JPH0433904A - 高強度・伸度を有する四フッ化エチレン―エチレン系共重合体の製造方法 - Google Patents
高強度・伸度を有する四フッ化エチレン―エチレン系共重合体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、高強度・伸度を有する四フッ化エチレン−エ
チレン系共重合体の製造方法に関するものである。
チレン系共重合体の製造方法に関するものである。
[従来の技術]
四フッ化エチレン−エチレン系共重合体は、成形性に優
れたフッ素樹脂として広く利用されている。また、特公
昭59−50163号公報などには、クリープ性、高温
引張強度などが改善された四フッ化エチレン−エチレン
系共重合体などが提案されている。
れたフッ素樹脂として広く利用されている。また、特公
昭59−50163号公報などには、クリープ性、高温
引張強度などが改善された四フッ化エチレン−エチレン
系共重合体などが提案されている。
[弁明の解決しようとする課題]
従来知られている四フッ化エチレン−エチレン系共重合
体は、強度、伸度の点でまだ不充分であった。本発明は
、強度・伸度の改良された四フッ化エチレン−エチレン
系共重合体をF Mする方法を提供することを目的とす
る。
体は、強度、伸度の点でまだ不充分であった。本発明は
、強度・伸度の改良された四フッ化エチレン−エチレン
系共重合体をF Mする方法を提供することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段]
本発明は、四フッ化エチレン、エチレンおよび一般式(
1) %式%(1) (ただし、Xはカルボン酸基、カルボン酸誘導体、スル
ホン酸基またはスルホン酸誘導体であり、しは二価のフ
ッ素置換有機基である) で表わされる単量体に基づく共重合体を熱処理すること
を特徴とする高強度・伸度を有する四フッ化エチレン−
エチレン系共重合体の製造方法を提供するものである。
1) %式%(1) (ただし、Xはカルボン酸基、カルボン酸誘導体、スル
ホン酸基またはスルホン酸誘導体であり、しは二価のフ
ッ素置換有機基である) で表わされる単量体に基づく共重合体を熱処理すること
を特徴とする高強度・伸度を有する四フッ化エチレン−
エチレン系共重合体の製造方法を提供するものである。
本発明において用いる共重合体のエチレン、四フッ化エ
チレンの共重合割合は、製造される四フッ化エチレン−
エチレン共重合体中に、エチレンに基づく単位/四フッ
化エチレンに基づく単位(モル比)が60/40〜30
/70程度になる様にすると耐熱性、耐薬品性および成
形性などの優れた共重合体が得られるため好ましい。か
かる割合の共重合体を得るためには、重合開始前の単量
体組成として、匹フッ化エチレンの割合を高めに設定す
ることが好ましい。特に、エチレン/四フッ化エチレン
の仕込みモル比を5/95〜30/ 70程度とするこ
とが好ましい。また重合反応の進行に伴い重合槽内の単
量体が減少する。この減少を補う様に、単量体を供給す
ることが好ましい。この供給する単量体はエチレン/四
フッ化エチレンのモル比で、60/ 40〜30/70
程度とすることが好ましい。
チレンの共重合割合は、製造される四フッ化エチレン−
エチレン共重合体中に、エチレンに基づく単位/四フッ
化エチレンに基づく単位(モル比)が60/40〜30
/70程度になる様にすると耐熱性、耐薬品性および成
形性などの優れた共重合体が得られるため好ましい。か
かる割合の共重合体を得るためには、重合開始前の単量
体組成として、匹フッ化エチレンの割合を高めに設定す
ることが好ましい。特に、エチレン/四フッ化エチレン
の仕込みモル比を5/95〜30/ 70程度とするこ
とが好ましい。また重合反応の進行に伴い重合槽内の単
量体が減少する。この減少を補う様に、単量体を供給す
ることが好ましい。この供給する単量体はエチレン/四
フッ化エチレンのモル比で、60/ 40〜30/70
程度とすることが好ましい。
エチレン、四フッ化エチレン以外の単量体が共重合され
る場合は、10%程度以下にすることが好ましい。
る場合は、10%程度以下にすることが好ましい。
マタ、本発El、i’[オケ6 CF2=CFORfX
(X 、R。
(X 、R。
は前記に同じ)で表わされる単量体としては、CF2=
CFORfCOYまたはCF2.CFOR,5O7Y’
(R,は前記に同じ、YまたはY゛は、OH、F 、C
1、Br 、IまたはORただしRはカルボン酸あるい
はスルホン酸と反応してエステルを形成するアルコール
の残基、またはカルボン酸またはスルホン酸と塩を形成
する残基である)がある。また、R。
CFORfCOYまたはCF2.CFOR,5O7Y’
(R,は前記に同じ、YまたはY゛は、OH、F 、C
1、Br 、IまたはORただしRはカルボン酸あるい
はスルホン酸と反応してエステルを形成するアルコール
の残基、またはカルボン酸またはスルホン酸と塩を形成
する残基である)がある。また、R。
としては、フッ素化アルキレン基またはフッ素化オキシ
アルキレン基が好ましく、特に、パーフルオロ化された
アルキレン基またはオキシアルキレン基が好ましい。ま
た、エチレン、四フッ化エチレンとの共重合性、共重合
体の物性の面から 2〜15程度の鎖状結合原子を有す
るものが好ましい。トの好ましい例としては、−(−C
,F2−)n−(nは2〜15の整数)、(m、nはそ
れぞれ0または正の整数である)などが例示される。具
体的には、 CF2=CFO(CF2)2COOCH3、CF2=C
FOCF、CF25O2C1などが例示される。特に、 CF2=CFOfCF2)3COO(:H3またはが好
ましく採用される。かかる単量体を共重合する場合には
全単量割合で35モル%程度以下の量で添加し、重合開
始後、共重合反応により消費された分を補充しながら共
重合反応を実施することが好ましい。
アルキレン基が好ましく、特に、パーフルオロ化された
アルキレン基またはオキシアルキレン基が好ましい。ま
た、エチレン、四フッ化エチレンとの共重合性、共重合
体の物性の面から 2〜15程度の鎖状結合原子を有す
るものが好ましい。トの好ましい例としては、−(−C
,F2−)n−(nは2〜15の整数)、(m、nはそ
れぞれ0または正の整数である)などが例示される。具
体的には、 CF2=CFO(CF2)2COOCH3、CF2=C
FOCF、CF25O2C1などが例示される。特に、 CF2=CFOfCF2)3COO(:H3またはが好
ましく採用される。かかる単量体を共重合する場合には
全単量割合で35モル%程度以下の量で添加し、重合開
始後、共重合反応により消費された分を補充しながら共
重合反応を実施することが好ましい。
本発明の熱処理に用いる四フッ化エチレンエチレン系共
重合体は、次の方法で製造される。エチレンおよび四フ
ッ化エチレンを、フルオロ炭化水素またはフルオロ炭化
水素と水の混合媒体中で共重合を行う。ここで、フルオ
ロ炭化水素としては、フルオロ飽和炭化水素よりなる溶
媒、特に炭素数1〜4程度のものを使用することが好ま
しい。具体的には、ジクロロジフルオロメタン、ジクロ
ロモノフルオロメタン、モノクロロジフルオロメタン、
モノクロロトリフルオロメタン、テトラフルオロメタン
などのフルオロメタン類、テトラフルオロエタン、トリ
クロロトリフルオロエタン、ジクロロテトラフルオロエ
タン、ヘキサフルオロエタンなどのフルオロエタン類、
ジクロ口ペンタフル才ロブロバンなどのフルオロプロパ
ン類、パーフルオロシクロブタンなどのフルオロブタン
類などが例示される。特に炭素数1〜3のフルオロ炭化
水素、中でもトリクロロトリフルオロエタン、ジクロロ
ペンタフルオロプロパンが好ましく使用される。
重合体は、次の方法で製造される。エチレンおよび四フ
ッ化エチレンを、フルオロ炭化水素またはフルオロ炭化
水素と水の混合媒体中で共重合を行う。ここで、フルオ
ロ炭化水素としては、フルオロ飽和炭化水素よりなる溶
媒、特に炭素数1〜4程度のものを使用することが好ま
しい。具体的には、ジクロロジフルオロメタン、ジクロ
ロモノフルオロメタン、モノクロロジフルオロメタン、
モノクロロトリフルオロメタン、テトラフルオロメタン
などのフルオロメタン類、テトラフルオロエタン、トリ
クロロトリフルオロエタン、ジクロロテトラフルオロエ
タン、ヘキサフルオロエタンなどのフルオロエタン類、
ジクロ口ペンタフル才ロブロバンなどのフルオロプロパ
ン類、パーフルオロシクロブタンなどのフルオロブタン
類などが例示される。特に炭素数1〜3のフルオロ炭化
水素、中でもトリクロロトリフルオロエタン、ジクロロ
ペンタフルオロプロパンが好ましく使用される。
分子量調節剤としては、ジクロロジフルオロメタン、ト
リクロロモノフルオロメタン、アセトン、炭素数1〜3
の脂肪族アルコールを用いる。
リクロロモノフルオロメタン、アセトン、炭素数1〜3
の脂肪族アルコールを用いる。
本発明の方法は、パーオキシ化合物、アゾ化合物、紫外
線、電離性放射線の如き重合開始源の作用の下に行われ
得る。
線、電離性放射線の如き重合開始源の作用の下に行われ
得る。
重合開始源として一般式
%式%
(但し、式中のRおよびR1は脂肪族アルキル基である
)で表わされるパーオキシエステル型のラジカル開始剤
を使用するのが特に望ましい。共重合反応速度、生成共
重合体の諸物性、共重合反応操作及び条件などについて
有利である。R,R’は脂肪族アルキル基であり、その
炭素数は特に制限はないが、共重合反応温度などの関係
から、R,R’共に炭素数3〜13個程度のアルキル基
であることが望ましい。例えば、t−ブチルパーオキシ
イソブチレート、t−ブチルパーオキシアセテート、t
−ブチルパーオキシビバレート、t−ブチルパーオキシ
−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラ
ウレートなどをあげることができる。
)で表わされるパーオキシエステル型のラジカル開始剤
を使用するのが特に望ましい。共重合反応速度、生成共
重合体の諸物性、共重合反応操作及び条件などについて
有利である。R,R’は脂肪族アルキル基であり、その
炭素数は特に制限はないが、共重合反応温度などの関係
から、R,R’共に炭素数3〜13個程度のアルキル基
であることが望ましい。例えば、t−ブチルパーオキシ
イソブチレート、t−ブチルパーオキシアセテート、t
−ブチルパーオキシビバレート、t−ブチルパーオキシ
−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラ
ウレートなどをあげることができる。
パーオキシエステル型のラジカル開始剤の使用量は、全
単量体100重量部に対して0.001重量部程度以上
の濃度で充分である。
単量体100重量部に対して0.001重量部程度以上
の濃度で充分である。
また重合開始源として電離性放射線を使用する場合は、
線量率10〜106ラツド/時程度が適当であり、アゾ
化合物を用いる場合は、全単量体に対して0.0001
〜2重量%程度が適当である。
線量率10〜106ラツド/時程度が適当であり、アゾ
化合物を用いる場合は、全単量体に対して0.0001
〜2重量%程度が適当である。
本発明方法では、共重合反応条件は、重合開始源、反応
媒体などに応じて種々変更可能であるが、通常反応温度
−50℃〜+150℃程度が工業的に有利に採用される
。使用する媒体の種類及び使用量、単量体の仕込みモル
比、重合開始源の種類などに従って、適当な反応温度を
選択するのであるが、余りに高温では反応圧力が過大に
なり、また余りに低温では共重合反応速度が工業的に満
足し得る程度以下になるので、前記範囲を採用するのが
望ましいのである。尚、反応圧力は常圧乃至多少の加圧
でも充分であり、通常2〜50kg/ cm2 ・ゲー
ジ程度が採用され、更に高圧や低圧も適宜採用され得る
。
媒体などに応じて種々変更可能であるが、通常反応温度
−50℃〜+150℃程度が工業的に有利に採用される
。使用する媒体の種類及び使用量、単量体の仕込みモル
比、重合開始源の種類などに従って、適当な反応温度を
選択するのであるが、余りに高温では反応圧力が過大に
なり、また余りに低温では共重合反応速度が工業的に満
足し得る程度以下になるので、前記範囲を採用するのが
望ましいのである。尚、反応圧力は常圧乃至多少の加圧
でも充分であり、通常2〜50kg/ cm2 ・ゲー
ジ程度が採用され、更に高圧や低圧も適宜採用され得る
。
上記共重合体の熱処理条件としては、 180〜270
℃の温度が好ましく、特に200〜250″Cが優れた
物性が得られることが判った。熱処理に於けるポリマー
の形状は、粉末、ビーズ、ペレット、シートでも良い。
℃の温度が好ましく、特に200〜250″Cが優れた
物性が得られることが判った。熱処理に於けるポリマー
の形状は、粉末、ビーズ、ペレット、シートでも良い。
又成形物でも良い。
[実施例]
共重合体の物性値は次の様にして測定した。
・容量流速Q値
高化式フローテスターを用い、3[10℃30kg荷重
下で直径1 mm、長さ2 mmのノズルつ)ら単位時
間に流出する共重合体の容量 (mm’/sec )を
測定した。
下で直径1 mm、長さ2 mmのノズルつ)ら単位時
間に流出する共重合体の容量 (mm’/sec )を
測定した。
・ポリマー組成
9F−NMRと元素分析から求めた。
・引張試験
ASTM No、5ダンベルで引張速度200mn+
/ min室温下で測定した。
/ min室温下で測定した。
・ 融、占
パーキンエルマー7型DSC装置を用いてlO°C/m
inの速度で昇温した時の融解ピーク(極大値)を融点
とした。
inの速度で昇温した時の融解ピーク(極大値)を融点
とした。
実施例1
ステンレス製1℃オートクレーブを用いてCH30H6
,45g、トリクロロトリフルオロエタン(以下R−1
13と略す) 1094g 、四フッ化エチレン(以下
TFEと略す) l13.8g 、エチレン(以下Eと
略す) 8.0g及びバーフル才ロスルホニルフルオラ
イドビニルエーテル 90、4g仕込む。この混合物を充分攪拌しながら反応
温度を65℃に保持する。次に開始剤のt−ブチルパー
オキシイソブチレートのlO重量%R−113溶液5
ml添加し、重合を開始する。反応中圧力降下に応じて
系内にTFE/εモル比が53/47の混合ガスを導入
し、重合圧力13.0kg/cm2Gを保持する。2.
8時間で108gの白色の共重合体を得た。該共重合体
の融点=252℃、容量流速Q=38 (mm3/se
c ) 、ポリマー組成TFE/E/PSVE=51
.7/45.9/2.5 (モル%)。
,45g、トリクロロトリフルオロエタン(以下R−1
13と略す) 1094g 、四フッ化エチレン(以下
TFEと略す) l13.8g 、エチレン(以下Eと
略す) 8.0g及びバーフル才ロスルホニルフルオラ
イドビニルエーテル 90、4g仕込む。この混合物を充分攪拌しながら反応
温度を65℃に保持する。次に開始剤のt−ブチルパー
オキシイソブチレートのlO重量%R−113溶液5
ml添加し、重合を開始する。反応中圧力降下に応じて
系内にTFE/εモル比が53/47の混合ガスを導入
し、重合圧力13.0kg/cm2Gを保持する。2.
8時間で108gの白色の共重合体を得た。該共重合体
の融点=252℃、容量流速Q=38 (mm3/se
c ) 、ポリマー組成TFE/E/PSVE=51
.7/45.9/2.5 (モル%)。
実施例2
実施例1と同じオートクレーブを用いて、トリクロロモ
ノフルオロメタン(以下R−11と略す) 426g
、 R−113630g 、 TFE 121g 、
E 6.Og及びPSVE (7)代わりにCF2=C
FO(CF2)、C00CH。
ノフルオロメタン(以下R−11と略す) 426g
、 R−113630g 、 TFE 121g 、
E 6.Og及びPSVE (7)代わりにCF2=C
FO(CF2)、C00CH。
(以下MXMと略す) 59.3g仕込む。この混合物
を充分撹拌しながら反応温度を65℃に保持する。次に
開始剤のt−ブチルパーオキシイソブチレートのIO重
量%R−113溶液5 ml添加し、重合を開始する。
を充分撹拌しながら反応温度を65℃に保持する。次に
開始剤のt−ブチルパーオキシイソブチレートのIO重
量%R−113溶液5 ml添加し、重合を開始する。
反応中圧力降下に応じて系内にTFE/Eのモル比が5
3/ 47の混合ガスを導入し、重合圧力13.1 k
g/ cm2Gを保持する。2.7時間で106gの白
色の共重合体を得た。該共重合体の融点=250℃、容
量流速Q=45 (mm3/see ) 、ポリマー組
成TFE/E/MXM= 51.9/46. I/20
(モル%)。
3/ 47の混合ガスを導入し、重合圧力13.1 k
g/ cm2Gを保持する。2.7時間で106gの白
色の共重合体を得た。該共重合体の融点=250℃、容
量流速Q=45 (mm3/see ) 、ポリマー組
成TFE/E/MXM= 51.9/46. I/20
(モル%)。
比較例1
内容積10ρステンレス製オートクレーブを用いてR−
113867g 、 R−1136456g 、 TF
E 1153g、E 55.8g及びパーフルオロブチ
ルエチレン(以下PFBEと略す) 50.2gを仕込
む。この混合物を充分に撹拌しながら、反応温度を65
℃に保持する。次に開始剤のt−ブチルパーオキシイソ
ブチレートの50重量%R−113溶液15m1添加し
、重合を開始する。反応中圧力降下に応じて系内にTF
E/E/PFBEのモル比が52.8/45.8/1.
4の混合ガスを導入して重合圧力13.4 kg/cm
”Gを保持する。8.1時間で890gの白色共重合体
を得た。
113867g 、 R−1136456g 、 TF
E 1153g、E 55.8g及びパーフルオロブチ
ルエチレン(以下PFBEと略す) 50.2gを仕込
む。この混合物を充分に撹拌しながら、反応温度を65
℃に保持する。次に開始剤のt−ブチルパーオキシイソ
ブチレートの50重量%R−113溶液15m1添加し
、重合を開始する。反応中圧力降下に応じて系内にTF
E/E/PFBEのモル比が52.8/45.8/1.
4の混合ガスを導入して重合圧力13.4 kg/cm
”Gを保持する。8.1時間で890gの白色共重合体
を得た。
該共重合体の融点=262℃、容量流速Q=75(mm
3/ sec ) 、ポリマー組成TFE/E/PFB
E= 52.8/45.87’1.40 (モル%)。
3/ sec ) 、ポリマー組成TFE/E/PFB
E= 52.8/45.87’1.40 (モル%)。
実施例1.2および比較例1のポリマーを用いて熱処理
を行い、引張試験(室温での強度Ta、伸度EB)およ
び分子量の変化(容量流速Q)を測定した結果を表1に
示した。
を行い、引張試験(室温での強度Ta、伸度EB)およ
び分子量の変化(容量流速Q)を測定した結果を表1に
示した。
表1
これらの結果から第3成分としてPSVE 、MXMの
ような特定のフルオロビニルエーテル含有四フッ化エチ
レン−エチレン系共重合体を熱処理することにより強度
、伸度の優れた共重合体が得られることが判る。
ような特定のフルオロビニルエーテル含有四フッ化エチ
レン−エチレン系共重合体を熱処理することにより強度
、伸度の優れた共重合体が得られることが判る。
[発明の効果]
本発明の方法によtば高い強度5伸度を有する四フッ化
エチレン−エチレン系共重合体を得ることができる。
エチレン−エチレン系共重合体を得ることができる。
Claims (1)
- (1)四フッ化エチレン、エチレンおよび一般式(1) CF_2=CFOR_fX・・・(1) (ただし、Xはカルボン酸基、カルボン酸誘導体、スル
ホン酸基またはスルホン酸誘導 体であり、R_fは二価のフッ素置換有機基である) で表わされる単量体に基づく共重合体を熱処理すること
を特徴とする高強度・伸度を有する四フッ化エチレン−
エチレン系共重合体の製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1990
- 1990-05-29 JP JP2137035A patent/JP3028964B2/ja not_active Expired - Fee Related
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