JP2013514438A - ペルオキシド硬化された部分的にフッ素化されたエラストマー - Google Patents
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Abstract
Description
「a」、「an」、及び「the」は、互換可能に使用され、1つ以上を意味する。
4リットル反応容器に、2,250グラムの水、33.3グラムのCF3OCF2CF2CF2OCF2COONH4の30%水溶液、及び3.0グラムの過硫酸アンモニウム(APS、(NH4)2S2O8)を投入した。フッ素化乳化剤CF3OCF2CF2CF2OCF2COONH4を、米国特許公開第2007/0015864号に記載されているように調製した。反応容器を排気し、真空を破り、25psi(0.17MPa)になるまで窒素を加圧した。この真空及び加圧を3回繰り返した。酸素除去後、反応容器を160°F(71.1℃)まで加熱し、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)とペルフルオロエテニルオキシヘキサンニトリル(CF2=CFO(CF2)5CN、MV5CNと称される)のブレンドで62psi(0.43MPa)になるまで加圧した。MV5CNはAnles Plus(Saint Petersburg,Russia)から入手できる。HFPとCF2=CFO(CF2)5CNのブレンドを調製するために、1リットルのステンレス鋼シリンダーを排気し、N2で3回パージした。CF2=CFO(CF2)5CNをシリンダーに添加後、添加したCF2=CFO(CF2)5CNの量を基にHFPを添加した。次に、ブレンドを反応容器に取り付け、N2ブランケットを使用して供給した。このブレンドは、93.6重量%のHFP及び6.4重量%のCF2=CFO(CF2)5CNを含有していた。次に、反応容器にフッ化ビニリデン(VDF)及び上記ヘキサフルオロプロピレン(HFP)とCF2=CFO(CF2)5CNのブレンドを投入し、反応容器の圧力を228psi(1.57MPa)にした。VDF及びHFPとCF2=CFO(CF2)5CNのブレンドの全プレチャージは、それぞれ102グラム及び151グラムであった。反応容器を650rpm(1分あたりの回転数)で攪拌した。重合反応でモノマーが消費されて反応容器の圧力が低下するのに伴い、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)とCF2=CFO(CF2)5CNのブレンド、及びVDFを反応容器に連続的に供給して、圧力を228psi(1.57MPa)に維持した。VDF、HFP、及びCF2=CFO(CF2)5CNのモノマー供給量から計算したモノマー比は、それぞれモルパーセントで77.5、20.5、及び2.0であった。7時間後に、モノマー及びブレンドの供給を停止させ、反応容器を冷却した。得られた分散物の固体含量は約30重量%であった。凝固のために、同量のMgCl2/脱イオン水溶液をラテックスに添加した。溶液は1.25重量%のMgCl2・6H2Oを含有していた。ラテックスを攪拌し、凝固させた。約4000mLの脱イオン水を加え、15分間攪拌してクラムを洗浄し、次に洗浄水を排水した。暖かい脱イオン水を合計16,000mL使用して、クラムを4回洗浄し、130℃にて16時間乾燥させた。得られたフルオロエラストマー生ゴム(表1のフルオロエラストマーA)は、121℃でのムーニー粘度ML(1+10)が58であり、ポリマーは、FT−IRにより2264cm−1において−CN基の特徴的な吸収ピークを有した。
1.1グラムの過硫酸アンモニウム(APS、(NH4)2S2O8)、8グラムのリン酸二カリウム(K2HPO4)の50%水溶液、及び2.7グラムの1,4−ジヨードオクタフルオロブタン(SynQuest Lab(Florida,USA)から入手)を重合用成分として用い、反応容器温度を80℃とした以外は、「フルオロエラストマーA」で記載のようにポリマーを調製した。ヘキサフルオロプロピレン(HFP)と1,4−ジヨードオクタフルオロブタンのブレンドを調製するために、1リットルのステンレス鋼シリンダーを排気し、窒素で3回パージした。1,4−ジヨードオクタフルオロブタンをシリンダーに添加後、添加した1,4−ジヨードオクタフルオロブタンの量を基にHFPを添加した。次に、ブレンドを反応容器に取り付け、N2ブランケットを使用して供給した。ブレンドは、98.33重量%のHFP、及び1.67重量%の1,4−ジヨードオクタフルオロブタンを含有していた。
79.9モル%のVDF、18.9モル%のHFP、及び1.2モル%のMV5CNを用いて、水性乳化重合によりポリマーを調製した。得られたフルオロエラストマー生ゴム(表1のフルオロエラストマーC)のムーニー粘度は62であった。
6インチ(15.2cm)の2本ロールミルを使用して、30部のカーボンブラック(Cancarb(Medicine Hat,Alberta,Canada)から商品名「THERMAX MT」ASTM N990で入手)、3部の酸化亜鉛(Zinc Corporation of America(Monaca,PA)から商品名「UPS−1」で入手)、2部の50%活性物質の2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)−ヘキサン(R.T.Vanderbilt(Norwalk,CT)から商品名「VAROX DBPH−50」で入手)、及び3部のトリアリルイソシアヌレート(TAIC)架橋助剤(98%、Nippon Kasei(Japan)から商品名「TAIC」で入手)でフルオロエラストマーAを化合することにより、フルオロエラストマー化合物を調製した。化合物処方を表2に示す。
MH:in−lb(N−m)単位での最大トルクレベル
Δトルク:最大トルク(MH)と最小トルク(ML)との間の差
ts2:2インチ−lb(0.23N−m)が生じるのにかかる分
t’50:Δトルクの50%が生じるのにかかる分(50%硬化時間)
t’90:Δトルクの90%が生じるのにかかる分(90%硬化時間)
化合物は、177℃にて5分間にわたって15×15cm、2mm厚モールドを使用して、プレス硬化した。次に、プレス硬化シートを230℃にて4時間にわたって後硬化した。ASTMダイDで、物理的性質のためのダンベルを硬化シートから切断した。プレス硬化及び後硬化させたサンプルの物理的性質をASTM D 412−06aに従って試験した。試験結果は表3にまとめられている。
15.2cm(6インチ)の2本ロールミルを使用して、実施例1のように、ただし表2に示す構成成分を用いてフルオロエラストマーCを化合することにより、フルオロエラストマー化合物を調製した。「TAIC DLC−A(72%活性)」(Harwick Standard Distribution Corp.(Akron,OH)から市販)を実施例1のTAIC(98%)の代わりに用いた。
15.2cm(6インチ)の2本ロールミルを使用して、実施例2のように、ただしZnOを用いてフルオロエラストマーCを化合することにより、フルオロエラストマー化合物を調製した。
15.2cm(6インチ)の2本ロールミルを使用して、実施例3のように、ただしTAICの代わりにトリメチルアリルイソシアネート(Nippon Kasei(Japan)から商品名「TMAIC」で市販)を用いてフルオロエラストマーCを化合することにより、フルオロエラストマー化合物を調製した。
「フルオロエラストマーB」を化合し、実施例1のように試験した。結果は表1及び3にまとめる。
FC−2260(Dyneon LLC(Oakdale,MN)から市販)を化合し、実施例2のように試験した。結果は表2にまとめる。
Claims (20)
- (i)(a)少なくとも1種の水素含有モノマー及び(b)少なくとも1種のニトリル含有モノマー由来の共重合単位を含むフルオロエラストマーと、
(ii)硬化剤と、
を含み、
前記硬化剤がペルオキシド及び架橋助剤から本質的になる、硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。 - 前記硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物が、金属酸化物を本質的に含まない、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物が、臭素及びヨウ素を本質的に含まない、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物が、少なくとも1つの臭素、塩素、及びヨウ素硬化部位を更に含む、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記ペルオキシドが、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)−ヘキサン、ジクミルペルオキシド、ジ(2−t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記架橋助剤が、トリアリルイソシアヌレート、トリ(メチル)アリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記少なくとも1種のニトリル含有モノマーが、CF2=CFO(CF2)5CN、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)CN、CF2=CFOCF2CF2CF2OCF(CF3)CN、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記少なくとも1種の水素含有モノマーが、フッ化ビニリデン、1H−ペンタフルオロプロピレン、プロピレン、エチレン、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記フルオロエラストマーが、完全フッ素化されたモノマー由来の共重合単位を更に含む、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記完全フッ素化されたモノマーが、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ペルフルオロメチルビニルエーテル、ヘキサフルオロプロピレン、CF2=CFOCFCF2CF2OCF3、CF2=CFOCF2OCF2CF2CF3、CF2=CFOCF2OCF2CF3、CF2=CFOCF2OCF3、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項9に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 前記フルオロエラストマーが、(i)ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、及びフッ化ビニリデン、(ii)ヘキサフルオロプロピレン及びフッ化ビニリデン、(iii)フッ化ビニリデン及びペルフルオロメチルビニルエーテル、(iv)フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、及びペルフルオロメチルビニルエーテル、(v)フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、及びプロピレン、(vi)テトラフルオロエチレン及びプロピレン、又は(vii)エチレン、テトラフルオロエチレン、及びペルフルオロメチルビニルエーテル由来のものである、請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物。
- 請求項1に記載の硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物を含む、硬化物品。
- 前記硬化物品が、金属酸化物を本質的に含まない、請求項1に記載の硬化物品。
- (i)(a)少なくとも1種の水素含有モノマー及び(b)少なくとも1種のニトリル含有モノマー由来の共重合単位を含むフルオロエラストマーを提供する工程と、
(ii)前記部分的にフッ素化されたエラストマーを硬化剤で硬化する工程と、
を含み、
前記硬化剤が、ペルオキシド及び架橋助剤から本質的になる、部分的にフッ素化されたエラストマー組成物を硬化する方法。 - 前記部分的にフッ素化されたエラストマーが、金属酸化物を本質的に含まない、請求項14に記載の方法。
- 前記硬化可能な部分的にフッ素化されたエラストマー組成物が、臭素及びヨウ素を本質的に含まない、請求項14に記載の方法。
- 前記ペルオキシドが、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)−ヘキサン、ジクミルペルオキシド、ジ(2−t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項14に記載の方法。
- 前記架橋助剤が、トリアリルイソシアヌレート、トリ(メチル)アリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項14に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のニトリル含有モノマーが、CF2=CFO(CF2)5CN、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)CN、CF2=CFOCF2CF2CF2OCF(CF3)CN、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項14に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の水素含有モノマーが、フッ化ビニリデン、プロピレン、エチレン、イソブチレン、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項14に記載の方法。
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