JPH06157617A - 弗素系重合体の製法 - Google Patents

弗素系重合体の製法

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JPH06157617A
JPH06157617A JP33792292A JP33792292A JPH06157617A JP H06157617 A JPH06157617 A JP H06157617A JP 33792292 A JP33792292 A JP 33792292A JP 33792292 A JP33792292 A JP 33792292A JP H06157617 A JPH06157617 A JP H06157617A
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JP
Japan
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fluoroolefin
tetrafluoroethylene
perfluoroalkene
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JP33792292A
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Atsushi Funaki
篤 船木
Kazuo Kato
一雄 加藤
Teruo Takakura
輝夫 高倉
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Asahi Glass Co Ltd
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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
有する弗素系重合体を製造するにあたり、重合媒体とし
てヘキサフルオロプロピレンの二量体中の二重結合に水
素付加して得られる化合物などを用いる弗素系重合体の
製法。 【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弗素系重
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】本発明は弗素系重合体の新規な製
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
好な弗素系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、弗素系重合体は耐熱性、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】弗素系重合体の製法としては、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。このため弗素系重合体を
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、弗素系重合体の分子
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、耐薬品性に優れる弗素系重合体を効率よ
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、テトラフルオ
ロエチレン又はヘキサフルオロプロピレンをアニオン的
にオリゴメル化して得られるパーフルオロアルケンの二
重結合に水素付加して得られるフルオロアルカン(以下
単にパーフルオロアルケンの水素付加体という)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
て含有する弗素系重合体を製造するにあたり、前記重合
媒体として、パーフルオロアルケンの水素付加体を用い
ることを特徴とする弗素系重合体の製法である。
【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弗素系重合体は、パーフルオ
ロアルケンの水素付加体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】本発明におけるパーフルオロアルケンの水
素付加体としては、テトラフルオロエチレンの三量体、
四量体、五量体、又はヘキサフルオロプロピレンの二量
体、三量体の二重結合に水素を付加して得られる化合物
が好適であり、これらのパーフルオロアルケンの水素付
加体の混合物でもよい。
【0014】本発明においては、重合媒体としてパーフ
ルオロアルケンの水素付加体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、この化合物はパーフルオロアルケ
ンの水素付加体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フルオロアルケンの水素付加体に溶
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
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】
合成例1 フッ化カリウム−ジメチルホルムアミド系媒体中に、常
温常圧下でヘキサフルオロプロピレンガスを吹き込み、
二量体、三量体の混合物を得た。この混合物にラネーニ
ッケルを触媒量加え、常温において水素を吹き込むこと
により水素付加体を得た。この水素付加体は(CF3
2 CFCFHCFHCF3 :CF3 CFHCH(CF
(CF322 :(CF32 CHCH(CF2 CF
3 )CF(CF32 ≒2:1:1の混合物であった。
【0019】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、合成例1で得たパーフルオロアルケンの水素付加体
混合物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1重量%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C24/C24 =5
3/47)を導入し、反応圧力を9.5kg/cm2
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14cc仕込んだ。3時間後
に80g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272℃、熱分解開始点340℃
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495kg/cm2
引張伸度は430%であった。
【0020】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、合成例1で得たパーフルオロアルケンの水素付加体
混合物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1重量%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5.1kg/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7c
c仕込んだ。3.5時間後に85g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307
℃、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452kg/cm2 、引張伸度は380%であっ
た。
【0021】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、合成例1
で得たパーフルオロアルケンの水素付加体混合物の仕込
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、2.5時間後に32
g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295℃、熱分解開始点432℃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324kg/cm2 、引張伸度
は280%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 合成例1で得たパーフルオロアルケンの水素付加体混合
物を仕込むかわりに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4
31kg/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弗素系重合体
を製造することができる。

Claims (2)

    【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弗素系重合
    体を製造するにあたり、前記重合媒体としてテトラフル
    オロエチレン又はヘキサフルオロプロピレンをアニオン
    的にオリゴメル化して得られるパーフルオロアルケンの
    二重結合に水素付加して得られるフルオロアルカンを用
    いることを特徴とする弗素系重合体の製法。
  2. 【請求項2】弗素系重合体が、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の製法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995008580A1 (fr) * 1993-09-24 1995-03-30 Daikin Industries, Ltd. Procede pour produire du polytetrafluoroethylene de faible poids moleculaire
WO1995011949A1 (fr) * 1993-10-25 1995-05-04 Daikin Industries, Ltd. Composition hydrophobe et oleophobe et procede de production de cette composition
US8212064B2 (en) 2008-05-14 2012-07-03 E.I. Du Pont De Nemours And Company Ethylene tetrafluoroethylene intermediates
US8318877B2 (en) 2008-05-20 2012-11-27 E.I. Du Pont De Nemours And Company Ethylene tetrafluoroethylene (meth)acrylate copolymers

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US5608002A (en) * 1993-10-25 1997-03-04 Daikin Industries, Ltd. Water- and oil-repelling agent composition and process for preparing the same
US8212064B2 (en) 2008-05-14 2012-07-03 E.I. Du Pont De Nemours And Company Ethylene tetrafluoroethylene intermediates
US8318877B2 (en) 2008-05-20 2012-11-27 E.I. Du Pont De Nemours And Company Ethylene tetrafluoroethylene (meth)acrylate copolymers

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