JP2014513184A - フルオロエラストマーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は2011年5月3日に出願された米国仮特許出願番号第61/481988号明細書及び2011年6月7日に出願された欧州特許出願公開第11169011.1号明細書に基づく優先権を主張するものであり、この出願の内容全体は、あらゆる目的のため、参照によって本明細書に包含される。
− 少なくとも1種の有機酸化剤[試剤(O)]、
− 少なくとも1種の有機還元剤[試剤(R)]、
を含有する酸化還元ラジカル開始剤系の存在下で、VDFと前記追加的なフッ化モノマーとを重合することを含み、VDFと任意選択的かつ追加的なモノマーとを含有する前記重合媒体中でのみ試剤(O)が試剤(R)と接触するように、試剤(O)は試剤(R)とは別々に前記重合媒体へ供給される、製造方法である。
(a)例えば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などのC2〜C8のパーフルオロオレフィン、
(b)例えばトリフルオロエチレン(TrFE)、フッ化ビニルなどのC2〜C8の水素化フルオロオレフィン、
(c)例えばクロロトリフルオロエチレン(CTFE)などのC2〜C8の塩化−、及び/又は臭化−、及び/又はヨウ化−フルオロオレフィン、
(d)式CF2=CFORf(Rfは例えば−CF3、−C2F5、−C3F7パーフルオロアルキル基などのC1〜C6の(パー)フルオロアルキル基)の(パー)フルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)、
(e)式CF2=CFOX(式中、Xは例えばパーフルオロ−2−プロポキシプロピル基などの1つ以上のエーテル基を有するC1〜C12の(パー)フルオロオキシアルキル基)の(パー)フルオロオキシアルキルビニルエーテル、
(f)下記式
(式中、Rf3、Rf4、Rf5、及びRf6は互いに同じ又は異なっており、独立にフッ素原子、又は、任意選択的に1つ以上の酸素原子を含んでいてもよいC1〜C6の(パー)フルオロアルキル基から選択され、好ましくは−CF3、−C2F5、−C3F7、−OCF3、−OCF2CF2OCF3基である)の(パー)フルオロジオキソール、
(g)一般式CFX2=CX2OCF2OR”f(R”fは直鎖又は分枝のC1−C6の(パー)フルオロアルキル基、環状のC5〜C6の(パー)フルオロアルキル基、及び1〜3個の酸素原子を有する直鎖又は分枝のC2〜C6の(パー)フルオロオキシアルキル基から選択され、X2はF又はHであり、好ましくはX2がFでR”fは−CF2CF3基(MOVE1)、−CF2CF2OCF3基(MOVE2)、又は−CF3基(MOVE3)である)、(パー)フルオロメトキシビニルエーテル(MOVE)
が含まれる。
(CSM−1)下記式のヨウ素又は臭素含有モノマー
(式中、各AHfはそれぞれ互いに同じ又は異なり、独立にF、Cl、及びHから選択され、BHfはF、Cl、H、ORHf Bのいずれかであり、RHf Bは部分的に、実質的に、又は完全にフッ素化又は塩素化され得る分岐又は直鎖のアルキルラジカルであり、各WHfはそれぞれ互いに同じ又は異なり、独立に共有結合又は酸素原子であり、EHfは任意選択的にフッ素化されていてもよい2〜10の炭素原子を有する2価の基であり、RHfは部分的に、実質的に又は完全にフッ素化され得る分岐又は直鎖のアルキルラジカルであり、RHfはヨウ素及び臭素からなる群から選択されるハロゲン原子であってエーテル結合が挿入されていてもよく、好ましくはEHfは、mが3〜5の整数である−(CF2)m−基である)、
(CSM−2)シアニド基を含有するフッ素化されていてもよいエチレン性不飽和化合物、
を挙げることができる。
(CSM1−A)下記式のヨウ素含有パーフルオロビニルエーテル
(式中、mは0〜5の整数であり、nは0〜3の整数であり(ただしmとnのうちの少なくとも1つは0ではない)、RfiはF又はCF3基である(特には米国特許第4745165号明細書(AUSIMONT SPA、)1988年5月17日)、米国特許第4564662号明細書(MINNESOTA MINING)1986年1月14日)、及び欧州特許出願公開第199138A号明細書(DAIKIN IND LTD)1986年10月29日)に記載されている))、
(CSM−1B)下記式のヨウ素含有エチレン性不飽和化合物
CX1X2=CX3−(CF2CF2)−I
(式中、X1、X2、X3は互いに同じ又は異なり、独立にH又はFであり、pは1〜5の整数であり、これらの化合物としては、CH2=CHCF2CF2I、I(CF2CF2)2CH=CH2、ICF2CF2CF=CH2、I(CF2CF2)2CF=CH2が挙げられる)、
(CSM−1C)下記式のヨウ素含有エチレン性不飽和化合物
CHR=CH−Z−CH2CHR−I
(式中、RはH又はCH3であり、Zは直鎖又は分岐の、任意選択的に1つ以上のエーテル酸素原子を含有していてもよいC1〜C18の(パー)フルオロアルキレンラジカル、又は(パー)フルオロポリオキシアルキレンラジカルであり、これらの化合物の中でも、CH2=CH−(CF2)4CH2CH2I、CH2=CH−(CF2)6CH2CH2I、CH2=CH−(CF2)8CH2CH2I、CH2=CH−(CF2)2CH2CH2Iが挙げられる)、
(CSM−1D)例えば米国特許第4035565号明細書(DUPONT、1977年7月12日)に記載されている、ブロモトリフルオロエチレン又はブロモテトラフルオロブテンなどの2〜10の炭素原子を含有する臭化及び/又はヨウ化アルファオレフィン、又は米国特許第4694045号明細書(DUPONT、1987年9月15日)に記載されている、他の臭化及び/又はヨウ化アルファオレフィン化合物、
からなる群から選択されるものである。
(CSM2−A)式CF2=CF−(OCF2CFXCN)m−O−(CF2)n−CNで表され、XCNがF又はCF3基であり、mが0、1、2、3、又は4であり、nが1〜12の整数であるシアニド基含有パーフルオロビニルエーテル、
(CSM2−B)式CF2=CF−(OCF2CFXCN)m’−O−CF2−CF(CF3)−CNで表され、XCNがF又はCF3基であり、m’が0、1、2、3、又は4であるシアニド基含有パーフルオロビニルエーテル、
からなる群から選択されるものである。
本発明の目的に好適なタイプCSM2−A及びCSM2−Bの硬化部位含有モノマーの具体例は、特に米国特許第4281092号明細書(DUPONT、1981年7月28日)、米国特許第5447993号明細書(DUPONT、1995年9月5日)、米国特許第5789489号明細書(DUPONT、1988年8月4日)に記載されているものである。
− ジアセチルぺルオキシド、ジコハク酸ぺルオキシド、ジプロピオニルぺルオキシド、ジブチリルぺルオキシド、ジベンゾイルぺルオキシド、ベンゾイルアセチルぺルオキシド、ジグルタル酸ぺルオキシド、ジラウリルぺルオキシドなどのジアシルぺルオキシド。
− 特にはジtertブチルぺルオキシド(DTBP)を含むジアルキルぺルオキシド。
− 特にはt−ブチルヒドロペルオキシド(TBHP)、クメンヒドロペルオキシド、3級アミルヒドロペルオキシドを含むヒドロペルオキシド。
− 過酸エステル、及び、例えばアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのその塩、
過酸の例としては過酢酸が挙げられる。過酸のエステルも用いることができ、その例としてはtert−ブチルぺルオキシアセテート及びtert−ブチルぺルオキシピバレートが挙げられる。
− 特にはジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルペルオキシジカーボネートを含むペルオキシジカーボネート。
− 少なくとも1種の有機酸化剤[試剤(O)]、
− 少なくとも1種の有機還元剤[試剤(R)]、
− 任意選択的な少なくとも1種の無機酸化剤(IO)、及び
− 遷移金属触媒[試剤(P)]、
を含有する。
− 少なくとも1種の有機酸化剤[試剤(O)]、
− 少なくとも1種の有機還元剤[試剤(R)]、
− 任意選択的な少なくとも1種の無機酸化剤(IO)、
を含有し、前記酸化還元ラジカル開始剤系は実質的にFe2+、Cu+1、Co2+、Ag+、Ti2+のいずれの塩も有さない。
− ヨウ化及び/又は臭化連鎖移動剤(好適な鎖−鎖移動剤は、通常式Rf(I)x(Br)yで表され、Rfが1〜8個の炭素原子を有する(パー)フルオロアルキル又は(パー)フルオロクロロアルキルであり、x及びyが1≦x+y≦2を満たす0〜2の整数であるものである(例えば、米国特許第4243770号明細書(DAIKIN IND LTD、1981年1月6日)及び米国特許第4943622号明細書(NIPPON MEKTRON KK、1990年7月24日)を参照))、
− 特には米国特許第5173553号明細書(AUSIMONT SRL)12/22/1992に記載されているものなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のヨウ化物及び/又は臭化物、
のうちのいずれかをフルオロエラストマー製造中に重合媒体中へ添加することによって得られる。
− フルオロエラストマー1kgあたり多くとも60mmol、好ましくは多くとも50mmol、より好ましくは多くとも40mmolの量の、式−CF2H及び/又は−CF2CH3の末端基と、
− フルオロエラストマー1kgあたり多くとも5mmol、好ましくは多くとも4mmol、より好ましくは多くとも3mmolの量の、式−CF2CH2OHの極性末端基と、
を含有するフルオロエラストマー(A)に関する。
(a)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)、ヘキサフルオロイソブチレンなどのC2〜C8のパーフルオロオレフィン、
(b)フッ化ビニル(VF)、トリフルオロエチレン(TrFE)、式CH2=CH−Rf(RfはC1〜C6のパーフルオロアルキル基)のパーフルオロアルキルエチレンなどの水素含有C2〜C8オレフィン、
(c)クロロトリフルオロエチレン(CTFE)などの、C2〜C8の塩化及び/又は臭化及び/又はヨウ化−フルオロオレフィン、
(d)式CF2=CFORf(Rfは、例えばCF3、C2F5、C3F7などのC1〜C6の(パー)フルオロアルキル基)の(パー)フルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)、
(e)式CF2=CFOX(Xは、例えばパーフルオロ−2−プロポキシプロピル基などの、カテナリー酸素原子を含有するC1〜C12の((パー)フルオロ)−オキシアルキル)の(パー)フルオロ−オキシ−アルキルビニルエーテル、
(f)下記式の(パー)フルオロジオキソール
(式中、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6は互いに同じ又は異なり、独立してフッ素原子、及び、特には−CF3、−C2F5、−C3F7、−OCF3、−OCF2CF2OCF3などの任意選択的に1つ以上の酸素原子を含有していてもよいC1〜C6の(パー)フルオロアルキル基、から選択される)、好ましくはパーフルオロジオキソール、
(g)式CFX2=CX2OCF2OR”f(R”fは直鎖又は分岐のC1〜C6の(パー)フルオロアルキル、C5〜C6の環状(パー)フルオロアルキル、及び1〜3個のカテナリー酸素原子を含有する直鎖又は分岐のC2〜C6の(パー)フルオロオキシアルキルから選択され、X2=F、Hである)の(パー)フルオロ−メトキシ−ビニルエーテル(以下MOVE)であり、好ましくはX2がFでR”fが−CF2CF3(MOVE1)、−CF2CF2OCF3(MOVE2)、又は−CF3(MOVE3)、
(h)例えばエチレン及びプロピレンである、C2〜C8の非フッ素化オレフィン(OI)、
から選択される少なくとも1種のコモノマーと共重合されているコポリマーの中から選択される。
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6は、互いに同じ又は異なり、H、ハロゲン、ROF基又はOROF基であり、ROFは部分的に、実質的に、又は完全にフッ素化又は塩素化されていてもよいC1〜C5のアルキルラジカルであり、Zは任意選択的に酸素原子を含有していてもよい、好ましくは少なくとも部分的にフッ素化された、直鎖又は分枝のC1〜C18のアルキレン又はシクロアルキレンラジカル、又は、例えば欧州特許出願公開第661304A号明細書(AUSIMONT SPA、1995年7月5日)に記載されているような(パー)フルオロポリオキシアルキレンラジカルである)。
(OF−1)
(式中、jは2〜10、好ましくは4〜8の整数であり、R1、R2、R3、R4は互いに同じ又は異なり、H、F、又はC1〜5のアルキル又は(パー)フルオロアルキル基である)、
(OF−2)
(式中、各Aはそれぞれ互いに同じ又は異なり、独立にF、Cl、及びHから選択され、各Bはそれぞれ互いに同じ又は異なり、独立にF、Cl、H、及びORBから選択され、RBは部分的に、実質的に、又は完全にフッ素化又は塩素化されていてもよい分枝又は直鎖のアルキルラジカルであり、Eは、エーテル結合が挿入されていてもよく任意選択的にフッ素化されていてもよい、2〜10の炭素原子を有する2価の基であり、好ましくはEはmが3〜5の整数である−(CF2)m−基であり、好ましい(OF−2)タイプのビス−オレフィンはF2C=CF−O−(CF2)5−O−CF=CF2である)、
(OF−3)
(式中、E、A、及びBは上で定義したのと同じ意味であり、R5、R6、R7は互いに同じ又は異なるH、F、C1〜5のアルキル基、又はC1〜5の(パー)フルオロアルキル基である)、
に従うものからなる群から選択される。
(i)フッ化ビニリデン(VDF)35〜85%、ヘキサフルオロプロペン(HFP)10〜45%、テトラフルオロエチレン(TFE)0〜30%、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)0〜15%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
(ii)フッ化ビニリデン(VDF)50〜80%、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)5〜50%、テトラフルオロエチレン(TFE)0〜20%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
(iii)フッ化ビニリデン(VDF)20〜30%、C2〜C8の非フッ素化オレフィン(OI)10〜30%、ヘキサフルオロプロペン(HFP)及び/又はパーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)18〜27%、テトラフルオロエチレン(TFE)10〜30%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
(iv)テトラフルオロエチレン(TFE)50〜80%、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)20〜50%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
(v)テトラフルオロエチレン(TFE)45〜65%、C2〜C8の非フッ素化オレフィン(OI)20〜55%、フッ化ビニリデン0〜30%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
(vi)テトラフルオロエチレン(TFE)32〜60%モル%、C2〜C8の非フッ素化オレフィン(OI)10〜40%、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)20〜40%、フルオロビニルエーテル(MOVE)0〜30%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
(vii)テトラフルオロエチレン(TFE)33〜75%、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)15〜45%、フッ化ビニリデン(VDF)5〜30%、ヘキサフルオロプロペンHFP0〜30%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
(viii)フッ化ビニリデン(VDF)35〜85%、フルオロビニルエーテル(MOVE)5〜40%、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)0〜30%、テトラフルオロエチレン(TFE)0〜40%、ヘキサフルオロプロペン(HFP)0〜30%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
(ix)テトラフルオロエチレン(TFE)20〜70%、フルオロビニルエーテル(MOVE)30〜80%、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)0〜50%、ビス−オレフィン(OF)0〜5%、
を挙げることができる(モル%)。
(a)ポリマーに対して通常0.5〜10重量%であり、好ましくは1〜7重量%の量である硬化助剤。これらの試剤の中でも、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル(TAIC)、トリス(ジアリルアミン)−s−トリアジン、亜リン酸トリアリル、N,N−ジアリルアクリルアミド、N,N,N’,N’−テトラアリルマロンアミド、トリビニルイソシアヌレート、2,4,6−トリビニルメチルトリシロキサン、上述したようなビス−オレフィン(OF)、特には欧州特許出願公開第860436A号明細書(AUSIMONT SPA、1998年8月26日)及び国際公開第97/05122号パンフレット(DU PONT [US]、1997年2月13日)に記載されているものなどのエチレン性不飽和基置換トリアジン、が一般的に用いられる。上述した硬化助剤の中でも、TAIC及び上述したようなビス−オレフィン(OF)、より具体的には上述したような式(OF−1)のものが特に良好な結果を与えることが見出された。
(b)ポリマー重量に対して1〜15重量%であり、好ましくは2〜10重量%の量である、例えばMg、Zn、Ca、又はPbなどの2価の金属の酸化物又は水酸化物から選択される任意選択的な金属化合物。任意選択的に弱酸の塩、例えばBa、Na、K、Pb、Caのステアリン酸塩、安息香酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、又は亜リン酸塩と組み合わされてもよい。
(c)特には欧州特許出願公開第708797A号明細書(DU PONT、1996年5月1日)に記載されているような、1,8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン、オクタデシルアミンなどの任意選択的な非金属酸化物タイプの酸受容体。
(d)フィラー、増粘剤、顔料、酸化防止剤、安定剤、加工助剤などの、任意選択的な他の従来の添加剤。
i)典型的にはフルオロエラストマー(A)100部あたり1〜40部の量添加される、フッ化ビニリデンコポリマーのイオン硬化で公知のものから選択される、1種以上の鉱酸受容体、
ii)典型的にはフルオロエラストマー(A)100部あたり0.5〜10部の量添加される、フッ化ビニリデンコポリマーのイオン硬化で公知のものから選択される、1種以上の塩基性化合物、
である。
で表されるビス(アミノフェニル)化合物が開示されており、式中、Aは1〜6の炭素原子を有するアルキリデン基又は1〜10の炭素原子を有するパーフルオロアルキリデン基であり、X及びYは水酸基又はアミノ基)、及び米国特許第5789509号明細書(DU PONT、1998年8月4日)(テトラアルキルスズ、テトラアリールスズ化合物、ビス(アミノフェノール)及びビス(アミノチオフェノール)が開示)に記載されているような、有機スズ化合物又は二芳香族アミン化合物。特には米国特許第5447993号明細書(DU PONT、1995年9月5日)に記載されているように、フルオロエラストマーマトリックスがヨウ素化及び/又は臭素化された末端基を含有する場合、このタイプの加硫は過酸化物タイプの加硫と組み合わせてもよい。
実施例1のフルオロエラストマーは以下の手順に従って製造した。すなわち、60rpmで作動するスターラーを備えた21lの横型オートクレーブに、脱気後、11.4lの脱塩水と、114mlのパーフルオロポリオキシアルキレンマイクロエマルションとを入れた。このパーフルポリオキシアルキレンマイクロエマルションは、
式CF3O(CF2−CF(CF3)O)n(CF2O)mCF2COOHの酸末端パーフルオロポリオキシアルキレン(n/m=10、平均分子量600)24.79mlと、
30体積%のNH4OH水溶液8.71mlと、
脱塩水65.66mlと、
式CF3O(CF2−CF(CF3)O)n(CF2O)mCF3のGALDEN(登録商標) D02 PFPE(n/m=20、平均分子量450)14.84mlと、
を予め混合することによって得た。
その後、オートクレーブを85℃に加熱し、反応の全期間その温度を維持した。48モル%のフッ化ビニリデン(VDF)と52モル%のヘキサフルオロプロペン(HFP)とのモノマー気相混合物を、圧力が37barになるようにオートクレーブ中に導入した。
0.89%w/wのt−ブチルヒドロペルオキシド脱イオン水溶液を420mL/hの速度で入れ、それと同時かつ別個に、0.89%w/wのL−アスコルビン酸と0.22%w/wの硫酸鉄を同じ速度で入れた。VDF71.5モル%とHFP21.5モル%とからなる混合物を供給することによって、重合中37barの設定圧力を一定に保った。
158分後、オートクレーブを冷却し、ラテックスを取り出した。VDF78.9モル%とHFP21.1モル%のモルモノマー組成を有するコポリマーのラテックス377.4g/lを得た。得られたフルオロエラストマーの鎖末端の特性評価は表1に示されている。
比較実施例2のフルオロエラストマーは以下の手順に従って製造した。すなわち、60rpmで作動するスターラーを備えた21lの横型オートクレーブに、脱気後、15lの脱塩水と、114mlのパーフルオロポリオキシアルキレンマイクロエマルションとを入れた。このパーフルオロポリオキシアルキレンマイクロエマルションは、
式CF3O(CF2−CF(CF3)O)n(CF2O)mCF2COOHの酸末端パーフルオロポリオキシアルキレン(n/m=10、平均分子量600)24.79mlと、
30体積%のNH4OH水溶液8.71mlと、
脱塩水65.66mlと、
式CF3O(CF2−CF(CF3)O)n(CF2O)mCF3のGALDEN(登録商標) D02 PFPE(n/m=20、平均分子量450)14.84mlと、
を予め混合することによって得た。
その後、オートクレーブを121℃に加熱し、反応の全期間その温度を維持した。48モル%のフッ化ビニリデン(VDF)と52モル%のヘキサフルオロプロペン(HFP)とのモノマー気相混合物を、圧力が37barになるようにオートクレーブ中に導入した。次いで、33.9gのジ−t−ブチルペルオキシド(DTBP)を、重合開始時に6.44g、そして9など分してモノマーの変換率が5%増加する毎に3.05gずつ(変換率45%で最終添加)、段階的に添加した。
VDF71.5モル%とHFP21.5モル%とからなる混合物を供給することによって、重合中37barの設定圧力を一定に保った。230分後、オートクレーブを冷却し、ラテックスを取り出した。VDF78.8モル%とHFP21.2モル%のモルモノマー組成を有するコポリマーのラテックス278.6g/lを得た。得られたフルオロエラストマーの鎖末端の特性評価は表1に示されている。
比較実施例3のフルオロエラストマーは以下の手順に従って製造した。すなわち、545rpmで作動するスターラーを備えた10lの横型オートクレーブに、脱気後、5.6lの脱塩水を入れた。その後、オートクレーブを85℃に加熱し、反応の全期間その温度を維持した。48モル%のフッ化ビニリデン(VDF)と52モル%のヘキサフルオロプロペン(HFP)とのモノマー気相混合物を、圧力が19barになるようにオートクレーブ中に導入した。
その後、40gの過硫酸ジ−アンモニウムを、重合開始時に12g、変換率70%の時に28g、の2段階で添加した(2660gのモノマー混合物が反応器に供給された)。VDF71.5モル%とHFP21.5モル%とからなる混合物を供給することによって、重合中19barの設定圧力を一定に保った。
77分後、オートクレーブを冷却し、ラテックスを取り出した。VDF78.9モル%とHFP21.1モル%のモルモノマー組成を有するコポリマーのラテックス468g/lを得た。得られたフルオロエラストマーの鎖末端の特性評価は表1に示されている。
鎖末端は、PIANCA,M.,et al. End groups in fluoropolymers. Journal of Flurine Chemistry.1999,vol.95,p.71−84に記載されている方法に従って測定した。各末端鎖の濃度は、ポリマー1kg当たりのモル数と、フルオロエラストマー1kg当たりのモル数の両方で示した。
19rpmで作動するスターラーを備えた6483lの横型反応器に、脱気後、3538kgの脱塩水と、44.45kgのパーフルオロポリエーテルマイクロエマルションとを入れた。このパーフルオロポリエーテルマイクロエマルションは、
式CF3O(CF2−CF(CF3)O)n(CF2O)mCF2COOHの酸末端パーフルオロポリオキシアルキレン(n/m=10、平均分子量600)13.74kg(7.63リットル)と、
30体積%のNH4OH水溶液2.39kg(2.68リットル)と、
脱塩水20.23kgと、
式CF3O(CF2−CF(CF3)O)n(CF2O)mCF3のGALDEN(登録商標) D02 PFPE(n/m=20、平均分子量450)8.09kg(4.57リットル)と、
を予め混合することによって得た。
その後、オートクレーブを85℃に加熱した。次いで、HFP/VDF重量比が2.19wt/wtで圧力が37barになるように、HFPとVDFを別々にオートクレーブ中に添加した。
0.89%w/wのt−ブチルヒドロペルオキシド脱イオン水溶液を、初期速度136kg/h(300lb/h)の速度で入れ、それと同時かつ別個に、0.89%w/wのL−アスコルビン酸と0.22%w/wの硫酸鉄を同じ速度で入れた。VDFとHFPとからなる混合物(HFP/VDF=0.6wt/wt)を供給することによって、重合中37barの設定圧力を一定に保った。
酢酸エチルである連鎖移動剤(190kg、418lbs)を、5.6重量%の水溶液として、VDF消費量の関数として段階的に添加した。重合開始初期には温度が90℃を超え、非常に速い反応速度が確認された。約20〜25分後に85℃の設定温度まで戻り、反応は約4時間続いた。これは、VDFが約630kg(1390lbs)変換されたことに相当する。反応器中にファウリングは見られなかった。
19rpmで作動するスターラーを備えた6483lの横型反応器に、脱気後、2767kgの脱塩水と、実施例4で述べたような成分を混合することによって予め得た44.45kgのパーフルオロポリエーテルマイクロエマルションとを入れた。その後、オートクレーブを85℃に加熱した。酢酸エチルである連鎖移動剤(183kg)を、5.6重量%の水溶液として、VDF消費量の関数として段階的に添加した。次いで、HFP/VDF重量比が2.19wt/wtで圧力が37barになるように、HFPとVDFを別々にオートクレーブ中に添加した。
0.592%wt/wtのt−ブチルヒドロペルオキシド脱イオン水溶液を、129kg/h(285lb/h)の速度で反応器に入れ、それと同時かつ別個に、0.592%wt/wtのL−アスコルビン酸水溶液を同じ速度で入れた。約25分後、t−ブチルヒドロペルオキシド溶液とL−アスコルビン溶液の両方の供給速度を147kg/h(325lbs/h)に上げた。VDFとHFPとからなる混合物(HFP/VDF=0.6wt/wt)を供給することによって、平均VDF消費速度を約340kg/h(約750lbs/h)にしつつ、重合中37barの設定圧力を一定に保った。
反応は約174分続いた。これはVDFが約1296kg(2857lbs)変換されたことに相当し、ファウリングは見られなかった。
実質的に極性末端基が含まれておらず、22.3モル%のHFP含量を有し、ムーニー粘度(121℃でML1+10)が21.7MUである、VDF−HFPフルオロエラストマーが得られた。
Claims (14)
- ASTM D−3418−08に従って測定した融解熱が5J/g未満であるフルオロエラストマー[フルオロエラストマー(A)]の製造方法であって、前記方法は、
少なくとも1種の追加的なフッ化モノマーの存在下、水性媒体中でフッ化ビニリデン(VDF)を乳化重合することを含み、前記方法は、
− 少なくとも1種の有機酸化剤[試剤(O)]、及び
− 少なくとも1種の有機還元剤[試剤(R)]、
を含有する酸化還元ラジカル開始剤系の存在下で、VDFと前記追加的なフッ化モノマーとを重合することを含み、VDFと任意選択的かつ追加的なモノマーとを含有する前記重合媒体中でのみ試剤(O)が試剤(R)と接触するように、試剤(O)は試剤(R)とは別々に前記重合媒体へ供給される、製造方法。 - 前記有機酸化剤[試剤(O)]が、
− ジアセチルぺルオキシド、ジコハク酸ぺルオキシド、ジプロピオニルぺルオキシド、ジブチリルぺルオキシド、ジベンゾイルぺルオキシド、ベンゾイルアセチルぺルオキシド、ジグルタル酸ぺルオキシド、及びジラウリルぺルオキシドなどのジアシルぺルオキシド、
− 特にはジtertブチルぺルオキシド(DTBP)を含むジアルキルぺルオキシド、
− 特にはt−ブチルヒドロペルオキシド(TBHP)、クメンヒドロペルオキシド、3級アミルヒドロペルオキシドを含むヒドロペルオキシド、
− 過酸エステル、及び、例えばアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのその塩、
− 特にはジイソピルペルオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルペルオキシジカーボネートを含むペルオキシジカーボネート、
からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。 - 前記有機還元剤[試剤(R)]が、シュウ酸、アスコルビン酸、ギ酸、マロン酸、クエン酸、還元糖(すなわちアルデヒド基又はケトン基を有する糖)、N−ニトロソアミン、ヒドロキシルアミン、及びこれらの混合物から選択される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記試剤(R)がアスコルビン酸である、請求項3に記載の方法。
- 前記酸化還元ラジカル開始剤系が少なくとも1種の遷移金属触媒[試剤(P)]を含有し、前記試剤(P)が好ましくはFe2+、Cu+1、Co2+、Ag+、Ti2+のうちの少なくとも1種を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記試剤(P)がFe2+の塩から選択される、請求項5に記載の方法。
- 前記酸化還元ラジカル開始剤系が、
− 少なくとも1種の有機酸化剤[試剤(O)]、
− 少なくとも1種の有機還元剤[試剤(R)]、
− 任意選択的な少なくとも1種の無機酸化剤[試剤(IO)]、
を含有し、前記酸化還元ラジカル開始剤系は実質的にFe2+、Cu+1、Co2+、Ag+、Ti2+のいずれの塩も含有しない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 - フッ化ビニリデン由来の繰り返し単位と、少なくとも1種の追加的なフッ化モノマー由来の繰り返し単位とを含有するフルオロエラストマー(A)であって、前記フルオロエラストマーは、
− フルオロエラストマー1kgあたり多くとも60mmol、好ましくは多くとも50mmol、より好ましくは多くとも40mmolの量の、式−CF2H及び/又は−CF2CH3の末端基と、
− フルオロエラストマー1kgあたり多くとも5mmol、好ましくは多くとも4mmol、より好ましくは多くとも3mmolの量の、式−CF2CH2OHの極性末端基と、
を含有する、フルオロエラストマー(A)。 - 前記フルオロエラストマー(A)がVDFベースのコポリマーからなる群から選択されるものであり、前記VDFは、
(a)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)、ヘキサフルオロイソブチレンなどのC2〜C8のパーフルオロオレフィン、
(b)フッ化ビニル(VF)、トリフルオロエチレン(TrFE)、式CH2=CH−Rf(RfはC1〜C6パーフルオロアルキル基)のパーフルオロアルキルエチレンなどのC2〜C8の水素含有オレフィン、
(c)クロロトリフルオロエチレン(CTFE)などのC2〜C8の塩化及び/又は臭化及び/又はヨウ化−フルオロオレフィン、
(d)式CF2=CFORf(Rfは例えばCF3、C2F5、C3F7などのC1〜C6(パー)フルオロアルキル基)の(パー)フルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)、
(e)式CF2=CFOX(式中、Xは例えばパーフルオロ−2−プロポキシプロピル基などのカテナリー酸素原子を有するC1〜C12の((パー)フルオロ)−オキシアルキル)の(パー)フルオロ−オキシ−アルキルビニルエーテル、
(f)下記式
(式中、Rf3、Rf4、Rf5、及びRf6は互いに同じ又は異なっており、独立に、フッ素原子と、特には−CF3、−C2F5、−C3F7、−OCF3、−OCF2CF2OCF3基などの、任意選択的に1つ以上の酸素原子を含んでいてもよいC1〜C6の(パー)フルオロアルキル基とから選択される)で表される(パー)フルオロジオキソールであり、好ましくはパーフルオロジオキソール、
(g)(パー)フルオロ−メトキシ−ビニルエーテル(以降MOVE)であって、式CFX2=CX2OCF2OR”f(式中、R”fは直鎖又は分枝のC1〜C6の(パー)フルオロアルキル、環状のC5〜C6の(パー)フルオロアルキル、及び1〜3個のカテナリー酸素原子を有する直鎖又は分枝のC2〜C6の(パー)フルオロオキシアルキルから選択され、X2=F,Hであり、好ましくはX2がFでR”fが−CF2CF3基(MOVE1)、−CF2CF2OCF3基(MOVE2)、又は−CF3基(MOVE3)である)、MOVE、
(h)例えばエチレン及びプロピレンなどのC2〜C8の非フッ素化オレフィン(OI)、
から選択される少なくとも1種のコモノマーと共重合されている、請求項7に記載のフルオロエラストマー(A)。 - 前記フルオロエラストマー(A)が、更に
(CSM−1)下記式のヨウ素又は臭素含有モノマー
(式中、各AHfはそれぞれ互いに同じ又は異なっており、独立にF、Cl、及びHから選択され、BHfはF、Cl、H、ORHf Bのいずれかであり、RHf Bは部分的に、実質的に、又は完全にフッ素化又は塩素化され得る分岐又は直鎖のアルキルラジカルであり、各WHfはそれぞれ互いに同じ又は異なっており、独立に共有結合又は酸素原子であり、EHfは任意選択的にフッ素化されていてもよい2〜10の炭素原子を有する2価の基であり、RHfは部分的に、実質的に又は完全にフッ素化され得る分岐又は直鎖のアルキルラジカルであり、RHfはヨウ素及び臭素からなる群から選択されるハロゲン原子であってエーテル結合が挿入されていてもよく、好ましくはEHfは、mが3〜5の整数である−(CF2)m−基である)、
(CSM−2)シアニド基を含有するフッ素化されていてもよいエチレン性不飽和化合物、
由来の繰り返し単位を含有する、請求項7又は8に記載のフルオロエラストマー(A)。 - 前記フルオロエラストマー(A)が、更に下記一般式
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6は、互いに同じ又は異なるH又はC1〜C5のアルキル基であり、Zは任意選択的に酸素原子を含有していてもよい、好ましくは少なくとも部分的にフッ素化された、直鎖又は分枝のC1〜C18のアルキレン又はシクロアルキレンラジカル、又は、(パー)フルオロポリオキシアルキレンラジカルである)を有するビス−オレフィン[ビス−オレフィン(OF)]由来の繰り返し単位を含有する、請求項7又は9に記載のフルオロエラストマー(A)。 - 請求項7〜10のいずれか1項に記載のフルオロエラストマー(A)と、少なくとも1種の過酸化物とを含有する、過酸化物硬化型組成物。
- 請求項7〜10のいずれか1項に記載のフルオロエラストマー(A)と、少なくとも1種の硬化剤と、少なくとも1種の促進剤とを含有する、イオン硬化型組成物。
- 請求項7〜10のいずれか1項に記載のフルオロエラストマー(A)から、又は、請求項11に記載の過酸化物組成物から、又は請求項12に記載のイオン硬化型組成物から、得られる硬化製品。
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