JPS61138609A - テトラフルオロエチレンの共重合方法 - Google Patents

テトラフルオロエチレンの共重合方法

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JPS61138609A
JPS61138609A JP27353285A JP27353285A JPS61138609A JP S61138609 A JPS61138609 A JP S61138609A JP 27353285 A JP27353285 A JP 27353285A JP 27353285 A JP27353285 A JP 27353285A JP S61138609 A JPS61138609 A JP S61138609A
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dispersant
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comonomer
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リチヤード・アラン・モーガン
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EI Du Pont de Nemours and Co
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

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】 本発明はテトラフルオロエチレンと少くトモ一様のエチ
レン性不飽和コモノマー、例えばヘキサフルオロプロピ
レン(RF P ) i fcハハー 7 hオログロ
ビルビニルエーテル(PPVE)47’ct1両者とを
共重合せしめて溶融加工しうるコポリマーをつくる方法
における改良に関する。
テトラフルオロエチレンと上記特定のコモノマーとを共
重合せしめて溶融加工しうる、即ち溶融状態で加工処理
することのできるコポリマーをつくることは水性反応媒
体中で分散剤及び開示剤の存在下において実施すること
ができる。この重合のために普通用いられる分散剤はア
ンモニウムノ々−フルオロオクタノエート、C,Fl、
C00NH,である。よりすぐれた性能を有する他の分
散剤の使用が長い間一つの目標であった。
本発明においては、上記共重合に用いるための新しい分
散剤が使用され、このものは篤くべきことには、成る与
えられた重合速度において上記した普通に用いられるオ
クタノエートよりも高いコモノマー合体を与える:逆に
言えば成る与えられたコモノマー含量においてはより高
い重合速度を与える。この新しい分散剤は、式 〔式中、Rfは直鎖状もしくは分枝鎖状の)Z −フル
オロ化された炭素原子4〜18個のアルキル基、好まし
くは炭素原子7〜12個のパーフルオロ化アルキル基で
あシ、そしてMは水素、アンモニウムまたはアルカリ金
属である〕 のノ々−フルオロアルコキシベンゼンスルホン酸マたは
その塩である。このようなパーフルオロアルコキシベン
ゼンスルホン酸及び塩の混仕物も所望により使用するこ
とができる。
テトラフルオロエチレンとエチレン性不飽和コモノマー
とを共重合させて溶融加工しうるコポリマーをつくるこ
とは尚業界でよく知られている。
テトラフルオロエチレンモノマーと使用されるコモノマ
ーとは典型的には重合開始剤及び分散剤を含有する水性
媒体中で反応せしめられる1通常、ガス状モノマーは圧
力下に水性媒体中へ導入される。典型的条件は重合湯度
は20〜120℃、好ましくは70〜110℃;そして
圧力は100〜800psig(17〜5.5MPa)
、好ましくはs 00〜650 p ml g (2,
1〜4.5MPa)である1重合は通常a*オートクレ
ーブ中で行なわれる。
テトラフルオロエチレンと共重合しうる代表的なフルオ
ロ化されたエチレン性不飽和コモノマーは式; 〔式中、RIは−J、−J−X、  −〇−Rfまたは
一〇−Rf−Xであり、ここにRfは炭素原子1〜12
個のパーフルオロアルキル基であり、−Rf−は炭素原
子1〜12個のツク−フルオロアルキレンの2価の基で
あって結合の原子価は鎖の各端部にあり、そしてXはH
またはCIであり:そしてR2は−Jまたは−Rf−X
である〕 であられされる。
共重合しうる特定のフルオロ化されたエチレン性不飽和
コモノマーハ、ヘキサフルオログロピレ/、パーフルオ
ロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(n−フロ
ビルビニルエーテル)、パーフルオロ(n−へブチルビ
ニルエーテル)、5.5.5−)リフルオロプロピレン
−15,5,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオ
ロヘキセン−1,5−ヒドロパーフルオロ(フロビルビ
ニルエーテル)、またはその混合物例えばヘキサフルオ
ロプロピレンとパーフルオロ(プロピルビニルエーテル
)との混合物を包含スる。
好ましくはコモノマーは、式Rf−0−CF=CF。
のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル):マたはへ
キサフルオロプロピレン;または式R1−CH=CHz
  (ここに、−Rfは炭素原子1〜12個のノソーフ
ルオロアルキル基である)の化合物からえらばれる。
コモノマーの含量はα5モルチ乃至約20モルチに亘る
ことかでき、そして1種より多いコモノマーが存在する
ことができる。
重置開始剤はパーオキサイド、・セーサルフエート、ア
ゾ化合物及び同類物の如き任意の遊離基−生成化合物で
あって、反応条件下に反応を維持しそして所望の分子量
を達成するのに十分な半減期を有するものでおることが
できる。鉄塩の如き開始剤分解用の促進剤を使用するこ
ともできる。開始剤の使用量は重合温度、開始剤の性質
、連鎖移動剤または分子量調節剤の存在、所望のポリマ
ー分子量、及び所望の反応速度に依存する。連鎖移動剤
または分子量調節剤は炭素原子1〜15僧の飽和炭化水
素またはアルコールであることができそれらは部分的に
フルオロ化または塩素化されていてもよいやかくして開
始剤の使用量は画業専門技術者により所望の分子量及び
重合速度に従って指令される。開始剤は普通反応の開始
前及び重合過程で添加される。
重合反応器に添加されるパーフルオロアルキルベンゼン
スルホン酸−またけその塩の量は水及び期待されるポリ
マーの重量に依存する。一般に、最終分散体中における
期待されるポリマー濃度が高ければよυ高濃度の分散剤
が要求されるであろう。
それに加えて、分散剤の量は所望の分散体安定性の程度
にも依存するであろう、典型的には最終分散体生成物中
におけるポリマーの量は15〜45重量%でありそして
分散剤の濃度は最終分散体生成物の102〜[15重量
%に亘る。
分散剤を製造する一方法は、ヘキサフルオロプロピレン
()IFP)のオリゴマーを用い、それをフェノールと
反応させ、そして次に生成物をスルホン化して所望の構
造にすることである。このようにして形成されるとき、
Rfは枝分れしておりそして不飽和を含む、RfがI(
FPのオリゴマーであるとき、RFP)リマーが好まし
い。
Rfの構造はI(FPオリゴマーから導かれた構造とは
別のものであることができる。Rfは直鎖状であり、炭
素−炭素二重結合を含み、または炭素−酸素−炭素結合
を含むことができる。
水性媒体が好ましい、しかしまた水の中に存在するのは
モノマーに対する溶剤そして多分開始剤に対する済剤で
あることができる。この溶剤は1.1.2−トリクロロ
−1,2,2−)リフルオロエタン、1.2−ソクロロ
ー1 e 1 * 2 * 2−テトラフルオロエタン
、トリクロロフルオロメタン、ソクロロソフルオロメタ
ン、またハハーフルオロシクロブタンであることができ
る。
「溶融加工しうる」という語は、ポリマーが572℃に
おいてlX10?ポイズよりも小さい見掛は溶融粘度を
有することを憲法する。テトラフルオロエチレンコポリ
マーの溶融粘度はASTMQ−1258−52Tに従い
、(1)耐腐食性合金ヘイネス・ステライト19 (H
aynea  Ttellita19)製のシリンダー
、オリフィス及びピストンチップを用い、(2)試料5
.02を572℃±1℃に保持された内径9.55鴎の
シリンダーに装入し、(3)装入5 分後vc試料を直
径2.10 m、長さao。
簡の直角縁のオリスイスを通じ、5000Fの荷重(ピ
ストン及び訃もシ)のもとに(これは剪断応力α457
h/cm”  (44,8kP a )に相当する)押
出す、修正を加えて測定される。ポイズであられす溶融
粘度の値は、53170を観察された押出速度f/分で
割った値として計算される。
コポリマー中に存在するコモノマ一単位の量は通常満足
すべき機械的性質を与えるのに十分な量である。ヘキサ
フルオロプロピレンの場合は4.0〜12.0モルチで
ありそしてパーフルオロプロピルビニルエーテルの場合
はα4〜10モルチであろう、TFE/)(EP/PP
VIターポリマーにおいてはHF’Pの量はα2〜12
モルチ、そしてPPVEの量はIIL3〜10モルチで
あろう。
重合は通常水性混合物の固形分のX<即ちポリマーの含
量)が混合物の約15〜40重量%になるまで行なわれ
る。
TFgコポリマー中へのコモノマーのよす高い量の合体
は樹脂の成る物理的性質を強めるのに有−利である。高
い重合速度は生産速度を最大ならしめるのに望ましいこ
とで為る。コモノマーの高水準の合体は重合速度を低下
させる傾向がある1本発明の分散剤はコモノマーのより
高い含量または重合のよシ高い速度のいずれをも達成す
るために使用することができる。その上、重合反応器は
ここに記載する分散剤を使用した後は清掃するのに非常
に容易であることが見出される。
実施例において、コモノマーの含量は次のように測定さ
れる: ここに記載のTFK/HFPコポリマー中のRFP含量
は、1118マイクロメートルにおける赤外吸収対42
5マイクロメートルにおける吸収の比を測定することに
より決定される。この比をRFP指数またはHFPIと
して言及する。
F19  NMRにより検定された、知られたRFP含
量の参照フィルムもまたHFPIをカリプレートするた
めに試験された。存在するHFPのモルチはHFPIの
2.1倍に等しい、厚さ約α10〜cL11..の圧縮
成型されたフィルムが窒素雰囲気下に精査される。
ここに記載のTFE/PPVIコポリマー中のPPvE
含量もまた赤外分光分析によって検定される。1107
マイクロメードルにおける吸収対4.25マイクロメー
トルにおける吸収の比を窒素雰囲気下に厚さ約[105
箇のフィルムを用いて検定する。フィルムは350℃で
圧縮成型され、次いで直ちに氷水中で急冷される。この
吸収の比は次に、知られたPPVE含量のフィルムを参
照して確立された補正曲線によって、PPvEのパーセ
ントを決定するのに用いられる。F19NMRは参照フ
ィルムをカリプレートするための主な標準として用いら
れる。
TFE/HFP/PPVEターポリマーにライては、吸
収バンドの成るものが重複し、従って米国特許第4.0
29.868号に記載の如く分析において修正がなされ
なければならない。
以下の実施例は本発明の詳細な説明する。
実施例1及び比較例A 長さ対直径の比約1.5及び水収容力80部を有し、円
筒状で水平に置かれた水ソヤケット付、攪拌、ステンレ
ス鋼反応器に、水55部と実施例における分散剤110
44部及び比較例人における分散剤1057部とを装入
した。混合物を65℃に加熱し、次に反応器を排気しそ
してテトラフルオロエチレン(TFE)で掃気した0次
に反応器温度を95℃に上げそして攪拌を54rpmで
初めた1反応器をコモノマー(RFP )で所望の水準
(570psigまたは2.6MPa)に加圧し、次い
でTFEで600psig(41MPa)に加圧した。
新しく調製した1015Mの過硫酸アンそニウム開始剤
溶液(1,5,2部)を111部/分の速度で反応器に
加えて重合を開始せしめ、次いで1054Mの過硫酸カ
リウム開始剤溶液をα022部/分の速度でバンチの残
部用に加えた。
α07MPa(10psl)の圧力降下によッテ示され
る如く重合が初まった後、反応器に追加のTFgt−α
115部/分の速度で重合完結(最終的に固形分21〜
24重量−の水準が得られる)まで添加した。攪拌速度
は一定の圧力水準600pa1g(4,1MPa)を維
持するのに必要のように変えた1反応器の温度は95℃
に保持した。
反応の終シにTFIDの供給及び攪拌器を停めた。
冷却水を反応器ジャケットを通じて循環させそして反応
器を排気した。開始剤溶液の添加を停止し、反応器を窒
素で残留モノマーのすべてを掃気し、そしてコポリマー
の水性分散液を流出させた0分散液を激しく攪拌し凝固
させて溶融加工しうる綿毛状のTFE/HEPコポリマ
ーを得、これを分析を行なう前に乾燥した。
この実施例及び比較例を表■中にまとめる6本発明os
−フルオロツノキシベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を
用いると、常用のアンモニウムノー−フルオロオクタノ
ニー)(C−8と標示される)の使用にくらべて、RF
Pのより高含量が得られることが表中に立証されている
実施例2及び比較例B及びC 分散剤の濃度を実質上2倍にしたこと及び反応中に添加
した過硫酸カリウム開始剤はα034M濃度の代りに1
037M濃度であったこと以外は、実施例1及び比較例
Aに記載の方法に従って行なった。この実施例及び比較
例は表■中にまとめられている。
比較例Cは、実施例1及び2で用いた分散剤と類似した
構造を有するが但し・ぐ−フルオロアルコキシ鎖はRF
Pのダイマーに基ずくものであってその基幹鎖は長さが
5個の炭素でありそして計6個の炭素の分枝鎖を含む点
で異なる分散剤を使用した例を示す、この分散剤は実施
例1及び2におけるよりもRFP含量の低いポリマーを
生成した。
かくの如くパーフルオロアルコキシ鎖はその基幹鎖中に
最小4個の炭素原子を有すべきである。
第1表 (1)  分散体生成物の重量基準 α105       2.6      40   
   6.55実施例6及び比較例 前記実施例及び比較例中に記載したものと同じ反応器に
脱塩した水48部及びパーフルオロツノキシベンゼンス
ルホン酸ナトリウムα066部を装入した1反応器を閉
じ、排気し、テトラフルオロエチレン(TFE)で5回
掃気しそして再び排気し、これらをすべて反応器温度約
20℃で行なった。エタ/を反応器中へ13.5kPa
の圧力上昇が起るまで導入した1次にパーフルオログロ
ビルビニルエーテル(PPVE)156部及びフレオン
115 (FREQN■115 )(CC12FCCI
F2)1.19部を反応器中に引き入れた。攪拌器t−
まわしそして内容物を80℃に加熱した1反応器をTF
’Eで2.2MPa(500psig)に加圧しそして
同時に(LO11M過硫飲アンモニウム(APS)開始
剤溶液(1,19部)を反応器中へポンプ送入した1重
合が初まった後(107MPaまたは10pa lの圧
力降下)、残余の重合用に追加のPPVE及びα005
MのAPS溶液をそれぞれCL20部/時及び1.32
部/時の速度で反応器中ヘポンプ速入した。攪拌器の速
度は、一定圧2.2MPa(3DOpsig)を保つの
に0.1部/分の追加のTFEを要するように反応速度
を調節するため変化させた。TFE15.4部が添加さ
れた後(重合開始後)、TFE及びPPVEの供給全停
止しそして攪拌器を停めた。開始剤溶液は反応器から未
反応モノ1−が排気されるまでポンプ送入し続けた。反
応器を窒素で残留モノマーがないように掃気し、そして
コポリマーの水性分散液を流出させた1分散液を実施例
1における如く分析する前に凝固させそして乾燥した1
分析は、それが572℃で7.0X10”ポイズの溶融
粘度を肩しそしてそれは1.10モルチのPPvEt−
含有することを示した。
パーフルオロツノキシベンゼンスルホ/酸ナトリウムを
同量のパーフルオロオクタン酸アンモニウムで置きかえ
た他は上記と同じ操作を行なった。
この場合、溶融粘度は1五X104ボイズであり、そし
てポリマーのPPVE含蚤はα96モルチに過ぎないこ
とが見出された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、テトラフルオロエチレンとコポリマー中に20モル
    %までの量で存在する少くとも一種のエチレン性不飽和
    コモノマーとの溶融加工しうるコポリマーを得るため、
    水性媒体中で開始剤及び分散剤の存在下に重合を行なう
    に当り、分散剤として式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_fは直鎖状もしくは分枝鎖状のパーフルオ
    ロ化された炭素原子4〜18個のアルキル基であり、そ
    してMは水素、アンモニウムまたはアルカリ金属である
    〕 のパーフルオロアルコキシベンゼンスルホン酸またはそ
    の塩を使用し、該分散剤は最終分散体生成物に基ずき0
    .02〜0.5%の量で存在することを特徴とする改良
    された重合方法。 2、Mがナトリウムである特許請求の範囲第1項記載の
    方法。 3、R_fがパーフルオロ化された炭素原子7〜12個
    のアルキル基である特許請求の範囲第1項または第2項
    のいずれかに記載の方法。 4、R_fがパーフルオロ化されたノニル基である特許
    請求の範囲第1項または第2項のいずれかに記載の方法
    。 5、パーフルオロアルコキシベンゼンスルホン酸及び/
    または塩が最終分散体生成物に基ずき0.05〜0.2
    %の量で存在する特許請求の範囲第1項記載の方法。 6、コモノマーがヘキサフルオロプロピレンまたはパー
    フルオロプロピルビニルエーテルまたは両者の組合せか
    らえらばれる特許請求の範囲第1項記載の方法。 7、重合の間水−不溶性溶剤も存在する特許請求の範囲
    第1項記載の方法。
JP27353285A 1984-12-07 1985-12-06 テトラフルオロエチレンの共重合方法 Granted JPS61138609A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006523761A (ja) * 2003-04-17 2006-10-19 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 懸濁重合により製造される溶融成形可能なテトラフルオロエチレン/フッ化ビニルエーテルコポリマー

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006523761A (ja) * 2003-04-17 2006-10-19 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 懸濁重合により製造される溶融成形可能なテトラフルオロエチレン/フッ化ビニルエーテルコポリマー
JP4685000B2 (ja) * 2003-04-17 2011-05-18 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 懸濁重合により製造される溶融成形可能なテトラフルオロエチレン/フッ化ビニルエーテルコポリマー

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