JPS61231044A - 水性デイスパ−ジヨンおよびその製法 - Google Patents

水性デイスパ−ジヨンおよびその製法

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JPS61231044A
JPS61231044A JP7241985A JP7241985A JPS61231044A JP S61231044 A JPS61231044 A JP S61231044A JP 7241985 A JP7241985 A JP 7241985A JP 7241985 A JP7241985 A JP 7241985A JP S61231044 A JPS61231044 A JP S61231044A
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Japan
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fluorine
water
aqueous dispersion
vinyl ether
hydroxyl group
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Nobuyuki Tomihashi
信行 富橋
Yoshiki Shimizu
義喜 清水
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Daikin Industries 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エチレン性不飽和化合物からなる共重合体の
水性ディスパージョンおよびその製法に関する。
〔従来の技術〕
官能基を持たない含フッ素共重合体は、従来から乳化重
合で製造することが可能である。官能基のヒドロキシル
基を有する含フッ素共重合体は、主として溶液重合で製
造され(例えば、特開昭55−25411号公報参照)
、乳化重合では製造されていない、その理由は、ヒドロ
キシル基を有する単量体等を乳化重合すると、乳化物の
安定性が悪く、重合後少し時間がたつと乳化物中の固形
分が沈降し、これに含有される含フッ素共重合体が架橋
(ゲル化)してしまい、固形分が再び分散しなくなって
しまうからである。
近年、水性ディスパージョンタイプの耐候性等に優れた
フッ素樹脂塗料が需要家より望まれている。これにはヒ
ドロキシアルキルビニルエーテルを構成成分とする含フ
ッ素共重合体が適しているのであるが、上記の理由によ
り、水性ディスパージョンタイプのものは、まだ市販さ
れていない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ヒドロキシル基を含有するエチレン性
不飽和化合物を構成成分とする含フッ素共重合体の水性
ディスパージョンとその製法を提供することである。
〔発明の構成〕
本発明の要旨は、(1)ヒドロキシル基を含有する含フ
ッ素共重合体、p HIJ@整剤、乳化剤、水ならびに
水溶性有機化合物を主成分とする水性ディスパージョン
と(2)ヒドロキシル基を含有するビニルエーテル化合
物および含フッ素エチレン性不飽和化合物を、pH調整
剤を含有する水および水溶性有機化合物の混合媒体中、
乳化重合することからなる含フッ素共重合体を含有する
水性ディスパージョンの製法に存する。
上記ヒドロキシル基を含有する含フッ素共重合体は、通
常ヒドロキシル基を含有するビニルエーテル化合物およ
び含フッ素エチレン性不飽和化合物を主成分するもので
ある。
上記ヒドロキシル基を含有するビニルエーテル化合物は
、通常式: %式%) (式中、mは2〜6の整数を示す、) で表わされる化合物である。
上記含フッ素エチレン性不飽和化合物は、含フッ素低級
アルキルビニルエーテル、テトラフルオロエチレンおよ
びクロロトリフルオロエチレンよりなる群から選ばれる
少な(とも1種である。
上記含フッ素低級アルキルビニルエーテルは、通常式: %式%) (式中、nは1〜6の整数、Xは水素またはフッ素を示
す、) で表わされる化合物である。
上記含フッ素共重合体は、通常ヒドロキシル基を含有す
るビニルエーテル化合物、含フッ素低級アルキルビニル
エーテルおよびクロロトリフルオロエチレン(あるいは
テトラフルオロエチレン)をそれぞれ30〜70モル%
、0.5〜40モル%および5〜50モル%、好ましく
はそれぞれ40〜60モル%、1〜30モル%および2
0〜45モル%の量比で重合して調製する。
上記エチレン性不飽和化合物の他、共重合体の用途によ
り、他のエチレン性不飽和化合物を共重合体の構成成分
としてもよい。
本発明の製法の乳化重合において、重合開始剤は、通常
含フッ素重合体を乳化重合で製造する際使用されるもの
と同じものである0例えば、酸化剤(過硫酸アンモニウ
ム、過硫酸カリウム等)、還児剤(亜硫酸カリウム、亜
硫酸ナトリウム等)および遷移金属の塩類(塩化鉄等)
からなるレドックス系開始剤やジコハク酸パーオキサイ
ド、ジグルタール酸パーオキサイド、モノコハク酸パー
オキサイド等の二塩基酸過酸化物、その他アゾビスイソ
プチルアミジンニ塩酸塩等の水溶性開始剤やジイソプロ
ピルパーオキシカーボネート、t−ブチルパーオキシイ
ソブチレート、ベンジルパーオキサイド、アゾビスイソ
ブチロニトリル等の油溶性開始剤がある。好ましくは、
レドックス系開始剤、二塩基酸過酸化物および水溶性開
始剤である0重合開始剤は、使用される単量体に対し通
常o、o o s〜5重量%、好ましくは0.01〜1
重量%使用される。
本発明の製法の乳化重合において、乳化剤は、通常含フ
ッ素重合体を乳化重合で製造する際使用されるものと同
じものである0例えば、パーフルオロオクタニフタアシ
ソド、パーフルオロヘキサニックアシッド、パーフルオ
ロデカニツタアシッド等のパーフルオロカルボン酸やω
−ハイドロパーフルオロオクタニフタアシフド、ω−ハ
イドロパーフルオロへキサニックアシッド、ω−ハイド
ロバーフルオロデ力ニフクアシッド等のω−ハイドロパ
ーフルオロカルボン酸のアンモニウム塩やカリウム塩、
ハイドロカーボン系アニオン界面活性剤等がある。乳化
剤は、使用される重合媒体に対し、通常0.01〜5重
量%、好ましくは0.05〜2重量%使用される。
本発明の製法の乳化重合において、通常重合媒体は、水
と水溶性有機化合物の混合物である。水溶性有機化合物
は、例えばメタノール、エタノール、i−プロパツール
、t−ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブ、メチルカルピトール、ブチルカルピトール、ジオキ
サン、テトラヒドロフラン、アセトン、ジメチルホルム
アミド等の低級アルキル基または低級アルキレン基を有
する極性化合物が挙げられる。水と水溶性有機化合物の
使用量比は、通常重量で水/水溶性有機化合物譚70/
30〜99.510.5、好ましくは80/20〜99
/1である0重合媒体中、水溶性有機化合物が多すぎる
と生成する含フッ素共重合体の分子量が低下し、少ない
と乳化物の保存安定性がよくない。
本発明において、pH調整剤は、乳化物のp!(を上昇
させる機能を有するもので、炭酸ナトリウム、炭酸カリ
ウム、O−リン酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム
、テトラホウ酸ナトリウム等の無機塩基類およびトリエ
チルアミン、トリエタノールアミン等の有機塩基類であ
る。添加量は、通常重合媒体に対し、0.05〜5重量
%、好ましくは0.1〜1重量%である。 pH調整剤
を上記量重合媒体に添加すると、乳化物のpHは、通常
5〜8になる。乳化物のpHは、通常ガラス電極で測定
する。
本発明の製法の乳化重合において、重合温度は通常−2
0℃〜150℃、好ましくは0〜100℃、重合圧力は
通常0〜30kg/d−G、好ましくは10kir/−
・G以下である。
本発明の水性ディスパージョンは、通常上記製法で調製
し、これに含有される各成分と量比は、上記製法のそれ
と同じである0本発明の水性ディスパージョンに含有さ
れる共重合体の重量平均および数平均分子量は、通常そ
れぞれ10000〜200000および20000〜3
00000である0本発明の水性ディスパージョンに含
有される共重合体の濃度は、通常重量で10〜70%、
好ましくは20〜50%、共重合体の粒径は通常0.0
1〜1μm、好ましくは0.05〜0.5μmである。
本発明の水性ディスパージョンは、塗料、シーリング剤
、粘着剤、接着等に使用することができるが、特に熱硬
化型塗料に好適である。
本発明の水性ディスパージョンには、用途に応じ、必要
な添加剤を添加してもよい。
〔実施例〕
実施例1 1000rylのガラス製オートクレーブにイオン交換
水35 Qmj、エタノール5 Qmj、バーフルオロ
オクタニフタアシッドアンモニウム塩1.5gおよび炭
酸カリウム1gを仕込んだ、窒素ガスで空間部の空気を
置換したのち、クロロトリフルオロエチレン120 g
、 2.2.3.3−テトラフルオロプロピルビニルエ
ーテル130gおよヒ4−ヒドロキシブチルビニルエー
テル24gを仕込んだ、混合物を攪拌しながら50℃に
加温した後、過硫酸アンモニウム0.5gを添加して重
合を開始した。この時のオートクレーブの内圧は、6゜
2kg/−・Gであった。5時間上記温度で重合を行っ
た0重合の進行とともにオートクレーブの内圧は低下し
、5時間後2.6kg/cdGになった。
その後、オートクレーブを15℃まで冷却し未反応の単
量体を放出した。乳濁色の乳化混合物625gを得た。
乳化混合物のpHは、7.8であうた。
上記得られた含フッ素共重合体を含有する乳化混合物3
0nlを容積5 Qmjのサンプル管にとり、室温で放
置して乳化安定性を調べたが、三方経過しても乳化混合
物のゲル化は起こらなかった。。
上記得られた含フッ素共重合体を含有する乳化混合物を
乾燥し、乳化混合物中の含フッ素共重合体の濃度を求め
たところ、36重量%であった。
乾燥して得られた含フッ素共重合体の数平均分子量と重
量平均分子量を高温高速液体クロマトグラフ(ウォータ
ーズ社製150C型、溶媒ニジメチルホルムアミド、試
料濃度:0.2重量/容量%、温度=70℃、カラム:
ショーレックスを機力ラムAD−80M/S、流速: 
0.7mtt7分、標準物質:ポリスチレン)で求めた
ところそれぞれ76000と156000の大きいもの
であった。
実施例2〜5 実施例1の単量体および重合時間にかえて後記の表に示
す単量体および重合時間を採用した他は実施例1と同じ
手順で含フッ素共重合体の乳化混合物を調製した。
実施例1と同じ手順で含フッ素共重合体乳化混合物の乳
化安定性を調べたが、三方経過しても含フッ素共重合体
のゲル化は起こらなかった。
実施例6および7 実施例1のエタノールにかえて、それぞれエチルセロソ
ルブおよびメチルカルピトールを使用し反応時間をそれ
ぞれ6時間と5.5時間にした他は実施例1と同じ手順
で含フッ素共重合体の乳化混合物を調製した。
実施例1と同じ手順で含フッ素共重合体乳化混合物の乳
化安定性を調べたが、三方経過しても含フッ素共重合体
乳化混合物のゲル化は起こらなかった。
上記得られたそれぞれの含フッ素共重合体乳化混合物を
乾燥し、乳化混合物中の含フッ素共重合体の濃度を求め
たところ、37重量%と36重量%であった。
比較例1 実施例1の水350+nJとエタノール50mlの混合
媒体を水400mjにし、重合時間を5時間から4.5
時間にした他は実施例1と同じ手順で含フッ素共重合体
の乳化混合物を調製した。
実施例1と同じ手順で含フッ素共重合体乳化混合物の乳
化安定性を調べたが、−月経過後含フッ素共重合体の乳
化混合物はゲル化した。
なお、上記得られた含フッ素共重合体乳化混合物を乾燥
し、乳化混合物中の含フッ素共重合体の濃度を求めたと
ころ、37重量%であった。
比較例2 実施例1の水35 Qmj!とエタノール50mj!の
混合媒体を水150mj!とエタノール250m1の混
合媒体にかえただ他は実施例1と同じ手順で含フッ素共
重合体の乳化混合物を調製した。
実施例1と同じ手順で含フッ素共重合体の数平均分子量
と重量平均分子量を測定したところ、それぞれ5000
と9000で、両平均分子量とも小さいものであった。
上記得られた含フッ素共重合体乳化混合物を乾燥し、乳
化混合物中の含フッ素共重合体の濃度を求めたところ、
31重量%であった。
〔発明の効果〕
従来、官能基のヒドロキシル基を有する含フッ素共重合
体を主成分とする水性ディスパージョンは、保存安定性
が悪かったが、本発明の組成の水性ディスパージョンは
、長期間の保存に耐えるものである。また、本発明の製
法によれば高分子量の含フッ素共重合体を得ることがで
きる。
(以上)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ヒドロキシル基を含有する含フッ素共重合体、pH
    調整剤、乳化剤、水ならびに水溶性有機化合物を主成分
    とする水性ディスパージョン。 2、ヒドロキシル基を含有する含フッ素共重合体が、ヒ
    ドロキシル基を含有するビニルエーテル化合物および含
    フッ素エチレン性不飽和化合物を主成分するものである
    特許請求の範囲第1項記載の水性ディスパージョン。 3、含フッ素エチレン性不飽和化合物が、含フッ素低級
    アルキルビニルエーテル、テトラフルオロエチレンおよ
    びクロロトリフルオロエチレンよりなる群から選ばれる
    少なくとも1種である特許請求の範囲第2項記載の水性
    ディスパージョン。 4、ヒドロキシル基を含有するビニルエーテル化合物お
    よび含フッ素エチレン性不飽和化合物を、pH調整剤を
    含有する水および水溶性有機化合物の混合媒体中、乳化
    重合することからなる含フッ素共重合体を含有する水性
    ディスパージョンの製法。 5、含フッ素エチレン性不飽和化合物が、含フッ素低級
    アルキルビニルエーテル、テトラフルオロエチレンおよ
    びクロロトリフルオロエチレンよりなる群から選ばれる
    少なくとも1種である特許請求の範囲第4項記載の水性
    ディスパージョンの製法。
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