JP5581569B2 - ポリテトラフルオロエチレンファインパウダー、ポリテトラフルオロエチレン製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明を詳細に説明する。
上記フルオロビニルエーテルとしては特に限定されず、例えば、下記一般式(I)
CY1 2=CY2−ORf (I)
(式中、Y1及びY2は、同一又は異なり、水素原子若しくはフッ素原子を表す。Rfは、フルオロ有機基を表す。)で表されるフルオロ不飽和化合物等が挙げられる。本明細書において、上記「フルオロ有機基」とは、炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部がフッ素原子に置換されてなる有機基を意味する。上記フルオロ有機基は、エーテル酸素を有していてもよい。
上記攪拌速度は、攪拌翼の回転数を制御することにより調整することができる。
本発明のポリテトラフルオロエチレンファインパウダーは、上述した製造方法により製造することができる。
また、上記SSGは、2.153以上であることが好ましい。上記SSGが2.153未満であると、焼成後の成形品の平滑性が劣るおそれがある。
上記SSGは、ASTM D 4895に準拠して測定し得られる値である。
上記熱収縮率は、25.0%以下であることが好ましい。また、上記熱収縮率の下限は、特に限定されないが、21.5%であってもよい。
上記押出圧力の下限は、特に限定されないが、6.6MPaであってもよい。
上記生強度は、2.1MPa以上であることがより好ましい。
また、上記生強度の上限は、特に限定されないが、2.4MPaであってもよい。
上記表面平滑性は、0.5以下であることがより好ましい。
また、上記表面平滑性の下限は、特に限定されないが、0.2であってもよい。
(1)付着量
重合反応終了後に重合反応媒体を重合槽から除去した後、重合槽内壁、攪拌翼表面に残存した付着量を実測することにより求めた。
(2)SSG
ASTM D 4895に準拠して測定した。
容積6Lの攪拌機を備えた横型オートクレーブに、純水(水性媒体)3.55L、パーフロオロオクタン酸アンモニウム〔APFO〕の10質量%水溶液54g、パラフィンワックス(融点62℃)180g、コハク酸0.108g(水性媒体に対し30ppm)を仕込み、ゆるやかに撹拌した。槽内を攪拌しながら窒素ガスで置換した後脱気し、槽内をTFEガスで置換した。80℃に昇温し、200rpmで攪拌し、TFEで2.7MPaに昇圧し、過硫酸アンモニウム〔APS〕0.0072g(水性媒体に対し2ppm)を投入して重合を開始した。その後、槽内圧力が一定に保たれるようにTFEを連続的に供給した。攪拌速度を、TFEが50g消費された時点で135rpmとし、TFEが70g消費された時点で120rpmとした。重合開始から3.8時間が経過した時点で、攪拌を停止し槽内をパージし、ディスパージョン(ポリマー含有量〔PC〕31.2wt%)を回収した。TFEの投入量は1640gであった。ディスパージョンを凝析させ、得られた固形分を145℃で18時間乾燥し、PTFEのファインパウダーを得た。得られたファインパウダーの標準比重〔SSG〕は2.157であった。また、反応槽の付着物の量は12gであった。
重合条件を表1及び2のように変更した以外は実施例1と同様にPTFEのファインパウダーを製造した。得られたファインパウダーの標準比重〔SSG〕、反応槽の付着物の量を表1に示す。
比較例3においては、反応終了後にディスバージョンが得られず、付着量、ディスパージョンとしての固形分濃度、SSGの測定ができなかった。
重合条件を表1及び2のように変更した以外は実施例1と同様にPTFEのファインパウダーを製造した。重合条件のうち、重合圧力については、重合を開始後、TFEガスの供給はせずに0.5MPaで重合を行い、25分間を経過した時点でTFEガスを供給して2.7MPaに昇圧し、その後は実施例1と同様に槽内圧力が一定に保たれるようにTFEを連続的に供給した。
重合条件を表1のように変更した以外は実施例1と同様にPTFEのファインパウダーを製造した。重合条件のうち、重合開始剤として、過硫酸アンモニウム〔APS〕を水性媒体に対し2ppm、及び、コハク酸パーオキサイド〔DSP〕を水性媒体に対し115ppm投入した。
上記の各実施例、比較例で得たPTFEのファインパウダー50gと、押出助剤として炭化水素油(商品名:アイソパーG、エクソン化学社製)10.2gとを3分間混合し、24℃で1時間放置し、混合パウダーを得た。ペースト押出成形機の直径1インチのシリンダー内に上記混合パウダーを入れて、ラム速度10mm/min、圧力0.5884kNで1分間保持した後、ラム速度を20mm/minに設定して、押出成形品の成形を開始した。成形開始後、押出圧力の安定した箇所よりサンプリングした。成形時、押出成形機のダイ径を3.59mmφ、シリンダー温度を23℃、ダイ温度を23℃に設定した。
得られた押出成形品を210℃(乾燥温度)の炉内で15分間保持し、室温で冷却した後、12cmのサンプルを2本切り出して、それぞれにセンターから押出方向に10cmの間隔で2箇所に印を入れた。
上記2本のサンプルを、380℃炉内に12分間静置した後、10℃/minで冷却して炉内の温度が240℃になった時点で炉から取り出し、更にサンプルが室温と同じ温度になるまで冷却した。冷却後、2本のサンプルについて、2箇所の印の間の距離を測定し、その平均値を求め、下記式に従い押出方向の熱収縮率を算出した。
熱収縮率(%)=(10cm−(測定距離の平均値))/10cm×100
上記の各実施例、比較例で得たファインパウダー50gと押出助剤である炭化水素油(商品名:アイソパーG、エクソン化学社製)10.25gとをガラスビン中で混合し、室温(25±2℃)で1時間熟成し、混合物を得た。シリンダー(内径25.4mm)付の押出ダイ(外径3.59mmφ)に上記混合物を充填し、シリンダーに挿入したピストンに5.7Mpaの負荷を加えて1分間保持した。その後、直ちに、室温でラム速度20mm/分でオリフィスから押出した。このときの絞り比RR(Reduction Ratio)は50であった。押出操作の後半部分で圧力が平衡状態になる時期に押出された未焼成の押出成形品を採取した。押出操作で平衡状態になった時点の圧力をシリンダー断面積で除した値(MPa)を押出圧力とした。
上記未焼成の押出成形品を、210℃の乾燥機内で15分間乾燥させた後、室温(25±2℃)で24時間放置した。次に、その押出成形品の長さを10cmとしたものを2本用意し、押出成形品の直径を測定した。引張試験機(500kgオートグラフ、株式会社島津製作所製)を用いて押出成形品の強度を測定し、その平均値を求めた。チャック間を50mmに開けて、押出成形品を挟んで固定し、引張速度300mm/分の条件下で切断するまでの引張荷重の最大値を押出成形品の直径の断面積で除した値を生強度(MPa/cm2)とした。
上記の各実施例、比較例で得たファインパウダー100質量部に対して、押出助剤(商品名:アイソパーG、エクソン化学社製)17質量部を加えて混合し、ポリビン中で室温(25±2℃)で24時間熟成した。#10の篩で塊を取り除いた後、5MPaの圧力で30分圧縮して、1次予備成形を行った。得られた1次予備成形品を押出成形機のシリンダーに入れ、ヘッドを閉じて、3分間20MPaの圧力をかけて2次予備成形を行った。押出成形機のシリンダー内径は90mm、マンドレル外径は20mm、コアピンの外径は46mm、ダイ内径は49mmとし、ダイ温度を60℃に設定した。次いで、押出成形機のラム速度5mm/分で押出し、外径49mm、内径46mmのチューブ状の押出し成形品を作製した。上記チューブ状の押出成形品を、それぞれ130℃、190℃、440℃に設定した乾燥炉を通すことにより焼成し、チューブ状の成形体を得た。
押出圧力が平衡状態になっている状態で押出した部分を測定可能な大きさに切断し、長手方向の表面粗度(Ra)を表面粗度計(株式会社ミツトヨ社製)で測定し、チューブの表面平滑性を評価した。
Claims (5)
- 標準比重(SSG)が、2.160以下であり、かつ、熱収縮率が、26.0%以下であり、表面平滑性が、0.7μm以下であるポリテトラフルオロエチレンファインパウダー。
- 押出成形時の押出圧力が、7.6MPa未満であり、かつ、押出成形により得られる押出成形品の生強度が、1.8MPa以上である請求項1記載のポリテトラフルオロエチレンファインパウダー。
- テトラフルオロエチレンを水性媒体中で乳化重合することによりポリテトラフルオロエチレンを製造するポリテトラフルオロエチレン製造方法であって、
前記乳化重合は、前記水性媒体に対して30〜200ppmのジカルボン酸の存在下に行うものであり、かつ、1.5〜4.0MPaの圧力下で行うものであり、
重合開始剤として水溶性過硫酸塩を添加する
ことを特徴とするポリテトラフルオロエチレン製造方法。 - ジカルボン酸は、コハク酸である
請求項3記載のポリテトラフルオロエチレン製造方法。 - 乳化重合時の攪拌速度を重合反応の進行に伴って低下させるものである
請求項3又は4記載のポリテトラフルオロエチレン製造方法。
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