KR20080017467A - 불소 중합체의 수성 제조방법 - Google Patents

불소 중합체의 수성 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080017467A
KR20080017467A KR1020087000767A KR20087000767A KR20080017467A KR 20080017467 A KR20080017467 A KR 20080017467A KR 1020087000767 A KR1020087000767 A KR 1020087000767A KR 20087000767 A KR20087000767 A KR 20087000767A KR 20080017467 A KR20080017467 A KR 20080017467A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluoropolymer
polyethylene glycol
emulsifier
polypropylene glycol
fluorinated
Prior art date
Application number
KR1020087000767A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101298055B1 (ko
Inventor
래민 아민-새너아이
크리스틴 비. 올름스테드
Original Assignee
알케마 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알케마 인코포레이티드 filed Critical 알케마 인코포레이티드
Publication of KR20080017467A publication Critical patent/KR20080017467A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101298055B1 publication Critical patent/KR101298055B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F14/00Homopolymers 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 halogen
    • C08F14/18Monomers containing fluorine
    • C08F14/22Vinylidene fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F214/00Copolymers 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
    • C08F214/18Monomers containing fluorine
    • C08F214/22Vinylidene fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/06Ethers; Acetals; Ketals; Ortho-esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • 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
    • C08L27/02Compositions 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 not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions 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 not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • 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
    • C08L27/02Compositions 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 not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions 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 not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/16Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02Polyalkylene oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 불소 중합체를 제조하기 위한 신규한 수성 중합방법에 관한 것이며, 상기 방법에서는 불소 중합체 유액을 생성시키기 위해 비이온성 비불소화 유화제가 사용된다. 본 발명에서 사용되는 유화제는 3 내지 100개의 반복 단위를 갖는폴리에틸렌 글리콜 및/또는 폴리프로필렌 글리콜의 세그먼트를 함유하는 것이다.
불소 중합체, 수성 유화중합, 비이온성 비불소화 유화제, 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트, 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트.

Description

불소 중합체의 수성 제조방법{Aqueous process for making fluoropolymers}
본 발명은 비불소화 비이온성 유화제를 사용하는 불소 중합체의 제조방법에 관한 것이다. 상기 유화제는 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 폴리프로필렌 글리콜의 세그먼트를 함유한다.
불소 중합체는 통상, 중합반응열을 조절하기 위한 적합한 열 싱크를 제공하고 유기 용매 속에서 수행된 중합에 비해 높은 수율과 높은 분자량을 제공할 수 있는 수성 분산방법에 의해 제공된다. 안정한 분산액 또는 유액을 달성하기 위해, 적합한 계면활성제 또는 유화제가 사용되어야 한다. 불소화 계면활성제는 안정한 입자 및 고분자량 불소 중합체를 제공할 수 있기 때문에 일반적으로 사용된다. 그러나, 불소 중합체의 유화중합에 통상 사용되는 불소화 계면활성제(에: 퍼플루오로 옥탄산의 암모늄 염 또는 퍼플루오로 설폰산의 염)는 고가이다. 이들은 또한 생분해 저항성과 관련한 환경적 우려를 제공한다.
그러므로, 생성된 불소 중합체의 특성에 악영향을 미치지 않으면서도 불소화 계면활성제의 부재하에 불소 중합체를 유화중합하는 것이 바람직하다. 또한, 필름 형성의 품질 뿐만 아니라 저장 동안 라텍스 안정성도 개선되도록 입자 크기가 작은 유액을 제조하는 것이 바람직하다. 추가로, 보다 적은 추출성 이온을 갖는 라텍스 및/또는 불소 중합체 및 추출성 저분자량 중합체를 제조하면서, 부가된 불소화 계면활성제의 존재하에 제조되는 유사한 불소 중합체에 비해 유사하거나 심지어 개선된 특성을 갖는 불소 중합체를 통상적으로 제공하는 것이 바람직할 것이다.
연쇄이동제로서 불소화 계면활성제, 유리 라디칼 개시제 및 트리클로로플루오로메탄을 사용하는 중간 압력 및 온도에서의 비닐리덴 플루오라이드의 유화중합이 미국 특허 제4,569,978호에 교시되어 있으며, 상기 유화중합에 의해 승온에서 변색에 대한 내성이 더 커지고 공동을 생성하는 경향이 감소된 VF2계 중합체가 제조된다. 상기 방법은 특히 오존 고갈제(트리클로로플루오로메탄)가 친환경적인 화학물질인 프로판으로 대체된 미국 특허 제6,734,264호에 상세하게 기술되어 있다. 상기 두 가지 방법 모두에서, 안정한 유액을 제조하기 위해서는 불소화 계면활성제가 요구된다는 것에 주목할 필요가 있다. 예를 들면, 퍼플루오로카복실레이트 염을 사용하여 불소 중합체 유화중합을 안정화시키는 데, 이의 가장 흔한 예는 알루미늄 퍼플루오로옥타노에이트 또는 암모늄 퍼플루오로나노에이트이다. 고도의 불소화는 성장하는 중합체 쇄와 계면활성제 사이의 연쇄이동반응을 방지하기 위해 필요한 것으로 사료되는데, 상기 연쇄이동반응은 분자량을 감소시키고/시키거나 중합을 억제할 수 있다.
상기 중합용으로 불소화 계면활성제 대신 적합한 유화제를 발견하기 위해 여러 가지 시도가 이루어졌으며, 예를 들면, 미국 특허 제6,512,063호의 배경기술 부 분에 기재되어 있는 바와 같이, 비불소화 이온성 유화제로서 탄화수소 설포네이트의 나트륨 염이 사용되었다. 상기 이온성 유화제는 고농도의 추출성 이온으로 인해 고순도 용도에 바람직하지 않다. 추가로, 탄화수소 설포네이트는 불소 중합체의 유화중합에서 내재적 연쇄이동제로서 작용하므로, 상기 중합을 억제하지 않으면서 입자 크기가 작은 라텍스를 생성하기에 충분한 양으로 사용될 수 없다.
TFE 및/또는 VDF 공중합체와 같은 불소 중합체를 제조하는 유화제 비함유 수성 유화중합방법이 미국 특허 제6,693,152호에 기재되어 있다. 유화제 비함유 유화중합에서, 첫째, 퍼설페이트 또는 퍼망가네이트와 같은 무기 이온성 개시제만이 작용하는 반면 유기 퍼옥사이드 개시제는 작용하지 않는다. 둘째, 불소 중합체의 유화제 비함유 유액의 입자 크기가 클 것이며, 이에 따라 라텍스의 저장 수명이 매우 제한될 것이다. 셋째, 유화제 비함유 라텍스의 고형분 함량은, 낮거나 중간 정도의 고형분으로 제한되는데, 사실상 고형분 함량이 높은 라텍스가 다양한 상업적 용도에서 바람직하다.
놀랍게도, 본 발명에 이르러, 다양한 상이한 말단 그룹과 관능성을 갖는 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 폴리프로필렌 글리콜의 세그먼트를 함유하는 비불소화 비이온성 유화제를 사용하는 방법에 의해 불소 중합체가 제조될 수 있음이 밝혀졌다.
[발명의 요약]
본 발명은,
a) 불소화 단량체 단위 50몰% 이상을 함유하는 불소 중합체; 및
b) 불소 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 2 내지 100개의 반복 단위를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 하나 이상의 유화제(들) 100ppm 내지 2%를 포함하는, 수성 불소 중합체 조성물을 기술한다.
또한, 본 발명은,
2 내지 200개의 반복 단위를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 비불소화 비이온성 유화제로 이루어진 하나 이상의 유화제를 포함하는 수성 매질 속에서 하나 이상의 불소화 단량체를 중합시킴을 포함하는 불소 중합체의 제조방법을 기술한다.
본 발명에 따라 사용되는 용어 "불소화 단량체"는 자유 라디칼 중합반응을 수행할 수 있는 불소화 올레핀계 불포화 단량체를 의미한다. 본 발명에 따라 사용하기에 적합한 불소화 단량체의 예는 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루오라이드, 트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌(TFE), 헥사플루오로프로필렌(HFP) 및 이들 각각의 공중합체를 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. "불소 중합체"라는 용어는 불소화 단량체 단위 50몰% 이상을 함유하는 중합체 및 공중합체(둘 이상의 상이한 단량체를 갖는 중합체(예: 삼원 공중합체) 포함)를 지칭한다.
본원에서 사용되는 "비닐리덴 플루오라이드 중합체"는 의미상, 통상 고체이고 고분자량인 단독중합체와 공중합체를 둘 다 포함한다. 이러한 공중합체는, 50몰% 이상의 비닐리덴 플루오라이드가, 테트라플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로펜, 비닐 플루오라이드, 펜타플루오로프로펜, 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 퍼플루오로프로필 비닐 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 공단량체 및 비닐 플루오라이드와 용이하게 공중합되는 임의의 기타 단량체와 공중합된 것들을 포함한다. 특히 바람직한 공중합체는, 영국 특허 제827,308호에 기재된 바와 같은 약 70 내지 99몰%의 비닐리덴 플루오라이드와 이에 상응하게 1 내지 30몰%의 테트라플루오로에틸렌으로 구성된 공중합체; 약 70 내지 99%의 비닐리덴 플루오라이드와 1 내지 30%의 헥사플루오로프로펜으로 구성된 공중합체(참조: 미국 특허 제3,178,399호); 약 70 내지 99몰%의 비닐리덴 플루오라이드와 1 내지 30몰%의 트리플루오로에틸렌으로 구성된 공중합체이다. 미국 특허 제2,968,649호에 기재된 바와 같은 비닐리덴 플루오라이드, 헥사플루오로프로펜 및 테트라플루오로에틸렌으로 구성된 삼원공중합체와, 비닐리덴 플루오라이드, 트리플루오로에틸렌 및 테트라플루오로에틸렌으로 구성된 삼원공중합체도 본원에서 구체화된 방법에 의해 제조될 수 있는 비닐리덴 플루오라이드 공중합체 부류를 대표한다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 유화제는 반복 단위가 2 내지 200, 바람직하게는 3 내지 100, 보다 바람직하게는 5 내지 50인 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리프로필렌 글리콜(PPG) 또는 이들의 혼합물의 세그먼트들을 함유하는 비불소화 비이온성 유화제이다. 본 발명에서 사용되는 글리콜계 유화제는 폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트(PEGA), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리에틸렌 글리콜 페놀 옥사이드(Triton X-100), 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트(PPGA) 및 폴리프로필렌 글리콜(PPG)을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다.
상기 유화제들은 하이드록실, 카복실레이트, 벤조에이트, 설폰산, 포스폰산, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에테르, 탄화수소, 페놀, 관능화 페놀, 에스테르, 지방산 에스테르 등과 같은 동일하거나 상이한 그룹들을 각각의 말단에 함유할 수 있다. 상기 말단 그룹은 F, Cl, Br 및 I와 같은 할로겐 뿐만 아니라 아민, 아미드, 환식 탄화수소 등과 같은 기타 그룹 또는 작용기를 함유할 수 있다. 예를 들면, Mn이 375인 폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, Mn이 570인 폴리에틸렌 글리콜, 및 페놀 옥사이드 말단 그룹을 갖는 폴리에틸렌 글리콜 및 기타 다수의 예가 본 발명에서 사용되어 입자 크기가 작은 안정한 불소 중합체 라텍스를 생성시킬 수 있다.
본 발명의 유화제의 화학 구조는, PEG 및/또는 PPG가 주쇄가 아니지만 수용성, 연쇄이동 활성 및 보호 거동과 같은 필수 특성이 동일하게 유지되도록 변경될 수 있다.
상기 유화제는, 형성된 불소 중합체의 전체 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 100ppm 내지 2%, 100ppm 내지 1%, 100ppm 내지 ½%의 농도로 사용된다.
중합 공정에서, 본 발명의 유화제는 중합 전에 모두 먼저 첨가하거나, 중합 동안 연속적으로 공급하거나, 중합 전과 중합 동안 부분적으로 공급하거나, 중합이 개시되고 어느 정도 진행된 후 공급할 수 있다.
본 발명의 실시방법은 이후 특정 양태, 즉 주요 유화제로서 비불소화 비이온성 유화제를 사용하는 수성 유화중합에서 제조한 폴리비닐리덴 플루로라이드계 중합체와 관련하여 일반적으로 기술될 것이다. 본 발명의 방법이 비닐리덴 플루오라이드계 중합체의 중합과 관련하여 일반적으로 설명됨에도 불구하고, 당 분야의 숙련가라면, 유사한 중합 기술이 일반적으로 불소화 단량체의 단독중합체 또는 공중합체, 보다 특정하게는 VDF5 TFE 및/또는 CTFE와 불소화되거나 불소화되지 않은 공반응성 단량체(예: 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로비닐 에테르, 프로판, 비닐 아세테이트 등)와의 공중합체의 제조에 적용될 수 있음을 인지할 것이다.
반응기 온도는 바람직한 중합 온도로 상승하며, 소정량의 비닐리덴 플루오라이드 단독 또는 단량체 혼합물(예: 비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌과의 혼합물)이 반응기에 공급된다. 반응 온도는 사용된 개시제의 특성에 따라 가변적이지만, 통상 약 30 내지 140℃, 바람직하게는 약 50 내지 130℃이다. 일단 반응기 압력이 목적하는 수준에 도달하면, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 또는 수중 하나 이상의 유기 퍼옥사이드(예: 프로필 퍼옥시디카보네이트 또는 디부틸퍼옥사이드)의 유액으로 이루어진 개시제 용액이 공급되어 중합 반응을 개시한다. 중합 압력은 가변적이지만, 통상 약 20 내지 50기압의 범위 내일 것이다. 반응이 개시된 후, 비닐리덴 플루오라이드 또는 비닐리덴/헥사플루오로프로필렌 혼합물은 바람직한 압력을 유지하기 위해 추가의 개시제와 함께 연속적으로 공급된다. 일단 목적하는 양의 중합체가 반응기에 도달하면, 단량체 공급물(들)이 중단되겠지만, 개시제 공급물은 계속 잔여 단량체(들)을 소모할 것이다. 공중합체의 경우 조성상의 변화를 피하기 위해, 압력이 소정 수준으로 강하한 후, 비닐리덴 플루오라이드를 한꺼번에 첨가하여 비닐리덴 플루오라이드 농도를 상승시킨다. 이러한 단계는 반응기에서 여분의 플루오로프로필렌 농도에 따라 1회 이상 반복될 수 있다. 반응기 압력이 충분히 낮아서 약 300psig인 경우, 개시제 공급이 중단되고, 지연 시간 후 반응기가 냉각된다. 미반응 단량체(들)이 배기되고, 라텍스가 반응기로부터 회수된다. 이어서, 중합체를 산 응고, 동결 해동 또는 전단 응고와 같은 표준 방법에 의해 라텍스로부터 분리될 수 있다.
파라핀 부착방지제는 임의의 첨가제이고, 모든 장쇄 포화 탄화수소 왁스 또는 오일이 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 파라핀의 반응기 로딩은 사용된 총 단량체 중량을 기준으로 하여 통상 0.01 내지 0.3중량%이다.
연쇄이동제는 반응 초기에 한꺼번에 첨가되거나 몇 분획으로 나뉘어 첨가되거나 반응 전반에 걸쳐서 연속적으로 첨가될 수 있다. 첨가된 연쇄이동제의 양 및 이의 첨가 방식은 목적하는 분자량 특성에 따라 좌우되지만, 사용된 총 단량체 중량을 기준으로 하여, 통상 약 0.5 내지 약 5%, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2%의 양으로 사용된다.
비닐리덴 플루오라이드과 헥사플루오로프로필렌의 공중합이 수행되거나 반응 속도가 상이한 임의의 2개의 공반응성 불소화 단량체들의 공중합이 수행되는 경우, 초기 단량체 공급 비와 중합 동안 점증하는 단량체 공급 비는 최종 공중합체 생성물의 조성상의 변화를 피하기 위해 겉보기 반응성 비에 따라 조절될 수 있다.
상기 반응은 무기 퍼옥사이드, 산화제와 환원제의 "산화환원(redox)" 조합물 및 유기 퍼옥사이드를 포함하는 불소화 단량체 중합용으로 공지된 임의의 적합한 개시제 첨가에 의해 개시 및 유지될 수 있다. 전형적인 무기 퍼옥사이드의 예는 퍼설페이트의 암모늄염 또는 알칼리 금속염이며, 이들은 65 내지 105℃의 온도 범위에서 유용한 활성을 갖는다. "산화환원" 시스템은 심지어 저온에서도 작용할 수 있으며, 이의 예는 과산화수소, 3급-부틸 하이드로퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드 또는 퍼설페이트와 같은 산화제와 환원 금속염, 특히 철(II)염과 같은 환원제의 조합을 포함하며, 이는 나트륨 포름알데히드 설폭실레이트, 메타비설파이트 또는 아스코르브산과 같은 활성화제와 임의로 조합된다. 중합에 사용될 수 있는 유기 퍼옥사이드 중에 디알킬 퍼옥사이드, 디아실-퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르 및 퍼옥시디카보네이트 부류가 있다. 디알킬 퍼옥사이드의 예는 디-3급 부틸 퍼옥사이드이고, 퍼옥시에스테르의 예는 3급-부틸 퍼옥시피발레이트 및 3급-아밀 퍼옥시피발레이트이며, 퍼옥시디카보네이트의 예는 디(n-프로필) 퍼옥시디카보네이트, 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트, 디(2급-부틸) 퍼옥시디카보네이트 및 디(2-에틸헥실) 퍼옥시디카보네이트이다. 비닐리덴 플루오라이드의 중합 및 이와 기타 불소화 단량체와의 공중합을 위한 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트의 용도는 미국 특허 제3,475,396호에 교시되어 있으며, 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 공중합체를 제조하는 데 있어서 이의 용도는 미국 특허 제4,360,652호에 추가로 예시되어 있다. 비닐리덴 플루오라이드 중합에서 디(n-프로필) 퍼옥시디카보네이트의 용도는 일본 공개특허공보 제(소)58-065711호에 기재되어 있다. 중합에 필요한 개시제의 양은 이의 활성과 중합에 사용되는 온도와 연관된다. 사용되는 개시제의 총량은, 사용된 총 단량체 중량을 기준으로 하여, 통상 0.05 내지 2.5중량%이다. 통상, 충분한 개시제가 반응을 개시하기 위해 초기에 첨가된 다음, 추가의 개시제가 중합을 편리한 속도로 유지시키기 위해 임의로 첨가될 수 있다. 개시제는 선택된 개시제에 따라 순수한 형태, 용액, 현탁액 또는 유액으로 첨가될 수 있다. 특정 예로서, 퍼옥시디카보네이트가 수성 유액 형태로 편리하게 첨가된다.
본 발명이 통상 유일한 유화제로서 PEG 및/또는 PPG 유화제로 실시되지만, 불소화 또는 부분 불소화 유화제를 포함하는 공-유화제 또는 공-계면활성제가 본 발명에 존재할 수도 있다.
본 발명의 방법은 용이하고 편리하며 가격효율적이고, 보다 중요하게는 응괴 형성 및 점착이 없다. 생성된 중합체 분산액은 라텍스 안정성과 저장수명이 우수하고, 성막 특성이 우수하다. 추가로, 분산액의 입자 크기가 작을 수 있는데(< 100nm), 이는 라텍스 형태의 불소 중합체의 직접적인 여러 용도에 유리하다. 또한, 본 발명의 방법으로 제조되는 불소 중합체는 순도가 더 높고, 추출성 이온과 저분자량 중합체가 더 적다.
다음 실시예는 본 발명의 실시를 위해 본 발명자들에 의해 고려된 최적의 방식을 예시하며, 이는 제한을 가하려는 의도는 없이 설명을 위한 것으로 간주되어야 한다.
본 실시예에 사용된 글리콜계 유화제는 폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트(PEGA), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리에틸렌 글리콜 페놀 옥사이드(Triton X- 100), 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트(PPGA) 및 폴리프로필렌 글리콜(PPG)을 포함한다. 표 1에서의 결과를 살펴보면, 유화제 로딩이 낮아도, 입자 크기가 약 100nm인 불소 중합체의 유액이 제조되었다. 이러한 신규한 유액의 고형분 농도는 42% 정도로 높다.
1.7ℓ들이 교반된 오토클레이브 반응기에 탈이온수 1ℓ와 보고된 양의 유화제(표 1 참조) 10% 수용액을 첨가하였다. 상기 혼합물을 아르곤으로 퍼징한 다음, 목적하는 온도로 가열하였다. 이어서, 반응기에 VF2/HFP를 공급하고 압력이 4510kPa에 도달하게 하였다. 1% 개시제 수용액의 연속식 공급물을 반응에 첨가하고, VF2/HFP를 필요에 따라 첨가함으로써 압력을 4480kPa로 유지시켰다. 반응기 속에 VF2가 미리 결정된 양에 도달한 후, 단량체 첨가를 중단시키고, 반응기 속의 압력이 300psi로 강하될 때까지 개시제만을 계속 첨가시켰다. 반응기를 실온으로 냉각시킨 후, 반응기를 비웠다. 비중계에 의해 라텍스의 고형분과 입자 크기를 측정하였다.
Figure 112008002165455-PCT00001
(1) 개시제 용액은 1% 과황산칼륨 및 1% 아세트산나트륨으로 이루어졌다.
(2) 공급 조건에서 VDF의 밀도는 0.83g/ml이다.
(3) 공급 조건에서 VDF의 밀도는 1.35g/ml이다.

Claims (15)

  1. a) 불소화 단량체 단위 50몰% 이상을 함유하는 불소 중합체; 및
    b) 불소 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 2 내지 100개의 반복 단위를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 2 내지 100개의 반복 단위를 갖는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 하나 이상의 유화제(들) 100ppm 내지 2%를 포함하는, 수성 불소 중합체 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 가지며 불소화 계면활성제를 함유하지 않는 하나 이상의 유화제를, 불소 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 100ppm 내지 2% 포함하는, 수성 불소 중합체 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 하나 이상의 유화제를, 불소 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 100ppm 내지 1% 포함하는, 수성 불소 중합체 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 하나 이상의 유화제를, 불소 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 100ppm 내지 ½% 포함하는, 수성 불소 중합체 조 성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 불소 중합체가 비닐리덴 플루오라이드 단량체 단위를 50몰% 이상 함유하는, 수성 불소 중합체 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 유화제가, 폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 페놀 옥사이드, 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 수성 불소 중합체 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유화제가 반복 단위가 3 내지 100개인 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 반복 단위가 3 내지 100개인 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는, 수성 불소 중합체 조성물.
  8. 2 내지 200개의 반복 단위를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 2 내지 200개의 반복 단위를 갖는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 비불소화 비이온성 유화제로 이루어진 하나 이상의 유화제를 포함하는 수성 매질 속에서 하나 이상의 불소화 단량체를 중합시킴을 포함하는, 불소 중합체의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유화제(들)이, 불소 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 100ppm 내지 2%의 양으로 존재하는, 불소 중합체의 제조방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 하나 이상의 유화제인 상기 유화제(들)이, 불소 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 100ppm 내지 1%의 양으로 존재하는, 불소 중합체의 제조방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 갖는 하나 이상의 유화제인 상기 유화제(들)이, 불소 중합체 고형분의 중량을 기준으로 하여, 100ppm 내지 ½%의 양으로 존재하는, 불소 중합체의 제조방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 불소 중합체가 비닐리덴 플루오라이드 단량체 단위를 50몰% 이상 함유하는, 불소 중합체의 제조방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유화제들이 폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 페놀 옥사이드, 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 및 폴리프로필렌 글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 불소 중합체의 제조방법.
  14. 제8항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 비이온성, 불소화 또는 부분 불소화 유화제를 함유하지 않는, 불소 중합체의 제조방법.
  15. 제8항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유화제(들)이 3 내지 100개의 반복 단위를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 세그먼트 및/또는 3 내지 100개의 반복 단위를 갖는 폴리프로필렌 글리콜 세그먼트를 함유하는, 불소 중합체의 제조방법.
KR1020087000767A 2005-06-10 2006-05-23 불소 중합체의 수성 제조방법 KR101298055B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/149,797 US20060281845A1 (en) 2005-06-10 2005-06-10 Aqueous process for making fluoropolymers
US11/149,797 2005-06-10
PCT/US2006/019894 WO2006135543A2 (en) 2005-06-10 2006-05-23 Aqueous process for making fluoropolymers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080017467A true KR20080017467A (ko) 2008-02-26
KR101298055B1 KR101298055B1 (ko) 2013-08-20

Family

ID=37524922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087000767A KR101298055B1 (ko) 2005-06-10 2006-05-23 불소 중합체의 수성 제조방법

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20060281845A1 (ko)
EP (1) EP1891153B1 (ko)
JP (1) JP5112303B2 (ko)
KR (1) KR101298055B1 (ko)
CN (1) CN101223228B (ko)
AT (1) ATE535553T1 (ko)
ES (1) ES2376079T3 (ko)
WO (1) WO2006135543A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190059043A (ko) * 2017-11-22 2019-05-30 한국화학연구원 폴리에틸렌글리콜을 이용한 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노 입자의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노 입자

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8338518B2 (en) * 2005-06-10 2012-12-25 Arkema Inc. Aqueous process for making a stable fluoropolymer dispersion
US20080015304A1 (en) 2006-07-13 2008-01-17 Klaus Hintzer Aqueous emulsion polymerization process for producing fluoropolymers
US7728087B2 (en) * 2005-12-23 2010-06-01 3M Innovative Properties Company Fluoropolymer dispersion and method for making the same
US8349954B2 (en) * 2008-04-07 2013-01-08 Arkema Inc. Polymerization of fluoropolymers using polycaprolactone
EP2284200A1 (en) 2009-07-31 2011-02-16 3M Innovative Properties Company Aqueous fluoropolymer dispersions containing a polyol comprising at least one long chain residue and method for producing them
RU2522749C2 (ru) 2009-07-31 2014-07-20 Зм Инновейтив Пропертиз Компани Соединения фторполимера, содержащие многоатомные соединения, и способы из производства
US9000069B1 (en) 2010-07-02 2015-04-07 The Sherwin-Williams Company Self-stratifying coatings
CN103210003B (zh) 2010-11-09 2016-09-07 纳幕尔杜邦公司 减弱含烃表面活性剂在含氟单体含水分散体聚合反应中的调聚性能
CN103201301B (zh) 2010-11-09 2017-02-08 纳幕尔杜邦公司 含氟单体的含水聚合反应中的成核作用
US8735520B2 (en) 2010-11-09 2014-05-27 E.I. Du Pont De Nemours And Company Vinyl fluoride polymerization and aqueous dispersion of vinyl fluoride polymer
CN103201300B (zh) 2010-11-09 2016-11-09 纳幕尔杜邦公司 使用烃表面活性剂的含氟单体的含水聚合
EP3074430B1 (en) 2013-11-26 2019-02-20 The Chemours Company FC, LLC Employing polyalkylene oxides for nucleation in aqueous polymerization of fluoromonomer
JP6722593B2 (ja) 2014-05-19 2020-07-15 アーケマ・インコーポレイテッド 高いメルトフロー性のフルオロポリマー組成物
CN107075021B (zh) * 2014-09-17 2020-06-30 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 偏二氟乙烯聚合物
EP3059265B1 (en) 2015-02-23 2020-10-07 3M Innovative Properties Company Peroxide curable fluoropolymers obtainable by polymerization with non-fluorinated emulsifiers
CN109196044B (zh) 2016-04-01 2021-08-03 阿科玛股份有限公司 3d打印的含氟聚合物结构
KR102446216B1 (ko) * 2016-10-05 2022-09-22 솔베이 스페셜티 폴리머스 이태리 에스.피.에이. 비닐리덴 플루오라이드 및 트리플루오로에틸렌 함유 중합체 라텍스
FR3067032B1 (fr) * 2017-06-06 2021-10-01 Arkema France Elastomere de fluoropolymere thermoplastique
FR3071500B1 (fr) * 2017-09-27 2020-05-15 Arkema France Synthese de latex de poly(fluorure de vinylidene) sans tensioactif par polymerisation en emulsion raft
US20210070897A1 (en) * 2018-03-16 2021-03-11 Arkema Inc. High solids, surfactant-free fluoropolymer
KR102279840B1 (ko) 2018-05-31 2021-07-20 가부시끼가이샤 구레하 비수 전해질 이차전지용 수지 조성물 및 이를 이용한 비수 전해질 이차전지용 세퍼레이터, 전극 합제층용 수지 조성물, 비수 전해질 이차전지용 전극, 및 비수 전해질 이차전지
JP2022507206A (ja) 2018-11-12 2022-01-18 アーケマ・インコーポレイテッド フルオロポリマー分散液を作るためのプロセス
JP7209813B2 (ja) * 2019-03-29 2023-01-20 株式会社クレハ 非フッ素化界面活性剤を用いたフッ化ビニリデン系重合体組成物及びその製造方法
US20240002553A1 (en) 2020-10-01 2024-01-04 The Chemours Company Fc, Llc Employing low reactivity hydrocarbon dispersing agent in aqueous polymerization of fluoropolymers
CN115466343B (zh) * 2021-06-11 2023-10-27 中昊晨光化工研究院有限公司 一种聚醚二酸或其盐类表面活性剂及其应用

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3037953A (en) * 1961-04-26 1962-06-05 Du Pont Concentration of aqueous colloidal dispersions of polytetrafluoroethylene
US3301807A (en) 1963-04-11 1967-01-31 Thiokol Chemical Corp Stabilized, concentrated polytetrafluoroethylene dispersions containing non-ionic surfactants
US3704272A (en) * 1970-09-15 1972-11-28 Du Pont Concentration of polytetrafluoroethylene aqueous dispersion
US3817951A (en) * 1972-11-20 1974-06-18 Pennwalt Corp Low-modulus thermoplastic ethylene-tetrafluoroethylene-hexafluoropropene terpolymers
US4342675A (en) * 1978-06-16 1982-08-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene
US4569978A (en) * 1984-07-25 1986-02-11 Pennwalt Corporation Emulsion polymerization of vinylidene fluoride polymers in the presence of trichlorofluoromethane as chain transfer agent
US5349003A (en) * 1988-09-20 1994-09-20 Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Aqueous fluorine-containing polymer dispersion and aqueous dispersion containing fluorine-containing polymer and water-soluble resin and/or water dispersible resin
JP3307663B2 (ja) * 1990-10-30 2002-07-24 大日本インキ化学工業株式会社 ゲル化微粒子状フッ素樹脂水性分散体及びその製造方法
JP3172983B2 (ja) * 1993-09-20 2001-06-04 ダイキン工業株式会社 ビニリデンフルオライド系重合体の水性分散液およびその製法
JP3346090B2 (ja) * 1995-03-31 2002-11-18 ダイキン工業株式会社 ポリテトラフルオロエチレン水性分散液組成物及びその用途
US5955556A (en) * 1995-11-06 1999-09-21 Alliedsignal Inc. Method of manufacturing fluoropolymers
US5859123A (en) * 1995-11-15 1999-01-12 Central Glass Company, Limited Water-based fluorine-containing emulsion
DE69933545T2 (de) * 1998-02-24 2007-06-21 Asahi Glass Co., Ltd. Wässrige Polytetrafluorethylendispersionszusammensetzung
JP2000128935A (ja) * 1998-08-20 2000-05-09 Asahi Glass Co Ltd フッ素系共重合体の水性分散液
US6593416B2 (en) * 2000-02-01 2003-07-15 3M Innovative Properties Company Fluoropolymers
US6720360B1 (en) * 2000-02-01 2004-04-13 3M Innovative Properties Company Ultra-clean fluoropolymers
US6794550B2 (en) * 2000-04-14 2004-09-21 3M Innovative Properties Company Method of making an aqueous dispersion of fluoropolymers
DE10018853C2 (de) * 2000-04-14 2002-07-18 Dyneon Gmbh Herstellung wässriger Dispersionen von Fluorpolymeren
US6512063B2 (en) * 2000-10-04 2003-01-28 Dupont Dow Elastomers L.L.C. Process for producing fluoroelastomers
ATE449799T1 (de) * 2001-05-02 2009-12-15 3M Innovative Properties Co Emulgatorfreies verfahren zur herstellung von flourpolymeren durch emulsionspolymerisation in wasser
WO2003059992A1 (en) * 2002-01-04 2003-07-24 E.I. Dupont De Nemours And Company Concentrated fluoropolymer dispersions
DE60336553D1 (de) * 2002-05-20 2011-05-12 Daikin Ind Ltd Wässrige fluorharzdispersionszusammensetzung und fluorierte beschichtungszusammensetzung auf wasserbasis
US6734264B1 (en) * 2002-12-16 2004-05-11 Atofina Chemicals, Inc. Chain transfer agent
US6841616B2 (en) * 2003-03-28 2005-01-11 Arkema Inc. Polymerization of halogen-containing monomers using siloxane surfactant
EP1533325B1 (en) * 2003-11-17 2011-10-19 3M Innovative Properties Company Aqueous dispersions of polytetrafluoroethylene having a low amount of fluorinated surfactant
US20060135716A1 (en) * 2004-12-20 2006-06-22 Ming-Hong Hung Fluoroelastomers having low glass transition temperature

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190059043A (ko) * 2017-11-22 2019-05-30 한국화학연구원 폴리에틸렌글리콜을 이용한 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노 입자의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 폴리비닐리덴 플루오라이드 나노 입자

Also Published As

Publication number Publication date
US8158734B2 (en) 2012-04-17
CN101223228B (zh) 2013-06-19
WO2006135543A3 (en) 2008-01-24
EP1891153A4 (en) 2010-01-27
US20060281845A1 (en) 2006-12-14
KR101298055B1 (ko) 2013-08-20
WO2006135543A2 (en) 2006-12-21
JP5112303B2 (ja) 2013-01-09
CN101223228A (zh) 2008-07-16
ATE535553T1 (de) 2011-12-15
ES2376079T3 (es) 2012-03-08
EP1891153B1 (en) 2011-11-30
US20070270534A1 (en) 2007-11-22
EP1891153A2 (en) 2008-02-27
JP2008543988A (ja) 2008-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101298055B1 (ko) 불소 중합체의 수성 제조방법
JP5410987B2 (ja) 安定な含フッ素ポリマー分散液を製造するための水系方法
EP2089463B1 (en) Aqueous process for making fluoropolymers
US9434837B2 (en) Method of producing fluoropolymers using acid-functionalized monomers
EP2705061B1 (en) Method for manufacturing fluoroelastomers
US8765890B2 (en) Aqueous process for making fluoropolymers
JP2009521586A (ja) フルオロポリマー分散体及びそれを製造する方法
US6734264B1 (en) Chain transfer agent
US6649720B2 (en) Ethane as a chain transfer agent for vinylidene fluoride polymerization
US20220073721A1 (en) Process for making a fluoropolymer dispersion

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160720

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170719

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180718

Year of fee payment: 6