JPH07238116A - Carboxylated fluorocopolymer and its production - Google Patents

Carboxylated fluorocopolymer and its production

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Publication number
JPH07238116A
JPH07238116A JP3034494A JP3034494A JPH07238116A JP H07238116 A JPH07238116 A JP H07238116A JP 3034494 A JP3034494 A JP 3034494A JP 3034494 A JP3034494 A JP 3034494A JP H07238116 A JPH07238116 A JP H07238116A
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JP
Japan
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vinyl ether
mol
carboxyl group
basic compound
acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP3034494A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Washida
弘 鷲田
Etsuko Sakai
悦子 酒井
Ryuichi Miura
隆一 三浦
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a carboxylated fluorocopolymer useful for preparing a coating composition which has a good storage stability and gives a good coating film even after stored for a long time. CONSTITUTION:A carboxylated fluorocopolymer comprises units derived from a fluoroolefin, units derived from a vinyl ether having no hydroxyl nor carboxyl group, units derived from a hydroxylated vinyl ether, and units derived from a 5C or higher unsatd. carboxylic acid other than a carboxylated vinyl ether.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はカルボキシル基含有含フ
ッ素共重合体とその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carboxyl group-containing fluorocopolymer and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高分子物質に酸無水物・酸イミド
化合物を導入し、接着性・高分子反応性・染色性・顔料
親和性・イオン交換性等の向上・導入を図る例が多くみ
られ、一般の高分子物質については工業化の例は多い。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are many cases in which an acid anhydride / acid imide compound is introduced into a polymer substance to improve / introduce adhesiveness, polymer reactivity, dyeability, pigment affinity, ion exchangeability, etc. There are many examples of industrialization of general polymer substances.

【0003】一方、カルボキシル基含有含フッ素共重合
体の製造方法としては(A)水酸基含有含フッ素共重合
体に有機媒体中で2塩基酸無水物を反応させ、水酸基の
少なくとも一部をカルボキシル含有エステル基に変換せ
しめる方法が提案されている。
On the other hand, as a method for producing a carboxyl group-containing fluorine-containing copolymer, (A) a hydroxyl group-containing fluorine-containing copolymer is reacted with a dibasic acid anhydride in an organic medium, and at least a part of the hydroxyl groups is carboxyl-containing. A method of converting to an ester group has been proposed.

【0004】また(B)特開平2−58555号公報に
はカルボキシル基を有するビニルエーテル類をフルオロ
オレフィンと共重合することにより、カルボキシル基含
有含フッ素共重合体を製造する方法が提案されている。
Further, (B) Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-58555 proposes a method for producing a carboxyl group-containing fluorine-containing copolymer by copolymerizing vinyl ethers having a carboxyl group with a fluoroolefin.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】(A)の方法は、生成
する構造にエステル構造を有し、加水分解の懸念がある
ことおよび2塩基性酸無水物の種類が限られることなど
の問題点を有していた。また、(B)の方法では、カル
ボキシル基を有するビニルエーテル類を共重合せしめる
とビニルエーテルの分解が起こるなどの含フッ素共重合
体製造時に副反応が起こるという問題点を有していた。
The method (A) is problematic in that it has an ester structure in the formed structure, there is a risk of hydrolysis, and the type of dibasic acid anhydride is limited. Had. In addition, the method (B) has a problem that when a vinyl ether having a carboxyl group is copolymerized, a side reaction occurs during the production of the fluorine-containing copolymer, such as decomposition of the vinyl ether.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点の
ないカルボキシル基含有含フッ素共重合体およびその製
造方法に関するものであり、(a)フルオロオレフィン
に基づく重合した単位、(b)ヒドロキシ基またはカル
ボキシル基を含まないビニルエーテルに基づく重合した
単位、(c)ヒドロキシ基含有ビニルエーテルに基づく
重合した単位および(d)炭素数5以上でカルボキシル
基を有するビニルエーテル類以外の不飽和カルボン酸に
基づく重合した単位を含むカルボキシル基含有含フッ素
共重合体および(a’)フルオロオレフィン、(b’)
ヒドロキシ基またはカルボキシル基を含まないビニルエ
ーテル、(c’)ヒドロキシ基含有ビニルエーテルおよ
び(d’)炭素数5以上でカルボキシル基を有するビニ
ルエーテル類以外の不飽和カルボン酸を(e)塩基性化
合物の存在下共重合させることを特徴とするカルボキシ
ル基含有含フッ素共重合体の製造方法を提供するもので
ある。
The present invention relates to a carboxyl group-containing fluorine-containing copolymer which does not have the above-mentioned problems and a method for producing the same, which comprises (a) a polymerized unit based on a fluoroolefin and (b) a hydroxy unit. Group- or carboxyl group-free vinyl ether-based polymerized unit, (c) hydroxy group-containing vinyl ether-based polymerized unit, and (d) C5 or more unsaturated-carboxylic acid-containing vinyl ether other than carboxyl group-containing vinyl ether Carboxyl group-containing fluorinated copolymer containing a unit and (a ') fluoroolefin, (b')
In the presence of (e) a basic compound, an unsaturated carboxylic acid other than a vinyl ether having no hydroxy group or a carboxyl group, (c ') a hydroxy group-containing vinyl ether, and (d') a vinyl ether having 5 or more carbon atoms and a carboxyl group The present invention provides a method for producing a carboxyl group-containing fluorocopolymer, which is characterized by copolymerization.

【0007】本発明のカルボキシル基含有含フッ素共重
合体を構成する (a’)フルオロオレフィンとしては、CF2 =CR1
2 (R1 :H、FまたはCl、R2 :H、F、Clま
たは炭素数1〜3のフルオロアルキル基)で示されるも
のが好適であり、CClF=CF2、CHCl=CF2、CCl2=CF2、CClF=CC
lF、CHF=CCl2、CH2=CClF、CCl2=CClF、CF2=CF2、CF2=CH2等の
フルオロエチレン類、CF2ClCF=CF2、CF2CCl=CF2、CF2CF=CF
Cl、CF2ClCCl=CF2、CF2ClCF=CFCl、CFCl2CF=CF2、CF3CCl=CC
lF、CF3CCl=CCl2、CClF2CF=CCl2、CCl3CF=CF2、CF2ClCCl=CC
l2、CFCl2CCl=CCl2、CF3CF=CHCl、CClF2CF=CHCl、CH3CCl=CH
Cl、CHF2CCl=CCl2、CF2ClCH=CCl2、CF2ClCCl=CHCl、CCl3CF=
CHCl、CCl3CF=CHCl、CHBrCF=CCl2、CF2=CFOCF3、CF2=CFOC3F
7 等のフルオロプロペン類、CF3CCl=CFCF3、CF2=CFCF2CC
lF2、CF3CF2CF=CCl2 等の炭素子数4以上のフルオロオレ
フィン類が挙げられる。またこれらのフルオロオレフィ
ンとしては単独でもよく、複数種が併用されてもよい。
As the (a ') fluoroolefin constituting the fluorinated copolymer containing a carboxyl group of the present invention, CF 2 = CR 1
R 2 (R 1 : H, F or Cl, R 2 : H, F, Cl or a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms) is preferable, and CClF = CF 2 , CHCl = CF 2 , CCl 2 = CF 2 , CClF = CC
Fluoroethylenes such as lF, CHF = CCl 2 , CH 2 = CClF, CCl 2 = CClF, CF 2 = CF 2 , CF 2 = CH 2 , CF 2 ClCF = CF 2 , CF 2 CCl = CF 2 , CF 2 CF = CF
Cl, CF 2 ClCCl = CF 2 , CF 2 ClCF = CFCl, CFCl 2 CF = CF 2 , CF 3 CCl = CC
lF, CF 3 CCl = CCl 2 , CClF 2 CF = CCl 2 , CCl 3 CF = CF 2 , CF 2 ClCCl = CC
l 2 , CFCl 2 CCl = CCl 2 , CF 3 CF = CHCl, CClF 2 CF = CHCl, CH 3 CCl = CH
Cl, CHF 2 CCl = CCl 2 , CF 2 ClCH = CCl 2 , CF 2 ClCCl = CHCl, CCl 3 CF =
CHCl, CCl 3 CF = CHCl, CHBrCF = CCl 2, CF 2 = CFOCF 3, CF 2 = CFOC 3 F
Fluoropropenes such as 7 CF 3 CCl = CFCF 3 , CF 2 = CFCF 2 CC
Fluoroolefins having 4 or more carbon atoms such as lF 2 , CF 3 CF 2 CF = CCl 2 and the like. These fluoroolefins may be used alone or in combination of two or more.

【0008】(b’)ヒドロキシ基またはカルボキシル
基を含まないビニルエーテルとしては、メチルビニルエ
ーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテ
ル、n−ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテ
ル、ネオペンチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエ
ーテル、α,α’−ジメチルプロピルエーテルなどの脂
肪族アルキルビニルエーテル類、シクロヘキシルビニル
エーテルなどの脂環式アルキルビニルエーテル類、フェ
ニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ナフチ
ルビニルエーテル等の芳香族ビニルエーテル類、メチル
イソプロペニルエーテル、エチルイソプロペニルエーテ
ル、プロピルイソプロペニルエーテル、ブチルイソプロ
ペニルエーテル、シクロヘキシルイソプロペニルエーテ
ルなどのイソプロペニルエーテル類などが挙げられ、こ
れらの1種または2種以上を用いることができる。
Examples of the vinyl ether (b ') containing no hydroxy group or carboxyl group include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, octyl vinyl ether, neopentyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, α, α'-. Aliphatic alkyl vinyl ethers such as dimethyl propyl ether, alicyclic alkyl vinyl ethers such as cyclohexyl vinyl ether, aromatic vinyl ethers such as phenyl vinyl ether, benzyl vinyl ether and naphthyl vinyl ether, methyl isopropenyl ether, ethyl isopropenyl ether, propyl isopropenyl Isopropenyl such as ether, butyl isopropenyl ether, cyclohexyl isopropenyl ether Such ethers may be mentioned, may be used alone or two or more thereof.

【0009】(c’)ヒドロキシ基含有ビニルエーテル
としては、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−
ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブ
チルビニルエーテル、9−ヒドロキシノニルビニルエー
テル、1−ヒドロキシメチル−4−ビニロキシメチルシ
クロヘキサン、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルビ
ニルエーテルなどのヒドロキシアルキルビニルエーテル
類、2−ヒドロキシエチルイソプロペニルエーテル、3
−ヒドロキシプロピルイソプロペニルエーテル、4−ヒ
ドロキシブチルイソプロペニルエーテル、9−ヒドロキ
シノニルイソプロペニルエーテル、1−ヒドロキシメチ
ル−4−イソプロペノキシメチルシクロヘキサン、3−
ヒドロキシ−2−クロロプロピルイソプロペニルエーテ
ルなどのヒドロキシアルキルイソプロペニルエーテル類
が挙げられる。
The hydroxy group-containing vinyl ether (c ') includes 2-hydroxyethyl vinyl ether and 3-hydroxyethyl vinyl ether.
Hydroxyalkyl vinyl ethers such as hydroxypropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 9-hydroxynonyl vinyl ether, 1-hydroxymethyl-4-vinyloxymethyl cyclohexane and 3-chloro-2-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl isopropenyl Ether, 3
-Hydroxypropyl isopropenyl ether, 4-hydroxybutyl isopropenyl ether, 9-hydroxynonyl isopropenyl ether, 1-hydroxymethyl-4-isopropenoxymethylcyclohexane, 3-
Examples include hydroxyalkyl isopropenyl ethers such as hydroxy-2-chloropropyl isopropenyl ether.

【0010】(d’)炭素数5以上でカルボキシル基を
有するビニルエーテル類以外の不飽和カルボン酸として
は、イタコン酸、クロトン酸、アリルオキシプロピオン
酸、3−ブテン酸、4−ペンテン酸、2−ヘキセン酸、
3−ヘキセン酸、5−ヘキセン酸、2−ヘプテン酸、3
−ヘプテン酸、3−オクテン酸、2−ノネン酸、3−ノ
ネン酸、9−デセン酸、10−ウンデセン酸、2−トリ
デセン酸が挙げられる。これらは2種以上併用してもよ
い。
(D ') unsaturated carboxylic acids other than vinyl ethers having 5 or more carbon atoms and having a carboxyl group include itaconic acid, crotonic acid, allyloxypropionic acid, 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid, 2- Hexenoic acid,
3-hexenoic acid, 5-hexenoic acid, 2-heptenoic acid, 3
-Heptenoic acid, 3-octenoic acid, 2-nonenoic acid, 3-nonenoic acid, 9-decenoic acid, 10-undecenoic acid, 2-tridecenoic acid. You may use these 2 or more types together.

【0011】また前記共単量体の他に含フッ素共重合体
の特徴を失われない範囲で共重合可能な他の単量体を共
重合させることができる。以下の単量体が例示可能であ
る。エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィ
ン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロオレフィン
類、酢酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息
香酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどのカルボン酸ビ
ニル類、蟻酸アリル、酪酸アリル、安息香酸アリル、シ
クロヘキサンカルボン酸アリル等のカルボン酸アリル、
アリルエチルエーテル、アリルフェニルエーテル等のア
リルエーテル類、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチ
ル等の(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられる。
In addition to the above-mentioned comonomers, other copolymerizable monomers may be copolymerized within the range in which the characteristics of the fluorine-containing copolymer are not lost. The following monomers can be exemplified. Olefins such as ethylene, propylene and isobutylene, haloolefins such as vinyl chloride and vinylidene chloride, vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl benzoate, vinyl carboxylates such as vinyl versatate, allyl formate and allyl butyrate. , Allyl benzoate, allyl carboxylates such as cyclohexane allyl carboxylate,
Examples thereof include allyl ethers such as allyl ethyl ether and allyl phenyl ether, and (meth) acrylic acid esters such as ethyl acrylate and methyl methacrylate.

【0012】本発明の含フッ素共重合体は、数平均分子
量が2,000〜100,000、好ましくは、6,0
00〜30,000でかつ分子量分布が4.0以下、好
ましくは3.0以下のものが好適である。分子量が2,
000未満では耐候性、耐薬品性が劣り、100,00
0を超えると塗料粘度が高く、水への分散性に難点があ
る。分子量分布が4を超えると同様に塗料の長期安定性
に難点が現れる。
The fluorine-containing copolymer of the present invention has a number average molecular weight of 2,000 to 100,000, preferably 6,0.
Those having a molecular weight distribution of 00 to 30,000 and a molecular weight distribution of 4.0 or less, preferably 3.0 or less are suitable. Molecular weight is 2,
If it is less than 000, the weather resistance and chemical resistance are poor, and 100,00
If it exceeds 0, the viscosity of the coating material is high and there is a problem in dispersibility in water. Similarly, when the molecular weight distribution exceeds 4, a problem appears in the long-term stability of the coating material.

【0013】(a)、(b)、(c)および(d)の共
重合割合は(a)100モルに対して、(b)30〜1
50モル、(c)3〜100モルおよび(d)3〜10
0モルが好ましく、同様に(a’)、(b’)、
(c’)および(d’)の共重合割合は(a’)100
モルに対して、(b’)30〜150モル、(c’)3
〜100モルおよび(d’)3〜100モルが好まし
い。
The copolymerization ratio of (a), (b), (c) and (d) is (b) 30 to 1 with respect to 100 mol of (a).
50 mol, (c) 3 to 100 mol and (d) 3 to 10
0 mol is preferred, and likewise (a ′), (b ′),
The copolymerization ratio of (c ') and (d') is (a ') 100.
30 to 150 moles of (b ') and (c') 3 with respect to moles
-100 mol and (d ') 3-100 mol are preferred.

【0014】本発明の共重合体は、所定割合の単量体混
合物に重合触媒の共存下、あるいは非共存下に、重合開
始剤あるいは電離性放射線などの重合開始源を作用せし
めて共重合反応を行わしめることによって製造可能であ
る。また、共重合反応系をアルカリ側に保つために塩基
性化合物の存在下に重合させることが重要である。
The copolymer of the present invention is a copolymerization reaction in which a polymerization initiator or a polymerization initiation source such as ionizing radiation is allowed to act on a monomer mixture in a predetermined ratio in the presence or absence of a polymerization catalyst. It can be manufactured by carrying out. Further, in order to keep the copolymerization reaction system on the alkaline side, it is important to polymerize in the presence of a basic compound.

【0015】ここで、重合開始剤としては、重合形式あ
るいは重合媒体に応じて、水溶性のものあるいは油溶性
のものが適宜使用可能である。
As the polymerization initiator, a water-soluble one or an oil-soluble one can be appropriately used depending on the type of polymerization or the polymerization medium.

【0016】具体的には、水溶性開始剤としては、過硫
酸カリウムのごとき過硫酸塩、過酸化水素あるいはこれ
らと亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウムのごと
き還元剤からなるレドックス開始剤、さらにはこれらに
少量の鉄、第一鉄塩、硝酸銀等を共存させた系等の無機
系開始剤、またはジコハク酸パーオキシド、ジグルター
ル酸パーオキシド、モノコハク酸パーオキシドのごとき
二塩基酸酸化物、アゾビスイソブチルアミジン二塩基酸
塩等の有機系開始剤が、また、油溶性開始剤としては、
t−ブチルパーオキシアセテートのごときパーオキシエ
ステル型過酸化物、ジイソプロピルパーオキシジカーボ
ネートのごときジアルキルパーオキシジカーボネート、
ベンゾイルパーオキシド、アゾビスイソブチロニトリル
等が例示される。
Specifically, as the water-soluble initiator, a persulfate such as potassium persulfate, hydrogen peroxide or a redox initiator comprising these and a reducing agent such as sodium bisulfite and sodium thiosulfate, and further these Inorganic initiators such as those in which a small amount of iron, ferrous salt, silver nitrate, etc. coexist, or dibasic acid oxides such as disuccinic acid peroxide, diglutaric acid peroxide, and monosuccinic acid peroxide, azobisisobutylamidine dibasic Organic initiators such as acid salts, and as the oil-soluble initiator,
peroxyester type peroxides such as t-butyl peroxyacetate, dialkyl peroxydicarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate,
Examples thereof include benzoyl peroxide and azobisisobutyronitrile.

【0017】塩基性化合物としては、有機塩基性化合
物、無機塩基性化合物の中から広範囲に選択可能であ
る。有機塩基性化合物では、トリエチルアミンなどのア
ルキルアミン類、トリエチルホスフィンなどのアルキル
ホスフィン類などが好ましい。無機塩基性化合物では、
炭酸カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、酸
化マグネシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類
金属の炭酸塩、水酸化物または酸化物などが好ましい。
The basic compound can be selected from a wide range of organic basic compounds and inorganic basic compounds. Of the organic basic compounds, alkylamines such as triethylamine and alkylphosphines such as triethylphosphine are preferable. In inorganic basic compounds,
Preference is given to carbonates, hydroxides or oxides of alkali metals or alkaline earth metals such as potassium carbonate, potassium hydroxide, sodium hydroxide and magnesium oxide.

【0018】重合開始剤の使用量は、種類、共重合反応
条件に応じて適宜変更可能であるが、通常は共重合され
るべき単量体全量に対して、0.05〜0.5 重量%程度が採
用される。塩基性化合物の使用量は、共重合されるべき
単量体全量に対して0.01〜20重量%、好ましくは0.1 〜
10重量%程度が採用される。
The amount of the polymerization initiator used can be appropriately changed depending on the type and the conditions of the copolymerization reaction, but usually about 0.05 to 0.5% by weight is adopted with respect to the total amount of the monomers to be copolymerized. To be done. The amount of the basic compound used is 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 20% by weight, based on the total amount of the monomers to be copolymerized.
About 10% by weight is adopted.

【0019】上記共重合反応に際して、反応形式として
は特に限定されず、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶
液重合等が採用しうるが、重合操作の安定性、生成共重
合体の分離の容易性等から、水性媒体中での乳化重合あ
るいはt−ブタノール等のアルコール類、エステル類、
1個以上のフッ素原子を含む飽和ハロゲン化炭化水素
類、キシレン等の芳香族炭化水素等を溶媒とする溶液重
合等が好ましい。反応温度は10℃〜90℃程度が採用さ
れ、また、反応圧力は、適宜選定可能であるが、通常
は、0 〜100 kg/cm・G、特に、1 〜50kg/cm
・G程度を採用するのが望ましい。生成共重合体の固有
粘度は、0.05〜2.0 dl/gであることが好ましい。
In the above-mentioned copolymerization reaction, the reaction mode is not particularly limited, and bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, solution polymerization and the like can be adopted, but the stability of the polymerization operation and the separation of the produced copolymer can be adopted. For ease of use, emulsion polymerization in an aqueous medium or alcohols such as t-butanol, esters,
Solution polymerization using saturated halogenated hydrocarbons containing one or more fluorine atoms, aromatic hydrocarbons such as xylene, etc. as a solvent is preferable. The reaction temperature is about 10 ° C to 90 ° C, and the reaction pressure can be appropriately selected, but is usually 0 to 100 kg / cm · G, and particularly 1 to 50 kg / cm.
・ It is desirable to adopt G grade. The intrinsic viscosity of the produced copolymer is preferably 0.05 to 2.0 dl / g.

【0020】また、生成共重合体の固有粘度を前記範囲
に抑えるために、連鎖移動定数の比較的大きい反応媒体
を使用したり、適宜連鎖移動剤の共存下に共重合反応を
行わしめることが好ましい。
In order to control the intrinsic viscosity of the produced copolymer within the above range, a reaction medium having a relatively large chain transfer constant may be used, or the copolymerization reaction may be appropriately performed in the coexistence of a chain transfer agent. preferable.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明をより具体的に説明するため実
施例を示す。なお、実施例中の部数は、特にことわりの
ない限り重量部を示すものである。
EXAMPLES Examples will be shown below to more specifically describe the present invention. In addition, the number of parts in the examples indicates parts by weight unless otherwise specified.

【0022】「合成例1」内容積 200ccのステンレス
製撹拌機付オートクレーブ(耐圧50kg/cm2・G)
にクロロトリフルオロエチレン(CTFE)58部、シ
クロヘキシルビニルエーテル(CHVE)19部、エチ
ルビニルエーテル(EVE)7.2部、ω−ヒドロキシ
ブチルビニルエーテル(HBVE)12部、10−ウン
デセン酸(UdA)27部、イソプロピルアルコール
(IPA)50部、アゾビスイソブチロニトリル(AI
BN)0.5部、無水炭酸カリウム3.7部を仕込み、
液体窒素にて冷却して固化脱気により溶存空気を除去し
た後に、65℃で16時間反応を行い、カルボキシル基
含有含フッ素重合体を得た。
[Synthesis Example 1] Stainless steel autoclave with an internal volume of 200 cc and a stirrer (pressure resistance 50 kg / cm 2 · G)
Chlorotrifluoroethylene (CTFE) 58 parts, cyclohexyl vinyl ether (CHVE) 19 parts, ethyl vinyl ether (EVE) 7.2 parts, ω-hydroxybutyl vinyl ether (HBVE) 12 parts, 10-undecenoic acid (UdA) 27 parts, 50 parts of isopropyl alcohol (IPA), azobisisobutyronitrile (AI
BN) 0.5 parts, anhydrous potassium carbonate 3.7 parts,
After cooling with liquid nitrogen and removing the dissolved air by solidification degassing, the reaction was carried out at 65 ° C. for 16 hours to obtain a carboxyl group-containing fluoropolymer.

【0023】得られたカルボキシル基含有含フッ素重合
体の分子量をGPCにより測定したところ、ポリエステ
ル換算の数平均でMn =1.3 ×104 であり、酸価は69
mgKOH/g-resin であった。
The molecular weight of the obtained carboxyl group-containing fluoropolymer was measured by GPC. As a result, the number average in terms of polyester was M n = 1.3 × 10 4 , and the acid value was 69.
It was mgKOH / g-resin.

【0024】「合成例2〜3」表1の合成例2〜3に示
す組成で合成例1と同様な方法で重合を行った。得られ
た含フッ素重合体物性を表1に示した。
"Synthesis Examples 2-3" Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 with the compositions shown in Synthesis Examples 2-3 of Table 1. The physical properties of the obtained fluoropolymer are shown in Table 1.

【0025】「比較合成例1〜3」表1の比較合成例1
〜3に示す組成で塩基性化合物を添加しない以外は合成
例1〜3と同様にして重合を行った。得られた結果を表
1に示した。
"Comparative Synthesis Examples 1-3" Comparative Synthesis Example 1 in Table 1
Polymerization was performed in the same manner as in Synthesis Examples 1 to 3 except that the basic compound was not added in the compositions shown in FIGS. The obtained results are shown in Table 1.

【0026】「合成例4〜6」表2の合成例4〜6に示
す組成で合成例1と同様な方法で重合を行った。得られ
たポリマー物性は表2に示した。なお、AOPAはアリ
ルオキシプロピオン酸の略である。
[Synthesis Examples 4 to 6] Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 with the compositions shown in Synthesis Examples 4 to 6 in Table 2. The physical properties of the obtained polymer are shown in Table 2. AOPA is an abbreviation for allyloxypropionic acid.

【0027】「比較合成例4〜5」表2の比較合成例4
〜5に示す組成で塩基性化合物を添加しない以外は合成
例4〜6と同様にして重合を行った。得られた結果を表
2に示した。
"Comparative Synthesis Examples 4-5" Comparative Synthesis Example 4 in Table 2
Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Examples 4 to 6 except that the basic compound was not added in the compositions shown in FIGS. The obtained results are shown in Table 2.

【0028】表1〜2より、フルオロオレフィンとビニ
ルエーテルとヒドロキシ基含有ビニルエーテルと炭素数
が5以上の不飽和カルボン酸の単量体を必須成分とする
カルボキシル基含有含フッ素共重合体重合体を製造する
場合は、塩基性化合物が重合系中に存在しないと重合は
進行しないことがわかる。
From Tables 1 and 2, carboxyl group-containing fluorocopolymers containing fluoroolefin, vinyl ether, hydroxy group-containing vinyl ether, and unsaturated carboxylic acid monomer having 5 or more carbon atoms as essential components are prepared. In this case, it can be seen that the polymerization does not proceed unless the basic compound is present in the polymerization system.

【0029】「実施例1」合成例2で得られたカルボキ
シル基含有含フッ素重合体樹脂Bの溶剤を蒸発させ、重
合体固形分を単離した後、新たにIPAで溶解し、約6
0重量%のIPA溶液とした。次いで、OH価の80%
をトリエチルアミン(TEA)で中和して、電着塗料の
原液を作成した。
"Example 1" The solvent of the fluoropolymer resin B containing a carboxyl group obtained in Synthesis Example 2 was evaporated to isolate the polymer solid, which was then dissolved in IPA to obtain about 6 parts.
It was a 0 wt% IPA solution. Next, 80% of OH value
Was neutralized with triethylamine (TEA) to prepare a stock solution of the electrodeposition paint.

【0030】この電着塗料の原液に、樹脂と7:3の割
合でメラミン樹脂サイメル303(三井サイアナミッド
製)を添加し、イオン交換水を添加して水性分散型電着
塗料を調整した。この水性塗料の固形分濃度を測定した
ところ、10重量%であった。
Melamine resin Cymel 303 (manufactured by Mitsui Cyanamid) was added to the undiluted solution of this electrodeposition paint at a ratio of 7: 3, and ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion type electrodeposition paint. When the solid content concentration of this water-based paint was measured, it was 10% by weight.

【0031】この塗料を40℃のオーブンに14日間貯
蔵し、水性塗料のpHと電気電導度と酸価を測定した。
その結果を表3に示した。また、この水性塗料をアルマ
イト処理を施したアルミニウム板(陽極)に180Vで
3分の通電により塗装した。得られたアルミニウム板は
イオン交換水で水洗後、200℃、30分硬化反応を行
い、以下に示すように塗膜物性を測定した。その結果を
表3に示した。
This paint was stored in an oven at 40 ° C. for 14 days, and the pH, electric conductivity and acid value of the aqueous paint were measured.
The results are shown in Table 3. Further, this water-based paint was applied to an aluminum plate (anode) which had been subjected to an alumite treatment by energizing at 180 V for 3 minutes. The obtained aluminum plate was washed with ion-exchanged water and then cured at 200 ° C. for 30 minutes, and the physical properties of the coating film were measured as shown below. The results are shown in Table 3.

【0032】実施例2〜3 前記の合成例で得られたカルボキシル基含有含フッ素重
合体樹脂D、Eを実施例1と同様にして固形分10重量
%の水性分散型電着塗料を調整し、40℃のオーブンに
14日間貯蔵し、水性塗料のpHと電気電導度と酸価を
測定した。その結果を表3に示した。また、同様にアル
ミニウム板に塗装した塗膜の物性を測定した。その結果
を表3に示した。
Examples 2 to 3 Carboxyl group-containing fluoropolymer resins D and E obtained in the above synthesis examples were prepared in the same manner as in Example 1 to prepare an aqueous dispersion type electrodeposition coating composition having a solid content of 10% by weight. It was stored in an oven at 40 ° C for 14 days, and the pH, electric conductivity and acid value of the water-based paint were measured. The results are shown in Table 3. Similarly, the physical properties of the coating film applied to the aluminum plate were measured. The results are shown in Table 3.

【0033】比較例1 合成例6で得られたカルボキル基含有含フッ素重合体樹
脂Fを約60重量%キシレン溶液に調整し、90℃に加
熱し、重合体100部に対して3.6部の無水コハク酸
を加え、さらに0.2部のトリエチルアミンを添加し
て、2時間反応させた。
Comparative Example 1 The fluoropolymer resin F containing a carboxyl group obtained in Synthesis Example 6 was adjusted to a solution of about 60% by weight in xylene and heated to 90 ° C. to obtain 3.6 parts with respect to 100 parts of the polymer. Succinic anhydride was added, and 0.2 part of triethylamine was further added, and the mixture was reacted for 2 hours.

【0034】反応液の赤外スペクトルを測定すると、反
応前に観測された無水酸の特性吸収(1850cm-1,1780
cm-1)が、反応後では消失しており、カルボン酸(17
10cm-1)およびエステル(1735cm-1)の吸収が観測
された。
When the infrared spectrum of the reaction solution was measured, the characteristic absorption of anhydrous acid (1850 cm -1 , 1780) observed before the reaction was observed.
cm -1 ) has disappeared after the reaction, and the carboxylic acid (17
10 cm -1) and absorption of ester (1735 cm -1) were observed.

【0035】かくしてカルボキシル基を導入された含フ
ッ素重合体の酸価は20mgKOH/g-resin 、水酸基価は1
00mgKOH/g-resin であった。
Thus, the fluorine-containing polymer having a carboxyl group introduced therein has an acid value of 20 mgKOH / g-resin and a hydroxyl value of 1
It was 00 mgKOH / g-resin.

【0036】なお、得られた含フッ素重合体は、一旦溶
剤を蒸発させ、重合体固形分を単離した後、新たにIP
Aで溶解し、約60重量%のIPA溶液とし電着塗料の
原液を作成した。この電着塗料の原液にイオン交換水を
添加して水性分散型電着塗料を調整した。この水性塗料
の固形分濃度を測定したところ、約10重量%であっ
た。
The obtained fluoropolymer was subjected to a new IP after the solvent was once evaporated and the solid content of the polymer was isolated.
The solution was dissolved in A to prepare an IPA solution of about 60% by weight to prepare a stock solution of an electrodeposition paint. Ion-exchanged water was added to the stock solution of this electrodeposition paint to prepare an aqueous dispersion type electrodeposition paint. When the solid content concentration of this water-based paint was measured, it was about 10% by weight.

【0037】この塗料を40℃のオーブンに14日間貯
蔵し、水性塗料のpHと電気電導度と酸価を測定した。
その結果を表3に示した。また、この水性塗料をアルマ
イト処理を施したアルミニウム板(陽極)に180Vで
3分の通電により塗装した。得られたアルミニウム板は
イオン交換水で水洗後、200℃30分硬化反応を行
い、以下に示すように塗膜物性を測定した。その結果を
表3に示した。
This paint was stored in an oven at 40 ° C. for 14 days, and the pH, electric conductivity and acid value of the aqueous paint were measured.
The results are shown in Table 3. Further, this water-based paint was applied to an aluminum plate (anode) which had been subjected to an alumite treatment by energizing at 180 V for 3 minutes. The obtained aluminum plate was washed with ion-exchanged water and then cured at 200 ° C. for 30 minutes, and the physical properties of the coating film were measured as shown below. The results are shown in Table 3.

【0038】表3より、無水コハク酸により酸変性を行
った水性塗料が貯蔵安定性が悪いのに比較して、フルオ
ロオレフィンとビニルエーテルとヒドロキシ基含有ビニ
ルエーテルと炭素数が5以上の不飽和カルボン酸の単量
体を必須成分とするカルボン酸基含有含フッ素重合体か
ら調整した水性塗料が、長期保存安定性が良好であり、
長期保存後の塗料によっても良好な塗膜が得られること
がわかる。
From Table 3, it can be seen that the fluoroolefin, vinyl ether, hydroxy group-containing vinyl ether, and unsaturated carboxylic acid having 5 or more carbon atoms are compared with the storage stability of the water-based paint acid-modified with succinic anhydride. Aqueous paint prepared from a carboxylic acid group-containing fluoropolymer having the monomer of as an essential component has good long-term storage stability,
It can be seen that a good coating film can be obtained even with the paint after long-term storage.

【0039】実施例4〜6 さらに、上記の実施例1〜3の塗膜をサンシャインウエ
ザーメーターに3000時間かけたときの外観と光沢保
持率を測定した。その結果を表4に示した。
Examples 4 to 6 Further, the appearance and gloss retention of the coating films of Examples 1 to 3 were measured when the coating films were applied to a sunshine weather meter for 3000 hours. The results are shown in Table 4.

【0040】比較例2 上記の比較例1の塗膜をサンシャインウエザーメーター
に3000時間かけたときの外観と光沢保持率を測定し
た。その結果を表4に示した。
Comparative Example 2 The appearance and gloss retention of the coating film of Comparative Example 1 were measured when the coating film was applied to a sunshine weather meter for 3000 hours. The results are shown in Table 4.

【0041】比較例3 市販のアクリル−メラミン系電着塗料クリアー原液(商
品名 エレクトロンAG100、関西ペイント社製、樹
脂固形分30重量%)にイオン交換水を100部添加し
樹脂固形分10重量%、中和当量0.8、有機溶剤5重
量%の水性分散型電着塗料を調整した。
Comparative Example 3 100 parts of ion-exchanged water was added to a commercially available acrylic-melamine-based electrodeposition coating clear stock solution (trade name: Electron AG100, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., resin solid content: 30% by weight) to obtain a resin solid content of 10% by weight. An aqueous dispersion type electrodeposition paint having a neutralization equivalent of 0.8 and an organic solvent of 5% by weight was prepared.

【0042】この水性塗料をアルマイト処理を施したア
ルミニウム板(陽極)に180Vで3分間の通電により
塗装した。得られたアルミニウム板はイオン交換水で水
洗後、200℃30分硬化反応を行い、塗膜とした。こ
の塗膜をサンシャインウエザーメーターに3000時間
かけたときの外観と光沢保持率を測定した。その結果を
表4に示した。
This water-based paint was applied to an aluminum plate (anode) which had been subjected to alumite treatment by energizing at 180 V for 3 minutes. The obtained aluminum plate was washed with ion-exchanged water and then cured at 200 ° C. for 30 minutes to give a coating film. The appearance and gloss retention of this coating film were measured with a sunshine weather meter for 3000 hours. The results are shown in Table 4.

【0043】外観は塗膜を目視により観察し、汚れの有
無に応じて以下の基準により評価した(○:汚れ無し、
△:わずかに汚れ有り、×:汚れ有り)。
The appearance of the coating film was visually observed and evaluated according to the following criteria according to the presence or absence of stains (◯: no stain,
Δ: Slightly stained, ×: Stained)

【0044】表4より、フルオロオレフィンとビニルエ
ーテルとヒドロキシ基含有ビニルエーテルと炭素数が5
以上の不飽和カルボン酸の単量体を必須成分とするカル
ボン酸基含有含フッ素重合体から調整した水性塗料は、
長期保存後塗装を行っても塗膜の耐候性は、衰えないこ
とがわかる。
From Table 4, fluoroolefin, vinyl ether, hydroxy group-containing vinyl ether and carbon number 5
Aqueous paint prepared from a carboxylic acid group-containing fluoropolymer having the above unsaturated carboxylic acid monomer as an essential component,
It can be seen that the weather resistance of the coating film does not deteriorate even after coating after long-term storage.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】[0048]

【表4】 [Table 4]

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の含フッ素共重合体から調整した
塗料は、長期保存安定性が良好であり、長期保存後の塗
料によっても良好な塗膜が得られる。
The paint prepared from the fluorine-containing copolymer of the present invention has good long-term storage stability, and a good coating film can be obtained even with the paint after long-term storage.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)フルオロオレフィンに基づく重合し
た単位、(b)ヒドロキシ基またはカルボキシル基を含
まないビニルエーテルに基づく重合した単位、(c)ヒ
ドロキシ基含有ビニルエーテルに基づく重合した単位お
よび(d)炭素数5以上でカルボキシル基を有するビニ
ルエーテル類以外の不飽和カルボン酸に基づく重合した
単位を含むカルボキシル基含有含フッ素共重合体。
1. A polymerized unit based on (a) a fluoroolefin, a polymerized unit based on (b) a vinyl ether containing no hydroxy group or a carboxyl group, (c) a polymerized unit based on a hydroxy group-containing vinyl ether, and (d). A carboxyl group-containing fluorocopolymer containing a polymerized unit based on an unsaturated carboxylic acid other than vinyl ethers having 5 or more carbon atoms and having a carboxyl group.
【請求項2】(a)、(b)、(c)および(d)の共
重合割合が(a)100モルに対して、(b)30〜1
50モル、(c)3〜100モルおよび(d)3〜10
0モルである請求項1の含フッ素共重合体。
2. The copolymerization ratio of (a), (b), (c) and (d) is (b) 30 to 1 with respect to 100 mol of (a).
50 mol, (c) 3 to 100 mol and (d) 3 to 10
The fluorine-containing copolymer according to claim 1, which is 0 mol.
【請求項3】(a’)フルオロオレフィン、(b’)ヒ
ドロキシ基またはカルボキシル基を含まないビニルエー
テル、(c’)ヒドロキシ基含有ビニルエーテルおよび
(d’)炭素数5以上でカルボキシル基を有するビニル
エーテル類以外の不飽和カルボン酸を塩基性化合物の存
在下共重合させることを特徴とするカルボキシル基含有
含フッ素共重合体の製造方法。
3. (a ′) Fluoroolefin, (b ′) hydroxy group- or vinyl group-free vinyl ether, (c ′) hydroxy group-containing vinyl ether, and (d ′) vinyl ether having 5 or more carbon atoms and carboxyl group. A method for producing a fluorinated copolymer containing a carboxyl group, which comprises copolymerizing an unsaturated carboxylic acid other than the above in the presence of a basic compound.
【請求項4】(a’)、(b’)、(c’)および
(d’)の共重合割合が(a’)100モルに対して、
(b’)30〜150モル、(c’)3〜100モルお
よび(d’)3〜100モルである請求項3の製造方
法。
4. A copolymerization ratio of (a '), (b'), (c ') and (d') relative to 100 mol of (a '),
The production method according to claim 3, wherein (b ') is 30 to 150 mol, (c') is 3 to 100 mol, and (d ') is 3 to 100 mol.
【請求項5】塩基性化合物が有機塩基性化合物または無
機塩基性化合物である請求項3の製造方法。
5. The method according to claim 3, wherein the basic compound is an organic basic compound or an inorganic basic compound.
【請求項6】有機塩基性化合物がアルキルアミン類また
はアルキルホスフィン類である請求項5の製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the organic basic compound is an alkylamine or an alkylphosphine.
【請求項7】無機塩基性化合物がアルカリ金属またはア
ルカリ土類金属の炭酸塩、水酸化物または酸化物である
請求項5の製造方法。
7. The method according to claim 5, wherein the inorganic basic compound is an alkali metal or alkaline earth metal carbonate, hydroxide or oxide.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11130870B2 (en) 2017-01-12 2021-09-28 AGC Inc. Powder coating material, method for producing substrate provided with coating film, coated article and fluorinated polymer

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