JPWO2014112592A1 - Process for producing dried ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, pellets and molded product - Google Patents
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Abstract
環境負荷を低減しつつ、優れた耐ストレスクラック性が得られるエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体乾燥物の製造方法の提供。ペルフルオロカーボン、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およびハイドロフルオロエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種の含フッ素有機溶媒中で、水溶性連鎖移動剤を用いて、エチレンとテトラフルオロエチレンを溶液重合してエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体の微粒子が分散したスラリーを得る重合工程と、前記スラリーに水を接触させずに、該スラリーから揮発性成分を蒸発させる蒸発工程と、を有するエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体乾燥物の製造方法。Provided is a method for producing a dry product of ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, which can provide excellent stress crack resistance while reducing environmental load. Ethylene and tetrafluoroethylene are solution-polymerized by using a water-soluble chain transfer agent in at least one fluorine-containing organic solvent selected from the group consisting of perfluorocarbon, hydrofluorocarbon, hydrochlorofluorocarbon, and hydrofluoroether. An ethylene-tetrafluoroethylene copolymer having a polymerization step for obtaining a slurry in which fine particles of tetrafluoroethylene copolymer are dispersed, and an evaporation step for evaporating a volatile component from the slurry without bringing water into contact with the slurry. A method for producing a dried polymer.
Description
本発明は、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体乾燥物、ペレットおよび成形物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a dried ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, pellets and molded products.
エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(以下、「ETFE」ともいう。)は、自動車部品、農業用ビニールハウス、建築資材、電線被覆材等の広い分野で使用されている。ETFEは、通常、重合媒体である含フッ素有機溶媒中で単量体を溶液重合することで製造される。この方法では、含フッ素有機溶媒中にETFEの微粒子が分散した比較的粘度の高いスラリーが得られる。その後、スラリーから未反応の単量体、重合媒体等の揮発性成分を蒸発させて造粒し、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体乾燥物(以下、「エチレン−テトラフルオロエチレン乾燥物」、または「ETFE乾燥物」ともいう。)とする。 BACKGROUND ART Ethylene-tetrafluoroethylene copolymers (hereinafter also referred to as “ETFE”) are used in a wide range of fields such as automobile parts, agricultural greenhouses, building materials, and wire covering materials. ETFE is usually produced by solution polymerization of monomers in a fluorine-containing organic solvent that is a polymerization medium. In this method, a slurry having a relatively high viscosity in which fine particles of ETFE are dispersed in a fluorine-containing organic solvent can be obtained. Thereafter, volatile components such as unreacted monomers and polymerization medium are evaporated from the slurry and granulated, and then dried ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (hereinafter referred to as “ethylene-tetrafluoroethylene dried product”), or Also referred to as “ETFE dried product”).
ETFE乾燥物における揮発性成分の残留量をできるだけ低減することで、ETFE乾燥物を用いた成形時の発泡が抑制され、加工性が良好になる。また、スラリーから蒸発させた揮発性成分を回収して再利用すれば、コストを低減できる。
スラリーから揮発性成分を蒸発させてETFE乾燥物を得る方法としては、スラリーを水に加えて撹拌し、該スラリーを水中に分散させた状態で加熱して揮発性成分を蒸発させた後、水とETFEを固液分離して乾燥する方法が広く用いられている(例えば、特許文献1)。By reducing the residual amount of volatile components in the dried ETFE as much as possible, foaming at the time of molding using the dried ETFE is suppressed, and the workability is improved. Moreover, if the volatile component evaporated from the slurry is recovered and reused, the cost can be reduced.
As a method of evaporating volatile components from the slurry to obtain a dried ETFE product, the slurry is added to water and stirred, and the slurry is heated in a dispersed state in water to evaporate the volatile components, and then water. A method of separating and drying ETFE and liquid is widely used (for example, Patent Document 1).
従来、ETFEの重合では、分子量や物性を制御する目的でハイドロクロロフルオロカーボン等の有機系の連鎖移動剤が用いられていたが、近年では環境負荷を低減する目的でメタノール、エタノール等の水溶性連鎖移動剤が用いられている。しかし、本発明者等が検討したところ、水溶性連鎖移動剤を用いて重合したスラリーから前記方法でETFE乾燥物を得ると、有機系の連鎖移動剤を用いた場合に比べて耐ストレスクラック性が低下する傾向があることが判明した。 Conventionally, organic chain transfer agents such as hydrochlorofluorocarbons have been used in the polymerization of ETFE for the purpose of controlling the molecular weight and physical properties, but in recent years water-soluble chains such as methanol and ethanol have been used to reduce the environmental burden. A transfer agent is used. However, as a result of investigations by the present inventors, when an ETFE dry product is obtained from the slurry polymerized using a water-soluble chain transfer agent by the above-described method, the stress crack resistance is higher than when an organic chain transfer agent is used. Was found to tend to decline.
本発明は、環境負荷を低減しつつ、優れた耐ストレスクラック性が得られるETFE乾燥物の製造方法を提供する。また、本発明は、前記ETFE乾燥物を用いたエチレン−テトラフルオロエチレンペレット(以下、「ETFEペレット」という。)、およびエチレン−テトラフルオロエチレン成形物(以下、「ETFE成形物」という。)の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing a dried ETFE product that provides excellent stress crack resistance while reducing environmental burden. In the present invention, ethylene-tetrafluoroethylene pellets (hereinafter referred to as “ETFE pellets”) and ethylene-tetrafluoroethylene molded products (hereinafter referred to as “ETFE molded products”) using the dried ETFE product. A manufacturing method is provided.
本発明のETFE乾燥物の製造方法は、ペルフルオロカーボン、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およびハイドロフルオロエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種の含フッ素有機溶媒中で、水溶性連鎖移動剤を用いて、エチレン(以下、「E」という。)とテトラフルオロエチレン(以下、「TFE」という。)を溶液重合してETFEの微粒子が分散したスラリーを得る重合工程と、前記スラリーに水を接触させずに、該スラリーから揮発性成分を蒸発させる蒸発工程と、を有することを特徴とする方法である。 The method for producing a dried ETFE product of the present invention uses a water-soluble chain transfer agent in at least one fluorine-containing organic solvent selected from the group consisting of perfluorocarbon, hydrofluorocarbon, hydrochlorofluorocarbon and hydrofluoroether. A polymerization step of solution polymerization of ethylene (hereinafter referred to as “E”) and tetrafluoroethylene (hereinafter referred to as “TFE”) to obtain a slurry in which fine particles of ETFE are dispersed; and without bringing the slurry into contact with water And an evaporation step of evaporating volatile components from the slurry.
前記水溶性連鎖移動剤は、炭素数1〜4のアルコール、炭素数3〜4のケトン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシドおよびジメチルホルムアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
前記水溶性連鎖移動剤は、メタノールであることが好ましい。
前記重合工程における水溶性連鎖移動剤の使用量が、含フッ素有機溶媒100質量部に対して、0.01〜20質量部であることが好ましい。
前記蒸発工程は、円筒状の伝熱胴部と、回転軸に撹拌翼が設けられ、前記伝熱胴部内で前記撹拌翼の先端が前記伝熱胴部の内壁面を掠めるように回転する回転撹拌部と、前記伝熱胴部を加熱する加熱部とを有する遠心薄膜蒸発器を用いて、前記スラリーから揮発成分を蒸発させる工程であることが好ましい。
本発明のETFE乾燥物の製造方法では、平均粒子径が10〜500μmのETFE乾燥物を得ることが好ましい。
前記ETFE中のEに基づく繰り返し単位とTFEに基づく繰り返し単位とのモル比は、30/70〜60/40であることが好ましい。
前記ETFEは、EおよびTFE以外の他の単量体に基づく繰り返し単位を有してもよい。
前記他の単量体は、下式(1)で表される単量体であることが好ましい。
CH2=CR1−(CF2)aR2 ・・・(1)
(ただし、前記式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、aは1〜12の整数である。)
前記重合工程において得られる、前記エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体の微粒子が分散したスラリー中のエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体の微粒子の濃度が、0.1〜45質量%であることが好ましい。The water-soluble chain transfer agent is preferably at least one selected from the group consisting of alcohols having 1 to 4 carbon atoms, ketones having 3 to 4 carbon atoms, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, and dimethylformamide.
The water-soluble chain transfer agent is preferably methanol.
It is preferable that the usage-amount of the water-soluble chain transfer agent in the said polymerization process is 0.01-20 mass parts with respect to 100 mass parts of fluorine-containing organic solvents.
The evaporation step is a rotation in which a cylindrical heat transfer body and a stirring blade are provided on a rotating shaft, and the tip of the stirring blade rotates in the heat transfer body so as to give up the inner wall surface of the heat transfer body. It is preferable that it is the process of evaporating a volatile component from the said slurry using the centrifugal thin film evaporator which has a stirring part and the heating part which heats the said heat-transfer body part.
In the method for producing a dried ETFE product of the present invention, it is preferable to obtain a dried ETFE product having an average particle size of 10 to 500 μm.
The molar ratio of the repeating unit based on E and the repeating unit based on TFE in the ETFE is preferably 30/70 to 60/40.
The ETFE may have a repeating unit based on another monomer other than E and TFE.
The other monomer is preferably a monomer represented by the following formula (1).
CH 2 = CR 1- (CF 2 ) a R 2 (1)
(However, the equation (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, a is an integer from 1 to 12.)
It is preferable that the concentration of the fine particles of the ethylene-tetrafluoroethylene copolymer in the slurry in which the fine particles of the ethylene-tetrafluoroethylene copolymer are dispersed obtained in the polymerization step is 0.1 to 45% by mass. .
本発明のETFEペレットの製造方法は、本発明の製造方法で得られたETFE乾燥物を溶融した後にペレット化することを特徴とする方法である。
本発明のETFE成形物の製造方法は、本発明の製造方法で得られたETFE乾燥物、または本発明の製造方法で得られたETFEペレットを溶融成形することを特徴とする方法である。The method for producing ETFE pellets of the present invention is a method characterized in that the ETFE dried product obtained by the production method of the present invention is melted and then pelletized.
The method for producing an ETFE molded product of the present invention is a method characterized by melt-molding an ETFE dried product obtained by the production method of the present invention or an ETFE pellet obtained by the production method of the present invention.
本発明のETFE乾燥物の製造方法によれば、環境負荷を低減しつつ、優れた耐ストレスクラック性を有するETFE成形物を成形できるETFE乾燥物が得られる。
また、本発明のETFEペレットの製造方法によれば、環境負荷を低減しつつ、優れた耐ストレスクラック性を有するETFE成形物を成形できるETFEペレットが得られる。
本発明のETFE成形物の製造方法によれば、環境負荷を低減しつつ、優れた耐ストレスクラック性を有するETFE成形物が得られる。According to the method for producing a dried ETFE product of the present invention, a dried ETFE product capable of forming an ETFE molded product having excellent stress crack resistance while reducing environmental burden is obtained.
Moreover, according to the method for producing ETFE pellets of the present invention, ETFE pellets capable of forming an ETFE molded product having excellent stress crack resistance while reducing environmental burden can be obtained.
According to the method for producing an ETFE molded product of the present invention, an ETFE molded product having excellent stress crack resistance can be obtained while reducing the environmental load.
<ETFE乾燥物の製造方法>
本発明のETFE乾燥物の製造方法は、下記の重合工程および蒸発工程を有する。
重合工程:含フッ素有機溶媒中で、水溶性連鎖移動剤を用いて、EとTFEを溶液重合してETFEの微粒子(以下、「ETFE微粒子」という。)が分散したスラリー(以下、「ETFEスラリー」という。)を得る工程。
蒸発工程:ETFEスラリーに水を接触させずに、該ETFEスラリーから揮発性成分を蒸発させる工程。<Method for producing ETFE dry product>
The method for producing a dried ETFE product of the present invention includes the following polymerization step and evaporation step.
Polymerization step: Slurry in which fine particles of ETFE (hereinafter referred to as “ETFE fine particles”) are dispersed by solution polymerization of E and TFE in a fluorine-containing organic solvent using a water-soluble chain transfer agent (hereinafter referred to as “ETFE slurry”). The process of obtaining.
Evaporation step: a step of evaporating volatile components from the ETFE slurry without bringing water into contact with the ETFE slurry.
[重合工程]
含フッ素有機溶媒中で、水溶性連鎖移動剤を用いてEとTFEを溶液重合し、ETFEスラリーを得る。
含フッ素有機溶媒としては、ペルフルオロカーボン(PFC)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)およびハイドロフルオロエーテル(HFE)からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いる。
含フッ素有機溶媒の構造は、直鎖状、分岐状または環状のいずれであってもよい。また、PFC、HFCおよびHCFCは、分子中にエーテル性酸素原子を含んでもよい。[Polymerization process]
In a fluorine-containing organic solvent, E and TFE are solution polymerized using a water-soluble chain transfer agent to obtain an ETFE slurry.
As the fluorine-containing organic solvent, at least one selected from the group consisting of perfluorocarbon (PFC), hydrofluorocarbon (HFC), hydrochlorofluorocarbon (HCFC) and hydrofluoroether (HFE) is used.
The structure of the fluorine-containing organic solvent may be linear, branched or cyclic. PFC, HFC and HCFC may contain an etheric oxygen atom in the molecule.
PFCとしては、ペルフルオロシクロブタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロ(ジプロピルエーテル)、ペルフルオロシクロヘキサン、ペルフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)等が挙げられる。
HFCとしては、CH3OC2F5、CH3OC3F7、CF3CFHCFHCF2CF2CF3、CF2HCF2CF2CF2CF2CF2H等のC6F12H2、CF3CF2CF2CF2CF2CF2CF2H等のC7F15H等、分子中のフッ素原子数が水素原子数よりも多い化合物が好ましい。
HCFCとしては、CHClFCF2CF2Cl等の水素原子数が3個以下の化合物が好ましい。
HFEとしては、CF3CF2CH2OCHF2、CF3CHFCF2OCH3、CHF2CF2OCH2F、(CF3)2CHCF2OCH3、CF3CF2CH2OCH2CHF2、CF3CHFCF2OCH2CF3等が挙げられる。
含フッ素有機溶媒は、1種でもよく、2種以上でもよい。Examples of PFC include perfluorocyclobutane, perfluorohexane, perfluoro (dipropyl ether), perfluorocyclohexane, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran) and the like.
The HFC, CH 3 OC 2 F 5 , CH 3 OC 3 F 7, CF 3 CFHCFHCF 2 CF 2 CF 3, CF 2 HCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 H C 6 F 12 H 2 , such as, CF Compounds having a larger number of fluorine atoms in the molecule than the number of hydrogen atoms such as C 7 F 15 H such as 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 H are preferred.
As the HCFC, a compound having 3 or less hydrogen atoms such as CHClFCF 2 CF 2 Cl is preferable.
The HFE, CF 3 CF 2 CH 2 OCHF 2, CF 3 CHFCF 2 OCH 3, CHF 2 CF 2 OCH 2 F, (CF 3) 2 CHCF 2 OCH 3, CF 3 CF 2 CH 2 OCH 2 CHF 2, CF 3 CHFCF 2 OCH 2 CF 3 and the like.
1 type may be sufficient as a fluorine-containing organic solvent, and 2 or more types may be sufficient as it.
含フッ素有機溶媒は、重合反応に影響を与えにくいことから、飽和化合物であることが好ましい。また、含フッ素有機溶媒は、重合温度で液体であり、かつ後述する蒸発工程において蒸発させてETFEから分離することが容易であることから、炭素数3〜10のPFC、炭素数3〜10のHFC、および炭素数3〜10のHCFCからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、CF3(CF2)nCF2H(ただし、nは4〜8の整数である。)、CHClFCF2CF2Clまたはそれらの混合物がより好ましく、CHClFCF2CF2ClおよびCF3CF2CF2CF2CF2CF2Hの少なくとも一方が特に好ましい。The fluorine-containing organic solvent is preferably a saturated compound because it hardly affects the polymerization reaction. Moreover, since the fluorine-containing organic solvent is liquid at the polymerization temperature and can be easily separated from ETFE by being evaporated in the evaporation step described later, the PFC having 3 to 10 carbon atoms and the carbon number having 3 to 10 carbon atoms. At least one selected from the group consisting of HFC and HCFC having 3 to 10 carbon atoms is preferred, and CF 3 (CF 2 ) n CF 2 H (where n is an integer of 4 to 8), CHClFCF 2 CF more preferably 2 Cl or mixtures thereof, at least one of the CHClFCF 2 CF 2 Cl and CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 H are particularly preferred.
含フッ素有機溶媒の使用量は、重合槽の容積(100体積%)に対して、10〜90体積%が好ましい。含フッ素有機溶媒の使用量が前記範囲内であれば、含フッ素有機溶媒に溶解または分散される単量体、得られるETFEの量をより多くすることができる。そのため、ETFEの収率がより高くなり、工業的に有利である。 As for the usage-amount of a fluorine-containing organic solvent, 10-90 volume% is preferable with respect to the volume (100 volume%) of a polymerization tank. When the amount of the fluorine-containing organic solvent used is within the above range, the amount of the monomer dissolved or dispersed in the fluorine-containing organic solvent and the resulting ETFE can be increased. Therefore, the yield of ETFE becomes higher and is industrially advantageous.
重合には、ラジカル重合開始剤を使用する。ラジカル重合開始剤としては、パーフルオロアルキル過酸化物、パーフルオロアルキルアゾ化合物等のパーフルオロラジカル重合開始剤、炭化水素過酸化物、炭化水素アゾ化合物等が挙げられる。 A radical polymerization initiator is used for the polymerization. Examples of the radical polymerization initiator include perfluoro radical polymerization initiators such as perfluoroalkyl peroxides and perfluoroalkyl azo compounds, hydrocarbon peroxides, hydrocarbon azo compounds, and the like.
パーフルオロアルキル過酸化物としては、クロロカーボンまたはフルオロカーボンを出発物質にして得られる過酸化アシル等が挙げられる。具体例としては、過酸化トリクロロアセチル、過酸化ビス(パーフルオロ−2−プロポキシプロピオニル)、[CF3CF2CF2OCF(CF3)COO]2、過酸化パーフルオロプロピオニル、(CF3CF2CF2COO)2、(CF3CF2COO)2、{CF3CF2CF2[CF(CF3)CF2O]cCF(CF3)COO}2(ただし、cは0〜8の整数である。)、[ClCF2(CF2)dCOO]2(ただし、dは0〜8の整数である。)、パーフルオロシクロヘキサンカルボニルパーオキサイド、パーフルオロベンゼンカルボニルパーオキサイド等が挙げられる。Examples of the perfluoroalkyl peroxide include acyl peroxides obtained from chlorocarbons or fluorocarbons as starting materials. Specific examples include trichloroacetyl peroxide, bis (perfluoro-2-propoxypropionyl) peroxide, [CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 3 ) COO] 2 , perfluoropropionyl peroxide, (CF 3 CF 2 CF 2 COO) 2 , (CF 3 CF 2 COO) 2 , {CF 3 CF 2 CF 2 [CF (CF 3 ) CF 2 O] c CF (CF 3 ) COO} 2 (where c is 0-8) It is an integer.), [ClCF 2 (CF 2 ) d COO] 2 (where d is an integer of 0 to 8), perfluorocyclohexanecarbonyl peroxide, perfluorobenzenecarbonyl peroxide, and the like.
パーフルオロアルキルアゾ化合物としては、パーフルオロアゾイソプロパン、(CF3)2CFN=NCF(CF3)2等のR4N=NR5(ただし、R4およびR5は、炭素数1〜8の直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキル基である。)等が挙げられる。
炭化水素過酸化物としては、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド;イソブチルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックアシッドパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;ジノルマルプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエリツパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート;1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート等のパーオキシエステル等が挙げられる。The perfluoroalkyl azo compounds, perfluoro azo isopropane, (CF 3) 2 CFN = NCF (CF 3) 2, etc. R 4 N = NR 5 (provided that, R 4 and R 5, carbon atoms 1-8 Or a linear or branched perfluoroalkyl group.) And the like.
Examples of the hydrocarbon peroxide include 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, dialkyl peroxide such as di-t-butyl peroxide; isobutyl peroxide, 3,5,5 -Diacyl peroxides such as trimethylhexanoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, succinic acid peroxide; dinormalpropyl peroxydicarbonate, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxy Peroxydicarbonates such as dicarbonate, di-2-ethoxyerythoxyperoxydicarbonate, di-2-ethylhexylperoxydicarbonate; 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, 1 - Rohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl Peroxy-2-ethylhexanoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate, t-hexylperoxyisopropylmonocarbonate, t-butylperoxy- 3,5,5-trimethylhexanoate, t-butyl peroxylaurate, t Butyl peroxy isopropyl monocarbonate, peroxy esters such as t- butyl peroxy acetate.
炭化水素アゾ化合物としては、シアノ−2−プロピルアゾホルムアミド、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−アミノジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、ポリジメチルシロキサンセグメント含有マクロアゾ化合物、2,2’−アゾビス(2−2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸塩二水和物、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビスイソブチルアミド二水和物、2,2’−アゾビス[2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon azo compound include cyano-2-propylazoformamide, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2-aminodinopropane) dihydrochloride, 2,2 '-Azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis [N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide], Polydimethylsiloxane segment-containing macroazo compound, 2,2′-azobis (2-2,4,4-trimethylpentane), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 4,4 '-Azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobisisobutyric acid dimethyl, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propyl Pan] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] disulfate dihydrate, 2,2'-azobis [2- (2-imidazoline-2- Yl) propane], 2,2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide}, 2,2′-azobis {2-methyl-N -[1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl] propionamide}, 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide], 2,2′-azobisisobutyramide Hydrates, 2,2′-azobis [2- (hydroxymethyl) propionitrile] and the like can be mentioned.
ラジカル重合開始剤は、1種でもよく、2種以上でもよい。
ラジカル重合開始剤としては、過酸化物が好ましく、t−ブチルパーオキシピバレートが特に好ましい。
ラジカル重合開始剤の使用量は、単量体の総質量を100質量部として、10−6〜10質量部が好ましく、10−5〜5質量部がより好ましく、0.005〜1質量部がさらに好ましい。The radical polymerization initiator may be one type or two or more types.
As the radical polymerization initiator, a peroxide is preferable, and t-butyl peroxypivalate is particularly preferable.
The amount of the radical polymerization initiator used is preferably 10 −6 to 10 parts by mass, more preferably 10 −5 to 5 parts by mass, and more preferably 0.005 to 1 part by mass, with the total mass of the monomers being 100 parts by mass. Further preferred.
重合には、分子量や物理的または化学的性質を制御するために、水溶性連鎖移動剤を使用する。ここで、水溶性連鎖移動剤とは、20℃における水への溶解度が20g/100ml以上である連鎖移動剤を意味する。
水溶性連鎖移動剤としては、環境負荷を低減しつつ、連鎖移動剤としての効果が得られやすい点から、炭素数1〜4のアルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等。)、炭素数3〜4のケトン(アセトン、メチルエチルケトン等。)、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、またはジメチルホルムアミドが好ましく、任意の割合で水と混合するものが好ましく、炭素数1〜4のアルコールがより好ましく、メタノールが特に好ましい。
水溶性連鎖移動剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。In the polymerization, a water-soluble chain transfer agent is used in order to control the molecular weight and physical or chemical properties. Here, the water-soluble chain transfer agent means a chain transfer agent having a solubility in water at 20 ° C. of 20 g / 100 ml or more.
As the water-soluble chain transfer agent, alcohol having 1 to 4 carbon atoms (methanol, ethanol, propanol, butanol, etc.), carbon number 3 from the viewpoint that the effect as a chain transfer agent can be easily obtained while reducing the environmental load. -4 ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, or dimethylformamide are preferred, those mixed with water in any proportion are preferred, alcohols having 1 to 4 carbon atoms are more preferred, and methanol is particularly preferred. .
A water-soluble chain transfer agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
水溶性連鎖移動剤の使用量は、重合溶媒100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。水溶性連鎖移動剤の使用量が下限値以上であれば、連鎖移動剤としての効果が得られやすい。水溶性連鎖移動剤の使用量が上限値以下であれば、ETFEとして、適切な分子量範囲に制御しやすく、また、回収した溶媒を再利用するための精製が容易で、環境への負荷が小さい。 0.01-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polymerization solvents, and, as for the usage-amount of a water-soluble chain transfer agent, 0.1-5 mass parts is more preferable. If the usage-amount of a water-soluble chain transfer agent is more than a lower limit, the effect as a chain transfer agent will be easy to be acquired. If the amount of water-soluble chain transfer agent used is not more than the upper limit, ETFE can be easily controlled to an appropriate molecular weight range, and purification for reusing the recovered solvent is easy, and the burden on the environment is small. .
重合温度は、ラジカル重合開始剤の種類等によっても異なるが、0〜100℃が好ましく、30〜90℃がより好ましい。
重合圧力は、重合温度によっても異なるが、0.1MPa〜10MPaが好ましく、0.5MPa〜3MPaがより好ましく、0.8MPa〜2MPaがさらに好ましい。
重合時間は、経済性の観点から、0.1〜30時間が好ましく、0.5〜20時間がより好ましく、1〜15時間がさらに好ましい。Although polymerization temperature changes with kinds etc. of radical polymerization initiator, 0-100 degreeC is preferable and 30-90 degreeC is more preferable.
The polymerization pressure varies depending on the polymerization temperature, but is preferably 0.1 MPa to 10 MPa, more preferably 0.5 MPa to 3 MPa, and further preferably 0.8 MPa to 2 MPa.
The polymerization time is preferably from 0.1 to 30 hours, more preferably from 0.5 to 20 hours, and even more preferably from 1 to 15 hours from the viewpoint of economy.
重合には、EおよびTFEに加えて、EおよびTFE以外の他の単量体を用いてもよい。すなわち、Eに基づく繰り返し単位およびTFEに基づく繰り返し単位に加えて、EおよびTFE以外の他の単量体に基づく繰り返し単位を有するETFEとしてもよい。 In addition to E and TFE, other monomers other than E and TFE may be used for the polymerization. That is, in addition to the repeating unit based on E and the repeating unit based on TFE, ETFE having a repeating unit based on another monomer other than E and TFE may be used.
前記他の単量体としては、フッ化ビニリデン、トリフルオロクロロエチレン等の含フッ素エチレン(ただし、TFEを除く。);CF2=CFCF3、CF2=CHCF3、CH2=CHCF3等の含フッ素プロピレン;下式(1)で表される単量体(以下、「単量体(1)」という。);下式(2)で表される単量体等のペルフルオロビニルエーテル;CH3OC(=O)CF2CF2CF2OCF=CF2、FSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2等の、容易にカルボン酸基やスルホン酸基に変換可能な基を有するペルフルオロビニルエーテル;プロピレン、ブテン等の炭素数3〜4のα−オレフィン;4−メチル−1−ペンテン;シクロヘキセン;酢酸ビニル、乳酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル等のビニルエステル;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等のビニルエーテル等が挙げられる。
CH2=CR1−(CF2)aR2 ・・・(1)
Rf(OCFR3CF2)bOCF=CF2 ・・・(2)
ただし、前記式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、aは1〜12の整数である。また、前記式(2)中、Rfは炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基、R3はフッ素原子またはトリフルオロメチル基、bは0〜5の整数である。Examples of the other monomer include fluorine-containing ethylene such as vinylidene fluoride and trifluorochloroethylene (excluding TFE); CF 2 = CFCF 3 , CF 2 = CHCF 3 , CH 2 = CHCF 3 and the like. Fluorine-containing propylene; monomer represented by the following formula (1) (hereinafter referred to as “monomer (1)”); perfluorovinyl ether such as a monomer represented by the following formula (2); CH 3 OC (═O) CF 2 CF 2 CF 2 OCF═CF 2 , FSO 2 CF 2 CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCF═CF 2 and other groups that can be easily converted into a carboxylic acid group or a sulfonic acid group A perfluorovinyl ether having 3 to 4 carbon atoms such as propylene and butene; 4-methyl-1-pentene; cyclohexene; vinyl acetate, vinyl lactate, vinyl butyrate, Examples thereof include vinyl esters such as vinyl valinate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, and hydroxybutyl vinyl ether.
CH 2 = CR 1- (CF 2 ) a R 2 (1)
Rf (OCFR 3 CF 2 ) b OCF═CF 2 (2)
However, the formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, a is an integer from 1 to 12. Further, the formula (2), Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 3 is fluorine atom or a trifluoromethyl group, b is an integer of 0 to 5.
単量体(1)としては、CF3CF2CH=CH2、CF3CF2CF2CF2CH=CH2、CF3CF2CF2CF2CF2CF2CH=CH2、CF3CF2CF2CF2CF=CH2、CF2HCF2CF2CF=CH2等が挙げられる。
単量体(2)としては、CF3CF2OCF2CF2OCF=CF2、C3F7OCF(CF3)CF2OCF=CF2等が挙げられる。As the monomer (1), CF 3 CF 2 CH═CH 2 , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CH═CH 2 , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CH═CH 2 , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF = CH 2, CF 2 HCF 2 CF 2 CF = CH 2 and the like.
As the monomer (2), CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF = CF 2, C 3 F 7 OCF (CF 3) CF 2 OCF = CF 2 , and the like.
その他の単量体としては、ETFEの機械的強度を向上させることができることから、単量体(1)が好ましく、前記式(1)中のR1が水素原子で、R2がフッ素原子である単量体がより好ましく、CF3CF2CF2CF2CH=CH2またはCF3CF2CF2CF2CF2CF2CH=CH2が特に好ましい。The other monomer is preferably monomer (1) because it can improve the mechanical strength of ETFE. R 1 in the formula (1) is a hydrogen atom and R 2 is a fluorine atom. A certain monomer is more preferable, and CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CH═CH 2 or CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CH═CH 2 is particularly preferable.
重合により得られるETFE中のEに基づく繰り返し単位とTFEに基づく繰り返し単位とのモル比(E/TFE)は、30/70〜60/40が好ましく、40/60〜55/45がより好ましく、43/57〜50/50がさらに好ましい。前記モル比(E/TFE)が下限値以上であれば、ETFEの透明性が良好になる。前記モル比(E/TFE)が上限値以下であれば、耐熱性が良好になる。
前記モル比(E/TFE)は、FT−IRにより測定される。The molar ratio (E / TFE) of the repeating unit based on E and the repeating unit based on TFE in ETFE obtained by polymerization is preferably 30/70 to 60/40, more preferably 40/60 to 55/45, 43/57 to 50/50 is more preferable. If the molar ratio (E / TFE) is at least the lower limit, the transparency of ETFE will be good. When the molar ratio (E / TFE) is equal to or lower than the upper limit value, the heat resistance is improved.
The molar ratio (E / TFE) is measured by FT-IR.
ETFEに、EおよびTFE以外の他の単量体に基づく繰り返し単位を導入する場合、他の単量体に基づく繰り返し単位の割合は、ETFEにおける全繰り返し単位(100モル%)に対して、0.1〜50モル%が好ましく、0.1〜30モル%がより好ましく、0.1〜20モル%がさらに好ましく、0.1〜10モル%が特に好ましい。前記他の単量体に基づく繰り返し単位の割合がこの範囲にあれば、耐ストレスクラック性、加工性等の特性がより良好になる。 When a repeating unit based on another monomer other than E and TFE is introduced into ETFE, the ratio of the repeating unit based on the other monomer is 0 with respect to the total repeating units (100 mol%) in ETFE. 0.1-50 mol% is preferable, 0.1-30 mol% is more preferable, 0.1-20 mol% is further more preferable, 0.1-10 mol% is especially preferable. When the ratio of the repeating unit based on the other monomer is within this range, characteristics such as stress crack resistance and workability become better.
重合で得られるETFEスラリー中のETFE微粒子の濃度は、重合温度、重合圧力、重合時間等の条件、単量体の仕込み量等によっても異なるが、0.1〜45質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましい。 The concentration of ETFE fine particles in the ETFE slurry obtained by polymerization varies depending on conditions such as polymerization temperature, polymerization pressure, polymerization time, the amount of monomer charged, etc., but is preferably 0.1 to 45% by mass, 30 mass% is more preferable.
ETFE微粒子としては、平均一次粒子径が10nm〜5μmの粒子が好ましく、50nm〜1μmがより好ましい。ETFE微粒子の平均一次粒子径がこの範囲にあれば、蒸発工程への適用性に優れる。なお、ETFE微粒子の平均一次粒子径は、レーザー回折・散乱式粒子径・粒度分布測定装置により測定される値である。 As the ETFE fine particles, particles having an average primary particle diameter of 10 nm to 5 μm are preferable, and 50 nm to 1 μm are more preferable. If the average primary particle diameter of the ETFE fine particles is within this range, the applicability to the evaporation step is excellent. The average primary particle size of the ETFE fine particles is a value measured by a laser diffraction / scattering particle size / particle size distribution measuring device.
[蒸発工程]
重合工程で得られたスラリーに水を接触させずに、該スラリーから揮発性成分を蒸発させる。揮発性成分とは、重合に用いた含フッ素有機溶媒、未反応の単量体、連鎖移動剤、開始剤残渣等が挙げられる。
スラリーに水を接触させずに揮発性成分を蒸発させる方法としては、円筒状の伝熱胴部と、回転軸に撹拌翼が設けられ、前記伝熱胴部内で前記撹拌翼の先端が前記伝熱胴部の内壁面を掠めるように回転する回転撹拌部と、前記伝熱胴部を加熱する加熱部とを有する遠心薄膜蒸発器を用いる方法が好ましい。該遠心薄膜蒸発器を用いれば、後述する好ましい平均粒子径のETFE乾燥物が得られやすい。[Evaporation process]
Volatile components are evaporated from the slurry without contacting water with the slurry obtained in the polymerization step. Examples of the volatile component include a fluorine-containing organic solvent used for polymerization, an unreacted monomer, a chain transfer agent, an initiator residue, and the like.
As a method for evaporating volatile components without bringing water into contact with the slurry, a cylindrical heat transfer body and a stirring blade are provided on the rotating shaft, and the tip of the stirring blade is placed in the heat transfer body. A method using a centrifugal thin film evaporator having a rotary stirring unit that rotates so as to give up the inner wall surface of the heat drum portion and a heating portion that heats the heat transfer drum portion is preferable. If the centrifugal thin film evaporator is used, it is easy to obtain an ETFE dry product having a preferable average particle size described later.
(蒸発装置)
図1および図2は、遠心薄膜蒸発器を有する蒸発装置の一例である。
蒸発装置1は、ETFEスラリーを貯留する貯留槽10と、貯留槽10から供給されるETFEスラリーから揮発性成分を蒸発させる遠心薄膜蒸発機12と、遠心薄膜蒸発機12から排出される揮発性成分を凝縮するコンデンサー14と、コンデンサー14で凝縮した揮発性成分を回収する回収タンク16と、蒸発した揮発性成分を遠心薄膜蒸発機12から吸引するブロワ18と、を有する。
貯留槽10と遠心薄膜蒸発機12は、貯留槽10側から送液ポンプ20と背圧弁22が設けられた配管24により連結されている。遠心薄膜蒸発機12とコンデンサー14は配管26により接続され、コンデンサー14と回収タンク16は配管28により接続されている。また、コンデンサー14とブロワ18は、途中に圧力調整弁30が設けられた配管32で接続されている。(Evaporation device)
1 and 2 are examples of an evaporation apparatus having a centrifugal thin film evaporator.
The evaporation apparatus 1 includes a
The
遠心薄膜蒸発機12は、円筒状の伝熱胴部34と、伝熱胴部34内に供給されたETFEスラリーを内壁面34aに分散させる分散ロータ36と、回転軸38に撹拌翼40が設けられ、伝熱胴部34内で撹拌翼40の先端が伝熱胴部34の内壁面34aを掠めるように回転する回転撹拌部42と、伝熱胴部34を加熱する第1加熱部44と、伝熱胴部34内から落下してくるETFE乾燥物を受ける粉体受部46と、粉体受部46を加熱する第2加熱部48と、を有している。
The centrifugal
伝熱胴部34の上部には、ETFEスラリーを供給するための原料供給口34bが形成されている。
伝熱胴部34の原料供給口34bには、配管24の先端に設けられたノズル50が設置されており、原料供給口34bに対応する位置に分散ロータ36が設置されている。ノズル50の先端は、伝熱胴部34の内壁面34aと分散ロータ36の外側面の間に位置している。つまり、原料供給口34bのノズル50から、伝熱胴部34の上部における内壁面34aと回転軸38の外側面の間に、ETFEスラリーが供給される。A raw
A
ノズル50は、伝熱胴部34内へのETFEスラリーの供給方向と、該供給方向の延長線と伝熱胴部34の内壁面34aの交点における内壁面34aの接線方向とがなす角度θ(図2)が、30°以下となるように設置されることが好ましく、25°以下となるように設置されることがより好ましい。これにより、伝熱胴部34内に供給されたETFEスラリーが内壁面34aに均一に供給され、ETFEスラリーが内壁面34aの一部を局所的に流れる片流れが生じることが抑制されやすくなる。そして、伝熱胴部34内においてETFEスラリーが加熱される時間が充分に確保され、揮発性成分が充分に除去され、ハンドリング性および加工性に優れたETFE乾燥物がより容易に得られる。
角度θの下限値は、理想的には0°であるが、ノズル50の吐出口部分の厚み(内径と外径の差)の分だけ、0°よりわずかに大きくなる。The
The lower limit value of the angle θ is ideally 0 °, but is slightly larger than 0 ° by the thickness of the discharge port portion of the nozzle 50 (difference between the inner diameter and the outer diameter).
分散ロータ36は、円板状になっており、回転撹拌部42の回転軸38の回転に連動して回転するように設置されている。ノズル50から伝熱胴部34の内部に供給されたETFEスラリーは、分散ロータ36の回転によって伝熱胴部34の内壁面34aに均一に分散され、内壁面34aをつたって自然落下していく。
The
また、伝熱胴部34の上部には、内部で蒸発した揮発性成分を回収する揮発性成分回収口34cが形成されている。揮発性成分回収口34cは、ETFEスラリーが配管26を通じてコンデンサー14に導入されないようにするため、原料供給口34bよりも上部に形成されている。揮発性成分回収口34cは、配管26を介してコンデンサー14と接続されており、コンデンサー14と接続されたブロワ18による吸引によって、伝熱胴部34内で揮発した揮発性成分が揮発性成分回収口34cから回収される。
In addition, a volatile component recovery port 34c for recovering volatile components evaporated inside is formed in the upper portion of the
回転撹拌部42は、回転軸38と、回転軸38に取り付けられた複数の撹拌翼40とを有しており、回転軸38が伝熱胴部34の下部に設けられた軸受け52で受け止められ、伝熱胴部34の内部で回転する。
回転軸38は、上部がベルト54を介して回転駆動部56と連結されており、回転駆動部56によって回転される。The
An upper portion of the
撹拌翼40は、分散ロータ36よりも下側に位置している。また、複数の撹拌翼40は、回転軸38の軸方向に沿って、上から順に螺旋状に位置がずれるように設けられている。具体的には、この例では、回転撹拌部42を上方から見た場合、各撹拌翼40が上から順に、回転軸38を中心として90°ずつずれるように設けられている。
また、撹拌翼40は、回転軸38に固定されている固定部40aと、固定部40aと接続部40bで接続された可動翼部40cを有しており、可動翼部40cが回転軸38の回転と逆方向に向くように、接続部40bを支点として屈曲できる。これにより、撹拌翼40の先端が伝熱胴部34の内壁面34aに形成されるETFE乾燥物の層と接触した際に、撹拌翼40に過剰な力が加わることが抑制され、回転撹拌部42に損傷が生じ難くなる。The stirring
The stirring
第1加熱部44は、伝熱胴部34の外側に熱媒を流通させることで伝熱胴部34を加熱する加熱ジャケットであり、下部に設けられた熱媒供給口44aから熱媒を供給し、加熱ジャケット内を循環させた後に、上部に設けられた熱媒排出口44bから排出する。第1加熱部44に流通させる熱媒によって伝熱胴部34が加熱され、伝熱胴部34の内壁面34aで原料スラリーが加熱されることによって、ETFEスラリー中の揮発性成分が蒸発する。
第1加熱部44の熱媒としては、加圧蒸気、シリコーンオイル等が挙げられる。The
Examples of the heating medium of the
回転撹拌部42は、回転軸38の回転によって、撹拌翼40の先端が伝熱胴部34の内壁面34aを掠めるように回転する。これにより、伝熱胴部34の内壁面34aに付与されたETFEスラリーが、撹拌翼40の先端と伝熱胴部34の内壁面34aのクリアランスに応じた膜厚の薄膜とされる。伝熱胴部34の内壁面34aでETFEスラリーが薄膜となることで、短時間で揮発性成分を揮発させることができる。
ETFEスラリーを粉体化させることができることから、撹拌翼40の先端と伝熱胴部34の内壁面34aのクリアランスは、0.1mm以上が好ましく、0.3mm以上がより好ましい。また、より短時間で揮発性成分を揮発させることができることから、前記クリアランスは、2.0mm以下が好ましく、1.5mm以下がより好ましい。
なお、前記クリアランスは、撹拌翼40における固定部40aと可動翼部40cの角度が180°(屈曲していない)の状態におけるクリアランスである。
撹拌翼40の数は特に限定されないが、4〜100個が好ましい。The
Since the ETFE slurry can be pulverized, the clearance between the tip of the
The clearance is a clearance when the angle of the fixed
The number of
また、伝熱胴部34の内壁面34aに形成されたETFE乾燥物の層は、撹拌翼40の先端と伝熱胴部34の内壁面34aのクリアランスよりも厚くなった時点で撹拌翼40の先端と接触して掻き取られることで落下する。
In addition, when the layer of the ETFE dry matter formed on the
粉体受部46は、伝熱胴部34から落下してきた粉体状のETFE乾燥物を受け取る部分であり、下部に回転式の取出口46aが設けられており、外側に第2加熱部48が設けられている。粉体受部46では、伝熱胴部34から落下してきた粉体状のETFE乾燥物が、必要に応じて加熱され、ETFE乾燥物中の含フッ素有機溶媒の含有量が所望の含有量に調節された後に、取出口46aから取り出される。
The
第2加熱部48は、粉体受部46の外側に熱媒を流通させることで粉体受部46を加熱する加熱ジャケットであり、下部に設けられた熱媒供給口48aから熱媒を供給し、加熱ジャケット内を循環させた後、上部に設けられた熱媒排出口48bから排出する。
第2加熱部48の熱媒としては、第1加熱部44の熱媒として挙げたものと同じものが挙げられる。The
Examples of the heating medium for the
コンデンサー14は、伝熱胴部34内で揮発し、揮発性成分回収口34cから回収された揮発性成分を冷却することで凝縮する部分である。コンデンサー14は、下流側に冷媒供給口14a、上流側に冷媒排出口14bが設けられており、冷媒供給口14aから供給された冷媒が下流側から上流側に向かって流通して冷媒排出口14bから排出される。コンデンサー14では、冷媒と揮発性成分の熱交換によって揮発性成分が凝縮される。
コンデンサー14で凝縮された揮発性成分は、配管28を通じて回収タンク16に回収される。The condenser 14 is a portion that volatilizes in the
Volatile components condensed by the condenser 14 are collected in the
前記した蒸発装置1による蒸発工程は、まずETFE微粒子が含フッ素有機溶媒に分散したETFEスラリーを貯留槽10に貯留する。次いで、該ETFEスラリーを送液ポンプ20および背圧弁22によって送液し、原料供給口34bに設けたノズル50から、遠心薄膜蒸発機12の伝熱胴部34内に供給する。伝熱胴部34内に供給されたETFEスラリーは、分散ロータ36によって内壁面34aに分散され、回転撹拌部42の回転によって内壁面34aで薄膜とされ、自然落下していきながら加熱されることで揮発性成分が蒸発して除去され、ETFE乾燥物となる。
In the evaporation process by the evaporation apparatus 1 described above, first, the ETFE slurry in which the ETFE fine particles are dispersed in the fluorine-containing organic solvent is stored in the
ノズル50から遠心薄膜蒸発機12の伝熱胴部34内に供給するETFEスラリーの供給線速度は、0.10m/秒を超える速度が好ましい。これにより、ETFEスラリーが伝熱胴部34の内壁面34a全体に分散され、内壁面34aにETFEスラリーの均一な薄膜を形成させやすい。そのため、ETFEスラリーが伝熱胴部34の内壁面34aの一部をつたって流れる片流れが生じることを抑制できるので、ETFEスラリーを伝熱胴部34内で充分に加熱でき、含フッ素有機溶媒等の揮発性成分が充分に除去したETFE乾燥物が得られやすい。また、ETFEスラリーの片流れの発生をより容易に抑制でき、揮発性成分をより効率的に除去できることから、ETFEスラリーの供給線速度は0.11m/秒以上がより好ましく、0.12m/秒以上がさらに好ましい。
また、過大な供給能力を持つ送液ポンプ20を使用しなくてもよく、またノズル50および原料供給口34bのサイズが過大になることを抑制できることから、ETFEスラリーの供給線速度は、2.00m/秒以下が好ましく、0.50m/秒以下がより好ましく、0.20m/秒以下が特に好ましい。The supply linear speed of the ETFE slurry supplied from the
In addition, the
なお、本発明の製造方法におけるETFEスラリーの供給線速度は、下式(I)で定義される。
V=Q/A ・・・(I)
ただし、前記式(I)中、Vは供給線速度(単位:m/秒)、Qはノズル50に供給される原料スラリーの流量(m3/秒)、Aはノズル50の噴出口の断面積(m2)である。In addition, the supply linear velocity of the ETFE slurry in the production method of the present invention is defined by the following formula (I).
V = Q / A (I)
In the above formula (I), V is the supply linear velocity (unit: m / sec), Q is the flow rate (m 3 / sec) of the raw material slurry supplied to the
遠心薄膜蒸発機12に供給するETFEスラリー(100質量%)中のETFE微粒子の濃度は、1.0〜15.0質量%が好ましく、2.0〜15.0質量%がより好ましく、3.0〜15.0質量%がさらに好ましい。前記ETFE微粒子の濃度が下限値以上であれば、含フッ素有機溶媒の留去に必要な熱エネルギーを低減でき、運転コストが低下する。また、前記ETFE微粒子の濃度が上限値以下であれば、ETFEスラリー中のETFE微粒子の分散安定性が向上し、ETFEスラリーのハンドリング性がより良好になる。
溶液重合後のETFEスラリーにおけるETFE微粒子の濃度が前記範囲内でない場合は、加熱による濃縮、または含フッ素有機溶媒による希釈等を行ってETFE微粒子の濃度を前記範囲内とすることが好ましい。The concentration of ETFE fine particles in the ETFE slurry (100% by mass) supplied to the centrifugal
When the concentration of the ETFE fine particles in the ETFE slurry after the solution polymerization is not within the above range, it is preferable that the concentration of the ETFE fine particles is within the above range by performing concentration by heating or dilution with a fluorine-containing organic solvent.
遠心薄膜蒸発機12の内部温度は、30〜180℃が好ましく、40〜150℃がより好ましく、90〜150℃がさらに好ましい。前記内部温度が下限値以上であれば、遠心薄膜蒸発機12が過大になることを抑制しやすく、設備コストをより低減できる。また、前記内部温度が上限値以下であれば、ETFEの変質を抑制しやすい。
なお、遠心薄膜蒸発機12における伝熱胴部34の内部温度とは、伝熱胴部34の上下方向の中間点における内壁面34aの運転中の最高温度である。The internal temperature of the centrifugal
The internal temperature of the
遠心薄膜蒸発機12の内部圧力は、1〜500kPa(abs)が好ましく、5〜300kPa(abs)がより好ましく、5〜200kPa(abs)がさらに好ましい。前記内部圧力が下限値以上であれば、内部の減圧、および含フッ素有機溶媒の回収に使用する設備が過大になることを抑制しやすく、経済的に有利である。また、前記内部圧力が上限値以下であれば、遠心薄膜蒸発機12の耐圧性を高めるために設備コストが過大になることを抑制しやすく、経済的に有利である。
The internal pressure of the centrifugal
本発明の製造方法により製造されるETFE乾燥物の平均粒子径は、10〜500μmが好ましく、20〜400μmがより好ましく、20〜300μmがさらに好ましい。ETFE乾燥物の平均粒子径が下限値以上であれば、ハンドリング性が向上する。また、ETFE乾燥物の平均粒子径が上限値以下であれば、ETFE乾燥物の流動性が向上するため充分なハンドリング性が得られやすい。
ETFE乾燥物の平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒子径・粒度分布測定装置により測定される値を意味する。10-500 micrometers is preferable, as for the average particle diameter of the ETFE dried material manufactured by the manufacturing method of this invention, 20-400 micrometers is more preferable, and 20-300 micrometers is more preferable. When the average particle size of the dried ETFE is not less than the lower limit value, handling properties are improved. In addition, when the average particle size of the ETFE dried product is not more than the upper limit value, the fluidity of the ETFE dried product is improved, so that sufficient handling properties are easily obtained.
The average particle diameter of the dried ETFE means a value measured by a laser diffraction / scattering particle diameter / particle size distribution measuring apparatus.
また、ETFE乾燥物のかさ密度は、0.4〜1.8g/mLが好ましく、0.6〜1.8g/mLがより好ましい。ETFE乾燥物のかさ密度が下限値以上であれば、ハンドリング性が向上する。また、ETFE乾燥物の真密度は約1.8g/mLであるため、かさ密度の上限は1.8g/mLである。
ETFE乾燥物のかさ密度は、所定の容量の容器にETFE乾燥物を入れ、容器内に収容されたETFE乾燥物の質量を測定することで算出される。Further, the bulk density of the dried ETFE is preferably 0.4 to 1.8 g / mL, and more preferably 0.6 to 1.8 g / mL. If the bulk density of the ETFE dried product is equal to or higher than the lower limit value, the handling property is improved. Moreover, since the true density of the ETFE dried product is about 1.8 g / mL, the upper limit of the bulk density is 1.8 g / mL.
The bulk density of the dried ETFE material is calculated by placing the dried ETFE material in a container having a predetermined capacity and measuring the mass of the dried ETFE material contained in the container.
また、ETFE乾燥物中の含フッ素有機溶媒の含有量は、0.0001〜50.0質量%が好ましく、0.001〜30.0質量%がより好ましく、0.001〜10.0質量%がさらに好ましい。前記含フッ素有機溶媒の含有量が下限値以上であれば、ETFE乾燥物の平均粒子径が小さくなりすぎることを抑制しやすく、ハンドリング性が向上する。前記含フッ素有機溶媒の含有量が上限値以下であれば、含フッ素有機溶媒の回収効率が向上し、経済的に有利になる。
ETFE乾燥物中の含フッ素有機溶媒の含有量は、ガスクロマトグラフィー法により測定される。Moreover, 0.0001-50.0 mass% is preferable, as for content of the fluorine-containing organic solvent in ETFE dried material, 0.001-30.0 mass% is more preferable, 0.001-10.0 mass% Is more preferable. If content of the said fluorine-containing organic solvent is more than a lower limit, it will be easy to suppress that the average particle diameter of an ETFE dried material becomes small too much, and handling property will improve. When the content of the fluorinated organic solvent is not more than the upper limit, the recovery efficiency of the fluorinated organic solvent is improved, which is economically advantageous.
The content of the fluorine-containing organic solvent in the ETFE dried product is measured by a gas chromatography method.
ETFE乾燥物の分子量は、特には限定されず、40℃で液状の低分子量物から溶融成形可能な高分子量物まで幅広く使用できる。
例えば、モル比(E/TFE)が30/70〜60/40で、全繰り返し単位に対してCF3CF2CF2CF2CF=CH2に基づく繰り返し単位を0.1〜10モル%有するETFE乾燥物の場合、分子量の目安となる容量流量(mm3/秒)は、0.1〜500mm3/秒が好ましく、0.1〜200mm3/秒がより好ましく、1〜50mm3/秒がさらに好ましい。前記容量流量が下限値以上であれば、ETFEの熱溶融による成形加工が設備的に可能となる。前記容量流量が上限値以下であれば、成形物が実用途に使用可能な強度となりやすい。
なお、前記容量流量は、フローテスタを用いて、297℃、荷重7kgの条件で、直径2.1mm、長さ8mmのオリフィスからETFEを押し出す時の押出速度である。The molecular weight of the dried ETFE product is not particularly limited, and can be widely used from a low molecular weight product which is liquid at 40 ° C. to a high molecular weight product which can be melt-molded.
For example, the molar ratio (E / TFE) is 30 / 70-60 / 40, with 0.1 to 10 mol% of repeating units based on CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF = CH 2 with respect to the total repeating units for ETFE dry matter, capacitance is a measure of the molecular weight flow rate (mm 3 / sec) is preferably 0.1~500mm 3 / sec, more preferably 0.1~200mm 3 / sec, 1 to 50 mm 3 / sec Is more preferable. If the capacity flow rate is equal to or higher than the lower limit value, molding processing by heat melting of ETFE is possible in terms of equipment. If the volume flow rate is equal to or less than the upper limit value, the molded product tends to have a strength that can be used in actual applications.
The capacity flow rate is an extrusion speed when extruding ETFE from an orifice having a diameter of 2.1 mm and a length of 8 mm under a condition of 297 ° C. and a load of 7 kg using a flow tester.
ETFE乾燥物の融点は、180〜280℃が好ましく、220〜280℃がより好ましく、240〜270℃がさらに好ましい。ETFE乾燥物の融点が下限値以上であれば、耐熱性に優れる。ETFE乾燥物の融点が上限値以下であれば、成形に有利となる。
ETFE乾燥物の融点は、走査型示差熱分析により、空気雰囲気下にETFEを300℃まで10℃/分で昇温した際の吸熱ピークから求められる。180-280 degreeC is preferable, as for melting | fusing point of an ETFE dried material, 220-280 degreeC is more preferable, and 240-270 degreeC is further more preferable. If the melting point of the dried ETFE is not less than the lower limit, the heat resistance is excellent. If the melting point of the dried ETFE product is not more than the upper limit value, it is advantageous for molding.
The melting point of the dried ETFE product is determined from an endothermic peak when ETFE is heated up to 300 ° C. at 10 ° C./min in an air atmosphere by scanning differential thermal analysis.
以上説明した本発明のETFE乾燥物の製造方法によれば、理由は不明であるが、蒸発工程においてスラリーと水を接触させずに、該スラリーから揮発性成分を蒸発させることにより、優れた耐ストレスクラック性が得られるETFE乾燥物を製造できる。また、本発明のETFE乾燥物の製造方法では、水溶性連鎖移動剤を用いるため、環境負荷も低減できる。 According to the above-described method for producing a dried ETFE product of the present invention, the reason is unknown, but by evaporating volatile components from the slurry without contacting the slurry and water in the evaporation step, excellent resistance It is possible to produce a dried ETFE product that provides stress cracking properties. Moreover, in the manufacturing method of the ETFE dry substance of this invention, since a water-soluble chain transfer agent is used, an environmental load can also be reduced.
なお、本発明のETFE乾燥物の製造方法は、前記した方法には限定されない。例えば、本発明のETFE乾燥物の製造方法は、遠心薄膜蒸発器を用いない方法であってもよい。
具体的には、重合工程で得られたETFEスラリーをガラスフィルタで濾過して分離したETFEを加熱して、揮発性成分を蒸発させてETFE乾燥物を得る方法であってもよい。ただし、本発明のETFE乾燥物の製造方法では、得られるETFE乾燥物の平均粒子径を前記範囲内とすることが容易な点から、遠心薄膜蒸発器を用いて蒸発工程を行うことが好ましい。In addition, the manufacturing method of the ETFE dry substance of this invention is not limited to an above described method. For example, the method for producing a dried ETFE product of the present invention may be a method that does not use a centrifugal thin film evaporator.
Specifically, the ETFE slurry obtained in the polymerization step may be filtered through a glass filter, and the separated ETFE may be heated to evaporate volatile components to obtain a dried ETFE product. However, in the method for producing a dried ETFE product of the present invention, it is preferable to perform the evaporation step using a centrifugal thin film evaporator because the average particle diameter of the obtained dried ETFE product can be easily within the above range.
<ETFEペレットの製造方法>
本発明のETFEペレットの製造方法は、本発明の製造方法で得られたETFE乾燥物を溶融した後にペレット化する方法である。本発明のETFEペレットの製造方法は、本発明の製造方法で得られたETFE乾燥物を用いる以外は、公知の方法を採用できる。
例えば、本発明のETFEペレットの製造方法としては、本発明の製造方法で得られたETFE乾燥物を溶融してストランド状に押し出し成形した後に、ストランドの先端部をペレタイザーによって連続的に切断してペレット化する方法が挙げられる。ホットカット方式、アンダーウオーターカット方式、シートカット方式などの従来公知の方法も採用できる。
本発明の処理方法に用いるETFEペレットの嵩密度は0.5〜1.5g/mlが好ましく、0.8〜1.2g/mlがより好ましく、0.9〜1.1g/mlが最も好ましい。嵩密度が上記範囲であればETFEペレットを用いて成形体を製造する際におけるハンドリング性が良好である。なお前記嵩密度の値はJIS K6981四ふっ化エチレン樹脂成型粉試験方法に準拠して測定した値である。
ETFEペレットの平均粒子径は、1〜5mmが好ましく、1.5〜3.5mmがより好ましく、2〜3mmが最も好ましい。ETFEペレットの平均粒子径が小さすぎると、ETFEペレットを用いてETFE成形体を製造する際におけるハンドリング性が損なわれやすい。ETFEペレットの平均粒子径が大きすぎると、ETFEペレットの体積に対する表面積の割合が小さくなり、乾燥時間が長くなる。
平均粒子径の測定方法は任意のETFEペレットの数十個を測定対象のETFEペレットから抽出し、各ETFEペレットの長径と短径を測定し、その平均値から求めた値である。<Method for producing ETFE pellet>
The method for producing ETFE pellets of the present invention is a method of pelletizing the ETFE dried product obtained by the production method of the present invention after melting. The manufacturing method of the ETFE pellet of this invention can employ | adopt a well-known method except using the ETFE dried material obtained by the manufacturing method of this invention.
For example, as a method for producing the ETFE pellets of the present invention, the ETFE dried product obtained by the production method of the present invention is melted and extruded into a strand shape, and then the tip of the strand is continuously cut by a pelletizer. The method of pelletizing is mentioned. Conventionally known methods such as a hot cut method, an underwater cut method, and a sheet cut method can also be employed.
The bulk density of the ETFE pellet used in the treatment method of the present invention is preferably 0.5 to 1.5 g / ml, more preferably 0.8 to 1.2 g / ml, and most preferably 0.9 to 1.1 g / ml. . If the bulk density is in the above range, the handling property in producing a molded body using ETFE pellets is good. In addition, the value of the said bulk density is the value measured based on JISK6981 ethylene tetrafluoride resin molding powder test method.
The average particle diameter of the ETFE pellet is preferably 1 to 5 mm, more preferably 1.5 to 3.5 mm, and most preferably 2 to 3 mm. When the average particle diameter of the ETFE pellet is too small, the handling property in producing an ETFE molded product using the ETFE pellet is likely to be impaired. If the average particle size of the ETFE pellets is too large, the ratio of the surface area to the volume of the ETFE pellets becomes small and the drying time becomes long.
The measurement method of the average particle diameter is a value obtained by extracting several tens of arbitrary ETFE pellets from the ETFE pellet to be measured, measuring the major axis and the minor axis of each ETFE pellet, and calculating the average value.
<ETFE成形物の製造方法>
本発明のETFE成形物の製造方法は、本発明の製造方法で得られたETFE乾燥物、または本発明の製造方法で得られたETFEペレットを溶融成形する方法である。本発明のETFE成形物の製造方法は、本発明の製造方法で得られたETFE乾燥物、または本発明の製造方法で得られたETFEペレットを用いる以外は、公知の方法を採用できる。
例えば、電線被覆材用途の場合、芯線の外側に、ETFE乾燥物またはETFEペレットを溶融押し出し成形によって被覆する方法が挙げられる。<Method for producing ETFE molding>
The method for producing an ETFE molded product of the present invention is a method for melt-molding an ETFE dried product obtained by the production method of the present invention or an ETFE pellet obtained by the production method of the present invention. As a method for producing the ETFE molded product of the present invention, a known method can be adopted except that the ETFE dried product obtained by the production method of the present invention or the ETFE pellet obtained by the production method of the present invention is used.
For example, in the case of an electric wire coating material, a method of coating a dried ETFE product or ETFE pellet on the outside of the core wire by melt extrusion molding can be mentioned.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。例1、3、5、7は実施例、例2、4、6、8は比較例である。
[測定方法]
1.ETFE乾燥物の共重合組成
ETFE乾燥物について、FT−IRにより共重合組成を測定した。
2.ETFE乾燥物の容量流速
ETFE乾燥物の容量流速(mm3/秒)として、島津製作所社製フローテスタを用いて、297℃、荷重7kgの条件で、直径2.1mm、長さ8mmのオリフィスからETFEを押し出す時の押出速度を測定した。
3.ETFE乾燥物の融点
走査型示差熱分析器(SIIナノテクノロジーズ社製、DSC7020)を用いて、空気雰囲気下にETFE乾燥物を300℃まで10℃/分で昇温し、加熱した際の吸熱ピークから求めた。
4.耐ストレスクラック性試験(ストレスクラック温度)
直径1.8mmの芯線に、各ETFE乾燥物を用いて溶融押し出し成形によって0.5mmの厚さで被覆した電線を複数本作成した。それぞれの電線を、オーブンにより180℃、185℃、190℃、195℃の各温度で96時間熱処理(以下、「熱処理A」という。)した。その後、該電線の一部を折り返し、折り返した部分を電線自身に8回転以上巻きつけてその状態で固定して、さらにオーブンにより200℃で1時間熱処理した後、該電線の状態を確認した。それぞれの温度で熱処理Aを行う場合ついて5本の電線の試験を行い、クラックの入った電線数に対する破壊した電線数の割合(%)を計算し、下式によりストレスクラック温度Tb(単位:℃)を算出した。
Tb=Th−△T(S/100−1/2)
Th:全ての電線がクラック破壊した場合の熱処理Aの温度における最も高い温度。
△T:熱処理Aの試験温度の間隔(℃)。この例では5℃。
S:全ての電線でクラック破壊が起きない場合における熱処理Aの温度が最低の場合から、熱処理Aの温度がThの場合までのクラック破壊の割合の総和。EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description. Examples 1, 3, 5, and 7 are examples, and examples 2, 4, 6, and 8 are comparative examples.
[Measuring method]
1. Copolymerization composition of dried ETFE The copolymer composition of the dried ETFE was measured by FT-IR.
2. Volumetric flow rate of ETFE dried product From the orifice of 2.1 mm in diameter and 8 mm in length, using a flow tester manufactured by Shimadzu Corporation as the volumetric flow rate (mm 3 / sec) of ETFE dried product under the conditions of 297 ° C and load of 7 kg. The extrusion speed when extruding ETFE was measured.
3. Melting point of dried ETFE Using a scanning differential thermal analyzer (DSC7020, manufactured by SII Nano Technologies), the ETFE dried product was heated to 300 ° C at 10 ° C / min in an air atmosphere, and the endothermic peak when heated. I asked for it.
4). Stress crack resistance test (stress crack temperature)
A plurality of wires coated with a thickness of 0.5 mm were prepared on each core wire having a diameter of 1.8 mm by melt extrusion using each ETFE dried product. Each electric wire was heat treated for 96 hours (hereinafter referred to as “heat treatment A”) at 180 ° C., 185 ° C., 190 ° C., and 195 ° C. in an oven. Thereafter, a part of the electric wire was folded back, the folded portion was wound around the electric wire itself for 8 or more turns, fixed in that state, and further heat treated at 200 ° C. for 1 hour in an oven, and then the state of the electric wire was confirmed. When heat treatment A is performed at each temperature, five wires are tested, the ratio (%) of the number of broken wires to the number of cracked wires is calculated, and the stress crack temperature Tb (unit: ° C) is calculated by the following equation ) Was calculated.
Tb = Th−ΔT (S / 100−1 / 2)
Th: The highest temperature in the temperature of the heat treatment A when all the wires are cracked.
ΔT: Test temperature interval of heat treatment A (° C.). In this example, 5 ° C.
S: Sum of the ratios of crack destruction from the case where the temperature of the heat treatment A is lowest when the crack failure does not occur in all the wires to the case where the temperature of the heat treatment A is Th.
[例1]
(重合工程)
430リットルのステンレス鋼製オートクレーブ内を脱気した後、CF3(CF2)5Hの417.2kg、メタノールの3.8kg、およびペルフルオロブチルエチレン(以下、「PFBE」という。)の1.9kgを仕込み、撹拌しながら66℃まで昇温し、TFE/E=83/17(モル%)の混合ガスを1.5MPaGになるまで導入した。次いで、tert−ブチルパーオキシピバレートの濃度が1質量%のCF3(CF2)5H溶液の1048gをオートクレーブ内に注入し、重合を開始した。重合中はオートクレーブ内の圧力が1.5MPaGとなるように、TFE/E=54/46(モル%)の混合ガス、および前記混合ガスに対して1.4モル%に相当する量のPFBEを連続的に添加した。前記混合ガスの添加量が、27kgに達した時点でオートクレーブを冷却し、残留モノマーガスの一部をパージして、ETFEのスラリー1を得た。[Example 1]
(Polymerization process)
After degassing the inside of a 430 liter stainless steel autoclave, 417.2 kg of CF 3 (CF 2 ) 5 H, 3.8 kg of methanol, and 1.9 kg of perfluorobutylethylene (hereinafter referred to as “PFBE”). The temperature was raised to 66 ° C. while stirring, and a mixed gas of TFE / E = 83/17 (mol%) was introduced until the pressure reached 1.5 MPaG. Next, 1048 g of a CF 3 (CF 2 ) 5 H solution having a tert-butyl peroxypivalate concentration of 1% by mass was injected into the autoclave to initiate polymerization. During the polymerization, a mixed gas of TFE / E = 54/46 (mol%) and an amount of PFBE corresponding to 1.4 mol% with respect to the mixed gas are adjusted so that the pressure in the autoclave becomes 1.5 MPaG. Added continuously. When the amount of the mixed gas reached 27 kg, the autoclave was cooled, and a part of the residual monomer gas was purged to obtain ETFE slurry 1.
(蒸発工程)
得られたスラリー1の120kgを貯留槽に貯留し、遠心薄膜蒸発機(日立プラントテクノロジーズ社製)の内部温度を130℃、内部圧力を53kPaとした後、配管を通じて貯留槽のスラリー1を流量93kg/時で遠心薄膜蒸発機へ送液し、揮発性成分を蒸発させて、粉末状のETFE乾燥物1を回収した。(Evaporation process)
120 kg of the obtained slurry 1 is stored in a storage tank, and the internal temperature of the centrifugal thin film evaporator (manufactured by Hitachi Plant Technologies) is set to 130 ° C. and the internal pressure is set to 53 kPa. The liquid was sent to a centrifugal thin film evaporator at / hour to evaporate volatile components, and the powdered ETFE dried product 1 was recovered.
[例2]
(蒸発工程)
例1で得られたスラリー1の300kgを850リットルの造粒槽へ移し、340Lの水を加え、ディスクタービン翼を85rpmで回転させて撹拌しながら、40℃から104℃まで昇温して加熱し、230分間かけて含フッ素有機溶媒と残留モノマーを留出させ、ETFE造粒物を得た。次いで、水とETFE造粒物をメッシュ状の金網を用いて分離した。次いで、ETFE造粒物を真空乾燥機に移送して130℃で4.5時間加熱して乾燥し、粒子状のETFE乾燥物2を得た。[Example 2]
(Evaporation process)
Transfer 300 kg of the slurry 1 obtained in Example 1 to an 850 liter granulation tank, add 340 L of water, heat the disk turbine blade at 85 rpm, and heat from 40 ° C. to 104 ° C. while stirring. Then, the fluorine-containing organic solvent and the residual monomer were distilled off over 230 minutes to obtain an ETFE granulated product. Next, water and ETFE granulated material were separated using a mesh-like wire mesh. Next, the ETFE granulated product was transferred to a vacuum dryer and dried by heating at 130 ° C. for 4.5 hours to obtain a particulate ETFE dried product 2.
[例3]
(重合工程)
CF3(CF2)5Hの使用量を417.5kg、tert−ブチルパーオキシピバレートの濃度が1質量%のCF3(CF2)5H溶液の使用量を2991gとした以外は、例1と同様にしてETFEのスラリー2を得た。(蒸発工程)
次いで、得られたスラリー2の120kgを用いて、例1と同様にして粉末状のETFE乾燥物3を回収した。[Example 3]
(Polymerization process)
CF 3 (CF 2) 5 H 417.5kg usage, except that the concentration of tert- butyl peroxypivalate has a 2991g usage 1 wt% of CF 3 (CF 2) 5 H solution, Example In the same manner as in Example 1, slurry 2 of ETFE was obtained. (Evaporation process)
Next, using 120 kg of the obtained slurry 2, the powdered ETFE dry product 3 was recovered in the same manner as in Example 1.
[例4]
(蒸発工程)
例3で得られたスラリー2の300kgを用いて、例2と同様にして粒子状のETFE乾燥物4を得た。[Example 4]
(Evaporation process)
Using 300 kg of the slurry 2 obtained in Example 3, a particulate ETFE dried product 4 was obtained in the same manner as in Example 2.
[例5]
(重合工程)
430リットルのステンレス鋼製オートクレーブ内を脱気した後、CF3(CF2)5Hの417.7kg、メタノールの3.1kg、PFBEの1.7kgを仕込み、撹拌しながら75℃まで昇温し、TFE/E=83/17(モル%)の混合ガスを1.5MPaGになるまで導入した。次いで、tert−ブチルパーオキシピバレートの1質量%CF3(CF2)5H溶液の2096gをオートクレーブ内に注入し、重合を開始した。重合中はオートクレーブ内の圧力が1.5MPaGとなるようにTFE/E=54/46(モル%)の混合ガス、および前記混合ガスに対して1.4モル%に相当する量のPFBEを連続的に添加した。前記混合ガスの添加量が27kgに達した時点でオートクレーブを冷却し、残留モノマーガスの一部をパージし、ETFEのスラリー3を得た。
(蒸発工程)
得られたスラリー3の120kgを用いて、例1と同様にして粉末状のETFE乾燥物5を回収した。[Example 5]
(Polymerization process)
After degassing the inside of a 430 liter stainless steel autoclave, 417.7 kg of CF 3 (CF 2 ) 5 H, 3.1 kg of methanol, and 1.7 kg of PFBE were charged, and the temperature was raised to 75 ° C. while stirring. Then, a mixed gas of TFE / E = 83/17 (mol%) was introduced until the pressure became 1.5 MPaG. Next, 2096 g of a 1% by mass CF 3 (CF 2 ) 5 H solution of tert-butyl peroxypivalate was injected into the autoclave to initiate polymerization. During the polymerization, a mixed gas of TFE / E = 54/46 (mol%) and PFBE in an amount corresponding to 1.4 mol% with respect to the mixed gas are continuously added so that the pressure in the autoclave becomes 1.5 MPaG. Was added. When the amount of the mixed gas reached 27 kg, the autoclave was cooled, and a part of the residual monomer gas was purged to obtain ETFE slurry 3.
(Evaporation process)
Using 120 kg of the obtained slurry 3, the powdered ETFE dry product 5 was recovered in the same manner as in Example 1.
[例6]
(蒸発工程)
例5で得られたスラリー3の300kgを用いて、例2と同様にして粒子状のETFE乾燥物6を得た。[Example 6]
(Evaporation process)
Using 300 kg of the slurry 3 obtained in Example 5, a particulate ETFE dried product 6 was obtained in the same manner as in Example 2.
[例7]
(重合工程)
CF3(CF2)5Hの使用量を419.8kg、メタノールの使用量を2.7kgとした以外は、例5と同様にしてETFEのスラリー4を得た。(蒸発工程)
得られたスラリー4の120kgを用いて、例1と同様にして粉末状のETFE乾燥物7を回収した。[Example 7]
(Polymerization process)
An ETFE slurry 4 was obtained in the same manner as in Example 5 except that the amount of CF 3 (CF 2 ) 5 H used was 419.8 kg and the amount of methanol used was 2.7 kg. (Evaporation process)
Using 120 kg of the obtained slurry 4, a powdery ETFE dry product 7 was recovered in the same manner as in Example 1.
[例8]
(蒸発工程)
例7で得られたスラリー4の300kgを用いて、例2と同様にして粒子状のETFE8を得た。[Example 8]
(Evaporation process)
Using 300 kg of the slurry 4 obtained in Example 7, particulate ETFE8 was obtained in the same manner as in Example 2.
各例で得られたETFE乾燥物の共重合組成、容量流速、融点、およびストレスクラック温度を表1に示す。
なお、表1における共重合組成のTFE、E、PFBEの欄には、それぞれTFEに基づく繰り返し単位、Eに基づく繰り返し単位、およびPFBEに基づく繰り返し単位の比率(モル%)を示した。また、「蒸発工程での水との接触」の欄には、蒸発工程におけるスラリーと水との接触の有無を示した。Table 1 shows the copolymer composition, capacity flow rate, melting point, and stress crack temperature of the dried ETFE obtained in each example.
In the columns of TFE, E, and PFBE of the copolymer composition in Table 1, the ratio (mol%) of the repeating unit based on TFE, the repeating unit based on E, and the repeating unit based on PFBE are shown. In the column of “contact with water in the evaporation step”, presence / absence of contact between the slurry and water in the evaporation step is shown.
表1に示すように、例1と例2、例3と例4、例5と例6、例7と例8を比較すると、蒸発工程でのスラリーへの水の接触の有無にかかわらず、ほぼ同等の充分な容量流量および融点を示すETFE乾燥物が得られた。
一方、蒸発工程においてスラリーと水とを接触させずに、スラリーから揮発成分を蒸発させてETFE乾燥物を得た例1、3、5、7では、乾燥工程でスラリーに水を接触させた例2、4、6、8に比べて、ストレスクラック温度が高く、優れた耐ストレスクラック性が得られた。As shown in Table 1, comparing Example 1 and Example 2, Example 3 and Example 4, Example 5 and Example 6, Example 7 and Example 8, regardless of the presence or absence of water contact with the slurry in the evaporation step, An ETFE dry product was obtained that exhibited approximately the same sufficient volumetric flow rate and melting point.
On the other hand, in Examples 1, 3, 5, and 7, in which the volatile component was evaporated from the slurry without contacting the slurry and water in the evaporation step to obtain a dried ETFE, Examples in which water was brought into contact with the slurry in the drying step Compared to 2, 4, 6, and 8, the stress crack temperature was high, and excellent stress crack resistance was obtained.
本発明のETFE乾燥物の製造方法によれば、環境負荷を低減しつつ、優れた耐ストレスクラック性を有するETFE成形物を成形できるETFE乾燥物が得られる。
なお、2013年1月18日に出願された日本特許出願2013−007438号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。According to the method for producing a dried ETFE product of the present invention, a dried ETFE product capable of forming an ETFE molded product having excellent stress crack resistance while reducing environmental burden is obtained.
It should be noted that the entire content of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2013-007438 filed on January 18, 2013 is cited herein as the disclosure of the specification of the present invention. Incorporated.
1 蒸発装置
10 貯留槽
12 遠心薄膜蒸発器
14 コンデンサー
16 回収タンク
18 ブロワ
20 送液ポンプ
22 背圧弁
24、26、28、32 配管
30 圧力調整弁
34 伝熱胴部
34a 内壁面
34b 原料供給口
34c 揮発性成分回収口
36 分散ロータ
38 回転軸
40 撹拌翼
42 回転撹拌部
44 第1加熱部
46 粉体受部
48 第2加熱部
50 ノズルDESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記スラリーに水を接触させずに、該スラリーから揮発性成分を蒸発させる蒸発工程と、
を有することを特徴とするエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体乾燥物の製造方法。Ethylene and tetrafluoroethylene are solution-polymerized by using a water-soluble chain transfer agent in at least one fluorine-containing organic solvent selected from the group consisting of perfluorocarbon, hydrofluorocarbon, hydrochlorofluorocarbon, and hydrofluoroether. A polymerization step for obtaining a slurry in which fine particles of tetrafluoroethylene copolymer are dispersed;
An evaporation step of evaporating volatile components from the slurry without contacting water with the slurry;
A process for producing a dried ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, comprising:
CH2=CR1−(CF2)aR2 ・・・(1)
(ただし、前記式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、aは1〜12の整数である。)The method for producing a dried ethylene-tetrafluoroethylene copolymer according to claim 8, wherein the other monomer is a monomer represented by the following formula (1).
CH 2 = CR 1- (CF 2 ) a R 2 (1)
(However, the equation (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, a is an integer from 1 to 12.)
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