JP2587578B2 - フルオロエラストマー組成物 - Google Patents

フルオロエラストマー組成物

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JP2587578B2
JP2587578B2 JP6036364A JP3636494A JP2587578B2 JP 2587578 B2 JP2587578 B2 JP 2587578B2 JP 6036364 A JP6036364 A JP 6036364A JP 3636494 A JP3636494 A JP 3636494A JP 2587578 B2 JP2587578 B2 JP 2587578B2
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    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】本発明は、アミン、強塩基及び硫化水素
による攻撃に対して耐性であり、同時に良好な低温及び
高温特性の組合わせを有し且つ油による膨潤に耐える実
質的に無定形のフルオロエラストマーと、離型剤として
機能するN,N,N′,N′−テトラ置換1,8−ジア
ミノナフタレンを含有する、過酸化物キユア可能なフル
オロエラストマー組成物に関する。
【0002】場合によつてテトラフルオロエチレンを含
有する、たとえば、フツ化ビニリデンとヘキサフルオロ
プロピレンの共重合体のような、フツ化ビニリデンに基
づく重合体は、顕著な工業的成功をおさめている。しか
しながら、これらのフルオロエラストマーを高温におい
てアミン類又は強塩基と接触させる、ある種の用途にお
いては、フルオロエラストマーは、これらの物質による
攻撃を受けて、主として硬く脆くなることによつて、フ
ルオロエラストマーとしての性質を失なう。このような
ことは、フツ化ビニリデンに基づくフルオロエラストマ
ーを、何れも油井掘削環境に付随する高温と低温の両
方、アミン及び硫化水素の組合わせに暴露する、油井掘
削作業におけるシールとして用いる場合に生じる。たと
えば、テトラフルオロエチレン/プロピレンの共重合体
のような、アミンによる攻撃に対して耐性があることが
公知な他のフルオロエラストマーは、これらの共重合体
は低温において柔軟性を失なうと共に、これらのフルオ
ロエラストマーは比較的多量のプロピレンを含有してい
ることから油の存在で膨潤して寸法を増大する傾向があ
るために、低温における長期間の耐性を必要とする場合
には有効に使用することができない。
【0003】エチレンとパーフルオロビニルエーテルの
全含量が少なくとも70モルパーセントであつて、9
5:5乃至30:70のエチレンとパーフルオロビニル
エーテルのモル比においてエチレンとパーフルオロビニ
ルエーテルを含有しているフルオロエラストマーは、エ
チレンとパーフルオロビニルエーテルの組合わせを十分
に高い分子量に重合させることが容易にはできず、その
上に、十分なフツ素含量を達成するためには高価なパー
フルオロビニルエーテル単量体を高率で使用しなければ
ならないことから、工業的に製造することは困難であ
る。
【0004】32〜60モル%のテトラフルオロエチレ
ン単位の有量を有する本発明のエチレン/テトラフルオ
ロエチレン/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)
/キユア部位を有する単量体から成る共重合体において
は、テトラフルオロエチレン単量体の反応性のために重
合が比較的容易に生じて高分子量のフルオロエラストマ
ーを容易に取得することができる。フルオロエラストマ
ー中に導入された高率のテトラフルオロエチレン単位
は、価格の高いパーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)の量があまり多くなくても、重合体中に望ましい高
率のフツ素を与える。
【0005】キユア部位を有する単量体を含有しないフ
ツ化ビニリデンに基づくフルオロエラストマーは、たと
えばジアミンとビスフエノールのような架橋剤の使用に
よる通常の方法によつてはキユアすることができない。
しかしながら、耐塩基性の重合体骨格を有している本発
明のフルオロエラストマーは、重合体中にキユア部位を
有する単量体(cure-site monomer)を導入しない限り
は、前記の通常の方法により実用的な方式でキユアさせ
ることはできない。
【0006】本発明の実質的に無定形のフルオロエラス
トマーは、−10℃又はそれ以下のガラス転移温度を有
している故に、良好な低温特性を有していると同時に、
このフルオロエラストマーは油と接触させるときに特に
耐膨潤性である。その上に、本発明のフルオロエラスト
マーは、すぐれた高温特性、耐溶剤性を有し、且つもつ
とも重要なことに、強塩基及びアミン類による攻撃に対
して耐性である。
【0007】さらに、テトラフルオロエチレンを含有す
る過酸化物キユア可能なフルオロエラストマーの加硫物
は、成形時に型のキヤビテイーの壁に強く付着し、且つ
その成形製品は、しばしば型のキヤビテイーから取り出
すときに破れたり又は傷付いたりする。
【0008】本発明は、N,N,N′,N′−テトラ置換
1,8−ジアミノナフタレンである芳香族ジアミンを含
有する過酸化物キユア可能なテトラフルオロエチレン含
有フルオロエラストマー組成物を提供する。これらの組
成物は金型キヤビテイーに粘着することがなく、金型の
キヤビテイーから放出または取り出す場合に、裂けるこ
とがなく、同時に、重合体中への芳香族ジアミンの導入
が、たとえば耐圧縮永久ひずみ性、切断時伸び及び引張
強さのような重要な物理的性質に悪影響を与えることは
ない。
【0009】本発明の組成物において使用されるフルオ
ロエラストマーは好ましくは、本質的に(1)10〜4
0モル%、好ましくは20〜40モル%のエチレン単
位、(2)32〜60モル%のテトラフルオロエチレン
単位、(3)20〜40モル%、好ましくは20〜35
モル%の、アルキル基が1〜5個の炭素原子を有する、
パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、及び(4)
キユア部位を有する単量体から成る、耐塩基性の、実質
的に無定形のフルオロエラストマーである。存在するキ
ユア部位を有する単量体の種類に依存して、フルオロエ
ラストマーはフリーラジカル的な方法、すなわち過酸化
物キユア又は化学的架橋反応、たとえば、ジアミンキユ
ア又はビスフエノールキユアによつてキユアすることが
できる。重合体中に過酸化物キユア可能なキユア部位を
有する単量体、特に2〜20個の炭素原子を有する臭素
含有オレフインを導入することが好ましい。
【0010】無定形フルオロエラストマーは、特に、た
とえば、使用するゴムシールが劣悪な環境において、強
塩基、アミン類又は硫化水素を含有する水性又は有機液
体中における長期間の耐久性を有していなければならな
い油井掘削において使用する。○−リング又は軸シール
の製造に対して有用である。
【0011】エチレンを含有し又は含有せず、且つ臭素
含有オレフインの単位を有する、上記のフルオロエラス
トマーは、それをフルオロエラストマー100部当りに
約0.05〜2部の式:
【0012】
【化2】
【0013】式中、R1、R2、R3及びR4は独立に1〜
6個の炭素原子のアルキル基、フエニル基又はベンジル
であり、R1とR2及び又はR3とR4は結合してその中で
炭素原子が酸素又は硫黄原子によつて置換されていても
よい5−又は6−員の複素環式環を形成することがで
き、R1とR3及び/又はR2とR4は結合してその中で炭
素原子が酸素又は硫黄原子によつて置き換えされていて
もよい5−又は6−員の複素環式環を形成することがで
き、X及びYは独立に1〜4個の炭素原子を有するアル
キル基又はアルコキシ基であり、そしてnは0〜3であ
る、を有するN,N,N′,N′−テトラ置換1,8−ジア
ミノナフタレンと混合する場合に、過酸化物によつてキ
ユアするときに型のキヤビテイーの壁に付着することが
ない。生成する本発明のキユアしたテトラフルオロエチ
レン含有フルオロエラストマー組成物は、たとえば、○
−リング、ホース、ガスケツト、軸シールなどのような
製品の製造のために使用することができる。
【0014】
【好適具体例の説明】本発明のフルオロエラストマー
は、10〜40モル%、好ましくは20〜40モル%の
エチレン単位、32〜60モル%のテトラフルオロエチ
レン単位、及び20〜40モル%、好ましくは20〜3
5モル%、のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)
単位及び3モル%までのキユア部位を有する単量体を含
有しなければならない。本発明において使用することが
できるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)は通常
は1〜5個の炭素原子、好ましくは1〜3個の炭素原子
を有するアルキル基を含有し、そしてパーフルオロ(ア
ルキルビニルエーテル)は、高分子量フルオロエラスト
マーの製造のために比較的容易に重合させることができ
ることにより、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)
であることがもつとも好ましい。代表的なパーフルオロ
(アルキルビニルエーテル)は、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)、パーフルオロ(ペ
ンチルビニルエーテル)を包含する。比較的低いガラス
転移点を有するフルオロエラストマーを取得するため
に、5モル%までのパーフルオロ(アルキルビニルエー
テル)単位をパーフルオロ(アルコキシアルキルビニル
エーテル)単位で置き換えることができ、それ故、本明
細書中で用いる「パーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)」なる用語は、約5モル%までの比較的少量のパー
フルオロ(アルコキシアルキルビニルエーテル)をも含
有する単量体を包含するものとする。本発明において使
用することができる、アルコキシ及びアルキル基がそれ
ぞれ1〜5個の炭素原子を含有する代表的なパーフルオ
ロ(アルコキシアルキルビニルエーテル)はパーフルオ
ロ−(2−n−プロポキシプロピルビニルエーテル)、
パーフルオロ(3−メトキシ−プロピルビニルエーテ
ル)、パーフルオロ(2−メトキシプロピルビニルエー
テル)及びパーフルオロ(2−メトキシエチルビニルエ
ーテル)を包含する。本発明のフルオロエラストマーが
40モルパーセントを超えるエチレン又は20モル%未
満のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)を含有す
る場合は、そのフルオロエラストマーは十分に無定形で
はないために、満足できるものではない。フルオロエラ
ストマーが約3モル%を越えるキユア部位を有する単量
体を含有する場合は、望ましい高分子量までの重合が困
難であり、そしてエラストマーとしての実用のためには
架橋した加硫物の密度が高すぎる。本発明のフルオロエ
ラストマーは良好な低温特性を有している、すなわち、
これらのフルオロエラストマーは転移の開始において加
熱方式で差動走査熱量計によつて測定して、−10℃又
はそれ以下、一般に−10〜−20℃の範囲内のガラス
転移温度(Tg)を有している。
【0015】本発明のフルオロエラストマーはキユア−
部位単量体を含有している。キユア部位を有する単量体
は約3モル%までの量でフルオロエラストマー中に存在
する。一般に、フルオロエラストマー中には少なくとも
0.2モル%のキユア部位を有する単量体が存在し、そ
して通常は約2モル%未満の量をフルオロエラストマー
中に存在させる必要がある。各種のキユア−部位単量体
をフルオロエラストマーの骨格中に導入することができ
る。代表的なキユア部位を有する単量体は2〜20個の
炭素原子を含有する臭素化又はヨウ素化α−オレフイ
ン、又は式:
【0016】
【化3】
【0017】式中、nは1又は2である、
【0018】
【化4】
【0019】式中、nは1〜4であり、そしてxは1〜
2である、又は CX2=CXO(CX2)nCX2Y 式中、Yは塩素、臭素又はヨウ素であり、Xは水素又は
フツ素であり、そしてnは1〜9である、のハロゲン化
ビニルエーテルを包含する。キユア部位を有する単量体
は、たとえば臭素含有オレフイン又はヨウ素含有オレフ
インのような、フルオロエラストマーに対して過酸化物
キユア性を付与するものである。加硫物の増大した加水
分解安定性のために、過酸化物キユア可能なフルオロエ
ラストマーが好適である。
【0020】本明細書中で用いる「臭素含有オレフイ
ン」又は「ヨウ素含有オレフイン」なる語は、その中の
少なくとも1つの水素原子が、それぞれ、臭素原子又は
ヨウ素原子によつて置き換えられており且つ場合によ
り、残りの水素原子が他のハロゲン原子、好ましくはフ
ツ素によつて置き換えられているオレフインを意味す
る。一部のこの種の化合物は商業的に入手することがで
き、且つ他のものは公知の方法によつて、たとえば、タ
ラント(Tarrant)及びタンドン(Tando
n)、ジヤーナル・オブ・オルガニツク・ケミストリー
(J.Org.Chem.)、34(1957)により
且つフエインバーグ(Fainberg)及びミラー
(Miller)、JACS、79、4170(195
7)及びジヤーナル・オブ・オルガニツク・ケミストリ
ー(J.Org.Chem.)、42、1985〜90
(1977)によつて示されているようにして製造する
ことができる。本発明のフルオロエラストマーを生成さ
せるために用いる単量体と共重合させることができる代
表的な臭素含有オレフインは、ブロモトリフルオロエチ
レン、1−ブロモ−2,2−ジフルオロエチレン、4−
ブロモ−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1、
臭化ビニル、1−ブロモ−2,2−ジフルオロエチレ
ン、臭化パーフルオロアリル、4−ブロモ−1,1,2
−トリフルオロブテン、4−ブロモ−1,1,3,3,
4,4−ヘキサフルオロブテン、4−ブロモ−3−クロ
ロ−1,1,3,4,4−ペンタフルオロブテン、4−
ブロモ−5,5,6,6−テトラフルオロ−ヘキセン、
4−ブロモ−パーフルオロブテン−1及び臭化3,3−
ジフルオロアリルを包含する。フルオロエラストマー中
に少なくとも0.05重量%、通常は約0.3〜1.5
重量%の臭素を与えるために十分な臭素化オレフインの
単位を使用することが好適である。フルオロエラストマ
ーは、フルオロエラストマーの全モル数に基づいて、3
モル%まで、通常は少なくとも約0.2モルパーセント
の臭素含有オレフインから由来する単位を含有する。
記共重合において使用する臭素含有オレフインは、さら
に、米国特許第4,214,060号中に記載されてい
る。
【0021】本発明のフルオロエラストマーを生成させ
るために用いる単量体と共重合させることができる3モ
ル%までの量の代表的なヨウ素含有オレフインは、式C
2=CH(CF2)xI(ここでxは2〜6である)の化
合物、さらに特定的には、ヨウ化エチレン、3−クロロ
−4−ヨード−3,4,4−トリフルオロブテン、2−ヨ
ード−1−(パーフルオロビニロキシ)−1,1,2,2
−テトラフルオロエチレン、1,1,2,3,3,3−ヘキ
サフルオロ−2−ヨード−1−(パーフルオロビニロキ
シ)プロパン、2−ヨードエチルビニルエーテル、3,
3,4,5,5,5−ヘキサフルオロ−4−ヨードペンテ
ン、ヨードトリフルオロエチレン、及び好ましくは4−
ヨード−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1を包
含する。
【0022】本発明によるフルオロエラストマー中に導
入することができるそのほかのキユア部位を有する単量
体は式:
【0023】
【化5】
【0024】式中、nは1又は2である、によつて表わ
される。これらの単量体を含有するフルオロエラストマ
ーは、2〜20個の炭素原子を含有する脂肪族ジアミン
又はヒドラジンあるいはビスフエノール、好ましくは、
0.2〜1モル%の量における添加によつてキユアす
る。このようなキユア−部位単量体及びその製造は、パ
ツチソン(Pattison)、米国特許第3,467,638号
中に記載されている。
【0025】本発明のフルオロエラストマー中に導入す
ることができるその他の代表的なキユア−部位単量体
は、式:
【0026】
【化6】
【0027】式中、nは1〜4、好ましくは2〜3であ
り、xは1〜2、好ましくは1である、を有している。
これらのキユア部位を有する単量体は、好ましくは0.
2〜1モル%の量でフルオロエラストマー中に導入す
る。このようなキユア−部位を含有する本発明のフルオ
ロエラストマーは、100部の重合体当りに1〜5部の
テトラフエニルすずの添加によつてキユアする。このよ
うなキユア部位を有する単量体及びそれらの製造は米国
特許第4,281,092号中に記載されている。
【0028】本発明のフルオロエラストマーのためのキ
ユア部位を有する単量体として使用するその他の化合物
は式: CX2=CXO(CX2)nCX2Y 式中、Yは塩素、臭素又はヨウ素であり、Xは水素又は
ヨウ素であり、そしてnは0〜9である、によつて表わ
される。代表的な例は、通常は0.2〜3モル%の量で
使用する、2−クロロエチルビニルエーテル及びパーフ
ルオロ(2−ブロモエチルビニルエーテル)である。こ
れらのキユア−部位を含有するこのようなフルオロエラ
ストマーは、過酸化物キユア可能である。
【0029】本発明のフルオロエラストマーはエチレ
ン、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルパ
ーフルオロビニルエーテル及びキユア部位を有する単量
体を、アポシーカーら、米国特許第4,035,565
号、特にその実施例1中に記載されているものと同様に
して且つ実質的に同一の条件下に、反応器に連続的にす
べての単量体を加える乳化重合方法によつて製造する、
このような乳化重合方法についての一層の詳細について
は、ムーア、米国特許第3,839,305号及びグラリ
デイングら、米国特許第3,707,529号をも参照す
べきである。
【0030】さらに詳細には、本発明において使用すべ
きフルオロエラストマーの製造においては、単量体成分
の反応混合物がフリーラジカル開始剤をも含有し且つ重
合物形成反応をフリーラジカル乳化重合反応として遂行
することが好ましい。このような反応において使用する
ためにもつとも有用なフリーラジカル開始剤の中には、
過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウ
ム、又はかかる化合物の2種以上の混合物がある。その
他の水溶性無機過酸化物、たとえば、過りん酸、過ほう
酸及び過炭酸ナトリウム、カリウム及びアンモニウムも
また有用である。開始剤は、たとえば亜硫酸、重亜硫酸
又は次亜硫酸、チオ硫酸、亜りん酸、又は次亜りん酸ナ
トリウム、カリウム又はアンモニウムのような還元剤と
組合わせて、あるいは第一鉄、第一銅又は銀塩、あるい
はその他の容易に酸化される金属化合物と組合わせて使
用することができる。公知のフリーラジカル開始剤は、
たとえばパーフルオロオクタン酸アンモニウムのような
適当な界面活性剤と組合わせて使用することもできる。
界面活性剤は、フルオロエラストマーの製造において有
用であることが公知であるものから選択することができ
る。界面活性剤は無機開始剤を用いる場合に存在させ
る。たとえば、りん酸ジナトリウムのような緩衝剤を加
えてpHを3〜7の範囲内に制御することができる。場
合によつては、乳化重合反応の間に公知の連鎖移動剤を
存在させることができる。このような連鎖移動剤の例
は、ジヨードメタン、イソプロパノール、マロン酸ジエ
チル、臭化メチレンを包含する。
【0031】乳化重合反応の完結後に、生成する重合体
ラテツクスから、公知の方法によつて、たとえば電解質
を加えることにより又は凍結により凝固させたのち、遠
心分離又は濾過し次いで乾燥することによつてフルオロ
エラストマーを単離することができる。
【0032】重合体生成反応は、塊状で、又は有機フリ
ーラジカル開始剤を含有する有機液体中で行なうことも
できる。
【0033】フルオロエラストマーの製造の間に、不活
性ガスでフラツシユしてある反応器中で、加圧下に、た
とえば約0.7〜14MPa、好ましくは約3〜10M
Paの圧力下に、約40〜130℃において反応混合物
を加熱することが好ましい。もつとも有用な方法のいく
つかにおいては、重合を連続プロセスとして行ない且つ
反応混合物は反応器中において約0.5〜5時間の平均
滞留時間を有している。滞留時間は、反応器の容量を1
時間当りに生じるラテツクスの量で割ることによつて計
算することができる。
【0034】フルオロエラストマーは大部分の場合にお
いて約0.2dl/g又はそれ以上のインヘレント粘度
を有しており、約0.3〜1dl/gのインヘレント粘
度が特に好適である。フルオロエラストマーのインヘレ
ント粘度は、ヘプタフルオロ−2,3,3−トリクロロブ
タン、パーフルオロ(ブチルテトラフルオロヒドロフラ
ン)及びエチレングリコールジメチルエーテルの60/
40/3の容量比から成る溶剤中で、重量で0.2%の
フルオロエラストマー濃度において30℃で測定するこ
とができる。
【0035】場合によつては、二価の金属酸化物又は二
価の金属水酸化物から選択される少なくとも1種の金属
化合物を、しばしば、製造中に又はキユア前に、フルオ
ロエラストマーと混合する。これらの金属化合物は、フ
ルオロエラストマーを化学的に攻撃し且つ弱化させる可
能性のある、キユア中に発生するある種のガス及び酸性
物質を吸収する。このような化合物の存在は、重合体の
熱老化性及び熱安定性を改善する。代表的な金属化合物
は、マグネシウム、亜鉛、カルシウム又は鉛の酸化物及
び水酸化物を包含する。弱酸の金属塩を、酸化物及び/
又は水酸化物と共に使用することもできる。代表的な弱
酸の金属塩は、ステアリン酸、安息香酸、炭酸、しゆう
酸及び亜りん酸のバリウム、ナトリウム、カリウム、鉛
及びカルシウム塩を包含する。酸化鉛が特に好適であ
る。金属化合物は、フルオロエラストマーの重量で約1
〜15%、好ましくは2〜10%の量で、フルオロエラ
ストマーに添加する。
【0036】キユアリング剤として過酸化物を使用する
ときは、多不飽和化合物であつて且つ有用なキユアを与
えるために過酸化物と共働する(cooperate)通常の共
作用剤(coagent)をフルオロエラストマー組成物に添
加することによつて、そのキユア速度を増大させること
ができる。組成物に加える共作用剤の量は一般に100
部のフルオロエラストマー当り約0.25〜10部、通
常は0.5〜5部である。本発明において使用すること
ができる代表的な公知の共作用剤は米国特許第4,21
4,060号に記載されている。特に効果的な共作用剤
はトリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレー
ト、トリビニルイソシアヌレート及びトリメタアリルイ
ソシアヌレートを包含する。
【0037】過酸化物キユア−部位として臭素含有オレ
フインを含有する、エチレンの単位を伴ない又は伴なわ
ない、上記のフルオロエラストマーをキユアするとき
に、それが金型のキヤビテイーに粘着することを防ぐた
めには、重量で100部のフルオロエラストマー当りに
約0.05〜2部の式:
【0038】
【化7】
【0039】式中、R1、R2、R3、R4、X、Y及びn
は前記の意味を有する、を有するN,N,N′,N′−テ
トラ置換1,8−ジアミノナフタレンを重合体組成物に
添加する。かくして得たフルオロエラストマー組成物
は、過酸化物キユアするときに、このようなフルオロエ
ラストマーに付随する重要な物理的性質を実質的に維持
して、金属のキヤビテイーから傷が付くことなしに容易
に取り出すことができる。
【0040】本発明を何ら特定の理論によつて束縛しよ
うとするものではないが、N,N,N′,N′−テトラ置
換1,8−ジアミノナフタレンの特異な塩基性は二つの
ペリ置換基の立体的な相互作用によるものであつて、こ
の相互作用はフルオロエラストマーに対する芳香族ジア
ミンの活性の原因となるものと思われる。窒素原子上の
非共有電子対の整列と混成が、これらのN,N,N′,
N′−テトラ置換1,8−ジアミノナフタレンの性質に
大きく影響する。これは芳香族ジアミンのモノプロトン
化形態中のきわめて強いN−H−N水素結合の生成を説
明する。これらの芳香族アミンの強い塩基性は、12.
34のpKaを有する1,8−ビス(ジメチルアミノ)
ナフタレン及び、5.1のpKaを有する、一層典型的
な芳香族アミンN,N−ジメチルアニリンの塩基性との
比較から例証することができる。
【0041】本発明において使用するN,N,N′,N′
−テトラ置換1,8−ジアミノナフタレンは、商業的に
入手することができるか又は通常のアルキル化剤による
1,8−ジアミノナフタレンのアルキル化によつて製造
することができる。たとえば、1,5−ジメチルナフト
[1,8−bc]−1,5−ジアザシクロアルカンは、
1,8−ビス(メチルアミノ)ナフタレンの、たとえ
ば、二ハロゲン化物のような2官能性試剤によるアルキ
ル化によつて、合成することができる。R1、R2、R3
及びR4がメチル基である1,8−ビス(ジメチルアミ
ノ)ナフタレンは本発明において使用する好適な芳香族
ジアミンである。この芳香族ジアミンは市販品を入手す
ることができ又は水素化ナトリウムの存在において1,
8−ジアミノナフタレンを過剰の硫酸ジメチルと反応さ
せることにより合成することができる。N,N,N′,
N′−テトラ置換1,8−ジアミノナフタレンの合成方
法は、さらに、R.W.アルダーらによりジヤーナル・
オブ・ザ・ケミカル・ソサエテイー、パーキンI、28
40頁、1981年中に記されている。
【0042】本発明において使用するN,N,N′,N′
−テトラ置換1,8−ジアミノナフタレンは、下式によ
つて全般的に表わされる3種類に分類することができ
る:
【0043】
【化8】
【0044】第一の種類は、R1、R2、R3及びR4が独
立に1〜6個の炭素原子のアルキル基、フエニル又はベ
ンジルであるN,N,N′,N′−テトラ置換1,8−ジア
ミノナフタレンを包含する。代表的な化合物は1,8−
ビス(ジエチルアミノ)ナフタレン、1−ベンジルメチ
ル−アミノ−8−ジメチルアミノナフタレン、1,8−
ビス(ジメチルアミノ)−2,7−ジメトキシナフタレ
ン及び1,8−ビス(ジエチルアミノ)−2,7−ジメト
キシナフタレンを包含する。R1、R2、R3及びR4は独
立に1〜6個の炭素原子、特にメチル基であることが好
ましい。第二の種類はR1とR2及び/又はR3とR4が結
合してその中で1個の炭素原子が1個の酸素原子又は1
個の硫黄原子によつて置き換えられていてもよい5又は
6員の複素環式環を形成することができる化合物を包含
する。代表的な化合物は1,8−ビス(1−ピペリジニ
ル)ナフタレン、1,8−ビス(ジモルホリノ)ナフタ
レン、1,8−ビス(1−ピロリジニル)ナフタレン及
び1−ジメチルアミノ−8−モルホリノナフタレンを包
含する。第三の種類はR1とR3及び/又はR2とR4が結
合しその中で1個の炭素原子が1個の酸素原子又は1個
の硫黄原子で置き換えられていてもよい6〜20個の炭
素原子の複素環式環を形成することができる化合物を包
含する。代表的な化合物は9,9−ジメチルナフト[1,
8−bc]−1,5−ジアザビシクロ−[3.3.1]ノ
ナン、ナフト[1,8−bc]−1,5−ジアザビシクロ
−[3.2.2]ノナン及びナフト[1,8−bc]−1,
5ージアザビシクロ−[3.3.3]ウンデカンを包含す
る。
【0045】フルオロエラストマー組成物中に導入する
N,N,N′,N′−テトラ置換1,8−ジアミノナフタレ
ンの量はフルオロエラストマー100部当りに約0.0
5〜2部、一般にはフルオロエラストマー100部当り
約0.1〜1部である。
【0046】N,N,N′,N′−テトラ置換1,8−ジア
ミノナフタレンは、キユアリング剤又は充てん剤の添加
前又は添加後に、あるいはこれらの成分を組成物に加え
ると同時に、2本ロールのゴム練り機上で又はバンバリ
ーミキサーなど中で、組成物と混合することができる。
混合は室温において行なうことができるが、100℃に
至るまでの温度を用いることができる。通常は、常温に
おいて配合成分と共に芳香族ジアミンを加える。
【0047】N,N,N′,N′−テトラ置換1,8−ジア
ミノナフタレンと混合する本発明において使用するフル
オロエラストマーは、モル基準で30〜80モル%のテ
トラフルオロエチレンの単位、20〜40モル%のパー
フルオロ(アルキルビニルエーテル)の単位、3モル%
に至るまでの臭素含有オレフインの単位及び場合により
40モル%までのエチレンの単位を含有する。通常はパ
ーフルオロ(アルキルビニルエーテル)中のアルキル基
は1〜5個の炭素原子を含有することができる。N,N,
N′,N′−テトラ置換ジアミノナフタレンと混合して
使用する好適なフルオロエラストマーは60〜80モル
%、もつとも好ましくは65〜72モル%のテトラフル
オロエチレンの単位、20〜40モル%、もつとも好ま
しくは28〜35モル%のパーフルオロ(アルキルビニ
ルエーテル)の単位及び0.2〜3モル%、もつとも好
ましくは0.5〜1.5モル%の臭素含有オレフインの単
位を含有する。本発明において使用する別の好適なフル
オロエラストマーは10〜40モル%、もつとも好まし
くは20〜35モル%のエチレン単位、30〜60モル
%、もつとも好ましくは30〜35モル%のテトラフル
オロエチレンの単位、20〜40モル%、もつとも好ま
しくは24〜35モル%のパーフルオロ(アルキルビニ
ルエーテル)の単位及び0.2〜3モル%、もつとも好
ましくは0.5〜1.5モル%の臭素含有オレフインの単
位を含有する。
【0048】フルオロエラストマーは、たとえばカーボ
ンブラツク、シリカ、クレー及びタルクのような常用の
充てん剤をも含有することができ、その他の充てん剤、
顔料、老化防止剤、安定剤を用いることもできる。フル
オロエラストマーのモジユラスを増大させるためにカー
ボンブラツクを添加することが特に有利である。通常は
100部のフルオロエラストマー当りに5〜50部の量
を使用するが、特定の量はカーボンブラツクの粒径及び
キユア組成物について所望する硬さによつて決定され
る。
【0049】以下の実施例は本発明の好適具体例を例証
するものである。
【0050】
【実施例】参考例1 よく撹拌した2.01のステンレス鋼反応器中で連続乳
化重合を行なつた。反応器に11の脱イオン水当りに
2.2gの過硫酸アンモニウム(APS)及び0.6g
の亜硫酸ナトリウム開始剤成分、20gのパーフルオロ
オクタン酸アンモニウム(FC−143)石鹸及び1
0.0gのりん酸水素二ナトリウム・七水和物を入れ
た。反応器を90℃に加熱し且つ水溶液を1.00l/
hrで供給した(溶液を、APSを含有するものと残り
の成分を含有するものの二つの液流に分けた)。流出液
管中の背圧制御弁を用いて反応器を6.3MPaにおい
て液体の充満状態に保つた。1時間後に、隔膜圧縮機を
通じて供給する約20g/hのエチレン、110g/h
のテトラフルオロエチレン、及び150g/hのパーフ
ルオロ(メチルビニルエーテル)から成る気体単量体混
合物の導入によつて重合を開始させた。4時間後に、4
−ブロモ−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1
を約3g/hの速度で反応器に導入した。2時間の平衡
化時間後に、流出する重合体ラテツクスを4時間にわた
つて収集した。
【0051】重合体ラテツクスを、常圧において、脱気
容器中で、残留単量体から分離した。ラテツクスは4.
5のpHを有し且つ約15%の固形体を含有した。pH
を希硝酸によつて約3に低下させ且つ硝酸カルシウム溶
液を用いる凝固によつてラテツクスからフルオロエラス
トマーを単離した。凝固した重合体を沈降させて、水中
に2回再スラリー化することによつて洗浄したのち、濾
過した。湿つたクラムを50〜60℃の空気乾燥器中で
1%未満の水分まで乾燥した。フルオロエラストマーは
元素分析及び19F核磁気共鳴分析によつて測定するとき
に、下記の組成を示した:単量体 重量% モル% エチレン 6 21 テトラフルオロエチレン 51 53 パーフルオロ(メチルビリルエーテル) 42 26 4−ブロモ−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1 1.4 0.7 差動走査熱量測定(転移の開始において10℃/分の昇
温)によつて測定するとガラス転移温度(Tg)は−1
8℃であり且つ結晶化度は無視できる程度であつた。フ
ルオロエラストマーのインヘレント粘度は、60/40
/3容量化のヘプタフルオロ−2,3,3−トリクロロブ
タン、パーフルオロ(ブチルテトラヒドロフラン)及び
エチレングリコールジメチルエーテルから成る溶剤中
で、0.2g/dlの重合体濃度で30℃において測定
するときに、0.51dl/gであつた。ML−10
(121℃)として測定したときのフルオロエラストマ
ーのムーニー粘度は48であつた。
【0052】ロールが約30℃に加熱してある2本ロー
ルのゴム練り機上で下記成分を混合することによつて、
キユアできるフルオロエラストマ組成物を調製した:参考 例1のフルオロエラストマー100部、MTカーボ
ンブラツク30部、酸化鉛(リサージ)3部、トリアリ
ルシアヌレート3部、及び“ルペルコ”101−XL過
酸化物[45%の2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−
ブチルペルオキシ)ヘキサン及び55%の不活性充てん
剤]。組成物の加硫性をASTMD−2084に従つ
て、振動円盤レオメータ(ODR)を用いて177℃に
おいて12分の加硫時間において測定した、12分にお
いて達する加硫状態の90%に達するまで要する時間を
tc90として測定すると、6分であつた。試験試料を
177℃において15分間プレス加硫したのち、空気加
熱器中で232℃において24時間後加硫した。AST
MD−412に従つて応力−ひずみ特性を測定して、次
の結果を得た:100モジユラス、M100=4.8M
Pa;引張強さT=10.0MPa;伸び、E=2
20%。良好な低温可撓性は、−9℃というクラツシユ
ーバーグ温度(曲げモジユラスが10,000psiす
なわち69MPaに達する温度)によつて示された。
【0053】参考例2 下記の点を除けば参考例1に記すと同様にして、ふつ素
ゴムを製造した:水溶液を0.80l/hの速度で、
2.0lの反応器中に、2.5時間の公称滞留時間で供
給した。水溶液の各成分は、2.1g/hの過硫酸アン
モニウム、10.0g/hのりん酸二ナトリウム緩衝
剤、及び0.8g/hのパーフルオロオクタン酸アンモ
ニウム石鹸の速度で供給した。ガス単量体を20g/h
のエチレン、75g/hのテトラフルオロエチレン及び
155g/hのパーフルオロ(メチルビニルエーテル)
の速度で反応器に供給した。4−ブロモ−3,3,4,
4−テトラフルオロブテン−1加硫点単量体は、3.2
g/hの速度で供給した。10時間の平衡化後に、ラテ
ツクスを16時間にわたって収集した。未反応の排ガス
は57g/lであり、その組成は、ガスクロマトグラフ
イーによって測定したときに、0.0%のエチレン、1
3.5%のテトラフルオロエチレン及び86.5%のパ
ーフルオロ(メチルビニルエーテル)であった。重合速
度は77%の転化率において約196g/hであった。
流出ラテツクスは3.9のpHを有し、19.0%の固
形体を含有した。
【0054】単離したふつ素ゴムは下記の組成を有して
いた: 単量体 重量% モル% エチレン 11 35 テトラフルオロエチレン 35 33 パーフルオロ(メチルビニルエーテル) 54 32 4ーブロモー3,3,4,4ーテトラフルオロブテンー1 1 0.4 インヘレント粘度は0.64dl/gであり、ムーニー粘
度ML−10(121℃)は42であった。ガラス転移温
度は−15℃であり、結晶化度は無視できる程度であっ
た。
【0055】100部の上記のふつ素ゴムを約30℃に
加熱した2本ロールゴム練り機上で25部のMTブラツ
ク、5部の水酸化カルシウム、5部のトリアリルイソシ
アヌレート(TAIC)及び3部のルペルコ101−XL
過酸化物と配合した。この組成物の加硫性をASTM
D−2084に従って振動円盤レオメータ(ODR)を用
いて177℃において30分間測定し、最適加硫時間tc
90として4.3分の結果を得た。試験試料を177℃
において30分間プレス加硫したのち、200℃におい
て24時間後加硫した。ASTM D−412に従って
応力−ひずみ特性を測定して次の結果を得た:M100
9.0MPa、TB=18.6MPa、EB=190%。5
0%の水酸化ナトリウムと0.2%の第四アミン塩の水
溶液に150℃において3日間暴露した試料は適当な応
力−ひずみ特性を維持した:TB=7.4MPa、EB=1
00%、同様に暴露した市販のふつ化ビニリデン含有ふ
つ素ゴムの対照加硫物はタール状に分解した。
【0056】参考例3及び実施例1〜3 第1表に示す条件下に、よく撹拌した4.01のステン
レス鋼反応器中で連続乳化重合によってふつ素ゴムを製
造した。各実験において、過硫酸アンモニウム開始剤、
NaHPO・7HO緩衝剤及びパーフルオロオク
タン酸アンモニウム石鹸(FC−143)含有水溶液に
よって反応器を充てんした。反応器を所望の操作温度ま
で加熱して1時間で目標の水溶液供給速度を確立した。
反応器を流出管中の背圧制御弁により6.3MPaにお
いて液体の充満状態に保った。隔膜圧縮機を通じて供給
する単量体ガス混合物[エチレン、テトラフルオロエチ
レン及びパーフルオロ(メチルビニルエーテル)]の導
入によって反応を開始させた。0.5時間後に、第三−
ブタノール中の50容量%溶液として4−ブロモ−3,
3,4,4−テトラフルオロブテン−1を導入した。規
定の平衡化時間後に、表中に示すように流出ラテツクス
を収集した。ラテツクスを参考例1に記すようにして脱
気し且つ重合体を単離した。重合結果と重合体の特性を
第1表に示す。全重合体が無定形のエラストマーであっ
た。
【0057】
【表1】
【0058】
【表2】
【0059】
【表3】
【0060】
【表4】
【0061】参考例4 水溶液を2.0lの反応器中に1.67時間の公称滞留
時間にわたって1.20l/hの速度で供給するほかは
実施例1に記すようにして過酸化物加硫性のふつ素ゴム
を製造した。水溶液の各成分は3.0g/hの過硫酸ア
ンモニウム、14.0g/hrのりん酸二ナトリウム緩
衝剤、及び1.8g/hのパーフルオロオクタン酸アン
モニウム石鹸の速度で反応器に供給した。ガス状単量体
は29g/hのエチレン、146g/hのテトラフルオ
ロエチレン、及び200g/hのパーフルオロ(メチル
ビニルエーテル)の速度で反応器に供給した。加硫点単
量体4−ヨード−3,3,4,4−テトラフルオロブテ
ン−1(ITFB)は、第三ブタノール中15容量%の
溶液中で2.4g/hの速度で反応器に供給した。6時
間の平衡化時間後に、流出ラテツクスを6時間にわたっ
て収集した。脱気装置からの未反応排ガスの量は84g
/hであり、重量で0.0%のエチレン、17.6%の
テトラフルオロエチレン、及び82.4%のパーフルオ
ロ(メチルビニルエーテル)の組成を有していた。重合
速度は78%の転化率において293g/hであった。
流出ラテツクスは5.5のpHを有し、20.3%の固
形体を含有した。
【0062】単離したふつ素ゴムは下記の組成を有して
いた:単量体 重量% モル% エチレン 11 35 テトラフルオロエチレン 42 39 パーフルオロ(メチルビニルエーテル) 47 26 ITFB 0.5 0.2 インヘレント粘度は0.37dl/gであり、ムーニー粘
度ML−10(100℃)は16であった。ガラス転移温
度は−12℃、結晶化度は無視できる程度であった。
【0063】ロールが約30℃に加熱してある2本ロー
ルのゴム練り機上で下記の成分を混合することによっ
て、加硫性のふつ素ゴム組成物を調製した:100部の
参考例4のふつ素ゴム、30部のMTカーボンブラツ
ク、3部の酸化鉛(リサージ)、3部のトリアリルイソ
シアヌレート、及び3部の“ルペルコ”101−XL過
酸化物[45%の2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t
−ブチルペルオキシ)ヘキサン及び55%の不活性充て
ん剤]。組成物の加硫特性をASTM D−2084に
従って、振動円盤レオメータ(ODR)により177℃
において30分の加硫時間で測定した。12分で達成す
る加硫状態の90%に達するまでに要する時間をtc9
0=2.3分として測定した。試験試料を177℃にお
いて30分プレス加硫したのち、204℃で18時間後
加硫した。ASTM D−412に従って応力−ひずみ
性を測定して次の結果を得た:100%モジユラス、M
100=7.9MPa、引張強さT=9.0MPa、
伸びE=1300%。
【0064】参考例5 水溶液は1.20l/hの速度で3.3時間の公称滞留
時間にわたって4.01の反応器に供給する以外は実施
例3〜6に記すようにしてふつ素ゴムを製造した。水溶
液の各成分は3.0g/hの過硫酸アンモニウム、1
3.0g/hのりん酸二ナトリウム緩衝剤、及び2.7
g/hのパーフルオロオクタン酸アンモニウム石鹸の速
度で反応器に供給した。ガス状の単量体は21g/hの
エチレン、145g/hのテトラフルオロエチレン、及
び227g/hのパーフルオロ(メチルビニルエーテ
ル)の速度で反応器に供給した。加硫点単量体、パーフ
ルオロ(8−シアノ−5−メチル−3,5−ジオキサ−
1−オクテン)[8−CNVE]は7.4g/lの速度
で反応器に供給した。80℃において3時間の平衡化時
間後に、流出ラテツクスを6時間にわたって集めた。未
反応の排ガスの量は141g/hであって、0%のエチ
レン、17%のテトラフルオロエチレン及び83%のパ
ーフルオロ(メチルビニルエーテル)の組成を有してい
た。重合速度は64%の転化率において約266g/h
であった。
【0065】単離したふつ素ゴムは下記の組成を有して
いた。
【0066】単量体 重量% モル% エチレン 8 28 テトラフルオロエチレン 47 46 パーフルオロ(メチルビニルエーテル) 43 25 8ーCNVE 1.6 0.4 重合体は72のムーニー粘度ML−10(100℃)と無
視できる程度の結晶化度と共に−14℃のガラス転移温
度を有していた。8ーCNVEを含有する重合体は触媒
としてテトラフエニルすずを使用して加硫することがで
きる。
【0067】参考例6 以下の点を除けば参考例1に記すと同様にして過酸化物
加硫性のふつ素ゴムを製造した。4.0lの反応器に1
lの脱イオン水当りに2.0gの過硫酸アンモニウム、
2.4gのパーフルオロオクタン酸アンモニウム及び1
2.0gのりん酸水素二ナトリウム七水和物緩衝剤を含
有する79℃の水溶液を入れた。水溶液は、1.0g/
hの過硫酸アンモニウム、6.0g/hのりん酸二ナト
リウム緩衝剤及び1.2g/hのパーフルオロオクタン
酸アンモニウム石鹸から成る成分により、0.50l/
hの速度で反応器に導入した。1時間後に、8g/hの
エチレン、52g/hのテトラフルオロエチレン、73
g/hのパーフルオロ(メチルビニルエーテル)、25
g/hのパーフルオロ(2−プロポキシプロピルビニル
エーテル)[PHVE]及び1.6g/hの4−ブロモ
−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1(BTF
E)の速度で単量体を加えた。2時間の平衡化時間後
に、流出ラテツクスを8時間にわたって集めた。その後
には更に単量体を添加せずに、反応器中に残留するラテ
ツクスを先に集めたラテツクスと混合した。最後の2時
間の間の排ガスの量は19g/hであり、0%のエチレ
ン、6%のテトラフルオロエチレン、及び94%のパー
フルオロ(メチルビニルエーテル)の組成を有してい
た。重合速度は77%の転化率において約124g/h
であった。参考例1におけると同様にしてふつ素ゴムを
単離した。
【0068】重合体は下記の組成を有していた:単量体 重量% モル% エチレン 6 24 テトラフルオロエチレン 41 44 パーフルオロ(メチルビニルエーテル) 45 29 PHVE 7 2 BTFE 1.2 0.6 重合体は15のムーニー粘度ML−10(100℃)と無
視できる程度の結晶化度と共に−19℃のガラス転移温
度を有していた。
【0069】実施例 テトラフルオロエチレン、パーフルオロメチルパーフル
オロビニルエーテル及び4−ブロモ−3,3,4,4′
−テトラフルオロブテン−1のゴム状共重合体を、次の
ような連続方法によって製造する: 3種の単量体を、135g/hのテトラフルオロエチレ
ン、160g/hのパーフルオロメチルパーフルオロビ
ニルエーテル及び3.6g/hの4−ブロモ−3,3,
4,4−テトラフルオロブテン−1の速度で、予め窒素
でフラツシユしてある0.04lのステンレス鋼耐圧反
応器(重合反応区域)中に連続的に供給し、その間、反
応器内容物の十分な混合のために1000rpmにおい
て反応器の撹拌機を運転し且つ4.2MPaの圧力下に
70℃で反応混合物を加熱することによって、反応混合
物が反応器中を通過するときに乳化重合反応を受けるよ
うにする。反応器滞留時間は4.04lの反応器の容量
と約1.0l/hのエマルジヨン流出速度に基づいて約
4時間である。同時に、第一の計量ポンプを通じて10
00mlの蒸留水中に溶解した5.6gの二塩基性りん
酸ナトリウム・七水和物、18.8gのパーフルオロオ
クタン酸アンモニウム及び2.75gの過硫酸アンモニ
ウムから成る溶液の1時間当り500mlを反応器に定
常的に供給し、また同時に1000mlの水中に溶解し
た2.25gの亜硫酸ナトリウムから成る溶液を第二の
計量ポンプを通じて1時間当り500mlの速度で反応
器に供給する。反応混合物のpHは6.4に保つ。重合
体の転化率は約63%であった。かくして得た生成共重
合体ラテツクスを定常的に回収する。
【0070】ラテツクスを90℃に加熱し且つ共重合体
が凝固するまで硫酸マグネシウムの水溶液を徐々に加え
ることによってラテツクスから共重合体を単離する。生
成する共重合体粒子を蒸留水で洗ったのち、濾過により
水を除く。70℃の乾燥器中で1%未満の水分となるま
で共重合体を乾燥する。取得するテトラフルオロエチレ
ン含有ふつ素ゴムは55.3重量%(67.4モル%)の
テトラフルオロエチレンの単位、43.5重量(31.
9モル%)のパーフルオロメチルパーフルオロビニルエ
ーテルの単位及び1.2重量%(0.7モル%)の4ーブ
ロモー3,3,4,4ーテトラフルオロブテンー1の単位
を含有する。
【0071】ふつ素ゴム組成物の製造 ロールが約100〜120℃に加熱してある2本ロール
ゴム練り機上で下記の成分を混合することによって、ふ
つ素ゴム組成物を調製した: 前記実施例のふつ素ゴム100部、SAFカーボンブ
ラツク10部、トリアリルイソシアヌレート4部、18
−クラウン−6−(1,4,7,10,13,16−ヘ
キサオキサシクロオクタデカン)0.3部、ルペルコ1
01XL過酸化物加硫剤[45%の2,5−ジメチル−
2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン及び5
5%の不活性充てん剤]5.5部及び芳香族ジアミン
1.8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン0.5部。
芳香族ジアミン1.8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタ
レンを配合から除くほかは上記と同様な成分を用いて、
同様にして対照試料を調製した。
【0072】ふつ素ゴム組成物の物理的性質 1.8ービス(ジメチルアミノ)ナフタレンの添加がふつ
素ゴム組成物の物理的性質に対して悪影響を与えるかど
うかを確かめるために以下の試験を行なった。芳香族ジ
アミンを含有するふつ素ゴムと対照実験において用いた
ふつ素ゴムの試料の加硫性を、ASTM D−2084
に従って、振動円盤レオメータ(ODR)を用いて30分
の加硫時間と177℃の加硫温度において測定した。第
3表はtc90、すなわち、30分で達する加硫状態の9
0%に達するまでに要する分単位の時間、の値を示す。
上記のテトラフルオロエチレン含有ふつ素ゴムの試験試
料を電熱プレス中で200MPaの圧力において190
℃で15分プレス加硫したのち、オーブン中で窒素下
に、204℃に達するまで6時間、204℃で18時
間、288℃に達するまで6時間、288℃で18時間
のサイクルにわたって後加硫した。ASTM D−41
2に従って、応力/ひずみ特性:引張強さ(TB)、100
%モジユラス(M100)及び伸び(EB)を測定した。試料の
圧縮永久ひずみ値はASTM D−395に従って測定
した。これらの試験の結果を第3表中に示す。
【0073】 第3表中に示すデータは、ふつ素ゴムへの芳香族ジアミ
ン1.8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタレンの添加が
ふつ素ゴム組成物の重要な物理的性質に悪影響を及ぼさ
ないことを示している。
【0074】離型性の改善 以下の試験は金型のキヤビテイーにおいて一般的に用い
る金属表面と実施例及び対照実験の加硫したふつ素ゴ
ム組成物の間の粘着力を測定する。この試験は、金属型
キヤビテイーからのふつ素ゴム組成物の離型の容易さと
逆に相関する定量値を与える。すなわち、高い試験値は
組成物を型のキヤビテイーから取出すことが難しいこと
を示す。
【0075】ステンレス鋼の帯板が深さ1インチ(2.
5cm)に埋め込んである圧縮成形板として成形した、1
×3×1/4インチ(2.5×7.6×0.6cm)の長方形
の前記のふつ素ゴム組成物の中心から幅1インチ(2.
5cm)のステンレス鋼帯板を引抜くために要するpsi単位
での力の大きさを、インストロン試験機によって測定す
る。試験試料は未加硫ふつ素ゴムの1×3×1/4インチ
(2.5×7.6×0.6cm)の長方形の試料中に、3イ
ンチ(7.6cm)の面に平行に試料の全幅にわたって且つ
試料の両3インチ面の間に等距離に位置させて、深さ1
インチ(2.5cm)の切れ目を入れることによって調製す
る。切れ目中に1×4×1/8インチ(2.5×10.2×
0.3cm)のステンレス鋼帯板を挿入する。1×3×1/
16インチ(2.5×7.6×0.16cm)の鋼片をふつ素
ゴム組成物に接触させてステンレス鋼片の上下に置くこ
とによって、適切な形態を保持する。次いで、水圧プレ
ス中で、組立物に177℃において15分のプレス加硫
を施す。加硫した重合体からステンレス鋼片を取り出す
ために要する力を、177℃において0.5インチ/分
(1.3cm/分)のクロスヘツド速度でインストロン試験
機を用いて測定した。埋め込んだ1平方インチのステン
レス鋼片の両側が接線的な離型力に寄与するから、2×
Ftan(ここでFはlb/in2単位における力であり、tanは
タンジエントである)が測定量である。各試料に対して
4測定を行なった。2×Ftanの平均値と標準偏差を第
4表に示す。
【0076】 第4表中に示した結果は、芳香族ジアミンを含有するふ
つ素ゴム加硫物を鋼片から分離するために要する力は、
対照試料をはがすために要する力よりも実質的に小さい
ことを定量的に示している。 実施例 十分に撹拌した41のステンレス鋼反応器中で連続乳化
重合を行なった。11の脱イオン水当り2.5gの過硫
酸アンモニウム(APS)開始剤、16.67gのりん
酸水素二ナトリウム・七水和物緩衝剤及び2.67gの
パーフルオロオクタン酸アンモニウム石鹸を含有する水
溶液を反応器に入れた。反応器を90℃に加熱して、水
溶液を1.20l/hの速度で導入した。流出液管中の
背圧制御弁を用いて6.3MPaにおいて反応器を液体
の充満状態に保った。1時間後に、462.3g/hで
隔膜圧縮機を通じて供給する42.8/52.3/4.
9の重量比にあるテトラフルオロエチレン、パーフルオ
ロメチルパーフルオロビニルエーテル及びエチレンから
成るガス状単量体混合物を導入することによって重合反
応を開始させた。0.5時間後に、4−ブロモ−3,
3,4,4−テトラフルオロブテン−1を、t−ブタノ
ール中の50容量%の溶液として7.6ml/hrとし
て計量した、6.2g/hの速度で導入した。
【0077】脱気装置中で常圧において重合体ラテツク
ス流出物から残留単量体を除去した。単量体排気流の量
は113.0g/hであり、反応器を5時間平衡化させた
のちのその組成は0.01重量%のエチレン、16.6
重量%のテトラフルオロエチレン及び83.4重量%の
パーフルオロメチルパーフルオロビニルエーテルであっ
た。テトラフルオロエチレン含有ふつ素ゴムは下記の組
成を有していた。
【0078】 第5表 重合体中の含量単量体 重量% モル% エチレン 6.4 22.9 テトラフルオロエチレン 50.5 51.0 パーフルオロメチルパーフルオロビニルエーテル 41.5 25.3 4ーブロモー3,3,4,4ーテトラフルオロブテンー1 1.6 0.8 希硝酸によってpHを約3に低下させ且つ硝酸カルシウ
ム溶液を用いて凝固させることによって、ラテツクスか
らふつ素ゴムを単離した。凝固した重合体を沈降させ
て、水中に2回再スラリー化することによって洗浄した
のち、濾過した。湿ったクラムを50〜60℃のエアオ
ーブン中で1%未満の水分となるまで乾燥した。
【0079】ふつ素ゴム組成物の調製 ロールが約30℃に加熱してある2本ロールゴム練り機
上で下記の成分を混合することによって、ふつ素ゴム組
成物を調製した:100部の実施例のふつ素ゴム、3
0部のMTカーボンブラツク、3部の酸化鉛、3部のト
リメタアリルイソシアヌレート、5部のルペルコ10
1−XL過酸化物加硫剤、0.5部の芳香族ジアミン
1,8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン及び1部の
加工助剤(75%のテトラメチレンスルホン、25%の
不活性担体)。100部の実施例のふつ素ゴムを用
い、芳香族ジアミン添加剤1,8−ビス(ジメチルアミ
ノ)ナフタレンを含有しないほかは前記と同様な成分を
含有する組成物による対照実験を行なった。
【0080】ふつ素ゴム組成物の物理的性質 1,8ービス(ジメチルアミノ)ナフタレンの添加がふつ
素ゴム組成物の物理的性質に対して悪影響を与えるかど
うかを確かめるために、以下の試験を行なった。ふつ素
ゴム組成物の試料の加硫性をASTM D−2084に
従って、振動円盤レオメータ(ODR)を用いて30分の
加硫時間と177℃の加硫温度で測定した。第6表はtc
90値、すなわち、30分で達する加硫状態の90%に
達するまでに要する分単位の時間を第6表に示す。前記
のふつ素ゴム組成物の試験試料を電熱プレス中で177
℃で15分間プレス加硫したのち、循環空気オーブン中
で232℃で24時間後加硫した。ASTM D−39
5を用いて試料の圧縮永久ひずみ値を測定した。AST
M D−412に従って応力/ひずみ特性:引張強さ(T
B)、100%モジユラス(M100)及び伸び(EB)を測定し
た。試料の圧縮永久ひずみ値はASTM D−395に
従って測定した。これらの試験の結果を第6表に示す。
【0081】 第6表 成 分 ふつ素ゴム組成物 対 照 ふつ素ゴム 100 100 MTカーボンブラツク 30 30 PbO 3 3 トリメタアリルイソシアヌレート 3 3 ルペルコR101-XL 5 5 1,8ービス(ジメチルアミノ)ナフタレン 0.5 − 加工助剤 1 1ODR177℃/30分 tc90(分) 10.5 11.7応力/ひずみ特性100 13.5 10.0 TB(MPa) 14.7 16.1 EB(%) 105 145圧縮永久ひずみ 70h/100℃(%) 41 44 第6表に示した結果は1,8ービス(ジメチルアミノ)ナ
フタレンの添加がふつ素ゴムの物理的性質に悪影響を与
えないことを示している。
【0082】離型性の改善 型のキヤビテイーにおいて一般に用いられる金属の表面
と加硫したふつ素ゴム組成物の間の粘着力を測定するた
めに、実施例において先に記した手順を、実施例
組成物と対照試料に対して使用した。前記第4表中のふ
つ素ゴム組成物の各試料に対して4測定を行なった。2
×Ftanの平均値と標準偏差を第7表に示す。
【0083】第7表 金型粘着力 ふつ素ゴム組成物 対照試料 2×Ftan(psi) 14 29 平均標準偏差 3 3 第7表中に示した結果は、芳香族ジアミンを含有するふ
つ素ゴム加硫物を鋼片から分離するために要する力は、
対照試料を分離するために要する力よりも実質的に小さ
いことを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 23/08 KEV C08L 23/08 KEV (72)発明者 アルバート・ロイド・ムーア アメリカ合衆国デラウエア州19810ウイ ルミントン・オールドオーチヤードロー ド2213 (56)参考文献 特開 昭61−138655(JP,A) 特開 昭62−15212(JP,A) 特開 昭59−109546(JP,A) 特開 昭55−135154(JP,A)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) その相互重合させた単位がテ
    トラフルオロエチレンの単位、パーフルオロアルキルパ
    ーフルオロビニルエーテルの単位、臭素含有オレフイン
    の単位及び、場合により、エチレンの単位から成るフル
    オロエラストマー、及び (b) 100部のフルオロエラストマー当り0.05
    〜2部の式: 【化1】 式中、R、R、R及びRは独立に1〜6個の炭
    素原子のアルキル基、フエニル基又はベンジル基であ
    り、RとR及び/又はRとRは結合してその中
    の炭素原子が酸素又は硫黄原子によつて置き換えられて
    いてもよい5−又は6員の複素環式環を形成することが
    でき、RとR及び/又はRとRは結合してその
    中の炭素原子が酸素又は硫黄原子によつて置き換えられ
    ていてもよい6〜20個の炭素原子の複素環式環を形成
    することができ、X及びYは独立に1〜4個の炭素原子
    を含有するアルキル基又はアルコキシ基であり、そして
    nは0〜3である、 を有するN,N,N′,N′−テトラ置換1,8−ジア
    ミノナフタレンから成ることを特徴とする過酸化物キユ
    ア可能なフルオロエラストマー組成物。
  2. 【請求項2】 R1、R2、R3及びR4が独立に1〜6個
    の炭素原子のアルキル基である請求項1の過酸化物キユ
    ア可能なフルオロエラストマー組成物。
  3. 【請求項3】 R1、R2、R3及びR4がメチル基である
    請求項1の過酸化物キユア可能なフルオロエラストマー
    組成物。
  4. 【請求項4】 フルオロエラストマーが30〜80モル
    パーセントのテトラフルオロエチレンの単位、20〜4
    0モル%のパーフルオロアルキルパーフルオロビニルエ
    ーテルの単位、3モル%までの臭素含有オレフインから
    の単位及び、場合により、40モル%までのエチレンの
    単位を含有する請求項1の過酸化物キユア可能なフルオ
    ロエラストマー組成物。
  5. 【請求項5】 フルオロエラストマーが60〜80モル
    %のテトラフルオロエチレンの単位、20〜40モル%
    のパーフルオロメチルパーフルオロビニルエーテルの単
    位及び0.2〜3モル%の臭素含有オレフインの単位を
    含有する請求項1の過酸化物キユア可能なフルオロエラ
    ストマー組成物。
  6. 【請求項6】 R1、R2、R3及びR4がメチル基である
    請求項1の過酸化物キユア可能なフルオロエラストマー
    組成物。
  7. 【請求項7】 臭素含有オレフイン単位が4−ブロモ−
    3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1からのもので
    ある請求項6の過酸化物キユア可能なフルオロエラスト
    マー組成物。
  8. 【請求項8】 フルオロエラストマーが30〜60モル
    %のテトラフルオロエチレンの単位、20〜40モル%
    のパーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテルの
    単位、10〜40モル%のエチレンの単位及び3モル%
    までの臭素含有オレフインからの単位を含有する請求項
    1記載の過酸化物キユア可能なフルオロエラストマー組
    成物。
  9. 【請求項9】 R1、R2、R3及びR4がメチル基である
    請求項8の過酸化物キユア可能なフルオロエラストマー
    組成物。
  10. 【請求項10】 臭素含有オレフインの単位が4−ブロ
    モ−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1からのも
    のである請求項9の過酸化物キユア可能なフルオロエラ
    ストマー組成物。
  11. 【請求項11】 フルオロエラストマーの重量に基づい
    て1〜15モル%の2価金属の酸化物又は水酸化物であ
    る金属化合物をさらに含有する請求項1の過酸化物キユ
    ア可能なフルオロエラストマー組成物。
  12. 【請求項12】 100部のフルオロエラストマー当り
    0.25〜10部の多不飽和化合物である共作用剤をさ
    らに含有する請求項1の過酸化物キユア可能なフルオロ
    エラストマー組成物。
  13. 【請求項13】 フルオロエラストマーの重量に基づい
    て、約0.5〜10%の有機過酸化物キユアリング剤を
    さらに含有する請求項1の過酸化物キユア可能なフルオ
    ロエラストマー組成物。
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