JP5402789B2 - Fluoropolymer aqueous dispersion - Google Patents
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Description
本発明は、フルオロポリマー水性分散液に関する。 The present invention relates to aqueous fluoropolymer dispersions.
フルオロポリマーの水性分散液は含浸・塗装などの用途に使用される。機械的安定性や貯蔵安定性の向上と粘度の調整などを目的として、水性分散液には非イオン性の界面活性剤が添加される。 Aqueous dispersions of fluoropolymers are used for applications such as impregnation and painting. A nonionic surfactant is added to the aqueous dispersion for the purpose of improving mechanical stability and storage stability and adjusting the viscosity.
従来からこの非イオン性界面活性剤に関する検討がなされてきた。例えば、特許文献1には、疎水基として2級アルキル基または側鎖を有する1級アルキル基を有し、疎水基の途中に親水性基鎖が結合したT字構造をしている界面活性剤が記載されている。また、引用文献2には、少なくとも3本の枝を有するイソトリデシルからなり、抑泡性界面活性剤として使用するオキシプロピレン基を有するイソトリデシルエーテル系界面活性剤が記載されている。 Conventionally, studies on this nonionic surfactant have been made. For example, Patent Document 1 discloses a surfactant having a T-structure in which a hydrophobic group has a secondary alkyl group or a primary alkyl group having a side chain, and a hydrophilic group chain is bonded to the middle of the hydrophobic group. Is described. Reference 2 describes an isotridecyl ether surfactant having an oxypropylene group, which is made of isotridecyl having at least three branches and used as a foam-suppressing surfactant.
特許文献3では、50%分解温度が250℃以上である脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤を配合した含フッ素樹脂水性分散体組成物が提案されている。 Patent Document 3 proposes a fluororesin aqueous dispersion composition containing an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant having a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or higher.
非イオン性界面活性剤は、水性分散液に機械的安定性や貯蔵安定性を付与したり、水性分散液の粘度の調整を可能にしたり、顔料、フィラーなどの添加剤の混合性を改良するものであるが、一方で塗膜を形成させるために水性分散液を塗装し、乾燥や焼成を行うと、臭気を発生させる問題がある。 Nonionic surfactants give mechanical and storage stability to aqueous dispersions, enable adjustment of the viscosity of aqueous dispersions, and improve the mixing of additives such as pigments and fillers. However, when an aqueous dispersion is applied to form a coating film and then dried or fired, there is a problem of generating odor.
これに対し、例えば疎水基がブテン3量体である非イオン性界面活性剤を選択すると、臭気面では改善されるが、水性分散液の機械的安定性が低下してしまう。 On the other hand, for example, when a nonionic surfactant whose hydrophobic group is a butene trimer is selected, the odor is improved, but the mechanical stability of the aqueous dispersion is lowered.
本発明の目的は、上記現状に鑑み、機械的安定性及び貯蔵安定性に優れ、高温でも粘度の上昇が抑制できるとともに、乾燥及び焼成時にも臭気が発生しにくいフルオロポリマー水性分散液を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an aqueous fluoropolymer dispersion that is excellent in mechanical stability and storage stability, can suppress an increase in viscosity even at a high temperature, and is less likely to generate odor even during drying and firing, in view of the above situation. There is.
本発明は、(A)フルオロポリマー、(B)水性媒体、及び、(C)安定剤を含み、前記安定剤(C)は、下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とするフルオロポリマー水性分散液である。
R1O−(A1O)m−H (1)
(式中、A1Oは炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表す。mは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜50の整数である。R1は、炭素数が14〜20であり、かつ、第3級炭素原子又は第4級炭素原子のいずれかを少なくとも1つ含むアルキル基を表す。)
The present invention includes (A) a fluoropolymer, (B) an aqueous medium, and (C) a stabilizer, wherein the stabilizer (C) is a compound represented by the following general formula (1). An aqueous fluoropolymer dispersion.
R 1 O— (A 1 O) m —H (1)
(In the formula, A 1 O represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms. M represents an average number of added moles of the oxyalkylene group, and is an integer of 1 to 50. R 1 has a carbon number. 14 to 20 and represents an alkyl group containing at least one of a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom.)
R1は、第3級炭素原子及び第4級炭素原子のいずれか一方又は両方を含み、かつ、第3級炭素原子及び第4級炭素原子の合計が3つ以上であるアルキル基であることが好ましい。 R 1 is an alkyl group containing one or both of a tertiary carbon atom and a quaternary carbon atom, and the total of the tertiary carbon atom and the quaternary carbon atom is three or more. Is preferred.
R1は、炭素数が16〜18のアルキル基であることが好ましい。 R 1 is preferably an alkyl group having 16 to 18 carbon atoms.
R1は、下記式(2) R 1 is represented by the following formula (2)
で表されるアルキル基であることが好ましい。 It is preferable that it is an alkyl group represented by these.
安定剤(C)は、曇点が40〜85℃であることが好ましい。 The stabilizer (C) preferably has a cloud point of 40 to 85 ° C.
フルオロポリマー(A)は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体、および、エチレン/クロロテトラフルオロエチレン共重合体からなる群より選択される少なくとも1種のポリマーであることが好ましい。 Fluoropolymer (A) is polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, ethylene / tetrafluoroethylene. It is preferably at least one polymer selected from the group consisting of a copolymer and an ethylene / chlorotetrafluoroethylene copolymer.
フルオロポリマー(A)の固形分濃度が30〜75質量%であることが好ましい。 The solid content concentration of the fluoropolymer (A) is preferably 30 to 75% by mass.
フルオロポリマー(A)100質量部に対して0.05〜5.0質量部の安定剤(C)を含むことが好ましい。 It is preferable that 0.05-5.0 mass parts stabilizer (C) is included with respect to 100 mass parts of fluoropolymer (A).
更に、(D)非イオン性界面活性剤(但し、安定剤(C)を除く)を含むことが好ましい。 Furthermore, it is preferable to include (D) a nonionic surfactant (excluding the stabilizer (C)).
非イオン性界面活性剤(D)は、下記一般式(4)で表される化合物であることが好ましい。
R2O−(A2O)n−H (4)
(式中、A2Oは炭素数が2〜18のオキシアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜50の整数である。R2は、炭素数が14〜20の直鎖アルキル基又は炭素数8〜13の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。)
The nonionic surfactant (D) is preferably a compound represented by the following general formula (4).
R 2 O- (A 2 O) n -H (4)
(In the formula, A 2 O represents an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms. N represents an average number of added moles of the oxyalkylene group and is an integer of 1 to 50. R 2 represents the number of carbon atoms. Represents a linear alkyl group having 14 to 20 carbon atoms or a linear or branched alkyl group having 8 to 13 carbon atoms.)
フルオロポリマー(A)100質量部に対して1〜20質量部の非イオン性界面活性剤(D)を含むことが好ましい。 It is preferable that 1-20 mass parts nonionic surfactant (D) is included with respect to 100 mass parts of fluoropolymer (A).
本発明は、上述のフルオロポリマー水性分散液からなる塗料でもある。 The present invention is also a paint comprising the above-mentioned aqueous fluoropolymer dispersion.
本発明は、上述のフルオロポリマー水性分散液の塗料としての使用にも関する。 The invention also relates to the use of the aqueous fluoropolymer dispersion described above as a coating.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、上述の構成よりなるものであるので、機械的安定性及び貯蔵安定性に優れ、高温でも粘度の上昇が抑制できるとともに、乾燥及び焼成時にも臭気が低減されている。 Since the fluoropolymer aqueous dispersion of the present invention has the above-described configuration, it is excellent in mechanical stability and storage stability, can suppress an increase in viscosity even at high temperatures, and can reduce odor even during drying and firing. ing.
以下に本発明について詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、(A)フルオロポリマー、(B)水性媒体、及び、(C)安定剤を含む。安定剤(C)は特定の分子構造により特徴づけられる。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention comprises (A) a fluoropolymer, (B) an aqueous medium, and (C) a stabilizer. Stabilizer (C) is characterized by a specific molecular structure.
安定剤(C)は、下記一般式(1)
R1O−(A1O)m−H (1)
で表される化合物である。
The stabilizer (C) is represented by the following general formula (1)
R 1 O— (A 1 O) m —H (1)
It is a compound represented by these.
式(1)中、R1は、炭素数が14〜20であり、かつ、第3級炭素原子又は第4級炭素原子のいずれかを少なくとも1つ含むアルキル基を表す。分子中の第3級炭素原子又は第4級炭素原子の存在と比較的長い疎水基の存在が、水性分散液の機械的安定性及び貯蔵安定性の向上に大きく関係することが本発明者らによって見出された。本発明の水性分散液の優れた特性は、安定剤(C)の分子構造のうち、R1で表されるアルキル基の特徴的な構造に起因するようである。特に、本発明で使用する安定剤(C)が比較的長い疎水基を有するにも関わらず機械的安定性及び貯蔵安定性の向上をもたらしたことは大変驚くべきことであった。 In Formula (1), R 1 represents an alkyl group having 14 to 20 carbon atoms and containing at least one of a tertiary carbon atom and a quaternary carbon atom. It is the inventors of the present invention that the presence of tertiary carbon atoms or quaternary carbon atoms in the molecule and the presence of relatively long hydrophobic groups are greatly related to the improvement of the mechanical stability and storage stability of the aqueous dispersion. It was found by. The excellent characteristics of the aqueous dispersion of the present invention seem to result from the characteristic structure of the alkyl group represented by R 1 in the molecular structure of the stabilizer (C). In particular, it was very surprising that the stabilizer (C) used in the present invention had improved mechanical stability and storage stability despite having a relatively long hydrophobic group.
式(1)におけるR1の炭素数が多すぎると、安定剤(C)自身の粘度が上昇しすぎて取り扱い性に劣ったり、水性媒体に添加したときに混和性に劣ったりすることがあり、R1の炭素数が少なすぎると、機械的安定性や貯蔵安定性に劣る。R1は、非フッ素化アルキル基であることが好ましい。R1の好ましい炭素数は16〜18であり、より好ましくは18である。 If the number of carbon atoms of R 1 in formula (1) is too large, the viscosity of the stabilizer (C) itself may increase so as to be inferior in handleability or inferior in miscibility when added to an aqueous medium. If the number of carbon atoms in R 1 is too small, the mechanical stability and storage stability are poor. R 1 is preferably a non-fluorinated alkyl group. R 1 preferably has 16 to 18 carbon atoms, and more preferably 18 carbon atoms.
式(1)におけるR1は、第3級炭素原子及び第4級炭素原子のいずれか一方又は両方を含み、かつ、第3級炭素原子及び第4級炭素原子の合計が3つ以上であるアルキル基であることが好ましい。上限は特に限定されないが、7以下であってよい。 R 1 in Formula (1) includes one or both of a tertiary carbon atom and a quaternary carbon atom, and the total of the tertiary carbon atom and the quaternary carbon atom is 3 or more. An alkyl group is preferred. The upper limit is not particularly limited, but may be 7 or less.
R1としては、下記式(2) The R 1, the following formula (2)
で表されるアルキル基、及び、下記式(3) And an alkyl group represented by the following formula (3)
で表されるアルキル基からなる群より選択される少なくとも1種のアルキル基であることが好ましく、式(2)で表されるアルキル基であることがより好ましい。 It is preferably at least one alkyl group selected from the group consisting of alkyl groups represented by the formula (2), more preferably an alkyl group represented by the formula (2).
式(1)中、A1Oは炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表す。式(1)におけるA1Oは、オキシエチレンユニットを3〜25個及びオキシプロピレンユニットを0〜5個有するオキシアルキレン基であることがより好ましい。式(1)におけるmは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表す。式(1)におけるmは、1〜50の整数であり、より好ましくは5〜20の整数である。A1Oは非フッ素化オキシアルキレン基であることが好ましい。 In formula (1), A 1 O represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms. A 1 O in Formula (1) is more preferably an oxyalkylene group having 3 to 25 oxyethylene units and 0 to 5 oxypropylene units. M in Formula (1) represents the average addition mole number of an oxyalkylene group. M in Formula (1) is an integer of 1-50, More preferably, it is an integer of 5-20. A 1 O is preferably a non-fluorinated oxyalkylene group.
オキシアルキレン基の種類、ユニット数、及び、平均付加モル数は、後述する安定剤(C)の曇点と密接に関連し、本発明では後述する曇点範囲となるようにこれらを選択することが好ましい。 The kind of oxyalkylene group, the number of units, and the average number of added moles are closely related to the cloud point of the stabilizer (C) described later, and in the present invention, these are selected so as to be in the cloud point range described later. Is preferred.
安定剤(C)は、40〜85℃の曇点を有するものであることが好ましい。曇点とは、安定剤(C)を含む水溶液の温度を上げていったとき、上記水溶液が白濁し始める温度のことである。曇点は、通常行われているように、安定剤(C)を水に濃度が1%になるように溶解させて測定することができるし、あるいは安定剤(C)を25%ブチルカルビトール水溶液に濃度が10%になるように溶解させて測定することができるし、あるいは安定剤(C)を5%硫酸カリウム水溶液に濃度が1%になるように溶解させて測定することができる。 It is preferable that a stabilizer (C) has a cloud point of 40-85 degreeC. The cloud point is a temperature at which the aqueous solution starts to become cloudy when the temperature of the aqueous solution containing the stabilizer (C) is increased. The cloud point can be measured by dissolving the stabilizer (C) in water to a concentration of 1% as usual, or the stabilizer (C) is 25% butyl carbitol. It can be measured by dissolving in an aqueous solution to a concentration of 10%, or it can be measured by dissolving the stabilizer (C) in a 5% potassium sulfate aqueous solution to a concentration of 1%.
安定剤(C)は、安定剤(C)を水に濃度が1%になるように溶解させて測定される曇点、安定剤(C)を25%ブチルカルビトール水溶液に濃度が10%になるように溶解させて測定される曇点、及び、安定剤(C)を5%硫酸カリウム水溶液に濃度が1%になるように溶解させて測定される曇点のうち、少なくとも1つの曇点が50〜85℃の範囲にあることがより好ましい。 The stabilizer (C) is a cloud point measured by dissolving the stabilizer (C) in water to a concentration of 1%, and the stabilizer (C) in a 25% aqueous solution of butyl carbitol to a concentration of 10%. At least one cloud point of the cloud point measured by dissolving so as to be, and the cloud point measured by dissolving the stabilizer (C) in a 5% potassium sulfate aqueous solution so as to have a concentration of 1% Is more preferably in the range of 50 to 85 ° C.
安定剤(C)は、安定剤(C)を水に濃度が1%になるように溶解させて測定される曇点、及び、安定剤(C)を25%ブチルカルビトール水溶液に濃度が10%になるように溶解させて測定される曇点のうち、少なくとも一方の曇点が40〜85℃の範囲にあることが更に好ましい。この範囲であれば、少量の添加で、機械的安定性が改良され、さらに貯蔵安定性も良好である。さらに、安定剤自体の流動可能温度が低いため、取り扱い面で有利である。 The stabilizer (C) has a cloud point measured by dissolving the stabilizer (C) in water to a concentration of 1%, and the stabilizer (C) has a concentration of 10 in a 25% aqueous butyl carbitol solution. It is more preferable that at least one of the cloud points measured by dissolving so as to be in the range of 40 to 85 ° C. is in the range of 40 to 85 ° C. Within this range, the addition of a small amount improves the mechanical stability and also provides good storage stability. Furthermore, since the flowable temperature of the stabilizer itself is low, it is advantageous in terms of handling.
さらに、上記安定剤(C)はHLBが10〜15であることが好ましい。HLBが10より低いと、本発明の目的である機械的安定性改良効果が充分でない。またHLBが15を超えると、貯蔵安定性を低下させる傾向がある。さらに好ましいHLB範囲は、12〜14であり、この範囲にあれば、機械的安定性、貯蔵安定性、さらに広い温度範囲での粘度安定性に優れた水性分散液が得られる。 Further, the stabilizer (C) preferably has an HLB of 10-15. If the HLB is lower than 10, the mechanical stability improving effect which is the object of the present invention is not sufficient. Moreover, when HLB exceeds 15, there exists a tendency to reduce a storage stability. A more preferable HLB range is 12 to 14. Within this range, an aqueous dispersion excellent in mechanical stability, storage stability, and viscosity stability in a wider temperature range can be obtained.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、フルオロポリマー(A)100質量部に対して0.05〜5.0質量部の安定剤(C)を含むことが好ましい。添加量が少ないと本願の目的である機械的安定性の改良効果が充分でない。また添加量がこの範囲を超えると、貯蔵安定性が損なわれる傾向があり、さらに、温度を上げた場合に、水性分散液の粘度が上昇する傾向がある。さらに、好ましい範囲は0.1〜1.0質量部である。この範囲にあれば機械的安定性、貯蔵安定性、さらに広い温度範囲での粘度安定性に優れた水性分散液が得られる。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention preferably contains 0.05 to 5.0 parts by mass of the stabilizer (C) with respect to 100 parts by mass of the fluoropolymer (A). If the addition amount is small, the effect of improving the mechanical stability which is the object of the present application is not sufficient. Moreover, when the addition amount exceeds this range, the storage stability tends to be impaired, and when the temperature is raised, the viscosity of the aqueous dispersion tends to increase. Furthermore, a preferable range is 0.1-1.0 mass part. Within this range, an aqueous dispersion having excellent mechanical stability, storage stability, and viscosity stability over a wide temperature range can be obtained.
フルオロポリマー(A)は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体、および、エチレン/クロロテトラフルオロエチレン共重合体からなる群より選択される少なくとも1種のポリマーであることが好ましく、ポリテトラフルオロエチレンであることがより好ましい。 Fluoropolymer (A) is polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, ethylene / tetrafluoroethylene. It is preferably at least one polymer selected from the group consisting of a copolymer and an ethylene / chlorotetrafluoroethylene copolymer, and more preferably polytetrafluoroethylene.
フルオロポリマー(A)は、平均粒子径が0.05〜0.50μmの粒子であることが好ましい。平均粒子径が0.05μm未満であると、水性分散液の機械的安定性及び貯蔵安定性が劣るおそれがある、また系の粘度が非常に上がり取り扱い性がわるくなるおそれがある。平均粒子径が0.50μmを超えると、水性分散液の安定性が極端に低下するおそれがある。また水性分散液から塗膜を形成した場合に塗膜外観の平滑性が低下したり、密着性が低下したりするおそれがある。より好ましい上限は0.35μmであり、より好ましい下限は0.10μmである。0.25μm以上であれば、水性分散液から塗料を調製した場合、塗装時の膜厚調整が容易であり、特に厚塗り性に優れたコーティングを調製できる。 The fluoropolymer (A) is preferably particles having an average particle size of 0.05 to 0.50 μm. If the average particle size is less than 0.05 μm, the mechanical stability and storage stability of the aqueous dispersion may be inferior, and the viscosity of the system may be very high, resulting in poor handling. If the average particle diameter exceeds 0.50 μm, the stability of the aqueous dispersion may be extremely lowered. Moreover, when a coating film is formed from an aqueous dispersion, the smoothness of the coating film appearance may be reduced, or the adhesion may be reduced. A more preferable upper limit is 0.35 μm, and a more preferable lower limit is 0.10 μm. If it is 0.25 micrometer or more, when a coating material is prepared from aqueous dispersion liquid, the film thickness adjustment at the time of application is easy, and the coating excellent in especially thick coating property can be prepared.
上記平均粒子径は、樹脂固形分濃度を0.22質量%に調整したフルオロポリマー水性分散液の単位長さに対する550nmの投射光の透過率と、透過型電子顕微鏡写真における定方向径を測定して決定された平均粒子径との検量線をもとにして、上記透過率から決定したものである。 The average particle diameter is determined by measuring the transmittance of 550 nm projection light with respect to the unit length of the fluoropolymer aqueous dispersion whose resin solid content concentration is adjusted to 0.22% by mass, and the fixed direction diameter in a transmission electron micrograph. Based on the calibration curve with the average particle diameter determined in the above, it is determined from the transmittance.
上記機械的安定性は、送液や再分散の際、ポンプ、攪拌翼などにより振動や剪断力を与えても、再分散不可能な凝集体を生成しにくい性質のことである。 The mechanical stability is a property that hardly produces an aggregate that cannot be redispersed even when vibration or shearing force is applied by a pump, a stirring blade, or the like during liquid feeding or redispersion.
フルオロポリマー(A)の製造方法としては特に限定されないが、生産効率が高く、安定した生産が可能である点で、含フッ素アニオン性界面活性剤(E)の存在下に乳化重合して得られたものであることが好ましい。 The production method of the fluoropolymer (A) is not particularly limited, but is obtained by emulsion polymerization in the presence of the fluorine-containing anionic surfactant (E) in that the production efficiency is high and stable production is possible. It is preferable that
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、フルオロポリマー(A)の固形分濃度が30〜75質量%であることが好ましく、40〜65質量%であることがより好ましく、50〜65質量%であることが更に好ましい。 In the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention, the solid content concentration of the fluoropolymer (A) is preferably 30 to 75% by mass, more preferably 40 to 65% by mass, and 50 to 65% by mass. More preferably.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、更に、(D)非イオン性界面活性剤(但し、安定剤(C)を除く)を含むことが好ましい。非イオン性界面活性剤としては、非フッ素化非イオン性界面活性剤であることが好ましい。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention preferably further contains (D) a nonionic surfactant (excluding the stabilizer (C)). The nonionic surfactant is preferably a nonfluorinated nonionic surfactant.
非イオン性界面活性剤(D)は、下記一般式(4)
R2O−(A2O)n−H (4)
(式中、A2Oは炭素数が2〜18のオキシアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜50の整数である。R2は、炭素数が14〜20の直鎖アルキル基又は炭素数8〜13の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。)
さらに、上記R2としては、水性分散液の安定性を向上させる点で、分岐構造を有する炭素数13の炭化水素基が好ましく、さらに焼成加工時に刺激性の臭気を低減できるという点でブテン3量体からなるものが好ましい。
The nonionic surfactant (D) is represented by the following general formula (4)
R 2 O- (A 2 O) n -H (4)
(In the formula, A 2 O represents an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms. N represents an average number of added moles of the oxyalkylene group and is an integer of 1 to 50. R 2 represents the number of carbon atoms. Represents a linear alkyl group having 14 to 20 carbon atoms or a linear or branched alkyl group having 8 to 13 carbon atoms.)
Furthermore, as R 2 , a hydrocarbon group having 13 carbon atoms having a branched structure is preferable from the viewpoint of improving the stability of the aqueous dispersion, and butene 3 can be reduced in that an irritating odor can be reduced during the firing process. What consists of a monomer is preferable.
式(4)におけるA2Oは、炭素数が2〜4のオキシアルキレン基であることが好ましく、オキシエチレンユニットを3〜25個及びオキシプロピレンユニットを0〜5個有するオキシアルキレン基であることがより好ましい。 A 2 O in Formula (4) is preferably an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and is an oxyalkylene group having 3 to 25 oxyethylene units and 0 to 5 oxypropylene units. Is more preferable.
非イオン性界面活性剤(D)としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノール系界面活性剤(例えばユニオンカーバイド社製のトライトンX(商品名)等)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤が挙げられるが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤が好ましい。 Examples of the nonionic surfactant (D) include polyoxyethylene alkylphenol surfactants (for example, Triton X (trade name) manufactured by Union Carbide), and polyoxyethylene alkyl ether surfactants. Polyoxyethylene alkyl ether surfactants are preferred.
ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤としては、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等があげられる。 Examples of the polyoxyethylene alkyl ether surfactant include polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether and the like.
このようなポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤は、ディスパノールTOC(日油社製)、レオコールTD−90(ライオン社製)、ゲナポールX080(クラリアント社製)、ノニオンC−13(日油社製)、ノニオンEH205.5(日油社製)、エマルゲン109P(花王社製)、レオックスWC−145(ライオン社製)、ルテンゾールTO−8(BASF社製)、ノイゲンTDS−80(第一工業製薬社製)、ノニオンEAD−13(日油社製)、ノニオンEAD−15(日油社製)(いずれも商品名)として入手可能である。 Such polyoxyethylene alkyl ether surfactants include Dispanol TOC (manufactured by NOF Corporation), Leocol TD-90 (manufactured by Lion Corporation), Genapol X080 (manufactured by Clariant Corporation), Nonion C-13 (NOF Corporation) Nonionic EH205.5 (manufactured by NOF Corporation), Emulgen 109P (manufactured by Kao Corporation), Leox WC-145 (manufactured by Lion Corporation), Rutensol TO-8 (manufactured by BASF Corporation), Neugen TDS-80 (Daiichi Kogyo) (Manufactured by Pharmaceutical Co., Ltd.), nonionic EAD-13 (manufactured by NOF Corporation), and nonionic EAD-15 (manufactured by NOF Corporation) (all are trade names).
非イオン性界面活性剤(D)は後述する水性分散液を相分離濃縮する際に使用することができるものである。本発明の水性分散液は、相分離濃縮において使用した非イオン性界面活性剤(D)を含むものであってもよい。一方で、本発明における安定剤(C)のみを使用し相分離濃縮をできるかどうかは、かならずしも重要ではないが、相分離が不可能である化合物でも安定化効果は発現し、このような特性上の相違がある場合には、安定剤(C)と非イオン性界面活性剤(D)とを対比した場合の相違点の一つとして挙げることができる。 The nonionic surfactant (D) can be used when the aqueous dispersion described later is phase-separated and concentrated. The aqueous dispersion of the present invention may contain the nonionic surfactant (D) used in the phase separation concentration. On the other hand, whether or not the phase separation and concentration can be performed using only the stabilizer (C) in the present invention is not necessarily important, but a stabilizing effect is exhibited even in a compound in which phase separation is impossible. When there is the above difference, it can be cited as one of the differences when the stabilizer (C) and the nonionic surfactant (D) are compared.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、フルオロポリマー(A)100質量部に対して1〜20質量部の非イオン性界面活性剤(D)を含むことが好ましい。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention preferably contains 1 to 20 parts by mass of a nonionic surfactant (D) with respect to 100 parts by mass of the fluoropolymer (A).
非イオン性界面活性剤(D)の含有量(N)は、試料約1g(Xg)を直径5cmのアルミカップにとり、100℃にて1時間で加熱した加熱残分(Yg)、更に、得られた加熱残分(Yg)を300℃にて1時間加熱した加熱残分(Zg)より、式:N=[(Y−Z)/Z]×100(%)から算出するものである。 The content (N) of the nonionic surfactant (D) was obtained by taking about 1 g (Xg) of a sample in an aluminum cup having a diameter of 5 cm and heating it at 100 ° C. for 1 hour. The heating residue (Yg) thus obtained is calculated from the formula: N = [(Y−Z) / Z] × 100 (%) from the heating residue (Zg) heated at 300 ° C. for 1 hour.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、各工程:
(i)フルオロモノマー、水性媒体(B)及び含フッ素アニオン性界面活性剤(E)を反応容器に投入し、
(ii)重合開始剤を反応容器に添加することにより重合を開始し、
(iii)モノマーを反応容器に追加添加することにより重合を継続させ、
(iv)反応容器の圧力を開放することにより重合を終了させ、
(v−1)フルオロポリマー(A)、水性媒体(B)及び含フッ素アニオン性界面活性剤(E)を含む水性分散液を回収し、
(vi)安定剤(C)を水性分散液に投入して本発明の水性分散液を得る
を含む製造方法により好適に製造できる。
The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention has the following steps:
(I) A fluoromonomer, an aqueous medium (B) and a fluorine-containing anionic surfactant (E) are charged into a reaction vessel,
(Ii) polymerization is initiated by adding a polymerization initiator to the reaction vessel;
(Iii) Continue the polymerization by adding additional monomer to the reaction vessel;
(Iv) terminating the polymerization by releasing the pressure in the reaction vessel;
(V-1) recovering an aqueous dispersion containing the fluoropolymer (A), the aqueous medium (B) and the fluorine-containing anionic surfactant (E),
(Vi) The stabilizer (C) can be suitably produced by a production method including adding the stabilizer (C) to the aqueous dispersion to obtain the aqueous dispersion of the present invention.
水性分散液を回収した後、すなわち工程(v−1)の後、(v−2)非イオン性界面活性剤(D)を添加して含フッ素アニオン性界面活性剤(E)を除去したり、(v−3)非イオン性界面活性剤(D)を添加して濃縮したりすることも好ましい。特に経済面、環境面から、含フッ素アニオン性界面活性剤(E)を除去、回収、再利用することが好ましい。除去及び濃縮は、イオン交換樹脂法、相分離濃縮法、限外ろ過法、電気濃縮法等の公知の方法で行い得る。
除去又は濃縮することにより得られるフルオロポリマー水性分散液は、含フッ素アニオン性界面活性剤(E)の含有量が、フルオロポリマー(A)の固形分質量に対して500ppm未満であることが好ましく、さらに200ppm以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましい。下限は特に限定されないが、0.1ppm以上であってよい。
After recovering the aqueous dispersion, that is, after step (v-1), (v-2) adding the nonionic surfactant (D) to remove the fluorine-containing anionic surfactant (E) (V-3) It is also preferable to add and concentrate the nonionic surfactant (D). Particularly from the economical and environmental viewpoints, it is preferable to remove, recover and reuse the fluorine-containing anionic surfactant (E). Removal and concentration can be performed by a known method such as an ion exchange resin method, a phase separation concentration method, an ultrafiltration method, or an electric concentration method.
The aqueous fluoropolymer dispersion obtained by removing or concentrating preferably has a fluorine-containing anionic surfactant (E) content of less than 500 ppm based on the solid content mass of the fluoropolymer (A). Furthermore, it is preferable that it is 200 ppm or less, and it is more preferable that it is 100 ppm or less. The lower limit is not particularly limited, but may be 0.1 ppm or more.
上記モノマーとしては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、及び、エチレンからなる群より選択される少なくとも1種のモノマーを使用することが好ましく、こられのモノマー以外にも目的とするフルオロポリマーの組成に合わせて選択することができる。 As the monomer, it is preferable to use at least one monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, and ethylene. Other than these monomers, it can be selected according to the composition of the target fluoropolymer.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、グリセリン、2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、トリエチレングリコール等の多価アルコールを含むものであってもよい。多価アルコールを含むことで造膜性が向上する。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention contains ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1, Polyhydric alcohols such as 5-pentanediol, 2-butene-1,4-diol, glycerin, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 1,2,6-hexanetriol, triethylene glycol May be included. The film-forming property is improved by including a polyhydric alcohol.
本明細書において、含フッ素アニオン性界面活性剤(E)の含有量は、フルオロポリマー水性分散液に等量のメタノールを添加してソックスレー抽出を行ったのち、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を以下の条件にて行うことにより求めることができる。なお、含フッ素アニオン性界面活性剤の含有量算出にあたり、含有量既知の含フッ素アニオン性界面活性剤水溶液について上記溶出液及び条件にてHPLC測定して得られた検量線を用いる。 In this specification, the content of the fluorine-containing anionic surfactant (E) is determined by performing high-performance liquid chromatography (HPLC) after adding Soxhlet extraction by adding an equal amount of methanol to the fluoropolymer aqueous dispersion. It can obtain | require by performing on condition of this. In calculating the content of the fluorinated anionic surfactant, a calibration curve obtained by HPLC measurement of the fluorinated anionic surfactant aqueous solution with a known content under the above eluate and conditions is used.
(測定条件)
カラム;ODS−120T(4.6φ×250mm、東ソー社製)
展開液;アセトニトリル/0.6質量%過塩素酸水溶液=1/1(vol/vol%)
サンプル量;20μL
流速;1.0ml/分
検出波長;UV210nm
カラム温度;40℃
(Measurement condition)
Column; ODS-120T (4.6φ × 250 mm, manufactured by Tosoh Corporation)
Developing solution: acetonitrile / 0.6 mass% perchloric acid aqueous solution = 1/1 (vol / vol%)
Sample volume: 20 μL
Flow rate: 1.0 ml / min Detection wavelength: UV 210 nm
Column temperature: 40 ° C
含フッ素アニオン性界面活性剤(E)は、フッ素原子を有し、界面活性を示す化合物である。含フッ素アニオン性界面活性剤(E)としては、パーフルオロカルボン酸又はその塩、パーフルオロスルホン酸又はその塩、フルオロエーテル化合物等が挙げられる。上記フルオロカルボン酸としては、例えばパーフルオロオクタン酸等のパーフルオロアルキルカルボン酸が挙げられる。 The fluorine-containing anionic surfactant (E) is a compound having a fluorine atom and exhibiting surface activity. Examples of the fluorine-containing anionic surfactant (E) include perfluorocarboxylic acid or a salt thereof, perfluorosulfonic acid or a salt thereof, and a fluoroether compound. Examples of the fluorocarboxylic acid include perfluoroalkyl carboxylic acids such as perfluorooctanoic acid.
含フッ素アニオン性界面活性剤(E)としては、一般式(5)
Rf1−Y1 (5)
(式中、Rf1は2価の酸素原子が挿入されていてもよい炭素数2〜12の直鎖又は分岐のフルオロアルキル基を表し、Y1は、−COOM1、−SO3M2、−SO2NM3M4又は−PO3M5M6を表す。上記M1、M2、M3、M4、M5及びM6は、同一又は異なって、H又は一価カチオンを表す。)
で表される含フッ素アニオン性界面活性剤が好ましい。
上記一価カチオンとしては、例えば、−Na、−K、−NH4等が挙げられる。上記Rf1は、2価の酸素原子が挿入されていてもよい炭素数2〜6の直鎖又は分岐のフルオロアルキル基であることがより好ましい。
As fluorine-containing anionic surfactant (E), general formula (5)
Rf 1 -Y 1 (5)
(In the formula, Rf 1 represents a linear or branched fluoroalkyl group having 2 to 12 carbon atoms into which a divalent oxygen atom may be inserted, and Y 1 represents —COOM 1 , —SO 3 M 2 , Represents —SO 2 NM 3 M 4 or —PO 3 M 5 M 6. The above M 1 , M 2 , M 3 , M 4 , M 5 and M 6 are the same or different and represent H or a monovalent cation. .)
The fluorine-containing anionic surfactant represented by these is preferable.
Examples of the monovalent cation include —Na, —K, —NH 4 and the like. Rf 1 is more preferably a linear or branched fluoroalkyl group having 2 to 6 carbon atoms into which a divalent oxygen atom may be inserted.
Y1としては、−COOH、−COONa、−COOK又は−COONH4が好ましく、−COONH4がより好ましい。 The Y 1, -COOH, -COONa, preferably -COOK or -COONH 4, -COONH 4 is more preferable.
含フッ素アニオン性界面活性剤(E)としては、一般式(6)
CF3−(CF2)n1−Y1 (6)
(式中、n1は1〜5の整数を表し、Y1は上記と同じ。)で表される含フッ素アニオン性界面活性剤、一般式(7)
Rf2O−Rf3O−Rf4−Y1 (7)
(式中、Rf2は炭素数1〜3のフルオロアルキル基を表し、Rf3及びRf4はそれぞれ独立に直鎖又は分岐の炭素数1〜3のフルオロアルキレン基を表し、Rf2、Rf3及びRf4は炭素数が合計で6以下である。Y1は上記と同じ。)で表される含フッ素アニオン性界面活性剤がより好ましい。
As fluorine-containing anionic surfactant (E), general formula (6)
CF 3 - (CF 2) n1 -Y 1 (6)
(Wherein, n1 represents an integer of 1 to 5, Y 1 is the same. As above) fluorinated anionic surfactant represented by the general formula (7)
Rf 2 O-Rf 3 O- Rf 4 -Y 1 (7)
(Wherein Rf 2 represents a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, Rf 3 and Rf 4 each independently represents a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and Rf 2 , Rf 3 And Rf 4 has a total of 6 or less carbon atoms, and Y 1 is the same as above.
一般式(6)で表される含フッ素アニオン性界面活性剤としては、例えば、CF3(CF2)4COONH4、CF3(CF2)3COONH4、CF3(CF2)2COONH4、CF3(CF2)3SO3Na、CF3(CF2)3SO2NH2等が挙げられる。 Examples of the fluorine-containing anionic surfactant represented by the general formula (6) include CF 3 (CF 2 ) 4 COONH 4 , CF 3 (CF 2 ) 3 COONH 4 , and CF 3 (CF 2 ) 2 COONH 4. , CF 3 (CF 2 ) 3 SO 3 Na, CF 3 (CF 2 ) 3 SO 2 NH 2 and the like.
一般式(7)で表される含フッ素アニオン性界面活性剤としては、例えば、一般式
CF3O−CF(CF3)CF2O−CX1(CF3)−Y1
(式中、X1はH又はFを表し、Y1は上記と同じ。)で表される含フッ素アニオン性界面活性剤、一般式
CF3O−CF2CF2CF2O−CFX1CF2−Y1
(式中、X1はH又はFを表し、Y1は上記と同じ。)で表される含フッ素アニオン性界面活性剤、一般式
CF3CF2O−CF2CF2O−CFX1−Y1
(式中、X1はH又はFを表し、Y1は上記と同じ。)で表される含フッ素アニオン性界面活性剤等が挙げられる。
含フッ素アニオン性界面活性剤(E)は、1種使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the fluorine-containing anionic surfactant represented by the general formula (7) include, for example, the general formula CF 3 O—CF (CF 3 ) CF 2 O—CX 1 (CF 3 ) —Y 1.
(Wherein X 1 represents H or F, and Y 1 is the same as above), a fluorine-containing anionic surfactant represented by the general formula CF 3 O—CF 2 CF 2 CF 2 O—CFX 1 CF 2 -Y 1
(Wherein X 1 represents H or F, and Y 1 is the same as above), a fluorine-containing anionic surfactant represented by the general formula CF 3 CF 2 O—CF 2 CF 2 O—CFX 1 − Y 1
(Wherein, X 1 represents H or F, and Y 1 is the same as above), and the like.
One type of fluorine-containing anionic surfactant (E) may be used, or two or more types may be used in combination.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、水性分散液の粘度調整の目的で、あるいは顔料、フィラーなどの混和性改良の目的で、アニオン性界面活性剤を好ましく含むことができる。アニオン性界面活性剤は、経済面、環境面で問題のない範囲で適宜添加することができる。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention can preferably contain an anionic surfactant for the purpose of adjusting the viscosity of the aqueous dispersion or for improving the miscibility of pigments, fillers and the like. The anionic surfactant can be appropriately added within a range where there is no problem in terms of economy and environment.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、上述した含フッ素アニオン性界面活性剤(E)、及び、非フッ素化アニオン性界面活性剤(F)からなる群より選択される少なくとも1種の界面活性剤を含むものであってもよい。これらの界面活性剤は、工程(vi)において安定剤(C)と共に水性分散液に投入することができる。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention comprises at least one surfactant selected from the group consisting of the above-mentioned fluorine-containing anionic surfactant (E) and non-fluorinated anionic surfactant (F). May be included. These surfactants can be added to the aqueous dispersion together with the stabilizer (C) in step (vi).
含フッ素アニオン性界面活性剤(E)、及び、非フッ素化アニオン性界面活性剤(F)の含有量は、合計で、フルオロポリマー(A)の固形分質量に対して0〜0.5質量%であり、より好ましくは、0.01〜0.1質量%である。これより多いと、粘度調整効果がなくなり、また、水性分散液の機械的安定性、貯蔵安定性が損なわれることがある。 The total content of the fluorinated anionic surfactant (E) and the non-fluorinated anionic surfactant (F) is 0 to 0.5 mass relative to the solid content mass of the fluoropolymer (A). %, And more preferably 0.01 to 0.1% by mass. If it is more than this, the viscosity adjusting effect will be lost, and the mechanical stability and storage stability of the aqueous dispersion may be impaired.
上記非フッ素化アニオン性界面活性剤(F)としては、スルホコハク酸アルキルエステル、スルホコハク酸アルキルエステル塩、スルホコハク酸フルオロアルキルエステル、スルホコハク酸フルオロアルキルエステル塩、及び、酸基を有しpKaが4未満である非フッ素化アニオン性界面活性剤からなる群より選択される少なくとも1種の界面活性剤であることが好ましい。 Examples of the non-fluorinated anionic surfactant (F) include sulfosuccinic acid alkyl ester, sulfosuccinic acid alkyl ester salt, sulfosuccinic acid fluoroalkyl ester, sulfosuccinic acid fluoroalkyl ester salt, and pKa of less than 4 It is preferable that the surfactant is at least one surfactant selected from the group consisting of non-fluorinated anionic surfactants.
スルホコハク酸アルキルエステル及びスルホコハク酸アルキルエステル塩としては、例えば、下記一般式(I)
R11−OCOCH(SO3Z1)CH2COO−R12 (I)
(式中、R11及びR12は、同一又は異なって、炭素数4〜12のアルキル基を表し、Z1は、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はNH4を表す。)で表される化合物が挙げられる。
Examples of the sulfosuccinic acid alkyl ester and the sulfosuccinic acid alkyl ester salt include, for example, the following general formula (I):
R 11 -OCOCH (SO 3 Z 1 ) CH 2 COO-R 12 (I)
(Wherein R 11 and R 12 are the same or different and each represents an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and Z 1 represents an alkali metal, an alkaline earth metal, or NH 4 ). Is mentioned.
スルホコハク酸フルオロアルキルエステル及びスルホコハク酸フルオロアルキルエステル塩としては、下記一般式(II)
Rf11−R13−OCOCH(SO3Z1)CH2COO−R14−Rf12(II)
(式中、Rf11及びRf12は、同一又は異なって、末端に水素原子を有していてもよい炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基を表し、R13及びR14は、同一又は異なって、炭素数1〜5のアルキレン基を表し、Z1は、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はNH4を表す。)で表される化合物が挙げられる。
The sulfosuccinic acid fluoroalkyl ester and the sulfosuccinic acid fluoroalkyl ester salt include the following general formula (II):
Rf 11 -R 13 -OCOCH (SO 3 Z 1) CH 2 COO-R 14 -Rf 12 (II)
(In the formula, Rf 11 and Rf 12 are the same or different and each represent a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms optionally having a hydrogen atom, and R 13 and R 14 are the same or different. And an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and Z 1 represents an alkali metal, an alkaline earth metal, or NH 4 ).
上記一般式(I)におけるR11及びR12としては、例えば、n−ブチル、iso−ブチル、sec−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、tert−ヘキシル、n−ヘプチル、iso−ヘプチル、tert−ヘプチル、n−オクチル、iso−オクチル、tert−オクチル、n−ノニル、iso−ノニル、tert−ノニル、n−デシニル、2−エチルヘキチル等の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられる。上記R11及びR12としては、それぞれ炭素数8〜12のアルキル基であることが好ましい。上記一般式(II)において、Rf11及びRf12はそれぞれ炭素数3〜5であることが好ましく、R13及びR14はそれぞれ炭素数1〜2であることが好ましい。上記一般式(I)及び(II)におけるZ1としては、例えば、Na、NH4等が好ましい。 Examples of R 11 and R 12 in the general formula (I) include n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, n-pentyl, iso-pentyl, neopentyl, tert-pentyl, n-hexyl, and iso-hexyl. , Tert-hexyl, n-heptyl, iso-heptyl, tert-heptyl, n-octyl, iso-octyl, tert-octyl, n-nonyl, iso-nonyl, tert-nonyl, n-decynyl, 2-ethylhexyl, etc. A linear or branched alkyl group is mentioned. R 11 and R 12 are each preferably an alkyl group having 8 to 12 carbon atoms. In the general formula (II), Rf 11 and Rf 12 each preferably have 3 to 5 carbon atoms, and R 13 and R 14 each preferably have 1 to 2 carbon atoms. As Z 1 in the general formulas (I) and (II), for example, Na, NH 4 and the like are preferable.
上記非フッ素化アニオン性界面活性剤(F)は、上記一般式(I)で表されるスルホコハク酸アルキルエステル又はその塩であることが好ましく、更に、上記一般式(I)において、上記R11及びR12は、同一又は異なって、炭素数8〜12のアルキル基であることが好ましい。上記スルホコハク酸アルキルエステルとしては、例えば、ジ−n−オクチルスルホコハク酸エステル、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸エステル等が挙げられる。 The non-fluorinated anionic surfactant (F) is preferably a sulfosuccinic acid alkyl ester represented by the general formula (I) or a salt thereof, and in the general formula (I), the R 11 And R 12 are the same or different and are preferably an alkyl group having 8 to 12 carbon atoms. Examples of the sulfosuccinic acid alkyl ester include di-n-octyl sulfosuccinic acid ester and di-2-ethylhexyl sulfosuccinic acid ester.
上記非フッ素化アニオン性界面活性剤(F)は、酸基を有しpKaが4未満である非フッ素化アニオン性界面活性剤であってもよい。上記酸基は、カルボキシル基、スルホニル基、リン酸及びそれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、なかでも、カルボキシル基及びスルホニル基並びにそれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。上記酸基に加え、更に、炭素数2〜4のオキシアルキレン基を有するポリオキシアルキレン基、アミノ基等、その他の基を有するものであってもよい。上記アミノ基はプロトン化していないものである。 The non-fluorinated anionic surfactant (F) may be a non-fluorinated anionic surfactant having an acid group and a pKa of less than 4. The acid group is preferably at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonyl group, phosphoric acid and a salt thereof, and in particular, selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonyl group and a salt thereof. It is preferable that it is at least one kind. In addition to the acid group, it may further have other groups such as a polyoxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms and an amino group. The amino group is not protonated.
上記pKaは3以下であることが好ましい。なお、上記pKaは、アニオン性界面活性剤が多段階解離をするものである場合、各値のうち最も低い値が本範囲内にあればよい。 The pKa is preferably 3 or less. In addition, as for said pKa, when an anionic surfactant dissociates multistep, the lowest value should just exist in this range among each value.
酸基を有しpKaが4未満である非フッ素化アニオン性界面活性剤としては、炭化水素を主鎖として有する化合物であることが好ましく、例えば、炭素数6〜40、好ましくは炭素数8〜20、より好ましくは炭素数9〜13の飽和又は不飽和の脂肪族鎖を有するものが挙げられる。上記飽和又は不飽和の脂肪族鎖は、直鎖又は分岐鎖の何れであってもよく、環状構造を有するものであってもよい。上記炭化水素は、芳香族性であってもよいし、芳香族基を有するものであってもよい。上記炭化水素は、酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子を有するものであってもよい。 The non-fluorinated anionic surfactant having an acid group and a pKa of less than 4 is preferably a compound having a hydrocarbon as a main chain, for example, having 6 to 40 carbon atoms, preferably 8 to 8 carbon atoms. 20, more preferably those having a saturated or unsaturated aliphatic chain having 9 to 13 carbon atoms. The saturated or unsaturated aliphatic chain may be linear or branched, and may have a cyclic structure. The hydrocarbon may be aromatic or may have an aromatic group. The hydrocarbon may have a heteroatom such as oxygen, nitrogen and sulfur.
酸基を有しpKaが4未満である非フッ素化アニオン性界面活性剤としては、アルキルスルホネート、アルキルサルフェート、アルキルアリールサルフェート及びそれらの塩;脂肪族(カルボン)酸及びその塩;リン酸アルキルエステル、リン酸アルキルアリールエステル又はそれらの塩;等が挙げられるが、中でも、スルホン酸及びカルボン酸並びにそれらの塩よりなる群から選択されるものが好ましく、脂肪族カルボン酸又はその塩が好ましい。上記脂肪族カルボン酸又はその塩としては、例えば、末端Hを−OHで置換したものであってもよい炭素数9〜13の飽和若しくは不飽和脂肪族カルボン酸又はその塩が好ましく、該脂肪族カルボン酸としては、モノカルボン酸が好ましく、モノカルボン酸としては、デカン酸、ウンデカン酸、ウンデセン酸、ラウリン酸、ハイドロドデカン酸が好ましい。 Non-fluorinated anionic surfactants having an acid group and a pKa of less than 4 include alkyl sulfonates, alkyl sulfates, alkylaryl sulfates and salts thereof; aliphatic (carboxylic) acids and salts thereof; alkyl phosphate esters Among them, those selected from the group consisting of sulfonic acids and carboxylic acids and salts thereof are preferred, and aliphatic carboxylic acids or salts thereof are preferred. As the aliphatic carboxylic acid or a salt thereof, for example, a saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acid or a salt thereof having 9 to 13 carbon atoms, which may be substituted at the terminal H with —OH, is preferable. The carboxylic acid is preferably a monocarboxylic acid, and the monocarboxylic acid is preferably decanoic acid, undecanoic acid, undecenoic acid, lauric acid, or hydrododecanoic acid.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、水性媒体を含むものである。上記水性媒体としては、水を単独で使用してもよいし、水とアルコール等の水溶性化合物と併用した水性混合溶媒としてもよい。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention contains an aqueous medium. As said aqueous medium, water may be used independently and it is good also as an aqueous mixed solvent used together with water-soluble compounds, such as water and alcohol.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、必要に応じ、本発明の特徴を損なわない範囲でその他の樹脂を含有するものであってもよい。
上記その他の樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリエチレンオキサイド(分散安定剤)、ポリエチレングリコール(分散安定剤)、フェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、塗装性、得られる塗膜の性質向上等を目的として、更に一般的なフルオロポリマー水性分散液に用いられる添加剤を含むものであってもよい。
If necessary, the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention may contain other resins as long as the characteristics of the present invention are not impaired.
The other resins are not particularly limited. For example, polyethylene oxide (dispersion stabilizer), polyethylene glycol (dispersion stabilizer), phenol resin, urea resin, epoxy resin, melamine resin, polyester resin, polyether resin, acrylic silicone. Examples thereof include resins, silicone resins, silicone polyester resins, polyurethane resins and the like.
The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention may further contain additives that are used in general aqueous fluoropolymer dispersions for the purpose of improving paintability and properties of the resulting coating film.
上記添加剤としては特に限定されず、得られる被覆物品の用途に応じて選択することができ、例えば、レベリング剤、固体潤滑剤、木粉、石英砂、カーボンブラック、ダイヤモンド、トルマリン、ゲルマニウム、アルミナ、窒化珪素、蛍石、クレー、タルク、体質顔料、各種増量材、導電性フィラー、光輝材、顔料、充填材、顔料分散剤、沈降防止剤、水分吸収剤、表面調整剤、チキソトロピー性付与剤、粘度調節剤、ゲル化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、色分かれ防止剤、皮張り防止剤、スリ傷防止剤、防カビ剤、抗菌剤、酸化防止剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、消泡剤、乾燥剤、ハジキ防止剤が挙げられる。 The additive is not particularly limited and can be selected according to the use of the resulting coated article. For example, a leveling agent, solid lubricant, wood powder, quartz sand, carbon black, diamond, tourmaline, germanium, alumina , Silicon nitride, fluorite, clay, talc, extender pigments, various fillers, conductive fillers, glittering materials, pigments, fillers, pigment dispersants, anti-settling agents, moisture absorbers, surface conditioners, thixotropic agents , Viscosity modifier, anti-gelling agent, UV absorber, light stabilizer, plasticizer, anti-coloring agent, anti-skinning agent, anti-scratch agent, anti-mold agent, anti-bacterial agent, antioxidant, anti-static agent , A silane coupling agent, an antifoaming agent, a desiccant, and a repellency inhibitor.
上記光輝材としては、例えば、マイカ、金属粉末、ガラスビーズ、ガラスバブル、ガラスフレーク、ガラス繊維等が挙げられる。本発明のフルオロポリマー水性分散液は、このような光輝材を含有する場合、優れた外観を有する塗膜を形成することができる。上記光輝材の含有量は、上記フルオロポリマー水性分散液の固形分に対して0.1〜10.0質量%であることが好ましい。 Examples of the bright material include mica, metal powder, glass beads, glass bubbles, glass flakes, and glass fibers. When the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention contains such a bright material, a coating film having an excellent appearance can be formed. The content of the glittering material is preferably 0.1 to 10.0% by mass with respect to the solid content of the aqueous fluoropolymer dispersion.
上記金属粉末としては特に限定されず、例えば、アルミニウム、鉄、すず、亜鉛、金、銀、銅等の金属単体の粉末;アルミニウム合金、ステンレス等の合金の粉末等が挙げられる。上記金属粉末の形状としては特に限定されず、粒子状、フレーク状等が挙げられる。本発明のフルオロポリマー水性分散液は、これらの着色成分を含まないクリヤー塗料であってもよい。 The metal powder is not particularly limited, and examples thereof include powders of simple metals such as aluminum, iron, tin, zinc, gold, silver, and copper; powders of alloys such as aluminum alloy and stainless steel. The shape of the metal powder is not particularly limited, and examples thereof include particles and flakes. The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention may be a clear paint not containing these coloring components.
上記粘度調節剤としては、例えば、メチルセルロース、アルミナゾル、ポリビニルアルコール、カルボキシル化ビニルポリマー等が挙げられる。 Examples of the viscosity modifier include methyl cellulose, alumina sol, polyvinyl alcohol, carboxylated vinyl polymer and the like.
上記消泡剤としては、例えば、トルエン、キシレン、炭素数9〜11の炭化水素系等の非極性溶剤、シリコーンオイル等が挙げられる。 Examples of the antifoaming agent include toluene, xylene, nonpolar solvents such as hydrocarbons having 9 to 11 carbon atoms, and silicone oil.
上記乾燥剤として、例えば、酸化コバルト等が挙げられる。 Examples of the desiccant include cobalt oxide.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、塗料として好適に使用でき、上塗り塗料として使用できるし、中塗り塗料としても使用できる。また、ライニング用の塗料としても使用できる。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention can be suitably used as a coating, can be used as a top coating, and can also be used as an intermediate coating. It can also be used as a lining paint.
塗装方法としては従来と同様な各種の塗装方法が採用でき、例えば、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法、ドクターブレード法、スピンフローコート法、カーテンフローコート法等が挙げられる。 As the coating method, various conventional coating methods can be employed, and examples thereof include a dipping method, a spray method, a roll coating method, a doctor blade method, a spin flow coating method, and a curtain flow coating method.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は基材に直接塗装してもよいが、密着性を向上させるために、プライマー層を設けてその上に塗装することが望ましい。基材としては特に限定されないが、たとえば各種金属、ホーロー、ガラス、各種セラミックスが採用でき、また密着性を高めるために表面をサンドブラスト法などで粗面化することが好ましい。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention may be directly coated on a substrate, but in order to improve the adhesion, it is desirable to provide a primer layer and coat it thereon. Although it does not specifically limit as a base material, For example, various metals, enamel, glass, various ceramics can be employ | adopted, and in order to improve adhesiveness, it is preferable to roughen the surface by a sandblasting method etc.
基材に塗布されたフルオロポリマー水性分散液は次いで乾燥される。本発明のフルオロポリマー水性分散液はこの乾燥の段階でマッドクラックを生じない点に特徴がある。乾燥は通常の条件でよく、用いる多価アルコール(c)の沸点によって異なるが、好ましくは室温〜150℃、より好ましくは80〜150℃にて5〜20分間実施すれば、指触乾燥に達する。 The aqueous fluoropolymer dispersion applied to the substrate is then dried. The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is characterized in that mud cracks do not occur in this drying stage. Drying may be performed under normal conditions, and varies depending on the boiling point of the polyhydric alcohol (c) to be used, but preferably reaches room temperature to 150 ° C., more preferably 80 to 150 ° C. for 5 to 20 minutes to reach touch drying. .
乾燥した塗膜は焼成(加工)される。焼成(加工)温度及び時間はフッ素樹脂の種類や溶融温度などによって異なるが、例えば、フッ素樹脂の溶融温度以上、通常360〜415℃にて5〜30分間行う。 The dried coating film is fired (processed). The firing (processing) temperature and time vary depending on the type and melting temperature of the fluororesin, but are, for example, higher than the melting temperature of the fluororesin, usually at 360 to 415 ° C for 5 to 30 minutes.
プライマー層を設ける場合は、プライマーを塗布、乾燥、焼成した後に本発明のフルオロポリマー水性分散液を塗布、乾燥、焼成する方法(2コート2ベーク法)でもよいし、プライマーを塗布、乾燥した後に本発明のフルオロポリマー水性分散液を塗布、乾燥し、両者を同時に焼成する方法(2コート1ベーク法)でもよいし、プライマーを塗布、乾燥した後に本発明のフルオロポリマー水性分散液である光輝材を含む中塗り塗料を塗布、乾燥して、更にその上に本発明のフルオロポリマー水性分散液以外のクリヤー塗料である上塗り塗料を塗布、乾燥して、これらを同時に焼成する方法(3コート1ベーク法)であってもよい。また、プライマー塗布後にいずれも本発明のフルオロポリマー水性分散液である、光輝材を含む中塗り塗料、クリヤー塗料である上塗り塗料による塗装を順次行うものであってもよい。 In the case of providing a primer layer, a method of applying, drying and baking the fluoropolymer aqueous dispersion of the present invention after applying, drying and baking the primer (2-coat 2-bake method) may be used, or after applying and drying the primer. A method of applying and drying the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention and firing both at the same time (2-coat, 1-bake method) may be used, or the glittering material which is the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention after applying and drying the primer A method of coating and drying an intermediate coating material containing a coating material, and further applying and drying a top coating material, which is a clear coating material other than the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention, and baking these simultaneously (3-coat 1-bake) Act). In addition, after the primer application, coating with an intermediate coating material containing a glittering material and a top coating material that is a clear coating material, which are aqueous fluoropolymer dispersions of the present invention, may be sequentially performed.
本発明のフルオロポリマー水性分散液を塗装することにより以下に例示する被覆物品を製造することができる。上記被覆物品としては、例えば、フライパン、グリル鍋、圧力鍋、その他の各種鍋、炊飯器、餅つき器、オーブン、ホットプレート、パン焼き型、包丁、ガステーブル等の調理器具;電気ポット、製氷トレー等の飲食用容器;練りロール、圧延ロール、コンベア、ホッパー等の食品工業用部品;オフィスオートメーション機器〔OA〕用ロール、OA用ベルト、OA用分離爪、製紙ロール、フィルム製造用カレンダーロール等の工業用品;発泡スチロール成形用等の金型、鋳型、合板・化粧板製造用離型板等の成形金型離型;レンジフード等の厨房用品;コンベアーベルト等の冷凍食品製造装置;のこぎり、やすり、ダイス、きり等の工具;アイロン、鋏、包丁等の家庭用品;金属箔、電線;食品加工機、包装機、紡繊機械等のすべり軸受;カメラ・時計の摺動部品;パイプ、バルブ、ベアリング等の自動車部品、雪かきシャベル、すき、シュート、船底、ボイラー、工業用コンテナ(特に半導体工業用)が挙げられる。 The coated article exemplified below can be produced by coating the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention. Examples of the coated article include frying pans, grill pans, pressure cookers, other various pans, rice cookers, rice cookers, ovens, hot plates, baking molds, kitchen knives, gas tables, etc .; electric pots, ice trays Food industry containers such as kneading rolls, rolling rolls, conveyors, hoppers, etc .; rolls for office automation equipment [OA], belts for OA, separation nails for OA, paper rolls, calendar rolls for film production, etc. Industrial goods; Molds for molding polystyrene foam, molds, molds such as molds and molds for plywood / decorative board production; kitchen articles such as range hoods; frozen food production equipment such as conveyor belts; saws, files, Tools such as dies and cutters; Household items such as irons, scissors and knives; metal foils and electric wires; plain bearings such as food processing machines, packaging machines, and textile machines; Merah watches sliding part; pipes, valves, automobile parts, snow plow shovel such as bearings, plow, chute, ship bottom, boiler, industrial containers (particularly for semiconductor industry) and the like.
本発明のフルオロポリマー水性分散液の用途しては、また、不織布、樹脂成形品等の多孔性支持体を含浸させ乾燥した後、好ましくは焼成することよりなる含浸;ガラス等の基材上に塗布し乾燥した後、必要に応じて水中に浸漬し、基材を剥離して薄膜を得ることよりなるキャスト製膜等が挙げられ、これら適用例としては、水性分散型塗料、電極用結着剤、電極用撥水剤等が挙げられる。 As the use of the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention, it is also impregnated by impregnating and drying a porous support such as a nonwoven fabric and a resin molded article, and preferably firing, on a substrate such as glass. After coating and drying, cast film made by immersing in water as needed, peeling off the substrate to obtain a thin film, and the like can be mentioned. Examples of these applications include aqueous dispersion paints, electrode binders Agents, water repellents for electrodes, and the like.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、加工助剤として使用することも好ましい。加工助剤として使用する場合、本発明のフルオロポリマー水性分散液をホストポリマー等に混合することにより、ホストポリマー溶融加工時の溶融強度向上や、得られたポリマーの機械的強度、電気特性、難燃性、滴下防止性、摺動性を向上することができる。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is also preferably used as a processing aid. When used as a processing aid, mixing the fluoropolymer aqueous dispersion of the present invention with a host polymer, etc. improves the melt strength during the host polymer melt processing, and the mechanical strength, electrical properties, and difficulty of the resulting polymer. It is possible to improve the flammability, the dripping prevention property, and the slidability.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、フルオロポリマー(A)がポリテトラフルオロエチレンである場合、熱溶融加工性フッ素樹脂と複合させてから加工助剤として使用することも好ましい。本発明のフルオロポリマー水性分散液は、例えば、特開平11−49912号公報、特開2003−24693号公報、米国特許第5804654号明細書、特開平11−29679号公報、特開2003−2980号公報に記載されたPTFEの原料として好適である。本発明のフルオロポリマー水性分散液は、上記各刊行物に記載された加工助剤に比べてもなんら劣るものではない。 When the fluoropolymer (A) is polytetrafluoroethylene, the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is also preferably used as a processing aid after being combined with a hot-melt processable fluororesin. Examples of the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention include JP-A-11-49912, JP-A-2003-24693, US Pat. No. 5,804,654, JP-A-11-29679, and JP-A-2003-2980. It is suitable as a raw material for PTFE described in the publication. The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is not inferior to the processing aids described in the above publications.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、フルオロポリマー(A)がポリテトラフルオロエチレンである場合、熱溶融加工性フッ素樹脂の水性分散液と混合して凝析させることにより、共凝析粉末とすることも好ましい。上記共凝析粉末は、加工助剤として好適である。上記熱溶融加工性フッ素樹脂としては、例えば、FEP、PFA、ETFE、EFEP等が挙げられるが、中でもFEPが好ましい。 When the fluoropolymer (A) is polytetrafluoroethylene, the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is co-coagulated by mixing with an aqueous dispersion of a heat-melt processable fluororesin and coagulating it. It is also preferable. The co-coagulated powder is suitable as a processing aid. Examples of the heat-melt processable fluororesin include FEP, PFA, ETFE, and EFEP, among which FEP is preferable.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、フルオロポリマー(A)がポリテトラフルオロエチレンである場合、塵埃抑制処理剤として使用することも好ましい。上記塵埃抑制処理剤は、発塵性物質と混合し、該混合物に20〜200℃の温度で圧縮−せん断作用を施すことによりポリテトラフルオロエチレンをフィブリル化して発塵性物質の塵埃を抑制する方法、例えば特許第2827152号公報、特許第2538783号公報等に開示された方法において、用いることができる。上記塵埃抑制処理剤は、建材分野、土壌安定材分野、固化材分野、肥料分野、焼却灰及び有害物質の埋立処分分野、防爆分野、化粧品分野等の塵埃抑制処理に好適に用いられる。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is also preferably used as a dust control agent when the fluoropolymer (A) is polytetrafluoroethylene. The dust suppressing agent is mixed with a dusting substance, and the mixture is subjected to a compression-shearing action at a temperature of 20 to 200 ° C., thereby fibrillating polytetrafluoroethylene to suppress dust of the dusting substance. It can be used in a method, for example, a method disclosed in Japanese Patent No. 2827152, Japanese Patent No. 2538783 and the like. The dust suppression treatment agent is suitably used for dust suppression treatment in the fields of building materials, soil stabilization materials, solidification materials, fertilizers, landfill disposal of incinerated ash and harmful substances, explosion-proof fields, cosmetics fields, and the like.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、例えば、国際公開第2007/004250号パンフレットに記載の塵埃抑制処理剤組成物に好適に用いることができ、国際公開第2007/000812号パンフレットに記載の塵埃抑制処理方法にも好適に用いることができる。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention can be suitably used for, for example, the dust suppressing treatment composition described in International Publication No. 2007/004250, and the dust suppression described in International Publication No. 2007/000812. It can also be suitably used for a processing method.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、フルオロポリマー(A)がポリテトラフルオロエチレンである場合、分散紡糸法(Dispersion Spinning method)によりポリテトラフルオロエチレン繊維を得る原料として使用することも好ましい。上記分散紡糸法とは、上記ポリテトラフルオロエチレン水性分散体とマトリックス高分子の水性分散体とを混合し、当該混合物を押出加工して中間体繊維構造物を形成し、該中間体繊維構造物を焼成することによって上記マトリックス高分子を分解及びポリテトラフルオロエチレン粒子の焼結を行ってポリテトラフルオロエチレン繊維を得る方法である。 When the fluoropolymer (A) is polytetrafluoroethylene, the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is also preferably used as a raw material for obtaining polytetrafluoroethylene fibers by a dispersion spinning method (Dispersion Spinning method). The dispersion spinning method includes mixing the polytetrafluoroethylene aqueous dispersion and the matrix polymer aqueous dispersion, and extruding the mixture to form an intermediate fiber structure. The intermediate fiber structure Is a method of decomposing the matrix polymer and sintering polytetrafluoroethylene particles to obtain polytetrafluoroethylene fibers.
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。以下、「%」「部」はそれぞれ質量%、質量部を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited only to these examples. Hereinafter, “%” and “part” represent mass% and mass part, respectively.
測定方法
(1)平均粒子径
樹脂固形分濃度を0.22質量%に調整したフルオロポリマー水性分散液の単位長さに対する550nmの投射光の透過率と、透過型電子顕微鏡写真における定方向径を測定して決定された平均粒子径との検量線をもとにして、上記透過率から決定した。
Measuring method (1) Average particle diameter The transmittance of 550 nm projection light with respect to the unit length of the fluoropolymer aqueous dispersion whose resin solid content concentration is adjusted to 0.22% by mass, and the constant direction diameter in the transmission electron micrograph. Based on the calibration curve with the average particle diameter determined by measurement, it was determined from the transmittance.
(2)フルオロポリマー濃度(P)
試料約1g(X)を直径5cmのアルミカップにとり、100℃、1時間で乾燥し、更に300℃、1時間乾燥した加熱残分(Z)に基づき、式:P=Z/X×100(%)にて決定した。
(2) Fluoropolymer concentration (P)
About 1 g (X) of the sample was taken in an aluminum cup having a diameter of 5 cm, dried at 100 ° C. for 1 hour, and further dried at 300 ° C. for 1 hour, based on the heating residue (Z): P = Z / X × 100 ( %).
(3)含フッ素界面活性剤濃度
得られた水性分散液に等量のメタノールを添加してソックスレー抽出を行ったのち、高速液体クロマトグラフィー〔HPLC〕を以下の条件にて行うことにより求めた。なお、含フッ素界面活性剤濃度算出にあたり、既知の濃度の含フッ素界面活性剤濃度について上記溶出液及び条件にてHPLC測定して得られた検量線を用いた。
(測定条件)
カラム:ODS−120T(4.6φ×250mm、トーソー社製)
展開液;アセトニトリル/0.6質量%過塩素酸水溶液=1/1(vol/vol%)
サンプル量;20μL
流速;1.0ml/分
検出波長;UV210nm
カラム温度;40℃
(3) Concentration of fluorinated surfactant After adding Soxhlet extraction by adding an equal amount of methanol to the obtained aqueous dispersion, high performance liquid chromatography [HPLC] was carried out under the following conditions. In calculating the fluorine-containing surfactant concentration, a calibration curve obtained by HPLC measurement with a known concentration of the fluorine-containing surfactant at the above eluate and conditions was used.
(Measurement condition)
Column: ODS-120T (4.6φ × 250 mm, manufactured by Tosoh Corporation)
Developing solution: acetonitrile / 0.6 mass% perchloric acid aqueous solution = 1/1 (vol / vol%)
Sample volume: 20 μL
Flow rate: 1.0 ml / min Detection wavelength: UV 210 nm
Column temperature: 40 ° C
(4)非イオン性界面活性剤の含有量(N)
試料約1g(Xg)を直径5cmのアルミカップにとり、100℃にて1時間で加熱した加熱残分(Yg)、更に、得られた加熱残分(Yg)を300℃にて1時間加熱した加熱残分(Zg)より、式:N=[(Y−Z)/X]×100(%)から算出した量より安定剤を差し引いた量を非イオン性界面活性剤の含有量とした。
安定剤は調製時に添加した量に基づき算出した。
(4) Content of nonionic surfactant (N)
About 1 g (Xg) of the sample was put in an aluminum cup having a diameter of 5 cm, and the heating residue (Yg) heated at 100 ° C. for 1 hour, and the obtained heating residue (Yg) was further heated at 300 ° C. for 1 hour. The amount obtained by subtracting the stabilizer from the amount calculated from the formula: N = [(Y−Z) / X] × 100 (%) from the heating residue (Zg) was defined as the content of the nonionic surfactant.
The stabilizer was calculated based on the amount added during preparation.
(5)粘度
B型回転粘度計(東京計器社製)を用い、JIS K 6893に準拠して、25℃又は35℃における粘度を測定した。
(5) Viscosity Using a B-type rotational viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.), the viscosity at 25 ° C. or 35 ° C. was measured according to JIS K 6893.
(6)機械的安定性
35℃に保持した100mlのフルオロポリマー水性分散液を、内径8mm、外径11mmの塩化ビニルチューブを備えたダイヤフラムポンプで1500ml/分の条件で20分循環後、200メッシュSUS網を用いてろ過した際のメッシュアップ量を、用いたフルオロポリマー水性分散液に含まれるフルオロポリマー量に占める割合(質量%)として測定した。
(6) Mechanical stability 100 ml of fluoropolymer aqueous dispersion maintained at 35 ° C. is circulated for 20 minutes under the condition of 1500 ml / min with a diaphragm pump equipped with a vinyl chloride tube having an inner diameter of 8 mm and an outer diameter of 11 mm, and then 200 mesh. The mesh-up amount when filtered using a SUS net was measured as a ratio (mass%) to the fluoropolymer amount contained in the used fluoropolymer aqueous dispersion.
(7)貯蔵安定性
フルオロポリマー水性分散液500mlをポリ容器に入れ、25℃で3ヶ月又は40℃の恒温室で1ヶ月間静置した。静置後、緩く攪拌した後にステンレス製400メッシュでろ過を行い、メッシュ上に残った凝集分を300℃で1時間乾燥し、該凝集分の樹脂固形分に対する割合を(元のフルオロポリマー水性分散液中のフルオロポリマーを基準とし)100分率で表した。貯蔵安定性の悪いものは、多量の凝集分が発生する。
(7) A storage-stable fluoropolymer aqueous dispersion (500 ml) was placed in a plastic container and allowed to stand at 25 ° C. for 3 months or in a constant temperature room at 40 ° C. for 1 month. After standing, the mixture is gently stirred and filtered through a stainless steel 400 mesh, and the agglomerate remaining on the mesh is dried at 300 ° C. for 1 hour, and the ratio of the agglomerated content to the resin solid content is determined based on the original fluoropolymer aqueous dispersion. (Based on the fluoropolymer in the liquid) and expressed in 100 minutes. Those with poor storage stability generate a large amount of agglomerates.
製造例1
特開2005−036002号公報の実施例8で得られたPTFE水性分散液1(平均粒子径274nm、PTFE濃度:22%、含フッ素アニオン界面活性剤量:PTFEの4280ppm)に非イオン性界面活性剤(C13H27−(OE)n−OH、疎水基はブテン3量体、製品名TDS80、第一工業製薬社製)を加え、非イオン性界面活性剤濃度をPTFE100質量部に対し10質量部とした分散液を調整した。引き続き、OH型の陰イオン交換樹脂アンバージェットAMJ4002(商品名、ローム・アンド・ハース社製)を250ml充填し、40℃に温調した直径20mmのカラムに、上記PTFE水性分散液1をSV=1で通液した。更に、通液し得られた水性分散液に、非イオン性界面活性剤を濃度が20%になるように追加し63℃にて3時間保持し、上清相1と濃縮相1とに分離した。濃縮相1を回収し、PTFE水性分散液2とした。
PTFE水性分散液2は、フルオロポリマー濃度(PC)が69.3%、非イオン性界面活性剤濃度(NC)がPTFE100質量部に対し2.8質量部、含フッ素アニオン界面活性剤量は、PTFEに対して1ppmであった。
Production Example 1
Nonionic surfactant in aqueous PTFE dispersion 1 (average particle size 274 nm, PTFE concentration: 22%, fluorine-containing anionic surfactant amount: 4280 ppm of PTFE) obtained in Example 8 of JP-A-2005-036002 agent (C 13 H 27 - (OE ) n -OH, hydrophobic groups butene trimer, product name TDS80, Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added, the nonionic surfactant concentration relative PTFE100 parts by 10 A dispersion having a mass part was prepared. Subsequently, 250 ml of an OH-type anion exchange resin Amberjet AMJ4002 (trade name, manufactured by Rohm and Haas) was packed, and the above PTFE aqueous dispersion 1 was added to a column having a diameter of 20 mm adjusted to 40 ° C. with SV = 1 was passed through. Furthermore, a nonionic surfactant was added to the aqueous dispersion obtained by passing the solution so as to have a concentration of 20%, and the mixture was kept at 63 ° C. for 3 hours, and separated into the supernatant phase 1 and the concentrated phase 1 did. Concentrated phase 1 was recovered and used as PTFE aqueous dispersion 2.
The PTFE aqueous dispersion 2 has a fluoropolymer concentration (PC) of 69.3%, a nonionic surfactant concentration (NC) of 2.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of PTFE, and the fluorine-containing anionic surfactant amount is It was 1 ppm with respect to PTFE.
実施例1
製造例1で得られたPTFE水性分散液2 650gに、TDS80を14.4g加え、さらに、表1に示す安定剤S−1を1.4g加え、さらに水を82g加えてPCが60%であるPTFE水性分散液を調製し、粘度、機械的安定性、及び貯蔵安定性を評価した。結果を表1に示す。
Example 1
14.4 g of TDS80 was added to 650 g of the PTFE aqueous dispersion 2 obtained in Production Example 1, 1.4 g of stabilizer S-1 shown in Table 1 was further added, and 82 g of water was further added, so that the PC was 60%. An aqueous PTFE dispersion was prepared and evaluated for viscosity, mechanical stability, and storage stability. The results are shown in Table 1.
実施例2〜6
実施例1において、表1に示す安定剤を加える以外は実施例1と同様にしてPTFE水性分散液を調製し、粘度、機械的安定性、及び貯蔵安定性を評価した。
Examples 2-6
In Example 1, except that the stabilizer shown in Table 1 was added, an aqueous PTFE dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, and the viscosity, mechanical stability, and storage stability were evaluated.
比較例1
実施例1で、安定剤を入れなかった以外は、実施例1と同様にしてPTFE水性分散液を調製し、粘度、機械的安定性、及び貯蔵安定性を評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
A PTFE aqueous dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that the stabilizer was not added in Example 1, and the viscosity, mechanical stability, and storage stability were evaluated. The results are shown in Table 1.
本発明のフルオロポリマー水性分散液は、塗装、含浸、キャストフィルムの製造、紡糸、共析メッキ等に好適に利用可能である。 The aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention can be suitably used for coating, impregnation, cast film production, spinning, eutectoid plating and the like.
Claims (10)
R1O−(A1O)m−H (1)
(式中、A1Oは炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表す。mは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜50の整数である。R1は、下記式(2)
R 1 O— (A 1 O) m —H (1)
(In the formula, A 1 O represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms. M represents an average number of added moles of the oxyalkylene group and is an integer of 1 to 50. R 1 represents the following formula ( 2)
R2O−(A2O)n−H (4)
(式中、A2Oは炭素数が2〜18のオキシアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜50の整数である。R2は、炭素数が14〜20の直鎖アルキル基又は炭素数8〜13の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。) The fluoropolymer aqueous dispersion according to claim 6, wherein the nonionic surfactant (D) is a compound represented by the following general formula (4).
R 2 O- (A 2 O) n -H (4)
(In the formula, A 2 O represents an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms. N represents an average number of added moles of the oxyalkylene group and is an integer of 1 to 50. R 2 represents the number of carbon atoms. Represents a linear alkyl group having 14 to 20 carbon atoms or a linear or branched alkyl group having 8 to 13 carbon atoms.)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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