JPH0820699A - 含ふっ素ポリマー水性エマルジョン - Google Patents
含ふっ素ポリマー水性エマルジョンInfo
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Abstract
性が高く、また地下水汚染性の少ない含ふっ素ポリマー
水性エマルジョンを提供することにある。 【構成】 本発明にかかわる含ふっ素ポリマー水性エマ
ルジョンは、化学式 R―Ph―O―(CH2 CH2 O)n ―CH2 CH2 S
O3 M (Phはフェニル基、Rは炭素数が8〜12のアルキル
基、nは1〜6の数、MはNa,K又はNH4 である)
で示される乳化安定剤を含むことを特徴とする。
Description
定性が高い新規な含ふっ素ポリマー水性エマルエジョン
に関する。
FEという)水性エマルジョンは、米国特許第2559
752号に開示されている乳化重合法で製造される。ま
た多くの含フツ素ポリマーの水性マルジョンも同様な方
法で製造される。かかる方法によって得られた含ふっ素
ポリマーの水性エマルジョンは金属などへの塗装剤、繊
維、綿布などへの含浸剤、種々の材料への添加剤、更に
は防塵処理剤として使用されるが、エマルジョンそれ自
体は機械的安定性に乏しいため、P−アルキルフェニル
ポリエチレングリコールエーテル(アルキル基の炭素数
は8〜10)の如きノニオン系界面活性剤で安定化する
のが一般的である。しかしながら、上記界面活性剤の使
用によっても、未だエマルジョンの安定化は不十分であ
り、蒸発、濃縮、稀釈、移送、計量などを行う際に与え
られる熱的及び機械的作用によりエマルジョンは不安定
になる。
的安定性の高い含ふっ素ポリマー水性エマルジョンを提
供することにある。例えば、本発明のエマルジョンの使
用により機械的安定性の低さに起因する問題、即ちエマ
ルジョンを撹拌、移送、噴霧する際に生ずる含ふっ素ポ
リマーのコロイド粒子の凝集によるポンプ、バルブ、ノ
ズルなどの閉塞、及び同凝集物の容器壁、撹拌機などへ
の付着、更には同凝集物のエマルジョン内での浮遊など
の現象を防止することが可能である。
含ふっ素ポリマー水性エマルジョンを提供することにあ
る。例えば本発明のエマルジョンの使用により、熱的安
定性の低さに起因する問題、即ち高温時におけるエマル
ジョンの粘度上昇により生ずる金属及びガラス織布など
への塗装性及び含浸性の劣化を防止することが可能とな
る。
下水汚染性の少ない含ふっ素ポリマー水性エマルョンを
提供することにある。例えば本発明のエマルョンの使用
により、PTFEエマルジョンで処理された物質を土中
に混合又は埋立などに使用した場合に生ずる、エマルジ
ョン中に含まれる乳化安定剤による地下水汚染を防止す
ることが可能である。また本発明のエマルジョンは、機
械的安定性及び熱的安定性が共に高いため、エマルジョ
ンを蒸発濃縮することも又希釈することも可能である。
素ポリマー水性エマルジョンは、下記の化学式 R―Ph―O―(CH2 CH2 O)n ―CH2 CH2 S
O3 M (Phはフェニル基、Rは炭素数が8〜12のアルキル
基、nは1〜6の数、MはNa,K又はNH4 である)
で示される乳化安定剤を含むことを特徴とする。
トラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、
又はふっ化ビニリデンの重合体、或はこれらを含む共重
合体をいう。例えばポリテトラフルオロエチレン、テト
ラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合
体、テトラフルオロエチレン・フルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン
共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリふっ
化ビニリデン及びふっ化ビニリデン・ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体などを挙げることができる。
均粒径が0.1〜0.3μの含ふっ素ポリマーのコロイ
ド粒子を水中に1〜75重量%含むものを言う。コロイ
ド粒子の平均粒径は遠心沈降法により測定することがで
きる。本発明の実施例及び比較例では、遠心沈降式粒度
分布測定装置(島津製作所製SA−CP4L)により測
定された値を示した。
O3 M の構造を有するものが使用される。Phはフェニル基、
Rは炭素数が8〜12のアルキル基で、特にオクチル基
又はノニル基であることが好ましく、またオキシエチレ
ン基の数nは1〜6、特に1〜3の範囲であることが好
ましい。nの数が6を越えると親水性が大きくなり過ぎ
る為乳化剤としての効果が少なくなり、含ふっ素ポリマ
ー水性エマルジョンの機械的安定性が悪くなると共にオ
キシエチレン基の影響が強くなりエマルジョンの熱安定
性が低下する。またMはNa,K,NH4 から選択され
るが、水への溶解性が高いNaであることが好ましい。
乳化安定剤の添加量は含ふっ素ポリマーの重量に対し
1.0%以上、好ましくは1.5〜5%の範囲である。
乳化安定剤の添加量が1.0%未満の量ではエマルジョ
ンが不安定になり易い。一方上限値は限定的なものでは
ないが、10%を越える量では経済的に不利で、5%以
下の量であることが好ましい。特に本発明のエマルジョ
ン中に含まれる乳化安定剤の量は、慣用のP−ノニルフ
ェノールポリエチレングリコールエーテルを乳化安定剤
として使用した時に比べ、その含有量を1/2〜1/3
に低減することが可能である。
定性は、エマルジョンを高速で撹拌するとエマルジョン
中に含まれるコロイド粒子が衝突することにより会合
し、見掛けの粒径が増加する割合を見て判断することが
できる。また撹拌によってコロイド粒子の一部は凝集物
となつて撹拌機のローター、容器の壁に付着するか、又
はフロックとなってエマルジョンから分離する。このよ
うな場合には、エマルジョン中に残存するコロイド粒子
の増減に関わり無く安定性が悪いと判断することができ
る。本発明においては以下に測定法を示す粒径増加率を
以て機械的安定性の尺度とした。平均粒径(S1 )のエ
マルジョン200mlを内径60mmのビーカーに取
り、撹拌機(JANKE & KUNKEL GMBH
& Co.KG製、ULTRA−TURRAX)のゼ
ネレーター付シャフトをビーカーの底面から15mmの
高さでビーカー中心より5mmずらしてセットし、ロー
ターの回転速度20,500rpmで5分間撹拌し、次
いで撹拌後のエマルジョンの平均粒径(S2 )を測定し
下式によって粒径増加率を計算した。 粒径増加率(%)=(S2 −S1 )/S1 ×100 機械的安定性は、下記の基準により判断される。 粒径増加率が 0%以上− 5%未満では 良 粒径増加率が 5%以上−10%未満では 普通 粒径増加率が10%以上 では 悪 また撹拌により多量の凝集物が発生した場合も悪と判断
される。
の温度が上昇するにしたがって上昇する。夏季にエマル
ジョンを保存中に到達する温度、エマルジョンの使用温
度、更にはエマルジョンを蒸発濃縮する温度において急
激に粘度が上昇するエマルジョンは好ましくない。本発
明の実施例及び比較例においては、含ふっ素ポリマーの
濃度が約60重量%の水性エマルジョンの20〜60℃
までの範囲の粘度をB型粘度計(東京計器製 形式B
L)で測定した。30〜60℃の範囲で粘度が急激に上
昇するエマルジョンは熱安定性が悪いと判断される。
重合法により得られた濃度約45重量%のPTFEの水
性エマルジョン(以下原液と言う)に、表1に示す乳化
安定剤をPTFE重量に対し2.2%加え緩やかに撹拌
しつつ水を加えた濃度約30重量%のPTFE水性エマ
ルジョンを調製し試料A,B,Cとした。
増加率を前述の方法に従い測定した結果を表2に示す。
慣用のP−ノニルフェノールポリエチレングリコールエ
ーテルを乳化安定剤を添加した試料C(比較例1)に比
べて、本発明にかかわる乳化安定剤を添加した試料A
(実施例1)及び試料B(実施例2)は機械的安定性が
良好であった。
重量に対し3.5%加え試料D,E,Fとした。これを
丸底フラスコに入れ、150Wのマントルヒーターで水
分を大気圧下で蒸発させ濃縮を行った。試料D(実施例
3)は泡立ちが見られたが濃縮可能で60重量%のPT
FE水性エマルジョンが得られた。試料E(比較例2)
は多量の凝集物が発生し濃縮不能であった。試料F(比
較例3)は泡立ちが激しく濃縮不能であった。
試料D(実施例4)及び米国特許第3037953号に
記載される方法で濃縮されたP−ノニルフェニルポリエ
チレングリコールエーテル(n=9)をPTFEの重量
に対し6.1重量%含むPTFE濃度60重量%の試料
G(比較例4)の熱的安定性試験を行った結果を表4に
示す。温度の上昇とともに試料Dの粘度は緩やかに上昇
したのに対し、試料Gの粘度は40℃から60℃にかけ
て急激に上昇した。
ルジョン中の乳化安定剤の濃度が100ppmになるよ
うに調整した。この試料50mlを200mlのビーカ
ーに取り、Ca(OH)2 を5g加え、1時間スターラ
ーで緩やかに撹拌した後デカンデーションし、上澄液中
の乳化安定剤の濃度を測定した。試料B(実施例5)中
の上澄液中の乳化安定剤の濃度は0であったが、試料C
(比較例5)中の上澄液中の乳化安定剤の濃度は100
0ppmであった。
マルジョンは、慣用のP−ノニルフェノールポリエチレ
ングリコールエーテルを乳化安定剤とするエマルジョン
に比べて、機械的安定性、熱的安定性が高く、また地下
水を汚染する恐れも少ない。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記の化学式 R―Ph―O―(CH2 CH2 O)n ―CH2 CH2 S
O3 M (Phはフェニル基、Rは炭素数が8〜12のアルキル
基、nは1〜6の数、MはNa,K又はNH4 である)
で示される乳化安定剤を含むことを特徴とする含ふっ素
ポリマー水性エマルジョン。 - 【請求項2】 乳化安定剤をポリマー重量に対し1重量
%以上含む請求項第1項記載の含ふっ素ポリマー水性エ
マルエジョン
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