JP4651486B2 - 含フッ素重合体水性分散液 - Google Patents
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Description
本発明は、金属との接着性にすぐれた含フッ素重合体水性分散液を提供する。
本発明はまた、金属との接着性にすぐれ、環境に優しい含フッ素重合体水性分散液を提供する。
本発明はさらに、上記の金属との接着性にすぐれた含フッ素重合体水性分散液から得られる結着剤を提供する。
本発明はさらに、前記した結着剤を含む電極を提供する。
本発明の含フッ素重合体水性分散液は、金属との接着性にすぐれる上に、界面活性剤の分解がし易いというすぐれた性能を有する水性分散液であって、各種繊維の被覆剤、フイルム原料、塗料原料など広い範囲に適用可能な水性分散液である。
本発明によれば、本発明の含フッ素重合体水性分散液から得られる金属との接着性にすぐれた結着剤が提供される。
本発明において、スチレン−ブタジエン系共重合体は水性分散液として用いることが好ましい。
本発明において、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体は水性分散液として用いることが好ましい。
本発明において、アクリルコポリマーは水性分散液として用いることが好ましい。
フッ素ゴムは通常架橋してゴムとして使用されるが、本発明のフッ素ゴムは架橋物であってもよいし、架橋前の未架橋物であってもよい。未架橋物である場合、本発明の含フッ素重合体水性分散液中のフッ素ゴムを、必要な時点で架橋させることができる。
本発明において、フッ素ゴムは水性分散液として用いることが好ましい。
四フッ化エチレン−パーフロロメチルビニルエーテル−フッ化ビニリデンの3元共重合体の未架橋物を含む水性分散液は、本発明のフッ素ゴムの好ましい使用形態である。
含フッ素重合体を含む水性分散液としては、含フッ素樹脂を1〜99重量%の割合、好ましくは30〜70重量%の割合で含む水性分散液として使用することができる。
また含フッ素重合体とともに用いられる重合体は、重合体を1〜99重量%の割合で含む水性分散液として使用することが好ましい。
本発明において各物性の測定は、下記の方法によって行った。
含フッ素重合体微粒子の平均粒径は、マイクロトラックUPA150 Model No.9340(日機装社製)を用いて測定された値を示した。
(A)水性分散液の接着性(実施例1−5、比較例1)
(a)試験片の作成
厚さ約20μmのアルミ箔(300×100mm)に、含フッ素重合体水性分散液約0.5mlを滴下し、もう1枚の同じサイズのアルミ箔をその上に重ねて、含フッ素重合体水性分散液をサンドイッチした形のものを作る。その上でステンレス製パイプ(径18mm、長さ225mm、重さ330g)を転がし含フッ素重合体水性分散液を均一に伸ばした。これを幅16mm× 長さ最大100mmの短冊状にカッターで切り取る。この短冊状のものを室温で12時間乾燥した後、電気オーブン(タバイエスペック(株)製 スーパーテンプオーブン 2TPH−201)にて130℃で30分乾燥した後、表1に示す熱処理条件にて熱処理して試験片とする。
(b)アルミ箔の剥離強度測定
各試験片の二枚のアルミ箔を剥離する強度を引張試験機((株)オリエンテック製 テンシロンUTM−1T)で測定する。
(a)試験片の作成
厚さ約20μmのアルミ箔(300×100mm)に、カーボンペーストを約5g塗布し、もう1枚の同じサイズのアルミ箔をその上に重ねて、カーボンペーストをサンドイッチした形のものを作る。これを2本のローラーを有する電動圧延ローラーにかけて、厚みが約100〜150μmになるようプレスする。これを幅16mm× 長さ最大100mmの短冊状にカッターで切り取る。この短冊状のものを室温で12時間乾燥した後、電気オーブン(タバイエスペック(株)製 スーパーテンプオーブン 2TPH−201)にて130℃で30分乾燥して試験片とする。
(b)アルミ箔の剥離強度測定
各試験片の二枚のアルミ箔を剥離する強度を引張試験機((株)オリエンテック製 テンシロンUTM−1T)で測定する。
多分散度は、8020システム(東ソー(株)製:検出器:R18021)によって測定を行った。測定条件は以下の通りである。
カラム:TSK G1000HXL+TSK G2500HXL
移動相:THF 0.5ml/min
温度 :40℃
濃度 :1重量%
試料(界面活性剤)をPTFE製の容器に採取し、超高純度硝酸を添加し、容器を密閉した後にMW(マイクロ波)分解を行う。分解終了後、放冷し超純水で100倍に希釈してICP−MS法(高周波プラズマ質量分析)により金属成分の定量を行った。尚、内部標準元素としてInを分解液に予め添加した。
ICP−MS装置:横河アナリティカルシステムズ製 HP4500
MW分解装置:CEM社製 MDS2000
本発明実施例および比較例で用いた原料は下記のとおりである。
(1)PTFE水性分散液
固形分60%、平均粒径は0.24μm、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤(レオコールTDN−90−80(ライオン(株)製)をPTFE100重量部に対して5−7重量%含む
(2)SBR水性分散液 ナルスター XR−4071(商品名 日本エイアンドエル(株)製)
(3)NBR水性分散液
Nipol LX550L(商品名 日本ゼオン(株)製)
(4)アクリルコポリマー水性分散液
アニオン系スチレン変性アクリル水性分散液 (ガラス転移点(Tg)8℃)
(5)フッ素系ゴム水性分散液
四フッ化エチレン−パーフロロメチルビニルエーテル−フッ化ビニリデンの3元共重合体の水性分散液。フッ素含有量が60%
イソホロンジアミンで結合されたポリテトラメチレンエーテルウレタン水性分散液
(6)ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤
レオコールTDN−90−80(商品名 ライオン(株)製)。多分散度(Mw/Mn)は1.12であり、アルカリ金属含有量は0.98ppmである。
Foxの式によるガラス移転点(Tg)の計算は下記のとおりである。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・+Wn/Tgn
(式中、Wnは成分nの重量比率、Tgnは成分nのガラス転移点である。)
PTFE水性分散液に、SBRの水性分散液(濃度48%)をPTFEのポリマー重量に対して、固形分で100%になるように添加し、アンモニア水でpHを9.5〜10.0に調整して含フッ素重合体水性分散液を調製した。得られた含フッ素重合体水性分散液について、アルミとの接着性を測定した。結果を表1に示した。
実施例1で用いたPTFE水性分散液に、NBRの水性分散液(濃度48%)をPTFEのポリマー重量に対して 固形分で100%になるように添加し、アンモニア水でpHを9.5〜10.0に調整して含フッ素重合体水性分散液を調製した。得られた含フッ素重合体水性分散液について、アルミとの接着性を測定した。結果を表1に示した。
実施例1で用いたPTFE水性分散液に、スチレン変性アクリルコポリマー水性分散液(濃度48.5%)をPTFEのポリマー重量に対して固形分で100%になるように添加し、アンモニア水でpHを9.5〜10.0に調整して含フッ素重合体水性分散液を調製した。得られた含フッ素重合体水性分散液について、アルミとの接着性を測定した。結果を表1に示した。
実施例1で用いたPTFE水性分散液に、フッ素系ゴムの水性分散液(濃度25%)をPTFEのポリマー重量に対して固形分で100%になるように添加し、アンモニア水でpHを9.5〜10.0に調整して含フッ素重合体水性分散液を調製した。得られた含フッ素重合体水性分散液について、アルミとの接着性を測定した。結果を表1に示した。
実施例1で用いたPTFE水性分散液について、アルミとの接着性を測定した。結果を表1に示した。
ケッチェンブラック7.7重量%、カルボキシメチルセルロースナトリウム0.9重量重量%、及び純水91.4重量%を混合してカーボン分散液を作成する。250ccのデスポカップにカーボン分散液25gを入れ、カーボンの重量(固形分)に対して含フッ素重合体の固形分が3倍の重量になる実施例1で調整した含フッ素重合体水性分散液を添加し、薬サジを用いて10分間手で混合してカーボンペーストを作成した。得られたカーボンペーストについて、アルミとの接着性を測定した。結果を表2に示す。
実施例2で調整した含フッ素重合体水性分散液用を用いた以外は、実施例5と同様にしてカーボンペーストを作成した。得られたカーボンペーストについて、アルミとの接着性を測定した。結果を表2に示す。
実施例3で調整した含フッ素重合体水性分散液を用いた以外は、実施例5と同様にしてカーボンペーストを作成した。得られたカーボンペーストについて、アルミとの接着性を測定した。結果を表2に示す。
実施例4で調整した含フッ素重合体水性分散液を用いた以外は、実施例5と同様にしてカーボンペーストを作成した。得られたカーボンペーストについて、アルミとの接着性を測定した。結果を表2に示す。
実施例1で調整した含フッ素重合体水性分散液の代わりに、PTFE水性分散液を用いた以外は、実施例5と同様にしてカーボンペーストを作成した。得られたカーボンペーストについて、アルミとの接着性を測定した。結果を表2に示す。
本発明の含フッ素重合体水性分散液は、金属との接着性にすぐれるほか、環境にやさしいというすぐれた性能を有する水性分散液であって、各種繊維の被覆剤、フイルム原料、塗料原料など広い範囲に適用可能な水性分散液である。
本発明によれば、本発明の含フッ素重合体水性分散液から得られる金属との接着性にすぐれた結着剤が提供される。
Claims (4)
- ポリテトラフルオロエチレンである含フッ素重合体と、スチレン−ブタジエン系共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体、アクリルコポリマーおよびフッ素系ゴムから選ばれた少なくとも1種の重合体と、多分散度(重量平均分子量Mwを数平均分子量Mnで割った値)が1.15以下であるポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤とを含み、該含フッ素重合体と該重合体の割合が、両者の混合物を100重量%として、含フッ素重合体が1〜99重量%であり、重合体が99〜1重量%であり、該界面活性剤の量が含フッ素重合体100重量部に対して2〜15重量部である含フッ素重合体水性分散液。
- ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤が、炭素数8〜18の脂肪族アルコールにエチレンオキサイドが5〜20個の割合で付加したものである請求項1に記載の含フッ素重合体水性分散液。
- ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤のアルカリ金属の含有量が30ppm以下である請求項1または2に記載の含フッ素重合体水性分散液。
- 含フッ素重合体100重量部当り、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤を2〜15重量部の割合で含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の含フッ素重合体水性分散液。
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