TW202402935A - 組成物、交聯物、及密封材 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種含有全氟彈性體及填料之組成物,上述填料含有碳化矽及石墨,藉由X射線光電子光譜法(XPS)測定的源自上述填料中之上述石墨的峰之面積(C)相對於源自上述填料中之上述碳化矽的峰之面積(SiC)之比(面積(C)/面積(SiC))為0.7以上。

Description

組成物、交聯物、及密封材
本發明係關於一種組成物、交聯物、及密封材。
全氟彈性體由於密封性及耐熱性優異,故用作密封材之材料。由於用於半導體製造裝置之密封材需要耐電漿性,故已知有藉由於全氟彈性體摻合填料,而對密封材賦予耐電漿性之技術。
例如,於專利文獻1中,記載有一種由交聯性彈性體、及碳化物、氮化物等非氧化物陶瓷構成之交聯性彈性體組成物。
於專利文獻2中,記載有一種包含交聯性含氟彈性體與填充密度為0.15 g/cm 3以下之碳化矽粒子之交聯性含氟彈性體組成物。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第03/051999號 [專利文獻2]日本特表2012-509975號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明之目的在於提供一種能獲得具有優異之耐電漿性及優異之耐壓縮永久變形特性之交聯物的組成物。 [解決課題之技術手段]
根據本發明,提供一種含有全氟彈性體及填料之組成物,上述填料含有碳化矽及石墨,藉由X射線光電子光譜法(XPS)測定的源自上述填料中之上述石墨的峰之面積(C)相對於源自上述填料中之上述碳化矽的峰之面積(SiC)之比(面積(C)/面積(SiC))為0.7以上。
於本發明之組成物中,藉由氮吸附法求出之上述填料之BET比表面積較佳為15~200 m 2/g。 於本發明之組成物中,藉由水蒸氣吸附法求出之上述填料之BET比表面積相對於藉由氮吸附法求出之上述填料之BET比表面積的比率(水蒸氣/氮)較佳為1~60%。 於本發明之組成物中,上述填料之填充密度較佳為0.10 g/cm 3以上。 於本發明之組成物中,上述填料之含量相對於上述全氟彈性體100質量份,較佳為0.1~100質量份。 本發明之組成物較佳為進而含有選自由無機氮化物、有機錫化合物、產生氨之化合物及交聯劑所組成之群中之至少1種。
又,根據本發明,可提供一種藉由使上述組成物交聯而獲得之交聯物。
本發明之交聯物可適宜地用作密封材。 本發明之交聯物較佳為藉由以壓縮率25%、在300℃放置70小時而測定之壓縮永久變形為50%以下。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種能獲得具有優異之耐電漿性及優異之耐壓縮永久變形特性的交聯物之組成物。
以下,對本發明之具體之實施方式詳細地進行說明,但本發明並不限於以下之實施方式。
本發明之組成物含有全氟彈性體及填料。
於專利文獻1中,記載有藉由使用碳化物、氮化物等非氧化物陶瓷作為摻合於交聯性彈性體組成物之填料,可獲得對於半導體製造步驟中暴露之NF 3電漿處理及O 3處理均重量變化較小之成形品。又,於專利文獻2中,記載有作為摻合於交聯性含氟彈性體組成物之填料,藉由使用填充密度為0.15 g/cm 3以下之碳化矽粒子,可獲得對於O 2電漿處理及O 2/CF 4電漿處理均重量變化較小之成形品。
相對於此,於本發明之組成物中,使用一種填料,其含有碳化矽及石墨,且藉由X射線光電子光譜法(XPS)測定的源自填料中之石墨的峰之面積(C)相對於源自填料中之碳化矽的峰之面積(SiC)之比(面積(C)/面積(SiC))為0.7以上。發現藉由使用此種填料,可獲得顯示出優異之耐電漿性,且於高溫之耐壓縮永久變形特性優異之交聯物。
<填料> 本發明之組成物所含有之填料含有碳化矽及石墨,比(面積(C)/面積(SiC))為0.7以上。
源自填料中之碳化矽的峰之面積(SiC)及源自填料中之石墨的峰之面積(C)可藉由使用X射線光電子光譜法之填料之分析來特定。峰之面積(SiC)及峰之面積(C)為源自填料中之碳化矽及石墨之碳1 s的峰之面積。
關於填料之比(面積(C)/面積(SiC)),就進一步提升交聯物之耐電漿性及耐壓縮永久變形特性之方面而言,較佳為1.0以上,更佳為1.6以上,且較佳為3.0以下,更佳為2.0以下。
本發明之填料含有碳化矽及石墨。填料含有碳化矽及石墨例如可藉由使用具備能量分散型X射線分析(EDS)裝置之穿透式電子顯微鏡(TEM),取得填料之穿透式電子顯微鏡照片及碳元素之元素映射影像來確認。
石墨之含量相對於填料之質量,較佳為0~10質量%,更佳為0.1質量%以上,進而較佳為0.5質量%以上,特佳為1.0質量%以上,且更佳為8.0質量%以下,進而較佳為6.0質量%以下,特佳為5.0質量%以下。本發明之組成物所含有之填料亦包括含有於示差熱熱重量同步測定中測定不到重量減少之程度之微量之石墨的填料。
石墨之含量可藉由以下方法進行測定。即,使用示差熱熱重量同步測定裝置,於空氣環境下加熱約10 mg之填料,以10℃/min之速度將填料之溫度自常溫上升至1000℃為止,測定重量減少最多之時間點之重量。繼而,藉由自初始重量(加熱前於常溫之重量)減去重量減少最多之時間點之重量,而算出重量減少最多之時間點之重量減少量。然後,算出重量減少最多之時間點之重量減少量相對於初始重量的比率(%)以作為重量減少比率。於本發明中,常溫可為10~40℃之範圍之溫度。10~40℃之溫度之幅度對重量減少比率之算出值不會造成大的影響。
推測於填料含有碳化矽及石墨之情形時,由加熱填料所致之重量減少係因石墨與空氣中之氧結合並昇華而產生。因此,於填料含有碳化矽及石墨之情形時,藉由求出填料之重量減少比率,可掌握填料中之石墨之含量。
關於藉由氮吸附法求出之填料之BET比表面積,就進一步提升所獲得之交聯物之耐電漿性及耐壓縮永久變形特性的方面而言,較佳為15~150 m 2/g,更佳為20 m 2/g以上,進而較佳為40 m 2/g以上,進而更佳為50 m 2/g以上,且更佳為100 m 2/g以下,進而較佳為80 m 2/g以下。
藉由氮吸附法求出之填料之BET比表面積可藉由使用氮氣及混合氣體(氮30%+氦70%)之BET流動法(單點法)來測定。
關於藉由水蒸氣吸附法求出之填料之BET比表面積,就進一步提升所獲得之交聯物之耐電漿性及耐壓縮永久變形特性的方面而言,較佳為1~15 m 2/g,更佳為3 m 2/g以上,進而較佳為4 m 2/g以上,且更佳為12 m 2/g以下,進而較佳為10 m 2/g以下。
藉由水蒸氣吸附法求出之填料之BET比表面積可進行填料之水蒸氣吸附測定,獲得水蒸氣吸附脫附等溫線,根據水蒸氣吸附脫附等溫線按照BET法而算出。
關於藉由水蒸氣吸附法求出之填料之BET比表面積相對於藉由氮吸附法求出之填料之BET比表面積的比率(水蒸氣/氮),就進一步提升所獲得之交聯物之耐電漿性及耐壓縮永久變形特性之方面而言,較佳為1~60%,更佳為3~40%,進而較佳為4%以上,進而更佳為5%以上,且更佳為30%以下,進而較佳為20%以下。
藉由水蒸氣吸附法求出之填料之BET比表面積相對於藉由氮吸附法求出之填料之BET比表面積的比率(水蒸氣/氮)為填料親水化度之指標,比率(水蒸氣/氮)越高,意味著填料之親水化度越高。
填料之填充密度較佳為0.10 g/cm 3以上,更佳為0.12 g/cm 3以上,進而較佳為0.14 g/cm 3以上,且更佳為0.30 g/cm 3以下,進而較佳為0.20 g/cm 3以下。
填料之填充密度能夠以如下方式算出,即,向100 ml量筒(內徑28 mm)中投入5 g之粉末,讀出自2 cm之高度開始振實20次後之刻度,根據其體積而算出填料之填充密度。
關於填料之平均粒徑,就進一步提升所獲得之交聯物之耐電漿性及耐壓縮永久變形特性的方面而言,較佳為10~100 nm,更佳為15 nm以上,進而較佳為20 nm以上,且更佳為90 nm以下,進而較佳為80 nm以下。
填料之平均粒徑(DBET)可藉由氮吸附法測定填料之BET比表面積,並根據平均粒徑(nm)=6000/((比表面積(m 2/g)×真密度(g/cm 3))而算出。真密度之值可設為碳化矽之真密度3.22 g/cm 3
本發明中使用之填料較佳為藉由熱電漿法所製造者。本發明中使用之填料例如可藉由將不活性氣體用作載氣,將矽粉末或碳化矽粉末導入熱電漿焰中而使其蒸發,從而製成氣相狀態之混合物,使氣相狀態之混合物與烴氣接觸來製造。此時,藉由使用日本特開2007-138287號公報、日本特開2011-213524號公報、非專利文獻(Ya-Li LI and Takamasa ISHIGAKI, ''Synthesis and Structural Characterization of Core-Shell Si-SiC Composite Particles by Thermal Plasma In-Flight Carburization of Silicon Powder'', Journal of the Ceramic Society of Japan, 2007, 115(11), p.717-723)中所記載之方法,而可調整所獲得之填料之比(面積(C)/面積(SiC))。
就進一步提升所獲得之交聯物之耐電漿性及耐壓縮永久變形特性的方面而言,本發明之組成物中之填料的含量相對於全氟彈性體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,特佳為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,特佳為25質量份以下。
關於本發明之組成物,就進一步提升交聯物之耐電漿性及耐壓縮永久變形特性之方面而言,較佳為具有海島結構,其係由「由填料構成之島」與「由全氟彈性體構成之海」形成。此種海島結構含有碳化矽,可藉由將表示上述之比(面積(C)/面積(SiC))之填料摻合於全氟彈性體中而形成。當將先前之碳化矽摻合於全氟彈性體中時,特別是於碳化矽之BET比表面積(氮吸附法)或平均粒徑較小之情形時,可獲得具有因碳化矽高度地分散於全氟彈性體中而形成之網狀結構的組成物。另一方面,當使用表示上述之比(面積(C)/面積(SiC))之填料時,即使於填料之BET比表面積(氮吸附法)或平均粒徑較小之情形時,亦可獲得具有海島結構之組成物。組成物中之填料之分散狀態例如可藉由利用穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察組成物之表面或切割面來確認。
<全氟彈性體> 本發明之組成物含有全氟彈性體。
於本發明中,全氟彈性體係指全氟單體單元相對於總聚合單元之含量為90莫耳%以上、較佳為91莫耳%以上之含氟聚合物,且為具有20℃以下之玻璃轉移溫度,具有4.5 J/g以下之熔解峰(ΔH)之大小的含氟聚合物,進而為含氟聚合物所含之氟原子之濃度為71質量%以上、較佳為71.5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,係根據構成含氟聚合物之各單體之種類與含量,藉由計算求出含氟聚合物所含之氟原子之濃度(質量%)。
於本發明中,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,與碳原子鍵結之幾個氟原子被氯原子取代之單體,亦可為除碳原子以外還具有氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、硼原子或矽原子者。作為上述全氟單體,較佳為全部氫原子被取代為氟原子之單體。上述全氟單體不包括賦予交聯部位之單體。
賦予交聯部位之單體係指具有「將用以藉由硬化劑形成交聯之交聯部位賦予給含氟聚合物之交聯性基」的單體(固化位點單體)。
於本發明中,構成全氟彈性體之各單體之含量可藉由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、其他公知之方法而算出。
作為賦予構成全氟彈性體之全氟單體單元之全氟單體,較佳為選自由 四氟乙烯[TFE]、 六氟丙烯[HFP]、 通式(13):CF 2=CF-ORf 13(式中,Rf 13表示碳數1~8之全氟烷基)所表示之氟單體、 通式(14):CF 2=CFOCF 2ORf 14(式中,Rf 14為碳數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)所表示之氟單體、及 通式(15):CF 2=CFO(CF 2CF(Y 15)O) m(CF 2) nF (式中,Y 15表示氟原子或三氟甲基。m為1~4之整數。n為1~4之整數)所表示之氟單體 所組成之群中的至少1種。
作為全氟彈性體,較佳為包含TFE單元之全氟彈性體,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/賦予交聯部位之單體共聚物所組成之群中的至少1種。
其組成於TFE/全氟(甲基乙烯醚)(PMVE)共聚物之情形時,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,最佳為56~69.5/30.5~44。
於TFE/PMVE/賦予交聯部位之單體共聚物之情形時,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,最佳為55.3~69.5/30.3~44.5/0.2~2.8。
於TFE/碳數4~12之通式(13)、(14)或(15)所表示之氟單體共聚物之情形時,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,最佳為66~84/16~34。
於TFE/碳數4~12之通式(13)、(14)或(15)所表示之氟單體/賦予交聯部位之單體共聚物之情形時,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,最佳為66~84.3/15.5~33.8/0.2~2.8。 若脫離該等組成之範圍,則有喪失作為橡膠彈性體之性質,而性質變得接近樹脂之傾向。
作為全氟彈性體,較佳為選自由TFE/通式(15)所表示之氟單體/賦予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/賦予交聯部位之單體共聚物所組成之群中之至少1種。
作為上述全氟彈性體,亦可例舉國際公開第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。
賦予交聯部位之單體係指具有將用以藉由交聯劑形成交聯之交聯部位賦予給全氟彈性體之交聯性基的單體(固化位點單體)。
作為賦予交聯部位之單體,可例舉 通式(16):CX 4 2=CX 5R f 2X 6(式中,X 4、X 5分別獨立地為H、F或碳數1~5之烷基,R f 2為可具有1個以上之醚鍵結性氧原子且可具有芳香環的一部分或全部氫原子可被氟原子取代之直鏈狀或支鏈狀的伸烷基或氧伸烷基,X 6為碘原子、溴原子、腈基、羧基、烷氧基羰基、羥基、乙烯基、疊氮基、磺醯基疊氮基、羰基疊氮基或炔基)所表示之單體。炔基可為乙炔基。
作為賦予交聯部位之單體,其中較佳為選自由 通式(17):CX 16 2=CX 16-Rf 16CHR 16X 17(式中,X 16分別獨立地為氫原子、氟原子或CH 3,Rf 16為氟伸烷基、全氟伸烷基、氟(聚)氧伸烷基或全氟(聚)氧伸烷基,R 16為氫原子或CH 3,X 17為碘原子或溴原子)所表示之氟單體、 通式(18):CX 16 2=CX 16-Rf 17X 17(式中,X 16分別獨立地為氫原子、氟原子或CH 3,Rf 17為氟伸烷基、全氟伸烷基、氟(聚)氧伸烷基或全氟(聚)氧伸烷基,X 17為碘原子或溴原子)所表示之氟單體、 通式(19):CF 2=CFO(CF 2CF(CF 3)O) m(CF 2) n-X 18(式中,m為0~5之整數,n為1~3之整數,X 18為氰基、疊氮基、磺醯基疊氮基、羰基疊氮基、羧基、烷氧基羰基、炔基、碘原子、溴原子、或-CH 2I)所表示之氟單體、 通式(20):CH 2=CFCF 2O(CF(CF 3)CF 2O) m(CF(CF 3)) n-X 19(式中,m為0~5之整數,n為1~3之整數,X 19為氰基、羧基、烷氧基羰基、碘原子、溴原子、或-CH 2OH)所表示之氟單體、及 通式(21):CR 20 2=CR 20-Z-CR 20=CR 20 2(式中,R 20分別獨立地為氫原子或碳數1~5之烷基。Z為直鏈或支鏈狀且具有氧原子之碳數1~18之伸烷基、碳數3~18之伸環烷基、至少一部分氟化之碳數1~10之伸烷基或氧伸烷基、或 -(Q) p-CF 2O-(CF 2CF 2O) m(CF 2O) n-CF 2-(Q) p- (式中,Q為伸烷基或氧伸烷基。p為0或1。m/n為0.2~5)表示且分子量為500~10000之(全)氟聚氧伸烷基)所表示之單體所組成之群中之至少1種。
X 16較佳為氟原子。Rf 16及Rf 17較佳為碳數1~5之全氟伸烷基。R 16較佳為氫原子。X 18較佳為氰基、烷氧羰基、碘原子、溴原子、或-CH 2I。X 19較佳為氰基、烷氧羰基、碘原子、溴原子、或-CH 2OH。
作為賦予交聯部位之單體,較佳為選自由CF 2=CFOCF 2CF(CF 3)OCF 2CF 2CN、CF 2=CFOCF 2CF(CF 3)OCF 2CF 2COOH、CF 2=CFOCF 2CF(CF 3)OCF 2CF 2CH 2I、CF 2=CFOCF 2CF 2CH 2I、CH 2=CFCF 2OCF(CF 3)CF 2OCF(CF 3)CN、CH 2=CFCF 2OCF(CF 3)CF 2OCF(CF 3)COOH、CH 2=CFCF 2OCF(CF 3)CF 2OCF(CF 3)CH 2OH、CH 2=CHCF 2CF 2I、CH 2=CH(CF 2) 2CH=CH 2、CH 2=CH(CF 2) 6CH=CH 2、CF 2=CFO(CF 2) 3CN、及CF 2=CFO(CF 2) 5CN所組成之群中之至少1種,更佳為選自由CF 2=CFOCF 2CF(CF 3)OCF 2CF 2CN、CF 2=CFO(CF 2) 5CN及CF 2=CFOCF 2CF 2CH 2I所組成之群中之至少1種。
關於全氟彈性體,就於高溫之壓縮永久變形特性優異之方面而言,玻璃轉移溫度較佳為-30℃以上,更佳為-20℃以上,進而較佳為-10℃以上。又,就耐寒性良好之方面而言,較佳為10℃以下,更佳為5℃以下,進而較佳為0℃以下。
上述玻璃轉移溫度能夠以如下方式求出:使用示差掃描熱量計(Mettler-Toledo公司製造,DSC822e),並以10℃/min使10 mg試樣升溫,藉此獲得DSC曲線,將表示DSC曲線之二次轉移前後之基準線的延長線與DSC曲線之反曲點處之切線的2個交點之中點之溫度作為玻璃轉移溫度求出。
關於全氟彈性體,就耐熱性良好之方面而言,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,就加工性良好之方面而言,較佳為100以下,更佳為90以下,進而較佳為80以下。
關於全氟彈性體,就耐熱性良好之方面而言,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,就加工性良好之方面而言,較佳為180以下,更佳為150以下,進而較佳為110以下。
關於全氟彈性體,就耐熱性良好之方面而言,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,就加工性良好之方面而言,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。
全氟彈性體可藉由通常方法來製造,就所獲得之聚合物之分子量分佈較窄、易於控制分子量之方面、可於末端導入碘原子或溴原子之方面而言,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,例如可例舉於實質上無氧狀態下,於碘化合物或溴化合物之存在下,加壓並同時於水介質中進行乳化聚合之方法(碘轉移聚合法)。作為使用之碘化合物或溴化合物之代表例,例如可例舉通式: R 21I xBr y(式中,x及y分別為0~2之整數,且滿足1≦x+y≦2,R 21為碳數1~16之飽和或不飽和之氟烴基或氯氟烴基、或碳數1~3之烴基,亦可包含氧原子)所表示之化合物。藉由使用碘化合物或溴化合物,而將碘原子或溴原子導入至聚合物,從而作為交聯點發揮功能。
作為碘化合物及溴化合物,例如可例舉: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、CF 2Br 2、BrCF 2CF 2Br、CF 3CFBrCF 2Br、CFClBr 2、BrCF 2CFClBr、CFBrClCFClBr、BrCF 2CF 2CF 2Br、BrCF 2CFBrOCF 3、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、苯之單碘單溴取代體、二碘單溴取代體、以及(2-碘乙基)及(2-溴乙基)取代體等,該等化合物可單獨使用,亦可相互組合使用。
其等中,就聚合反應性、交聯反應性、獲得容易性等方面而言,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。
全氟彈性體較佳為具有氰基(-CN基)。具有氰基(-CN基)之全氟彈性體例如為氰基可藉由環化三聚作用形成三環而交聯者,或能夠以四胺化合物作為交聯劑形成咪唑環而交聯者,可對交聯物賦予優異之壓縮永久變形特性及耐熱性。
上述具有氰基之全氟彈性體較佳為於主鏈末端及/或側鏈具有氰基(-CN基)。
作為於主鏈末端及/或側鏈具有氰基(-CN基)之全氟彈性體,可例舉上述之TFE/通式(13)、(14)或(15)所表示之氟單體/賦予交聯部位之單體共聚物中,賦予交聯部位之單體為具有氰基(-CN基)之單體的共聚物。於該情形時,就良好之交聯特性及耐熱性之觀點而言,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%。進而較佳之組成如上所述。
又,作為具有氰基(-CN基)之單體,例如可例舉: 式:CY 1 2=CY 1(CF 2) n-CN (式中,Y 1分別獨立地為氫原子或氟原子,n為1~8之整數) 式:CF 2=CFCF 2Rf 8-CN (式中,Rf 8為-(OCF 2) n-或-(OCF(CF 3)) n-,n為0~5之整數) 式:CF 2=CFCF 2(OCF(CF 3)CF 2) m(OCH 2CF 2CF 2) nOCH 2CF 2-CN (式中,m為0~5之整數,n為0~5之整數) 式:CF 2=CFCF 2(OCH 2CF 2CF 2) m(OCF(CF 3)CF 2) nOCF(CF 3)-CN (式中,m為0~5之整數,n為0~5之整數) 式:CF 2=CF(OCF 2CF(CF 3)) mO(CF 2) n-CN (式中,m為0~5之整數,n為1~8之整數) 式:CF 2=CF(OCF 2CF(CF 3)) m-CN (式中,m為1~5之整數) 式:CF 2=CFOCF 2(CF(CF 3)OCF 2) nCF(-CN)CF 3(式中,n為1~4之整數) 式:CF 2=CFO(CF 2) nOCF(CF 3)-CN (式中,n為2~5之整數) 式:CF 2=CFO(CF 2) n-(C 6H 4)-CN (式中,n為1~6之整數) 式:CF 2=CF(OCF 2CF(CF 3)) nOCF 2CF(CF 3)-CN (式中,n為1~2之整數) 式:CH 2=CFCF 2O(CF(CF 3)CF 2O) nCF(CF 3)-CN (式中,n為0~5之整數)、 式:CF 2=CFO(CF 2CF(CF 3)O) m(CF 2) n-CN (式中,m為0~5之整數,n為1~3之整數) 式:CH 2=CFCF 2OCF(CF 3)OCF(CF 3)-CN 式:CH 2=CFCF 2OCH 2CF 2-CN 式:CF 2=CFO(CF 2CF(CF 3)O) mCF 2CF(CF 3)-CN (式中,m為0以上之整數) 式:CF 2=CFOCF(CF 3)CF 2O(CF 2) n-CN (式中,n為1以上之整數) 式:CF 2=CFOCF 2OCF 2CF(CF 3)OCF 2-CN 式:CF 2=CFO(CF 2) 3CN 式:CF 2=CFO(CF 2) 5CN 所表示之單體等,其等可分別單獨地使用,或亦可任意組合使用。
上述中,較佳為 式:CF 2=CF(OCF 2CF(CF 3)) mO(CF 2) n-CN (式中,m為0~5之整數,n為1~8之整數)所表示之單體,更佳為CF 2=CFOCF 2CF(CF 3)OCF 2CF 2CN。
該等全氟彈性體可藉由通常方法來製造。
作為該等全氟彈性體之具體例,可例舉: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。
<其他成分> 本發明之組成物亦可進而含有除上述含有碳化矽之填料以外之填料。
作為填料,可例舉: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、聚過氧化苯甲酸酯等工程塑膠製之有機填料;氧化矽、氧化鋁、氧化釔等金屬氧化物填料;碳化鋁等金屬碳化物;氮化矽、氮化鋁等金屬氮化物填料;碳黑、氟化鋁、氟化碳等無機填料。
其等中,就各種電漿之遮蔽效果之方面而言,較佳為碳黑、氧化鋁、氧化矽、氧化釔、氮化矽、聚醯亞胺、氟化碳。
又,上述無機填料、有機填料可單獨地摻合,或亦可組合兩種以上摻合。
特別是於不需要高純度且無污染性之領域中,可視需要摻合通常摻合於組成物之添加物,例如加工助劑、塑化劑、著色劑等,還可摻合1種或1種以上與上述者不同之常用之交聯劑或交聯助劑。
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,可例舉: 式:CH 3(CH 2) 17-NH 2之十八胺; 式:H 2N-C(O)-(CH 2) 11-CH=CH-(CH 2) 7CH 3之芥酸醯胺; 式:H 2N-C(O)-(CH 2) 7-CH=CH-(CH 2) 7CH 3之油醯胺; 式:H 2N-(CH 2) 6-NH 2之六亞甲基二胺; 式: 之1,8-二氮雜雙環十一烷-7-烯(DBU)等。
<交聯劑等> 本發明之組成物亦可進而含有選自由無機氮化物、有機錫化合物、產生氨之化合物及交聯劑所組成之群中的至少1種。本發明之組成物藉由含有交聯劑等該等成分,可易於自本發明之組成物獲得交聯物。
作為無機氮化物,並無特別限定,可例舉:氮化矽(Si 3N 4)、氮化鋰、氮化鈦、氮化鋁、氮化硼、氮化釩、氮化鋯等。其等中,就可供給奈米尺寸之微粒子之方面而言,較佳為氮化矽。
作為有機錫化合物,可例舉:四苯基錫、三苯基錫等。
作為產生氨之化合物,較佳為於40~330℃產生氨之化合物。
作為氨產生化合物,較佳為脲或其衍生物、銨鹽,更佳為脲或銨鹽,進而較佳為脲。作為銨鹽,可為有機銨鹽,亦可為無機銨鹽。又,作為氨產生化合物,亦可為與微量之水反應而產生氨者。
作為脲之衍生物,可例舉:雙脲、硫脲、脲鹽酸鹽、縮二脲等。
作為有機銨鹽,可例舉苯甲酸銨、己二酸銨、鄰苯二甲酸銨等非氟系之羧酸或磺酸之銨鹽。
作為無機銨鹽,可例舉日本特開平9-111081號公報中所記載之化合物,例如硫酸銨、碳酸銨、硝酸銨、磷酸銨等。
又,作為氨產生化合物,亦可例舉:乙醛氨、六亞甲基四胺、甲脒、鹽酸甲脒鹽、乙酸甲脒鹽、胺基甲酸第三丁酯、胺基甲酸苄酯、鄰苯二甲醯胺等。
作為上述交聯劑,可例舉於過氧化物交聯、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。於全氟彈性體具有氰基(-CN基)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1種。
於過氧化物交聯中使用之交聯劑只要為於熱或氧化還原系統之存在下可容易地產生過氧自由基的有機過氧化物即可,具體而言,例如可例舉:1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,5,5-三甲基環己烷、2,5-二甲基己烷-2,5-二氫過氧化物、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)、過氧化順丁烯二酸第三丁酯(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)、氫過氧化對薄荷烷(PERMENTA H)、氫過氧化二異丙基苯(Percumyl P)、氫過氧化1,1,3,3-四甲基丁基(PEROCTA H)、氫過氧化異丙苯(Percumyl H-80)、氫過氧化第三丁基(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))、過氧化二第三己基(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)、第三己基過氧基異丙基單碳酸酯(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)、第三丁基過氧基-2-乙基己基單碳酸酯(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)、第三丁基過氧基烯丙基單碳酸酯(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,較佳為二烷基類型。進而,特佳為2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷。通常考慮到活性-O-O-之量、分解溫度等來選擇有機過氧化物之種類以及使用量。
又,作為可用於該情形之交聯助劑,只要為對過氧自由基與聚合物自由基具有反應活性之化合物即可,例如可例舉:-CH=CH 2、-CH 2CH=CH 2、-CF=CF 2、-C(CF 3)=CF 2、-C(CH 3)=CF 2、-CF=CF(CF 3)、-CF=CF(CH 3)、-C(C 6H 5)=CF 2、-CF=CF(C 6H 5)、-CH=CF 2、-CF=CHF、-C(CF 3)=CHF、-CF=CH(CF 3)、-CH=CF(CF 3)等具有官能基之多官能性化合物(各式中之「C 6H 5」表示苯基)。具體而言,例如可例舉:氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯(TAIC)、三丙烯醯基縮甲醛、偏苯三酸三烯丙酯、N,N'-正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(1,3,5-參(2,3,3-三氟-2-丙烯基)-1,3,5-三2,4,6-三酮)、參(二烯丙基胺)-S-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併使用之交聯助劑,亦可例舉:通式(31): (式中,6個R 31分別獨立地為H、鹵素原子、或可插入醚鍵之任意選擇性地經鹵化之具有1~5個碳原子的基,Z 31為任意選擇性地含有雜原子之線狀或支鏈狀的碳數1~18之任意選擇性地經鹵化之伸烷基、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,可例舉:通式(32): (式中,j為2~10之整數,較佳為4~8之整數,4個R 32分別獨立地為H、F或碳數1~5之烷基或(全)氟烷基)所表示之化合物、通式(33): (式中,Y 31分別獨立地為F、Cl或H,Y 32分別獨立地為F、Cl、H或OR 33(此處,R 33為可部分地實質上或完全氟化或氯化之支鏈或直鏈之烷基),Z 33為可插入醚鍵之任意選擇性地經氟化之具有2~10個碳原子的二價基,較佳為Z 33為m為3~5之整數之-(CF 2) m-基,通式(33)所表示之化合物較佳為F 2C=CF-O-(CF 2) 5-O-CF=CF 2)所表示之化合物、通式(34): (式中,Y 31、Y 32及Z 33如上所述,R 34分別獨立地為H、F或碳數1~5之烷基或(全)氟烷基)所表示之化合物等。
作為與交聯劑、或過氧化物交聯劑一併使用之交聯助劑,亦可例舉具有至少1個通式(35):
(式中,R 35~R 37分別獨立地為氫原子、氟原子、烷基、氟化烷基、或經取代或未經取代之芳基,R 35~R 37中之至少1個為氟原子或包含氟原子之基。m為1~5之整數。於m為2以上之情形時,m個R 35~R 37各者可相同,亦可不同。苯環之氫原子可經取代)所表示之結構之化合物。於m為1之情形時,較佳為具有2個以上之該結構。
作為具有通式(36)所表示之結構之化合物,可例舉:通式(36):
(式中,R 35~R 37如上所述。p為0~2之整數,n為2~6之整數)所表示之化合物、通式(37):
(式中,R 35~R 37如上所述。R 38為單鍵結鍵、-SO 2-、-O-、-S-、-CO-、含雜原子基、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經取代或未經取代之伸芳基。m為1~5之整數。該等基可一部分或全部氟化)所表示之化合物等。
作為含雜原子基,只要含有雜原子之二價基,則無特別限定。作為雜原子,可例示:氧原子、氮原子、硫原子、硼原子、磷原子。
作為用於多元醇交聯之交聯劑,可例舉雙酚A、雙酚AF等多元醇化合物。
作為用於聚胺交聯之交聯劑,可例舉:六亞甲基二胺胺基甲酸酯、N,N'-二亞肉桂基-1,6-己二胺、4,4'-雙(胺基環己基)甲烷胺基甲酸酯等多元胺化合物。
作為用於唑交聯、咪唑交聯、噻唑交聯之交聯劑,例如可例舉:通式(41):
(式中,R 41為-SO 2-、-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
所表示之基,R 42及R 43中之一個為-NH 2,另一個為-NHR 44、-NH 2、-OH或-SH,R 44為氫原子、氟原子或一價之有機基,較佳為R 42為-NH 2且R 43為-NHR 44。作為碳數1~6之伸烷基之較佳具體例,可例舉: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,可例舉:
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號公報等中已知為雙二胺基苯基化合物之例示)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):
(R 41如上所述,R 45分別獨立地為以下基中之任一者)
所表示之雙脒腙系交聯劑;通式(43):
(式中,Rf 41為碳數1~10之全氟伸烷基)所表示之脒腙系交聯劑;或通式(44):
(式中,n為1~10之整數)所表示之雙胺肟系交聯劑;及通式(45):HN=CR 45R 46(式中,R 45選自由H、NH 2、及NHR 47所組成之群,R 46選自由Ph、SO 2H、NR 48R 49、2-吡啶、及CH 2CONH 2所組成之群,R 47選自由Ph、NH 2、及CN所組成之群,R 48選自由H、NHPh、CH 2CONH 2、碳數1~8之直鏈烷基、及碳數1~8之分枝烷基所組成之群,且R 49選自由Ph、COOC(CH 3) 3、NH 2、CH 2COOH、CSNH 2、CNHNH 3 +Cl -、對苯基CN、 及COPh所組成之群)所表示之化合物等。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於以氰基為交聯點之交聯繫中使用,亦與羧基及烷氧羰基反應,形成唑環、噻唑環、咪唑環而獲得交聯物。
又,作為交聯劑,亦可例舉通式(46):X 41-(CH 2) n-R 50-(CH 2) m-X 41(式中,X 41分別獨立地為炔基、腈基或Y 41 PN 3(Y 41為SO、SO 2、C 6H 4或CO,p為0或1),n、m獨立地為1~4之整數,R 50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)包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)包含偏二氟乙烯及六氟丙烯之共聚合單元之低聚物、 vi)包含四氟乙烯及全氟(甲基乙烯基醚)之共聚合單元之低聚物、及 vii)包含四氟乙烯及烴烯烴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、磺醯基疊氮基、羰基疊氮基或炔基之全氟彈性體一併使用。例如全氟彈性體之腈基與交聯劑之疊氮基發生反應,形成四唑環而獲得交聯物。
作為特佳之交聯劑,可例舉: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、或通式(47):
(式中,R 41、R 42及R 43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(非專有名: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。
其等中,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。
選自由無機氮化物、有機錫化合物、產生氨之化合物及交聯劑所組成之群中之至少1種的含量相對於全氟彈性體100質量份,較佳為0.05~10質量份,更佳為0.1~5.0質量份,進而較佳為0.2~2.0質量份,特佳為0.3~1.0質量份。
上述組成物可藉由使用通常之聚合物用加工機械,例如開口滾筒、班布里混合機、捏合機等將上述各成分加以混合而製備。此外,亦可藉由使用密閉式混合機之方法來製備。上述組成物可適宜用作用以進行交聯成形而獲得交聯物之成形材料。
<交聯物> 藉由使本發明之組成物交聯,可獲得交聯物。本發明之交聯物對O 2電漿之耐久性及對CF 4電漿之耐久性均優異,而且,即使於在如超過300℃般的高溫使用之情形時,壓縮永久變形亦較小。
本發明之交聯物之藉由以壓縮率25%在300℃放置70小時而測定之壓縮永久變形較佳為50%以下,更佳為46%以下。壓縮永久變形可藉由如下方式算出:將交聯物於以25%之壓縮率進行了壓縮之狀態下,於300℃放置70小時,進而,於70℃放置24小時後,解除壓縮,並於20℃放置30分鐘後,測定壓縮前後之交聯物之厚度,從而算出壓縮永久變形。
作為由組成物獲得交聯物之方法,可例舉如下方法:藉由將上述組成物作為成形材料來進行成形而獲得預成形體後,使預成形體交聯。上述由組成物獲得預成形體之方法為通常之方法即可,可藉由公知之方法進行,譬如,利用模具進行加熱壓縮之方法、壓入至已加熱之模具之方法、利用擠出機進行擠出之方法等。於軟管或電線等擠出製品之情形時,可藉由於擠出後利用蒸氣等進行加熱交聯而獲得交聯物。
上述交聯能夠以一次交聯、二次交聯之順序來進行。一次交聯較佳為於150~250℃進行5~120分鐘,更佳為於170~200℃進行5~60分鐘。作為交聯手段,使用公知之交聯手段即可,例如可例舉加壓交聯等。
二次交聯較佳為於200~320℃進行2~48小時,更佳為於250~310℃進行5~24小時。又,亦可使溫度變化保持在該溫度範圍內。作為交聯手段,使用公知之交聯手段即可,例如可例舉烘箱交聯等。作為交聯環境,可例舉:大氣環境下、或氮氣等惰性環境下等。
本發明之交聯物可適宜用作特別需要耐熱性之半導體製造裝置之密封材、特別是要進行高密度電漿照射之半導體製造裝置之密封材。作為上述密封材,可例舉:O形環、角形環、墊片、襯墊、油封、軸封、唇封等。 此外,亦可用作半導體製造裝置中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、襯砌用材料。
再者,本發明中所謂半導體製造裝置並不特別限於用以製造半導體之裝置,廣泛地包含用以製造液晶面板或電漿面板之裝置等、於需要高度潔淨度之半導體領域中所使用之製造裝置整體,例如可例舉如下所述者。
(1)蝕刻裝置 乾燥蝕刻裝置 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)清洗裝置乾式蝕刻清洗裝置 UV/O 3清洗裝置 離子束清洗裝置 雷射光束清洗裝置 電漿清洗裝置 氣體蝕刻清洗裝置 萃取清洗裝置 索氏萃取清洗裝置 高溫高壓萃取清洗裝置 微波萃取清洗裝置 超臨界萃取清洗裝置 (3)曝光裝置 步進機 塗佈機、顯影液 (4)研磨裝置 CMP裝置 (5)成膜裝置 CVD裝置 濺鍍裝置 (6)擴散、離子注入裝置 氧化擴散裝置 離子注入裝置
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發揮優異性能。
以上,對實施方式進行了說明,但應理解能夠不脫離申請專利範圍之主旨及範圍而進行形態或詳細內容之多種變更。 [實施例]
繼而,舉出實施例對本發明之實施方式進行說明,但本發明並不僅限於實施例。
實施例之各數值係藉由以下之方法測得。
(全氟彈性體之組成) 藉由 19F-NMR分析而求出。
(全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℃,依據JIS K6300來測定。
(填料之BET比表面積(氮吸附法、水蒸氣吸附法)) 藉由氮吸附法求出之填料之BET比表面積係使用Mountech公司製造之全自動BET比表面積測定裝置Macsorb HM-1208,使用氮氣及混合氣體(氮30%+氦70%),藉由BET流動法(單點法)而求出。 藉由水蒸氣吸附法求出之填料之BET比表面積係於以100℃將填料真空脫氣3小時後,使用Microtrac BEL公司製造之高精度氣體/蒸氣吸附量測定裝置BELLSORP-maxII,求出水蒸氣於25℃之吸附等溫線,以BET法對該等溫線進行分析而求出。
(比率(水蒸氣/氮)) 根據上述中所測得之填料之BET比表面積,按照下式算出比率(水蒸氣/氮)。表示高比率(水蒸氣/氮)之填料之親水度較高。 比率(水蒸氣/氮)(%)=(藉由水蒸氣吸附法求出之BET比表面積)/(藉由氮吸附法求出之BET比表面積)×100
(石墨含量(填料之重量減少比率)) 石墨含量係使用Hitachi High-Tech Science公司製造之示差熱重量同時測定裝置STA7200,於空氣中,以10℃/min將填料加熱至1000℃而求出者,為重量減少最多時之值。
(填料之填充密度) 向100 ml量筒(內徑28 mm)中投入5 g之粉末,讀出自2 cm之高度開始振實20次後之刻度,根據其體積而算出。
(填料之平均粒徑) 由使用Mountech公司製造之全自動BET比表面積測定裝置Macsorb HM-1208獲得之比表面積(BET值)並根據平均粒徑(nm)=6000/((比表面積(m 2/g)×真密度(g/cm 3))算出。真密度之值係使用碳化矽之真密度3.22 g/cm 3
(X射線光電子光譜測定) 使用X射線光電子光譜分析裝置ESCA-3400(島津製作所公司製造),進行填料(SiC粒子)之表面元素分析。測定係於將填料貼附於碳帶之狀態下進行。測定條件係於X射線:Mg-Kα射線、10 mA、8 kV、測定面積:3 mmϕ之條件下進行。峰分離處理使用資料分析軟體(Vision2(Vision Processing))進行。後台模式處理係以Linear法進行,峰之分離係使用基於非線性最小平方法之曲線擬合。將光譜之構造分割成共計4個峰並進行擬合。針對C1 s之峰,自鍵結能較小者起,峰之位置依序為283.5±0.5 eV、284.8±0.6 eV、286.0±0.5 eV、289.1±0.5 eV。將283.5±0.5 eV之峰設為源自SiC之峰,將284.8±0.6 eV之峰設為源自石墨之峰。基於峰分離處理之結果而算出歸屬於石墨之峰之面積相對於歸屬於SiC之峰之面積的比(石墨之峰面積/SiC之峰面積)。
(壓縮永久變形) 壓縮永久變形係依據ASTM D395或JIS K6262所記載之方法測得。使用壓縮裝置,於常溫,將實施例及比較例中所製作之O形環壓縮至壓縮率25%(將厚度(線徑)3.5 mm之O形環壓縮至厚度2.625 mm)。 繼而,將固定有被壓縮之O形環之壓縮裝置於電爐內進行靜置,以300℃放置70小時或168小時後,自電爐卸除壓縮裝置。然後,將固定有被壓縮之O形環之壓縮裝置於其他電爐中進行靜置,於70℃放置24小時。自壓縮裝置卸除O形環,將卸除之O形環於恆溫室中進行靜置,於23℃放置30分鐘,測定O形環之厚度(t 2)。藉由下述式,求出壓縮永久變形。 壓縮永久變形(%)=(t 0-t 2)/(t 0-t 1)×100 t 0:O形環之原先之厚度(mm) t 1:隔片之厚度(mm) t 2:壓縮試驗後之O形環之厚度(mm) 於上述之試驗中,t 0=3.5 mm,t 1=2.625 mm。
(耐電漿性(電漿處理前後之交聯物之重量減少率)) 將實施例及比較例中所製作之O形環(P24尺寸)於製程腔室內進行靜置。將使用自由基產生裝置而產生之電漿送入製程腔室內,於以下之電漿照射條件下,對O形環照射電漿。根據電漿照射前後之O形環之質量算出O 2及CF 4之ICP電漿重量減少率。
(電漿照射條件) 自由基產生裝置:ICP高密度電漿裝置(SAMCO製造 RIE-101iPH) 氣體流量:16 sccm 功率:400 W 壓力:2.66 Pa 照射時間:1小時
(耐電漿性(粒子產生量)) 與上述同樣地對O形環(P24尺寸)照射電漿。測定電漿照射後之O形環之質量,繼而,藉由利用浸漬有乙醇之不織布擦拭電漿照射後之O形環而去除存在於表面之粒子後,利用烘箱於150℃乾燥1小時,再次測定O形環之質量。擦拭前後之質量差相當於表面粒子的質量。算出表面粒子之質量相對於擦拭前之質量的比率(粒子產生量)。
於實施例及比較例中使用以下之材料。 全氟彈性體: TFE/PMVE/CF 2=CFOCF 2CF(CF 3)OCF 2CF 2CN=59.3/39.9/0.8(莫耳%)、慕尼黏度ML(1+20)(170℃)=66
交聯劑: 2,2-雙[3-胺基-4-(N-苯基胺基)苯基]六氟丙烷
填料 填料1~4:石墨塗佈碳化矽 填料5:碳化矽 填料6:碳化矽(昭和電工公司製造DU A-1)
將各填料之物性示於表1。
[表1]
  
      填料1 填料2 填料3 填料4 填料5 填料6
BET比表面積(氮吸附法) m 2/g 48.9 38.1 71.0 78.3 55.4 9.9
BET比表面積(水蒸氣吸附法) m 2/g 6.44 4.25 8.06 10.28 6.22 6.02
比率(水蒸氣/氮) % 13.17 11.16 11.35 13.13 11.20 61.10
石墨含量 質量% 7.87 8.41 0 0.76 0 0
填充密度 g/cm 3 0.13 0.29 0.16 0.14 0.06 0.69
平均粒徑 nm 38 49 26 24 34 189
源自碳化矽之峰之面積(SiC) 22 25 31 26 56 58
源自石墨之峰之面積(C) 47 39 30 46 31 35
比(面積(C)/面積(SiC))    2.14 1.56 0.97 1.77 0.55 0.60
實施例1~4、比較例1~2 利用開口滾筒將全氟彈性體100質量份、填料15質量份、及交聯劑0.8質量份加以混練,製備組成物。
以180℃將所獲得之組成物加壓30分鐘以進行交聯,進而於290℃之空氣烘箱中歷時18小時進行烘箱交聯,製作P24尺寸之O形環。使用所獲得之O形環,藉由上述方法而測定壓縮永久變形、ICP電漿重量減少率及粒子產生量。將結果示於表2。
[表2]
  
      實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較例1 比較例2
組成物之組成
全氟彈性體 質量份 100 100 100 100 100 100
填料1 質量份 15               
填料2 質量份    15            
填料3 質量份       15         
填料4 質量份          15      
填料5 質量份             15   
填料6 質量份                15
交聯劑 質量份 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
交聯物之壓縮永久變形
70 h×300℃    36 39 45 46 56 28
168 h×300℃    51 - 66 68 79 46
交聯物之重量減少率
O 2電漿 g/m 2・min 0.0693 0.0693 0 0 0.0070 0.0693
CF 4電漿 g/m 2・min 0.2426 0.2080 0.2519 0.2710 0.2773 0.2080
交聯物之粒子產生量
O 2電漿 質量% 0.04 0.12 0.05 0.05 0.03 0.34
CF 4電漿 質量% 0.02 0.05 0.03 0.03 0 0.17

Claims (9)

  1. 一種含有全氟彈性體及填料之組成物,上述填料含有碳化矽及石墨,藉由X射線光電子光譜法(XPS)測定的源自上述填料中之上述石墨的峰之面積(C)相對於源自上述填料中之上述碳化矽的峰之面積(SiC)之比(面積(C)/面積(SiC))為0.7以上。
  2. 如請求項1之組成物,其中,藉由氮吸附法求出之上述填料之BET比表面積為15~200 m 2/g。
  3. 如請求項1或2之組成物,其中,藉由水蒸氣吸附法求出之上述填料之BET比表面積相對於藉由氮吸附法求出之上述填料之BET比表面積的比率(水蒸氣/氮)為1~60%。
  4. 如請求項1至3中任一項之組成物,其中,上述填料之填充密度為0.10 g/cm 3以上。
  5. 如請求項1至4中任一項之組成物,其中,上述填料之含量相對於上述全氟彈性體100質量份為0.1~100質量份。
  6. 如請求項1至5中任一項之組成物,其進而含有選自由無機氮化物、有機錫化合物、產生氨之化合物及交聯劑所組成之群中之至少1種。
  7. 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獲得。
  8. 如請求項7之交聯物,其係密封材。
  9. 如請求項7或8之交聯物,其藉由以壓縮率25%在300℃放置70小時而測定之壓縮永久變形為50%以下。
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