JP2003246937A - 自由流動性粉末の形態のテトラフルオロエチレンポリマー系ドリップ防止剤 - Google Patents
自由流動性粉末の形態のテトラフルオロエチレンポリマー系ドリップ防止剤Info
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Abstract
ラフルオロエチレン重合物含有ポリマーブレンドからな
るドリップ防止剤の提供。 【解決手段】 乳化重合し得る単量体又は単量体混合物
の重合で得られる重合体又は共重合体によって、テトラ
フルオロエチレン誘導体の群を含む重合物粒子を全体的
又は部分的に封入したものをドリップ防止剤として使用
する。このポリマーブレンドは、ブレンドの粒子を相互
に連結する網状構造を形成しているテトラフルオロエチ
レン重合物フィラメントを実質的に含んでいない。
Description
ルオロエチレン誘導体の群を含有してなる重合物(以
下、テトラフルオロエチレン重合物という)を基体とす
る新規ポリマーブレンド、及びその製造方法、これらの
新規ポリマーブレンドの押出成形、押出ブロー成形又は
射出成形によって得られる製品、並びにこれらの新規ポ
リマーブレンドのポリマー組成物中における使用に関す
る。
ジカル法で乳化重合し得る単量体又は単量体混合物の重
合で得られる重合体又は共重合体によって全体的又は部
分的に封入されたテトラフルオロエチレン重合物粒子を
含んだ新規ポリマーブレンドに関するものであり、該ポ
リマーブレンドは、上記粒子同士を連結する網状構造
(ネットワーク)を形成するようなテトラフルオロエチ
レン重合物フィラメントを実質的に含んでいない。
をもたない自由流動性粉末の形態で得ることができ、そ
のため、このブレンドは取扱い及び貯蔵が格段に容易と
なり、こうした効果は、とりわけ、テトラフルオロエチ
レン誘導体の群を含んだ重合物の取扱いが困難であった
ようなプラスチックで顕著である。
ー組成物(特に難燃化ポリマー組成物)に有効量で配合
した場合、そのポリマー組成物の機械的性質を損なうこ
となく、その難燃性を驚異的に改善し、驚くべきことに
は、さらに該組成物の幾つかの機械的性質(たとえば引
張伸び及び衝撃強さ)さえも改善する。
3,903,547号公報には、ポリシロキサン−ポリ
カーボネートブロック共重合体とPTFEの混合物が記
載されており、この混合物は硬質熱可塑性樹脂として使
用され、良好な環境応力亀裂抵抗をもつ。この混合物
は、特に、上記のブロック共重合体を所要量のPTFE
の存在下で合成することによって製造し得る。
6,187号公報には、テトラフルオロエチレン重合物
を含有する粉末組成物が記載されている。この粉末はポ
リ(テトラフルオロエチレン)の分散物をグラフト重合
物(たとえばアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン
グラフト化重合物)のラテックスと混合し、粉末を得る
ために濾過及び乾燥することによって得られる。
on) で得られる粉末(別の呼び方では共凝結(co-coagul
ation)又は共凝集(co-flocculation) 粉末)は、特に、
PTFE含有量が高いとき、たとえば25重量%又はそ
れ以上の場合、高い自己粘着性をもつという欠点をも
ち、その結果、自由には流動せず、そのため取扱い及び
貯蔵が困難となる。
体的又は部分的に封入されたテトラフルオロエチレン重
合物を含有する自由流動性粉末の形態のポリマーブレン
ドに係る。
って全体的又は部分的に封入されたテトラフルオロエチ
レン重合物粒子を含むポリマーブレンドであって、しか
も該ブレンドの粒子を相互に連結する網状構造を形成す
るテトラフルオロエチレン重合物フィラメントを実質的
に含まないことを特徴とするポリマーブレンドに係る。
って全体的又は部分的に封入されたテトラフルオロエチ
レン重合物粒子を含む自由流動性粉末の形態の新規ポリ
マーブレンドであって、しかも該ブレンドの粒子を相互
に連結する網状構造を形成するテトラフルオロエチレン
重合物フィラメントを実質的に含まない新規ポリマーブ
レンドの製造方法に係る。
ンドのたとえば押出成形、押出ブロー成形及び射出成形
によって得られる製品に係る。
ンドを含有してなる組成物、特に難燃化組成物に係り、
得られる組成物は改善された難燃性及び機械的性質を有
する。
法で乳化重合し得る単量体又は単量体混合物の重合で得
られる重合体又は共重合体によって全体的又は部分的に
封入されたテトラフルオロエチレン重合物粒子を含有し
てなる新規ポリマーブレンドが製造される。
体ブレンドは、共沈によって得られるテトラフルオロエ
チレン重合物基体ポリマーブレンドとは形態が異なるこ
とを本質的な特徴とし、しかも、特にテトラフルオロエ
チレン重合物含有量が比較的高い場合に、該ブレンドの
粒子を相互に連結する網状構造を形成するテトラフルオ
ロエチレン重合物フィラメントを実質的に含まないとい
う特徴を有する。
ポリ(テトラフルオロエチレン)、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロエチレン共重合体並びにテトラフ
ルオロエチレンと少量の共重合可能なエチレン性不飽和
単量体との共重合体を本発明の新規ポリマーブレンドに
使用することができる。これらのポリマーは公知であ
り、たとえばSchildknecht著“Vinyl
and related polymers”(Jo
hn Wiley & Sons,Inc.、ニューヨ
ーク、1952年発行)第484−494頁及びWol
l著“Fluoropolymers”(Wiley−
Interscience、John Wiley &
Sons、ニューヨーク、1972年発行)に記載さ
れている。
ン)をしようする。
ための重合体及び共重合体は、乳化重合、特にラジカル
法で乳化重合し得る単量体又は単量体混合物から得られ
る任意の重合体及び共重合体であり得る。
重合体として使用し得る重合体としては、ポリスチレ
ン、ポリ(α−アルキルスチレン)、たとえばポリ−α
−メチルスチレン、ポリ−α−エチルスチレン、ポリ−
α−プロピルスチレン、ポリ−α−ブチルスチレンな
ど、ポリ−p−メチルスチレン、ハロゲン化ポリスチレ
ン、アクリル系ポリマー、たとえばポリアクリロニトリ
ル、ポリメタクリロニトリルなど、ポリ(アルキルアク
リレート)、たとえばポリ(メチルアクリレート)、ポ
リ(エチルアクリレート)、ポリ(プロピルアクリレー
ト)、ポリ(ブチルアクリレート)など、ポリ(アルキ
ルメタクリレート)、たとえばポリ(メチルメタクリレ
ート)、ポリ(エチルメタクリレート)、ポリ(プロピ
ルメタクリレート)、ポリ(ブチルメタクリレート)な
ど、ポリブタジエン、ビニル系ポリマー、たとえばポリ
(酢酸ビニル)、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(塩化ビニ
リデン)、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリ(ビニルア
ルコール)など、並びにこれらの混合物を挙げることが
できる。
共重合体として使用し得る共重合体としては、スチレ
ン、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、
塩化ビニルと、たとえばアクリロニトリルやメタクリロ
ニトリルやアルキルメタクリレートやアルキルアクリレ
ート単量体のような別の単量体との共重合体、並びにグ
ラフト重合物、たとえばポリブタジエン、ポリクロロプ
レン又はスチレン−ブタジエン共重合体、たとえばアク
リロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アルキルアク
リレートゴム、スチレン−ブタジエンゴム、EPDMゴ
ム又はシリコーンゴムを挙げることができる。
リスチレン、ポリ(α−アルキルスチレン、特にポリ
(α−メチルスチレン)、ビニル系ポリマー、特にポリ
(塩化ビニル)、ポリ(酢酸ビニル)、並びにポリ(メ
チルメタクリレート)である。
スチレン−アクリロニトリル(SAN)及びアクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン(ABS)共重合体、α
−アルキルスチレン−アクリロニトリル共重合体、特に
α−メチルスチレン−アクリロニトリル(AMSAN)
共重合体、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)並びに
これらの混合物である。
レン−アクリロニトリル及びα−メチルスチレン−アク
リロニトリル共重合体である。
フルオロエチレン重合物の割合は広範囲に設定しうる
が、ブレンド中のポリマーの全重量を基準にして、一般
に0.01〜80重量%の範囲、好ましくは0.05〜
70重量%の範囲である。
又は単量体混合物をポリテトラフルオロエチレンラテッ
クスの存在下で、好ましくはラジカル法で、乳化重合す
ることによって簡単に製造し得る。封入用重合体の製造
には、たとえば不連続式、半連続式又は連続式の乳化重
合法など、様々な乳化重合法を使用することができる。
乳化重合(エマルジョン重合ともいう)に関し、本明細
書で用いる用語「エマルジョン」は、エマルジョンだけ
或いはエマルジョン−懸濁液を意味する。
スは、封入用重合体又は共重合体の重合用反応媒質中
に、重合開始時から(すなわち、重合が全く始まってい
ないうちに)導入してもよいし、或いは重合中に(一般
には、単量体の90重量%以上が重合又は共重合される
前に)導入することもできる。
テックスは20〜80重量%の固形分を含んでおり、こ
のラテックスの粒度は0.05〜20μm(レーザー回
折法で測定)の範囲であり、好ましくは0.1〜1μm
の範囲である。
スである。ラジカル重合については、たとえばG.CH
AMPETIER著の“Chemie macromo
leculaire(「巨大分子化学」の意)”第1
巻、第3章(HERMANN発行)に記載されている。
程で凝結及び乾燥を行って、自由流動性で、塊状化傾向
をもたず、しかも目的ポリマーブレンドの粒子を相互に
連結する網状構造を形成するようなテトラフルオロエチ
レン重合物フィラメントを実質的に含まないポリマーブ
レンド粉末を得る。
る。
て封入されたテトラフルオロエチレン重合物粒子を含む
本発明の新規ポリマーブレンドを、半連続式乳化重合法
を用いて製造した。
体によって封入されたPTFE粒子を含有してなる新規
ブレンド(PTFE/SAN)を以下に述べる方法で製
造した。
し、それを120回転/分(rpm)で撹拌した。SA
N共重合体は、第一鉄イオン/クメンヒドロペルオキシ
ド(CHP)レドックス系をラジカル開始剤として、エ
チレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)キレート剤及び
ヒドロキシメタンスルフィネートナトリウム・2水和物
(SFS)還元剤と併用することによって製造した。t
−ドデシルメルカプタン(TDM)を連鎖移動剤として
使用した。テトラフルオロエチレン重合物ラテックを、
石鹸中の該重合物の溶液の形で導入した。この石鹸系は
牛脂脂肪酸(TFA)であった。反応器には、開始剤の
供給を開始する前に、まず石鹸/テトラフルオロエチレ
ン重合物溶液全体と残るすべての溶液(SFS/EDT
A溶液、FeSO4 溶液及び単量体/TDM溶液)の1
5重量%を装入した。次に、残るすべての溶液の供給を
開始する少し前にCHP開始剤だけを導入した。これら
の供給が完了した時点で、反応器を60℃の温度で最大
180分の後重合工程の間撹拌状態に保持した。このよ
うにしてテトラフルオロエチレン重合物/SANの新規
ブレンドを得た。
表1に示す。
基づく)及びpHを時間の関数としてモニターした。
中に導入し、激しく撹拌しながら95℃に加熱した。固
形物含量は15重量%であった。上記の各ブレンドラテ
ックスの導入は約10分で完了した。得られたスラリー
をこの温度で20分間撹拌した後に遠心分離した。得ら
れた粉末を次いで55℃で30分間再度ペースト化し
た。このペーストの固形物含量は18%であった。遠心
分離後、得られた粉末を流動床式乾燥機中で60℃の温
度で約2時間乾燥した。0.3〜0.4%の間に最終水
分量をもつ自由流動性粉末を得た。
ラテックスの混合物から、上記と同一条件下において、
凝結(共沈)によってPTFE50重量%及びSAN5
0重量%を含有するポリテトラフルオロエチレンとSA
Nのポリマーブレンドを製造した。
て評価した。結果を以下の表3及び表4に示す。
は、凝結で得た粉末よりも格段に容易に流動することを
示している。粉末の各々についてそれらを一連の篩を通
過させることによって、粒度の測定も行った。ラテック
ス混合物の凝結によって得られた粉末の粒度は、該粉末
の自己粘着のために篩を通過させることができなかった
ので、測定することができなかった。この自己粘着現象
はブレンドのPTFE含有量と共に増加することが認め
られるであろう。本発明のブレンドの粉末がラテックス
混合物の凝結によって得られる粉末よりも、PTFE含
有量が高い場合は特に、著しく低い粘着傾向をもつこと
は明らかである。
合物の共沈によって得られる粉末のそれぞれの顕微鏡写
真を図面として添付する。
得られた50/50 PTFE/SANブレンド粉末の
走査電子顕微鏡写真(倍率25000×)である。この
図に示されているように、SAN粒子はPTFEフィラ
メントによって連結されている。
び実施例3の新規ブレンド粉末の走査電子顕微鏡写真
(倍率25000×)である。
の数が多すぎて粉末の自由な流動を妨げるほどであるの
に対して、図2及び図3にみられるように、実施例1の
ブレンドの場合には粒子同士を連結しているフィラメン
トは粉末に全く存在しておらず、また実施例3のブレン
ドの場合にも粉末にはフィラメントは実質的に存在せ
ず、その結果として、得られる粉末は60重量%もの高
いPTFEレベルでも自由に流動する。
レンドは押出成形、押出ブロー成形又は射出成形によっ
て製品を得るために直接使用することができる。
物、特に難燃化ポリマー組成物の難燃性を増大させるの
に特に有用であることが認められた。
ポリマー組成物中にドリップ防止剤として既に使用され
ている。しかしながら、これらの重合物の使用はいくつ
かの欠点をもつ。特に、かゝるテトラフルオロエチレン
重合物を含有する組成物から得られる押出フィルムは表
面状態が劣悪で、表面に非溶融粒子を呈するか或いはテ
トラフルオロエチレン重合物がポリマーマトリックス中
で繊維質の網状構造を形成し、その結果、非常に低い衝
撃強度特性を与える。最後に、これらのテトラフルオロ
エチレン重合物粉末を配合すると、元来透明であったマ
トリックスの不透明度を増す傾向がある。
ックス中におけるテトラフルオロエチレン重合物粒子の
不十分な分散によるものである。
物基体ブレンドを組成物に配合すると、上述の短所は矯
正される。
エチレン重合物基体ブレンドを使用すると、マスターバ
ッチ中のテトラフルオロエチレン重合物含有量を高くす
る(たとえば40%を超える)ことが可能になるが、こ
うしたことは、これ以外のマスターバッチ製造法(たと
えばポリテトラフルオロエチレンラテックスと支持ポリ
マーラテックスとの共凝結法)を用いた場合には実質的
に達成不可能である。本発明の新規な封テトラフルオロ
エチレンポリマーブレンドは易分散性であり、マトリッ
クスと相溶性であって、きわめて微細なテトラフルオロ
エチレン重合物粒子が均一に分散されていて、その結
果、射出成形品又は押出成形品は優れた表面状態を呈し
つつ、組成物のそれ以外の優れた性質も保持する。
は、テトラフルオロエチレン重合物が高レベルで含まれ
ているときにも(たとえば60%)、衝撃強さ、とりわ
け多軸衝撃強さ及びアイゾット衝撃強さに悪影響を与え
ない。
ブレンドを、テトラフルオロエチレン重合物含有量がポ
リマーマトリックス100重量部当たり0.05〜10
重量部、好ましくは0.05〜6重量部となるような割
合で含有してなる組成物を提供する。
らに含んでいる。
に使用し得るポリマーの代表的なものとしては、ポリカ
ーボネート、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリ
(ブチレンテレフタレート)及びポリ(エチレンテレフ
タレート)のようなポリ(アルキレンテレフタレー
ト)、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(酢酸ビニル)、ポリ
(ビニルアルコール)のようなビニルポリマー、ポリプ
ロピレン及びポリエチレンのようなポリアルキレン、ポ
リ(メチルアクリレート)及びポリ(メチルメタクリレ
ート)のようなポリアクリレート及びポリメタクリレー
ト、ポリスチレン、特に耐衝撃性ポリスチレン(HIP
S)、ポリスルホン及びポリエーテルイミド、アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレン及びスチレン−アクリ
ロニトリル共重合体及びアクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン/ポリカーボネートブレンド、ポリ(フェニ
レンオキシド)/ポリスチレンブレンド、及びポリ(ブ
チレンテレフタレート)/ポリカーボネートブレンドの
ような熱可塑性ポリエステル/ポリカーボネートブレン
ドを挙げることができる。
れる。
の任意の難燃剤系を使用することができる。難燃剤の例
としては、オルガノホスフェート及びハロゲン化有機化
合物を挙げることができる。好ましくは、たとえばテト
ラブロモビスフェノールAから誘導される化合物のよう
な臭素化芳香族化合物が使用される。さらに好ましく
は、ハロゲン化芳香族化合物(特に臭素化化合物)とア
ンチモン化合物(たとえば酸化アンチモンなど)を含有
する相乗的組合せが使用される。
特にフェニルビスドデシルホスフェート、フェニルビス
ネオペンチルホスフェート、ポリエチレン水素ホスフェ
ート、フェニルビス(3,5,5′−トリメチルヘキシ
ル)ホスフェート、エチルジフェニルホスフェート、2
−エチルヘキシルジ−p−トリルホスフェート、ジフェ
ニル水素ホスフェート、ビス(2−エチルヘキシル)p
−トリルホスフェート、トリトリルホスフェート、ビス
(2−エチルヘキシル)フェニルホスフェート、トリノ
ニルホスフェート、フェニルメチル水素ホスフェート、
ジドデシルp−トリルホスフェート、トリクレジルホス
フェート、トリフェニルホスフェート、ハロゲン化トリ
フェニルホスフェート、ジブチルフェニルホスフェー
ト、2−クロロエチルジフェニルホスフェート、2−エ
チルヘキシルジフェニルホスフェート及びジフェニル水
素ホスフェートを挙げることができ、これらは場合によ
ってはヘキサブロモベンゼン及び酸化アンチモンと組み
合わせて使用される。
るハロゲン化有機化合物としては、テトラブロモビスフ
ェノールA、ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、ポ
リ(ブロモジフェニルエーテル)、ポリ(ブロモフェノ
ール)、ポリ(ブロモフェニルアルキルエーテル)、ポ
リ(ブロモベンジルアクリレート)又はポリアクリレー
ト、ポリ(ブロモシクロドデカン)、ポリ(ブロモスチ
レン)、ポリ(ブロモフェニルマレイミド)、臭素化エ
ポキシ単量体又はエポキシポリマー、ハロ−置換ジフェ
ノールとジフェノールから誘導されるコポリカーボネー
ト(好ましくはハロゲンが塩素又は臭素であるもの)を
挙げることができる。好ましくは、このコポリカーボネ
ートは、ハロゲン化ビスフェノールA(たとえばテトラ
ブロモビスフェノールA及びテトラクロロビスフェノー
ルAなど)とジフェノール(たとえばビスフェノールA
など)との生成物である。好ましくは、難燃化用ハロゲ
ン化有機化合物はアンチモン化合物(たとえば酸化アン
チモン)と組み合わせて使用される。
ば増量剤、補強用充填剤、顔料、着色剤、紫外線安定
剤、酸化防止剤、耐衝撃性改良剤などを添加してもよ
い。
−スチレンと本発明のPTFE/SANブレンドの混合
物を製造した。PTFE/SANブレンドの添加量は活
性ポリテトラフルオロエチレン含有量がABS樹脂10
0重量部当たり0.1重量部となる量である。
表6に示す。
て行い、アイゾット衝撃強さ試験はISO 180−1
A標準法に従って行い、伸び及び引張降伏応力試験はI
SO527標準法に従って行い、そして多軸衝撃強さ試
験はISO 6603−2標準法に従って行った。
に対する重量%で表した。
す組成物を製造した。
表8に示す。
の新規ブレンドを使用することによって、破断点伸びの
格段に高い数値にみられるように、優れた難燃性及び最
良の相溶性が得られることを示している。
当たりの重量部で示す。
本発明のブレンドと自消性PC/ABSポリマーブレン
ドとを混合することによって製造した。この自消性PC
/ABSブレンドはポリカーボネート80重量部とアク
リロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂20重量部及
び慣用の添加剤(難燃剤、酸化防止剤、滑剤等)を含有
する。
験の結果を表10に示す。
マーブレンドの組成物は多軸及びアイゾット衝撃強さに
優れ、格段に優れた破断点伸びをもちながら、しかも良
好な難燃性を保持していることを示している。
写真(倍率25000×)である。
電子顕微鏡写真(倍率25000×)である。
電子顕微鏡写真(倍率25000×)である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ポリマー組成物用のドリップ防止剤であ
って、当該ドリップ防止剤が、ポリスチレン、ポリ−α
−アルキルスチレン、ポリアルキルアクリレート、ポリ
アルキルメタクリレート、ビニルポリマー、ポリブタジ
エン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、α−アル
キルスチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−ブ
タジエンゴム及びこれらの混合物からなる群から選定さ
れる重合体又は共重合体によってテトラフルオロエチレ
ンポリマーを少なくとも部分的に封入してなる粒子から
なる自由流動性粉末の形態のポリマーブレンドからな
り、上記封入用重合体又は共重合体がテトラフルオロエ
チレンポリマーラテックス存在下での1種類以上の単量
体の乳化重合で得られ、上記ポリマーブレンドが、当該
ブレンドの粒子同士を連結する網状構造を形成するテト
ラフルオロエチレン重合物フィラメントを実質的に含ん
でいないことを特徴とするドリップ防止剤。 - 【請求項2】 前記封入用重合体又は共重合体が、ラジ
カル法で乳化重合し得る単量体又は単量体混合物の重合
によって得られることを特徴とする、請求項1記載のド
リップ防止剤。 - 【請求項3】 前記封入用重合体又は共重合体が、ポリ
スチレン、ポリ−α−メチルスチレン、ポリメチルメタ
クリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリブチル
メタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリプロピ
ルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルブチルアルデヒド、スチレン
−アクリロニトリル共重合体、α−メチルスチレン−ア
クリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン共重合体及びこれらの混合物からなる群か
ら選定されることを特徴とする、請求項1又は請求項2
記載のドリップ防止剤。 - 【請求項4】 前記テトラフルオロエチレン重合物が、
ブレンド中のポリマーの全重量を基準にして、0.01
〜80重量%に相当することを特徴とする、請求項1乃
至請求項3のいずれか1項記載のドリップ防止剤。 - 【請求項5】 ポリマーマトリックス中に請求項1乃至
請求項4のいずれか1項記載のドリップ防止剤を分散し
かつ難燃剤を配合してなる難燃化ポリマー組成物であっ
て、当該組成物中の前記テトラフルオロエチレンポリマ
ーの含有量がポリマーマトリックス重量の0.05〜1
0重量%であることを特徴とする、難燃化ポリマー組成
物。
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