JP2010511086A - ハロポリマー用の添加剤 - Google Patents
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Abstract
(式中、A=−(X)a−O−A’−(X’)b−であり、ここで、A’はパーフルオロポリエーテル鎖であり、X、X’=−CF2−、−CF2CF2−、−CF(CF3)−であり、a、b=0または1であり、Bは式−[(CR1R2−CR3R4)j(CR5R6−CR7R8)j’]−(Ia)の1種以上のオレフィン(ここで、前記オレフィンの少なくとも1種はラジカル経路により単独重合可能である)に由来し、ここで、j=1〜30であり、j’=0〜29であり、但し、2<(j+j’)<30であり、R1〜R8=ハロゲン、H、C1〜C6(パー)ハロアルキル、C1〜C6アルキル、C1〜C6オキシ(パー)フルオロアルキルであり、B’=(Ia)であるが、R1〜R8の少なくとも1つは、BのR1〜R8とは異なる意味を有し、そして2≦(j+j’)<30であり、z≧2であり、z’は0または整数であり、z、z’は、(I)の数平均分子量が500〜500,000の間であるような値であり、Q、Q’=C1〜C3パーフルオロアルキル、C1〜C6アルキルまたは官能性末端基である)
Description
− 好ましくは200℃より高い、より好ましくは250℃より高い高温での高い熱安定性
− 流速の実質的な低下なしで押出中にダイ圧力および/または押出機スクリューのトルクを減少させる能力
− 低剪断押出機を用いた時でさえも半結晶質ポリマー中の添加剤の実質的に均一な分布
− 少ない量で用いる時でさえも有効な添加剤
− ポリマーの特性、特に機械的特性を実質的に変えない
1)熱加工性半結晶質ハロポリマーと、
2)1)の0.01〜10重量%の、式(I)
Q−O−[A−B]z−[A−B’]z’−A−Q’ (I)
の1種以上の(パー)フルオロポリエーテルポリマーによって形成された添加剤と
を含む高分子組成物である。
式中、
− A=−(X)a−O−A’−(X’)b−であり、
ここで、A’は、(CF2O)、(CF2CF2O)、(CF2CF2CF2O)、(CF2CF2CF2CF2O)、(CF(CF3)O)、(CF(CF3)CF2O)、(CF2CF(CF3)O)から選択された1個以上の反復単位を含むパーフルオロポリエーテル鎖であり、66〜50,000の間の数平均分子量を有し、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF2−、−CF2CF2−、−CF(CF3)−から選択され、
a、bは互いに同じかまたは異なり、0または1に等しい整数であり、但し、末端基Q−O−に連結されたブロックAがa=1を有し、末端基Q’に連結されたブロックAがb=0を有することを条件とし、
− Bは式
−[(CR1R2−CR3R4)j(CR5R6−CR7R8)j’]− (Ia)
の1種以上のオレフィン(ここで、前記オレフィンの少なくとも1種はラジカル経路により単独重合可能である)に由来する単位から形成されたブロックであり、
ここで、jは1〜30の整数であり、j’は0〜29の整数であり、但し、(j+j’)が2より大きく且つ30より小さいことを条件とし、
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は互いに同じかまたは異なり、ハロゲン、好ましくはF、Cl;H;C1〜C6(パー)ハロアルキル(ここで、ハロゲンは好ましくはF、Clである);任意にO、N、Sのようなヘテロ原子を含有するC1〜C6アルキル;C1〜C6オキシ(パー)フルオロアルキルから選択され、前記置換基R1〜R8は1つ以上の官能基を任意に含有し、
− B’は1種以上のオレフィンに由来するブロックであり、式(Ia)を有するが、ブロックBの置換基R1〜R8とは異なる置換基R1〜R8の中の少なくとも1つを有し、(j+j’)は2以上で且つ30未満であり、
− zは2より大きい整数であるか、または2に等しく、z’は0または整数であり、z、z’は、式(I)のポリマーの数平均分子量が500〜500,000の間、好ましくは1,000〜80,000、なおより好ましくは5,000〜60,000であるような値であり、
− QおよびQ’は互いに同じかまたは異なり、炭素原子数1〜3のパーフルオロアルキル末端基(1個のフッ素原子は1個の塩素原子または水素原子によって置換されていることが可能である)、C1〜C6非フッ素化アルキル、または官能性末端基−(CFW)−Dq−Tk(式中、W=F、CF3であり、kは1〜4の範囲であり、好ましくは1または2の整数であり、qは0または1に等しく、Dは橋架け基である)から選択される。
− 任意に非ハロゲン化オレフィンの存在下での1種以上のF原子および/またはCl原子含有オレフィンモノマーの重合
− H含有フッ素化オレフィンモノマーと過フッ素化オレフィンモノマーの重合
によって得られる。
(a)1種以上の他のコモノマー、例えば、パーフルオロアルキルエチレンCH2=CH−Rf(式中、Rfは、C1〜C6、好ましくはC4パーフルオロアルキルである)を0.1〜30モル%の間の量で、一般的には0.1〜10モル%の間の量で任意に含有するエチレン、および/またはプロピレンおよび/またはイソブチレンとのTFEコポリマー。例えば、米国特許第3,624,250号および米国特許第4,513,129号参照
(b)例えば、ヘキサフルオロプロペン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、アクリルモノマーのような1種以上のコモノマーを一般に0.1〜15モル%の間の量で任意に含有するポリフッ化ビニリデン
(c)パーフルオロジオキソール、パーフルオロアルキルビニルエーテル、エチレン、アクリルモノマーのような1種以上のコモノマーを一般に0.1〜10モル%の間の量で任意に含有するポリクロロトリフルオロエチレン、例えば、米国特許第6,342,569号参照
(d)エチレン(E)、任意にEに加えて、またはEに代えてプロピレンまたはイソブチレンとクロロトリフルオロエチレン(CTFE)のポリマーであって、1種以上の他のコモノマー、例えば、ヘキサフルオロイソブテン、パーフルオロポリビニルエーテルまたは1種以上のアクリルモノマー、例えば、n−ブチルアクリレートをE+CTFEの合計量を基準にして0.1〜30モル%の間、好ましくは0.1〜15モル%の間の量で任意に含有する前記ポリマー、例えば、米国特許第6,107,393号参照
(e)ポリ塩化ビニル(PVC)ポリマー、塩素化ポリ塩化ビニル(CPVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、これらのポリマーは、好ましくはエチレン、酢酸ビニル、アクリルモノマーまたはメタクリルモノマーから選択された1種以上のモノマーを任意に含有する。
(f)ヘキサフルオロプロペン;およびパーフルオロメチルビニルエーテル、パーフルオロエチルビニルエーテル、パーフルオロプロピルビニルエーテルのようなパーフルオロアルキルビニルエーテルから選択された0.1〜10モル%の間の量の1種以上のフッ素化モノマーとのTFEポリマー、例えば、米国特許第5,463,006号参照
である。
(a)10〜70モル%、好ましくは30〜90モル%のエチレン
(b)30〜90モル%、好ましくは45〜65モル%のCTFE
を含有し、モノマー(a)および(b)の合計量を基準にして好ましくは0.1〜10モル%、より好ましくは0.2〜5モル%の量で1種以上のフッ素化コモノマー(c1)および/または水素添加コモノマー(c2)を任意に含有する。
CH2=CH−(CH2)n−R1(A)
を有する。式中、R1=−OR2または(O)tCO(O)pR2であり、式中、tおよびpは0.1に等しい整数であり、R2は、好ましくはOまたはNであるヘテロ原子および/または塩素原子を任意に含有する可能な時に直鎖または分岐のアルキルタイプ、またはシクロアルキル、のC原子数1〜20のC1〜C20水素化基であり、R2は、好ましくはOH、COOH、エポキシド、エステルおよびエーテルから選択された一種以上の官能基を任意に含有する。R2は二重結合を任意に任意に含有するか、またはR2はHであり、nは0〜10の間の整数である。好ましくは、R2は水酸化物タイプの官能基を含有するC原子数1〜10のアルキルタイプであり、nは0〜5の間の整数である。
1)一般式CH2=CH−CO−O−R2を有するアクリルモノマー
(式中、R2は上述した意味を有する)例えば、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、アクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、(ヒドロキシ)−エチルヘキシルアクリレートなどを挙げることが可能である。
2)一般式CH2=CH−O−R2を有するビニルエーテルモノマー
(式中、R2は上述した意味を有する)例えば、プロピルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ビニル−4−ヒドロキシブチルエーテルなどを挙げることが可能である。
3)一般式CH2=CH−O−CO−R2を有するカルボン酸のビニルモノマー
(式中、R2は上述した意味を有する)例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニル−2−エチルヘキサノエートなどを挙げることが可能である。
4)一般式CH2=CH−(CH2)n−COOHを有する不飽和カルボン酸
(式中、nは上述した意味を有する)例えば、酢酸ビニルなど。
から選択される。
− 2〜5重量%のパーフルオロプロピルビニルエーテルまたは
− 0.1〜3重量%の間の量でパーフルオロプロピルビニルエーテルを任意に含有する2〜11重量%のパーフルオロメチルビニルエーテル
とのTFEである。
(1)−(X)aO−[(CF2O)n(CF2CF2O)m(CF2CF2CF2O)p(CF2CF2CF2CF2O)q−](X’)b−
(式中、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF2−、−CF2CF2−であり、
a、bは上で定義された通りであり、
m、n、p、qは、nが0とは異なる時、m/nが0.1と10との間であるように、0を含む整数であり、(p+q)/(n+m+p+q)は0と0.05との間であり、(n+m+p+q)は0とは異なる)
(2)−(X)aO−[(CF2O)n(CF2CF2O)m(CF2CF2CF2O)p(CF2CF2CF2CF2O)q(CF(CF3)O)u(CF2CF(CF3)O)v]−(X’)b
(式中、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF2−、−CF(CF3)−、−CF2CF2−であり、
a、bは上で定義された通りであり、
m、n、p、q、u、vは、(v+m)が0とは異なる時、(p+q)/(v+m)が0と0.05との間であるように、0を含む整数であり、(n+m+u)が0とは異なる時、v/(n+m+u)が50未満である)
から選択される。好ましくは、Q、Q’末端基は、C1〜C3パーフルオロアルキル基、C1〜C3アルキル基、−CF2Hである。
Q−O−[A−B]z−A−Q’ (I)
は特に好ましい。
式中、
Q、Q’は、−CF3、−CF2Cl、−CF2CF2Cl、−CF2Hから選択され、
Bは−[CF2−CF2]j(式中、jは5より大きい)であり、
A=−(CF2)O−[(CF2O)n(CF2CF2O)m(CF2CF2CF2O)p(CF2CF2CF2CF2O)q−](CF2)b−であり、
ここで、m、n、p、qは、nが0とは異なる時にm/nが0.1〜10の間であるように0を含む整数であり、
(p+q)/(n+m+p+q)は0〜0.05の間であり、Aの分子量は500〜3,000の間であり、zは2〜40の間である。
(a)0.1〜4の間、好ましくは0.1〜3.5の間の、パーフルオロポリエーテル過酸化物100g中の活性酸素(分子量=16)のgとして定義される過酸化物含有率(PO)を有する単位(CF2O)、(CF2CF2O)、(CF2CF2CF2O)、(CF2CF2CF2CF2O)、(CF(CF3)O)、(CF(CF3)CF2O)、(CF2CF(CF3)O)の少なくとも1種を含む過酸化物パーフルオロポリエーテルを、
ラジカル経路により単独重合不能な1種以上のオレフィンの任意の存在下でラジカル経路により単独重合可能な少なくとも1種のオレフィンと、
125℃〜280℃の間の温度および1バール〜50絶対バールの間の圧力で、
前記オレフィンのモルと前記パーフルオロポリエーテルの過酸化物単位のモル(−O−O−結合のモル)との間の比1〜100の範囲で、前もって決定されたPOを有するポリマーを得るまでオレフィンを供給することによって反応させる工程
(b)オレフィンの供給を停止し、過酸化物分の除去まで(a)において得られたポリマーを処理する工程
(c)酸末端基の中和反応により、または末端基の官能化反応によって(b)において得られたポリマーを処理し、式(I)のポリマーを得る工程。
(II)Xo−O(CF2CF2O)r(CF2O)s(O)t−Xo’
(式中、
XoおよびXo’は互いに同じかまたは異なり、−CF2Cl、−CF2CF2Cl−CF3、−CF2CF3、−CF2COF、−COFであり、
r、sおよびtは、数平均分子量が一般に400〜150,000、好ましくは500〜80,000の範囲内であるような整数であり、r/sは0.1〜10の間であり、sは0とは異なり、tは、POが上で定義された範囲内であるような整数である)
式(II)の過酸化物パーフルオロポリエーテルは、米国特許第3,715,378号、米国特許第4,451,646号、米国特許第5,258,110号、米国特許第5,744,651号の教示に従うことにより、テトラフルオロエチレンのオキシ重合によって調製することが可能である。
(III)X1−O(CF2CF2O)r(CF2O)s(CF(CF3)O)u(CF2CF(CF3)O)v(O)t−X1’
(式中、
X1およびX1’は互いに同じかまたは異なり、−CF2Cl、−CF2CF2Cl、−CF2CF3、−CF3、−C3F7、−CF(CF3)COF、−COFであり、
r、s、t、u、vは、数平均分子量が500〜150,000、好ましくは700〜80,000の範囲内にあるような整数であり、rは0であることも可能であり、v/(r+s+u)は100未満、好ましくは50未満であり、tは前記POが上で定義された範囲内にあるような数である)
式(III)の過酸化物パーフルオロポリエーテルは、米国特許第5,000,830号、米国特許第3,493,530号の教示に従うことにより、任意にテトラフルオロエチレンと混合してパーフルオロプロペンのオキシ重合によって調製することが可能である。
(IV)X2−O(CF2CF2O)r(CF2O)s(CF2(CF2)wCF2O)k(O)t−X2’
(式中、
X2およびX2’は互いに同じかまたは異なり、−CF2COF、−COFであり、
w=1または2であり、
r、s、tおよびkは、数平均分子量が700〜100,000、好ましくは700〜80,000の範囲内にあるような整数であり、r/sは0.2〜10の間であり、k/(r+s)は0.05未満であり、tは前記POが上で定義された通りであるような整数である)
式(IV)の過酸化物パーフルオロポリエーテルは、米国特許出願第2005/0192413号の教示により得ることが可能である。
1)上で定義されたような熱加工性半結晶質ハロポリマー、
2)1)の0.01〜10重量%、好ましくは0.05〜5重量%の間、より好ましくは0.1〜3重量%の、上で定義されたような式(I)の添加剤、
3)1)の0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜6重量%、より好ましくは0.5〜3重量%の、成分3)が成分1)とは異なることを条件とし、ポリマーの第2の溶融温度より30℃(±2℃)高い温度で1秒−1(剪断速度)で測定された1×106Pa・秒より低い動的粘度を有する少なくとも0.5モル%の量の1種以上の過(ハロ)フッ素化モノマーとTFEのコポリマー
を含む高分子組成物である。好ましくは、1)、2)、3)の量の合計は100重量%である。
− C3〜C8パーフルオロオレフィン、例えば、ヘキサフルオロプロピレン
− 塩素−および/または臭素−および/または沃素C2〜C6パー(ハロ)フルオロオレフィン、例えば、クロロトリフルオロエチレン
− 式CF2=CFORf3(式中、Rf3は、C1〜C6パー(ハロ)フルオロアルキル、例えば、CF3、C2F5、C3F7である)を有するパー(ハロ)フルオロアルキルビニルエーテル
− 式CF2=CFOX01(式中、X01は、1個以上のエーテル結合を有するC1〜C12パー(ハロ)フルオロ−オキシアルキル、例えば、パーフルオロ−2−プロポキシ−プロピルである)のパー(ハロ)フルオロ−オキシアルキルビニルエーテル
− 式CF2=CFOF2ORf4(式中、Rf4は、C1〜C6パー(ハロ)フルオロアルキル、例えば、CF3、C2F5、C3F7または1個以上のエーテル基を有するC1〜C6パー(ハロ)フルオロオキシアルキル、例えば、CF3O−C2F5−である)のパー(ハロ)フルオロ−メトキシ−アルキルビニルエーテル
− 式
のパー(ハロ)フルオロジオキソール
から選択される。
− 式CF2=CFORfr(式中、Rfrは、C1〜C6パーフルオロアルキル、例えば、−CF3、−C2F5、−C3F7である)を有するパーフルオロアルキルビニルエーテル
− 式CF2=CFOXo(式中、Xoは、1個以上のエーテル基を有するC1〜C12パーフルオロオキシアルキル、例えば、パーフルオロ−2−プロポキシ−プロピルである)のパーフルオロオキシアルキルビニルエーテル
− C3〜C8パーフルオロオレフィン、例えば、ヘキサフルオロプロピレン
− 式
のパー(ハロ)フルオロジオキソール。
− MVEから誘導された単位:3〜25モル%、好ましくは5〜20モル%、より好ましくは8〜18%、なおより好ましくは10〜15モル%および
− TFEから誘導された単位:97〜75モル%、好ましくは95〜80%、より好ましくは92〜82%、なおより好ましくは90〜85モル%
から本質的になる。
(a)エチレン(E):35〜65%、好ましくは45〜55%、より好ましくは48〜52モル%
(b)クロロトリフルオロエチレン(CTFE)(ECTFEポリマーに関して)および/またはテトラフルオロエチレン(TFE)(ETFEポリマーに関して):65〜35%、好ましくは55〜45%、より好ましくは52〜48モル%
であり、成分(a)および(b)の合計量を基準にして好ましくは0.1〜10%、より好ましくは0.2〜5%の量で(c1)、(c2)下で上で示された水素添加コモノマーおよび/またはフッ素化コモノマーを任意に含む。
I)成分2)を成分3)と混合する工程、
II)I)において得られたブレンドを溶融し、均質化し、冷却する工程、
III)粉末を得るまでII)において得られた固体ブレンドを粉砕する工程、
IV)III)において得られた粉末に成分1)を添加し、混合し、押し出す工程。
I)成分2)と成分3)をクイックミキサー内で粉末形態において混合する工程
II)供給装置と押出機ダイとの間で温度分布180〜250℃を有する二軸スクリュー押出機内にI)において得られたブレンドを押し出し、その後、生成物を押し出す工程
III)II)において得られた押出物を室温で粉砕し、粉体混合物を得る工程、
IV)III)における粉末混合物をクイックミキサーまたは回転ブレンド内でペレットまたは粉末、好ましくは粉末形態を取った成分1)と混合し、その後、ブレンドを押し出す工程。
化合物(I)を特性分析するために用いられる方法は以下である。
NMRスペクトルは、19F−NMR分析の内部標準としてCFCl3および1H−NMR分析のための標準としてテトラメチルシラン(TMS)を用いることによりVariant Mercury200MHz分光分析計を用いることにより記録した。ヘキサフルオロベンゼンもサンプルのための溶媒として用いる。NMR測定は、式(I)の化合物のポリオレフィンブロックB、B’の数平均長さ、z、z’指数および数平均分子量を決定することを可能にする。
Tgおよび溶融温度のような熱転移は、以下のプロセスを用いることによりPerkin Elmer(登録商標)DSC−2C計器により決定した。80℃分−1で20℃から−170℃に冷却し、窒素流れ下で−170℃から350℃に20℃分−1で加熱する。
ASTM D−1238方法を用いることにより測定した。
10℃/分の速度で加熱することにより、30℃〜750℃の間の温度範囲において窒素中で動的手順により行う。
過酸化物含有率の分析は、以下の方法に従い沃素滴定によって行った。サンプルの秤量済み量(数グラム)を約20mlのGalden(登録商標)ZT130に溶解させる。イソプロピルアルコール中5%w/wで1mlの氷酢酸および30mlの沃化ナトリウム溶液を添加する。得られた懸濁液を15分にわたり攪拌下で放置し、白金電極および基準電極を備えた電位差滴定のためのMettler(登録商標)DL40装置を用いることにより、過酸化物との反応から生じた沃素を既知の力価を有するチオ硫酸ナトリウムの水溶液で滴定する。PO決定のための感度限界は0.0002である。
実施例1
TFEからのセグメントを含有する添加剤(I)の調製
温度ゾンデ、メカニカル攪拌、窒素および/またはテトラフルオロエチレン付加物のためのバブル入口を備えた1リットルのガラスフラスコ内に、600gのGalden(登録商標)HT230および式
Xo−O(CF2CF2O)r(CF2O)s(O)t−Xo’
(式中、XoおよびXo’は、−CF3(29%)、−CF2Cl(13%)、−CF2CF2Cl(20%)、−COF(24%)、−CF2COF(14%)であり、数平均分子量は5.8・104に等しく、r/s=1.25およびt/(r+s)=0.0077ならびに0.13に等しいPO[活性酸素(MW=16)g/パーフルオロポリエーテル過酸化物100gとして定義される]を有する)を有するクラス(A)の過酸化物パーフルオロポリエーテル300gを導入する。
Q−O−[A−B]z−A−Q’ (I)
を確認する。
式中、
Q、Q’はCF3から形成された約70%モルのためである一方で、残り部分は、CF2Cl、CF2CF2Clであり、
Bは−[CF2CF2]jであり、式中、jは6.7に等しい数平均値を有し、従って、セグメントBの数平均長さは13.5個の炭素原子であり、
A=−(CF2)O−[(CF2O)n(CF2CF2O)m(CF2CF2CF2O)p(CF2CF2CF2CF2O)q−](CF2)b−であり、
m/nの値=1.08、p/n=0.014、q/n=0.020、(p+q)/(p+q+n+m)=0.016であり、AがQ’に連結される時b=0であり、すべての他の場合b=1であり、
(CF2CF2CF2O)単位および(CF2CF2CF2CF2O)単位は、オレフィンの存在しない状態で過酸化物パーフルオロポリエーテル(PFPE)の熱処理中に発生する単位に前記単位の合計量が実質的に似ているので、過酸化物単位の分解中に形成されたアルキルラジカルの再結合から発生すると仮定される。
ポリマーエチレン/クロロトリフルオロエチレンとの間でブレンド(E/CTFE)、45/55モル)を調製した。ブレンドは、275℃および5kgの荷重で1g/10分のメルトフローインデックスおよび室温で5時間にわたり回転ブレンドを用いることにより実施例1の添加剤の2重量%を有し、ペレット形態を取って222℃の第2の溶融温度(Tmll)および34.8J/gに等しい第2の融解エンタルピー(ΔH)を有する。
実施例2を繰り返したが、ECTFEのみを用いている。
5kgの荷重により190℃で0.44g/10’のメルトフローインデックスを有し、室温で実施例2の添加剤0.6重量%を含有するペレットにおける高密度ポリエチレンブレンド(HDPE Eltex(登録商標))を調製した。
実施例4を繰り返したが、ポリエチレンのみを用いた。得られたトルクデータ対流速データを表5で報告している。
混合物2)+3)の調製
205.9℃の第2の溶融温度、6.279J/gの第2の融解(ΔH)を有し、280℃および1Rad・秒−1の剪断速度で測定して5Pa・秒の動的粘度を有するTFE/MVEコポリマー(MVE13モル%およびTFE87モル%を含有する)から形成された成分3)4840gを40リットルHenschelミキサーに導入する。3分にわたり攪拌下で混合物を維持することにより、実施例1の添加剤から形成された成分2)660gを300rpmの攪拌下でミキサーに供給する。その後、約200℃の均一温度分布を有する二軸スクリュー押出機内に得られた混合物を押し出す。得られた押出生成物を集め、その後、FRITCH(PULVERISETTE14)ミル内で粉砕し、以下の粒子サイズを有する粉末混合物を得る(篩いデータ)
− 保持 850μ:0.0%
− 保持 500μ:1.2%
− 保持 355μ:5.3%
− 保持 250μ:8.5%
− 保持 106μ:26.7%
− 保持 45μ:36.0%
− 通過 45μ:22.3%
− ペレット形態を取った実施例2のエチレン/クロロトリフルオロエチレン(E/CTFE、45/55モル)98.53重量%
− 室温で5時間にわたり回転ブレンド内で成分を混合することにより以前に調製された混合物2)+3)1.47重量%
から形成された組成物を調製した。
室温で5時間にわたり回転ブレンド内で成分を混合することにより、
− ペレット形態を取った実施例2のエチレン/クロロトリフルオロエチレン(E/CTFE、45/55モル)98.7重量%
− 粉末形態を取った成分3)1.3重量%
から形成された組成物を調製した。
室温で5時間にわたりロータリーブレンド内で成分を混合することにより、
− ペレット形態を取った実施例2のエチレン/クロロトリフルオロエチレン(E/CTFE、45/55モル)99.7重量%
− 粉末形態を取った実施例1の成分2)0.3重量%
から形成された組成物を調製した。
Claims (45)
- 1)少なくとも1種の熱加工性半結晶質ハロポリマーと、
2)1)の0.01%〜10重量%の、式
Q−O−[A−B]z−[A−B’]z’−A−Q’ (I)
の1種以上の(パー)フルオロポリエーテルポリマーから形成された添加剤と
を含む高分子組成物。
(式中、
A=−(X)a−O−A’−(X’)b−であり、
ここで、A’は、(CF2O)、(CF2CF2O)、(CF2CF2CF2O)、(CF2CF2CF2CF2O)、(CF(CF3)O)、(CF(CF3)CF2O)、(CF2CF(CF3)O)から選択された1個以上の反復単位を含むパーフルオロポリエーテル鎖であり、X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF2−、−CF2CF2−、−CF(CF3)−であり、
a、bは互いに同じかまたは異なり、0または1に等しい整数であり、但し、Q−O−末端基に連結されたブロックAがa=1を有し、Q’末端基に連結されたブロックAがb=0を有することを条件とし、
Bは式
−[(CR1R2−CR3R4)j(CR5R6−CR7R8)j’]− (Ia)
の1種以上のオレフィン(ここで、前記オレフィンの少なくとも1種はラジカル経路により単独重合可能である)に由来する単位から形成されたブロックであり、
ここで、jは1〜30の整数であり、j’は0〜29の整数であり、但し、(j+j’)が2より大きく且つ30より小さいことを条件とし、好ましくは、(j+j’)は5以上であり、
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は互いに同じかまたは異なり、ハロゲン、好ましくはF、Cl;H;C1〜C6(パー)ハロアルキル(ここで、ハロゲンは好ましくはF、Clである);任意にO、N、Sのようなヘテロ原子を含有するC1〜C6アルキル;C1〜C6オキシ(パー)フルオロアルキルから選択され、前記置換基R1〜R8は1つ以上の官能基を任意に含有し、
B’は1種以上のオレフィンに由来するブロックであり、式(Ia)を有するが、ブロックBのR1〜R8置換基とは異なる意味を有するR1〜R8置換基の中の少なくとも1つを有し、(j+j’)は2以上で且つ30未満であり、好ましくは(j+j’)は5以上であり、
zは2より大きい整数であるか、または2に等しく、z’は0または整数であり、z、z’は、式(I)のポリマーの数平均分子量が500〜500,000の間、好ましくは1,000〜80,000、より好ましくは5,000〜60,000であるような値であり、
QおよびQ’は互いに同じかまたは異なり、炭素原子数1〜3の非官能性パーフルオロアルキル末端基(1個のフッ素原子は1個の塩素原子または水素原子によって置換されていることが可能である)、C1〜C6非フッ素化アルキル、官能性末端基−(CFW)−Dq−Tk(式中、W=F、CF3であり、kは1〜4の範囲、好ましくは1または2の整数であり、qは0または1に等しく、Dは橋架け基である)から選択される) - 成分1)が、ASTM D1238に準拠して5kgの荷重により測定して50g/10分未満、好ましくは10g/10分未満、より好ましくは5g/10分未満のメルトフローインデックスを有する請求項1に記載の組成物。
- 成分1)が
− 任意に非ハロゲン化オレフィンの存在下での1種以上のF原子および/またはCl原子含有オレフィンモノマーの重合
− 水素原子含有フッ素化オレフィンモノマーと過フッ素化オレフィンモノマーの重合
から得ることができるハロポリマーである請求項1〜2のいずれか一項に記載の組成物。 - 前記フッ素原子および/または塩素原子含有オレフィンモノマーが、C2〜C8パーフルオロオレフィン、C2〜C8水素添加フルオロオレフィン、C2〜C8クロロフルオロオレフィンおよび/またはC2〜C8ブロモフルオロオレフィン、パーフルオロアルキルビニルエーテルCF2=CFOX(式中、Xは、C1〜C6パーフルオロアルキル、1個以上のエーテル基を有するC1〜C9パーフルオロオキシアルキルおよびパーフルオロジオキソールである)から選択され、前記非ハロゲン化オレフィンが、2〜8個の炭素原子を有するオレフィン、好ましくは、エチレン、プロピレン;アクリルモノマー、好ましくは、メチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、ビニルモノマー、好ましくは、酢酸ビニルから選択される請求項3に記載の組成物。
- 前記C2〜C8パーフルオロオレフィンが、テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、ヘキサフルオロイソブテンであり、前記C2〜C8水素添加フルオロオレフィンが、フッ化ビニル(VF)、フッ化ビニリデン(VDF)、トリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルエチレンCH2=CH2−Rf(式中、Rfは、C1〜C6パーフルオロアルキルである)であり、C2〜C8クロロフルオロオレフィンおよび/またはC2〜C8ブロモフルオロオレフィンがクロロトリフルオロエチレン(CTFE)およびブロモトリフルオロエチレンであり、パーフルオロビニルエーテルCF2=CFOXにおいて、XがC1〜C6パーフルオロアルキルである時、Xはトリフルオロメチルまたはペンタフルオロプロピルから選択されるか、またはX=C1〜C9パーフルオロオキシアルキルの時、Xはパーフルオロ−2−プロポキシ−プロピルであり、前記パーフルオロジオキソールは、2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール(TTD)である請求項4に記載の組成物。
- 前記フルオロオレフィンをエチレン、プロピレン、イソブチレンから選択されたC2〜C8非フッ素化オレフィンと共重合させる請求項2〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分1)が、
(a)1種以上のコモノマー、好ましくはパーフルオロアルキルエチレンCH2=CH−Rf(式中、Rfは、C1〜C6、好ましくはC4パーフルオロアルキルである)を0.1〜30モル%量で、一般には0.1〜10モル%の間の量において任意に含有するエチレン、および/またはプロピレンおよび/またはイソブチレンとのTFEコポリマー
(b)1種以上のコモノマー、好ましくは、ヘキサフルオロプロペン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、アクリルモノマーを一般に0.1〜15モル%の間の量で任意に含有するポリフッ化ビニリデン
(c)パーフルオロジオキソール、パーフルオロアルキルビニルエーテル、エチレン、アクリルモノマーのような1種以上のコモノマーを一般に0.1〜10モル%の間の量で任意に含有するポリクロロトリフルオロエチレン
(d)エチレン(E)、任意にEに加えて、またはEに代えてプロピレンまたはイソブチレンとクロロトリフルオロエチレン(CTFE)のポリマーであって、1種以上の他のコモノマー、例えば、ヘキサフルオロイソブテン、パーフルオロポリビニルエーテル、アクリルモノマー、例えば、n−ブチルアクリレートをE+CTFEの合計量を基準にして0.1〜30モル%の間、好ましくは0.1〜15モル%の間の量で任意に含有する前記ポリマー
(e)ポリ塩化ビニル(PVC)ポリマー、塩素化ポリ塩化ビニル(CPVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)であって、好ましくはエチレン、酢酸ビニル、アクリルモノマーまたはメタクリルモノマーから選択された1種以上のモノマーを任意に含有する前記ポリマー
(f)ヘキサフルオロプロペン;パーフルオロメチルビニルエーテル、パーフルオロエチルビニルエーテル、パーフルオロプロピルビニルエーテルのようなパーフルオロアルキルビニルエーテルから選択された0.1〜10モル%の間の量の1種以上のフッ素化モノマーとのTFEポリマー
から選択される請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分1)が水素原子を含有するフルオロポリマー、好ましくは、クラス(a)、(b)、(d)のフルオロポリマー、より好ましくはクラス(d)のフルオロポリマーである請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分2)が5以上30以下の(j+j’)を有する請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分2)が、ASTM D3418方法に準拠して1J/gより高い第2の融解エンタルピー(ΔH)を有する式(I)のポリマーである請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分2)のQおよびQ’が互いに同じかまたは異なり、−CF3、−C2F5、−C3F7、−CF2H、−CF2CF2H、−CFHCF3、−CF2Cl、−C2F4Cl、−CH3、−C2H5、−C3H7である請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分2)の前記橋架け基Dが、直鎖脂肪族基−(CH2)m’−(式中、m’は1〜20の整数である)、(アルキレン)脂環式基、(アルキレン)芳香族基であり;Dが、アルキレン鎖中にまたはDが環式構造を含有する時環中にヘテロ原子を任意に含有することが可能であり;Dが、任意に、特にCH2CH2O、CH2CH(CH3)O、(CH2)3O、(CH2)4Oタイプの反復単位を含有する直鎖と分岐の両方のポリアルキレンオキシ鎖であることが可能であり;前記橋架け基Dが、アミド、エステル、エーテル基、COO、スルフィド、イミン基を含有することが可能であり;D中の脂環式基の炭素原子の数が3〜20、好ましくは4〜6の範囲であり、芳香族基の炭素原子の数が6〜20、好ましくは6〜12の範囲であり;基Dが、任意に、上で定義された通り脂肪族基、脂環式基および芳香族基を互いの間で組み合わせることにより形成されることが可能であり;前記橋架け基Dが、炭素結合または−O−;−CONR−(式中、RはH、C1〜C15アルキル、C3〜C15脂環式基またはC5〜C15芳香族基の意味を有する)、−C(O)O−;−COS−;−CO−;1個のヘテロ原子;またはトリアジン基、もしくは互いに同じかまたは異なる2個以上のヘテロ原子を含有する5または6個の原子を有するヘテロ環式芳香族基によってパーフルオロポリエーテル鎖のパーフルオロメチレン基に連結されることが可能である請求項1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分2)の基Tkが、−SH、−SR’、−NR’2、−SiR’dL3−d(式中、LはOR’基であり、dは0〜3の間の整数である)、−CN、−NCO、−CH=CH2、
- 成分2)の式(I)において、ブロックBが、任意にラジカル経路により単独重合不能な他のオレフィン、好ましくは、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、(パー)フルオロビニルエーテルの存在下で、ラジカル経路により単独重合可能な1種以上のオレフィン、好ましくは、テトラフルオロエチレン(TFE)、エチレン(E)、フッ化ビニリデン(VDF)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)に由来する請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分2)において、ブロックB’が、ラジカル経路により単独重合可能なまたは単独重合不能な1種以上のオレフィンに由来し、好ましくは前記オレフィンがブロックBを得るために用いられたオレフィンである請求項1〜14のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分2)において、BおよびB’が過フッ素化オレフィン、好ましくはTFEに由来する単位またはTFEとHFPの混合物に由来する単位を含有するか、またはB、B’が、ラジカル経路により単独重合可能な少なくとも1種の過フッ素化オレフィン、好ましくはTFE、および少なくとも1種の非過フッ素化オレフィン、例えば、エチレン、フッ化ビニリデン(VDF)に由来する単位を含有し、好ましくは、ポリマー(I)において、B’が存在しない(z’=0)請求項15に記載の組成物。
- 成分2)がTFEから形成されたブロックBを有する式(I)の化合物である請求項16に記載の組成物。
- 成分2)において、A’が66〜50,000の間、好ましくは300〜10,000の間、より好ましくは500〜5,000の間の数平均分子量を有する請求項1〜17のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分2)において、Aが構造:
(1)−(X)aO−[(CF2O)n(CF2CF2O)m(CF2CF2CF2O)p(CF2CF2CF2CF2O)q−](X’)b−
(式中、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF2−、−CF2CF2−であり、
a、bは上で定義された通りであり、
m、n、p、qは、nが0とは異なる時、m/nが0.1と10との間であるように、0を含む整数であり、(p+q)/(n+m+p+q)は0と0.05との間であり、(n+m+p+q)は0とは異なる)
(2)−(X)aO−[(CF2O)n(CF2CF2O)m(CF2CF2CF2O)p(CF2CF2CF2CF2O)q(CF(CF3)O)u(CF2CF(CF3)O)v]−(X’)b
(式中、
X、X’は互いに同じかまたは異なり、−CF2−、−CF(CF3)−、−CF2CF2−であり、
a、bは上で定義された通りであり、
m、n、p、q、u、vは、(v+m)が0とは異なる時、(p+q)/(v+m)が0と0.05との間であるように、0を含む整数であり、(n+m+u)が0とは異なる時、v/(n+m+u)が50未満である)
から選択される請求項1〜18のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分2)の量が0.05〜5重量%、より好ましくは0.1〜3重量%である請求項1〜19のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分1)と2)を混合し、ペレットを得るため任意に造粒し、そして押し出すことを含む請求項1〜20のいずれか一項に記載の組成物を調製する方法。
- 成分1)と2)を固体形態で、好ましくは粉末の形態で混合する請求項21に記載の方法。
- 半結晶質ハロポリマーのための添加剤としての請求項1〜20のいずれか一項に記載の式(I)のポリマーの使用。
- 請求項1〜23のいずれか一項に記載の組成物から得ることができる製造品。
- 押出によるパイプ、フィルム、シート、ケーブル、フィラメントから選択された請求項24に記載の製造品。
- 成分1)をポリオレフィンで置き換える請求項1〜25のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポリオレフィンがポリプロピレン(PP)、高い密度および低い密度を有するポリエチレン(PE)、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマーであって、ジエンモノマー、好ましくはブタジエン、ノルボルネンを任意に含有するものである請求項26に記載の組成物。
- 成分1)がポリオレフィンである請求項21〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリオレフィンがポリプロピレン(PP)、高い密度および低い密度を有するポリエチレン(PE)、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマーであって、第3のジエンモノマー、好ましくはブタジエン、ノルボルネンを任意に含有するもの、から選択される請求項28に記載の方法。
- 成分1)がハロポリマーでなくポリオレフィンである請求項23に記載の使用。
- 請求項29〜30のいずれか一項に記載の組成物から得ることができる製造品、
- パイプ、フィルム、シート、ケーブル、フィラメントの中から選択された請求項31に記載の製造品。
- 3)1秒−1(剪断速度)およびポリマーの第2の溶融温度より30℃(±2℃)高い温度で測定して、1×106Pa・秒未満、好ましくは2000Pa・秒未満、より好ましくは700Pa・秒未満の動的粘度を有する、1)の0.01〜10重量%の、TFEと少なくとも0.5モル%の量の1種以上の過(ハロ)フッ素化モノマーとのコポリマー
を更に含むが、但し、成分3)は成分1)とは異なることを条件とする、請求項1〜29のいずれか一項に記載の高分子組成物。 - 成分1)が、任意に1種以上の水素添加コモノマーおよび/またはフッ素化コモノマーを含有するエチレン(E)とクロロトリフルオロエチレン(CTFE)および/またはテトラフルオロエチレン(TFE)との熱加工性半結晶質コポリマーである請求項33に記載の高分子組成物。
- CTFEおよび/またはTFEとのEコポリマーが、
(a)35〜65モル%のエチレン(E)
(b)65〜35モル%のクロロトリフルオロエチレン(CTFE)および/またはテトラフルオロエチレン(TFE)
を含み、(a)と(b)の合計量を基準にして0.1〜10モル%、好ましくは0.2〜5モル%の量の水素添加モノマーおよび/またはフッ素化モノマーを任意に含む請求項33〜34のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分1)が、1種以上のフッ素化モノマーを含有するECTFEまたはECTFEコポリマーである請求項33〜35のいずれか一項に記載の組成物。
- 添加剤2)がTFEに由来するブロックBを有し、(j+j’)が5より大きい請求項33〜36のいずれか一項に記載の組成物。
- 成分3)が、TFEと、以下のモノマー:
− 式CF2=CFORfr(式中、RfrはC1〜C6パーフルオロアルキル、例えば、−CF3、−C2F5、−C3F7である)を有するパーフルオロアルキルビニルエーテル;
− 式CF2=CFOXo(式中、Xoは1個以上のエーテル基を有するC1〜C12パーフルオロ−オキシアルキル、例えば、パーフルオロ−2−プロポキシ−プロピルである)のパーフルオロ−オキシアルキルビニルエーテル;
− C3〜C8パーフルオロオレフィン、例えば、ヘキサフルオロ−プロピレン;
− 式
のパー(ハロ)フルオロジオキソール
の1種以上とのコポリマーである請求項33〜37のいずれか一項に記載の組成物。 - 成分3)が、式CF2=CFORfr(式中、RfrはC1〜C6パーフルオロアルキル、好ましくは、−CF3、−C2F5、−C3F7から選択され、より好ましくは−CF3である)の少なくとも1種のパーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)から誘導された単位を含むTFEコポリマーである請求項38に記載の組成物。
- ポリマーTFE/PAVE、成分3)が、250℃未満の溶融温度および280℃の温度と1rad・秒−1の剪断速度で測定して10Pa・秒未満の動的粘度を有する請求項39に記載の組成物。
- 前記ポリマーが、
− MVEから誘導された単位3〜25モル%、好ましくは5〜20%、より好ましくは8〜18%、なおより好ましくは10〜15%、および
− TFEから誘導された単位97〜75モル%、好ましくは95〜80%、より好ましくは92〜82%、なおより好ましくは90〜85%
から本質的になるTFE/MVEコポリマーである請求項39〜40のいずれか一項に記載の組成物。 - 請求項33〜41のいずれか一項に記載の組成物を調製する方法であって、
I)成分2)を成分3)と混合する工程と、
II)I)において得られたブレンドを溶融し、均質化し、冷却する工程と、
III)粉末を得るまでII)において得られた固体ブレンドを粉砕する工程と、
IV)III)において得られた粉末に成分1)を添加し、混合し、押し出す工程と
を含む方法。 - 製造品、好ましくはパイプ、フィルム、シート、ケーブル、フィラメントの調製における請求項33〜41のいずれか一項に記載の組成物1)+2)+3)の使用。
- 請求項33〜41のいずれか一項に記載の組成物から得ることができる製造品。
- 粉末の形態を取った請求項33〜42のいずれか一項に記載の成分2)+3)の固体ブレンド。
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