JPS6052746B2 - 弗素エラストマ−のゲル化剤およびその製造法 - Google Patents

弗素エラストマ−のゲル化剤およびその製造法

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JPS6052746B2
JPS6052746B2 JP55070256A JP7025680A JPS6052746B2 JP S6052746 B2 JPS6052746 B2 JP S6052746B2 JP 55070256 A JP55070256 A JP 55070256A JP 7025680 A JP7025680 A JP 7025680A JP S6052746 B2 JPS6052746 B2 JP S6052746B2
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fluoroelastomers
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
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    • C07D251/34Cyanuric or isocyanuric esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F26/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F26/06Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
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    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/22Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規で且つ極めて有効な弗素エラストマー
用のゲル化剤およびその製造法に関するものである。
これら新規のゲル化剤を用いてつくられたゲル化弗素エ
ラストマーおよびかかるゲル化弗素エラストマーとゲル
化されていない弗素エラストマーとのブレンドは改善さ
れた加工特性を有し、これは特に非ゲル化弗素エラスト
マーにくらべて改善されているばかりではなく、非ゲル
化弗素エラストマーと本発明の新規ゲル化剤以外のゲル
化剤でゲル化された弗素エラストマーとのブレンドにく
らべてさえも改善されている。殊に本発明のゲル化剤は
、極めて高水準例えば約90%のゲル化(即ち架橋)を
、ゲル化剤使用量の非常に低水準、0.5重量%以下で
達成する。これらゲル化剤を用いてつくつた弗素エラス
トマーブレンドは改善された押出しおよびミリング性能
をあられす。背景技術 米国特許第4115481号(1978年9月19日
、FinlayおよびOmuraは、ブロモトリフルオ
ロエチレンを或る種弗素エラストマーのゲル化剤として
用いること、および非ゲル化弗素エラストマーとブロモ
トリフルオロエチレンでゲル化した弗素エラストマーと
から成るパーオキサイドで硬化しうる弗素エラストマー
ブレンドを開示している。
そのようなブレンドは改善されたミリングおよび押出し
特性を与えると説明されている。しかし、該米国特許に
よるブロモトリフルオロエチレンでゲル化した弗素エラ
ストマーは、3重量%に及ぶゲル化剤を用いてさえも約
50〜65%のゲル含有量しか示さない。その上、該米
国特許によるブレンドは、それ以前の弗素エラストマー
組成物にくらべて、ラバーミルおよび押出機における加
工性が改善されているけれども、本発明によるブレンド
はそれよりも更に改善された加工性をあられす。 米国
特許第3851018号(1974年11月26日、K
elly)は、式i? v \ヤ●4VV晶 −
ν具2(式中nは2〜24の整数)のパーフルオロジビ
ニルエーテルを或る種弗素エラストマーのゲル化剤とし
て使用することを開示し、また非ゲル化弗素エラストマ
ーとパーフルオロジビニルエーテルでゲル化した弗素エ
ラストマーとのブレンドを開示している。
そのようなブレンドは改善されたミリングおよび押出し
特性を示すことが記載されている。前記Fintayお
よび0n1L1r′aの米国特許によるゲル化における
如く、Kellyの米国特許に例示されているゲル化弗
素エラストマーは、ゲル化剤の2踵量%に及ぶ使用量に
おいてさえも約50%のゲル含有量しか示さず、またK
ellyによるブレンドはそれ以前の弗素エラストマー
組成物にくらべて改善された加工性を示すとはいえ、本
発明のブレンドはそれよりも更に改善された加工特性を
あられす。更にまた、Kellyは100%までのゲル
含有量を有する弗素エラストマーが有用であろうことを
記載しているけれども、そのような弗素エラストマーの
実施例は一つもなく、そして仮にKellyのゲル化剤
が100%ゲル化した弗素エラストマーを生成し得ると
しても、それは過剰量のゲル化剤を使用したときにのみ
可能であろう。発明の開示 本発明は、新規で極めて有効な弗素エラストマー用のゲ
ル化剤であるヘキサフルオロトリアリルイソシアヌレー
ト、即ち1,3,5−トリスー(3,3−ジフルオロー
2−プロペニル)−s−トリアジンー2,4,6−(1
H,3H,5H)一トリオン(以下HFTAICと略記
)、jおよびその製造法に関する。
本発明によれば、また、HFTAICでゲル化した弗素
エラストマー、非ゲル化弗素エラストマーとHFTAI
Cでゲル化した弗素エラストマーとの硬化可能なブレン
ド、8TAICを用いるゲル化剤弗素エラストマーの製
造法、IfTAICでゲル化した弗素エラストマーを用
いる硬化可能な弗素エラストマーブレンドの製造法、お
よびかかるブレンドからつくられた加硫物品が提供され
る。ここでHFTAICでゲル化した弗素エラストマー
とは、部分的にゲル化した弗素エラストマーならびに実
質的に完全にゲル化した弗素エラストマーを意味するも
のと理解されるべきである。後述する如く、ゲル化した
弗素エラストマーにおける少くとも50%のゲル含有量
は、本発明により可能となつた重要な改善を実現するた
めに一般的に要求される。本発明の好ましい新規ゲル化
剤である IFTAICは次の式に要約される4段階合成により製
造される(式中のDMAcはジメチルアセトアミドを表
わす)上記式(1)に示されるジプロモジフルオロプロ
パンの製造に関する詳細は、JACS,9!,4981
(1975)のBlOmqulstおよびLOngOn
e論文中に見出すことができる。
上記製造工程の別法は、クロロブ七モシフルオカメタン
から出発し、段階(2)の生成物がクロル化(ブロム化
ではなく)されており、そして段階(4)における触媒
がLiBr/DMAcであることを除いては、実質的に
同じ段階に従つて進行する。
更に段階(3)および(4)の別法は、イソシアネート
の環化である:HFTAICの更に好ましい2段階合成
は、J.P.Erdmanによる米国特許出願番号第4
2947号に開示されており、これは次の式に要約され
る:別法として、シアヌール酸()をナトリウム塩に転
挨し、状い(゛こTLヶ所望のHFTAICに転換する
:上記式(5’)の反応において塩基の使用を省くこと
ができるが、これは一般に相当の収量損失を伴なうこと
に留意すべきである。
上述した如くHFTAICは極めて有効な弗素エラスト
マー用ゲル化剤である。
HFTAICで有効にゲル化しうる弗素エラストマーは
、弗化ビニリデン単位、少くとも1種の弗素含有オレフ
ィン単位および所望によりパーフルオロアルキルパーフ
ルオロビニルエーテル、ブロモトリフルオロエチレンお
よびブロモテトラフルオロブテンからえらばれる1種ま
たはそれ以上の単位、より本質的に成る共重合された単
位を含む共重合体、ならびに次の共重合体即ちテトラフ
ルオロエチレン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル
)及び下記(a)〜(e)からえらばれる第三のモノマ
ーニCa) パーフルオロ(4−シアノブチルビニルエ
ーテル)、(b)パーフルオロ(4−カルボメトキシブ
チルビニルエーテル)、(c) パーフルオロ(2−フ
ェノキシプロピルビニルエーテル)、(d)パーフルオ
ロ(3−フェノキシプロピルビニルエーテル)、(e)
パーフルオロ(8−シアノー5−メチルー3,6ージ
オキサー1−オクテン)、から本質的に成る共重合され
た単位を有する共重合体を包含する。
本発明の新規ゲル化剤はまた上記共重合された単位に加
えてブロモトリフルオロエチレンまたはパーフルオロジ
ビニルエーテルを含む弗素エラストマーの如き部分的に
ゲル化した弗素エラストマーを更にゲル化するのに使用
することができる。HFTAICで有効にゲル化しうる
好ましい弗素エラストマーは、任意の下記組合せから誘
導される共重合単位を有する共重合体を包含する:(a
)弗化ビニリデン、およびヘキサフルオロプロピレンも
しくは、ペンタフルオロプロピレン、(b)弗化ビニリ
デン、テトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプ
ロピレンもしくはペンタフルオロプロピレン、(c)弗
化ビニリデン、パーフルオロアルキルパーフルオロビニ
ルエーテル、およびヘキサフルオ口プロピレン、ペンタ
フルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンの少
くとも1種、(d)弗化ビニリデン、パーフルオロアル
キルパーフルオロビニルエーテル、ブロモテトラフルオ
ロブテン、およびヘキサフルオロプロピレン、ペンタフ
ルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンの少く
とも1種、(e)弗化ビニリデン、ブロモテトラフルオ
ロブテン、およびテトラフルオロエチレンおよびヘキサ
フルオロプロピレンの少くとも1種。
適当な重合体は、例えば弗化ビニリデン単位約30〜7
喧量%とヘキサフルオロプロピレン単位約70〜30重
量%とより成ることができる(例えば米国特許第305
1677号、1962年8月28日、RexfOrd、
参照)。
別の適当な重合体は、弗化ビニリデン単位約25〜70
%重量%、ヘキサフルオロプロピレン単位約19〜(1
)重量%およびテトラフルオロエチレン単位約3〜35
重量%より成ることができる(例えば米国特許第296
864吋、1961年1月17日、PailthOrp
およびSchrOederl参照)。別の適当な重合体
は、テトラフルオロエチレン単位約4〜1.5重量%、
弗化ビニリデン単位約48〜65重量%、ヘキサフルオ
ロプロピレン単位約8〜23重量%およびアルキル基が
炭素原子1〜5個を含むパーフルオロアルキルパーフル
オロビニルエーテル単位約17〜3呼量%より成ること
ができる(例えば英国特許第1496084号、197
7年12月2田、参照)。別の適当な重合体は、弗化ビ
ニリデン単位約10〜85モル%、上記パーフルオロア
ルキルパーフルオロビニルエーテル単位約2〜50モル
%、および次記単位即ちヘキサフルオロプロピレン単位
およびテトラフルオロエチレン単位の1種またはそれ以
上の成分の約3〜80モル%より成ることができる(例
えば米国特許第3235537号、1966年2月15
日、AlbinおよびGallagtlerl参照)。
また.別の適当な重合体は、直ぐ上に記載した重合体中
へブロモトリフルオロエチレン単位またはブロモテトラ
フルオロブテン単位の3モル%までを合体させた重合体
であることができる(例えば米国特許第4035565
号、1977年7月12日、(ApOUlekerお−
よびKrusicl参照)。更にまた、適当な重合体は
、テトラフルオロエチレン約関〜79.8モル%、パー
フルオロ(メチルビニルエーテル)約20〜45モル%
及びパーフルオロ(2−フェノキシプロピルビニルエー
テル)0.2〜2モル%から成ることができる(例えば
米国特許第3467638号、1969年9月16日、
(PattisOnl参照)。
本発明によるHFTAICでゲル化された弗素エラスト
マーは、ゲル含有量が50%以上、好ましくは80〜9
5%、最も好ましく85〜90%になるように製造され
る。
ゲル含有量は次のようにして決定することができる:メ
チルエチルケトン中知られた・濃度(重合体約1重量%
)の溶液一分散液を閉じた遠心分離管中に入れ、約17
000r′Pm(RCF348OO×G)で半時間遠心
分離する。上澄液中の重合体濃度を、知られた容積の乾
燥度まで蒸発させることによつて測定する。全重合体の
濃度と可溶部分中の重合体濃度との差からゲル重合体の
量を算出する。また、メチルエチルケトン以外の溶剤、
例えば2,2,3−トリクロローヘプタフルオロブタン
旬部(容量)、パーフルオロー2−ブチルテトラヒドロ
フラン印部及びジグリコールメチルエーテル3部より成
る混合溶剤を用いることもできる。
50%以上のゲル含有量は一般に弗素エラストマー中へ
0.05〜3.睡量%のHFTAICを混入させること
によつて達成される。
実質的に90%以上のゲル含有量を有する弗素エラスト
マーを望む場合は、上記範囲の上限の量のHFTAIC
を用いることができる。実質的なゲル含有量即ち50%
乃至それより少しの含量を有する弗素エラストマーは一
般に0.05重量%の如き少量のHFTAICによつて
達成できる。もつと少量のHFTAICを用いることも
できるけれども、それによつてつくられたブレンドの加
工特性は非架橋弗素エラストマーにらべて加工特性の有
意の利点をあられさないようである。所望のゲル含有量
に依存して、HFTAICの好ましい最小量は約0.2
5重量%である。経済性および加硫物性能の許容しうる
犠性度に依存してHF′TAICの好ましい最大量は約
0.5重量%である。加工特性、費用および加硫物性能
の間の最良の均衡を得るため、HFTAICの最も好ま
しい範囲は0.35〜0.45重量%である。本発明の
ゲル化された弗素エラストマーを製造するに当り、モノ
マー成分の反応混合物は遊離基開始剤を含有し、そして
共重合体生成反応は遊離基エマルジョン重合反応として
行なわれることが好ましい。
そのような反応で用いられる最も有用な遊離基開始剤の
うちには、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過
硫酸カリウム、またはこれらの化合物の2種またはそれ
以上の混合物がある。その他の水溶性無機過酸化物、例
えばナトリウム、カリウムおよびアンモニウムの過燐酸
塩、過硼酸塩および過炭酸塩もまた有用である。開始剤
は、還元剤例えばナトリウム、カリウムもしくはアンモ
ニウムの亜硫酸塩、重亜硫酸塩、メタ重亜硫酸塩、ハイ
ポ亜硫酸塩または亜燐酸塩と組合わせ、或いは第一鉄塩
もしくは第一銅塩、その他容易に酸化される金属化合物
と組合わせて使用することができる。公知の有機遊離基
開始剤を用いることができ、これらは好ましくはナトリ
ウムラウリルサルフェートもしくはアンモニウムパーフ
ルオロオクタノエートの如き適当な界面活性剤と組合わ
せて用いられる。界面活性剤は弗素重合体の製造におい
て有用であることが知られているものの中からえらぶこ
とができる。エマルジョンの重合反応過程において適当
な公知の連鎖移動剤を存在させることもできるが、これ
は多くの場合好ましくない。好ましいエマルジョン重合
反応が完結した後、得られた重合体ラテックスから公知
法によつて共重合体を単離することができる。
例えば電解質を加えるかまたは凍結によつて凝固させ、
次いで遠心分離またはろ過を行ない、そして共重合体を
乾燥する。共重合体の製造過程において、反応混合物を
、好ましくは不活性ガスで掃気された反応器中で約50
〜130℃に加圧下例えば約7〜140k9/Crll
好ましくは約35〜105kg/Cliの加圧下に加熱
する。
或る最も有用な操作方法においては、重合は連続方法で
行なわれ、そして反応混合物の反応器中における平均滞
留時間は、或る場合には約5〜3紛であり、また或る場
合には2もしくは3時間までの時間である。滞留時間は
反応器の容積を1時間当りに生成されるラテックスの容
積で割ることによつて計算できる。テトラフルオロエチ
レン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)共重合体
をつくるには、好ましくは重合は回分式で行なわれる。
本発明による弗素エラストマーブレンドは、8TAIC
でゲル化された弗素エラストマーのラテックスを非架橋
弗素エラストマーのラテックスを混合し、ラテックス混
合物からブレンドされた弗素エラストマーを分離するこ
とによつてつくることができる。
弗素エラストマーブレンドのゲル含有量は10〜90%
であることができ、好ましくは10〜75%、更に好ま
しくは25〜75%、そして最も好ましくは30〜55
%であろう。過酸化物でキユアしうる弗素エラストマー
ブレンド例えばTFE,VF2,HEPおよびBTFB
から誘導されたものにおいて、ゲル含有量は約50%で
あることが最も好ましい。その他の弗素エラストマーブ
レンドにおいては、ゲル含有量は約35%であることが
最も好ましい。ブレンドの所望のゲル含有量は、ブレン
ド中のゲル成分の量を調整するか、ブレンド中のゲル成
分中のゲルの量を調整するか、或いはこれらの組合せに
よつて、達成しうることを理解すべきである。ゲル化さ
れた弗素エラストマーにおけるモノマー組成は非架橋弗
素エラストマーにおけるモノマー組成と同一であつても
異なつていてもよい。ラテックス混合物それ自体も有用
な商業用製品と考えることができる。なぜなら、それは
使用者のプラントに送り出すことができ、そこで使用者
は各種の添加物とラテックスとを混合し、またはラテッ
クスを或る種の工程に付してコーティング組成物、押出
し製品、成型もしくは積層製品の如き最終製品へ変換す
ることができるからである。本発明の弗素エラストマー
ブレンドはまた、固体粒子の形態(例えば湿潤もしは乾
燥塊粉)にあ・る二種の異なる弗素エラストマーを高剪
断性混合装置(例えばバンベリー、押出機またはラバー
ミル)によつて混合するか、或いは有機液体中の分散液
の形態にある間にそれらを混合することによつて製造す
ることもできる。本発明の弗素エラストマーブレンドを
押出しまたは成型によつて成形構造物に形成する前に、
通常それらを各種の添加物と混合することが好ましく、
これら混合物には金属酸化物、架橋剤、不飽和共同剤、
促進剤、安定剤、顔料、孔質形成剤おノよび可塑剤が包
含される。
このような成分配合およびそれに続く加硫は、弗素エラ
ストマーに関する技術分野で一般に公知の方法および材
料によつて行なうことができ、これらの技法および材料
は米国特許第2968649号、第3051677号、
第3235537号、第3851018号、第4035
565号、第4115481号および米国特許第149
6084号中に開示されているものによつて代表される
。本発明の弗素エラストマーブレンドは優れた加工特性
、殊に押出しおよびミリング特性を有する。
このようなブレンドは押出し可能の弗素エラストマー組
成物にすることができる。押出しは弗素エラストマー加
工用に普通に用いられている型の押出機中で行なうこと
ができる。本発明の弗素エラストマーブレンドのミリン
グ作業性能は非架橋弗素エラストマーの作業性能にくら
べて顕著に改善されている。次に、本発明を実施例およ
び参考例によつて具体的に説明する。
参考例は本発明の各種特定の弗素エラストマーを同定し
、そしてそれらをつくる方法を説明する。更にいくつか
の参考例では本発明の弗素エラストマーブレンドの加工
特性と本発明の範囲外の同様の弗素エラストマーにおけ
る同じ特性とが比較されている。これら実施例および参
考例において、すべての部および%は断りのない限り重
量基準である。実施例1 式(1),(2)および(4)の工程によるHFTAl
Cの合成1000cT1の振盪ボンベにCF2Br24
OOml(900g、4.29モル)およびベンゾイル
パーオキサイド4fI(イ).02モル)を入れる。
ボンベを閉じ−6(代)で減圧する。次いでエチレン試
料40y(1.43モル)を導入し、ボンベを80℃に
4時間加熱する。この時間の終りにボンベを室温に冷却
し、そして大気圧.へとガス抜きをする。このようにし
て合計5回の作業を行ない、過剰のCF2Br2を除い
た後得られた全生成物を旋回バンドカラム中で分留する
と12.509のCH2BrCH2CF2Brl沸点1
20℃、n芭0=1.4450..d=2.035λが
得られた。これは転化率;35%に基つき79%収率を
あられす。攪拌器、温度計、N2導入口、ドライアイス
/アセトンの2個のトラップに接続するコンデンサーお
よび漏斗を備えた1eのフラスコに、NaOH22Oy
(5.5モル)、H2Ol5Oyおよび2〜3yf)A
]IqUat336(トリオクチルメチルアンモニウム
クロライド、GeneralMillsChemica
ls,Inc.,MinneapOlls,Minn.
より入手可能)を入れる。
この溶液を90℃に加温し、反応器およびトラップを通
じてN2を流しながら、1,1−ジフルオロー1,3ー
ジブロモプロパン500y(2.10モル)を滴々添加
する。トラップ中の物質を分留すると、178y(7)
CH2=CHCF2Brl沸点40℃、n芭0=1.3
773、および65y(7)BrCF2CH2CH2B
rを与える。収率:62%、転化率:87%。400c
7jのステンレススチール振盪ボンベにトリナトリウム
シアヌレート43g(0.22モル)およびDMAc2
5Oml中に溶かしたCH2=CHCF2Brl2O9
a(0.76モル)をれる。
ボンベを閉じ−75℃で減圧する。内容物を60℃に加
熱する。この温度に6時間保つ。ボンベを室温に冷却し
て大気圧へガス抜きをする。この作業を合計7回行なつ
て粗生成物約500yを得、これを分留すると295y
の1+′TAICl沸点135すC/1.h1己0=1
.4557、が得られた。分析: Cl2鴇F6N3O3に対する計算値、C:40.3%
、H:2.5%、F:31.9%、N:11.8%測定
値、C:40.8%、H:2.5%、F:32.0%、
N:11.8%実施例2 式(5)の工程によるHFTAlCの合成水冷還流コン
デンサーを備えた攪拌フラスコ中のジメチルアセトアミ
ド550m1に酸化カルシウム64.4f(1.15モ
ル)、酸化マグネシウム40.3g(1.0モル)およ
びシアヌール酸45f(0.35モル)を加える。
次いでこの不均質混合物へ、ジプロモジフルオロプロパ
ンの添加すべき全量253.5y(1.066モル)の
うち114量(63.4f)を加える。半時間で温度を
9CfCに上げる。発熱反応が進行するにつれて熱を除
去したが、温度が約125℃に上昇するのに任せ、そし
てジプロモジフルオロプロパンの残部量を約3紛間に、
温度を約130℃に保つ速度で加える。反応混合物を攪
拌しつつ更に6時間約130℃に保ち、一夜静置し、そ
して4N.HC1(計450m1)および水(計225
m1)を分割して用いて処理し固体が全部溶解し油が分
離するまでに至らしめる。油(118.5f)が得られ
、これを分析するとHFTAIC75.6%、DMAc
l2%であり、収率はシアヌール酸に基づき理論の71
.7%であつた。実施例3 式(5″)の工程によるHFTAICの合成実施例2と
大体同様の方法で、トリナトリウムシアヌレート19.
5f(〜0.10モル)と酸化カルシウム11.2f(
0.20モル)とをジメチルアセトアミド110m1中
でスラリにし、そしてジプロモジフルオロプロパン71
.1y(0.30モル)の半量を室温で加え残部を約8
0℃に加熱した後加えることによつて、これと反応させ
る。
更に110℃に加熱すると、短時間の発熱反応の結果温
度は10分間で150℃に上昇する。混合物を更に3時
間120℃において攪拌し、冷却し、そして4NHC1
200m1および1H20100m1で処理する。油(
29.0y)が分離し、これは分析によるとヘキサフル
オロトリアリルイソシアヌレート23yを含有しており
、収率は理論量の65%に相当する。参考例11HFT
AIC でゲル化した弗素エラストマーの製 造 本発明のキユアしうる弗素エラストマーを下記工程から
成る連続方法により製造した。
1 ガス状モノマーをステンレススチールの2e,オー
トクレーブに連続的に供給し、その間反応器の攪拌機を
885rpmで作動させて反応器内容物を完全に混合す
る。
反応器内容物を6.31Mpaの圧力下に105℃に加
熱して、下記(2)の操作過程で形成される反応混合物
が反応器中を通過す;るときエマルジョン重合反応を受
けるようにする。反応器の滞留時間は、約8f/時の水
流にづき約1紛である。使用したモノマーおよびそれぞ
れの供給速度は第1表記載の通りである。2上記1の操
作工程の各1時間の間に、水4e4過硫酸アンモニウム
6.8yおよび水酸化ナトリウム0.8yの溶液を第一
の計量ポンプを通じて連続的に反応器へ供給し、水4e
中亜硫酸ナトリウム2.0yの溶液を第二の計量ポンプ
を通じて連続的に反応器へ供給し、そしてt−ブチルア
ルコール28.5f中のヘキサフルオロトリアリルイソ
シアヌレート19yの溶液を第三の計量ポンプを通じて
連続的に反応器へ供給する。
3得られる共重合体ラテックスを、先ず反応器の所望圧
力6.31MPaを維持するようにセットされた背圧調
節バルブを通じ次いで密閉容器を通じることにより連続
的に反応器から抜き出し、この密閉容器から未反応モノ
マーをガスクロマトグラフへ導き、そこで流れの組成を
検定する。
各モノマーに対する排出ガス速度および各モノマーが重
合体中へ合体された量も第1表中に示されている。4最
初の4つの滞留時間中に得られたラテックスを廃棄した
後、固形分含量約19%の所望ラテックス量を集める。
5 このラテックスに徐々に硫酸アルミニウムカリウム
の4%水溶液を加えて重合体を凝固させ、共重合体粒子
を水で洗い、淵過により水を除き、そして得られた共重
合体を空気循環炉中約65℃で乾燥して含湿量1%以下
にする。
この重合体のゲル含有量は約97.0%と検定された。
参考例2 HF′TAICでゲル化した弗素エラストマーの製造ゲ
ル化されたTFE..VF2、HFPぉょび8TAIC
のターポリマーが上記参考例1に記載のようにして温度
105℃、圧力6.31MPa1ラテックス滞留時間1
紛で製造された。
モノマーは次記速度で反応器へ供給された:TFE:4
75ダ/時、VF2:860f/時、HFP:660f
/時、および1FTA1C:38.2y/時。またラテ
ックス中には、過硫酸アンモニウム0.51g/生成重
合体100y1亜硫酸ナトリウム0.I2y/生成重合
体100f1および水酸化ナトリウム0.06y/生成
重合体10fが存在する。モノマーの重合体への転換率
は65.9%であつた。乾燥した共重合体はTFE3O
.6重量・%、F253.l重量%、8P13.4重量
%および8TAIC2.鍾量%より成る。ゲル含有量は
98.0%であつた。参考例3 HF′TAICでゲル化した弗素エラストマーの製造本
発明のキユアしうる弗素エラストマーを、次の条件を除
いては参考例1の記載の方法に従つて製造した。
ガス状モノマーを下記第2表中に記載の速度で供給し、
液の供給(1時間当り)は、(1)水3e中過硫酸アン
モニウム5.83yおよび水酸化ナトリウム1.67y
1(2)水3e中亜硫酸ナトリウム0.72y1および
(3)容量50m1を得るのに充分なt−ブチルアルコ
ール中1+l′TAICl8.6ylより成る。この重
合体のゲル含有量は約96.6%と検定された。参考例
4 本発明のキユアしうる弗素エラストマーを、参考例3記
載の方法により、但しHFTAICの供給を全溶液25
m1中9.28yとして、製造した。
結果を第3表に示す。この重合体のゲル含有量は約92
.9%と検定された。
参考例58TAICでゲル化した弗素エラストマーの製
一造本発明のキユアしうる弗素エラストマーを、115
℃、6.31MPaに保つた2eの攪拌オートクレーブ
中で、反応器中のラテックス滞留時間2紛、遊離基開始
剤として過硫酸アンモニウムを生成重合体100y当り
0.3gの量で用い、連続式エマルジョン重合によつて
製造した。
その他に生成重合体100y当り、0.05yの水酸化
ナトリウムおよび0.05yのアンモニウムパーフルオ
ロオクタノエートも存在させた。モノマーは次の速度で
反応器へ供給した:テトラフルオロエチレン(TFE)
493y/h1弗化ビニリデン(VF2)913y/h
1ヘキサフルオロプロピレン(11FP)691y/H
l4l−ブロモー3,3,4,4−テトラフルオロブテ
ンー1(BTFB)26y/h1およびヘキサフルオカ
トリアリルイソシアヌレート(HFTAIC)7.33
y/HO全モノマーの重合体への転換率は87.6%で
あつた。ラテックスを硫酸アルミニウムカリウーム溶液
の添加により凝固させ、得られた塊状物を次いで数回洗
い、空気循環炉中約60′Cで乾燥した。乾燥重合体は
TFE25.踵量%、VF246.踵量%、HF′P2
5.6重量%、BTFBl.37重量%およびHF′T
AICO.3踵量%より成る。重合体は、エチル・メチ
ルケトン中の重合体希薄溶液の高速遠心分離に基づく方
法により検定された結果、ゲル含有量が89.1%であ
つた。参考例6 HF′TAICでゲル化した弗素エラストマーの製造本
発明のキユアしうる弗素エラストマーを、参考例5記載
の方法と同様の方法により、過硫酸アンモニウム0.3
f!/生成ポリマー100yの存在下に、1時間当りT
FE486f..VF29Oly,.HF′P682f
,.BTFB27.6fおよびHFTAICl.38f
のモノマー流量を用いて製造した。
反応器中の滞留時間20分、反応温度105℃であつた
。得られた生成物は、TFE25.4重量%、VF24
5.鍾量%、HFP26.5重量%、BTFBl.46
重量%およびHFTAICO.O73重量%を含有する
。ゲル含有量は錫%でムー[ヨ■■ ■ 参考例 78TAICでゲル化した弗素エラストマーの
製造過硫酸アンモニウム1y1亜硫酸ナトリウム0.2
y1水200m1、パーフルオロオクタン酸アンモニウ
ム塩1.0y1ピロ燐酸ナトリウム10水塩2.5y1
硫酸銅5%水溶液2滴、パーフルオロ(2一フェノキシ
プロピルビニル)エーテル2y及び8TAIC0.25
yを内容400ccのステンレススチール製振盪ボンベ
に仕込む、容器を冷却し3回真空減圧する。
次にTFE26y及びパーフルオロ(メチルビニル)エ
ーテル54qを導入する。混合物を50℃で8時間自己
発生圧条件下に反応させる。次いて容器を冷却し、ガス
抜きする。生成物を集め、水洗し、減圧下に70℃で乾
燥すると、ゲル67.6*の重合体35yが得られた。
可容部分はη,NhO.92*米を有する。組成(赤外
分析による):2ーパーフルオロ(2−フェノキシプロ
ピルビニル)エーテル1.2%、パーフルオロ(メチル
ビニル)エーテル40.4%。水 この検定に用いられ
た溶剤は下に記載中の混合溶剤である。
水*2,2,3−トリクロローヘプタフノレオロブタン
40部(容量)、パーフルオロー2−ブチルテトラヒド
ロフラン(1)部及びジグリコールメチルエーテル3部
より成る混合溶剤100m1中に0.2yの重合体(4
6%可溶)を溶かす。
参考例8 弗素エラストマーブレンドの製造と物性 参考例5の記載によつてつくられたゲル化弗素エラスト
マーを、同様にして1時間当りTFE6l5y..VF
2lll8y..HFP852yおよびBTFB39.
5yのモノマー流量でつくられた実質的にゲルを含まな
い共重合体とブレンドする。
ゲルを含まない重合体のラテックス中にはその他に過硫
酸アンモニウム0.39f/生成重合体100yおよび
水酸化ナトリウム0.099/生成重合体100gを含
んでいる。全モノマーのゲルを含まない重合体への転換
率は87%であつた。生成物の組成:TFE26.l重
量%、VF246.9重量%、8P25.2重量%およ
びBTFBl.7踵量%。ゲルを含まない重合体は対数
粘度数1.39、ムー[ヨ齡S度〔ML−10(12rC
)〕=80であつた。上記のゲル化した重合体試料64
0yをゾル(ゲルを含まない)重合体試料360gとミ
ル混合して、ゲル含有量関%の本発明によるブレンドと
する。
このブレンドを試料Aと名付ける。対照のゲル化弗素エ
ラストマーを参考例6記載の方法によつて製造する。
分離された重合体の組成は概略TFE25重量%、F2
45重量%、8P30重量%およびBT′FE(ブロモ
トリフルオロエチレン)0.8重量%であつた。この重
合体を60:40VF2/HF′P共重合体と、9:1
の割合でミルブレンドする。得られた対照ブレンドのゲ
ル含有量は58%であつた。ムー[ヨ齡S度〔ML−10
0(121℃)〕は〜90であつた。この得られたブレ
ンドは前記米国特許第4115481号(Finlay
および0mura)の記載と実質的に同じものである。
この対照ブレンドを試料Cと名付ける。対照例ゾル(非
ゲル化)重合体として、TFE25.睡量%、F245
.5重量%、HFP27.踵量%およびBTFBl.7
踵量%より成る重合体を、一般に上記した方法により、
温度105℃、滞留時間2紛、過硫酸アンモニウム0.
5q/生成重合体100fの存在下に製造した。
生成物はムー[ヨ齡S度〔,−100(12rC)〕=7
8であり、これを試料Dと名付ける。参考例および6に
詳記したように本発明のゲル化弗素エラストマー(即ち
試料AおよびB)と、上記した対照ブレンドおよび対照
ゾル重合体(即ち試料CおよびD)とを次記処方に従つ
て配合する:重合体 10
C)5カーボンブラック 3娼りサ
ージ(PbO) 3部Diak#
7(トリアリルイソシアヌレート) 2.5部Lu
percOl3OXL(45%の2,5−ジメチルー2
,5−ジーtーブチルパーオキシヘキセンー3、55%
の不活 性充填剤) 2.5部VPA
#2(米ふすま蝋) 2』部試料A,B,C
およびDを上記処方で配合し、318インチの規定ダイ
を備えた2インチのロール押出機を通じ次の条件下に押
出す:バレル60℃、ヘッドJモV℃、フィード46℃、
ダイ1000C(中央)、′スクリュー60℃、30r
′PmO結果を第4表に示す。
上記の処方による試料A,B,CおよびDを170℃で
3紛間キユアし、そして237Cで2肴間の後キユアを
行なつた。得られた加硫物の物性を1ASTM412お
よびD−395の方法によつて測定し、その結果を第5
表に記す。 ※これらの試料を参考例8
に記載の処方により配3C合する。70℃におけるイン
ストロン細管レオメーター押出しにより、次の比較結果
が得られた。
ド考例9弗素エラストマーブレンドの製造および物性第
6表に示す組成を有する3種の弗素エラストマーを上記
のようにして製造する。
3一曇り表面−1CPiに拡大して不規則性なし上記デ
ータは、同一の押出し速度において、試料Fの押出物の
径は試料Eまたは試料Gの押出物の径のいずれよりもダ
イの径に一層合致していることを示す。
同様の結果が120℃においても得られた。
その上、120′Cで押出しが行なわれた場合、試料F
の押物の表面は試料EまたはGのものにくらべて非常に
すぐれている。結果を第8表に示す。1一滑らかで輝い
た表面 2一裂傷表面 3−1皓拡大で粗表面 4一亀裂表面 更に、試料FおよびGを9.57mの規定ダイを備えた
2インチのロール押出し機を通じ約400q/分の速度
で押出した結果、次のダイ膨張が測定された:ブレンド
の場合1.90f/?、非架橋試料の場合3.46g/
TlOnO処方配合された試料E,FおよびGを実施例
11記載のようにキユアした。
キユア後の物性を実施例11記載のように測定した結果
は第9表に示す通り。参考例10 弗素エラストマーブレンドの製造および物性参考例2の
ゲル化弗素エラストマーを、ラバーミル上で、TF′E
25重量%、VF245重量%およびHF′P3O重量
%より成り全部ゾルであるTF′E/F2/8P共重合
体の同量と混合する。
このゲル−ゾルブレンドとゾル重合体とを次の処方(重
量部)によつて配合する。重合体 100 カーボンブラック 30酸化マグネシ
ウム 15N,N″−ジシンナミリテ
ンー1,6−ヘキサンージアミン
3各試料の物性を第1俵に示す。
570℃におけるインストロン細管レオメータ押出しは
次のデータを与えた。
120・Cで押出しJi各?i!Ii「おいて同様の結
果が改善された表面特性をもつて見られた。
米 押出し速度が早いので貯槽中の試料が使いつくされ
たため、押出し力は開始から僅か1紛後に測定された。
その他のデータは開始から4.紛後に読みとられた。
11@に拡大すると不規則性が見られる。
210倍に拡大して滑らかである。
表面評価:優秀 参考例11 弗素エラストマーブレンドの製造及び物性ゲル−ゾルの
ブレンドを参考例10と同様にして製造する。
ゲル製造のため次の条件が用いられた。反応温度(℃)
105−圧(MPa)
6.31滞留時間(分)
15NH4S208y/100y重合体 0.
36NaS03y/100q重合体 0.1
07Na0Hy/100y重合体 0.04
3JTFE(′/h) 475VF
2(9/h) 8608P(y/
h) 6601−[F′TAIC
(y/h) 19転化率(%)
92.6二生成物は、TFE2.52
重量%、VF245.鍾量%、HF′P28.4重量%
及び8TAIC1.0重量%を含有し、ゲル%=96%
である。
これを実施例13で用いたゾルの等量とミル混合する。
ゲル−ゾルのブレンド及びゾルの試料を参考例1w記載
の処方を用いて配合する。
物性を参考例10記載のようにして測定した結果を第協
表に示す。70℃におけるインストロン●レオメータ押
出しは次の比較結果を示した。
1 粗表面 21皓拡大して滑らか。
表面評価:優秀 3 引裂き、ぎざぎざの表面 41皓に拡大して初めて不規則性が見られる。
120℃において同様の結果が第15表に示すように得
られた。
1W倍に拡大して不規則性が見られる。
210@に拡大して滑らか。
表面評価:優秀参考例12弗素エラストマーブレンドの
製造及び物性ターポリマーを、参考例1に記載と同様に
して、温度115、C1圧6.31■)、ラテックス滞
留時間1紛で、製造した。
モノマーを次の速度で反応器に供給した:VF2l38
Oy/Hr,.HFPlO2Oy/Hr.,HFTAI
C5.l5y/HrOまたラテックスに、過硫酸アンモ
ニウム6.0y/Hrl水酸化ナトリウム0.8y/H
rl及び゜“んNyP′UR長鎖弗化界面活性剤7.0
y/Hrlを供給した。
モノマーからポリマーへの転化率は93.7−%であり
、乾燥コポリマーはVF26O.2重量%、HF′P3
9.鍾量%、及びHFTAICO.2踵量%より成る。
それはミクロゲル含有量が79.0%であり、ムーニー
粘度は■IlO=104(121%C)てあつた。この
ターポリマーをラバーミル上で次のように処方する。*
VF26鍾量%と8P4唾量%とのゾルコポリマーをベ
ンジルトリフェニルホスホニウムクロライド0.55部
及びビスフェノールAF′2.0部と配合する。
試料A−Dの物性を参考例10記載のようにして測定し
、結果を第1俵に示す。
試料A−Dをモンサント加工性試験器(細管レオメータ
の型)で押出す。
Garveyダイ(入角1800で、不規則形状の断面
を有し鋭い縁の押出物を形成させるダイ)を用いた。温
度は93℃及び132℃、ピストン速度は0.254c
m/分及び2.29儒/分を用いた。押出物を冷却後、
等しい長さに切断し、次いで相対的ダイ膨張(パルス効
果)を検定するため計量した。押出物の単位長さ当りの
重量が大きい程、その断面積が大きく従つて相対的ダイ
膨張は大きい。得られた結果を第1俵と第1俵、及び第
1図と第3図にまとめて示す。下記ダイ膨張データの或
るものは2回の試験の平均値である。ν
υ.Q−
Jυ上にまとめたデータは、すべての場合、
但し一つ(第1俵、ブレンド中のゲル成分の量25%、
ピストン速度0.254の楊合)を除いて、ブレンドは
ゾルポリマーよりも小さいダイ膨張をあられす製品を与
えることを示している。参考例13 弗素エラストマーブレンドの製造及び物性ターポリマー
を、参考例1記載のようにして、温度115℃、圧6.
31MPa1ラテックスの滞留時間1紛で、製造した。
モノマーを次の速度で反応器に供給する:VF2l38
Oy/Hr..HFPlO2Oy/Hr,,HFTAI
CO.3y/HrOまたラテックスへ過硫酸アンモニウ
ム.660f1/Hrl水酸化ナトリウム0.8g/H
rl及び゜“んNyV′UR長鎖弗化界面活性剤7.0
y/Hrを供給した。
乾燥したコポリマーはF26l.5重量%、HF′P3
.8鍾量%、及びHFTAICO.45重量%より成る
。それはミクロゲル含有量が90.8%であり、ム・−
ニー粘度児−10=116(121℃)であつた。この
ターポリマーをラバーミル上で次の通り処方する:*V
F26踵量%とI+SP4呼量%とのゾルコポリマーを
ペンシルトリフェニルホスホニウムクロライド0.55
部及びビスフェノールAF2.O部と配合する。
試料A−Dの物性を参考例w記載のようにして測定し、
その結果を第1咳に示す。
試料A−Dをモンサント加工性試験器中でGarvey
ダイを用い93℃及び137Cで、ピストン速度0.2
54cwi/分及び2.29c7n/分で押出した。
相対的ダイ膨張参考例1漉載のようにして検定した。得
られたデータは第2咳と第21表及び第2図と第4図に
まとめられている。ダイ膨張データの或るものは2回の
試験の平均値である。上にまとめたデータは、ブレンド
はゾルポリマーよりも小さいダイ膨張をあられす製品を
与えることを示している。
産業上の利用可能性 本発明の弗素エラストマーブレンドは、従来の弗素エラ
ストマーの用途のすべてに対し有用であり、しかも特に
、例えば管、ホース、シート製品及び成型体の製造にお
ける如き、弗素エラストマーの押出しまたはミリングを
必要とする場合に有用且つ有利である。
最良の実施形態 本発明は、好ましい新規ゲル化剤HFT,AICのみな
らず、HFTAICの製造法、I+l′TAICでゲル
化した弗素エラストマー及びHFTAICでゲル化した
弗素エラストマーを含有するブレンドを包含するもので
あるから、本発明の最良の実施形態はこれらのそれぞれ
の局面に関連するものでなければならない。
そしてまた最良の形態は個々の所望の最終用途及びその
用途に対する特定の物性の組合せ要求に応じて変り、特
にその場合最良の形態はHFTAICでゲル化した弗素
エラストマー及びHF′TAICゲル弗素エラストマー
含有ブレンドに関連する。そのような範囲において、8
TAICの最も好ましい製造法は実施例2に記載されて
おり、最も広い種類に亘り且つ最も普通の最終用途に対
して最も好ましいHF′TAICゲル化弗素エラストマ
ーは参考例4に記載され、そして最も広い種類に亘り且
つ最も普通の最終用途に対して最も好ましいHF′TA
ICゲル化弗素エラストマー含有ブレンドは参考例13
に記載されている。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は参考例12および13に記載の実験から導
かれたデータを示すグラフであり、そのデータは第17
,18,2吸び21表中にまとめられている。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1,3,5−トリス−(3,3−ジフルオロ−2−
    プロペニル)−s−トリアジン−2,4,6−(1H,
    3H,5H)−トリオン。 2 イソシアヌル酸のナトリウム塩を3,3−ジフルオ
    ロ−3−ブロモ−1−プロペンと反応させることを特徴
    とする1,3,5−トリス−(3,3−ジフルオロ−2
    −プロペニル)−s−トリアジン−2,4,6−(1H
    ,3H,5H)−トリオンの製造法。
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