JP2023552873A - フルオロエラストマーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、乳化重合において、ヨウ素化/臭素化鎖末端を有するフルオロエラストマー、とりわけフッ化ビニリデン(VDF)系フルオロエラストマーを製造するための方法であって、一方で、フルオロ界面活性剤又は水素付加界面活性剤の添加が必要とされない方法、及び当該方法から得ることができるフルオロエラストマーに関する。【選択図】なし
Description
関連特許出願の相互参照
本出願は、2020年12月14日出願の欧州特許出願第20213775.8号の優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
本出願は、2020年12月14日出願の欧州特許出願第20213775.8号の優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
本発明は、乳化重合において、ヨウ素化/臭素化鎖末端を有するフルオロエラストマー、とりわけフッ化ビニリデン(VDF)系フルオロエラストマーを製造するための方法であって、一方で、フルオロ界面活性剤の添加が必要とされない方法、及び当該方法から得ることができるフルオロエラストマーに関する。
加硫処理した(パー)フルオロエラストマーは、耐熱性、耐薬品性、耐候性などの複数の好ましい特性を有することから、様々な用途で、特にはオイルシール、ガスケット、シャフトシール、Oリングなどのシーリング物品の製造用途で用いられてきた。
硬化性(パー)フルオロエラストマー、特にポリマー鎖末端にヨウ素原子又は臭素原子を有する(パー)フルオロエラストマーを製造するために頻繁に使用される方法は、ヨウ素化又は臭素化(フルオロ)(ヒドロ)炭素化合物の使用による連鎖移動制御下における1つ以上のフッ素化モノマーの水性乳化重合を含む;このような重合は、一般に、ラテックス安定性を確保し、動態を高め、且つ反応器の蓄積又は汚染を回避するために必要なフッ素化界面活性剤の存在下において行われる。
例えば、米国特許出願第2007/0100062号明細書(DuPont Performance Elastomers L.L.C.)は、乳化重合によって調製された臭素及び/又はヨウ素硬化部位を有するフルオロエラストマーを開示している。界面活性剤が任意成分であることが広く開示されているが、全ての実施例は、フッ素化界面活性剤(例えば、パーフルオロヘキシルエチルスルホン酸)の使用を必要とする。より最近では、フッ素化界面活性剤の使用に関連した問題が増加しているので、非フッ素化界面活性剤を必要とする反応が、当技術分野、例えば米国特許出願第2018/0237628号明細書及び米国特許出願第2018/0148527号明細書(どちらもAGC株式会社名義)に開示されている。
現在、フッ素化界面活性剤の使用を段階的に外す努力が為されており、フッ素化界面活性剤の添加が必要とされず、且つ場合によっては、プロセスがいかなる界面活性剤もの非存在下において完全に実施される水性重合手順によって、(パー)フルオロポリマー生成物を製造する方法が開発されている。フルオロ界面活性剤を使用しない安定化ラテックスは、一般に、末端基の化学的性質、即ちラテックスの安定性にプラスの影響を及ぼし得る極性末端基を産生するように条件を適合させることによって達成される。
フルオロエラストマーを作製する方法に関する限り、界面活性剤を添加しないBr/I含有フッ素ゴムの製造を目標とする場合、炭化水素界面活性剤又は炭化水素乳化剤ともまた称される)(パー)フッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤が、認識可能な架橋能力を有するように可能な限り多くの反応性鎖末端を有する必要性と、ラテックス安定性を確保しながらの良好なシーリング性能との間の微妙なバランスを管理することは、困難な課題である。
他方では、Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A.の国際公開第2019/002180号パンフレット(03.01.2019)は、有機ラジカル開始剤及びスルフィン酸基を有する化合物を含むレドックス開始系の存在下において、とりわけフルオロエラストマーを含むVDF系フルオロポリマーを作製して、分岐数の少ないポリマー構造をもたらす方法に関する。この文書によれば、フルオロ界面活性剤は一般的に使用されるが、段落[0068]では、フルオロ界面活性剤の使用を回避する可能性について言及されている。更なる段落[0040]には、ヨウ素原子又は臭素原子のこの方法から得られるフルオロエラストマーへの組込みは、ヨウ素化及び/又は臭素化連鎖移動剤の重合中における添加によって達成され得ることが記載されている。全ての実施例は実施形態に関するが、一方で、使用は界面活性剤で行われ、ヨウ素化又は臭素化鎖末端は使用されない。
ここで、驚くべきことに、本出願人は、汚染/蓄積がなく良好なラテックス安定性を有する許容可能な重合速度論を提供しながら、顕著な架橋能力及びシーリング性能を持つI/Br末端化(パー)フルオロエラストマーを提供するという問題が、開始剤系の成分と連鎖移動剤との正確な比率を設定しながら開始剤系の成分及び連鎖移動剤の量を厳密に制限する条件に対する、I/Br連鎖移動剤の存在下における少なくとも1つの不飽和フッ素化モノマーと、少なくとも1つの有機過酸化物及びスルフィン酸基を保有する少なくとも1つの化合物を含むレドックス開始系との反応を含む、乳化重合プロセスを行うことによって解決され得ることを見出した。
したがって、一態様では、本発明は、ヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む(パー)フルオロエラストマー[フルオロエラストマー(A)]を作製する方法であって、当該方法は、I原子及び/又はBr原子(好ましくは、I原子)を有する連鎖移動剤[薬剤(CTA-X)]の存在下、並びに少なくとも1つの有機ラジカル開始剤[開始剤(O)]を含むレドックス開始系[系(R)]及び少なくとも1つのスルフィン酸基を保有する少なくとも1つの化合物[化合物(S)]を含む少なくとも1つの組成物[組成物(CS)]の存在下における水性エマルジョン中で、フッ化ビニリデン(VDF)とは異なる少なくとも1/2の(パー)フッ素化モノマー[モノマー(MF)]の存在下において、VDFを重合することを含み、
ここで、
-開始剤(O)の量は、フルオロエラストマー(A)1kg当たり少なくとも1.50及び最大15.00mmolのO2であり;
-化合物(S)の量は、フルオロエラストマー(A)1kg当たり少なくとも0.20及び最大2.00gであり;且つ
-薬剤(CTA-X)と組成物(CS)との比率は、X/gの組成物(CS)の少なくとも2.00及び最大8.00gであり、一方で、Xは、薬剤(CTA-X)中のI及び/又はBrの量であり;且つ
当該乳化重合は、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく行われる。
ここで、
-開始剤(O)の量は、フルオロエラストマー(A)1kg当たり少なくとも1.50及び最大15.00mmolのO2であり;
-化合物(S)の量は、フルオロエラストマー(A)1kg当たり少なくとも0.20及び最大2.00gであり;且つ
-薬剤(CTA-X)と組成物(CS)との比率は、X/gの組成物(CS)の少なくとも2.00及び最大8.00gであり、一方で、Xは、薬剤(CTA-X)中のI及び/又はBrの量であり;且つ
当該乳化重合は、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく行われる。
本出願人は、驚くべきことに、本発明にかかる方法が、高いムーニー粘度(即ち、高分子量)、顕著な硬化挙動、良好なシーリング特性を持ち、且つ水相中でのコロイド安定性を提供する、I/Br含有(パー)フルオロエラストマーの合理的な動態ラテックスを用いて製造することを可能にし、その結果、反応器内での有意な蓄積又は汚染は起こらず、いかなる望ましくない凝固現象も起こらないことを見出した。
有利には、本発明の高分子量(パー)フルオロエラストマーのラテックスは、いかなる添加されたフルオロ界面活性剤又は水素付加界面活性剤も含まない一方で、式-CH2OHの極性末端基の量が制限され、水素付加鎖末端(式-CF2H、-CF2CH3、-CH2CH3及び-C(CH3)3などのもの)の量が制限されながら、ハロゲン化鎖末端の割合は高い。
したがって、第2の態様では、本発明は、ヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む少なくとも1つのフルオロエラストマー(A)、即ち(パー)フルオロエラストマーの粒子を含む水性ラテックスであって、当該フルオロエラストマー(A)は、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含み、当該フルオロエラストマー(A)は、
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該ラテックスは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される。
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該ラテックスは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される。
また、更なる態様では、本発明は、ヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含むフルオロエラストマー(A)、即ち(パー)フルオロエラストマーに関し、ここで、当該フルオロエラストマー(A)は、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含み、当該フルオロエラストマー(A)は、
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される。
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される。
より更なる態様では、本発明は、以下:
-少なくとも1つのフルオロエラストマー(A)、即ちヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む(パー)フルオロエラストマー(当該フルオロエラストマー(A)は、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含む)を含み、当該フルオロエラストマー(A)は、
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成され;且つ
-少なくとも1つの有機過酸化物、
を含む、硬化性組成物に関する。
-少なくとも1つのフルオロエラストマー(A)、即ちヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む(パー)フルオロエラストマー(当該フルオロエラストマー(A)は、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含む)を含み、当該フルオロエラストマー(A)は、
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成され;且つ
-少なくとも1つの有機過酸化物、
を含む、硬化性組成物に関する。
硬化物品を作製する方法、及び上記の硬化性組成物から得られる硬化物品は、本発明の更なる目的である。
本明細書及び以下の請求項の目的のためには、
例えば「フルオロエラストマー(A)」などのような表現における、式を特定する記号又は数字の周りの括弧の使用は、本文の残りから記号又は数字をより良く区別するという単なる目的を有し、これ故に、当該括弧は、省略することもでき;
「~から本質的になる」という表現は、フルオロエラストマー(A)の反復単位と組み合わせて使用される場合、少量の末端鎖、欠陥、不規則性及びモノマー再配列がフルオロエラストマー(A)中に許容され、但し、それらの量が、フルオロエラストマー(A)の総モル数を基準として5モル%未満、より好ましくは2モル%未満、更により好ましくは1モル%未満であることを示すよう意図され;
-「1,1-ジフルオロエチレン」、「1,1-ジフルオロエテン」、及び「フッ化ビニリデン」という用語は、同義語として使用され、且つ「VDF」という頭字語で呼ばれ;
-「フルオロエラストマー」という用語は、ASTM D-3418によって測定されるように、好ましくは低い結晶化度(ASTM D-3418によって測定される場合、5J/g未満、好ましくは3J/g未満、より好ましくは1J/g未満の融解熱を有する)と、室温未満のガラス遷移温度(Tg)とを有する、本質的に非晶質のポリマーを示すよう意図される。フルオロエラストマーは、有利には10℃未満、好ましくは5℃未満、より好ましくは0℃未満のTgを有し;
-「フッ素化界面活性剤」という表現は、部分的及び完全にフッ素化された界面活性剤を示すよう意図される。
例えば「フルオロエラストマー(A)」などのような表現における、式を特定する記号又は数字の周りの括弧の使用は、本文の残りから記号又は数字をより良く区別するという単なる目的を有し、これ故に、当該括弧は、省略することもでき;
「~から本質的になる」という表現は、フルオロエラストマー(A)の反復単位と組み合わせて使用される場合、少量の末端鎖、欠陥、不規則性及びモノマー再配列がフルオロエラストマー(A)中に許容され、但し、それらの量が、フルオロエラストマー(A)の総モル数を基準として5モル%未満、より好ましくは2モル%未満、更により好ましくは1モル%未満であることを示すよう意図され;
-「1,1-ジフルオロエチレン」、「1,1-ジフルオロエテン」、及び「フッ化ビニリデン」という用語は、同義語として使用され、且つ「VDF」という頭字語で呼ばれ;
-「フルオロエラストマー」という用語は、ASTM D-3418によって測定されるように、好ましくは低い結晶化度(ASTM D-3418によって測定される場合、5J/g未満、好ましくは3J/g未満、より好ましくは1J/g未満の融解熱を有する)と、室温未満のガラス遷移温度(Tg)とを有する、本質的に非晶質のポリマーを示すよう意図される。フルオロエラストマーは、有利には10℃未満、好ましくは5℃未満、より好ましくは0℃未満のTgを有し;
-「フッ素化界面活性剤」という表現は、部分的及び完全にフッ素化された界面活性剤を示すよう意図される。
好適なモノマー(MF)の非限定的な例は、とりわけ、以下である:
(a)テトラフルオロエチレン(TFE)及びヘキサフルオロプロピレン(HFP)などのC2~C8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(式中、RfはC1~C6パーフルオロアルキル基である)のパーフルオロアルキルエチレンなどの、VDFとは異なる水素含有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クロロ及び/若しくはブロモ及び/若しくはヨード-フルオロオレフィン;
(d)式CF2=CFORf(式中、Rfは、C1~C6(パー)フルオロアルキル基、例えば-CF3、-C2F5、-C3F7である)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、カテナリー酸素原子を含むC1~C12[(パー)フルオロ]-オキシアルキル、例えば、パーフルオロ-2-プロポキシプロピル基である)の(パー)フルオロ-オキシ-アルキルビニルエーテル;
(f)式:
(式中、互いに等しいか若しくは異なる、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6は、フッ素原子、及びとりわけ-CF3、-C2F5、-C3F7、-OCF3、-OCF2CF2OCF3などの1個若しくは2個以上の酸素原子を任意選択的に含むC1~C6(パー)フルオロアルキル基の中で、独立して選択される)を有する、(パー)フルオロジオキソール、好ましくはパーフルオロジオキソール;
(g)以下の式を有する(パー)フルオロ-メトキシ-ビニルエーテル(以下、MOVE):CFX2=CX2OCF2OR’’f(式中、R’’fは、直鎖若しくは分岐C1~C6(パー)フルオロアルキル;C5~C6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む、直鎖若しくは分岐の、C2~C6(パー)フルオロオキシアルキルの中から選択され、X2=F、Hであり;好ましくは、X2はFであり、R’’fは-CF2CF3(MOVE1);-CF2CF2OCF3(MOVE2);又は-CF3(MOVE3)である)。
(a)テトラフルオロエチレン(TFE)及びヘキサフルオロプロピレン(HFP)などのC2~C8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(式中、RfはC1~C6パーフルオロアルキル基である)のパーフルオロアルキルエチレンなどの、VDFとは異なる水素含有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クロロ及び/若しくはブロモ及び/若しくはヨード-フルオロオレフィン;
(d)式CF2=CFORf(式中、Rfは、C1~C6(パー)フルオロアルキル基、例えば-CF3、-C2F5、-C3F7である)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、カテナリー酸素原子を含むC1~C12[(パー)フルオロ]-オキシアルキル、例えば、パーフルオロ-2-プロポキシプロピル基である)の(パー)フルオロ-オキシ-アルキルビニルエーテル;
(f)式:
(g)以下の式を有する(パー)フルオロ-メトキシ-ビニルエーテル(以下、MOVE):CFX2=CX2OCF2OR’’f(式中、R’’fは、直鎖若しくは分岐C1~C6(パー)フルオロアルキル;C5~C6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む、直鎖若しくは分岐の、C2~C6(パー)フルオロオキシアルキルの中から選択され、X2=F、Hであり;好ましくは、X2はFであり、R’’fは-CF2CF3(MOVE1);-CF2CF2OCF3(MOVE2);又は-CF3(MOVE3)である)。
当該フルオロエラストマー(A)は、VDFに由来する反復単位に加えて、HFPに由来する反復単位を含むことが一般に好ましい。
この場合、フルオロエラストマー(A)は、典型的には、フルオロエラストマー(A)の全反復単位に対して、少なくとも10モル%、好ましくは少なくとも12モル%、より好ましくは少なくとも15モル%のHFPに由来する反復単位を含む。
更に、フルオロエラストマー(A)は、典型的には、フルオロエラストマー(A)の全反復単位に対して、最大で45モル%、好ましくは最大で40モル%、より好ましくは最大で35モル%のHFPに由来する反復単位を含む。
フルオロエラストマー(A)は、VDF及びHFPに由来する反復単位に加えて、以下:
一般式:
(式中、互いに等しいか又は異なる、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、H、ハロゲン、又は1個以上の酸素基を場合により含む、C1~C5の任意選択的にハロゲン化された基であり;Zは、酸素原子を任意選択的に含有する、直鎖又は分岐鎖のC1~C18の任意選択的にハロゲン化されたアルキレン若しく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)を有する少なくとも1つのビス-オレフィン[ビス-オレフィン(OF)]由来の反復単位;
VDF及びHFPとは異なる少なくとも1種の(パー)フッ素化モノマーに由来する反復単位;並びに
少なくとも1種の含水素モノマーに由来する反復単位
のうち1つ以上を含み得る。
一般式:
VDF及びHFPとは異なる少なくとも1種の(パー)フッ素化モノマーに由来する反復単位;並びに
少なくとも1種の含水素モノマーに由来する反復単位
のうち1つ以上を含み得る。
水素付加モノマーの例は、とりわけ、エチレン、プロピレン、1-ブテン、ジエンモノマー、スチレンモノマーを含む非フッ素化アルファ-オレフィンであり、典型的にはアルファ-オレフィンが使用される。C2~C8非フッ素化アルファ-オレフィン(Ol)、より具体的にはエチレン(E)及びプロピレン(F)が、向上した耐塩基性を達成するために選択されるであろう。
ビス-オレフィン(OF)は、好ましくは式(OF-1)、式(OF-2)、及び式(OF-3)に従うものからなる群から選択される:
式中、jは、2~10の整数、好ましくは4~8の整数であり、互いに等しいか若しくは異なるR1、R2、R3、R4は、H、F、若しくはC1~5アルキル若しくは(パー)フルオロアルキル基であり;(OF-1)タイプの好ましいビス-オレフィンは、H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2である。
式中、
互いに及び出現ごとに等しいか又は異なる、Aの各々は、F、Cl、及びHから独立して選択され;
互いに及び出現ごとに等しいか又は異なる、Bの各々は、F、Cl、H及びORBから独立して選択され、ここで、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得る分岐鎖又は直鎖アルキル鎖であってもよく;
Eは、エーテル結合が挿入されていてもよい、任意選択的にフッ素化された、2~10個の炭素原子を有する二価基であり;好ましくはEは、-(CF2)m-基(mは3~5の整数である)であり;
(OF-2)タイプの好ましいビス-オレフィンは、F2C=CF-O-(CF2)5-O-CF=CF2である。
式中、E、A及びBは、上記で定義されたものと同じ意味を有し;互いに等しいか又は異なるR5、R6、R7は、H、F又はC1~5アルキル若しくは(パー)フルオロアルキル基である。
互いに及び出現ごとに等しいか又は異なる、Aの各々は、F、Cl、及びHから独立して選択され;
互いに及び出現ごとに等しいか又は異なる、Bの各々は、F、Cl、H及びORBから独立して選択され、ここで、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得る分岐鎖又は直鎖アルキル鎖であってもよく;
Eは、エーテル結合が挿入されていてもよい、任意選択的にフッ素化された、2~10個の炭素原子を有する二価基であり;好ましくはEは、-(CF2)m-基(mは3~5の整数である)であり;
(OF-2)タイプの好ましいビス-オレフィンは、F2C=CF-O-(CF2)5-O-CF=CF2である。
ビス-オレフィンが採用される場合、得られるフルオロエラストマー(A)は、典型的には、当該フルオロエラストマー(A)の単位の総量に対して、ビス-オレフィンに由来する単位を0.01モル%~5モル%を含む。
任意選択的に、当該フルオロエラストマー(A)は、反復単位、即ち硬化部位を持つモノマーに由来した単位を含有する硬化部位を含んでもよい。
硬化部位含有反復単位の中でも、とりわけ、以下:
(CSM-1)式:
(式中、互いに及び出現するごとに等しいか又は異なるAHfの各々は、F、Cl、及びHのいずれかから独立して選択され;BHfは、F、Cl、H及びORHf
B(ここで、RHf
Bは、部分的、実質的に又は完全にフッ素化又は塩素化され得る分岐鎖又は直鎖アルキルラジカルである)のいずれかであり;互いに及び出現するごとに等しいか又は異なるWHfの各々は、独立して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た、2~10個の炭素原子を有する二価基であり;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鎖又は直鎖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り、それらは、エーテル結合が挿入されていてもよく;好ましくはEは、-(CF2)m-基(mは、3~5の整数である)である)、のヨウ素又は臭素含有モノマー:
(CSM-2)場合によりフッ素化された、シアニド基を含むエチレン性不飽和化合物、
を挙げることができる。
(CSM-1)式:
(CSM-2)場合によりフッ素化された、シアニド基を含むエチレン性不飽和化合物、
を挙げることができる。
タイプ(CSM1)の硬化部位含有モノマーの中で、好ましいモノマーは、以下:(CSM1-A)式:
(式中、mは0~5の整数であり、nは0~3の整数であり、但し、m及びnの少なくとも1つは0とは異なり、RfiはF又はCF3である(とりわけ、米国特許第4745165号明細書(AUSIMONT S.P.A.)、米国特許第4564662号明細書(MINNESOTA MINING)及び欧州特許出願公開第199138A号明細書(DAIKIN IND.,LTD.)に記載されているような))のヨウ素含有ペルフルオロビニルエーテル;及び
(CSM-1B)式:
CX1X2=CX3-(CF2CF2)p-I
(式中、互いに等しいか又は異なる、X1、X2及びX3の各々は、独立して、H又はFであり;pは、1~5の整数である)のヨウ素含有エチレン性不飽和化合物(これらの化合物の中で、CH2=CHCF2CF2I、I(CF2CF2)2CH=CH2、ICF2CF2CF=CH2、I(CF2CF2)2CF=CH2を挙げることができる);
(CSM-1C)式:
CHR=CH-Z-CH2CHR-I
(式中、Rは、H又はCH3であり、Zは、1個若しくは複数個のエーテル酸素原子を任意選択的に含有する、直鎖又は分岐の、C1~C18(パー)フルオロアルキルラジカル、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)のヨウ素含有エチレン性不飽和化合物(これらの化合物の中で、CH2=CH-(-F2)4CH2CH2I、CH2=CH-(CF2)6CH2CH2I、CH2=CH-(CF2)8CH2CH2I、CH2=CH-(CF2)2CH2CH2Iを挙げることができる);
(CSM-1D)2~10個の炭素原子を含有するブロモ及び/又はヨードアルファオレフィン、例えば、米国特許第4035565号明細書(DU PONT)に記載されているブロモトリフルオロエチレン若しくはブロモテトラフルオロブテンなど、又は米国特許第4694045号明細書(DU PONT)に開示される他の化合物のブロモ及び/又はヨードアルファオレフィン、からなる群から選択されるものである。
(CSM-1B)式:
CX1X2=CX3-(CF2CF2)p-I
(式中、互いに等しいか又は異なる、X1、X2及びX3の各々は、独立して、H又はFであり;pは、1~5の整数である)のヨウ素含有エチレン性不飽和化合物(これらの化合物の中で、CH2=CHCF2CF2I、I(CF2CF2)2CH=CH2、ICF2CF2CF=CH2、I(CF2CF2)2CF=CH2を挙げることができる);
(CSM-1C)式:
CHR=CH-Z-CH2CHR-I
(式中、Rは、H又はCH3であり、Zは、1個若しくは複数個のエーテル酸素原子を任意選択的に含有する、直鎖又は分岐の、C1~C18(パー)フルオロアルキルラジカル、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)のヨウ素含有エチレン性不飽和化合物(これらの化合物の中で、CH2=CH-(-F2)4CH2CH2I、CH2=CH-(CF2)6CH2CH2I、CH2=CH-(CF2)8CH2CH2I、CH2=CH-(CF2)2CH2CH2Iを挙げることができる);
(CSM-1D)2~10個の炭素原子を含有するブロモ及び/又はヨードアルファオレフィン、例えば、米国特許第4035565号明細書(DU PONT)に記載されているブロモトリフルオロエチレン若しくはブロモテトラフルオロブテンなど、又は米国特許第4694045号明細書(DU PONT)に開示される他の化合物のブロモ及び/又はヨードアルファオレフィン、からなる群から選択されるものである。
タイプ(CSM2)の硬化部位含有モノマーの中で、好ましいモノマーは、以下:
(CSM2-A)式CF2=CF-(OCF2CFXCN)m-O-(CF2)n-CN(XCNを有し、F又はCF3であり、mは、0、1、2、3又は4であり;nは、1~12の整数である)のシアニド基を含有する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(XCNを有し、F又はCF3であり、m’は、0、1、2、3又は4である)のシアニド基を含有する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。
(CSM2-A)式CF2=CF-(OCF2CFXCN)m-O-(CF2)n-CN(XCNを有し、F又はCF3であり、mは、0、1、2、3又は4であり;nは、1~12の整数である)のシアニド基を含有する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(XCNを有し、F又はCF3であり、m’は、0、1、2、3又は4である)のシアニド基を含有する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、とりわけ米国特許第4281092号明細書(DU PONT)、同第5447993号明細書(DU PONT)及び同第5789489号明細書(DU PONT)に記載されるものである。
それにもかかわらず、フルオロエラストマー(A)は、硬化部位含有モノマーに由来した反復単位を含まないことが一般的に好ましい。
好ましいフルオロエラストマー(A)は、以下の組成物(モル%単位):
(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非フッ素化オレフィン(Ol)(特に、E又はP)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%;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%;
(iv)テトラフルオロエチレン(TFE)45~65%、C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)20~55%、フッ化ビニリデン0~30%、ビス-オレフィン(OF)0~5%;
(v)テトラフルオロエチレン(TFE)32~60%モル%、C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)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%;
(vi)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%;
(vii)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%;
(viii)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%、
を有するものである。
(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非フッ素化オレフィン(Ol)(特に、E又はP)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%;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%;
(iv)テトラフルオロエチレン(TFE)45~65%、C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)20~55%、フッ化ビニリデン0~30%、ビス-オレフィン(OF)0~5%;
(v)テトラフルオロエチレン(TFE)32~60%モル%、C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)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%;
(vi)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%;
(vii)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%;
(viii)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%、
を有するものである。
より好ましいフルオロエラストマー(A)は、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%を含むものである。
実際、上述のように、フルオロエラストマー(A)はヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を有し、したがって架橋のための効果的な硬化部位を既に提供している。
上記のように、I原子及び/又はBr原子は、フルオロエラストマー(A)鎖の末端基としてフルオロエラストマー(A)を構成する。説明したように、これは、本発明の方法において、フルオロエラストマー製造中に重合媒体へと少なくとも1つのヨウ素化/臭素化連鎖移動剤[薬剤(CTA-X)]を添加することによって得られる。当該薬剤(CTA-X)は、好ましくは、以下:
ヨウ素化及び/又は臭素化有機連鎖移動剤(好適な有機連鎖移動剤は、典型的には、式Rf(I)x(Br)y(式中、Rfは、1~8個の炭素原子を含有する(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、一方、x及びyは、1≦x+y≦2で、0~2の整数である)のものである(例えば、米国特許第4243770号明細書(DAIKIN IND.,LTD.)及び米国特許第4943622号明細書(NIPPON MEKTRON KK.)を参照されたい));及び
とりわけ米国特許第5173553号明細書(AUSIMONT SRL.)に記載されているものなどの、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属ヨウ化物及び/又は臭化物、からなる群から選択される。
ヨウ素化及び/又は臭素化有機連鎖移動剤(好適な有機連鎖移動剤は、典型的には、式Rf(I)x(Br)y(式中、Rfは、1~8個の炭素原子を含有する(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、一方、x及びyは、1≦x+y≦2で、0~2の整数である)のものである(例えば、米国特許第4243770号明細書(DAIKIN IND.,LTD.)及び米国特許第4943622号明細書(NIPPON MEKTRON KK.)を参照されたい));及び
とりわけ米国特許第5173553号明細書(AUSIMONT SRL.)に記載されているものなどの、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属ヨウ化物及び/又は臭化物、からなる群から選択される。
これはつまり、好ましい薬剤(CTA-X)は、ヨウ素化及び/又は臭素化有機連鎖移動剤、より好ましくは式Rf(I)x(Br)y(式中、Rfが、(パー)フルオロアルキル若しくは1~8個の炭素原子を含有する(パー)フルオロクロロアルキルであり、一方で、x及びyが、1≦x+y≦2である0~2の整数である)のもの、最も好ましくは式R’f(I)x’(Br)y’(式中、R’fが、1~8個の炭素原子を含有するパーフルオロアルキルであり、一方で、x’及びy’が、1≦x’+y’≦2であり、最も好ましくはx’=2及びy’=0である、0~2の整数である)のものである。
本発明の方法では、ヨウ素化された薬剤(CTA-X)、特に式Rf(I)2又はR’f(I)2の薬剤が好ましく、式中、Rf及びR’fは上記の通りである。
上で説明したように、本発明の方法における薬剤(CTA-X)と組成物(CS)との比率は、X/gの組成物(CS)の少なくとも2.00及び最大8.00gであり、一方で、Xは、薬剤(CTA-X)中のI及び/又はBrの量である。本出願人は、この重量比の慎重な制御が、標的化されたフルオロエラストマー(A)におけるラジカル及び鎖末端の産生を確実にするために、例えば、コロイド安定性及び架橋における顕著な反応性を提供するためなどに必要不可欠であるため、それにより、そこからの硬化物品が顕著なシーリング性能を有することを見出した。
薬剤(CTA-X)と組成物(CS)とのハロゲン間のこのような重量比は、好ましくは、少なくとも2.50、より好ましくは少なくとも3.20、更により好ましくは少なくとも3.40、及び最大7.60、好ましくは最大7.50、より好ましくは最大7.00gである組成物(CS)のX/gであり、一方で、Xは、薬剤(CTA-X)中のI及び/若しくはBrの量である。
薬剤(CTA-X)が好ましくはヨウ素化連鎖移動剤であるため、(CTA-X)及び組成物(CS)の量は、ヨウ素/組成物(CS)比率が組成物(CS)のI/gの少なくとも2.00、有利には少なくとも2.50、好ましくは少なくとも3.00、より好ましくは少なくとも3.20、更により好ましくは少なくとも3.40及び最大で7.60、好ましくは最大で7.50、より好ましくは最大で7.00gであるようなものである。
説明したように、本発明の方法は、少なくとも1種の有機ラジカル開始剤[開始剤(O)]と、少なくとも1個のスルフィン酸基を保有する少なくとも1種の化合物[化合物(S)]を含む少なくとも1種の組成物[組成物(CS)]とを含むレドックス開始系[系(R)]、及び任意選択的に更なる成分の存在下において、VDF及び少なくとも1つのモノマー(MF)を重合させることを含む。
フッ化ビニリデンの重合を開始することが知られている開始剤(O)のいずれをも用いることができる。それらの中でも、以下のものを挙げることができる:
(a)2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-バレロニトリル);tert-ブチルアゾ-2-シアノブタン、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)などのアゾ化合物;
(b)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、ジラウロイルぺルオキシドなどのジアシルぺルオキシド;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;
(c)とりわけジ-tert-ブチルペルオキシド(DTBP)、t-ブチルクミルペルオキシド;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;1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン;ジ-tert-アミルペルオキシドを含む、ジアルキルペルオキシド;
(d)とりわけ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;
(e)例えばアンモニウム、ナトリウム、又はカリウム塩などの、過酸エステル及びその塩。過酸の例としては、過酢酸が挙げられる。過酸のエステルも同様に使用することができ、その例としては、以下:tert-ブチルペルオキシベンゾエート、tert-ブチルペルオキシアセテート、及びtert-ブチルペルオキシピバレート;
(f)とりわけジイソプロピルペルオキシジカーボネート、tert-ブチル-ペルオキシイソプロピルカーボネート;ジ-n-プロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジ-n-ブチルペルオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ジミリスチルペルオキシジカーボネート、ジセチルペルオキシジカーボネート、ジエチ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、
が挙げられる。
(a)2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-バレロニトリル);tert-ブチルアゾ-2-シアノブタン、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)などのアゾ化合物;
(b)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、ジラウロイルぺルオキシドなどのジアシルぺルオキシド;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;
(c)とりわけジ-tert-ブチルペルオキシド(DTBP)、t-ブチルクミルペルオキシド;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;1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン;ジ-tert-アミルペルオキシドを含む、ジアルキルペルオキシド;
(d)とりわけ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;
(e)例えばアンモニウム、ナトリウム、又はカリウム塩などの、過酸エステル及びその塩。過酸の例としては、過酢酸が挙げられる。過酸のエステルも同様に使用することができ、その例としては、以下:tert-ブチルペルオキシベンゾエート、tert-ブチルペルオキシアセテート、及びtert-ブチルペルオキシピバレート;
(f)とりわけジイソプロピルペルオキシジカーボネート、tert-ブチル-ペルオキシイソプロピルカーボネート;ジ-n-プロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジ-n-ブチルペルオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ジミリスチルペルオキシジカーボネート、ジセチルペルオキシジカーボネート、ジエチ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、
が挙げられる。
開始剤(O)は、好ましくは有機過酸化物の中から、特に上記の(b)~(f)の中で列挙されたものの中から選択される。
上記のように、本発明の方法では、開始剤(O)の量は、フルオロエラストマー(A)1kg当たり少なくとも1.50mmol及び最大15.00mmolのO2である。
そのような量は、当該開始剤(O)中の-O-O-(過酸化物)部分のミリモルで表され、ラジカル種の生成に寄与する活性酸素原子の量を表す。
いかなる過酸化物部分をも含まない任意の開始剤(O)について、当該開始剤(O)中の-O-O-(過酸化物)部分のミリモルは、ラジカル種の生成をもたらす分解機構に基づいて等しく決定することができる;有機アゾ基は、窒素を除去して2つのラジカル種を産生しながら分解することがとりわけ知られており、したがって、ラジカル種の生成に関して-O-O-(過酸化物)部分と同等である。
好ましくは、開始剤(O)は、本発明の方法において、フルオロエラストマー(A)1kg当たり、最大15.00、より好ましくは最大12.00mmol、更により好ましくは最大10.00mmolのO2の量で;及び/若しくはフルオロエラストマー(A)1kg当たり、好ましくは少なくとも1.80、より好ましくは少なくとも2.00、更により好ましくは少なくとも2.50mmolのO2の量で使用される。
開始剤(O)の使用を組成物(CS)と組み合わせる場合、上述のように、重合中にラテックスコロイド安定性を達成するために材料的に重要である組成物(CS)の構成成分の作用によって、ラジカル、したがって極性鎖末端の充分な産生を可能にするために、開始剤(O)を、フルオロエラストマー(A)1kg当たり最大15.00mmolのO2の量で使用することが必要不可欠である。
他方では、組成物(CS)と組み合わせた場合、組成物(CS)の相乗効果のおかげで、許容可能な重合速度を達成するためには、フルオロエラストマー(A)1kg当たり少なくとも1.50mmolのO2の量の開始剤(O)が必要である。
(CTA-X)のハロゲン含有量と開始剤(O)の過酸化物含有量とのモル比は、X/molのO2で少なくとも3.00、好ましくはX/molのO2で少なくとも3.50、より好ましくはX/molのO2で少なくとも4.00、及び/若しくはX/molのO2で最大15.00、好ましくはX/molのO2で最大13.00、より好ましくはX/molのO2で最大12.00であるのに対して、最良の結果が見出されたこともまた見出された。
薬剤(CTA-X)と開始剤(O)とのそのようなモル比は、Xのモル/O2のモルで表され、一方で、Xのモルは薬剤(CTA-X)中のI及び/又はBrのモル量であり、モルO2は開始剤(O)中の過酸化部分(-O-O-)のモル量である。本出願人は、この重量比の慎重な制御が、標的化されたフルオロエラストマー(A)におけるラジカル及び鎖末端の産生を確実にするために、例えば、コロイド安定性及び架橋における顕著な反応性を提供するためなどに必要不可欠であるため、それにより、そこからの硬化物品が顕著なシーリング性能を有することを見出した。
このように、本発明の方法では、VDFと少なくとも1つのモノマー(MF)との重合は、少なくとも1つのスルフィン酸基を保有する少なくとも1つの化合物[化合物(S)]を含む少なくとも1つの組成物[組成物(CS)]の存在下において行われる。
化合物(S)は、炭素原子に結合した当該スルフィン酸基を有する有機化合物である。
「少なくとも1つのスルフィン酸基を保有する」という表現は、本明細書では、化合物(S)が、その酸形態、即ち-S(O)-OH基として、又はその塩化形態、即ち-S(O)-O-]m[Ya
m+]スルフィン酸塩(sulfinic salt)基として当該スルフィン酸基を含んでもよいことを意味するために使用され、ここで、Yaはm価カチオンであり、mは整数である。
一般的に、化合物(S)は、上記のように、当該スルフィン酸基をスルフィン酸塩(sulfinic salt)基の形態で含む。
好ましくは、当該化合物(S)は、次の式(S-I):
(式中、
Mは、水素原子、アンモニウムイオン、一価金属イオンであり;
R20は、-OH若しくは-N(R4)(R5)であり、ここで、互いに同一であるか若しくは異なる、R4及びR5の各々は、水素原子若しくは1~6個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキル鎖であり;
R21は、水素原子、1~6個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキル基、5員若しくは6員シクロアルキル基、5若しくは6員アリール基であり;
R22は、-COOM、-SO3M、-C(=O)R4、-C(=O)N(R4)(R5)、-C(=O)OR4であり、ここで、M、R4及びR5は、上に定義された通りである)、
及び少なくとも1つの一価金属イオンを有するその塩に従う。
Mは、水素原子、アンモニウムイオン、一価金属イオンであり;
R20は、-OH若しくは-N(R4)(R5)であり、ここで、互いに同一であるか若しくは異なる、R4及びR5の各々は、水素原子若しくは1~6個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキル鎖であり;
R21は、水素原子、1~6個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキル基、5員若しくは6員シクロアルキル基、5若しくは6員アリール基であり;
R22は、-COOM、-SO3M、-C(=O)R4、-C(=O)N(R4)(R5)、-C(=O)OR4であり、ここで、M、R4及びR5は、上に定義された通りである)、
及び少なくとも1つの一価金属イオンを有するその塩に従う。
好ましくは、Mは、水素原子又は一価金属イオンである。
好ましくは、当該一価金属イオンは、ナトリウム及びカリウムから選択される。
好ましくは、R20は、ヒドロキシル基又はアミノ基から選択される。
好ましくは、R21は、水素原子、1~3個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル基、及び5又は6員アリール基から選択される。
好ましくは、R22は、-COOM、-SO3M、及びC(=O)OR4から選択され、ここで、M、R4及びR5は、上に定義された通りである。
好ましい化合物(S)は、上記の式(S-I)(式中、Mはナトリウムであり、R20は-OHであり、R21は水素原子であり、R22は、-COOM、-SO3M、及びC(=O)OR4から選択され、ここで、M、R4及びR5は上に定義された通りである)に従う。
より好ましい化合物(S)は、上記の式(S-I)(式中、Mはナトリウムであり、R20は-OHであり、R21は水素原子であり、R22は、Mがナトリウムである、-COOMである)に従う。
好ましくは、当該組成物(CS)は、当該組成物(CS)の総重量に対して、少なくとも10重量%、好ましくは少なくとも20重量%、より好ましくは少なくとも25重量%である、上に定義されたような式(S-I)に従う化合物を含む。
好ましくは、当該組成物(CS)は、当該組成物(CS)の総重量に対して、最大50重量%、好ましくは最大45重量%、より好ましくは少なくとも40重量%である、上に定義されたような式(S-I)に従う化合物を含む。
好ましくは、当該組成物(CS)は、少なくとも1個のスルホン酸基を含む化合物[化合物(S3)]を更に含む。
「少なくとも1つのスルホン酸基を保有する」という表現は、本明細書では、化合物(S)が、その酸形態、即ち-S(O)2-OH基として、又はその塩化形態、即ち-S(O)2-O-]m[Ya
m+]スルホン酸塩(sulfonic salt)基として当該スルホン酸基を含んでもよいことを意味するために使用され、ここで、Yaはm価カチオンであり、mは整数である。
一般的に、化合物(S)は、上記のように、当該スルホン酸基をスルホン酸塩(sulfonic salt)基の形態で含む。
好ましくは、当該組成物(CS)は、当該組成物(CS)の総重量に対して、少なくとも5重量%、好ましくは少なくとも10重量%、より好ましくは少なくとも15重量%である、上に定義されたような式(S3-I)に従う化合物を含む。
好ましくは、当該組成物(CS)は、当該組成物(CS)の総重量に対して、最大50重量%、好ましくは最大45重量%、より好ましくは最大40重量%である、上に定義されたような式(S3-I)に従う化合物を含む。
ある特定の実施形態によれば、当該組成物(CS)は、亜硫酸又はその塩(また、「亜硫酸塩」とも称される)、即ち式MO-S(O)-OMの化合物であって、Mの各々が互いに等しいか又は異なり、上で詳述したように独立しており、Mが好ましくはH及び/若しくはNaであり、とりわけ亜硫酸ナトリウム中及び亜硫酸水素ナトリウム中などである、化合物を更に含む。
好ましくは、当該組成物(CS)は、当該組成物(CS)の総重量に対して、少なくとも1重量%、好ましくは少なくとも3重量%、より好ましくは少なくとも5重量%の当該亜硫酸又はその塩を含む。
好ましくは、当該組成物(CS)は、当該組成物(CS)の総重量に対して、最大40重量%、好ましくは最大30重量%、より好ましくは最大25重量%の当該亜硫酸又はその塩を含む。
ある特定の実施形態によれば、当該組成物(CS)は、硫酸又はその塩(また、「硫酸塩」とも称される)、即ち式MO-S(O)2-OMの化合物であって、Mの各々が互いに等しいか又は異なり、上で詳述したように独立しており、Mが好ましくはH及び/若しくはNaであり、とりわけ硫酸ナトリウム中及び硫酸水素ナトリウム中などである、化合物を更に含む。
好ましくは、当該組成物(CS)は、当該組成物(CS)の総重量に対して、少なくとも5重量%、好ましくは少なくとも8重量%、より好ましくは少なくとも10重量%の当該亜硫酸又はその塩を含む。
好ましくは、当該組成物(CS)は、当該組成物(CS)の総重量に対して、最大40重量%、好ましくは最大30重量%、より好ましくは最大25重量%の当該亜硫酸又はその塩を含む。
好ましい実施形態によれば、組成物(CS)は、少なくとも1つの式(S-I)の化合物(S)、少なくとも1つの式(S3-I)の化合物(S)、少なくとも1つの亜硫酸塩及び少なくとも1つの硫酸塩から本質的になる混合物である。
「~から本質的になる」という表現は、組成物(CS)を構成する成分と関連して使用される場合、本発明の方法における組成物(CS)の有効性に影響を及ぼすことなく、更なる少量(1重量%未満)の他の化合物が副生成物又は不純物として存在し得ることを意味する。
好ましい実施形態によれば、組成物(CS)は、以下:
-10~50重量%、好ましくは20~45重量%、より好ましくは25~40重量%の少なくとも1つの式(S-I)の化合物(S);
-5~50重量%、好ましくは10~45重量%、より好ましくは15~40重量%の少なくとも1つの式(S3-I)の化合物(S);
-1~40重量%、好ましくは3~30重量%、より好ましくは5~25重量%の少なくとも1つの亜硫酸塩;
-5~40重量%、好ましくは8~30重量%、より好ましくは10~25重量%の少なくとも1つの硫酸塩;
から本質的になる混合物であり、ここで、重量%は、組成物(CS)の総重量を基準とする。
-10~50重量%、好ましくは20~45重量%、より好ましくは25~40重量%の少なくとも1つの式(S-I)の化合物(S);
-5~50重量%、好ましくは10~45重量%、より好ましくは15~40重量%の少なくとも1つの式(S3-I)の化合物(S);
-1~40重量%、好ましくは3~30重量%、より好ましくは5~25重量%の少なくとも1つの亜硫酸塩;
-5~40重量%、好ましくは8~30重量%、より好ましくは10~25重量%の少なくとも1つの硫酸塩;
から本質的になる混合物であり、ここで、重量%は、組成物(CS)の総重量を基準とする。
当該組成物(CS)の好適な例は、商品名Bruggolite(登録商標)でBRUEGGEMANN-GROUPから商業的に入手可能である。特に、Bruggolite(登録商標)E28として市販されている混合物は、本発明の枠内で特に有用であることが分かった。
このように、本発明の方法では、当該乳化重合は、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤の添加もなしで行われる。
とりわけ、乳化重合は、以下の式:
R*-XB-(T+)
(式中、
R*は、1個若しくは2個以上のエーテル性酸素を含む、C5~C16(パー)フルオロアルキル鎖又は(パー)フルオロポリオキシアルキレン鎖であり、
XB-は、-COO-又は-SO3 -であり、
T+は、以下:H+、NH4 +、アルカリ金属イオンから選択される)
に従う、任意のフッ素化界面活性剤を添加せずに行われる。
R*-XB-(T+)
(式中、
R*は、1個若しくは2個以上のエーテル性酸素を含む、C5~C16(パー)フルオロアルキル鎖又は(パー)フルオロポリオキシアルキレン鎖であり、
XB-は、-COO-又は-SO3 -であり、
T+は、以下:H+、NH4 +、アルカリ金属イオンから選択される)
に従う、任意のフッ素化界面活性剤を添加せずに行われる。
本発明の方法において添加されないフッ素化界面活性剤の例示的な実施形態は、とりわけ:パーフルオロオクタン酸アンモニウム;任意選択的にナトリウム、アンモニウム及びアルカリ金属で塩化され、より好ましくはナトリウムで塩化された、1つ以上のカルボン酸基で終端した(パー)フルオロポリオキシ-アルキレン;並びに部分的にフッ素化されたアルキルスルホネートである。
本発明の方法において添加されない水素付加界面活性剤の例示的な実施形態は、とりわけ:ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。
有利には、本発明の方法は、上に定義されたような系(R)及び任意選択的に更なる成分の存在下における水性エマルジョン中で、上に定義されたような少なくとも1種の更なるモノマー(MF)とVDFを重合させることを含む。
本発明にかかる方法は、好ましくは、連続的、又はセミバッチ若しくはバッチで行うことができる。
本発明の方法は、とりわけ有機過酸化物に基づいて、当業者によって選択できる温度で行われる。好ましくは、本発明の方法は、40℃~120℃、より好ましくは50℃~100℃の温度で行われる。
本発明の方法は、好ましくは、10~60bar、より好ましくは25~55barの圧力で行われる。
上記のように、本発明の別の目的は、上で詳述したような、フルオロエラストマー(A)について上に列挙した全ての特徴に従う可能性がある、少なくとも1つのフルオロエラストマー(A)の粒子を含む水性ラテックスであり、ここで、当該フルオロエラストマー(A)は、
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該ラテックスは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される。
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該ラテックスは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される。
この理論に束縛されるものではないが、本出願人は、測定された-CH2OH鎖末端の量はその決定に使用される技術の検出限界未満であり得るが(実験セクションを参照)、-CH2OH鎖末端の非ゼロ濃度は開始剤(O)と化合物(S)を含む組成物(CS)とを組み合わせた開始剤系の使用の不可避の結果であり、これは、重合中に充分なコロイド安定性を達成することを可能にし、例えばフルオロエラストマー(A)のラテックスの製造中の汚染、反応器の蓄積又は早期凝固現象を回避することなどができると一般に理解されている。
検出限界未満の-CH2OH鎖末端の量(0.05mmol/Kgのフルオロエラストマー(A))は、本発明のある特定の好ましい実施形態で決定されている;当該フルオロエラストマー(A)を作製する方法で使用される成分によって提供される全コロイド系は、このように限られた数の極性鎖末端を有するこのようなフルオロエラストマー(A)の粒子がコロイド安定性を持つ能力にプラスの影響を及ぼすものと考えられる。
フルオロエラストマー(A)の別の重要な属性は、フルオロエラストマー(A)が、-CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を含むという事実であり、これは、それらの生成方法で使用される有機開始剤の使用の典型的な特徴である。それにもかかわらず、ラテックス安定性(-CH2OH鎖末端に関連)にも、又は架橋能力及び架橋密度(-CH2-X鎖末端に関連)にも影響を及ぼさないために、そのような鎖末端の量は制限される。一般的には、式-CF2H及び-CF2CH3の鎖末端の総量は、8mmol/kg未満、好ましくは5mmol/kg未満、更により好ましくは3mmol/kg未満である。
フルオロエラストマー(A)は、式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)のI/Br含有鎖末端を、鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%、好ましくは少なくとも68モル%、より好ましくは少なくとも70モル%の量で含む。特に、フルオロエラストマー(A)は、式-CH2-IのI含有鎖末端を、鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%、好ましくは少なくとも68モル%、より好ましくは少なくとも70モル%の量で含む。
このような末端基は、架橋における好適な反応性を確保し、且つ適切な架橋密度を発現させるために重要であるだけでなく、また、フッ素化界面活性剤を添加せずに乳化重合を維持するために必要なコロイド安定性にも寄与し得る。
このように、フルオロエラストマー(A)は、ASTM D1646に従って決定した場合に、121℃で、少なくとも10、好ましくは少なくとも15、より好ましくは少なくとも20のムーニー単位(MU)のムーニー粘度(ML)(1+10);及び/又は121℃で、最大80MU、好ましくは最大75MU、より好ましくは最大70MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有する。換言すれば、フルオロエラストマー(A)は、高分子量ポリマーであり、分子量が制限されたフルオロワックス(fluorowax)又はフッ素ゴムではない。実際、これは重要な特徴であり、フルオロ界面活性剤を添加せずにフルオラバー(fluorubber)を作製する技術は、そのような高分子量材料へのアクセスを提供することができない可能性がある。
また、更なる態様では、本発明は、ヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含むフルオロエラストマー(A)、即ち(パー)フルオロエラストマーに関し、ここで、当該フルオロエラストマー(A)は、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含み、当該フルオロエラストマー(A)は、
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される。
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される。
そのようなフルオロエラストマー(A)は、有利には、上記のように、フルオロエラストマー(A)の粒子を含むラテックスの標準的な技術に従って凝固することによって得られる。
かかるフルオロエラストマー(A)は、以下の硬化成分を添加することによって配合される場合、30phrのC-black N990 MT;4.00phrのトリアリルイソシアヌレート;5.00phrのZnO及び3.00の2,5-ビス(tert-ブチルペルオキシ)-2,5-ジメチルヘキサンが、以下:
-ML=最小トルク(lb×in)及びMH=最大トルク(lb×in)である一方で、ASTM D 5289に従って160℃でMDRによって決定された場合、20lb.inを超える、好ましくは23lb.inを超える、より好ましくは25lb.inを超えるMH-MLの差異;
-規格AS568Aタイプ214のOリング試験片について、ASTM D 395、方法Bに従って200℃で70時間決定した場合、30未満、好ましくは28未満、より好ましくは25未満の圧縮永久歪み(C-SET)、
を有するようなものである。
-ML=最小トルク(lb×in)及びMH=最大トルク(lb×in)である一方で、ASTM D 5289に従って160℃でMDRによって決定された場合、20lb.inを超える、好ましくは23lb.inを超える、より好ましくは25lb.inを超えるMH-MLの差異;
-規格AS568Aタイプ214のOリング試験片について、ASTM D 395、方法Bに従って200℃で70時間決定した場合、30未満、好ましくは28未満、より好ましくは25未満の圧縮永久歪み(C-SET)、
を有するようなものである。
より更なる態様では、本発明は、以下:
-少なくとも1つのフルオロエラストマー(A)、即ちヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む(パー)フルオロエラストマー(当該フルオロエラストマー(A)は、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含む)を含み、当該フルオロエラストマー(A)は、以下:
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成され;且つ
-少なくとも1つの有機過酸化物、
を含む、硬化性組成物に関する。
-少なくとも1つのフルオロエラストマー(A)、即ちヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む(パー)フルオロエラストマー(当該フルオロエラストマー(A)は、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含む)を含み、当該フルオロエラストマー(A)は、以下:
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
ここで、当該フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成され;且つ
-少なくとも1つの有機過酸化物、
を含む、硬化性組成物に関する。
当該有機過酸化物は、硬化条件でラジカルを産生することができるものの中から選択される。
一般的に用いられる有機過酸化物のうちで、ジアルキルパーオキシド(例えば、ジ-テルブチルパーオキシド、及び2,5-ジメチル-2,5-ジ(テルブチルパーオキシ)ヘキサンなど);ジクミルパーオキシド;ジベンゾイルパーオキシド;ジテルブチルパーベンゾエート;ジ[1,3-ジメチル-3-(テルブチルパーオキシ)ブチル]カーボネートを挙げることができる。
本発明の硬化性組成物は、以下を更に含んでもよい:
(a)フルオロエラストマー(A)に対して、一般的に0.5~10phr、好ましくは1~7phrの範囲内の量の硬化助剤;中でも、一般的に使用されるものは、トリアリル-シアヌレート;トリアリル-イソシアヌレート(TAIC);トリス(ジアリルアミン)-s-トリアジン;トリアリルホスファイト;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;N,N’ビスアリルビシクロ-オクタ-7-エン-ジスクシンイミド(BOSA);上記のビス-オレフィン(OF)、特に式CH2=CH-(CF2)n-CH=CH2のビス-オレフィンであって、トリアジンが、一般式:
(式中、Xは、独立して、水素、塩素、フッ素C1~C3アルキル又はパーフルオロアルキルであってもよく;nは、2~20、好ましくは4~12、より好ましくは4~8の範囲の整数である)を有する、硬化助剤。TAICは、TAIC硬化助剤が特に好ましい;
(b)フルオロエラストマー(A)に対して、1~15phr、2~10phrの範囲内の量の金属化合物であって、例としては、Mg、Zn、Ca又はPbなどの二価金属の酸化物又は水酸化物から選択され、任意選択的は、例えば、Ba、Na、K、Pb、Ca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などの弱酸塩と結合している、金属化合物;
(c)増粘剤、顔料、酸化防止剤、補強剤(例えば、カーボンブラック)、安定化剤などの他の従来の添加剤。
(a)フルオロエラストマー(A)に対して、一般的に0.5~10phr、好ましくは1~7phrの範囲内の量の硬化助剤;中でも、一般的に使用されるものは、トリアリル-シアヌレート;トリアリル-イソシアヌレート(TAIC);トリス(ジアリルアミン)-s-トリアジン;トリアリルホスファイト;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;N,N’ビスアリルビシクロ-オクタ-7-エン-ジスクシンイミド(BOSA);上記のビス-オレフィン(OF)、特に式CH2=CH-(CF2)n-CH=CH2のビス-オレフィンであって、トリアジンが、一般式:
(b)フルオロエラストマー(A)に対して、1~15phr、2~10phrの範囲内の量の金属化合物であって、例としては、Mg、Zn、Ca又はPbなどの二価金属の酸化物又は水酸化物から選択され、任意選択的は、例えば、Ba、Na、K、Pb、Ca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などの弱酸塩と結合している、金属化合物;
(c)増粘剤、顔料、酸化防止剤、補強剤(例えば、カーボンブラック)、安定化剤などの他の従来の添加剤。
硬化物品を作製する方法、及び上記の硬化性組成物から得られる硬化物品は、本発明の更なる目的である。
当該硬化物品は、とりわけ、パイプ、ジョイント、Oリング、ホースなどから選択することができる。
更なる態様では、本発明は、硬化物品を製造する方法であって、少なくとも1つのフルオロエラストマー(A)及び少なくとも1つの有機過酸化物を含む硬化性組成物を加工及び硬化することを含む、方法に関する。
フルオロエラストマー(A)を含む当該硬化性組成物は、例えば、成形(射出成形、押出成形)、カレンダーがけ、又は押出によって、所望の造形品へ二次加工することができる。当該硬化物品は、加工それ自体中に及び/又はその後の工程(後処理又はポスト硬化)において加硫(又は硬化)にかけられてもよい。
参照により本明細書中に組み込まれている特許、特許出願、及び公開資料の開示が、ある用語を不明確とし得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合、本記載が優先する。
参照により本明細書に援用される任意の特許、特許出願、及び刊行物の開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合、本記載が優先するものとする。
本発明は、これから、以下の実施例に関連してより詳細に説明されるが、その目的は、例示的であるに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
ムーニー粘度:
121℃におけるムーニー粘度(ML)(1+10)は、ASTM D1646に準拠して測定した。
121℃におけるムーニー粘度(ML)(1+10)は、ASTM D1646に準拠して測定した。
末端基の決定
末端基は、PIANCA,M.,et al. J.Fluor.Chem..1999,p.95-71.に記載の方法に従って、NMR及び/又は赤外分光法によって同定及び定量した。以下の表では、「n.d.」という条件は、検出限界未満、即ち0.05mmol/Kg未満の濃度で存在する鎖末端に関連して、「検出不能」を意味するために使用される。
末端基は、PIANCA,M.,et al. J.Fluor.Chem..1999,p.95-71.に記載の方法に従って、NMR及び/又は赤外分光法によって同定及び定量した。以下の表では、「n.d.」という条件は、検出限界未満、即ち0.05mmol/Kg未満の濃度で存在する鎖末端に関連して、「検出不能」を意味するために使用される。
比較実施例1
630rpmで作動する撹拌機を備えた5Lの垂直オートクレーブ内に、脱塩水2.7Lを排出した後に導入した。オートクレーブを次に60℃に加熱し、反応の全期間にわたりそのような温度に維持した。HFPモノマーを供給することにより、オートクレーブの圧力を12bar上昇させた。圧力が26barになるように、以下のモノマーの気体混合物をオートクレーブに供給した:フッ化ビニリデン(VDF)48.5モル%、ヘキサフルオロプロペン(HFP)26.5モル%、テトラフルオロエチレン(TFE)25モル%。次いで、3.42gのC4F8I2及び0.23gの式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィンを導入した。脱塩水中のt-ブチルヒドロペルオキシド(TBHP)の29.4g/L溶液を、一定の公称供給速度でオートクレーブにポンピングした。同時に、しかし別々に、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の62g/L溶液を、TBHPと本質的に同様の供給速度でオートクレーブ内にポンピングした。開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、上記のように、合計3.77gのビス-オレフィンを19段階で添加した。240gのモノマー変換率で、5.14gのC4F8I2を添加した。2.85gのC4F8I2の最終アリコートを960gのモノマー変換率で導入した。
630rpmで作動する撹拌機を備えた5Lの垂直オートクレーブ内に、脱塩水2.7Lを排出した後に導入した。オートクレーブを次に60℃に加熱し、反応の全期間にわたりそのような温度に維持した。HFPモノマーを供給することにより、オートクレーブの圧力を12bar上昇させた。圧力が26barになるように、以下のモノマーの気体混合物をオートクレーブに供給した:フッ化ビニリデン(VDF)48.5モル%、ヘキサフルオロプロペン(HFP)26.5モル%、テトラフルオロエチレン(TFE)25モル%。次いで、3.42gのC4F8I2及び0.23gの式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィンを導入した。脱塩水中のt-ブチルヒドロペルオキシド(TBHP)の29.4g/L溶液を、一定の公称供給速度でオートクレーブにポンピングした。同時に、しかし別々に、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の62g/L溶液を、TBHPと本質的に同様の供給速度でオートクレーブ内にポンピングした。開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、上記のように、合計3.77gのビス-オレフィンを19段階で添加した。240gのモノマー変換率で、5.14gのC4F8I2を添加した。2.85gのC4F8I2の最終アリコートを960gのモノマー変換率で導入した。
83分後に1200gの全モノマー消費量に達するまで重合を継続した;そのような反応時間中、80mL及び78mLの上で詳述したE28及びTHBPの詳細な溶液を、それぞれ供給し、次いで、オートクレーブを減圧し、通気し、冷却した。得られたラテックスは、27.6重量%の固形分含有率を有した。Al2(SO4)3の溶液で凝固させ、乾燥させた後、121℃で21MUのムーニー粘度(ML)(1+10)であるフルオロエラストマー団粒(crumb)(1159g)を収集した。
比較実施例2
C4F8I2及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィンの初期充填量が、それぞれ2.86g及び0.23gであり、TBHPの脱塩水中14.7g/L溶液の連続した一定の供給物を、Bruggolite(登録商標)タイプE28の脱塩水中31g/L溶液の連続した別々の一定の本質的に同様の供給物と一緒にオートクレーブ内へとポンピングしたことを除いて、実施例1Cと同じ手順に従った。開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計3.77gのビス-オレフィンを19段階で添加した。240gのモノマー変換率で、4.08gのC4F8I2を添加した。2.45gのC4F8I2の最終アリコートを960gのモノマー変換率で導入した。
C4F8I2及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィンの初期充填量が、それぞれ2.86g及び0.23gであり、TBHPの脱塩水中14.7g/L溶液の連続した一定の供給物を、Bruggolite(登録商標)タイプE28の脱塩水中31g/L溶液の連続した別々の一定の本質的に同様の供給物と一緒にオートクレーブ内へとポンピングしたことを除いて、実施例1Cと同じ手順に従った。開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計3.77gのビス-オレフィンを19段階で添加した。240gのモノマー変換率で、4.08gのC4F8I2を添加した。2.45gのC4F8I2の最終アリコートを960gのモノマー変換率で導入した。
160分後に1200gの全モノマー消費量に達するまで重合を継続した;そのような反応時間中、128mL及び137mLの上で詳述したE28及びTHBPの詳細な溶液を、それぞれ供給し、次いで、オートクレーブを減圧し、通気し、冷却した。得られたラテックスは、27.6重量%の固形分含有率を有した。Al2(SO4)3溶液で凝固させ、乾燥(1158g)した後、得られたフルオロエラストマー団粒について、121℃で25MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を測定した。
比較実施例3
初期HFP圧力が13barであったことを除いて実施例2Cと同じ手順に従い、同じくVDF/HFP/TFE混合物では26barに従い、同じく実施例2CのようにC4F8I2及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィンの初期充填に従った。脱塩水中のTBHPの8.4g/L溶液の連続的な一定供給は、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の17g/L溶液の連続した別個の一定且つ本質的に同様の供給を伴った。開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計3.77gのビス-オレフィンを19段階で添加した。240gのモノマー変換率で、4.08gのC4F8I2を添加した。2.45gのC4F8I2の最終アリコートを960gのモノマー変換率で導入した。
初期HFP圧力が13barであったことを除いて実施例2Cと同じ手順に従い、同じくVDF/HFP/TFE混合物では26barに従い、同じく実施例2CのようにC4F8I2及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィンの初期充填に従った。脱塩水中のTBHPの8.4g/L溶液の連続的な一定供給は、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の17g/L溶液の連続した別個の一定且つ本質的に同様の供給を伴った。開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計3.77gのビス-オレフィンを19段階で添加した。240gのモノマー変換率で、4.08gのC4F8I2を添加した。2.45gのC4F8I2の最終アリコートを960gのモノマー変換率で導入した。
187分後に1200gの全モノマー消費量に達するまで重合を継続した;そのような反応時間中、160mL及び171mLの上で詳述したE28及びTHBPの詳細な溶液を、それぞれ供給し、次いで、オートクレーブを減圧し、通気し、冷却した。得られたラテックスは、24.5重量%の固形分含有率を有した。Al2(SO4)3溶液で凝固させ、乾燥(1027g)した後、得られたフルオロエラストマー団粒について、121℃で29MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を測定した。
実施例4(本発明による)
初期HFP圧力が12.5barであったことを除いて実施例1と同じ手順に従い、同じくVDF/HFP/TFE混合物では26barに従い、C4F8I2(2.45g)及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィン(0.23g)の初期充填に従った。脱塩水中のTBHPの2.8g/L溶液の連続的な一定供給は、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の8g/L溶液の連続した別個の一定且つ本質的に同様の供給を伴った。
初期HFP圧力が12.5barであったことを除いて実施例1と同じ手順に従い、同じくVDF/HFP/TFE混合物では26barに従い、C4F8I2(2.45g)及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィン(0.23g)の初期充填に従った。脱塩水中のTBHPの2.8g/L溶液の連続的な一定供給は、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の8g/L溶液の連続した別個の一定且つ本質的に同様の供給を伴った。
開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計3.77gのビス-オレフィンを20段階で添加した。240gのモノマー変換率で、3.67gのC4F8I2を添加した。2.04gのC4F8I2の最終アリコートを960gのモノマー変換率で導入した。
171分後に1200gの全モノマー消費量に達するまで重合を継続した;そのような反応時間中、154mL及び158mLの上で詳述したE28及びTHBPの詳細な溶液を、それぞれ供給し、次いで、オートクレーブを減圧し、通気し、冷却した。得られたラテックスは、24.6重量%の固形分含有率を有した。Al2(SO4)3溶液で凝固させ、乾燥(1048g)した後、得られたフルオロエラストマー団粒について、121℃で48MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を測定した。
実施例5(本発明による)
実施例4と同じ手順に従い、同じ初期HFP加圧、その後のVDF/HFP/TFE混合物による加圧、C4F8I2(2.45g)及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィン(0.23g)の同じ初期充填を行った。開始は、TBHPの脱塩水中1.4g/L溶液を一定の供給速度でポンピングし、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の4g/L溶液を本質的に同様の供給速度で別々にポンピングすることによって達成した。
実施例4と同じ手順に従い、同じ初期HFP加圧、その後のVDF/HFP/TFE混合物による加圧、C4F8I2(2.45g)及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィン(0.23g)の同じ初期充填を行った。開始は、TBHPの脱塩水中1.4g/L溶液を一定の供給速度でポンピングし、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の4g/L溶液を本質的に同様の供給速度で別々にポンピングすることによって達成した。
開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計3.77gのビス-オレフィンを20段階で添加した。240gのモノマー変換率で、3.67gのC4F8I2を添加した。2.04gのC4F8I2の最終アリコートを960gのモノマー変換率で導入した。
238分後に1200gの全モノマー消費量に達するまで重合を継続した;そのような反応時間中、218mL及び212mLの上で詳述したE28及びTHBPの詳細な溶液を、それぞれ供給し、次いで、オートクレーブを減圧し、通気し、冷却した。得られたラテックスは、22.5重量%の固形分含有率を有した。Al2(SO4)3溶液で凝固させ、乾燥(935g)した後、得られたフルオロエラストマー団粒について、121℃で65MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を測定した。
実施例6(本発明による)
450rpmで作動する撹拌機を備えた22Lの垂直オートクレーブ内に、脱塩水11.5Lを排出した後に導入した。オートクレーブを次に60℃に加熱し、反応の全期間にわたりそのような温度に維持した。HFPモノマーを供給することにより、オートクレーブの圧力を13.7bar上昇させた。圧力が26barになるように、以下のモノマーの気体混合物をオートクレーブに供給した:フッ化ビニリデン(VDF)48.5モル%、ヘキサフルオロプロペン(HFP)26.5モル%、テトラフルオロエチレン(TFE)25モル%。次いで、10.61gのC4F8I2及び0.90gの式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィンを導入した。脱塩水中のt-ブチルヒドロペルオキシドの8.22g/L溶液を、一定の供給速度でオートクレーブにポンピングした。同時に、しかし別々に、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の23.5g/L溶液を、本質的に同様の供給速度でオートクレーブ内にポンピングした。開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計16.49gのビス-オレフィンを19段階で添加した。瞬間的なモノマー変換率が2000g/時を超えた後、TBHP及びBruggolite(登録商標)E28供給速度は約25%低下し、反応の残りの間にわたり一定に維持された。1056gのモノマー変換率で、16.33gのC4F8I2を添加した。8.98gのC4F8I2の最終アリコートを4224gのモノマー変換率で導入した。
450rpmで作動する撹拌機を備えた22Lの垂直オートクレーブ内に、脱塩水11.5Lを排出した後に導入した。オートクレーブを次に60℃に加熱し、反応の全期間にわたりそのような温度に維持した。HFPモノマーを供給することにより、オートクレーブの圧力を13.7bar上昇させた。圧力が26barになるように、以下のモノマーの気体混合物をオートクレーブに供給した:フッ化ビニリデン(VDF)48.5モル%、ヘキサフルオロプロペン(HFP)26.5モル%、テトラフルオロエチレン(TFE)25モル%。次いで、10.61gのC4F8I2及び0.90gの式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィンを導入した。脱塩水中のt-ブチルヒドロペルオキシドの8.22g/L溶液を、一定の供給速度でオートクレーブにポンピングした。同時に、しかし別々に、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の23.5g/L溶液を、本質的に同様の供給速度でオートクレーブ内にポンピングした。開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計16.49gのビス-オレフィンを19段階で添加した。瞬間的なモノマー変換率が2000g/時を超えた後、TBHP及びBruggolite(登録商標)E28供給速度は約25%低下し、反応の残りの間にわたり一定に維持された。1056gのモノマー変換率で、16.33gのC4F8I2を添加した。8.98gのC4F8I2の最終アリコートを4224gのモノマー変換率で導入した。
212分後に5280gの全モノマー消費量に達するまで重合を継続した;そのような反応時間中、209mL及び204mLの上で詳述したE28及びTHBPの詳細な溶液を、それぞれ供給し;次いで、オートクレーブを減圧し、通気し、冷却した。得られたラテックスは、26.6重量%の固形分含有率を有した。Al2(SO4)3溶液で凝固させ、乾燥(4538g)した後、得られたフルオロエラストマー団粒について、121℃で23MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を測定した。
実施例7(本発明による)
実施例6と同じ手順に従い、同じ初期HFP加圧、その後のVDF/HFP/TFE混合物による加圧、C4F8I2(10.61g)及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィン(0.90g)の同じ初期充填を行った。開始は、TBHPの脱塩水中8.22g/L溶液を一定の供給速度でポンピングし、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の17.3g/L溶液を本質的に同様の供給速度で別々にポンピングすることによって達成した。
実施例6と同じ手順に従い、同じ初期HFP加圧、その後のVDF/HFP/TFE混合物による加圧、C4F8I2(10.61g)及び式H2C=CH-(CF2)6-CH=CH2のビス-オレフィン(0.90g)の同じ初期充填を行った。開始は、TBHPの脱塩水中8.22g/L溶液を一定の供給速度でポンピングし、脱塩水中のBruggolite(登録商標)タイプE28の17.3g/L溶液を本質的に同様の供給速度で別々にポンピングすることによって達成した。
開始後、VDF/HFP/TFE混合物を連続的に供給して一定の圧力を維持し、合計16.53gのビス-オレフィンを20段階で添加した。1056gのモノマー変換率で、16.33gのC4F8I2を添加した。8.98gのC4F8I2の最終アリコートを4224gのモノマー変換率で導入した。
197分後に5280gの全モノマー消費量に達するまで重合を継続した;そのような反応時間中、206mL及び189mLの上で詳述したE28及びTHBPの詳細な溶液を、それぞれ供給し、次いで、オートクレーブを減圧し、通気し、冷却した。得られたラテックスは、26.1重量%の固形分含有率を有した。Al2(SO4)3溶液で凝固させ、乾燥(4453g)した後、得られたフルオロエラストマー団粒について、121℃で25MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を測定した。
表1(a及びb)は、比較実施例1C、比較実施例2C、比較実施例3C、並びに本発明にかかる実施例4、実施例5、実施例6、及び実施例7に従って、最も関連した重合条件を表形式で要約している。
表2(a及びb)は、上述したフルオロエラストマーへ以下の硬化成分を添加することによって得られた硬化性化合物について決定された、MDR及びシーリング特性を含む、比較実施例1C、2C、3C、並びに本発明にかかる4、5、6、及び7から得られたフルオロエラストマーの最も関連した特徴を、表形式でまとめたものである:30phrのCancarb製C-black N990 MT;4.00phrのトリアリルイソシアヌレート(Drimix(登録商標)TAIC 75、Finco製);5.00phrのZnO(Carlo Erba製)、及び3.00のLuperox(登録商標)101 XL 45(Atofina製)。
硬化挙動の特性評価
硬化挙動は、次の特性:を決定することにより、160℃で、ASTM D 5289に従って移動ダイレオメーター(Moving Die Rheometer:MDR)によって特性評価した。
ML=最小トルク(ポンド×インチ)
MH=最大トルク(ポンド×インチ)
ts2は、スコーチ時間、即ち、トルクがMLから2単位増加するのに必要な時間であり、t90は、MHの90%に到達するために必要な時間である。
硬化挙動は、次の特性:を決定することにより、160℃で、ASTM D 5289に従って移動ダイレオメーター(Moving Die Rheometer:MDR)によって特性評価した。
ML=最小トルク(ポンド×インチ)
MH=最大トルク(ポンド×インチ)
ts2は、スコーチ時間、即ち、トルクがMLから2単位増加するのに必要な時間であり、t90は、MHの90%に到達するために必要な時間である。
Oリング(サイズクラス=214)は、12個の空洞含むプレス金型内において160℃で10分間成形及び硬化され、次いで、空気循環式オーブン内で230℃の条件(設定点T゜に到達するために1時間、及び設定点T°で4時間)下において後処理されている。成形をレシピごとに3回繰り返し、Oリング試験片を収集した。圧縮永久歪み(C-SET)は、200℃で70時間にわたり、ASTM D 395、方法Bに従って、Oリング試験片規格AS568A(タイプ214)に対して決定した。
(**)成形の試みはOリング試験片規格AS568Aを得るのに有効ではなかったため、有意なC-Set決定は不可能であった。
MDR挙動を比較することにより、本発明にかかる実施例4~実施例7のフルオロエラストマーは、比較例1~比較例3のフルオロエラストマーの対応する値よりも有意に高いMH-ML値を有するものと結論付けることが可能になる。このようなより高いMH-ML値は、有意により高い架橋密度に達する能力を表し、より低いt90値によって示されるように、より速い架橋速度を有する。C-setに関する限り、本発明にかかる実施例4~実施例7のフルオロエラストマーは、比較例1~比較例3のフルオロエラストマーの対応する値よりも有意に低いC-Set値を有する。したがって、それらのシーリング能力は、比較例のフルオロエラストマーのシーリング能力よりも有意に優れている。
Claims (14)
- ヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む(パー)フルオロエラストマー[フルオロエラストマー(A)]を作製する方法であって、前記方法が、I原子及び/又はBr原子(好ましくは、I原子)を有する連鎖移動剤[薬剤(CTA-X)]の存在下、並びに少なくとも1つの有機ラジカル開始剤[開始剤(O)]を含むレドックス開始系[系(R)]及び少なくとも1つのスルフィン酸基を保有する少なくとも1つの化合物[化合物(S)]を含む少なくとも1つの組成物[組成物(CS)]の存在下における水性エマルジョン中で、フッ化ビニリデン(VDF)とは異なる少なくとも1/2の(パー)フッ素化モノマー[モノマー(MF)]の存在下において、VDFを重合することを含み、
ここで、
-前記開始剤(O)の量が、フルオロエラストマー(A)1kg当たり少なくとも1.50及び最大15.00mmolのO2であり;
-前記化合物(S)の量は、フルオロエラストマー(A)1kg当たり少なくとも0.20及び最大2.00gであり;且つ
-薬剤(CTA-X)と組成物(CS)との比率は、X/gの組成物(CS)の少なくとも2.00及び最大8.00gであり、一方で、Xは、前記薬剤(CTA-X)中のI及び/又はBrの量であり;且つ
前記乳化重合は、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく行われる、
方法。 - モノマー(MF)が、以下:
-テトラフルオロエチレン(TFE)及びヘキサフルオロプロピレン(HFP)などのC2~C8パーフルオロオレフィン;
-フッ化ビニル(VF)、トリフルオロエチレン(TrFE)、式CH2=CH-Rf(式中、RfはC1~C6パーフルオロアルキル基である)のパーフルオロアルキルエチレンなどの、VDFとは異なる水素含有C2~C8オレフィン;
-クロロトリフルオロエチレン(CTFE)などのC2~C8クロロ及び/若しくはブロモ及び/若しくはヨード-フルオロオレフィン;
-式CF2=CFORf(式中、Rfは、C1~C6(パー)フルオロアルキル基、例えば-CF3、-C2F5、-C3F7である)の(パー)フルオロアルキルビニルエーテル(PAVE);
-式CF2=CFOX(式中、Xは、カテナリー酸素原子を含むC1~C12[(パー)フルオロ]-オキシアルキル、例えば、パーフルオロ-2-プロポキシプロピル基である)の(パー)フルオロ-オキシ-アルキルビニルエーテル;
-式:
-以下の式を有する(パー)フルオロ-メトキシ-ビニルエーテル(以下、MOVE):CFX2=CX2OCF2OR’’f(式中、R’’fは、直鎖若しくは分岐C1~C6(パー)フルオロアルキル;C5~C6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む、直鎖若しくは分岐の、C2~C6(パー)フルオロオキシアルキルの中から選択され、X2=F、Hであり;好ましくは、X2はFであり、R’’fは-CF2CF3(MOVE1);-CF2CF2OCF3(MOVE2);若しくは-CF3(MOVE3)である)、
からなる群から選択され、
並びに/又は
ここで、フルオロエラストマー(A)は、VDFに由来する反復単位に加えて、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)に由来する反復単位を含み、且つ以下:
-一般式:
-VDF及びHFPとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位;並びに
-少なくとも1つの水素化モノマーに由来する反復単位、
のうち1つ以上を含み得る、請求項1に記載の方法。 - -前記薬剤(CTA-X)が、以下:
ヨウ素化及び/若しくは臭素化有機連鎖移動剤
;好適な有機連鎖移動剤が、典型的には、式Rf(I)x(Br)y(式中、Rfが、1~8の炭素原子を含有する(パー)フルオロアルキル若しくは(パー)フルオロクロロアルキルであり、一方で、x及びyが、1≦x+y≦2の0~2の整数である)のものである;及び
アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属ヨウ化物及び/若しくは臭化物;
からなる群から選択され、並びに/又は
-前記薬剤(CTA-X)が、好ましくは、式Rf(I)x(Br)y(式中、Rfが、1~8個の炭素原子を含有する(パー)フルオロアルキル若しくは(パー)フルオロクロロアルキルであり、一方で、x及びyが、1≦x+y≦2である0~2の整数である)のもの、最も好ましくは、式R’f(I)x’(Br)y’(式中、R’fが、1~8個の炭素原子を含有するパーフルオロアルキルであり、一方で、x’及びy’が、1≦x’+y’≦2であり、最も好ましくはx’=2及びy’=0である、0~2の整数である)のものの群から選択され;並びに/又は
-薬剤(CTA-X)と組成物(CS)との比率が、X/gの組成物(CS)の、少なくとも2.50、より好ましくは少なくとも3.20、更により好ましくは少なくとも3.40及び/若しくは最大7.60、好ましくは最大7.50、より好ましくは最大7.00gであり、一方で、Xが、前記薬剤(CTA-X)中のI及び/若しくはBrの量であり;並びに/又は
-薬剤(CTA-X)がヨウ素化連鎖移動剤であり、(CTA-X)及び組成物(CS)の量が、ヨウ素/組成物(CS)比率が組成物(CS)のI/gの少なくとも2.00、有利には少なくとも2.50、好ましくは少なくとも3.00、より好ましくは少なくとも3.20、更により好ましくは少なくとも3.40及び最大で7.60、好ましくは最大で7.50、より好ましくは最大で7.00gであるようなものである、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記開始剤(O)が、以下:
(b)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、ジラウロイルぺルオキシドなどのジアシルぺルオキシド;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;
(c)とりわけジ-tert-ブチルペルオキシド(DTBP)、t-ブチルクミルペルオキシド;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;1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン;ジ-tert-アミルペルオキシドを含む、ジアルキルペルオキシド;
(d)とりわけ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;
(e)例えばアンモニウム、ナトリウム、又はカリウム塩などの、過酸エステル及びその塩。過酸の例としては、過酢酸が挙げられる。過酸のエステルも同様に使用することができ、その例はtert-ブチルペルオキシベンゾエート、tert-ブチルペルオキシアセテート、及びtert-ブチルペルオキシピバレートを含む;
(f)とりわけジイソプロピルペルオキシジカーボネート、tert-ブチル-ペルオキシイソプロピルカーボネート;ジ-n-プロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジ-n-ブチルペルオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ジミリスチルペルオキシジカーボネート、ジセチルペルオキシジカーボネート、ジエチ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、並びに/又は
前記開始剤(O)の量が、フルオロエラストマー(A)1kg当たり最大で12.00、更により好ましくは最大で10.00mmolのO2であり;及び/若しくはフルオロエラストマー(A)1kg当たり好ましくは少なくとも1.80、より好ましくは少なくとも2.00、更により好ましくは少なくとも2.50mmolのO2の量である;及び/若しくは
ここで、前記(CTA-X)のハロゲン含有量と前記開始剤(O)の過酸化物含有量とのモル比が、X/molのO2で少なくとも3.00、好ましくはX/molのO2で少なくとも3.50、より好ましくはX/molのO2で少なくとも4.00、及び/若しくはX/molのO2で最大15.00、好ましくはX/molのO2で最大13.00、より好ましくはX/molのO2で最大12.00である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 - -前記化合物(S)が、次の式(S-I):
Mは、水素原子、アンモニウムイオン、一価金属イオンであり;
R20が、-OH若しくは-N(R4)(R5)であり、ここで、互いに同一であるか若しくは異なる、R4及びR5の各々が、水素原子若しくは1~6個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキル鎖であり;
R21が、水素原子、1~6個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐アルキル基、5若しくは6員シクロアルキル基、5若しくは6員アリール基であり;
R22が、-COOM、-SO3M、-C(=O)R4、-C(=O)N(R4)(R5)、-C(=O)OR4であり、ここで、M、R4及びR5が、上に定義された通りである)、
及び少なくとも1つの一価金属イオンを有するその塩に従い;及び/若しくは
前記組成物(CS)が、前記組成物(CS)の総重量に対して、最大50重量%、好ましくは最大45重量%、より好ましくは少なくとも40重量%である、上に定義されたような式(S-I)に従う化合物を含む;及び/若しくは
前記組成物(CS)が、少なくとも1つのスルホン酸基を含む化合物[化合物(S3)]を更に含み、前記化合物(S3)が、好ましくは、以下の式(S3-I):
前記組成物(CS)が、前記組成物(CS)の総重量に対して、少なくとも5重量%、好ましくは少なくとも10重量%、より好ましくは少なくとも15重量%である、上に定義されたような式(S3-I)に従う化合物を含む)に従い;並びに/又は
前記組成物(CS)が、以下:
-亜硫酸若しくはその塩(また、「亜硫酸塩」とも称される)、即ち式MO-S(O)-OMの化合物であって、Mの各々が互いに等しいか又は異なり、上で詳述したように独立しており、Mが好ましくはH及び/若しくはNaであり、とりわけ亜硫酸ナトリウム中及び亜硫酸水素ナトリウム中などである、化合物;及び
-硫酸若しくはその塩(また、「硫酸塩」とも称される)、即ち式MO-S(O)2-OMの化合物であって、Mの各々が互いに等しいか又は異なり、上で詳述したように独立しており、Mが好ましくはH及び/若しくはNaであり、とりわけ硫酸ナトリウム中及び硫酸水素ナトリウム中などである、化合物、
のうち少なくとも1つを更に含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。 - ヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む少なくとも1つの(パー)フルオロエラストマー[フルオロエラストエムル(fluoroelastoemr)(A)]の粒子を含む水性ラテックスであって、前記フルオロエラストマー(A)が、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含み、前記フルオロエラストマー(A)が、
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
前記ラテックスが、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される、
水性ラテックス。 - 前記フルオロエラストマー(A)が、以下の組成物(モル%単位):
(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非フッ素化オレフィン(Ol)(特に、E又はP)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%;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%;
(iv)テトラフルオロエチレン(TFE)45~65%、C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)20~55%、フッ化ビニリデン0~30%、ビス-オレフィン(OF)0~5%;
(v)テトラフルオロエチレン(TFE)32~60%モル%、C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)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%;
(vi)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%;
(vii)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%;
(viii)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%
を有するものからなる群から選択される、請求項6に記載のラテックス。 - ヨウ素鎖末端及び/又は臭素鎖末端を含む(パー)フルオロエラストマー[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(A)が、VDF、及びVDFとは異なる少なくとも1つのモノマー(MF)に由来する反復単位を含み、前記フルオロエラストマー(A)が、
-121℃で少なくとも10MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有し;
-0~5mmol/kg未満の量のフルオロエラストマー(A)で-CH2OH鎖末端を含み;
--CF2H及び-CF2CH3からなる群から選択される水素含有鎖末端を0.01~10mmol/kgのフルオロエラストマー(A)の量で含み;
-鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%の量で式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端を含有するI/Brを含み、
前記フルオロエラストマーは、いかなるフッ素化界面活性剤又は水素付加界面活性剤をも添加することなく乳化重合により生成される、
(パー)フルオロエラストマー。 - 式-CF2H及び-CF2CH3の鎖末端の総量が、8mmol/kg未満、好ましくは5mmol/kg未満、更により好ましくは3mmol/kg未満であり;並びに/又は
前記式-CH2-X(XはI又はBr、好ましくはIである)の鎖末端の量が、鎖末端の総モルに対して、少なくとも65モル%、好ましくは少なくとも68モル%、より好ましくは少なくとも70モル%であり;並びに/又は
前記フルオロエラストマー(A)が、ASTM D1646に従って決定した場合に、121℃で、少なくとも10、好ましくは少なくとも15、より好ましくは少なくとも20のムーニー単位(MU)のムーニー粘度(ML)(1+10);及び/又は121℃で、最大80、好ましくは最大75、より好ましくは最大70MUのムーニー粘度(ML)(1+10)を有する、
請求項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、以下の組成物(モル%単位):
(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非フッ素化オレフィン(Ol)(特に、E又はP)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%;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%;
(iv)テトラフルオロエチレン(TFE)45~65%、C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)20~55%、フッ化ビニリデン0~30%、ビス-オレフィン(OF)0~5%;
(v)テトラフルオロエチレン(TFE)32~60%モル%、C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)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%;
(vi)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%;
(vii)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%;
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%、
を有するものからなる群から選択される、請求項8又は9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、以下の硬化成分を添加することによって配合される場合、30phrのC-black N990 MT;4.00phrのトリアリルイソシアヌレート;5.00phrのZnO及び3.00の2,5-ビス(tert-ブチルペルオキシ)-2,5-ジメチルヘキサンが、以下:
-ML=最小トルク(lb×in)及びMH=最大トルク(lb×in)である一方で、ASTM D 5289に従って160℃でMDRによって決定された場合、20を超える、好ましくは23を超える、より好ましくは25lb.inを超えるMH-MLの差異;
-規格AS568Aタイプ214のOリング試験片について、ASTM D 395、方法Bに従って200℃で70時間決定した場合、30未満、好ましくは28未満、より好ましくは25未満の圧縮永久歪み(C-SET)、
を有する、請求項8~10のいずれか一項に記載のフルオロエラストマー(A)。 - 硬化性組成物であって、
-請求項8~11のいずれか一項に記載の、少なくとも1種のフルオロエラストマー(A)と、
-少なくとも1つの有機過酸化物、
を含む、硬化性組成物。 - 硬化物品を作製する方法であって、前記方法が、請求項12に記載の硬化性組成物を加工及び硬化することを含む、方法。
- 請求項13に記載の硬化性組成物から得られる、硬化物品。
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