JPH05301953A - パーフルオロポリエーテルおよびその製造方法 - Google Patents

パーフルオロポリエーテルおよびその製造方法

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JPH05301953A
JPH05301953A JP15405492A JP15405492A JPH05301953A JP H05301953 A JPH05301953 A JP H05301953A JP 15405492 A JP15405492 A JP 15405492A JP 15405492 A JP15405492 A JP 15405492A JP H05301953 A JPH05301953 A JP H05301953A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】安価な原料を使用し、容易な方法により得られ
る新規なパーフルオロポリエーテル。 【構成】パーフルオロポリ(オキシアルキレン)を主鎖
とし、側鎖としてペンタフルオロエチル基またはヘプタ
フルオロプロピル基を有するパーフルオロポリエーテ
ル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なパーフルオロポリ
エーテルおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パーフルオロポリエーテルはその高い熱
的、化学的安定性、低い表面エネルギー、低い蒸気圧お
よび流動点に基づく、液体としての広い使用温度範囲等
から溶媒、作動油、熱媒、潤滑油等として用いられてい
る。
【0003】パーフルオロポリエーテルの製造に関して
は、ヘキサフルオロプロピレンオキシドのアニオン重合
により得られるもの(デュポン社商品名「Kryto
x」)、ヘキサフルオロプロピレン(以下、HFPと略
す)の酸素存在下での光重合により得られるもの(モン
テフルオス社商品名「Fomblin」)、およびヘキ
サフルオロオキセタンの開環重合(ダイキン社商品名
「デムナム」)が知られている。しかしながら、これら
の製造方法においては、特殊の反応器を用いたり、高価
な原料を用いており、価格面よりその利用分野は大きく
限定されるものであった。
【0004】また、ポリエチレングリコールやポリプロ
ピレングリコールのフッ素ガスを用いたフッ素化による
パーフルオロポリエーテルの合成方法も知られている
(J.Org.Chem.,43,4505(197
8),J.C.S.PerkinI,1321(198
1))が本方法は反応時間が長く、主鎖の分解反応が伴
うものであった。
【0005】一方、部分フッ素化モノエーテルやジエー
テルのフッ素ガスによるフッ素化や電解フッ素化によ
り、パーフルオロモノエーテルやジエーテルが得られる
ことが知られている(J.Fluorine Che
m.,49,409(1990),Chemisrty
Letters,602(1990))ものの、部分
フッ素化ポリエーテルの製造方法およびそのフッ素ガス
によるフッ素化については何等報告されていない。
【0006】フッ素ガスによるフッ素化方法としては、
部分フッ素化オルトエステルの不活性溶媒中のフッ素化
(J.Chem.Soc.,32,834(1967)
やトリアルキルアミンの不活性溶媒中のフッ素化(特開
昭63−139154)を低温ないし高温で行う方法
や、部分フッ素化または非フッ素化化合物のフッ素化を
不活性溶媒中で行うに際し、被フッ素化物を連続添加す
ることによりフッ素ガスの過剰存在下、UV照射を行い
ながら反応を行う方法(USP4,686,024)等
の改良方法が知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は前述の
パーフルオロポリエーテルと同等の特性を有する新規な
パーフルオロポリエーテル、およびその安価な製造方法
を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされた下記の発明である。パーフルオロポリ
(オキシアルキレン)を主鎖とし、側鎖としてペンタフ
ルオロエチル基またはヘプタフルオロプロピル基を有す
るパーフルオロポリエーテル。
【0009】(A)ポリ(オキシアルキレン)にテトラ
フルオロエチレンまたはヘキサフルオロプロピレンをラ
ジカル存在下に付加反応を行う工程、および(B)得ら
れた付加体を不活性流体中でフッ素化する工程、からな
るパーフルオロポリエーテルの製造方法。
【0010】本発明のパーフルオロポリエーテルは上記
の製造方法で得られる下記式(1)あるいは式(2)で
表されるパーフルオロポリエーテルが好ましい。 (1) Rf 1O-(CF2CF2O)k-(CF2CFRfO))m-(CFRfCFRfO)n-Rf 1 (2) Rf 1O-(CF2CF2CF2CF2)k-(CF2CF2CF2CFRfO)m-(CFRfCF2CF2CFRfO)n-Rf 1 ただし、Rfはペンタフルオロエチル基またはヘプタフル
オロプロピル基、Rf 1はパーフルオロ低級アルキル基で
あり、kおよびnは0または正の整数、mは正の整数で
ある。
【0011】本発明におけるポリ(オキシアルキレン)
とは、[−OR−]の繰り返し単位を有する重合体であ
り(ただし、Rは炭素数2〜6のアルキレン基)、両末
端は水酸基であるかまたは一方あるいは両方の水酸基が
アルキル基で封鎖されていてもよい。具体的なポリ(オ
キシアルキレン)としては、例えばポリエチレングリコ
ール、ポリ(オキシトリメチレン)グリコール、ポリ
(オキシテトラメチレン)グリコール、およびこれらポ
リ(オキシアルキレン)の一方あるいは両方の水酸基が
低級アルキル基(炭素数6以下のアルキル基)で封鎖さ
れたアルキルエーテル化ポリ(オキシアルキレン)があ
る。
【0012】本発明において好ましいポリ(オキシアル
キレン)は、原料の入手の容易さからポリエチレングリ
コールとポリ(オキシテトラメチレン)グリコールであ
る。前者からは式(1)で表されるパーフルオロポリエ
ーテルが得られ、後者からは式(2)で表されるパーフ
ルオロポリエーテルが得られる。
【0013】パーフルオロポリエーテルの分子量は、原
料ポリ(オキシアルキレン)の分子量、TFEやHFP
の付加量などの条件により変化する。原料ポリ(オキシ
アルキレン)の分子量としては、200〜4000程度
が適当である。TFEやHFPの付加量としては、原料
ポリ(オキシアルキレン)のオキシアルキレン単位あた
り0.1〜2分子、特に0.5〜1.5分子が適当であ
る。
【0014】本発明の製造方法において、(A)の工程
ではポリ(オキシアルキレン)にテトラフルオロエチレ
ン(以下、TFEと略す)またはHFPを付加させる。
この付加反応はラジカルの存在下に行われる。ラジカル
はガンマ線などのエネルギー線の作用により発生させる
こともできるが、通常はラジカル発生性の開始剤を使用
する。この開始剤としてはベンゾイルパーオキサイド、
ジ−t−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物を使用
することができる。またこの付加反応は無溶媒でまたは
ラジカルに対して安定な溶媒、例えば商品名「アフルー
ド」(旭硝子社販売)等のパーフルオロ系不活性流体存
在下に行うことができる。なお、TFEとHFPの内で
は単独重合体の副生が実質上伴わないことからHFPが
好適に用いられる。
【0015】次に本発明の工程(B)のフッ素化反応に
ついて説明する。工程(A)により得られるポリ(オキ
シアルキレン)とTFEあるいはHFPの付加体は、工
程(A)の付加反応が無溶媒で行われた場合は不活性流
体を添加して工程(B)のフッ素化反応に使用すること
ができる。また付加反応が不活性流体存在下で行われた
場合は、そのまま付加体との混合物状態で反応を行うこ
とができる。工程(A)における溶媒が不活性流体でな
い場合はこれを除去し、不活性流体を添加してフッ素化
反応を行う。フッ素化はフッ素ガスが適当であるが、必
ずしもこれに限られない。
【0016】フッ素化反応時に用いる不活性流体は、反
応条件下でフッ素化剤に対して安定なものである必要が
ある。この不活性流体としてはパーフルオロ系不活性流
体が好ましい。具体的には例えば、「アフルード」、パ
ーフルオロポリエーテル(デュポン社商品名「デムナ
ム」、旭硝子社商品名「フォンブリン」、「ガルデ
ン」)等から選択できる。この不活性流体からの生成パ
ーフルオロポリエーテルの分離を容易にするためには、
不活性流体としては生成パーフルオロポリエーテルより
沸点が20℃以上、好ましくは50℃以上離れているも
のが望ましい。
【0017】なお、該フッ素化反応は不活性流体中で行
うことが必須である。これは、無溶媒下での反応では、
工程(A)において得られた付加体の分解が主たる反応
となるためである。フッ素化反応の温度は、特に限定さ
れないが、炭素−炭素結合の開裂等の好ましく副反応
(分解)を抑えるために、反応初期においては低温、例
えば−50°〜20℃を、また反応後期においては反応
を完結させるために高温、例えば100°〜200℃を
採用することが望ましい。反応終了後溶存フッ素ガスを
除去後、蒸留により本発明のパーフルオロポリエーテル
を溶媒から分離することにより単離することが好まし
い。
【0018】この方法で得られたパーフルオロポリエー
テルは、ポリ(オキシアルキレン)から誘導された付加
体の主鎖部分がフッ素化されたパーフルオロポリ(オキ
シアルキレン)構造の主鎖を有し、TFEあるいはHF
Pの付加によりこの主鎖に結合しかつ続いてフッ素化さ
れて生成したペンタフルオロエチル基あるいはヘプタフ
ルオロプロピル基かなる側鎖を有する。末端は通常パー
フルオロアルキル基となる。このパーフルオロポリエー
テルは、例えば、式(1)や式(2)で表される構造を
有する化合物である。
【0019】
【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこの実施例に限られるものではない。
【0020】(ポリエチレングリコールとHFP付加体
の合成)分子量1000のポリエチレングリコール10
g、HFP30g(0.2モル)、ベンゾイルパーオキ
サイド1.0gの混合物をオートクレーブに仕込んだ
後、撹拌下に85℃で10時間、100℃で5時間、さ
らに115℃で5時間反応を行った。反応終了後、ガス
状の低沸点物をパージ後、残存パーオキサイドを亜硫酸
ソーダで分解して32gの油状物を回収した。この油状
物は19FNMR分析により、ポリエチレングリコールの
側鎖にヘキサフルオロプロピル基(CF3 CHFCF2
−)を有する付加体であることを確認した。
【0021】19FNMR(内標CFCl3 ):CF3
74ppm、CF2 =123ppm、CHF=212p
pm。
【0022】(ポリエチレングリコールとHFP付加体
のフッ素化)上記で得られた油状物30g、パーフルオ
ロ系不活性流体「アフルードE−18」300gの混合
物に、窒素ガスで20%に希釈したフッ素ガスを2g/
時間の速度で導入した。
【0023】反応温度は−20℃から始め、段階的に昇
温し、最終反応温度100℃まで昇温した。合計反応時
間28時間、合計フッ素ガス導入量は56gであった。
反応終了後、窒素ガスを室温にて系内に導入し、溶存フ
ッ素を完全に除去した後、10%KOH水溶液にて粗生
成物を処理後、水洗、乾燥、蒸留による不活性流体の除
去を行うことにより、47gの粘稠な無色透明油を得
た。この無色透明油は19FNMR分析より側鎖に炭素数
3のアルキル基を有するポリエチレングリコールのパー
フルオロ体であることを確認した。
【0024】19FNMR(内標CFCl3 ):CF3
83ppm、CF2 O=85〜91ppm、CF3 CF
2 CF2 =127ppm、OCF=130〜140pp
【0025】
【発明の効果】安価な原料であるポリ(オキシアルキレ
ン)とTFEあるいはHFPを使用し、容易な方法によ
り新規なパーフルオロポリエーテルが得られる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】一方、部分フッ素化モノエーテルやジエー
テルのフッ素ガスによるフッ素化や電解フッ素化によ
り、パーフルオロモノエーテルやジエーテルが得られる
ことが知られている(J.Fluorine Che
m.,49,409(1990),Chemistry
Letters,602(1990))ものの、部分
フッ素化ポリエーテルの製造方法およびそのフッ素ガス
によるフッ素化については何等報告されていない。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】本発明のパーフルオロポリエーテルは上記
の製造方法で得られる下記式(1)あるいは式(2)で
表されるパーフルオロポリエーテルが好ましい。 (1) Rf 1O-(CF2CF2O)k-(CF2CFRfO))m-(CFRfCFRfO)n-Rf 1 (2) Rf 1O-(CF2CF2CF2CF2)k-(CF2CF2CF2CFRfO)m-(CFRfCF2CF2CFRfO)n-Rf 1 ただし、Rfはペンタフルオロエチル基またはヘプタフル
オロプロピル基、Rf 1はパーフルオロ低級アルキル基で
あり、kおよびnは0または正の整数、mは正の整数で
ある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】(ポリエチレングリコールとHFP付加体
の合成)分子量1000のポリエチレングリコール10
g、HFP30g(0.2モル)、ベンゾイルパーオキ
サイド1.0gの混合物をオートクレーブに仕込んだ
後、撹拌下に85℃で10時間、100℃で5時間、さ
らに115℃で5時間反応を行った。反応終了後、ガス
状の低沸点物をパージ後、残存パーオキサイドを亜硫酸
ソーダで分解して32gの油状物を回収した。この油状
物は19FNMR分析により、ポリエチレングリコールの
側鎖にヘキサフルオロプロピル基(CF3 CHFCF2
−)を有する付加体であることを確認した。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】19FNMR(内標CFCl3 ):CF3
74ppm、CF2 =123ppm、CHF=212p
pm。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】反応温度は−20℃から始め、段階的に昇
温し、最終反応温度100℃まで昇温した。合計反応時
間28時間、合計フッ素ガス導入量は56gであった。
反応終了後、窒素ガスを室温にて系内に導入し、溶存フ
ッ素を完全に除去した後、10%KOH水溶液にて粗生
成物を処理後、水洗、乾燥、蒸留による不活性流体の除
去を行うことにより、47gの粘稠な無色透明油を得
た。この無色透明油は19FNMR分析より側鎖に炭素数
3のアルキル基を有するポリエチレングリコールのパー
フルオロ体であることを確認した。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】19FNMR(内標CFCl3 ):CF3
83ppm、CF2 O=85〜91ppm、CF3 CF
2 CF2 =127ppm、OCF=130〜140pp
m。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パーフルオロポリ(オキシアルキレン)を
    主鎖とし、側鎖としてペンタフルオロエチル基またはヘ
    プタフルオロプロピル基を有するパーフルオロポリエー
    テル。
  2. 【請求項2】(A)ポリ(オキシアルキレン)にテトラ
    フルオロエチレンまたはヘキサフルオロプロピレンをラ
    ジカル存在下に付加反応を行う工程、および(B)得ら
    れた付加体を不活性流体中でフッ素化する工程、からな
    るパーフルオロポリエーテルの製造方法。
  3. 【請求項3】ポリ(オキシアルキレン)がポリエチレン
    グリコールまたはポリ(オキシテトラメチレン)グリコ
    ールである請求項2の製造方法。
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