JP6773560B2 - 高フッ素化エラストマー - Google Patents
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Description
(a)次式Iのフッ素化ジヨードエーテル化合物:
Rf−CF(I)−(CX2)n−(CX2CXR)m−O−R”f−Ok−(CXR’CX2)p−(CX2)q−CF(I)−R’f
(式中、
Xは、独立して、F、H、及びClから選択され、
Rは、Fであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化された又は全フッ素化されたアルカンであり、
Rf及びR’fは、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
R”fは、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は炭素原子を1〜8個と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価フルオロ化アルキレンエーテルであり、
kは、0又は1であり、n、m、q、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、但し、kが0であるとき、n+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)、及び
(b)フッ素化モノマー、から誘導される。
−CF(Rf)−(CX2)n−(CX2CXR)m−O−R”f−Ok−(CXR’CX2)p−(CX2)q−CF(R’f)−
の断片を少なくとも1つ含む
(式中、
Xは、独立して、F、H、及びClから選択され、
Rf及びR’fは、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
Rは、Fであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化された又は全フッ素化されたアルカンであり、
R”fは、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は1〜8個の炭素原子と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価フルオロ化アルキレンエーテルであり、
kは、0又は1であり、n、m、q、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、但し、kが0であるとき、n+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)。
(a)
(i)次式Iのフッ素化ジヨードエーテル化合物:
Rf−CF(I)−(CX2)n−(CX2CXR)m−O−R”f−Ok−(CXR’CX2)p−(CX2)q−CF(I)−R’f
(式中、
Xは、独立して、F、H、及びClから選択され、
Rf及びR’fは、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
Rは、Fであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化された又は全フッ素化されたアルカンであり、
R”fは、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は1〜8個の炭素原子と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価フルオロ化アルキレンエーテルであり、
kは、0又は1であり、n、m、q、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、但し、kが0であるとき、n+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)と、
(ii)フッ素化モノマーと、を提供すること、及び
(b)水の存在下で、フッ素化ジヨードエーテル化合物及びフッ素化モノマーを開始剤と接触させること、を含む。
「a」、「an」、及び「the」は、互換可能なものとして使用され、1つ以上を意味する。
「及び/又は」は、記載された場合の1つ若しくは両方が起こる可能性があることを示すために用いられ、例えば、A及び/又はBとは、(A及びB)並びに(A又はB)を含む。
「主鎖」は、ポリマーの主となる連続鎖を指す。
「架橋」は、2つの予め形成されたポリマー鎖を、化学結合又は化学基を用いて連結することを指す。
「硬化部位」は、架橋に関与する場合がある、官能基を指す。
「モノマー」は、重合によりポリマーの基本的構造の部分を形成することができる分子である。
「ポリマー」は、少なくとも50,000ダルトン、少なくとも100,000ダルトン、少なくとも300,000ダルトン、少なくとも500,000ダルトン、少なくとも750,000ダルトン、少なくとも1,000,000ダルトン、又は更には少なくとも1,500,000ダルトンであり、かつポリマーの早期ゲル化を引き起こすほどには高くない数平均分子量(Mn)を有する高分子構造を指す。
本開示のフッ素化ジヨードエーテル化合物は、式Iによる構造を有する:
Rf−CF(I)−(CX2)n−(CX2CXR)m−O−R”f−Ok−(CXR’CX2)p−(CX2)q−CF(I)−R’f
(式中、
Xは独立して、F、H、及びClから選択され、
Rf及びR’fは、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
RはFであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化された又は全フッ素化されたアルカンであり、
R”fは、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は1〜8個の炭素原子と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価フルオロ化アルキレンエーテルであり、
kは、0又は1であり、n、m、q、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、但し、kが0であるとき、n+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)。
−CF2−(O−[CF2]n)z−(式中、nは0〜5の整数であり、zは1〜4の整数である);−CF2−(O−[CF2]n)−CF2−(式中、nは0〜5である);−(CF2−CF)n−(式中、nは0〜3の整数である);−CX1、X2−(O−[CF、X3])n−CX4、X5−(式中、nは0〜5であり、X1、X2、X3、X4、及びX5は、独立して、H、F、又はClから選択され;−(CF2)n−(OCF2−CF(CF3))p−O−(CF2)z(式中、nは1〜5の整数であり、pは0〜5の整数であり、かつzは1〜5の整数である);並びに−(CF2−CF(CF3)−O)m−O−(CF2)n−O−(CF2−CF(CF3)O)p−(CF2)z−(式中、mは1〜3の整数であり、nは1〜5の整数であり、pは0〜3の整数であり、zは1〜5の整数である)が挙げられる。
I−CF2−CF2−O−CF2−CF2−I;I−CF2−CF2−O−(CF2)b−I(式中、bは3〜10の整数である);
I−(CF2)c−O−(CF2)b−I(式中、cは3〜10の整数であり、bは3〜10の整数である);ICF2−CF2−O−CF2−O−CF2−CF2−I;
ICF2−CF2−O−CF2−(CF2)b−O−CF2−CF2I(式中、bは1〜5の整数である);
ICF2−CF2−[O−CF2−(CF2)b]z−O−CF2−CF2I(式中、bは1〜5の整数であり、zは1〜4の整数である);
I−CF2−CH2−O−CF2−CF2−CF2I;I−CF2−CH2−CF2−O−CF2−CF2−CF2I;
I−CF2−CHF−CF2−O−CF2−CF2−CF2I;ICF2−CF2−O−CF2−CFI−CF3
ICF2−CF2−(CF2)a−[O−CF−CF2]b−(O−[CF2]c)z−O[−CF2]d−CF2−CF2I(式中、aは0〜6の整数であり、bは0〜5の整数であり、cは1〜6の整数であり、dは0〜6の整数であり、かつzは0〜6の整数である);
ICF2−(CF2)a−(O−CF2CF(CF3))b−O−(CF2)c−O−(CF2−CF−O)d−(CF2)z−O−CF2CF2−I(式中、aは0〜6の整数であり、bは0〜5の整数であり、cは1〜6の整数であり、dは0〜5の整数であり、かつzは0〜5の整数である);並びにI−CF2−(CF2)a−O−(CF2)b−O−CF2−CF(CF3)−I(式中、aは1〜5の整数であり、かつbは1〜5の整数である)が挙げられる。
本開示では、フッ素化ジヨードエーテル化合物の存在下でモノマーを重合させて、高フッ素化エラストマーゴムを形成する。本開示において、モノマーは少なくとも1種のフッ素化モノマーであるものの非フッ素化モノマー又は硬化部位モノマーなどの追加のモノマーを添加することもできる。
CF2=CF(CF2)bO(Rf”O)n(Rf’O)mRf
を有し得る(式中、Rf”及びRf’は、独立して、炭素原子を2、3、4、5、又は6個含む直鎖又は分枝鎖ペルフルオロアルキレンラジカル基であり、m及びnは、独立して、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、及び10から選択される整数であり、Rfは炭素原子を1、2、3、4、5、又は6個含むペルフルオロアルキル基であり、bは0又は1であり、nは、0又は1であり、mは0、1、2、3、4、又は5である)。
CY2=CX−(CF2)a−(O−CF(Z)−CF2)b−O−(CF2)c−(O−CF(Z)−CF2)d−(O)e−(CF(A))f−CX=CY2により表されるフッ素化ビスオレフィン化合物とは更に区別され得る
(式中、aは、0、1、及び2から選択される整数であり、bは、0、1、及び2から選択される整数であり、cは、0、1、2、3、4、5、6、7、及び8から選択される整数であり、dは、0、1、及び2から選択される整数であり、eは、0又は1であり、fは、0、1、2、3、4、5、及び6から選択される整数であり、
Zは、独立して、F及びCF3から選択され、Aは、F又は全フッ素化アルキル基であり、Xは、独立して、H又はFであり、Yは、独立してH、F、及びCF3から選択される)。好ましい実施形態では、高フッ素化ビスオレフィン化合物は全フッ素化されており、すなわちX及びYは、独立して、F及びCF3から選択される。
CY2=CX−(CF2)g−(O−CF(CF3)−CF2)h−O−(CF2)i−(O)j−(CF2)k−CF(I)−、X(III)
(式中、X及びYは、独立して、H、F、及びCF3から選択され、gは、0又は1であり、hは、0、2、3から選択される整数であり、iは、0、1、2、3、4、及び5から選択される整数であり、jは、0又は1であり、並びにkは、0、1、2、3、4、5、及び6から選択される整数である)。一実施形態では、硬化部位モノマーを含有するフッ素化ヨウ素は、全フッ素化されている。
(a)次式:
ZRf−O−CX=CX2
を有する臭素又はヨウ素(ペル)フルオロアルキル−(ペル)フルオロビニルエーテル(式中、各Xは同じであっても、又は異なっていてもよく、かつH又はFを表し、ZはBr又はIであり、Rfは、任意に塩素及び/又はエーテル酸素原子を含有する(ペル)フルオロアルキレンC1〜C12であり、好適な例としては、ZCF2−O−CF=CF2、ZCF2CF2−O−CF=CF2、ZCF2CF2CF2−O−CF=CF2、CF3CFZCF2−O−CF=CF2が挙げられ、式中、ZはBr又はIを表す)、及び
(b)次式:
Z’−(Rf’)r−CX=CX2
を有するものなどの臭素又はヨウ素(ペル)フルオロオレフィン[式中、各Xは、独立して、H又はFを表し、Z’は、Br又はIであり、Rf'は、場合により塩素原子を含有する、ペルフルオロアルキレンC1〜C12であり、rは0又は1である(例えば:ブロモ−若しくはヨード−トリフルオロエテン、4−ブロモ−ペルフルオロブテン−1,4−ヨード−ペルフルオロブテン−1、又はブロモ−若しくはヨード−フルオロオレフィン、例えば、1−ヨード,2,2−ジフルロロ(difluroro)エテン、1−ブロモ−2,2−ジフルオロエテン、4−ヨード−3,3,4,4,−テトラフルオロブテン−1、及び4−ブロモ−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1が挙げられる)]、及び
(c)非フッ素化ブロモ及びヨード−オレフィン、例えば、臭化ビニル、ヨウ化ビニル、4−ブロモ−1−ブテン、及び4−ヨード−1−ブテン、が挙げられる。典型的には、これら硬化部位モノマーが使用される場合、それらはフルオロポリマーに組み込まれるモノマーの総モル数に対して、少なくとも0.01、0.02、0.05、又は更には0.1モル%、かつ最大で0.5,0.75,0.9、又は更には1モル%の量で使用される。
Y−Rf−Z−M
に対応するフッ素化界面活性剤を使用できる(式中、Yは、水素、Cl又はFを表し、Rfは、4〜10個の炭素原子を有する線状又は分枝状完全フッ素化アルキレンを表し、Zは、COO−又はSO3 −を表し、Mはアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンを表す)。このようなフッ素化界面活性剤としては、フッ素化アルカン酸及びフッ素化アルカンスルホン酸並びにそれらの塩、例えば、ペルフルオロオクタン酸及びペルフルオロオクタンスルホン酸のアンモニウム塩などが挙げられる。本明細書に記載するポリマーの調製において使用するにあたり、次の一般式のフッ素化界面活性剤も想到される。
[Rf−O−L−COO−]iXi+
(式中、Lは、線状の部分若しくは完全フッ素化アルキレン基又は脂肪族炭化水素基を表し、Rfは、線状の部分若しくは完全フッ素化脂肪族基又は1つ以上の酸素原子で中断された線状の部分若しくは完全フッ素化基を表し、Xi+は、価数iを有する陽イオンを表し、iは、1、2及び3である)。一実施形態では、乳化剤は、CF3−O−(CF2)3−O−CHF−CF2−C(O)OH、及びこれらの塩から選択される。具体例は、参照により本明細書に援用される米国特許出願第2007/0015937号に開示されている。例示的な乳化剤としては、CF3CF2OCF2CF2OCF2COOH、CHF2(CF2)5COOH、CF3(CF2)6COOH、CF3O(CF2)3OCF(CF3)COOH、CF3CF2CH2OCF2CH2OCF2COOH、CF3O(CF2)3OCHFCF2COOH、CF3O(CF2)3OCF2COOH、CF3(CF2)3(CH2CF2)2CF2CF2CF2COOH、CF3(CF2)2CH2(CF2)2COOH、CF3(CF2)2COOH、CF3(CF2)2(OCF(CF3)CF2)OCF(CF3)COOH、CF3(CF2)2(OCF2CF2)4OCF(CF3)COOH、CF3CF2O(CF2CF2O)3CF2COOH、及びその塩が挙げられる。
X2C=CX(CF2)m(CH2)n[O−(CX2)p]q−[O−(CX2)r]s−[O−(CX2−CX2)]t−[(O)w−(CX2)u]v−[CH2]z−Y
の重合性フッ素化乳化剤を使用できる(式中、Xは、独立して、H、F、又はCF3から選択され、Yは、COOM又はSO3Mであり、重合性フッ素化乳化剤は、少なくとも1つのフッ素原子を含む)。Mは、H、アルカリ金属(例えば、Na、Caなど)、又はNH4である。下付き文字mは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。下付き文字nは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。下付き文字pは、少なくとも1、2、3、4、又は更には5;及び20、10、8、又は更には6未満である。下付き文字qは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。下付き文字rは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。下付き文字sは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。下付き文字tは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。下付き文字uは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。下付き文字vは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。下付き文字wは、0又は1である。下付き文字zは、0〜6、0〜5、0〜4;0〜3、又は更には0〜2である。m、n、q、s、t、u、v、及びzのうち少なくとも1つは少なくとも1である。これらのフッ素化乳化剤は、重合中にポリマーへと重合させることもできる。
CF2=CF−(CF2)m−O−(CF2)p−O−(CF2)r−Y;CF2=CF−(CF2)m−O−(CF2)p−CH2−Y;
CF2=CF−(CF2)m−O−(CF2)p−[O−CF[CF3]−CF2]t−O−CF(CF3)−Y;
CF2=CF−(CF2)m−O−(CF2)p−O−CHF−CF2−Y;並びにCF2=CF−(CF2)m−O−(CF2)p−O−CHF−Yなどのフッ素化アリル及びビニルエーテルが挙げられる。
式中、YはCOOM又はSO3Mである。MはH、アルカリ金属、又はNH4である。下付き文字mは、0〜6の整数である。下付き文字rは、0〜6の整数である。下付き文字tは、0〜6の整数である。下付き文字pは、1〜6の整数である。乳化剤の例としては:
CX2=CX−(CF2)m−Y及びCF2=CF−(CF2)m−Y
などのフッ素化オレフィンも挙げられる(式中、Xは、独立して、H、F、又はCF3から選択され、YはCOOM又はSO3Mである)。MはH、アルカリ金属、又はNH4である。下付き文字mは、1〜6の整数である。一実施形態では、フッ素化オレフィン中のXの少なくとも1つはHである。一実施形態では、フッ素化オレフィン中のXの少なくとも1つはF原子を含有する。これらの乳化剤は、参照により本明細書に援用される米国特許出願第61/732966号及び同第61/732967号(2012年12月4日出願)に記載されている。
上述の高フッ素化エラストマーゴムは、硬化性高フッ素化エラストマー組成物の生成に使用することもできる。硬化性高フッ素化エラストマー組成物は、硬化性高フッ素化エラストマーゴムと、1つ以上の過酸化硬化系を含む。過酸化物硬化系は、典型的には、有機過酸化物を包含する。過酸化物を活性化させると、高フッ素化エラストマーが硬化し、架橋(硬化)フルオロエラストマーが形成される。好適な有機過酸化物は、硬化温度でフリーラジカルを生成するものである。50℃を超える温度で分解するジアルキル過酸化物又はビス(ジアルキル過酸化物)が特に好ましい。多くの場合、ペルオキシ酸素原子に結合した第三級炭素原子を有するジtert−ブチルペルオキシドを使用することが好ましい。この種のペルオキシドで最も有用なものは、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3及び2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサンである。他の過酸化物は、過酸化ジクミル、過酸化ジベンゾイル、過安息香酸第3ブチル、α,α’−ビス(tert−ブチルペルオキシ−ジイソプロピルベンゼン)、及びジ[1,3−ジメチル−3−(tert−ブチルペルオキシ)−ブチル]カーボネートなどであるがこれらに限定されない化合物から選択することができる。一般に、高フッ素化エラストマー100部当たり約1〜5部の過酸化物を使用してもよい。
ヨウ素含有量を、Enviroscience(ドイツ、デュッセルドルフ)製のASC−240 S自動試料採取器、Enviroscience AQF−2100 F燃焼装置ユニット(ソフトウェア:「NSX−2100、バージョン1.9.8」;Mitsubishi Chemical Analytech Co.,LTD.)、Enviroscience GA−210ガス吸収装置、及びMetrohm「881 compac IC pro」液体クロマトグラフィー分析装置(ソフトウェア:Metrohm「Magic IC Net 2.3」、フロリダ州、リバービュー)を使用して、元素分析によって測定した。ヨウ素含有量は、フルオロポリマーの重量に対する重量%で記録する。
無酸素条件下で、40リットルの反応槽に、28Lの脱イオン水を入れた。乳化剤として、180gのCF3−O−(CF2)3−O−CFH−CF2−COONH4を加えた。80℃まで加熱後、570gのテトラフルオロエテン(TFE)、2160gのペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、43gのオクタフルオロ−1,4−ジヨードブタンを加えた。5gのペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)を溶解させた50mLの脱イオン水を連続供給し、反応を開始させた。17バール(1.7MPa)圧力及び80℃で、5,850gのTFEと、6,560gのPMVEと、64gのペルフロオロ−[(6−ヨード−4−オキサーヘキシル)−ビニル]−エーテル(MV32−I)を185分間にわたって供給した。得られたラテックスは30%の固体分を有しており、MgSO4を使用して凝固させた。得られた12kgのポリマーを120℃で乾燥させた。
無酸素条件下で、40リットルの反応槽に、28Lの脱イオン水を入れた。乳化剤として、540gのCF3−O−(CF2)3−O−CFH−CF2−COONH4を加えた。80℃まで加熱後、430gのテトラフルオロエテン(TFE)、2370gのペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、及び113gの1,9−ジヨード−3,7−ジオキサ−テトラデカフルオロノナンを加えた。5gのペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)を溶解させた50mLの脱イオン水を連続供給し、反応を開始させた。17バール(1.7MPa)圧力及び80℃で、5,850gのTFEと、6,570gのPMVEと、64gのぺルフロオロ−[(6−ヨード−4−オキサーヘキシル)−ビニル]−エーテル(MV32−I)を540分間にわたって供給した。得られたラテックスは30%の固体分を有しており、MgSO4を使用して凝固させた。得られた11kgのポリマーを120℃で乾燥させた。
無酸素条件下で、40リットルの反応槽に、28Lの脱イオン水を入れた。乳化剤として、180gのCF3−O−(CF2)3−O−CFH−CF2−COONH4を加えた。80℃まで加熱後、450gのテトラフルオロエテン(TFE)、2430gのペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、及び74gの1,9−ジヨード−3,7−ジオキサ−テトラデカフルオロノナンを加えた。5gのペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)を溶解させた50mLの脱イオン水を連続供給し、反応を開始させた。17バール(1.7MPa)圧力及び80℃で、5850gのTFEと、6560gのPMVEと、64gのペルフロオロ−[(6−ヨード−4−オキサーヘキシル)−ビニル]−エーテル(MV32−I)を180分間にわたって供給した。得られたラテックスは30%の固体分を有しており、MgSO4を使用して凝固させた。得られた11kgのポリマーを120℃で乾燥させた。
無酸素条件下で、40リットルの反応槽に、28Lの脱イオン水を入れた。乳化剤として、180gのCF3−O−(CF2)3−O−CFH−CF2−COONH4を加えた。80℃まで加熱後、460gのテトラフルオロエテン(TFE)、2460gのペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、75gの1,9−ジヨード−3,7−ジオキサ−テトラデカフルオロノナン、及び76gのCF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]4−CFH−CF3を加えた。5gのペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)を溶解させた50mLの脱イオン水を連続供給し、反応を開始させた。17バール(1.7MPa)圧力及び80℃で、5,850gのTFEと、6,560gのPMVEと、64gのぺルフロオロ−[(6−ヨード−4−オキサーヘキシル)−ビニル]−エーテル(MV32−I)を260分間にわたって供給した。得られたラテックスは30%の固体分を有しており、MgSO4を使用して凝固させた。得られた11kgのポリマーを120℃で乾燥させた。
無酸素条件下で、40リットルの反応槽に、28Lの脱イオン水を入れた。乳化剤として、180gのCF3−O−(CF2)3−O−CFH−CF2−COONH4を加えた。90℃まで加熱後、420gのテトラフルオロエテン(TFE)、2280gのペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、及び74gの1,9−ジヨード−3,7−ジオキサ−テトラデカフルオロノナンを加えた。1gのペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)を溶解させた50mLの脱イオン水を連続供給し、反応を開始させた。17バール(1.7MPa)圧力及び90℃で、5850gのTFEと、6560gのPMVEと、64gのぺルフロオロ−[(6−ヨード−4−オキサ−ヘキシル)−ビニル]−エーテル(MV32−I)と、50mLの脱イオン水に溶解させた3.7gのAPSとを、245分間にわたって供給した。得られたラテックスは30%の固体分を有しており、MgSO4を使用して凝固させた。得られた11kgのポリマーを120℃で乾燥させた。
下記のとおり、各試料のポリマーを過酸化物硬化パッケージによりプレス硬化し、様々な物理特性を測定した。各ケースにおいて、上述の実施例のポリマー100部を、二段ロール機上で、25部のCancarb Ltd.(カナダ、アルバータ州、メディシンハット)から商品名「THERMAX FLOFORM MEDIUM THERMAL CARBON BLACK N990」、ASTM N990で入手可能なカーボンブラックN−990と、2.5部のAkzoNobel Polymer Chemicals LLC(イリノイ州、シカゴ)から商品名「TRIGONOX 101−50 pd」で販売されている過酸化物と、3部の日本化成株式会社(日本)から商品名「TAIC」で入手可能なTAIC(トリアリルイソシアヌレート)(70%)と混合する。ZnO(ランクセス社(ドイツ、レバークーセン)から入手可能)を5部添加した各試料を、下記では符号Aで示す。ZnO無添加の試料を符号Bで示す。
対応する二次硬化済みシートからASTM D 412のパンチダイDを使用し切り出した試料を使用して、ASTM D 412に従って破断点引張強さ、破断点伸び、及び100%伸長時の弾性率を測定した。
0.139インチ(3.5mm)の断面厚さを有するOリングを、配合済み試料から成形し(177℃で12分間の硬化)、引き続き230℃の空気中で16時間の二次硬化を行った。このOリングを、表1のとおりの様々な時間及び温度にて、25%の初期たわみで、ASTM 395−89の方法Bに記載のものと同様の方法に従って70時間圧縮永久ひずみ試験に供した(3回ずつ分析した)。
[1]
高フッ素化エラストマーゴムを含む組成物であって、前記高フッ素化エラストマーゴムは、
(a)次式Iのフッ素化ジヨードエーテル化合物:
R f −CF(I)−(CX 2 ) n −(CX 2 CXR) m −O−R” f −O k −(CXR’CX 2 ) p −(CX 2 ) q −CF(I)−R’ f
(式中、
Xは、独立して、F、H、及びClから選択され、
R f 及びR’ f は、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
RはFであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化された又は全フッ素化されたアルカンであり、
R” f は、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は1〜8個の炭素原子と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価のフッ素化アルキレンエーテルであり、
kは0又は1であり、n、m、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、但し、kが0であるときn+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)、及び
(b)フッ素化モノマー、から誘導される、組成物。
[2]
式Iの前記フッ素化ジヨードエーテル化合物が、1重量%未満の水素を含む、項目1に記載の組成物。
[3]
前記フッ素化ジヨードエーテル化合物が全フッ素化されている、項目1に記載の組成物。
[4]
前記高フッ素化エラストマーゴムが、0.1〜1重量%の式Iの前記フッ素化ジヨードエーテル化合物から誘導される、項目1〜3のいずれかに記載の組成物。
[5]
前記フッ素化モノマーが、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ素化アリルエーテル、フッ素化ビニルエーテル、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つから選択される、項目1〜4のいずれかに記載の組成物。
[6]
前記フッ素化ビニルエーテルが、ペルフルオロ(メチルビニル)エーテル(PMVE)、ペルフルオロ(エチルビニル)エーテル(PEVE)、ペルフルオロ(n−プロピルビニル)エーテル(PPVE−1)、ペルフルオロ−2−プロポキシプロピルビニルエーテル(PPVE−2)、ペルフルオロ−3−メトキシ−n−プロピルビニルエーテル、ペルフルオロ−2−メトキシ−エチルビニルエーテル、及びCF 3 −(CF 2 ) 2 −O−CF(CF 3 )−CF 2 −O−CF(CF 3 )−CF 2 −O−CF=CF 2 、又はこれらの組み合わせから選択される、項目5に記載の組成物。
[7]
前記フッ素化アリルエーテルが、ペルフルオロ(メチルアリル)エーテル、ペルフルオロ(エチルアリル)エーテル、ペルフルオロ(n−プロピルアリル)エーテル、ペルフルオロ−2−プロポキシプロピルアリルエーテル、ペルフルオロ−3−メトキシ−n−プロピルアリルエーテル、ペルフルオロ−2−メトキシ−エチルアリルエーテル、及びCF 3 −(CF 2 ) 2 −O−CF(CF 3 )−CF 2 −O−CF(CF 3 )−CF 2 −O−CF 2 CF=CF 2 、又はこれらの組み合わせから選択される、項目5に記載の組成物。
[8]
非フッ素化モノマーを更に含む、項目1〜7のいずれかに記載の組成物。
[9]
前記非フッ素化モノマーが、エチレン、プロピレン、又はこれらの組み合わせである、項目8に記載の組成物。
[10]
硬化部位モノマーを更に含み、該硬化部位モノマーが、(a)Br、(b)I、(c)ニトリル末端基、及び(d)2つの炭素炭素二重結合、のうち少なくとも1つを含む、項目1〜9のいずれかに記載の組成物。
[11]
高フッ素化エラストマーゴムを含む組成物であって、前記高フッ素化エラストマーゴムのポリマー主鎖が、次式II:
−CF(R f )−(CX 2 ) n −(CX 2 CXR) m −O−R” f −O k −(CXR’CX 2 ) p −(CX 2 ) q −CF(R’ f )−
の断片を少なくとも1つ含む、組成物
(式中、
Xは独立して、F、H、及びClから選択され、
R f 及びR’ f は、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
Rは、Fであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化された又は全フッ素化されたアルカンであり、
R” f は、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は1〜8個の炭素原子と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価のフッ素化アルキレンエーテルであり、
kは0又は1であり、n、m、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、但し、kが0であるとき、n+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)。
[12]
項目1〜11のいずれかに記載の前記組成物と、過酸化物硬化系との硬化反応の反応生成物を含む、硬化フルオロエラストマー組成物。
[13]
項目12に記載の硬化高フッ素化エラストマーを含む、成形物品。
[14]
ホース、管類、及びOリングのうちの少なくとも1つから選択される、項目13に記載の成形物品。
[15]
高フッ素化ポリマーの重合方法であって:
(a)
(i)次式Iのフッ素化ジヨードエーテル化合物:
R f −CF(I)−(CX 2 ) n −(CX 2 CXR) m −O−R” f −O k −(CXR’CX 2 ) p −(CX 2 ) q −CF(I)−R’ f
(式中、
Xは、独立して、F、H、及びClから選択され、
R f 及びR’ f は、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
Rは、Fであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化された又は全フッ素化されたアルカンであり、
R” f は、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は1〜8個の炭素原子と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価のフッ素化アルキレンエーテルであり、
kは0又は1であり、n、m、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、但し、kが0であるとき、n+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)及び
(ii)フッ素化モノマー、を提供すること、並びに
(b)水の存在下で、前記フッ素化ジヨードエーテル化合物と、前記フッ素化モノマーとを開始剤と接触させること、を含む、方法。
[16]
前記重合が、フッ素化界面活性剤を実質的に含まない、項目15に記載の方法。
[17]
前記重合が、非水性溶媒を実質的に含まない、項目15に記載の方法。
Claims (8)
- 高フッ素化エラストマーゴムを含む組成物であって、前記高フッ素化エラストマーゴムは、
(a)モノマーの総重量に対して少なくとも0.01重量%、最大2重量%である次式Iのフッ素化ジヨードエーテル化合物:
Rf−CF(I)−(CX2)n−(CX2CXR)m−O−R”f−Ok−(CXR’CX2)p−(CX2)q−CF(I)−R’f
(式中、
Xは、独立して、F、H、及びClから選択され、
Rf及びR’fは、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
R及びR’は、独立して、Fであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化されたアルカン、又は炭素原子を1〜3個含み全フッ素化されたアルカンであり、
R”fは、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は1〜8個の炭素原子と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価のフッ素化アルキレンエーテルであり、
kは0又は1であり、n、m、q、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、n+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)、及び
(b)フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ素化アリルエーテル、フッ素化ビニルエーテル、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つから選択されるフッ素化モノマー、から誘導される、組成物。 - 式Iの前記フッ素化ジヨードエーテル化合物が、0重量%〜1重量%未満の水素を含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記高フッ素化エラストマーゴムが、0.1〜1重量%の式Iの前記フッ素化ジヨードエーテル化合物から誘導される、請求項1又は2に記載の組成物。
- 式Iの前記フッ素化ジヨードエーテル化合物が、
I−CF2−CF2−O−(CF2)b−I(式中、bは3〜10の整数である);
I−(CF2)c−O−(CF2)b−I(式中、cは3〜10の整数であり、bは3〜10の整数である);
ICF2−CF2−O−CF2−O−CF2−CF2−I;
ICF2−CF2−O−CF2−(CF2)b−O−CF2−CF2I(式中、bは1〜5の整数である);
ICF2−CF2−[O−CF2−(CF2)b]z−O−CF2−CF2I(式中、bは1〜5の整数であり、zは1〜4の整数である);
I−CF2−CH2−O−CF2−CF2−CF2I;
I−CF2−CH2−CF2−O−CF2−CF2−CF2I;
I−CF2−CHF−CF2−O−CF2−CF2−CF2I;
ICF2−CF2−(CF2)a−[O−CF−CF2]b−(O−[CF2]c)z−O[−CF2]d−CF2−CF2I(式中、aは0〜6の整数であり、bは0〜5の整数であり、cは1〜6の整数であり、dは0〜6の整数であり、かつzは0〜6の整数である);
ICF2−(CF2)a−(O−CF2CF(CF3))b−O−(CF2)c−O−(CF2−CF−O)d−(CF2)z−O−CF2CF2−I(式中、aは0〜6の整数であり、bは0〜5の整数であり、cは1〜6の整数であり、dは0〜5の整数であり、かつzは0〜5の整数である);並びに
I−CF2−(CF2)a−O−(CF2)b−O−CF2−CF(CF3)−I(式中、aは1〜5の整数であり、かつbは1〜5の整数である)
を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。 - 式I中のkが1である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記組成物と、過酸化物硬化系との硬化反応の反応生成物を含む、硬化フルオロエラストマー組成物。
- 請求項6に記載の硬化フルオロエラストマー組成物を含む、成形物品。
- 高フッ素化ポリマーの重合方法であって:
(a)
(i)モノマーの総重量に対して少なくとも0.01重量%、最大2重量%である次式Iのフッ素化ジヨードエーテル化合物:
Rf−CF(I)−(CX2)n−(CX2CXR)m−O−R”f−Ok−(CXR’CX2)p−(CX2)q−CF(I)−R’f
(式中、
Xは、独立して、F、H、及びClから選択され、
Rf及びR’fは、独立して、F、及び1〜3個の炭素原子を有する一価のペルフルオロアルカンから選択され、
R及びR’は、独立して、Fであるか、又は炭素原子を1〜3個含み部分的にフッ素化されたアルカン、又は炭素原子を1〜3個含み全フッ素化されたアルカンであり、
R”fは、炭素原子を1〜5個有する二価のフルオロアルキレンであるか、又は1〜8個の炭素原子と、少なくとも1つのエーテル結合とを有する二価のフッ素化アルキレンエーテルであり、
kは0又は1であり、n、m、q、及びpは、独立して、0〜5の整数から選択され、n+mは少なくとも1であり、p+qは少なくとも1である)及び
(ii)フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ素化アリルエーテル、フッ素化ビニルエーテル、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つから選択されるフッ素化モノマー、
を提供すること、並びに
(b)水の存在下で、前記フッ素化ジヨードエーテル化合物と、前記フッ素化モノマーとをフリーラジカル開始剤と接触させること、を含む、方法。
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