JPH06157615A - 含フッ素重合体の製造法 - Google Patents

含フッ素重合体の製造法

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JPH06157615A
JPH06157615A JP33791992A JP33791992A JPH06157615A JP H06157615 A JPH06157615 A JP H06157615A JP 33791992 A JP33791992 A JP 33791992A JP 33791992 A JP33791992 A JP 33791992A JP H06157615 A JPH06157615 A JP H06157615A
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一雄 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【構成】フルオロオレフィン単位を主構成単位として含
有する含フッ素重合体を製造するにあたり、重合媒体と
して(パーフルオロブチル)メタンなどの(パーハロア
ルキル)メタンを用いる含フッ素重合体の製造法。 【効果】環境破壊をもたらすことの少ない重合媒体を用
い、耐熱性、耐溶剤性、耐薬品性などの良好な含フッ素
重合体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は含フッ素重合体の新規な
製造法に関し、詳しくは、環境破壊をもたらすことの少
ない重合媒体を用いて耐熱性、耐溶剤性、耐薬品性など
の良好な含フッ素重合体を効率よく製造する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、含フッ素重合体は耐熱性、耐溶剤
性、耐薬品性などに優れた高分子材料であることから、
その特徴を生かして種々の用途に利用されている。
【0003】含フッ素重合体の製造法としては、溶液重
合法や懸濁重合法、乳化重合法が知られており、溶液重
合法や懸濁重合法の重合媒体としては、クロロフルオロ
カーボンなどの不活性溶媒が、高分子量の共重合体を与
えることや重合速度などの点から通常用いられている。
該クロロフルオロカーボンの具体例としては、トリクロ
ロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、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
ンなどが例示できるが、取扱いの点からトリクロロトリ
フルオロエタンが主に用いられている。
【0004】ところで、近年、オゾン層破壊が地球規模
の環境破壊問題として国際的に取りあげられ、その原因
物質としてクロロフルオロカーボンが指摘され、世界的
に全廃の方向にむかっている。このため含フッ素重合体
を製造する際に用いるクロロフルオロカーボンの使用を
停止する必要が生じてきている。
【0005】このクロロフルオロカーボンの代替品とし
ては、水素原子を含むハイドロフルオロカーボンが、小
さなオゾン破壊係数を有するため提案されている。しか
し、従来、C−H結合を有する物質は、フルオロオレフ
ィンに対して連鎖移動性を示すことが知られており、水
素原子を含むハイドロクロロフルオロカーボンを、高分
子量のフルオロオレフィン系重合体の製造の際の重合媒
体として使用することは困難であると考えられていた。
その他の重合媒体としての代替品として、t−ブタノー
ル(特公昭52−24073号公報)などが知られてい
るが、充分に高い分子量のものを得るためには、高圧で
重合する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、重合速度が速くて、含フッ素重合体の分
子量を充分に高めることができ、かつオゾン破壊係数の
大きなクロロフルオロカーボンを使用することなく耐熱
性、耐溶剤性、耐薬品性に優れる含フッ素重合体を効率
よく製造する方法を提供することを目的としてなされた
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、(パーハロア
ルキル)メタンは連鎖移動性が少なく、これを重合媒体
として用いることにより、その目的を達成し得ることを
見出した。
【0008】すなわち、本発明は、重合媒体中における
重合によってフルオロオレフィン単位を主構成単位とし
て含有する含フッ素重合体を製造するにあたり、前記重
合媒体として、(パーハロアルキル)メタンを用いるこ
とを特徴とする含フッ素重合体の製造法を提供する。
【0009】本発明におけるフルオロオレフィン単位を
主構成単位として含有する含フッ素重合体は、(パーハ
ロアルキル)メタン中でフルオロオレフィン単量体を単
独で重合させるか、又はフルオロオレフィン単量体と共
重合するフルオロオレフィン単量体以外の下記単量体を
共重合して製造される。
【0010】本発明において用いられるフルオロオレフ
ィン単量体は、分子中に少なくとも一個のフッ素原子を
有するオレフィンであり、好ましくは、重合性及び得ら
れる重合体の性質の点から、炭素2又は3のフルオロオ
レフィン単量体である。
【0011】このようなフルオロオレフィン単量体の具
体例としては、CF2 =CF2 、CF2 =CFCl、C
2 =CH2 などのフルオロエチレン系、CF2 =CF
CF3 、CF2 =CHCF3 などのフルオロプロピレン
系である。これらのフルオロオレフィン単量体は、それ
ぞれ単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用い
てもよい。
【0012】またこれらのフルオロオレフィン単量体と
共重合する単量体としてCF3 CF2 CF2 CF2 CH
=CH2 やCF3 CF2 CF2 CF2 CF=CH2 など
のパーフルオロアルキル基の炭素数が4〜12の(パー
フルオロアルキル)エチレン系、Rf (OCFXCF
2m OCF=CF2 (式中Rf は炭素数1〜6のパー
フルオロアルキル基、Xはフッ素原子又はトリフルオロ
メチル基、mは1〜6の整数を表す。)などのパーフル
オロビニルエーテル系、CH3 OC(=O)CF2 CF
2 CF2 OCF=CF2 やFSO2 CF2 CF2 OCF
(CF3 )CF2OCF=CF2 などの容易にカルボン
酸基やスルホン酸基に変換可能な基を有するビニルエー
テルなどと組み合わせて用いることもできる。また、エ
チレン、プロピレン、イソブチレンなどのオレフィン系
単量体と組み合わせてもよい。
【0013】本発明では重合媒体として(パーハロアル
キル)メタンを用いることが必要である。本発明におけ
る(パーハロアルキル)メタンとは、パーハロアルキル
基を含有するメタンを意味する。パーハロアルキル基の
鎖長が短かすぎると沸点が低すぎて常温でガスとなり取
扱いが不便であり、また長すぎると沸点が高すぎて重合
体と溶媒との分離が大変になる。パーハロアルキル基は
直鎖状又は分枝状であり、その炭素数としては2〜1
2、好ましくは2〜10、更に好ましくは3〜6であ
る。パーハロアルキル基のハロゲンとしては、フッ素の
み又はフッ素と塩素が同時に含まれていることが高分子
量の重合体を得るために好ましい。パーハロアルキル基
として特に好ましいのは、パーフルオロアルキル基であ
る。
【0014】本発明においては、重合媒体として(パー
ハロアルキル)メタンに水などの不活性溶媒を含有させ
て用いることもできる。重合媒体の使用量は、重合させ
るべき単量体の種類により変化し得るものであるが、単
量体全量の重量に対して、3〜100倍量、好ましくは
5〜50倍量である。
【0015】本発明においては、重合形式として溶液重
合法及び懸濁重合法のいずれの形式も採用できるし、ま
た使用する重合開始剤は重合形式に応じて従来慣用され
ているもののうちから適宜選ぶことができる。例えば、
ジ−(クロロフルオロアシル)−パーオキサイド、ジ−
(パーフルオロアシル)−パーオキサイド、ジ−(ω−
ハイドロパーフルオロアシル)−パーオキサイド、t−
ブチルパーオキシイソブチレート、ジイソプロピルパー
オキシジカーボネートなどの有機過酸化物、アゾビスイ
ソブチロニトリルなどのアゾ化合物が挙げられる。重合
開始剤の使用量は、種類、重合反応条件などに応じて、
適宜変更可能であるが、通常は重合させるべき単量体全
体に対して、0.005〜5重量%、特に0.05〜
0.5重量%程度が採用される。
【0016】本発明の重合反応に際しては、広い範囲の
反応条件が特に限定されることなく採用し得る。例え
ば、重合反応温度は、重合開始源の種類などにより最適
値が選定され得るが、通常は0〜100℃程度、特に3
0〜90℃程度が採用され得る。また、反応圧力も適宜
選定可能であるが、通常は2〜100kg/cm2 、特
に5〜20kg/cm2 程度を採用するのが望ましい。
本発明においては、過大の反応圧力を要することなく重
合を有利に行い得るのであるが、更に高い圧力を採用す
ることも可能であると共に、減圧条件でも可能である。
また、本発明は、回分式、連続式など適宜操作によって
行い得る。
【0017】本発明における重合において、重合体の分
子量をコントロールする目的で連鎖移動性を有する化合
物を通常添加するが、この化合物は(パーハロアルキ
ル)メタンに可溶である必要がある。しかし、連鎖移動
定数の大きな化合物は分子量調節の容易さを考慮すると
わずかでも(パーハロアルキル)メタンに溶解すればよ
い。また小さいオゾン破壊係数を有することが望まし
い。これらの要求に合う化合物は、例えば、ヘキサンな
どのハイドロカーボン類、CF22 などのハイドロフ
ルオロカーボン類、CF3 CF2 CHCl2 などのハイ
ドクロロフルオロカーボン類、アセトンなどのケトン
類、メタノール、エタノールなどのアルコール類、ある
いはメチルメルカプタンなどのメルカプタン類などであ
る。添加量は用いる化合物の連鎖移動定数の大きさによ
り変わり得るが、重合媒体に対して0.01重量%程度
から50重量%程度が採用され得る。
【0018】
【実施例】
実施例1 内容積1.2リットルのステンレス製反応容器を脱気
し、(パーフルオロブチル)メタン1300g、(パー
フルオロブチル)エチレン1.8g、テトラフルオロエ
チレン85g、エチレン5.9gを仕込んだ。温度を5
0℃に保持して、重合開始剤としてジ(パーフルオロブ
チリル)−パーオキサイドの1wt%パーフルオロヘキ
サン溶液を仕込み、反応を開始させた。反応中、系内に
テトラフルオロエチレンとエチレンの混合ガス(モル比
24 /C24 =53/47)を導入し、反応圧力
を8.9kg/cm2 に保持した。重合開始剤は重合速
度がほぼ一定になるように断続的に仕込み、合計で15
cc仕込んだ。3時間後に75gの白色共重合体がスラ
リー状態として得られた。該共重合体は融点274℃、
熱分解開始点360℃であり、300℃の成形温度で良
好な圧縮成形品を与えた。成形品についての引張強度は
452kg/cm2 、引張伸度は450%であった。
【0019】実施例2 内容積1.2リットルのステンレス製反応容器を脱気
し、(パーフルオロブチル)メタン1400g、パーフ
ルオロプロピルビニルエーテル32g、テトラフルオロ
エチレン80gを仕込んだ。温度を50℃に保持して、
重合開始剤としてジ(パーフルオロブチリル)−パーオ
キサイドの1wt%パーフルオロヘキサン溶液を仕込
み、反応を開始させた。反応中、系内にテトラフルオロ
エチレンを導入し、反応圧力を5.2kg/cm2 に保
持した。重合開始剤は重合速度がほぼ一定になるように
断続的に仕込み、合計で6cc仕込んだ。2.2時間後
に75gの白色共重合体がスラリー状態として得られ
た。該共重合体は融点310℃、熱分解開始点455℃
であり、340℃の成形温度で良好な圧縮成形品を与え
た。成形品についての引張強度は412kg/cm2
引張伸度は320%であった。
【0020】実施例3 パーフルオロプロピルビニルエーテル32gのかわりに
ヘキサフルオロプロピレン400gを仕込み、(パーフ
ルオロブチル)メタンの仕込み量を1400gのかわり
に1000gとする以外は実施例2と同様な方法で重合
を行い、3.5時間後に60gの白色共重合体がスラリ
ー状態として得られた。該共重合体は融点285℃、熱
分解開始点420℃であり、340℃の成形温度で良好
な圧縮成形品を与えた。成形品についての引張強度は3
65kg/cm2 、引張伸度は340%であった。
【0021】実施例4 (パーフルオロブチル)メタンのかわりに(パーフルオ
ロヘキシル)メタンを仕込む以外は実施例1と同様な方
法で重合を行い、3.5時間後に62gの白色共重合体
がスラリー状態として得られた。該共重合体は融点27
3℃、熱分解開始点360℃であり、300℃の成形温
度で良好な圧縮成形品を与えた。成形品についての引張
強度は435kg/cm2 、引張伸度は430%であっ
た。
【0022】比較例1 内容積1.2リットルのステンレス製反応容器に、脱酸
素水500g、t−ブタノール200g、ジコハク酸過
酸化物0.65gを仕込む。温度を65℃に保持して反
応を行った。反応中、系内にテトラフルオロエチレンと
エチレンの混合ガス(モル比C24 /C24 =53
/47)を導入し、反応圧力を9kg/cm2 に保持す
る。4時間後に24.6gの白色共重合体が得られた。
該共重合体は、融点269℃、熱分解開始温度361℃
であった。300℃で圧縮成形した成形品は、分子量が
低く脆いものであった。
【0023】参考例1 (パーフルオロブチル)メタンを仕込むかわりに1,
1,2−トリクロロトリフルオロエタンを1255g仕
込み、連鎖移動剤として1,1−ジクロロ−2,2,
3,3,3−ペンタフルオロプロパンを13.5g仕込
む以外は実施例1と同じ方法で重合を行い、2時間半後
に48gの白色共重合体がスラリー状態として得られ
た。該共重合体は融点274℃、熱分解開始点352℃
であり、300℃の成形温度で良好な圧縮成形品を与え
た。成形品についての引張強度は431kg/cm2
引張伸度は450%であった。
【0024】
【発明の効果】本発明の方法によれば、オゾン破壊効果
がはるかに低く、従来のトリクロロトリフルオロエタン
溶媒を用いた場合に匹敵する効率で所望の含フッ素重合
体を製造することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重合媒体中における重合によってフルオロ
    オレフィン単位を主構成単位として含有する含フッ素重
    合体を製造するにあたり、前記重合媒体として(パーハ
    ロアルキル)メタンを用いることを特徴とする含フッ素
    重合体の製造法。
  2. 【請求項2】(パーハロアルキル)メタンにおけるパー
    ハロアルキル基が炭素数2〜10の直鎖状パーハロアル
    キル基である請求項1の製造法。
  3. 【請求項3】含フッ素重合体が、テトラフルオロエチレ
    ン/エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン/パー
    フルオロアルキルビニルエーテル共重合体又はテトラフ
    ルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体で
    ある請求項1の製造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06322034A (ja) * 1993-01-14 1994-11-22 E I Du Pont De Nemours & Co フツ素化共重合体の重合

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06322034A (ja) * 1993-01-14 1994-11-22 E I Du Pont De Nemours & Co フツ素化共重合体の重合

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