TW202124556A - 含有含氟聚合物之組成物及交聯物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種組成物,其含有含氟聚合物、及由通式:SiOx
(0<x<2)表示之矽氧化物。
Description
本發明係關於一種含有含氟聚合物之組成物及交聯物。
由含氟彈性體等含氟聚合物所構成之組成物由於耐熱性、耐化學品性、耐溶劑性、耐燃料油性等特性優異,故而被廣泛地用於製造O形環、軟管、桿封、軸封、隔膜等成形品。作為此類組成物,例如於專利文獻1中,提出有一種組成物,其係包含交聯性彈性體成分及氧化矽微粒子之交聯性彈性體組成物,該氧化矽微粒子於其表面具有100×1019
個/g以下之羥基且平均粒徑為0.5 μm以下。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第00/078871號
[發明所欲解決之課題]
本發明之目的在於提供一種含有特定矽氧化物之新穎組成物。
[解決課題之技術手段]
根據本發明,提供一種組成物,其含有含氟聚合物、及由通式:SiOx
(0<x<2)表示之矽氧化物。
藉由上述矽氧化物之X射線光電子光譜分析(ESCA)所特定出的上述矽氧化物中之Si的構成比率(Si/(Si+O))較佳為35~90 atom%。
於本發明之組成物中,上述矽氧化物之含量相對於上述含氟聚合物100質量份較佳為0.1~100質量份。
本發明之組成物較佳為於藉由在空氣中加熱使上述組成物交聯所得之交聯物,而使交聯物之溫度以10℃/min之速度自常溫上升至400℃時之重量增加率為0.1%以上。
上述含氟聚合物較佳為含氟彈性體。
本發明之組成物較佳為進而含有交聯劑。
又,根據本發明,提供一種交聯物,其係藉由使上述組成物交聯所得。
本發明之交聯物適宜用作密封材料。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種含有特定矽氧化物之新穎組成物。
以下,對本發明之具體實施形態詳細地進行說明,但本發明並非限定於以下實施形態。
本發明之組成物含有含氟聚合物、及由通式:SiOx
(0<x<2)表示之矽氧化物。本發明之組成物含有上述矽氧化物,藉此可吸附空氣中之氧。因此,藉由將本發明之組成物用於製造半導體製造裝置等具備密閉空間之裝置的密封材料等交聯物,可吸附密閉空間中之氧,從而降低密閉空間中之氧濃度,或抑制氧自外部進入至密閉空間內。進而,本發明之組成物由於含有含氟聚合物,故而亦可獲得耐熱性及耐電漿性亦優異之交聯物。
上述矽氧化物係含有矽原子之氧化物。由通式:SiOx
(0<x<2)表示之矽氧化物係組成自定比組成偏離之化合物,有時被稱為不定比化合物。
藉由上述矽氧化物之X射線光電子光譜分析(ESCA)所特定出的填充劑中之Si之構成比率(Si/(Si+O))較佳為35~90 atom%,更佳為37 atom%以上,進而較佳為39 atom%以上,且更佳為80 atom%以下,進而較佳為70 atom%以下。
上述矽氧化物中之Si之構成比率(Si/(Si+O))可使用藉由上述矽氧化物之X射線光電子光譜分析(ESCA)所得之值,利用以下方法算出。
構成比率(Si/(Si+O))=A/B
A:Si元素之峰面積值
B:Si元素及O元素之峰面積值的總值
上述矽氧化物之粒徑較佳為未達200 μm,更佳為5~100 nm。關於上述矽氧化物之粒徑,可將上述矽氧化物之藉由比表面積測定所測得之比表面積換算為粒徑而求出。
作為上述矽氧化物,較佳為藉由熱電漿法所製造者,更佳為藉由向熱電漿火焰中供給矽粉末所得者。藉由向熱電漿火焰中供給矽粉末,可對所供給之矽粉末進行熱電漿處理,從而生成矽氧化物。矽粉末之組成根據所需矽氧化物之組成來進行調整。熱電漿火焰較佳為來源於選自由氫氣、氮氣、氦氣及氬氣所組成之群中至少一種氣體,更佳為來源於氫氣及氬氣之混合氣體。熱電漿火焰之溫度例如為2000~3000℃。熱電漿處理之壓力較佳為大氣壓以下。例如可將氬氣用作載氣,而進行向熱電漿火焰中供給矽粉末。
上述矽氧化物例如可藉由具備下述步驟之矽氧化物粒子之製造方法而製造:準備定比矽氧化物粉末,以及矽粉末、除氧以外之元素與矽之化合物之粉末、及不定比矽氧化物之粉末中至少一種粉末;以及將定比矽氧化物粉末及上述至少一種粉末供給至熱電漿火焰中。作為此種製造方法,可列舉日本特開2014-144884號公報中所記載之製造方法。
於上述製造方法中,矽粉末等粉末相對於定比矽氧化物粉末作為還原劑發揮作用,藉由熱電漿火焰,一部分定比矽氧化物粉末被還原,成為上述矽氧化物。藉由定比矽氧化物粉末之還原所產生之氧會與矽粉末之矽元素鍵結而成為上述矽氧化物,但由於未自外部供給氧,不會獲得能夠生成定比矽氧化物之程度的充分之氧,故而成為上述矽氧化物。如此,認為自定比矽氧化物粉末及矽粉末等粉末中之任一者皆生成上述矽氧化物粒子。
本發明之組成物中上述矽氧化物之含量相對於含氟聚合物100質量份較佳為0.1~100質量份,更佳為0.5質量份以上,進而較佳為1.0質量份以上,尤佳為5質量份以上,且更佳為50質量份以下,進而較佳為30質量份以下,尤佳為25質量份以下。
本發明之組成物較佳為於藉由在空氣中加熱使該組成物交聯所得之交聯物,而使交聯物之溫度以10℃/min之速度自常溫上升至400℃時之重量增加率為0.1%以上。本發明之組成物之重量增加率較佳為0.2%以上,更佳為0.3%以上。重量增加率越大越佳,因此上限並無特別限定,但本發明之組成物所含之含氟聚合物之耐熱性優異,其重量幾乎不會因加熱而增加。因此,可容易地實現、且可充分享有含氟聚合物所具有之優異特性之範圍的重量增加率通常為2%以下,較佳為1%以下。
交聯物之重量增加率可藉由以下方法決定。藉由公知之方法使含有含氟聚合物之組成物交聯,自所得之交聯物製作2 mm厚之樣品。使用示差熱-熱重量同步測定裝置,於空氣環境下對大約10 mg之樣品加熱,使樣品之溫度以10℃/min之速度自常溫上升至400℃以上,並測定到達400℃之時點的重量。然後,將到達400℃之時點的重量減去初始重量,藉此算出到達400℃之時點的重量增加量。繼而,算出到達400℃之時點之重量增加量相對於初始重量之比率(%)作為重量增加率。
於本發明中,為了算出重量增加率,以於常溫所測得之樣品之重量為基準,又,為了測定到達400℃之時點之樣品的重量,將樣品自常溫加熱至400℃。於本發明中,所謂常溫,可為10~40℃之範圍內之溫度。10~40℃之溫度區間不會對算出值產生較大影響。
含氟聚合物之耐熱性優異,通常即便加熱至如上所述之溫度,亦較少氧化或分解,因此通常交聯物之重量不變。然而,自本發明之組成物所得之交聯物具有藉由在空氣中加熱而重量增加之特徵,利用該特徵,發揮「可吸附空氣中之氧」此一驚人效果。
組成物之重量增加率例如可藉由調整上述矽氧化物之含量來進行調整。
本發明之組成物含有含氟聚合物。要想密封性、耐化學品性及耐熱性優異,上述含氟聚合物較佳為含氟彈性體。
於本發明中,所謂含氟彈性體係指非晶質含氟聚合物。所謂「非晶質」,意指含氟聚合物於示差掃描熱測定[DSC](升溫速度10℃/分鐘)或者示差熱分析[DTA](升溫速度10℃/分鐘)中所顯現之熔解峰值(∆H)之大小為4.5 J/g以下。含氟彈性體藉由交聯表現出彈性體特性。所謂彈性體特性意指以下特性:可拉伸聚合物,且於不再應用「拉伸聚合物時視為需要之力」時可保持其原本長度。
作為上述含氟彈性體,可為部分氟化彈性體,亦可為全氟彈性體,要想使耐化學品性、耐熱性更優異,較佳為使用全氟彈性體。
於本發明中,所謂部分氟化彈性體係指以下含氟聚合物:包含氟單體單元且全氟單體單元相對於全部聚合單元之含量未達90莫耳%,且具有20℃以下之玻璃轉移溫度以及具有4.5 J/g以下之熔解峰值(∆H)大小。
於本發明中,所謂全氟彈性體係指以下含氟聚合物:全氟單體單元相對於全部聚合單元之含量為90莫耳%以上,且具有20℃以下之玻璃轉移溫度以及具有4.5 J/g以下之熔解峰值(∆H)大小;進而係含氟聚合物所含之氟原子之濃度為71質量%以上之聚合物。於本發明中,關於含氟聚合物所含之氟原子之濃度,根據構成含氟聚合物之各單體之種類及含量,藉由計算含氟聚合物所含之氟原子之濃度(質量%)而求出。
於本發明中,所謂全氟單體,係指於分子中不含碳原子-氫原子鍵之單體。上述全氟單體可為除碳原子及氟原子以外鍵結於碳原子之氟原子中之若干個經氯原子取代之單體,亦可為除碳原子以外還具有氮原子、氧原子及硫原子者。作為上述全氟單體,較佳為所有氫原子均被取代為氟原子之單體。上述全氟單體中不包括提供交聯部位之單體。
作為上述部分氟化彈性體,可列舉:偏二氟乙烯(VdF)系氟橡膠、四氟乙烯(TFE)/丙烯(Pr)系氟橡膠、四氟乙烯(TFE)/丙烯/偏二氟乙烯(VdF)系氟橡膠、乙烯/六氟丙烯(HFP)系氟橡膠、乙烯/六氟丙烯(HFP)/偏二氟乙烯(VdF)系氟橡膠、乙烯/六氟丙烯(HFP)/四氟乙烯(TFE)系氟橡膠等。其中,較佳為選自由偏二氟乙烯系氟橡膠及四氟乙烯/丙烯系氟橡膠所組成之群中至少一種。
上述偏二氟乙烯系氟橡膠較佳為由45~85莫耳%之偏二氟乙烯、及55~15莫耳%之能夠與偏二氟乙烯共聚合之至少一種其他單體所構成之共聚物。較佳為由50~80莫耳%之偏二氟乙烯、及50~20莫耳%之能夠與偏二氟乙烯共聚合之至少一種其他單體所構成之共聚物。
於本發明中,構成含氟聚合物之各單體之含量可根據單體之種類,適當組合NMR、FT-IR、元素分析、螢光X射線分析而算出。
作為上述能夠與偏二氟乙烯共聚合之至少一種其他單體,可列舉:TFE、HFP、氟烷基乙烯基醚、三氟氯乙烯(CTFE)、三氟乙烯、三氟丙烯、五氟丙烯、三氟丁烯、四氟異丁烯、六氟異丁烯、氟乙烯、通式(11):CHX11
=CX11
Rf11
(式中,兩個X11
中之一者為H,另一者為F,Rf11
係碳數1~12之直鏈或分支之氟烷基)所表示之氟單體、通式(12):CH2
=CH-(CF2
)n
-X12
(式中,X12
係H或F,n係3~10之整數)所表示之氟單體;提供交聯部位之單體;乙烯、丙烯、烷基乙烯基醚等非氟化單體。可將該等分別單獨使用,或任意組合使用。其中,較佳為使用選自由TFE、HFP、氟烷基乙烯基醚及CTFE所組成之群中至少一種。
作為上述氟烷基乙烯基醚,較佳為選自由下述通式(13)~(15)表示之氟單體所組成之群中至少一種,
通式(13):CF2
=CF-ORf13
(式中,Rf13
表示碳數1~8之全氟烷基)、
通式(14):CF2
=CFOCF2
ORf14
(式中,Rf14
係碳數1~6之直鏈狀或支鏈狀全氟烷基、碳數5~6之環式全氟烷基、包含1~3個氧原子之碳數2~6之直鏈狀或支鏈狀全氟氧烷基)、
通式(15):CF2
=CFO(CF2
CF(Y15
)O)m
(CF2
)n
F
(式中,Y15
表示氟原子或三氟甲基;m係1~4之整數;n係1~4之整數),更佳為通式(13)所表示之氟單體。
作為氟乙烯系氟橡膠之具體例,可列舉:VdF/HFP系橡膠、VdF/HFP/TFE系橡膠、VdF/CTFE系橡膠、VdF/CTFE/TFE系橡膠、VdF/通式(11)所表示之氟單體系橡膠、VdF/通式(11)所表示之氟單體/TFE系橡膠、VdF/全氟(甲基乙烯基醚)[PMVE]系橡膠、VdF/PMVE/TFE系橡膠、VdF/PMVE/TFE/HFP系橡膠等。作為VdF/通式(11)所表示之氟單體系橡膠,較佳為VdF/CH2
=CFCF3
系橡膠,作為VdF/通式(11)所表示之氟單體/TFE系橡膠,較佳為VdF/TFE/CH2
=CFCF3
系橡膠。
上述VdF/CH2
=CFCF3
系橡膠較佳為由40~99.5莫耳%之VdF、及0.5~60莫耳%之CH2
=CFCF3
所構成之共聚物,更佳為由50~85莫耳%之VdF、及15~50莫耳%之CH2
=CFCF3
所構成之共聚物。
上述四氟乙烯/丙烯系氟橡膠較佳為由45~70莫耳%之四氟乙烯、55~30莫耳%之丙烯、及0~5莫耳%之提供交聯部位之氟單體所構成之共聚物。
上述含氟彈性體可為全氟彈性體。作為上述全氟彈性體,較佳為包含TFE之全氟彈性體,例如選自由TFE/通式(13)、(14)或(15)所表示之氟單體共聚物、及TFE/通式(13)、(14)或(15)所表示之氟單體/提供交聯部位之單體共聚物所組成之群中至少一種。
於TFE/PMVE共聚物之情形時,其組成較佳為45~90/10~55(莫耳%),更佳為55~80/20~45,進而較佳為55~70/30~45。
於TFE/PMVE/提供交聯部位之單體共聚物之情形時,其組成較佳為45~89.9/10~54.9/0.01~4(莫耳%),更佳為55~77.9/20~49.9/0.1~3.5,進而較佳為55~69.8/30~44.8/0.2~3。
於TFE/碳數為4~12之通式(13)、(14)或(15)所表示之氟單體共聚物之情形時,其組成較佳為50~90/10~50(莫耳%),更佳為60~88/12~40,進而較佳為65~85/15~35。
於TFE/碳數為4~12之通式(13)、(14)或(15)所表示之氟單體/提供交聯部位之單體共聚物之情形時,其組成較佳為50~89.9/10~49.9/0.01~4(莫耳%),更佳為60~87.9/12~39.9/0.1~3.5,進而較佳為65~84.8/15~34.8/0.2~3。
若脫離該組成之範圍,則存在失去作為橡膠彈性體之性質從而性質變得接近樹脂之傾向。
作為上述全氟彈性體,較佳為選自由TFE/通式(15)所表示之氟單體/提供交聯部位之單體共聚物、TFE/通式(15)所表示之氟單體共聚物、TFE/通式(13)所表示之氟單體共聚物、及TFE/通式(13)所表示之氟單體/提供交聯部位之單體共聚物所組成之群中至少一種。
作為上述全氟彈性體,亦可列舉國際公開第97/24381號、日本特公昭61-57324號公報、日本特公平4-81608號公報、日本特公平5-13961號公報等中所記載之全氟彈性體。
所謂提供交聯部位之單體,係指具有交聯性基之單體(硬化點單體(cure site monomer)),該交聯性基向含氟聚合物提供用以藉由交聯劑形成交聯之交聯部位。
作為提供交聯部位之單體,可列舉
通式(16):CX4 2
=CX5
Rf 2
X6
(式中,X4
、X5
分別獨立地為H、F或碳數1~5之烷基,Rf 2
係可具有1個以上之醚鍵性氧原子、亦可具有芳香環且氫原子之一部分或全部可經氟原子取代之直鏈狀或支鏈狀伸烷基或氧伸烷基,X6
係碘原子、溴原子、腈基、羧基、烷氧羰基、羥基、乙烯基、疊氮基、磺醯疊氮基、羰基疊氮基或炔基)所表示之單體。炔基可為乙炔基。
作為提供交聯部位之單體,其中較佳為選自由
通式(17):CX16 2
=CX16
-Rf16
CHR16
X17
(式中,X16
分別獨立地為氫原子、氟原子或CH3
,Rf16
係氟伸烷基、全氟伸烷基、氟(聚)氧伸烷基或全氟(聚)氧伸烷基,R16
係氫原子或CH3
,X17
係碘原子或溴原子)所表示之氟單體、
通式(18):CX16 2
=CX16
-Rf17
X17
(式中,X16
分別獨立地為氫原子、氟原子或CH3
,Rf17
係氟伸烷基、全氟伸烷基、氟(聚)氧伸烷基或全氟(聚)氧伸烷基,X17
係碘原子或溴原子)所表示之氟單體、
通式(19):CF2
=CFO(CF2
CF(CF3
)O)m
(CF2
)n
-X18
(式中,m係0~5之整數,n係1~3之整數,X18
係氰基、疊氮基、磺醯疊氮基、羰基疊氮基、羧基、烷氧羰基、炔基、碘原子、溴原子、或-CH2
I)所表示之氟單體、
通式(20):CH2
=CFCF2
O(CF(CF3
)CF2
O)m
(CF(CF3
))n
-X19
(式中,m係0~5之整數,n係1~3之整數,X19
係氰基、羧基、烷氧羰基、碘原子、溴原子、或CH2
OH)所表示之氟單體、及
通式(21):CR20 2
=CR20
-Z-CR20
=CR20 2
(式中,R20
分別獨立地為氫原子或碳數1~5之烷基;Z係直鏈或分支狀且可具有氧原子之碳數1~18之伸烷基、碳數3~18之伸環烷基、至少部分地氟化之碳數1~10之伸烷基或氧伸烷基、或者
-(Q)p
-CF2
O-(CF2
CF2
O)m
(CF2
O)n
-CF2
-(Q)p
-
(式中,Q係伸烷基或氧伸烷基;p係0或1;m/n係0.2~5)所表示之分子量為500~10000之(全)氟聚氧伸烷基)所表示之單體所組成之群中至少一種。
X16
較佳為氟原子。Rf16
及Rf17
較佳為碳數為1~5之全氟伸烷基。R16
較佳為氫原子。X18
較佳為氰基、烷氧羰基、碘原子、溴原子、或-CH2
I。X19
較佳為氰基、烷氧羰基、碘原子、溴原子、或-CH2
OH。
作為提供交聯部位之單體,較佳為選自由CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)OCF2
CF2
CN、CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)OCF2
CF2
COOH、CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)OCF2
CF2
CH2
I、CF2
=CFOCF2
CF2
CH2
I、CH2
=CFCF2
OCF(CF3
)CF2
OCF(CF3
)CN、CH2
=CFCF2
OCF(CF3
)CF2
OCF(CF3
)COOH、CH2
=CFCF2
OCF(CF3
)CF2
OCF(CF3
)CH2
OH、CH2
=CHCF2
CF2
I、CH2
=CH(CF2
)2
CH=CH2
、CH2
=CH(CF2
)6
CH=CH2
、及CF2
=CFO(CF2
)5
CN所組成之群中至少一種,更佳為選自由CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)OCF2
CF2
CN及CF2
=CFOCF2
CF2
CH2
I所組成之群中至少一種。
就高溫時壓縮永久變形特性優異方面而言,上述含氟彈性體之玻璃轉移溫度較佳為-70℃以上,更佳為-60℃以上,進而較佳為-50℃以上。又,就使耐寒性良好方面而言,上述含氟彈性體之玻璃轉移溫度較佳為5℃以下,更佳為0℃以下,進而較佳為-3℃以下。
關於上述玻璃轉移溫度,可使用示差掃描熱量計(Mettler-Toledo公司製造之DSC822e),使10 mg試樣以10℃/min升溫藉此獲得DSC曲線,而作為表示DSC曲線之二次轉移前後之基準線之延長線與DSC曲線之拐點處之切線之兩個交點之中點的溫度求出。
就使耐熱性良好方面而言,上述含氟彈性體於170℃之慕尼黏度ML(1+20)較佳為30以上,更佳為40以上,進而較佳為50以上。又,就使加工性良好方面而言,上述含氟彈性體於170℃之慕尼黏度ML(1+20)較佳為150以下,更佳為120以下,進而較佳為110以下。
就使耐熱性良好方面而言,上述含氟彈性體於140℃之慕尼黏度ML(1+20)較佳為30以上,更佳為40以上,進而較佳為50以上。又,就使加工性良好方面而言,較佳為180以下,更佳為150以下,進而較佳為110以下。
就使耐熱性良好方面而言,上述含氟彈性體於100℃之慕尼黏度ML(1+10)較佳為10以上,更佳為20以上,進而較佳為30以上。又,就使加工性良好方面而言,較佳為120以下,更佳為100以下,進而較佳為80以下。
上述慕尼黏度可使用ALPHA TECHNOLOGIES公司製造之慕尼黏度計MV2000E型,於170℃或140℃、100℃按照JIS K6300來進行測定。
上述部分氟化彈性體及全氟彈性體可藉由通常方法進行製造,就所得之聚合體之分子量分佈狹窄而容易控制分子量方面而言,且可將碘原子或溴原子導入至末端方面而言,亦可使用碘化合物或溴化合物作為鏈轉移劑。作為使用碘化合物或溴化合物進行之聚合方法,例如可列舉下述方法:於實質上無氧之狀態,並於存在碘化合物或溴化合物之情況下,一面進行加壓一面於水介質中進行乳化聚合(碘轉移聚合法)。作為所使用之碘化合物或溴化合物之代表例,例如可列舉通式:
R21
Ix
Bry
(式中,x及y分別為0~2之整數,且滿足1≦x+y≦2,R21
係碳數1~16之飽和或不飽和氟烴基或氯氟烴基、或碳數1~3之烴基,可含有氧原子)所表示之化合物。藉由使用碘化合物或溴化合物,碘原子或溴原子被導入至聚合體而作為交聯點發揮功能。
作為碘化合物及溴化合物,例如可列舉:1,3-二碘全氟丙烷、2-碘全氟丙烷、1,3-二碘-2-氯全氟丙烷、1,4-二碘全氟丁烷、1,5-二碘-2,4-二氯全氟戊烷、1,6-二碘全氟己烷、1,8-二碘全氟辛烷、1,12-二碘全氟十二烷、1,16-二碘全氟十六烷、二碘甲烷、1,2-二碘乙烷、1,3-二碘-正丙烷、CF2
Br2
、BrCF2
CF2
Br、CF3
CFBrCF2
Br、CFClBr2
、BrCF2
CFClBr、CFBrClCFClBr、BrCF2
CF2
CF2
Br、BrCF2
CFBrOCF3
、1-溴-2-碘全氟乙烷、1-溴-3-碘全氟丙烷、1-溴-4-碘全氟丁烷、2-溴-3-碘全氟丁烷、3-溴-4-碘全氟丁烯-1、2-溴-4-碘全氟丁烯-1、苯之單碘單溴取代物、二碘單溴取代物、以及(2-碘乙基)及(2-溴乙基)取代物等,該等化合物可單獨使用,亦可相互組合而使用。
其中,就聚合反應性、交聯反應性、獲取容易性等方面而言,較佳為使用1,4-二碘全氟丁烷、1,6-二碘全氟己烷、2-碘全氟丙烷。
上述含氟聚合物較佳為具有氰基。尤其於使用籠型倍半矽氧烷作為交聯劑之情形時,上述含氟聚合物較佳為具有氰基。藉由含氟聚合物具有氰基,上述籠型倍半矽氧烷更適宜作為交聯劑發揮作用,進而可獲得耐熱性優異之交聯物。
作為上述具有氰基之含氟聚合物,較佳為於主鏈末端及/或側鏈具有氰基(-CN基)之含氟彈性體。
作為於主鏈末端及/或側鏈具有氰基(-CN基)之含氟彈性體,例如可列舉全氟彈性體及部分氟化彈性體。
作為於主鏈末端及/或側鏈具有氰基(-CN基)之全氟彈性體,可列舉上述TFE/通式(13)、(14)或(15)所表示之氟單體/提供交聯部位之單體共聚物中之提供交聯部位之單體為具有氰基(-CN基)之單體的共聚物。此時,就良好之交聯特性及耐熱性之方面而言,具有氰基(-CN基)之單體單元之含量相對於TFE單元與通式(13)、(14)及(15)所表示之氟單體單元之合計量,可為0.1~5莫耳%,亦可為0.3~3莫耳%。更適宜之組成如上所述。
又,作為具有氰基(-CN基)之單體,例如可列舉下述式所表示之單體等,可將該等分別單獨使用,或任意組合使用:
式:CY1 2
=CY1
(CF2
)n
-CN
(式中,Y1
分別獨立地為氫原子或氟原子,n係1~8之整數)、
式:CF2
=CFCF2
Rf8
-CN
(式中,Rf8
係-(OCF2
)n
-或-(OCF(CF3
))n
-,n係0~5之整數)、
式:CF2
=CFCF2
(OCF(CF3
)CF2
)m
(OCH2
CF2
CF2
)n
OCH2
CF2
-CN
(式中,m係0~5之整數,n係0~5之整數)、
式:CF2
=CFCF2
(OCH2
CF2
CF2
)m
(OCF(CF3
)CF2
)n
OCF(CF3
)-CN
(式中,m係0~5之整數,n係0~5之整數)、
式:CF2
=CF(OCF2
CF(CF3
))m
O(CF2
)n
-CN
(式中,m係0~5之整數,n係1~8之整數)、
式:CF2
=CF(OCF2
CF(CF3
))m
-CN
(式中,m係1~5之整數)、
式:CF2
=CFOCF2
(CF(CF3
)OCF2
)n
CF(-CN)CF3
(式中,n係1~4之整數)、
式:CF2
=CFO(CF2
)n
OCF(CF3
)-CN
(式中,n係2~5之整數)、
式:CF2
=CFO(CF2
)n
-(C6
H4
)-CN
(式中,n係1~6之整數)、
式:CF2
=CF(OCF2
CF(CF3
))n
OCF2
CF(CF3
)-CN
(式中,n係1~2之整數)、
式:CH2
=CFCF2
O(CF(CF3
)CF2
O)n
CF(CF3
)-CN
(式中,n係0~5之整數)、
式:CF2
=CFO(CF2
CF(CF3
)O)m
(CF2
)n
-CN
(式中,m係0~5之整數、n係1~3之整數)、
式:CH2
=CFCF2
OCF(CF3
)OCF(CF3
)-CN、
式:CH2
=CFCF2
OCH2
CF2
-CN、
式:CF2
=CFO(CF2
CF(CF3
)O)m
CF2
CF(CF3
)-CN
(式中,m係0以上之整數)、
式:CF2
=CFOCF(CF3
)CF2
O(CF2
)n
-CN
(式中,n係1以上之整數)、
式:CF2
=CFOCF2
OCF2
CF(CF3
)OCF2
-CN。
於上述之中,較佳為
式:CF2
=CF(OCF2
CF(CF3
))m
O(CF2
)n
-CN
(式中,m係0~5之整數、n係1~8之整數)所表示之單體,更佳為CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)OCF2
CF2
CN。
該等全氟彈性體可藉由通常方法進行製造。
作為該等全氟彈性體之具體例,可列舉國際公開第97/24381號、日本特公昭61-57324號公報、日本特公平4-81608號公報、日本特公平5-13961號公報等中所記載之氟橡膠等。
作為於主鏈末端及/或側鏈具有氰基(-CN基)之部分氟化彈性體,可列舉:偏二氟乙烯(VdF)系氟橡膠、四氟乙烯(TFE)/丙烯系氟橡膠、四氟乙烯(TFE)/丙烯/偏二氟乙烯(VdF)系氟橡膠、乙烯/六氟乙烯(HFP)系氟橡膠、乙烯/六氟丙烯(HFP)/偏二氟乙烯(VdF)系氟橡膠、乙烯/六氟丙烯(HFP)/四氟乙烯(TFE)系氟橡膠、氟矽酮系氟橡膠、或氟磷腈系氟橡膠等,可將該等分別單獨使用,或於無損本發明之效果之範圍內任意組合使用。
所謂偏二氟乙烯系氟橡膠,係指由45~85莫耳%之偏二氟乙烯、及55~15莫耳%之能夠與偏二氟乙烯共聚合之至少一種其他單體所構成之含氟共聚物。較佳係指由50~80莫耳%之偏二氟乙烯、及50~20莫耳%之能夠與偏二氟乙烯共聚合之至少一種其他單體所構成之含氟共聚物。
作為能夠與偏二氟乙烯共聚合之至少一種其他單體,例如可列舉:TFE、CTFE、三氟乙烯、HFP、三氟丙烯、四氟丙烯、五氟丙烯、三氟丁烯、四氟異丁烯、全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)、氟乙烯等氟單體;乙烯、丙烯、烷基乙烯基醚等非氟化單體。可將該等分別單獨使用,或任意組合使用。其中,較佳為TFE、HFP、全氟(烷基乙烯基醚)。
作為具體之橡膠,可列舉:VdF-HFP系橡膠、VdF-HFP-TFE系橡膠、VdF-CTFE系橡膠、VdF-CTFE-TFE系橡膠等。
該等部分氟化彈性體可藉由通常方法進行製造。
又,亦可使用由彈性體性含氟聚合物鏈段及非彈性體性含氟聚合物鏈段所構成之熱塑化性氟橡膠作為含氟彈性體。
本發明之組成物較佳為進而含有交聯劑。作為上述交聯劑,可列舉於過氧化物交聯、多元醇交聯、聚胺交聯、三交聯、唑交聯、咪唑交聯、及噻唑交聯中所使用之交聯劑。於上述含氟聚合物為於主鏈末端及/或側鏈具有氰基(-CN基)之含氟彈性體之情形時,作為交聯劑,較佳為選自由唑交聯劑、咪唑交聯劑及噻唑交聯劑所組成之群中之至少一種。
於過氧化物交聯中所使用之交聯劑,只要為能夠於熱或氧化還原系統之存在下容易地產生過氧化自由基之有機過氧化物即可,具體而言,例如可列舉下述等:1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,5,5-三甲基環己烷、2,5-二氫過氧化-2,5-二甲基己烷、二第三丁基過氧化物(Perbutyl D)、第三丁基異丙苯基過氧化物(Perbutyl C)、二異丙苯基過氧化物(Percumyl D、Percumyl D-40、Percumyl D-40MB(T))、α,α-雙(第三丁基過氧基)-對二異丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷(Perhexa 25B、Perhexa 25B-40)、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己炔-3(Perhexyne 25B、Perhexyne 25B-40)、過氧化苯甲醯、第三丁基過氧化苯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲醯基過氧基)己烷(Perhexa 25Z)、過氧化馬來酸第三丁酯(t-butyl MA)、過氧化異丙基碳酸第三丁酯(Perbutyl I-75)、過氧化甲基乙基酮(Permeck D(DR)、Permeck H(HR、HY)、Permeck N(NR、NY)、Permeck S(SR)、Permeck F(FR)、Permeck G(GR、GY))、過氧化環己酮(Perhexa H)、過氧化乙醯丙酮(Percure AH、AL)、1,1-二(第三己基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷(Perhexa TMH)、1,1-二(第三己基過氧基)環己烷(Perhexa HC)、1,1-二(第三丁基過氧基)-2-甲基環己烷(Perhexa MC)、1,1-二(第三丁基過氧基)環己烷(Perhexa C-80(S)、Perhexa C-75(EB)、Perhexa C(C)、Perhexa C-40、Perhexa C-40MB(S))、2,2-二(第三丁基過氧基)丁烷(Perhexa 22)、4,4-二-(第三丁基過氧基)戊酸丁酯(Perhexa V、Perhexa V-40(F))、2,2-二(4,4-二-(第三丁基過氧基)環己基)丙烷(Pertetra A)、對薄荷烷過氧化氫(Permenta H)、二異丙基苯過氧化氫(Percumyl P)、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫(Perocta H)、異丙苯過氧化氫(Percumyl H-80)、第三丁基過氧化氫(Perbutyl H-69)、二(2-第三丁基過氧基異丙基)苯(Perbutyl P、Perbutyl P-40、Peroxymon F-40、Perbutyl P-40MB(K))、二第三己基過氧化物(Perhexyl D)、過氧化二異丁醯(Peroyl IB)、過氧化二(3,5,5-三甲基己醯)(Peroyl 355(S))、過氧化二月桂醯(Peroyl L)、過氧化二琥珀醯(Peroyl SA)、過氧化二(3-甲基苯甲醯)、過氧化苯甲醯(3-甲基苯甲醯)、及過氧化二苯甲醯之混合物(Nyper BMT-K40、Nyper BMT-M)、過氧化二苯甲醯(Nyper BW、Nyper BO、Nyper FF、Nyper BS、Nyper E、Nyper NS)、過氧化二(4-甲基苯甲醯)(Nyper PMB)、過氧化二碳酸二正丙酯(Peroyl NPP-50M)、過氧化二碳酸二異丙酯(Peroyl IPP-50、Peroyl IPP-27)、過氧化二碳酸二(4-第三丁基環己基)酯(Peroyl TCP)、過氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯(Peroyl OPP)、過氧化二碳酸二第二丁酯(Peroyl SBP)、過氧化新癸酸異丙苯酯(Percumyl ND、Percumyl ND-50E)、過氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯(Perocta ND、Perocta ND-50E)、過氧化新癸酸第三己酯(Perhexyl ND、Perhexyl ND-50E)、過氧化新癸酸第三丁酯(Perbutyl ND、Perbutyl ND-50E)、過氧化新庚酸第三丁酯(Perbutyl NHP)、過氧化特戊酸第三己酯(Perhexyl PV、Perhexyl PV-50E)、過氧化特戊酸第三丁酯(Perbutyl PV、Perbutyl PV-40E)、過氧化2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯(Perocta O)、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己醯基過氧基)己烷(Perhexa 25O)、過氧化2-乙基己酸第三己酯(Perhexyl O、Percure HO(N))、過氧化2-乙基己酸第三丁酯(Perbutyl O、Percure O)、過氧化異丙基單碳酸第三己酯(Perhexyl I)、過氧化-3,5,5-三甲基己酸第三丁酯(Perbutyl 355)、過氧化月桂酸第三丁酯(Perbutyl L)、過氧化-2-乙基己基單碳酸第三丁酯(Perbutyl E)、過氧化苯甲酸第三己酯(Perhexyl Z)、過氧化乙酸第三丁酯(Perbutyl A)、過氧化-3-甲基苯甲酸第三丁酯及過氧化苯甲酸第三丁酯之混合物(Perbutyl ZT)、過氧化苯甲酸第三丁酯(Perbutyl Z)、過氧化烯丙基單碳酸第三丁酯(Peromer AC)、3,3',4,4'-四(第三丁基過氧基羰基)二苯甲酮(BTTB-25)、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(Nofmer BC-90)等。其中,較佳為二烷基型。進而,尤佳為2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷。一般而言,考慮活性-O-O-之量、分解溫度等,選擇有機過氧化物之種類以及使用量。
又,作為可於過氧化物交聯中所使用之交聯助劑,只要為對於過氧基自由基及聚合物自由基具有反應活性之化合物即可,例如可列舉具有-CH=CH2
、-CH2
CH=CH2
、-CF=CF2
、-C(CF3
)=CF2
、-C(CH3
)=CF2
、-CF=CF(CF3
)、-CF=CF(CH3
)、-C(C6
H5
)=CF2
、-CF=CF(C6
H5
)、-CH=CF2
、-CF=CHF、-C(CF3
)=CHF、-CF=CH(CF3
)、-CH=CF(CF3
)等官能基之多官能性化合物(各式中之「C6
H5
」表示苯基)。具體而言,例如可列舉:氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯(TAIC)、三丙烯醯基縮甲醛(triacrylformal)、偏苯三酸三烯丙酯、N,N'-n-伸苯基雙馬來醯亞胺、對苯二甲酸二丙炔酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、對苯二甲酸四烯丙酯醯胺、磷酸三烯丙酯、雙馬來醯亞胺、氟化異氰尿酸三烯丙酯(1,3,5-三(2,3,3-三氟-2-丙烯基)-1,3,5-三2,4,6-三酮)、三(二烯丙基胺)-對稱三、亞磷酸三烯丙酯、N,N-二烯丙基丙烯醯胺、1,6-二乙烯基十二氟己烷等。
又,作為與過氧化物交聯劑一同使用之交聯助劑,亦可列舉通式(31):
(式中,6個R31
分別獨立地為H、鹵素原子、或可插入有醚鍵且任選地被鹵素化之具有1~5個碳原子的基,Z31
係任選地含有雜原子且線狀或者分支狀之碳數1~18任選地被鹵素化的伸烷基、伸環烷基、或(全)氟聚氧伸烷基)所表示之化合物。
作為通式(31)所表示之化合物,可列舉下述式所表示之化合物等,即,通式(32):
(式中,j為2~10之整數,較佳為4~8之整數,4個R32
分別獨立地為H、F或者碳數1~5之烷基或(全)氟烷基)所表示之化合物;通式(33):
(式中,Y31
分別獨立地為F、Cl或H,Y32
分別獨立地為F、Cl、H或OR33
(此處,R33
係可部分地、實質性地或完全地氟化或氯化之分支或直鏈之烷基),Z33
係可插入有醚鍵且任選地被氟化之具有2~10個碳原子之二價基,Z33
較佳為m為3~5之整數之-(CF2
)m
-基,通式(33)所表示之化合物較佳為F2
C=CF-O-(CF2
)5
-O-CF=CF2
)所表示之化合物;通式(34):
(式中,Y31
、Y32
及Z33
係如上所述,R34
分別獨立地為H、F或者碳數1~5之烷基或(全)氟烷基)所表示之化合物。
(式中,R35
~R37
分別獨立地為氫原子、氟原子、烷基、氟化烷基、或者經取代或未經取代之芳基,R35
~R37
中之至少一個係氟原子或含有氟原子之基;m係1~5之整數。於m為2以上之情形時,m個R35
~R37
分別可相同,亦可不同;苯環之氫原子可經取代)。於m為1之情形時,較佳為具有兩個以上該結構。
(式中,R35
~R37
係如上所述;R38
係單鍵結鍵、-SO2
-、-O-、-S-、-CO-、含有雜原子之基、經取代或未經取代之伸烷基、經取代或未經取代之伸環烷基、或者經取代或未經取代之伸芳基;m係1~5之整數;該等基可一部分被氟化或全部被氟化)所表示之化合物。
作為含有雜原子之基,並無特別限定,只要為含有雜原子之2價基即可。作為雜原子,可例示氧原子、氮原子、硫原子、硼原子、磷原子。
作為於多元醇交聯中所使用之交聯劑,可列舉雙酚A、雙酚AF等多元醇化合物。
作為於聚胺交聯中所使用之交聯劑,可列舉六亞甲基二胺胺基甲酸酯、N,N'-二苯亞烯丙基-1,6-己二胺、4,4'-雙(胺基環己基)甲烷胺甲酸酯等多元胺化合物。
作為於唑交聯、咪唑交聯、噻唑交聯中所使用之交聯劑,例如可列舉下述通式(41)所表示之雙二胺基苯基系交聯劑、雙胺基苯酚系交聯劑、雙胺基苯硫酚系交聯劑、通式(42)所表示之雙脒腙系交聯劑、通式(43)所表示之脒腙系交聯劑、或通式(44)所表示之雙醯胺肟系交聯劑、通式(45)所表示之化合物等。
(式中,R41
係-SO2
-、-O-、-CO-、碳數1~6之伸烷基、碳數1~10之全氟伸烷基或單鍵結鍵、或下式所示之基。
R42
及R43
中之一者為-NH2
,另一者為-NHR44
、-NH2
、-OH或-SH,R44
係氫原子、氟原子或一價有機基,較佳為R42
為-NH2
且R43
為-NHR44
;作為碳數1~6之伸烷基之較佳具體例,可列舉亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基等,作為碳數1~10之全氟伸烷基,可列舉下式等。
再者,該等化合物於日本特公平2-59177號公報、日本特開平8-120146號公報等中作為雙二胺基苯基化合物之例示而已知)。
(式中,Rf41
係碳數1~10之全氟伸烷基)。
通式(45):HN=CR45
R46
(式中,R45
選自由H、NH2
、及NHR47
所組成之群,R46
選自由Ph、SO2
H、NR48
R49
、2-吡啶、及CH2
CONH2
所組成之群,R47
選自由Ph、NH2
、及CN所組成之群,R48
選自由H、NHPh、CH2
CONH2
、碳數1~8之直鏈烷基、及碳數1~8之分支烷基所組成之群,且R49
選自由Ph、COOC(CH3
)3
、NH2
、CH2
COOH、CSNH2
、CNHNH3 +
Cl-
、對苯基CN、
及COPh所組成之群)。該等雙胺基苯酚系交聯劑、雙胺基苯硫酚系交聯劑或雙二胺基苯基系交聯劑等先前用於以氰基作為交聯點之交聯系統,亦與羧基及烷氧羰基進行反應,形成唑環、噻唑環、咪唑環,而提供交聯物。
又,作為交聯劑,可列舉通式(46):X41
-(CH2
)n
-R50
-(CH2
)m
-X41
(式中,X41
分別獨立地為炔基、腈基或Y41 p
N3
(Y41
係SO、SO2
、C6
H4
或CO,p係0或1),n、m獨立地為1~4之整數,R50
選自由
i)碳數3~10之氟伸烷基、
ii)碳數3~10之氟伸烷氧基、
iii)經取代之伸芳基、
iv)含偏二氟乙烯及全氟(甲基乙烯基醚)之共聚合單元之低聚物、
v)含偏二氟乙烯及六氟丙烯之共聚合單元之低聚物、
vi)含四氟乙烯及全氟(甲基乙烯基醚)之共聚合單元之低聚物、以及
vii)含四氟乙烯及烴烯烴(hydrocarbon olefin)之共聚合單元之低聚物所組成之群)所表示之交聯劑。該交聯劑較佳為與具有腈基、疊氮基、磺醯疊氮基、羰基疊氮基或炔基之含氟彈性體一同使用。例如,含氟彈性體之腈基與交聯劑之疊氮基發生反應,形成四唑環,提供交聯物。
作為尤佳之交聯劑,可列舉具有複數個3-胺基-4-羥基苯基或3-胺基-4-巰基苯基之化合物。
(式中,R41
、R42
及R43
係如上所述)所表示之化合物,具體而言,例如為2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷(通用名:雙(胺基苯酚)AF)、2,2-雙(3-胺基-4-巰基苯基)六氟丙烷、四胺基苯、雙-3,4-二胺基苯基甲烷、雙-3,4-二胺基苯基醚、2,2-雙(3,4-二胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙[3-胺基-4-(N-苯基胺基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[3-胺基-4-(N-甲基胺基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[3-胺基-4-(N-乙基胺基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[3-胺基-4-(N-丙基胺基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[3-胺基-4-(N-全氟苯基胺基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[3-胺基-4-(N-苄基胺基)苯基]六氟丙烷等。
其中,作為交聯劑,就耐熱性、耐蒸氣性、耐胺性、良好之交聯性之方面而言,較佳為2,2-雙[3-胺基-4-(N-苯基胺基)苯基]六氟丙烷。
上述交聯劑之含量相對於含氟聚合物100質量份,較佳為0.05~10質量份,更佳為0.5~5質量份。
上述組成物亦可含有填充劑(但是上述矽氧化物除外)。
作為除上述矽氧化物以外之填充劑,可列舉:聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺等具有醯亞胺結構之醯亞胺系填料;聚芳酯、聚碸、聚醚碸、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、聚氧基苯甲酸酯(polyoxybenzoate)等工程塑膠製之有機物填料;氧化鋁(Al2
O3
)、氧化矽(SiO2
)、氧化釔等金屬氧化物填料;碳化矽、碳化鋁等金屬碳化物;氮化矽、氮化鋁等金屬氮化物填料;氟化鋁、氟化碳、硫酸鋇、碳黑、氧化矽、黏土、滑石等無機物填料。
其中,就各種電漿之遮蔽效果之方面而言,較佳為碳黑、氧化鋁(Al2
O3
)、氧化矽(SiO2
)、氧化釔、氮化矽、碳化矽、聚醯亞胺、氟化碳。
又,可將無機物填料、有機物填料單獨使用,或者組合兩種以上進行摻合。
上述除矽氧化物以外之填充劑之摻合量相對於含氟聚合物100質量份,較佳為0.5~100質量份,更佳為5~50質量份。
於未特別要求高純度且非污染性之領域中,可根據需要,摻合含氟聚合物組成物中所摻合之通常之添加物,例如加工助劑、塑化劑、著色劑等,亦可摻合1種或1種以上之與上述添加物不同之常用交聯劑或交聯助劑。
上述組成物亦可含有有機鹼性化合物。作為有機鹼性化合物,可列舉:
式:CH3
(CH2
)17
-NH2
之十八烷基胺;
式:H2
N-C(O)-(CH2
)11
-CH=CH-(CH2
)7
CH3
之芥酸醯胺;
式:H2
N-C(O)-(CH2
)7
-CH=CH-(CH2
)7
CH3
之油醯胺;
式:H2
N-(CH2
)6
-NH2
之六亞甲基二胺;
式:
之1,8-二氮雜雙環十一碳-7-烯(DBU)等。
上述組成物可藉由使用例如開放式滾筒(open roll)、班布里混合機、捏合機等通常之聚合物用加工機械,將上述各成分混合而製備。此外,亦可藉由使用密閉式混合機之方法而製備。
上述組成物適宜用作「用以進行交聯而獲得交聯物」之交聯性組成物。
本發明之交聯物可藉由使上述組成物交聯而獲得。用以獲得交聯物之組成物較佳為含有交聯劑。本發明之交聯物可吸附空氣中之氧。因此,藉由將本發明之交聯物用於半導體製造裝置等具備密閉空間之裝置之密封材料等,可吸附密閉空間中之氧,從而降低密閉空間中之氧濃度,或抑制氧自外部進入至密閉空間內。進而,本發明之交聯物含有含氟聚合物,因此耐熱性及耐電漿性亦優異。
交聯物可吸附氧這一情況例如可藉由在空氣中加熱交聯物時確認交聯物之重量增加的方法來進行確認。交聯物中所含之含氟聚合物之耐熱性優異,其重量幾乎不會因加熱而增加。因此,因在空氣中進行加熱而重量增加之本發明之組成物係新穎之組成物。
上述交聯能夠以一次交聯、二次交聯之順序而進行。一次交聯較佳為於150~200℃進行5~120分鐘,更佳為於160~190℃進行5~60分鐘。作為交聯手段,只要使用公知之交聯手段即可,例如可列舉加壓交聯等。
二次交聯較佳為於170~320℃進行2~24小時,更佳為於180~310℃進行5~20小時。作為交聯手段,只要使用公知之交聯手段即可,例如可列舉烘箱交聯等。又,藉由在氮氣等非活性氣體中進行交聯,可使所得之交聯物之氧吸附能力進一步提高。
亦可使上述組成物成形而獲得預備成形體後,進行交聯藉此獲得交聯物(成形品)。使上述組成物成形而獲得預備成形體之方法可為通常之方法,可利用在模具中進行加熱壓縮之方法、壓入至經加熱之模具之方法、藉由擠出機擠出之方法等公知之方法進行。於為軟管或電線等擠出製品之情形時,可藉由在擠出後進行利用蒸氣等進行加熱交聯,而獲得交聯物。
本發明之交聯物適宜用作特別要求耐熱性之半導體製造裝置、尤其是進行高密度電漿照射之半導體製造裝置之密封材料。作為上述密封材料,可列舉O形環、方形環、墊片、襯墊、油封、軸承封、端頭密封等。
此外,亦可用作半導體製造裝置中所使用之各種聚合物製品,例如隔膜、管、軟管、各種橡膠輥、帶等。又,亦可用作塗佈用材料、襯裏用材料。
再者,本發明所謂之半導體製造裝置並非特別限定於用以製造半導體之裝置,其廣泛地包含用以製造液晶面板或電漿面板之裝置等要求高潔淨度之半導體領域中所使用之所有製造裝置,例如可列舉下述裝置。
(1)蝕刻裝置
乾式蝕刻裝置
電漿蝕刻裝置
反應性離子蝕刻裝置
反應性離子束蝕刻裝置
濺鍍蝕刻裝置
離子束蝕刻裝置
濕式蝕刻裝置
灰化裝置
(2)洗淨裝置乾式蝕刻洗淨裝置
UV/O3
洗淨裝置
離子束洗淨裝置
雷射光束洗淨裝置
電漿洗淨裝置
氣體蝕刻洗淨裝置
萃取洗淨裝置
索氏萃取洗淨裝置
高溫高壓萃取洗淨裝置
微波萃取洗淨裝置
超臨界萃取洗淨裝置
(3)曝光裝置
步進機
塗敷/顯影機
(4)研磨裝置
CMP裝置
(5)成膜裝置
CVD裝置
濺鍍裝置
(6)擴散/離子植入裝置
氧化擴散裝置
離子植入裝置
本發明之交聯物例如作為CVD裝置、電漿蝕刻裝置、反應性離子蝕刻裝置、灰化裝置或準分子雷射曝光機之密封材料發揮優異性能。
以上對實施形態進行了說明,但應理解可於不脫離專利申請範圍之主旨及範圍之情況下,進行形態或細節之各種變更。
[實施例]
其次,列舉實施例對本發明之實施形態進行說明,但本發明並非僅限定於該等實施例。
實施例之各數值藉由以下方法進行測定。
<含氟彈性體之單體單元組成>
利用19
F-NMR分析求出。
<含氟彈性體之慕尼黏度>
使用ALPHA TECHNOLOGIES公司製造之慕尼黏度計MV2000E型,於170℃,按照JIS K6300進行測定。
<重量增加率>
使用2 mm厚之試驗樣品,製作10 mg大小之用以測定重量增加率之樣品。使用示差熱-熱重量同步測定裝置(SII奈米科技公司製造之TG/DTA7200),於空氣200 ml/min、升溫速度10℃/min、常溫~600℃之條件,測定樣品之重量變化。於縱軸為重量變化率(%)且橫軸為溫度(℃)之圖表中,繪製TG曲線,以相對於初始重量之百分率表示到達400℃之時點的重量增加量。超過0%之重量增加率意味著樣品吸附了氧。又,重量增加率越大,則意味著樣品之氧吸附量越大。
<常態物性>
基於JIS K6251,測定2 mm厚之試驗樣品於常態(25℃)之100%拉伸應力(MPa)、拉伸強度(MPa)、伸長率(%)、硬度峰值(Peak)(蕭氏A(Shore A))。
製造例(矽氧化物之製造)
原料粉末使用SiO2
粉末與Si粉末之混合粉末。使用氫氣及氬氣作為電漿氣體,產生熱電漿火焰,使用氬氣作為載氣,將混合粉末供給至熱電漿火焰中,藉此製作通式:SiOx
(0<x<2)所表示之矽氧化物粒子。
對於所得粒子,利用島津製作所公司製造之X射線光電子分析裝置ESCΑ-3400分析構成粒子之元素之組成。結果顯示,矽與氧之構成比率為矽41 atomic%、氧59 atomic%。
又,使用日本Bel公司製造之比表面積、細孔分佈測定裝置BELSOAP-miniII,測定所得粒子之比表面積,並自該比表面積進行換算求出所得粒子之粒徑,結果所得粒子之粒徑為22 nm。
實施例1
相對於含氟彈性體(TFE/PMVE/CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)OCF2
CF2
CN=59.3/39.9/0.8(莫耳%)、慕尼黏度(ML1+20(170℃))=80)100質量份,摻合10質量份之製造例中所得之矽氧化物、0.8質量份之作為交聯劑之4,4'-[2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)亞乙基]雙[N1-苯基-1,2-苯二胺],藉由開放式滾筒對摻合所得者進行混煉,而製備交聯性組成物。
將所得之交聯性組成物於180℃進行加壓30分鐘而進行交聯後,進而於氮環境下於290℃實施烘箱交聯18小時,而製作2 mm厚的交聯物之試驗樣品。
藉由上述方法測定所得之交聯物之常態物性。結果示於表1。
進而,藉由上述方法測定所得之交聯物之試驗樣品之重量變化。其結果,到達400℃之時點之重量增加率為0.18%。
實施例2
將矽氧化物之含量變更為相對於含氟彈性體100質量份為20質量份,除此之外以,與實施例1相同之方式製備交聯性組成物,並製作2 mm厚的交聯物之試驗樣品。以相同之方式進行評價所得之結果示於表1。又,到達400℃之時點之重量增加率為0.51%。
[表1]
實施例1 | 實施例2 | |
不定比矽氧化物 | ||
Si之構成比率(atom%) | 41 | 41 |
含量(質量份) | 10 | 20 |
交聯物 | ||
100%拉伸應力(MPa) | 3.6 | 9.9 |
拉伸強度(MPa) | 10.2 | 20.4 |
伸長率(%) | 201 | 216 |
硬度峰值(蕭氏A) | 75 | 88 |
無
無
Claims (8)
- 一種組成物,其含有含氟聚合物、及由通式:SiOx (0<x<2)表示之矽氧化物。
- 如請求項1之組成物,其中,藉由上述矽氧化物之X射線光電子光譜分析(ESCA)所特定出的上述矽氧化物中之Si的構成比率(Si/(Si+O))為35~90 atom%。
- 如請求項1或2之組成物,其中,上述矽氧化物之含量相對於上述含氟聚合物100質量份為0.1~100質量份。
- 如請求項1至3中任一項之組成物,其中,於藉由在空氣中加熱使上述組成物交聯所得之交聯物,而使交聯物之溫度以10℃/min之速度自常溫上升至400℃時之重量增加率為0.1%以上。
- 如請求項1至4中任一項之組成物,其中,上述含氟聚合物係含氟彈性體。
- 如請求項1至5中任一項之組成物,其進而含有交聯劑。
- 一種交聯物,其係藉由使請求項1至6中任一項之組成物交聯而得。
- 如請求項7之交聯物,其係密封材料。
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