JPH0797457A - フッ素ゴム組成物及びその成形方法 - Google Patents

フッ素ゴム組成物及びその成形方法

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JPH0797457A
JPH0797457A JP24310093A JP24310093A JPH0797457A JP H0797457 A JPH0797457 A JP H0797457A JP 24310093 A JP24310093 A JP 24310093A JP 24310093 A JP24310093 A JP 24310093A JP H0797457 A JPH0797457 A JP H0797457A
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JP
Japan
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fluororubber
thermoplastic fluororesin
vulcanization
fluororesin
melt
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JP24310093A
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English (en)
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Hiroki Kamiya
浩樹 神谷
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】フッ素ゴムと溶融温度300℃以下の熱可塑性
フッ素樹脂と加硫剤とからなる混合物を、上記溶融温度
以上で部分加硫してなる組成物。また、この組成物を溶
融成形し、得られる成形物を上記溶融温度以下で熱処理
する成形方法。 【効果】部分加硫されたフッ素ゴム組成物は溶融成形性
が良好である。この組成物から得られる加硫成形物は優
れた機械物性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的物性に優れた加
硫物を与えることができ、かつ成形性の良いフッ素ゴム
組成物に関する。さらには、この組成物の成形方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】フッ素ポリマーは、耐熱性、耐薬品性、
機械特性、電気的特性に優れており、種々の分野に用い
られている。このなかで、柔軟性の要求される分野にお
いては、フッ素ゴムが用いられてきた。しかしながら、
フッ素ゴムは機械物性が低く、通常はカーボン等の補強
材を配合しなければならず、配合によって機械的強度は
改良されるもののフッ素樹脂等と比べると充分な物性と
は言えなかった。また、カーボン等の無機フィラーを配
合することで、ポリマーの見かけ粘度が大きくなり成形
性に優れるものとは言い難かった。
【0003】また、特公昭56−34018には、熱可
塑性フッ素樹脂とフッ素ゴムを熱可塑性フッ素樹脂の溶
融温度以上で均一に混練し、次いで60〜65℃にて架
橋処理する方法が記載されている。しかしながら、この
方法によると低温での架橋処理が行われるので、熱可塑
性フッ素樹脂とフッ素ゴムとの相溶性が低下し不均一分
散状態になり、そのため加硫フッ素ゴムの伸びや100
%引張応力が低いものになるという難点が認められる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、その目的は前記問題点を解消
し、機械的物性に優れた加硫物を与えることができ、か
つ成形性の良いフッ素ゴム組成物を提供し、またその加
硫成形方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】発明者らは、前記問題点
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、フッ素ゴムと熱可
塑性フッ素樹脂及びフッ素ゴムを加硫させる加硫剤から
なる混合物を、熱可塑性フッ素樹脂の融点以上で部分加
硫することにより、成形性の良いフッ素ゴム組成物が得
られることを見いだした。また、このフッ素ゴム組成物
を熱可塑性フッ素樹脂の溶融温度以上で加硫成形するこ
とで所望の優れた機械物性を有する加硫フッ素ゴムが得
られることを見いだし、本発明に至った。
【0006】すなわち、本発明は、フッ素ゴム100重
量部に対し、融点が300℃以下の溶融成形可能な熱可
塑性フッ素樹脂10〜100重量部及びフッ素ゴム用加
硫剤の有効量が配合されてなる混合物を、熱可塑性フッ
素樹脂の溶融温度以上で部分加硫させて得られるフッ素
ゴム組成物を提供するものである。
【0007】また、本発明は、上記部分加硫されたフッ
素ゴム組成物を溶融成形し、得られる成形物を熱可塑性
フッ素樹脂の融点よりも低い温度にて熱処理することを
特徴とする成形方法を併せて提供するものである。
【0008】本発明においては、フッ素ゴム100重量
部に対し熱可塑性フッ素樹脂10〜100重量部の割合
で用いるのが重要である。熱可塑性フッ素樹脂が100
重量部を超えると、加硫物の機械物性は優れるが、ゴム
が本来有している柔軟性、すなわち硬度の増加やモジュ
ラスの増大を招き好ましくない。また熱可塑性フッ素樹
脂が10重量部よりも少量では、機械的物性、特に強度
は低いものとなる。
【0009】本発明で有用に用いられるフッ素ゴムは、
テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、
トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニ
ル、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル(ただし、アルキル基は、炭素数1〜12で
ある。)から選ばれる少なくとも1種のフルオロオレフ
ィンを含むエチレン性不飽和化合物を重合せしめて得ら
れる。エチレン性不飽和化合物としては、上記フルオロ
オレフィン類のほかに、たとえばエチレン、プロピレ
ン、あるいはアルキルビニルエーテル類、パーフルオロ
アルキルエチレン類が挙げられる。
【0010】かかるフッ素ゴムにおいて好ましくは、フ
ッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合
体、テトラフルオロエチレン/プロピレン系共重合体、
テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニル
エーテル系共重合体、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系共重合体など
があげられる。これら共重合体には、共重合可能なその
他の成分がさらに共重合されていてもかまわない。好ま
しくは、テトラフルオロエチレン/プロピレン/共重合
可能な不飽和化合物が30〜80モル%/20〜55モ
ル%/0〜40モル%である共重合体が用いられる。
【0011】さらに、本発明におけるフッ素ゴムは、実
質的にかかるフッ素ゴムが加硫するための加硫部位を有
している。加硫部位としては、ヨウ素、臭素等のハロゲ
ン、エポキシ基、カルボン酸基またはその誘導体基、ス
ルホン酸基またはその誘導体基、水酸基、ニトリル基等
の官能基、ビニル基、アリル基などの不飽和結合などが
上げられる。かかる加硫部位は、その加硫部位を有する
共重合可能なモノマーをフッ素ゴム製造時に共重合する
ことにより、導入可能である。また、フッ素ゴムに高分
子反応によって導入してもかまわない。
【0012】さらに、フッ素ゴムの連鎖そのものが加硫
反応にあずかるものは、連鎖単位を加硫部位とみなすこ
とができ、上記官能基は必要としない。
【0013】かかる加硫部位を用ることで、一般的にフ
ッ素ゴムの加硫に用いられているパーオキサイド加硫、
ポリオール加硫、アミン加硫のほか、イオン加硫などの
化学架橋が可能である。
【0014】フッ素ゴムのうち、エポキシ基、カルボン
酸基またはその誘導体基、スルホン酸基またはその誘導
体基から選ばれた加硫部位を有するものが、容易に加硫
が進行することから特に好適に用いられる。
【0015】加硫剤は、用いるフッ素ゴムの加硫部位に
よって適宜選ばれるものであって、フッ素ゴムを加硫さ
せるものであればなんら限定されるものではない。ま
た、加硫剤は一種類の化合物に限定されるものでもな
く、加硫に必要な化合物の組み合わせであってもかまわ
ない。例えば、臭素、沃素を加硫部位として有するフッ
素ゴムは、有機過酸化物及びトリアリルイソシアヌレー
ト等の多官能化合物の組み合わせを加硫剤として添加す
る事で加硫できる。エポキシ基を加硫部位として有する
フッ素ゴムは、安息香酸アンモニウム、テトラカルボン
酸無水物等を加硫剤として添加する事で加硫が進行す
る。またカルボン酸、スルホン酸等を加硫部位とするフ
ッ素ゴムは、多官能のエポキシ化合物、多官能のアミン
化合物、金属酸化物等により加硫する事ができる。
【0016】本発明における熱可塑性フッ素樹脂は、溶
融成形加工できることが必要である。つまり融点より高
い温度にてASTM−D−2116記載のメルトフロー
ないしは容量流速が測定できる樹脂でなければならな
い。好ましくは、用いるフッ素ゴムの劣化が問題になら
ない温度である300℃以下の融点を有する熱可塑性フ
ッ素樹脂であることが良い。通常のフッ素樹脂のうち、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂を除くすべての熱可塑
性フッ素樹脂が採用可能である。
【0017】本発明で有用に用いられる熱可塑性フッ素
樹脂は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロ
ピレン、トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フ
ッ化ビニル、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアル
キルビニルエーテル(ただし、アルキル基は炭素数1〜
8である。)から選ばれる少なくとも1種のフルオロオ
レフィンを含むエチレン性不飽和化合物を重合せしめて
得られる。エチレン性不飽和化合物としては、上記フル
オロオレフィン類のほかに、たとえばエチレン、プロピ
レン、あるいはアルキルビニルエーテル類、パーフルオ
ロアルキルエチレン類が挙げられる。
【0018】このような重合体の中でも好ましくは、テ
トラフルオロエチレン/エチレン系共重合体、テトラフ
ルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合
体、テトラフルオロエチレン/パーフルオロプロピルビ
ニルエーテル系共重合体、三フッ化塩化エチレン/エチ
レン系共重合体、フッ化ビリニデン系重合体が用いられ
る。特にテトラフルオロエチレン/エチレン/パーフル
オロアルキルエチレン系共重合体が最も好適である。パ
ーフルオロアルキルエチレンは、CH2 =CH−Cn
2n+1(但し、式中のnは2〜10の整数)で表される。
また、複数の熱可塑性フッ素樹脂を用いても差し支えな
い。
【0019】本発明のフッ素ゴム組成物は、フッ素ゴ
ム、熱可塑性フッ素樹脂及びフッ素ゴム用加硫剤を、熱
可塑性フッ素樹脂の溶融温度以上で剪断混合する事によ
って製造され得る。混合は、バッチ式ミキサーあるいは
押出機のような成形機中で行うことができる。この溶融
混合と同時にフッ素ゴムの部分加硫反応が進行する。混
合時に充分な剪断力が加えられていること、および溶融
混合時間、温度等を最適に制御することによって、組成
物の溶融流動性は損なわれない。押出機のような連続的
に製造できる方法が、剪断力、混合時間、温度を制御し
やすく好ましく用いられる。
【0020】本発明のフッ素ゴム組成物は、部分加硫し
ているものの溶融流動性を有しているので通常の押出成
形、射出成形等により熱可塑性フッ素樹脂の溶融温度以
上の温度で成形を行うことができる。溶融成形中に加硫
反応が進行しても良い。また、得られた成形物を熱可塑
性フッ素樹脂の融点以下で熱処理することで更に加硫反
応が進行し、成形物の機械物性が向上する。
【0021】本発明のフッ素ゴム組成物は、溶融状態で
剪断混合しながらフッ素ゴムを部分加硫する事で分子の
絡み合いが起こり、熱可塑性フッ素樹脂そのものが加硫
反応にあずからなくとも部分加硫によりこれが保持され
充分な補強効果が発現し、得られる加硫成形物の機械物
性が向上する。また、得られた組成物を溶融成形後、熱
可塑性フッ素樹脂の溶融温度以下で熱処理することで、
部分加硫時に得られた混合状態を保持しながら更に加硫
が進行するため、より優れた機械物性の成形物が得られ
る。
【0022】本発明のフッ素ゴム組成物は、機械強度に
優れた加硫成形物を与え得るため、軟質電線、軟質チュ
ーブ、ホースあるいは、フィルム、シート、ベルトなど
強度の必要な分野において有用である。
【0023】
【実施例】本発明を実施例により具体的に説明する。な
お、使用したフッ素ゴム及び熱可塑性フッ素樹脂を以下
に示す。表1中、フッ素樹脂1は旭硝子製アフロンLM
−720(融点230℃、テトラフルオロエチレン/エ
チレン系共重合体)、フッ素樹脂2は旭硝子製アフロン
COP−88A(融点270℃、テトラフルオロエチレ
ン/エチレン系共重合体)、フッ素樹脂3は呉羽化学製
カイナー−740(融点170℃、フッ化ビニリデン重
合体)、フッ素ゴム1は旭硝子製アフラス#170(テ
トラフルオロエチレン/プロピレン系共重合体)、フッ
素ゴム2は旭硝子製アフラス#150(テトラフルオロ
エチレン/プロピレン系共重合体)、フッ素ゴム3はダ
イキン製ダイエルG−901(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共重合
体)である。
【0024】[実施例1〜5]粉末状フッ素樹脂とフッ
素ゴム、加硫剤を表1に示す割合で2本ロールにてブレ
ンドし混合物を得た。このブレンド物を30mmφ、L
/D=17の同方向2軸押し出し機で溶融混合及び部分
加硫した。ここで押し出し機の温度設定はシリンダー後
部265℃、中部270℃、前部280℃、ダイヘッド
290℃でスクリュウ回転数150rpmにて約2mm
φのストランドを溶融押し出しし、水冷後裁断してペレ
ットとした。押し出し機中の滞留時間はおよそ2.5分
であった。このペレットをプレス加硫時間15分で、表
1に示すフッ素樹脂の融点以上の温度でプレスしてシー
トを加硫成形した。これをサンプルとしてJIS−K6
301により引張強さ、伸び、100%引張応力、硬さ
を測定し、表1に示した。実施例により得られた加硫物
は、以下の比較例1に示すような通常のフッ素ゴムの場
合と同等の柔軟性すなわち100%引張応力、硬さを有
しながら、引張強さ、伸び等の機械物性に優れるもので
あった。
【0025】[比較例1]通常のフッ素ゴム加硫物とし
て、フッ素樹脂を用いずMTカーボンを用い2本ロール
で配合し、170℃にてプレス加硫成形したものの物性
を同様に測定し、表1に示した。
【0026】[比較例2〜3]フッ素樹脂の混合割合を
変えた以外は、実施例1と同様にして加硫成形し、物性
を測定した。表1に示すようにフッ素樹脂の割合が低い
ものは、引張強さが低い。また、フッ素樹脂含量が多い
ものは、引張強さは優れるが、100%引張応力が高
く、硬さも大きいものであった。
【0027】[実施例6〜10]実施例1〜5で得られ
たシートを200℃で24時間(実施例5については1
50℃で24時間)熱処理を行った。物性を表2に示
す。熱処理を行うことによって引張強さ、伸びはさらに
向上した。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】本発明のフッ素ゴム組成物は、フッ素ゴ
ムと融点が300℃以下の溶融成形可能な熱可塑性フッ
素樹脂とフッ素ゴム用加硫剤からなる混合物を、熱可塑
性フッ素樹脂の溶融温度以上で部分加硫せしめてなるの
で、溶融成形性が良好である。さらに溶融成形物を熱可
塑性フッ素樹脂の融点以下にて熱処理することにより、
機械物性に優れた加硫フッ素ゴムが得られる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フッ素ゴム100重量部に対し、融点が3
    00℃以下の溶融成形可能な熱可塑性フッ素樹脂10〜
    100重量部及びフッ素ゴム用加硫剤の有効量が配合さ
    れてなる混合物を、熱可塑性フッ素樹脂の溶融温度以上
    で部分加硫させて得られるフッ素ゴム組成物。
  2. 【請求項2】フッ素ゴムが、エポキシ基、カルボン酸基
    またはその誘導体基、スルホン酸基またはその誘導体基
    から選ばれた加硫部位を有している請求項1のフッ素ゴ
    ム組成物。
  3. 【請求項3】フッ素ゴムが、テトラフルオロエチレン/
    プロピレン系共重体からなる請求項1または2のフッ素
    ゴム組成物。
  4. 【請求項4】熱可塑性フッ素樹脂が、テトラフルオロエ
    チレン/エチレン系共重合体である請求項1〜3のいず
    れかのフッ素ゴム組成物。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれかの部分加硫された
    フッ素ゴム組成物を、熱可塑性フッ素樹脂の溶融温度以
    上で溶融成形し、得られた成形物を熱可塑性フッ素樹脂
    の融点よりも低い温度にて熱処理することを特徴とする
    成形方法。
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