JPH0586116A - 酸アミド基含有含フツ素重合体の製造方法 - Google Patents

酸アミド基含有含フツ素重合体の製造方法

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JPH0586116A
JPH0586116A JP27676491A JP27676491A JPH0586116A JP H0586116 A JPH0586116 A JP H0586116A JP 27676491 A JP27676491 A JP 27676491A JP 27676491 A JP27676491 A JP 27676491A JP H0586116 A JPH0586116 A JP H0586116A
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JP
Japan
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group
acid amide
fluoropolymer
hydroxyl group
vinyl ether
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Withdrawn
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JP27676491A
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English (en)
Inventor
Shunichi Kodama
俊一 児玉
Takashi Takayanagi
敬志 高柳
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups

Abstract

(57)【要約】 【目的】有機顔料やカーボンブラックなどの顔料の分散
し易い含フッ素重合体を製造する。 【構成】水酸基含有含フッ素重合体と、環状酸イミド化
合物を作用せしめることにより酸アミド基含有含フッ素
重合体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は酸アミド基含有含フッ素
重合体の製造方法に関するものであり、更に詳しくは水
酸基含有含フッ素重合体と環状酸イミド化合物との高分
子反応を利用する酸アミド基含有含フッ素重合体の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来は、高分子化合物にカルボキシル基
等のイオン性官能基を導入して親水性の付与、接着性・
染色性・顔料分散性等の向上、架橋部位・イオン交換基
の導入、レオロジー調節機能の導入等を図る試みは種々
なされている。
【0003】一方、水酸基含有含フッ素重合体にカルボ
キシル基を高分子反応により導入することにより、各種
顔料への分散性に優れた塗料用フッ素樹脂を与えること
が知られている(特開昭58−136605号、特開昭
62−50306号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カルボ
キシル基の導入された含フッ素重合体はフタロシアニン
系の有機顔料、カーボンブラック等に対しては必ずしも
良好な分散安定性を示さないという問題点を有してい
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点の認識のもとに鋭意研究を重ねた結果、水酸基含有含
フッ素重合体に環状酸イミド化合物を作用せしめて、こ
れを酸アミド基含有エステル基に変換することにより上
記問題点の解決が図れるとの知見を得るに至った。かく
して本発明は上記知見に基づき完成されたものであり、
水酸基含有含フッ素重合体に有機溶媒中に化2(但し、
式中のR1 は2価の有機基、R2 はHあるいはアルキル
基を示す。)で表される環状酸イミド化合物を作用せし
めて水酸基の少なくとも一部を一般式 −O−CO−R1 −CONHR2 (但し、R1 、R2 は前記に同じ)で表される酸アミド
基に変換せしめることを特徴とする酸アミド基含有含フ
ッ素重合体の製造方法を新規に提供するものである。
【0006】
【化2】
【0007】本発明において、水酸基含有含フッ素重合
体としては種々のものが使用可能であり、ヒドロキシア
ルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルメタクリレ
ート、ヒドロキシアルキルメタクリレート、アリルアル
コール、メタアリルアルコールのごとき水酸基含有単量
体に基づく単位を付加共重合もしくはグラフト等により
含有せしめた含フッ素重合体、カルボン酸ビニル、カル
ボン酸アリルのごとき加水分解、加アルコール分解等に
より水酸基に転換可能な基を有する単量体に基づく単位
を同様に含有せしめた含フッ素重合体の該部位を水酸基
に転換したもの、さらには含フッ素ポリオール類とエピ
クロルヒドリン類との反応等によって得られる縮合体型
のものなどが例示される。
【0008】かかる重合体としては、酸アミド基導入時
の反応性の面から、水酸基を1級もしくは2級の形態で
含有するもの、また有機溶媒可溶性のものが好ましく、
さらに入手の容易性等の面からフルオロオレフィンおよ
び前記のごとき水酸基含有単量体もしくは水酸基に転換
可能な基を有する単量体及び所望により他の単量体を含
有する単量体混合物の共重合反応によって得られるフル
オロオレフィンと他の共単量体との付加共重合体もしく
はその誘導体が好ましく、かかる重合体中の水酸基の数
がフルオロオレフィンに基づく単位の数の1/100〜
1/1、特に1/50〜1/2程度のものが好ましく採
用可能である。
【0009】ここで、水酸基含有単量体としては共重合
性等の面からヒドロキシアルキルビニルエーテルが好適
である。また、フルオロオレフィンとしては、フッ化ビ
ニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テト
ラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘ
キサフルオロプロペン等が例示されるが、共重合性の面
から、テトラフルオロエチレンおよびクロロトリフルオ
ロエチレンが好適である。更に、前記他の共単量体とし
ては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブテン−
1等のα−オレフィン、エチルビニルエーテル、イソブ
チルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、シク
ロヘキシルビニルエーテル、ブチルイソプロペニルエー
テル、シクロヘキシルプロペニルエーテルのごときビニ
ルエーテル類等が例示され、アルキルビニルエーテルと
所望によりそれ以外の量体との組合せが好適である。
【0010】かかる好適な共重合体の典型的なものとし
ては、フルオロオレフィン、シクロヘキシルビニルエー
テル、アルキルビニルエーテルおよびヒドロキシアルキ
ルビニルエーテルを必須構成成分としてそれぞれ40〜
60モル%、5〜45モル%、5〜45モル%および3
〜15モル%の割合、好ましくはそれぞれ45〜55モ
ル%、10〜30モル%、10〜35モル%及び5〜1
3モル%の割合で含有する共重合体で含有する共重合体
が例示される。
【0011】かかる共重合体は、塗料ベースとして使用
する場合に、表面硬度、光沢に優れるとともに可撓性を
有し、耐溶剤性、耐汚染性に優れ、かつ耐候性に優れた
塗膜を温和な条件下に与えることができるものであり、
酸アミド基の導入により、顔料、補強剤等の各種充填剤
との親和性、基材との密着性等が改善され、塗料ベース
として極めて有用な含フッ素重合体を与えるものであ
る。特にカーボンブラック、フタロシアニン系の有機顔
料の分散性に優れる。
【0012】本発明において、環状イミド化合物として
は化3(ただし、式中のR1 は2価の有機基、R2 はH
あるいはアルキル基を示す。)で表される各種化合物が
使用可能である。
【0013】
【化3】
【0014】具体的にはコハク酸イミド、グルタル酸イ
ミド、イタコン酸イミド、アジピン酸イミド、1,2−
シクロヘキサンジカルボン酸イミド、マレイン酸イミ
ド、N−メチル−コハク酸イミド、N−メチル−グルタ
ル酸イミド、N−メチル−アジピン酸イミド、N−メチ
ル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸イミド、N−
メチル−マレイン酸イミド、N−プロピル−コハク酸イ
ミド、N−プロピル−グルタル酸イミド、N−プロピル
−イタコン酸イミド、N−プロピル−アジピン酸イミ
ド、N−プロピル−1,2−シクロヘキサンジカルボン
酸イミド、N−プロピル−マレイン酸イミド、N−ブチ
ル−コハク酸イミド、N−ブチル−グルタル酸イミド、
N−ブチル−イタコン酸イミド、N−メチル−アジピン
酸イミド、N−ブチル−1,2−シクロヘキサンジカル
ボン酸イミド、N−ブチル−マレイン酸イミドが例示さ
れるが、反応性の点で、非芳香族性の環状イミド化合物
が望ましく、特にR1 が炭素数2〜8のアルキレン基で
有るものが好ましく採用可能である。
【0015】かかる環状イミド化合物を作用せしめるこ
とにより、含フッ素重合体の水酸基部位の少なくとも一
部が一般式−O−CO−R1 −CONHR2 で表わされ
るエステル基に変換され、カルボキシル基の導入が達成
される。
【0016】本発明においては、上記のごとき水酸基含
有含フッ素重合体と環状イミド化合物との反応を有機溶
媒中で行わしめることが重要である。ここで、有機溶媒
の種類は、含フッ素重合体および環状イミド化合物の溶
解性等を勘案し適宜選定することが望ましいが、生成重
合体溶液の着色防止、操作性等の面からはトルエン、キ
シレンのごとき沸点100℃以上の芳香族化合物が好ま
しく採用可能である。
【0017】上記酸アミド基導入反応に際しては触媒を
併用することが可能である。かかる触媒としては、カル
ボン酸金属塩、例えば酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、
酢酸鉛、ステアリン酸鉛等、水酸化アルカリ、例えば水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等、アルカリ金属炭酸
塩、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等、アルカリ
金属アルコラート、例えばナトリウムメチラート、ナト
リウムエチラート、カリウムメチラート、カリウムエチ
ラート等、4級アンモニウム塩、例えば、トリメチルベ
ンジルアンモニウム、トリエチルベンジルアンモニウム
等、3級アミン、例えばピリジン、トリエチレンジアミ
ン、トリエチルアミン等の塩基性触媒が好ましく採用可
能であり、特にトリエチルベンジルアンモニウムが好適
である。硫酸、パラトルエンスルホン酸等の酸触媒によ
っても酸アミド基導入反応が促進されるが、この場合に
は反応条件によっては、生成酸アミド基と未反応水酸基
との縮合反応も促進されることになり反応条件の設定に
注意を要するようになるので好ましくない。
【0018】本発明において、水酸基含有含フッ素重合
体と、環状イミド化合物の反応モル比は、酸アミド化変
性により期待する改質効果に応じて選定することが望ま
しいが、通常は含フッ素重合体中の水酸基に対して、1
/200〜1/1当量、特に1/100〜1/2当量程
度の範囲から選定され、例えば顔料分散性の改善等を目
的とする場合には1/40〜1/5当量程度の範囲が好
ましく採用可能である。
【0019】上記酸アミド基導入反応に際して、反応温
度としては70〜150℃、特に90〜130℃程度の
範囲から選定することが好ましい。温度が低過ぎる場合
には、反応に長時間を要し、また高すぎる場合には生成
重合体溶液の着色が激しくなる等の問題が生じるのでと
もに好ましくない。また、反応時間としては数十分〜数
時間程度で十分である。
【0020】本発明は、酸アミド基含有含フッ素重合体
の簡便で効率的な製造方法として汎用性を有するもので
あり、前期した塗料ベースとしての諸特性の改善に加え
て、親水性の付与、架橋部位・イオン交換基の導入等の
目的にも応用できるものである。
【0021】
【実施例】
実施例1 クロロトリフルオロエチレン、シクロヘキシルビニルエ
ーテル、エチルビニルエーテル及びヒドロキシブチルビ
ニルエーテルを各50、15、25および10モル%の
割合で含有し、テトラヒドロフラン中30℃で測定した
固有粘度(dl/g)が0.20である共重合体50g
をキシレン50gに撹拌機付200cc四ツ口フラスコ
中で溶解し、コハク酸イミド0.45gを加える。更
に、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド0.05
gを添加した後フラスコを徐々に昇温する。フラスコ内
溶液が110℃に達した後その温度に保ち反応を行わせ
る。
【0022】およそ30分毎に反応溶液を少量サンプリ
ングし、反応の進行状態を赤外スペクトルを利用して追
跡する。3時間反応を続けた後、コハク酸イミドの17
70cm-1、1700cm-1の特性吸収は観測されなく
なり、酸アミド基(1650cm-1)およびエステル
(1735cm-1)の強い吸収が見られるようになる。
急冷により反応を停止し、一部溶液をサンプリングして
生成ポリマーの固有粘度を測定したところ0.22であ
った。また、13CNMRによる組成分析の結果、ヒドロ
キシル基が約10%減少していた。このポリマーの水酸
基価(mgKOH/g)は52から47に低下してい
た。
【0023】実施例2 2リットルの四ツ口フラスコに、実施例1と同じ原体ポ
リマーを1.119g仕込み、同量のキシレンに撹拌下
に溶解した。これにコハク酸イミド210g、トリエチ
ルベンジルアンモニウムクロリド1.11gを添加した
後フラスコの温度を110℃に上げ、2時間反応を行っ
た。急冷後、反応溶液の赤外スペクトルをとったとこ
ろ、コハク酸イミドは完全に反応し、酸アミド化が行わ
れていることが確認された。生成重合体を一部単離し、
分析した結果、固有粘度0.30、水酸基価41であっ
た。
【0024】実施例3 実施例1と同じ処方で、用いる原体ポリマーとして、固
有粘度0.47のものを用い、100℃で酸アミド化を
行った。4時間反応させた後ほぼ酸アミド化が完全に進
行していることを確認し、急冷により反応を停止した。
得られたポリマーは、固有粘度0.52、水酸基価4
7.5であった。
【0025】比較例1〜3 コハク酸イミドを無水コハク酸に変えること以外実施例
1〜3と同様な方法でカルボキシル基を変性した。
【0026】試験例 実施例1〜3、比較例1〜3及び実施例で用いた原料ポ
リマーを表1、表2に示す配合条件により顔料分散性、
塗膜光沢の試験を行った。結果を表1、表2に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】なお、表1において、TiO2 は石原産業
製CR−90、BLはフタロシアニンブルー:BASF
製#6900、REはペリレンレッド:BASF製#3
920であり、顔料分散性の試験は、ペイントシェーカ
ーを用い、ガラスビーズとともに高速振とうし、顔料2
次分散体が分散により細粒化して25ミクロン以下にな
るのに要する時間を測定した(3時間未満を○、3〜6
時間を△、6時間以上を×とした)。塗膜光沢は、上記
顔料分散性の試験に準じて3時間分散を行った溶液をア
ルミニウム板上にスプレー塗装し、乾燥した後の60度
光沢を測定した(70%以上を○、70%未満を×とし
た)。
【0030】また、表2において、CBはカーボンブラ
ック:三菱化成製#2400であり、顔料分散性の試験
は、ペイントシェーカーを用い、ガラスビーズとともに
高速振とうし、顔料2次分散体が分散により細粒化して
25ミクロン以下になるのに要する時間を測定した(5
時間未満を○、5〜10時間を△、10時間以上を×と
した。)塗膜光沢は、上記顔料分散性の試験に準じて5
時間分散を行った溶液をアルミニウム板上にスプレー塗
装し、乾燥した後の60度光沢を測定した。(70%以
上を○、70%未満を×とした)。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、フタロシアニン系等の
有機顔料やカーボンブラック等の顔料の分散安定性の優
れた含フッ素共重合体を得ることができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水酸基含有含フッ素重合体に有機溶媒中で
    化1(但し、式中のR1 は2価の有機基、R2 はHある
    いはアルキル基を示す。)で表される環状酸イミド化合
    物を作用せしめて水酸基の少なくとも一部を一般式 −O−CO−R1 −CONHR2 (但し、R1 、R2 は前記に同じ)で表される酸アミド
    基に変換せしめることを特徴とする酸アミド基含有含フ
    ッ素重合体の製造方法。 【化1】
  2. 【請求項2】水酸基含有含フッ素重合体が、少なくとも
    1種のフルオロオレフィンと他の共単量体との共重合体
    である請求項1の方法。
  3. 【請求項3】水酸基含有含フッ素重合体の水酸基が水酸
    基含有不飽和化合物を共単量体とすることにより含有せ
    しめられている請求項1の方法。
  4. 【請求項4】水酸基含有不飽和化合物が、ヒドロキシア
    ルキルビニルエーテルである請求項4の方法。
  5. 【請求項5】環状酸イミド化合物を塩基性触媒の存在下
    に作用せしめる請求項1の方法。
JP27676491A 1991-09-27 1991-09-27 酸アミド基含有含フツ素重合体の製造方法 Withdrawn JPH0586116A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6037414A (en) * 1998-09-02 2000-03-14 E. I. Du Pont Nemours And Company Polymeric pigment dispersant having an acrylic backbone, polyester side chains, cyclic imide groups and quaternary ammonium groups
WO2011129408A1 (ja) * 2010-04-16 2011-10-20 旭硝子株式会社 官能基を有するエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体の反応方法

Cited By (3)

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