JPH06220143A - 塩基に対する安定性が改善された熱可塑性弗素弾性体 - Google Patents

塩基に対する安定性が改善された熱可塑性弗素弾性体

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JPH06220143A
JPH06220143A JP3053630A JP5363091A JPH06220143A JP H06220143 A JPH06220143 A JP H06220143A JP 3053630 A JP3053630 A JP 3053630A JP 5363091 A JP5363091 A JP 5363091A JP H06220143 A JPH06220143 A JP H06220143A
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F293/00Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 塩基の攻撃に対して高い抵抗性を有するセグ
メント型熱可塑性弗素弾性体およびその製造法を提供す
る。 【構成】 3つのポリマーセグメントがA−B−Aの配
列を有するセグメント型熱可塑性弾性体ポリマーからな
る組成物において、同ポリマー配列がその分子鎖末端炭
素原子それぞれにヨード含有基を有し、セグメントAが
少なくとも約10,000の分子量を有し、テトラフル
オロエタン(TFE)単独または共重合体単位からなる
結晶性セグメント、セグメントBが分子量が少なくとも
約30,000であり、TFE/プロピレン45−70
/30−55(モル比)、TFE/プロピレン/弗化ビ
ニリデン5−65/5−40/5−40、TFE/C
2−3オレフィン/CF=CFO(CFCF
32−60/10−40/20−40から選ばれた共
重合体分子鎖を有する弾性セグメントであるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はA−B−A型セグメント
共重合フルオロポリマーに関する。ここでAは結晶性フ
ルオロポリマーセグメントであり、Bは塩基抵抗性フル
オロポリマー弾性セグメントである。
【0002】
【発明の背景】弗化ビニリデンを基材とした弗素弾性
体、例えばヘキサフルオロプロピレン及び随時テトラフ
ルオロエチレンとの共重合体は良く知られており、化学
物質、熱及び酸化に対して非常に高い安定性を保持する
材料として市販されている。これらの物質はジアミン類
又はポリヒドロキシ化合物類を、相間移動触媒例えば第
4級アンモニウム又はホスホニウム塩と組み合わせて使
用して容易に硬化できる。これらの架橋工程は、弗化ビ
ニリデンを含むポリマーが本質的に塩基によって作用を
受けやすいために可能なのである。しかし、塩基によっ
て攻撃されやすい為に弗素弾性体の用途が、塩基に対す
る高い抵抗性の要らない分野だけに限られてしまう。弗
素ビニリデンを基材とした過酸化物硬化性の弗素弾性体
も同様に、例えばApotheker及びKrusic
の米国特許第4,035,565号に記載されている様
な過酸化物と反応するキュアサイト(curesite)モノマ
ーを含み、塩基物質に対して反応性である。実用分野で
塩基に対する抵抗性が要求される用途は、例えば侵食性
の高いオイルを使用する内燃機関のO‐リング及び軸シ
ール、あるいは油井分野等非常に多い。
【0003】これらの用途のために、弗化ビニリデンを
全く含まない(あるいは存在してもその量が少ない)、
ビニリデンに代わってテトラフルオロエチレンを基体と
した過酸化物硬化性弗素弾性体が開発されてきた。この
ような弗素弾性体は特殊な硬化用モノマーを添加する
か、過酸化物硬化反応の前にラジカル反応が可能な場所
を作るために処理が必要である。このような共重合体と
してテトラフルオロエチレン‐プロピレン共重合体が知
られている(米国特許第3,467,635号)が、過
酸化物硬化反応を容易にするため不飽和部分を作り出す
ため熱処理が必要である(米国特許第4,148,98
2号)。テトラフルオロエチレン、エチレン、パーフル
オロアルキルパーフルオロビニールエーテル類、及び硬
化用モノマーのランダム共重合体が、米国特許第4,6
94,045号に記載されている。米国特許第3,85
9,259号及び日本特許公告第60−19325号に
は、テトラフルオロエチレン、プロピレン、そして又弗
化ビニリデンも低濃度(5−30モル%)で含む共重合
体が記載されており、その塩基に対する反応性は、上記
の弗素高含量ポリマー程激しくはない。
【0004】Tatemoto他は米国特許第4,15
8,678号で、分子鎖末端にヨード含有基を有する熱
可塑性弗素弾性体セグメント体について記載しており、
同セグメント体は重合体又は共重合体連鎖配列が、
(1)高融点、結晶性の含弗素連鎖配列(シーケン
ス)、(2)弗化ビニリデン及び少なくとも1種のその
他の含弗素モノマーを基材とする含弗素弾性共重合体セ
グメント、そして(3)結晶性含弗素連鎖配列の順序で
化学的に連結され、ヨード含有基は式RIn、式中Rは
1ないし8個の炭素原子を有するフルオロカーボン又は
クロロフルオロカーボン基であり、nは1又は2であ
る、を有する連鎖移動剤の存在下に実施する乳化重合の
間に遊離する。これら材料は典型的な熱可塑性ポリマー
加工法、例えば押出及び射出成型法によって有用な成型
品にすることができ、熱硬化性含弗素弾性体のように化
学架橋段階は必要ない。しかし、セグメント型熱可塑性
弾性体の弾性体連鎖配列は弗化ビニリデンからなり、こ
れらのポリマーは、弗化ビニリデンを基材とする熱硬化
性弗素弾性体と同様に強塩基によって攻撃される。
【0005】本発明の目的は、塩基の攻撃に対して高い
抵抗性を有するセグメント型熱可塑性弗素弾性体を提供
することである。そして更に本発明の目的は、このよう
な重合体の製造法を提供することである。
【0006】
【発明の概要】本発明は、連鎖配列のそれぞれの末端炭
素原子にヨード含有基を有する3つのポリマーセグメン
ト配列から構成されるセグメント型ポリマーにおいて、
該連鎖配列が3つのポリマーセグメントが化学的に結合
されてA−B−Aの配列を有するセグメントからなり、
セグメントAが少なくとも約10,000の分子量を有
し、そしてTFEの均一重合単位、TFEとエチレンと
の共重合単位、TFEとPAVEとの共重合単位、TF
Eと弗化ビニリデンとの共重合単位、TFEとヘキサフ
ルオロプロピレンとの共重合単位、及びTFE及びエチ
レンと、プロピレン、イソブチレン、ヘキサフルオロプ
ロピレン、ペンタフルオロプロピレン、2‐トリフルオ
ロメチル‐3,3,3‐トリフルオロプロピレン‐1、
パーフルオロアルキルエチレン及びパーフルオロ(アル
キルビニールエーテル)(PAVE)からなる群れから
の一つとからの共重合体単位からなる群れから選択され
た結晶性セグメントであり、そしてセグメントBが分子
量が少なくとも約30,000であり、そしてその一方
の共重合モノマー成分としてTFEを含み、これをもう
一方の成分として、(a)プロピレン、ここでTFEが
全体の45−70モル%である、(b)プロピレンと弗
化ビニリデン(VF2)、ここでTFE/プロピレン/
VF2モル比が5−65/5−40/5−40である、
そして(c)C2-3炭化水素オレフィン及び式CF2=C
FO(CF2)nCF3、式中nは0−5である、のビニ
ールエーテル、そしてTFE/オレフィン/エーテルの
モル比が32−60/10−40/20−40である、
からなる群れから選ばれたモノマー単位と共重合させて
得られる分子鎖を有する弾性セグメントである。
【0007】であることを特徴とするセグメント型熱可
塑性弾性ポリマー組成物である。末端ヨード含有基は、
ラジカル触媒乳化重合中に、式:RI、式中Rは少く
とも3個の炭素原子を有する飽和パーフルオロカーボン
又はクロロパーフルオロカーボンである、の化合物から
遊離する。
【0008】本発明の塩基抵抗性熱可塑性含弗素弾性体
は、末端炭素原子にヨード含有基を有するA−B−A型
セグメント共重合体である。セグメントAは分子量が少
なくとも10,000であり、結晶化するとその融点は
約150℃以上である結晶性含弗素ポリマーセグメント
である。セグメントBは最小分子量が少なくとも30,
000であり、ガラス転移温度Tgが約室温以下、好ま
しくは0℃以下である塩基抵抗性弾性含弗素ポリマー連
鎖配列である。この構造は、第1段階でラジカル源の存
在下に、後述する条件下に、ヨード含有分子、RI2
式中Rはヨード原子間に少なくとも3個の炭素原子を有
する飽和パーフルオロカーボン又はクロロパーフルオロ
カーボンアルキレン基である、の存在下に乳化重合を実
施して弾性フルオロカーボンのセグメントBを製造する
ことにより得られる。ラジカル重合条件下でヨード化合
物は連鎖移動剤として作用して、テロメリゼーション重
合が起こり、活性な含ヨード連鎖末端が形成され、そし
てヨード化合物のアルキル残基がポリマー連鎖のもう一
方の末端に結合する。ヨード化合物がここで定義したよ
うに2個のヨード基を有する場合、弗素弾性体連鎖セグ
メントBは後述する条件下に重合すると各連鎖末端にヨ
ード基を有することになる。第2段階で、セグメントB
用の重合モノマーを除去し、そしてセグメントA用のモ
ノマーで置換し、それによってラジカル源の存在下にテ
ロメリゼーション重合を再開し、ヨード末端を有し、そ
してセグメントBの末端炭素に結合したセグメントAを
形成する。
【0009】含ヨード化合物、RI2は例えば、1,3
‐ジヨード‐n‐パーフルオロプロパン、1,4‐ジヨ
ード‐n‐パーフルオロブタン、1,3‐ジヨード‐2
‐クロロパーフルオロ‐n‐プロパン、1,5‐ジヨー
ド‐2,4‐ジクロロパーフルオロ‐n‐ペンタン、
1,6‐ジヨードパーフルオロ‐n‐ヘキサン、1,8
‐ジヨードパーフルオロ‐n‐オクタン、1,12‐ジ
ヨードパーフルオロドデカン、1,16‐ジヨードパー
フルオロヘキサデカン、1,3‐ジ(ヨードフルオロメ
チル)パーフルオロシクロブタン、及び当技術分野の熟
達者にとって公知のその他の化合物が挙げられる。好ま
しい含ヨード化合物は、1,4-ジヨード‐パーフルオ
ロ‐n‐ブタンである。
【0010】ヨード化合物の使用量は、あらかじめ予定
した分子量を有し、そして大部分の分子鎖がヨード末端
基を有するポリマーが得られるのに十分なようにする。
ポリマー中のヨード濃度は0.1ないし0.5重量%で
あり、重合の結果得られる共重合セグメントポリマー生
成物の分子量によって変化する。ヨード含量の下限は、
略ポリマー粘度の事実上の上限に相当する。ヨード含量
の上限は、個々の分子鎖セグメントが得られるセグメン
ト共重合体に上記したような優れた物性を与えるために
必要な分子量の最下限に相当する。
【0011】本発明の新規な熱可塑性弗素弾性セグメン
ト共重合体で、セグメントBは少なくとも30,000
の分子量と、室温以下、好ましくは0℃以下のガラス転
移点を有し、テトラフルオロエチレンとある種の共重合
可能なモノマーとの共重合体である。一つの有用な実施
態様で、弗素弾性体セグメントBは、テトラフルオロエ
チレンとプロピレンとの、テトラフルオロエチレン単位
が45ないし70モル%、好ましくは45ないし60モ
ル%である共重合体である。
【0012】別の実施態様で、弗素弾性体セグメントB
はテトラフルオロエチレン、プロピレン及び弗化ビニリ
デンを、それぞれ5−65/5−40/5−40モル
%、好ましくは30−60/20−35/10−35モ
ル%の相対割合で含む共重合単位を含んでいる。
【0013】又別の有用な実施態様で、弗素弾性体セグ
メントは32ないし60モル%のTFE、10ないし4
0モル%、好ましくは10ないし30モル%のエチレン
又はプロピレン単位、そして20ないし40モル%、好
ましくは25ないし40モル%の、式:CF2=CFO
(CF2)nCF3、式中nは0ないし5である、のパー
フルオロ(アルキルビニールエーテル)を含んでいる。
好ましいパーフルオロ(アルキルビニールエーテル)は
パーフルオロ(メチルビニールエーテル)(以後、PM
VEと略称する)である。同化合物は非常に重合しやす
く、高分量の弗素弾性体製造を可能にするからである。
【0014】その他の代表的なパーフルオロ(アルキル
ビニールエーテル)は米国特許第4,694,045号
に示されており、参考文献中に含まれている。ガラス転
移温度が低い弗素弾性体を得るには、パーフルオロ(ア
ルキルビニールエーテル)単位を約5モル%以下のパー
フルオロ(アルコキシアルキルビニールエーテル)単位
で置換する。それ故、ここで使用されているパーフルオ
ロ(アルキルビニールエーテル)なる用語は約5モル%
以下の少量のパーフルオロ(アルコキシアルキルビニー
ルエーテル)をも含んでいるパーフルオロ(アルキルビ
ニールエーテル)を指している。代表的なパーフルオロ
(アルキルビニールエーテル)は式中アルコキシ及びア
ルキルがそれぞれ1ないし5個の炭素原子を有し、米国
特許第4,694,045号に開示されており、参考文
献中に含まれている。
【0015】結晶性弗素ポリマーセグメントAは、結晶
化するとその融点範囲が少なくとも150℃以上、好ま
しくは200℃以上であり、分子量は少なくとも10,
000、そしてテトラフルオロエチレンの均一重合体単
位、又はテトラフルオロエチレンとそれと共重合可能
な、下記に示す1種又はそれ以上のモノマーとの共重合
体単位からなる。1つの実施態様で、セグメントAはテ
トラフルオロエチレン重合体セグメントであることがで
きる。他の実施態様では、セグメントAはテトラフルオ
ロエチレン及び25モル%以下の弗化ビニリデン、10
モル%以下のヘキサフルオロプロピレン、10モル%以
下のパーフルオロ(アルキルビニールエーテル)又はパ
ーフルオロ(アルコキシアルキルビニールエーテル)、
式中アルキル又はアルコキシ基は1ないし6個の炭素原
子を含む、からの共重合体単位からなることができる。
パーフルオロ(メチルビニールエーテル)及びパーフル
オロ(プロポキシプロピルビニールエーテル)が好まし
いビニールエーテルである。セグメントAは又、テトラ
フルオロエチレン、エチレン、及び10モル%以下の、
プロピレン、イソブチレン、ヘキサフルオロプロピレ
ン、ペンタフルオロプロピレン、2‐トリフルオロメチ
ル‐3,3,3‐トリフルオロプロピレン‐1、パーフ
ルオロアルキルエチレン、式中アルキル基は1ないし1
2個の炭素原子をゆうする、及びパーフルオロ(アルキ
ルビニールエーテル)又はパーフルオロ(アルコキシア
ルキルビニールエーテル)、式中アルキル及びアルコキ
シ基は1ないし5個の炭素原子を含む、からなる群れか
ら選ばれたモノマー単位からなる共重合体単位からなる
こともできる。好ましいアルキルビニールエーテルはパ
ーフルオロ(メチルビニールエーテル)又はパーフルオ
ロ(プロポキシプロピルビニールエーテル)である。好
ましいセグメントAはテトラフルオロエチレンとエチレ
ンとの、モル比が65−50/35−50の共重合体か
らなる。
【0016】本発明の熱可塑性弾性体組成物のヨード末
端弗素弾性体セグメントBは、最初に半バッチ式、乳化
重合法を用いて、重合開始剤に対する連鎖移動剤のモル
比を約2/1ないし20/1、好ましくは5/1ないし
20/1にして製造する。これよりもモル比が高いと重
合速度が低くなり過ぎて実用的ではない。モル比を低く
すると、ヨード末端基が少な過ぎて、望ましい性質を有
する熱可塑性弗素弾性セグメント共重合体が製造できな
い。重合に添加するヨード剤の量は、弗素弾性体セグメ
ントにとって望ましい分子量並びに製造するポリマーの
量によって変化させる。弗素弾性体セグメント中のヨー
ド濃度は0.1ないし0.85%の範囲で変化させるこ
とができ、約0.2ないし0.5%の範囲でなければな
らない。水性分散液中の弗素弾性体の量は変化させるこ
とができるが、約5ないし25%固体分、好ましくは1
5ないし20%固体分でなければならない。この好まし
い範囲を越えると、オートクレーブ中で凝集が起こり、
不均一なポリマーが生成する。それ故オートクレーブ中
に仕込むヨード剤の量は、これら二つの点を考慮しなが
ら決定する。
【0017】ヨード末端弗素弾性体分散液を製造してか
ら、弗素弾性体の製造に使用したモノマーをオートクレ
ーブから気体相で取り出し、弗素ポリマーセグメント製
造に必要なモノマーと入れ換える。この第2段階の反応
は、弗素弾性体の製造後、それに引き続いて直ちに実施
するか、又は後刻、弗素弾性体分散液が凝固するまでに
実施する。通常少量の重合開始剤溶液を更に添加し、熱
可塑性セグメント体の重合を開始する。開始剤に対する
ヨードのモル比は通常、弗素弾性体セグメント製造の時
と同じにする。
【0018】本発明の連鎖移動重合用開始剤は、弗素弾
性体重合で従来から使用されているものと同じである。
これらの中には有機又は無機過酸化物並びにアゾ化合物
が含まれる。代表的な開始剤として、過硫酸塩、過炭酸
塩、過エステル類等が挙げられる。好ましい開始剤は過
硫酸アンモニウム(APS)である。APSはそれ自体
で使用できるし、又還元剤、例えば亜硫酸塩等と組み合
わせても使用することができる。重合に添加する開始剤
の量は、仕込んだヨード剤の量により、ヨード/開始剤
の日を希望の値に維持するように設定する。
【0019】本方法の乳化剤は、長鎖フルオロカーボン
酸の塩が好ましい。本方法で使用する典型的なフルオロ
カーボン分散剤は、パーフルオロオクタノン酸アンモニ
ウム(FC‐143,3M Co.)である。分散剤の
必要量は、使用する分散剤の表面活性効果に依存する。
FC‐143を使用する際は、水性仕込み量の0.2%
程度が好ましい量である。
【0020】重合温度は、使用する開始剤の性質、及び
ポリマーによって約25ないし100℃の範囲で変える
ことができる。しかし、APS開始剤を使用するとき
は、70ないし90℃の温度が好ましく、特に80℃が
最も好ましい。場合によっては、それよりも高い温度を
使用する。しかし、有害な副反応、例えば枝分かれ、及
びモノマーの転位反応(例えばパーフルオロ(アルキル
ビニールエーテル)の酸弗化物への転位)が起こること
がある。
【0021】重合圧力は、重合速度を約3ないし30g
/l−hour、好ましくは約5ないし15g/l−h
ourに維持するのに必要な、モノマー類の蒸気圧によ
って決められる。希望速度以下では、希望の分子量を有
するポリマーを全く製造できないか、又は時間が長くか
かり過ぎて実用的ではない。重合が特定速度より高い
と、望ましくないカップリング反応が起こり、分子量分
布が広くなる。本発明の弾性共重合体セグメントを、好
ましい重合温度、70ないし90℃で製造するには、始
めに圧力を2.0MPa(300psi)程度過剰にか
け、重合速度を希望の値にすることが必要である。2.
6ないし2.7MPa(380ー400psi)の圧力
が好ましい。対照的に、本発明の弾性体共重合セグメン
トを製造するのに、モノマー圧力200psi(1.4
MPa)、温度80℃では、温度とヨード化合物/開始
剤比を上記範囲に特定すると、重合は殆ど起こらないか
又は全く起こらず、一方弗化ビニリデン共重合体は20
0psiで、さらにそれよりも低い圧力下でも容易に製
造できることが発見された。それとは反対に熱可塑性で
結晶性のポリマーセグメントを製造するのに圧力は重要
ではなく、使用するモノマーによって異なり、通常約
1.0ないし2.7MPa(145−400psi)で
ある。
【0022】フルオロカーボン溶媒を乳化重合混合物に
添加することができ、それによって同混合物の重合反応
を実行するのに必要な圧力を幾分下げることができる。
例えば水性オートクレーブ充填物の約10ないし20重
量%の1,1,2‐トリクロロ‐1,2,2‐トリフル
オロエタン(F‐113)を重合混合物に添加すると、
同混合物の蒸気圧は約0.6ないし0.7MPaに減少
する。F‐113の存在により製造されるポリマーの性
質あるいは得られる乳化物の安定性は変わらない。これ
以外のフルオロカーボン溶媒も、同溶媒が連鎖移動活性
を持たず、又使用モノマーに対して高い溶解性を持って
おれば同様に使用できる。
【0023】本発明の熱可塑性セグメント型弗素弾性体
は、結晶性弗素ポリマーセグメントAとそのセグメント
連鎖末端で化学的に結合した弾性体セグメントBを有し
ている。結晶性セグメントAの融点以上では、同セグメ
ント型ポリマーは粘凋な流体となり、従来からの熱可塑
性樹脂加工法、例えば押出成型及び射出成型によって成
型あるいは付形できる。このような加工法は良く知られ
た利点、例えば低加工コスト、サイクル時間の短縮、不
良成型品再循環使用の可能性等を有している。ポリマー
セグメントAの融点範囲以下では、各ポリマーセグメン
トAが他の多くのポリマーセグメントと一緒に結晶化
し、ポリマーセグメントBが利用できる分子運動の範囲
を制限する。このようにして、弗素弾性体セグメントは
あたかも架橋しているかのように行動し、事実、架橋弗
素弾性体の望ましい特徴である高いモジュラス、引っ張
り強さ、圧縮永久歪み及び非極性溶媒に対する抵抗性を
示す。本発明の新規な熱可塑性弗素弾性体が更に重要な
ことは、同弗素弾性体が有機又は無機塩基に対して高い
抵抗性を示すことである。もし要求があるならば、該熱
可塑性弗素弾性体成型物を電離線によって永久的に架橋
させることができる。下記の実施例は本発明の有用な実
施態様を説明したものである。略号は下記のような意味
を有する。
【0024】テトラフルオロエチレン−TFE; 弗化
ビニリデン−VF2;ヘキサフルオロプロピレン−HF
P;パーフルオロ(メチルビニールエーテル)−PMV
E;プロピレン−P;エチレン−E。弾性体ポリマーセ
グメントの組成はフーリエ変換赤外線スペクトル法(F
TIR−Techniques)によって決定した。2
70℃で圧縮成型して物性測定用に厚さ0.025cm
の試験片を作成した。同試料は必要により再成型でき
た。引張特性はASTM D−412によって測定し
た。圧縮永久歪みはASTM D−395 方法Bに従
ってプレスシートから得た積み重ねディスクを使用して
測定した。試験片は又15mradのイオン線に暴露し
て永久架橋し、試験した。溶媒及びブチルアミンに対す
る抵抗は試験片を室温で3日間浸漬してから、その重量
増加を%で表して測定した。
【0025】
【実施例】
実施例 1 (a)TFA/E/PMVE三元共重合体 4,000mL容量のスレンレス製オートクレーブを排
気し、窒素でパージし、それから2,600mLの脱イ
オン、そして脱酸素した水に、5.6gのパーフルオロ
オクタン酸アンモニウム表面活性剤(FC-143、3
M Co.)を溶解した溶液を充填する。反応器は次い
でその組成が21モル%のTFEと79モル%のPMV
Eからなる“始動モノマー”(start−up)混合
物を導入して約0.2MPa(30psi)に加圧す
る。オートクレーブはガス抜き(vent)して圧力を
0.03MPa(5psi)に下げる。加圧とガス抜き
を2回以上繰り返した。それからオートクレーブは60
0RPMで撹拌しながら80℃に加熱した。更に上記の
始動モノマー混合物で圧力を2.66MPa(386p
si)に上げた。重合を開始するために、オートクレー
ブに10mLのAPS1%水溶液を導入した。約20分
後、オートクレーブ中の圧力は約2.63MPa(38
2psi)に減少した。この時点で36mLの1,1,
2‐トリクロロ‐1,2,2‐トリフルオロエタンに溶
解した3.6gの1,4‐ジヨードパーフルオロブタン
を添加した。重合中、補給用(make−up)モノマ
ー混合物を定期的に添加しながらオートクレーブ圧力を
約2.62MPa(380psi)に維持した。補給用
モノマー混合物は50モル%のTFE、25モル%のエ
チレン、及び25モル%のPMVEからなる。2時間反
応させてから、更に10mLの1%APS溶液を添加し
た。重合は667gの補給用モノマー混合物を添加しな
がら合計27時間続けた。この期間に又、1%APSを
更に60mL添加した。未反応モノマーをオートクレー
ブからガス抜きし、そしてポリマー分散液を大きなポリ
エチレン容器に放出した。分散液のpHは2.6、そし
て固体含量は24.0%であった。
【0026】弗素弾性体を、上記分散液500mLから
硫酸カリウムアルミニウム溶液を使用し、凝縮させて単
離した。凝縮ポリマーは濾過して濾液から分離し、大型
ブレンダー中で高速撹拌しながら3回洗浄した。最後に
湿潤状態の小片を真空加熱機中70℃で40時間乾燥し
た。500mLのアリコートから回収した乾燥ポリマー
の量は130gであった。得られた弗素弾性体の組成
は、TFE、45モル%;エチレン、18.7モル%;
そしてPMVE、36.3モル%であった。同ポリマー
には0.15%のヨードが含まれ、121℃で測定した
Mooney粘度ML−10は24であった。ガラス転
位温度を示差走査熱量計(DSC)で測定したところ−
16℃であった。
【0027】(b)E/TFE::TFE/E/PMN
E::E/TFEセグメントポリマー 4リットル容量のオートクレーブに(a)で調製した
1,000mLのポリマー分散液を充填した。オートク
レーブを排気し、窒素で3回パージし、それから72モ
ル%のTFEと28モル%のEからなる始動モノマー混
合物で3回パージした。オートクレーブを80℃に加
熱、始動モノマー混合物で圧力を2.4MPa(350
psi)に上げた。10mLの1%APS溶液を添加し
て重合を開始した。オートクレーブ圧力を、TFE、5
3モル%とエチレン、47モル%からなる補給用モノマ
ー混合物を添加して一定に維持した。全体で100gの
補給用モノマー混合物を、反応中3時間に亙って添加し
た。残留モノマーをガス抜きして除去、セグメント化し
たポリマー分散液を反応器から取り出した。得られた分
散液は固体分を29.2%含んでいた。セグメント化ポ
リマーは上記弗素弾性体で述べたのと同じ方法で分散液
から分離した。合計300gのポリマーが回収された。
【0028】得られたセグメント化したポリマーをDS
C分析したところ、弗素弾性体セグメントのガラス転移
温度はー16℃、そして熱可塑性セグメントの熔融発熱
極大は245℃であった。同ポリマーのヨード含量は
0.13%、そしてメルトインデックス(ASTM D
−2116に準拠し、275℃、荷重10kgで測定)
は2.2g/10minであった。270℃で圧縮成型
した試料の物性及び化学抵抗性は表1に示した。
【0029】実施例 2 (a)TFE/E/PMVE三元共重合体 実施例 1(a)を、ただ補給用モノマー混合物の組成
を、TFE、45モル%;エチレン、28モル%、そし
てPMVE、27モル%に変えて繰り返した。合計重合
時間は31時間であった。ポリマー分散液のpHは2.
5であり、固体含量は21.1%であった。同分散液の
500mLのアリコートを前と同様に硫酸カリウムアル
ミニウムで凝集した。この試料から得られ、洗浄乾燥し
たポリマーの重量は110g、その組成はTFE、4
4.2モル%;エチレン、19.4モル%;PMVE、
36.5モル%であった。121℃で測定したMoon
ey粘度ML-10は19.0であり、同ポリマーのヨ
ード含量は0.19%であった。
【0030】(b)E/TFE::TFE/E/PMV
E::E/TFEセグメント化した共重合体 (a)で製造した1,000mLの分散液を使用して、
実施例1(b)の条件を繰り返した。重合は70℃で
3.0時間実施した。充填した重合開始剤は20mLの
0.2%APS溶液であった。補給用モノマー混合物の
組成は、TFE、50モル%及びエチレン、50モル%
であった。全体の67%のTFE/エチレンモノマー混
合物が反応した。得られたポリマー分散液の固体分は2
6.1%であった。セグメント化したポリマーを凝集、
洗浄そして乾燥した後、全体で296gが回収された。
DSC分析により、ガラス転移温度が−14℃、そして
熔融発熱極大が251℃であることが示された。同ポリ
マーのメルトインデックスを275℃で測定したとこ
ろ、3.5g/10minであった。270℃で圧縮成
型した試料の物性を表1に示した。
【0031】実施例 3 (a)TFE/P/VF2三元共重合体 実施例 1(a)を、ただ始動用モノマー混合物及び補
給用モノマー混合物の組成をそれぞれ、TFE、48モ
ル%;プロピレン、18モル%;VF2、36モル%、
そしてTFE,50モル%、プロピレン、30モル%;
VF2、20モル%に変えて繰り返した。重合は30m
Lの1%APS溶液を添加して開始させた。重合は30
時間行い、その間に415gの補給用モノマー混合物を
加えて圧力を2.76MPaに維持した。重合を実施し
ている間に更に10mLの1%APS溶液を3時間毎に
添加した。であった。ポリマー分散液のpHは2.5で
あり、固体含量は12.3%であった。実施例1(a)
と同じように同分散液の500mLを凝集、洗浄そして
乾燥した。得られたポリマーの重量は62g、ヨード含
量は0.49%であった。121℃で測定したMoon
ey粘度ML-10は4.0であった。
【0032】(b)E/TFE::TFE/P/V
2::E/TFEセグメント化した共重合体 (a)で製造した1,000mLの分散液を使用して、
実施例 2(b)の条件を繰り返した。重合は70℃で
4.5時間実施し、その間に40gのTFE/エチレン
モノマー混合物を添加した。得られたポリマー分散液の
固体分は15.2%であった。セグメント化したポリマ
ーを凝集、洗浄そして乾燥した後、全体で160gが回
収された。DSC分析により、ガラス転移温度が−13
℃、そして熔融発熱極大が262℃であることが示され
た。ヨード含量は0.40%であった。270℃で圧縮
成型した試料の物性を表1に示した。
【0033】実施例 4 (a)TFE/P共重合体 実施例 1(a)を、ただ始動用モノマー混合物の組成
を、TFE、79モル%;プロピレン、21モル%に変
えて繰り返した。補給用モノマー混合物の組成はTF
E、55モル%、そしてプロピレン、45モル%であっ
た。オートクレーブを始動用モノマー混合物で2.76
MPa(400psi)に加圧してから、10mLの1
%APSを添加した。圧力が2.72MPaに下がって
からジヨード化合物の溶液を添加した。圧力は補給用モ
ノマー混合物を加えて2.76MPaに維持した。重合
時間は30時間で、その間合計540gの補給用モノマ
ー混合物を添加した。更に70mLの1%APS溶液も
10mLずつ添加した。得られたポリマー分散液のpH
は2.6であり、固体含量は16.2%であった。同分
散液の500mLを実施例1(a)と同様に凝集、洗浄
そして乾燥した。合計78gのTFE/プロピレン共重
合ゴムが回収され、その組成はTFE、55モル%、そ
のプロピレン、45モル%であった。ヨード含量は0.
35%、そして121℃で測定したMooney粘度M
L‐10は70であった。ガラス転移温度は−1℃であ
った。
【0034】(b)E/TFE::TFE/P::E/
TFEセグメント化した共重合体 (a)で製造した1,000mLの分散液を使用して、
実施例2(b)の条件を繰り返した。重合は70℃で
4.0時間実施し、その間、60gのTFE/エチレン
モノマー混合物を添加した。得られたポリマー分散液の
固体分は19.6%であった。セグメント化したポリマ
ーを凝集、洗浄そして乾燥した後、全体で220gが回
収された。DSC分析により、ガラス転移温度が−1
℃、そして熔融発熱極大が267℃であることが示され
た。同ポリマーのヨード含量は0.27%、そしてメル
トインデックスを2kg荷重で測定したところ、5.9
g/10minであった。270℃で圧縮成型した試料
の物性及び化学抵抗性を表1に示した。
【0035】比較実施例 A 実施例 1(a)を、ただ圧力を始動用モノマー混合物
で1.38MPa(200psi)にして繰り返した。
それから10mLの1%APS開始剤溶液を添加した。
ジヨード化合物溶液を添加し、反応を合計13.5時間
行い、その間更に60mLの1%APSを10mLづつ
添加した。反応の最後に補給用モノマー混合物を42g
だけを反応させた。未反応モノマーを抜き出し、生成物
を調べた。水性生成物は固体含量が3.4%、pHは
2.4であった。凝集、洗浄そして乾燥したところ、凝
集生成物として、63gの粘凋な低分子量ポリマーが得
られた。この生成物を分析したところ、ヨード含量は
2.45%であった。
【0036】比較実施例 B (a)VF2/PMVE/TFE共重合体 実施例 1(a)を、ただ始動用モノマー混合物の組成
をVF2、52.4モル%;PMVE、31.3モル%
そしてTFE、16.3モル%にし、そして同混合物で
1.03MPa(150psi)に加圧して繰り返し
た。重合は20mLの0.2%APS溶液を添加して開
始させた。オートクレーブの圧力を1.0MPaに下げ
てから、36mLのF−113に溶解した3.6gの
1,4-ジヨードパーフルオロブタンを添加した。オー
トクレーブは、組成がVF2、73.4モル%、PMV
E、18モル%そしてTFE、8.8モル%の補給用モ
ノマー混合物を添加して、圧力を1.13MPaに維持
した。重合は16時間行い、その間に667gの補給用
モノマー混合物を加えた。更に又、30mLのAPS触
媒溶液を重合を実施している間10mLづつ3回に別け
て添加した。得られたポリマー乳化物のpHは3.7で
あり、固体含量は21.7%であった。同乳化液の50
0mLを凝集、洗浄そして乾燥した。単離したエラスト
マーの重量は111g、ヨード含量は0.29%で、そ
の組成はモル基準で、VF2、73%;PMVE、1
7.2%そしてTFE、9.8%であった。Moone
y粘度ML-10は5.0であった。
【0037】(b)E/TFE::VF2/PMVE/
TFE::E/TFE 本実施例(a)で製造した1,000mLの分散液を使
用して、実施例 2(b)の条件を繰り返した。重合は
10mLの0.2%APS溶液を添加して開始させ、8
0℃で実施し、その間に100gのTFE/エチレンモ
ノマー混合物(1:1モル比)を添加した。得られたポ
リマーの固体分は28.8%であった。凝集、洗浄そし
て乾燥して、合計310gの、ヨード含量が0.21%
のポリマーを回収した。ガラス転移温度がー33℃、融
点範囲極大は254℃であった。270℃で圧縮成型し
た試料の物性及び化学抵抗性を表1に示した。
【0038】参考実施例 A ダイキン化学工業から商品名Dai-elR T-530
で市販されているセグメント化共重合体で、弾性セグメ
ントがVF2、HFP及びTFE単位(重量比がそれぞ
れ、35/40/25)からなり、結晶性セグメントが
E/TFE(50/50w/w)からなり、そしてTg
がー8℃、融点範囲極大が222℃であると信じられて
いる製品を上記した方法により成型し、その化学抵抗性
を評価した。結果を表1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】本発明の主なる特徴及び態様は以下のよう
である。
【0041】1.3つのポリマーセグメントがA‐B‐
Aの配列を有するセグメント型熱可塑性弾性体ポリマー
からなる組成物において、同ポリマー配列がその分子鎖
末端炭素原子それぞれにヨード含有基を有し、セグメン
トAが少なくとも約10,000の分子量を有し、そし
てTFEの均一重合単位、TFEとエチレンとの共重合
単位、TFEとパーフルオロ(アルキルビニールエーテ
ル)(PAVE)との共重合単位、TFEと弗化ビニリ
デンとの共重合単位、TFEとヘキサフルオロプロピレ
ンとの共重合単位、及びTFE及びエチレンと、プロピ
レン、イソブチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペン
タフルオロプロピレン、2‐トリフルオロメチル‐3,
3,3‐トリフルオロプロピレン‐1、パーフルオロア
ルキルエチレン及びPAVEからなる群れからの一つと
からの共重合体単位からなる群れから選択された結晶性
セグメントであり、そしてセグメントBが分子量が少な
くとも約30,000であり、そしてその一方の共重合
モノマー成分としてTFEを含み、これをもう一方の成
分として、(a)プロピレン、ここでTFE/プロピレ
ンモル比が45−70/30−55である、(b)プロ
ピレンとVF2、ここでTFE/プロピレン/VF2モル
比が5−65/5−40/5−40である、そして
(c)C2-3炭化水素オレフィン及び式CF2=CFO
(CF2)nCF3、式中nは0−5である、のビニール
エーテル、そしてTFE/オレフィン/エーテルのモル
比が32−60/10−40/20−40である、から
なる群れから選ばれたモノマー単位と共重合させて得ら
れる分子鎖を有する弾性セグメントである、であること
を特徴とするセグメント型熱可塑性弾性ポリマー組成
物。
【0042】2.上記第1項において、セグメントBが
TFEとプロピレンとからなり、そのモル比が45−6
0/55−40であることを特徴とする組成物。
【0043】3.上記第1項において、セグメントBが
TFE、プロピレン及びVF2からなり、そのモル比が
30−60/20−35/10−35であることを特徴
とする組成物。
【0044】4.上記第1項において、セグメントBが
TFE、エチレン、及びPAVEからなり、そのモル比
が32−60/10−30/25−40であることを特
徴とする組成物。
【0045】5.上記第4項において、PAVEが式:
CF2=CFO(CF2)nCF3、式中nは0ないし5で
ある、を有することを特徴とする組成物。
【0046】6.上記第5項において、PAVEがパー
フルオロ(メチルビニールエーテル)であることを特徴
とする組成物。
【0047】7.上記第1、2、3、4、5、または6
項において、セグメントAがTFEと50モル%以下の
エチレンからなる共重合体であることを特徴とする組成
物。 8.上記第1、2、3、4、5、または6項において、
セグメントAがTFEと10モル%以下のPAVEとの
共重合体であることを特徴とする組成物。
【0048】9.上記第8項において、PAVEがパー
フルオロ(アルキルビニールエーテル)及びパーフルオ
ロ(アルコキシアルキルビニールエーテル)、ここでア
ルキル基、及びアルコキシ基は1ないし6個の炭素原子
を有する、から選ばれることを特徴とする組成物。
【0049】10.上記第8項において、PAVEがパ
ーフルオロ(メチルビニールエーテル)及びパーフルオ
ロ(プロポキシプロピルビニールエーテル)から選ばれ
ることを特徴とする組成物。
【0050】11.3つのポリマーセグメントがA‐B
‐Aの配列を有するセグメント型熱可塑性弾性体ポリマ
ーの製造法において、第1番目に反応が起こる条件の下
に、請求項1定義したセグメントBを、式RI2、式中
Rは3個又はそれ以上の炭素原子を有する飽和パーフル
オロカーボン又はクロロパーフルオロカーボンアルキル
基であり、2個のヨード含有基が少なくとも3個の炭素
原子によって隔てられている、の化合物の存在下に重合
し、同セグメントの各末端炭素原子にヨード含有基を有
し、分子量が少なくとも約30,000であるセグメン
トBを製造し、第2番目に、セグメントBの各末端に、
請求項1で定義したセグメントAを重合する、ことから
なるセグメント型熱可塑性弾性ポリマーの製造法。
【0051】12.上記第11項において、セグメント
BがTFEとプロピレンとからなり、そのモル比が45
−60/55−40であることを特徴とする製造法。
【0052】13.上記第11項において、セグメント
BがTFE、プロピレン及びVF2からなり、そのモル
比が30−60/20−35/10−35であることを
特徴とする製造法。
【0053】14.上記第11項において、セグメント
BがTFE、エチレン、及びPAVEからなり、そのモ
ル比が32−60/10−30/25−40であること
を特徴とする製造法。
【0054】15.上記第14項において、PAVEが
式:CF2=CFO(CF2)nCF3、式中nは0ないし
5である、を有することを特徴とする製造法。
【0055】16.上記第15項において、PAVEが
パーフルオロ(メチルビニールエーテル)であることを
特徴とする製造法。
【0056】17.上記第11、12、13、14、1
5、または16項において、セグメントAがTFEと5
0モル%以下のエチレンからなる共重合体であることを
特徴とする製造法。
【0057】18.上記第11、12、13、14、1
5、または16項において、セグメントAがTFEと1
0モル%以下のPAVEとの共重合体であることを特徴
とする製造法。
【0058】19.上記第18項において、PAVEが
パーフルオロ(アルキルビニールエーテル)及びパーフ
ルオロ(アルコキシアルキルビニールエーテル)、ここ
でアルキル基、及びアルコキシ基は1ないし6個の炭素
原子を有する、から選ばれることを特徴とする製造法。
【0059】20.上記第18項において、PAVEが
パーフルオロ(メチルビニールエーテル)及びパーフル
オロ(プロポキシプロピルビニールエーテル)から選ば
れることを特徴とする製造法。
【0060】21.上記第11、12、13、14、1
5または16項において、セグメントB重合におけるモ
ノマー圧力が約1.7MPa以上であることを特徴とす
る製造法。
【0061】22.上記第17項において、セグメント
B重合におけるモノマー圧力が約1.7MPa以上であ
ることを特徴とする製造法。
【0062】23.上記第18項において、セグメント
B重合におけるモノマー圧力が約1.7MPa以上であ
ることを特徴とする製造法。
【0063】24.上記第19項において、セグメント
B重合におけるモノマー圧力が約1.7MPa以上であ
ることを特徴とする製造法。
【0064】25.上記第20項において、セグメント
B重合におけるモノマー圧力が約1.7MPa以上であ
ることを特徴とする製造法。
【0065】26.上記第21項において、セグメント
Bの重合を約25ないし100℃の温度で実施すること
を特徴とする製造法。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3つのポリマーセグメントがA-B-Aの
    配列を有するセグメント型熱可塑性弾性体ポリマーから
    なる組成物において、 同ポリマー配列がその分子鎖末端炭素原子それぞれにヨ
    ード含有基を有し、 セグメントAが少なくとも約10,000の分子量を有
    し、そしてTFEの均一重合単位、TFEとエチレンと
    の共重合単位、TFEとパーフルオロ(アルキルビニー
    ルエーテル)(PAVE)との共重合単位、TFEと弗
    化ビニリデンとの共重合単位、TFEとヘキサフルオロ
    プロピレンとの共重合単位、及びTFEとエチレンと、
    プロピレン、イソブチレン、ヘキサフルオロプロピレ
    ン、ペンタフルオロプロピレン、2‐トリフルオロメチ
    ル‐3,3,3‐トリフルオロプロピレン‐1、パーフ
    ルオロアルキルエチレン及びPAVEからなる群からの
    一つとの共重合体単位からなる群から選択された結晶性
    セグメントであり、そしてセグメントBが分子量が少な
    くとも約30,000であり、そして一方の共重合モノ
    マー成分としてのTFE(a)プロピレン、ここでTF
    E/プロピレンモル比が45−70/30−55であ
    る、(b)プロピレンとVF2、ここでTFE/プロピ
    レン/VF2モル比が5−65/5−40/5−40で
    ある、そして(c)C2-3炭化水素オレフィン及び式C
    2=CFO(CF2)nCF3、式中nは0−5である、
    のビニールエーテル、そしてTFE/オレフィン/エー
    テルのモル比が32−60/10−40/20−40で
    ある、からなる群から選ばれたモノマー単位と共重合さ
    せて得られる重合分子鎖を有する弾性セグメントであ
    る、であることを特徴とするセグメント型熱可塑性弾性
    ポリマー組成物。
  2. 【請求項2】 3つのポリマーセグメントがA-B-Aの
    配列を有するセグメント型熱可塑性弾性体ポリマーの製
    造法において、 第1番目に反応が起こる条件の下に、請求項1で定義し
    たセグメントBを、式RI2、式中Rは3個又はそれ以
    上の炭素原子を有する飽和パーフルオロカーボン又はク
    ロロパーフルオロカーボンアルキル基であり、ヨード含
    有基が少なくとも3個の炭素原子によって隔てられてい
    る、の化合物の存在下に重合し、同セグメントの各末端
    炭素原子にヨード含有基を有し、分子量が少なくとも約
    30,000であるセグメントBを製造し、 第2番目に、セグメントBの各末端に、請求項1で定義
    したセグメントAを重合する、ことからなるセグメント
    型熱可塑性弾性ポリマーの製造法。
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