JP2011530628A - パーフルオロモノマーと、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーとから生じる繰り返し単位を含むフルオロポリマーを製造する水性重合方法 - Google Patents
パーフルオロモノマーと、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーとから生じる繰り返し単位を含むフルオロポリマーを製造する水性重合方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011530628A JP2011530628A JP2011522264A JP2011522264A JP2011530628A JP 2011530628 A JP2011530628 A JP 2011530628A JP 2011522264 A JP2011522264 A JP 2011522264A JP 2011522264 A JP2011522264 A JP 2011522264A JP 2011530628 A JP2011530628 A JP 2011530628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- perfluoromonomer
- fluoropolymer
- reaction mixture
- carbon
- double bond
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 138
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 title claims abstract description 136
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 239000000178 monomer Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 title claims abstract description 50
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 99
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 91
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- -1 perfluoro Chemical group 0.000 claims description 15
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 11
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 8
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000001142 dicarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 3
- ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N boronic acid Chemical compound OBO ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 3
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 31
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 16
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical group N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 229920005548 perfluoropolymer Polymers 0.000 description 12
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 11
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 11
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Chemical group 0.000 description 7
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- STMDPCBYJCIZOD-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-dinitroanilino)-4-methylpentanoic acid Chemical compound CC(C)CC(C(O)=O)NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O STMDPCBYJCIZOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- YOALFLHFSFEMLP-UHFFFAOYSA-N azane;2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-pentadecafluorooctanoic acid Chemical compound [NH4+].[O-]C(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F YOALFLHFSFEMLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 5
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 5
- HMBNQNDUEFFFNZ-UHFFFAOYSA-N 4-ethenoxybutan-1-ol Chemical compound OCCCCOC=C HMBNQNDUEFFFNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IUHFWCGCSVTMPG-UHFFFAOYSA-N [C].[C] Chemical group [C].[C] IUHFWCGCSVTMPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- HNEGQIOMVPPMNR-NSCUHMNNSA-N mesaconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C/C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 4
- HNEGQIOMVPPMNR-UHFFFAOYSA-N methylfumaric acid Natural products OC(=O)C(C)=CC(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000012674 dispersion polymerization Methods 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- KHXKESCWFMPTFT-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoro-3-(1,2,2-trifluoroethenoxy)propane Chemical compound FC(F)=C(F)OC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F KHXKESCWFMPTFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLTXWCKMNMYXEA-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoro-2-(trifluoromethoxy)ethene Chemical compound FC(F)=C(F)OC(F)(F)F BLTXWCKMNMYXEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 1-ethenoxybutane Chemical compound CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YSYRISKCBOPJRG-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-2,2-bis(trifluoromethyl)-1,3-dioxole Chemical compound FC1=C(F)OC(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)O1 YSYRISKCBOPJRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001347 Stellite Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical class C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical group 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- FJKIXWOMBXYWOQ-UHFFFAOYSA-N ethenoxyethane Chemical compound CCOC=C FJKIXWOMBXYWOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Chemical group 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QWMJEUJXWVZSAG-UHFFFAOYSA-N (4-ethenylphenyl)boronic acid Chemical compound OB(O)C1=CC=C(C=C)C=C1 QWMJEUJXWVZSAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYGUKAIYOHYHPI-UHFFFAOYSA-N 1,1,6-trifluoro-3-methylhex-1-ene Chemical compound FC(F)=CC(C)CCCF HYGUKAIYOHYHPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DREPONDJUKIQLX-UHFFFAOYSA-N 1-[ethenyl(ethoxy)phosphoryl]oxyethane Chemical compound CCOP(=O)(C=C)OCC DREPONDJUKIQLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGIJCMNGQCUTPI-UHFFFAOYSA-N 2-aminoethyl prop-2-enoate Chemical compound NCCOC(=O)C=C UGIJCMNGQCUTPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWCDUUFOAZFFMX-UHFFFAOYSA-N 2-ethenoxy-n,n-dimethylethanamine Chemical compound CN(C)CCOC=C JWCDUUFOAZFFMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CEYHHQSTMVVZQP-UHFFFAOYSA-N 2-ethenoxyethanamine Chemical compound NCCOC=C CEYHHQSTMVVZQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VUIWJRYTWUGOOF-UHFFFAOYSA-N 2-ethenoxyethanol Chemical compound OCCOC=C VUIWJRYTWUGOOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYKYXWQEBUNJCN-UHFFFAOYSA-N 3-methylfuran-2,5-dione Chemical compound CC1=CC(=O)OC1=O AYKYXWQEBUNJCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 3-methylideneoxolane-2,5-dione Chemical compound C=C1CC(=O)OC1=O OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKTYXVDYIKIYJP-UHFFFAOYSA-N 3h-dioxole Chemical compound C1OOC=C1 XKTYXVDYIKIYJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KNDQHSIWLOJIGP-UHFFFAOYSA-N 826-62-0 Chemical compound C1C2C3C(=O)OC(=O)C3C1C=C2 KNDQHSIWLOJIGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical group OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 241000482268 Zea mays subsp. mays Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORBBVPFDROYXQS-UHFFFAOYSA-N ammonium perfluorononanoate Chemical compound N.OC(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F ORBBVPFDROYXQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJWVKMAIYPNUSL-UHFFFAOYSA-N azanium;2,3,3,3-tetrafluoro-2-(1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropoxy)propanoate Chemical compound [NH4+].[O-]C(=O)C(F)(C(F)(F)F)OC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F RJWVKMAIYPNUSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SGIAKTJHCBPGOS-UHFFFAOYSA-N azanium;ethenesulfonate Chemical compound N.OS(=O)(=O)C=C SGIAKTJHCBPGOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIDNOXCRFUCAKQ-UHFFFAOYSA-N bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2C(O)=O NIDNOXCRFUCAKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005621 boronate group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N chromium;cobalt;iron;manganese;methane;molybdenum;nickel;silicon;tungsten Chemical compound C.[Si].[Cr].[Mn].[Fe].[Co].[Ni].[Mo].[W] AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 1
- 229940018557 citraconic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- JQKJEPJLCSCBGW-UHFFFAOYSA-N dibutoxy(ethenyl)borane Chemical compound CCCCOB(C=C)OCCCC JQKJEPJLCSCBGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- PNLUGRYDUHRLOF-UHFFFAOYSA-N n-ethenyl-n-methylacetamide Chemical compound C=CN(C)C(C)=O PNLUGRYDUHRLOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N n-ethenylformamide Chemical compound C=CNC=O ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- VKFFEYLSKIYTSJ-UHFFFAOYSA-N tetraazanium;phosphonato phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O VKFFEYLSKIYTSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/26—Tetrafluoroethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/26—Tetrafluoroethene
- C08F214/262—Tetrafluoroethene with fluorinated vinyl ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/26—Tetrafluoroethene
- C08F214/265—Tetrafluoroethene with non-fluorinated comonomers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
Abstract
Description
(A)水とパーフルオロモノマーを混合して反応混合物を形成し、
(B)パーフルオロモノマーの重合を開始し、
(C)パーフルオロモノマーの一部を重合して、反応混合物中に重合したパーフルオロモノマーの粒子を形成し、
(D)反応混合物に、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有し、一価の原子が全て水素であるモノマーを添加し、
(E)パーフルオロモノマーと、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーを、重合したパーフルオロモノマーの粒子の存在下に重合して、フルオロポリマーを形成すること
を含む。
1.用語の定義および説明で始まり、
2.パーフルオロモノマー、
3.官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマー(FG)、
4.FG−フルオロポリマー融点およびメルトフローレート、
5.反応混合物(A)を形成するための水とパーフルオロモノマーの混合、
6.パーフルオロモノマーの重合の開始(B)、
7.重合したパーフルオロモノマーの粒子を形成するパーフルオロモノマーの一部の重合(C)、
8.反応混合物の官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーへの添加(D)、
9.反応混合物のpH、
10.本方法により製造されるFG−フルオロポリマー、
11.任意のモノマー、
12.本方法により製造されるFG−フルオロポリマーの有用性、および実施例が続く。
これらの実施形態のさらなる詳細を説明する前に、いくつかの用語を定義または明確にしておく。
パーフルオロモノマーは、元素炭素およびフッ素と、炭素−炭素不飽和を含有する化合物として本明細書で定義される。パーフルオロモノマーにおいて炭素に結合した一価の原子は全てフッ素である。別の実施形態において、パーフルオロモノマーは、酸素、硫黄および窒素からなる群から選択されるヘテロ原子をさらに含有する。
官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーは、本明細書においては、官能基モノマーまたはFGとも呼ばれる。重合可能な炭素−炭素二重結合は、本重合方法中、官能基モノマーから生じる繰り返し単位を、フルオロポリマー炭素−炭素鎖骨格に組み込む機能を果たす。官能基は、フルオロポリマーと、ある基材の接着力を増大する機能を果たし、例えば、接触すると、FG−フルオロポリマーの層とポリアミドの層間に強い接着力が得られる。ポリアミドと、フッ素を含有するが、FGを含有しないポリマーとは、通常、互いの接着力が最小である。
FG−フルオロポリマーの融点は、ASTM方法D4591−01「示差走査熱量測定によるフルオロポリマー転移の温度および熱の標準試験法(Standard Test Method for Determining Temperatures and Heats of Transitions of Fluoropolymers by Differential Scanning Calorimetry)」により求めることができる。
本方法には、(A)水とパーフルオロモノマーを混合して、反応混合物を形成することが含まれる。
一実施形態において、界面活性剤を反応混合物にさらに添加し、反応混合物は水性分散液を含む。テトラフルオロエチレンコポリマーの分散重合に用いるのに一般に好適な界面活性剤が、本方法において有用である。かかる界面活性剤としては、例えば、パーフルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロノナン酸アンモニウムおよびパーフルオロアルキルエタンスルホン酸およびこれらの塩が挙げられる。
一実施形態において、CTAを、反応混合物にさらに添加する。様々な範囲の化合物をCTAとして用いることができる。かかる化合物としては、例えば、分子水素、低級アルカンおよびハロゲン原子で置換された低級アルカン等の水素含有化合物が挙げられる。本方法に用いると、かかる化合物の連鎖移動活性により、−CF2H末端基を有するFG−フルオロポリマーが得られる。CTAは、CTAの固有性に応じて、他の末端基に寄与し得る。CTAとしては、メタン、エタンおよび置換炭化水素、例えば、塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルムおよび四塩化炭素が例示される。所望の分子量を得るのに用いるCTAの量は、特定の重合条件について、用いる開始剤の量および選択したCTAの連鎖効率に応じて異なる。連鎖移動効率は、化合物によって大きく変わる可能性があり、温度によって変わる。所望の重合を得るのに必要なCTAの量は、過度の実験なしに当業者であれば判断することができる。
本方法には、(B)パーフルオロモノマーの重合を開始することが含まれる。
本方法に有用な開始剤は、テトラフルオロエチレンコポリマーの乳化(分散)重合に一般的に用いられるものである。例えば、過硫酸アンモニウム(APS)、過硫酸カリウム(KPS)または過酸化ジコハク酸等の水溶性遊離基開始剤、または過マンガン酸カリウムをベースとするもの等の酸化還元系。用いる開始剤の量は、用いる連鎖移動剤(CTA)の量に応じて異なる。開始効率が高温(例えば、100℃)で100%に達するAPSおよびKPSについては、形成されるFG−フルオロポリマーの量に対する開始剤の量は、通常、0.5モル/モル未満、望ましくは、0.35モル/モル以下、好ましくは、0.2モル/モル以下である。APSまたはKPS等、低温での開始剤の開始効率が低いとき、これらの開始剤の量は、開始剤により開始(作製)されるポリマー分子の割合のことを指す。両状況共、作製されたポリマー1モル当たりの有効開始剤量で説明することができる。
本水性重合方法が、水性分散重合を含む実施形態においては、広い温度範囲が有用である。熱伝達の考慮および熱活性開始剤の使用のため、約50〜100℃といった範囲の高温が有利である。他の実施形態においては、70〜90℃の温度範囲を用いる。乳化重合に用いる界面活性剤は、分散安定性を失う傾向があるため、103〜108℃より高い温度ではあまり効率的ではないものと考えられる。
任意の実行可能な圧力を、本重合方法に用いることができる。高圧だと、高反応速度で、低圧よりも利点が与えられる。しかしながら、TFEの重合は、極めて発熱性であるため、高反応速度によって、熱が増す。これは、温度が上がるにつれて、除去または調整しなければならない。用いることのできる圧力はまた、機器の設計により、およびTFE取扱いの安全性に対する懸念によっても判断することができる。一実施形態において、約0.3〜7MPaの範囲の圧力を用いる。他の実施形態において、0.7〜3.5MPaの圧力を用いる。リアクタにおいては定圧を維持することが一般的であるが、他の実施形態においては、圧力は変えることができる。
本方法には、(C)パーフルオロモノマーの一部を重合して、反応混合物中に重合したパーフルオロモノマーの粒子を形成する工程が含まれる。(C)において、パーフルオロモノマーの一部を重合するとは、反応混合物を形成するのに(A)における水と混合される合計量よりも少ないパーフルオロモノマーの量を意味する。
重合速度を規制するにはいくつかの代替手段がある。最も多くの代替手段では、TFE(例えば、HFP、PAVE)(本明細書においては「調整剤」とも呼ばれる)以外のパーフルオロモノマーの少なくとも一部をまず予熱してから、TFEを所望の全圧とするのが一般的である。追加のTFEを、開始および重合開始後に添加して、選択した圧力を維持し、追加の調整剤を添加してもよい。TFEは、定速で添加してもよく、実際の重合速度を増減して、一定の全圧を維持するために、必要に応じて、攪拌器の速度を変える。この代替手段の変形において、圧力を変えて、一定のTFE供給速度および一定の攪拌器速度で、一定の反応速度を維持してもよい。他の代替手段としては、全圧および攪拌速度を両方共一定に保持して、定圧を維持するために、必要に応じて、TFEを添加してもよい。第3の代替手段は、可変の攪拌器速度であるが、TFE供給速度を一定に増大しながら、段階で重合を行うものである。調整剤を、反応中に添加するときは、調整剤を、定速で注入するのが便利である。他の実施形態において、調整剤添加速度は、重合の特定のフェーズ中一定である。しかしながら、当業者であれば、様々な調整剤添加プログラムを用いることができることが分かるであろう。このように、例えば、一連の不連続な調整剤添加を用いることができる。かかる不連続な添加は、等量または異なる量、等間隔または異なる間隔とすることができる。調整剤の添加については、他に一様でないプログラムを用いることができる。
反応混合物上の全圧をモニターする。開始後に生じる少なくとも約35KPa(5psi)、通常、少なくとも約70KPa(10psi)の圧力降下は、パーフルオロモノマーの重合が開始され、重合したパーフルオロモノマーの粒子が形成されたことを示す。
本方法の他の実施形態において、FGは、カルボン酸および/またはカルボン酸無水物を形成することのできるカルボキシル基を含有し、25℃で測定される反応混合物のpHは、(C)パーフルオロモノマーを重合して、重合したパーフルオロモノマーの粒子を形成し、(D)FGを反応混合物に添加する間、FGのカルボン酸のpKaより少ない、またはそれに等しい。
他の実施形態において、本方法により生成されるFG−フルオロポリマーは、パーフルオロモノマーとFGから生じる繰り返し単位を含み、FGから生じる繰り返し単位を除いてパーフッ素化されている。
他の実施形態において、本方法により生成されるTFE、HFPおよびFGを含むFG−フルオロポリマーは、(a)HFPから生じる繰り返し単位を約2〜約20重量パーセント、(b)FGから生じる繰り返し単位を約0.001〜約25重量パーセント、および(c)TFEから生じる繰り返し単位を残りの重量パーセント含む。
他の実施形態において、本方法により生成されるFG−フルオロポリマーは、(a)PAVEから生じる繰り返し単位を約2〜約20重量パーセント、(b)FGから生じる繰り返し単位を約0.001〜約25重量パーセント、および(c)TFEから生じる繰り返し単位を残りの重量パーセント含む。
他の実施形態において、FG−フルオロポリマーは、TFE、HFP、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)およびFGから生じる繰り返し単位を含む。
他の実施形態において、本方法により生成されるFG−フルオロポリマーは、エチレン、プロピレン、フッ化ビニリデンおよびフッ化ビニル等の非パーフッ素化モノマーから生じる繰り返し単位を含む。かかる非パーフッ素化モノマーから生じる繰り返し単位が、FG−フルオロポリマーに含まれている場合、それらは、FG−フルオロポリマーの所望の特性に影響を与えない低レベルで存在している。
本方法により製造されるFG−フルオロポリマーは、パーフルオロポリマー(例えば、PTFE、FEP、PFA)とポリマー、金属または無機基材を接着する接着剤として有用である。パーフルオロポリマーは、FG−フルオロポリマーに強く接着し、FG−フルオロポリマーは、多くのポリマー、金属および無機物に強く接着する。
MFR:メルトフローレート(MFR)は、ASTM方法D1238−04cにより測定され、次のように修正してある。シリンダ、オリフィスおよびピストン先端は、耐食合金、Haynes Stellite Co.製のHaynes Stellite19でできている。5.0gの試料を、372±1℃に維持された内径が9.53mm(0.375インチ)のシリンダに詰める。試料をシリンダに入れてから5分後に、5000グラムの荷重(ピストンプラス重量)下で、直径2.10mm(0.0825インチ)、長さ8.00mm(0.315インチ)の四角端部のオリフィスから押出す。
長さ対直径比が約1.5、水容量が10ガロン(37.9L)の円柱、水平、水ジャケット、パドル攪拌、ステンレス鋼リアクタに、50ポンド(22.7kg)の脱イオン水、330mLの水中パーフルオロオクタン酸アンモニウム界面活性剤の20重量%溶液および5グラムのKrytox(登録商標)157FSLパーフルオロポリマーカルボン酸を入れた。リアクタパドルを46rpmで攪拌し、リアクタを60℃まで加熱し、通気し、TFEで3回パージした。次に、リアクタ温度を103℃まで上げた。温度が103℃で一定になった後、圧力が444psig(3.16MPa)になるまで、HFPをリアクタに徐々に添加した。92mLの液体PEVEをリアクタに注入した。次に、TFEをリアクタに添加して、645psig(4.55MPa)の最終圧力を得た。次に、1.63重量%の過硫酸アンモニウム(APS)を含有する40mLの新たに調製した水性開始剤溶液を、リアクタに入れた。次に、この同じ開始剤溶液を、10mL/分で、重合の残りについて、リアクタにポンピングした。リアクタ圧力における10psi(70KPa)降下により示される重合の開始後、追加のTFEを、24.5ポンド(11.1kg)/125分の速度で、リアクタに添加した。さらに、液体PEVEは、反応の間、1.0mL/分の速度で添加した。重合開始後、1ポンド(0.45kg)のTFEを供給したら、1重量%のイタコン酸の水溶液を、5mL/分で開始し、バッチの残りについて続けた。24.4ポンド(11.1kg)のTFEを125分の反応期間にわたって注入した後、反応を終了した。反応期間の終了の際に、TFE供給、PEVE供給および開始剤供給を停止し、攪拌を続けながら、リアクタを冷やした。リアクタ内容物の温度が90℃に達したら、リアクタを徐々に通気した。ほぼ大気圧まで通気した後、リアクタを窒素でパージして、残渣モノマーを除去した。さらに冷却した後、分散液をリアクタから70℃未満で放出した。凝固後、ポリマーを、ろ過により単離してから、150℃の対流空気オーブンで乾燥した。ポリマーの、ASTM法D1238−04cにより、372℃、5kgの重りで求めたメルトフローレートは34.7g/10分であり、融点は234℃、HFP含量は13.90重量%、PEVE含量は1.69重量%、イタコン酸含量は0.05重量%であった。
長さ対直径比が約1.5、水容量が10ガロン(37.9L)の円柱、水平、水ジャケット、パドル攪拌、ステンレス鋼リアクタに、50ポンド(22.7kg)の脱イオン水、500mLの0.1N硝酸、260mLの水中パーフルオロオクタン酸アンモニウム界面活性剤の20重量%溶液および2グラムのKrytox(登録商標)157FSLパーフルオロポリマーカルボン酸を入れた。リアクタパドルを46rpmで攪拌し、リアクタを60℃まで加熱し、通気し、TFEで3回パージした。次に、リアクタ温度を103℃まで上げた。温度が103℃で一定になった後、圧力が444psig(3.16MPa)になるまで、HFPをリアクタに徐々に添加した。92mLの液体PEVEをリアクタに注入した。次に、TFEをリアクタに添加して、645psig(4.55MPa)の最終圧力を得た。次に、2.38重量%の過硫酸アンモニウム(APS)を含有する50mLの新たに調製した水性開始剤溶液を、リアクタに入れた。次に、この同じ開始剤溶液を、10mL/分で、重合の残りについて、リアクタにポンピングした。リアクタ圧力における10psi(70KPa)降下により示される重合の開始後、追加のTFEを、15ポンド(6.8kg)/125分の速度で、リアクタに添加した。さらに、液体PEVEは、反応の間、1.0mL/分の速度で添加した。重合開始後、1ポンド(0.45kg)のTFEを供給したら、1重量%のメサコン酸の水溶液を、5mL/分で開始し、バッチの残りについて続けた。15ポンド(6.8kg)のTFEを125分の反応期間にわたって注入した後、反応を終了した。反応期間の終了の際に、TFE、PEVE、開始剤溶液およびメタコン酸溶液供給を停止し、攪拌を続けながら、リアクタを冷やした。リアクタ内容物の温度が90℃に達したら、リアクタを徐々に通気した。ほぼ大気圧まで通気した後、リアクタを窒素でパージして、残渣モノマーを除去した。さらに冷却した後、分散液をリアクタから70℃未満で放出した。凝固後、ポリマーを、ろ過により単離してから、150℃の対流空気オーブンで乾燥した。ポリマーのメルトフローレートは79.6g/10分であり、融点は224℃、HFP含量は16.5重量%、PEVE含量は1.19重量%、メサコン酸含量は0.031重量%であった。
長さ対直径比が約1.5、水容量が10ガロン(37.9L)の円柱、水平、水ジャケット、パドル攪拌、ステンレス鋼リアクタに、50ポンド(22.7kg)の脱イオン水、260mLの水中パーフルオロオクタン酸アンモニウム界面活性剤の20重量%溶液および2グラムのKrytox(登録商標)157FSLパーフルオロポリマーカルボン酸を入れた。リアクタパドルを50rpmで攪拌し、リアクタを25℃まで加熱し、排気し、テトラフルオロエチレン(TFE)で3回パージした。次に、リアクタに、8インチHg(27KPa)まで、エタンを入れた。次に、リアクタ温度を75℃まで上げた。次に、400mLの液体PEVEをリアクタに注入した。次に、TFEをリアクタに添加して、300psig(2.17MPa)の最終圧力を得た。次に、1.83重量%の過硫酸アンモニウム(APS)を含有する400mLの新たに調製した水性開始剤溶液を、リアクタに入れた。次に、この同じ開始剤溶液を、2mL/分で、重合の残りについて、リアクタにポンピングした。リアクタ圧力における10psi(70KPa)降下により示される重合の開始後、追加のTFEを、20ポンド(9.1kg)/120分の速度で、リアクタに添加した。さらに、液体PEVEは、反応の間、5.0mL/分の速度で添加した。開始後、1ポンド(0.45kg)のTFEを供給したら、1重量%のイタコン酸の水溶液を、5mL/分で開始し、バッチの残りについて続けた。20ポンド(9.1kg)のTFEを120分の反応期間にわたって注入した後、反応を終了した。反応期間の終了の際に、TFE、PEVE、開始剤溶液およびイタコン酸溶液供給を停止し、リアクタを徐々に通気した。ほぼ大気圧まで通気した後、リアクタを窒素でパージして、残渣モノマーを除去した。さらに冷却した後、分散液をリアクタから60℃未満で放出した。凝固後、ポリマーを、ろ過により単離してから、150℃の対流空気オーブンで乾燥した。ポリマーのメルトフローレートは42.0g/10分であり、融点は257℃、PEVE含量は9.0重量%およびイタコン酸含量は0.076重量%であった。
長さ対直径比が約1.5、水容量が10ガロン(37.9L)の円柱、水平、水ジャケット、パドル攪拌、ステンレス鋼リアクタに、50ポンド(22.7kg)の脱イオン水、15.4グラムの第二リン酸アンモニウム、17.5グラムの第一リン酸アンモニウム、580mLの水中パーフルオロ−2−プロポキシプロピオネートアンモニウム界面活性剤の20重量%溶液および4.5グラムのKrytox(登録商標)157FSLパーフルオロポリマーカルボン酸を入れた。リアクタパドルを50rpmで攪拌し、リアクタを25℃まで加熱し、排気し、テトラフルオロエチレン(TFE)で3回パージした。次に、リアクタに、8インチHg(27KPa)まで、エタンを入れた。次に、リアクタ温度を75℃まで上げた。次に、400mLの液体PEVEをリアクタに注入した。次に、TFEをリアクタに添加して、200psig(1.48MPa)の最終圧力を得た。次に、1.83重量%の過硫酸アンモニウム(APS)を含有する400mLの新たに調製した水性開始剤溶液を、リアクタに入れた。次に、この同じ開始剤溶液を、2mL/分で、重合の残りについて、リアクタにポンピングした。リアクタ圧力における10psi(70KPa)降下により示される重合の開始後、追加のTFEを、12ポンド(5.4kg)/120分の速度で、リアクタに添加した。さらに、液体PEVEは、反応の間、5.0mL/分の速度で添加した。開始後、1ポンド(0.45kg)のTFEを供給したら、1重量%のアリルグリシジルエーテルの水溶液を、5mL/分で開始し、バッチの残りについて続けた。12ポンド(5.4kg)のTFEを120分の反応期間にわたって注入した後、反応を終了した。反応期間の終了の際に、TFE、PEVE、開始剤およびアリルグリシジルエーテル溶液供給を停止し、リアクタを徐々に通気した。ほぼ大気圧まで通気した後、リアクタを窒素でパージして、残渣モノマーを除去した。さらに冷却した後、分散液をリアクタから60℃未満で放出した。凝固後、ポリマーを、ろ過により単離してから、150℃の対流空気オーブンで乾燥した。ポリマーのメルトフローレートは12.2g/10分であり、融点は244℃、PEVE含量は15.1重量%およびアリルグリシジルエーテル含量は0.088重量%であった。
長さ対直径比が約1.5、水容量が10ガロン(37.9L)の円柱、水平、水ジャケット、パドル攪拌、ステンレス鋼リアクタに、50ポンド(22.7kg)の脱イオン水、330mLの水中パーフルオロオクタン酸アンモニウム界面活性剤の20重量%溶液および5.9グラムのKrytox(登録商標)157FSLパーフルオロポリマーカルボン酸を入れた。リアクタパドルを46rpmで攪拌し、リアクタを60℃まで加熱し、排気し、テトラフルオロエチレン(TFE)で3回パージした。次に、リアクタ温度を103℃まで上げた。温度が103℃で一定になった後、圧力が444psig(3.16MPa)になるまで、HFPを徐々にリアクタに添加した。次に、92mLの液体PEVEをリアクタに注入した。次に、TFEをリアクタに添加して、645psig(4.55MPa)の最終圧力を得た。次に、1.83重量%の過硫酸アンモニウム(APS)を含有する40mLの新たに調製した水性開始剤溶液を、リアクタに入れた。次に、この同じ開始剤溶液を、10mL/分で、重合の残りについて、リアクタにポンピングした。リアクタ圧力における10psi(70KPa)降下により示される重合の開始後、追加のTFEを、24.5ポンド(11.1kg)/125分の速度で、リアクタに添加した。さらに、液体PEVEは、反応の間、1.0mL/分の速度で添加した。開始後、1ポンド(0.45kg)のTFEを供給したら、ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE、密度0.939g/mL)を、0.05mL/分の速度で110分にわたって注入した。この時点で、バッチの終わりの約10分前に、PEVE供給も停止した。24.5ポンド(11.1kg)のTFEを125分の反応期間にわたって注入した後、反応を終了した。反応期間の終了の際に、TFEおよび開始剤供給を停止し、攪拌を維持しながら、リアクタを冷やした。リアクタ内容物の温度が90℃に達したら、リアクタを徐々に通気した。ほぼ大気圧まで通気した後、リアクタを窒素でパージして、残渣モノマーを除去した。さらに冷却した後、分散液をリアクタから70℃未満で放出した。凝固後、ポリマーを、ろ過により単離してから、150℃の対流空気オーブンで乾燥した。ポリマーのメルトフローレートは100g/10分であり、融点は228℃、HFP含量は13.57重量%、PEVE含量は1.36重量%およびHBVE含量は0.040重量%であった。
幅1インチの片を、長手方向に、共押出し管構造から切断した。層を、層界面で分離または分離を試み、分離速度12インチ/分(約30cm/分)で、「T−剥離」構成で、室温および50%湿度で引張試験機において引っ張った。層を分離する平均の力を、片の幅で除算して、g/インチで記録される剥離強度を得た。3または5つの層剥離を行って、平均として記録した。層が、試験開始時に分離できなかった場合には、結果は「CNS」または「分離できない」と記録してある。これは、最高レベルの接着結合を示している。680g/インチより高い剥離強度は、接着性と考えられる。
Claims (10)
- パーフルオロモノマーと、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有する炭化水素モノマーとから生じる繰り返し単位を含むフルオロポリマーを製造する水性重合方法であって、
(A)水とパーフルオロモノマーを混合して反応混合物を形成し、
(B)前記パーフルオロモノマーの重合を開始し、
(C)前記パーフルオロモノマーの一部を重合して、前記反応混合物中に重合したパーフルオロモノマーの粒子を形成し、
(D)前記反応混合物に、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有し、一価の原子が全て水素であるモノマーを添加し、
(E)前記パーフルオロモノマーと、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有する前記炭化水素モノマーとを、重合したパーフルオロモノマーの前記粒子の存在下に重合して、前記フルオロポリマーを形成することを含む方法。 - 界面活性剤が前記反応混合物にさらに添加され、前記反応混合物が水性分散液を含む請求項1に記載の方法。
- 前記反応混合物を加熱することをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記官能基がカルボキシル基である請求項1に記載の方法。
- 25℃で測定される前記反応混合物のpHが、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有する前記モノマーに対応するカルボン酸のpKa未満である請求項4に記載の方法。
- 官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有する前記モノマーが、環状ジカルボン酸無水物を形成可能なジカルボン酸基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーを含み、25℃で測定される前記反応混合物のpHが、環状ジカルボン酸無水物を形成可能なジカルボン酸基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有する前記モノマーのpKa1未満である請求項4に記載の方法。
- 前記反応混合物が強酸をさらに含む請求項4に記載の方法。
- 前記反応混合物が酸性バッファをさらに含む請求項4に記載の方法。
- 前記パーフルオロモノマーが、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよびパーフルオロ(アルキルビニルエーエル)から生じる少なくとも1つの繰り返し単位を含み、
前記官能基が、カルボキシル、アミン、アミド、ヒドロキシル、ホスホネート、スルホネート、ニトリル、ボロネートおよびエポキシドからなる群から選択される少なくとも1つである請求項1に記載の方法により作製されたフルオロポリマー。 - 前記フルオロポリマーが、半結晶および溶融処理可能である請求項9に記載のフルオロポリマー。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US8740108P | 2008-08-08 | 2008-08-08 | |
US61/087,401 | 2008-08-08 | ||
PCT/US2009/053106 WO2010017450A1 (en) | 2008-08-08 | 2009-08-07 | Aqueous polymerization process for the manufacture of fluoropolymer comprising repeating units arising from a perfluoromonomer and a monomer having a functional group and a polymerizable carbon-carbon double bond |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011530628A true JP2011530628A (ja) | 2011-12-22 |
JP2011530628A5 JP2011530628A5 (ja) | 2012-08-30 |
JP5684707B2 JP5684707B2 (ja) | 2015-03-18 |
Family
ID=41061206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011522264A Expired - Fee Related JP5684707B2 (ja) | 2008-08-08 | 2009-08-07 | パーフルオロモノマーと、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーとから生じる繰り返し単位を含むフルオロポリマーを製造する水性重合方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100036053A1 (ja) |
EP (1) | EP2310428A1 (ja) |
JP (1) | JP5684707B2 (ja) |
CN (1) | CN102112501B (ja) |
WO (1) | WO2010017450A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011530627A (ja) * | 2008-08-08 | 2011-12-22 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、カルボキシル基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有する炭化水素モノマーから生じる繰り返し単位を有する溶融処理可能な半結晶フルオロポリマーならびに溶融処理可能な半結晶フルオロポリマーの層を含む多層物品 |
KR20170039080A (ko) * | 2014-08-01 | 2017-04-10 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 수지 파우더, 그 제조 방법, 복합체, 성형체, 세라믹스 성형체의 제조 방법, 금속 적층판, 프린트 기판 및 프리프레그 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100034504A1 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Melt Processible Semicrystalline Fluoropolymer Comprising Repeating Units Arising from Tetrafluoroethylene and a Hydrocarbon Monomer Having a Functional Group and a Polymerizable Carbon-Carbon Double Bond, and Multilayer Articles Therefrom |
JP4858628B2 (ja) * | 2010-05-25 | 2012-01-18 | ユニマテック株式会社 | 含フッ素ポリマー水性分散液 |
WO2012030784A1 (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-08 | Arkema Inc. | Method of producing fluoropolymers using acid-functionalized monomers |
BR112017019682A2 (pt) | 2015-03-16 | 2018-07-17 | Arkema Inc | fluoropolímeros modificados |
US11485804B2 (en) * | 2017-10-17 | 2022-11-01 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Method for the synthesis of fluoropolymers |
WO2019147959A1 (en) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | Uwm Research Foundation, Inc. | 3d hybrid composite coating |
CN112639015B (zh) * | 2018-07-23 | 2022-09-23 | 旭硝子化学美国有限公司 | 玻璃纤维增强的含氟聚合物组合物 |
WO2024165388A1 (en) | 2023-02-07 | 2024-08-15 | Solvay Specialty Polymers Usa, Ll | Composite films for mobile electronic device components |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5679110A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-29 | Asahi Glass Co Ltd | Preparation of modified polytetrafluoroethylene |
JP2000129193A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-05-09 | Asahi Glass Co Ltd | フッ素系共重合体の水性分散液 |
JP2004245411A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-09-02 | Asahi Glass Co Ltd | 積層ホース |
JP2005309346A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-11-04 | Jsr Corp | 光導波路形成用樹脂組成物、その硬化物及び光導波路 |
JP2006152234A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-06-15 | Asahi Glass Co Ltd | 含フッ素共重合体及びその用途 |
WO2007088979A1 (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-09 | Jsr Corporation | 重合体組成物、二次電池電極用ペースト、及び二次電池電極 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2468664A (en) * | 1945-08-28 | 1949-04-26 | Du Pont | Tetrafluoroethylene copolymers |
US3250806A (en) * | 1962-04-05 | 1966-05-10 | Du Pont | Fluorocarbon ethers of tetrafluoroethylene epoxide |
US3445434A (en) * | 1964-10-30 | 1969-05-20 | Du Pont | Copolymers of tetrafluoroethylene,ethylene and an olefinic acid |
FR1437472A (fr) * | 1965-02-24 | 1966-05-06 | Aquitaine Petrole | Perfectionnement à la polymérisation de diènes conjugués |
US3933773A (en) * | 1972-06-08 | 1976-01-20 | Thiokol Corporation | Thermoplastic elastomeric copolymers and terpolymers of tetrafluoroethylene and propylene and method of making the same |
US4837267A (en) * | 1988-03-21 | 1989-06-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Tetrafluoroethylene copolymers |
KR960003930B1 (ko) * | 1988-05-13 | 1996-03-23 | 아사히가라스 가부시끼가이샤 | 수성 분산액의 제조방법, 수성 분산액 및 수성 도포 조성물 |
US5349003A (en) * | 1988-09-20 | 1994-09-20 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | Aqueous fluorine-containing polymer dispersion and aqueous dispersion containing fluorine-containing polymer and water-soluble resin and/or water dispersible resin |
US5064594A (en) * | 1989-10-06 | 1991-11-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Extrusion process for difficultly-melt-processible polymers |
IT1271422B (it) * | 1993-10-15 | 1997-05-28 | Ausimont Spa | Procedimento per la preparazione di copolimeri del tetrafluoroetilene con altri monomeri perfluorurati |
EP0911347B1 (en) * | 1997-10-15 | 2006-08-23 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Copolymers of maleic anhydride or acid and fluorinated olefins |
US6300446B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-10-09 | Asahi Glass Company, Limited | Fluorine-containing copolymer and composition thereof |
US6680357B1 (en) * | 1999-07-14 | 2004-01-20 | Atofina Chemicals, Inc. | Crosslinkable aqueous fluoropolymer based dispersions |
EP1306397A1 (en) * | 2000-07-27 | 2003-05-02 | Asahi Glass Company Ltd. | Aqueous fluorocopolymer dispersion |
JP4240201B2 (ja) * | 2002-02-22 | 2009-03-18 | 旭硝子株式会社 | 含フッ素共重合体 |
US6822059B2 (en) * | 2002-04-05 | 2004-11-23 | 3M Innovative Properties Company | Dispersions containing bicomponent fluoropolymer particles and use thereof |
EP1535935B1 (en) * | 2002-06-17 | 2011-09-14 | Daikin Industries, Limited | Fluoropolymer dispersion and process for producing fluoropolymer dispersion |
EP1531164B1 (en) * | 2002-06-27 | 2006-09-27 | Asahi Glass Company Ltd. | Fluorocopolymer |
EP1576020B1 (en) * | 2002-12-23 | 2011-01-26 | 3M Innovative Properties Company | Fluoroplastic polymers having nitrogen-containing cure sites |
US20060178472A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-10 | Johnson David W | Process for producing low fluorosurfactant-containing aqueous fluoropolymer dispersions with controlled pH |
US7803867B2 (en) * | 2005-05-19 | 2010-09-28 | Arkema Inc. | Highly weatherable roof coatings containing aqueous fluoropolymer dispersions |
TWI437009B (zh) * | 2007-04-24 | 2014-05-11 | Solvay Solexis Spa | 1,1-二氟乙烯共聚物類 |
US20110092644A1 (en) * | 2008-07-10 | 2011-04-21 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Aqueous dispersion polymerization process for ethylene/tetrafluoroethylene copolymer |
US8058376B2 (en) * | 2008-12-23 | 2011-11-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fluoropolymer produced by aqueous polymerization using dispersed particulate of fluorinated lonomer produced in situ |
-
2009
- 2009-07-29 US US12/511,295 patent/US20100036053A1/en not_active Abandoned
- 2009-08-07 EP EP09791272A patent/EP2310428A1/en not_active Withdrawn
- 2009-08-07 JP JP2011522264A patent/JP5684707B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-08-07 WO PCT/US2009/053106 patent/WO2010017450A1/en active Application Filing
- 2009-08-07 CN CN200980129795.3A patent/CN102112501B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5679110A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-29 | Asahi Glass Co Ltd | Preparation of modified polytetrafluoroethylene |
JP2000129193A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-05-09 | Asahi Glass Co Ltd | フッ素系共重合体の水性分散液 |
JP2004245411A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-09-02 | Asahi Glass Co Ltd | 積層ホース |
JP2005309346A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-11-04 | Jsr Corp | 光導波路形成用樹脂組成物、その硬化物及び光導波路 |
JP2006152234A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-06-15 | Asahi Glass Co Ltd | 含フッ素共重合体及びその用途 |
WO2007088979A1 (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-09 | Jsr Corporation | 重合体組成物、二次電池電極用ペースト、及び二次電池電極 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011530627A (ja) * | 2008-08-08 | 2011-12-22 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、カルボキシル基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有する炭化水素モノマーから生じる繰り返し単位を有する溶融処理可能な半結晶フルオロポリマーならびに溶融処理可能な半結晶フルオロポリマーの層を含む多層物品 |
KR20170039080A (ko) * | 2014-08-01 | 2017-04-10 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 수지 파우더, 그 제조 방법, 복합체, 성형체, 세라믹스 성형체의 제조 방법, 금속 적층판, 프린트 기판 및 프리프레그 |
JP2020063451A (ja) * | 2014-08-01 | 2020-04-23 | Agc株式会社 | 樹脂パウダー及びその製造方法 |
KR102468437B1 (ko) * | 2014-08-01 | 2022-11-17 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 수지 파우더, 그 제조 방법, 복합체, 성형체, 세라믹스 성형체의 제조 방법, 금속 적층판, 프린트 기판 및 프리프레그 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2310428A1 (en) | 2011-04-20 |
JP5684707B2 (ja) | 2015-03-18 |
US20100036053A1 (en) | 2010-02-11 |
CN102112501A (zh) | 2011-06-29 |
CN102112501B (zh) | 2014-11-19 |
WO2010017450A1 (en) | 2010-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5684707B2 (ja) | パーフルオロモノマーと、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有するモノマーとから生じる繰り返し単位を含むフルオロポリマーを製造する水性重合方法 | |
JP2011530630A (ja) | テトラフルオロエチレンと、官能基および重合可能な炭素−炭素二重結合を有する炭化水素モノマーとから生じる繰り返し単位を含む溶融流動性フルオロポリマー | |
CN100354324C (zh) | 制备氟化烯烃和烃类烯烃共聚物的无乳化剂的水乳液聚合 | |
US9938403B2 (en) | Highly fluorinated polymers | |
JP6204488B2 (ja) | 部分フッ素化ポリマー | |
EP2084195A1 (en) | Aqueous polymerization of fluorinated monomers using polymerization agent comprising fluoropolyether acid or salt and hydrocarbon surfactant | |
WO2007046345A1 (ja) | ポリテトラフルオロエチレン水性乳化液、それから得られるポリテトラフルオロエチレンファインパウダーおよび多孔体 | |
EP2310429B1 (en) | Non-melt-flowable perfluoropolymer comprising repeating units arising from tetrafluoroethylene and a monomer having a functional group and a polymerizable carbon-carbon double bond | |
JP4639820B2 (ja) | エチレン/テトラフルオロエチレン系共重合体粉体及びそれを塗装してなる物品 | |
EP1339757A2 (en) | Process for manufacture of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro(alkyl vinyl ether) | |
WO2023126952A1 (en) | Process for formation of a fluoropolymer using fluorinated and non-fluorinated surfactants | |
EP2367862B1 (en) | Aqueous polymerization of fluorinated monomer using hydrogen containing branched fluoroether surfactant | |
JP2012503677A (ja) | エチレン/テトラフルオロエチレンコポリマーの応用 | |
JPH09263611A (ja) | 改良されたペースト押出し加工用テトラフルオロエチレンポリマー | |
US20110092614A1 (en) | Applications of ethylene/terafluoroethylene copolymer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120704 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120704 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131024 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140205 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140213 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140305 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140312 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140407 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140414 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140501 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141216 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5684707 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |