JP4255169B2 - フッ素樹脂粉末の分散性向上剤および有機樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフッ素樹脂粉末の分散性向上剤および有機樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テフロン粉末等のフッ素樹脂粉末を有機樹脂に配合して、その物理特性を向上させる方法は知られている。例えば、特開平９−２８６９１１号公報には、ポリカーボネート樹脂にフィブリル型ポリテトラフルオロエチレン粉末を含有させ、耐衝撃性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を得る方法が提案されている。しかし、一般に、フッ素樹脂粉末は表面張力が低く、これを表面張力の高い有機樹脂へ均一に分散させことは難しかった。そのため、フッ素樹脂粉末を有機樹脂に均一に分散させる方法の出現が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記問題点を解消するため鋭意検討した結果、フッ素樹脂粉末を有機樹脂中に分散させるに際し、特定のポリジオルガノシロキサンを共存させれば上記問題点は解消されることを見出して本発明に到達した。
即ち、本発明の目的は、フッ素樹脂粉末を有機樹脂に均一に分散させることができるフッ素樹脂粉末の分散性向上剤を提供することにあり、また、かかるフッ素樹脂粉末の分散性向上剤を含有し、均質で透明性を有し、表面潤滑性に優れた皮膜を形成する有機樹脂組成物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決する手段】
本発明は、側鎖に（Ａ）ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基、ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ（Ｒ5)2−Ｑ2（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖であ。）で表される有機基からなる群から選択される有機基を有し、かつ、側鎖または分子鎖末端に（Ｂ）一般式：
Ｆ（ＣＦ2)a−Ｒ1−
（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基を有するポリジオルガノシロキサンであることを特徴とする、フッ素樹脂粉末の分散性向上剤、および該分散剤を含有してなる有機樹脂組成物に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
これを説明するに、本発明に使用されるポリジオルガノシロキサンは、側鎖に（Ａ）ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基、ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ（Ｒ5)2−Ｑ2
（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖である。）で表される有機基からなる群から選択される有機基を有し、かつ、側鎖または分子鎖末端に（Ｂ）一般式：Ｆ（ＣＦ2)a−Ｒ1−
（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基を有するポリジオルガノシロキサンである。ここで、（Ａ）のポリオキシアルキレン鎖含有有機基としては、一般式：
−（Ｒ2)b−Ｏ−（Ｒ3Ｏ)C−Ｒ4
(式中、Ｒ2およびＲ3は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等で例示される２価炭化水素基であり、Ｒ4は末端封鎖基であり、水素原子；メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、アシル基が例示される。また、ｂは０または１である。ｃは１〜３００の整数であり、好ましくは５以上の整数である。)で示される基が例示される。炭素数１２以上のアルキル基としては、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−オクタデシル基が例示される。ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基としては、ポリジメチルシロキサン鎖に結合したアルキレン基もしくはアルキレンオキシアルキレン基が例示される。
また、一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ(Ｒ5)2−Ｑ2
（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖である。）で表される有機基については、Ｒ5として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；これらの基の水素原子の一部がフッ素原子もしくは塩素原子で置換された基が例示される。末端封鎖基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル等のアルキル基やフェニル基が例示される。（Ｂ）の一般式：
Ｆ(ＣＦ2)a−Ｒ1−
（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基中のＲ1としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が例示され、アルキルオキシアルキレン基としては、エチレンオキシエチレン基、エチレンオキシプロピレン基、プロピレンオキシプロピレン基が例示される。
【０００６】
主鎖のポリジオルガノシロキサンは重合度が５以上であることが好ましく、分子形状は直鎖状または環状である。
このようなポリジオルガノシロキサンとしては、下記平均組成式で示される化合物が挙げられる。
【化１】
上式中、Ｒは置換もしくは非置換の１価炭化水素基であり、具体的には、炭素原子数１〜３０のアルキル基，アルケニル基，アリール基，アリールアルキル基等が例示される。これらの中でもメチル基、フェニル基が代表的である。Ｂは、上記の一般式：
Ｆ(ＣＦ2)a−Ｒ1−
で表される有機基である。Ｄは、ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基,ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ(Ｒ5)2−Ｑ2
で表される有機基からなる群から選択される有機基である。Ｅは、Ｒ，ＢおよびＤから選択される基である。また、ｘは０〜５００の数であり、ｙは１〜５００の数であり、ｚは１〜５００の数であり、（ｘ＋ｙ＋ｚ）は２〜２,０００の範囲であることが好ましい。尚、このポリジオルガノシロキサンの末端の片方が（Ｂ）のパーフルオロ基含有有機基である場合は、ｙは０でもよい。尚、このポリジオルガノシロキサンは、（Ｂ）のパーフルオロ基含有有機基および（Ａ）の非フッ素系置換基である有機基がシロキサン主鎖に対してグラフト鎖として配列しているものが好ましい。
【０００７】
このようなポリジオルガノシロキサンとしては、下記に示される化合物が例示される。
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【０００８】
このようなポリジオルガノシロキサンは、例えば、平均組成式：
【化１３】
で示されるポリシロキサンに、例えば、式：ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）10Ｈで表される片末端アルケニル基含有ポリオキシアルキレン、例えばα−オレフィンのようなアルケニル基含有炭化水素化合物とか、式：
ＣＨ2＝ＣＨ｛（ＣＨ3)2ＳｉＯ}40(ＣＨ3)2ＳｉＲ’
（式中、Ｒ’は飽和一価炭化水素基である。）のような片末端ビニル基含有ジメチルポリシロキサン、また、例えば、式；
Ｑ3−Ｓｉ(Ｒ5)2−Ｑ2
（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖であり、Ｑ3は炭素数１〜１０のアルケニル基である。）で表される化合物とを、塩化白金酸等のヒドロシリル化触媒の存在下、必要に応じて有機溶媒を用い、付加反応させることにより製造することができる。
【０００９】
このようなポリジオルガノシロキサンの分子量は、１,０００〜１００万の範囲内にあることが好ましく、１万〜１０万の範囲内にあることがより好ましい。また、このポリジオルガノシロキサン中のフッ素原子の含有量は１〜７０重％が好ましく、５〜５０重量％がさらに好ましい。フッ素原子の含有量が１重量％未満ではフッ素樹脂粉末の分散安定機能が十分に発揮できず、７０重量％を越えると有機樹脂との相溶性が悪くなる。
【００１０】
以上のような本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤は、フッ素樹脂粉末の有機樹脂への分散性を向上させその分散性を安定化させるので、フッ素樹脂粉末を有機樹脂へ分散させるための分散性向上剤として有効である。この場合、本成分の配合量は、通常、有機樹脂に分散させるフッ素樹脂粉末１００重量部に対して、０．１〜３０重量部の範囲内である。
【００１１】
本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤が、フッ素樹脂粉末の有機樹脂への分散性を向上させる理由は明確でないが、（Ｂ）の有機基がフッ素樹脂粉末への相溶性を示し、また（Ａ）の有機基が有機樹脂への親和性を示し、加えて、ポリオルガノシロキサン鎖が柔軟性に富んでいるため、フッ素樹脂粉末の有機樹脂への分散を促進するとともに、フッ素樹脂粉末の凝集を防ぐ働きをしているためと考えられる。
【００１２】
本発明の有機樹脂組成物は、上記のような本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤を（Ｃ）フッ素樹脂粉体と共に（Ｄ）有機樹脂に含有させてなるものである。これを説明すると、このフッ素樹脂分散性向上剤の含有量は、通常、（Ｃ）成分のフッ素樹脂粉末１００重量部に対して、０．１〜３０重量部の範囲内である。
この組成物に使用される（Ｃ）成分のフッ素樹脂粉末としては、四フッ化エチレン樹脂粉末、三フッ化塩化エチレン樹脂粉末、四フッ化エチレン六フッ化エチレンプロピレン樹脂粉末、フッ化ビニル樹脂粉末、フッ化ビリニデン樹脂粉末、二フッ化二塩化エチレン樹脂粉末等が例示される。かかる（Ｃ）成分のフッ素樹脂粉末の含有量は（Ｄ）成分の有機樹脂１００重量部に対して０．０１〜６０重量部の範囲内であることが好ましい。
【００１３】
（Ｄ）成分の有機樹脂としては、ビスフェノールＡ型あるいはビスフェノールＺ型のポリカーボネート樹脂、その他のポリカーボネート樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、スチレン樹脂、アクリル酸メチル，メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステルとスチレンとの共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルフォン樹脂などが例示され、それらを単独で用いても複数の樹脂を用いてもよい。
【００１４】
本発明の有機樹脂組成物は、上記本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤と（Ｃ）成分のフッ素樹脂粉末と（Ｄ）成分の有機樹脂とを混合することによって容易に製造できる。この混合方法としては、例えば、予め本発明の分散性向上剤と（Ｃ）成分の混合物を作っておき、この混合物を（Ｄ）成分に加えて混合する方法、（Ｄ）成分に直接（Ｃ）成分と本発明の分散性向上剤とを加えて配合する方法、さらには、予め（Ｄ）成分を有機溶剤に溶解しておき、この有機溶剤溶液に（Ｃ）成分と本発明の分散性向上剤とを添加して均一に混合する方法が例示される。かかる成分を混合して本発明の有機樹脂組成物を製造するための装置としては、ホモジナイザー、ラインミキサー、ウルトラディスパーサー、ホモミキサー、ナノマイザー、マイクロフルイダイザー、アルティマイザー、超音波分散機等の各種乳化機ないし分散機、ミキサー等の混合装置が例示される。尚、本発明の有機樹脂組成物には、顔料、充填剤、酸化防止剤、耐熱剤、耐侯性向上剤、離型剤、難然剤等を含有させてもよい。
【００１５】
【実施例】
次に本発明を実施例にて詳細に説明する。実施例中、部とあるのは重量部を意味する。尚、実施例中、有機樹脂中に分散したフッ素樹脂粉末の平均粒径の測定には、粒子径測定装置（COULTER ELECTRONICS INC. 製、CUOLTER MODEL N4MD）を用いた。
【００１６】
【合成例１】
フラスコに、平均組成式：
【化１４】
で表されるポリオルガノシロキサン（以下、Ｐ１という）３．２３ｇ、塩化白金酸２０ｐｐｍ（５％イソプロピルアルコール溶液）、式：
ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ)24(Ｃ3Ｈ6Ｏ)24ＣＨ3
で示されるアリル官能性ポリオキシエチレン１２．６ｇおよびｍ−キシレンヘキサフルオライド８０ｇを加え、徐々に加熱した。さらに８０℃の温度で６時間反応を続けた。次いで、１４０℃で２０Ｔｏｒｒまで減圧して、有機溶媒や低沸点成分を除去した。このようにして得られた反応生成物を、29Ｓｉ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ，およびＦＴ−ＩＲにより分析したところ、この反応生成物は、次の平均組成式で示されるポリジオルガノシロキサン（以下、Ｐ２という。）であることが判明した。
【化１５】
【００１７】
【合成例２】
合成例１において、アリル官能性ポリオキシエチレン１２．６ｇの代わりに、式：
ＣＨ2＝ＣＨ{(ＣＨ3)2ＳｉＯ}25(ＣＨ3)2ＳｉＣ4Ｈ9
で示されるジメチルポリシロキサン１０．３５ｇを用いた以外は合成例１と同様にして、次の平均組成式で示されるポリジオルガノシロキサン（以下、Ｐ３という。）を得た。
【化１６】
【００１８】
【合成例３】
合成例１において、ポリオルガノシロキサン（Ｐ１）を６．４６ｇ使用し、アリル官能性ポリオキシエチレン１２．６ｇの代わりに、式：
ＣＨ2＝ＣＨＣ16Ｈ33
で示されるα−オレフィン２．５１ｇを用いた以外は合成例１と同様にして、次の平均組成式で示されるポリジオルガノシロキサン（以下、Ｐ４という）を得た。
【化１７】
【００１９】
【合成例４】
合成例１において、アリル官能性ポリオキシエチレン１２．６ｇの代わりに、式：
ＣＨ2＝ＣＨＳｉ(ＣＨ3)2{Ｃ2Ｈ3(Ｃ6Ｈ5)}35Ｃ4Ｈ9
で示されるポリスチレン１８．９ｇを用いた以外は合成例１と同様にして、次式で示されるポリジオルガノシロキサン（以下、Ｐ５という）を得た。
【化１８】
【００２０】
【実施例１】
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学株式会社製、商品名Ｚ２００）１０部をクロロベンゼン１００部に溶解した。この溶液にテトラフルオロエチレン樹脂粉末（ダイキン工業株式会社製、商品名 ルブロンＬ−２、一次粒子径５μm、二次粒子径０．３μm）1部と、合成例１で得られたポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）０．１部を添加してよく振り混ぜた。この混合物をマイクロフルイダイザー（みづほ工業株式会社製 M-110Y型）を使用して、１００００ｐｓｉの条件下、１回通して混合したところ、均一な分散溶液が得られた。この分散液をガラス瓶に入れて、１０分間放置した後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離は認められなかった。この分散溶液中の分散粒子（テトラフルオロエチレン樹脂粉末）の粒子径を測定したところ、平均粒径は１６１ｎｍであった。この溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、均一な透明皮膜が得られた。これらの測定結果を表１に示した。
【００２１】
【実施例２】
実施例１で使用したポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）の代わりに、合成例２で得られたポリジオルガノシロキサン（Ｐ３）を用いた以外は実施例１と同様にして分散液を調製した。この分散液をガラス瓶にいれ、１０分間放置してた後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離は認められなかった。この分散溶液中の分散粒子（テトラフルオロエチレン樹脂粉末）の粒子径を測定したところ平均粒径は１７５ｎｍであった。この溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、均一な透明皮膜が得られた。これらの測定結果を表１に示した。
【００２２】
【実施例３】
実施例１で使用したポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）の代わりに、合成例３で得られたポリジオルガノシロキサン（Ｐ４）を用いた以外は実施例１と同様にして分散液を調製した。この分散液をガラス瓶にいれ、１０分間放置してた後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離は認められなかった。またこの分散溶液中の分散粒子（テトラフルオロエチレン樹脂粉末）の粒子径を測定したところ、平均粒径は１７０ｎｍであった。この溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、均一な透明皮膜が得られた。これらの測定結果を表１に示した。
【００２３】
【実施例４】
実施例１で使用したポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）の代わりに、合成例４で得られたポリジオルガノシロキサン（Ｐ５）を用いた以外は実施例１と同様にして分散液を調製した。この分散液をガラス瓶にいれ、１０分間放置してた後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離は認められなかった。この溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、均一な透明皮膜が得られた。均一な透明皮膜を得ることができた。
【００２４】
【比較例１】
実施例１において、ポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）を添加しなかった以外は実施例１と同様にしてポリカーボネート樹脂の分散液を調製した。この分散液をガラス瓶にいれ、１０分間放置した後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離が認められた。分散液中の分散粒子の粒径を測定したところ平均粒径１２７０ｎｍであった。またこの溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、不均一な白濁皮膜が得られた。これらの測定結果を表１に併記した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】
本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤は、側鎖に（Ａ）ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基、ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ(Ｒ5)2−Ｑ2
（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖である。）で表される有機基からなる群から選択される有機基を有し、かつ、側鎖または分子鎖末端に（Ｂ）一般式：Ｆ(ＣＦ2)a−Ｒ1−
（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基を有するポリジオルガノシロキサンであることを特徴とする、フッ素樹脂粉末の分散性向上剤であるので、これをフッ素樹脂粉末と共に有機樹脂に含有させれば、フッ素樹脂粉末が有機樹脂中に均一に分散するという特徴を有する。また本発明の有機樹脂組成物は、均質で透明性を有し、表面潤滑性に優れた皮膜を形成するという特徴を有する。
【発明の属する技術分野】
本発明はフッ素樹脂粉末の分散性向上剤および有機樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テフロン粉末等のフッ素樹脂粉末を有機樹脂に配合して、その物理特性を向上させる方法は知られている。例えば、特開平９−２８６９１１号公報には、ポリカーボネート樹脂にフィブリル型ポリテトラフルオロエチレン粉末を含有させ、耐衝撃性に優れたポリカーボネート樹脂組成物を得る方法が提案されている。しかし、一般に、フッ素樹脂粉末は表面張力が低く、これを表面張力の高い有機樹脂へ均一に分散させことは難しかった。そのため、フッ素樹脂粉末を有機樹脂に均一に分散させる方法の出現が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記問題点を解消するため鋭意検討した結果、フッ素樹脂粉末を有機樹脂中に分散させるに際し、特定のポリジオルガノシロキサンを共存させれば上記問題点は解消されることを見出して本発明に到達した。
即ち、本発明の目的は、フッ素樹脂粉末を有機樹脂に均一に分散させることができるフッ素樹脂粉末の分散性向上剤を提供することにあり、また、かかるフッ素樹脂粉末の分散性向上剤を含有し、均質で透明性を有し、表面潤滑性に優れた皮膜を形成する有機樹脂組成物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決する手段】
本発明は、側鎖に（Ａ）ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基、ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ（Ｒ5)2−Ｑ2（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖であ。）で表される有機基からなる群から選択される有機基を有し、かつ、側鎖または分子鎖末端に（Ｂ）一般式：
Ｆ（ＣＦ2)a−Ｒ1−
（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基を有するポリジオルガノシロキサンであることを特徴とする、フッ素樹脂粉末の分散性向上剤、および該分散剤を含有してなる有機樹脂組成物に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
これを説明するに、本発明に使用されるポリジオルガノシロキサンは、側鎖に（Ａ）ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基、ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ（Ｒ5)2−Ｑ2
（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖である。）で表される有機基からなる群から選択される有機基を有し、かつ、側鎖または分子鎖末端に（Ｂ）一般式：Ｆ（ＣＦ2)a−Ｒ1−
（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基を有するポリジオルガノシロキサンである。ここで、（Ａ）のポリオキシアルキレン鎖含有有機基としては、一般式：
−（Ｒ2)b−Ｏ−（Ｒ3Ｏ)C−Ｒ4
(式中、Ｒ2およびＲ3は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等で例示される２価炭化水素基であり、Ｒ4は末端封鎖基であり、水素原子；メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、アシル基が例示される。また、ｂは０または１である。ｃは１〜３００の整数であり、好ましくは５以上の整数である。)で示される基が例示される。炭素数１２以上のアルキル基としては、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−オクタデシル基が例示される。ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基としては、ポリジメチルシロキサン鎖に結合したアルキレン基もしくはアルキレンオキシアルキレン基が例示される。
また、一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ(Ｒ5)2−Ｑ2
（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖である。）で表される有機基については、Ｒ5として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；これらの基の水素原子の一部がフッ素原子もしくは塩素原子で置換された基が例示される。末端封鎖基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル等のアルキル基やフェニル基が例示される。（Ｂ）の一般式：
Ｆ(ＣＦ2)a−Ｒ1−
（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基中のＲ1としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が例示され、アルキルオキシアルキレン基としては、エチレンオキシエチレン基、エチレンオキシプロピレン基、プロピレンオキシプロピレン基が例示される。
【０００６】
主鎖のポリジオルガノシロキサンは重合度が５以上であることが好ましく、分子形状は直鎖状または環状である。
このようなポリジオルガノシロキサンとしては、下記平均組成式で示される化合物が挙げられる。
【化１】
Ｆ(ＣＦ2)a−Ｒ1−
で表される有機基である。Ｄは、ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基,ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ(Ｒ5)2−Ｑ2
で表される有機基からなる群から選択される有機基である。Ｅは、Ｒ，ＢおよびＤから選択される基である。また、ｘは０〜５００の数であり、ｙは１〜５００の数であり、ｚは１〜５００の数であり、（ｘ＋ｙ＋ｚ）は２〜２,０００の範囲であることが好ましい。尚、このポリジオルガノシロキサンの末端の片方が（Ｂ）のパーフルオロ基含有有機基である場合は、ｙは０でもよい。尚、このポリジオルガノシロキサンは、（Ｂ）のパーフルオロ基含有有機基および（Ａ）の非フッ素系置換基である有機基がシロキサン主鎖に対してグラフト鎖として配列しているものが好ましい。
【０００７】
このようなポリジオルガノシロキサンとしては、下記に示される化合物が例示される。
【化２】
このようなポリジオルガノシロキサンは、例えば、平均組成式：
【化１３】
ＣＨ2＝ＣＨ｛（ＣＨ3)2ＳｉＯ}40(ＣＨ3)2ＳｉＲ’
（式中、Ｒ’は飽和一価炭化水素基である。）のような片末端ビニル基含有ジメチルポリシロキサン、また、例えば、式；
Ｑ3−Ｓｉ(Ｒ5)2−Ｑ2
（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖であり、Ｑ3は炭素数１〜１０のアルケニル基である。）で表される化合物とを、塩化白金酸等のヒドロシリル化触媒の存在下、必要に応じて有機溶媒を用い、付加反応させることにより製造することができる。
【０００９】
このようなポリジオルガノシロキサンの分子量は、１,０００〜１００万の範囲内にあることが好ましく、１万〜１０万の範囲内にあることがより好ましい。また、このポリジオルガノシロキサン中のフッ素原子の含有量は１〜７０重％が好ましく、５〜５０重量％がさらに好ましい。フッ素原子の含有量が１重量％未満ではフッ素樹脂粉末の分散安定機能が十分に発揮できず、７０重量％を越えると有機樹脂との相溶性が悪くなる。
【００１０】
以上のような本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤は、フッ素樹脂粉末の有機樹脂への分散性を向上させその分散性を安定化させるので、フッ素樹脂粉末を有機樹脂へ分散させるための分散性向上剤として有効である。この場合、本成分の配合量は、通常、有機樹脂に分散させるフッ素樹脂粉末１００重量部に対して、０．１〜３０重量部の範囲内である。
【００１１】
本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤が、フッ素樹脂粉末の有機樹脂への分散性を向上させる理由は明確でないが、（Ｂ）の有機基がフッ素樹脂粉末への相溶性を示し、また（Ａ）の有機基が有機樹脂への親和性を示し、加えて、ポリオルガノシロキサン鎖が柔軟性に富んでいるため、フッ素樹脂粉末の有機樹脂への分散を促進するとともに、フッ素樹脂粉末の凝集を防ぐ働きをしているためと考えられる。
【００１２】
本発明の有機樹脂組成物は、上記のような本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤を（Ｃ）フッ素樹脂粉体と共に（Ｄ）有機樹脂に含有させてなるものである。これを説明すると、このフッ素樹脂分散性向上剤の含有量は、通常、（Ｃ）成分のフッ素樹脂粉末１００重量部に対して、０．１〜３０重量部の範囲内である。
この組成物に使用される（Ｃ）成分のフッ素樹脂粉末としては、四フッ化エチレン樹脂粉末、三フッ化塩化エチレン樹脂粉末、四フッ化エチレン六フッ化エチレンプロピレン樹脂粉末、フッ化ビニル樹脂粉末、フッ化ビリニデン樹脂粉末、二フッ化二塩化エチレン樹脂粉末等が例示される。かかる（Ｃ）成分のフッ素樹脂粉末の含有量は（Ｄ）成分の有機樹脂１００重量部に対して０．０１〜６０重量部の範囲内であることが好ましい。
【００１３】
（Ｄ）成分の有機樹脂としては、ビスフェノールＡ型あるいはビスフェノールＺ型のポリカーボネート樹脂、その他のポリカーボネート樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、スチレン樹脂、アクリル酸メチル，メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステルとスチレンとの共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルフォン樹脂などが例示され、それらを単独で用いても複数の樹脂を用いてもよい。
【００１４】
本発明の有機樹脂組成物は、上記本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤と（Ｃ）成分のフッ素樹脂粉末と（Ｄ）成分の有機樹脂とを混合することによって容易に製造できる。この混合方法としては、例えば、予め本発明の分散性向上剤と（Ｃ）成分の混合物を作っておき、この混合物を（Ｄ）成分に加えて混合する方法、（Ｄ）成分に直接（Ｃ）成分と本発明の分散性向上剤とを加えて配合する方法、さらには、予め（Ｄ）成分を有機溶剤に溶解しておき、この有機溶剤溶液に（Ｃ）成分と本発明の分散性向上剤とを添加して均一に混合する方法が例示される。かかる成分を混合して本発明の有機樹脂組成物を製造するための装置としては、ホモジナイザー、ラインミキサー、ウルトラディスパーサー、ホモミキサー、ナノマイザー、マイクロフルイダイザー、アルティマイザー、超音波分散機等の各種乳化機ないし分散機、ミキサー等の混合装置が例示される。尚、本発明の有機樹脂組成物には、顔料、充填剤、酸化防止剤、耐熱剤、耐侯性向上剤、離型剤、難然剤等を含有させてもよい。
【００１５】
【実施例】
次に本発明を実施例にて詳細に説明する。実施例中、部とあるのは重量部を意味する。尚、実施例中、有機樹脂中に分散したフッ素樹脂粉末の平均粒径の測定には、粒子径測定装置（COULTER ELECTRONICS INC. 製、CUOLTER MODEL N4MD）を用いた。
【００１６】
【合成例１】
フラスコに、平均組成式：
【化１４】
ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ)24(Ｃ3Ｈ6Ｏ)24ＣＨ3
で示されるアリル官能性ポリオキシエチレン１２．６ｇおよびｍ−キシレンヘキサフルオライド８０ｇを加え、徐々に加熱した。さらに８０℃の温度で６時間反応を続けた。次いで、１４０℃で２０Ｔｏｒｒまで減圧して、有機溶媒や低沸点成分を除去した。このようにして得られた反応生成物を、29Ｓｉ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ，およびＦＴ−ＩＲにより分析したところ、この反応生成物は、次の平均組成式で示されるポリジオルガノシロキサン（以下、Ｐ２という。）であることが判明した。
【化１５】
【合成例２】
合成例１において、アリル官能性ポリオキシエチレン１２．６ｇの代わりに、式：
ＣＨ2＝ＣＨ{(ＣＨ3)2ＳｉＯ}25(ＣＨ3)2ＳｉＣ4Ｈ9
で示されるジメチルポリシロキサン１０．３５ｇを用いた以外は合成例１と同様にして、次の平均組成式で示されるポリジオルガノシロキサン（以下、Ｐ３という。）を得た。
【化１６】
【合成例３】
合成例１において、ポリオルガノシロキサン（Ｐ１）を６．４６ｇ使用し、アリル官能性ポリオキシエチレン１２．６ｇの代わりに、式：
ＣＨ2＝ＣＨＣ16Ｈ33
で示されるα−オレフィン２．５１ｇを用いた以外は合成例１と同様にして、次の平均組成式で示されるポリジオルガノシロキサン（以下、Ｐ４という）を得た。
【化１７】
【合成例４】
合成例１において、アリル官能性ポリオキシエチレン１２．６ｇの代わりに、式：
ＣＨ2＝ＣＨＳｉ(ＣＨ3)2{Ｃ2Ｈ3(Ｃ6Ｈ5)}35Ｃ4Ｈ9
で示されるポリスチレン１８．９ｇを用いた以外は合成例１と同様にして、次式で示されるポリジオルガノシロキサン（以下、Ｐ５という）を得た。
【化１８】
【実施例１】
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学株式会社製、商品名Ｚ２００）１０部をクロロベンゼン１００部に溶解した。この溶液にテトラフルオロエチレン樹脂粉末（ダイキン工業株式会社製、商品名 ルブロンＬ−２、一次粒子径５μm、二次粒子径０．３μm）1部と、合成例１で得られたポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）０．１部を添加してよく振り混ぜた。この混合物をマイクロフルイダイザー（みづほ工業株式会社製 M-110Y型）を使用して、１００００ｐｓｉの条件下、１回通して混合したところ、均一な分散溶液が得られた。この分散液をガラス瓶に入れて、１０分間放置した後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離は認められなかった。この分散溶液中の分散粒子（テトラフルオロエチレン樹脂粉末）の粒子径を測定したところ、平均粒径は１６１ｎｍであった。この溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、均一な透明皮膜が得られた。これらの測定結果を表１に示した。
【００２１】
【実施例２】
実施例１で使用したポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）の代わりに、合成例２で得られたポリジオルガノシロキサン（Ｐ３）を用いた以外は実施例１と同様にして分散液を調製した。この分散液をガラス瓶にいれ、１０分間放置してた後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離は認められなかった。この分散溶液中の分散粒子（テトラフルオロエチレン樹脂粉末）の粒子径を測定したところ平均粒径は１７５ｎｍであった。この溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、均一な透明皮膜が得られた。これらの測定結果を表１に示した。
【００２２】
【実施例３】
実施例１で使用したポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）の代わりに、合成例３で得られたポリジオルガノシロキサン（Ｐ４）を用いた以外は実施例１と同様にして分散液を調製した。この分散液をガラス瓶にいれ、１０分間放置してた後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離は認められなかった。またこの分散溶液中の分散粒子（テトラフルオロエチレン樹脂粉末）の粒子径を測定したところ、平均粒径は１７０ｎｍであった。この溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、均一な透明皮膜が得られた。これらの測定結果を表１に示した。
【００２３】
【実施例４】
実施例１で使用したポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）の代わりに、合成例４で得られたポリジオルガノシロキサン（Ｐ５）を用いた以外は実施例１と同様にして分散液を調製した。この分散液をガラス瓶にいれ、１０分間放置してた後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離は認められなかった。この溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、均一な透明皮膜が得られた。均一な透明皮膜を得ることができた。
【００２４】
【比較例１】
実施例１において、ポリジオルガノシロキサン（Ｐ２）を添加しなかった以外は実施例１と同様にしてポリカーボネート樹脂の分散液を調製した。この分散液をガラス瓶にいれ、１０分間放置した後、その外観を肉眼にて観察したところ、液層と沈殿層の分離が認められた。分散液中の分散粒子の粒径を測定したところ平均粒径１２７０ｎｍであった。またこの溶液をスライドガラスへ塗布しオーブン中で乾燥させたところ、不均一な白濁皮膜が得られた。これらの測定結果を表１に併記した。
【００２５】
【表１】
【発明の効果】
本発明のフッ素樹脂粉末の分散性向上剤は、側鎖に（Ａ）ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基、ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：
−Ｑ1−Ｓｉ(Ｒ5)2−Ｑ2
（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖である。）で表される有機基からなる群から選択される有機基を有し、かつ、側鎖または分子鎖末端に（Ｂ）一般式：Ｆ(ＣＦ2)a−Ｒ1−
（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基を有するポリジオルガノシロキサンであることを特徴とする、フッ素樹脂粉末の分散性向上剤であるので、これをフッ素樹脂粉末と共に有機樹脂に含有させれば、フッ素樹脂粉末が有機樹脂中に均一に分散するという特徴を有する。また本発明の有機樹脂組成物は、均質で透明性を有し、表面潤滑性に優れた皮膜を形成するという特徴を有する。
Claims (4)
- 側鎖に（Ａ）ポリオキシアルキレン鎖含有有機基、炭素数１２以上のアルキル基、ポリジアルキルシロキサン鎖含有有機基および一般式：−Ｑ1−Ｓｉ（Ｒ5)2−Ｑ2（式中、Ｒ5は炭素数１〜１０の置換または非置換の一価炭化水素基であり、Ｑ1は炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｑ2は末端が封鎖された重合度３以上のポリスチレン鎖またはポリメチルスチレン鎖である。）で表される有機基からなる群から選択される有機基を有し、かつ、側鎖または分子鎖末端に（Ｂ）一般式：Ｆ（ＣＦ2)a−Ｒ1−（式中、Ｒ1はアルキレン基またはアルキレンオキシアルキレン基であり、ａは３以上の整数である。）で表される有機基を有するポリジオルガノシロキサンであることを特徴とする、フッ素樹脂粉末の分散性向上剤。
- ポリオキシアルキレン鎖の重合度が５以上である、請求項１記載の分散性向上剤。
- ポリジオルガノシロキサン鎖の重合度が５以上である、請求項１記載の分散性向上剤。
- 請求項１記載の分散性向上剤を（Ｃ）フッ素樹脂粉末と共に（Ｄ）ポリカーボネート樹脂に含有させてなる有機樹脂組成物。
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