JPH05310848A - メタノール耐性フルオロカーボンエラストマー - Google Patents
メタノール耐性フルオロカーボンエラストマーInfo
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- JPH05310848A JPH05310848A JP32907992A JP32907992A JPH05310848A JP H05310848 A JPH05310848 A JP H05310848A JP 32907992 A JP32907992 A JP 32907992A JP 32907992 A JP32907992 A JP 32907992A JP H05310848 A JPH05310848 A JP H05310848A
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/13—Phenols; Phenolates
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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- C08F214/18—Monomers containing fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/50—Phosphorus bound to carbon only
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- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は新規なるフルオロカーボンエラスト
マーの提供を目的とする。 【構成】 低いフッ素含有量を有するフルオロカーボン
エラストマーガムを調製した。このガムは配合され、硬
化され、次いでメタノールによる膨潤に対して驚くべき
耐性を有する成形製品へと成形させることができる。
マーの提供を目的とする。 【構成】 低いフッ素含有量を有するフルオロカーボン
エラストマーガムを調製した。このガムは配合され、硬
化され、次いでメタノールによる膨潤に対して驚くべき
耐性を有する成形製品へと成形させることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフルオロカーボンエラス
トマー及びその硬化に関する。更なる見地において、本
発明はフルオロカーボンエラストマーの硬化せしめた、
成形せしめた製品、例えば自動車の燃料ラインホース及
びO−リングシールに関する。
トマー及びその硬化に関する。更なる見地において、本
発明はフルオロカーボンエラストマーの硬化せしめた、
成形せしめた製品、例えば自動車の燃料ラインホース及
びO−リングシールに関する。
【0002】
【従来の技術】フルオロカーボンエラストマー又はフル
オロエラストマーは合成エラストマーポリマーであって
高いフッ素含有量を有する──例えば West, A.C. and
Holcomb, A.G., "Fluorinated Elastomers," Kirk-Oth
mer, Encyclopedia of Chemical Technology 第8巻、
pp 500−515 (第3版., John Wiley & Sons, 1979) を
参照のこと。フルオロカーボンエラストマー、特にフッ
化ビニリデン(VF2)とその他のエチレン系不飽和化ハ
ロゲン化モノマー、例えばヘキサフルオロプロペン (H
FP)、テトラフルオロエチレン(TFE)、C3F5H 及
び C2F3Cl とのコポリマーが、高温用途、例えばシー
ル、ガスケット及びライニング(特にこれらの成形製品
が敵対する環境、例えば炭化水素溶剤、潤滑剤及び酸化
又は還元条件にさらされるとき)にとってのえり抜きの
ポリマーである。
オロエラストマーは合成エラストマーポリマーであって
高いフッ素含有量を有する──例えば West, A.C. and
Holcomb, A.G., "Fluorinated Elastomers," Kirk-Oth
mer, Encyclopedia of Chemical Technology 第8巻、
pp 500−515 (第3版., John Wiley & Sons, 1979) を
参照のこと。フルオロカーボンエラストマー、特にフッ
化ビニリデン(VF2)とその他のエチレン系不飽和化ハ
ロゲン化モノマー、例えばヘキサフルオロプロペン (H
FP)、テトラフルオロエチレン(TFE)、C3F5H 及
び C2F3Cl とのコポリマーが、高温用途、例えばシー
ル、ガスケット及びライニング(特にこれらの成形製品
が敵対する環境、例えば炭化水素溶剤、潤滑剤及び酸化
又は還元条件にさらされるとき)にとってのえり抜きの
ポリマーである。
【0003】フルオロカーボンエラストマーのガムを硬
化システム(系)及びその他の成分に配合し、次いで成
形し、そして硬化せしめて、上記の敵対する環境に耐え
るようにする熱及び化学耐久性並びにその他の特性を有
する種々のエラストマー製品及びコーティングを製造す
ることができる。このような配合化ポリマーは典型的に
は自動車エンジンオイルシール、燃料システム構成部
品、例えば燃料ラインホース及びO−リングシール、並
びにドライブ系統シールへと組立てられている。より小
さい高温作動自動車エンジン、新式燃料配合物及びアグ
レッシブオイル添加剤並びにエンジンの作動において利
用されているその他の化学物質は、フルオロカーボンエ
ラストマーをエラストマーエンジン部品のホストにとっ
てのえり抜きなポリマーとし、これは信頼性のあるシー
リングが必要であり、且つ環境的配慮に基づく(Brull
o, "Fluoroelastomer Rubber for Automotive Applicat
ions"Automotive Elastomer & Design 1985年6月及び
“Fluoroelastomers Seal UpAutomotive Future" Mate
rials Engineering 1988年10月を参照のこと)。
化システム(系)及びその他の成分に配合し、次いで成
形し、そして硬化せしめて、上記の敵対する環境に耐え
るようにする熱及び化学耐久性並びにその他の特性を有
する種々のエラストマー製品及びコーティングを製造す
ることができる。このような配合化ポリマーは典型的に
は自動車エンジンオイルシール、燃料システム構成部
品、例えば燃料ラインホース及びO−リングシール、並
びにドライブ系統シールへと組立てられている。より小
さい高温作動自動車エンジン、新式燃料配合物及びアグ
レッシブオイル添加剤並びにエンジンの作動において利
用されているその他の化学物質は、フルオロカーボンエ
ラストマーをエラストマーエンジン部品のホストにとっ
てのえり抜きなポリマーとし、これは信頼性のあるシー
リングが必要であり、且つ環境的配慮に基づく(Brull
o, "Fluoroelastomer Rubber for Automotive Applicat
ions"Automotive Elastomer & Design 1985年6月及び
“Fluoroelastomers Seal UpAutomotive Future" Mate
rials Engineering 1988年10月を参照のこと)。
【0004】ほとんどの商業的に入手できるフルオロカ
ーボンエラストマー、例えば前記に例示したポリマーは
例えば商標名「AFLAS」「FLUOREL」「DA
IEL」及び「VITON」のもとで市販されている。
これらのいくつかは芳香族ポリヒドロキシ成分、例えば
ビスフェノールと架橋しており、これらにはエラストマ
ーガムと共に、硬化促進剤、例えば第四ホスホニウム
塩、並びに酸受容体、例えば酸化マグネシウム及び水酸
化カルシウムが配合されている。例えば米国特許第4,
287,320号(Kolb) を参照のこと。その他のフル
オロカーボンエラストマーは過酸化物硬化され、その硬
化部位(cure-site) モノマー、例えば米国特許第4,0
35,565号(Apotheker ら) 及び第4,450,2
63号(West) に詳細されている、臭素を含有する過酸
化物硬化性フルオロカーボンエラストマーに由来する共
重合化単位(interpolymerized units) を含んでいる。
ーボンエラストマー、例えば前記に例示したポリマーは
例えば商標名「AFLAS」「FLUOREL」「DA
IEL」及び「VITON」のもとで市販されている。
これらのいくつかは芳香族ポリヒドロキシ成分、例えば
ビスフェノールと架橋しており、これらにはエラストマ
ーガムと共に、硬化促進剤、例えば第四ホスホニウム
塩、並びに酸受容体、例えば酸化マグネシウム及び水酸
化カルシウムが配合されている。例えば米国特許第4,
287,320号(Kolb) を参照のこと。その他のフル
オロカーボンエラストマーは過酸化物硬化され、その硬
化部位(cure-site) モノマー、例えば米国特許第4,0
35,565号(Apotheker ら) 及び第4,450,2
63号(West) に詳細されている、臭素を含有する過酸
化物硬化性フルオロカーボンエラストマーに由来する共
重合化単位(interpolymerized units) を含んでいる。
【0005】一般の商業的フルオロカーボンエラストマ
ーの一つの弱点はメタノール及び例えば自動車燃料ライ
ンホース用のメタノール含有燃料に対する適切な溶剤耐
久性の欠如にある。メタノール含有燃料において、溶剤
膨潤を下げることは、例えばNersasian, Eの Elastomer
ics 第112 (10)巻、頁26−30 (1980) に詳細されている
通り、高フッ素含有量を有するフルオロカーボンエラス
トマーによって得られる。高フッ素含有とアルコール耐
久性との関係を詳細しているその他の文献には、Meyer
s, M.E.ら J. Polym. Sci. 第32 (2)巻、頁3515−3539
(1986); ThomasE. Mater. Eng. 第99 (3)巻、頁46−50
(1981); 及び Avb-lsa, I.A. RubberChem. Thcnology
第56 (1)巻、頁135-168 (1981)が含まれる。
ーの一つの弱点はメタノール及び例えば自動車燃料ライ
ンホース用のメタノール含有燃料に対する適切な溶剤耐
久性の欠如にある。メタノール含有燃料において、溶剤
膨潤を下げることは、例えばNersasian, Eの Elastomer
ics 第112 (10)巻、頁26−30 (1980) に詳細されている
通り、高フッ素含有量を有するフルオロカーボンエラス
トマーによって得られる。高フッ素含有とアルコール耐
久性との関係を詳細しているその他の文献には、Meyer
s, M.E.ら J. Polym. Sci. 第32 (2)巻、頁3515−3539
(1986); ThomasE. Mater. Eng. 第99 (3)巻、頁46−50
(1981); 及び Avb-lsa, I.A. RubberChem. Thcnology
第56 (1)巻、頁135-168 (1981)が含まれる。
【0006】米国特許第4,123,603号(Stewar
t)は特定の重量%の範囲のモノマーを含むVF2 、HF
P及びTFEのあるターポリマーを詳細している。特定
された組成のこのターポリマーはここで比較したポリマ
ーと比べて低めのガラス転移温度を有することを述べて
いる。この特許に述べられている詳細の好ましい組成に
おけるフッ素の最少量は66.1%である。この特許に
記載されている比較ポリマーには、64.4重量%のフ
ッ素を含む比較例を含んだ、好ましいとされていないモ
ノマーの量のものが含まれている。米国特許第3,85
7,807号(Kometaniら)はVF2 のあるフルオロエ
ラストマーコポリマーを詳細している。請求されている
フルオロエラストマーコポリマーは、62.2重量%の
低い量のフッ素を含むコポリマーを含んでいるものであ
る。この特許における実施例は、67.5重量%以上の
フッ素を含むポリマーが記載されている。
t)は特定の重量%の範囲のモノマーを含むVF2 、HF
P及びTFEのあるターポリマーを詳細している。特定
された組成のこのターポリマーはここで比較したポリマ
ーと比べて低めのガラス転移温度を有することを述べて
いる。この特許に述べられている詳細の好ましい組成に
おけるフッ素の最少量は66.1%である。この特許に
記載されている比較ポリマーには、64.4重量%のフ
ッ素を含む比較例を含んだ、好ましいとされていないモ
ノマーの量のものが含まれている。米国特許第3,85
7,807号(Kometaniら)はVF2 のあるフルオロエ
ラストマーコポリマーを詳細している。請求されている
フルオロエラストマーコポリマーは、62.2重量%の
低い量のフッ素を含むコポリマーを含んでいるものであ
る。この特許における実施例は、67.5重量%以上の
フッ素を含むポリマーが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】簡単に述べると、一つ
の観点において、本発明はフルオロエラストマーガム又
はポリマーであって、それに共重合されている単位がV
F2 及び少なくとももう一種類のフッ素含有コモノマー
に由来し、ここで前記ガムがこのガムの重量を基礎とし
て62.5〜64.3重量%のフッ素を含んでいるもの
を提供する。前記ガム組成物は硬化されて、メタノール
の膨潤に耐性である硬化ガムを提供することができる。
の観点において、本発明はフルオロエラストマーガム又
はポリマーであって、それに共重合されている単位がV
F2 及び少なくとももう一種類のフッ素含有コモノマー
に由来し、ここで前記ガムがこのガムの重量を基礎とし
て62.5〜64.3重量%のフッ素を含んでいるもの
を提供する。前記ガム組成物は硬化されて、メタノール
の膨潤に耐性である硬化ガムを提供することができる。
【0008】
【課題を解決するための具体的手段】本発明の第一分類
のガムは、フルオロカーボンエラストマーガムであって
その共重合化単位がVF2 及びHFPに由来する単位よ
り本質的に成るものより成る。前記ガムはこのガムの重
量を基礎として以下の重量%において前記モノマーを含
む、即ち、71.8〜81.0重量%のVF2 及び1
9.0〜28.2重量%のHFP。前記ガムは任意的
に、他のモノマーに由来する共重合化単位を少量を含む
ことができ、例えばこれは硬化部位モノマー例えばブロ
モ−オレフィン、例えば CH3OCF=CFBrに由来する単位約
1重量%を含みうる。前記第一分類は便宜上VF2 −H
FPコポリマーと称する。
のガムは、フルオロカーボンエラストマーガムであって
その共重合化単位がVF2 及びHFPに由来する単位よ
り本質的に成るものより成る。前記ガムはこのガムの重
量を基礎として以下の重量%において前記モノマーを含
む、即ち、71.8〜81.0重量%のVF2 及び1
9.0〜28.2重量%のHFP。前記ガムは任意的
に、他のモノマーに由来する共重合化単位を少量を含む
ことができ、例えばこれは硬化部位モノマー例えばブロ
モ−オレフィン、例えば CH3OCF=CFBrに由来する単位約
1重量%を含みうる。前記第一分類は便宜上VF2 −H
FPコポリマーと称する。
【0009】本発明の第二分類のガムは、フルオロカー
ボンエラストマーガムであってその共重合化単位がVF
2 、HFP及びTFEに由来する単位より本質的に成る
ものより成る。前記ガムはこのガムの重量を基礎として
以下の重量%において前記モノマーを含む、即ち、7
1.8〜76.0重量%のVF2 、16.5〜21.0
重量%のHFP及び4.3〜9.7重量%のTFE。前
記ガムは任意的に、他のモノマーに由来する共重合化単
位を少量を含むことができ、例えばこれは硬化部位モノ
マー例えばブロモ−オレフィン、例えば CH3OCF=CFBrに
由来する単位約1重量%を含みうる。前記第二分類は便
宜上VF2 −HFP−TFEターポリマーと称する。
ボンエラストマーガムであってその共重合化単位がVF
2 、HFP及びTFEに由来する単位より本質的に成る
ものより成る。前記ガムはこのガムの重量を基礎として
以下の重量%において前記モノマーを含む、即ち、7
1.8〜76.0重量%のVF2 、16.5〜21.0
重量%のHFP及び4.3〜9.7重量%のTFE。前
記ガムは任意的に、他のモノマーに由来する共重合化単
位を少量を含むことができ、例えばこれは硬化部位モノ
マー例えばブロモ−オレフィン、例えば CH3OCF=CFBrに
由来する単位約1重量%を含みうる。前記第二分類は便
宜上VF2 −HFP−TFEターポリマーと称する。
【0010】本発明の他の観点において、本発明のフル
オロカーボンエラストマーガムから、このガムを硬化し
次いで成形することによって硬化製品を製造する。常用
のフルオロカーボンエラストマー硬化システムが採用で
き、これにはポリヒドロキシ及び有機−オニウム化合物
を含んで成るシステム並びに過酸化化合物を含んで成る
システムが含まれる。過酸化物硬化システムを用いると
き、このフルオロカーボンエラストマーガムは好ましく
は硬化部位モノマー例えばブロモオレフィン、例えば C
H3OCF=CFBr由来の単位を含む。
オロカーボンエラストマーガムから、このガムを硬化し
次いで成形することによって硬化製品を製造する。常用
のフルオロカーボンエラストマー硬化システムが採用で
き、これにはポリヒドロキシ及び有機−オニウム化合物
を含んで成るシステム並びに過酸化化合物を含んで成る
システムが含まれる。過酸化物硬化システムを用いると
き、このフルオロカーボンエラストマーガムは好ましく
は硬化部位モノマー例えばブロモオレフィン、例えば C
H3OCF=CFBr由来の単位を含む。
【0011】本発明のフルオロカーボンエラストマーガ
ムは低められた重量%のフッ素を有するが、しかしなが
ら驚くべきことに、市販のフルオロエラストマーと比べ
て、これは硬化されて、優れたメタノール耐久性及び所
望の低温特性を有する製品を提供することができる。本
発明の硬化ガムは所望の引張り強度及びその他の物理特
性も有する。
ムは低められた重量%のフッ素を有するが、しかしなが
ら驚くべきことに、市販のフルオロエラストマーと比べ
て、これは硬化されて、優れたメタノール耐久性及び所
望の低温特性を有する製品を提供することができる。本
発明の硬化ガムは所望の引張り強度及びその他の物理特
性も有する。
【0012】本発明のVF2 −HFPコポリマー及びV
F2 −HFP−TFEターポリマーは、例えば本明細書
に参考として組入れた米国特許第4,564,662号
(Albin)に詳細されている、常用の遊離基開始乳化重合
法を用いてラテックスとして調製できうる。このフルオ
ロエラストマーラテックスを凝固させ、洗浄し、そして
乾かす。乾燥せしめたこのポリマーを、フルオロカーボ
ンエラストマー(例えば芳香族ポリヒドロキシ化合物、
例えばビスフェノール AF)のための常用の加硫剤(又は
硬化剤)によって加硫化してよく、これらは通常加硫促
進剤又は硬化補助剤、即ち、有機オニウム化合物、例え
ばアンモニウム、ホスホニウム及びスルホスニウム化合
物と組合わせて用いられる。例えば米国特許第4,88
2,390号(Grootaert ら) 及びその中に挙げられて
いる参考文献に詳細されている硬化システムを参照のこ
と(その有機−オニウム及びポリヒドロキシ硬化システ
ムの詳細は本明細書に参考として組入れる)。
F2 −HFP−TFEターポリマーは、例えば本明細書
に参考として組入れた米国特許第4,564,662号
(Albin)に詳細されている、常用の遊離基開始乳化重合
法を用いてラテックスとして調製できうる。このフルオ
ロエラストマーラテックスを凝固させ、洗浄し、そして
乾かす。乾燥せしめたこのポリマーを、フルオロカーボ
ンエラストマー(例えば芳香族ポリヒドロキシ化合物、
例えばビスフェノール AF)のための常用の加硫剤(又は
硬化剤)によって加硫化してよく、これらは通常加硫促
進剤又は硬化補助剤、即ち、有機オニウム化合物、例え
ばアンモニウム、ホスホニウム及びスルホスニウム化合
物と組合わせて用いられる。例えば米国特許第4,88
2,390号(Grootaert ら) 及びその中に挙げられて
いる参考文献に詳細されている硬化システムを参照のこ
と(その有機−オニウム及びポリヒドロキシ硬化システ
ムの詳細は本明細書に参考として組入れる)。
【0013】加硫剤及び硬化補助剤に加えて、二価金属
酸化物又は水酸化物(無機酸受容体として)、充填剤、
加工助剤、及びフルオロカーボンエラストマー組成物の
加硫化において常用されているその他の添加剤が本発明
のガムに配合されうる。
酸化物又は水酸化物(無機酸受容体として)、充填剤、
加工助剤、及びフルオロカーボンエラストマー組成物の
加硫化において常用されているその他の添加剤が本発明
のガムに配合されうる。
【0014】本発明に従って硬化部位モノマーをフッ化
モノマーと共重合するとき、過酸化硬化システムが利用
できうる。このようなシステムは例えば、本明細書に参
考として組入れる米国特許第4,450, 263号(We
st) 及び第4,564,662号(Albin)に詳細されて
いる。硬化部位モノマーにはブロモオレフィン、例えば
CH3OCF=CFBr 及び CF2=CHBr 、並びにヨードオレフィ
ン、例えば IC2H4OCH=CH 2 及び1C2F4I が含まれる。
モノマーと共重合するとき、過酸化硬化システムが利用
できうる。このようなシステムは例えば、本明細書に参
考として組入れる米国特許第4,450, 263号(We
st) 及び第4,564,662号(Albin)に詳細されて
いる。硬化部位モノマーにはブロモオレフィン、例えば
CH3OCF=CFBr 及び CF2=CHBr 、並びにヨードオレフィ
ン、例えば IC2H4OCH=CH 2 及び1C2F4I が含まれる。
【0015】本発明の硬化フルオロカーボンエラストマ
ーは、メタノール中での優れた膨潤耐久性、並びに所望
の物理特性、例えば商業上のフルオロカーボンエラスト
マー組成物の引張り強度及び伸び率を有する。本発明の
フルオロカーボンエラストマー組成物より組立てること
のできる特に有用な製品は、フルオロカーボンエラスト
マー自動車部品、例えば前記の Brullo の二つの文献に
詳細されている例えば燃料ラインホース及びO−リング
である。
ーは、メタノール中での優れた膨潤耐久性、並びに所望
の物理特性、例えば商業上のフルオロカーボンエラスト
マー組成物の引張り強度及び伸び率を有する。本発明の
フルオロカーボンエラストマー組成物より組立てること
のできる特に有用な製品は、フルオロカーボンエラスト
マー自動車部品、例えば前記の Brullo の二つの文献に
詳細されている例えば燃料ラインホース及びO−リング
である。
【0016】本発明の配合化ガム組成は加工助剤、例え
ば米国特許第4,287,320号(Kolb) に詳細され
ている例えば配合物の成形又は押出し成形を補助するの
に常用されているもの、例えばカルバナワックス又はジ
オルガノスルファーオキシドをも含むことができる。
ば米国特許第4,287,320号(Kolb) に詳細され
ている例えば配合物の成形又は押出し成形を補助するの
に常用されているもの、例えばカルバナワックス又はジ
オルガノスルファーオキシドをも含むことができる。
【0017】成形特性及びその他の性質を改善するため
にこのフルオロエラストマーガムに充填剤を混ぜ込むこ
とができる。充填剤を用いるとき、このガム100重量
部当たり約100重量部まで、好ましくはこのガム10
0重量部当たり約15〜50重量部の量において、この
加硫ゴム配合に加えることができる。利用できうる充填
剤の例には、補強性熱グレードカーボンブラック又は比
較的低い補強特性のノンブラック顔料、例えば粘土及び
バライトが挙げられる。
にこのフルオロエラストマーガムに充填剤を混ぜ込むこ
とができる。充填剤を用いるとき、このガム100重量
部当たり約100重量部まで、好ましくはこのガム10
0重量部当たり約15〜50重量部の量において、この
加硫ゴム配合に加えることができる。利用できうる充填
剤の例には、補強性熱グレードカーボンブラック又は比
較的低い補強特性のノンブラック顔料、例えば粘土及び
バライトが挙げられる。
【0018】本発明に関して、所望する量の配合成分及
びその他の常用の添加剤又は成分を未硬化フルオロカー
ボンガムストックに加え、次いで通常のゴム混合装置、
例えばバンバリーミキサー、ロールミル又はその他の常
用の混合装置を用いてそれらをよく混合又は配合せしめ
る。ミル上のこの混合物の温度は典型的には約120℃
より高くしない。混練中、この成分及び添加剤をこのガ
ムにわたって均一に分散せしめる。この硬化プロセスは
典型的には、配合せしめた混合物の押出し成形又はこの
配合せしめた混合物をモルド、例えばキャビティーもし
くはトランスファーモルドの中で圧搾せしめ、次いでオ
ーブン硬化することを含んで成る。この配合混合物の圧
搾(圧縮硬化)は通常約95℃〜約230℃、好ましく
は約150℃〜約205℃の温度にて、1分〜15時
間、典型的には5分〜30分間の時間にわたって行われ
る。約700kPa 〜約20,600kPa の圧力がモルド
の中の配合混合物に通常授けられる。このモルドはまず
離型剤、例えばシリコーン油でコートされ、次いで予備
加熱させる。成形せしめた加硫ゴムを次に、通常約15
0℃〜約315℃の温度で、典型的には約232℃で、
この製品の断面の厚みに依存して約2〜50時間にわた
って通常後硬化(オーブン硬化)せしめる。本発明の組
成物はシール、O−リング、ガスケット等を成形するの
に利用できる。本発明の目的及び利点を以下の限定でな
い実施例に例示する。
びその他の常用の添加剤又は成分を未硬化フルオロカー
ボンガムストックに加え、次いで通常のゴム混合装置、
例えばバンバリーミキサー、ロールミル又はその他の常
用の混合装置を用いてそれらをよく混合又は配合せしめ
る。ミル上のこの混合物の温度は典型的には約120℃
より高くしない。混練中、この成分及び添加剤をこのガ
ムにわたって均一に分散せしめる。この硬化プロセスは
典型的には、配合せしめた混合物の押出し成形又はこの
配合せしめた混合物をモルド、例えばキャビティーもし
くはトランスファーモルドの中で圧搾せしめ、次いでオ
ーブン硬化することを含んで成る。この配合混合物の圧
搾(圧縮硬化)は通常約95℃〜約230℃、好ましく
は約150℃〜約205℃の温度にて、1分〜15時
間、典型的には5分〜30分間の時間にわたって行われ
る。約700kPa 〜約20,600kPa の圧力がモルド
の中の配合混合物に通常授けられる。このモルドはまず
離型剤、例えばシリコーン油でコートされ、次いで予備
加熱させる。成形せしめた加硫ゴムを次に、通常約15
0℃〜約315℃の温度で、典型的には約232℃で、
この製品の断面の厚みに依存して約2〜50時間にわた
って通常後硬化(オーブン硬化)せしめる。本発明の組
成物はシール、O−リング、ガスケット等を成形するの
に利用できる。本発明の目的及び利点を以下の限定でな
い実施例に例示する。
【0019】
【実施例】VF2 及びHFPのフルオロエラストマーコ
ポリマー並びにVF2 、HFP及びTFEのフルオロエ
ラストマーターポリマーを過酸化物−開始乳化重合によ
って調製した。硬化部位モノマーを含む実施例も調製し
た。
ポリマー並びにVF2 、HFP及びTFEのフルオロエ
ラストマーターポリマーを過酸化物−開始乳化重合によ
って調製した。硬化部位モノマーを含む実施例も調製し
た。
【0020】ここで得られる未硬化フルオロエラストマ
ーガムのガラス転移温度を測定した。硬化フルオロエラ
ストマーのメタノール膨潤特性並びに引張り且つ伸び特
性を調べた。本発明のポリマー、及び商業的に入手でき
るポリマーを含む比較ポリマーを利用する組成物に関す
るこれらの特性を調べた。
ーガムのガラス転移温度を測定した。硬化フルオロエラ
ストマーのメタノール膨潤特性並びに引張り且つ伸び特
性を調べた。本発明のポリマー、及び商業的に入手でき
るポリマーを含む比較ポリマーを利用する組成物に関す
るこれらの特性を調べた。
【0021】未硬化ポリマーのガラス転移温度(Tg 、
中点)は示差走査熱量計によって測定した(ASTM D-341
8-82) 。硬化ポリマーサンプルのメタノール容量膨潤度
は、室温にて溶媒中に硬化サンプルを70時間浸した後
に測定した(ASTM D-471-79)。硬化ポリマーサンプルの
破断点引張り強度及び伸び率100%での弾性率を厚さ
1.8mmのシートから切り取ったサンプルを用いて測定
した(ASTM D-412-75)。
中点)は示差走査熱量計によって測定した(ASTM D-341
8-82) 。硬化ポリマーサンプルのメタノール容量膨潤度
は、室温にて溶媒中に硬化サンプルを70時間浸した後
に測定した(ASTM D-471-79)。硬化ポリマーサンプルの
破断点引張り強度及び伸び率100%での弾性率を厚さ
1.8mmのシートから切り取ったサンプルを用いて測定
した(ASTM D-412-75)。
【0022】例1 メカニカルスターラーの付いた1ガロンのステンレスス
チール重合反応槽を71℃の温度及び200psig(1.
38 MPa)の圧力に調節した。以下の第一装填材料をこの
反応槽に加えた: a) 2800gの脱イオン水 b) 16gの過硫酸カリウム重合開始剤 c) 5gの C8F17SO2N(C2H5)COOK乳化剤 d) 2.6gのジエチルマロネート連鎖移動剤。 メカニカルスターラーは400rpm で作動させた。VF
2 及びHFPのモノマー配合物(1100g)を、7.
5時間の全重合反応時間にわたって1時間当たり約14
5gの仕込み率にてこの反応槽に加えた。得られる安定
なラテックスを反応槽から取り出し、次いで凝固させ、
熱湯で洗い、そして循環エアーオーブンの中で乾かし
た。微細なエラストマー塊を回収した。F−NMRによ
って決定されたこの組成物は、VF2 に由来する共重合
化単位80.3重量%及びHFPに由来する共重合化単
位19.7重量%を含み、62.7%の理論フッ素含有
量を示した。
チール重合反応槽を71℃の温度及び200psig(1.
38 MPa)の圧力に調節した。以下の第一装填材料をこの
反応槽に加えた: a) 2800gの脱イオン水 b) 16gの過硫酸カリウム重合開始剤 c) 5gの C8F17SO2N(C2H5)COOK乳化剤 d) 2.6gのジエチルマロネート連鎖移動剤。 メカニカルスターラーは400rpm で作動させた。VF
2 及びHFPのモノマー配合物(1100g)を、7.
5時間の全重合反応時間にわたって1時間当たり約14
5gの仕込み率にてこの反応槽に加えた。得られる安定
なラテックスを反応槽から取り出し、次いで凝固させ、
熱湯で洗い、そして循環エアーオーブンの中で乾かし
た。微細なエラストマー塊を回収した。F−NMRによ
って決定されたこの組成物は、VF2 に由来する共重合
化単位80.3重量%及びHFPに由来する共重合化単
位19.7重量%を含み、62.7%の理論フッ素含有
量を示した。
【0023】例2〜9並びに比較例C2−C7及びC9
〜C18 例2〜9のコポリマー並びに比較例C2〜C7及びC9
〜C18のコポリマーを、モノマーの割合; 開始剤、連
鎖移動剤、乳化剤及び緩衝剤の量; 並びに攪拌; におけ
る必要とされる調整を伴って例1に詳細の通りに調製し
た。VF2 の量を減らすに従って、HFPの量を増や
し、緩衝剤(K2HPO4) の量を0から9.3gにまで増や
し、連鎖移動剤(ジエチルマロネート)の量を2.6g
から4.3gにまで増やし、攪拌速度を400から72
0rpm にまで高め、重合開始剤(過硫酸カリウム)の量
を16から13gに減らしそして乳化剤(C8F17SO2N(C2
H5)COOK)の量を5から0.7gに減らした。
〜C18 例2〜9のコポリマー並びに比較例C2〜C7及びC9
〜C18のコポリマーを、モノマーの割合; 開始剤、連
鎖移動剤、乳化剤及び緩衝剤の量; 並びに攪拌; におけ
る必要とされる調整を伴って例1に詳細の通りに調製し
た。VF2 の量を減らすに従って、HFPの量を増や
し、緩衝剤(K2HPO4) の量を0から9.3gにまで増や
し、連鎖移動剤(ジエチルマロネート)の量を2.6g
から4.3gにまで増やし、攪拌速度を400から72
0rpm にまで高め、重合開始剤(過硫酸カリウム)の量
を16から13gに減らしそして乳化剤(C8F17SO2N(C2
H5)COOK)の量を5から0.7gに減らした。
【0024】比較例C1及びC8 比較例C1及びC8はそれぞれ、VF2 のホモポリマー
(Atochem, Inc. より商標名「KYNAR」のもとで入
手可)及びVF2 とHFPのコポリマー(3M社より F
C-2230として市販)である。
(Atochem, Inc. より商標名「KYNAR」のもとで入
手可)及びVF2 とHFPのコポリマー(3M社より F
C-2230として市販)である。
【0025】前記の全ての例に関して、表1は表示のモ
ノマーに由来する共重合化単位の重量%をまとめる。こ
れらの例はVF2 に由来する共重合化単位の重量%が減
少していく順序で列挙した。
ノマーに由来する共重合化単位の重量%をまとめる。こ
れらの例はVF2 に由来する共重合化単位の重量%が減
少していく順序で列挙した。
【0026】 表 1 VF2 とHFPのコポリマー (重量%) 例番号 VF2 HFP C1 100 0 1 80.3 19.7 2 76.8 23.2 3 75.9 24.1 4 74.7 25.3 5 73.4 26.6 6 72.3 27.7 7 71.8 28.2 8 70.8 29.2 9 70.1 29.9 C2 68.4 31.6 C3 65.8 34.2 C4 65.1 34.9 C5 63.0 37.0 C6 62.5 37.5 C7 60.3 39.7 C8 60.0 40.0 C9 57.6 42.4 C10 54.0 46.0 C11 51.3 48.7 C12 48.2 51.8 C13 45.3 54.7 C14 43.5 56.5 C15 42.1 57.9 C16 40.1 59.9 C17 33.9 66.1 C18 33.9 66.1
【0027】例10及び11並びに比較例C19 VF2 、HFP及びTFEのフルオロエラストマーター
ポリマー組成物を、例1〜9並びに比較例C2〜C7及
びC9〜C18に詳細の手順に従って調製した。
ポリマー組成物を、例1〜9並びに比較例C2〜C7及
びC9〜C18に詳細の手順に従って調製した。
【0028】比較例C20及びC21 比較例C20及びC21は、VF2 、HFP及びTFE
の市販ターポリマーである。比較例C20は3M社より
FLUOREL (商標名)FT-2350 として商業的に入手
できる。比較例C21は Daikin よりDAIEL (商
標)901 として商業的に入手できる。
の市販ターポリマーである。比較例C20は3M社より
FLUOREL (商標名)FT-2350 として商業的に入手
できる。比較例C21は Daikin よりDAIEL (商
標)901 として商業的に入手できる。
【0029】例10及び11、並びに比較例C19,C
20及びC21に関して、表2は表示のモノマーに由来
する共重合化単位の重量%をまとめている。これらの例
はVF2 に由来する共重合化単位の重量%が減少する順
序で列挙した。
20及びC21に関して、表2は表示のモノマーに由来
する共重合化単位の重量%をまとめている。これらの例
はVF2 に由来する共重合化単位の重量%が減少する順
序で列挙した。
【0030】 表 2 VF2 、HFP及びTFEのターポリマー (重量%) 例番号 VF2 HFP TFE 10 75.5 16.5 8.0 11 72.9 22.8 4.3 C19 69.3 21.0 9.7 C20 43.0 33.0 24.0 C21 34.2 42.6 23.3
【0031】例12〜14 硬化部位モノマー、1−メトキシ−2−ブロモ−1, 2−
ジフルオロエチレン(CH3OCF=CFBr) 由来の単位を含むポ
リマーを、例1〜9並びに比較例C2〜C7及びC9〜
C18に詳細の手順に従って調製した。例13及び14
はVF2 とHFPのコポリマーであり、これはこの硬化
部位モノマーに由来する単位も含んでいる。例12はV
F2 、HFP及びTFEのターポリマーであり、これも
この硬化部位モノマーに由来する単位を含んでいる。
ジフルオロエチレン(CH3OCF=CFBr) 由来の単位を含むポ
リマーを、例1〜9並びに比較例C2〜C7及びC9〜
C18に詳細の手順に従って調製した。例13及び14
はVF2 とHFPのコポリマーであり、これはこの硬化
部位モノマーに由来する単位も含んでいる。例12はV
F2 、HFP及びTFEのターポリマーであり、これも
この硬化部位モノマーに由来する単位を含んでいる。
【0032】比較例C22及びC23 比較例C22及びC23は商業的に入手できる過酸化物
硬化性フルオロエラストマーであり、これは硬化部位モ
ノマー由来の単位を含んでいる。比較例C22及びC2
3は硬化部位モノマー CHBr=CF2 由来の単位を含んでお
り、そしてこれらは3M社よりFLUOREL(商標)
FC-2260 及び FLS-2690 として商業的に入手できる。
硬化性フルオロエラストマーであり、これは硬化部位モ
ノマー由来の単位を含んでいる。比較例C22及びC2
3は硬化部位モノマー CHBr=CF2 由来の単位を含んでお
り、そしてこれらは3M社よりFLUOREL(商標)
FC-2260 及び FLS-2690 として商業的に入手できる。
【0033】例12,13及び14、並びに比較例C2
2及びC23に関して、表3は表示のモノマーに由来す
る共重合化単位の重量%をまとめている。
2及びC23に関して、表3は表示のモノマーに由来す
る共重合化単位の重量%をまとめている。
【0034】 表 3 硬化部位モノマーを含むフルオロエラストマー (重量%) 例番号 VF2 HFP TFE CSM * 12 72.1 20.3 6.8 0.8 13 71.8 27.5 0.7 14 73.5 26.5 0.9 C22 61.0 38.0 1.0 C23 34.0 42.0 23.0 1.0 *CSM = 硬化部位モノマー
【0035】硬 化 上記したフルオロエラストマーガムを常用の硬化システ
ム及び方法を利用して硬化せしめた。このガムを二軸ゴ
ムミルにおいて配合せしめて硬化組成物1又は硬化組成
物2のいずれかを得た。表4はこの硬化組成物1及び2
の成分の重量部を列挙している。ここで得られる硬化組
成物を次に177℃で15分間圧縮成形し、次いで循環
エアーオーブンの中で16時間にわたり、硬化部位モノ
マー含有例12〜14及び比較例C22〜C23に関し
ては232℃にて、そしてその他の全てのポリマーに関
しては260℃にて後硬化させた。
ム及び方法を利用して硬化せしめた。このガムを二軸ゴ
ムミルにおいて配合せしめて硬化組成物1又は硬化組成
物2のいずれかを得た。表4はこの硬化組成物1及び2
の成分の重量部を列挙している。ここで得られる硬化組
成物を次に177℃で15分間圧縮成形し、次いで循環
エアーオーブンの中で16時間にわたり、硬化部位モノ
マー含有例12〜14及び比較例C22〜C23に関し
ては232℃にて、そしてその他の全てのポリマーに関
しては260℃にて後硬化させた。
【0036】 表 4 硬 化 組 成 物 1 2 フルオロエラストマーガム 100 100 ビスフェノール AF 1.2 0 トリフェニルベンジルホスホニウムクロリド 0.9 0 トリアリルイソアシヌレート 0 2.5 ルーパーコ(Luperco) 101 XL 0 2.5 カーボンブラック、N 990 30 30 Ca(OH)2 6 3 Mg O 3 0
【0037】未硬化フルオロエラストマーガムのガラス
転移温度及び硬化せしめたフルオロエラストマー硬化組
成物の%メタノール膨潤性を表5−7にまとめている。
硬化せしめたフルオロエラストマー硬化組成物の引張り
強度及び弾性率を表8にまとめている。この結果を、各
ポリマーにおけるフッ素の重量%と対比させている。
転移温度及び硬化せしめたフルオロエラストマー硬化組
成物の%メタノール膨潤性を表5−7にまとめている。
硬化せしめたフルオロエラストマー硬化組成物の引張り
強度及び弾性率を表8にまとめている。この結果を、各
ポリマーにおけるフッ素の重量%と対比させている。
【0038】 表 5 コポリマー 各例のコポリマー Fの重量% Tg メタノール容量膨潤度 (℃) (%) C1 59.4 −39 1 62.7 −22 0.6 3 63.4 −24 10 5 63.8 −21 11 6 64.0 −25 24 C2 64.6 −25 83 C4 62.5 139 C7 66.0 −18 166 C8 66.0 142 C9 66.4 91 C10 67.0 −15 77 C11 67.5 70 C12 68.0 −11 50 C13 68.5 25 C15 69.0 −6 5 C16 69.3 3 C18 70.1 2
【0039】 表 6 ターポリマー各例のターポリマー Fの重量% Tg メタノール容量膨潤度 (℃) (%) 10 63.4 −23 0.3 11 63.9 −22 16 C19 64.5 −20 22 C20 68.8 27 C21 70.4 <5
【0040】 表 7 過酸化物硬化フルオロエラストマー 各例のポリマー Fの重量% Tg メタノール容量膨潤度 (℃) (%) 12 63.6 −23 22 13 63.7 −25 23 14 64.0 −23 18 C22 65.4 115 C23 69.9 2
【0041】 表 8 引張り及び弾性特性 引張り強度 弾 性 各例のコポリマー Fの重量% (硬化後) (硬化後) (MPa) (MPa) 1 62.7 16.6 (25) 12.8 (16.4) 2 63.2 ──── 9.3 (12.6) 3 63.4 13.8 (22.3) ──── 4 63.6 13.3 (22.7) 8.2 (11.9) 5 63.8 12.5 (20.7) 7.7 (10.1) 6 64.0 11.5 (19.3) 6.9 (9.8) C2 64.6 11.1 (18.9) 5.3 (6.1) C4 65.2 10.3 (15.6) 4.0 (4.8) C6 65.6 9.6 (14.8) 2.9 (3.8) C7 66.0 9.6 (14.7) 3.2 (4.1)
【0042】これらのデーターは、本発明のフルオロエ
ラストマーガム、即ち、64.4%以下のフッ素重量%
を有するガムが、より高いフッ素重量%を有する組成物
よりも低い%メタノール膨潤度を有するフルオロエラス
トマーを提供するように硬化されうることを示してい
る。例えば、例1,3,5及び6と、比較例C4〜C7
及びC8の硬化せしめたコポリマーのメタノール容量膨
潤度; 例10と、比較例C19及びC20の硬化せしめ
たターポリマーのメタノール容量膨潤度; 例12〜14
と、比較例C22の硬化せしめた過酸化物硬化性ポリマ
ーのメタノール容量膨潤度を比較のこと。これらの結果
は驚くべきことであり、且つ低いメタノール容量膨潤度
を得るには高めのフッ素重量%が必要であるという当業
界における教示に反している。
ラストマーガム、即ち、64.4%以下のフッ素重量%
を有するガムが、より高いフッ素重量%を有する組成物
よりも低い%メタノール膨潤度を有するフルオロエラス
トマーを提供するように硬化されうることを示してい
る。例えば、例1,3,5及び6と、比較例C4〜C7
及びC8の硬化せしめたコポリマーのメタノール容量膨
潤度; 例10と、比較例C19及びC20の硬化せしめ
たターポリマーのメタノール容量膨潤度; 例12〜14
と、比較例C22の硬化せしめた過酸化物硬化性ポリマ
ーのメタノール容量膨潤度を比較のこと。これらの結果
は驚くべきことであり、且つ低いメタノール容量膨潤度
を得るには高めのフッ素重量%が必要であるという当業
界における教示に反している。
【0043】本発明のフルオロエラストマーガムのガラ
ス転移温度は高いフッ素重量%を有する組成物よりも、
所望の低い値を有している。このような低いガラス転移
温度は優れた低温特性に関して所望されている。
ス転移温度は高いフッ素重量%を有する組成物よりも、
所望の低い値を有している。このような低いガラス転移
温度は優れた低温特性に関して所望されている。
【0044】本発明の種々の改良が本発明の範囲を逸脱
することなく可能である。
することなく可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスティーン ハーマイン ハーメイ アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし)
Claims (6)
- 【請求項1】 硬化性フルオロカーボンエラストマーガ
ムであって、それに共重合している単位が、フッ化ビニ
リデン及び少なくとも一種類のその他のフッ素含有モノ
マーに由来する単位を含んで成り、ここで前記ガムは6
2.5〜64.3重量%のフッ素を含み、そしてここで
前記ガムは硬化されて、エタノールによる膨潤に対して
耐性であるエラストマーを提供することのできる、硬化
性フルオロカーボンエラストマーガム。 - 【請求項2】 前記の共重合している単位が、フッ化ビ
ニリデンに由来する単位71.8〜81.0重量%及び
ヘキサフルオロプロピレンに由来する単位19.0〜2
8.2重量%より本質的に成る、請求項1に記載のフル
オロカーボンエラストマーガム。 - 【請求項3】 前記の共重合している単位が、フッ化ビ
ニリデンに由来する単位71.8〜76.0重量%、ヘ
キサフルオロプロピレンに由来する単位16.5〜2
1.0重量%、及びテトラフルオロエチレンに由来する
単位4.3〜9.7重量%より本質的に成る、請求項1
に記載のフルオロカーボンエラストマーガム。 - 【請求項4】 3重量%以下の、硬化部位モノマーに由
来する共重合化単位を更に含んで成る、請求項2又は3
に記載のフルオロカーボンエラストマーガム組成物。 - 【請求項5】 請求項1に記載の組成物をその硬化状態
において含んでいる成形製品であって、ここで前記製品
がメタノール中での膨潤に耐性であることを特徴とする
製品。 - 【請求項6】 請求項1に記載のフルオロカーボンエラ
ストマーガムを硬化せしめ、次いで成形せしめることを
含んで成る、成形製品を作る方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US80890391A | 1991-12-17 | 1991-12-17 | |
US808903 | 1991-12-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05310848A true JPH05310848A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=25200064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32907992A Pending JPH05310848A (ja) | 1991-12-17 | 1992-12-09 | メタノール耐性フルオロカーボンエラストマー |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0547771A1 (ja) |
JP (1) | JPH05310848A (ja) |
AU (1) | AU656240B2 (ja) |
CA (1) | CA2077329A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4414334A1 (de) * | 1994-04-25 | 1995-10-26 | Bayer Ag | Peroxidisch vernetzbare, keine Cure-Site-Monomere enthaltende Fluorkautschuke |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1161747A (fr) * | 1956-09-29 | 1958-09-03 | Kellogg M W Co | Polymères contenant du fluor |
US3178399A (en) * | 1961-08-10 | 1965-04-13 | Minnesota Mining & Mfg | Fluorine-containing polymers and preparation thereof |
FR1343197A (fr) * | 1961-12-20 | 1963-11-15 | Montedison Spa | Copolymères thermoplastiques et élastomères fluorés |
US4335238A (en) * | 1980-10-06 | 1982-06-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fluoropolymer hexafluoropropene, tetrafluorethene and 1,1-difluoroethene |
US4985520A (en) * | 1988-07-29 | 1991-01-15 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Fluoroelastomer having excellent processability |
-
1992
- 1992-11-03 CA CA 2077329 patent/CA2077329A1/en not_active Abandoned
- 1992-11-05 AU AU28178/92A patent/AU656240B2/en not_active Ceased
- 1992-11-18 EP EP92310530A patent/EP0547771A1/en not_active Ceased
- 1992-12-09 JP JP32907992A patent/JPH05310848A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2817892A (en) | 1993-06-24 |
CA2077329A1 (en) | 1993-06-18 |
AU656240B2 (en) | 1995-01-27 |
EP0547771A1 (en) | 1993-06-23 |
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