JPH1017621A - テトラフルオロエチレン共重合体 - Google Patents
テトラフルオロエチレン共重合体Info
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- JPH1017621A JPH1017621A JP17689796A JP17689796A JPH1017621A JP H1017621 A JPH1017621 A JP H1017621A JP 17689796 A JP17689796 A JP 17689796A JP 17689796 A JP17689796 A JP 17689796A JP H1017621 A JPH1017621 A JP H1017621A
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- copolymer
- carbon atoms
- pfa
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- tetrafluoroethylene
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Abstract
(57)【要約】
【課題】良好な成形加工性と溶融粘度の低下の少ない熱
安定性を有するPFAを提供する。 【解決手段】PFA中、炭素数106 個あたり末端基−
CH2 OH末端基が7〜40個、−COF末端基、−C
OOH末端基および、−CONH2 末端基が6個以下で
あるPFA。
安定性を有するPFAを提供する。 【解決手段】PFA中、炭素数106 個あたり末端基−
CH2 OH末端基が7〜40個、−COF末端基、−C
OOH末端基および、−CONH2 末端基が6個以下で
あるPFA。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、良好な加工性と熱
安定性を有する溶融成形可能なテトラフルオロエチレン
共重合体に関するものであり、さらには、高温で長時間
放置しても溶融粘度や機械的物性の低下の少ないテトラ
フルオロエチレン共重合体に関するものである。
安定性を有する溶融成形可能なテトラフルオロエチレン
共重合体に関するものであり、さらには、高温で長時間
放置しても溶融粘度や機械的物性の低下の少ないテトラ
フルオロエチレン共重合体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】テトラフルオロエチレンとパーフルオロ
(アルキルビニルエーテル)との共重合体(以下、PF
Aという)は溶融成形可能なフッ素樹脂として知られて
おり、チューブやパイプ、継手、容器、電線被覆などの
成形品、コーティング、ライニング、中空成形品の材料
として幅広く用いられている。
(アルキルビニルエーテル)との共重合体(以下、PF
Aという)は溶融成形可能なフッ素樹脂として知られて
おり、チューブやパイプ、継手、容器、電線被覆などの
成形品、コーティング、ライニング、中空成形品の材料
として幅広く用いられている。
【0003】PFAはその重合機構より、PFAの分子
末端に−COF基が微量生成する。また、分子量調節剤
としてメタノールを使用する場合、−CH2 OH基が分
子末端に生成する。これらの末端基は、熱的に不安定な
ため末端基が多量に存在すると成形時の発泡やフッ酸の
発生の原因となり、不良成形品の生成や成形機の金型の
腐食などを起すことが知られている。
末端に−COF基が微量生成する。また、分子量調節剤
としてメタノールを使用する場合、−CH2 OH基が分
子末端に生成する。これらの末端基は、熱的に不安定な
ため末端基が多量に存在すると成形時の発泡やフッ酸の
発生の原因となり、不良成形品の生成や成形機の金型の
腐食などを起すことが知られている。
【0004】従来より、これらの不安定末端機を安定化
する技術が検討されている。特公昭46−23245号
公報には、パーフルオロカーボン重合体をフッ素ラジカ
ル源と密に接触させ、末端基を安定化する方法が提案さ
れている。
する技術が検討されている。特公昭46−23245号
公報には、パーフルオロカーボン重合体をフッ素ラジカ
ル源と密に接触させ、末端基を安定化する方法が提案さ
れている。
【0005】特開昭61−98709号公報には、PF
A中の−COF末端基および−COOH末端基の少なく
とも50%を−CONH2 末端基に転換されるのに充分
な時間、PFAとアンモニアまたはアンモニアを生成し
うる窒素化合物とを接触させて、熱的に安定で−CH2
OH基を炭素数106 個あたり少なくとも15個有する
PFAを製造する方法が開示されている。
A中の−COF末端基および−COOH末端基の少なく
とも50%を−CONH2 末端基に転換されるのに充分
な時間、PFAとアンモニアまたはアンモニアを生成し
うる窒素化合物とを接触させて、熱的に安定で−CH2
OH基を炭素数106 個あたり少なくとも15個有する
PFAを製造する方法が開示されている。
【0006】また、特公平4−83号公報には、PFA
の−CH2 OH末端基、−CONH2 末端基、−COF
末端基が炭素数106 個あたり6個より少ないペレット
状粒子の製造方法について、また、特公平7−3013
4号公報には、水性重合媒体中で調製したPFAのグラ
ニュールの製造方法について、フッ素ガスと接触させて
不安定末端基を減少させる方法が提案されている。
の−CH2 OH末端基、−CONH2 末端基、−COF
末端基が炭素数106 個あたり6個より少ないペレット
状粒子の製造方法について、また、特公平7−3013
4号公報には、水性重合媒体中で調製したPFAのグラ
ニュールの製造方法について、フッ素ガスと接触させて
不安定末端基を減少させる方法が提案されている。
【0007】特開平4−20507号公報では、フッ素
ガスと接触させて−COF末端基および−COOH末端
基の合計数を炭素数106 個あたり7〜40個にし、つ
いでアンモニアガスと接触させることにより−COF末
端基を完全に−CONH2 末端基に変換する方法が提案
されている。
ガスと接触させて−COF末端基および−COOH末端
基の合計数を炭素数106 個あたり7〜40個にし、つ
いでアンモニアガスと接触させることにより−COF末
端基を完全に−CONH2 末端基に変換する方法が提案
されている。
【0008】しかし、本発明者らは、−CH2 OH末端
基、−COF末端基、−COOH末端基を炭素数106
個に対してそれぞれ6個より少ないPFAは、高温の溶
融状態に長時間保持すると、分子の切断に由来すると考
えられる溶融粘度低下が起こり、成形品の機械物性が低
下してしまうという問題点があることを見出した。
基、−COF末端基、−COOH末端基を炭素数106
個に対してそれぞれ6個より少ないPFAは、高温の溶
融状態に長時間保持すると、分子の切断に由来すると考
えられる溶融粘度低下が起こり、成形品の機械物性が低
下してしまうという問題点があることを見出した。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱的に安定
で、上記の高温の溶融状態に長時間保持しても溶融粘度
低下が起こらないPFAを提供する。
で、上記の高温の溶融状態に長時間保持しても溶融粘度
低下が起こらないPFAを提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、テトラフルオ
ロエチレンと式1で表されるパーフルオロ(アルキルビ
ニルエーテル)の少なくとも一種との共重合体であっ
て、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく
重合単位を1〜10重量%含み、共重合体中の−CH2
OH末端基の数が炭素数106 個あたり7〜40個であ
り、−COF末端基、−COOH末端基および−CON
H2 末端基の数が炭素数106 個あたりそれぞれ6個以
下であり、380℃における容量流速が0.1〜100
であるテトラフルオロエチレン共重合体に関する。
ロエチレンと式1で表されるパーフルオロ(アルキルビ
ニルエーテル)の少なくとも一種との共重合体であっ
て、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく
重合単位を1〜10重量%含み、共重合体中の−CH2
OH末端基の数が炭素数106 個あたり7〜40個であ
り、−COF末端基、−COOH末端基および−CON
H2 末端基の数が炭素数106 個あたりそれぞれ6個以
下であり、380℃における容量流速が0.1〜100
であるテトラフルオロエチレン共重合体に関する。
【0011】
【化2】Rf −O−CF=CF2 ・・・式1、 ただし、式1中、Rf は炭素数3〜5のパーフルオロア
ルキル基である。
ルキル基である。
【0012】PFAの製造法として、パーフルオロカー
ボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカー
ボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、二酸化炭素な
どを溶媒とした溶液重合法または、水とパーフルオロカ
ーボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフル
オロカーボン、二酸化炭素などを溶媒とした懸濁重合法
のいずれも採用できる。重合は、溶液重合、懸濁重合と
もに、溶媒、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)の原料モノマー、連鎖移動
剤、場合によってはその他の添加剤を重合反応器に添加
され行われる。
ボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカー
ボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、二酸化炭素な
どを溶媒とした溶液重合法または、水とパーフルオロカ
ーボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフル
オロカーボン、二酸化炭素などを溶媒とした懸濁重合法
のいずれも採用できる。重合は、溶液重合、懸濁重合と
もに、溶媒、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)の原料モノマー、連鎖移動
剤、場合によってはその他の添加剤を重合反応器に添加
され行われる。
【0013】本発明における−CH2 OH末端基を有す
るPFAを製造するために、連鎖移動剤としてメタノー
ル、エタノール、プロパノールなどのアルコール類が用
いられ、得られるPFAの熱安定性などの点からメタノ
ールを用いることが好ましい。
るPFAを製造するために、連鎖移動剤としてメタノー
ル、エタノール、プロパノールなどのアルコール類が用
いられ、得られるPFAの熱安定性などの点からメタノ
ールを用いることが好ましい。
【0014】重合開始剤としては、通常のラジカル重合
で用いられているものを使用できるが、得られるPFA
の安定性の点からフッ素系の過酸化物が好ましい。
で用いられているものを使用できるが、得られるPFA
の安定性の点からフッ素系の過酸化物が好ましい。
【0015】メタノールを連鎖移動剤に用いて得られた
PFAは、−CH2 OH末端基が炭素数106 個あたり
100〜300個存在する。このPFAを成形すると
き、PFA中の−CH2 OH末端基が分解し、成形物中
に発泡が生成する原因になるが、高温に溶融した状態で
長時間保持してもPFAの溶融粘度がむしろ高くなり、
得られる成形品の機械物性は向上する。
PFAは、−CH2 OH末端基が炭素数106 個あたり
100〜300個存在する。このPFAを成形すると
き、PFA中の−CH2 OH末端基が分解し、成形物中
に発泡が生成する原因になるが、高温に溶融した状態で
長時間保持してもPFAの溶融粘度がむしろ高くなり、
得られる成形品の機械物性は向上する。
【0016】その理由として、分解した−CH2 OH末
端基の一部分は末端基どうしが反応して結合すると推測
される。したがって、成形中に発泡の生じない程度の−
CH2 OH末端基を有したPFAは、高温に溶融した状
態で長時間保持しても溶融粘度の低下が抑えられると考
えられる。
端基の一部分は末端基どうしが反応して結合すると推測
される。したがって、成形中に発泡の生じない程度の−
CH2 OH末端基を有したPFAは、高温に溶融した状
態で長時間保持しても溶融粘度の低下が抑えられると考
えられる。
【0017】PFA中の−CH2 OH末端基の数は、炭
素数106 個あたり7〜40個であり、特に7〜14個
であることが好ましい。7個未満では高温に溶融した状
態で長時間保持すると溶融粘度が低下してしまい、40
個超では成形時の発泡の原因になる。
素数106 個あたり7〜40個であり、特に7〜14個
であることが好ましい。7個未満では高温に溶融した状
態で長時間保持すると溶融粘度が低下してしまい、40
個超では成形時の発泡の原因になる。
【0018】また、−COF末端基、−COOH末端基
および−CONH2 末端基は熱的に不安定であり発砲の
原因となるが、上記のように末端基どうしが反応しない
ため、これらの末端基の数が炭素数106 個あたりそれ
ぞれ6個である。
および−CONH2 末端基は熱的に不安定であり発砲の
原因となるが、上記のように末端基どうしが反応しない
ため、これらの末端基の数が炭素数106 個あたりそれ
ぞれ6個である。
【0019】メタノールを連鎖移動剤に用いて得られる
PFAをフッ素化することにより所望の−CH2 OH末
端基の数とすることは、−CH2 OH末端基がまず−C
OFに変化して−COF末端基の数が異常に増えてしま
うため好ましくない。
PFAをフッ素化することにより所望の−CH2 OH末
端基の数とすることは、−CH2 OH末端基がまず−C
OFに変化して−COF末端基の数が異常に増えてしま
うため好ましくない。
【0020】本発明のPFAは、−CH2 OH末端基が
炭素数106 個あたり6個以下のフッ素化されたPFA
と、メタノールを連鎖移動剤に用いて得られる−CH2
OH末端基を100〜300個有するPFAをブレンド
して均一に混合した後、好ましくはペレット化すること
により得られる。
炭素数106 個あたり6個以下のフッ素化されたPFA
と、メタノールを連鎖移動剤に用いて得られる−CH2
OH末端基を100〜300個有するPFAをブレンド
して均一に混合した後、好ましくはペレット化すること
により得られる。
【0021】ブレンドは、通常の固体の混合機、たとえ
ば、櫂型混合機、容器回転型混合機などを使用できる。
ば、櫂型混合機、容器回転型混合機などを使用できる。
【0022】本発明のPFA中のパーフルオロ(アルキ
ルビニルエーテル)に基づく重合単位は1〜10重量%
である。1重量%未満では溶融成形が困難となり、10
重量%超ではテトラフルオロエチレン重合体の優れた特
性が損なわれる。
ルビニルエーテル)に基づく重合単位は1〜10重量%
である。1重量%未満では溶融成形が困難となり、10
重量%超ではテトラフルオロエチレン重合体の優れた特
性が損なわれる。
【0023】また、本発明のPFAの容量流速は、0.
1〜100である。0.1未満では高分子量PFAとな
り溶融成形性が低下し、100超では低分子量PFAと
なり機械的特性が著しく低下する。
1〜100である。0.1未満では高分子量PFAとな
り溶融成形性が低下し、100超では低分子量PFAと
なり機械的特性が著しく低下する。
【0024】
[末端基の分析]PFA粉末を340℃、20分間圧縮
成形して厚さ0.25〜0.3mmのフィルムを赤外吸
収スペクトル分析し、含有量既知のフィルムの赤外吸収
スペクトルと比較して末端基の種類を決定し、その差ス
ペクトルより末端基の個数を算出した。この分析法は、
特公平4−83号公報に記載されている。
成形して厚さ0.25〜0.3mmのフィルムを赤外吸
収スペクトル分析し、含有量既知のフィルムの赤外吸収
スペクトルと比較して末端基の種類を決定し、その差ス
ペクトルより末端基の個数を算出した。この分析法は、
特公平4−83号公報に記載されている。
【0025】[容量流速の測定]溶融粘度の目安とし
て、容量流速を採用した。測定方法は、島津製作所製高
下式フローテスターを用い、PFAを内径11.3mm
のシリンダーに入れ、温度380℃で5分間保った後、
7kgのピストン荷重下に内径2.1mm、長さ8mm
のオリフィスを通して押出した押出速度(mm3 /se
c)を容量流速とした。容量流速が大きいほど溶融粘度
が低い。
て、容量流速を採用した。測定方法は、島津製作所製高
下式フローテスターを用い、PFAを内径11.3mm
のシリンダーに入れ、温度380℃で5分間保った後、
7kgのピストン荷重下に内径2.1mm、長さ8mm
のオリフィスを通して押出した押出速度(mm3 /se
c)を容量流速とした。容量流速が大きいほど溶融粘度
が低い。
【0026】[実施例1]水4372g、トリクロロト
リフルオロエタン2719g、メタノール505g、パ
ーフルオロ(プロピルビニルエーテル)286g、テラ
フルオロエチレン747gを反応器に仕込み、反応器の
内温を50℃に昇温した。圧力は13.2kg/cm2
であった。
リフルオロエタン2719g、メタノール505g、パ
ーフルオロ(プロピルビニルエーテル)286g、テラ
フルオロエチレン747gを反応器に仕込み、反応器の
内温を50℃に昇温した。圧力は13.2kg/cm2
であった。
【0027】重合開始剤としてジ(パーフルオロブチリ
ル)パーオキシドのトリクロロトリフルオロエタン1%
溶液を仕込み重合を開始させた。重合の開始とともに低
下する圧力を一定になるようにテトラフルオロエチレン
を後添加した。重合開始剤は、重合速度が一定になるよ
うに断続的に合計18g仕込んだ。テトラフルオロエチ
レンの仕込み量が1140gで重合を停止した。
ル)パーオキシドのトリクロロトリフルオロエタン1%
溶液を仕込み重合を開始させた。重合の開始とともに低
下する圧力を一定になるようにテトラフルオロエチレン
を後添加した。重合開始剤は、重合速度が一定になるよ
うに断続的に合計18g仕込んだ。テトラフルオロエチ
レンの仕込み量が1140gで重合を停止した。
【0028】得られたスラリー状のPFAに、水500
0gを加え、撹拌しながら温度を70℃まで上げ、トリ
クロロトリフルオロエタンを留去するとともにPFAを
造粒し、直径3mmのビーズ1170gを得た。
0gを加え、撹拌しながら温度を70℃まで上げ、トリ
クロロトリフルオロエタンを留去するとともにPFAを
造粒し、直径3mmのビーズ1170gを得た。
【0029】得られたPFAは、(テトラフルオロエチ
レンに基づく重合単位)/(パーフルオロ(プロピルビ
ニルエーテル)に基づく重合単位)の組成が98.1/
1.5(モル比)であり、容量流速が17.0であっ
た。また、存在する末端基は、−CH2 OHおよび−C
OFであり、炭素数106 個あたり、−CH2 OH末端
基は220個、−COF末端基は2個であった。このビ
ーズ状PFAを以下、重合上りPFAという。
レンに基づく重合単位)/(パーフルオロ(プロピルビ
ニルエーテル)に基づく重合単位)の組成が98.1/
1.5(モル比)であり、容量流速が17.0であっ
た。また、存在する末端基は、−CH2 OHおよび−C
OFであり、炭素数106 個あたり、−CH2 OH末端
基は220個、−COF末端基は2個であった。このビ
ーズ状PFAを以下、重合上りPFAという。
【0030】4リットルの反応器に重合上りPFA1k
gを仕込み、密閉し、窒素ガスで充分に置換脱気し、フ
ッ素ガス/窒素ガス組成が20/80(モル比)の混合
ガスの圧力2kg/cm2 、温度230℃の条件に4時
間保った。フッ素化反応終了後、室温まで冷却し、未反
応ガスをパージし、オートクレーブ内を充分窒素置換し
たのち中のPFA(以下、フッ素化PFAという)を得
た。このフッ素化PFAの容量流速は16.6であっ
た。炭素数106 個あたりの−CH2 OH末端基は存在
せず、−COF末端基は1個以下であった。
gを仕込み、密閉し、窒素ガスで充分に置換脱気し、フ
ッ素ガス/窒素ガス組成が20/80(モル比)の混合
ガスの圧力2kg/cm2 、温度230℃の条件に4時
間保った。フッ素化反応終了後、室温まで冷却し、未反
応ガスをパージし、オートクレーブ内を充分窒素置換し
たのち中のPFA(以下、フッ素化PFAという)を得
た。このフッ素化PFAの容量流速は16.6であっ
た。炭素数106 個あたりの−CH2 OH末端基は存在
せず、−COF末端基は1個以下であった。
【0031】重合上りPFA1重量部に対してフッ素化
PFA20重量部の割合でビーズの状態でブレンドし、
径30mmの単軸押出機を用いてペレット化した。得ら
れたペレットは−CH2 OH末端基が11個、−COF
末端基が1個以下であった。このペレットを340℃、
30分間オーブンにいれて、発泡および容量流速の変化
について試験を行った。発泡の度合いは少なく、容量流
速の変化は−1%であった。
PFA20重量部の割合でビーズの状態でブレンドし、
径30mmの単軸押出機を用いてペレット化した。得ら
れたペレットは−CH2 OH末端基が11個、−COF
末端基が1個以下であった。このペレットを340℃、
30分間オーブンにいれて、発泡および容量流速の変化
について試験を行った。発泡の度合いは少なく、容量流
速の変化は−1%であった。
【0032】[実施例2]重合上りPFA1重量部に対
してフッ素化PFA10重量部の割合でビーズの状態で
ブレンドし、実施例1と同様にしてペレット化した。得
られたペレットは、−CH2 OH末端基が17個、−C
OF末端基が1個以下であった。このペレットを実施例
1と同様に340℃、30分間オーブンにいれて、発泡
および容量流速の変化について試験を行った。発泡の度
合いは少なく、容量流速溶融粘度の変化は−3%であっ
た。
してフッ素化PFA10重量部の割合でビーズの状態で
ブレンドし、実施例1と同様にしてペレット化した。得
られたペレットは、−CH2 OH末端基が17個、−C
OF末端基が1個以下であった。このペレットを実施例
1と同様に340℃、30分間オーブンにいれて、発泡
および容量流速の変化について試験を行った。発泡の度
合いは少なく、容量流速溶融粘度の変化は−3%であっ
た。
【0033】[比較例1]重合上りPFAの発泡および
溶融粘度の変化について試験を実施例1と同様に行った
結果、発泡の度合いは大きく、容量流速の変化は−35
%であった。
溶融粘度の変化について試験を実施例1と同様に行った
結果、発泡の度合いは大きく、容量流速の変化は−35
%であった。
【0034】[比較例2]実施例1のフッ素化PFAの
発泡および溶融粘度の変化について試験を実施例1と同
様に行った結果、発泡の度合いは少なく、容量流速の変
化は+20%であった。
発泡および溶融粘度の変化について試験を実施例1と同
様に行った結果、発泡の度合いは少なく、容量流速の変
化は+20%であった。
【0035】
【発明の効果】炭素数106 個あたり−CH2 OH末端
基が7〜40個、−COF末端基、−COOH末端基お
よび、−CONH2 末端基がそれぞれ6個以下であるP
FAは、高温時の溶融状態において発泡がなく、溶融粘
度や機械的物性の低下の少ない効果を有する。
基が7〜40個、−COF末端基、−COOH末端基お
よび、−CONH2 末端基がそれぞれ6個以下であるP
FAは、高温時の溶融状態において発泡がなく、溶融粘
度や機械的物性の低下の少ない効果を有する。
Claims (2)
- 【請求項1】テトラフルオロエチレンと式1で表される
パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の少なくとも
一種との共重合体であって、パーフルオロ(アルキルビ
ニルエーテル)に基づく重合単位を1〜10重量%含
み、共重合体中の−CH2 OH末端基の数が炭素数10
6 個あたり7〜40個であり、−COF末端基、−CO
OH末端基および−CONH2 末端基の数が炭素数10
6 個あたりそれぞれ6個以下であり、380℃における
下記容量流速が0.1〜100であるテトラフルオロエ
チレン共重合体。 容量流速:7kgのピストン荷重下に内径2.1mm、
長さ8mmのオリフィスを通して押出される共重合体の
容量流速(mm3 /秒)である。 【化1】Rf −O−CF=CF2 ・・・式1、 ただし、式1中、Rf は炭素数3〜5のパーフルオロア
ルキル基。 - 【請求項2】テトラフルオロエチレン共重合体が、−C
H2 OH末端基の数が炭素数106個あたり6個以下を
含む共重合体と、−CH2 OH末端基の数が炭素数10
6 個あたり100〜300個含む共重合体を混合してな
るものである請求項1のテトラフルオロエチレン共重合
体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17689796A JP3550891B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | テトラフルオロエチレン共重合体ブレンド物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17689796A JP3550891B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | テトラフルオロエチレン共重合体ブレンド物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1017621A true JPH1017621A (ja) | 1998-01-20 |
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