JPS60137928A - 新規含フツ素ポリエ−テルおよびその製法 - Google Patents

新規含フツ素ポリエ−テルおよびその製法

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JPS60137928A
JPS60137928A JP25106983A JP25106983A JPS60137928A JP S60137928 A JPS60137928 A JP S60137928A JP 25106983 A JP25106983 A JP 25106983A JP 25106983 A JP25106983 A JP 25106983A JP S60137928 A JPS60137928 A JP S60137928A
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fluoride
polymerization
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Yonosuke Aisaka
逢坂 洋之助
Takashi Totsuka
東塚 崇志
Shoji Takagi
高木 祥二
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
Daikin Kogyo Co Ltd
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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】 本発明は、新規含フツ素ポリエーテルおよびその製法に
関する。
本発明の新規含フツ素ポリエーテルは式:%式% で示されるくり返し単位を有する化合物である。
本発明の含フツ素ポリエーテルは、たとえば2゜2.3
.3 −テトラフルオロオキセタンを開環重合させるこ
とにより製造できる。
2.2,3.3 −テトラ7ルオロオキセクン(土既知
化合物であり、たとえば無水フッ化水素中でテトラフル
オロエチレンとパラホルムを反応させることにより合成
することが出来る。
前記開環重合を行うに際しては、一般に重合開始剤が用
いられる。重合開始剤としては、ハロゲン化アルカリ金
属のように、アブロティツク溶媒中で活性なハロゲン陰
イオンを生じさせるもの、または強いルイス酸性を示す
ような化合物が好ましく用いられる。
用いる開始剤量は、とくに限定はされないが、通常2,
2,3.3 −テトラ7ルオロオキセクン量に対しては
o、ooi〜30+no1%、好ましくは0.01〜1
0mo1%が採用され得る。
前記重合開始剤としてのハロゲン化アルカリ金属は、と
くに限定されないが、例えばフッ化カリウム、フッ化セ
シウム、ヨウ化カリウム、臭化カリウムなどが好ましく
用いられる。開始剤としてハロゲン化アルカリ金属を用
いた場合の生成物は一般に式: %式%(1) [式中、Aは、F、Br *たはISnは0〜200の
整数を表わす1 で示される化合物である。この化合物の酸フルオライド
末端基は、加水分解、エステル化等の周知の反応方法に
1り対応する酸、アルカリ塩、エステル又はアミド等に
容易に導←事ができる。
前記重合開始剤としてのアルカリ金属フッ化物と同時に
、たとえば、 式: RfCOFまたは Rf’0(CHCF20)+1 CFCOFで示される
ようなアシルフルオライド化合物な用いると、前記(1
)式のAがそれぞれ式RfCF。
O−または CF。
(Rf’0CFCF20)p l (但し、Rfは炭素数1〜10のパーフルオロアルキル
基、Rf’は炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基
もしくは CF2 0F 1 で表わされる式: −CH2CF2CF20−で示され
るくり返し単位を有する化合物を合成することができる
さらに2,2.3.3 −テトラ7ルオロオキセクンを
開環せしめて得られるFCH2CF2COFなるアシル
フルオライドをたとえばフッ化セシウムと同時に用いた
場合にはアルカリ金属フッ化物を単独に用いて重合せし
めた場合と同一構造の重合物が鍔られる。この方法は低
分子状オリゴマーを分子量分布を制御しながら得ようと
する場合に有効な方法である。
又、上述の説明からもわかるように、重合生成物中に含
まれる比較的揮発性の高い低分子量生成物は、重合反応
終了後蒸溜回収されたのち、再度アルカリ金属フッ化物
と同時に使用することにより重合開始剤として再使用さ
れ得る。
又、上記の如く、アシルフルオライド化合物を最初から
使用せず、例えば予めアルカリ金属フッ化物と反応して
アシルフルオライドを生じるような含フツ素エポキシド
を用い、これを2.2,3゜3−テトラフルオロオキセ
タンと反応させることができる。例えば、ヘキサフルオ
ロプロビレ〉オキシドを7プロテイツ溶媒中で7)化セ
シウムを用いて反応させることにより、式: [式中、1〕は0〜50の整数を表わす1なる化合物を
合成してお外、その系中に2 、2 、3゜3−テトラ
フルオロオキセクンを仕込み、結果的に前記アシルフル
オライドを単独に用いた場合と同様の化合物を合成する
こともできる。
又、反対に、予めハロゲン化アルカリ金属開始剤もしく
は、アルカリ金属フッ化物とアシルフルオライドの共存
開始剤を用いて2,2,3.3 −テ、トラフルオロオ
キセクンを開環重合せしめた系に、たとえば、ヘキサフ
ルオロプロピレンオキシドを仕込むことにより 八(C112CF2CF20)Il(CHCF20)(
ICFCOF (2)1式中、Aは(1)式と同じ、p
l:t:2−200の整数、qはO〜50の整数を表わ
す。1なる化合物の合成もできる。
上記の説明からもわかるように理論的には2゜2.3.
3 −テトラフルオロオキセクンと例えばヘキサフルオ
ロプロピレンオキシドのような同−開始剤系で開環重合
可能なエポキシ化合物は交互に、又はランダムにブロッ
ク共重合物を与えることが出来る、又、たとえば、シュ
ウ酸フルオライド(FOC−COF)のような二官能ア
シルフルオライドを、アルカリ金属7フ化物と同時に、
2゜2.3.3 −テトラブルオロオキセクンの重合開
始剤として用いた場合には、 FOCCF 2CH2(OCF 2CF 2CII 2
)pOcF 2CF 20 (C1l 2CF 2CF
 20 )qC1l□CF2C0F 、(3) [式中、pおよびqはそれぞれO〜200の整数を表わ
す] で表わされる末端がそれぞれアシルフルオライドである
二官能性重合物が得られる。
一般的に、アブロティツク溶媒中でアルカリ金属7フ化
物と作用して、 −COF+MP−+−cF2o−M” (4)[式中、
Mは、アルカリ金属種である。1(4)式で示されるよ
うなフルオロアルコキシアニオンを平衡量形成するよう
なアシルフルオライド化合物は、全て、アルカリ金属フ
ッ化物共存下、2.2,3.3−テトラフルオロオキセ
クンの開環重合開始剤となり、〜CF20−なるアルコ
キシ基の形で開環重合体の末端を形成し得ると言える。
ルイス酸性開始剤としては五7フ化アンチモン(SbF
、)が好ましく用いられる。
本発明の反応は通常液相で実施され、反応溶媒としては
、ルイス酸開始剤以外では、アブロティツク溶媒、例え
ばジグライム、トリグライムもしくはテトラグライムの
ようなポリエチレングリコールジメチルエーテル類が好
ましく用いられる。アセトニトリルやCH、OCH2C
H20CH,(グライム)を溶媒として用いた場合には
反応が遅いが又は全く反応しないが、18−クラウンエ
ーテル−6のような大環状ポリエーテル化合物を少量用
いることにより円滑に反応せしめ得る。アセトニトリル
やグライムは、その沸点が低い為、反応終了時に目的生
成物と容易に黒部分離出来る点で右利である。
ルイス酸開始剤の場合には、特に溶媒を必餠としないが
へキサフルオロプロピレンの二量体もしくは三量体が溶
媒として用いられ得る。
反応温度は開始剤の種類や溶媒により変化しうるが通常
−80、100°Cの温度が用いられ、好ましくは一3
0〜50℃の反応温度が採用されうる。
反応生成物は、通常の方法で回収することが出来る。例
えば、固体生成物は水洗して溶媒及び開始剤残渣を除い
た後口過することにより、又揮発性生成物は精溜分離す
ることにより回収で鰺る。
反応生成物は前述したようにA(CH2CF2CF、0
)ncH2cF2cOF なる構造を有しており、末端
の7シルフルオライドは周知のように反応活性が高く、
それ自身化学的に価値あるものであるが、用途によって
は不活性なものが要求される。
例えば、上記アシルフルオライド化合物は、五フッ化ア
ンチモン(SbF5) を触It用い、ヘキサフルオロ
プロピレンの二量体もしくは三量体中で室温以上に加熱
することにより、式: %式% で示される化合物に変換出来る。このように末端を化学
的に不活性に変換したポリエーテルは1.に述のような
要求に適応出来るものである。
本発明の新規含フツ素ポリエーテルは、その主鎖は熱的
にも化学的にも非常に安定で、従来のフッ素系樹脂やパ
ーフルオロポリエーテルと同等の用途が期待出来る。
たとえば150℃でフッ素ガスで処理しても安定であり
、又濃アルカリ、濃硫酸中で100°Cに1週間加熱し
ても変化が見られない。これら化合物はその性状に応じ
種々の用途に応用することができるが、例えば末端アシ
ルフルオライド基を有する化合物は、含フツ素化合物を
合成するための中間体として、末端カルボキシル基に変
換したものは含フツ素界面活性剤等として、末端安定化
したポリエーテルは、耐熱性、耐薬品性のオイルとして
熱媒体、油滑剤、可塑材、各種改質相等に、さらに高分
子量化合物は、各種の成形材料として使用することが出
来る。
次に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
実施例1 200m (lのローターフロー付ガラス管に、よく乾
燥したジグライム50mjJ、フッ化セシム0゜15g
および2,2.3.3−テトラフルオロオキセタン50
gを仕込み、攪拌下、室温に15時間保った。反応混合
物を水100100Oに入れ、析出した固型物をガラス
フィルターで分離し、メタノールで洗浄した後、真空乾
燥を行なって、白色粉末45gを得た。融点: 78℃
。分解温度: 316℃。
元素分析: I4F 測定値(%) 27.6 1.51 58.0計算値(
%) 27.7 1.55 58.4NMR: δ(p
pm)=、 4 、62 (CH2)(内部標準:TM
S)。
δ(ppm)= −7、2(−C旦、0−)。
−41,4(CH2CF2)(外部標準:TFA)(標
準より低磁場側を十とする。)。
IRチャートを第1図に示す。
これらの結果より、生成物は、(CI−12−c r”
 2−CF2−0) の骨格を有するポリマーであると
確認で柊だ。平均分子量はGPCより1.5X104で
あることが判明した。
実施例2 ドライアイスコンデンサーおよび滴下ロートを連結した
1!のフラスコを充分に乾燥窒素ガスで置換し、乾燥ジ
グライム200輸りおよび7・ン化セシウム4.2gを
仕込み、水浴中で攪拌下、パーフルオロ−2−プロポキ
シプロピオン酸フルオライド166gを加え、30分間
保った。2,2゜3.3−テトラフルオロオキセタン6
5(Igを5時間にわたり滴下した。滴下終了後、水浴
を25℃水浴に取I)かえ、15時間保った。均一にな
った液を、減圧蒸留し、液状物725s(6t)〜20
0°C/1m+nHg)を得た。
これは、GC/MS、NMRおよびIR分析の結果、 C3F70CFCF20(CIl□CF2CF20)p
 Cll2CF2COFCF3 (])は、1〜10の整数) の混合物であると判明した。
実施例3 ドライアイスコンデンサーおよび滴下ロートを連結した
300+ojijのフラスコを充分に乾燥窒素ガスで置
換し、乾燥ジグライム50Jおよびフッ化セシウム0.
211を仕込み、水浴中で攪拌下、2.2.3−)リフ
ルオロプロピオン酸70リド26.0gを加え30分間
保った。2,2.3.3−テトラフルオロオキセタン1
30gを3時間にわたり滴下した。滴下終了後、水浴を
水浴に取りかえ、12時間保った。メタノール30gを
滴下し、30分間保った後、反応混合物を水2乏に入れ
、十分に攪拌し、分液ロートで下層液を分離した(収量
15011)。
これは、分析の結果、 F(CI−12cF2CF20)QCH2CF2COO
CH。
(qはθ〜9の整数) の混合物であると判明した。
実施例4 六フッ化プロピレングイマー[(C1・3)2CFCF
=CFCF33 o重量部と(CF3)2C=CFCF
2Clコ、゛10重蜀部との混合物)150Hおよび五
フッ化アンチモン0.3gを仕込み、攪拌下、2.2.
3.3−テトラフルオロオキセタン65.をゆっくりと
滴下し、−50〜0°Cで5時間保った。減圧して低沸
留分を除去し、ワックス状生成物50Bを得だ。融点5
2℃。
これは、分析の結果、(CI−12CI” 、CF 2
0 ) J+V/遣をもつことが判明した。
実施例5 500和りのガラスフラスコによく乾燥したジグライム
100Ioflおよびフッ化カリウム]、t、+ 3を
仕込み、攪拌下、水浴中で2.2,3.3−テトラフル
オロオキセタン130gfi:ゆっくりと滴下し、15
時間保った。実施例1と同様の後処理を行なって、ポリ
マー120gを得た。
これは、分析の結果、(CH2CF2CF20)構造を
もつことが判明した。平均分子量は、GPCより1.0
xlO’であった。
実施例6 乾燥ジグライム50m、9およびヨウ化カリウム158
を仕込み、攪拌下2,2,3.3−テトラフルオロオキ
セタン32.58をゆっ、くっと滴下し、24時間保っ
た。メタノール10gを滴下し、30分間保った後、水
でよく洗浄し油状生成物30Bを得た。
これは、分析の結果、 1(CH2CF、CF20)rCH2CF2COOCH
3(rは0〜5の整数) の混合物であると判明した。
実施例7 ドライアイスコンデンサーを連結した200m1フラス
コにトリグライム50m1.2,2,3.3−テトラフ
ルオロオキセタン100gおよびトリメチルアミン0.
38を加え、水浴中で攪拌した。20時間後、得られた
ワックス状生成物を水洗し、エバポレーターで乾燥して
ワックス状ポリマー836を得た。融点60°C6 生成物は、IR分析およびN M R分析のによリーC
H2CF2CF20−の骨格を有するポリマーと確認で
きた。
実施例8 ドライアイスコンデンサーおよび滴゛1:口−1・を連
結した100m17ラスコに、乾燥ジグライム:(01
11およびフッ化セシウム1.2gを仕込み、−3tl
 ’Cに冷却した浴中で、攪拌した。次いで、パーフル
オロプロピオン酸フルオリド108をガス状で仕込み、
終了後、30分間そのまま保った後、浴温を0℃に上げ
、2,2,3.3−テトラフルオロオキセタン50gを
20時間にわたって滴下した。滴下終了後、浴温を徐々
に20℃に」二げ、更に5 uy fill攪拌を続け
た後、メタノール50ビ中に入れ、攪拌し、更に大量の
水で洗浄した後、オイル状生成物47gを得た。
NMR,IRおよびGC−MSにより分析した結果、生
成物は、 cF、CF2CF、0(C112CF2CF20)nc
Il、cF2cOOcl13(口は、1〜8の整数。) の混合物であることが分かった。
実施例9 ドライアイスコンデンサーおよび滴下ロートを連結した
30m17ラスコに、乾燥ジグライム10m1.7フ化
セシウム1.28および2,2.3−トリフルオロプロ
ピオン酸フルオリド2.0gを加え、水浴中で1時間攪
拌した。次いで、攪拌下2,2.3.3−テトラフルオ
ロオキセタン10.0gを3時間にわたって滴下した。
滴下終了後、更に15時間攪拌を続けた。次いで、水浴
を水浴に取り替え、ヘキサフルオロプロピレンオキシド
を10ml/分の流fjLで系内に2時間吹き込んだ後
、更に5時間反応を続けた。反応液をメク/−ルで処理
して、水洗し、オイル状物18.0gを得た。
分析により、生成物は、 F(CHCF2CF20)m(CHCF20)ncFc
OOc)13(粕は、2〜9の整数、nは、0〜3の整
数。)の混合物であることが分かった。
実施例10 パーフルオロプロピオン酸フルオリドの代わりにパーフ
ルオロアセトン10gを使用し、2,2.:1.:1−
テトラフルオロオキセクン50gと反応させる以外は、
実施例8と同様の手−順を繰り返し、オイル状生成物5
3gを得た。
分析の結果、生成物は、 (CF3)2cFo(C112CF2CF20)nc1
1□61;2ε0OC11゜(I+は、1〜8の整数。
) の混合物であることが分かった。
実施例11 実施例2で得た C3F、0CFCF20(C112CF2CF20)p
clI、CF、COFCF、1 50.0.を、ヘキサフルオロプロピレングイマー10
m1および五7フ化アンチモン1.2gの混合物中に仕
込み、50°Cで1時間加熱した。反応中、−(相部を
赤外分析すると、−酸化炭素が多;λに検出された。反
応液をIR分析すると、−c Oi:”の特異吸収であ
る1890cm−1の吸収が全く無くなっていることが
、確認された。塩酸洗浄、アルカリ洗浄および水洗を行
なった後、乾燥し、減圧蒸留して、液状物43,8.を
1!lた。沸点1.00−200°c/ 1 mm l
−I B。
これは、分析の結果、 C,F、0CFCF20(C112CFlcF20)p
clI2CF3CF。
(pは、1〜10の整数。) であることが、判明した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1で得たポリマーのIRチャートであ
る。 特許出願人 ダイキン工業株式会社 代 埋 人 弁理士 青 山 葆 外2名第1図 5000 4000 3000 2000 1800 
1600手続補正書(峠) 昭和59年4J−J]6日 特許庁長官 殿 遼 1゜事件の表示 昭和58 年特許願第 251069 号2発明の名称 新規含フツ素ポリエーテルおよびその製法3補正をする
者 事件との関係 特許出願人 1を所 大IHT大IHilHIill1丁1.112
iG39+j pilxtaaし名称 (285) ダ
イキン工業株式会社代表者 出 1) 稔 4、代理人 7、補正の内容 明細書中火の箇所を補正、します。 1、特許請求の範囲の欄 別紙の通り。 ■0発明の詳細な説明の欄 (1)第5頁第6行、 r CF。 (Rr’0CFCF、O)p I Jとあるを、r C
F。 Rf’0(CFCF、0)pす1 」と訂正。 (2)第8頁第17行、「→」とあるを、「#」と訂正
。 (3)第12頁第3行、「フローイ」き」とあるを、「
フローバルブイマ1さ」と訂正。 (4)第12頁第4行、「セシム」とあるを、「セシウ
ム」と訂正。 (5)第12頁第14行、[56,4Jとあるを、「5
8.0」と訂正。 (6)第12頁第17〜18行、17.2(−CF20
−)、41.4(CH2CF2)Jとあるを、「−7,
2(−CF、O−)、−41,4(CI−1,CLL2
月と訂正。 (7)第12真下から第3行、rTFA)Jの次ぎに、
「(標準より低磁場側を+とする。)」を挿入。 (8)第20頁第5〜16行、「実施例12・・・・・
・・・分かった。」とあるを削除。 以」二 (別 紙) 特許請求の範囲 1、式’、 ’ (CI(2CF 2CF 20 ) 
n[式中、夏1は2〜200の数を表わす。]で示され
るくり返し単位から成る含フツ素ポリエーテル。 2、開始剤の存在下に2.2,3.3 −テトラフルオ
ロオキセタンを開環重合させ 式: (CH2CF 、CF20 ) n1式中−1は
2〜200の数を表わす。1で示さjするくり返し単位
から成る化合物を得ることを特徴とする含7ン素ポリエ
ーテルの製法。 3、アブロチインク溶媒中、ハロゲン化アルカリ金属を
開始剤として重合を行う特許請求の範囲第2項記載の方
法。 4.7プロテインク溶媒中、アルカリ金属7ノ化物と反
応してアルコキシアニオンを生し得るアシルフルオライ
ド化合物およびアルカリ金属7フ化物の存在下で重合を
行う特許請求の範囲第2項記載の方法。 5、アブロティツク溶媒が、 式: CH、O(CH2CH20)n Cl−13[式
中、11は2〜4の整数を表わす。1で示されるポリエ
チレングリコールジメチルエーテルである特許請求の範
囲第3項または第4項記載の方法。 6、アブロティツク溶媒中、大環状ポリエーテルを反応
促進剤として用いて重合を行う特許請求の範囲第3項ま
たは第4項記載の方法。 7、アブロティツク溶媒が、アセトニトリルもしくは 式:CH30(CI(2C’H20) le CI−1
3[式中、【0は1〜4の数を表わす。1で示されるポ
リエチレングリコールツメチルエーテルである特許請求
の範囲第6項記載の方法。 8、五フフ化アンチモン(SbF5)を特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の方法。 9、ヘキサフルオロプロピレンの二量体もしくは二量体
を溶媒として用いる特許請求の範囲第8項記載の方法。 手続補正書(峠) 昭和59年9月1o日 昭和58年特許願第 251069 号2発明の名称 新規含7ン累ポリエーテルおよびその製法3補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪府大阪市IL区拘1吋丁[112番39号新
阪急ビル名称 (285) グイ・トノ工業株式会社代
表者 山 1) 稔 4代理人 7、補正の内容 明細占の発明の詳細な説明の細巾、次の箇所を補正しま
ず。 (1)第11頁第8〜9行、「150・ ・・パCあり
、又」とあるを削除する。 以 1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式: (CH2CF 2 CF20 ) ++E式
    中、nは2〜200の数を表わす。1で示されるくり返
    し単位から成る含フツ素ポリエーテル。 2、開始剤の存在下に2.2,3.3 −テトラフルオ
    ロオキセタンを開環重合させ 式: (CH2CF 2 CF 20 ) n[式中1
    1は2〜200の数を表わす61で示されるくり返し単
    位から成る化合物をIIることを特徴とする含フツ素ポ
    リエーテルの製法。 3、アブロティツク溶媒中、ハロゲン化アルカリ金属を
    開始剤として重合を行う特許請求の範囲第2項記載の方
    法。 4、アブロティツク溶媒中、アルカリ金属フッ化物と反
    応してアルフキシアニオンを生じ得るアシルフルオライ
    ド化合物およびアルカリ金属フッ化物の存在下で重合を
    行う特許請求の範囲第2項記載の方法。 5、アブロティツク溶媒が、 式: CH30(CH2CH20) n CI(3E式
    中、−11は2〜4の整数を表わす。]で示されるポリ
    エチレングリフールツメチルエーテルである特許請求の
    範囲第3項または第4項記載の方法。 6、アブロティツク溶媒中、大環状ポリエーテルを反応
    促進剤として用いて重合を行う特許請求の範囲第3項ま
    たは第4項記載の方法。 7、アブロティツク溶媒が、アセトニトリルもしくは 式: C)(30(CH2Cl(20)In Cl−1
    z1式中、Inは1〜4の数を表わす。1で示されるポ
    リエチレングリコールツメチルエーテルである特許請求
    の範囲第6項記載の方法。 8、五フフ化アンチモン(Sl+F、)を特徴とする特
    許請求の範囲第2項記載の方法。 9、ヘキサフルオロプロピレンの二it体l<は三量体
    を溶媒として用いる特許請求の範囲第8項記載の方法。
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