JP2023112689A - 含フッ素モノマーを含有する組成物、含フッ素モノマーの安定化方法、含フッ素ポリマーの製造方法、及び含フッ素モノマーの製造方法 - Google Patents

含フッ素モノマーを含有する組成物、含フッ素モノマーの安定化方法、含フッ素ポリマーの製造方法、及び含フッ素モノマーの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本開示は、含フッ素モノマーが安定化された組成物、含フッ素モノマーの安定化方法等を提供することを目的とする。【解決手段】含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)とを含有する組成物であって、前記含フッ素モノマー(M)は、式(M1)で表される化合物、式(M2)で表される化合物、及び式(M3)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、前記多環芳香族化合物(B)は、式(B1)で表される化合物である、組成物。TIFF2023112689000075.tif31170[式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。]【選択図】なし

Description

本開示は、含フッ素モノマーを含有する組成物、含フッ素モノマーの安定化方法、含フッ素ポリマーの製造方法、含フッ素モノマーの製造方法等に関する。
含フッ素モノマーは含フッ素ポリマーを重合するための原料として使用されている。例えば、環構造を有する含フッ素モノマーである、パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)は、重合されて、電子部材や光学材料等として有用である。
含フッ素モノマーは、保管中に分解又は重合しやすく、このため、安定的に保存することを目的とした技術が報告されている(特許文献1及び2)。
国際公開第2018/062193号 国際公開第2020/130122号
特許文献1には、含フッ素モノマーと2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(本明細書中、「BHT」とも称する。)等とを含むモノマー組成物が記載されている。しかし、BHT等が、含フッ素モノマーに対する溶解性が高いため、モノマー組成物からBHT等を分離除去して含フッ素モノマーを得ようとすると、蒸留等の高コストな手法を要する短所を有する。
特許文献2には、パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)含有組成物に特定構造の水酸基含有フッ素芳香族化合物を存在させることでパーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)を安定化する方法が記載されている。しかし、本発明者らの検討では、この方法では、保存温度が0℃未満でないと、含フッ素モノマーの安定性が悪い。
本開示では、これらとは異なる、含フッ素モノマーが安定化された組成物、含フッ素モノマーの安定化方法等を提供することを目的とする。
本開示は、次の態様を包含する。
項1.
含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)とを含有する組成物であって、
前記含フッ素モノマー(M)は、
式(M1)
Figure 2023112689000001
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物、
式(M2)
Figure 2023112689000002
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物、及び
式(M3)
Figure 2023112689000003
[式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、
前記多環芳香族化合物(B)は、式(B1)
Figure 2023112689000004
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。但し、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である場合を除く。]
で表される化合物である、
組成物。
項2.
前記含フッ素モノマー(M)が、下記式(M1-1)で表される化合物、下記式(M1-2)で表される化合物、下記式(M2-1)で表される化合物、下記式(M2-2)で表される化合物、及び下記式(M3-1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1に記載の組成物。
Figure 2023112689000005
項3.
前記R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である、請求項1又は2に記載の組成物。
項4.
前記多環芳香族化合物(B)が、下記式(B1-1)で表される化合物及び下記式(B1-2)で表される化合物の1種又は2種である、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。
Figure 2023112689000006
項5.
前記含フッ素モノマー(M)の含有割合が、前記組成物質量に対し、50~99.999質量%であり、前記多環芳香族化合物(B)の含有割合が、前記組成物質量に対し、0.001~50質量%である、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
項6.
前記含フッ素モノマー(M)の含有割合が、前記組成物質量に対し、90~99.999質量%であり、前記多環芳香族化合物(B)の含有割合が、前記組成物質量に対し、0.001~10質量%である、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
項7.
式(C1)
Figure 2023112689000007
[式中、R31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C5アルキル基、又はC1-C5アルコキシ基である。]
で表されるフェノール化合物(C)、及び
式(D1)
Figure 2023112689000008
[式中、R41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である。]
で表されるナフトキノン化合物(D)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物をさらに含有する請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
項8.
含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合し、得られる混合物の温度を10℃以下に保つことによる、前記含フッ素モノマー(M)の安定化方法であって、
前記含フッ素モノマー(M)は、
式(M1)
Figure 2023112689000009
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物、
式(M2)
Figure 2023112689000010
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物、及び
式(M3)
Figure 2023112689000011
[式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、
前記多環芳香族化合物(B)は、
式(B1)
Figure 2023112689000012
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。]
で表される化合物である、
含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
項9.
前記含フッ素モノマー(M)が、下記式(M1-1)で表される化合物、下記式(M1-2)で表される化合物、下記式(M2-1)で表される化合物、下記式(M2-2)で表される化合物、及び下記式(M3-1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項8に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
Figure 2023112689000013
項10.
前記R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である、請求項8又は9に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
項11.
前記多環芳香族化合物(B)が、下記式(B1-1)で表される化合物及び下記式(B1-2)で表される化合物の1種又は2種である、請求項8~10のいずれか一項に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
Figure 2023112689000014
項12.
前記多環芳香族化合物(B)の混合割合が、前記含フッ素モノマー(M)の100質量当り0.001~12質量%である、請求項8~11のいずれか一項に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
項13.
含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合する際に、式(C1)
Figure 2023112689000015
[式中、R31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C5アルキル基、又はC1-C5アルコキシ基である。]
で表されるフェノール化合物(C)、及び
式(D1)
Figure 2023112689000016
[式中、R41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である。]
で表されるナフトキノン化合物(D)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物をさらに混合する請求項8~12のいずれか一項に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
項14.
含フッ素モノマー(M)を重合して含フッ素ポリマー(P)を製造する方法であって、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合する混合工程を含み、
前記含フッ素モノマー(M)は、
式(M1)
Figure 2023112689000017
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物、
式(M2)
Figure 2023112689000018
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物、及び
式(M3)
Figure 2023112689000019
[式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、
前記多環芳香族化合物(B)は、式(B1)
Figure 2023112689000020
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。]
で表される化合物である、
含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
項15.
前記混合工程で得られる含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物から多環芳香族化合物(B)を分離する分離工程をさらに含む、
請求項14に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
項16.
前記含フッ素モノマー(M)が、下記式(M1-1)で表される化合物、下記式(M1-2)で表される化合物、下記式(M2-1)で表される化合物、下記式(M2-2)で表される化合物、及び下記式(M3-1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項14又は15に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
Figure 2023112689000021
項17.
前記R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である、請求項14~16のいずれか一項に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
項18.
前記多環芳香族化合物(B)が、下記式(B1-1)で表される化合物及び下記式(B1-2)で表される化合物の1種又は2種である、請求項14~17のいずれか一項に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
Figure 2023112689000022
項19.
前記混合工程における前記多環芳香族化合物(B)の混合割合が、前記含フッ素モノマー(M)の100質量当り0.001~12質量%である、請求項14~18のいずれか一項に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
項20.
含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合する混合工程において、式(C1)
Figure 2023112689000023
[式中、R31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C5アルキル基、又はC1-C5アルコキシ基である。]
で表されるフェノール化合物(C)、及び
式(D1)
Figure 2023112689000024
[式中、R41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である。]
で表されるナフトキノン化合物(D)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物をさらに混合する請求項14~19のいずれか一項に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
項21.
含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物から含フッ素モノマー(M)を製造する方法であって、
前記混合物から多環芳香族化合物(B)を分離する分離工程を含み、
前記含フッ素モノマー(M)は、
式(M1)
Figure 2023112689000025
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物、
式(M2)
Figure 2023112689000026
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物、及び
式(M3)
Figure 2023112689000027
[式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、
前記多環芳香族化合物(B)は、式(B1)
Figure 2023112689000028
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。]
で表される化合物である、
含フッ素モノマー(M)の製造方法。
項22.
前記含フッ素モノマー(M)が、下記式(M1-1)で表される化合物、下記式(M1-2)で表される化合物、下記式(M2-1)で表される化合物、下記式(M2-2)で表される化合物、及び下記式(M3-1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項21に記載の含フッ素モノマー(M)の製造方法。
Figure 2023112689000029
項23.
前記R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である、請求項21又は22に記載の含フッ素モノマー(M)の製造方法。
項24.
前記多環芳香族化合物(B)が、下記式(B1-1)で表される化合物及び下記式(B1-2)で表される化合物の1種又は2種である、請求項21~23のいずれか一項に記載の含フッ素モノマー(M)の製造方法。
Figure 2023112689000030
項25.
前記混合物における前記多環芳香族化合物(B)の混合割合が、前記含フッ素モノマー(M)の100質量当り0.001~12質量%である、請求項21~24のいずれか一項に記載の含フッ素モノマー(M)の製造方法。
本開示によれば、含フッ素モノマーの分離が蒸留より簡便な方法で実施できる、含フッ素モノマー含有組成物、含フッ素モノマーの安定化方法等を提供できる。本開示によれば、0℃でも含フッ素モノマーがより安定な、含フッ素モノマー含有組成物、含フッ素モノマーの安定化方法等を提供できる。本開示の含フッ素モノマー含有組成物又は含フッ素モノマーの安定化方法を利用することで、含フッ素モノマーがより安定な組成物から、より簡便に、含フッ素ポリマーを製造できる。本開示の含フッ素モノマー含有組成物又は含フッ素モノマーの安定化方法を利用することで、より簡便に、含フッ素モノマーを製造できる。
本開示の前記概要は、本開示の各々の開示された実施形態または全ての実装を記述することを意図するものではない。
本開示の後記説明は、実例の実施形態をより具体的に例示する。
本開示のいくつかの箇所では、例示を通してガイダンスが提供され、及びこの例示は、様々な組み合わせにおいて使用できる。
それぞれの場合において、例示の群は、非排他的な、及び代表的な群として機能できる。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられる。
用語
本明細書中の記号及び略号は、特に限定のない限り、本明細書の文脈に沿い、本開示が属する技術分野において通常用いられる意味に理解できる。
本明細書中、語句「含有する」は、語句「から本質的になる」、及び語句「からなる」を包含することを意図して用いられる。
本明細書中に記載されている工程、処理、又は操作は、特に断りのない限り、室温で実施され得る。本明細書中、室温は、10~40℃の範囲内の温度を意味することができる。
本明細書中、表記「Cn-Cm」(ここで、n、及びmは、それぞれ、数である。)は、当業者が通常理解する通り、炭素数がn以上、且つm以下であることを表す。
本明細書中、化合物の表記は、当業者が特に規定しない限りは全ての立体異性体(エナンチオマー、ジアステレオマー、幾何異性体等)を包含することができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アルキル基」は、直鎖状、分岐状、及び環状のアルキル基を包含する。アルキル基は、直鎖状又は分岐状のアルキル基であることができる。
アルキル基の炭素数は、例えば、1~12、1~6、1~5、1~4、1~3、6、5、4、3、2、又は1であることができる。
アルキル基の例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、及びデシル等の直鎖状又は分枝状のアルキル基、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル等の環状のアルキル基を包含できる。
本明細書中、特に断りのない限り、「フルオロアルキル基」は、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換された、直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基を包含する。フルオロアルキル基は、直鎖状又は分岐状のアルキル基であることができる。
フルオロアルキル基の炭素数は、例えば、1~12、1~6、1~5、1~4、1~3、6、5、4、3、2、又は1であることができる。
フルオロアルキル基が有するフッ素原子の数は、1個以上(例:1~3個、1~5個、1~9個、1~11個、1個から置換可能な最大個数)であることができる。
フルオロアルキル基は、パーフルオロアルキル基を包含する。
パーフルオロアルキル基は、アルキル基中の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基である。
パーフルオロアルキル基の例は、トリフルオロメチル(CF-)、ペンタフルオロエチル(C-)、パーフルオロプロピル(例:CFCFCF-、(CFCF-)パーフルオロブチル(例:CFCFCFCF-、(CFCFCF-、(CFCF(CF)CF-、(CFC-)、パーフルオロペンチル(例:CFCFCFCFCF-、(CFCFCFCF-、CFCFCF(CF)CF-、CFCFCFCF(CF)-、CFC(CFCF-)等を包含する。
フルオロアルキル基として、具体的には、例えば、上記にて例示されたパーフルオロアルキル基、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基(CFCH-)、テトラフルオロプロピル基(例:HCFCFCH-)、ヘキサフルオロプロピル基(例:(CFCH-)、オクタフルオロペンチル基(例:HCFCFCFCFCH-)等が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アルコキシ基」は、RO-[当該式中、Rはアルキル基である。]で表される基であることができる。アルコキシ基は、直鎖状、分岐状、及び環状のアルコキシ基を包含する。アルコキシ基は、直鎖状又は分岐状のアルコキシ基であることができる。
アルコキシ基の炭素数は、例えば、1~12、1~6、1~5、1~4、1~3、6、5、4、3、2、又は1であることができる。
アルコキシ基の例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、tert-ブトキシ、ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、及びデシルオキシ等の、直鎖状又は分枝状のアルコキシ基、シクロプロピルオキシ、シクロブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ、シクロヘプチルオキシ、シクロオクチルオキシ等の環状のアルコキシ基を包含できる。
本明細書中、特に断りのない限り、「フルオロアルコキシ基」は、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換されたアルコキシ基である。「フルオロアルコキシ基」は、直鎖状又は分枝状のフルオロアルコキシ基であることができる。
フルオロアルコキシ基の炭素数は、例えば、1~12、1~6、1~5、1~4、1~3、6、5、4、3、2、又は1であることができる。
フルオロアルコキシ基が有するフッ素原子の数は、1個以上(例:1~3個、1~5個、1~9個、1~11個、1個から置換可能な最大個数)であることができる。
フルオロアルコキシ基は、パーフルオロアルコキシ基を包含する。
パーフルオロアルコキシ基は、アルコキシ基中の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基である。
パーフルオロアルコキシ基の例は、トリフルオロメチルオキシ(CFO-)、ペンタフルオロエチルオキシ(CO-)、パーフルオロプロピルオキシ(例:CFCFCFO-、(CFCFO-)パーフルオロブチルオキシ(例:CFCFCFCFO-、(CFCFCFO-、(CFCF(CF)CFO-、(CFCO-)、パーフルオロペンチルオキシ(例:CFCFCFCFCFO-、(CFCFCFCFO-、CFCFCF(CF)CFO-、CFCFCFCF(CF)O-、CFC(CFCFO-)等を包含する。
フルオロアルコキシ基として、具体的には、例えば、上記にて例示されたパーフルオロアルコキシ基、モノフルオロメトキシ、ジフルオロメトキシ、2,2,2-トリフルオロエチルオキシ(CFCHO-)、テトラフルオロプロピルオキシ(例:HCFCFCHO-)、ヘキサフルオロプロピルオキシ(例:(CFCHO-)、オクタフルオロペンチルオキシ(例:HCFCFCFCFCHO-)等が挙げられる。
組成物
本開示の一実施態様は、含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)とを含有する組成物である。この組成物では、含フッ素モノマー(M)の分解及び重合が抑制され、安定である。また、多環芳香族化合物(B)は、この組成物から簡便な方法で分離できる。このため、本開示の組成物は、含フッ素モノマー(M)の安定的な保管に有利であり、また、含フッ素モノマー(M)の供給源として有用である。含フッ素モノマー(M)を製造後、多環芳香族化合物(B)を混合して本開示の組成物を形成してから保管し、含フッ素モノマー(M)を使用する時に(例えばそのモノマーを重合して含フッ素ポリマーを製造する時に)、組成物から多環芳香族化合物(B)を分離除去して得られる含フッ素モノマーを重合して、含フッ素ポリマー(P)を製造することができる。
本開示の組成物は、含フッ素モノマー(M)製造過程で混入する不純物等の他の成分を含有してもよい。
含フッ素モノマー(M)
含フッ素モノマー(M)は、式(M1)
Figure 2023112689000031
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物(本明細書中、「モノマー(M1)」とも称する。)、
式(M2)
Figure 2023112689000032
[式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物(本明細書中、「モノマー(M2)」とも称する。)、及び
式(M3)
Figure 2023112689000033
[式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
で表される化合物(本明細書中、「モノマー(M3)」とも称する。)からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーである。モノマーは1種のみでも、2種以上を組み合わせてもよい。
含フッ素モノマー(M)の製造方法は公知であり、本開示では、公知の製造方法を適用して含フッ素モノマー(M)を製造すればよい。例えば、モノマー(M1)は、特開2005-002014、WO2020/166632、WO2020/230822等に記載された方法で製造できる。
モノマー(M1)
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C5アルキル基、又はパーフルオロC1-C5アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C4アルキル基、又はパーフルオロC1-C4アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C3アルキル基、又はパーフルオロC1-C3アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、トリフルオロメチルオキシ、又はペンタフルオロエチルオキシであってよい。
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、又はトリフルオロメチルオキシであってよい。
、R、R、及びRは、少なくとも1つの基がフッ素原子であり、残りの基は、当該残りの基が複数あるときは独立して、パーフルオロC1-C2アルキル基又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、少なくとも2つの基がフッ素原子であり、残りの基は、当該残りの基が複数あるときは独立して、パーフルオロC1-C2アルキル基又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、少なくとも3つの基がフッ素原子であり、残りの基は、パーフルオロC1-C2アルキル基又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、少なくとも3つの基がフッ素原子であり、残りの基は、パーフルオロC1-C2アルキル基であってよい。
、R、R、及びRは、全てフッ素原子であってよい。
モノマー(M1)としては、下記式(M1-1)で表される化合物(パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)。本明細書中、「モノマー(M1-1)」とも称する。)又は下記式(M1-2)で表される化合物(パーフルオロ(2-メチレン-1,3-ジオキソラン)。本明細書中、「モノマー(M1-2)」とも称する。)が好適である。
Figure 2023112689000034
モノマー(M2)
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C5アルキル基、又はパーフルオロC1-C5アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C4アルキル基、又はパーフルオロC1-C4アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C3アルキル基、又はパーフルオロC1-C3アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、トリフルオロメチルオキシ、又はペンタフルオロエチルオキシであってよい。
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、又はトリフルオロメチルオキシであってよい。
、R、R、及びRは、少なくとも1つの基がフッ素原子であり、残りの基は、当該残りの基が複数あるときは独立して、パーフルオロC1-C5アルキル基又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であってよい。
、R、R、及びRは、少なくとも2つの基がフッ素原子であり、残りの基は、当該残りの基が複数あるときは独立して、パーフルオロC1-C5アルキル基又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であってよい。この場合において、R及びRがいずれもフッ素原子であり、R及びRがそれぞれ独立してパーフルオロC1-C2アルキル基又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であることが好適である。
、R、R、及びRは、少なくとも3つの基がフッ素原子であり、残りの基は、パーフルオロC1-C5アルキル基又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であってよい。この場合において、R、R、及びRがいずれもフッ素原子であり、RがパーフルオロC1-C5アルキル基又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であることが好適である。
、R、R、及びRは、少なくとも3つの基がフッ素原子であり、残りの基は、パーフルオロC1-C2アルコキシ基であってよい。この場合において、R、R、及びRがいずれもフッ素原子であり、RがパーフルオロC1-C2アルコキシ基であることが好適である。
、R、R、及びRは、全てフッ素原子であってよい。
好適なモノマー(M2)には、下記式(M2-1)で表される化合物及び式(M2-2)で表される化合物(本明細書中、各々、「モノマー(M2-1)」及び「モノマー(M2-2)」とも称する。)が包含される。
Figure 2023112689000035
モノマー(M3)
及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C5アルキル基、又はパーフルオロC1-C5アルコキシ基であってよい。
及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C4アルキル基、又はパーフルオロC1-C4アルコキシ基であってよい。
及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C3アルキル基、又はパーフルオロC1-C3アルコキシ基であってよい。
及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロC1-C2アルキル基、又はパーフルオロC1-C2アルコキシ基であってよい。
及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、又はトリフルオロメチルオキシであってよい。
及びR10は、全てフッ素原子であってよい。
好適なモノマー(M3)には、下記式(M3-1)で表される化合物(本明細書中、「モノマー(M3-1)」とも称する。)が包含される。
Figure 2023112689000036
多環芳香族化合物(B)
多環芳香族化合物(B)は、式(B1)
Figure 2023112689000037
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。但し、本開示が組成物であるときは、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である場合を除く。]
で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(本明細書中、「化合物(B1)」とも称する。)である。なお、本開示が組成物である場合は、上述のように、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である化合物、つまり2-(tert-ブチル)アントラセン-9,10-ジオンは、化合物(B1)に包含されないが、本開示が安定化方法及び製造方法である場合は、2-(tert-ブチル)アントラセン-9,10-ジオンは、化合物(B1)に包含されてよい。
多環芳香族化合物(B)は、1種単独でも2種以上組み合わせてもよい。
多環芳香族化合物(B)は、含フッ素モノマー(M)の分解及び重合を抑制し得る。特に、約0℃条件でも分解及び重合の抑制効果が高い。
多環芳香族化合物(B)は、含フッ素モノマー(M)に対する溶解性が低いため、含フッ素モノマー(M)からの分離が容易又は低コストで可能である。
多環芳香族化合物(B)は、概ね、融点が高く室温程度では溶解し難く、さらに吸湿性が低いので、取り扱いが容易である。
化合物(B1)
本開示が組成物である場合は、式(B1)において、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である場合は除かれる。他方、本開示が含フッ素モノマー(M)の安定化方法、含フッ素ポリマー(P)の製造方法、及び含フッ素モノマー(M)の製造方法である場合は、式(B1)において、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子であってもよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C4アルキル基であってよい。
これらの場合において、本開示が組成物である場合は、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である場合は除かれる。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C3アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C2アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はメチルであってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、全て水素原子であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち5つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち5つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち5つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C4アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち5つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C3アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち5つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C2アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち5つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はメチルであってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち6つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち6つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち6つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C4アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち6つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C3アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち6つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C2アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち6つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はメチルであってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち7つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はアルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち7つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はC1-C5アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち7つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はC1-C4アルキル基であってよい。
これらの場合において、本開示が組成物である場合は、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である場合は除かれる。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち7つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はC1-C3アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち7つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はC1-C2アルキル基であってよい。
11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18のうち7つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はメチルであってよい。
化合物(B1)が有するアルキル基の数は0、1、2、3、4、5、6、7、又は8であってよく、0、1、2、3、又は4が好ましく、0、1、2、又は3がより好ましく、0、1、又は2がさらに好ましく、0又は1が特に好ましい。
化合物(B1)がアルキル基を有する場合、R12、R13、R16、及びR17の少なくとも1つがアルキル基であることができる。この場合、R11、R14、R15、及びR18は、独立して、水素原子又はアルキル基であり、いずれも水素原子であることが好ましい。
好適な化合物(B1)には、下記式(B1-1)~(B1-7)で表される化合物が包含される。下記式(B1-1)~(B1-7)で表される化合物は、本明細書中、各々、「化合物(B1-1)」、「化合物(B1-2)」、「化合物(B1-3)」、「化合物(B1-4)」、「化合物(B1-5)」、「化合物(B1-6)」、及び「化合物(B1-7)」とも称される。
Figure 2023112689000038
本開示の組成物において、含フッ素モノマー(M)の含有割合は、組成物質量に対し、例えば、10~99.999質量%、90~99.999質量%、92~99.999質量%、94~99.999質量%、95~99.999質量%、96~99.999質量%、97~99.999質量%、90~99.99質量%、92~99.99質量%、94~99.99質量%、95~99.99質量%、96~99.99質量%、97~99.99質量%、90~99.9質量%、92~99.9質量%、94~99.9質量%、95~99.9質量%、96~99.9質量%、97~99.9質量%、90~99質量%、92~99質量%、94~99質量%、95~99質量%、96~99質量%、97~99質量%等とでき、好ましくは50~99.999質量%、より好ましくは90~99.999質量%である。
本開示の組成物において、多環芳香族化合物(B)の含有割合は、組成物質量に対し、例えば、0.001~90質量%、0.001~10質量%、0.001~8質量%、0.001~6質量%、0.001~5質量%、0.001~4質量%、0.001~3質量%、0.01~10質量%、0.01~8質量%、0.01~6質量%、0.01~5質量%、0.01~4質量%、0.01~3質量%、0.1~10質量%、0.1~8質量%、0.1~6質量%、0.1~5質量%、0.1~4質量%、0.1~3質量%、1~10質量%、1~8質量%、1~6質量%、1~5質量%、1~4質量%、1~3質量%等とでき、好ましくは0.001~50質量%、より好ましくは0.001~10質量%である。
本開示の組成物は、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)のほかに、他の成分を含有してもよい。他の成分の含有割合は、組成物質量に対し、例えば、0.001~8質量%、0.001~6質量%、0.001~5質量%等とできる。
他の成分としては、含フッ素モノマー(M)製造過程で混入する不純物、アルキル基および/またはアルコキシ基で置換されてもよいフェノール化合物、アルキル基で置換されてもよいナフトキノン化合物等を挙げることができる。
本開示の組成物は、含フッ素モノマー(M)製造時に生じる、含フッ素モノマー(M)生成液に多環芳香族化合物(B)が混合されて得られる組成物であってもよいし、含フッ素モノマー(M)生成液を精製した後に多環芳香族化合物(B)が混合されて得られる組成物であってもよい。
前記不純物は、例えば下記式で表される化合物を包含する。下記式中、R53、R54、R55、及びR56は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。R53、R54、R55、及びR56については、各々、R、R、R、及びRに関する上記記載を適用できる。
Figure 2023112689000039
前記アルキル基および/またはアルコキシ基で置換されてもよいフェノール化合物としては、式(C1)
Figure 2023112689000040
[式中、R31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C5アルキル基、又はC1-C5アルコキシ基である。]
で表されるフェノール化合物(C)を挙げることができる。
31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C4アルキル基、又はC1-C4アルコキシ基であってよい。
31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C3アルキル基、又はC1-C3アルコキシ基であってよい。
31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C2アルキル基、又はC1-C2アルコキシ基であってよい。
31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、メチル、又はメトキシであってよい。
好適なフェノール化合物(C)には、下記式(C1-1)で表される化合物(本明細書中、「化合物(C1-1)」とも称する。)、下記式(C1-2)で表される化合物(本明細書中、「化合物(C1-2)」とも称する。)、及び下記式(C1-3)で表される化合物(本明細書中、「化合物(C1-3)」とも称する。)が包含される。
Figure 2023112689000041
前記アルキル基で置換されてもよいナフトキノン化合物としては、式(D1)
Figure 2023112689000042
[式中、R41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である。]
で表されるナフトキノン化合物(D)を挙げることができる。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C4アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C3アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C2アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はメチルであってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、全て水素原子であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち3つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち3つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C4アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち3つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C3アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち3つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C2アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち3つの基は水素原子であり、他の3つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はメチルであってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち4つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち4つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C4アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち4つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C3アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち4つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C2アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち4つの基は水素原子であり、他の2つの基は、それぞれ独立して、水素原子又はメチルであってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち5つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はC1-C5アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち5つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はC1-C4アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち5つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はC1-C3アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち5つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はC1-C2アルキル基であってよい。
41、R42、R43、R44、R45、及びR46のうち5つの基は水素原子であり、他の基は、水素原子又はメチルであってよい。
ナフトキノン化合物(D)が有するC1-C5アルキル基の数は0、1、2、3、4、又は5であってよく、0、1、2、3、又は4が好ましく、0、1、2、又は3がより好ましく、0、1、又は2がさらに好ましく、0又は1が特に好ましい。
ナフトキノン化合物(D)がC1-C5アルキル基を有する場合、R45及びR46の少なくとも1つがC1-C5アルキル基であることができる。この場合、R41、R42、R43、及びR44は、独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基であり、いずれも水素原子であることが好ましい。
ナフトキノン化合物(D)には、下記式(D1-1)~(D1-9)で表される化合物が包含される。下記式(D1-1)~(D1-9)で表される化合物は、本明細書中、各々、「化合物(D1-1)」、「化合物(D1-2)」、「化合物(D1-3)」、「化合物(D1-4)」、「化合物(D1-5)」、「化合物(D1-6)」、「化合物(D1-7)」、「化合物(D1-8)」、及び「化合物(D1-9)」とも称される。
好適なナフトキノン化合物(D)は、化合物(D1-1)又は化合物(D1-2)であり、より好適には化合物(D1-1)である。
Figure 2023112689000043
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、並びにフェノール化合物(C)及びナフトキノン化合物(D)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、並びに化合物(C1-1)、化合物(C1-2)、化合物(C1-3)、化合物(D1-1)、化合物(D1-2)、化合物(D1-3)、化合物(D1-4)、化合物(D1-5)、化合物(D1-6)、化合物(D1-7)、化合物(D1-8)、及び化合物(D1-9)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、並びに化合物(C1-1)、化合物(C1-2)、化合物(C1-3)、化合物(D1-1)、及び化合物(D1-2)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、及び化合物(C1-1)を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、及びフェノール化合物(C)を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、並びに化合物(C1-1)、化合物(C1-2)、及び化合物(C1-3)からなる群から選択される少なくとも1種のフェノール化合物(C)を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、及び化合物(C1-1)を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、及びナフトキノン化合物(D)を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、並びに化合物(D1-1)、化合物(D1-2)、化合物(D1-3)、化合物(D1-4)、化合物(D1-5)、化合物(D1-6)、化合物(D1-7)、化合物(D1-8)、及び化合物(D1-9)からなる群から選択される少なくとも1種のナフトキノン化合物(D)を含有する組成物を包含する。
本開示の一実施形態は、含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、並びに化合物(D1-1)及び化合物(D1-2)からなる群から選択される少なくとも1種のナフトキノン化合物を含有する組成物を包含する。
本開示の組成物は、組成物を構成する成分を適宜の方法で混合することで製造できる。また、本開示の組成物は、含フッ素モノマー(M)製造時に生じる含フッ素モノマー(M)生成液にその他の構成成分を混合することで製造してもよい。したがって、含フッ素モノマー(M)製造時に生じる含フッ素モノマー(M)生成液は、本開示において、含フッ素モノマー(M)の供給源として使用できる。
含フッ素モノマー(M)の安定化方法
本開示の一実施態様は、含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)とを混合し、得られる混合物の温度を10℃以下に保つことによる、前記含フッ素モノマー(M)の安定化方法である。この安定化方法では、含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)を共存することと、含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)の混合物を10℃以下に保つことが重要である。分解及び重合しやすい含フッ素モノマー(M)に多環芳香族化合物(B)を共存させることによって、含フッ素モノマー(M)の分解及び重合が抑制されるからである。この安定化方法では、混合物に、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)に加え、製造過程で混入する不純物等の他の成分が混合されていてもよい。
安定化方法において、含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)の混合物は、前記本開示の組成物であってよい。安定化方法において、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)は、前記組成物における含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)と同様である。また、安定化方法においても、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)に加え、前記他の成分(例えば、フェノール化合物(C)、ナフトキノン化合物(D)等)を混合し得る。したがって、組成物における含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、他の成分等に関する前記記載は、特に断りのない限り、安定化方法に適用し得る。ただし、安定化方法では、特記しない限り、式(B1)において、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である化合物(2-(tert-ブチル)アントラセン-9,10-ジオン)も多環芳香族化合物(B)に包含される。安定化方法において、式(B1)において、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子で示される化合物(2-(tert-ブチル)アントラセン-9,10-ジオン)が、多環芳香族化合物(B)から除かれてもよい。
安定化方法における、多環芳香族化合物(B)の混合割合は、前記含フッ素モノマー(M)の100質量当り、例えば、0.001~12質量%、0.001~7質量%、0.001~6質量%、0.001~5質量%、0.001~4質量%、0.001~3質量%、0.01~12質量%、0.01~7質量%、0.01~6質量%、0.01~5質量%、0.01~4質量%、0.01~3質量%、0.1~12質量%、0.1~7質量%、0.1~6質量%、0.1~5質量%、0.1~4質量%、0.1~3質量%等とできる。
安定化方法では、前述のように、含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)とが共存すればよい。このため、安定化方法では、含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)との混合方法は特に制限されない。例えば、含フッ素モノマー(M)に多環芳香族化合物(B)を添加し、必要に応じて攪拌、振とう、超音波等の処理をすることによって、混合することができる。
含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)の混合物は、10℃以下に維持されることで、含フッ素モノマー(M)の分解及び重合を抑制できる。この温度は、10℃以下であればよいが、好ましくは0℃以下、より好ましくは-10℃以下である。この温度の下限は含フッ素モノマー(M)の分解及び重合が抑制できる限り制限されないが、例えば、-80℃以上、-60℃以上とできる。これらの温度の上限と下限とは適宜組み合わされて温度範囲を形成し得る。この温度は、-80~10℃、-80~0℃、-80~-10℃、-60~10℃、-60~0℃、-60~-10℃であることができる。
含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)の混合物は、保管容器内で保存ができる。保管容器としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂製容器、ステンレス鋼等の金属製容器、樹脂と金属との複合容器等が挙げられる。保管容器に充填される気相部は、窒素、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガスであることが好ましいが、これに限定されない。
含フッ素ポリマー(P)の製造方法
本開示の一実施態様は、含フッ素モノマー(M)を重合して含フッ素ポリマー(P)を製造する方法であって、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合する混合工程を含む方法である。製造される含フッ素ポリマー(P)を構成する構成単位は、当業者であれば、原料のモノマーから理解できる。例えば、モノマー(M1-1)、モノマー(M1-2)、モノマー(M2-1)、モノマー(M2-2)、又は(M3-1)を重合して形成される含フッ素ポリマーの構成単位は、各々、下記式(U1-1)で表される構成単位(本明細書中、「単位(U1-1)とも称する。)、式(U2-1)で表される構成単位(本明細書中、「単位(U2-1)とも称する。)、(U2-2)で表される構成単位(本明細書中、「単位(U2-2)とも称する。)、又は(U3-1)で表される構成単位(本明細書中、「単位(U3-1)とも称する。)である。
Figure 2023112689000044
含フッ素ポリマー(P)は、含フッ素モノマー(M)に由来する構成単位を、含フッ素ポリマー(P)を構成する全構成単位の、例えば50モル%以上、60モル%以上、70モル%以上、80モル%以上、90モル%以上、又は100%で含んでよい。
本開示の含フッ素ポリマー(P)の製造方法において、混合工程で得られる混合物は、前記本開示の組成物であってよい。製造方法において、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)は、前記組成物における含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)と同様である。ただし、製造方法では、特記しない限り、式(B1)において、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である化合物(2-(tert-ブチル)アントラセン-9,10-ジオン)も多環芳香族化合物(B)に包含される。製造方法において、式(B1)において、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である化合物(2-(tert-ブチル)アントラセン-9,10-ジオン)が、多環芳香族化合物(B)から除かれてもよい。また、製造方法においても、混合物は、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)に加え、前記他の成分(例えば、フェノール化合物(C)、ナフトキノン化合物(D)等)を含有し得る。したがって、前記組成物及び安定化方法における含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、他の成分等に関する前記記載は、特に断りのない限り、含フッ素ポリマー(P)の製造方法に適用し得る。
本開示の含フッ素ポリマー(P)の製造方法の混合工程における、多環芳香族化合物(B)の混合割合は、前記含フッ素モノマー(M)の100質量当り、例えば、0.001~12質量%、0.001~7質量%、0.001~6質量%、0.001~5質量%、0.001~4質量%、0.001~3質量%、0.01~12質量%、0.01~7質量%、0.01~6質量%、0.01~5質量%、0.01~4質量%、0.01~3質量%、0.1~12質量%、0.1~7質量%、0.1~6質量%、0.1~5質量%、0.1~4質量%、0.1~3質量%等とできる。
本開示の含フッ素ポリマー(P)の製造方法は、混合工程で得られる含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物から多環芳香族化合物(B)を分離する分離工程をさらに含んでよい。
多環芳香族化合物(B)を分離する方法は、分離が達成できる限り特に制限されないが、適用可能な公知の方法を適用できる。例えば、吸着剤(例えばシリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト等)による吸着除去、蒸留、ろ過、遠心分離等により、多環芳香族化合物(B)を分離し得る。
多環芳香族化合物(B)の分離工程において、吸着剤(例えばシリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト等)による吸着除去が、蒸留よりも簡便に分離を実施できる点で好ましい。
本開示の含フッ素ポリマー(P)の製造方法では、混合工程で得られる混合物に、重合に必要な成分(重合開始剤等)を混合し、重合条件に供してもよい(重合工程)。ここで、混合工程で得られる混合物に代えて前記分離工程で得られる含フッ素モノマー(M)を使用することもできる。
含フッ素モノマー(M)を重合して含フッ素ポリマー(P)を製造する方法は公知であり、一例としてはWO2013/018730に記載されている製造方法である。本開示の製造方法でも、公知の方法をそのまま、又は適宜改変して、含フッ素ポリマー(P)を製造することができる。
本開示の含フッ素ポリマー(P)の製造方法では、重合に際し、原料モノマーとして、含フッ素モノマー(M)に加え他のモノマーを使用してもよい。他のモノマーの種類及び使用量は、所望の含フッ素ポリマー(P)が形成されるよう、適宜調整されてよい。他のモノマーとしては、重合によってフルオロオレフィン単位を形成するもの(例えば、フルオロオレフィン)であってよい。フルオロオレフィン単位の割合は、含フッ素ポリマー(P)を構成する全構成単位の50モル%以下とでき、30モル%以下が好ましく、20モル%以下がより好ましく、10モル%以下がさらに好ましく、0モル%が特に好ましい。
フルオロオレフィン単位は、フッ素原子及び炭素-炭素間二重結合を含むモノマーが重合後に形成する構成単位である。
フルオロオレフィン単位を構成する原子は、フッ素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子、炭素原子、水素原子、及び酸素原子のみであってよい。
フルオロオレフィン単位を構成する原子は、フッ素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子、炭素原子、及び水素原子のみであってよい。
フルオロオレフィン単位を構成する原子は、フッ素原子、炭素原子、及び水素原子のみであってよい。
フルオロオレフィン単位を構成する原子は、フッ素原子及び炭素原子のみであってよい。
フルオロオレフィン単位は、含フッ素パーハロオレフィン単位、フッ化ビニリデン単位(-CH-CF-)、トリフルオロエチレン単位(-CFH-CF-)、ペンタフルオロプロピレン単位(-CFH-CF(CF)-、-CF-CF(CHF)-)、1,1,1,2-テトラフルオロ-2-プロピレン単位(-CH-CF(CF)-)等からなる群から選択される少なくとも1種の単位を包含する。
含フッ素パーハロオレフィン単位は、フッ素原子及び炭素-炭素間二重結合を含み、フッ素原子以外のハロゲン原子を含んでもよいモノマーが、重合後に形成する構成単位である。
含フッ素パーハロオレフィン単位は、クロロトリフルオロエチレン単位(-CFCl-CF-)、テトラフルオロエチレン単位(-CF-CF-)、ヘキサフルオロプロピレン単位(-CF-CF(CF)-)、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)単位(-CF-CF(OCF)-)、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)単位(-CF-CF(OC)-)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)単位(-CF-CF(OCF)-)、パーフルオロ(ブチルビニルエーテル)単位(-CF-CF(O(CF)-)、及びパーフルオロ(2,2-ジメチル-1,3-ジオキソール)単位(-CF-CAF-(式中、Aは、式中に示された隣接炭素原子と共に形成されたパーフルオロジオキソラン環であってジオキソラン環の2位の炭素原子に2個のトリフルオロメチルが結合した構造を示す。))からなる群から選択される少なくとも1種を包含する。
フルオロオレフィン単位は、クロロトリフルオロエチレン単位、テトラフルオロエチレン単位、ヘキサフルオロプロピレン単位、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)単位、及びパーフルオロ(プロピルビニルエーテル)単位からなる群から選択される少なくとも1種を包含してもよい。
含フッ素ポリマー(P)は、含フッ素モノマー(M)に由来する構成単位及びフルオロオレフィン単位に加え、さらにその他の構成単位を1種以上含んでも含まなくてもよい。 このようなその他の構成単位は、CH=CHRf(RfはフルオロC1-C10アルキル基を表す)単位などを包含する。RfはパーフルオロC1-C10アルキル基、フルオロC1-C5アルキル基、パーフルオロC1-C5アルキル基、フルオロC1-C3アルキル基、パーフルオロC1-C3アルキル基であってよい。
その他の構成単位の割合は、含フッ素ポリマー(P)を構成する全構成単位の、例えば0モル%以上且つ20モル%以下、0モル%以上且つ10モル%以下等とできる。
含フッ素ポリマー(P)の質量平均分子量は、例えば1万以上且つ100万以下、好ましくは3万以上且つ50万以下、より好ましくは5万以上且つ30万以下である。分子量がこれらの範囲内にあると、耐久性の点で有利である。
当業者は、含フッ素ポリマー(P)フッ素ポリマーを構成する構成単位に対応するモノマーを理解できる。例えば、テトラフルオロエチレン単位、ヘキサフルオロプロピレン単位、フッ化ビニリデン単位に対応するモノマーは、各々、テトラフルオロエチレン(CF=CF)、ヘキサフルオロプロピレン(CFCF=CF)、フッ化ビニリデン(CH=CF)である。
フルオロオレフィン単位に対応するフルオロオレフィン(モノマー)は、例えば、含フッ素パーハロオレフィン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、及び1,1,1,2-テトラフルオロ-2-プロピレンからなる群から選択される少なくとも1種であってよい。フルオロオレフィンは、好ましくは、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、及びパーフルオロ(プロピルビニルエーテル)からなる群から選択される少なくとも1種であってよい。
前記含フッ素パーハロオレフィンは、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、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)、パーフルオロ(ブチルビニルエーテル)、及びパーフルオロ(2,2-ジメチル-1,3-ジオキソール)からなる群から選択される少なくとも1種であってよい。
重合工程は、前述のように、公知の方法、又はこれを適宜改変して実施できる。例えば、混合工程で得られる混合物又は分離工程で得られるモノマーに、必要に応じて、溶媒、重合開始剤等を混合することで重合できる。重合工程としては、例えば、原料のモノマーを適宜の量で、必要に応じて溶媒(例:非プロトン性溶媒など)に溶解又は分散させ、必要に応じて重合開始剤を添加し、重合(例:ラジカル重合、バルク重合、溶液重合、懸濁重合、分散重合、乳化重合等)する方法が挙げられる。重合工程の一形態では、溶媒存在下又は非存在下で、混合工程で得られる混合物又は分離工程で得られるモノマーに重合開始剤が添加される。
好ましい重合方法は、含フッ素ポリマー(P)を高濃度に溶解した液を製造できることにより歩留まりが高く、厚膜形成及び精製に有利な溶液重合である。このため、含フッ素ポリマー(P)としては溶液重合により製造されたポリマーが好ましい。非プロトン性溶媒の存在下でモノマーを重合させる溶液重合により製造されたポリマーがより好ましい。
溶液重合において、使用される溶媒は非プロトン性溶媒が好ましい。含フッ素ポリマー(P)の製造時の非プロトン性溶媒の使用量はモノマー質量及び溶媒質量の和に対し、例えば80質量%以下、80質量%未満、75質量%以下、70質量%以下、35質量%以上且つ95質量%以下、35質量%以上且つ90質量%以下、35質量%以上且つ80質量%以下、35質量%以上且つ70質量%以下、35質量%以上且つ70質量%未満、60質量%以上且つ80質量%以下などとできる。好ましくは35質量%以上且つ80質量%未満とでき、より好ましくは40質量%以上且つ75質量%以下、特に好ましくは50質量%以上且つ70質量%以下である。
非プロトン性溶媒としては、例えば、パーフルオロ芳香族化合物、パーフルオロトリアルキルアミン、パーフルオロアルカン、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロ環状エーテル、ハイドロフルオロエーテル、及び少なくとも一つの塩素原子を含むオレフィン化合物からなる群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。
パーフルオロ芳香族化合物は、例えば、1個以上のパーフルオロアルキル基を有してもよいパーフルオロ芳香族化合物である。パーフルオロ芳香族化合物が有する芳香環はベンゼン環、ナフタレン環、及びアントラセン環からなる群から選択される少なくとも1種の環であってよい。パーフルオロ芳香族化合物は芳香環を1個以上(例:1個、2個、3個)有してもよい。
置換基としてのパーフルオロアルキル基は、例えば直鎖状又は分岐状の、パーフルオロC1-C6アルキル基、パーフルオロC1-C5アルキル基、又はパーフルオロC1-C4アルキル基であり、直鎖状又は分岐状のパーフルオロC1-C3アルキル基が好ましい。
置換基の数は、例えば1~4個、好ましくは1~3個、より好ましくは1~2個である。置換基が複数あるときは同一又は異なっていてよい。
パーフルオロ芳香族化合物の例は、パーフルオロベンゼン、パーフルオロトルエン、パーフルオロキシレン、パーフルオロナフタレンを包含する。
パーフルオロ芳香族化合物の好ましい例は、パーフルオロベンゼン、パーフルオロトルエンを包含する。
パーフルオロトリアルキルアミンは、例えば、3つの直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基で置換されたアミンである。当該パーフルオロアルキル基の炭素数は例えば1~10であり、好ましくは1~5、より好ましくは1~4である。当該パーフルオロアルキル基は同一又は異なっていてもよく、同一であることが好ましい。
パーフルオロトリアルキルアミンの例は、パーフルオロトリメチルアミン、パーフルオロトリエチルアミン、パーフルオロトリプロピルアミン、パーフルオロトリイソプロピルアミン、パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロトリsec-ブチルアミン、パーフルオロトリtert-ブチルアミン、パーフルオロトリペンチルアミン、パーフルオロトリイソペンチルアミン、パーフルオロトリネオペンチルアミンを包含する。
パーフルオロトリアルキルアミンの好ましい例は、パーフルオロトリプロピルアミン、パーフルオロトリブチルアミンを包含する。
パーフルオロアルカンは、例えば、直鎖状、分岐状、又は環状のパーフルオロC3-C12(好ましくはC3-C10、より好ましくはC3-C6)アルカンである。
パーフルオロアルカンの例は、パーフルオロペンタン、パーフルオロ-2-メチルペンタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ-2-メチルヘキサン、パーフルオロへプタン、パーフルオロオクタン、パーフルオロノナン、パーフルオロデカン、パーフルオロシクロヘキサン、パーフルオロ(メチルシクロヘキサン)、パーフルオロ(ジメチルシクロヘキサン)(例:パーフルオロ(1,3-ジメチルシクロヘキサン))、パーフルオロデカリンを包含する。
パーフルオロアルカンの好ましい例は、パーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロへプタン、パーフルオロオクタンを包含する。
ハイドロフルオロカーボンは、例えば、C3-C8ハイドロフルオロカーボンである。 ハイドロフルオロカーボンの例は、CFCHCFH、CFCHCFCH、CFCHFCHFC、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、CFCFCFCFCHCH、CFCFCFCFCFCHF、及びCFCFCFCFCFCFCHCHを包含する。
ハイドロフルオロカーボンの好ましい例は、CFCHCFH、CFCHCFCH、CFCHFCHFCを包含する。
パーフルオロ環状エーテルは、例えば、1個以上のパーフルオロアルキル基を有してもよいパーフルオロ環状エーテルである。パーフルオロ環状エーテルが有する環は3~6員環であってよい。パーフルオロ環状エーテルが有する環は環構成原子として1個以上の酸素原子を有してよい。当該環は、好ましくは1又は2個、より好ましくは1個の酸素原子を有する。
置換基としてのパーフルオロアルキル基は、例えば直鎖状又は分岐状の、パーフルオロC1-C6アルキル基、パーフルオロC1-C5アルキル基、又はパーフルオロC1-C4アルキル基である。好ましいパーフルオロアルキル基は直鎖状又は分岐状のパーフルオロC1-C3アルキル基である。
置換基の数は、例えば1~4個、好ましくは1~3個、より好ましくは1~2個である。置換基が複数あるときは同一又は異なっていてよい。
パーフルオロ環状エーテルの例は、パーフルオロテトラヒドロフラン、パーフルオロ-5-メチルテトラヒドロフラン、パーフルオロ-5-エチルテトラヒドロフラン、パーフルオロ-5-プロピルテトラヒドロフラン、パーフルオロ-5-ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロテトラヒドロピランを包含する。
パーフルオロ環状エーテルの好ましい例は、パーフルオロ-5-エチルテトラヒドロフラン、パーフルオロ-5-ブチルテトラヒドロフランを包含する。
ハイドロフルオロエーテルは、例えば、フッ素含有エーテルである。
ハイドロフルオロエーテルの地球温暖化係数(GWP)は400以下が好ましく、300以下がより好ましい。
ハイドロフルオロエーテルの例は、CFCFCFCFOCH3、CFCFCF(CF)OCH3、CFCF(CF)CFOCH3、CFCFCFCFOC、CFCHOCFCHF、CCF(OCH)C、(CFCHOCH、(CFCFOCH、CHFCFOCHCF、CHFCFCHOCFCHF、CFCHFCFOCH、CFCHFCFOCF、トリフルオロメチル1,2,2,2-テトラフルオロエチルエーテル(HFE-227me)、ジフルオロメチル1,1,2,2,2-ペンタフルオロエチルエーテル(HFE-227mc)、トリフルオロメチル1,1,2,2-テトラフルオロエチルエーテル(HFE-227pc)、ジフルオロメチル2,2,2-トリフルオロエチルエーテル(HFE-245mf)、及び2,2-ジフルオロエチルトリフルオロメチルエーテル(HFE-245pf)、1,1,2,3,3,3-ヘキサフルオロプロピルメチルエーテル(CFCHFCFOCH)、1,1,2,2-テトラフルオロエチル2,2,2-トリフルオロエチルエーテル(CHFCFOCHCF)、及び1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-メトキシプロパン((CFCHOCH)を含む。
ハイドロフルオロエーテルの好ましい例は、CFCFCFCFOCH3、CFCFCFCFOC、CFCHOCFCHF、CCF(OCH)Cを包含する。
ハイドロフルオロエーテルは、下記式(E1):
21-O-R22 (E1)
[式中、R21は、直鎖状又は分岐鎖状のパーフルオロブチルであり、R22は、メチル又はエチルである。]
で表される化合物がより好ましい。
少なくとも一つの塩素原子を含むオレフィン化合物は、その構造中に少なくとも1つの塩素原子を含むC2-C4(好ましくはC2-C3)オレフィン化合物である。少なくとも一つの塩素原子を含むオレフィン化合物は、炭素原子-炭素原子間二重結合(C=C)を1又は2個(好ましくは1個)有する、炭素数2~4の炭化水素において、炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一つが塩素原子に置換された化合物である。炭素数2~4の炭化水素における炭素原子-炭素原子間二重結合を構成する2個の炭素原子に結合した水素原子の少なくとも1つが塩素原子に置換された化合物が好ましい。
塩素原子の数は、1~置換可能な最大の数である。塩素原子の数は、例えば、1個、2個、3個、4個、5個等とできる。
少なくとも一つの塩素原子を含むオレフィン化合物は、少なくとも1つ(例えば、1個、2個、3個、4個、5個等)のフッ素原子を含んでもよい。
少なくとも一つの塩素原子を含むオレフィン化合物の例は、CH=CHCl、CHCl=CHCl、CCl=CHCl、CCl=CCl、CFCH=CHCl、CHFCF=CHCl、CFHCF=CHCl、CFCCl=CFCl、CFHCl=CFCl、CFHCl=CFClを包含する。
少なくとも一つの塩素原子を含むオレフィン化合物の好ましい例はCHCl=CHCl、CHFCF=CHCl、CFCH=CHCl、CFCCl=CFClを包含する。
非プロトン性溶媒としては、使用時の環境負荷が小さい点、ポリマーを高濃度に溶解できる点から、ハイドロフルオロエーテルが好ましい。
フッ素ポリマーの製造に使用される重合開始剤の好ましい例は、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジイソブチリルパーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-ヘキサデカフルオロノナノイル)パーオキサイド、ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘプタノイル-ω-ハイドロヘキサデカフルオロノナノイル-パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、パーオキシピバル酸tert-ブチル、パーオキシピバル酸tert-ヘキシル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムを包含する。
重合開始剤のより好ましい例は、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジイソブチリルパーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、パーオキシピバル酸tert-ブチル、パーオキシピバル酸tert-ヘキシル、過硫酸アンモニウムを包含する。
重合反応に用いる重合開始剤の量は、例えば、反応に供される全てのモノマーの1gに対して、0.0001g以上且つ0.05g以下とでき、好ましくは0.0001g以上且つ0.01g以下、より好ましくは0.0005g以上且つ0.008g以下であってよい。
重合反応の温度は、例えば、-10℃以上且つ160℃以下とでき、好ましくは0℃以上且つ160℃以下、より好ましくは0℃以上且つ100℃以下であってよい。
重合反応の反応時間は、好ましくは、0.5時間以上且つ72時間以下、より好ましくは、1時間以上且つ48時間以下、さらに好ましくは3時間以上且つ30時間以下であってよい。
重合反応は、不活性ガス(例:窒素ガス)の存在下又は不存在下で実施され得、好適には存在下で実施され得る。
重合反応は、減圧下、大気圧下、又は加圧条件下にて実施され得る。
重合反応は、重合開始剤を含む非プロトン性溶媒にモノマーを添加後、重合条件に供することで実施され得る。また、モノマーを含む非プロトン性溶媒に重合開始剤を添加後、重合条件に供することで実施され得る。
含フッ素モノマー(M)の製造方法
本開示の一実施態様は、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物から含フッ素モノマー(M)を製造する方法であって、前記混合物から多環芳香族化合物(B)を分離する分離工程を含む方法である。本開示の含フッ素モノマー(M)の製造方法は、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物を原料とし、これから、簡便な方法で、多環芳香族化合物(B)を除去して、含フッ素モノマー(M)を得ることができる。
本開示の含フッ素モノマー(M)の製造方法において、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物は、前記本開示の組成物であってよい。製造方法において、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)は、前記組成物における含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)と同様である。ただし、製造方法では、特記しない限り、式(B1)において、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である化合物(2-(tert-ブチル)アントラセン-9,10-ジオン)も多環芳香族化合物(B)に包含される。製造方法において、式(B1)において、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である化合物(2-(tert-ブチル)アントラセン-9,10-ジオン)が、多環芳香族化合物(B)から除かれてもよい。また、製造方法においても、混合物は、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)に加え、前記他の成分(例えば、フェノール化合物(C)、ナフトキノン化合物(D)等)を含有し得る。したがって、前記組成物及び安定化方法における含フッ素モノマー(M)、多環芳香族化合物(B)、他の成分等に関する前記記載は、特に断りのない限り、含フッ素モノマー(M)の製造方法に適用し得る。
含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物における含フッ素モノマー(M)の含有割合は、混合物質量に対し、例えば、10~99.999質量%、90~99.999質量%、92~99.999質量%、94~99.999質量%、95~99.999質量%、96~99.999質量%、97~99.999質量%、90~99.99質量%、92~99.99質量%、94~99.99質量%、95~99.99質量%、96~99.99質量%、97~99.99質量%、90~99.9質量%、92~99.9質量%、94~99.9質量%、95~99.9質量%、96~99.9質量%、97~99.9質量%、90~99質量%、92~99質量%、94~99質量%、95~99質量%、96~99質量%、97~99質量%等とでき、好ましくは50~99.999質量%、より好ましくは90~99.999質量%である。
含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物における多環芳香族化合物(B)の含有割合は、混合物質量に対し、例えば、0.001~90質量%、0.001~10質量%、0.001~8質量%、0.001~6質量%、0.001~5質量%、0.001~4質量%、0.001~3質量%、0.01~10質量%、0.01~8質量%、0.01~6質量%、0.01~5質量%、0.01~4質量%、0.01~3質量%、0.1~10質量%、0.1~8質量%、0.1~6質量%、0.1~5質量%、0.1~4質量%、0.1~3質量%、1~10質量%、1~8質量%、1~6質量%、1~5質量%、1~4質量%、1~3質量%等とでき、好ましくは0.001~50質量%、より好ましくは0.001~10質量%である。
含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物は、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)のほかに、他の成分を含有してもよい。他の成分の含有割合は、組成物質量に対し、例えば、0.001~8質量%、0.001~6質量%、0.001~5質量%等とできる。
含フッ素モノマー(M)の製造方法は、前記混合物から多環芳香族化合物(B)を分離する分離工程を含む。この分離工程は、例えば、本開示の含フッ素ポリマー(P)の製造方法における分離工程と同様な方法で実施できる。
したがって、含フッ素モノマー(M)の製造方法の分離工程において、多環芳香族化合物(B)を分離する方法は、適用可能な公知の方法を適用できる。例えば、吸着剤(例えばシリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト等)による吸着除去、蒸留、ろ過、遠心分離等により、多環芳香族化合物(B)を分離し得る。
含フッ素モノマー(M)の製造方法の分離工程において、吸着剤(例えば、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト等)による吸着除去が、蒸留よりも簡便に分離を実施できる点で好ましい。
以下、実施例等によって本開示の一実施態様を更に詳細に説明するが、本開示はこれらに限定されない。
以下の例で使用された、含フッ素モノマー、これに共存させる物質等は次のとおりである。
(含フッ素モノマー)
パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)(モノマー(M1-1)
(含フッ素モノマーに共存させる物質)
2-エチルアントラキノン(化合物(B1-2))
2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(化合物(C1-1))
フェノチアジン
4-t-ブチルカテコール
1,4-ナフトキノン(化合物(D1-1))
テトラフルオロヒドロキノン
(モノマーの定量)
モノマー(M1-1)にパーフルオロヘキサンを1質量%添加し、パーフルオロヘキサンに対するモノマー(M1-1)のGC面積比に基づいてモノマー(M1-1)の含量を相対的に決定し、定量値とした。
実施例1
50mLのポリ容器に、モノマー(M1-1)5.0g(定量値95.0%)、化合物(B1-2)5.0mgを入れて振り混ぜた後、-20℃に設定した冷凍庫内で2日間保管した。保管後の定量値は94.6%であった。
比較例1
化合物(B1-2)の代わりに2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール 5.0mg(1000ppm)を用いた以外は実施例1と同様の方法にて試験を行った。保管後の定量値は94.0%であった。
比較例2
化合物(B1-2)の代わりにフェノチアジン 5.0mg(1000ppm)を用いた以外は実施例1と同様の方法にて試験を行った。保管後の定量値は93.9%であった。
比較例3
化合物(B1-2)の代わりに4-t-ブチルカテコール 5.0mg(1000ppm)を用いた以外は実施例1と同様の方法にて試験を行った。保管後の定量値は93.6%であった。
実施例2
50mLのポリ容器にモノマー(M1-1)5.0g(定量値93.1%)、化合物(B1-2)5.0mgを入れて振り混ぜた後、0℃に設定した冷凍庫内で2日間保管した。保管後の定量値は89.7%であった。
比較例4
化合物(B1-2)の代わりに1,4-ナフトキノン5.0mg(1000ppm)を用いた以外は実施例2と同様の方法にて試験を行った。保管後の定量値は88.9%であった。
比較例5
化合物(B1-2)の代わりにテトラフルオロヒドロキノン 5.0mg(1000ppm)を用いた以外は実施例2と同様の方法にて試験を行った。保管後の定量値は87.8%であった。
実施例3
50mLポリ容器にモノマー(M1-1)10.0g(定量値96.1%)を入れ、続いて化合物(B1-2)10.0mg(1000ppm)を添加し、サンプル瓶を密閉し振り混ぜた。内容物は0.10g(1質量%)のシリカゲル(ワコーゲルC―200、富士フィルム和光純薬社)を用いて吸着処理を行い、被処理物を得た。被処理物中には固体残留物は見られず、検量線法による液体クロマトグラフィー(LC)の定量分析から、被処理物中の化合物(B1-2)の濃度は1ppm未満であった。モノマー(M1-1)から化合物(B1-2)を容易に分離できることが確認された。
比較例6
化合物(B1-2)の代わりに2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール 10.0mg(1000ppm)を用いた以外は実施例3と同様の方法にて試験を行った。被処理物中の2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾールの濃度は510ppmであった。
実施例4
50mLのガラス製容器に、実施例3の方法で得たモノマー(M1-1)10g、溶媒としてメチルノナフルオロブチルエーテル15g、及びジ-n-プロピルパーオキシジカーボネートを50質量%含有するメタノール溶液を0.017g加え、内温が40℃になるように加熱しながら20時間重合反応を行った後、得られた重合溶液にメタノール20gを加え、生じた沈殿物をろ取し、メタノール100gでろ物を洗浄した後、120℃で24時間乾燥させ、固体状の単位(U1-1)からなる含フッ素ポリマー7.9gを得た。

Claims (25)

  1. 含フッ素モノマー(M)と多環芳香族化合物(B)とを含有する組成物であって、
    前記含フッ素モノマー(M)は、
    式(M1)
    [式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物、
    式(M2)
    [式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物、及び
    式(M3)
    [式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、
    前記多環芳香族化合物(B)は、式(B1)
    [式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。但し、R17がtert-ブチル基であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、及びR18が水素原子である場合を除く。]
    で表される化合物である、
    組成物。
  2. 前記含フッ素モノマー(M)が、下記式(M1-1)で表される化合物、下記式(M1-2)で表される化合物、下記式(M2-1)で表される化合物、下記式(M2-2)で表される化合物、及び下記式(M3-1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 前記多環芳香族化合物(B)が、下記式(B1-1)で表される化合物及び下記式(B1-2)で表される化合物の1種又は2種である、請求項1又は2に記載の組成物。
  5. 前記含フッ素モノマー(M)の含有割合が、前記組成物質量に対し、50~99.999質量%であり、前記多環芳香族化合物(B)の含有割合が、前記組成物質量に対し、0.001~50質量%である、請求項1又は2に記載の組成物。
  6. 前記含フッ素モノマー(M)の含有割合が、前記組成物質量に対し、90~99.999質量%であり、前記多環芳香族化合物(B)の含有割合が、前記組成物質量に対し、0.001~10質量%である、請求項1又は2に記載の組成物。
  7. 式(C1)
    [式中、R31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C5アルキル基、又はC1-C5アルコキシ基である。]
    で表されるフェノール化合物(C)、及び
    式(D1)
    [式中、R41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である。]
    で表されるナフトキノン化合物(D)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物をさらに含有する請求項1又は2に記載の組成物。
  8. 含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合し、得られる混合物の温度を10℃以下に保つことによる、前記含フッ素モノマー(M)の安定化方法であって、
    前記含フッ素モノマー(M)は、
    式(M1)
    [式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物、
    式(M2)
    [式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物、及び
    式(M3)
    [式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、
    前記多環芳香族化合物(B)は、
    式(B1)
    [式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。]
    で表される化合物である、
    含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
  9. 前記含フッ素モノマー(M)が、下記式(M1-1)で表される化合物、下記式(M1-2)で表される化合物、下記式(M2-1)で表される化合物、下記式(M2-2)で表される化合物、及び下記式(M3-1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項8に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
  10. 前記R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である、請求項8又は9に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
  11. 前記多環芳香族化合物(B)が、下記式(B1-1)で表される化合物及び下記式(B1-2)で表される化合物の1種又は2種である、請求項8又は9に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
  12. 前記多環芳香族化合物(B)の混合割合が、前記含フッ素モノマー(M)の100質量当り0.001~12質量%である、請求項8又は9に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
  13. 含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合する際に、式(C1)
    [式中、R31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C5アルキル基、又はC1-C5アルコキシ基である。]
    で表されるフェノール化合物(C)、及び
    式(D1)
    [式中、R41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である。]
    で表されるナフトキノン化合物(D)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物をさらに混合する請求項8又は9に記載の含フッ素モノマー(M)の安定化方法。
  14. 含フッ素モノマー(M)を重合して含フッ素ポリマー(P)を製造する方法であって、含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合する混合工程を含み、
    前記含フッ素モノマー(M)は、
    式(M1)
    [式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物、
    式(M2)
    [式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物、及び
    式(M3)
    [式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、
    前記多環芳香族化合物(B)は、式(B1)
    [式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。]
    で表される化合物である、
    含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
  15. 前記混合工程で得られる含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物から多環芳香族化合物(B)を分離する分離工程をさらに含む、
    請求項14に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
  16. 前記含フッ素モノマー(M)が、下記式(M1-1)で表される化合物、下記式(M1-2)で表される化合物、下記式(M2-1)で表される化合物、下記式(M2-2)で表される化合物、及び下記式(M3-1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項14又は15に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
  17. 前記R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である、請求項14又は15に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
  18. 前記多環芳香族化合物(B)が、下記式(B1-1)で表される化合物及び下記式(B1-2)で表される化合物の1種又は2種である、請求項14又は15に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
  19. 前記混合工程における前記多環芳香族化合物(B)の混合割合が、前記含フッ素モノマー(M)の100質量当り0.001~12質量%である、請求項14又は15に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
  20. 含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を混合する混合工程において、式(C1)
    [式中、R31、R32、及びR33は、それぞれ独立して、水素原子、C1-C5アルキル基、又はC1-C5アルコキシ基である。]
    で表されるフェノール化合物(C)、及び
    式(D1)
    [式中、R41、R42、R43、R44、R45、及びR46は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である。]
    で表されるナフトキノン化合物(D)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物をさらに混合する請求項14又は15に記載の含フッ素ポリマー(P)の製造方法。
  21. 含フッ素モノマー(M)及び多環芳香族化合物(B)を含有する混合物から含フッ素モノマー(M)を製造する方法であって、
    前記混合物から多環芳香族化合物(B)を分離する分離工程を含み、
    前記含フッ素モノマー(M)は、
    式(M1)
    [式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物、
    式(M2)
    [式中、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物、及び
    式(M3)
    [式中、R及びR10は、それぞれ独立して、フッ素原子、パーフルオロアルキル基、又はパーフルオロアルコキシ基である。]
    で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーであり、
    前記多環芳香族化合物(B)は、式(B1)
    [式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。]
    で表される化合物である、
    含フッ素モノマー(M)の製造方法。
  22. 前記含フッ素モノマー(M)が、下記式(M1-1)で表される化合物、下記式(M1-2)で表される化合物、下記式(M2-1)で表される化合物、下記式(M2-2)で表される化合物、及び下記式(M3-1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項21に記載の含フッ素モノマー(M)の製造方法。
  23. 前記R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、及びR18は、それぞれ独立して、水素原子又はC1-C5アルキル基である、請求項21又は22に記載の含フッ素モノマー(M)の製造方法。
  24. 前記多環芳香族化合物(B)が、下記式(B1-1)で表される化合物及び下記式(B1-2)で表される化合物の1種又は2種である、請求項21又は22に記載の含フッ素モノマー(M)の製造方法。
  25. 前記混合物における前記多環芳香族化合物(B)の混合割合が、前記含フッ素モノマー(M)の100質量当り0.001~12質量%である、請求項21又は22に記載の含フッ素モノマー(M)の製造方法。
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