JPH07504224A - フルオロモノマーの重合用ヒドロフルオロカーボン溶媒 - Google Patents
フルオロモノマーの重合用ヒドロフルオロカーボン溶媒Info
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- JPH07504224A JPH07504224A JP5514989A JP51498993A JPH07504224A JP H07504224 A JPH07504224 A JP H07504224A JP 5514989 A JP5514989 A JP 5514989A JP 51498993 A JP51498993 A JP 51498993A JP H07504224 A JPH07504224 A JP H07504224A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
フルオロモノマーの重合用ヒドロフルオロカーボン溶媒本発明は、反応開始剤の
存在下で、C,F及びHのみを、そして場合によってはエーテルの酸素もしくは
アルコールを含有し、そして明らかな連鎖移動反応をもたらさないか、さもなけ
ればフルオロモノマー重合を妨げない溶媒中で実施される、フルオロモノマー重
合に関する。生成されるモノマー類は熱可塑性樹脂及びエラストマーとして有用
である。
技術分野の背景
溶媒は、遊離ラジカルに触媒されるフルオロモノマー重合プロセスの有用な成分
である。その重合が、例えば水性乳化液中のような有機溶媒中で実施されない場
合、例えば反応開始剤のような有機可溶性成分を添加するために、少量の有機溶
媒が役立つことがよくある。ビニル性フッ素を含有するモノマーの重合は、例え
ば、炭素に結合したー水素を含有する多数の有機化合物の存在下で、連鎖移動反
応もしくは停止反応を受け、しばしば困難である。前記の有機化合物が存在する
と、目的のポリマーよりも分子量の低いポリマーを生成したり、そして/又はポ
リマーの収率を低くしたりする。このような重合に適した各種の化合物が提案さ
れてきた。
フルオロモノマーの重合に対して公表されている溶媒の中には(炭素以外に)
塩素、フッ素及び水素(例えば米国特許第4. 499. 249号、第4.7
14,756号、第3,635,926号、第4.029.868号、第3,5
28.954号明細書及び再発行特許第32゜199号参照)、フッ素(例えば
米国特許第3,635.926号、Re、32.199号、第4.499.24
9号及び第4. 948. 833号明細書参照);そして塩素とフッ素(米国
特許第4,948,844号明細書参照)含有の化合物がある。前記の特許明細
書のどれにもC1F及びHのみを含有する溶媒の使用についての記載はない。
米国特許第3.616.371号明細書は、C2H3F3及びC2H,F2を含
む各種のフッ素化溶媒の、フッ化ビニリデンのホモポリマーもしくはコポリマー
を生成するための重合における使用を公表している。炭素、水素及びフン素のみ
を含有するその他の溶媒についての記載はない。
米国特許第4.123.602号明細書は第5欄、第52−60行に各種フルオ
ロカーボン系の溶媒の使用について公表している。
特開平1−151,293号公報はRがベルハロエチル基もしくはベルハロメチ
ル基(“ハロ“はフッ素を含む)である、式CH3Rの化合物を、フッ素含有ポ
リマー生成用の溶媒として使用することを公表している。前記明細書の応用の項
に−CH2F及び−CHF2基は・・・ “フルオロオレフィンに対して実質的
な連鎖移動作用を持つ”と記載されている。CH3R以外の化合物でこの重合に
有用な溶媒であると記載されたものはない。
米国特許第4.243,770号明細書は、連鎖移動反応を排除する溶媒を溶液
重合媒質として使用することにより、容易に架橋可能なフン素含有ポリマーの製
造方法について公表している。下記の例は第4欄、第20−25行に示される:
以前に有用な溶媒として公表された塩素含有化合物の多くは、成層圏中のオゾン
を破壊する可能性が高い。同様に前記重合用の溶媒として提案されてきたペルフ
ルオロカーボンはいわゆる温室ガスであり、地球の温暖化を引き起こす可能性が
ある。フルオロモノマー重合に使用される、オゾンを枯渇させたり地球の温暖化
をもたらす可能性が高くなく、かつ同時に前記重合での使用が容易であり、そし
て生成されるポリマーの性状を損なわない溶媒を提供することが望ましい。
発明の要約
本発明は、
水が重合媒質の約20容量パーセント未満である場合は、その重合プロセスは約
100℃未満の温度で実施され;溶媒が炭素−炭素二重結合を含有する場合は、
溶媒自体は下記の処理条件下で重合可能であってはならず;
溶媒は大気圧において約0℃から約150℃の範囲の沸点を有し:そして
隣接する一CH,−基が存在する場合は、すべての−CH,−基に対してアルフ
ァ位の炭素原子はどれも水素原子を結合していない、ことを前提として。
フルオロモノマー、前記フルオロモノマーの重合を開始することができる遊離ラ
ジカル源、及び溶媒、を接触させること、を含んで成る重合方法であって、前記
溶媒が場合によっては1個の炭素−炭素の二重結合を含有することができる飽和
有機化合物であり:炭素、フッ素、1個の炭素原子に結合する少なくとも1個の
水素原子、そしC場合によっては1個以上のエーテル酸素原子、又は1個以上の
アルコール、又は1個以上のエーテル酸素原子と1個以上のアルコールを含有し
:
少なくとも水素原子と同数のフッ素原子を含有し:場合によっては1個以上の−
CF、OCH3基を含有し12個を越えない隣接する一CH,−基を含有し:そ
してどの一級炭素にも水素原子を含有しないものである方法に関する。
発明の詳細
な説明はフルオロモノマーの重合に使用される改善された溶媒に関する。生成さ
れるポリマーは熱可塑性樹脂及びエラストマーとして有用である。フルオロモノ
マーとは、遊離ラジカルによって重合することができる化合物、重合されるビニ
ル基に結合した、少なくとも1個のビニル性フッ素原子を含有する化合物及び3
. 3. 3−トリフルオロプロペン及び2−トリフルオロメチル−3,3,3
−トリフルオロ−1−プロペンの化合物を意味する。ビニル性フッ素を含有する
有用なフルオロモノマーは、限定されるものでないが、フッ化ビニル:フッ化ビ
ニリデン。
トリフルオロエチレン;クロロトリフルオロエチレン;1.2−ジフルオ口エチ
レン:テトラフルオ口エチレン:ヘキサフルオロブロビレン:ペルフルオロ(メ
チルビニルエーテル)、ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル);ペルフルオ
ロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール):
CF2=CFOCF2CF (CFs)OCFzCF2SO2F ;CF!=C
FOCF2CF (CF3)OCF2CFzCOtCH3;CFz=CFOCF
zCFzSOzF ;F(CFz)−CHzOCF=CFz (式中nは1.2
.3.4又は5である);RICH,0CF=CF! (式中R1は水素である
か又はF(CF2)−であり、mは1.2又は3である):及びR30CF =
CHt (式中R3はF (CF2) 、−であり、ここで2は1.2.3又
は4である)
を含有する。好ましいフルオロモノマーは3.3.3−トリフルオロプロペン、
2−トリフルオロメチル−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン、フッ化ビ
ニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン
、ペルフルオロ(メチルビニルエーテル)、ペルフルオロ(プロピルビニルエー
テル)、及びペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)である
。
フルオロモノマーは、そのフルオロモノマーが通常単独重合することができるな
らば単独で重合されてホモポリマーを生成できるか、又は1個以上の他のフルオ
ロモノマーと、又はフルオロモノマーではないその他のモノマーと重合してコポ
リマーを生成することができる。コポリマーを生成する場合は、選択されるモノ
マーは共重合可能なものでなければならない。このような共重合可能なモノマー
の組み合わせは知られており、例えばW、 Gerhartz、 et al、
、 Ed、 、 Lll]mann’ s Encyclopedia of
Industrial Chemjstry、5th Ed、、vol、All
、VClfferlasgesel、1schaft mb狽戟B
Weinheim、 1988. p、 393−429中のり、 P、 Ca
rlson及びW、Sct+miegel 、及びHMark et al、
、 Ed、 、 Encyclopedia of Polymer 5cie
nce and Enginee窒奄獅■B
John filey & 5ons、 New York、 1985.中の
各種の個別の論文を参照されたい。両者の論文は本明細書に引用することにより
包含される。いくつかの組み合わせのフルオロモノマーとコポリマー化するコモ
ノマーにはプロピレン及びエチレンがある。本方法により生成することができる
有用なコポリマーは、限定されるものでないがテトラフルオロエチレン/ヘキサ
フルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/フ
ッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン/フッ化ビニリデン、テトラフルオ
ロエチレン/ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)、テトラフルオロエチレ
ン/ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、テトラフルオ
ロエチレン/エチレン、テトラフルオロエチレン/CF2=CFOCF2CF
(CF3)OCF2CF2S02F、テトラフルオロエチレン/ CF ! =
CF OCF 2 CF z S O□F1テトラフルオロエチレン/ヘキサ
フルオロプロピレン/ペルフルオロプロピルビニルエーテル及びテトラフルオロ
エチレン/プロピレンを含有する。コポリマーが生成される場合、そのポリマー
中に存在する総モノマー単位の少なくとも1%がフルオロモノマーであることが
好ましく、より好ましくは少なくとも約10%が、そし特に好ましくは少なくと
も約25%がフルオロモノマーである。
本方法のもう一つの必須成分は、フルオロモノマーとそこに存在するその他のモ
ノマーを重合させることができる遊離ラジカル源である。典型的には、これらの
遊離ラジカル源には熱により遊離ラジカル類に分解することができる有機化合物
が含まれ、そして水性の系においては(下記参照)酸化還元反応性の反応開始剤
がしばしば使用される。しかしながら、例えば、この方法に使用される機器が処
理媒質に紫外線にさらすことを可能にするものと仮定すると、紫外線照射により
分解するような有機化合物などでの、任意の適当な遊離ラジカル源を本発明の方
法に使用することができる。すべての遊離ラジカル源が、ある特定のフルオロモ
ノマーやモノマー類の組み合わせ物を重合できるというわけではない。
各種のフルオロモノマー及びモノマーの混合体に有効な遊離ラジカル源は知られ
ている。例えばJ、 Brandrup and E、 11. Immerg
ut、 Ed、 、 3rd Ed、 。
Polymer Handbook、 3rd Ed、 、 John Wil
ey & 5ons、 New York、 1989. 吹A II/
1−II/65中のJ、 C,Masson及びH3P、 Mark、 et
al、 、 Ed、 、 Encyclopedia ofChemical
Technology、 3rd Ed、 、 vol、 13. John
filey & 5ons、 NewY盾窒求B
1981、 p、 355−373中のC,S、 5heppard and
V、 Kamathを参照されたい、これら両者の文献は引用することにより本
明細書の内容となる。少なくとも幾つかのフルオロモノマーに有用であり、熱に
より分解する、典型的な有機化合物は、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス
イソバレロニトリル、過酸化アセチル、tcHscFzcF2(CF(CI”3
)CFzO)−CF (CF、)COOI z (式中XはO又は1から20ま
での範囲の整数である)、
cH3cF2cp2o [CF (CF3)CF20)−CF (CF3)CO
OF(式中XはO又は1から20までの範囲の整数である)、(CF3 (CF
2)、Coo) 2、[HCF2 (CF、)−Coo) 2、(CICF2
(CF、)、COOI 2、CF3 (CFt)、C00F。
1(CF2 (CF2)、C00F、及びCI CF2 (CF、)、C00F
(式中nは0又は1から8の範囲の整数である)である。酸化還元反応系の遊
離ラジカル源には過硫酸カリウム、又は過硫酸塩及び重亜硫酸塩(通常はアルカ
リ金属塩として)の混合物が含まれる、それらに限定されない。
イオン性の化合物は水性の系において特に有用である。
本発明の方法で使用される溶媒は1または1以上の機能を奏することができる。
溶媒は、モノマーのような1以上の成分または遊離ラジカル源用の溶媒としても
使用できる。なぜかなら、このような成分を溶液として添加することが、都合よ
くまたは適正である可能性があるがらである。この溶媒は本方法で製造されるポ
リマーに対する溶媒として実際に機能することができ(溶媒という語はこの場合
必ずしも生成されるポリマーがその溶媒に溶解する事を意味しないが)、そのた
め真の溶液重合が実行される。しかし、本明細書で使用される場合の、溶媒は又
水性乳化もしくは懸濁、又は非水性懸濁重合のような、他の種類の重合において
も存在することができる。
溶媒は一旦その重合が終結したらそのポリマーから容易に除去されることが望ま
しい。溶媒はしばしば蒸留もしくは蒸発により除去されるので、揮発性であるこ
とが好ましい。従って、本明細書に記載される溶媒の沸点は約1508C以下で
あり、好ましくは120°C以下であり、そしてより好ましくは100℃以丁で
ある。逆に溶媒は非常に低い沸点を持つべきてない。操作温度よりかなり低温で
沸騰する溶媒は、操作中で発生した総圧力にその蒸気圧を加えるので、より高圧
に耐えることができる、より高価な加工機器が必要となったり、又は偶発的に蒸
発して、危険な可能性のある残a(例、過酸化物を反応開始剤として使用する場
合の過酸化物残渣)を残す可能性がある。従って、溶媒は大気圧で約0°C以上
の、好ましくは約20℃以上の沸点を持つ。溶媒は約O℃から約150℃の間の
沸点を有することが好ましく、約20°Cから約120℃の間の沸点を有するこ
とがより好ましく、そして約20℃から約100℃の間の沸点を有することが特
に好ましい。
本方法で使用される溶媒はそれらの構造上幾つかの制限を有し、その制限の幾つ
かをF記に記す。前記溶媒は:場合によっては1個の炭素−炭素二重結合を含む
ことができる飽和有機化合物であり;
炭素、フッ素、1個の炭素原子に結合した少なくとも1個の水素原子、そし7て
場合によっては1個以上のニーデル酸素原子及び/又は1個以上のアルコール類
を含有し:
少なくとも水素原子と同数のフッ素原子を含有し:場合によってはCF 20
CH3基を含有し:そして2個を越えない隣接する一CH、−基を含有する。
飽和有機化合物とは、任意の二重結合を除いて、線状の、分枝の又は環式の(縮
合環及び多環を含む)脂肪族化合物か、又はこれら3種の組み自わせの化合物を
意味する。その二重結合が遊離ラジカル重合に反応しないとの前提で、場合によ
っては、1個の炭素−炭素二重結合が存在する可能性がある。典型的には、これ
らの二重結合は、1.2−(ペルフルオロ−n−ブチル)エチレン化合物におけ
るように立体障害を受ける二重結合である。
前記溶媒は、炭素原子の他に、フッ素原子及び1個の炭素原子に結合した少なく
とも1個の水素原子を含有する。更にこの溶媒は1個以上の酸素原子を含有して
もよいが、これらの酸素原子はエーテル及び/又はアルコールの官能基として存
在しなりればならない。化合物中の1個の炭素原子に結合した、少なくとも1個
の水素原子の存在は、その化合物が地球の大気の“温室効果”を引き起こす可能
性を弱める。溶媒の連鎖移動反応及び/又は停止反応を避けるためには、その溶
媒は少なくとも水素原子と同数のフッ素原子を含有しなければならない。その溶
媒は水素原子よりも多数のフン素原子を含有することが好ましい。典型的なアル
コールの官能基は−CH□OHであるが、どんな安定なアルコール基が存在して
もよい。
ある種のモノマー類はすべての溶媒中で重合可能ではないかも知れない。これら
の重合不可能な、モノマー−溶媒−反応開始剤の幾つかの組み合わぜは当該技術
分野で周知である。ある具体的な溶媒中でのモノマーの重合の可能性は小規模の
重合を実施することにより容易に判定することができる。そのような小規模重合
には最小の実験法を必要とする。
“−級炭素原子”という語は、唯1個の他の炭素原子に結合している1個の炭素
原子を意味する。“−級炭素原子”という語は、エーテルの酸素に結合していて
他の炭素原子に結合していない炭素原子、1個のエーテル酸素と1個の他の炭素
原子に結合している炭素原子、又は1個の水酸基と1個の他の炭素原子に結合し
ている炭素原子を意味しない。
溶媒の水素原子の配列は、特に連鎖移動反応及び/又は停止反応を避けるために
重要である。従って、溶媒は、−CF20CH3原子団を除いて、メチル(−、
Cl−13)基を含有するべきでなく、そして2個を越える隣接する一CH2−
基を含有してはならない。−CH2−基とは単純なメチレン基を意味する。隣接
する一CH2−基とは互いに結合した2個のメチレン基、すなわち−C82CH
2−を意味する。従って、CF2Cl 2 CF 2 CH2CF s、CF
s CH2CF l(CI(2CF 3、CF3CF2CH2CF 2 CF
3、CFxCF2CH2CFH2,1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタ
ン及び2.2−ビス(トリフルオロメチル)−1,3−ジオキソランのような化
合物は本明細書で定義されたように有用な溶媒である。−CHzCHzCHF−
のような基は、2個の隣接メチレン基の1個に対してアルファ位の炭素原子に結
合した水素を含有しているので、存在してはならない。
この溶媒の好ましい1態様において、2個を越えない水素原子は、ある具体的な
エーテル酸素原子に近接している炭素原子(メチル基以外の)に結合することが
できる。従って−CH,−0−CF2−及び−CHF−□−CHF−の構造は両
者とも好ましいが、−CH2−O−CHF−及び−CH20CH2−の構造は好
ましくない。
有用な溶媒は、
CF3CF2CF、O[CF (CF3)CF20)、CFHCF3、H(CF
2)、HlH(CFz)、cF、、CH30CF、CFHCF3、CF3 (C
F2)−CFH(CF2)−CF3、CF3(CF2)−CFHCF2H。
CF s (CF りアCFHCFH(CF2)、CF、、CF3 (CF2)
−CH2(CF2)−CFs、CF3 (CF2)−CFHCH2(CFり 、
CF3.1,1,2.2−テトラフルオロシクロブタン、1−トリフルオロメチ
ル−1,2,2−トリフルオロシクロブタン、1.2−ビス(ペルフルオロ−n
−ブチル)エチレン、及び2,2−ビス(トリフルオロメチル)−1,3−ジオ
キソラン(ここで、qは0又は1であり;2は2からおよそ10までの整数であ
り、XはOか又は1からおよそ8までの整数であり;そしてyは独立して1か又
は1からおよそ8までの整数である)を含むが、それらに限定されない。好まし
い溶媒は、1. 1. 2. 2−テトラフルオロンクロブタン、1−トリフル
オロメチル−1,2,2−トリフルオロシクロブタン、CHsOCF2CFHC
Fs及びCH,CFHCFHCF、CF3である。
前記で考察された溶媒の構造についての制限は、重合の連鎖移動反応もしくは停
止反応を引き起こす溶媒を避けることを目的としている。炭素に結合する水素原
子を含有する大抵の有機化合物はフルオロモノマーの重合において連鎖移動反応
及び/′又は反応停止を引き起こすことが知られている。従って、溶媒として、
炭素−水素結合を含む、その溶媒に対する他の必要条件を満たした化合物を使用
する場合、比較的分子量の高いポリマーを希望すると仮定すると、重合の連鎖移
動反応及び/又は停止反応を最少にもたらす溶媒を選択しなければならない。発
生する連鎖移動反応の程度は重合するフルオロモノマーの種類、溶媒のような、
連鎖移動/反応停止をもたらす可能性のある分子の濃度、温度、そして使用する
操作の種類(例、乳化もしくは懸濁)に依存するであろう。いくつかのプロセス
においては、分子量を調整するために連鎖移動剤を特定量意識的に添加する。
操作条件(例、フルオロモノマーの種類、温度)のある一定の組み合わせの中で
、本明細書中で溶媒に与えられた限界内の各種の可能な構造は、種々の程度、連
鎖移動反応に影響を与えるが、一般的に、比較的軽度の連鎖移動反応をもたらし
、そして停止反応はほとんど又はまったくもたらされない。実際の操作では連鎖
移動反応及び/又は停止反応をもたらさないことを必ずしも必要とされず、生成
するポリマーが許容性のある性状を有するように、連鎖移動反応と停止反応のど
ちらか、もしくは両者が、最小の程度もたらされることが必要とされるのみであ
る。
重合系でもたらされる連鎖移動反応及び/又は停止反応の程度はその温度によっ
て変化する。概括的にいえば、ある与えられた系の温度が高いほど、溶媒からの
水素の抜き取りのため、発生する連鎖移動反応及び/又は停止反応はより多い。
このことは水をほとんどもしくは全(含まない系に特に当てはまる。従って、水
が重合媒質(プロセス中に存在する全ての液体)の約20%未満の場合、そのプ
ロセスは約100℃未満の温度で実施される。従って、20容量パ一セント未満
の水含有の操作においては、重合温度は約100℃未満が好ましく、存在するあ
らゆる量の水に対しては約80℃未満が好ましい。
連鎖移動反応及び/又は停止反応の程度は又、連鎖移動反応可能な化合物、例え
ば溶媒、の濃度によって変化する。遊離ラジカル含有化合物に近接する、連鎖移
動反応可能の化合物の濃度が高い程、もたらされる連鎖移動反応は多(なる。従
って、溶液重合は概括的に溶媒に最も多量の連鎖移動反応をもたらし、一方、懸
濁液と水性乳化液のような2相系はその溶媒の全体濃度と遊離ラジカル化合物に
近接する溶媒の濃度によって変化する。連鎖移動反応及び/又は停止反応の相対
的な程度によって、許容できる適当な溶媒を簡単な実験すなわち試験的重合を基
にして、本明細書記載の化合物から選択することができる。前記重合は当該分野
の専門家には周知であり、例えばUl1mann’s and Encyclo
pedia of Polymer 5cience and Enginee
ring、 5upraを参照願いたい。
下記の実施例において、Freon(商標) 113 (E、 I、du Po
nt de Nemoursand Co、 、 WiLmjngton、 D
Eにより販売されている)は1. 1. 2−1−シクロロー1.2.2−トリ
フルオロエタンである。メルトインデックスのテストは、長さ0.318cm、
直径0.0794c11の孔を持ち、直径0.947c+aの316ステンレス
ステイールの押し出しダイを備えた、SlocombモデルFの押し出し式可塑
度計を使用して実施された。この可塑度計は、そのポリマーによって297℃又
は372℃に加熱された。
ポリマーのサンプル2gを充填し、ピストンを再挿入し、熱平衡に至るまで5分
間待った後、サンプルの粘度に適した、ピストンと死重の合計が5kgあるいは
15kgになるようにそのピストンに死重を負荷した。ポリマーが全く押し出し
を示さなくなってから5分後に停止することにより、ポリマー全体あるいはその
一部が押し出されるのに要する時間が測定された。押し出されたポリマーの重量
を、押し出しが実施された時間の分数で割ったものがメルトインデックスとして
ここに報告されている。
ポリマーの融点は示差走査熱量計により測定され、初期熱である。
水200a+1を充填した400m1耐圧管を一20℃に冷却し、2,2−ビス
(トリフルオロメチル)−1,3−ジオキソラン溶媒中0. 065MのHF
P Oダイマー過酸化物の反応開始剤1 [CF sCF 2CF 20 CF
(CF3)Coo] zl溶液10m1を添加した。その管を密封し、排気し
、阻害物のないフッ化ビニル100gを充填した。36℃がら39°Cの間で4
時間加熱し、濾取し、メタノール/水で洗浄し、そして真空乾燥すると表1に示
す分析値を持つ白色のポリマー48gが得られた。34°Cから41℃の二重反
復試験ではポリマー44gが得られた。反応開始剤の量が、003Mから0.3
3Mの間の溶液で5mlから10m1の間に変化することを除いては同様の条件
における、その他のヒドロフルオロカーボン溶媒の存在下での結果は表1に示さ
れる。
表1
里 溶媒 生成量 融点
(’C)
1 ]、、]1.2.2−テトラフルオロシクロブタン 12g 2111、
l、 2.2−テトラフルオロシクロブタン 13g 2112 ビス(トリフ
ルオロメチル)ジオキソラン 48g 210ビス(トリフルオロメチル)ジオ
キソラン 44g 2103 CFSCFHCFHCF2CF3 42g 21
0CF3CFHCFHCF2CF3 63g 2124 CJzeB H,n=
6 8(痕跡L)’ 50g 210CMF2.+、H,n=6−8(痕跡12
) 48g 2105 HCFzCFzCFzCF2H43g 2108CFI
CF2CF2CF2H35g 2116 CCF3CF2CF20CF(CF3
)CF20CFHCF1連鎖移動剤
水200m1を充填した400m1耐圧管を一20℃に冷却し、1,1゜2.2
−テトラフルオロシクロブタン溶媒中0.05MのHFPOダイマー過酸化物の
反応開始剤溶液5mlを添加した。管を密封し、排気し、そしてヘキサフルオロ
プロピレン240gとテトラフルオロエチレン50gを充填した。33℃から3
5℃の間で4時間加熱し、濾取し、メタノール/Freon(商標用3で洗浄し
、そして真空乾燥すると白色のポリマー37gが得られた。赤外線分析により7
.5重量%のへキサフルオロプロピレンを確認し末端基は認められながった。
372℃で15kg重使用のメルト押し出しにより、0.05g/分で透明な泡
のないリボン状のポリマーをもたらした。33℃から36℃の二重反復試験では
ポリマー34gが得られた。反応開始剤の量が0,05Mから0.33Mの溶液
で5mlから1.0+Illの間で変化することを除いては同様の条件下での、
その他のヒドロフルオロカーボンの存在下での結果が表2に示される。
衣l
実施例 溶媒 生成量 %IIEP 372℃−−−一一−−−−−−−−−−
−−−−−一一一一一−4火上イ2!ヱ之各7 CF3CH20H17g 4.
6 0 (15KG)CF3CH20H]、7g 5.6 0 (15KG)8
!、]、2.2−テhラフルtoンクロブタン37g 7.5 0.05 (
15KG)1、1.2.2−テトラ1ルオロン’yalタン34g 8.4 0
.05 (15KG)9 ビス(トリフルオロメチル)ジオキソラン33g 8
.3 0.5 (15KG)ヒス(トリフルオロメチル)ジオキソラン35g
7.9 0.6 (15KG)10 CF3CFIICFHCF2CF3 40
g 9.8 1.0 (15KG)CF3CFHCFHCF2CF3 43g
8.6 1.3 (15KG)11、 CF3CFHCF20CH330g 8
.4 1.3 (5KG)CF3CFHCF20CH330g 8.1 0.4
(5KG)12 C,F2−+ Hl 42g 8.6 1.8 (5KG)
n=6−8 (痕跡l2)I
C,F2.、、 Hl 39g 8.8 1.3 (5KG)n=6−8(痕跡
Id’
13 HCFzCFzCFzCFzH35g 9.5 0.4 (15kg)−
一叫」匹ヱ痘り針’、l−14に−」1−1仁浬川1連鎖移動剤
水100m1充填の400m1耐圧管を一20℃l:冷却し、1.1.1.2.
2.3゜4、5.5.5−デカフルオロヘンクン溶媒中0.066M+7)HE
POダイv−過酸化物の反応開始剤5mlを添加した。前記の管を密封し、排気
し、そしてペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)5g及びテトラフルオロエ
チレン50gを充填した。
35℃で4時間加熱し、濾取し、メタノール/Freon(商標)113で洗浄
し、そして真空乾燥すると白色ポリマー43gが得られた。赤外線分析によりペ
ルフルオロプロピルビニルエーテル2.2重量パーセント及び酸及び酸フン化物
末端基が認められた。このポリマーは15kg重、3720Cては押し出さない
であろう。(より低分子量のポリマーはおそらく、より高温で操作するか又は連
鎖移動剤を添加することにより生成することができよう。)35℃での二重反復
試験ではポリマー40gが得られた。開始剤の量がO05Mから0.33M溶液
で5mlからIOQの間て変化することを除いて同様な条件下での、その他のヒ
ドロフルオロカーボン溶媒の存在下での結果は表3に示される。
ム旦
実施例 溶媒 生成量 %PPVE 372°C2四上42!272
1、4 ]、]1.2.2−テトラフルオロシクロブ9ン38g 2.6 0
(15KG)1、1.2.2−テトラフルオロ シクoブタン38g 3.4
0 (15KG)15 ビス(トリフルオロメチル)ジオキソラン 39g 3
.3 0 (15KG)ビス(トリフルオロメチル)ジオキソラン 27g 1
.8 0 (15KG)16 CF+CFHCFHCFzCF3 43g 3.
1 0 (15KG)CF3CFHCFHCF2CF3 40g 3.2 0
(15KG)1.7 CF3CFHCF20C)h 44g 3゜1 0 (1
5KG)C7CFHCF20CH348g 3.2 0 (15KG)18 C
,F2−41 Hl 53g 3.8 0.05(15KG)n=6−8 (痕
跡12)盲
”F2−−+ Hl 46g 3.4 0.1(15KG)n=6−s (痕跡
■2)1
19 1(CF2CF2CF2CF2H38g 3.4 0 (15kg)IC
エユq旦バヨr、cpj比−4陀−−1り一一四−q茜〔1連饋移動剤
実施例20
水300m1充填の400+nl耐圧管を一20℃に冷却し、ペルフルオロブチ
ルエチレン1.ml及び1.4−ジヒドロペルフルオロブタン溶媒中〇33Mの
HEPOダイマー過酸化物の反応開始剤5mlを添加した。前記の管を密封し、
排気し、そしてエチレン14g及びテトラフルオロエチレン50gを充填した。
35℃から43℃で反応させ(発熱及び冷却を要する)、濾取し、メタノール/
Freon(商標)113で洗浄し、そして真空乾燥すると、15kg重、29
7℃でメルト押し出しをするには分子量が大きすぎる白色ポリマー26gが得ら
れた。35℃から44℃での二重反復試験でも、297℃で押し出すには分子量
が大きすぎるポリマー44gが得られた。
実施例21
水IQQml充填の400m1耐圧管を一20℃に冷却し、2.2−ビス(トリ
フルオロメチル)−1,3−ジオキソラン溶媒中0.02Mのビス(ペルフルオ
ロプロピオニル)過酸化物の反応開始剤10m1を添加した。前記の管を密封し
、排気し、そしてペルフルオロプロピルビニルエーテル5g及びテトラフルオロ
エチレン50gを充填した。47℃から50°Cで4時間加熱し、濾取し、メタ
ノール/Freon(商標月13で洗浄し、そして真空乾燥すると、白色ポリマ
ー37gが得られた。前記ポリマーは15kg重、372°Cで、鉤 7g/分
で押し出された。49℃から51℃での二重反復試験により372℃で03g/
分で押し出されるポリマー17gが得られた。
実施例22
水200+nl充填の400m1耐圧管を一20℃に冷却し、メチルl 、l
。
2、 3. 3. 3−ヘキサフルオロプロピルエーテル(CH,0CF2CF
HCF3)溶媒中0.068MのHF P Oダイマー過酸化物の反応開始剤1
0m1を添加した。前記の管を密封し、排気し、そしてフッ化ビニル100gを
充填した。38°Cから39°Cで4時間加熱し、濾取し、メタノールで、次い
でFreon(商標)113で洗浄し、そして真空乾燥すると、初回DSC融点
が211℃である白色ポリマー52gが得られた。35℃から37℃での二重反
復試験により、初回DSC融点が212℃であるポリマー50gが得られた。
実施例23
排気した攪拌用1リットル入りステンレススティールのオートクレーブ中にメチ
ル1. 1. 1. 2. 3. 3−へキサフルオロプロピルエーテル320
m1.1. 1. 2−トリクロ0−1.2.2−1−リフルオ(+1り:)(
Freon(商標)1.13) 480ml、ペルフルオロプロピルビニルエー
テル(PPVE)30.6g及びFreon(商標)113中メタノール0.0
242g重ml溶液10m1を注入した。前記オートクレーブを60℃に加熱し
、攪拌器を1000.rpmにセリトン、オートクレーブをテトラフルオロエチ
レン(T F E)で409kg/cm2の圧力をかけた。次いでオートクレー
ブにFreon(商標)113中ヒス(ペルフルオロプロピオニル)過酸化物の
反応開始剤溶液0.0029g重ml、10I111を充填し、そしてその添加
はそのバッチ全体に渡り0. 5ml/分の速度で継続した。反応開始後、圧力
はTFEガスの添加により4.09kg/cm”に維持した。この重合は15分
継続された後、オートクレーブの内容物を大きなステンレススティールのビーカ
ーに空()た。生成したポリマーを125℃で一晩空気炉乾燥することにより回
収した。乾燥ポリマーは44.2gであった。PPVE含量は43重1%であっ
た。
実施例24
排気した攪拌用1リットル入りステンレススティールのオートクレーブ中にメチ
ル1.1.1. 2. 3. 3−へキサフルオロプロピルエーテル320+n
l、1. 1. 2−1−リクロロー1. 2. 2−1−リフルオロエタン(
Freon(商標)113) −4801111,シクロヘキサン3 ml、及
びペルフルオロブチルエーテル(PFBE)3mlを充填した。温度を60℃に
上げ攪拌器を1.000rpmにセットした。この混合物にエチレンを2.47
kg/cm2の圧力まで、そしてテトラフルオロエチレン(TFE)を総圧力が
6.90kg/cm2になるまで添加した。次いでオートクレーブにFreOn
(illり]、1.3中ビス(ペルフルオロプロピオニル)過酸化物反応開始剤
0.0029g重ml溶液25m1を添加し、この添加はこのバッチ全体に渡り
1ml、/分の割合で継続した。圧力はオー トクレープ内のガス相を70モル
バーセンl−T F Eに保つ割合で、TFEとエチレンの混合物を継続して添
加した。この重合は15分間継続し、その後オートクレーブの内容物を大きなス
テンレススティールのビーカーに空けた。生成ポリマーは125°Cで一晩空気
炉中て乾燥することにより回収した。乾燥ポリマーは24.8gであった。コポ
リマーの分析により、その生成ポリマーは51.2モル%のTFEと0.78モ
ル%のPFBEを含有していることが示された。
2、 2. 2−トリフルオロエタノール1.0OrPl充填の400m1耐圧
管を一20°Cに冷却し、2. 2. 2−1−リフルオロエタノール溶媒中0
2MのHF P Oダイマー過酸化物5mlを添加した。前記の管を密封し、排
気し、そしてペルフルオロプロピルビニルエーテル3g及びテ)−ラフルオロエ
チレン50gを充填した。35°Cで4時間加熱し、ガス抜きをし1.濾取し、
Freon(商標)113で洗浄し、そして乾燥すると、372°Cで1、、5
k g重で2g重分の割合で、茶色のリボン状り押し出される白色ポリマー3
4gが得られた。赤外線分析により生成ポリマー中ペルフルオロプロピルビニル
エーテル37重量パーセントとカルボン酸端末基が認められた。
表4は純トリフルオロエタノール中で非水性の条件下で実施されたフルオロオレ
フィン重合の結果を表す。
表4
実施例 溶媒 モノマー 転化 メルトインデックス盲25 CF3CH201
1TFE/HFP TFEの13% 4g重分(]、55kg26 CF30t
□011 TFE/PPVE TFE ノロ5% 2g重分(15kg)137
2°Cで測定
排気した1リツトル用ステンレスステイール製攪拌耐圧容器に1,1゜1.2.
2,3.4,5.5.5−デカフルオロベンクン800m1.1゜1.21、リ
クロロー1. 2. 2−トリフルオロエタン(Freon (商標)113)
10ml中メタノール0.25g、そしてベルフルオロプロピルベルフルオロヒ
ニルエーテル(PPVE)20mlを充填した。この混合物を1.000rpm
で攪拌しながら608Cに加熱し、そして68psigの圧力になるまでテトラ
フルオロエチレン(T F E)を容器に添加した。
次いて10耐のFreon(商標)113中ビス(ペルフルオロプロピオニル)
過酸化物(3P)0.036gをオートクレーブ中にポンプで注入した。
反応開始時(3p s i圧力低下)には、3P溶液(Freon(商標)11
3中0゜0036 g/m]、)添加を0.50m1/分の割合で開始し、オー
トクレーブ圧は更にTFEを連続的に添加することにより68psigに維持し
た。温度は60°Cに保った。15分の反応時間後に、TFEと3Pの供給を止
め、オートクレーブを30℃に冷却した。生成ポリマーゲルをオートクレーブの
底部から除去し、溶媒を150℃でベント式フードと循環空気炉中で留去した。
次いでそのポリマーを定量及び定性分析した。
乾燥したポリマーは29.7g重あり、溶融粘度は10.7X10’ポアズであ
り、PPVEを4.12重量%含有していた。粘度は3720Cで5000gの
重りを用いてASTM D−1238の機器を使用して測定した。
1、 1. 1. 2. 2. 3. 4. 5. 5. 5−デカフルオロベ
ンクンの代わりに8001111のFreon(商標)113を使用したことを
除いて、前記の実施例と同様の比較実験において、2.7X10’ポアズの溶融
粘度を持つポリマー23.6gが得られた。
本発明の好ましい態様が前述されてきたが、本明細書に公表された詳細な解釈に
本発明を限定する意図はないことを理解していただきたいし、さらに又、請求の
範囲の追加文に定義されるように発明の請求範囲内にあるすべての補正に対して
権利が保留されていることをも理解していただきたい。
補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法第184条の8)平成6年8月24日
Claims (22)
- 1.フルオロモノマー、前記フルオロモノマーの重合を開始させることができる 遊離ラジカル源、及び溶媒、を接触させることを含んで成る、重合方法であって 、前記溶媒が; 場合によっては1個の炭素−炭素の二重結合を含有することができる飽和有機化 合物であり; 炭素、フッ素、少なくとも1個の水素原子、そして場合によっては1個以上のエ ーテル酸素原子、または1個以上のアルコール、または1個以上のエーテル酸素 原子と1個以上のアルコールを含有し;少なくとも水素原子と同数のフッ素原子 を含有し;場合によっては1個以上の−CF2OCH3基を含有し;2個を越え ない隣接する−CH2−基を含有し;そしてどの一級炭素も水素原子を持たない ものであり、かつ水が重合媒質の約20容量パーセント未満である場合、前記重 合方法は約100℃未満の温度で実施され; 溶媒が炭素−炭素二重結合を含有する場合、その溶媒は操作の条件下で重合可能 であってはならないし; 前記溶媒は大気圧において約0℃から約150℃の間の沸点を有し;隣接する− CH2−基が存在する場合は、それぞれの−CH2−基に対してアルファ位の炭 素原子はどれも、それらに結合する水素原子をもたないことを条件とする前記方 法。
- 2.前記溶媒が、qは0又は1であり;zは2からおよそ10までの整数であり ;xは0か又は1からおよそ8までの整数であり;そしてyは独立して0か又は 1からおよそ8までの整数である、【配列があります】、 1,1,2,2,−テトラフルオロシクロブタン、1−トリフルオロメチル−1 ,2,2−トリフルオロシクロブタン、1,2−ビス(ペルフルオロ−n−ブチ ル)エチレン、又は2,2−ビス(トリフルオロメチル)−1,3−ジオキンラ ンから選ばれる請求の範囲第1項記載の方法。
- 3.前記溶媒が1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン、1−トリフルオ ロメチル−1,2,2−トリフルオロシクロブタン、CH3CFHCFHCF2 CF3、及びCH3OCF2CFHCF3の中から選ばれる請求の範囲第2項記 載の方法。
- 4.前記のフルオロモノマーがフッ化ビニル;フッ化ビニリデン;トリフルオロ エチレン;クロロトリフルオロエチレン;1,2−ジフルオロエチレン;テトラ フルオロエチレン;ヘキサフルオロプロピレン;ペルフルオロ(メチルビニルエ ーテル);ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル);ペルフルオロ(2,2− ジメチル−1,3−ジオキソール);CF2=CFOCF2CF(CF3)OC F2CF2SO2F;CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CO 2CH3;CF2=CFOCF2CF2SO2F;F(CF2)nCH2OCF =CF2(式中nは1、2、3、4又は5である);R1CH2OCF=CF2 (式中R1は水素であるか又はF(CF2)m−であり、mは1、2又は3であ る);又はR3OCF=CH2(式中R3はF(CF2)2−であり、ここでz は1、2、3又は4である)である、請求の範囲第1項又は請求の範囲第2項記 載の方法。
- 5.前記フルオロモノマーが3,3,3−トリフルオロプロペン、2−トリフル オロメチル−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン、フッ化ビニル、フッ化 ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオ ロ(メチルビニルエーテル)、ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)、又は ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)である請求の範囲第 4項記載の方法。
- 6.前記フルオロモノマーがトリフルオロエチレン;クロロトリフルオロエチレ ン;テトラフルオロエチレン;ヘキサフルオロプロピレン;ペルフルオロ(メチ ルビニルエーテル);ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル);PFBE、及 びヘキサフルオロイソブテンから選ばれる請求の範囲第4項記載の方法。
- 7.前記フルオロモノマーがトリフルオロエチレン;テトラフルオロエチレン; ヘキサフルオロプロピレン;ペルフルオロ(メチルビニルエーテル);及びペル フルオロ(プロピルビニルエーテル)から選ばれる請求の範囲第6項記載の方法 。
- 8.前記温度が約80℃未満である請求の範囲第1項記載の方法。
- 9.およそ80℃未満の温度で実施される請求の範囲第2項記載の方法。
- 10.前記沸点が約20℃から約120℃の間にある請求の範囲第1項記載の方 法。
- 11.前記沸点が約20℃から約100℃の間にある請求の範囲第11項記載の 方法。
- 12.前記沸点が約20℃から約100℃の間にある請求の範囲第4項記載の方 法。
- 13.溶媒が、エーテル酸素原子に隣接する炭素原子に結合する、2個を越えな い水素原子を含有する、請求の範囲第1項又は請求の範囲第4項記載の方法。
- 14.前記遊離ラジカル源がアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロ ニトリル、過酸化アセチル、 {CH3CF2CF2[CF(CF3)CF2O]xCF(CF3)COO}2 (式中xは0又は1から20までの範囲の整数である)、CH3CF2CF2O [CF(CF3)CF2O]xCF(CF3)COOF(式中xは0又は1から 20までの範囲の整数である)、[CF3(CF2)nCOO]−2、[HCF 2(CF2)nCOO]−2、[ClCF2(CF2)nCOO−2、CF3( CF2)nCOOF、HCF2(CF2)nCOOF、又はClCF2(CF2 )nCOOF(式中nは0又は1から8の範囲の整数である)である請求の範囲 第1項又は請求の範囲第4項に記載の方法。
- 15.チトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエ チレン/ヘキサフルオロプロピレン/フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピ レン/フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロ(プロピルビ ニルエーテル)、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロ(2,2−ジメチル− 1,3−ジオキソール)、テトラフルオロエチレン/エチレン、テトラフルオロ エチレン/CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F、テト ラフルオロエチレン/CF2=CFOCF2CF2SO2F、又はテトラフルオ ロエチレン/プロピレンのコポリマーが生成される請求の範囲第1項又は請求の 範囲第2項記載の方法。
- 16.溶媒がCF3CFHCFHCF2CF3である請求の範囲第1項記載の方 法。
- 17.溶媒がCF3CFHCF2OCF3である請求の範囲第1項記載の方法。
- 18.溶媒が1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタンである請求の範囲第 1項記載の方法。
- 19.溶媒が2,2−ビス(トリフルオロメチル)−1,3−ジオキンランであ る請求の範囲第1項記載の方法。
- 20.溶媒が1−トリフルオロメチル−1,2,2−トリフルオロシクロブタン である請求の範囲第1項記載の方法。
- 21.反応基材が水性乳化液か水性懸濁液である請求の範囲第16項、17項、 18項、19項又は20項記載の方法。
- 22.モノマーがトリフルオロエチレン;クロロトリフルオロエチレン;テトラ フルオロエチレン;ヘキサフルオロプロピレン;ペルフルオロ(メチルビニルエ ーテル);ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル);PFBE、及びヘキサフ ルオロイソブテンから選ばれる請求の範囲第16項、17項、18項、19項、 20項又は21項記載の方法。
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