JP2009029851A - Sulfonyl compound and method for producing sulfonyl compound - Google Patents

Sulfonyl compound and method for producing sulfonyl compound Download PDF

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Nobuhiko Tsuda
暢彦 津田
Kenji Adachi
健二 足達
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surfactant comprising a sulfonyl compound, which can be suitably used as an emulsifier in emulsion polymerization of a fluorine-containing polymer, an aqueous dispersion, and a method for producing a fluorine-containing polymer. <P>SOLUTION: The surfactant comprises a sulfonyl compound represented by general formula (I), wherein Rf denotes H or a 3-6C fluoroalkyl group; m denotes 0 or 1; and Y denotes a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、スルホニル化合物、スルホニル化合物の製造方法、界面活性剤、水性分散体、及び、含フッ素ポリマーの製造方法に関する。 The present invention relates to a sulfonyl compound, a method for producing a sulfonyl compound, a surfactant, an aqueous dispersion, and a method for producing a fluoropolymer.

含フッ素重合体の製造方法として、水性媒体中に、直鎖又は部分的に分岐鎖を有するフッ素置換カルボン酸を界面活性剤として用いることにより、テトラフルオロエチレン[TFE]を重合する方法が知られている(特許文献1、特許文献2及び特許文献3参照)。 As a method for producing a fluorine-containing polymer, a method of polymerizing tetrafluoroethylene [TFE] by using a fluorine-substituted carboxylic acid having a linear or partially branched chain as a surfactant in an aqueous medium is known. (See Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3).

また、近年、含フッ素重合体の製造方法として、フッ素化されたポリオキシアルキレン基を有するカルボン酸を界面活性剤として用いる方法も開示されている(特許文献4参照)。 In recent years, a method of using a carboxylic acid having a fluorinated polyoxyalkylene group as a surfactant has also been disclosed as a method for producing a fluoropolymer (see Patent Document 4).

しかしながら、これらの界面活性剤は、熱的、化学的に非常に安定で、重合の際には、連鎖移動等の副反応を抑制できる点で有用であるが、重合により得られた樹脂から除去するためには、洗浄、加熱等の条件が狭く限定される問題があった。 However, these surfactants are very stable thermally and chemically and are useful in that they can suppress side reactions such as chain transfer during polymerization, but they are removed from the resin obtained by polymerization. In order to do so, there has been a problem that conditions such as cleaning and heating are limited.

上記の問題に鑑みて、特許文献5では、重合時の安定性を損なうことなく、凝集等の加工処理後における含フッ素重合体粒子中の残存量が少ない界面活性剤を用いて水性媒体中で含フッ素重合体を製造する方法、及び、含フッ素重合体の分散安定性に優れ、凝集等の加工処理後における含フッ素重合体粒子中の残存量が少ない界面活性剤を用いた含フッ素重合体水性分散液が検討されている。 In view of the above problems, Patent Document 5 discloses that in an aqueous medium using a surfactant that has a small residual amount in a fluoropolymer particle after processing such as aggregation without impairing stability during polymerization. Method for producing a fluoropolymer, and fluoropolymer using a surfactant that is excellent in dispersion stability of the fluoropolymer and has a small residual amount in the fluoropolymer particles after processing such as agglomeration Aqueous dispersions are being considered.

しかしながら、特許文献5に記載されている2−アシルオキシカルボン酸は、合成経路が複雑であり、収率が低い。また、特許文献5に記載されているハーフエステル化合物は、フッ素系モノマーの乳化重合の乳化剤として使用した場合、分子中に存在する水素原子が連鎖移動反応を引き起こし、重合速度が低下し、高分子量の重合体が得られないという問題もあった。 However, 2-acyloxycarboxylic acid described in Patent Document 5 has a complicated synthesis route and a low yield. Moreover, when the half ester compound described in Patent Document 5 is used as an emulsifier for emulsion polymerization of a fluorine-based monomer, hydrogen atoms present in the molecule cause a chain transfer reaction, the polymerization rate decreases, and the high molecular weight There was also a problem that the polymer was not obtained.

特開昭61−207413号公報JP 61-207413 A 特開昭61−228008号公報JP 61-228008 A 特開平10−212261号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-212261 米国特許第6429258号明細書US Pat. No. 6,429,258 特開2005−48178号公報JP 2005-48178 A

本発明は、上記現状に鑑み、含フッ素ポリマーの乳化重合における乳化剤として好適に使用することができるスルホニル化合物からなる界面活性剤、水性分散体、及び、含フッ素ポリマーの製造方法を提供する。 In view of the above situation, the present invention provides a surfactant comprising a sulfonyl compound, an aqueous dispersion, and a method for producing a fluorine-containing polymer that can be suitably used as an emulsifier in emulsion polymerization of a fluorine-containing polymer.

本発明は、下記一般式(I)

Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物からなることを特徴とする界面活性剤である。 The present invention relates to the following general formula (I)
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). A surfactant comprising a sulfonyl compound.

本発明はまた、下記一般式(I)

Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物を含む水性媒体中で、含フッ素モノマーの重合を行う工程を含むことを特徴とする含フッ素ポリマーの製造方法でもある。
本発明はまた、上記スルホニル化合物の含有量が、水性媒体100質量%に対して0.0001〜2質量%である上記の含フッ素ポリマーの製造方法でもある。 The present invention also provides the following general formula (I):
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). It is also a method for producing a fluorine-containing polymer, comprising a step of polymerizing a fluorine-containing monomer in an aqueous medium containing a sulfonyl compound.
The present invention is also a method for producing the above-mentioned fluoropolymer, wherein the content of the sulfonyl compound is 0.0001 to 2% by mass with respect to 100% by mass of the aqueous medium.

本発明はまた、下記一般式(I)

Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物、及び、含フッ素ポリマーを含有する水性分散体であって、含フッ素ポリマーの平均粒子径は、50〜500nmであることを特徴とする水性分散体でもある。 The present invention also provides the following general formula (I):
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). An aqueous dispersion containing a sulfonyl compound and a fluorinated polymer, wherein the fluorinated polymer has an average particle size of 50 to 500 nm.

本発明はまた、上記水性分散体を、ノニオン界面活性剤の存在下に、陰イオン交換樹脂と接触させる工程(I)と、工程(I)で得られた水性分散体を、水性分散体中の固形分濃度が水性分散体100質量%に対して30〜70質量%となるように濃縮する工程(II)を含むことを特徴とする精製水性分散体の製造方法でもある。
本発明はまた、上記の水性分散体を凝析することにより製造されるファインパウダーでもある。
The present invention also provides the step (I) of bringing the aqueous dispersion into contact with an anion exchange resin in the presence of a nonionic surfactant, and the aqueous dispersion obtained in the step (I) in the aqueous dispersion. It is also a manufacturing method of the refinement | purification aqueous dispersion characterized by including the process (II) concentrated so that solid content concentration may be 30-70 mass% with respect to 100 mass% of aqueous dispersion.
The present invention is also a fine powder produced by coagulating the aqueous dispersion.

本発明はまた、上記の凝析により発生した排水、洗浄により発生した排水、及び、乾燥工程で発生するオフガスから選択される少なくとも一の成分から、下記一般式(I)

Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物を回収し、精製する工程を含むことを特徴とする再生スルホニル化合物の製造方法でもある。
以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention also includes at least one component selected from the wastewater generated by the coagulation, the wastewater generated by washing, and the off-gas generated in the drying step, from the following general formula (I):
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). It is also a method for producing a regenerated sulfonyl compound, comprising a step of recovering and purifying the sulfonyl compound.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のスルホニル化合物は、界面活性剤として優れた性能を示すものである。特に含フッ素ポリマーの重合に用いた場合、高分子量の含フッ素ポリマーを得ることができる。また、分子内に存在するスルホニル基が強い電子吸引性を示すため、末端のスルホン酸基、又は、カルボキシル基が強い親水性を示し、Rfの炭素鎖が長くても界面活性剤として優れた性能を示すことができる。 The sulfonyl compound of the present invention exhibits excellent performance as a surfactant. In particular, when used for the polymerization of a fluoropolymer, a high molecular weight fluoropolymer can be obtained. In addition, since the sulfonyl group present in the molecule exhibits a strong electron withdrawing property, the terminal sulfonic acid group or carboxyl group exhibits a strong hydrophilic property, and has an excellent performance as a surfactant even if the carbon chain of Rf is long. Can be shown.

上記スルホニル化合物は、下記一般式(I)

Figure 2009029851
で表されるものである。上記一般式(I)において、Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。上記Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基であることが好ましい。また、上記Rfは、C、F、Oからなることが好ましい。また、m=1である場合のベンゼン環上の置換は、メタ位又はパラ位であることが好ましい。 The sulfonyl compound is represented by the following general formula (I)
Figure 2009029851
It is represented by In the general formula (I), Rf represents H and a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof. Rf is preferably H and a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. The Rf is preferably composed of C, F, and O. The substitution on the benzene ring when m = 1 is preferably at the meta or para position.

上記スルホニル化合物を製造する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えばWO2004/072021号パンフレットに開示されている方法を用いることができる。 As a method for producing the sulfonyl compound, a known method can be used, for example, a method disclosed in a pamphlet of WO2004 / 072021.

上記スルホニル化合物は、界面活性剤として好適に用いることができる。上記スルホニル化合物からなる界面活性剤は、本発明の1つである。本発明の界面活性剤は、上記一般式(I)で表されるスルホニル化合物を少なくとも1種含有するものであれば、界面活性剤として用いることができるが、スルホニル化合物を2種以上含有するものであってもよい。 The sulfonyl compound can be suitably used as a surfactant. The surfactant comprising the sulfonyl compound is one aspect of the present invention. The surfactant of the present invention can be used as a surfactant as long as it contains at least one sulfonyl compound represented by the above general formula (I), but contains two or more sulfonyl compounds. It may be.

本発明の界面活性剤は、上記スルホニル化合物からなるものであるので、各種用途において、適度な界面活性能を発揮することができる。本発明の界面活性剤は、含フッ素ポリマーの製造等の用途に使用することができる。 Since the surfactant of the present invention is composed of the sulfonyl compound, it can exhibit an appropriate surface activity in various applications. The surfactant of the present invention can be used for applications such as production of fluorine-containing polymers.

本発明はまた、上記記載のスルホニル化合物を含む水性媒体中で、含フッ素モノマーの重合を行う工程を含むことを特徴とする含フッ素ポリマーの製造方法でもある。 The present invention is also a method for producing a fluorine-containing polymer, comprising a step of polymerizing a fluorine-containing monomer in an aqueous medium containing the sulfonyl compound described above.

本発明の含フッ素ポリマーの製造方法は、界面活性剤として、上記スルホニル化合物を少なくとも1種用いれば、含フッ素ポリマーを効率よく製造することが可能である。また、本発明の含フッ素ポリマーの製造方法において、界面活性剤として、上記スルホニル化合物を2種以上同時に用いてもよいし、揮発性を有するもの又は含フッ素ポリマーからなる成形体等に残存してもよいものであれば、上記スルホニル化合物以外のその他の界面活性能を有する化合物を同時に使用してもよい。上記その他の界面活性能を有する化合物としては、上述したものを用いることができる。
また、本発明の含フッ素ポリマーの製造方法において、上記スルホニル化合物と、所望により用いるその他の界面活性能を有する化合物に加え、各化合物を安定化するため添加剤を使用することができる。上記添加剤としては上述したものを用いることができる。
In the method for producing a fluorine-containing polymer of the present invention, if at least one of the sulfonyl compounds is used as a surfactant, the fluorine-containing polymer can be produced efficiently. Further, in the method for producing a fluoropolymer of the present invention, two or more of the sulfonyl compounds may be used simultaneously as a surfactant, or remain in a molded body made of a volatile polymer or a fluoropolymer. If it is good, other compounds having surface activity than the sulfonyl compound may be used at the same time. As the other compounds having surface activity, those described above can be used.
Moreover, in the manufacturing method of the fluorine-containing polymer of this invention, in addition to the said sulfonyl compound and the compound which has other surface active ability used as needed, an additive can be used in order to stabilize each compound. What was mentioned above can be used as said additive.

本発明の含フッ素ポリマーの製造方法において、重合は、重合反応器に、水性媒体、上記スルホニル化合物、モノマー及び必要に応じて他の添加剤を仕込み、反応器の内容物を撹拌し、そして反応器を所定の重合温度に保持し、次に所定量の重合開始剤を加え、重合反応を開始することにより行う。重合反応開始後に、目的に応じて、モノマー、重合開始剤、連鎖移動剤及び上記スルホニル化合物等を追加添加してもよい。
上記重合において、通常、重合温度は、5〜120℃であり、重合圧力は、0.05〜10MPaGである。重合温度、重合圧力は、使用するモノマーの種類、目的とする含フッ素ポリマーの分子量、反応速度によって適宜決定される。
In the method for producing a fluorine-containing polymer of the present invention, the polymerization is carried out by charging the polymerization reactor with an aqueous medium, the sulfonyl compound, a monomer and other additives as required, stirring the contents of the reactor, and reacting. The vessel is maintained at a predetermined polymerization temperature, and then a predetermined amount of a polymerization initiator is added to start the polymerization reaction. After the polymerization reaction is started, a monomer, a polymerization initiator, a chain transfer agent, the sulfonyl compound, and the like may be additionally added depending on the purpose.
In the above polymerization, the polymerization temperature is usually 5 to 120 ° C., and the polymerization pressure is 0.05 to 10 MPaG. The polymerization temperature and polymerization pressure are appropriately determined depending on the type of monomer used, the molecular weight of the target fluoropolymer, and the reaction rate.

上記スルホニル化合物は、合計添加量で、水性媒体100質量%に対して0.0001〜2質量%の量を添加することが好ましい。より好ましい下限は0.001質量%であり、より好ましい上限は1質量%である。0.0001質量%未満であると、分散力が不充分となるおそれがあり、2質量%を超えると、添加量に見合った効果が得られず、却って重合速度の低下や反応停止が起こるおそれがある。上記化合物の添加量は、使用するモノマーの種類、目的とする含フッ素ポリマーの分子量等によって適宜決定される。 The sulfonyl compound is preferably added in a total amount of 0.0001 to 2% by mass with respect to 100% by mass of the aqueous medium. A more preferable lower limit is 0.001% by mass, and a more preferable upper limit is 1% by mass. If the amount is less than 0.0001% by mass, the dispersion force may be insufficient. If the amount exceeds 2% by mass, an effect commensurate with the amount added cannot be obtained, and on the contrary, the polymerization rate may decrease or the reaction may stop. There is. The amount of the compound added is appropriately determined depending on the type of monomer used, the molecular weight of the target fluoropolymer, and the like.

上記重合開始剤としては、上記重合温度範囲でラジカルを発生しうるものであれば特に限定されず、公知の油溶性及び/又は水溶性の重合開始剤を使用することができる。更に、還元剤等と組み合わせてレドックスとして重合を開始することもできる。上記重合開始剤の濃度は、モノマーの種類、目的とする含フッ素ポリマーの分子量、反応速度によって適宜決定される。 The polymerization initiator is not particularly limited as long as it can generate radicals in the polymerization temperature range, and known oil-soluble and / or water-soluble polymerization initiators can be used. Furthermore, the polymerization can be started as a redox in combination with a reducing agent or the like. The concentration of the polymerization initiator is appropriately determined depending on the type of monomer, the molecular weight of the target fluoropolymer, and the reaction rate.

上記水性媒体は、重合を行わせる反応媒体であって、水を含む液体を意味する。上記水性媒体は、水を含むものであれば特に限定されず、水と、例えば、アルコール、エーテル、ケトン等のフッ素非含有有機溶媒、及び/又は、沸点が40℃以下であるフッ素含有有機溶媒とを含むものであってもよい。例えば、懸濁重合を行うとき、C318等のフッ素含有有機溶媒を用いることができる。
上記重合において、更に、目的に応じて、公知の連鎖移動剤、ラジカル捕捉剤を添加し、重合速度、分子量の調整を行うこともできる。
The aqueous medium is a reaction medium for performing polymerization and means a liquid containing water. The aqueous medium is not particularly limited as long as it contains water, and water and, for example, a fluorine-free organic solvent such as alcohol, ether, and ketone, and / or a fluorine-containing organic solvent having a boiling point of 40 ° C. or lower. May be included. For example, when carrying out suspension polymerization, a fluorine-containing organic solvent such as C318 can be used.
In the above polymerization, a known chain transfer agent and radical scavenger may be further added depending on the purpose to adjust the polymerization rate and molecular weight.

上記含フッ素ポリマーは、フッ素含有モノマーを重合することにより得られるものであり、目的に応じて、フッ素非含有モノマーを共重合させるものであってもよい。 The fluorine-containing polymer is obtained by polymerizing a fluorine-containing monomer, and may be obtained by copolymerizing a fluorine-free monomer depending on the purpose.

上記含フッ素モノマーとしては、フルオロオレフィン、好ましくは炭素原子2〜10個を有するフルオロオレフィン;環式のフッ素化された単量体;式CY 2=CYOR又はCY 2=CYOROR(Yは、H又はFであり、R及びRは、水素原子の一部又は全てがフッ素原子で置換されている炭素数1〜8のアルキル基であり、Rは水素原子の一部又は全てがフッ素原子で置換されている炭素数1〜8のアルキレン基である。)で表されるフッ素化アルキルビニルエーテル等が挙げられる。 The fluorine-containing monomer may be a fluoroolefin, preferably a fluoroolefin having 2 to 10 carbon atoms; a cyclic fluorinated monomer; a formula CY 2 2 = CY 2 OR or CY 2 2 = CY 2 OR. 2 OR 3 (Y 2 is H or F, R and R 3 are alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and R 2 is hydrogen And a fluorinated alkyl vinyl ether represented by a C1-C8 alkylene group in which some or all of the atoms are substituted with fluorine atoms.

上記フルオロオレフィンは、好ましくは、炭素原子2〜6個を有するものである。上記炭素原子2〜6個を有するフルオロオレフィンとしては、例えば、テトラフルオロエチレン[TFE]、ヘキサフルオロプロピレン[HFP]、クロロトリフルオロエチレン[CTFE]、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン[VDF]、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロイソブチレン及びパーフルオロブチルエチレン等が挙げられる。上記環式のフッ素化されたモノマーとしては、好ましくは、パーフルオロ-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソール[PDD]、パーフルオロ-2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン[PMD]等が挙げられる。
上記フッ素化アルキルビニルエーテルにおいて、上記R及びRは、好ましくは、炭素原子1〜4個を有するものであり、より好ましくは水素原子の全てがフッ素によって置換されているものであり、上記Rは、好ましくは、炭素原子2〜4個を有するものであり、より好ましくは、水素原子の全てがフッ素原子によって置換されているものである。
The fluoroolefin preferably has 2 to 6 carbon atoms. Examples of the fluoroolefin having 2 to 6 carbon atoms include tetrafluoroethylene [TFE], hexafluoropropylene [HFP], chlorotrifluoroethylene [CTFE], vinyl fluoride, vinylidene fluoride [VDF], Fluoroethylene, hexafluoroisobutylene, perfluorobutylethylene and the like can be mentioned. The cyclic fluorinated monomer is preferably perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxole [PDD], perfluoro-2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane [ PMD] and the like.
In the fluorinated alkyl vinyl ether, R and R 3 are preferably those having 1 to 4 carbon atoms, more preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine, and R 2 Preferably has 2 to 4 carbon atoms, more preferably all of the hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.

上記フッ素非含有モノマーとしては、上記フッ素含有モノマーと反応性を有する炭化水素系モノマー等が挙げられる。上記炭化水素系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のアルケン類;エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、n−酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、パラ−t−ブチル安息香酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、モノクロル酢酸ビニル、アジピン酸ビニル、アクリル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、桂皮酸ビニル、ウンデシレン酸ビニル、ヒドロキシ酢酸ビニル、ヒドロキシプロピオイン酸ビニル、ヒドロキシ酪酸ビニル、ヒドロキシ吉草酸ビニル、ヒドロキシイソ酪酸ビニル、ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸ビニル等のビニルエステル類;エチルアリルエーテル、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、イソブチルアリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル等のアルキルアリルエーテル類;エチルアリルエステル、プロピルアリルエステル、ブチルアリルエステル、イソブチルアリルエステル、シクロヘキシルアリルエステル等のアルキルアリルエステル類等が挙げられる。 Examples of the fluorine-free monomer include hydrocarbon monomers having reactivity with the fluorine-containing monomer. Examples of the hydrocarbon monomer include alkenes such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; alkyl vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether; vinyl acetate, vinyl propionate, n -Vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl valerate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl caprate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl myristate, vinyl palmitate, vinyl stearate, benzoic acid Vinyl, vinyl para-t-butylbenzoate, vinyl cyclohexanecarboxylate, vinyl monochloroacetate, vinyl adipate, vinyl acrylate, vinyl methacrylate, croto Vinyl esters such as vinyl acid vinyl, vinyl sorbate, vinyl cinnamate, vinyl undecylenate, vinyl hydroxyacetate, vinyl hydroxypropioate, vinyl hydroxybutyrate, vinyl hydroxyvalerate, vinyl hydroxyisobutyrate and vinyl hydroxycyclohexanecarboxylate Alkyl allyl ethers such as ethyl allyl ether, propyl allyl ether, butyl allyl ether, isobutyl allyl ether, and cyclohexyl allyl ether; alkyl allyl ethers such as ethyl allyl ester, propyl allyl ester, butyl allyl ester, isobutyl allyl ester, and cyclohexyl allyl ester Examples include esters.

上記フッ素非含有モノマーとしては、また、官能基含有炭化水素系モノマーであってもよい。上記官能基含有炭化水素系モノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシイソブチルビニルエーテル、ヒドロキシシクロヘキシルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル類;イタコン酸、コハク酸、無水コハク酸、フマル酸、無水フマル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、パーフルオロブテン酸等のカルボキシル基を有するフッ素非含有モノマー;グリシジルビニルエーテル、グリシジルアリルエーテル等のグリシジル基を有するフッ素非含有モノマー;アミノアルキルビニルエーテル、アミノアルキルアリルエーテル等のアミノ基を有するフッ素非含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、メチロールアクリルアミド等のアミド基を有するフッ素非含有モノマー等が挙げられる。 The fluorine-free monomer may also be a functional group-containing hydrocarbon monomer. Examples of the functional group-containing hydrocarbon monomers include hydroxyalkyl vinyl ethers such as hydroxyethyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, hydroxyisobutyl vinyl ether, hydroxycyclohexyl vinyl ether; itaconic acid, succinic acid, succinic anhydride, fumaric acid Non-fluorine-containing monomers having a carboxyl group such as acid, fumaric anhydride, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, perfluorobutenoic acid; non-fluorine-containing monomers having a glycidyl group such as glycidyl vinyl ether and glycidyl allyl ether; aminoalkyl Non-fluorine-containing monomers having amino groups such as vinyl ether and aminoalkyl allyl ether; (meth) acrylamide, methylol acrylic Fluorine-containing monomers having an amide group of the amide.

本発明の含フッ素ポリマーの製造方法により好適に製造される含フッ素ポリマーとして、ポリマーにおけるモノマーのモル分率が最も多いモノマー(以下、「最多単量体」)がTFEであるTFE重合体、最多単量体がVDFであるVDF重合体、及び、最多単量体がCTFEであるCTFE重合体等が挙げられる。 As the fluorine-containing polymer suitably produced by the method for producing a fluorine-containing polymer of the present invention, a TFE polymer in which the monomer having the highest molar fraction of the monomer in the polymer (hereinafter, “most monomer”) is TFE, the most Examples thereof include a VDF polymer in which the monomer is VDF, a CTFE polymer in which the most monomer is CTFE, and the like.

TFE重合体としては、好適には、TFE単独重合体であってもよいし、(1)TFE、(2)炭素原子2〜8個を有する1つ又は2つ以上のTFE以外のフッ素含有モノマー、特にHFP若しくはCTFE、及び、(3)その他のモノマーからなる共重合体であってもよい。上記(3)その他のモノマーとしては、例えば、炭素原子1〜5個、特に炭素原子1〜3個を有するアルキル基を持つフルオロ(アルキルビニルエーテル);フルオロジオキソール;パーフルオロアルキルエチレン;ω―ヒドロパーフルオロオレフィン等が挙げられる。
TFE重合体としては、また、TFEと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよい。上記フッ素非含有モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン等のアルケン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類が挙げられる。TFE重合体としては、また、TFEと、炭素原子2〜8個を有する1つ又は2つ以上のフッ素含有モノマーと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよい。
The TFE polymer may preferably be a TFE homopolymer, or (1) TFE, (2) one or two or more fluorine-containing monomers other than TFE having 2 to 8 carbon atoms. In particular, it may be a copolymer comprising HFP or CTFE and (3) other monomers. (3) Other monomers include, for example, fluoro (alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms; fluorodioxole; perfluoroalkylethylene; And hydroperfluoroolefin.
The TFE polymer may also be a copolymer of TFE and one or more fluorine-free monomers. Examples of the fluorine-free monomer include alkenes such as ethylene and propylene; vinyl esters; vinyl ethers. The TFE polymer is also a copolymer of TFE, one or more fluorine-containing monomers having 2 to 8 carbon atoms, and one or more fluorine-free monomers. Also good.

VDF重合体としては、好適には、VDF単独重合体[PVDF]であってもよいし、(1)VDF、(2)炭素原子2〜8個を有する1つ又は2つ以上のVDF以外のフルオロオレフィン、特にTFE、HFP若しくはCTFE、及び、(3)炭素原子1〜5個、特に炭素原子1〜3個を有するアルキル基を持つパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる共重合体等であってもよい。 The VDF polymer may preferably be a VDF homopolymer [PVDF], or (1) VDF, (2) other than one or two or more VDFs having 2 to 8 carbon atoms. A copolymer comprising fluoroolefin, particularly TFE, HFP or CTFE, and (3) perfluoro (alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms, etc. Also good.

CTFE重合体としては、好適には、CTFE単独重合体であってもよいし、(1)CTFE、(2)炭素原子2〜8個を有する1つ又は2つ以上のCTFE以外のフルオロオレフィン、特にTFE若しくはHFP、及び、(3)炭素原子1〜5個、特に炭素原子1〜3個を有するアルキル基を持つパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる共重合体であってもよい。
CTFE重合体としては、また、CTFEと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよく、上記フッ素非含有モノマーとしては、エチレン、プロピレン等のアルケン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類等が挙げられる。
The CTFE polymer may suitably be a CTFE homopolymer, (1) CTFE, (2) one or more fluoroolefins other than CTFE having 2 to 8 carbon atoms, In particular, it may be a copolymer comprising TFE or HFP and (3) perfluoro (alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms.
The CTFE polymer may also be a copolymer of CTFE and one or more fluorine-free monomers. Examples of the fluorine-free monomers include alkenes such as ethylene and propylene; vinyl Esters; vinyl ethers and the like.

本発明の含フッ素ポリマーの製造方法により製造される含フッ素ポリマーは、ガラス状、可塑性又はエラストマー性であり得る。これらのものは非晶性又は部分的に結晶性であり、圧縮焼成加工、溶融加工又は非溶融加工に供することができる。
本発明の含フッ素ポリマーの製造方法では、例えば、(I)非溶融加工性樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン重合体[PTFE重合体]が、(II)溶融加工性樹脂として、エチレン/TFE共重合体[ETFE]、TFE/HFP共重合体[FEP]及びTFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体[PFA、MFA等]が、(III)エラストマー性共重合体として、TFE/プロピレン共重合体、TFE/プロピレン共重合体/第3モノマー共重合体(上記第3モノマーは、VDF、HFP、CTFE、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類等)、TFEとパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類とからなる共重合体;HFP/エチレン共重合体、HFP/エチレン/TFE共重合体;PVDF;VDF/HFP共重合体、HFP/エチレン共重合体、VDF/TFE/HFP共重合体等の熱可塑性エラストマー;及び、特公昭61−49327号公報に記載の含フッ素セグメント化ポリマー等が好適に製造されうる。
上記パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)は、式:
Rf(OCFQCFk1(OCRCFCFk2(OCFk3OCF=CF
(式中、Rfは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基を表す。k1、k2及びk3は、同一又は異なっていてもよい0〜5の整数である。Q、Q及びRは、同一又は異なって、F若しくはCFである。)で表されるものである。
The fluoropolymer produced by the method for producing a fluoropolymer of the present invention can be glassy, plastic or elastomeric. These are amorphous or partially crystalline and can be subjected to compression firing, melt processing or non-melt processing.
In the method for producing a fluoropolymer of the present invention, for example, (I) a polytetrafluoroethylene polymer [PTFE polymer] is used as a non-melt processable resin, and (II) an ethylene / TFE copolymer is used as a melt processable resin. Copolymer [ETFE], TFE / HFP copolymer [FEP] and TFE / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer [PFA, MFA, etc.] are (III) TFE / propylene copolymer as an elastomeric copolymer. , TFE / propylene copolymer / third monomer copolymer (the third monomer is VDF, HFP, CTFE, perfluoro (alkyl vinyl ether), etc.), a copolymer comprising TFE and perfluoro (alkyl vinyl ether). Polymer; HFP / ethylene copolymer, HFP / ethylene / TFE copolymer; PVDF; VD / HFP copolymers, HFP / ethylene copolymers, thermoplastic elastomers such as VDF / TFE / HFP copolymers; and fluorine-containing segmented polymers described in JP-B-61-49327 are suitably produced. sell.
The perfluoro (alkyl vinyl ether) has the formula:
Rf 2 (OCFQCF 2 ) k1 (OCR 4 Q 2 CF 2 CF 2 ) k 2 (OCF 2 ) k 3 OCF = CF 2
(Wherein, Rf 2 is .k1 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, k2 and k3, are integers of the same or different may be 0 to 5 .Q, Q 2 and R 4 are Are the same or different and are F or CF 3. )

本発明の含フッ素ポリマーの製造方法により好適に製造される上述の(I)非溶融加工性樹脂、(II)溶融加工性樹脂及び(III)エラストマー性重合体は、以下の態様で製造することが好ましい。 The above-mentioned (I) non-melt processable resin, (II) melt-processable resin and (III) elastomeric polymer which are preferably produced by the method for producing a fluoropolymer of the present invention are produced in the following manner. Is preferred.

(I)非溶融加工性樹脂
本発明の含フッ素ポリマーの製造方法において、PTFE重合体の重合は、通常、重合温度10〜100℃、重合圧力0.05〜5MPaGにて行われる。
上記重合は、攪拌機を備えた耐圧の反応容器に純水及び上記スルホニル化合物を仕込み、脱酸素後、TFEを仕込み、所定の温度にし、重合開始剤を添加して反応を開始する。反応の進行とともに圧力が低下するので、初期圧力を維持するように、追加のTFEを連続的又は間欠的に追加供給する。所定量のTFEを供給した時点で、供給を停止し、反応容器内のTFEをパージし、温度を室温に戻して反応を終了する。
(I) Non-melt processable resin In the method for producing a fluoropolymer of the present invention, the PTFE polymer is usually polymerized at a polymerization temperature of 10 to 100C and a polymerization pressure of 0.05 to 5 MPaG. .
In the polymerization, pure water and the sulfonyl compound are charged into a pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer, and after deoxygenation, TFE is charged to a predetermined temperature, and a polymerization initiator is added to start the reaction. Since the pressure decreases as the reaction proceeds, additional TFE is added continuously or intermittently so as to maintain the initial pressure. When a predetermined amount of TFE is supplied, the supply is stopped, the TFE in the reaction vessel is purged, the temperature is returned to room temperature, and the reaction is terminated.

上記PTFE重合体の製造において、知られている各種変性モノマーを併用することもできる。本明細書において、ポリテトラフルオロエチレン重合体[PTFE重合体]は、TFE単独重合体のみならず、TFEと変性モノマーとの共重合体であって、非溶融加工性であるもの(以下、「変性PTFE」という。)をも含む概念である。
上記変性モノマーとしては、例えば、HFP、CTFE等のパーハロオレフィン;炭素原子1〜5個、特に炭素原子1〜3個を有するアルキル基を持つフルオロ(アルキルビニルエーテル);フルオロジオキソール等の環式のフッ素化された単量体;パーハロアルキルエチレン;ω―ヒドロパーハロオレフィン等が挙げられる。変性モノマーの供給は、目的や、TFEの供給に応じて、初期一括添加、又は、連続的若しくは間欠的に分割添加を行うことができる。
変性PTFE中の変性モノマー含有率は、通常、0.001〜2モル%の範囲である。
In the production of the PTFE polymer, various known modifying monomers can be used in combination. In the present specification, the polytetrafluoroethylene polymer [PTFE polymer] is not only a TFE homopolymer but also a copolymer of TFE and a modified monomer, which is non-melt processable (hereinafter referred to as “ This is a concept including “modified PTFE”.
Examples of the modifying monomer include perhaloolefins such as HFP and CTFE; fluoro (alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms; and a ring such as fluorodioxole. Fluorinated monomers of the formula; perhaloalkylethylenes; ω-hydroperhaloolefins and the like. Depending on the purpose and the supply of TFE, the supply of the modified monomer can be performed by initial batch addition or by continuous or intermittent addition.
The modified monomer content in the modified PTFE is usually in the range of 0.001 to 2 mol%.

上記PTFE重合体の製造において、上述のスルホニル化合物は、上述した本発明の含フッ素ポリマーの製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体の0.0001〜2質量%の量を添加する。上記スルホニル化合物の濃度は、上記範囲であれば特に限定されないが、通常、重合開始時に臨界ミセル濃度(CMC)以下で添加される。添加量が多いとアスペクト比の大きい針状粒子が生成し、水性分散体がゲル状となり安定性が損なわれる。 In the production of the PTFE polymer, the sulfonyl compound can be used in the range of use in the production method of the fluorine-containing polymer of the present invention described above. Usually, the amount of the aqueous medium is 0.0001 to 2% by mass. Added. The concentration of the sulfonyl compound is not particularly limited as long as it is in the above range, but it is usually added at a critical micelle concentration (CMC) or less at the start of polymerization. When the addition amount is large, acicular particles having a large aspect ratio are formed, and the aqueous dispersion becomes a gel and the stability is impaired.

上記PTFE重合体の製造において、重合開始剤としては、過硫酸塩(例えば、過硫酸アンモニウム)や、ジコハク酸パーオキシド、ジグルタル酸パーオキシド等の有機過酸化物を、単独で又はこれらの混合物の形で使用することができる。また、亜硫酸ナトリウム等の還元剤と共用し、レドックス系にして用いてもよい。更に、重合中に、ヒドロキノン、カテコール等のラジカル捕捉剤を添加したり、亜硫酸アンモニウム等のパーオキサイドの分解剤を添加し、系内のラジカル濃度を調整することもできる。 In the production of the PTFE polymer, as a polymerization initiator, a persulfate (for example, ammonium persulfate) or an organic peroxide such as disuccinic acid peroxide or diglutaric acid peroxide is used alone or in the form of a mixture thereof. can do. Further, it may be used in combination with a reducing agent such as sodium sulfite to make a redox system. Furthermore, a radical scavenger such as hydroquinone or catechol can be added during polymerization, or a peroxide decomposing agent such as ammonium sulfite can be added to adjust the radical concentration in the system.

上記PTFE重合体の製造において、連鎖移動剤としては、公知のものが使用できるが、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素、クロロメタン、ジクロロメタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素類、メタノール、エタノール等のアルコール類、水素等が挙げられるが、常温常圧で気体状態のものが好ましい。
上記連鎖移動剤の使用量は、通常、供給されるTFE全量に対して、1〜1000ppmであり、好ましくは1〜500ppmである。
In the production of the PTFE polymer, known chain transfer agents can be used, for example, saturated hydrocarbons such as methane, ethane, propane and butane, and halogenated hydrocarbons such as chloromethane, dichloromethane and difluoroethane. In addition, alcohols such as methanol and ethanol, hydrogen and the like can be mentioned, but those in a gaseous state at normal temperature and pressure are preferable.
The amount of the chain transfer agent used is usually 1 to 1000 ppm, preferably 1 to 500 ppm, based on the total amount of TFE supplied.

上記PTFE重合体の製造において、更に、反応系の分散安定剤として、実質的に反応に不活性であって、上記反応条件で液状となる炭素数が12以上の飽和炭化水素を、水性媒体100質量部に対して2〜10質量部で使用することもできる。また、反応中のpHを調整するための緩衝剤として、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等を添加してもよい。 In the production of the PTFE polymer, a saturated hydrocarbon having 12 or more carbon atoms, which is substantially inert to the reaction and becomes liquid under the reaction conditions, is further used as a dispersion stabilizer in the reaction system. It can also be used at 2 to 10 parts by mass with respect to parts by mass. Moreover, you may add ammonium carbonate, an ammonium phosphate, etc. as a buffering agent for adjusting pH during reaction.

上記PTFE重合体の重合が終了した時点で、固形分濃度が30〜70質量%、平均粒子径が50〜500nm、の水性分散体を得ることができる。このような、上記スルホニル化合物、及び、含フッ素ポリマーを含有し、含フッ素ポリマーの平均粒子径は50〜500nmである水性分散体も、本発明の1つである。また、上記スルホニル化合物を使用することによって0.3μm以下の微小粒子径のPTFE重合体からなる粒子を有する水性分散体を得ることができる。上記重合終了時のPTFE重合体は、数平均分子量1,000〜10,000,000のものである。 When the polymerization of the PTFE polymer is completed, an aqueous dispersion having a solid content concentration of 30 to 70% by mass and an average particle size of 50 to 500 nm can be obtained. Such an aqueous dispersion containing the sulfonyl compound and the fluorine-containing polymer and having an average particle diameter of the fluorine-containing polymer of 50 to 500 nm is also one aspect of the present invention. Moreover, the aqueous dispersion which has the particle | grains which consist of a PTFE polymer of 0.3 micrometer or less microparticle diameter by using the said sulfonyl compound can be obtained. The PTFE polymer at the end of the polymerization has a number average molecular weight of 1,000 to 10,000,000.

上記PTFE重合体の水性分散体は、凝析、洗浄、乾燥を経てファインパウダーとして各種用途に使用することができる。このような、上記水性分散体を、凝析することにより製造されるファインパウダーも本発明の1つである。上記PTFE重合体の水性分散液に対して凝析を行う場合、通常、ポリマーラテックス等の乳化重合により得た水性分散体を、水を用いて10〜20質量%のポリマー濃度になるように希釈し、場合によっては、pHを中性又はアルカリ性に調整した後、撹拌機付きの容器中で反応中の撹拌よりも激しく撹拌して行う。上記凝析は、メタノール、アセトン等の水溶性有機化合物、硝酸カリウム、炭酸アンモニウム等の無機塩や、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸等を凝析剤として添加しながら撹拌を行ってもよい。上記凝析は、また、インラインミキサー等を使用して連続的に行ってもよい。 The aqueous dispersion of the PTFE polymer can be used for various applications as a fine powder after coagulation, washing and drying. Such a fine powder produced by coagulating the aqueous dispersion is also one aspect of the present invention. When coagulating the aqueous dispersion of the PTFE polymer, the aqueous dispersion obtained by emulsion polymerization such as a polymer latex is usually diluted with water to a polymer concentration of 10 to 20% by mass. In some cases, the pH is adjusted to neutral or alkaline and then stirred more vigorously than stirring during the reaction in a vessel equipped with a stirrer. The coagulation may be performed while adding a water-soluble organic compound such as methanol or acetone, an inorganic salt such as potassium nitrate or ammonium carbonate, or an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid as a coagulant. The coagulation may be continuously performed using an in-line mixer or the like.

上記凝析前や凝析中に、着色のための顔料や機械的性質を改良するための各種充填剤を添加することにより、顔料や充填剤が均一に混合した顔料入り又は充填剤入りのPTFE重合体ファインパウダーを得ることができる。 Before or during the coagulation, pigments for coloring and various fillers for improving the mechanical properties are added, so that the pigmented or filler-containing PTFE in which the pigment and the filler are uniformly mixed is added. A polymer fine powder can be obtained.

上記PTFE重合体の水性分散体を凝析して得られた湿潤粉末の乾燥は、通常、上記湿潤粉末をあまり流動させない状態、好ましくは静置の状態を保ちながら、真空、高周波、熱風等の手段を用いて行う。粉末同士の、特に高温での摩擦は、一般にファインパウダー型のPTFE重合体に好ましくない影響を与える。これは、この種のPTFE重合体からなる粒子が小さな剪断力によっても簡単にフィブリル化して、元の安定な粒子構造の状態を失う性質を持っているからである。
上記乾燥は、10〜250℃、好ましくは100〜200℃の乾燥温度で行う。
Drying of the wet powder obtained by coagulating the aqueous dispersion of the PTFE polymer is usually in a state where the wet powder does not flow so much, preferably in a stationary state, while maintaining a vacuum, high frequency, hot air, etc. By means. Friction between powders, particularly at high temperatures, generally has an undesirable effect on fine powder PTFE polymers. This is because particles of this type of PTFE polymer have the property of easily fibrillating even with a small shearing force and losing the original stable particle structure.
The drying is performed at a drying temperature of 10 to 250 ° C, preferably 100 to 200 ° C.

得られるPTFE重合体ファインパウダーは、成形用として好ましく、好適な用途としては、航空機及び自動車等の油圧系、燃料系のチューブ等が挙げられ、薬液、蒸気等のフレキシブルホース、電線被覆用途等が挙げられる。 The obtained PTFE polymer fine powder is preferable for molding, and suitable applications include hydraulic and fuel tubes such as aircraft and automobiles, flexible hoses such as chemicals and steam, and wire coating applications. Can be mentioned.

上記重合により得られたPTFE重合体の水性分散体は、また、ノニオン性界面活性剤を加えることにより、安定化して更に濃縮し、目的に応じ、有機又は無機の充填剤を加えた組成物として各種用途に使用することも好ましい。上記組成物は、金属又はセラッミクスからなる基材上に被覆することにより、非粘着性と低摩擦係数を有し、光沢や平滑性、耐摩耗性、耐候性及び耐熱性に優れた塗膜表面とすることができ、ロールや調理器具等の塗装、ガラスクロスの含浸加工等に適している。 The aqueous dispersion of the PTFE polymer obtained by the above polymerization is also stabilized by adding a nonionic surfactant, and further concentrated. As a composition to which an organic or inorganic filler is added depending on the purpose. It is also preferable to use it for various purposes. The above composition has a non-adhesiveness and a low coefficient of friction when coated on a base material made of metal or ceramics, and has excellent gloss, smoothness, abrasion resistance, weather resistance and heat resistance. It is suitable for coating rolls, cooking utensils, etc., impregnating glass cloth, and the like.

(II)溶融加工性樹脂
(1)本発明の含フッ素ポリマーの製造方法において、FEPの重合は、通常、重合温度60〜100℃、重合圧力0.7〜4.5MpaGにて行うことが好ましい。
FEPの好ましい単量体組成(質量%)は、TFE:HFP=(60〜95):(5〜40)、より好ましくは(85〜90):(10〜15)である。上記FEPとしては、また、更に第3成分としてパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類を用い、全単量体の0.5〜2質量%である範囲内で変性させたものであってもよい。
上記FEPの重合において、上記スルホニル化合物は、本発明の含フッ素ポリマーの製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001〜2質量%の量を添加する。
上記FEPの重合において、連鎖移動剤としては、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等を使用することが好ましく、pH緩衝剤としては、炭酸アンモニウム、燐酸水素二ナトリウム等を使用することが好ましい。
(II) Melt processable resin (1) In the method for producing a fluoropolymer of the present invention, FEP polymerization is usually preferably carried out at a polymerization temperature of 60 to 100 ° C. and a polymerization pressure of 0.7 to 4.5 MpaG. .
The preferable monomer composition (mass%) of FEP is TFE: HFP = (60-95) :( 5-40), More preferably, it is (85-90) :( 10-15). The FEP may further be modified with perfluoro (alkyl vinyl ether) s as a third component and modified within a range of 0.5 to 2% by mass of the total monomers.
In the polymerization of the FEP, the sulfonyl compound can be used in the range of use in the method for producing a fluoropolymer of the present invention, but usually in an amount of 0.0001 to 2% by mass relative to 100% by mass of the aqueous medium. Added.
In the FEP polymerization, cyclohexane, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride, etc. are preferably used as the chain transfer agent, and ammonium carbonate, disodium hydrogen phosphate as the pH buffering agent. Etc. are preferably used.

(2)本発明の含フッ素ポリマーの製造方法において、PFA、MFA等のTFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体の重合は、通常、重合温度60〜100℃、重合圧力0.7〜2.5MpaGで行うことが好ましい。
TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体の好ましい単量体組成(モル%)は、TFE:パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)=(95〜99.7):(0.3〜5)、より好ましくは(98〜99.5):(0.5〜2)である。上記パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、式:CF2=CFORf(式中、Rfは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基)で表されるものを使用することが好ましい。
上記TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体の重合において、上記スルホニル化合物は、本発明の含フッ素ポリマーの製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001〜2質量%の量で添加することが好ましい。
上記TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体の重合において、連鎖移動剤としてシクロヘキサン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル、メタン、エタン等を使用することが好ましく、pH緩衝剤として、炭酸アンモニウム、燐酸水素二ナトリウム等を使用することが好ましい。
(2) In the method for producing a fluoropolymer of the present invention, polymerization of TFE / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer such as PFA and MFA is usually performed at a polymerization temperature of 60 to 100 ° C. and a polymerization pressure of 0.7 to 2. It is preferable to carry out at 5 MpaG.
A preferable monomer composition (mol%) of the TFE / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer is TFE: perfluoro (alkyl vinyl ether) = (95 to 99.7) :( 0.3 to 5), more preferably. Is (98-99.5) :( 0.5-2). Examples of the perfluoro (alkyl vinyl ether), formula: CF 2 = CFORf 3 (wherein, Rf 3 is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms) preferably used those represented by.
In the polymerization of the TFE / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer, the sulfonyl compound can be used in the range of use in the method for producing a fluoropolymer of the present invention, but is usually based on 100% by mass of the aqueous medium. It is preferable to add in an amount of 0.0001 to 2% by mass.
In the polymerization of the TFE / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer, it is preferable to use cyclohexane, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride, methane, ethane or the like as a chain transfer agent. As a buffering agent, it is preferable to use ammonium carbonate, disodium hydrogen phosphate or the like.

(3)本発明の含フッ素ポリマーの製造方法において、ETFEの重合は、通常、重合温度20〜100℃、重合圧力0.5〜0.8MPaGで行うことが好ましい。
ETFEの好ましい単量体組成(モル%)は、TFE:エチレン=(50〜99):(50〜1)である。上記ETFEとしては、また、更に第3モノマーを用い、全単量体の0〜20質量%である範囲内で変性させたものであってもよい。好ましくは、TFE:エチレン:第3モノマー=(70〜98):(30〜2):(4〜10)である。上記第3モノマーとしては、パーフルオロブチルエチレン、パーフルオロブチルエチレン、2,3,3,4,4,5,5−ヘプタフルオロ−1−ペンテン(CH=CFCFCFCFH)、2−トリフルオロメチル−3,3,3−トリフルオロプロペン((CFC=CH)が好ましい。
上記ETFEの重合において、上記スルホニル化合物は、本発明の含フッ素ポリマーの製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001〜2質量%の量で添加する。
上記ETFEの重合において、連鎖移動剤として、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等を使用することが好ましい。
(3) In the method for producing a fluorine-containing polymer of the present invention, ETFE polymerization is usually preferably carried out at a polymerization temperature of 20 to 100 ° C. and a polymerization pressure of 0.5 to 0.8 MPaG.
A preferred monomer composition (mol%) of ETFE is TFE: ethylene = (50 to 99) :( 50 to 1). As the ETFE, a third monomer may be used and modified within a range of 0 to 20% by mass of the total monomers. Preferably, TFE: ethylene: third monomer = (70 to 98) :( 30 to 2) :( 4 to 10). As the third monomer, perfluorobutylethylene, perfluorobutylethylene, 2,3,3,4,4,5,5-heptafluoro-1-pentene (CH 2 ═CFCF 2 CF 2 CF 2 H), 2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoropropene ((CF 3 ) 2 C═CH 2 ) is preferred.
In the polymerization of ETFE, the sulfonyl compound can be used in the range of use in the method for producing a fluoropolymer of the present invention, but usually in an amount of 0.0001 to 2% by mass relative to 100% by mass of the aqueous medium. Added.
In the above ETFE polymerization, it is preferable to use cyclohexane, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride or the like as the chain transfer agent.

(III)エラストマー性重合体
本発明の含フッ素ポリマーの製造方法において、エラストマー性重合体の重合は、攪拌機を備えた耐圧の反応容器に純水及び上記スルホニル化合物を仕込み、脱酸素後、モノマーを仕込み、所定の温度にし、重合開始剤を添加して、反応を開始する。反応の進行とともに圧力が低下するので、初期圧力を維持するように、追加のモノマーを連続的又は間欠的に追加供給する。所定量のモノマーを供給した時点で、供給を停止し、反応容器内のモノマーをパージし、温度を室温に戻して反応を終了する。乳化重合する場合、ポリマーラテックスを連続的に反応容器より取り出すことが好ましい。
特に、熱可塑性エラストマーを製造する場合、WO00/01741号パンフレットに開示されているように、一旦含フッ素ポリマー微粒子を高い上記濃度で合成してから希釈して更に重合を行うことで、通常の重合に比べて、最終的な重合速度を速くできる方法を使用することも可能である。
(III) Elastomeric polymer In the method for producing a fluorine-containing polymer of the present invention, the polymerization of the elastomeric polymer is carried out by charging pure water and the sulfonyl compound in a pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer, Thereafter, the monomer is charged, the temperature is set to a predetermined temperature, a polymerization initiator is added, and the reaction is started. Since the pressure decreases as the reaction proceeds, additional monomer is added continuously or intermittently to maintain the initial pressure. When a predetermined amount of monomer is supplied, the supply is stopped, the monomer in the reaction vessel is purged, the temperature is returned to room temperature, and the reaction is terminated. When emulsion polymerization is performed, it is preferable to continuously remove the polymer latex from the reaction vessel.
In particular, when producing a thermoplastic elastomer, as disclosed in the pamphlet of WO00 / 01741, normal polymerization is carried out by once synthesizing the fluorine-containing polymer fine particles at a high concentration and then diluting and further polymerizing. It is also possible to use a method that can increase the final polymerization rate compared to

上記エラストマー性重合体の重合は、目的とするポリマーの物性、重合速度制御の観点から適宜条件を選択するが、重合温度は通常−20〜200℃、好ましくは5〜150℃、重合圧力は通常0.5〜10MPaG、好ましくは1〜7MPaGにて行われる。また、重合媒体中のpHは、公知の方法等により、後述するpH調整剤等を用いて、通常2.5〜9に維持することが好ましい。 The polymerization of the elastomeric polymer is appropriately selected from the viewpoints of physical properties of the target polymer and control of the polymerization rate. The polymerization temperature is usually -20 to 200 ° C, preferably 5 to 150 ° C, and the polymerization pressure is usually normal. It is carried out at 0.5 to 10 MPaG, preferably 1 to 7 MPaG. Moreover, it is preferable to maintain pH in a polymerization medium normally at 2.5-9 using the pH adjuster etc. which are mentioned later by a well-known method etc.

上記エラストマー性重合体の重合に用いるモノマーとしては、フッ化ビニリデンの他に、炭素原子と少なくとも同数のフッ素原子を有しフッ化ビニリデンと共重合し得る含フッ素エチレン性不飽和モノマーが挙げられる。上記含フッ素エチレン性不飽和モノマーとしては、トリフルオロプロペン、ペンタフルオロプロペン、へキサフルオロブテン、オクタフルオロブテンが挙げられる。なかでも、へキサフルオロプロペンは、それが重合体の結晶成長を遮断した場合に得られるエラストマーの特性のために特に好適である。上記含フッ素エチレン性不飽和モノマーとしては、また、トリフルオロエチレン、TFE及びCTFE等が挙げられるし、1種若しくは2種以上の塩素及び/又は臭素置換基をもった含フッ素モノマーを用いることもできる。パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、例えばパーフルオロ(メチルビニルエーテル)も用いることができる。TFE及びHFPは、エラストマー性重合体を製造するのに好ましい。
エラストマー性重合体の好ましい単量体組成(質量%)は、フッ化ビニリデン:HFP:TFE=(20〜70):(20〜60):(0〜40)である。この組成のエラストマー性重合体は、良好なエラストマー特性、耐薬品性、及び、熱的安定性を示す。
Examples of the monomer used for the polymerization of the elastomeric polymer include, in addition to vinylidene fluoride, fluorine-containing ethylenically unsaturated monomers having at least the same number of fluorine atoms as carbon atoms and capable of copolymerizing with vinylidene fluoride. Examples of the fluorine-containing ethylenically unsaturated monomer include trifluoropropene, pentafluoropropene, hexafluorobutene, and octafluorobutene. Among these, hexafluoropropene is particularly suitable due to the elastomeric properties obtained when it blocks polymer crystal growth. Examples of the fluorine-containing ethylenically unsaturated monomer include trifluoroethylene, TFE, and CTFE. A fluorine-containing monomer having one or two or more chlorine and / or bromine substituents may be used. it can. Perfluoro (alkyl vinyl ether) such as perfluoro (methyl vinyl ether) can also be used. TFE and HFP are preferred for producing elastomeric polymers.
The preferable monomer composition (mass%) of an elastomeric polymer is vinylidene fluoride: HFP: TFE = (20-70) :( 20-60) :( 0-40). Elastomeric polymers of this composition exhibit good elastomeric properties, chemical resistance and thermal stability.

上記エラストマー性重合体の重合において、上記スルホニル化合物は、本発明の含フッ素ポリマーの製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001〜2質量%の量で添加する。 In the polymerization of the elastomeric polymer, the sulfonyl compound can be used in the range of use in the method for producing a fluoropolymer of the present invention, but is usually 0.0001 to 2% by mass relative to 100% by mass of the aqueous medium. Add in the amount of.

上記エラストマー性重合体の重合において、重合開始剤としては、公知の無機ラジカル重合開始剤を使用することができる。上記無機ラジカル重合開始剤としては、従来公知の水溶性無機過酸化物、例えば、ナトリウム、カリウム及びアンモニウムの過硫酸塩、過リン酸塩、過硼酸塩、過炭素塩又は過マンガン酸塩が特に有用である。上記ラジカル重合開始剤は、更に、還元剤、例えば、ナトリウム、カリウム又はアンモニウムの亜硫酸塩、重亜硫酸塩、メタ重亜硫酸塩、ハイポ亜硫酸塩、チオ硫酸塩、亜リン酸塩若しくはハイポ亜リン酸塩により、又は、容易に酸化される金属化合物、例えば第一鉄塩、第一銅塩若しくは銀塩により、更に活性化することができる。好適な無機ラジカル重合開始剤は、過硫酸アンモニウムであり、過硫酸アンモニウムと重亜硫酸ナトリウムと共にレドックス系において使用することが、より好ましい。
上記重合開始剤の添加濃度は、目的とする含フッ素ポリマーの分子量や、重合反応速度によって適宜決定されるが、モノマー全量100質量%に対して0.0001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%の量に設定する。
In the polymerization of the elastomeric polymer, a known inorganic radical polymerization initiator can be used as the polymerization initiator. Examples of the inorganic radical polymerization initiator include conventionally known water-soluble inorganic peroxides such as sodium, potassium and ammonium persulfates, perphosphates, perborates, percarbonates and permanganates. Useful. The radical polymerization initiator further includes a reducing agent such as sodium, potassium or ammonium sulfite, bisulfite, metabisulfite, hyposulfite, thiosulfate, phosphite or hypophosphite. Or by a metal compound that is easily oxidized, such as a ferrous salt, a cuprous salt, or a silver salt. A suitable inorganic radical polymerization initiator is ammonium persulfate, and it is more preferred to use it in a redox system with ammonium persulfate and sodium bisulfite.
The concentration of the polymerization initiator added is appropriately determined depending on the molecular weight of the target fluorine-containing polymer and the polymerization reaction rate, but is 0.0001 to 10% by mass, preferably 0.01% with respect to 100% by mass of the total amount of monomers. Set to an amount of ~ 5% by weight.

上記エラストマー性重合体の重合において、連鎖移動剤としては、公知のものを使用することができるが、PVDFの重合では、炭化水素、エステル、エーテル、アルコール、ケトン、塩素化合物、カーボネート等を用いることができ、熱可塑性エラストマーでは、炭化水素、エステル、エーテル、アルコール、塩素化合物、ヨウ素化合物等を用いることができる。なかでも、PVDFの重合では、アセトン、イソプロピルアルコールが好ましく、熱可塑性エラストマーの重合では、イソペンタン、マロン酸ジエチル及び酢酸エチルは、反応速度が低下しにくいという観点から好ましく、I(CFI、I(CFI、ICHI等のジヨウ素化合物は、ポリマー末端のヨウ素化が可能で、反応性ポリマーとして使用できる観点から好ましい。
上記連鎖移動剤の使用量は、供給されるモノマー全量に対して、通常0.5×10−3〜5×10−3モル%、好ましくは1.0×10−3〜3.5×10−3モル%であることが好ましい。
In the polymerization of the elastomeric polymer, a known chain transfer agent can be used, but in the polymerization of PVDF, a hydrocarbon, ester, ether, alcohol, ketone, chlorine compound, carbonate, or the like is used. In the thermoplastic elastomer, hydrocarbons, esters, ethers, alcohols, chlorine compounds, iodine compounds, and the like can be used. Among them, acetone and isopropyl alcohol are preferable for the polymerization of PVDF, and isopentane, diethyl malonate and ethyl acetate are preferable for the polymerization of the thermoplastic elastomer from the viewpoint that the reaction rate is difficult to decrease, and I (CF 2 ) 4 I , I (CF 2 ) 6 I, ICH 2 I and the like are preferred from the viewpoint that they can be iodinated at the polymer terminal and can be used as a reactive polymer.
The amount of the chain transfer agent used is usually 0.5 × 10 −3 to 5 × 10 −3 mol%, preferably 1.0 × 10 −3 to 3.5 × 10, based on the total amount of monomers supplied. -3 mol% is preferred.

上記エラストマー性重合体の重合において、PVDFの重合では、乳化安定剤としてパラフィンワックス等を好ましく用いることができ、熱可塑性エラストマーの重合では、pH調整剤として、リン酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を好ましく用いることができる。 In the polymerization of the elastomeric polymer, paraffin wax or the like can be preferably used as an emulsion stabilizer in the polymerization of PVDF, and in the polymerization of a thermoplastic elastomer, phosphate, sodium hydroxide, hydroxylation can be used as a pH regulator. Potassium etc. can be used preferably.

本発明の含フッ素ポリマーの製造方法によって得られるエラストマー性重合体は、重合が終了した時点で、固形分濃度が10〜40質量%、平均粒子径が0.03〜1μm、好ましくは0.05〜0.5μm、数平均分子量が1,000〜2,000,000のものである。 The elastomeric polymer obtained by the method for producing a fluoropolymer of the present invention has a solid content concentration of 10 to 40% by mass and an average particle size of 0.03 to 1 μm, preferably 0.05 when polymerization is completed. ˜0.5 μm and a number average molecular weight of 1,000 to 2,000,000.

本発明の含フッ素ポリマーの製造方法によって得られるエラストマー性重合体は、必要に応じて、炭化水素系界面活性剤等の分散安定剤の添加、濃縮等をすることにより、ゴム成形加工に適したディスパージョンにすることができる。上記ディスパージョンは、pH調節、凝固、加熱等を行い処理される。各処理は次のように行われる。 The elastomeric polymer obtained by the method for producing a fluoropolymer of the present invention is suitable for rubber molding processing by adding, concentrating, etc., a dispersion stabilizer such as a hydrocarbon surfactant, if necessary. It can be a dispersion. The dispersion is processed by adjusting pH, coagulation, heating, and the like. Each process is performed as follows.

上記pH調節は、硝酸、硫酸、塩酸若しくはリン酸等の鉱酸、及び/又は、炭素数5以下でpK=4.2以下のカルボン酸等を加え、pHを2以下とすることからなる。
上記凝固は、アルカリ土類金属塩を添加することにより行われる。上記アルカリ土類金属塩としては、カルシウム又はマグネシウムの硝酸塩、塩素酸塩及び酢酸塩が挙げられる。
上記pH調節及び上記凝固は、いずれを先に行ってもよいが、先にpH調節を行うことが好ましい。
各操作の後、エラストマーと同容量の水で洗浄を行い、エラストマー内に存在する少量の緩衝液や塩等の不純物を除去し、乾燥を行う。乾燥は、通常、乾燥炉内で、高温下、空気を循環させながら、約70〜200℃で行われる。
The pH adjustment is performed by adding a mineral acid such as nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid or phosphoric acid and / or a carboxylic acid having 5 or less carbon atoms and having a pK = 4.2 or less to make the pH 2 or less.
The coagulation is performed by adding an alkaline earth metal salt. Examples of the alkaline earth metal salts include nitrates, chlorates and acetates of calcium or magnesium.
Either the pH adjustment or the coagulation may be performed first, but the pH adjustment is preferably performed first.
After each operation, washing is performed with the same volume of water as the elastomer to remove a small amount of impurities such as buffer solution and salt existing in the elastomer, and drying is performed. Drying is usually performed at about 70 to 200 ° C. while circulating air at a high temperature in a drying furnace.

上記含フッ素ポリマーは、通常、上記重合を行うことにより得られる水性分散体の10〜50質量%の濃度である。上記水性分散体中において、含フッ素ポリマーの濃度の好ましい下限は10質量%、より好ましい下限は15質量%、好ましい上限は40質量%、より好ましい上限は35質量%、更に好ましい上限は30質量%である。 The fluorine-containing polymer is usually in a concentration of 10 to 50% by mass of the aqueous dispersion obtained by performing the polymerization. In the aqueous dispersion, the preferred lower limit of the concentration of the fluoropolymer is 10% by mass, the more preferred lower limit is 15% by mass, the preferred upper limit is 40% by mass, the more preferred upper limit is 35% by mass, and the still more preferred upper limit is 30% by mass. It is.

上記重合を行うことにより得られる水性分散体は、濃縮するか又は分散安定化処理してディスパージョンとしてもよいし、凝析又は凝集に供して回収し乾燥して得られる粉末その他の固形物としてもよい。 The aqueous dispersion obtained by performing the above polymerization may be concentrated or dispersion-stabilized to form a dispersion, or as a powder or other solid material obtained by collecting and drying by coagulation or aggregation. Also good.

上記スルホニル化合物は、重合により得られた含フッ素ポリマーを水性媒体に分散させるための分散剤としても、好適に用いることができる。 The sulfonyl compound can also be suitably used as a dispersant for dispersing a fluorine-containing polymer obtained by polymerization in an aqueous medium.

本発明の水性分散体は、含フッ素ポリマーからなる粒子と、上記スルホニル化合物と、水性媒体を含有するものである。上記水性分散体は、上記スルホニル化合物の存在下、含フッ素ポリマーからなる粒子が水性媒体中に分散しているものである。 The aqueous dispersion of the present invention contains particles made of a fluorine-containing polymer, the sulfonyl compound, and an aqueous medium. The aqueous dispersion is one in which particles made of a fluorine-containing polymer are dispersed in an aqueous medium in the presence of the sulfonyl compound.

上記スルホニル化合物は、本発明の水性分散体の0.0001〜15質量%であることが好ましい。0.0001質量%未満であると、分散安定性に劣る場合があり、15質量%を超えると、存在量に見合った分散効果がなく実用的でない。上記スルホニル化合物のより好ましい下限は0.001質量%であり、より好ましい上限は10質量%であり、更に好ましい上限は2質量%である。 It is preferable that the said sulfonyl compound is 0.0001-15 mass% of the aqueous dispersion of this invention. If it is less than 0.0001% by mass, the dispersion stability may be inferior. If it exceeds 15% by mass, there is no dispersion effect commensurate with the abundance and it is not practical. The more preferable lower limit of the sulfonyl compound is 0.001% by mass, the more preferable upper limit is 10% by mass, and the still more preferable upper limit is 2% by mass.

本発明の水性分散体は、上述した重合を行うことにより得られる水性分散体、この水性分散体を濃縮するか又は分散安定化処理して得られるディスパージョン、及び、含フッ素ポリマーからなる粉末を、上記スルホニル化合物の存在下に水性媒体に分散させたものの何れであってもよい。 The aqueous dispersion of the present invention comprises an aqueous dispersion obtained by performing the above-described polymerization, a dispersion obtained by concentrating or dispersing the aqueous dispersion, and a powder comprising a fluoropolymer. Any of those dispersed in an aqueous medium in the presence of the sulfonyl compound may be used.

本発明の水性分散体を製造する方法としてはまた、上記重合により得られた水性分散体を、ノニオン界面活性剤の存在下に、陰イオン交換樹脂と接触させる工程(I)と、工程(I)で得られた水性分散体を、固形分濃度が水性分散体100質量%に対して30〜70質量%となるように濃縮する工程(II)により製造することができる。このような精製水性分散体の製造方法も本発明の1つである。ノニオン界面活性剤は、特に限定されるものではないが、上記のものを挙げることができる。上記陰イオンは、特に限定されるものではないが、公知のものを用いることができる。また、上記陰イオン交換樹脂と接触させる方法は、公知の方法を用いることができる。 As the method for producing the aqueous dispersion of the present invention, the aqueous dispersion obtained by the polymerization is contacted with an anion exchange resin in the presence of a nonionic surfactant, and the step (I) The aqueous dispersion obtained in step (II) can be produced by the step (II) in which the solid content concentration is 30 to 70% by mass with respect to 100% by mass of the aqueous dispersion. A method for producing such a purified aqueous dispersion is also one aspect of the present invention. The nonionic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include those described above. Although the said anion is not specifically limited, A well-known thing can be used. Moreover, a well-known method can be used for the method made to contact with the said anion exchange resin.

上記濃縮の方法としては公知の方法が採用され、例えば相分離、電気濃縮、限外ろ過等が挙げられる。上記濃縮は、用途に応じて含フッ素ポリマー濃度を30〜70質量%に濃縮することができる。濃縮によりディスパージョンの安定性が損なわれることがあるが、その場合は更に分散安定剤を添加してもよい。上記分散安定剤としては、上記スルホニル化合物や、その他の各種の界面活性剤を添加してもよい。上記各種の分散安定剤としては、例えば、ポリオキシアルキルエーテル等の非イオン性界面活性剤、特に、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(例えばローム&ハース社製のトライトンX−100(商品名))、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル(例えば第一工業製薬社製のノイゲンTDS80C(商品名)、ライオン社製のレオコールTD90D(商品名)、クラリアント社製のゲナポールX080(商品名))、ポリオキシエチレンエーテル類が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。 A known method is employed as the concentration method, and examples thereof include phase separation, electric concentration, and ultrafiltration. In the concentration, the fluorine-containing polymer concentration can be concentrated to 30 to 70% by mass depending on the application. Concentration may impair dispersion stability. In that case, a dispersion stabilizer may be further added. As the dispersion stabilizer, the sulfonyl compound and other various surfactants may be added. Examples of the various dispersion stabilizers include nonionic surfactants such as polyoxyalkyl ether, particularly polyoxyethylene alkylphenyl ether (for example, Triton X-100 (trade name) manufactured by Rohm & Haas), Polyoxyethylene isotridecyl ether (for example, Neugen TDS80C (trade name) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Leocor TD90D (trade name) manufactured by Lion, Genapol X080 (trade name) manufactured by Clariant), polyoxyethylene ether However, it is not limited to these.

上記分散安定剤の総量は、上記ディスパージョンの固形分に対し0.5〜20質量%の濃度である。0.5質量%未満であると、分散安定性に劣る場合があり、20質量%を超えると、存在量に見合った分散効果がなく実用的でない。上記分散安定剤のより好ましい下限は2質量%であり、より好ましい上限は12質量%である。 The total amount of the dispersion stabilizer is 0.5 to 20% by mass with respect to the solid content of the dispersion. If it is less than 0.5% by mass, the dispersion stability may be inferior. If it exceeds 20% by mass, there is no dispersion effect commensurate with the abundance and this is not practical. A more preferable lower limit of the dispersion stabilizer is 2% by mass, and a more preferable upper limit is 12% by mass.

上記重合を行うことにより得られた水性分散液は、また、用途によっては濃縮せずに分散安定化処理して、ポットライフの長い水性分散体に調製することもできる。使用する分散安定剤としては上記と同じものを挙げることができる。 The aqueous dispersion obtained by carrying out the polymerization can also be prepared as an aqueous dispersion having a long pot life by subjecting it to a dispersion stabilization treatment without concentrating depending on the application. Examples of the dispersion stabilizer used include the same as those described above.

本発明の水性分散体の用途としては特に限定されず、水性分散体のまま適用するものとして、基材上に塗布し乾燥した後必要に応じて焼成することよりなる塗装;不織布、樹脂成形品等の多孔性支持体を含浸させ乾燥した後、好ましくは焼成することよりなる含浸;ガラス等の基材上に塗布し乾燥した後、必要に応じて水中に浸漬し、基材を剥離して薄膜を得ることよりなるキャスト製膜等が挙げられ、これら適用例としては、水性分散型塗料、電極用結着剤、電極用撥水剤等が挙げられる。 The use of the aqueous dispersion of the present invention is not particularly limited, and it is applied as it is as an aqueous dispersion, applied on a substrate, dried, and then fired as necessary; non-woven fabric, resin molded product After impregnating and drying a porous support such as glass, preferably by calcination; after coating and drying on a substrate such as glass, the substrate is immersed in water as necessary to peel off the substrate Examples thereof include cast film formation comprising obtaining a thin film, and examples of these applications include aqueous dispersion paints, electrode binders, electrode water repellents, and the like.

本発明の水性分散体は、公知の顔料、増粘剤、分散剤、消泡剤、凍結防止剤、成膜助剤等の配合剤を配合することにより、又は、更に他の高分子化合物を複合して、コーティング用水性塗料として用いることができる。 The aqueous dispersion of the present invention can be blended with known pigments, thickeners, dispersants, antifoaming agents, antifreeze agents, film forming aids, or other polymer compounds. It can be combined and used as a water-based paint for coating.

本発明はまた、上記記載の凝析により発生した排水、洗浄により発生した排水、及び、乾燥工程で発生するオフガスから選択される少なくとも一の成分から、下記一般式(I)

Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物を回収し、精製する工程を含むことを特徴とする再生スルホニル化合物の製造方法でもある。 The present invention also provides the following general formula (I) from at least one component selected from the wastewater generated by the coagulation described above, the wastewater generated by washing, and the off-gas generated in the drying step.
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). It is also a method for producing a regenerated sulfonyl compound, comprising a step of recovering and purifying the sulfonyl compound.

上記凝析により発生した排水、洗浄により発生した排水、及び、乾燥工程で発生するオフガスから、上記スルホニル化合物を回収し、精製する方法としては特に限定されるものではないが、従来公知の方法をそのまま採用することができる。 The method for recovering and purifying the sulfonyl compound from the wastewater generated by the coagulation, the wastewater generated by the washing, and the off-gas generated in the drying step is not particularly limited. It can be adopted as it is.

本発明の含フッ素ポリマーの製造方法は、上述の構成よりなるので、樹脂中での界面活性剤残存量が極めて少なく、着色が少なく物性のよい含フッ素ポリマーを効率よく製造することができる。また、本発明の水性分散体は、上述の構成よりなるので、含フッ素ポリマーを安定に存在させることができ、また、着色が少なく物性のよい含フッ素ポリマーの成形体及び塗膜等を提供することができる。 Since the method for producing a fluoropolymer of the present invention has the above-described configuration, it is possible to efficiently produce a fluoropolymer having a very small amount of surfactant in the resin, little coloring, and good physical properties. In addition, since the aqueous dispersion of the present invention has the above-described configuration, a fluoropolymer can be stably present, and a molded product and a coating film of a fluoropolymer with less physical properties and good physical properties are provided. be able to.

次に本発明を製造例及び実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる製造例及び実施例のみに限定されるものではない。 Next, although this invention is demonstrated based on a manufacture example and an Example, this invention is not limited only to this manufacture example and an Example.

合成例1
Heteroatom Chemistry, Volume 3, Number 3,1992 に記載された方法にて、CS(=O)CFCOOH(Phenylsulfonyldifluoroacetic Acid)を合成した。この酸をアンモニア水で中和し10%水溶液とした後に、凍結乾燥を行い白色の粉末状のAmmonium salt of Phenylsulfonyldifluoroacetic Acidを得た。
Synthesis example 1
C 6 H 5 S (═O) 2 CF 2 COOH (Phenylsulfodifluoroacetic Acid) was synthesized by the method described in Heteroatom Chemistry, Volume 3, Number 3, 1992. This acid was neutralized with aqueous ammonia to make a 10% aqueous solution, and then lyophilized to obtain a white powder of ammonium salt of phenyldifluoroacetic acid.

実施例1 PTFEラテックスの調製[1]
内容量3Lの攪拌翼付きステンレススチール製オートクレーブに、脱イオン水1.5L、パラフィンワックス60g(融点60℃)、及び、合成例1で得られた乳化剤0.75gを仕込み、系内をTFEで置換した。内温を70℃にし、内圧が0.78MPaになるようにTFEを圧入し、1質量%の過硫酸アンモニウム[APS]水溶液3.75gを仕込み、反応を開始した。重合の進行に伴って重合系内の圧力が低下するので、連続的にTFEを追加して、内圧を0.78MPaに保ち、反応を継続した。重合開始5.2時間後にTFEをパージして重合を停止した。この水性分散液の固形分濃度は、6.4質量%、標準比重は2.225、含フッ素重合体の平均一次粒子径は、281nmであった。
Example 1 Preparation of PTFE Latex [1]
A stainless steel autoclave with a stirring blade with an internal volume of 3 L was charged with 1.5 L of deionized water, 60 g of paraffin wax (melting point 60 ° C.), and 0.75 g of the emulsifier obtained in Synthesis Example 1, and the inside of the system was TFE Replaced. TFE was injected so that the internal temperature was 70 ° C. and the internal pressure was 0.78 MPa, and 3.75 g of a 1% by mass ammonium persulfate [APS] aqueous solution was charged to initiate the reaction. As the polymerization proceeded, the pressure in the polymerization system decreased, so TFE was continuously added to keep the internal pressure at 0.78 MPa and the reaction was continued. After 5.2 hours from the start of polymerization, TFE was purged to stop the polymerization. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 6.4% by mass, the standard specific gravity was 2.225, and the average primary particle size of the fluoropolymer was 281 nm.

固形分濃度:得られた水性分散液を150℃で1時間乾燥した時の質量減少より求めた。
標準比重(SSG):ASTM D−1457−69に従い測定した。
平均一次粒子径(PTFE):固形分濃度を約0.02質量%に希釈し、単位長さに対する550nmの投射光の透過率と電子顕微鏡写真によって決定された平均粒子径との検量線を基にして、上記透過率から間接的に求めた。
Solid content concentration: It was determined from the decrease in mass when the obtained aqueous dispersion was dried at 150 ° C. for 1 hour.
Standard specific gravity (SSG): Measured according to ASTM D-1457-69.
Average primary particle diameter (PTFE): Based on a calibration curve of the transmittance of 550 nm projection light per unit length and the average particle diameter determined by electron micrograph, diluted to a solid content concentration of about 0.02% by mass. Thus, it was indirectly determined from the transmittance.

本発明のスルホニル化合物は、含フッ素ポリマーの乳化重合における界面活性剤として好適に使用することができる。また、本発明は、上記スルホニル化合物を好適に製造することができる製造方法を提供し、上記スルホニル化合物からなる界面活性剤、含フッ素ポリマーの製造方法、水性分散体、水性分散体の製造方法、ファインパウダー、及び、再生スルホニル化合物の製造方法を提供する。 The sulfonyl compound of the present invention can be suitably used as a surfactant in emulsion polymerization of a fluorine-containing polymer. Further, the present invention provides a production method capable of suitably producing the sulfonyl compound, a surfactant comprising the sulfonyl compound, a production method of a fluoropolymer, an aqueous dispersion, a production method of the aqueous dispersion, Provided are a fine powder and a method for producing a regenerated sulfonyl compound.

Claims (7)

下記一般式(I)
Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物からなることを特徴とする界面活性剤。
The following general formula (I)
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). A surfactant comprising a sulfonyl compound.
下記一般式(I)
Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物を含む水性媒体中で、含フッ素モノマーの重合を行う工程を含む
ことを特徴とする含フッ素ポリマーの製造方法。
The following general formula (I)
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). A method for producing a fluorinated polymer, comprising a step of polymerizing a fluorinated monomer in an aqueous medium containing a sulfonyl compound.
前記スルホニル化合物の含有量が、水性媒体100質量%に対して0.0001〜2質量%である請求項2記載の含フッ素ポリマーの製造方法。 The method for producing a fluoropolymer according to claim 2, wherein the content of the sulfonyl compound is 0.0001 to 2% by mass with respect to 100% by mass of the aqueous medium. 下記一般式(I)
Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物、及び、含フッ素ポリマーを含有する水性分散体であって、
含フッ素ポリマーの平均粒子径は、50〜500nmである
ことを特徴とする水性分散体。
The following general formula (I)
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). An aqueous dispersion containing a sulfonyl compound and a fluorine-containing polymer,
An aqueous dispersion, wherein the fluoropolymer has an average particle size of 50 to 500 nm.
請求項4記載の水性分散体を、ノニオン界面活性剤の存在下に、陰イオン交換樹脂と接触させる工程(I)と、工程(I)で得られた水性分散体を、水性分散体中の固形分濃度が水性分散体100質量%に対して30〜70質量%となるように濃縮する工程(II)を含む
ことを特徴とする精製水性分散体の製造方法。
A step (I) of bringing the aqueous dispersion according to claim 4 into contact with an anion exchange resin in the presence of a nonionic surfactant, and the aqueous dispersion obtained in step (I) in the aqueous dispersion A method for producing a purified aqueous dispersion comprising a step (II) of concentrating so that a solid content concentration is 30 to 70% by mass with respect to 100% by mass of an aqueous dispersion.
請求項4記載の水性分散体を凝析することにより製造されるファインパウダー。 A fine powder produced by coagulating the aqueous dispersion according to claim 4. 請求項6記載の凝析により発生した排水、洗浄により発生した排水、及び、乾燥工程で発生するオフガスから選択される少なくとも一の成分から、下記一般式(I)
Figure 2009029851
(式中Rfは、H、炭素数が3〜6のフルオロアルキル基を示し、mは0または1を示し、Yはカルボキシル基又はスルホン酸基、及び、その塩を示す。)で表されるスルホニル化合物を回収し、精製する工程を含むことを特徴とする再生スルホニル化合物の製造方法。
The following general formula (I) is selected from at least one component selected from waste water generated by coagulation according to claim 6, waste water generated by washing, and off-gas generated in a drying step.
Figure 2009029851
(Wherein Rf represents H, a fluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, m represents 0 or 1, Y represents a carboxyl group or a sulfonic acid group, and a salt thereof). A method for producing a regenerated sulfonyl compound, comprising a step of recovering and purifying the sulfonyl compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106748921A (en) * 2016-12-16 2017-05-31 上海应用技术大学 A kind of fragrant sulfuryl difluoroacetic acid salt compounds, preparation method and applications

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