JP3354990B2 - 弗素系重合体の製造法 - Google Patents

弗素系重合体の製造法

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/04Polymerisation in solution
    • C08F2/06Organic solvent

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は弗素系重合体の新規な製
造法に関し、詳しくは、環境破壊をもたらすことの少な
い重合媒体を用いて耐熱性、耐溶剤性、耐薬品性など
特性の良好な弗素系重合体を効率よく製造する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、弗素系重合体は耐熱性、耐溶剤
性、耐薬品性などに優れた高分子材料であることから、
その特徴を生かして種々の用途に利用されている。
【0003】弗素系重合体の製造法としては、溶液重合
懸濁重合法、乳化重合法が知られている。溶液重合
法や懸濁重合法の重合媒体としては、クロロフルオロカ
ーボンなどの不活性媒体が、高分子量の弗素系共重合体
を与えることや重合速度が速いことなどの点から通常用
いられている。クロロフルオロカーボンの具体例として
は、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメ
タン、トリクロロトリフルオロエタン、ジクロロテトラ
フルオロエタンなどが挙げられるが、取り扱いの点から
トリクロロトリフルオロエタンが主に用いられている。
【0004】年、オゾン層破壊が地球規模の環境破壊
問題として国際的に取りあげられ、その原因物質として
クロロフルオロカーボンが指摘され、世界的に全廃の方
向にむかっている。このため弗素系重合体を製造する
の重合媒体であるクロロフルオロカーボンの使用を停
止することが必要となってきた
【0005】このクロロフルオロカーボンの代替品とし
ては、水素原子を含むハイドロクロロフルオロカーボン
が、小さなオゾン破壊係数を有する理由で提案されてい
る。しかし、従来、C−H結合を有する物質は、重合中
に弗素系重合体の末端ラジカルに対して連鎖移動性を示
すことが知られていたので、ハイドロクロロフルオロカ
ーボンを、高分子量の弗素系重合体製造する際の重合
媒体として使用することは困難であると考えられてい
た。また、その他の代替品として、t−ブタノール
(特公昭52−24073号公報)などが知られている
が、該t−ブタノールを重合媒体に用いて、充分に高い
分子量のものを得るためには、高圧で重合する必要があ
った
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、オゾン破壊
係数の大きなクロロフルオロカーボンを使用することな
、重合速度が速く、弗素系重合体の分子量を充分に高
めることができ、耐熱性、耐溶剤性、耐薬品性に優れる
弗素系重合体を効率よく製造する方法を提供することを
目的とる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、CF3 CF2
CHCl2 やCF2 ClCF2 CHClFは連鎖移動性
が少なく、これを重合媒体として用いることにより、そ
の目的を達成し得ることを見出した。
【0008】すなわち、本発明は、重合媒体中での重合
によフルオロオレフィン単位を主構成単位として含有
する弗素系重合体製造法であって、前記重合媒体
3CF2 CHCl2 とCF2 ClCF2 CHClFの
混合物であることを特徴とする弗素系重合体の製造法で
ある。
【0009】本発明におけるフルオロオレフィン単位を
主構成単位として含有する弗素系重合体は、CF3 CF
2 CHCl2 とCF2 ClCF2 CHClFの混合物中
でフルオロオレフィン単量体を単独で重合させるか、又
はフルオロオレフィン単量体と共重合するフルオロオレ
フィン単量体以外の下記単量体を共重合して製造され
る。
【0010】上記フルオロオレフィン単量体は、分子中
に少なくとも一個の弗素原子を有するオレフィンであ
り、好ましくは、重合性及び得られる重合体の性質の点
から、炭素数が2又は3のフルオロオレフィン単量体で
ある。
【0011】炭素数が2又は3のフルオロオレフィン単
量体の具体例としては、CF2 =CF2 、CF2 =CF
Cl、CF2 =CH2 などのフルオロエチレン系単量
、CF2 =CFCF3 、CF2 =CHCF3 などのフ
ルオロプロピレン系単量体が挙げられる。これらのフル
オロオレフィン単量体は、それぞれ単独で用いてもよい
し、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0012】本発明においては、上記のフルオロオレフ
ィン単量体に他の単量体を共重合させ得る。他の単量体
としては、以下のものなどが挙げられる。CF3 CF2
CF2 CF2 CH=CH2 やCF3 CF2 CF2 CF2
CF=CH2 などのパーフルオロアルキル基の炭素数が
4〜12の(パーフルオロアルキル)エチレン系単量
体。 f (OCFXCF2m OCF=CF2 (式中
f は炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、Xは弗素
原子又はトリフルオロメチル基、mは〜6の整数を表
す。)などのパーフルオロ(アルキルビニルエーテル
単量体。CH3 OC(=O)CF2 CF2 CF2 OC
F=CF2 やFSO2 CF2 CF2 OCF(CF3 )C
2 OCF=CF2 などの容易にカルボン酸基やスルホ
ン酸基に変換可能な基を有するパーフルオロビニルエー
テル系単量体。エチレン、プロピレン、イソブチレンな
どのオレフィン系単量体。 弗素系重合体としては、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)共重合体又はテトラフルオロエチレン/ヘキサ
フルオロプロピレン共重合体が好ましい。
【0013】本発明における重合媒体は、CF3 CF2
CHCl2 とCF2 ClCF2 CHClFの混合物であ
る。両者に加えて水などの不活性媒体を含有させて用い
ることもできる。重合媒体の使用量は、重合させるべき
単量体の種類により変更できるが、単量体全量の重量に
対して、3〜100倍量、好ましくは5〜50倍量であ
る。CF3 CF2 CHCl2 CF2 ClCF2 CHC
Fの混合割合は、広い範囲から選定できるが、好まし
くは1:99〜60:40であり、より好ましくは5:
95〜45:55である。
【0014】本発明においては、重合形式として溶液重
合法及び懸濁重合法のいずれの形式も採用できる使用
する重合開始剤は重合形式に応じて従来慣用されてい
るもの適宜選できる。例えば、ビス(クロロフルオ
ロアシル)パーオキド、ビス(パーフルオロアシル)
パーオキド、ビス(ω−ハイドロパーフルオロアシ
ル)パーオキド、t−ブチルパーオキシイソブチレー
ト、ジイソプロピルパーオキシジカーボネートなどの有
機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化
合物が挙げられる。重合開始剤の使用量は、重合開始剤
種類、重合条件などに応じて、適宜変更できるが、通
常は重合させるべき単量体全体に対して、0.005〜
5重量%、特に0.05〜0.5重量%程度が採用され
る。
【0015】本発明においては、広い範囲の重合条件が
特に限定されることなく採用できる。例えば、重合温
は、重合開始の種類などにより最適値が選定でき
が、通常は0〜100℃程度、特に30〜90℃程度が
採用できる。また、重合圧力も適宜選定できるが、通常
は2〜100kg/cm2 、特に5〜20kg/cm2
程度を採用するのが望ましい。本発明においては、過大
な重合圧力を要することなく重合を有利に行い得るが
更に高い圧力条件や減圧条件も採用できる。また、本発
明は、回分式、連続式など操作も適宜採用できる。
【0016】本発明において、弗素系重合体の分子量を
コントロールする目的で連鎖移動を通常添加する
が、連鎖移動剤はCF3 CF2 CHCl2 とCF2 Cl
CF2CHClFの混合物に溶解する必要がある。しか
し、連鎖移動定数の大きな連鎖移動剤、少量添加で容
易に分子量調節できるので、わずかでもCF3 CF2
CHCl2 とCF2 ClCF2 CHClFの混合物に溶
解すればよい。また、連鎖移動剤は、小さいオゾン破壊
係数を有することが望ましい。これらの要求に合う連鎖
移動剤としては、例えば、ヘキサンなどのハイドロカー
ボン類、CF22 などのハイドロフルオロカーボン
類、アセトンなどのケトン類、メタノール、エタノール
などのアルコール類、メチルメルカプタンなどのメルカ
プタン類などが挙げられる。添加量は用いる連鎖移動
の連鎖移動定数の大きさにより変更できるが、重合媒
体に対して0.01重量%程度50重量%程度が採用
できる。
【0017】
【実施例】実施例1 内容積1.2リットルのステンレス重合容器を脱気
し、CF3 CF2 CHCl2 とCF2 ClCF2 CHC
lFの混合物(前者対後者の重量比で30:70)
420g、パーフルオロプロピルビニルエーテル
(以下、PPVEという。)の32g、テトラフルオロ
エチレン(以下、TFEという。)の80gを仕込ん
だ。温度を50℃に保持して、重合開始剤のビス(パー
フルオロブチリル)パーオキドの1重量%溶液(溶
媒:パーフルオロヘキサンを仕込み、重合を開始させ
た。重合中、系内にTFEを導入し、重合圧力を5.0
kg/cm2 に保持した。重合開始剤溶液を重合速度が
ほぼ一定になるように断続的に仕込み、合計で7cc仕
込んだ。3.2時間後に62gの白色のTFE/PPV
共重合体がスラリー状態得られた。このTFE/P
PVE共重合体は融点307℃、熱分解開始点480
℃であり、340℃成形して良好な圧縮成形品を与え
た。圧縮成形品の引張強度は392kg/cm2 、引張
伸度は367%であった。
【0018】実施例2PPVEの 32gのかわりにヘキサフルオロプロピレン
(以下、HFPという。)の400gを仕込み、CF3
CF2 CHCl2 とCF2 ClCF2 CHClFの混合
(前者対後者の重量比で30:70)の1420gの
かわりに、CF3 CF2 CHCl2 とCF2 ClCF2
CHClFの混合物(前者対後者の重量比で50:5
0)の1000gを仕込む以外は実施例1と同様重合
を行い、3.5時間後に67gの白色のTFE/HFP
共重合体がスラリー状態得られた。このTFE/HF
共重合体は融点282℃、熱分解開始点445℃で
あり、340℃成形して良好な圧縮成形品を与えた。
圧縮成形品の引張強度は344kg/cm2 、引張伸度
は340%であった。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法によれば、トリクロロトリ
フルオロエタンに比べオゾン破壊係数がはるかに小さい
CF 3 CF 2 CHCl 2 とCF 2 ClCF 2 CHClF
の混合物を用いて、従来のトリクロロトリフルオロエタ
を重合媒体として用いた場合に匹敵する効率で所望の
弗素系重合体を製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−136008(JP,A) 特許3305400(JP,B2) 特許3305384(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/00 - 2/60 C08F 14/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重合媒体中での重合によフルオロオレフ
    ィン単位を主構成単位として含有する弗素系重合体
    法であって、前記重合媒体CF3 CF2 CHCl2
    とCF2 ClCF2 CHClFの混合物であることを特
    徴とする弗素系重合体の製造法。
  2. 【請求項2】弗素系重合体が、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共重合体又
    はテトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン
    共重合体である請求項1記載の製造法。
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