテックスは未反応のCF2=CFO(C
22SO2Fを含んでいるが、ラテックス中のポリマ
ー粒子に含浸されて均一層になっていた。該ラテックス
100gに対してC617H(沸点72℃)を30g加
え、1リットル撹拌槽を用いて320rpmで30分混
合した後30分静置した。下層のC617H層を分離し
た後、再びC617Hを同量加え抽出操作を繰り返し
た。6回抽出操作を行ったところ、C617H層のガス
クロマトグラフィー分析でCF2=CFO(CF22
2Fは検出されず定量的に抽出された。ラテックス中
の抽出溶媒含有率は8重量%であった。
The latex is unreacted CF 2 CFCFO (C
Although it contained F 2 ) 2 SO 2 F, it was impregnated with the polymer particles in the latex to form a uniform layer. 30 g of C 6 F 17 H (boiling point 72 ° C.) was added to 100 g of the latex, and the mixture was mixed at 320 rpm for 30 minutes using a 1-liter stirring tank, and then allowed to stand for 30 minutes. After separating the lower C 6 F 17 H layer, the same amount of C 6 F 17 H was added again, and the extraction operation was repeated. After the extraction operation was performed six times, CF 2 = CFO (CF 2 ) 2 S was determined by gas chromatography analysis of the C 6 F 17 H layer.
O 2 F was not detected and was quantitatively extracted. The extraction solvent content in the latex was 8% by weight.

【0038】次いで、ラテックスを700rpmで攪拌
しながら、70℃で6時間加熱した。5時間以降気相部
にN2を100ミリリットル/分で導入した。6時間後
のラテックス中の抽出溶媒含有率は1.5%であった。
Next, the latex was heated at 70 ° C. for 6 hours while stirring at 700 rpm. After 5 hours, N 2 was introduced into the gas phase at 100 ml / min. After 6 hours, the extraction solvent content in the latex was 1.5%.

【0039】その後、硫酸水溶液中にて凝集させたとこ
ろ、均一な粒子(平均粒子径約1500μm)になっ
た。その後実施例1と同様の処理を行いポリマー174
gを得た。
Thereafter, when the particles were aggregated in a sulfuric acid aqueous solution, uniform particles (average particle diameter of about 1500 μm) were obtained. Thereafter, the same treatment as in Example 1 was performed to obtain a polymer 174.
g was obtained.

【0040】[比較例2]実施例2と同様に重合し、生
成したラテックスから未反応のCF2=CFO(CF2
2SO2FをC617Hを用いて抽出を行った後、加熱操
作を行わなかった以外は実施例2と同様にして、ポリマ
ーの凝集を行った。凝集粒子は一つの塊状凝集物とな
り、粒子にはならなかった。
Comparative Example 2 Unreacted CF 2 CFCFO (CF 2 ) was obtained from the latex polymerized and produced in the same manner as in Example 2.
After 2 SO 2 F was extracted using C 6 F 17 H, the polymer was aggregated in the same manner as in Example 2 except that the heating operation was not performed. The agglomerated particles became a single aggregate and did not become particles.

【0041】[実施例3]2リットルのステンレス鋼オ
ートクレーブに、イオン交換水1440g、C817
OONH4を2.9g、Na2HPO4・12H2Oを7.
2g、NaH2PO4・2H2Oを4.2g、(NH4)2
28を0.86gおよびCF2=CFO(CF23
OOCH3を327g、CF2=CFOC37を105g
仕込み、充分脱気した。その後、45℃に昇温して、四
フッ化エチレンを系内に導入し圧力を7.1kg/cm
2に保持した。330rpmで14時間撹拌後、未反応
四フッ化エチレンをパージし、反応を終了させた。生成
した共重合体はCF2=CFO(CF23COOCH3
来の繰り返し単位を17.8モル%、CF2=CFOC3
7由来の繰り返し単位を6.6モル%含む組成のフル
オロカーボンポリマーのラテックスで、生成量は250
gであった。
Example 3 A 2 liter stainless steel autoclave was charged with 1440 g of ion-exchanged water and C 8 F 17 C
OONH 4 to 2.9g, Na 2 HPO 4 · 12H 2 O 7.
2 g, 4.2 g of NaH 2 PO 4 .2H 2 O, (NH 4 ) 2
0.86 g of S 2 O 8 and CF 2 CFCFO (CF 2 ) 3 C
The OOCH 3 327 g, the CF 2 = CFOC 3 F 7 105g
Charged and degassed sufficiently. Thereafter, the temperature was raised to 45 ° C., ethylene tetrafluoride was introduced into the system, and the pressure was increased to 7.1 kg / cm.
It was kept at 2 . After stirring at 330 rpm for 14 hours, unreacted ethylene tetrafluoride was purged to terminate the reaction. The resulting copolymer CF 2 = CFO (CF 2) 3 COOCH 3 repeating units 17.8 mol% from, CF 2 = CFOC 3
F 7 with a latex fluorocarbon polymer composition comprising 6.6 mol% of repeating units derived from, the amount is 250
g.

【0042】ラテックスは未反応のCF2=CFO(C
23COOCH3、CF2=CFOC37を含んでいる
が、ラテックス中のポリマー粒子に含浸されて均一層に
なっている。該ラテックス100gに対してCClF2
CF2CHClF(沸点56℃)を30g加え、1リッ
トル撹拌槽を用いて320rpmで30分混合した後3
0分静置した。下層のCClF2CF2CHClF層を分
離した後、再びCClF2CF2CHClFを同量加え抽
出操作を繰り返した。6回抽出操作を行ったところ、C
ClF2CF2CHClF層のガスクロマトグラフィー分
析でCF2=CFO(CF23COOCH3は検出されず
定量的に抽出された。ラテックス中の抽出溶媒含有率は
12%であった。
The latex is unreacted CF 2 CFCFO (C
Although it contains F 2 ) 3 COOCH 3 and CF 2 CFCFOC 3 F 7 , it is impregnated into the polymer particles in the latex to form a uniform layer. CCLF 2 per 100 g of the latex
After adding 30 g of CF 2 CHClF (boiling point: 56 ° C.) and mixing at 320 rpm for 30 minutes using a 1 liter stirring tank, 3
It was left for 0 minutes. After separation of the lower layer of CClF 2 CF 2 CHClF layer was repeated the same amount added extraction again CClF 2 CF 2 CHClF. After performing the extraction operation six times, C
Gas chromatography analysis of the ClF 2 CF 2 CHClF layer showed that CF 2 CFCFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 was not detected and quantitatively extracted. The extraction solvent content in the latex was 12%.

【0043】抽出後撹拌槽中のラテックスを700rp
m、55℃で6時間加熱した。5時間以降気相部にN2
を10ミリリットル/分で導入した。6時間後の抽出溶
媒含有率は4.8%であった。
After the extraction, the latex in the stirring tank was
and heated at 55 ° C. for 6 hours. After 5 hours, N 2
Was introduced at 10 ml / min. After 6 hours, the extraction solvent content was 4.8%.

【0044】加熱操作後、硫酸水溶液中にて凝集し、均
一な凝集粒子(平均粒子径約1000μm)になった。
その後所定の処理を行いポリマー250gを得た。
After the heating operation, the particles aggregated in an aqueous sulfuric acid solution to form uniform aggregated particles (average particle diameter: about 1000 μm).
Thereafter, predetermined processing was performed to obtain 250 g of a polymer.

【0045】[比較例3]実施例3と同様に重合し、生
成したラテックスから未反応のCF2=CFO(CF2
3COOCH3をCClF2CF2CHClFを用いて抽出
を行った後、加熱操作を加えずに凝集を行った。凝集粒
子は一つの塊状凝集物となった。
COMPARATIVE EXAMPLE 3 Unreacted CF 2 CFO (CF 2 ) was obtained from the latex polymerized and produced in the same manner as in Example 3.
After a 3 COOCH 3 were extracted with CClF 2 CF 2 CHClF, it was aggregated without adding heating operation. The agglomerated particles became one massive agglomerate.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、フルオロカーボンポリ
マーを乳化重合して得られるラテックスからフルオロカ
ーボンポリマーを凝集させることにより、成形性に優れ
たフルオロカーボンポリマーの均一な粒子を容易に製造
できる。特に、本発明により得られる酸型官能基を有す
るフルオロカーボンポリマーを成形してえられた陽イオ
ン交換膜は、高いイオン交換容量および分子量を有する
のでアルカリ電解用の隔膜として好適である。本発明で
は、未反応のフルオロカーボンモノマーは定量的に分離
回収できるとともに、ポリマーの抽出に使用されたフッ
素系溶剤もほぼ定量的に分離回収できる。未反応フルオ
ロカーボンポリマー及びフッ素系抽出溶剤が定量的に分
離回収できることは、これらの原料は、リサイクル使用
できることになり、これらが大気に放出された場合の環
境汚染や温暖化などの恐れをなくすことができる。
According to the present invention, uniform particles of the fluorocarbon polymer having excellent moldability can be easily produced by aggregating the fluorocarbon polymer from the latex obtained by emulsion polymerization of the fluorocarbon polymer. In particular, a cation exchange membrane obtained by molding a fluorocarbon polymer having an acid-type functional group obtained by the present invention has a high ion exchange capacity and a high molecular weight, and thus is suitable as a membrane for alkaline electrolysis. In the present invention, the unreacted fluorocarbon monomer can be separated and recovered quantitatively, and the fluorine-based solvent used for extracting the polymer can be separated and recovered almost quantitatively. The fact that the unreacted fluorocarbon polymer and fluorine-based extraction solvent can be quantitatively separated and recovered means that these raw materials can be recycled and used, eliminating the risk of environmental pollution and global warming when released into the atmosphere. it can.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下平 哲司 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 4J100 AC23Q AC24Q AC25Q AC26Q AC27Q AC31Q AE09P BA02P BA20P BA57P BB12P BB18P CA01 CA04 GB01 GC16 GD02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tetsushi Shimohira 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Asahi Glass Co., Ltd. GD02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フルオロカーボンモノマーを乳化重合して
得られるフルオロカーボンポリマーのラテックスを、沸
点が10〜250℃を有するフッ素系溶剤からなる抽出
溶媒と接触せしめて未反応の前記フルオロカーボンモノ
マーを分離した後、ラテックスに含有される上記抽出溶
媒の分離、除去を行うことにより、ラテックス中の抽出
溶媒を10重量%以下に低減し、次いで、ラテックス中
のフルオロカーボンポリマー粒子を凝集させることを特
徴とする、フルオロカーボンポリマー粒子の製造方法。
1. A fluorocarbon polymer latex obtained by emulsion polymerization of a fluorocarbon monomer is brought into contact with an extraction solvent comprising a fluorinated solvent having a boiling point of 10 to 250 ° C. to separate the unreacted fluorocarbon monomer. By separating and removing the extraction solvent contained in the latex, the extraction solvent in the latex is reduced to 10% by weight or less, and then the fluorocarbon polymer particles in the latex are agglomerated. Method for producing particles.
【請求項2】フルオロカーボンポリマーが、酸基又は該
酸基に変換し得る酸型官能基を有するフルオロビニル化
合物の重合体である請求項1の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the fluorocarbon polymer is a polymer of a fluorovinyl compound having an acid group or an acid-type functional group that can be converted to the acid group.
【請求項3】フルオロカーボンポリマーが、酸基又は該
酸基に変換し得る酸型官能基を有するフルオロビニル化
合物とフッ素化オレフィン化合物との共重合体である請
求項1の製造方法
3. The method according to claim 1, wherein the fluorocarbon polymer is a copolymer of a fluorovinyl compound having an acid group or an acid-type functional group capable of being converted to the acid group and a fluorinated olefin compound.
【請求項4】フッ素系溶剤が、ハイドロクロロフルオロ
カーボン、ハイドロフルオロカーボン又はフルオロカー
ボンである請求項1、2又は3の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the fluorinated solvent is hydrochlorofluorocarbon, hydrofluorocarbon or fluorocarbon.
【請求項5】ラテックスに含有される抽出溶媒の分離、
除去を、ラテックスを5〜250℃で加熱して、抽出溶
媒を気化させることにより行う請求項1、2、3又は4
の製造方法。
5. Separation of an extraction solvent contained in the latex,
The removal is carried out by heating the latex at 5-250 [deg.] C. to vaporize the extraction solvent.
Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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