JP4782408B2 - Tfeコポリマー - Google Patents
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- C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
Description
該水性分散液は、色の問題および亀裂なしに、フルオロポリマーの典型的な用途、例えばコーティングに用いられる。
懸濁重合では、mmサイズを有するポリマー粒子が得られる。
1) ペルフルオロオクタン酸塩を用いて水性溶媒中でエチレンを重合し;
2) 前記工程で得られた分散液に、分散液を安定化するのに充分な量のノニオン界面活性剤を添加し;
3) 分散液をアニオン交換樹脂に通すことによりペルフルオロオクタノエートイオンを除去する
を含む、高分子量を有し、かつペルフルオロオクタン酸塩を実質的に含まない、ポリエチレンの水性分散液の製造方法を記載している。
- フッ素化界面活性剤、特にフッ素化イオン界面活性剤を実質的に含まず;
- 人間および環境に有害でなく;
- 貯蔵および攪拌に対する高い安定性を有し;
- 良好な塗布性を有し、特に色および亀裂およびミクロゲルを有さないコーティングを供給し得る
の組み合わせを有するフッ素化ポリマー分散液を入手可能にする必要性が感じられていた。
Y' - (P1)n - CH(Y) - (P2)n' - Y'' (1)
(式中:
Y、Y'およびY''は、アニオンまたはノニオン基であるが、但しY、Y'またはY''の少なくとも1つはアニオン基であり、かつ残りのY、Y'またはY''の少なくとも1つはノニオン基であり;
P1およびP2は、同一または異なって、任意に1以上の不飽和を有していてもよい、炭素数1〜10、好ましくは1〜6の直鎖状または分岐状のアルキレン基であり;
nおよびn'は同一または異なって、0または1である)
を有する1以上のアニオン界面活性剤を含む。
1以上の式(1)の界面活性剤を用い得る。
COOR、CONHR、CONH2およびCONRR'
(ここで、
- RおよびR'は、同一または異なって次の意味を有する:
- 飽和しているかまたは少なくとも1つの不飽和、好ましくはエチレンタイプの不飽和を有する、C2〜C20、好ましくはC5〜C15、より好ましくはC7〜C15で、直鎖状もしくは分岐状の水素化アルキルであって、アルキルの炭素原子数が少なくとも6のときに、1以上の芳香環を有することができ;アルキル基において、1以上の水素原子はフッ素または塩素原子により置換されることができ、水素化アルキル基が好ましい;
- アルキルが1〜7の炭素原子を有し、好ましくはメチルであるアルキルシロキサン基)。
- フッ素化ポリマーの粒子径が10 nm〜400 nm、好ましくは20 nm〜300 nm、より好ましくは180 nm〜300 nmであり;
- 分散液の全重量に対するフルオロポリマーの濃度が20〜75重量%、好ましくは40〜70重量%であり;
- さらに、分散液の全重量に対して0.5〜30重量%、好ましくは1〜15重量%、より好ましくは1.5〜10重量%のノニオン界面活性剤量を含み;
- 該分散液がフッ素化界面活性剤、特にフッ素化イオン界面活性剤、好ましくはペルフルオロオクタン酸またはその塩を実質的に含まない。
C8H17OOC-CH2-CH(SO3Na)-COOC8H17
サイテック(CYTEC);登録商標)により市販されているジ-イソオクチルスルホスクシネートナトリウム塩(エアロソル(Aerosol;登録商標) OT);
C10H21OOC-CH2-CH(SO3Na)-COOC10H21
商標エマルソゲン(EMULSOGEN;登録商標) SB10 (クラリアント(登録商標))で知られているジ-イソデシルスルホスクシネートナトリウム塩;
C13H27OOC-CH2-CH(SO3Na)-COOC13H27
商標ポリロール (登録商標) TR/LNA (セスアルピニア(CESALPINIA;登録商標)ケミカルズ)で知られているジ-イソトリデシルスルホスクシネートナトリウム塩。
を有するトリトン(登録商標) X100 (ダウ);
式:sec-C12H25-(OCH2CH2)10,1OH
を有するテルジトール(Tergitol;登録商標) TMN100x (ダウ);
を有するアンタロックス(Antarox;登録商標) 863 (ローディア);
式:iso-C13H27-(OCH2CH2)10-OH
を有するローダサーフ (登録商標) 870 (ローディア);
式:iso-C13H27-(OCH2CH2)8-OH
を有するジェナポール(Genapol;登録商標) X080 (クラリアント)。
- テトラフルオロエチレン(TFE)ホモポリマー、および少なくとも1つのエチレンタイプの不飽和を有するモノマーとのTFEコポリマー;
- PFA、MFA、FEPおよびETFEのような、TFEベースの熱加工性(thermoprocessable)フルオロポリマー(メルトからの);
- VDFベースのホモポリマーおよびコポリマー;
- CTFEベースのホモポリマーおよびコポリマー、例えばPCTFEおよびE/CTFEコポリマー;
- TFEおよび/またはペルフルオロアルキルビニルエーテルおよびペルフルオロアルコキシアルキルビニルエーテルから選択されるビニルエーテルを任意に含んでいてもよく;エチレンおよびプロピレンのような水素化オレフィンを任意に含んでいてもよいVDF/HFP;
- TFEベースの(ペル)フルオロエラストマー:
- ペルフルオロアルキルビニルエーテルおよびペルフルオロアルコキシアルキルビニルエーテルから選択されるビニルエーテルとのTFEコポリマー;特にTFE/PMVE、TFE/PEVE、TFE/PPVE;
- 水素化オレフィン,好ましくはエチレンおよび/またはプロピレンとのTFEコポリマー;
- 5〜7原子を有するジオキソール環を含む、TFEおよび/またはVDFの非晶質および/または結晶フルオロポリマー、特に(ペル)フルオロジオキソールまたは閉環によりジオキソール環を与えるジエンモノマーとの共重合により得られるもの
から形成される。
フッ素化コモノマーのうち:
- ヘキサフルオロプロペン(HFP)のようなC3〜C8ペルフルオロオレフィン;
- フッ化ビニル(VF)、フッ化ビニリデン(VDF)、トリフルオロエチレン、CH2=CH-Rf0ペルフルオロアルキルエチレン(ここで、Rf0はC1〜C6ペルフルオロアルキルである)のようなC2〜C8水素化フルオロオレフィン;
- クロロトリフルオロエチレン(CTFE)のような、C2〜C6クロロ-および/またはブロモ-および/またはヨード-フルオロオレフィン;
- CF2=CFOX0 (ペル)フルオロオキシアルキルビニルエーテル(ここで、X0は、1以上のエーテル基を有するC1〜C12アルキルまたはC1〜C12オキシアルキルまたはC1〜C12 (ペル)フルオロアルキルである)、例えばペルフルオロ-2-プロポキシプロピル;
- フルオロジオキソール、好ましくはペルフルオロジオキソール
を挙げることができる。
a)
工程a1):
乳化重合法またはマイクロ乳化重合法により得ることができるフルオロポリマーの分散液に:
- 分散液中のフルオロポリマーに対して1.5〜50重量%、好ましくは2.5〜30重量%の量の、40〜80℃の間の曇点(CP)を有するノニオン界面活性剤;および
- 任意に、25℃で測定される分散液の比導電率を130〜8000μS/cm、好ましくは250〜3000μS/cmの範囲の値にするような量の電解質;
- 任意に、2〜12の間、好ましくは3〜10の間のpHにする緩衝剤
を添加し;
- 工程a1)で得られた分散液を、攪拌下に、CP±10℃、好ましくはCP±5℃ (CPは、用いるノニオン界面活性剤の曇点である)の範囲の温度Tcまで加熱し;
-次の水相:
- フルオロポリマー濃度が40%〜75% w/w、好ましくは60%〜75% w/wの範囲である濃縮されたフルオロポリマーを含有する下相;
-フルオロポリマーを実質的に含有しない上清相;
への分散液の分離が得られるまで、温度Tcで操作することにより、攪拌せずにデカントし;
- 上清を分離し;
- 濃縮されたフルオロポリマーを含有する下相を排出して回収し;
工程b1):
工程a2)で得られた、上清分離後の回収された分散液に:
- 任意に、25℃で測定される分散液の比導電率を130〜8000μS/cm、好ましくは250〜3000μS/cmの範囲の値にするような量の電解質;
- 分散液中のフルオロポリマーに対して1.5〜50重量%、好ましくは2.5〜30重量%の量で分散液中に存在するような、40〜80℃の範囲の曇点(CP)を有するノニオン界面活性剤;
- 任意に、2〜12、好ましくは3〜10のpHにする緩衝剤;
を添加し;
任意のc)
工程c1):工程b2)で得られた分散液を用いる以外は工程b1)を繰返し;
工程c2):工程b2)に記載の工程を繰り返す。
- 10 nm〜400 nm、好ましくは20 nm〜300 nmの粒子径;
- 10〜45重量%、好ましくは20〜35重量%のフルオロポリマー濃度;
- ポリマー重量に対して800 ppm〜10000 ppm、1200 ppm〜6000 ppmの範囲のフッ素化アニオン界面活性剤の量。
d)
工程d1):工程c2)で得られた分散液を用いる以外は工程c1)を繰返し;
工程d2):工程c2)に記載の工程を繰り返す。
工程d2)で得られるフルオロポリマー分散液は、上記のフッ素化アニオン界面活性剤をさらにより低い量で含む。
e)
工程e1):工程d2)で得られた分散液を用いる以外は工程d1)を繰返し;
工程e2):工程d2)に記載の工程を繰り返し;
f)
工程f1):工程e2)で得られた分散液を用いる以外は工程e1)を繰返し;
工程f2):工程e2)に記載の工程を繰り返す
も含んで、数ppmのフッ素化アニオン界面活性剤を含むフルオロポリマー分散剤を得るのがさらにより好ましい。
次の実施例は説明のために与えられ、本発明を限定する目的ではない。
全てのパーセンテージのデータは、そうでないと記載しない限り重量%を表す。
ラテックス中の平均粒子径の測定
平均粒子径は、Brookhaven相関計モデル2030 ATおよびSpectra-Physicsによる514.5 nmの波長を有するアルゴンレーザー光源を備えた、レーザー光拡散、特に光子相関分光法を基にする装置により測定される。測定されるラテックスサンプルを、0.2μmのミリポアフィルターでろ過した水で希釈する。散乱測定を、室温(20℃)において90°の角度で行う。ラテックス粒子径を、累積法(cumulant method)により得る。
焼結フィルムの色特性は、透明フィルム、および黄変の影響をよりよく指摘するための黒色の背景へのフィルムの適用後の視覚的な比較により評価する。前者の場合、分散液を、水平面に対して45°の一定傾斜に保ったアルミニウムの板上での流延により塗布して、長さ18 cmにわたって厚さ0〜10μmの勾配を得る。室温で乾燥後、蒸着フィルムを400℃で10分間焼結する。
得られる配合物を、ポリアミドイミド樹脂をベースとする黒色のプライマーで予め処理した、ペーパー仕上げをしたアルミニウム板上に噴霧することにより塗布し、約30μmの厚みを得る。室温で乾燥後、蒸着フィルムを400℃で10分間焼結する。
焼結フィルムの臨界厚みは、上記で報告した方法に記載したような板上に流延により塗布したフィルムについて、光学顕微鏡により測定する。
臨界厚みとは、フィルムの亀裂および表面の欠陥なしに得ることができる最大限の厚みを意味する。
ラテックス20 gをガラスビーカー中に秤量し、150℃で1時間、乾燥機中に置く。ラテックス乾燥含量を式:
乾燥物質% = 乾燥後の重量/ラテックスの初期の重量 × 100
から得る。
濃縮された分散液約1 gをアルミニウムの皿に入れて秤量し、105℃で1時間乾燥機中で乾燥させる。皿を秤量し、400℃の温度のマッフル中に10分間導入する(焼結)。最後に皿を再び秤量して、焼結後のサンプルを得る。
濃縮された分散液のポリマー含量は、式:
濃縮された分散液のノニオン界面活性剤含量は、式:
分散液中のPFOA含量の定量測定を、"Encyclopedia of Industrial Chemistry Analysis"、第1巻、第339〜340頁、Interscience Publishers、New York、NY、1971および欧州特許第A 194,690号に記載の方法により行う。
PFOAをメチルエステルに変換し、エステル含量をガスクロマトグラフィーにより分析する。方法の感度限界は1 ppmである。
CPを、標準EN 1890方法Aに従って、水中のノニオン界面活性剤1% w/wの濃度で測定する。
フッ素化ポリマー60重量%およびノニオン界面活性剤3重量%を含有する分散液300 mlを、1Lの容量のビーカーを有するWaringモデル混合機中に入れる。分散液を20000 rpmの強い攪拌に付す。分散液の凝固が始まるのに必要な時間を測定する。
分散液500 gを50μmに等しいメッシュをもつ、既知の重量のナイロンの網を通してろ過する。ろ過の最後に、水500 mlを網に通して過度に分散液を除去する。可能性のある残渣と共に網を105℃で1時間乾燥機中で乾燥させ、次いで秤量する。凝塊量を、網の初期重量に対する差により測定する。その差を500 gの分散液中に含まれるポリマー量で除し、100を乗じることによりポリマー中の凝塊のパーセンテージを得る。
方法の感度限界は、ポリマーの0.005重量%である。
比導電率を、Crison 525電気伝導度計により25℃の温度で測定する。
フッ素化ポリマー60重量%およびノニオン界面活性剤3重量%を含有する分散液15 mlを、1.4 cmの径を有する20 mlのパイレックス(登録商標)ガラス試験管に移す。試験管を密封し、25℃に調節する。試験管の内容物を、以下に報告する実施例において示す時に検査し、分散液のメニスカスが、初期に供給された分散液の15 mlの容積に相当するものに関して低くなるかを観察し、2つのメニスカスの間の最も澄んだ相の高さを測定する。
重合
100 g/Lの濃度のペルフルオロオクタン酸アンモニウム水溶液11 gおよび注意深く脱気した脱イオン水31 Lを、機械攪拌を備え、予め真空にした50 Lのオートクレーブに供給する。52〜54℃の範囲の軟化点をもつパラフィン140 gも、予め反応器中に導入した。オートクレーブを機械攪拌下に保ち、68℃の温度での圧力20バールまでTFEで加圧する。この時点で、(NH4)2S2O8 (APS)およびジコハク酸ペルオキシド(disuccinic peroxide;DSAP) の溶液500 ml (APS 400 mgおよびDSAP 2000 mgに相当)をオートクレーブ中に供給する。
レーザー光散乱(LLS)により測定された一次ポリマー粒子の直径は、248 nmである。
乾燥ポリマー重量に対して算出されたPFOA含量は、3900 ppmである。
再濃縮による、PFOAを含まない濃縮された分散液の製造
- 工程a)
30Lの温度調節可能な反応器に、30%に等しい固形分含量およびポリマーに対して3900 ppmに等しいPFOA含量を有する実施例1-aのPTFE分散液18000 gを導入する。ノニオン界面活性剤として、CP = 67℃を有するトリトン(登録商標) X100を用いる。25重量%のこの界面活性剤3600 g (ポリマーに対して16.7重量%)および10重量%の硫酸アンモニウム溶液90 g (ポリマーに対して0.17%)を分散液に加える。均質となった混合物は、25℃における比導電率が1280μS/cmに等しく、pHが4.5に等しい。混合物を攪拌下に68℃に加熱する。この温度に到達したときに攪拌を停止し、混合物を同温度で1時間デカントさせる。反応器の下部にポリマーの濃縮相、およびPTFEを実質的に含まず、界面活性剤トリトン(登録商標) X100に富む上相の分離が観察される。
得られた分散液7500 gを、30Lの温度調節可能な反応器に導入する。25重量%のトリトン(登録商標) X100 2400g、脱イオン水7500 gおよび10%の硫酸アンモニウム溶液45 gを分散液に添加する。この工程で添加する硫酸アンモニウム溶液の量は、前の工程のものより少ないが、これは処理したラテックスが硫酸アンモニウムの残存量を含んでいるからである。
この時点で、前の工程において記載したのと同じ方法を繰り返して、凝塊を含まず、71.5%に等しいポリマー含量、2%に等しいトリトン(登録商標) X100含量および150 ppmに等しいポリマーに対するPFOA含量を有する、濃縮された分散液を最後に回収する。反応器中に存在する、界面活性剤トリトン(登録商標) X100に富む上相は、上記のようにして処理し、本方法において再利用する。
得られた分散液7100 gを、30Lの温度調節可能な反応器に導入する。25%のトリトン(登録商標) X100 2800 g、脱イオン水10000 gおよび10%の硫酸アンモニウム溶液45 gを分散液に添加する。トリトン(登録商標) X100の合計含量はポリマーに対して16.6%に等しく、均質に見える混合物の比導電率は950μS/cmに等しく、pHは8.4に等しい。該混合物を攪拌下に67.5℃に加熱する。
得られた分散液7400 gを、30Lの温度調節可能な反応器に導入する。25%のトリトン(登録商標) X100 2900 g、脱イオン水9000 gおよび10%の硫酸アンモニウム溶液32 gを分散液に添加する。トリトン(登録商標) X100の合計含量はポリマーに対して17.7%に等しく、混合物の比導電率は810μS/cmに等しく、pHは8.3に等しい。均質な混合物を攪拌下に67℃に加熱する。
反応器中に存在する、界面活性剤トリトン(登録商標) X100に富む上相は、上記のようにして処理し、本方法において再利用する。
得られた分散液7000 gを、30Lの温度調節可能な反応器に導入する。25重量%のトリトン(登録商標) X100 2350 g、脱イオン水9000 gおよび10%の硫酸アンモニウム溶液31 gを分散液に添加する。トリトン(登録商標) X100の合計含量はポリマーに対して15%に等しく、混合物の比導電率は790μS/cm、pHは8.5に等しい。均質に見える混合物を攪拌下に66.5℃に加熱する。
得られた分散液6900 gを、30Lの温度調節可能な反応器に導入する。25%のトリトン(登録商標) X100 2400 g、脱イオン水9000 gおよび10%の硫酸アンモニウム溶液29 gを分散液に添加する。トリトン(登録商標) X100の合計含量はポリマーに対して15.4%に等しく、混合物の比導電率は810μS/cm、pHは8.4に等しい。均質に見える混合物を攪拌下に66.5℃に加熱する。
このような分散液は、分散液に対して60重量%に等しいポリマー含量および3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量に処方され、10μmのPallフィルターでろ過される。フィルターは、ポリマー残渣を有さない。せん断応力に対する安定性を上記の方法にしたがって測定する。分散液の安定性は5分30秒であることが見出され、これは、該分散液をPTFE分散液の通常の用途に用いることを許容するのに充分高い値を表す。
米国特許第4,369,266号による、PFOAを含まない濃縮された分散液の製造
固形分含量が25重量%に等しく、トリトン(登録商標) X100含量が1.7重量%に等しい分散液を得るように、実施例1-aで得られた分散液に、ノニオン安定化界面活性剤トリトン(登録商標) X100の水溶液を添加する。PTFEに対するPFOA含量は、3900 ppmに等しいままである。この分散液30 kgを、熱交換器により温度が調節されているタンクに導入する。次いで、分散液を、直列に配置された、200キロダルトンの分子量カットオフのPVDFチューブ状半透膜システムに遠心ポンプにより通過させ、タンクのほうに再循環させる。膜での入口圧力は5バールに等しい。
実施例1-cで得られた分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびPFOAを、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.1重量%に等しいPFOA含量。
結果を、表1にまとめる。
実施例1-cで得られる分散液450 gに、水およびトリトン(登録商標) X100を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 1 ppmに等しいPFOA量。
せん断応力および凝離に対する安定性のデータは、実施例2-a (比較)に比べて安定性の損失があることを示す。
データを表1にまとめる。
実施例1-cで得られる分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびAOT界面活性剤(ジオクチルスルホスクシネート)を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.1重量%に等しいAOT界面活性剤量。
データを表1にまとめる。
実施例1-cで得られる分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびエマルソゲン(登録商標) SB10 (ジ-イソデシルスルホスクシネート - クラリアント)を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.1重量%に等しいエマルソゲン(登録商標) SB10界面活性剤量。
データを表1にまとめる。
実施例1-cで得られる分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびポリロール(登録商標) TR/LNA (ジ-イソトリデシルスルホスクシネート - セスアルピニアケミカルズ)界面活性剤を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.1重量%に等しいポリロール(登録商標) TR/LNA界面活性剤量。
データを表1にまとめる。
実施例1-cで得られる分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびドデシル硫酸ナトリウム界面活性剤を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.1重量%に等しいドデシル硫酸ナトリウム界面活性剤量。
せん断応力および凝離に対する安定性の値は、この水素化アニオン界面活性剤のPFOAを含まない分散液の安定化に対する効果が、本発明の水素化アニオン界面活性剤のそれに比べてより低いことを示す。
データを表1にまとめる。
実施例1-cで得られる分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム界面活性剤を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.1重量%に等しいドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム界面活性剤量。
実施例2-f (比較)と同じコメントを繰り返すことができる。
データを表1にまとめる。
実施例1-cで得られる分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびポリロール (登録商標) TR/LNA (ジ-イソトリデシルスルホスクシネート - セスアルピニアケミカルズ)界面活性剤を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.02重量%に等しいポリロール (登録商標) TR/LNA界面活性剤含量。
データを表1にまとめる。
実施例1-cで得られる分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびPFOAを、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.02重量%に等しいPFOA含量。
データを表1にまとめる。
この表は、本発明の水素化アニオン界面活性剤が、PFOAを含まない分散液の凝離およびせん断応力に対する安定性を改善することを示す。
本発明の分散液の凝離安定性は、同じPFOA量を含有する分散液と同じであるが、本発明の分散液のせん断応力安定性は、同等であるかまたはより高い。
さらに、この表は、ドデシル硫酸ナトリウムおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのようなその他の水素化アニオン界面活性剤が、PFOAを含まない分散液のせん断応力安定性を増加しないことを示す。分散液の凝離に関して、これらの界面活性剤の安定化の効果は、本発明の界面活性剤のそれよりも明らかに低い。
実施例1-dで得られる分散液450 gに、水およびトリトン(登録商標) X100を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量。
PFOA量は、5 ppm未満である。
実施例1-dで得られる分散液450 gに、水、トリトン(登録商標) X100およびポリロール (登録商標) TR/LNA (ジ-イソトリデシルスルホスクシネート - セスアルピニアケミカルズ)界面活性剤を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量;
- 0.1重量%に等しいポリロール (登録商標) TR/LNA界面活性剤含量。
本実施例は、本発明の界面活性剤の安定化の能力が、PFOAを含まない分散液を得るのに用いられる方法に依存しないことを示す。
実施例1-cと同じ重量比のトリトン(登録商標) X100および硫酸アンモニウムを用いるが、実施例1-aで得られる初期の分散液のより低い量(1800 g)と3Lの温度調節可能な反応器を用いて、実施例1-cを繰り返す。6番目の工程(工程f)において、反応器の混合物に、混合物自体に対して0.1重量%に等しいポリロール (登録商標) TR/LNA界面活性剤の量を添加する。混合物を攪拌下に68℃に加熱する。この温度に到達したときに攪拌を停止し、混合物を同温度で30分間デカントする。反応器の下部にポリマーの濃縮相、およびPTFEを実質的に含まず、界面活性剤トリトン(登録商標) X100に富む上相の迅速な分離が観察される。
得られる分散液450 gに、水およびトリトン(登録商標) X100を、分散液に対して次の重量パーセンテージを有するような量で添加する。
- 60重量%に等しいポリマー含量;
- 3重量%に等しいトリトン(登録商標) X100含量。
PFOA量は、1 ppm未満である。
本実施例は、PFOAを含まない分散液の実施例1-cによる製造方法の際に本発明の水素化アニオン界面活性剤を添加することにより、ポリマーが濃縮された相の分離がより短い時間で起こり、そして得られる分散液は、実施例1-cで得られるもの(67.4重量%)よりも高いポリマー濃度を有する。
それぞれ実施例2-c、2-dおよび2-eの分散液からの焼結フィルムの臨界厚みを測定する。3つのフィルムすべてについて、臨界厚みは10μmを超えている。
実施例2-c、2-dおよび2-eの分散液を、フィルムの色特性の評価方法について記載したようにしてアクリル系配合物を製造するのに用いる。
黒色の背景に塗布したフィルムは、欠陥、亀裂または黄変の形跡を示さない。
実施例5および6の結果は、本発明の分散液がフルオロポリマーの用途に適することを示す。
Claims (14)
- フッ素化ポリマーの分散液が、次の一般式:
Y' - (P1)n - CH(Y) - (P2)n' - Y'' (1)
(式中:
Y、Y'およびY''は、アニオンまたはノニオン基であるが、但しY、Y'またはY''の少なくとも1つはアニオン基であり、かつ残りのY、Y'またはY''の少なくとも1つはノニオン基であり;
P1およびP2は、同一または異なって、炭素数1〜10の直鎖状または分岐状のアルキレン基であり;
nおよびn'は同一または異なって、0または1である)
を有する1以上のアニオン界面活性剤を含み、
高いせん断応力安定性と組み合わせた高い凝離安定性を有し、フッ素化界面活性剤を実質的に含まず、
式(1)の界面活性剤が、次の:
C8H17OOC-CH2-CH(SO3Na)-COOC8H17;
C10H21OOC-CH2-CH(SO3Na)-COOC10H21;
C13H27OOC-CH2-CH(SO3Na)-COOC13H27
から選択され、
フッ素化ポリマーの粒子径が10 nm〜400 nmであり、
分散液の全重量に対するフッ素化ポリマーの濃度が20〜75重量%であり、
分散液の全重量に対して0.5〜30重量%のノニオン界面活性剤量を含む
フッ素化ポリマーの分散液。 - 1以上の式(1)の界面活性剤を含む、請求項1に記載の分散液。
- 水性分散液の全重量に対する重量%で表される式(1)の界面活性剤の量が、0.001%〜3%である、請求項1または2に記載の分散液。
- 用いられるノニオン界面活性剤が、1以上のプロピレンオキシド単位を含むポリエトキシル化アルコールおよびポリエトキシル化アルキルフェノールである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の分散液。
- ノニオン界面活性剤が、次の:
t-C8H17-C6H4-(OCH2CH2)9〜10OH;
sec-C12H25-(OCH2CH2)10.1OH;
iso-C13H27-(OCH2CH2CH2)-(OCH2CH2)10-OH;
iso-C13H27-(OCH2CH2)10-OH;
iso-C13H27-(OCH2CH2)8-OH
から選択される、請求項4に記載の分散液。 - フッ素化ポリマーが、
- テトラフルオロエチレン(TFE)ホモポリマー、および少なくとも1つのエチレンタイプの不飽和を有するモノマーとのTFEコポリマー;
- PFA、MFA、FEPおよびETFEのような、TFEベースの(メルトからの)熱加工性フッ素化ポリマー;
- VDFベースのホモポリマーおよびコポリマー;
- CTFEベースのホモポリマーおよびコポリマー;
- VDFベースのフルオロエラストマー:
- VDF/HFP;
- TFEベースの(ペル)フルオロエラストマー:
- ペルフルオロアルキルビニルエーテルおよびペルフルオロアルコキシアルキルビニルエーテルから選択されるビニルエーテルとのTFEコポリマー;
- 水素化オレフィンとのTFEコポリマー;
- 5〜7原子を有するジオキソール環を含む、TFEおよび/またはVDFの非晶質および/または結晶フッ素化ポリマー
から形成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の分散液。 - フッ素化ポリマーが、TFEコポリマーまたはTFEホモポリマーである、請求項6に記載の分散液。
- 次の各工程:
- 重合によりフッ素化ポリマー分散液を得て、
- フッ素化界面活性剤の量を減少させ、
- 請求項1に記載の式(1)のアニオン界面活性剤を添加し、
- 分散液を均質にする
を含み、
ノニオン界面活性剤を添加する工程を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の分散液を製造する方法。 - フッ素化界面活性剤の量の減少が、次の工程:
a)
工程a1):
乳化重合法またはマイクロ乳化重合法により得ることができるフッ素化ポリマーの分散液に:
- 分散液中のフッ素化ポリマーに対して1.5〜50重量%の量の、40〜80℃の間の曇点(CP)を有するノニオン界面活性剤
を添加し;
工程a2):
- 工程a1)で得られた分散液を、攪拌下に、CP±10℃(CPは、用いるノニオン界面活性剤の曇点である)の範囲の温度Tcまで加熱し;
- 次の水層:
- フッ素化ポリマー濃度が40%〜75% w/wの範囲である濃縮されたフッ素化ポリマーを含有する下層;
- フッ素化ポリマーを含有しない上清;
への分散液の分離が得られるまで、温度Tcで操作することにより、攪拌せずにデカントし;
- 上清を分離し;
- 濃縮されたフッ素化ポリマーを含有する下層を排出して回収し;
b)
工程b1):
工程a2)で得られた、上清分離後の回収された下層の分散液に:
- 分散液中のフッ素化ポリマーに対して1.5〜50重量%の量で分散液中に存在するような、40〜80℃の範囲の曇点(CP)を有するノニオン界面活性剤
を添加し;
工程b2):工程a2)に記載の工程を繰返す
を含む方法で行われる、請求項8に記載の方法。 - 工程a1)およびb1)において、ノニオン界面活性剤の混合物がa1)に記載の範囲のCP値を有するように1以上のノニオン界面活性剤を用い得る、請求項9に記載の方法。
- ノニオン界面活性剤が、40℃〜80℃の範囲の曇点(CP)を有する請求項8〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 式(1)の界面活性剤が、1以上の工程において添加される、請求項8〜11のいずれか1項に記載の方法。
- フィルムまたはコーティングを製造するための、請求項1〜7のいずれか1項に記載のフッ素化ポリマーの水性分散液の使用。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の分散液を用いて得ることができるフィルムまたはコーティング。
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