JP4748125B2 - Fluorine rubber crosslinking composition - Google Patents

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Description

本発明は新規な架橋系を提供するフッ素ゴム架橋用組成物に関する。本発明によれば、機械的特性、特に圧縮永久歪みと耐熱性に優れた含フッ素架橋ゴム成形品を提供することができる。   The present invention relates to a fluororubber crosslinking composition that provides a novel crosslinking system. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluorine-containing crosslinked rubber molded product excellent in mechanical characteristics, especially compression set and heat resistance can be provided.

含フッ素エラストマー、特にテトラフルオロエチレン(TFE)単位を中心とするパーフルオロエラストマーは、優れた耐薬品性、耐溶剤性、耐熱性を示すことから、過酷な環境下でのシール材などとして広く使用されている。   Fluorine-containing elastomers, especially perfluoroelastomers centered on tetrafluoroethylene (TFE) units, exhibit excellent chemical resistance, solvent resistance, and heat resistance, so they are widely used as sealing materials in harsh environments. Has been.

しかし、技術の進歩に伴い要求される特性はさらに厳しくなり、航空宇宙分野や半導体製造装置分野、化学プラント分野では300℃以上の高温環境下におけるシール性が要求されている。   However, as the technology advances, the required characteristics become more severe, and the sealing performance in a high temperature environment of 300 ° C. or higher is required in the aerospace field, semiconductor manufacturing equipment field, and chemical plant field.

かかる要求に対して、架橋系を工夫して耐熱性を向上させる試みが提案されている。それらの一つの方向として、ニトリル基を架橋点として導入した含フッ素エラストマーを使用し、有機スズ化合物によりトリアジン環を形成させるトリアジン架橋系(たとえば特許文献1参照)、同じくニトリル基を架橋点として導入した含フッ素エラストマーを使用し、ビスアミノフェノールによりオキサゾール環を形成させるオキサゾール架橋系(たとえば、特許文献2参照)、ビスジアミノフェニル化合物によりイミダゾール環を形成させるイミダゾール架橋系(たとえば、特許文献2参照)、ビスアミノチオフェノールによりチアゾール環を形成させるチアゾール架橋系(たとえば、特許文献3参照)が知られている。   In response to such demands, attempts have been proposed to improve the heat resistance by devising a crosslinking system. As one of those directions, a triazine crosslinking system that uses a fluorine-containing elastomer introduced with a nitrile group as a crosslinking point and forms a triazine ring with an organotin compound (see, for example, Patent Document 1), also introduces a nitrile group as a crosslinking point. An oxazole crosslinking system that forms an oxazole ring with bisaminophenol (for example, see Patent Document 2) and an imidazole crosslinking system that forms an imidazole ring with a bisdiaminophenyl compound (for example, see Patent Document 2) A thiazole cross-linking system in which a thiazole ring is formed by bisaminothiophenol is known (for example, see Patent Document 3).

米国デュポン社の一連のPCT特許出願(特許文献4、特許文献5、特許文献6および特許文献7)には、上記トリアジン架橋系、オキサゾール架橋系に加えてパーオキサイド架橋系での架橋速度の向上を目的とし、ニトリル基含有含フッ素エラストマーの末端をカルボニル含有末端基にすることが提案されている。   A series of PCT patent applications (Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6 and Patent Document 7) of US DuPont have improved the crosslinking rate in the peroxide crosslinking system in addition to the triazine crosslinking system and the oxazole crosslinking system. For this purpose, it has been proposed that the end of the nitrile group-containing fluorine-containing elastomer is a carbonyl-containing end group.

しかし、特許文献1、特許文献2および特許文献3に記載されている架橋系で得られる架橋ゴムは、架橋可能な官能基はキュアサイトモノマーに由来する分岐鎖のみに存在するため、機械的強度や高温時の圧縮永久歪みが不充分である。   However, the crosslinked rubber obtained by the crosslinking systems described in Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3 has a mechanical strength because the crosslinkable functional group exists only in the branched chain derived from the cure site monomer. Insufficient compression set at high temperatures.

また、前記一連のデュポン社の出願の明細書に記載されている発明は、架橋阻害を生じ得るスルホン酸末端基を低減することを本質的な目的としており、その手段として末端基をカルボニル含有基にしようとしている。すなわちカルボニル含有基を架橋点として架橋速度を改善しようとするのではなく、スルホン酸基を低減させることで架橋速度を向上させているのである。このことは、イオン化されたまたはイオン化し得るカルボニル含有末端基はエラストマーの粘度を高くするため、加熱して脱炭酸し粘度を下げることが好ましいと記載されていることからもわかる。なお、カルボニル含有末端基としてカルボキシル基、カルボン酸塩およびカルボキシアミド基があげられているが、得られた乳化重合物の凝析に金属塩を使用しているため、凝析され単離された架橋に供されるエラストマーのカルボニル含有末端基は実質的にカルボン酸金属塩やカルボキシアミド基となっており、これらの塩がエラストマーの粘度上昇を引き起こしているものと考えられる。また、この末端カルボニル含有基の脱炭酸処理は末端基を架橋に使用していないことを示している。   In addition, the invention described in the specification of the series of DuPont applications has an essential purpose of reducing sulfonic acid end groups that can cause crosslinking inhibition. Trying to. That is, instead of trying to improve the crosslinking rate using the carbonyl-containing group as a crosslinking point, the crosslinking rate is improved by reducing the sulfonic acid group. This can also be seen from the fact that it is preferred that ionized or ionizable carbonyl-containing end groups increase the viscosity of the elastomer, so that it is preferable to heat and decarboxylate to lower the viscosity. Carboxyl groups, carboxylates and carboxyamide groups are listed as carbonyl-containing end groups, but they were coagulated and isolated because metal salts were used for coagulation of the resulting emulsion polymer. The carbonyl-containing terminal group of the elastomer subjected to crosslinking is substantially a carboxylic acid metal salt or a carboxyamide group, and it is considered that these salts cause an increase in the viscosity of the elastomer. Further, this decarboxylation treatment of the terminal carbonyl-containing group indicates that the terminal group is not used for crosslinking.

さらに、デュポン社の発明における、末端基としてカルボニル含有基をもつニトリル基含有含フッ素エラストマーを用いた架橋系でも得られる架橋物の機械的強度や高温時の圧縮永久歪みは改善されていない。   Further, in the invention of DuPont, the mechanical strength and the compression set at high temperature of the cross-linked product obtained by a cross-linking system using a nitrile group-containing fluorine-containing elastomer having a carbonyl-containing group as a terminal group are not improved.

特開昭58−152041号公報JP 58-152041 A 特開昭59−109546号公報JP 59-109546 A 特開平8−104789号公報JP-A-8-104789 WO97/19982号パンフレットWO97 / 19982 pamphlet WO98/23653号パンフレットWO98 / 23653 pamphlet WO98/23654号パンフレットWO98 / 23654 pamphlet WO98/23655号パンフレットWO98 / 23655 pamphlet

本発明は、機械的強度および高温での圧縮永久歪みが特に改善された架橋物を与える含フッ素エラストマーの新規な架橋系を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a novel crosslinking system of a fluorine-containing elastomer that gives a crosslinked product with particularly improved mechanical strength and compression set at high temperature.

すなわち本発明は、架橋性基としてカルボキシル基および/またはアルコキシカルボニル基を主鎖の末端および/または分岐鎖に有する含フッ素エラストマーを含むフッ素ゴム架橋用組成物ならびに該フッ素ゴム架橋用組成物を架橋して得られる含フッ素架橋ゴム成形品、特に架橋性基としてカルボキシル基を主鎖の末端および/または分岐鎖、特に末端に有する含フッ素エラストマーを含むフッ素ゴム架橋用組成物、ならびに該フッ素ゴム架橋用組成物を架橋して得られる含フッ素架橋ゴム成形品に関する。   That is, the present invention relates to a fluororubber crosslinking composition containing a fluorine-containing elastomer having a carboxyl group and / or an alkoxycarbonyl group as a crosslinkable group at the end of the main chain and / or a branched chain, and the fluororubber crosslinking composition. Fluorine-containing crosslinked rubber molded product obtained in particular, a fluorine-containing rubber-crosslinking composition comprising a fluorine-containing elastomer having a carboxyl group as a crosslinkable group at the end of the main chain and / or a branched chain, particularly at the end, and the fluorine rubber The present invention relates to a fluorine-containing crosslinked rubber molded product obtained by crosslinking a composition for use.

また、重合開始剤および/またはモノマーの一つとしてカルボキシル基および/またはアルコキシカルボニル基を主鎖および/または分岐鎖に与える化合物を用いて含フッ素モノマーを重合した後、重合生成物を酸で処理することを特徴とする含フッ素エラストマーの製造法にも関する。   In addition, after polymerization of the fluorine-containing monomer using a compound that gives a carboxyl group and / or alkoxycarbonyl group to the main chain and / or branched chain as one of the polymerization initiator and / or monomer, the polymerization product is treated with an acid. The present invention also relates to a method for producing a fluorine-containing elastomer.

この含フッ素エラストマーとしては、式(I):
1−[A−(Y)pq−X2 (I)
または式(II):
1−[A−(Y1pq−[B−(Y2rs−X2 (II)
(式中、X1およびX2は同じかまたは異なり、いずれもカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはスルホン酸基、Y、Y1およびY2は同じかまたは異なり、いずれも側鎖にカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはニトリル基を有する2価の有機基、Aはエラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメント(以下、「エラストマー性セグメントA」という、Bは非エラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメント(以下、「非エラストマー性セグメントB」という)、pは0〜10の整数、qは1〜5の整数、rは0〜10の整数、sは1〜3の整数である、ただしX1、X2、Y、Y1またはY2のいずれか一つはカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基であり、Y、Y1およびY2はAまたはBのセグメント中にランダムに入っていてもよい)で示され、架橋性基としてカルボキシル基および/またはアルコキシカルボニル基を主鎖の末端および/または分岐鎖に有する架橋可能な新規含フッ素エラストマーが好ましい。
As this fluorine-containing elastomer, the formula (I):
X 1 - [A- (Y) p] q -X 2 (I)
Or formula (II):
X 1 - [A- (Y 1 ) p] q - [B- (Y 2) r] s -X 2 (II)
(In the formula, X 1 and X 2 are the same or different, all are carboxyl group, alkoxycarbonyl group, iodine atom, bromine atom or sulfonic acid group, Y, Y 1 and Y 2 are the same or different, both are side Divalent organic group having a carboxyl group, alkoxycarbonyl group, iodine atom, bromine atom or nitrile group in the chain, A is an elastomeric fluoropolymer chain segment (hereinafter referred to as “elastomeric segment A”, B is non-elastomeric Fluoropolymer chain segment (hereinafter referred to as “non-elastomeric segment B”), p is an integer of 0 to 10, q is an integer of 1 to 5, r is an integer of 0 to 10, and s is an integer of 1 to 3. there, however any one of X 1, X 2, Y, Y 1 or Y 2 is carboxyl group or alkoxycarbonyl group, Y, Y 1 Oyo Y 2 is represented by A or may contain randomly in the segments of B), crosslinkable novel having a carboxyl group and / or alkoxycarbonyl group at the terminal and / or branched chain of the main chain as a crosslinkable group A fluorine-containing elastomer is preferred.

また、エラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメントとしては、構成単位として90モル%以上がパーハロオレフィン単位であるものが好ましい。   Moreover, as an elastomeric fluorine-containing polymer chain segment, what has 90 mol% or more of perhaloolefin units as a structural unit is preferable.

本発明はまた、式(Ia):
1−[A−(Y)pq−X2 (Ia)
または式(IIa):
1−[A−(Y1pq−[B−(Y2rs−X2 (IIa)
(式中、X1およびX2は同じかまたは異なり、いずれもカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはスルホン酸基、Y、Y1およびY2は同じかまたは異なり、いずれも側鎖にカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはニトリル基を有する2価の有機基、Aはエラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメント、Bは非エラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメント、pは0〜10の整数、qは1〜5の整数、rは0〜10の整数、sは1〜3の整数である、ただしX1またはX2のいずれか一つはカルボキシル基であり、Y、Y1およびY2はAまたはBのセグメント中にランダムに入っていてもよい)で示され、架橋性基としてカルボキシル基を主鎖の末端に有する含フッ素エラストマーに関する。
The present invention also provides a compound of formula (Ia):
X 1 - [A- (Y) p] q -X 2 (Ia)
Or formula (IIa):
X 1 - [A- (Y 1 ) p] q - [B- (Y 2) r] s -X 2 (IIa)
(In the formula, X 1 and X 2 are the same or different, all are carboxyl group, alkoxycarbonyl group, iodine atom, bromine atom or sulfonic acid group, Y, Y 1 and Y 2 are the same or different, both are side Divalent organic group having a carboxyl group, alkoxycarbonyl group, iodine atom, bromine atom or nitrile group in the chain, A is an elastomeric fluoropolymer chain segment, B is a non-elastomeric fluoropolymer chain segment, p is 0 to 0 An integer of 10, q is an integer of 1 to 5, r is an integer of 0 to 10, s is an integer of 1 to 3, provided that either X 1 or X 2 is a carboxyl group, and Y, Y 1 and Y 2 may be randomly included in the segment of A or B) and have a carboxyl group as a crosslinkable group at the end of the main chain About.

式(I)、(II)、(Ia)および(IIa)において、アルコキシカルボニル基のアルコキシル基としては、たとえば炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状のアルコキシル基があげられ、水素原子の一部がフッ素原子で置換されていてもよい。   In the formulas (I), (II), (Ia) and (IIa), the alkoxyl group of the alkoxycarbonyl group includes, for example, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom May be substituted with a fluorine atom.

また、本発明の含フッ素エラストマーは関係式(1):
(Sco/Scf)×(D/Dp)×(F/Fp)≧0.01 (1)
(式中の文字は後述する)を満たすカルボキシル基含有量をもつものが好ましい。
Further, the fluorine-containing elastomer of the present invention has a relational expression (1):
(Sco / Scf) × (D / Dp) × (F / Fp) ≧ 0.01 (1)
Those having a carboxyl group content satisfying (characters in the formula will be described later) are preferable.

本発明によれば、新たな架橋系が適用できる新規な含フッ素エラストマーおよび、該エラストマーを架橋して得られる機械的強度および圧縮永久歪み、特に高温時の圧縮永久歪みを大幅に向上させることができる。   According to the present invention, a novel fluorine-containing elastomer to which a new crosslinking system can be applied, and mechanical strength and compression set obtained by crosslinking the elastomer, particularly compression set at a high temperature can be greatly improved. it can.

まず、本発明の架橋可能な含フッ素エラストマーについて説明する。   First, the crosslinkable fluorine-containing elastomer of the present invention will be described.

本発明で用いる含フッ素エラストマーは、式(I):
1−[A−(Y)pq−X2 (I)
で示されるエラストマー性セグメントAを主鎖とするエラストマー、または式(II):
1−[A−(Y1pq−[B−(Y2rs−X2 (II)
で示されるエラストマー性セグメントAと非エラストマー性セグメントBとからなる主鎖をもつ含フッ素多元セグメント化エラストマーである(式(I)および式(II)において、X1、X2、Y、Y1、Y2、A、B、p、q、rおよびsは前記と同じである)。これらのうち前記式(Ia)または(IIa)で示されるカルボキシル基を主鎖の末端に有する(すなわち、X1またはX2の少なくとも一方がカルボキシル基である)含フッ素エラストマーは新規なエラストマーである。
The fluorine-containing elastomer used in the present invention has the formula (I):
X 1 - [A- (Y) p] q -X 2 (I)
Or an elastomer having a main chain of an elastomeric segment A represented by formula (II):
X 1 - [A- (Y 1 ) p] q - [B- (Y 2) r] s -X 2 (II)
Is a fluorine-containing multi-segmented elastomer having a main chain composed of an elastomeric segment A and a non-elastomeric segment B (in formulas (I) and (II), X 1 , X 2 , Y, Y 1 Y 2 , A, B, p, q, r and s are the same as above. Among these, a fluorine-containing elastomer having a carboxyl group represented by the formula (Ia) or (IIa) at the end of the main chain (that is, at least one of X 1 or X 2 is a carboxyl group) is a novel elastomer. .

エラストマー性セグメントAとしては、たとえば式(1):   As the elastomeric segment A, for example, the formula (1):

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(式中、mは95〜50、nは5〜50、Rfは炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基)で示される2元共重合体ゴム、もしくは
式(2):
(Wherein m is 95 to 50, n is 5 to 50, and R f is a C 1-8 perfluoroalkyl group) or a copolymer rubber represented by formula (2):

Figure 0004748125
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(式中、lは95〜35、mは0〜30、nは5〜35、Rfは炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基)で示される3元共重合体ゴムなどのパーフルオロエラストマーセグメント、または
式(3):
(Wherein, l is 95 to 35, m is 0 to 30, n is 5 to 35, and Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms). Segment or formula (3):

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(式中、mは85〜60、nは15〜40)で示される2元共重合体ゴム、
式(4):
(Wherein, m is 85-60, n is 15-40),
Formula (4):

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(式中、lは85〜20、mは0〜40、nは15〜40)で示される3元共重合体ゴム、
式(5):
(Wherein l is 85 to 20, m is 0 to 40, and n is 15 to 40),
Formula (5):

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(式中、lは95〜45、mは0〜10、nは5〜45、Z1、Z2およびZ3はそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子、Rfは炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基)で示される3元共重合体ゴム、もしくは (In the formula, l is 95 to 45, m is 0 to 10, n is 5 to 45, Z 1 , Z 2 and Z 3 are each independently a fluorine atom or a hydrogen atom, and R f is 1 to 8 carbon atoms. A terpolymer rubber represented by a perfluoroalkyl group), or

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(lは1〜80、mは0〜80、nは10〜50、Rfは前記と同じ)などの非パーフルオロエラストマーセグメントであってもよい。 A non-perfluoroelastomer segment such as 1 is 1 to 80, m is 0 to 80, n is 10 to 50, and R f is the same as described above.

また、分岐鎖に架橋点を導入するためのY、Y1、Y2としては、たとえばCX2=CX−Rf 1CHRI(式中、XはH、FまたはCH3、Rf 1は1個以上のエーテル型酸素原子を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のフルオロ−もしくはパーフルオロアルキレン基、またはフルオロ−もしくはパーフルオロオキシアルキレン基、フルオロポリオキシアルキレン基またはパーフルオロポリオキシアルキレン基、RはHまたはCH3)で示されるヨウ素含有単量体、臭素含有単量体、 Examples of Y, Y 1 and Y 2 for introducing a crosslinking point into the branched chain include CX 2 = CX-R f 1 CHRI (where X is H, F or CH 3 , and R f 1 is 1). A linear or branched fluoro- or perfluoroalkylene group, or a fluoro- or perfluorooxyalkylene group, a fluoropolyoxyalkylene group or a perfluoropolyoxy, which may have at least one ether type oxygen atom An alkylene group, R is H or CH 3 ), an iodine-containing monomer, a bromine-containing monomer,

Figure 0004748125
Figure 0004748125

で示されるニトリル基含有単量体、カルボキシル基含有単量体、アルコキシカルボニル基含有単量体などがあげられ、通常、ヨウ素含有単量体、ニトリル基含有単量体、カルボキシル基含有単量体などが好適である。 Nitrile group-containing monomers, carboxyl group-containing monomers, alkoxycarbonyl group-containing monomers, and the like, usually iodine-containing monomers, nitrile group-containing monomers, carboxyl group-containing monomers Etc. are suitable.

ヨウ素含有単量体としては、パーフルオロビニルエーテル化合物がその共重合性から好適である。たとえばパーフルオロ(6,6ジヒドロ−6−ヨード−3−オキサ−1−ヘキセン)や、パーフルオロ(5−ヨード−3−オキサ−1−ペンテン)などが好適である。   As the iodine-containing monomer, a perfluorovinyl ether compound is preferable because of its copolymerizability. For example, perfluoro (6,6dihydro-6-iodo-3-oxa-1-hexene), perfluoro (5-iodo-3-oxa-1-pentene) and the like are preferable.

そのほか特公平5−63482号公報に記載されている一般式:   Other general formulas described in JP-B-5-63482:

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(式中、Y3はトリフルオロメチル基、nは0〜2)で示されるフルオロビニルエーテルなどがあげられる。 (Wherein Y 3 is a trifluoromethyl group, and n is 0 to 2).

また、CF2=CHIなども好適に使用できる。 Also, CF 2 = CHI can be suitably used.

これらのうち末端基X1またはX2の少なくとも一つがカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基である場合はニトリル基またはカルボキシル基を含有する単位であるのが架橋反応性の点で好ましい。 Among these, when at least one of the terminal groups X 1 or X 2 is a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group, a unit containing a nitrile group or a carboxyl group is preferred from the viewpoint of crosslinking reactivity.

非エラストマー性セグメントBとしては、フッ素原子を含み前記エラストマー性を有していなければ基本的には限定されず、非エラストマー性セグメントBをブロック共重合することによりえようとする特性・機能に合わせて選択すればよい。なかでも、機械的物性を付与するためには結晶融点が150℃以上である結晶性ポリマー鎖セグメントであることが好ましい。   The non-elastomeric segment B is not basically limited as long as it contains fluorine atoms and does not have the above-mentioned elastomeric properties. To select. Of these, a crystalline polymer chain segment having a crystalline melting point of 150 ° C. or higher is preferable in order to impart mechanical properties.

非エラストマー性セグメントBを構成しうる単量体のうち含フッ素単量体としては、たとえばTFE、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、CF2=CF(CF2pX(pは1〜10の整数、XはFまたはCl)、パーフルオロ−2−ブテンなどのパーハロオレフィン類;フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、 Among the monomers that can constitute the non-elastomeric segment B, examples of the fluorine-containing monomer include TFE, chlorotrifluoroethylene (CTFE), perfluoro (alkyl vinyl ether) (PAVE), hexafluoropropylene (HFP), CF 2 = CF (CF 2 ) p X (p is an integer of 1 to 10, X is F or Cl), perhaloolefins such as perfluoro-2-butene; vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene ,

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(X4およびX5はHまたはF、qは1〜10の整数)、CH2=C(CF32などの部分フッ素化オレフィン類の1種または2種以上があげられる。また、これらと共重合可能な単量体、たとえばエチレン、プロピレン、塩化ビニル、ビニルエーテル類、カルボン酸ビニルエステル類、アクリル類の1種または2種以上も共重合成分として使用できる。 (X 4 and X 5 are H or F, q is an integer of 1 to 10), and one or more of partially fluorinated olefins such as CH 2 ═C (CF 3 ) 2 can be used. Monomers that can be copolymerized therewith, for example, one or more of ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl ethers, carboxylic acid vinyl esters, and acrylics can also be used as the copolymerization component.

これらのうち、耐薬品性、耐熱性の点から、主成分に用いる単量体としては含フッ素オレフィン単独または含フッ素オレフィン同士の組合せ、エチレンとTFEの組合せ、エチレンとCTFEの組合せが好ましく、特にパーハロオレフィンの単独またはパーハロオレフィン同士の組合せが好ましい。   Of these, from the viewpoint of chemical resistance and heat resistance, the monomer used as the main component is preferably a fluorine-containing olefin alone or a combination of fluorine-containing olefins, a combination of ethylene and TFE, and a combination of ethylene and CTFE. A perhaloolefin alone or a combination of perhaloolefins is preferred.

具体的には、
(1)VdF/TFE(0〜100/100〜0)、特にVdF/TFE(70〜99/30〜1)、PTFEまたはPVdF;
(2)エチレン/TFE/HFP(6〜60/40〜81/1〜30)、3,3,3−トリフルオロプロピレン−1,2−トリフルオロメチル−3,3,3−トリフルオロプロピレン−1/PAVE(40〜60/60〜40);
(3)TFE/CF2=CF−Rf 3(非エラストマー性を示す組成範囲、すなわち、CF2=CF−Rf 3が15モル%以下。Rf 3は1個以上のエーテル型酸素原子を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のフルオロ−もしくはパーフルオロアルキル基、またはフルオロ−もしくはパーフルオロオキシアルキル基である。);
(4)VdF/TFE/CTFE(50〜99/30〜0/20〜1);
(5)VdF/TFE/HFP(60〜99/30〜0/10〜1);
(6)エチレン/TFE(30〜60/70〜40);
(7)ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE);
(8)エチレン/CTFE(30〜60/70〜40)
などがあげられる。これらのうち、耐薬品性と耐熱性の点から、特にPTFEおよびTFE/CF2=CF−Rf 3(Rf 3は前記と同じ)の非エラストマー性の共重合体が好ましい。
In particular,
(1) VdF / TFE (0-100 / 100-0), especially VdF / TFE (70-99 / 30-1), PTFE or PVdF;
(2) Ethylene / TFE / HFP (6-60 / 40-81 / 1-30), 3,3,3-trifluoropropylene-1,2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoropropylene- 1 / PAVE (40-60 / 60-40);
(3) TFE / CF 2 = CF—R f 3 (composition range showing non-elastomeric properties, ie, CF 2 = CF—R f 3 is 15 mol% or less. R f 3 is one or more ether type oxygen atoms. A linear or branched fluoro- or perfluoroalkyl group, or a fluoro- or perfluorooxyalkyl group, which may have
(4) VdF / TFE / CTFE (50 to 99/30 to 0/20 to 1);
(5) VdF / TFE / HFP (60 to 99/30 to 0/10 to 1);
(6) Ethylene / TFE (30-60 / 70-40);
(7) polychlorotrifluoroethylene (PCTFE);
(8) Ethylene / CTFE (30-60 / 70-40)
Etc. Of these, non-elastomeric copolymers of PTFE and TFE / CF 2 = CF—R f 3 (R f 3 is the same as described above) are particularly preferred from the viewpoint of chemical resistance and heat resistance.

また、非エラストマー性セグメントBを構成しうる単量体として、各種架橋のために前記した硬化部位を与える単位Y2を5モル%以下、好ましくは2モル%以下導入してもよい。 Further, as the monomer that can constitute the non-elastomeric segment B, the unit Y 2 that gives the above-mentioned cured site for various cross-linkings may be introduced in an amount of 5 mol% or less, preferably 2 mol% or less.

非エラストマー性セグメントBのブロック共重合は、たとえばエラストマー性セグメントAの乳化重合に引き続き、単量体を非エラストマー性セグメントB用に変えることにより行なうことができる。   The block copolymerization of the non-elastomeric segment B can be performed, for example, by changing the monomer for the non-elastomeric segment B following the emulsion polymerization of the elastomeric segment A.

非エラストマー性セグメントBの数平均分子量は、1,000〜1,200,000、好ましくは3,000〜400,000と広い幅で調整できる。   The number average molecular weight of the non-elastomeric segment B can be adjusted in a wide range of 1,000 to 1,200,000, preferably 3,000 to 400,000.

また、エラストマー性セグメントAの構成単位の90モル%以上、特に95モル%以上をパーハロオレフィン単位とすることによりエラストマー性セグメントAに確実に非エラストマー性セグメントBをブロック共重合でき、しかも非エラストマー性セグメントBの分子量(重合度)を大きくすることができる。   Further, when 90 mol% or more, particularly 95 mol% or more of the structural unit of the elastomeric segment A is a perhaloolefin unit, the non-elastomeric segment B can be surely block copolymerized with the elastomeric segment A, and the non-elastomer The molecular weight (degree of polymerization) of the sex segment B can be increased.

エラストマーの末端基であるX1、X2としては、前記のとおりカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはスルホン酸基である。末端基にこれらの官能基を導入する方法としては、後述する酸処理法があげられる。 As described above, X 1 and X 2 which are end groups of the elastomer are a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an iodine atom, a bromine atom or a sulfonic acid group. Examples of a method for introducing these functional groups into the terminal group include an acid treatment method described later.

本発明の特徴は、架橋点となりうるX1、X2、Y、Y1、Y2の少なくとも1つがカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基である含フッ素エラストマーを使用することである。前述のとおり、これらのうち前記式(Ia)または(IIa)で示されるカルボキシル基を主鎖の末端に有する(すなわち、X1またはX2の少なくとも一方がカルボキシル基である)含フッ素エラストマーは新規なエラストマーである。 A feature of the present invention is to use a fluorine-containing elastomer in which at least one of X 1 , X 2 , Y, Y 1 , and Y 2 that can serve as a crosslinking point is a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group. As described above, among these, the fluorine-containing elastomer having a carboxyl group represented by the formula (Ia) or (IIa) at the end of the main chain (that is, at least one of X 1 or X 2 is a carboxyl group) is novel An elastomer.

前記デュポン社の出願明細書にはカルボニル含有末端基を有する含フッ素エラストマーが記載されており、カルボニル基含有基としてカルボキシル基、カルボン酸塩およびカルボキシアミド基があげられている。しかし、同明細書ではこれらを区別することなく一括してカルボニル基含有基として扱っており、実際にカルボキシル基が主鎖の末端に存在しているかは不明である。本発明者らの知見によると、これらの国際公開公報に記載されている重合条件、凝析条件、とくにpH3.5〜7.0という条件では末端基は実質的にカルボキシル基の金属塩またはアンモニウム塩となっており、アルコキシカルボニル基はもとより遊離のカルボキシル基も殆ど存在していないと考えられる。   The DuPont application specification describes a fluorine-containing elastomer having a carbonyl-containing end group, and examples of the carbonyl group-containing group include a carboxyl group, a carboxylate salt and a carboxyamide group. However, in this specification, these are collectively treated as carbonyl group-containing groups without distinction, and it is unclear whether the carboxyl group actually exists at the end of the main chain. According to the knowledge of the present inventors, the terminal group is substantially a carboxyl group metal salt or ammonium under the polymerization conditions and coagulation conditions described in these international publications, particularly at pH 3.5 to 7.0. It is considered that there is almost no free carboxyl group as well as an alkoxycarbonyl group.

本発明のもう一つの特徴は、本発明の含フッ素エラストマーは、重合生成物そのものではなく、重合反応混合物から単離された状態の含フッ素エラストマーである点にある。したがって、架橋剤を加えるか、高エネルギー線を照射すれば架橋可能ないわゆるマス(mass)の状態にある。   Another feature of the present invention is that the fluorine-containing elastomer of the present invention is not a polymerization product itself but a fluorine-containing elastomer in a state isolated from a polymerization reaction mixture. Therefore, if a crosslinking agent is added or high energy rays are irradiated, it is in a so-called mass state that can be crosslinked.

前記のように、乳化重合法に代表される重合上がりの重合生成物(エラストマー)は重合反応混合物から通常金属塩によって凝析して単離されたのち架橋される。したがって、たとえ重合生成物がカルボキシル基を有していたとしてもこの塩析段階でカルボン酸塩になり、遊離のカルボキシル基を含有する含フッ素エラストマーは現実として得られていない。このことが原因となって、架橋物の機械的強度および圧縮永久歪みの向上を妨げていたのである。   As described above, a polymerization product (elastomer) after polymerization represented by emulsion polymerization is usually coagulated and isolated from a polymerization reaction mixture with a metal salt and then crosslinked. Therefore, even if the polymerization product has a carboxyl group, it becomes a carboxylate at this salting out stage, and a fluorine-containing elastomer containing a free carboxyl group has not been actually obtained. This has hindered improvement of the mechanical strength and compression set of the crosslinked product.

このように前記式(Ia)および(IIa)で示される含フッ素エラストマーはもちろん、前記式(I)および(II)で示される含フッ素エラストマーも、架橋に供される状態では従来存在していなかったのである。   Thus, the fluorine-containing elastomers represented by the above formulas (Ia) and (IIa) as well as the fluorine-containing elastomers represented by the above formulas (I) and (II) have not conventionally existed in a state where they are subjected to crosslinking. It was.

本発明の前記式(Ia)および(IIa)で示される新規な含フッ素エラストマー中のカルボキシル基の含有量は、前記関係式(1):
(Sco/Scf)×(D/Dp)×(F/Fp)≧0.01
を満たすことが、架橋点を確保し耐熱性を上げ、圧縮永久歪みを向上させる点から好ましい。
The content of the carboxyl group in the novel fluorine-containing elastomer represented by the above formulas (Ia) and (IIa) of the present invention is the relational formula (1):
(Sco / Scf) × (D / Dp) × (F / Fp) ≧ 0.01
It is preferable from the viewpoint of securing a crosslinking point, increasing heat resistance, and improving compression set.

つぎに関係式(1)中の文字の説明をする。   Next, the characters in relational expression (1) will be described.

式中、Sco、Scf、D、Dp、FおよびFpは、対象とする本発明の含フッ素エラストマーおよび後述する標準パーフルオロエラストマーのそれぞれつぎの値をいう。
Sco:対象とするエラストマーをFT−IRで測定したときの1680〜1830cm-1に吸収のピークをもつ会合および非会合のカルボキシル基のカルボニル基に基づく吸収の合計面積吸光度。たとえば、TFE/パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)/CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X(XはCNまたはCOOH)においては、会合しているカルボニル基に基づく吸収が1800〜1820cm-1に、非会合のものに基づく吸収が1760〜1780cm-1に出現する。
Scf:対象とするエラストマーをFT−IRで測定したときの2220〜2840cm-1に吸収のピークをもつC−F結合の倍音に基づく吸収の面積吸光度。ただし、ニトリル基が存在する場合は2220〜2840cm-1に吸収のピークをもつすべての吸収の面積吸光度の合計から2220〜2300cm-1に吸収のピークをもつニトリル基に基づく吸収の面積吸光度を引いた値。この補正は、ニトリル基が存在する場合は2220〜2300cm-1に吸収のピークが出るため、その吸収の影響を排除するためである。
D:対象とするエラストマーの20℃での比重。
Dp:標準とするパーフルオロエラストマー(TFE/PMVEのモル比で58/42の共重合体。19F−NMRで測定)の20℃での比重(測定値:2.03)。TFE/PMVEのモル比で58/42の共重合体を標準パーフルオロエラストマーとする理由は、入手が容易であるからである。
F:元素分析法で求めた対象とするエラストマーのフッ素含有量(重量%)。
Fp:元素分析法で求めた前記標準パーフルオロエラストマーのフッ素含有量(測定値:71.6重量%)。
In the formula, Sco, Scf, D, Dp, F, and Fp are the following values of the target fluorine-containing elastomer of the present invention and the standard perfluoroelastomer described later, respectively.
Sco: Total area absorbance of absorption based on the carbonyl group of an associated and non-associated carboxyl group having an absorption peak at 1680 to 1830 cm −1 when the target elastomer is measured by FT-IR. For example, in TFE / perfluoro (methyl vinyl ether) (PMVE) / CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 X (X is CN or COOH), the absorption based on the associated carbonyl group is 1800. At ˜1820 cm −1 , absorption based on non-association appears at 1760-1780 cm −1 .
Scf: Area absorbance of absorption based on harmonics of C—F bonds having an absorption peak at 2220 to 2840 cm −1 when the target elastomer is measured by FT-IR. However, if the nitrile groups present subtracting the area absorbance of absorption based on the nitrile group with a peak of absorption in 2220~2300Cm -1 from the total area absorbance of all absorption having a peak absorption in 2220~2840Cm -1 Value. This correction is for eliminating the influence of absorption because an absorption peak appears at 2220 to 2300 cm −1 when a nitrile group is present.
D: Specific gravity at 20 ° C. of the target elastomer.
Dp: Specific gravity (measured value: 2.03) at 20 ° C. of a standard perfluoroelastomer (copolymer having a molar ratio of TFE / PMVE of 58/42, measured by 19 F-NMR). The reason why a copolymer having a molar ratio of TFE / PMVE of 58/42 is a standard perfluoroelastomer is that it is easily available.
F: Fluorine content (% by weight) of the target elastomer obtained by elemental analysis.
Fp: Fluorine content of the standard perfluoroelastomer obtained by elemental analysis (measured value: 71.6% by weight).

つぎにこの関係式(1)のもつ意味について説明する。   Next, the meaning of the relational expression (1) will be described.

Sco/Scf項は含フッ素エラストマーにおけるカルボニル基(カルボキシル基のカルボニル基。以下この説明では同様)のC−F結合に対する割合である。本発明の含フッ素エラストマーがパーフロオロエラストマーである場合はこの項だけでよい。すなわちSco/Scfp≧0.01
(ScfpはパーフルオロエラストマーのC−F結合の面積吸光度)でよい。
The Sco / Scf term is the ratio of the carbonyl group in the fluorine-containing elastomer (the carbonyl group of the carboxyl group; hereinafter the same in this description) to the C—F bond. When the fluorine-containing elastomer of the present invention is a perfluoroelastomer, only this term is necessary. That is, Sco / Scfp ≧ 0.01
(Scfp may be the area absorbance of the C—F bond of the perfluoroelastomer).

D/Dp項およびF/Fp項は、本発明の含フッ素エラストマーが非パーフルオロエラストマー、たとえばフッ化ビニリデンなどを共重合した場合の補正項である。すなわちフッ化ビニリデンなどの非パーフルオロモノマーを共重合するとエラストマー中のC−F結合量が相対的に減少し、透過型のIRで測定するとC−F結合の面積吸光度が相対的に減少する。   The D / Dp term and the F / Fp term are correction terms when the fluorine-containing elastomer of the present invention is copolymerized with a non-perfluoroelastomer such as vinylidene fluoride. That is, when a non-perfluoromonomer such as vinylidene fluoride is copolymerized, the amount of C—F bonds in the elastomer is relatively reduced, and when measured by transmission IR, the area absorbance of C—F bonds is relatively reduced.

一般に透過型のIRで測定する場合、C−Fの面積吸光度はエラストマーの単位体積あたりのフッ素原子のモル数(フッ素原子の重量をフッ素の原子量19で除した値)に比例する。そうすると体積Vのパーフルオロエラストマーの重量はV×Dp(Dpはパーフルオロエラストマーの比重)であり、このパーフルオロエラストマー中のフッ素の重量はV×Dp×Fp/100(Fpはパーフルオロエラストマーのフッ素含有量(Fp重量%))となり、フッ素のモル数はV×Dp×Fp/1900となる。同じく体積Vの非パーフルオロエラストマー中のフッ素のモル数はV×D×F/1900(DおよびFはそれぞれ非パーフルオロエラストマーの比重およびフッ素含有量)となる。   In general, when measured by transmission IR, the area absorbance of C—F is proportional to the number of moles of fluorine atoms per unit volume of the elastomer (the value obtained by dividing the weight of fluorine atoms by the atomic weight of fluorine 19). Then, the weight of the volume V perfluoroelastomer is V × Dp (Dp is the specific gravity of the perfluoroelastomer), and the weight of fluorine in this perfluoroelastomer is V × Dp × Fp / 100 (Fp is the fluorine of the perfluoroelastomer). Content (Fp wt%)) and the number of moles of fluorine is V × Dp × Fp / 1900. Similarly, the number of moles of fluorine in the non-perfluoroelastomer having a volume V is V × D × F / 1900 (D and F are specific gravity and fluorine content of the non-perfluoroelastomer, respectively).

ここでパーフルオロエラストマーのC−F結合の面積吸光度をScfpとし、非パーフルオロエラストマーのC−F結合の面積吸光度をScfとすると、C−F結合の面積吸光度とモル数は比例するので、Scfp/Scf=VDpFp/VDFとなり、Scfp=(DpFp/DF)×Scfとなる。この式をパーフルオロエラストマーの場合の関係式:Sco/Scfp≧0.01に代入すると前記関係式(1)が得られる。   Here, if the area absorbance of the CF bond of the perfluoroelastomer is Scfp and the area absorbance of the CF bond of the non-perfluoroelastomer is Scf, the area absorbance of the CF bond and the number of moles are proportional. / Scf = VDpFp / VDF, and Scfp = (DpFp / DF) × Scf. By substituting this equation into the relational expression in the case of perfluoroelastomer: Sco / Scfp ≧ 0.01, the relational expression (1) is obtained.

なお、関係式(1)における測定はつぎの方法、装置を使用する。
(FT−IR測定)
測定機:パーキンエルマー社製のFT−IRスペクトロメータ1760X型
サンプル:厚さ約0.1mmのフィルム
測定条件:分解能 2cm-1、測定間隔 1cm-1、透過法で測定
The measurement in relational expression (1) uses the following method and apparatus.
(FT-IR measurement)
Measuring: Perkin Elmer FT-IR spectrometer 1760X Type Sample: thickness of approximately 0.1mm films measurement conditions: Resolution 2 cm -1, measured interval 1 cm -1, measured by transmission method

(元素分析)
測定機:オリオンリサーチ社製のマイクロプロセッサ イオナライザ901型
測定方法:サンプル1.4〜1.9mgにNa22(助燃剤)を少量加え、25mlの純水を入れた燃焼フラスコ中で燃焼させる。30分間放置後、10mlを取り出し、チサブ液(酢酸500ml、塩化ナトリウム500g、クエン酸三ナトリウム2水和物5gおよび水酸化ナトリウム320gに純水を加えて10リットルにしたもの)10mlを加えてFイオンメータでFイオン量を測定する。
(Elemental analysis)
Measuring instrument: Microprocessor manufactured by Orion Research Ionizer 901 type Measuring method: Add a small amount of Na 2 O 2 (combustor) to samples 1.4 to 1.9 mg and burn in a combustion flask containing 25 ml of pure water. . After leaving for 30 minutes, 10 ml is taken out, and 10 ml of tissab liquid (500 ml of acetic acid, 500 g of sodium chloride, 5 g of trisodium citrate dihydrate and 320 g of sodium hydroxide to which pure water is added to make 10 liters) is added and F is added. Measure the amount of F ions with an ion meter.

(比重)
測定機:(株)東洋精機製作所製のオートマチックデンシメータD−1型
測定条件:20℃
(specific gravity)
Measuring machine: Automatic Densimeter D-1 type manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. Measuring condition: 20 ° C

関係式(1)は本発明の含フッ素エラストマーがパーフルオロエラストマーであろうと非パーフルオロエラストマーであろうと、カルボキシル基をポリマー1kgあたり1ミリモル以上もつことを意味し、そのうち特に10〜250ミリモルのものが好ましい。また、カルボキシル基含有単量体を共重合したものであるときは、その共重合組成比が特に0.3〜2モル%であるのが好ましい。   The relational expression (1) means that the fluorine-containing elastomer of the present invention has a carboxyl group of 1 mmol or more per kg of the polymer regardless of whether it is a perfluoroelastomer or a non-perfluoroelastomer. Is preferred. Moreover, when it is what copolymerized the carboxyl group-containing monomer, it is preferable that the copolymerization composition ratio is 0.3-2 mol% especially.

またその結合位置としては、得られる架橋物の物性がより向上する点から、主鎖の末端X1、X2が好ましい。 Moreover, as the bonding position, the ends X 1 and X 2 of the main chain are preferable from the viewpoint of further improving the physical properties of the obtained crosslinked product.

本発明の含フッ素エラストマーは、乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法などの重合法により製造することができる。   The fluorine-containing elastomer of the present invention can be produced by a polymerization method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or a solution polymerization method.

重合開始剤としては、好ましくはカルボキシル基またはカルボキシル基を生成し得る基(たとえば酸フルオライド、酸クロライド、CF2OH。これらはいずれも水の存在下にカルボキシル基を生ずる)をエラストマー末端に存在させ得るものが用いられる。具体例としては、たとえば過硫酸アンモニウム(APS)、過硫酸カリウム(KPS)などがあげられる。 As the polymerization initiator, a carboxyl group or a group capable of forming a carboxyl group (for example, acid fluoride, acid chloride, CF 2 OH. These all generate a carboxyl group in the presence of water) is preferably present at the end of the elastomer. What you get is used. Specific examples include ammonium persulfate (APS) and potassium persulfate (KPS).

また、分子量の調整に通常使用される連鎖移動剤を使用してもよいが、末端に導入されるカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基を生成し得る基の割合が低下するため、できるだけ使用しない方がよい。ただし、連鎖移動剤が前記基をエラストマー末端に存在させ得るものであれば、この限りではない。連鎖移動剤を使用しない場合、分子量は重合を低圧、たとえば2MPa・G未満、好ましくは1MPa・G以下で行なうことにより調整すればよい。その他の重合条件は、特に制限されないが、カルボキシル基を末端および/または分岐鎖に有する重合生成物を後述する酸処理を経ずに得るためには、重合系のpHを3以下の強酸性とするのが好ましい。   In addition, a chain transfer agent usually used for adjusting the molecular weight may be used, but it is better not to use it as much as possible because the ratio of the group capable of forming a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group introduced at the terminal decreases. . However, this does not apply as long as the chain transfer agent can cause the group to exist at the end of the elastomer. When no chain transfer agent is used, the molecular weight may be adjusted by carrying out the polymerization at a low pressure, for example, less than 2 MPa · G, preferably 1 MPa · G or less. Other polymerization conditions are not particularly limited, but in order to obtain a polymerization product having a carboxyl group at the terminal and / or branched chain without the acid treatment described later, the pH of the polymerization system is set to 3 or less strongly acidic. It is preferable to do this.

かくして得られた重合生成物は重合条件によっては遊離のカルボキシル基が含まれていないものもあるが、それらもつぎの酸処理を施すことにより、遊離のカルボキシル基に変換することができる。   Some of the polymerization products thus obtained do not contain free carboxyl groups depending on the polymerization conditions, but they can also be converted to free carboxyl groups by the following acid treatment.

本発明の重要な特徴の一つは重合生成物を酸処理することにより、重合生成物に存在しているカルボン酸の金属塩やアンモニウム塩などの基をカルボキシル基に変換することにある。酸処理法としては、たとえば塩酸、硫酸、硝酸などにより洗浄するか、これらの酸で重合反応後の混合物の系をpH3以下にする方法が適当である。   One of the important features of the present invention is that a group such as a metal salt or ammonium salt of carboxylic acid present in the polymerization product is converted into a carboxyl group by acid treatment of the polymerization product. As the acid treatment method, for example, washing with hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid or the like, or a method of bringing the mixture system after polymerization reaction with these acids to pH 3 or less is suitable.

この酸処理は、重合反応混合物から重合生成物を凝析により単離する際の凝析手段として適用するのが、工程の簡略化の点から好ましい。または、重合混合物を酸処理し、その後凍結乾燥などの手段で重合生成物を単離してもよい。さらに超音波などによる凝析や機械力による凝析などの方法も採用できる。   This acid treatment is preferably applied as a coagulation means when the polymerization product is isolated from the polymerization reaction mixture by coagulation, from the viewpoint of simplification of the process. Alternatively, the polymerization mixture may be acid-treated, and then the polymerization product may be isolated by means such as lyophilization. Furthermore, methods such as coagulation by ultrasonic waves and coagulation by mechanical force can be employed.

また、ヨウ素や臭素を含有する含フッ素エラストマーを発煙硝酸により酸化してカルボキシル基を導入することもできる。   Moreover, a fluorine-containing elastomer containing iodine or bromine can be oxidized with fuming nitric acid to introduce a carboxyl group.

本発明はさらに、架橋性基としてカルボキシル基および/またはアルコキシカルボニル基を主鎖の末端および/または分岐鎖に有する含フッ素エラストマー、特に前記式(I)および式(II)で示される含フッ素エラストマーを含むフッ素ゴム組成物に関する。   The present invention further provides a fluorine-containing elastomer having a carboxyl group and / or an alkoxycarbonyl group as a crosslinkable group at the end of the main chain and / or a branched chain, particularly the fluorine-containing elastomer represented by the above formulas (I) and (II). The present invention relates to a fluororubber composition containing

本発明の含フッ素ゴム組成物は架橋剤を使用しない架橋方法、たとえば電子線照射法、放射線照射法、紫外線照射法などの高エネルギー線照射法で架橋することもできるが、好ましくはカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基と反応可能な架橋剤、特にオキサゾール架橋系、イミダゾール架橋系、チアゾール架橋系に使用される架橋剤を配合する。   The fluorine-containing rubber composition of the present invention can be crosslinked by a crosslinking method that does not use a crosslinking agent, for example, a high energy beam irradiation method such as an electron beam irradiation method, a radiation irradiation method, or an ultraviolet irradiation method. A crosslinking agent capable of reacting with an alkoxycarbonyl group, particularly a crosslinking agent used for an oxazole crosslinking system, an imidazole crosslinking system, or a thiazole crosslinking system is blended.

オキサゾール架橋系、イミダゾール架橋系、チアゾール架橋系に使用する架橋剤としては、たとえば式(III):   Examples of the crosslinking agent used in the oxazole crosslinking system, imidazole crosslinking system, and thiazole crosslinking system include, for example, formula (III):

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(式中、R3は−SO2−、−O−、−CO−、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキレン基または単結合手であり、R1およびR2は一方が−NH2であり他方が−NH2、−OHまたは−SH、好ましくはR1およびR2のいずれも−NH2である)で示されるビスジアミノフェニル系架橋剤、ビスアミノフェノール系架橋剤、ビスアミノチオフェノール系架橋剤、式(IV): (Wherein R 3 is —SO 2 —, —O—, —CO—, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or a single bond, and R 1 and R 2 is a bisdiaminophenyl-based cross-linking agent represented by the following formula: 2 is —NH 2 and the other is —NH 2 , —OH or —SH, preferably both R 1 and R 2 are —NH 2 -Based crosslinking agent, bisaminothiophenol-based crosslinking agent, formula (IV):

Figure 0004748125
Figure 0004748125

で示されるビスアミドラゾン系架橋剤、式(V)または(VI): A bisamidrazone crosslinking agent represented by formula (V) or (VI):

Figure 0004748125
Figure 0004748125

(式中、Rf 3は炭素数1〜10のパーフルオロアルキレン基)、 (Wherein R f 3 is a C 1-10 perfluoroalkylene group),

Figure 0004748125
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(式中、nは1〜10の整数)で示されるビスアミドキシム系架橋剤などがあげられる。これらのビスアミノフェノール系架橋剤、ビスアミノチオフェノール系架橋剤またはビスジアミノフェニル系架橋剤などは従来ニトリル基を架橋点とする架橋系に使用していたものであるが、本発明の含フッ素エラストマーが有するカルボキシル基およびアルコキシカルボニル基とも反応し、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環を形成し、架橋物を与える。 (Wherein n is an integer of 1 to 10), and the like. These bisaminophenol-based crosslinking agents, bisaminothiophenol-based crosslinking agents, bisdiaminophenyl-based crosslinking agents and the like have been conventionally used for crosslinking systems having a nitrile group as a crosslinking point. It reacts with the carboxyl group and alkoxycarbonyl group of the elastomer to form an oxazole ring, a thiazole ring and an imidazole ring to give a crosslinked product.

特に好ましい架橋剤としては複数個の3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル基、3−アミノ−4−メルカプトフェニル基または式:   Particularly preferred crosslinking agents include a plurality of 3-amino-4-hydroxyphenyl groups, 3-amino-4-mercaptophenyl groups or the formula:

Figure 0004748125
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(式中、R3は前記と同じ。R4およびR5はいずれもアミノ基)で示される3,4−ジアミノフェニル基を有する化合物があげられ、具体的には、たとえば2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(一般名:ビス(アミノフェノール)AF)、2,2−ビス(3−アミノ−4−メルカプトフェニル)ヘキサフルオロプロパン、テトラアミノベンゼン、ビス−3,4−ジアミノフェニルメタン、ビス−3,4−ジアミノフェニルエーテル、2,2−ビス(3,4−ジアミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどである。 (Wherein R 3 is the same as described above, R 4 and R 5 are both amino groups), and a compound having a 3,4-diaminophenyl group is mentioned. (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane (generic name: bis (aminophenol) AF), 2,2-bis (3-amino-4-mercaptophenyl) hexafluoropropane, tetraaminobenzene, bis- 3,4-diaminophenylmethane, bis-3,4-diaminophenyl ether, 2,2-bis (3,4-diaminophenyl) hexafluoropropane, and the like.

架橋剤の配合量は、好ましくはエラストマー100重量部に対して0.1〜10重量部である。   The amount of the crosslinking agent is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastomer.

本発明の組成物において、必要に応じて含フッ素エラストマー組成物に配合される通常の添加物、たとえば充填剤、加工助剤、可塑剤、着色剤などを配合することができ、前記のものとは異なる常用の架橋剤や架橋促進剤を1種またはそれ以上配合してもよい。また、本発明の効果を損なわない範囲において、公知のフッ素ゴムを混合してもよい。   In the composition of the present invention, usual additives blended in the fluorine-containing elastomer composition, for example, fillers, processing aids, plasticizers, colorants and the like can be blended as necessary. May contain one or more different conventional crosslinking agents and crosslinking accelerators. Moreover, you may mix a well-known fluororubber in the range which does not impair the effect of this invention.

本発明の組成物は、上記の各成分を、通常のゴム用加工機械、たとえば、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混合することにより調製することができる。この他、密閉式混合機を用いる方法やエマルジョン混合から共凝析する方法によっても調製することができる。   The composition of the present invention can be prepared by mixing each of the above components using a normal rubber processing machine, for example, an open roll, a Banbury mixer, a kneader or the like. In addition, it can be prepared by a method using a closed mixer or a method of co-coagulation from emulsion mixing.

上記組成物から予備成形体を得る方法は通常の方法でよく、金型にて加熱圧縮する方法、加熱された金型に圧入する方法、押出機で押出す方法など公知の方法で行なうことができる。ホースや電線などの押出製品の場合は押出後も形を保持することが可能なので、架橋剤を使用せずに押出した予備成形体をそのまま用いることができる。もちろん架橋剤を使用してスチームなどによる加熱架橋を施した予備成形体を用いることも可能である。またO−リングなどの型物製品で未架橋状態では離型後も形を保持することが困難な場合は、架橋剤を使用してあらかじめ架橋した予備成形体を用いることにより実施可能となる。   A method for obtaining a preform from the above composition may be an ordinary method, and may be performed by a known method such as a method of heat-compressing with a mold, a method of press-fitting into a heated mold, or a method of extruding with an extruder. it can. In the case of an extruded product such as a hose or an electric wire, the shape can be maintained even after extrusion, so that a preform that has been extruded without using a crosslinking agent can be used as it is. Of course, it is also possible to use a preform that has been heat-crosslinked with steam using a crosslinking agent. Further, when it is difficult to maintain the shape even after release in a non-crosslinked state with a molded product such as an O-ring, it can be carried out by using a preform that has been previously crosslinked using a crosslinking agent.

本発明においてビスアミノフェノールなどの架橋剤を用いてオキサゾール架橋を行なう場合、通常のフッ素ゴムの架橋条件下で行なうことができる。たとえば、金型に入れ、加圧下において120〜250℃で1〜60分間保持することによって、プレス架橋を行ない、続いて120〜320℃の炉中で0〜48時間保持することによってオーブン架橋を行なうと、架橋ゴムを得ることができる。また公知のフッ素ゴムの架橋方法、たとえばポリアミン架橋やポリオール架橋、パーオキサイド架橋の配合にビス(アミノフェノール)AFなどを添加して併用架橋することもできる。   In the present invention, when oxazole crosslinking is performed using a crosslinking agent such as bisaminophenol, it can be performed under the usual crosslinking conditions of fluororubber. For example, press crosslinking is performed by placing in a mold and holding at 120-250 ° C. under pressure for 1-60 minutes, followed by oven crosslinking by holding in a 120-320 ° C. oven for 0-48 hours. When performed, a crosslinked rubber can be obtained. Further, bis (aminophenol) AF or the like may be added to a known fluororubber crosslinking method, for example, polyamine crosslinking, polyol crosslinking, or peroxide crosslinking, and the crosslinking may be performed in combination.

また、カルボキシル基をビスジアミノフェニル系架橋剤で架橋するイミダゾール架橋は、カルボキシル基を末端以外に有するカルボキシル含有ポリマーに最適であり、比較的低い架橋温度(たとえば150〜230℃、好ましくは170〜200℃)で良好な物性をもつ架橋物を与える。   Further, imidazole crosslinking in which a carboxyl group is crosslinked with a bisdiaminophenyl-based crosslinking agent is most suitable for a carboxyl-containing polymer having a carboxyl group other than the terminal, and has a relatively low crosslinking temperature (for example, 150 to 230 ° C., preferably 170 to 200). )) To give a crosslinked product having good physical properties.

本発明はかくして得られる架橋物にも関する。本発明の架橋物は含フッ素エラストマーの末端基をも架橋点として架橋できるので、従来にない高い機械的強度を与える。それ以上に、驚くべきことに特にシール材として不可欠なシール性を評価する基準である圧縮永久歪みが大幅に小さくなっており、しかも高温時の圧縮永久歪みも小さくなっている。   The present invention also relates to the cross-linked product thus obtained. Since the cross-linked product of the present invention can be cross-linked using the terminal group of the fluorine-containing elastomer as a cross-linking point, it gives high mechanical strength that has not been obtained in the past. In addition, surprisingly, the compression set, which is a criterion for evaluating the sealing performance, which is indispensable particularly as a sealing material, is greatly reduced, and the compression set at high temperatures is also reduced.

本発明の架橋物はつぎの表1、表2および表3に示す分野の各種成形品として有用である。   The crosslinked product of the present invention is useful as various molded articles in the fields shown in the following Tables 1, 2 and 3.

Figure 0004748125
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Figure 0004748125
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特に具体的には次のような半導体製造装置に組み込んで用いることができる。
(1)エッチング装置
ドライエッチング装置
プラズマエッチング装置
反応性イオンエッチング装置
反応性イオンビームエッチング装置
スパッタエッチング装置
イオンビームエッチング装置
ウェットエッチング装置
アッシング装置
(2)洗浄装置
乾式エッチング洗浄装置
UV/O3洗浄装置
イオンビーム洗浄装置
レーザービーム洗浄装置
プラズマ洗浄装置
ガスエッチング洗浄装置
抽出洗浄装置
ソックスレー抽出洗浄装置
高温高圧抽出洗浄装置
マイクロウェーブ抽出洗浄装置
超臨界抽出洗浄装置
(3)露光装置
ステッパー
コータ・デベロッパー
(4)研磨装置
CMP装置
(5)成膜装置
CVD装置
スパッタリング装置
(6)拡散・イオン注入装置
酸化拡散装置
イオン注入装置
Specifically, it can be used by being incorporated in the following semiconductor manufacturing apparatus.
(1) Etching device Dry etching device Plasma etching device Reactive ion etching device Reactive ion beam etching device Sputter etching device Ion beam etching device Wet etching device Ashing device (2) Cleaning device Dry etching cleaning device UV / O 3 cleaning device Ion Beam cleaning equipment Laser beam cleaning equipment Plasma cleaning equipment Gas etching cleaning equipment Extraction cleaning equipment Soxhlet extraction cleaning equipment High-temperature high-pressure extraction cleaning equipment Microwave extraction cleaning equipment Supercritical extraction cleaning equipment (3) Exposure equipment Stepper Coater / Developer (4) Polishing equipment CMP apparatus (5) Film forming apparatus CVD apparatus Sputtering apparatus (6) Diffusion / ion implantation apparatus Oxidation diffusion apparatus Ion implantation apparatus

つぎに本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。   Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to such examples.

実施例1
着火源をもたない内容積3リットルのステンレススチール製オートクレーブに、純水1リットルおよび乳化剤として
Example 1
In a stainless steel autoclave with an internal volume of 3 liters and no ignition source, 1 liter of pure water and emulsifier

Figure 0004748125
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10g、pH調整剤としてリン酸水素二ナトリウム・12水塩0.09gを仕込み、系内を窒素ガスで充分に置換し脱気したのち、600rpmで撹拌しながら、50℃に昇温し、テトラフルオロエチレン(TFE)とパーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)の混合ガス(TFE/PMVE=25/75モル比)を、内圧が0.78MPa・Gになるように仕込んだ。ついで、過硫酸アンモニウム(APS)の527mg/mlの濃度の水溶液10mlを窒素圧で圧入して反応を開始した。 10 g, charged with 0.09 g of disodium hydrogen phosphate and 12 hydrate as a pH adjuster, thoroughly purged the system with nitrogen gas, degassed, heated to 50 ° C. while stirring at 600 rpm, A mixed gas (TFE / PMVE = 25/75 molar ratio) of fluoroethylene (TFE) and perfluoro (methyl vinyl ether) (PMVE) was charged so that the internal pressure was 0.78 MPa · G. Next, 10 ml of an aqueous solution of ammonium persulfate (APS) having a concentration of 527 mg / ml was injected under nitrogen pressure to initiate the reaction.

重合の進行により内圧が、0.69MPa・Gまで降下した時点で、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN(CNVE)3gを窒素圧にて圧入した。ついで圧力が0.78MPa・Gになるように、TFEを4.7gおよびPMVE5.3gをそれぞれ自圧にて圧入した。以後、反応の進行にともない同様にTFE、PMVEを圧入し、0.69〜0.78MPa・Gのあいだで、昇圧、降圧を繰り返すと共に、TFEとPMVEの合計量が70g、130g、190gおよび250gとなった時点でそれぞれCNVE3gを窒素圧で圧入した。 When the internal pressure dropped to 0.69 MPa · G due to the progress of the polymerization, 3 g of CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CN (CNVE) was injected under nitrogen pressure. Next, 4.7 g of TFE and 5.3 g of PMVE were respectively injected under their own pressure so that the pressure became 0.78 MPa · G. Thereafter, as the reaction proceeds, TFE and PMVE are similarly injected, and the pressure is increased and decreased repeatedly between 0.69 and 0.78 MPa · G, and the total amount of TFE and PMVE is 70 g, 130 g, 190 g, and 250 g. At that time, 3 g of CNVE was injected under nitrogen pressure.

重合反応の開始から19時間後、TFEおよびPMVEの合計仕込み量が、300gになった時点で、オートクレーブを冷却し、未反応モノマーを放出して固形分濃度21.2重量%の水性分散体1330gを得た。   19 hours after the start of the polymerization reaction, when the total amount of TFE and PMVE reached 300 g, the autoclave was cooled to release unreacted monomers, and 1330 g of an aqueous dispersion having a solid content concentration of 21.2% by weight. Got.

この水性分散体のうち1196gを水3588gで希釈し、3.5重量%塩酸水溶液2800g中に、撹拌しながらゆっくりと添加した。添加後5分間撹拌した後、凝析物をろ別し、得られたポリマーをさらに2kgのHCFC−141b中にあけ、5分間撹拌し、再びろ別した。この後このHCFC−141bによる洗浄、ろ別の操作をさらに4回繰り返したのち、60℃で72時間真空乾燥させ、240gのポリマー(ニトリル基含有エラストマー)を得た。   1196 g of this aqueous dispersion was diluted with 3588 g of water and slowly added to 2800 g of 3.5 wt% aqueous hydrochloric acid with stirring. After stirring for 5 minutes after the addition, the coagulated product was filtered off, and the obtained polymer was further poured into 2 kg of HCFC-141b, stirred for 5 minutes, and filtered again. Thereafter, washing with HCFC-141b and filtration were repeated four more times, followed by vacuum drying at 60 ° C. for 72 hours to obtain 240 g of a polymer (nitrile group-containing elastomer).

19F−NMR分析の結果、この重合体のモノマー単位組成は、TFE/PMVE/CNVE=56.6/42.3/1.1モル%であった。赤外分光分析により測定したところ、図1に示すチャートが得られた。 As a result of 19 F-NMR analysis, the monomer unit composition of this polymer was TFE / PMVE / CNVE = 56.6 / 42.3 / 1.1 mol%. When measured by infrared spectroscopic analysis, the chart shown in FIG. 1 was obtained.

図1のチャートにおいて、カルボキシル基の特性吸収が1774.9cm-1、1808.6cm-1付近に、OH基の特性吸収が、3557.5cm-1および3095.2cm-1付近に認められる。(Sco/Scf)×(D/Dp)×(F/Fp)=0.040であった。 In the chart of FIG. 1, characteristic absorption of carboxyl group 1774.9Cm -1, around 1808.6Cm -1, characteristic absorption of OH group is observed near 3557.5Cm -1 and 3095.2cm -1. (Sco / Scf) × (D / Dp) × (F / Fp) = 0.040.

なお、参考までに、生成物を塩化マグネシウムとエタノールを用いて凝析して得られたエラストマーをIR分析したところ、カルボキシル基に基づく吸収は存在せず、1729cm-1にカルボン酸のマグネシウム塩の吸収が認められた。 For reference, an IR analysis of the elastomer obtained by coagulating the product with magnesium chloride and ethanol revealed no absorption based on carboxyl groups, and the magnesium salt of carboxylic acid was found at 1729 cm −1 . Absorption was observed.

さらにまた、凝析を凍結凝析法(pH3.5〜7.0)により行ない、得られたエラストマーを同じくIR分析したところ、カルボキシル基に基づく吸収は存在せず、1651cm-1にカルボン酸のアンモニウム塩(−COONH4)の吸収が認められた。 Furthermore, coagulation was carried out by freeze coagulation (pH 3.5 to 7.0), and the obtained elastomer was also subjected to IR analysis. As a result, there was no absorption based on carboxyl groups, and 1651 cm -1 Absorption of ammonium salt (—COONH 4 ) was observed.

得られた本発明の含フッ素エラストマー(末端にカルボキシル基を有するニトリル基含有エラストマー)と架橋剤である2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン[ビス(アミノフェノール)AF]と充填材であるカーボンブラック(Cancarb社製 Thermax N−990)とを重量比100/2/20で混合し、オープンロールにて混練して架橋可能なフッ素ゴム組成物を調製した。   The obtained fluorine-containing elastomer of the present invention (nitrile group-containing elastomer having a carboxyl group at the terminal) and 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane [bis (aminophenol) as a crosslinking agent AF] and carbon black as a filler (Thermax N-990 manufactured by Cancarb) were mixed at a weight ratio of 100/2/20, and kneaded with an open roll to prepare a crosslinkable fluororubber composition.

このフッ素ゴム組成物を180℃で10分間プレスして架橋を行なったのち、さらにオーブン中で表4に記載の条件で2段階のオーブン架橋を施し、厚さ2mmの架橋物およびO−リング(AS−568A−214)の被験サンプルを作製した。この架橋物の架橋性、常態物性および圧縮永久歪みについて測定した結果を表4に示す。   The fluororubber composition was pressed at 180 ° C. for 10 minutes for crosslinking, and further subjected to two-stage oven crosslinking in an oven under the conditions shown in Table 4 to obtain a crosslinked product having a thickness of 2 mm and an O-ring ( A test sample of AS-568A-214) was prepared. Table 4 shows the results of measurement of the crosslinkability, normal physical properties, and compression set of this crosslinked product.

(架橋性)
各架橋用組成物についてJSR型キュラストメーター
II型により、表4に記載の温度にて加硫曲線を求め、最低粘度(νmin)、最高粘度(νmax)、誘導時間(T10)および最適加硫時間(T90)を求める、
(Crosslinking)
For each cross-linking composition, a vulcanization curve was obtained at the temperatures shown in Table 4 using a JSR type curlastometer type II, and the lowest viscosity (νmin), the highest viscosity (νmax), the induction time (T 10 ), and the optimum addition Find the sulfur time (T 90 )

(常態特性)
JIS K6301に準じて厚さ2mmの架橋物の常態(25℃)での100%モジュラス、引張強度、引張伸びおよび硬度(JIS A硬度)を測定する。
(Normal characteristics)
According to JIS K6301, 100% modulus, tensile strength, tensile elongation and hardness (JIS A hardness) in a normal state (25 ° C.) of a crosslinked product having a thickness of 2 mm are measured.

(圧縮永久歪み)
JIS K6301に準じてO−リング(AS−568A−214)の200℃70時間、200℃168時間、230℃70時間および230℃168時間後の圧縮永久歪みを測定する。
(Compression set)
According to JIS K6301, the compression set of an O-ring (AS-568A-214) after 70 hours at 200 ° C., 168 hours at 200 ° C., 70 hours at 230 ° C. and 168 hours at 230 ° C. is measured.

実施例2
着火源をもたない内容積3リットルのステンレススチール製オートクレーブに、純水1リットルおよび乳化剤として
Example 2
In a stainless steel autoclave with an internal volume of 3 liters and no ignition source, 1 liter of pure water and emulsifier

Figure 0004748125
Figure 0004748125

10g、pH調整剤としてリン酸水素二ナトリウム・12水塩0.09gを仕込み、系内を窒素ガスで充分に置換し脱気したのち、600rpmで撹拌しながら、50℃に昇温し、テトラフルオロエチレン(TFE)とパーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)の混合ガス(TFE/PMVE=25/75モル比)を、内圧が0.78MPa・Gになるように仕込んだ。ついで、過硫酸アンモニウム(APS)の527mg/mlの濃度の水溶液10mlを窒素圧で圧入して反応を開始した。 10 g, charged with 0.09 g of disodium hydrogen phosphate and 12 hydrate as a pH adjuster, thoroughly purged the system with nitrogen gas, degassed, heated to 50 ° C. while stirring at 600 rpm, A mixed gas (TFE / PMVE = 25/75 molar ratio) of fluoroethylene (TFE) and perfluoro (methyl vinyl ether) (PMVE) was charged so that the internal pressure was 0.78 MPa · G. Next, 10 ml of an aqueous solution of ammonium persulfate (APS) having a concentration of 527 mg / ml was injected under nitrogen pressure to initiate the reaction.

重合の進行により内圧が、0.69MPa・Gまで降下した時点で、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOH(CBVE)3.78gを窒素圧にて圧入した。ついで圧力が0.78MPa・Gになるように、TFEを4.7gおよびPMVE5.3gをそれぞれ自圧にて圧入した。以後、反応の進行にともない同様にTFE、PMVEを圧入し、0.69〜0.78MPa・Gのあいだで、昇圧、降圧を繰り返した。重合反応の開始から4.2時間後、TFEおよびPMVEの合計仕込み量が80gになった時点で、オートクレーブを冷却し、未反応モノマーを放出して固形分濃度7.5重量%の水性分散体1091gをえた。 When the internal pressure dropped to 0.69 MPa · G due to the progress of the polymerization, 3.78 g of CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOH (CBVE) was injected under nitrogen pressure. Next, 4.7 g of TFE and 5.3 g of PMVE were respectively injected under their own pressure so that the pressure became 0.78 MPa · G. Thereafter, TFE and PMVE were injected in the same manner as the reaction proceeded, and the pressure increase and decrease were repeated between 0.69 and 0.78 MPa · G. After 4.2 hours from the start of the polymerization reaction, when the total amount of TFE and PMVE reached 80 g, the autoclave was cooled to release unreacted monomers, and an aqueous dispersion having a solid content concentration of 7.5% by weight 1091 g was obtained.

この水性分散体のうち1000gを水3000gで希釈し、3.5重量%塩酸水溶液2800g中に、撹拌しながらゆっくりと添加した。添加後5分間撹拌した後、凝析物をろ別し、得られたポリマーをさらに800gのHCFC−141b中にあけ、5分間撹拌し、再びろ別した。この後このHCFC−141bによる洗浄、ろ別の操作をさらに4回繰り返したのち、120℃で72時間真空乾燥させ、72gのポリマーを得た。   1000 g of this aqueous dispersion was diluted with 3000 g of water and slowly added to 2800 g of 3.5 wt% aqueous hydrochloric acid with stirring. After the addition, the mixture was stirred for 5 minutes, and then the coagulated product was filtered off. The obtained polymer was further poured into 800 g of HCFC-141b, stirred for 5 minutes, and filtered again. Thereafter, washing with HCFC-141b and filtration were repeated four more times, followed by vacuum drying at 120 ° C. for 72 hours to obtain 72 g of a polymer.

19F−NMR分析の結果、この重合体のモノマー単位組成は、TFE/PMVE/CBVE=57.3/41.8/0.9モル%であった。赤外分光分析により測定したところ、図2に示すチャートが得られた。 As a result of 19 F-NMR analysis, the monomer unit composition of this polymer was TFE / PMVE / CBVE = 57.3 / 41.8 / 0.9 mol%. When measured by infrared spectroscopic analysis, the chart shown in FIG. 2 was obtained.

図2のチャートにおいて、カルボキシル基の特性吸収が1774.4cm-1付近に、OH基の特性吸収が3557.0cm-1および3087.7cm-1付近に認められる。(Sco/Scf)×(D/Dp)×(F/Fp)=0.53であった。 In the chart of FIG. 2, a characteristic absorption of carboxyl group in the vicinity of 1774.4Cm -1, characteristic absorption of OH group is observed in the vicinity of 3557.0Cm -1 and 3087.7cm -1. It was (Sco / Scf) × (D / Dp) × (F / Fp) = 0.53.

得られた含フッ素エラストマー(カルボキシル基含有エラストマー)と架橋剤である2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン[ビス(アミノフェノール)AF]と充填材であるカーボンブラック(Cancarb社製 Thermax N−990)とを重量比100/2/20で混合し、オープンロールにて混練して架橋可能なフッ素ゴム組成物を調製した。   Obtained fluorine-containing elastomer (carboxyl group-containing elastomer), 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane [bis (aminophenol) AF] as a crosslinking agent, and carbon black as a filler (Thermax N-990 manufactured by Cancarb) was mixed at a weight ratio of 100/2/20, and kneaded with an open roll to prepare a crosslinkable fluororubber composition.

このフッ素ゴム組成物を180℃で10分間プレスして架橋を行なったのち、さらにオーブン中で表4に記載の条件で2段階のオーブン架橋を施し、厚さ2mmの架橋物およびO−リング(AS−568A−214)の被験サンプルを作製した。この架橋物の架橋性、常態物性および圧縮永久歪みについて測定した結果を表4に示す。   The fluororubber composition was pressed at 180 ° C. for 10 minutes for crosslinking, and further subjected to two-stage oven crosslinking in an oven under the conditions shown in Table 4 to obtain a crosslinked product having a thickness of 2 mm and an O-ring ( A test sample of AS-568A-214) was prepared. Table 4 shows the results of measurement of the crosslinkability, normal physical properties, and compression set of this crosslinked product.

実施例3
実施例2において、架橋剤としてビス(アミノフェノール)AFに代えて式:
Example 3
In Example 2, instead of bis (aminophenol) AF as a crosslinking agent, the formula:

Figure 0004748125
で示されるビスジアミノフェニル化合物を用いたほかは同様にして架橋可能なフッ素ゴム組成物を調製し、表4に示す架橋条件(実施例1と同じ条件)で架橋を行ない、得られた架橋物の架橋性、常態物性および圧縮永久歪みを実施例1と同様にして測定した。結果を表4に示す。
Figure 0004748125
A cross-linked fluororubber composition was prepared in the same manner except that the bisdiaminophenyl compound represented by the formula (1) was used, and cross-linking was performed under the cross-linking conditions shown in Table 4 (the same conditions as in Example 1). The crosslinkability, normal physical properties, and compression set were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4.

実施例4(トリアジン架橋系)
実施例1で得たカルボキシル基を末端に有するニトリル基含有エラストマー100重量部に架橋剤としてビスアミノフェノールAFに代えてテトラフェニルスズを3重量部配合し、カーボンブラックとしてSRFカーボンブラックを10重量部配合したほかは実施例1と同様にして表4に示す条件で架橋し、架橋物を得た。この架橋物について実施例1と同様にして架橋性および各物性を測定した。結果を表4に示す。
Example 4 (triazine crosslinking system)
100 parts by weight of the nitrile group-containing elastomer having a carboxyl group at the end obtained in Example 1 was mixed with 3 parts by weight of tetraphenyltin instead of bisaminophenol AF as a crosslinking agent, and 10 parts by weight of SRF carbon black as carbon black. Except for blending, it was crosslinked in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 4 to obtain a crosslinked product. About this crosslinked material, it carried out similarly to Example 1, and measured crosslinking | crosslinked property and each physical property. The results are shown in Table 4.

Figure 0004748125
Figure 0004748125

表4に示すように、カルボキシル基を末端に有するニトリル基含有ポリマー(実施例1)については低い架橋温度で常態物性と圧縮永久歪みに優れた架橋物が得られ、カルボキシル基含有ポリマーもオキサゾール架橋(実施例2)で常態物性に優れた架橋物が得られている。また、カルボキシル基含有ポリマーのイミダゾール架橋(実施例3)では低い架橋温度(180℃)で特に圧縮永久歪みが改善された架橋物が得られている。また、カルボキシル基を末端に有するニトリル基含有ポリマーをテトラフェニルスズで架橋しても(実施例4)、架橋時の最低粘度が低く、良好な加工性を示す。   As shown in Table 4, a nitrile group-containing polymer having a carboxyl group at its terminal (Example 1) is a crosslinked product excellent in normal physical properties and compression set at a low crosslinking temperature. In Example 2, a crosslinked product having excellent normal physical properties is obtained. Moreover, in the imidazole bridge | crosslinking (Example 3) of a carboxyl group-containing polymer, the crosslinked material in which the compression set was especially improved with the low crosslinking temperature (180 degreeC) was obtained. Further, even when a nitrile group-containing polymer having a carboxyl group at the terminal is crosslinked with tetraphenyltin (Example 4), the minimum viscosity at the time of crosslinking is low, and good processability is exhibited.

実施例1で得られた本発明の含フッ素エラストマーの赤外分光分析のチャートである。2 is a chart of infrared spectroscopic analysis of the fluorine-containing elastomer of the present invention obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られた本発明の含フッ素エラストマーの赤外分光分析のチャートである。2 is a chart of infrared spectroscopic analysis of the fluorine-containing elastomer of the present invention obtained in Example 2. FIG.

Claims (6)

架橋性基としてカルボキシル基および/またはアルコキシカルボニル基を主鎖の両末端に有するパーフルオロエラストマーと、該カルボキシル基またはアルコキシカルボニル基と反応可能でかつオキサゾール架橋系、イミダゾール架橋系またはチアゾール架橋系に使用される架橋剤とを含むフッ素ゴム架橋用組成物。 A perfluoroelastomer having a carboxyl group and / or alkoxycarbonyl group as a crosslinkable group at both ends of the main chain, and capable of reacting with the carboxyl group or alkoxycarbonyl group and used in an oxazole crosslinking system, imidazole crosslinking system or thiazole crosslinking system A composition for crosslinking a fluororubber comprising a crosslinking agent. パーフルオロエラストマーが、架橋性基としてカルボキシル基を主鎖の両末端に有するパーフルオロエラストマーである請求項1記載のフッ素ゴム架橋用組成物。 2. The fluororubber crosslinking composition according to claim 1, wherein the perfluoroelastomer is a perfluoroelastomer having carboxyl groups at both ends of the main chain as crosslinkable groups. カルボキシル基またはアルコキシカルボニル基と反応可能な架橋剤が、式(III):
Figure 0004748125
(式中、R1およびR2は一方が−NH2であって他方が−NH2、−OHまたは−SHであり、R3は−SO2−、−O−、−CO−、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキレン基または単結合手である)で示されるビスジアミノフェニル系架橋剤、ビスアミノフェノール系架橋剤、ビスアミノチオフェノール系架橋剤、
式(IV):
Figure 0004748125
で示されるビスアミドラゾン系架橋剤、
式(V)または(VI):
Figure 0004748125
(式中、Rf 3は炭素数1〜10のパーフルオロアルキレン基)、
Figure 0004748125
(式中、nは1〜10の整数)で示されるビスアミドキシム系架橋剤
である請求項1または2記載のフッ素ゴム架橋用組成物。
A crosslinking agent capable of reacting with a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group is of formula (III):
Figure 0004748125
(In the formula, one of R 1 and R 2 is —NH 2 and the other is —NH 2 , —OH or —SH, and R 3 is —SO 2 —, —O—, —CO—, carbon number A bisdiaminophenyl crosslinking agent, a bisaminophenol crosslinking agent, a bisaminothiophenol crosslinking agent represented by a 1-6 alkylene group, a C1-C10 perfluoroalkylene group or a single bond),
Formula (IV):
Figure 0004748125
A bisamidrazone crosslinking agent represented by
Formula (V) or (VI):
Figure 0004748125
(Wherein R f 3 is a C 1-10 perfluoroalkylene group),
Figure 0004748125
The composition for crosslinking a fluororubber according to claim 1 or 2, which is a bisamidoxime-based crosslinking agent represented by (wherein n is an integer of 1 to 10).
パーフルオロエラストマー100重量部と式(III):
Figure 0004748125
(式中、R1およびR2は一方が−NH2であって他方が−NH2、−OHまたは−SHであり、R3は−SO2−、−O−、−CO−、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキレン基または単結合手である)で示される架橋剤0.5〜5.0重量部とからなる請求項1〜3のいずれかに記載のフッ素ゴム架橋用組成物。
100 parts by weight of perfluoroelastomer and formula (III):
Figure 0004748125
(In the formula, one of R 1 and R 2 is —NH 2 and the other is —NH 2 , —OH or —SH, and R 3 is —SO 2 —, —O—, —CO—, carbon number 1 to 6 alkylene group, a C 1-10 perfluoroalkylene group or a single bond), and 0.5 to 5.0 parts by weight of a crosslinking agent. The composition for crosslinking a fluororubber as described.
式(III)において、R1およびR2がいずれも−NH2であるビスアミノフェニル系架橋剤を用いる請求項4記載のフッ素ゴム架橋用組成物。 The fluororubber crosslinking composition according to claim 4, wherein a bisaminophenyl crosslinking agent in which R 1 and R 2 are both —NH 2 in the formula (III) is used. パーフルオロエラストマーが、式(I):
1−[A−(Y)pq−X2 (I)
または式(II):
1−[A−(Y1pq−[B−(Y2rs−X2 (II)
(式中、X1およびX2は同じかまたは異なり、いずれもカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基、Y、Y1およびY2は同じかまたは異なり、いずれも側鎖にカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはニトリル基を有する2価の有機基、Aはエラストマー性パーフルオロポリマー鎖セグメント、Bは非エラストマー性パーフルオロポリマー鎖セグメント、pは0〜10の整数、qは1〜5の整数、rは0〜10の整数、sは1〜3の整数である、ただし、Y、Y1およびY2はAまたはBのセグメント中にランダムに入っていてもよい)で示されるパーフルオロエラストマーである請求項1〜5のいずれかに記載のフッ素ゴム架橋用組成物。
Perfluoroelastomer is represented by the formula (I):
X 1 - [A- (Y) p] q -X 2 (I)
Or formula (II):
X 1 - [A- (Y 1 ) p] q - [B- (Y 2) r] s -X 2 (II)
(Wherein X 1 and X 2 are the same or different, both are carboxyl groups or alkoxycarbonyl groups, Y, Y 1 and Y 2 are the same or different, and all are carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups, iodines in the side chain) A divalent organic group having an atom, bromine atom or nitrile group, A is an elastomeric perfluoropolymer chain segment, B is a non-elastomeric perfluoropolymer chain segment, p is an integer of 0 to 10, q is 1 to 5 An integer, r is an integer of 0 to 10, s is an integer of 1 to 3, provided that Y, Y 1 and Y 2 may be randomly contained in the segment of A or B) It is an elastomer, The fluororubber crosslinking composition in any one of Claims 1-5.
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