KR101692765B1 - 함불소 엘라스토머 및 그 가황성 조성물 - Google Patents

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Abstract

(A) 불화 바이닐리덴 2.0∼8.0몰%, (B) 테트라플루오로에틸렌 60.0∼70.0몰%, (C) 퍼플루오로(저급 알킬 바이닐에터) 또는 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터) 35.0∼25.0몰% 및 (D) 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물 0.2∼3.0몰%로 이루어지는 공중합 조성을 갖고, 무니 점도 ML1+10(121℃)이 65∼110인 4원 공중합체 함불소 엘라스토머 및 이 함불소 엘라스토머 100중량부당 0.2∼5중량부의 비스아미독심 화합물을 배합한 가황성 함불소 엘라스토머 조성물. 이 함불소 엘라스토머 조성물을 가황 성형하여 얻어진 씨일재는 내압축 영구변형 특성, 내플라즈마성 등이 우수할 뿐만 아니라, 보다 고온, 구체적으로는 150℃라고 하는 온도 조건하에서 금속에 대하여 저점착성을 보이고 있다.

Description

함불소 엘라스토머 및 그 가황성 조성물{FLUORINE-CONTAINING ELASTOMER AND VULCANIZABLE COMPOSITION THEREOF}
본 발명은 함불소 엘라스토머 및 그 가황성 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 플라즈마 조사 용도 등에 사용되는 씨일재의 가황 성형 재료로서 사용되는 함불소 엘라스토머 및 그 가황성 조성물에 관한 것이다.
반도체 제조 장치용 씨일은 반도체의 기판인 실리콘 웨이퍼 등의 표면에 에칭 가공 혹은 박막을 형성시키는 등의 처리를 하기 위한 가공실 등에 씨일로서 사용되는 것으로, 내열성, 저가스 투과성, 저발진성(씨일로부터의 먼지의 발생이 적은 것) 등이 요구된다. 실리콘 웨이퍼 에칭 처리시 등에는, 산소 혹은 CF4 분위기하 등에서 플라즈마 조사되기 때문에, 산소 혹은 할로젠 등의 가스가 여기된 상태가 되고, 그 결과 반도체 제조 장치용 씨일은 열화되기 쉽고, 또한 그 표면이 물러져, 열화물이나 취화물(脆化物)이 비산하여, 실리콘 웨이퍼 위에 부착되는 등의 문제를 볼 수 있다.
또한 종래 씨일재로서 사용되고 있는 함불소 엘라스토머에 대해서는, 기계적 강도 등의 상태 물성이나 압축 영구변형을 개선하기 위하여, 카본블랙, 실리카, 산화 타이타늄 등의 보강제를 충전재로서 배합할 필요가 있고, 그것들을 배합한 함불소 엘라스토머 조성물을 가황하는 폴리올 가황이나 아민 가황에서는, 가황제 이외에 Mg, Pb, Ca, Al, Zn 등의 금속의 화합물인 수산제(受酸劑)를 충전재로서 배합할 필요가 있다. 이들 무기 충전재는 파티클 발생의 원인이 되기 때문에, 그 발생량을 저감하기 위하여, 무기 충전재를 사용하지 않는 배합을 고려할 수 있다.
그런데, 무기 충전재를 배합하지 않는 함불소 엘라스토머는 씨일재로서 필요한 상태 물성값이나 압축 영구변형값을 얻는 것이 곤란하게 될 뿐만 아니라, 배합시의 혼련성도 악화시킨다. 또한 무기 충전재를 사용하지 않는 경우이어도, 열화한 씨일재 자신도 파티클 발생의 원인으로 될 수 밖에 없으므로, 씨일재를 형성시키는 함불소 엘라스토머 자신에 있어서도, 파티클 발생량의 저감, 바꾸어 말하면 내플라즈마성의 향상이 요구되고 있다.
또한 게이트 밸브 용도에 사용되는 경우에는, 금속과의 점착성이 강하면 밸브가 열리지 않게 되거나, 밸브 개방시에 씨일재가 탈락하는 등, 그것 자신에 의한 문제가 발생하는 경우가 있으므로, 저점착성인 것도 요구되고 있다.
그런데, 반도체 제조 장치에서는, 300℃라는 고온에서의 사용 요구에 대하여 내열성이 우수한 사이아노기 함유 퍼플루오로 엘라스토머 등이 사용되고 있다. 이러한 반도체 제조 장치의 고온 사용환경에서, 우수한 내열성을 나타내는 사이아노기 함유 퍼플루오로 엘라스토머(함불소 엘라스토머) 및 그 가황제로서는 이하에 기재되는 바와 같은 것이 종래 제안되어 있다.
함불소 엘라스토머로서는 (A) 테트라플루오로에틸렌을 53∼79.8몰%, 바람직하게는 64.4∼72.6몰%, 더욱 바람직하게는 69.3몰%, (B) 퍼플루오로(메틸바이닐에터) 20∼45몰%, 바람직하게는 27∼35몰%, 더욱 바람직하게는 30몰% 및 (C) 일반식
CF2=CF[OCF2CF(CF3)]xO(CF2)nCN
n: 1∼4
x: 1∼2
으로 표시되는 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물 0.2∼2몰%, 바람직하게는 0.4∼1.0몰%, 더욱 바람직하게는 0.7몰%의 공중합 조성을 갖는 것이 알려져 있고, 이 함불소 엘라스토머는 비스아미노페놀 또는 방향족 테트라민에 의해 경화된다고 되어 있다(특허문헌 1).
이 종류의 함불소 엘라스토머는 또한 일반식
HON=C(NH2)-(CF2)n-C(NH2)=NOH [I]
n: 1∼10
로 표시되는 비스아미독심 화합물을 가황제로 하여 가황되는 것이 본 출원인에 의해 제안되었다. 이 경우에 사용되는 함불소 엘라스토머로서는 (A) 테트라플루오로에틸렌 45∼75몰%, (B) 퍼플루오로(저급 알킬바이닐에터) 또는 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터) 54.8∼20몰% 및 (C) 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물 0.2∼5몰%로 이루어지는 공중합 조성을 갖는 것이 사용된다고 되어 있고, 각 실시예에서는 (A):(B):(C) 몰비가 각각 63.5:34.9:1.6 또는 68.8:30.0:1.2의 공중합 조성을 갖는 것이 함불소 엘라스토머로서 사용되고 있다(특허문헌 2).
또한, 이 종류의 함불소 엘라스토머를 사용하여, 비스아미도라존 화합물을 가황제로서 사용하여 가황하는 것도 본 출원인에 의해 제안되었다. 여기에서 사용되는 함불소 엘라스토머로서는 (A) 테트라플루오로에틸렌 45∼75몰%, (B) 퍼플루오로(저급 알킬 바이닐에터) 또는 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터) 50∼25몰% 및 (C) 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물 0.1∼5몰%로 이루어지는 공중합 조성을 갖는 것이 사용되고 있고, 실시예에서는 (A):(B):(C) 몰비가 57.3:39.6:2.8의 공중합 조성을 갖는 것이 사용되고 있다(특허문헌 3).
상기 특허문헌 2에 기재되어 있는 함불소 엘라스토머는 가황제로서의 비스 아미독심 화합물과 가교 반응하는 사이아노기를 가지고 있고, 가황제를 거기에 배합한 함불소 엘라스토머 조성물은 롤 혼련성 등의 가공성에서도 문제가 없고, 또한 내열성 및 내용제성의 점에서도 만족되는 가황 성형품을 줄 수 있는 것으로 되어 있고, 275℃ 또는 300℃, 70시간이라고 하는 조건하에서의 압축 영구변형값이 측정되고 있지만, 300℃에서의 압축 영구변형값으로 보아, 반도체 제조 장치에서 사용되는 300℃라고 하는 고온에서의 사용에 충분히 견딜 수 있는 내열성을 가지고 있다고는 할 수 없다.
본 출원인은 또한 사이아노기를 가교성 기로 하는 함불소 엘라스토머에 있어서, 이 가황물이 플라즈마 조사 조건하에서 사용되고, 또한 300℃라고 하는 고온 조건하에서 사용된 경우에서도, 플라즈마 조사에 의한 중량 감소를 억제하고, 또한 300℃ 이상이라고 하는 고온 조건하에서도 좋은 내열성을 나타낸다고 하는 함불소 엘라스토머 조성물로서, (A) 테트라플루오로에틸렌 72.8∼74.0몰%, (B) 퍼플루오로(저급 알킬 바이닐에터) 또는 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터) 26.8∼24.0몰% 및 (C) 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물 0.2∼3.0몰%로 이루어지는 공중합 조성을 갖는 함불소 엘라스토머 100중량부당, 0.2∼5중량부의 비스 아미독심 화합물을 가황제로서 배합하여, 무기 충전제를 함유하지 않는 함불소 엘라스토머 조성물을 제안했다(특허문헌 4).
이 함불소 엘라스토머 조성물은, 비스아미독심 화합물을 가황제로서 가황 성형함으로써, 유효한 반도체 제조 장치용 씨일재를 형성시킬 수 있다. 얻어진 씨일재는 카본블랙, 실리카 등의 무기 충전제를 함유하고 있지 않아도 우수한 내열성을 나타내며, 300℃이상, 구체적으로는 300℃ 및 315℃에서의 압축 영구변형값에 의해 나타내어지는 바와 같은 양호한 고온 내열성을 나타내고 있다. 이 때문에, O링 등의 씨일재는 300℃ 이상에서의 고온조건하에서도 양호한 씨일성을 유지할 수 있다.
또한 이 함불소 엘라스토머 조성물은 무기 충전제를 함유하고 있지 않기 때문에, 플라즈마 조사 조건하에서 사용되어도, 금속 원소를 포함하는 미립자의 발생이 없고, 또 그것에 의한 중량 감소도 억제되므로, 반도체 제조 장치 용도에 적합하게 사용된다. 또한, 이 함불소 엘라스토머 조성물은 스테인리스 강판, 알루미늄판 등의 금속판, 실리카 글래스판, 실리콘판 등에 대한 비점착성이 우수하므로, 반도체 형성용 기판을 진공계 내에서 예비실로부터 가공실로 출납하는 게이트 부분의 밸브이며, 플라즈마 조사되는 영역에 부설되는 게이트 밸브 용도에 사용된 경우 등에는, 이 씨일재가 접하는 80℃라고 하는 온도 조건하에서 금속에 대하여 저점착성이라고 하는 효과도 얻어진다.
일본 특공 평2-59177호 공보 일본 특허 제3,082,626호 공보 일본 특허 제2,850,943호 공보 일본 특개 2009-161662호 공보 일본 특허 제2,770,769호 공보
상기 특허문헌 4 기재의 함불소 엘라스토머 조성물은 내압축 영구변형 특성이 우수하고, 또한 O2 플라즈마에 대한 내플라즈마성이 우수하지만, 보다 고온에서의 씨일재가 접하는 금속에 대한 비접착성의 점이나 O2-CF4 혼합 가스에 대한 내플라즈마성의 점에서의 개선이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 내압축 영구변형 특성, 내플라즈마성 등이 우수할 뿐만 아니라, 보다 고온, 구체적으로는 150℃라고 하는 온도 조건하에서 금속에 대하여 저점착성을 나타내는 함불소 엘라스토머 및 그 가황성 조성물을 제공하는 것에 있다.
이러한 본 발명의 목적은 (A) 불화 바이닐리덴 2.0∼8.0몰%, (B) 테트라플루오로에틸렌 60.0∼70.0몰%, (C) 퍼플루오로(저급 알킬 바이닐에터) 또는 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터) 35.0∼25.0몰% 및 (D) 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물 0.2∼3.0몰%로 이루어지는 공중합 조성을 갖고, 무니 점도 ML1+10(121℃)이 65∼110인 4원 공중합체 함불소 엘라스토머 및 이 함불소 엘라스토머 100중량부당 0.2∼5중량부의 비스아미독심 화합물을 배합한 가황성 함불소 엘라스토머 조성물에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 함불소 엘라스토머 조성물을 가황 성형하여 얻어진 씨일재는 150℃라는 것 보다 고온 조건하에서 그것이 접하는 금속에 대하여 저점착성을 나타내므로, 게이트 밸브와 같은 용도에 유효하게 사용된다. 또한 O2 플라즈마 조사뿐만 아니라, 임의의 혼합용적비를 갖는 O2-CF4 혼합 가스를 사용한 플라즈마 조사에 대한 내플라즈마성도 우수하다.
상기 특허문헌 4에는 (A) 테트라플루오로에틸렌 72.8∼74.0몰%, (B) 퍼플루오로(저급 알킬 바이닐에터) 또는 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터) 26.8∼24.0몰% 및 (C) 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물 0.2∼3.0몰%로 이루어지는 공중합 조성을 갖는 함불소 엘라스토머 중에는, 공중합 반응을 저해하지 않고 또한 가황 물성을 손상시키지 않을 정도(약 20몰% 이하)의 불소화 올레핀이나 각종 바이닐 화합물 등을 공중합시킬 수도 있다고 기재되어 있고, 불소화 올레핀의 예로서 불화 바이닐리덴이 거론되어 있다.
본 발명의 함불소 엘라스토머 조성물에서는, 불화 바이닐리덴을 2.0∼8.0몰%, 바람직하게는 3.0∼7.0몰% 공중합시킴으로써, 150℃라는 것 보다 고온 조건하에서 씨일재가 접하는 금속에 대하여 저점착성이 보이고 있고, 후기 비교예 2에 나타내어 지는 바와 같이, 불화 바이닐리덴 공중합량을 10.0몰%, 또한 테트라플루오로에틸렌 공중합량을 58.6몰%로 한 4원 공중합체의 경우에는, 상기와 같은 저점착성은 보다 확보되지만, 내압축 영구변형 특성 및 내플라즈마성이 뒤떨어지게 되므로, 약 20몰% 이하의 불화 바이닐리덴을 공중합시킬 수 있다는 특허문헌 4의 기재는 본 발명을 교시 내지 시사하고 있다고는 할 수 없다.
(A) 성분의 불화 바이닐리덴의 공중합 비율은 상기한 바와 같이 2.0∼8.0몰%, 바람직하게는 3.0∼7.0몰%로 된다. (A) 성분의 공중합 비율이 이것보다도 적고, 특히 (A) 성분을 사용할 수 없는 경우에는, 후기 비교예 1의 결과에 나타내어지는 바와 같이, 내압축 영구변형 특성 및 내플라즈마성은 극히 양호하지만, 150℃에서의 금속 에 대한 비고착성이 완전히 결여되게 되고, 한편 (A) 성분이 이것보다도 많은 공중합 비율로 사용되면, 완전히 반대의 경향이 나타나, 즉 150℃에서의 금속에 대한 비고착성에는 현저하게 우수하지만, 내압축 영구변형 특성 및 내플라즈마성이 뒤떨어지게 된다.
(B) 성분의 테트라플루오로에틸렌의 공중합 비율은 60.0∼70.0몰%로 상기 특허문헌 4의 하한값보다도 더욱 낮게 설정되어 있고, 이 공중합 비율이 이것보다도 낮으면 내열성의 면에서 뒤떨어지고, 한편 이것보다도 높은 공중합 비율에서는 엘라스토머라기 보다는 수지적 거동을 나타내기 때문에, 씨일 성능이 악화되고, 또한 가공성이 뒤떨어지게 된다.
또한 (C) 성분의 퍼플루오로(저급 알킬 바이닐에터) 또는 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터)의 공중합 비율은 35.0∼25.0몰%로 설정되어 있다. 이 공중합 비율이 이것보다도 낮으면, 상대적으로 테트라플루오로에틸렌의 공중합 비율이 증가하는 경우도 있고, 250℃의 압축 영구변형값에 의해 나타내는 바와 같이, 공중합체가 수지에 가까운 상태가 되어, 씨일 성능의 저하가 현저하게 된다. 한편, 이것보다도 공중합 비율이 높으면, 기계적 강도나 내열성의 저하가 보이게 된다.
(C) 성분 공단량체의 퍼플루오로(저급 알킬 바이닐에터)로서는 일반적으로는 퍼플루오로(메틸바이닐에터), 퍼플루오로(에틸바이닐에터), 퍼플루오로(프로필바이닐에터) 등이 사용된다. 또한 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터)로서는, 예를 들면, 다음과 같은 것이 사용되고,
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCnF2n+1 (n: 1∼5)
CF2=CFO(CF2)3OCnF2n+1 (n: 1∼5)
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2O)mCnF2n+1 (n: 1∼5, m: 1∼3)
CF2=CFO(CF2)2OCnF2n+1 (n: 1∼5)
이것들 중에서, 특히 CnF2n+1기가 CF3기인 것이 바람직하게 사용된다.
또한 가교 사이트 단량체로서의 (D) 성분 공단량체의 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물로서는 다음과 같은 것이 사용된다.
CF2=CFO(CF2)nOCF(CF3)CN (n: 2∼5)
CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nO(CF2)mCN (n: 1∼2, m: 1∼6)
CF2=CFO(CF2)nCN (n: 1∼8)
CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nOCF2CF(CF3)CN (n: 1∼2)
CF2=CFO(CF2)n(p-C6H4)CN (n: 1∼6)
또한, (D) 성분의 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물의 공중합량은 가교성 기로서 필요한 0.2∼3.0몰%, 바람직하게는 0.5∼2.0몰%로 된다.
이들 각 단량체를 사용한 공중합 반응은 일반적으로 스테인리스강제 오토클레이브 중에 물, 퍼플루오로옥탄산암모늄 등의 함불소계 유화제 및 인산 이수소칼륨 등의 완충제를 장입한 후, 불화 바이닐리덴, 테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로(저급 알킬 바이닐에터) 또는 퍼플루오로(저급 알콕시 저급 알킬 바이닐에터) 및 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물을 차례로 장입하고, 약 50∼80℃로 승온시킨 후, 과황산암모늄 등의 라디칼 발생제 및 아황산나트륨 등의 환원제로 이루어지는 레독스계 촉매를 첨가함으로써 행해진다. 반응 압력은 약 0.75∼0.85MPa 정도로 유지되는 것이 바람직하고, 이 때문에 반응의 진행과 함께 저하되는 반응용기 내 압력을 높이기 위하여, 이들 3종의 단량체 혼합물을 추가 분첨하면서 반응을 행하는 것이 바람직하다. 얻어지는 4원 공중합체 함불소 엘라스토머는 무니 점도 ML1+10(121℃)이 65∼110의 값을 갖는다.
이상의 성분을 필수 성분으로 하는 4원 공중합체 중에는, 공중합 반응을 저해하지 않고 또한 가황 물성을 손상시키지 않을 정도(약 20몰% 이하)의 다른 불소화 올레핀이나 각종 바이닐 화합물 등을 공중합시킬 수도 있다. 불소화 올레핀으로서는, 예를 들면, 모노플루오로에틸렌, 트라이플루오로에틸렌, 트라이플루오로프로필렌, 펜타플루오로프로필렌, 헥사플루오로프로필렌, 헥사플루오로아이소뷰틸렌, 클로로트라이플루오로에틸렌, 다이클로로다이플루오로에틸렌 등이 사용되고, 또한 바이닐 화합물로서는, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐, 아이소뷰틸렌, 메틸바이닐에터, 에틸바이닐에터, 뷰틸바이닐에터, 사이클로헥실바이닐에터, 아세트산 바이닐, 프로피온산 바이닐, 염화 바이닐, 염화 바이닐리덴, 트라이플루오로스타이렌 등이 사용된다.
이러한 4원 공중합체로 이루어지는 함불소 엘라스토머에는 상기 특허문헌 2에 기재되는 바와 같은, 일반식
HON=C(NH2)-(CF2)n-C(NH2)=NOH [I]
n: 1∼10
로 표시되는 비스아미독심 화합물이나 특허문헌 5에 기재되는 바와 같은, 일반식
Figure 112014114645730-pct00001
R: C1∼C6의 알킬리덴기
C1∼C10의 퍼플루오로알킬리덴기
로 표시되는 비스아미독심 화합물, 바람직하게는 비스아미독심 화합물 [I]이 가황제로서 함불소 엘라스토머 100중량부당 0.2∼5중량부, 바람직하게는 0.5∼2중량부의 비율로 첨가되어 사용된다.
비스아미독심 화합물을 가황제로서 배합한 함불소 엘라스토머 조성물의 조제는 2롤밀 등을 사용하여 약 30∼60℃에서 혼련함으로써 행해지고, 그것의 가교는 약 100∼250℃에서 약 1∼120분간 가열함으로써 행해진다. 2차 가황을 행하는 경우에는, 질소 가스 분위기 등의 불활성 가스 분위기 중 약 150∼280℃에서 행해지고, 하기 실시예에 기재되는 바와 같이, 단계적인 승온으로 오븐 가황이 행해지는 것이 바람직하다.
함불소 엘라스토머의 가황 성형품은, 예를 들면, 플라즈마 세정 장치, 플라즈마 에칭 장치, 플라즈마 애싱 장치, 플라즈마 CVD 장치, 이온주입 장치, 스퍼터링 장치 등의 반도체 제조 장치에 있어서, O2 가스, 임의의 혼합용적비를 갖는 O2-CF4 혼합 가스, 게다가 CF4 가스 등의 플라즈마 가스에 노출되는 개소, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼의 표면처리 가공실의 게이트 밸브, 진공 챔버, 진공 밸브 등의 씨일 부재로서 유효하게 사용된다.
(실시예)
다음에 실시예에 대하여 본 발명을 설명한다.
실시예 1
내용적 100L의 스테인리스강제 오토클레이브 중에 증류수 60kg, 퍼플루오로옥탄산암모늄 2000g 및 인산 이수소칼륨 800g을 장입한 후, 오토클레이브 내를 질소로 치환하고, 이어서 감압했다. 거기에,
불화 바이닐리덴[VdF] 0.1kg
테트라플루오로에틸렌[TFE] 1.1kg
퍼플루오로(메틸바이닐에터)[FMVE] 1.3kg
퍼플루오로(3-옥사-8-사이아노-1-옥텐)[CPeVE] 100g
을 차례로 장입하고, 60℃로 승온시킨 후, 거기에 과황산암모늄 70g 및 아황산나트륨 15g을 용해시킨 5L의 수용액으로서 첨가하여, 중합 반응을 개시시켰다.
중합반응 중, VdF를 0.06kg/hr, TFE를 1.2kg/hr, FMVE를 1.2kg/hr, CPeVE를 85g/hr의 분첨 속도로 각각 첨가하고, 그 사이의 오토클레이브의 압력을 0.75∼0.85MPa로 유지했다. 중합반응 개시 시부터 7시간 후에 분첨을 정지한 후, 오토클레이브를 냉각하고, 잔류 가스를 퍼지하고, 고형분 농도 27중량%의 수성 라텍스를 76kg 얻었다. 얻어진 수성 라텍스를 5중량% 염화 마그네슘 수용액 76L 속에 가하여 응석시킨 후 수세하고, 80℃에서 70시간의 건조를 행하여, 백색의 고무상 4원 공중합체 A를 17.0kg(수율 83%) 얻었다.
이 고무상 4원 공중합체는 무니 점도 ML1+10(121℃)이 85이며, 적외 흡수 스펙트럼 및 NMR 분석으로부터, 다음과 같은 조성인 것이 확인되었다.
VdF 4.9몰%
TFE 65.0몰%
FMVE 28.8몰%
CPeVE 1.3몰%
실시예 2
내용적 100L의 스테인리스강제 오토클레이브 중에, 증류수 60kg, 퍼플루오로옥탄산암모늄 2000g 및 인산 이수소칼륨 800g을 장입한 후, 오토클레이브 내를 질소로 치환하고, 이어서 감압했다. 거기에,
불화 바이닐리덴[VdF] 0.1kg
테트라플루오로에틸렌[TFE] 1.1kg
퍼플루오로(메틸바이닐에터)[FMVE] 1.3kg
퍼플루오로(3,7-다이옥사-8-사이아노-1-노넨)[CEPVE] 150g
을 차례로 장입하고, 60℃로 승온시킨 후, 거기에 과황산 암모늄 70g 및 아황산 나트륨 15g을 용해시킨 5L의 수용액으로서 첨가하여, 중합 반응을 개시시켰다.
중합반응 중, VdF를 0.06kg/hr, TFE를 1.2kg/hr, FMVE를 1.2kg/hr, CEPVE를 120g/hr의 분첨 속도로 각각 첨가하고, 그 동안의 오토클레이브의 압력을 0.75∼0.85MPa로 유지했다. 중합반응 개시 시로부터 7시간 후에 분첨을 정지한 후, 오토클레이브를 냉각하고, 잔류 가스를 퍼지하고, 고형분 농도 26중량%의 수성 라텍스를 76kg 얻었다. 얻어진 수성 라텍스를 5중량% 염화 마그네슘 수용액 76L 속에 가하고 응석시킨 후 수세하고, 80℃에서 70시간의 건조를 행하여, 백색의 고무상 4원 공중합체 B를 17.6kg(수율 86%) 얻었다.
이 고무상 4원 공중합체는 무니 점도 ML1+10(121℃)이 88이며, 적외 흡수 스펙트럼 및 NMR 분석으로부터, 다음과 같은 조성인 것이 확인되었다.
VdF 5.1 몰%
TFE 64.6 몰%
FMVE 28.7 몰%
CEPVE 1.6 몰%
참고예 1
내용적 100L의 스테인리스강제 오토클레이브 중에, 증류수 60kg, 퍼플루오로옥탄산암모늄 2000g 및 인산 이수소칼륨 800g을 장입한 후, 오토클레이브 내를 질소로 치환하고, 이어서 감압했다. 거기에,
테트라플루오로에틸렌[TFE] 1.2kg
퍼플루오로(메틸바이닐에터)[FMVE] 1.3kg
퍼플루오로(3-옥사-8-사이아노-1-옥텐)[CPeVE] 100g
을 차례로 장입하고, 60℃로 승온시킨 후, 거기에 과황산암모늄 70g 및 아황산나트륨 15g을 용해시킨 5L의 수용액으로서 첨가하여, 중합반응을 개시시켰다.
중합반응 중, TFE를 1.3kg/hr, FMVE를 1.2kg/hr, CPeVE를 85g/hr의 분첨 속도로 각각 첨가하고, 그 동안 오토클레이브의 압력을 0.75∼0.85MPa로 유지했다. 중합반응 개시 시로부터 7시간 후에 분첨을 정지한 후, 오토클레이브를 냉각하고, 잔류 가스를 퍼지하고, 고형분 농도 26중량%의 수성 라텍스를 81kg 얻었다. 얻어진 수성 라텍스를 5중량% 염화 마그네슘 수용액 81L 속에 가하고 응석시킨 후 수세하고, 80℃에서 70시간의 건조를 행하여, 백색의 고무상 3원 공중합체 C를 17.9kg(수율 87%) 얻었다.
이 고무상 3원 공중합체는 무니 점도 ML1+10(121℃)이 82이며, 적외 흡수 스펙트럼 및 NMR 분석으로부터, 다음과 같은 조성인 것이 확인되었다.
TFE 68.8 몰%
FMVE 29.9 몰%
CPeVE 1.3 몰%
참고예 2
내용적 100L의 스테인리스강제 오토클레이브 중에, 증류수 60kg, 퍼플루오로옥탄산암모늄 2000g 및 인산 이수소칼륨 800g을 장입한 후, 오토클레이브 내를 질소로 치환하고, 이어서 감압했다. 거기에,
불화 바이닐리덴[VdF] 0.15kg
테트라플루오로에틸렌[TFE] 1.0kg
퍼플루오로(메틸바이닐에터)[FMVE] 1.3kg
퍼플루오로(3,7-다이옥사-8-사이아노-1-노넨)[CEPVE] 150g
을 차례로 장입하고, 60℃로 승온시킨 후, 거기에 과황산암모늄 70g 및 아황산나트륨 15g을 용해시킨 5L의 수용액으로서 첨가하여, 중합반응을 개시시켰다.
중합반응 중, VdF를 0.12kg/hr, TFE를 1.2kg/hr, FMVE를 1.2kg/hr, CEPVE를 120g/hr의 분첨 속도로 각각 첨가하고, 그 동안의 오토클레이브의 압력을 0.75∼0.85MPa로 유지했다. 중합반응 개시 시로부터 7시간 후에 분첨을 정지한 후, 오토클레이브를 냉각하고, 잔류 가스를 퍼지하고, 고형분 농도 26중량%의 수성 라텍스를 81kg 얻었다. 얻어진 수성 라텍스를 5중량% 염화 마그네슘 수용액 81L 속에 가하고 응석시킨 후 수세 하고, 80℃에서 70시간의 건조를 행하여, 백색의 고무상 4원 공중합체 D를 18.7kg(수율 89%) 얻었다.
이 고무상 4원 공중합체는 무니 점도 ML1+10(121℃)가 95이며, 적외 흡수 스펙트럼 및 NMR 분석으로부터, 다음과 같은 조성인 것이 확인되었다.
VdF 10.0 몰%
TFE 58.6 몰%
FMVE 29.8 몰%
CEPVE 1.6 몰%
실시예 3
불화 바이닐리덴-테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로(메틸바이닐에터)-퍼플루오로(3-옥사-8-사이아노-1-옥텐)[몰비 4.9:65.0:28.8:1.3] 4원 공중합체[공중합체 A] 100중량부에, 상기 비스아미독심 화합물([I]; n=4) 0.7중량부를 가하고, 2롤밀 상에서 30∼60℃의 온도에서 혼련했다. 혼련물을 190℃에서 15분간 프레스 가황(1차 가황)한 후, 다음 조건하에서의 오븐 가황(2차 가황)을 질소 가스 분위기하에서 행하고, 그 후 100℃에서 2시간 유지한 후 실온까지 강온했다.
실온으로부터 90℃까지 0.5시간 걸쳐서 승온
90℃에서 4시간
90℃로부터 200℃까지 6시간 걸쳐서 승온
200℃에서 22시간
200℃로부터 250℃까지 4시간 걸쳐서 승온
250℃에서 22시간
실시예 4
실시예 3에서, 공중합체 A 대신에, 불화 바이닐리덴-테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로(메틸바이닐에터)-퍼플루오로(3,7-다이옥사-8-사이아노-1-노넨)[몰비 5.1:64.6:28.7:1.6] 4원 공중합체(공중합체 B)가 사용되고, 상기 비스아미독심 화합물([I]; n=4)량이 1.2중량부로 변경되어 사용되었다.
실시예 3∼4에서 얻어진 4원 공중합체에 대하여, 다음 각 항목의 측정을 행했다.
상태 물성: ISO 7619에 대응하는 JIS K-6253(경도)
ISO 37에 대응하는 JIS K-6251(인장 시험)
압축 영구변형: ASTM Method B;P-24 O링에 대하여, 250℃, 70시간
의 조건하에서 측정
플라즈마 조사 시험(중량감소율): 울박사제 RBH3030 사용
O2:CF4=용적비 10:1의 혼합 가스
RF 출력 1500W
조사 시간 30시간
진공도 0.15 Torr
점착성 시험: P24 O링을 2장의 가로세로 5cm 스테인리스판(SUS판)으로 끼우고, 25% 압축한 상태에서 150℃로 15시간 가열 후, 24시간 실온 조건하에 냉각한 것에 대하여, 이들 2장의 스테인레스판을 속도 100mm/분의 속도로 잡아당겼을 때의 최대 하중을 측정
비교예 1
실시예 3에서, 공중합체 A 대신에, 공중합 단량체 몰비 TFE 68.8:FMVE 29.9:CPeVE 1.3의 3원 공중합체(공중합체 C)가 사용되고, 동일한 가황 및 측정이 행해졌다.
비교예 2
실시예 4에서, 공중합체 A 대신에, 공중합 단량체 몰비 VdF 10.0:TFE 58.6:FMVE 29.8:CEPVE 1.6의 4원 공중합체(공중합체 D)가 사용되고, 동일한 가황 및 측정이 행해졌다.
이상의 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 결과는 다음의 표에 나타내어진다.
Figure 112014114645730-pct00002

Claims (10)

  1. (A) 불화 바이닐리덴 2.0∼8.0몰%, (B) 테트라플루오로에틸렌 60.0∼70.0몰%, (C) 퍼플루오로(탄소수 1~5 알킬 바이닐에터) 또는 퍼플루오로(탄소수 1~5 알콕시 탄소수 1~5 알킬 바이닐에터) 35.0∼25.0몰% 및 (D) 퍼플루오로 불포화 나이트릴 화합물 0.2∼3.0몰%로 이루어지는 공중합 조성을 갖는 4원 공중합체 함불소 엘라스토머.
  2. 제 1 항에 있어서, 무니 점도 ML1+10(121℃)이 65∼110인 것을 특징으로 하는 4원 공중합체 함불소 엘라스토머.
  3. 제 1 항에 기재된 함불소 엘라스토머 100중량부당, 0.2∼5중량부의 비스아미독심 화합물을 배합하여 이루어지는 가황성 함불소 엘라스토머 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 일반식
    HON=C(NH2)-(CF2)n-C(NH2)=NOH
    (여기에서, n은 1∼10의 정수임)로 표시되는 비스아미독심 화합물이 사용된 것을 특징으로 하는 가황성 함불소 엘라스토머 조성물.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 가황성 함불소 엘라스토머 조성물을 가황 성형하여 얻어진 씨일재.
  6. 제 5 항에 있어서, 플라즈마 조사 용도에 사용되는 것을 특징으로 하는 씨일재.
  7. 제 6 항에 있어서, O2 가스 또는 O2-CF4 혼합 가스를 사용한 플라즈마 조사 용도에 사용되는 것을 특징으로 하는 씨일재.
  8. 제 6 항에 있어서, 반도체 제조 장치용으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 씨일재.
  9. 제 8 항에 있어서, 실리콘 웨이퍼의 표면 처리 가공실용으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 씨일재.
  10. 제 6 항에 있어서, 게이트 밸브 용도에 사용되는 것을 특징으로 하는 씨일재.
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