JP7345484B2 - フルオロエラストマー硬化性組成物 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年2月9日に出願の欧州特許出願第18156108.5号に基づく優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
- ヨウ素硬化部位を含む少なくとも1種の(パー)フルオロエラストマー[フルオロエラストマー(A)];
- フルオロエラストマー(A)を基準として4.0~15.0phrの量で存在する、式:
(式中、
- RA Hのそれぞれは、互いに等しいか又は異なり、酸素、窒素、硫黄からなる群から特に選択される1個又は2個以上のヘテロ原子を含んでいてもよいC1~C12炭化水素基であり;
- jAはゼロ又は1~3の整数であり;
- Eは、三価の=P(=O)-基又は三価の=C(RD H)-基であり、RD Hはメチル基又はエチル基であり;
- RB Hは、Eが=C(RC H)-の場合はRB Hがメチル基又はエチル基であることを条件として、フェニル、メチル基、又はエチル基であり;
- RC Hは、水素原子であるか、メチル基及びエチル基から選択される);
の少なくとも1種の光開始剤[開始剤(P)]、
並びに
- (U-1)一般式:
(式中、Risocyのそれぞれは、互いに等しいか又は異なり、各存在において、H、又は基-Rrisocy若しくは-ORrisocyから独立に選択され、Rrisocyはハロゲンを含んでいてもよいC1~C5アルキルであり、各Jisocyは、互いに等しいか又は異なり、各存在において、結合、又は任意選択的にヘテロ原子を含んでいてもよい二価の炭化水素基から独立して選択される);
の三置換イソシアヌレート化合物、及び
- (U-2)一般式:
(式中、Rcyのそれぞれは、互いに等しいか又は異なり、各存在において、H、又は基-Rrcy若しくは-ORrcyから独立に選択され、Rrcyはハロゲンを含んでいてもよいC1~C5アルキルであり、各Jcyは、互いに等しいか又は異なり、各存在において、結合、又は任意選択的にヘテロ原子を含んでいてもよい二価の炭化水素基から独立して選択される);
の三置換シアヌレート化合物
から選択される、フルオロエラストマー(A)を基準として2.5~15.0phrの量で存在する、少なくとも1種の多価不飽和化合物[化合物(U)];
を含有する組成物[組成物(C)]に関する。
- テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、ペンタフルオロプロピレン、及びヘキサフルオロイソブチレンなどの、C2~C8フルオロ-及び/又はパーフルオロオレフィン;
- C2~C8水素化モノフルオロオレフィン、例えば、フッ化ビニル;
1,2-ジフルオロエチレン、フッ化ビニリデン(VDF)、及びトリフルオロエチレン(TrFE);
- 式CH2=CH-Rf0(式中、Rf0は、C1~C6(パー)フルオロアルキル又は1個以上のエーテル基を有するC1~C6(パー)フルオロオキシアルキルである)に従う(パー)フルオロアルキルエチレン;
- クロロトリフルオロエチレン(CTFE)のような、クロロ-及び/又はブロモ-及び/又はヨード-C2~C6フルオロオレフィン;
- 式CF2=CFORf1(式中、Rf1は、C1~C6フルオロ-又はパーフルオロアルキル、例えば、-CF3、-C2F5、-C3F7である)に従うフルオロアルキルビニルエーテル;
- 式CH2=CFORf1(式中、Rf1は、C1~C6フルオロ-又はパーフルオロアルキル、例えば、-CF3、-C2F5、-C3F7である)に従うヒドロフルオロアルキルビニルエーテル;
- 式CF2=CFOX0(式中、X0は、1個以上のエーテル基を有するC1~C12オキシアルキル、又はC1~C12(パー)フルオロオキシアルキルである)に従うフルオロ-オキシアルキルビニルエーテル;特に式CF2=CFOCF2ORf2(式中、Rf2は、C1~C6フルオロ-又はパーフルオロアルキル、例えば、-CF3、-C2F5、-C3F7又は-C2F5-O-CF3のような、1個以上のエーテル基を有するC1~C6(パー)フルオロオキシアルキルである)に従う(パー)フルオロ-メトキシ-ビニルエーテル;
- 式CF2=CFOY0(式中、Y0は、C1~C12アルキル若しくは(パー)フルオロアルキル、又はC1~C12オキシアルキル若しくはC1~C12(パー)フルオロオキシアルキルであり、前記Y0基は、カルボン酸基又はスルホン酸基を、その酸、酸ハライド若しくは塩形態で含む)に従う官能性フルオロ-アルキルビニルエーテル;
- 式:
(式中、互いに等しいか又は異なる、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6の各々は、独立して、フッ素原子、1つ以上の酸素原子を任意選択で含むC1~C6フルオロ-又はパー(ハロ)フルオロアルキル、例えば-CF3、-C2F5、-C3F7、-OCF3、-OCF2CF2OCF3である)の(パー)フルオロジオキソール;
からなる群から選択される。
(1)VDF系コポリマー(この中のVDFは、
(a)テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)などのC2~C8パーフルオロオレフィン;
(b)水素含有C2~C8オレフィン、例えば、フッ化ビニル(VF)、トリフルオロエチレン(TrFE)、ヘキサフルオロイソブテン(HFIB)、式CH2=CH-Rf(式中、Rfは、C1~C6パーフルオロアルキル基である)のパーフルオロアルキルエチレン;
(c)ヨウ素、塩素及び臭素の少なくとも1つを含む、C2~C8フルオロオレフィン、例えば、クロロトリフルオロエチレン(CTFE);
(d)式CF2=CFORf(式中、Rfは、C1~C6(パー)フルオロアルキル基、好ましくは、CF3、C2F5、C3F7である)の(パー)フルオロアルキルビニルエーテル(PAVE);
(e)式CF2=CFOX(式中、Xは、カテナリー酸素原子を含むC1~C12((パー)フルオロ)-オキシアルキル、例えばパーフルオロ-2-プロポキシプロピル基である)の(パー)フルオロ-オキシ-アルキルビニルエーテル;
(f)式:
(式中、互いに等しいか又は異なる、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6の各々は、独立して、フッ素原子、及び任意選択で1個又は2個以上の酸素原子を含む、C1~C6(パー)フルオロアルキル基、例えば、とりわけ-CF3、-C2F5、-C3F7、-OCF3、-OCF2CF2OCF3からなる群から選択される)を有する(パー)フルオロジオキソール;好ましくはパーフルオロジオキソール;
(g)式:
CF2=CFOCF2ORf2
を有する(パー)フルオロ-メトキシ-ビニルエーテル(以下、MOVE)
(式中、Rf2は、C1~C6(パー)フルオロアルキル;C5~C6環状(パー)フルオロアルキル;及び少なくとも1つのカテナリー酸素原子を含むC2~C6(パー)フルオロオキシアルキルからなる群から選択され;Rf2は、好ましくは-CF2CF3(MOVE1);-CF2CF2OCF3(MOVE2);又は-CF3(MOVE3)である);
(h)C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)、例えばエチレン及びプロピレン;
からなる群から選択される少なくとも1種の追加のコモノマーと共重合されている);並びに
(2)TFE系コポリマー(ここで、TFEは、上で詳述されたとおりの(c)、(d)、(e)、(g)、(h)及び(i)からなる群から選択される少なくとも1種の追加のコモノマーと共重合されている)
の中で選択される。
(式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、互いに等しいか又は異なり、H又はC1~C5アルキルであり;Zは、好ましくは少なくとも部分的にフッ素化された、酸素原子を任意選択で含有する直鎖又は分岐のC1~C18炭化水素基(アルキレン又はシクロアルキレン基を含む)、又は1つ以上のカテナリーエーテル性結合を含む(パー)フルオロ(ポリ)オキシアルキレン基である)
を有するビス-オレフィン[ビス-オレフィン(OF)]由来の繰り返し単位も含んでいてもよい。
(式中、jは、2~10、好ましくは4~8の整数であり、互いに等しいか又は異なるR1、R2、R3、R4は、H、F、又はC1~5アルキル若しくは(パー)フルオロアルキル基である);
(式中、互いに及び出現ごとに等しいか又は異なる、Aの各々は、独立して、F、Cl、及びHから選択され;互いに及び出現ごとに等しいか又は異なる、Bの各々は、独立して、F、Cl、H及びORB(式中、RBは、部分的に、実質的に又は完全にフッ素化又は塩素化されていることができる分岐又は直鎖のアルキルラジカルである)から選択され;Eは、エーテル結合が挿入されていてもよい、任意選択的にフッ素化された、2~10個の炭素原子を有する二価の基であり;好ましくは、Eは、mが3~5の整数である、-(CF2)m-基である;(OF-2)タイプの好ましいビス-オレフィンは、F2C=CF-O-(CF2)5-O-CF=CF2である);
(式中、E、A、及びBは上記で定義されたものと同じ意味を有し;互いに等しいか又は異なるR5、R6、R7は、H、F又はC1~5アルキル若しくは(パー)フルオロアルキル基である)
に従うものからなる群から選択される。
(式中、Niは、長さMiを有する鎖のモル数であり;数平均分子量は、通常単分散ポリスチレン標準に対して、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を使用して、GPCによって決定される)。
及び
多分散指数(PDI)であり、多分散指数は本明細書では数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比率として表現される。
- 2~10個の炭素を含むヨードアルファ-オレフィン;
- ヨードフルオロアルキルビニルエーテル(とりわけ、米国特許第4564662号明細書(MINNESOTA MINING)(1986年1月14日)及び欧州特許出願公開第199138A号明細書(DAIKIN IND LTD)(1986年10月29日)の特許に記載のとおり);
から選択される臭素化及び/又はヨウ素化硬化部位コモノマーに由来する繰り返し単位を含む。
- ヨウ素連鎖移動剤;好適な鎖-鎖移動剤は、典型的には式Rf(I)x(Br)y(式中、Rfは、1~8個の炭素原子を含有する(パー)フルオロアルキル又は(パー)フルオロクロロアルキルである一方で、x及びyは、1≦x+y≦2の0~2の整数である)のものである(例えば米国特許第4243770号明細書(DAIKIN IND LTD)(1981年1月6日)及び米国特許第4943622号明細書(NIPPON MEKTRON KK)(1990年7月24日)を参照されたい);並びに
- とりわけ米国特許第5173553号明細書(AUSIMONT SRL)(1992年12月22日)に記載のものなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属ヨウ化物;
のうちの少なくとも1つのフルオロエラストマー(A)製造中の重合媒体への添加によって得られる。
(式中、
- R1 H及びR2 Hは、互いに等しいか又は異なり、独立にメチル基又はエチル基であり、好ましくは両方がメチル基であり;
- 各R3 Hは、互いに等しいか又は異なり、特に酸素、窒素、硫黄からなる群から選択される1個又は2個以上のヘテロ原子を含んでいてもよいC1~C12炭化水素基であり;
- jは、ゼロ又は1~3の整数であり、好ましくはゼロである)
の少なくとも1種の光開始剤[開始剤(P-1)]であり、
前記開始剤(P-1)は、フルオロエラストマー(A)を基準として4.0~15.0phrの量で存在する。
(式中、
- 各R1’ Hは、互いに等しいか又は異なり、特に酸素、窒素、硫黄からなる群から選択される1個又は2個以上のヘテロ原子を含んでいてもよいC1~C12炭化水素基であり;
- R2’ Hは、メチル基、エチル基、及びフェニル基から選択される基であり;
- R3’ Hは、メチル基及びエチル基から選択される基であり;
- j’は、ゼロ又は1~3の整数であり、好ましくはゼロである)
の少なくとも1種の光開始剤[開始剤(P-2)]を含有し、
前記開始剤(P)は、フルオロエラストマー(A)を基準として4.0~15.0phrの量で存在する。
(a)フルオロエラストマー(A)の100重量部に対して、通常0.5~15.0phr、好ましくは1~10phr、より好ましくは1~5phrの量の、1種又は2種以上の金属塩基性化合物;金属塩基性化合物は、通常、(j)二価金属の酸化物又は水酸化物、例えばMg、Zn、Ca又はPbの酸化物又は水酸化物、並びに(jj)弱酸の金属塩、例えばBa、Na、K、Pb、Caのステアリン酸塩、安息香酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩又は亜リン酸塩からなる群から選択される;
(b)フルオロエラストマー(A)100重量部に対して通常0.5~15.0phr、好ましくは1~10.0phr、より好ましくは1~5phrの量での、金属塩基性化合物でない1種又は2種以上の酸受容体;これらの酸受容体は、通常窒素含有有機化合物、例えば、特に欧州特許出願公開第708797A号明細書(DU PONT)1996年5月1日に記載されたとおりの、1,8-ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン、オクタデシルアミンなどから選択される;
(c)フィラー、増粘剤、顔料、酸化防止剤、安定剤、加工助剤/可塑剤などの、他の従来の添加剤;
を更に含んでいてもよい。
TPO-Lは、IGM ResinsからOMNIRAD(登録商標)TPO-Lとして商業的に供給されているエチル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィネートであり、受け取ったままの状態で使用される。
545rpmで動作する機械撹拌機を備えた10リットルの反応器に、5.4リットルの脱塩水、及び式:CF2ClO(CF2-CF(CF3)O)n(CF2O)mCF2COOH(式中、n/m=10であり、600の平均分子量を有する)の酸性末端基を有する8.8mlのパーフルオロポリオキシアルキレンと、5.6mlの30体積/体積%のNH4OH水溶液と、20.0mlの脱塩水と、n/m=20の、450の平均分子量を有する式:CF3O(CF2CF(CF3)O)n(CF2O)mCF3の5.5mlのGALDEN(登録商標)D02パーフルオロポリエーテルとを混合することによって予め得られた、40mlのマイクロエマルジョンを導入した。反応器を加熱し、80℃の設定点温度に維持した。次いで、テトラフルオロエチレン(TFE)(11モル%)と、フッ化ビニリデン(VDF)(70モル%)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)(19モル%)との混合物を添加して30bar(3.0MPa)の最終圧力に到達させた。次いで、連鎖移動剤としての54mlの1,4-ジヨードパーフルオロブタン(C4F8I2)と開始剤としての1.8gの過硫酸アンモニウム(APS)を導入した。合計3150gまで、TFE(11モル%)と、VDF(70モル%)と、HFP(19モル%)との混合ガスを連続的に供給することにより、圧力を30barの設定点に維持した。その後、反応器を冷却し、排気し、ラテックスを回収した。液相が完全に除去されるまで、真空下でロータリーエバポレーターでラテックスを乾燥してポリマーを回収した。
移動相 テトラヒドロフラン;流量 1.0mL/分;温度 35℃;注入システム Autosamplerモデル717プラス;注入量 200μl;ポンプ Isocratic Pumpモデル515;カラムセット:プレカラム+4本のWaters Styragel HR:106、105、104及び103Å;検出器 Waters Refractive Indexモデル2414;データ取得及び処理のためのソフトウェア:Waters Empower3。フルオロエラストマーは、12398のMn、23355のMw、及び1.9の多分散指数を有していることが判明した。1000未満の分子量を有するフラクションは実質的にみられなかった。
調製実施例1のフルオロエラストマーを、以下に詳述する手順に従って、以下の表に記載のとおりに添加剤と配合した。
UV硬化は、UVランプHMPLを備えたHelios Italquartz S.r.I.「硬化試験」の「硬化試験」と呼ばれるUV硬化装置で行った。HMPLは、366nmのUVA範囲にピーク発光を有する紫外光(UVA、UVB、及びUVC)のスペクトル全体にわたって発光する中圧水銀ランプである。
引張特性は、ASTM D638 タイプV規格に従って、積み重ねたフィルムから打ち抜いた試験片について決定した。
M100は、100%の伸びにおけるMPa単位での引張強さであり、
TSはMPa単位での引張強さであり;
EBは%単位での破断伸びである。
試験片を、閉じたガラス容器(50mLのMEK中に1gのポリマーの比率)の中のMEKに室温で撹拌せずに16時間(一晩)浸漬する。試験に適したポリマー量は2gである。
Claims (12)
- - ヨウ素硬化部位を含む少なくとも1種の(パー)フルオロエラストマー[フルオロエラストマー(A)];
- フルオロエラストマー(A)を基準として6.0~10.0phrの量で存在する、式:
(式中、
- RA Hのそれぞれは、互いに等しいか又は異なり、酸素、窒素、硫黄からなる群から選択される1個又は2個のヘテロ原子を含んでいてもよいC1~C 4 炭化水素基であり;
- jAは、ゼロ又は1~3の整数であり;
- Eは、三価の
基又は三価の
基であり、RD Hはメチル基又はエチル基であり;
- RB Hは、Eが
基の場合はRB Hがメチル基又はエチル基であることを条件として、フェニル、メチル基、又はエチル基であり;
- RC Hは、水素原子であるか、メチル基及びエチル基から選択される);
の少なくとも1種の光開始剤[開始剤(P)]、
並びに
- (U-1)一般式:
(式中、Risocyのそれぞれは、互いに等しいか又は異なり、各存在において、H、又は基-Rrisocy若しくは-ORrisocyから独立に選択され、Rrisocyはハロゲンを含んでいてもよいC1~C5アルキルであり、各Jisocyは、互いに等しいか又は異なり、各存在において、結合、又は任意選択的にヘテロ原子を含んでいてもよい二価の炭化水素基から独立して選択される)
の三置換イソシアヌレート化合物;
及び
- (U-2)一般式:
(式中、Rcyのそれぞれは、互いに等しいか又は異なり、各存在において、H、又は基-Rrcy若しくは-ORrcyから独立に選択され、Rrcyはハロゲンを含んでいてもよいC1~C5アルキルであり、各Jcyは、互いに等しいか又は異なり、各存在において、結合、又は任意選択的にヘテロ原子を含んでいてもよい二価の炭化水素基から独立して選択される)
の三置換シアヌレート化合物;
から選択される、フルオロエラストマー(A)を基準として2.5~15.0phrの量で存在する、少なくとも1種の多価不飽和化合物[化合物(U)];
を含有する組成物[組成物(C)]。 - 前記フルオロエラストマー(A)が、少なくとも1種の(パー)フッ素化モノマー由来の繰り返し単位を含み、前記(パー)フッ素化モノマーが、
- C 2~C8フルオロ-及び/又はパーフルオロオレフィン;
- C2~C8水素化モノフルオロオレフィン;
- 1,2-ジフルオロエチレン、フッ化ビニリデン(VDF)及びトリフルオロエチレン(TrFE);
- 式CH2=CH-Rf0(式中、Rf0は、C1~C6(パー)フルオロアルキル又は1個以上のエーテル基を有するC1~C6(パー)フルオロオキシアルキルである)に従う(パー)フルオロアルキルエチレン;
- クロロ-及び/又はブロモ-及び/又はヨード-C2~C6フルオロオレフィン;
- 式CF2=CFORf1(式中、Rf1は、C1~C6フルオロ-又はパーフルオロアルキルである)に従うフルオロアルキルビニルエーテル;
- 式CH2=CFORf1(式中、Rf1は、C1~C6フルオロ-又はパーフルオロアルキルである)に従うヒドロフルオロアルキルビニルエーテル;
- 式CF2=CFOX0(式中、X0は、1個以上のエーテル基を有するC1~C12オキシアルキル、又はC1~C12(パー)フルオロオキシアルキルである)に従うフルオロ-オキシアルキルビニルエーテル;
- 式CF2=CFOY0(式中、Y0は、C1~C12アルキル若しくは(パー)フルオロアルキル、又はC1~C12オキシアルキル若しくはC1~C12(パー)フルオロオキシアルキルであり、前記Y0基は、カルボン酸基又はスルホン酸基を、その酸、酸ハライド若しくは塩形態で含む)に従う官能性フルオロ-アルキルビニルエーテル;
- 式:
(式中、互いに等しいか又は異なる、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6の各々は、独立して、フッ素原子、1つ以上の酸素原子を任意選択で含むC1~C6フルオロ-又はパー(ハロ)フルオロアルキルである)の(パー)フルオロジオキソール;
からなる群から選択される、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物(C)。 - 前記フルオロエラストマー(A)が、
(1)VDF系コポリマー(この中のVDFは、
(a)C 2~C8パーフルオロオレフィン;
(b)水素含有C2~C8オレフィン;
(c)ヨウ素、塩素及び臭素の少なくとも1つを含む、C2~C8フルオロオレフィン;
(d)式CF2=CFORf(式中、Rfは、C1~C6(パー)フルオロアルキル基である)の(パー)フルオロアルキルビニルエーテル(PAVE);
(e)式CF2=CFOX(式中、Xは、カテナリー酸素原子を含むC1~C12((パー)フルオロ)-オキシアルキルである)の(パー)フルオロ-オキシ-アルキルビニルエーテル;
(f)式:
(式中、互いに等しいか又は異なる、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6の各々は、独立して、フッ素原子、及び任意選択で1個又は2個以上の酸素原子を含む、C1~C6(パー)フルオロアルキル基からなる群から選択される)を有する(パー)フルオロジオキソール;
(g)式:
CF2=CFOCF2ORf2
を有する(パー)フルオロ-メトキシ-ビニルエーテル(MOVE)
(式中、Rf2は、C1~C6(パー)フルオロアルキル;C5~C6環状(パー)フルオロアルキル;及び少なくとも1つのカテナリー酸素原子を含むC2~C6(パー)フルオロオキシアルキルからなる群から選択される);
(h)C2~C8非フッ素化オレフィン(Ol)
からなる群から選択される少なくとも1種の追加のコモノマーと共重合されている);並びに
(2)TFE系コポリマー(ここで、TFEは、上で詳述されたとおりの(c)、(d)、(e)、(g)、(h)及び(i)からなる群から選択される少なくとも1種の追加のコモノマーと共重合されている);
の中で選択される、請求項4に記載の組成物(C)。 - フルオロエラストマー(A)が、ヨウ素含有量がフルオロエラストマー(A)の総重量に対して0.04~10重量%になる量でヨウ素硬化部位を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物(C)。
- 化合物(U)が、トリアリルイソシアヌレート(「TAIC」とも呼ばれる)及びトリビニルイソシアヌレートからなる群から選択される、請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物(C)。
- 前記化合物(U)の量がフルオロエラストマー(A)の100重量部当たり3.0~12重量部(phr)の範囲である、請求項1~7のいずれか1項に記載の組成物(C)。
- アセトン、メチルエチルケトン;アセトニトリル、ジメチルホルマミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP);酢酸エチル;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサンからなる群から選択される少なくとも1種の有機溶媒を追加的に含有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の組成物(C)。
- 前記組成物(C)が、グルタル酸エステル、アジピン酸エステル、マレイン酸エステル、アゼライン酸エステル、セバシン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル、リン酸エステルからなる群から選択される少なくとも1種の可塑剤(P)を含有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の組成物(C)。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の組成物(C)を硬化させることを含む、成形品の製造方法。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の組成物(C)から得られる硬化した物品。
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