JP6020107B2 - フッ素ゴム組成物 - Google Patents

フッ素ゴム組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP6020107B2
JP6020107B2 JP2012268283A JP2012268283A JP6020107B2 JP 6020107 B2 JP6020107 B2 JP 6020107B2 JP 2012268283 A JP2012268283 A JP 2012268283A JP 2012268283 A JP2012268283 A JP 2012268283A JP 6020107 B2 JP6020107 B2 JP 6020107B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
copolymer
mol
vinylidene fluoride
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012268283A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014114349A5 (ja
JP2014114349A (ja
Inventor
横田 敦
敦 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nok Corp filed Critical Nok Corp
Priority to JP2012268283A priority Critical patent/JP6020107B2/ja
Priority to EP13194404.3A priority patent/EP2740763B1/en
Priority to US14/097,701 priority patent/US9441101B2/en
Publication of JP2014114349A publication Critical patent/JP2014114349A/ja
Publication of JP2014114349A5 publication Critical patent/JP2014114349A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6020107B2 publication Critical patent/JP6020107B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/20Homopolymers or copolymers of hexafluoropropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/16Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13Phenols; Phenolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of 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; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B25/00Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus
    • G11B25/04Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card
    • G11B25/043Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card using rotating discs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2217Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/222Magnesia, i.e. magnesium oxide

Description

本発明は、フッ素ゴム組成物に関する。さらに詳しくは、ハードディスクドライブに内蔵されるストッパー成形材料として用いられるフッ素ゴム組成物に関する。
一般的に、フッ素ゴムはカーボンブラックシリカなどの補強性無機充填剤に加え、架橋剤や架橋促進剤が配合され、これが架橋成形されてシール材などとして使用される。ここで、ハードディスクドライブに内蔵されるストッパーの成形材料は、例えば特許文献1〜2に開示されているように補強性無機充填剤としてカーボンブラックを配合しているが、近年のハードディスクドライブ容量増加にともなって、ディスクとヘッドの間隔(隙間)が小さく(狭く)なり、ゴム組成物に配合されている充填剤がゴム組成物から脱離した場合、書き込みあるいは読みとりの不具合を起こしてしまうことが問題となっている。
かかる問題に対しては、補強性無機充填剤を配合せずに架橋させるゴム組成物を用いることが考えられるが、補強性無機充填剤を配合しないゴム組成物はロール混練時の加工性が悪化してしまううえ、架橋成形した製品についても、求められる硬度が達成できないなどの問題が発生する。
一方、硬度の微調整、強度の確保を可能とする充填剤として、PTFEを充填剤として用いることが考えられる。特許文献3にはPTFE、好ましくは微粉末状のPTFEをフッ素ゴム100重量部に対して1〜100重量部配合したフッ素ゴム組成物の架橋成形物は、耐圧縮永久歪特性、耐薬品性にすぐれ、ショアA硬さ55〜90程度の対応が可能であると記載されている。
しかるに、ショアA硬さ70以上の硬度とすべくPTFE配合量を増やした場合には、ポリマーが硬すぎて混練加工性が悪くなってしまい、ポリマーを予熱するなどの工程の追加やハイパワー混練機による混練などのコストアップが生じてしまうこととなる。そのため、PTFEを配合することのみで硬度アップを図る場合には、ショアA硬さ70程度が限界であるといえる。
WO2004/094479 WO2010/026912 特開2011−42714号公報
本発明の目的は、カーボンブラックあるいはシリカなどの補強性無機充填剤を用いることなく、ロール混練時の加工性の悪化や架橋成形時の発泡を発生させずに、所望の硬度とシール性を示す架橋成形物を与えるフッ素ゴム組成物を提供することにある。
かかる本発明の目的は、ガラス転移温度を有するとともに融点をも有するフッ化ビニリデン共重合含フッ素エラストマー共重合体100重量部に対し、補強性無機充填剤を含有せず、PTFE充填剤5〜100重量部、ポリオール架橋剤0.5〜10重量部、酸化マグネシウム1〜15重量部およびハイドロタルサイト0.1〜2重量部が配合されたフッ素ゴム組成物によって達成される。ここで、ガラス転移温度を有するとともに融点をも有するフッ化ビニリデン共重合含フッ素エラストマー共重合体は、
(A) 重合反応開始前に全仕込みモノマーの20〜40重量%を仕込み、かつ重合反応開始前のフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの各モノマー仕込み組成を、それぞれ75〜85モル%および25〜15モル%として共重合反応を行った後、全仕込みモノマーの60〜80重量%の量となる重合反応中に追加するフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの各モノマー仕込み組成を、それぞれ65〜80モル%および35〜20モル%として共重合反応を続行する方法
または
(B) 重合反応開始前に全仕込みモノマーのうちヘキサフルオロプロピレンの全量およびフッ化ビニリデン総仕込量の25重量%以下を仕込んで共重合反応を行った後、フッ化ビニリデンの総仕込量の75重量%以上を添加して共重合反応を続行する方法
好ましくは重合反応開始前のフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの各モノマー仕込み組成が、それぞれ15〜35モル%および85〜65モル%であるモノマー混合物を仕込んで共重合反応を続行する方法
のいずれかの方法により製造される。
本発明に係るフッ素ゴム組成物は、充填剤としてPTFEを用い、これを特定の含フッ素エラストマー共重合体と混練してポリマーアロイ化(機械的なブレンド)をすることで、フッ化ビニリデンシーケンスの結晶化に伴う架橋ゴム生成物の硬度変化(硬度上昇)を抑制することが可能になるとともに、含フッ素共重合体として特定組成のものを用いることにより、フッ素ゴム組成物の混練性などを損なうことなく、架橋成形物の高硬度化を可能にするといったすぐれた効果を奏する。さらにポリオール架橋の架橋助剤として酸化マグネシウムおよびハイドロタルサイトを用いることで、PTFEのみを充填剤として用いてポリオール架橋した場合にみられる架橋成形時の発泡を抑制することができる。
フッ化ビニリデン共重合含フッ素エラストマー共重合体としては、少なくともフッ化ビニリデン(VdF)を共重合単位とするものであれば特に限定されず、例えばVdF/HFP共重合体、VdF/HFP/TFE3元共重合体などが挙げられる。ここで、HFPはヘキサフルオロプロピレンを、またTFEはテトラフルオロエチレンを指している。かかる含フッ素エラストマー共重合体としては、VdFのホモシークエンスを長く形成させて結晶化し易くし、ポリマーの分子鎖内に結晶質部分を分散形成させることにより、ガラス転移温度を有するとともに融点を有し、好ましくは結晶融解熱量ΔHが1.0J/g以上のものが用いられる。
このような含フッ素エラストマー共重合体の製造方法としては、下記(A)または(B)の方法が挙げられる。
(A) 重合反応開始前に全仕込みモノマーの20〜40重量%を仕込み、かつ重合反応開始前のフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの各モノマー仕込み組成を、それぞれ75〜85モル%および25〜15モル%として共重合反応を行った後、全仕込みモノマーの60〜80重量%の量となる重合反応中に追加するフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの各モノマー仕込み組成を、それぞれ65〜80モル%および35〜20モル%として共重合反応を続行する
(B) 重合反応開始前に全仕込みモノマーのうちHFPの全量およびVdF総仕込量の25重量%以下、好ましくはHFPおよびVdFの各モノマー仕込み組成をそれぞれ15〜35モル%および85〜65モル%としたものを仕込んで共重合反応を行った後、フッ化ビニリデンの総仕込量の75重量%以上を添加して共重合反応を続行する
上記いずれの製造法もVdFの長いホモシーケンスを形成するために、(A)の製造法では、重合反応の初期でVdFが優先的に反応する条件下、例えばVdF過剰濃度で反応を開始し、反応の中期〜終期でHFPを目標組成となるように過剰に添加するものであり、(B)の製造法では、反応開始前にHFPの全量を仕込んでおくようなHFPが優先的に反応する条件下、すなわち反応初期においてHFPリッチな濃度で反応を開始するために初期のVdF仕込量を極端に少なくし、反応の中期〜終期でVdFを目標のポリマー組成となるようにリッチに添加するものであるといえる。
このように、反応初期にVdFおよびHFPの反応場濃度を調整する具体的な方法としては、VdF、HFPそれぞれの仕込量を増減させるほか、反応機内の空間を水によって小さくするか、あるいは大きくし、圧力を増減させることによっても調整することができる。また、各モノマーの水に対する溶解性が温度によって変化することを利用し、反応温度を変えることによっても、反応場濃度を調整することが可能である。
共重合反応は、界面活性剤の存在下で水性媒体中で共重合反応せしめることにより行われる。水性媒体中での共重合反応は、けん濁重合法によっても行うことが可能であるが、生産性、経済性の観点から、乳化重合法であることが好ましい。
乳化重合反応は、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の水溶性無機過酸化物またはそれと亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の還元剤とのレドックス系を触媒として、仕込み水総重量に対して約0.001〜0.2重量%の割合で一般に用いられる乳化剤としての界面活性剤の存在下に、一般に圧力約0〜10MPa、好ましくは約0.5〜4MPa、温度約0〜100℃、好ましくは約20〜80℃の条件下で行われる。その際、反応圧力が一定範囲に保たれるように、供給するフッ素化オレフィン(混合物)を分添方式で供給することが好ましい。また、重合系内のpHを調節するために、Na2HPO4、NaH2PO4、KH2PO4等の緩衝能を有する電解質物質あるいは水酸化ナトリウムを添加して用いてもよい。さらに、必要に応じて、マロン酸エチル、アセトン、イソプロパノール等の連鎖移動剤が適宜用いられる。
乳化剤としては、公知のフッ素化カルボン酸塩やスルホン酸塩、リン酸塩が用いられる。金属塩またはアンモニウム塩として用いられるフッ素化カルボン酸としては、一般式Rf-COOHであらわされる、Rf基の炭素数4〜10のフッ素化アルキルカルボン酸のほか、一般式Rf′-COOH(Rf′は炭素数3〜12を有し、一つ以上の酸素原子を含むフルオロアルキルオキシアルキル基である)であらわされるフルオロ(ポリ)エーテルカルボン酸が挙げられ、好ましくはCF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COONH4(2,3,3,3-テトラフルオロ-2-[1,1,2,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-(1,1,2,2,3,3,3-ヘプタフルオロプロポキシ)プロポキシ]-1-プロパン酸アンモニウム)が用いられる。
重合反応は、各種重合条件によっても左右されるが、一般には約1〜15時間程度で反応が完結し、反応終了後は、得られた水性乳濁液にカリミョウバン水溶液、塩化ナトリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液等を添加して生成共重合体を凝析し、水洗、乾燥することにより、含フッ素共重合体を得ることができる。
得られた含フッ素共重合体には、PTFE充填剤、好ましくは乾式レーザー法による測定で平均粒子径が20μm以下の粉末形状のPTFEが、含フッ素共重合体100重量部当り5〜100重量部、好ましくは5〜70重量部の割合で用いられる。PTFE充填剤がこれより少ない割合で用いられると、所望の硬度を得ることができず、一方これより多い割合で用いられるとフッ素ゴム組成物の混練加工性が悪くなってしまう。PTFE充填剤としては、平均粒子径0.1〜20μm程度のものが用いられ、市販品であるダイキン工業製品L-5F、旭硝子製L172Jなどをそのまま用いることができる。
PTFE充填剤が配合された含フッ素共重合体には、ポリオール架橋剤およびこれの架橋助剤となる酸化マグネシウムおよびハイドロタルサイトが添加されて架橋が行われる。ポリオール架橋剤としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAF、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン、1,5-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、3,3’,5,5’-テトラクロロビスフェノールA、4,4-ジヒドロキシジフェニルなど、好ましくはビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAFなどが挙げられる。これらのポリオール架橋剤はまた、これらの金属塩、好ましくはアルカリ金属塩としても用いられる。
さらに、必要に応じて、4級アンモニウム塩(含窒素複素環式化合物を含む)または4級ホスホニウム塩である4級オニウム塩、例えば一般式
(R1R2R3R4N)+X- または (R1R2R3R4P)+X-
R1〜R4:炭素数1〜25のアルキル基、アルコキシル基、アリール
基、アルキルアリール基、アラルキル基またはポリオ
キシアルキレン基であり、あるいはこれらの内2〜3個
がNまたはPと共に複素環構造を形成することもできる
X-:Cl-、Br-、I-、HSO4 -、H2PO4 -、RCOO-、ROSO2 -BF 4 -
CO3 --等のアニオン
で示される化合物を架橋促進剤として用いることもできる。
これらの各配合成分は、含フッ素エラストマー共重合体100重量部当り、ポリオール架橋剤が0.5〜10重量部、好ましくは2〜6重量部、架橋促進剤が0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜2重量部、酸化マグネシウムが1〜15重量部、好ましくは2〜5重量部およびハイドロタルサイトが0.1〜2重量部、好ましくは0.5〜2重量部の割合で用いられる。酸化マグネシウムおよびハイドロタルサイトの少なくとも一方がこれより少ない割合で用いられると加硫速度が遅く工業的にみて実用性がなく、また架橋成形物が発泡してしまうようになり、一方これより多い割合で用いられると架橋が速くて流動性が悪くなり、成形性が悪化するようになる。また、PTFEのみを充填剤として用いる場合には、カーボンブラックやシリカなどの無機充填剤を添加した場合に比べてガス透過性が悪く、特許文献1で用いられているポリオール架橋の架橋助剤(水酸化カルシウム/酸化マグネシウム)や特許文献2で用いられるポリオール架橋の架橋助剤(水酸化カルシウム/ハイドロタルサイト)では架橋成形時の発泡が発生してしまうが、酸化マグネシウムおよびハイドロタルサイトを架橋剤として用いた場合には、架橋成形時の発泡を抑えることが可能となる。
次に、実施例について本発明を説明する。
製造例1〔重合方法(A)〕
攪拌機を有する内容積10Lのステンレス鋼製圧力反応器に、
水 5550g
CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COONH4(乳化剤) 10g
リン酸水素二ナトリウム・12水和物(緩衝剤) 3g
アセトン(連鎖移動剤) 15g
を仕込み、内部空間を窒素ガスで置換した後、
フッ化ビニリデン〔VdF〕 700g(77.0モル%)
ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕 490g(23.0モル%)
を初期仕込みガスとして仕込み、反応器内温を80℃に昇温した。この時の反応器内圧は約3.66MPa・Gであった。
反応器内温度が安定していることを確認した後、過硫酸アンモニウム(反応開始剤)3.5gをイオン交換水100gに溶解させた重合開始剤水溶液として反応器内に圧入し、重合反応を開始させた。重合反応開始後は、内圧が3.40MPa・Gとなったところで、VdF/HFP=68.5/31.5(モル%)の混合ガスを追加分添し、反応器内圧力を3.50MPa・Gまで昇圧させた。重合反応中はVdF/HFP=68.5/31.5(モル%)の混合ガスを追加分添することで、反応圧力を3.40〜3.50MPa・Gに保った。追加分添したVdF/HFP混合ガスの合計量が2,120g(1,020g/1,100g)となったところで追加分添を終了し、その後反応器内の圧力が1.45MPa・Gとなった時点で反応器を冷却して重合反応を終了させた。反応開始剤投入から重合反応終了までに要した時間は278分であった。
得られた含フッ素エラストマー共重合体の水性分散液8,425gを、同量の2重量%CaCl2水溶液で凝集させた後ろ過して得られたVdF/HFP共重合体を、10倍量のイオン交換水で5回洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させて、2,690gのVdF/HFPエラストマー共重合体Aを得た。ポリマー収率(添加モノマーに対して)は81.3%であり、またその共重合組成を19F-NMRにより測定すると、VdF/HFP=78.0/22.0(モル%)であった。
得られた共重合体A 20mgについて、示差走査熱量測定装置(SII Nano Technology Inc.製品DSC6220 高感度DSC)を用い、窒素雰囲気下、10℃/分の昇温速度で、ファーストステップとして200℃までの昇温を行い、次いでセカンドステップとして、10℃/分の降温速度でマイナス50℃まで降温を行い、最後にサードステップとして、再度10℃/分の昇温速度で200℃まで昇温を行い、セカンドステップにおける結晶化ピークおよび転移熱量の測定、サードステップにおける結晶融点、結晶融解熱量ΔHおよびガラス転移温度Tgの確認を行った。その結果、結晶化ピークは30℃に確認され、転移熱量は1.7J/gであり、結晶融点は95℃に確認され、結晶融解熱量ΔHは1.7J/g、ガラス転移温度は-22℃であった。
製造例2〔重合方法(B)〕
攪拌機を有する内容積10Lのステンレス鋼製圧力反応器に、
水 5600g
CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COONH4(乳化剤) 10g
リン酸水素二ナトリウム・12水和物(緩衝剤) 3g
アセトン(連鎖移動剤) 15g
を仕込み、内部空間を窒素ガスで置換した後、
フッ化ビニリデン〔VdF〕 270g(33.6モル%)
ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕 1250g(66.4モル%)
を初期仕込みガスとして仕込み、反応器内温を80℃に昇温した。この時の反応器内圧は約3.07MPa・Gであった。
反応器内温度が安定していることを確認した後、過硫酸アンモニウム(反応開始剤)5gをイオン交換水100gに溶解させた重合開始剤水溶液として反応器内に圧入し、重合反応を開始させた。重合反応開始後は、内圧が2.90MPa・Gとなったところで、VdF(100モル%)ガスを追加分添し、反応器内圧力を3.00MPa・Gまで昇圧させた。重合反応中はVdF(100モル%)ガスを追加分添することで、反応圧力を2.90〜3.00MPa・Gに保った。追加分添したVdFの合計量が1,460gとなったところで追加分添を終了し、その後反応器内の圧力が1.35MPa・Gとなった時点で反応器を冷却して重合反応を終了させた。反応開始剤投入から重合反応終了までに要した時間は277分であった。
得られた含フッ素エラストマー共重合体の水性分散液8,112gについて、実施例1と同様に洗浄および乾燥を行い、2,480gのVdF/HFPエラストマー共重合体Bを得た。ポリマー収率は83.2%であり、その共重合組成は、VdF/HFP=78.1/21.9(モル%)であった。実施例1と同様に、DSC測定が行われたところ、結晶化ピークは21℃に確認され、転移熱量は3.1J/gであり、結晶融点と思われるゆるやかな転移が83℃付近で確認され、結晶融解熱量ΔHは4.6J/gであり、ガラス転移温度は-21℃であった。
製造例3〔重合方法(A)〕
攪拌機を有する内容積10Lのステンレス鋼製圧力反応器に、
水 5550g
CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COONH4(乳化剤) 10g
リン酸水素二ナトリウム・12水和物(緩衝剤) 3g
アセトン(連鎖移動剤) 18g
を仕込み、内部空間を窒素ガスで置換した後、
フッ化ビニリデン〔VdF〕 660g(81.5モル%)
ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕 350g(18.5モル%)
を初期仕込みガスとして仕込み、反応器内温を80℃に昇温した。この時の反応器内圧は約3.69MPa・Gであった。
反応器内温度が安定していることを確認した後、過硫酸アンモニウム(反応開始剤)3.5gをイオン交換水100gに溶解させた重合開始剤水溶液として反応器内に圧入し、重合反応を開始させた。重合反応開始後は、内圧が3.40MPa・Gとなったところで、VdF/HFP=78.2/21.8(モル%)の混合ガスを追加分添し、反応器内圧力を3.50MPa・Gまで昇圧させた。重合反応中はVdF/HFP=78.2/21.8(モル%)の混合ガスを追加分添することで、反応圧力を3.40〜3.50MPa・Gに保った。追加分添したVdF/HFP混合ガスの合計量が2,250g(1,360g/890g)となったところで追加分添を終了し、その後反応器内の圧力が1.71MPa・Gとなった時点で反応器を冷却して重合反応を終了させた。反応開始剤投入から重合反応終了までに要した時間は316分であった。
得られた含フッ素エラストマー共重合体の水性分散液7,815gについて、実施例1と同様に洗浄および乾燥を行い、2,550gのVdF/HFPエラストマー共重合体Cを得た。ポリマー収率は78.2%であり、またその共重合組成は、VdF/HFP=84.2/15.8(モル%)であった。実施例1と同様に、DSC測定が行われたところ、結晶化ピークは72℃に確認され、転移熱量は5.6J/gであり、結晶融点は124℃で確認され、結晶融解熱量ΔHは3.7J/gであり、ガラス転移温度は-26℃であった。
比較製造例〔重合方法(A)に準ずる〕
攪拌機を有する内容積10Lのステンレス鋼製圧力反応器に、
水 5100g
CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COONH4(乳化剤) 10g
リン酸水素二ナトリウム・12水和物(緩衝剤) 3g
アセトン(連鎖移動剤) 18g
を仕込み、内部空間を窒素ガスで置換した後、
フッ化ビニリデン〔VdF〕 260g(47.2モル%)
ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕 680g(52.8モル%)
を初期仕込みガスとして仕込み、反応器内温を80℃に昇温した。この時の反応器内圧は約3.11MPa・Gであった。
反応器内温度が安定していることを確認した後、過硫酸アンモニウム(反応開始剤)3.5gをイオン交換水100gに溶解させた重合開始剤水溶液として反応器内に圧入し、重合反応を開始させた。重合反応開始後は、内圧が3.00MPa・Gとなったところで、VdF/HFP=79.9/20.1(モル%)の混合ガスを追加分添し、反応器内圧力を3.10MPa・Gまで昇圧させた。重合反応中はVdF/HFP=79.9/20.1(モル%)の混合ガスを追加分添することで、反応圧力を3.00〜3.10MPa・Gに保った。追加分添したVdF/HFP混合ガスの合計量が2,100g(1,320g/780g)となったところで追加分添を終了し、その後反応器内の圧力が1.10MPa・Gとなった時点で反応器を冷却して重合反応を終了させた。反応開始剤投入から重合反応終了までに要した時間は251分であった。
得られた含フッ素エラストマー共重合体の水性分散液7,760gについて、実施例1と同様に洗浄および乾燥を行い、2,460gのVdF/HFP共重合体Dを得た。ポリマー収率は80.9%であり、またその共重合組成は、VdF/HFP=78.0/22.0(モル%)であった。実施例1と同様にDSC測定が行われたが、結晶化ピークおよび結晶融点は確認されなかった。ガラス転移温度は-22℃であった。
実施例1
製造例1で得られたVdF/HFPエラストマー共重合体A 100重量部
PTFE充填剤(ダイキン工業製品L-5F) 35 〃
酸化マグネシウム(協和化学製品キョーワマグ♯150) 3 〃
ハイドロタルサイト(同社製品DHT-4A) 1 〃
ビスフェノールAF(キュラティブ♯30:有効成分50重量%) 3.5 〃
5-ベンジル-1,5-ジアザビシクロ〔4,3,0〕 0.875 〃
-5-ノネニウムテトラフルオロボレート
以上の各成分を、加圧式ニーダおよびオープンロールで混練し、180℃、6分間の一次架橋(加圧プレス)および260℃、10時間の二次架橋(オーブン架橋)を行い、架橋成形した架橋シート(100×200×2mm)およびストッパー成形品を用いて、硬さ試験、脱離試験、粘着試験および反発弾性率の測定を行った。
硬さ試験:JIS K6253(1997)準拠。初期および25℃で14日間保管した後の架橋シートに
ついてタイプAデュロメータを用いて瞬時の硬さを測定した
脱離試験:フィルターろ過された純水を入れたガラスビーカーにストッパー成形品を入
れて1分間超音波を加え洗浄を行った後、純水中に抽出された0.5μm以上の
パーティクルをリキッドパーティクルカウンター(残渣塵埃測定機:リオン
社製KS-28)を用いて測定した
パーティクル量が少ない程クリーンな材料といえる
粘着試験:マグネットホールドタイプのストッパー成形品をHDD実機に装着し、(1)初期
および(2)磁力によってストッパーとアームを接触させ、80℃、相対湿度
80%RHといった環境負荷を10時間与えた後、アームを回転させてストッパー
からアームが離れる際の引剥力を環境負荷前後で測定し、ホールディングト
ルク増加率を算出した
ホールディングトルク増加率(%)=
〔(環境負荷後の引剥力−初期の引剥力)/初期の引剥力〕×100
反発弾性率の測定:JIS K6255準拠
厚さ2mm、直径29mmのゴムシートを6枚重ねて試験片とし、リュプケ
法により-20℃、25℃、80℃での反発弾性率を測定した
HDD用ストッパーとしては、反発弾性率が低いほどアームの振動を
よく吸収することとなる
実施例2
実施例1において、PTFE充填剤量が5重量部に変更されて用いられた。
実施例3
実施例1において、PTFE充填剤量が70重量部に変更されて用いられた。
実施例4
実施例1において、ハイドロタルサイト量が0.5重量部に変更されて用いられた。
実施例5
実施例1において、ハイドロタルサイト量が2重量部に変更されて用いられた。
実施例6
実施例1において、5-ベンジル-1,5-ジアザビシクロ〔4,3,0〕-5-ノネニウムテトラフルオロボレートの代わりにベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド(キュラティブ♯20:有効成分33重量%)7.5重量部が用いられた。
実施例7
実施例1において、製造例1で得られたVdF/HFPエラストマー共重合体Aの代わりに、製造例2で得られたVdF/HFPエラストマー共重合体Bが同量用いられた。
実施例8
実施例1において、製造例1で得られたVdF/HFPエラストマー共重合体Aの代わりに、製造例3で得られたVdF/HFPエラストマー共重合体Cが同量用いられた。
比較例1
実施例1において、さらにFEFカーボンブラック(東海カーボン製シーストG-SO)5重量部が用いられた。
比較例2
実施例1において、PTFE充填剤の代わりにMTカーボンブラック(Huber製品N990)35重量部が用いられた。
比較例3
実施例1において、ハイドロタルサイト量が3重量部に変更されて用いられた。
比較例4
実施例1において、ハイドロタルサイトの代わりに、酸化カルシウム(近江化学工業製品カルディック♯2000)3重量部が用いられた。
比較例5
実施例1において、PTFE充填剤量が105重量部に変更されて用いられた。
参考例
実施例1において、フッ素ゴムとして比較製造例で得られた含フッ素エラストマー共重合体Dが同量用いられた。
以上の各実施例および比較例で得られた結果は、次の表に示される。なお、比較例3〜4は架橋成形物の発泡により、また比較例5は混練加工性が悪く分散不良により、いずれも評価ができなかった。


実施例 比較例
項目 参考例
硬さ試験
初期硬さ(Duro A) 81 72 90 81 82 84 88 86 82 78 72
硬さ変化(Point) 0 +1 0 0 0 0 +1 +2 0 +3 0
脱離試験
パーティクル数(count/cm2) 1 1 1 1 1 1 1 1 10 10 1
粘着試験
ホールディングトルク増加率(%) 13 15 11 17 12 15 13 13 12 15 12
反発弾性率
-20℃(%) 31 28 32 30 32 30 29 29 30 25 28
+25℃(%) 12 13 11 11 13 13 11 11 13 13 11
+80℃(%) 41 46 40 40 42 40 43 45 43 46 40

Claims (7)

  1. ガラス転移温度を有するとともに融点をも有するフッ化ビニリデン共重合含フッ素エラストマー共重合体100重量部に対し、補強性無機充填剤を含有せず、PTFE充填剤5〜100重量部、ポリオール架橋剤0.5〜10重量部、酸化マグネシウム1〜15重量部およびハイドロタルサイト0.1〜2重量部が配合されたフッ素ゴム組成物。
  2. 結晶融解熱量ΔHが1.0J/g以上である含フッ素エラストマー共重合体が用いられた請求項1記載のフッ素ゴム組成物。
  3. 請求項1記載のフッ素ゴム組成物を製造するに際し、フッ化ビニリデン共重合含フッ素エラストマー共重合体が、重合反応開始前に全仕込みモノマーの20〜40重量%を仕込み、かつ重合反応開始前のフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの各モノマー仕込み組成を、それぞれ75〜85モル%および25〜15モル%として共重合反応を行った後、全仕込みモノマーの60〜80重量%の量となる重合反応中に追加するフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの各モノマー仕込み組成を、それぞれ65〜80モル%および35〜20モル%として共重合反応を続行することにより製造された共重合体であるフッ素ゴム組成物の製造法。
  4. 請求項1記載のフッ素ゴム組成物を製造するに際し、フッ化ビニリデン共重合含フッ素エラストマー共重合体が、重合反応開始前に全仕込みモノマーのうちヘキサフルオロプロピレンの全量およびフッ化ビニリデン総仕込量の25重量%以下を仕込んで共重合反応を行った後、フッ化ビニリデンの総仕込量の75重量%以上を添加して共重合反応を続行することにより製造された共重合体であるフッ素ゴム組成物の製造法。
  5. 重合反応開始前のフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの各モノマー仕込み組成が、それぞれ15〜35モル%および85〜65モル%であるモノマー混合物を仕込んで製造された含フッ素エラストマー共重合体が用いられる請求項4記載のフッ素ゴム組成物の製造法
  6. 請求項1または2記載のフッ素ゴム組成物をポリオール架橋剤で架橋成形して得られた加硫成形物。
  7. ハードディスクドライブに内蔵されるストッパー成形材料として用いられる請求項6記載の架橋成形物。
JP2012268283A 2012-12-07 2012-12-07 フッ素ゴム組成物 Active JP6020107B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012268283A JP6020107B2 (ja) 2012-12-07 2012-12-07 フッ素ゴム組成物
EP13194404.3A EP2740763B1 (en) 2012-12-07 2013-11-26 Fluororubber composition
US14/097,701 US9441101B2 (en) 2012-12-07 2013-12-05 Fluororubber composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012268283A JP6020107B2 (ja) 2012-12-07 2012-12-07 フッ素ゴム組成物

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2014114349A JP2014114349A (ja) 2014-06-26
JP2014114349A5 JP2014114349A5 (ja) 2016-01-21
JP6020107B2 true JP6020107B2 (ja) 2016-11-02

Family

ID=49683511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012268283A Active JP6020107B2 (ja) 2012-12-07 2012-12-07 フッ素ゴム組成物

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9441101B2 (ja)
EP (1) EP2740763B1 (ja)
JP (1) JP6020107B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656496C1 (ru) * 2017-05-11 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Вулканизуемая резиновая смесь на основе фторкаучука
CN109912908B (zh) 2017-12-13 2021-05-18 财团法人工业技术研究院 基板组合物及由其所制备的基板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3929934A (en) * 1973-11-19 1975-12-30 Du Pont Novel fluoroelastomers in powder form
JP4785713B2 (ja) * 2002-04-23 2011-10-05 ユニマテック株式会社 含フッ素エラストマーおよびその組成物
CN100354358C (zh) * 2003-04-21 2007-12-12 Nok株式会社 低摩擦氟橡胶交联产品的制造方法
JP4412226B2 (ja) * 2005-05-11 2010-02-10 Nok株式会社 ポリオール架橋可能なフッ素ゴム組成物
JP4528713B2 (ja) * 2005-11-16 2010-08-18 Nok株式会社 フッ素ゴム組成物及びフッ素ゴム架橋体の製造方法
WO2007058038A1 (ja) * 2005-11-16 2007-05-24 Nok Corporation フッ素ゴム組成物及びフッ素ゴム架橋体の製造方法
JP5168918B2 (ja) * 2007-01-29 2013-03-27 ユニマテック株式会社 含フッ素エラストマーおよびその組成物
CN101835841B (zh) * 2007-08-29 2012-12-26 索维索莱克西斯公开有限公司 (全)氟弹性体组合物
EP2221318B1 (en) * 2007-11-28 2012-11-07 Unimatec Co., Ltd. Process for producing fluoroelastomer
WO2010026912A1 (ja) * 2008-09-04 2010-03-11 Nok株式会社 フッ素ゴム組成物及びフッ素ゴム架橋体の製造方法
JP2010111789A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Unimatec Co Ltd 含フッ素エラストマーおよびその架橋性組成物
JP2010241900A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Unimatec Co Ltd 含フッ素エラストマー組成物
JP5275943B2 (ja) 2009-08-19 2013-08-28 三菱電線工業株式会社 フッ素ゴム組成物及びゴム部材
US20110274861A1 (en) * 2009-12-02 2011-11-10 Dupont Performance Elastomers Llc Fuel management systems having a fluororubber component in contact with fuel

Also Published As

Publication number Publication date
EP2740763B1 (en) 2016-10-12
US20140163153A1 (en) 2014-06-12
EP2740763A1 (en) 2014-06-11
JP2014114349A (ja) 2014-06-26
US9441101B2 (en) 2016-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6884166B2 (ja) 部分フッ素化エラストマー並びにその製造方法及びその使用方法
WO2021039865A1 (ja) 蓄電体およびガスケット
TWI448501B (zh) 具低羰基端基比率之全氟彈性體
EP1798252B1 (en) Crosslinked fluorocopolymer moldings
JP2018087341A (ja) 低粘度フルオロエラストマー
US8912283B2 (en) Fluorine-containing elastomer blend
JP2012214766A (ja) フルオロポリマー水性分散液
TW201430030A (zh) 包含溶劑之過氧化物-可固化之氟聚合物組合物及其使用方法
US9631036B2 (en) Fluoroelastomers
JP6020107B2 (ja) フッ素ゴム組成物
EP4353759A1 (en) Production method for aqueous fluorine-containing elastomer dispersion, composition, and aqueous dispersion
JP5962188B2 (ja) 含フッ素エラストマーの製造法
WO2004065436A1 (ja) 加硫可能な含フッ素エラストマーの製造方法
JP7464882B2 (ja) 含フッ素エラストマー水性分散液の製造方法、含フッ素エラストマーおよび水性分散液
JP7161137B2 (ja) 電気化学デバイス用被圧縮部材
JP7323822B2 (ja) 電気化学デバイス用被圧縮部材
JP5998588B2 (ja) 含フッ素エラストマーブレンド物およびその組成物
JPH0114934B2 (ja)
JP4759950B2 (ja) 含フッ素エラストマーおよびその製造方法
EP4186932A1 (en) Method for producing fluorine-containing elastomer aqueous dispersion and fluorine-containing elastomer aqueous dispersion
CN114269844A (zh) 包含金属氟化物颗粒的可固化含氟聚合物组合物及其制品
EP4194474A1 (en) Method for producing aqueous dispersion of fluorine-containing elastomer
JP2022058296A (ja) 封止部材および蓄電体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160919

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6020107

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250