WO2003106556A1 - 含フッ素樹脂水性分散体組成物及び含フッ素水性塗料組成物 - Google Patents

含フッ素樹脂水性分散体組成物及び含フッ素水性塗料組成物 Download PDF

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fluororesin
tfe
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mass
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富橋 信行
三浦 俊郎
義浩 左右田
浅井 学
荻田 耕一郎
宏道 百瀬
和雄 村上
哲男 清水
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ダイキン工業株式会社
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Definitions

  • Fluorine-containing resin aqueous dispersion composition and fluorinated water-based coating composition Fluorine-containing resin aqueous dispersion composition and fluorinated water-based coating composition
  • the present invention relates to a fluorinated aqueous resin dispersion composition and a fluorinated aqueous coating composition.
  • the aqueous fluorinated resin dispersion composition is composed of an aqueous fluorinated resin dispersion, and further contains additives such as pigments and fillers as appropriate for the intended use. Impregnation coating, dip coating, spray coating It is used in many applications, such as cast film, plastic additives, fibers, and soil conditioners, in addition to coating materials obtained through coating processes such as coating.
  • a nonionic surfactant alkylphenol-based dispersant
  • alkylphenol-based dispersant alkylphenol-based dispersant
  • alkylphenols are suspected to be endocrine disrupting substances (environmental hormones)
  • development of dispersing agents that do not generate endocrine disrupting substances is desired.
  • a compound represented by the formula R 1 — ⁇ A 1 —H (wherein R 1 is a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated, having 8 to 24 carbon atoms)
  • a 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, and A 1 represents a polyoxyalkylene chain having 2 to 50 oxyethylene groups and 0 to 30 oxypropylene groups.)
  • aliphatic polyoxyalkylene ether used in the PTFE aqueous dispersion
  • those having a cloud point of more than 45 ° C and not more than 85 ° C for example, those having a cloud point of more than 45 ° C and not more than 85 ° C (for example,
  • the olefin having 12 carbon atoms in this production method is obtained by adding a monomer.
  • a method using butene alone, propylene alone, or a mixture of butene and propylene as the monomer has been known.
  • a mixture of 1-butene and 2-butene is trimerized.
  • These aqueous PTFE dispersions are used by forming a coating film by a coating method such as heating a coating film obtained by coating a base material to a temperature higher than the melting point of the fluororesin and baking it.
  • a coating method such as heating a coating film obtained by coating a base material to a temperature higher than the melting point of the fluororesin and baking it.
  • each of these aqueous PTFE dispersions has a problem that the film-forming properties and the gloss of the obtained coating film are inferior.
  • Aqueous dispersions using these dispersing agents that do not generate endocrine disrupting substances in TFE copolymers such as PFA and PTFE with a core-Z shell structure have a high thermal conductivity when firing their coated films. Since the shrinkage is large, cracks are easily generated in the coating film, and there is a problem that the film forming property and the gloss of the coating film are greatly reduced.
  • the fluororesin coating composition there is also a composition in which carbon black, graphite or the like is blended as a conductive filler in an aqueous dispersion such as PTFE in order to impart conductivity to the obtained coating film.
  • the aqueous dispersion containing the conductive filler is inferior in the leveling property and the crack resistance of the coating film compared to the case where the conductive filler is not added, and the film forming property is deteriorated. There was a problem that it could not be used for applications requiring non-adhesion and surface smoothness in OA equipment and the like.
  • a method of improving the film forming property of the fluororesin coating composition which is an aqueous dispersion, the leveling property of the coating film, and the luster a method of adding a film forming agent comprising an acrylic resin, a polyoxyethylene-based prepolymer, or the like is known. is there.
  • the method of adding a film-forming agent has a problem that the composition of the aqueous dispersion becomes complicated and a problem that the film-forming agent generates gas at the time of firing after coating.
  • the method of adding a film-forming agent is as follows.If at least one of a TFE copolymer such as PFA, PTFE having a core Z-shell structure, or a conductive filler is blended, a film-forming property and a gloss of a coating film are obtained. There was a problem that was not improved. Summary of the Invention
  • An object of the present invention is to provide a fluorine-containing resin aqueous dispersion composition that is excellent in film-forming properties and can provide a film with good gloss in view of the above-mentioned situation.
  • the present invention relates to a fluororesin aqueous dispersion composition
  • a fluororesin aqueous dispersion composition comprising a tetrafluoroethylene polymer and an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant, wherein the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is Is a fluororesin aqueous dispersion composition having a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or higher.
  • the present invention also provides a fluororesin aqueous dispersion composition comprising a fluoropolymer and a polyoxyalkyleneisotridecyl ether surfactant, wherein the fluororesin aqueous dispersion composition comprises:
  • the fluoropolymer comprises an aqueous dispersion of a fluorinated resin, wherein the fluoropolymer has a solid content of 30 to 70% by mass based on the total mass of the aqueous dispersion of the fluorinated resin,
  • the decyl ether-based surfactant IJ is 1 to 21% by mass of the solid content of the fluoropolymer, and is represented by the following general formula (I)
  • R is represented by the formula one C i 3 H 2 7, average number of branches per molecule is 1. It is an alkyl group which is 5 to 2.9.
  • A represents a polyoxyalkylene chain having 5 to 20 oxyethylene groups and 0 to 6 oxypropylene groups.
  • the present invention relates to a fluorine-containing aqueous coating composition
  • a fluorine-containing aqueous coating composition comprising a tetrafluoroethylene polymer and an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant, wherein the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is Is a fluorine-containing aqueous coating composition having a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or higher.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition is obtained by blending an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant with a fluoropolymer.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition is a composition comprising a fluororesin aqueous dispersion.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition may be the fluororesin aqueous dispersion itself or a composition obtained by subjecting the fluororesin aqueous dispersion to some treatment.
  • the above-mentioned treatment is not particularly limited, and examples thereof include a treatment in which the additives described below are added, and the mixture is appropriately stirred, kneaded, and the like.
  • the composition obtained by any of the above treatments may be a disposable material, or a paste-like material obtained by kneading or the like.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition is usually prepared by using the fluororesin aqueous dispersion and using it as it is, or further adding additives to the prepared fluororesin aqueous dispersion according to the intended use. It is used in addition.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition is used, for example, as a coating composition or the like, and a coating material formed by forming a coating such as a coating film by a coating method such as baking a coating film obtained by coating the substrate. Can be produced or used as an adhesive.
  • the fluoropolymer and the fluororesin dispersant are usually contained in the fluororesin aqueous dispersion composition by being included in the fluororesin aqueous dispersion.
  • the fluororesin aqueous dispersion is an aqueous dispersion of a fluororesin.
  • the fluorine-containing resin is made of a fluoropolymer.
  • the fluororesin aqueous dispersion is an aqueous dispersion in which particles made of a fluoropolymer are used as a dispersoid and an aqueous medium is used as a dispersion medium.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant forms micelles in the aqueous medium, incorporates the fluoropolymer into the micelles, and converts the fluoropolymer into oil-in-water particles in the aqueous medium. Are dispersed.
  • the “fluoro-mouth polymer” is a polymer having a fluorine atom bonded to a carbon atom, such as a tetrafluoroethylene polymer [TFE polymer].
  • a fluorine-containing resin aqueous dispersion composition obtained by blending an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant with a tetrafluoroethylene polymer, wherein the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is Those having a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or higher are hereinafter referred to as “fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (1)” of the present invention.
  • fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (1) without “(1)” or “(2)” described below means simply that the above-mentioned fluoro-mouth polymer is a fat-containing polymer.
  • An aqueous dispersion of a fluorinated resin comprising an aromatic polyoxyalkylene ether dispersant, wherein the aqueous dispersion of a fluorinated resin (1) and the aqueous dispersion of a fluorinated resin described below (2) ).
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (1) of the present invention uses the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant having a 50 ° C / 0 decomposition temperature of 250 ° C or more. Therefore, a film having excellent film-forming properties and good gloss can be obtained.
  • the “50% decomposition temperature” refers to a method in which a sample collected at room temperature is passed through air at a flow rate of 200 m 1 / min using a thermogravimetric differential scanning calorimeter (DTGA).
  • DTGA thermogravimetric differential scanning calorimeter
  • the temperature is increased at a rate of 0 ° CZ and the mass is measured with a thermobalance, this means the temperature at which the mass loss rate of the sample after heating is 50% of the sample before the start of heating.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant has a 50% decomposition temperature of less than 250 ° C., when the coating film of the obtained fluororesin aqueous dispersion composition is fired, the TFE polymer is melted.
  • TFE polymer particles having a particle diameter of 0.1 to 0.3 ⁇ are powdered, and the apparent density is low.
  • TFE polymer particles When TFE polymer particles are melted, they usually form due to their own surface tension, but a coating film with a low apparent density is coated with TFE polymer particles even if the TFE polymer particles are individually melted.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant has a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or more
  • TFE a coating film of the obtained fluororesin aqueous dispersion composition (1) is fired, TFE Until the polymer is melted, at least part of the TFE polymer particles remain without being decomposed and remain in the coating film and still exist to fill the space between the TFE polymer particles. And promote fusion of the particles of the TFE polymer.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention has excellent film-forming properties such as crack resistance without using a film-forming agent composed of an acrylic resin, a polyoxyethylene-based prepolymer, and the like. By improving the leveling property, gloss can be given to the coating.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant preferably has an upper limit of the 50% decomposition temperature of 350 ° C. If the 50% decomposition temperature exceeds 350 ° C, when the obtained coating film of the fluororesin aqueous dispersion composition is fired, most of it remains in the coating film without being decomposed and the obtained coating film is colored. There is.
  • a preferred lower limit of the 50% decomposition temperature of the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is 260 ° C, a more preferred upper limit is 330 ° C, and a still more preferred upper limit is 320 ° C. ° C.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant has the following general formula
  • R is a linear or branched saturated or unsaturated acyclic aliphatic hydrocarbon group having 8 to 18 carbon atoms, or a saturated cyclic aliphatic hydrocarbon group having 8 to 18 carbon atoms. Represents a hydrogen group, n represents an integer of 3 to 25, and m represents an integer of 0 to 6).
  • the number of carbon atoms of the above R, the above n and the above m in the above general formula are an average of values in each molecule of the above aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (1) of the present invention uses an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant instead of the conventionally used alkylphenol dispersant. Since the alkylene ether dispersant is an alkyl ether dispersant, it has no endocrine disrupting effect and has little effect on the biological environment.
  • the acyclic aliphatic hydrocarbon group is an aliphatic hydrocarbon group having no cyclic structure.
  • the saturated cyclic aliphatic hydrocarbon group is an aliphatic hydrocarbon group having a saturated cyclic structure.
  • the saturated cyclic aliphatic hydrocarbon group may have two or more saturated cyclic structures as long as the total number of carbon atoms is 8 to 18. When the total number of carbon atoms including the substituent is 8 to 18, the saturated cyclic aliphatic hydrocarbon group has one or more hydrogen atoms bonded to a carbon atom having a saturated cyclic structure. May be substituted with a linear or branched alkyl group.
  • the above-mentioned aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is preferably such that the above-mentioned R is branched from the viewpoint of excellent adsorptivity to the particles of the TFE polymer. Since the thermal decomposition temperature decreases, the above R is more preferably branched within a range where the 50% decomposition temperature is 250 ° C or higher, and the above R is branched from the viewpoint of availability. Those which are saturated acyclic aliphatic hydrocarbon groups are more preferred.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is usually obtained as a reaction product of an addition reaction of a monomer, as is apparent from the production method described later, and the R is branched by the orientation of the addition. Are obtained as a collection of molecules whose states can differ from one another.
  • R has a preferable number of carbon atoms from the viewpoint of excellent dispersibility of the particles of the TFE polymer.
  • the lower limit is 16, the more preferred upper limit is 13, and the preferred lower limit is 10. More preferably, R has 13 carbon atoms.
  • the 'R is an acyclic saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 3 carbon atoms, i.e., is preferably more than that is represented by the formula one C 1 3 H 2 7, having 1 3 carbon atoms Particularly preferred is a branched, saturated, acyclic aliphatic hydrocarbon group.
  • Such an example includes, for example, an isotridecyl group.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant generally has a hydrophilic property when the polyoxyalkylene chain represented by the formula (C 2 H 4 ⁇ ) n (C 3 H 6 ⁇ ) m — in the above general formula is -long. It is highly hydrophobic, and short is highly hydrophobic.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant has too high hydrophilicity
  • the resulting fluororesin aqueous dispersion composition (1) is repeatedly coated, such as by overcoating, to form a coating, If cissing occurs and the film-forming property is poor, and if the hydrophobicity is too high, the viscosity of the obtained fluororesin aqueous dispersion composition (1) becomes high, so that the above-mentioned film is not uniform and the film-forming is not performed. There is a possibility that the properties and gloss may be reduced.
  • n represents an integer of 3 to 25
  • m represents an integer of 0 to 6.
  • n represents an integer of 3 to 25
  • m represents an integer of 0 to 6.
  • the above m is preferably as small as possible from the viewpoint of solubility.
  • a preferred upper limit is 5, and a more preferred upper limit is 3. More preferably, m is 0.
  • the oxypropylene group may not be present.
  • the lower limit of ⁇ is preferably 5, more preferably 8, and the upper limit of ⁇ is preferably 20 and more preferably 12.
  • the ⁇ is preferably 5 to 20 and the m is preferably 0 to 5, the n is preferably 8 to 12, and the m is more preferably 0 to 3. It is more preferable that m is 0 to 12 and m is 0.
  • aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant for example, a polyoxyalkyleneisotridecyl ether surfactant is preferable.
  • the sensation can be expressed in terms of HLB, cloud point, surface tension, etc., just like general surfactants.
  • the HLB also because affects the viscosity of the fluororesin aqueous dispersion composition of the present invention (1), c the aliphatic is preferably appropriately selected depending on the coating method and conditions polyoxy
  • the alkylene ether dispersant preferably has an HLB of 8 to 14. When it is in the above range, it can be suitably used as a dispersant for the aqueous fluororesin dispersion composition (1) of the present invention.
  • the value of the above HLB increases as the hydrophilicity increases, and decreases as the hydrophobicity increases.
  • the HLB is less than 8
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant has a large thickening effect, and when the HLB exceeds 14, it can be used as a dispersion stabilizer.
  • a more preferred lower limit of the above HLB is 9, and a more preferred upper limit is 13.
  • the “HLB” means a value calculated based on the Griffin calculation method.
  • One or more kinds of the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersants can be used.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant preferably has an oxidative decomposition rate at 200 ° C. of 2% or less.
  • the term "oxidative decomposition rate” refers to a temperature of a sample collected at room temperature using a thermogravimetric differential scanning calorimeter (DTGA) at a flow rate of 20 ° C./min. The temperature is increased at the rate of one minute, and the mass is measured with a thermobalance.
  • the mass reduction rate of the sample after heating (d N2 %) with respect to the sample before the start of heating is obtained. means one represented by - (d N2 d a ir) %] difference between the mass reduction rate in the case through the air [d Ai r%] ⁇ on.
  • aldehydes such as acetoaldehyde are generated. As represented, they are generally odor-causing substances.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is as described above. The higher the rate of oxidative decomposition, the more odor is generated, while the lower the rate of oxidative decomposition, the less odor is generated. In particular, odors at low temperatures are difficult to countermeasure in the work environment, and it is desirable to have low oxidative decomposition at low temperatures. When the oxidative decomposition rate at 200 ° C.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant may be dried in the processing step using the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention. Odor during sintering and baking is small, and there are few problems in the working environment.
  • aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant in the present invention, those having a 50% decomposition temperature of at least 250 ° C and an oxidative decomposition rate at 200 ° C of 2% or less are more preferable, 50% decomposition temperature of 2 5 0 ° C or higher, 2 0 0 ° in an oxidation decomposition rate of 2% or less in C the above general formula R_ ⁇ (C 2 H 4 0) " (C 3 H 6 0 ) what is aliphatic Po Rio carboxymethyl alkylene ether compound represented by m H is more preferred.
  • the oxidative decomposition rate of an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant generally increases, for example, when the number of branches of an aliphatic hydrocarbon group such as R in the above general formula is small and the number of added oxyalkylene groups is large.
  • the aliphatic hydrocarbon group such as the R group in the above general formula is a branched acyclic aliphatic hydrocarbon group
  • the oxidative decomposition rate at 200 ° C. is 2% or less.
  • Alkyl group Der shall be 9, usually oxidative decomposition rate at 2 0 0 ° C is 2% or less .
  • the method for producing the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant can be obtained from olefin having 12 carbon atoms by hydroformylation by an oxo method. And a method of etherifying oxo alcohol.
  • the olefin having 12 carbon atoms can be obtained by adding a monomer such as butene alone, propylene alone, or a mixture of butene and propylene.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is preferably blended in an amount of 1 to 21% by mass, more preferably 2 to 20% by mass, based on the mass of the main solid component. preferable.
  • the “main solid content” means the solid content of the TFE polymer in the fluororesin aqueous dispersion composition, and a conductive filler to be added as required.
  • the content of the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is less than 1% by mass relative to the mass of the main solid content, the obtained fluororesin aqueous dispersion composition (1) has poor dispersion stability, Poor leveling.
  • At least one kind of the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant has a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or higher, one of those having a 50% decomposition temperature of less than 250 ° C. or It may be a mixture of two or more.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant having a 50% decomposition temperature of 250 ° C or higher is mixed so as to have the amount described above with respect to the mass of the main solid content.
  • the content is 40% by mass or more of the mixture. If the amount is less than 40% by mass, the particles of the TFE polymer cannot be sufficiently fused to each other when the coating film of the fluororesin aqueous dispersion composition (1) is baked.
  • a more preferred lower limit is 50% by mass.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant has a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or higher because of excellent film forming properties of the fluororesin aqueous dispersion composition (1) and excellent gloss of the obtained film. It is more preferred to use only.
  • the aqueous fluororesin dispersion composition of the present invention (D is obtained by combining the above aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant with a tetrafluoroethylene polymer [TFE polymer].
  • the TFE polymer is not particularly limited, and includes, for example, tetrafluoroethylene homopolymer [TFE homopolymer], modified polytetrafluoroethylene [modified PTFE], and the like.
  • modified PTFE means a product obtained by copolymerizing a small amount of a comonomer other than TFE to a degree that does not impart melt processability with tetrafluoroethylene [TFE].
  • the small amount of the comonomer is not particularly restricted but includes, for example, funoleoloa / lequinolevinii / leetenole such as perfluoro (alkynolevininole ether) [PAVE], hexafluoropropylene [HFP], and Ethylene (CTFE), perfluoro (alkoxy vinyl ether), trifluoroethylene, perfluoro (alkyl ethylene) and the like.
  • the proportion of the small amount of the comonomer added to the modified PTFE varies depending on the type thereof. For example, when PAVE, perfluoro (alkoxy vinyl ether), etc. are used, the TFE and the small amount of the small amount are usually added. preferably the comonomer is from 0.001 to 1 mass 0/0 of the total weight of the, and more preferably 0.01 to 1 mass%.
  • the modified PTFE is a copolymer composed of tetrafluoroethylene and a fluoroalkyl vinyl ether
  • the fluoroalkyl vinyl ether is a copolymer of the tetrafluoroethylene and the fluoroalkyl of the total weight of the vinyl ether is preferably 0.00 1 to 1.0 mass 0/0, more preferably those which are 0.0 1 to 0.5 mass 0/0.
  • the above-mentioned TFE homopolymer and / or modified PTFE may form a core / shell structure composed of a core and a shell.
  • the core / shell structure of the TFE homopolymer and the modified PTFE is not particularly limited.
  • one of the core and the shell is composed of the modified PTFE and the other is composed of the TFE homopolymer, and the core and the shell are the same. Both include those composed of modified PTFE.
  • the modified PT FE forming the core in the core / shell structure may be referred to as modified PTFE (A)
  • modified PTFE forming the shell in the core / shell structure may be referred to as modified PTFE (B). .
  • the modified PTFE (A) and the modified PTFE (B) are a small amount of comonomer other than TFE and Z or They have different monomer ratios.
  • the TFE polymer is a TFE homopolymer and / or modified PTFE
  • a core Z shell composed of a core composed of modified PTFE (A) or TFE homopolymer and a shell composed of modified PT FE (B) That form the structure You can do it.
  • Such a core-shell structure is preferable because it prevents fibrillation when the TFE homo'polymer is used alone and can improve the corrosion resistance of the obtained film.
  • the aqueous dispersion composition using the TFE homopolymer having a core Z shell structure and a PTFE or modified PTFE has the above-mentioned advantages, but has a problem that the obtained coating film is liable to be cracked and not glossy. Was. This problem is considered to be due to the fact that the particles are less entangled with each other and are less likely to be fused as compared with the particles of the TFE homopolymer which is apt to fibrillate.
  • the aqueous fluororesin dispersion composition (1) of the present invention is used in the above-mentioned 50% until the particles of the TFE homopolymer and / or modified PTFE having a corenosil structure are melted when the coating film is baked. Since at least a part of the above aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant having a decomposition temperature remains without being decomposed, particles can be sufficiently fused to each other, and excellent film-forming properties and coatings can be obtained. Gloss can be given.
  • the TFE polymer is a TFE homopolymer and Z or modified PTFE
  • the TFE polymer preferably has a number average molecular weight of 4,000,000 or more.
  • the resulting coating may have low abrasion resistance and insufficient durability.
  • a preferred lower limit is 5 million.
  • the number average molecular weight of the TFE homopolymer and the PTFE or modified PTFE is preferably 8,000,000 or less as long as it is within the above range, since the dispersibility of the fluororesin aqueous dispersion composition (1) is not deteriorated. Les ,.
  • number average molecular weight [Mn] is a value determined by the following equation.
  • the above TFE polymer may be the above-mentioned TFE homopolymer and the above-mentioned or modified PTF, or a tetrafluoroethylene copolymer [TFE copolymer Union].
  • the ⁇ TFE copolymer '' is obtained by copolymerizing TFE and one or more of other comonomers other than TFE, and has a melt processability. Means having.
  • the above-mentioned TFE copolymer is the same as the above-mentioned modified PTFE in that it is obtained by copolymerizing TFE and another comonomer other than TFE.
  • the above modified PTFE which does not have melt processability in that it has melt processability. Since the above-mentioned TFE copolymer has melt processability, usually, the proportion of other comonomer added to the above-mentioned TFE copolymer is added to the above-mentioned modified PTFE. More than a small amount of comonomer, usually 1 mass of the total mass of the above TFE and other comonomer. It is preferred that it exceeds / 0 .
  • ⁇ TFE copolymer aqueous dispersion composition '' those in which the TFE polymer is a TFE copolymer are referred to as a ⁇ TFE copolymer aqueous dispersion composition ''. There are times.
  • the above-mentioned other comonomer is not particularly limited, and examples thereof include butyl monomers such as trifluoroethylene, CTFE, HFP, PAVE, ethylene, and propylene.
  • the proportion of the above-mentioned other comonomer added to the above-mentioned TFE copolymer varies depending on the type thereof.For example, when PAVE is used as the above-mentioned other comonomer, the above-mentioned TFE and the above-mentioned other are usually used. 2.0 to 6.0% by mass of the total mass with the comonomer.
  • the TFE copolymer is not particularly limited, and examples thereof include a TFE / HFP copolymer [FEP], a TFEZPAVE copolymer [PFA], an ethylene ZTFE copolymer, a propylene ZTFE copolymer and the like.
  • the TFE copolymer includes, in addition to TFE and the other comonomers, a monomer having a functional group such as a hydroxyl group and a carboxyl group, and a monomer having a Z or cyclic structure. It may be copolymerized in a small amount, without losing its inherent properties such as heat resistance.
  • the TFE copolymer preferably has a melting point of 200 ° C. or higher.
  • the film obtained from the fluororesin aqueous dispersion composition (1) is excellent in mechanical strength, heat resistance, and the like.
  • a more preferred lower limit of the melting point of the TFE copolymer is 250 ° C.
  • the melting point of the TFE copolymer is within the above range, and is usually 310 ° C. or lower.
  • the TFE copolymer preferably has a number average molecular weight of 400,000 to 1,000,000. If it is less than 400,000, the abrasion resistance of the film obtained from the fluororesin aqueous dispersion composition (1) may be low and the durability may not be sufficient. If it exceeds 1 million, it will melt There is a possibility that the excellent repelling property and glossiness of the resin may be reduced.
  • the conventional paint composition using the above TFE copolymer has a crack in the obtained coating film as compared with the conventional paint composition using the TFE homopolymer and / or modified PTFE.
  • these problems are thought to be due to the large heat shrinkage of the coated film between the time of melting by firing after coating and the time of subsequent cooling.
  • the aqueous dispersion composition of the TFE copolymer is an aliphatic polyoxyalkylene ether having the above-mentioned 50% decomposition temperature of 250 ° C or more until the particles of the TFE copolymer melt when the coating film is baked. At least a part of the dispersing agent remains without being decomposed, and promotes fusion of the particles of the TFE copolymer, so that the generation of cracks can be suppressed and the coating can be made glossy.
  • the TFE copolymer may be a perfluoro copolymer.
  • the perfluoro copolymer is a copolymer in which, among the TFE copolymers, the other comonomer other than TFE is a perfluoro comonomer. That is, the above perfluoro copolymer is obtained by copolymerizing TFE and one or more of perfluoro comonomers other than TFE, and has melt processability.
  • the above-mentioned "perfluoro comonomer” means that the main chain is composed only of carbon atoms and fluorine atoms, or that only carbon atoms, fluorine atoms and oxygen atoms are present, and the main chain has hydrogen atoms. Means no vinyl monomer.
  • the TFE copolymer aqueous dispersion composition in which the TFE copolymer is a perfluoro copolymer may be referred to as a ⁇ perfluoro copolymer aqueous dispersion composition ''. .
  • the perfluoro comonomer is not particularly limited, and includes, for example, HFP, PAVE and the like.
  • the perfluoro copolymer is not particularly limited, and examples thereof include FEP and PFA.
  • the perfluoro copolymer aqueous dispersion composition is preferably used in fields where non-adhesion and corrosion resistance are required because the perfluoro copolymer is particularly excellent in non-adhesion and corrosion resistance. it can.
  • the TFE polymer in the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention may be a TFE homopolymer alone, a modified PTFE alone, a perfluoro copolymer, or the like. May be used alone, or may be a mixture of the above-mentioned TFE homopolymer and / or modified PTFE and a TFE copolymer. In the mixture, the TFE homopolymer and / or the modified PTFE may have the core / shell structure described above. In the above mixture, the TFE copolymer may be a perfluoro copolymer.
  • the TFE polymer is a TFE homopolymer having a coanoshell structure and / or a TFE copolymer such as a modified PTFE or a perfluoro copolymer
  • a conventional coating composition is obtained as a coating film obtained by taking a coating composition as an example.
  • the aqueous fluororesin dispersion composition (1) of the present invention comprises the above-mentioned aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant. It is possible to sufficiently fuse particles having a core / shell structure of TFE homopolymer and / or modified PT FE and particles of TFE copolymer, and thus it is excellent in film forming property and can be obtained. Gloss can be given to the coating.
  • the TFE polymer in the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention can be obtained by a conventionally known polymerization method such as suspension polymerization, emulsion polymerization, bulk polymerization, and solution polymerization. From the viewpoint of being widely used industrially, suspension polymerization or emulsion polymerization is preferable.Since the polymerization reaction solution can be used as it is in the preparation of the aqueous fluororesin dispersion (1) after the reaction, Emulsion polymerization is more preferred.
  • the emulsifier is not particularly limited.
  • X represents a hydrogen atom or a fluorine atom
  • Y represents one COONH 4 , one COON a, -COOK, — S ⁇ 3 Na or one SO 3 K
  • s is:!
  • ⁇ Represents an integer of 7. Examples of the compound include:
  • the polymerization initiator is not particularly limited, and includes, for example, persulfates such as ammonium persulfate and persulfate rim; and aqueous peroxides such as disilver oxide.
  • persulfates such as ammonium persulfate and persulfate rim
  • aqueous peroxides such as disilver oxide.
  • the aqueous dispersion of the TFE polymer obtained by the emulsion polymerization is concentrated using the above-mentioned aliphatic polyalkylene ether dispersant to prepare the aqueous fluororesin resin dispersion composition (1) of the present invention. Can be used.
  • the TFE polymer is preferably prepared such that the solid content is 10 to 70% by mass based on the total mass of the fluororesin aqueous dispersion composition (1).
  • a more preferred lower limit is 30 mass. /.
  • a more preferred upper limit is 65% by mass.
  • the above “solid content” means a solid at 30 ° C.
  • the solid content of the TFE polymer is the total amount of the TFE polymer particles present as a dispersoid or the like in the aqueous dispersion.
  • the “total mass of the fluororesin aqueous dispersion composition (1)” is the total mass of the solid and liquid constituting the fluororesin aqueous dispersion composition (1).
  • Examples of the solid constituting the fluororesin aqueous dispersion composition (1) include particles of the TFE polymer, and the liquid constituting the fluororesin aqueous dispersion composition (1) includes: Examples include a dispersion medium such as water, and additives dissolved in the dispersion medium.
  • the impregnation using the obtained fluororesin aqueous dispersion composition (1) is performed when the total mass of the fluororesin aqueous dispersion composition (1) is 10% by mass or more. Thin coating by application is possible. When the content is 30% by mass or more, the amount of the composition adhered per application at the time of the above-mentioned impregnation coating increases, so that efficient thick coating can be performed. If it exceeds 70% by mass, the dispersibility of the obtained fluororesin aqueous dispersion composition (1) is reduced, the coating becomes non-uniform, and the film forming property and gloss may be reduced. A more preferred lower limit is 35% by mass, and a more preferred upper limit is 65% by mass.
  • the aqueous fluororesin dispersion composition (1) of the present invention may be one obtained by blending an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant with a TFE polymer and further blending a thickener. .
  • the thickener is not particularly limited as long as it increases the viscosity of the fluororesin aqueous dispersion composition (1), and examples thereof include methylcellulose, polyvinyl alcohol, and polyacrylic acid copolymer.
  • Can be The aqueous fluororesin dispersion composition of the present invention) is obtained by mixing an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant with a TFE polymer, and further mixing a thickener and / or a conductive filler according to the application. It may be made of.
  • a composition containing a conductive filler may be referred to as a “conductive filler-containing aqueous dispersion composition”.
  • the conductive filler-containing aqueous dispersion composition of the present invention comprises at least a TFE polymer, an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant, and a conductive filler.
  • Conductive fillers are usually easy to orient in three dimensions and have a large structure.
  • the particles of the conductive filler come into contact with each other in the coating, so that the surface resistivity decreases.
  • Conductive filler-containing aqueous dispersion composition in terms that may have conductivity resulting coating according to the application, preferable ones will have a 1 0 1 Q ⁇ / mouth following surface resistivity of good .
  • the conductive filler is used in an amount of 0.1 to 15% by volume of the main solid content which is the total of the solid content of the TFE polymer and the conductive filler in the above-mentioned aqueous fluororesin dispersion composition. Is preferably blended.
  • volume% of the main solid content is represented by the following formula:
  • the amount of the conductive filler is less than 0.1% by volume, a coating having a surface resistivity of less than or equal to 110 ⁇ per square meter may not be obtained.
  • the physical properties such as film-forming properties, gloss, and non-adhesiveness of the resulting coating may decrease.
  • a more preferred lower limit is 0.5% by volume, a still more preferred lower limit is 0.8% by volume, a more preferred upper limit is 12% by volume, and a still more preferred upper limit is 11% by volume.
  • the conductive filler is not particularly limited, and may be, for example, a metallic conductive filler such as silver, copper, nickel, and aluminum; a carbon-based conductive filler such as graphite and carbon black; a metallic conductive filler.
  • a composite conductive filler obtained by coating a filler or a carbon-based conductive filler with my strength, whisker, or the like can be given.
  • the carbon blacks are not particularly limited, and include, for example, Ketjen Black, furnace black, acetylene black, lamp black and the like.
  • the conductive filler is preferably a carbon-based conductive filler in that it has a low specific gravity and can be incorporated in a small weight. Above all, Ketjen black is preferred in that it can be incorporated in a smaller weight. More preferred.
  • the shape of the conductive filler is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a flake shape, and a fibrous shape.
  • the conductive filler preferably has an average particle size of 0.01 to 20 ⁇ . If the average particle size is less than 0.001 ⁇ um, the surface resistivity of the obtained film may be large, and if the average particle size exceeds 20 m, the film forming property and leveling property of the film may be increased. However, physical properties such as non-adhesiveness and surface smoothness may be reduced.
  • aqueous dispersions of TFE polymers containing conductive fillers have been inferior in film leveling properties, surface smoothness and gloss, and are liable to cracks and poor film forming properties.
  • the problem is that when the coating film is baked, most of the dispersant decomposes before the TFE polymer melts, lowering the apparent density of the coating film. This is thought to be due to significant physical inhibition, and the portion where the TFE polymer particles do not fuse together is considered to be the source of cracks.
  • the conductive filler-containing aqueous dispersion composition of the present invention when the coating film is fired, the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant remains in the coating film until the TFE polymer is melted as described above. Therefore, the particles of the TFE polymer are brought into contact with each other to promote the fusion of the particles of the TFE polymer. Therefore, the conductive filler-containing aqueous dispersion composition of the present invention has excellent film-forming properties such as crack resistance and leveling properties without using a film-forming agent composed of an acrylic resin, a polyoxyethylene-based prepolymer, or the like. Thing The surface smoothness and gloss of the coating can be improved.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition of the present invention (D is a mixture of a TFE polymer, an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant, and, if desired, a thickener and Z or a conductive filler, Furthermore, pigments, additives such as an antifoaming agent and a drying regulator may be blended according to the coating method, application, etc.
  • the pigment is not particularly limited, and may be, for example, carbon or titanium oxide. , Red iron oxide, My power, cobalt oxide, chromium oxide and the like.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention is the fluororesin aqueous dispersion itself, or a dispersion obtained by subjecting the fluororesin aqueous dispersion to some treatment.
  • an aqueous medium is contained together with the TFE polymer and the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant.
  • the aqueous medium is not particularly limited as long as it contains water. Examples of the aqueous medium include a mixture of water and a water-soluble organic solvent, and water. However, those containing no water-soluble organic solvent are preferable.
  • the aqueous medium may be, for example, one in which an additive described below is dissolved in addition to the above-mentioned thickener.
  • the aqueous medium may be the aqueous medium used for the polymerization of the TFE polymer or may be prepared separately from the aqueous medium used for the polymerization. Aqueous medium can be used as it is.
  • the aqueous fluororesin dispersion composition (D) of the present invention can be prepared by a conventional method.
  • the method of the above preparation is as follows when the above TFE polymer is obtained by emulsion polymerization. It is preferable to have a step.
  • the concentration of the aqueous dispersion of the TFE polymer is usually 50 to 75% by mass, preferably 60 to 75% by mass, in the temperature range of 30 to 90 ° C. It is carried out so as to be 70% by mass.
  • concentration methods include a phase separation method, Evaporative concentration method as described in US Pat. No. 3,316,201, electrical decantation method as described in British Patent No. 6,420,25, A conventionally known method such as a membrane separation method using an ultrafiltration membrane as described in 2-34971 and US Pat. No. 4,369,226 can be used.
  • the condensing agent used for the concentration is not particularly limited, but the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant described above can be used. Separation methods are preferred.
  • the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant used in the phase separation method is preferably the same as the dispersant in the step (3) from the viewpoint of dispersion stability.
  • the dispersant in the above step (3) the above-mentioned aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant is used.
  • the TFE polymer is preferably adjusted to a solid content concentration of usually from 10 to 70% by mass according to the intended use. A more preferred lower limit is 30% by mass and a more preferred upper limit is 65% by mass.
  • pH adjustment with a pH adjusting agent may be performed, if desired.
  • the conductive filler and the pigment were each dispersed and stabilized in advance using the above-mentioned aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant. Thereafter, it can be incorporated into the aqueous fluororesin dispersion.
  • the aqueous fluororesin dispersion composition (1) of the present invention preferably has a crack limit film thickness described later exceeding 20 ⁇ m. If it is 20 ⁇ m or less, it is difficult to coat, and coating defects are likely to occur.
  • the conventional coating composition is obtained as follows. There was a problem that the resulting coating film was liable to cracks and was poor in film forming property and gloss.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention had a 50% decomposition temperature of 250 ° C.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (1) uses the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant even when a conductive filler is added thereto. Even without the use of a film forming agent, the film has excellent film forming properties and leveling properties, and can improve the surface smoothness and gloss of the obtained coating film.
  • a polyoxytridecyl ether surfactant is preferable as described above, and the polyoxytridecyl ether surfactant is TFE polymer. It can be suitably used with a fluoropolymer such as a coalescence.
  • fluorine-containing resin aqueous dispersion (a) those comprising a fluoropolymer and a polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactant are preferred.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition comprising the fluoropolymer and the polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant is hereinafter referred to as “fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (2 ) ".
  • the aqueous fluororesin dispersion composition (2) of the present invention has a low odor under the processing conditions of the fluororesin, has little trouble in the working environment, and has good dispersibility, mechanical stability and workability. be able to.
  • the polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactant has a 50% decomposition temperature of not more than 250 ° C. Those having a 0% decomposition temperature of 250 ° C or more are preferred.
  • the polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactant is represented by a general formula R—O—A—H (I).
  • R in the general formula (I) is an alkyl group of the formula one C 1 3 H 2 7.
  • the above R has an average value of the number of branches per molecule of 1.5 to 2.9.
  • the average value of the number of branches per molecule is less than 1.5, the dispersibility of the fluororesin aqueous dispersion may be reduced, and the mechanical stability may be poor.
  • a preferred lower limit is 2.0 is there.
  • the average value of the number of branches per molecule exceeds 2.9, when the temperature is raised to a temperature of 250 to 400 ° C, which is a general processing condition of a fluorine-containing resin, a branched portion is formed. Since the carbon-carbon bond and carbon-hydrogen bond are weak, they tend to be oxidatively decomposed, and some of the substances generated by the oxidative decomposition become gas or mist, which is one of the causes of strong odors, and it is difficult for the work environment This can cause major problems.
  • a preferred upper limit is 2.5.
  • the average value of the number of branches per molecule is a value obtained by using a C 13 -NMR measuring instrument.
  • a in the above general formula (I) represents a polyoxyalkylene chain having 5 to 20 oxyethylene groups and 0 to 6 oxypropylene groups.
  • the ⁇ polyoxyalkylene chain having 5 to 20 oxyethylene groups and 0 to 6 oxypropylene groups '' refers to 5 to 20 oxyethylene groups and 0 to 6 oxypropylene groups.
  • a polyoxyalkylene chain consisting of The polyoxyalkylene chain is preferably composed of only an oxyethylene group and an oxypropylene group, but the oxypropylene group is optional, even if it is not present in the polyoxyalkylene chain. Good.
  • the defoaming property may decrease, but the odor is not affected by the presence of the number of oxypropylene groups, and there is a problem in processing in the use in the present invention. Absent. If the number of oxypropylene groups exceeds 6, the dissolving power of the polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant decreases, and the dispersion stability of the fluoropolymer tends to decrease.
  • the preferred upper limit of the number of oxypropylene groups is 3.
  • the number of the oxypropylene groups is preferably 0.
  • the preferred lower limit of the number of oxyethylene groups in the polyoxyalkylene chain is 8, and the preferred upper limit is 15.
  • the polyoxyalkylene chain has a number of oxyethylene groups of 8 to 15 and preferably has a number of oxypropylene groups of 0 to 3, and has a number of oxyethylene groups of 8 to 15; Those that are 0 are more preferable.
  • the above-mentioned polyoxyalkyleneisotridecyl ether surfactant has a molecular weight of one molecule. It is preferred that the average value of the number of branches is 2.0 to 2.5, the number of oxyethylene groups is 8 to 15 and the number of oxypropylene groups is 0.
  • the poly O xylene polyalkylene I Seo tridecyl ether surfactants are generally the polyoxyalkylene chain of the aforementioned long, high hydrophilicity, short and hydrophobic high c polyoxyalkylene I Seo tridecyl ether surfactant
  • the activator can be obtained when the hydrophilicity is too high or the hydrophobicity is too high, similarly to the aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant in the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention.
  • the processability of the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (2) becomes poor.
  • the above polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactant preferably has an HLB of 10 to 14, but is not particularly limited.
  • the HLB is preferably from 12 to 14 when the fluororesin aqueous dispersion composition (2) is used for impregnation coating described below, and the HLB is preferably added to the fluororesin aqueous dispersion composition (2) as described below.
  • an enamel paint to which additives are added is used for spray coating, it is preferably from 10 to 13.
  • the above polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant preferably has a cloud point of 45 to 85 ° C.
  • the cloud point is the temperature at which the surfactant solution becomes cloudy as the temperature of the surfactant aqueous solution is increased.
  • the value is generally large when the polyoxyalkylene chain is long, and small when the polyoxyalkylene chain is short. If the cloud point of the above polyoxyalkyleneisotridecyl ether surfactant exceeds 85 ° C, the hydrophilicity becomes too high and the processability may be inferior as described above.
  • the storage stability of the resulting aqueous fluororesin dispersion at room temperature may be reduced, and when used as a condensing agent to be described later to obtain an aqueous fluororesin dispersion, up to 25 ° C Even when cooled, the supernatant liquid is hardly transparent, and layer separation may be difficult.
  • a more preferred lower limit is 55 ° C, and a more preferred upper limit is 75 ° C.
  • the above polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant has a surface tension of a 0.1% aqueous solution measured using a surface tension measurement device according to the Wilhelm method. It is preferably at most 3 OmN / m at 25 ° C. If it exceeds 30 mN / m, the recoatability may be poor when processed into a coating material.
  • Polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactants include oxo alcohols represented by the general formula R— ⁇ H (where R is as described above) (hereinafter referred to as ⁇ raw material alcohols). It is obtained by subjecting ethylene oxide and propylene oxide to an addition reaction so as to have the number of oxyethylene groups and the number of oxypropylene groups within the above ranges.
  • the above-mentioned polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant may be an oxo alcohol in which the raw material alcohol is synthesized from an olefin having 12 carbon atoms obtained by trimerizing butene using an oxo method. preferable. This synthesis method is particularly preferable for industrial production.
  • the above carbon having 12 carbon atoms is obtained by trimerizing butene.
  • the above-mentioned olefin having 12 carbon atoms is a butene trimer, the number of branches of R in the general formula; —OH can be reduced, and it is easily obtained with high purity.
  • the number of branches of R is usually the number of branches within the range described above for the polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant. Average value is obtained and odor is not easily generated.
  • the C12 olefin used in the oxo method is obtained by adding propylene alone or a mixture of butene and propylene, and the number of branches of R is in the range described above.
  • the value is larger than the average value of the number of branches in the box, and there was a problem of generating a strong odor.
  • the number of branches of R is, as an average value of the number of branches per molecule, usually a propylene tetramer,
  • the raw material alcohol when the above-mentioned olefin having 12 carbon atoms is obtained by trimerizing butene, usually, the raw material alcohol has a high purity, for example, a purity of 90% or more, preferably 95% or more as described later. And the odor can be reduced.
  • the raw material alcohol has a high purity, for example, a purity of 90% or more, preferably 95% or more as described later.
  • the odor can be reduced.
  • it has been obtained especially by adding a mixture of butene and propylene.
  • Orefin having 12 carbon atoms has a problem in that the purity of the obtained oxo alcohol having 13 carbon atoms is usually extremely low at less than 60%, which causes a strong odor.
  • the starting material alcohol is an oxo alcohol synthesized from the above-mentioned C12 olefin by an oxo method.
  • an olefin having a carbon number of N (N is an integer of 1 or more) is hydroformylated by reacting carbon monoxide with hydrogen in the presence of an appropriate catalyst. It is a way to get a number (N + 1) of aldehydes.
  • the above-mentioned raw alcohol is obtained by reducing this aldehyde.
  • the above-mentioned oxo method can be carried out by a conventionally known method.However, by conducting the reaction at a relatively high temperature, the hydrogen reduction reaction proceeds following the hydroformylation reaction, and the above-mentioned raw material alcohol having 13 carbon atoms can be efficiently used. Obtainable.
  • the raw material alcohol has a purity of 90% or more. If the content is less than 90%, the odor accompanying the evaporation of the low-chain-length impurities tends to become strong under the processing conditions of the obtained fluororesin aqueous dispersion composition (2). More preferably, it is 95% or more, and still more preferably the lower limit is 98%.
  • the purity of the above-mentioned raw material alcohol is not necessarily required to be 100% as long as it is in the above-mentioned range, and may be generally less than 100%.
  • the polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant accounts for 1 to 21% by mass of the solid mass of the fluoropolymer.
  • the “solid content” is defined in the same manner as that defined in the description of the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (1) of the present invention.
  • the fluoropolymer may not be stably present as a dispersion in the obtained fluororesin aqueous dispersion composition (2), and may exceed 21% by mass. It is not preferable from the economic point of view.
  • the polyoxyalkylenisotridecyl ether-based surfactant preferably accounts for 2 to 10% by mass of the solid content of the fluoropolymer.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention can be composed of a fluoropolymer together with the polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactant.
  • fluoropolymer means a polymer having a fluorine atom bonded to a carbon atom.
  • the above-mentioned fluoropolymer is not particularly limited, and examples thereof include black trifluoroethylene (CTFE), trifluoroethylene, tetrafluoroethylene [TFE], hexafluoropropylene [HFP], and perfluoro (alkyl vinyl ether). Ter) [PAVE] and the like, and those obtained by polymerizing one or more kinds of fluorine-containing monomers.
  • the fluoropolymer may also be one obtained by polymerizing one or more non-fluorine-containing monomers such as ethylene and propylene together with the above-mentioned fluorine-containing monomer. Good.
  • fluoropolymer examples include TFE homopolymer (TFE homopolymer), modified polytetrafluoroethylene (modified PTFE), ethylene / TFE copolymer, ethylene / CTFE copolymer, and propylene ZTFE copolymer.
  • TFE / HFP copolymer, TFE / PAVE copolymer and the like are preferable.
  • one or two or more monomers selected from the group consisting of TFE, HFP and PAVE are polymerized.
  • a surfactant such as the above-described polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactant does not remain in the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention
  • the temperature at which the surfactant does not remain in the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention is usually 300 ° C. or higher.
  • TFE homopolymer and modified PTFE are more preferable.
  • the definition, exemplification, and the like of the modified PTFE are mentioned in the description of the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention.
  • the fluoropolymer preferably has a number average molecular weight of several thousands to tens of millions.
  • the number average molecular weight is small, the polyoxyalkyleneisotridecyl ether surfactant is easily dispersed even if the dispersing power of the surfactant is not strong, but the aqueous fluorinated resin dispersion composition of the present invention ( 2) Force ⁇
  • the mechanical strength of the coating material obtained may be poor, and if the number average molecular weight is large, the dispersibility may be poor.
  • a more preferred lower limit is 100,000, and a more preferred upper limit is 30,000,000.
  • the average particle diameter of the fluoropolymer particles is preferably 0.05 to 0.5 ⁇ .
  • a coating film of the aqueous fluororesin dispersion composition (2) is added. Upon heating, the resulting coating tends to crack. ⁇ If it exceeds 0.5 ⁇ , the dispersibility may be poor. A more preferred lower limit is 0.4 ⁇ , and a more preferred upper limit is 0.4 ⁇ m.
  • the fluoropolymer particles may be of a core / shell type having a two-layer structure of a core and a shell.
  • the core Z-shell fluoropolymer is not particularly limited as long as it has a two-layer structure, and examples thereof include those mentioned in the description of the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention.
  • the core-shell type particles of fluoropolymer using modified PTFE for the shell like the particles using denatured PTFE as the fluoropolymer, when dispersed into an aqueous dispersion, are conventionally more dispersed than single-layer particles.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention is characterized in that the aqueous fluororesin dispersion has a polyalkylenealkylisotridecyl ether-based interface having a strong dispersing ability. Since it is composed of an activator, it can be suitably used.
  • the fluoropolymer has a solid content of 10 to 70% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, still more preferably 35 to 70% by mass, based on the total mass of the fluororesin aqueous dispersion. Less than 5% by mass.
  • the “solid content” and “total mass of the aqueous fluororesin dispersion” are the same as those defined in the description of the aqueous fluororesin dispersion composition (1) of the present invention. When the above value is less than 30% by mass, for example, the obtained fluororesin aqueous dispersion is used as the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention, and the coating material described below is impregnated.
  • the resin coating amount per one time becomes small, and the number of times of impregnation may have to be increased in order to obtain a certain amount of resin adhesion. Further, since the aqueous dispersion has a low viscosity, the fluororesin tends to settle, and there is a problem in storage stability. On the other hand, when the above value exceeds 70% by mass, the dispersibility of the obtained fluororesin aqueous dispersion becomes poor.
  • Fluoropolymers can be obtained by conventionally known polymerization methods such as suspension polymerization, emulsion polymerization, bulk polymerization, and solution polymerization.However, from the viewpoint of industrial use, suspension polymerization or emulsion polymerization is preferred. Emulsion polymerization is more preferred, since the dispersion after polymerization can be used as it is for the preparation of the aqueous dispersion of fluororesin. Specific examples of the emulsion polymerization are described in the description of the fluororesin aqueous dispersion composition (1) of the present invention. The methods mentioned are mentioned.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention is obtained by adding an additive to the fluororesin aqueous dispersion itself or the fluororesin aqueous dispersion according to the intended use. It is a thing. Therefore, the aqueous fluororesin dispersion composition (2) of the present invention can be further added to the aqueous fluororesin dispersion using the above-mentioned polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant according to the intended use. May be added.
  • the preparation of the aqueous fluororesin dispersion composition (2) of the present invention can be carried out in the same manner as the method for preparing the aqueous fluororesin dispersion composition (1) of the present invention. And then adding the above-mentioned polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant as a dispersant.
  • the fluororesin aqueous dispersion contains water in addition to the fluoropolymer and the polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant. Normally, ion-exchanged water is used.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (2) may be obtained by adding additives to the fluororesin aqueous dispersion according to the intended use.
  • additives refer to substances that can be usually added to a general aqueous dispersion.
  • examples of the additives include those commonly referred to as additives, compounds and the like.
  • additives and blends generally do not seem to be clearly separated, the above-mentioned additives are a concept including these.
  • the additives are preferably pigments, fillers, film-forming agents and Z or thickeners.
  • the pigment is not particularly limited as long as it does not deteriorate and has heat resistance even at a temperature equal to or higher than the melting point of the fluoropolymer.
  • carbon black for example, carbon black; ultramarine; Cr, Ti, Co, N Oxide pigments composed of one or more of oxides of metals such as i, Fe, Mn, Cu, and Sb; other inorganic calcined pigments such as force-dominium pigments; phthalocyanine phthalocyanine, phthalocyanine And organic pigments such as green and perylene.
  • the amount of the pigment is preferably 1 to 40% by mass based on the mass of the solid content of the fluoropolymer.
  • the filler is not particularly limited, and includes, for example, talc, my strength, clay, glass flake, glass beads and the like. Certain types of fillers, such as my strength and glass flakes, may be used as pigments.
  • the thickener is not particularly limited, and includes, for example, methylcellulose, polybutyl alcohol, polyacrylic acid copolymer and the like.
  • the film forming agent is not particularly limited, and includes, for example, a polymethacrylate copolymer, a nonionic surfactant, and the like.
  • the total mass of the filler, the thickener and the film-forming agent is preferably from 0.1 to 40% by mass of the total mass of the fluororesin aqueous dispersion composition.
  • the above-mentioned additives also include nonionic surfactants other than the above-mentioned polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactants such as fluorine-based and silicone-based surfactants, anion-based surfactants, thixotropy-imparting agents, and various types of resins. It may be a belling agent, a coloring agent, or the like.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (2) of the present invention uses a polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactant instead of the conventionally used alkylphenol-based dispersant. Since isotridecyl ether-based surfactant is an alkyl ether-based dispersant, it has no endocrine disrupting effect and has little effect on the biological environment. Further, in the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention, the polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant has an average number of branches per molecule of 1-5 to 2.9.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention exhibits these excellent effects, is hardly thermally decomposed under the processing conditions of drying and baking in a general processing step of the fluororesin, and has an odor. The occurrence of harm is suppressed and the working environment is not hindered.
  • the mechanism by which the generation of odor is suppressed is not clear, but is considered as follows. That is, conventionally, polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactants have a chain length of May contain many short impurities, and some of the impurities will evaporate at a temperature of 250 to 400 ° C, which is a general processing condition of fluororesin, and will be removed by gas and mist. It is considered that this caused a strong odor.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (2) of the present invention contains a polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant preferably having a purity of 90% or more, generation of odor is suppressed. It is thought that it is done.
  • Polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactants have a large carbon-carbon bond at the position where the alkyl group is branched under the general processing conditions of the fluorine-containing resin when the number of the alkyl groups described above is large. And / or carbon-hydrogen bonds tend to undergo oxidative decomposition. It is considered that the conventionally used polyoxyalkylene isotridecyl ether-based surfactant has a large number of alkyl groups and that the product obtained by oxidative decomposition also caused odor.
  • the average value of the number of branches per molecule of the polyoxyalkyleneisotridecyl ether-based surfactant contained in the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (2) of the present invention is as small as 2.9 or less. This suggests that the generation of odors due to oxidative decomposition is also suppressed.
  • the above-mentioned aqueous fluororesin dispersion composition (1) of the present invention can be suitably used as a coating composition.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (1) used as a coating composition is hereinafter referred to as “fluorine-containing aqueous coating composition” of the present invention.
  • the fluorinated aqueous coating composition of the present invention is a fluorinated aqueous coating composition comprising a tetrafluoroethylene polymer and an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant, wherein the aliphatic polyoxyalkylene is The ether dispersant has a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or higher.
  • the above fluorinated aqueous coating composition has components, compositions, physical properties and advantages when the fluorinated resin aqueous dispersion composition (1) of the present invention is a dispergion. Similar to the dispersion composition (1), the composition may further include a conductive filler, a thickener, an additive, and the like.
  • the thickener is used in an amount of 0.03 to 20% by mass based on the total mass of the fluorinated aqueous coating composition. Is preferably blended. If the amount is less than 0.3% by mass, the viscosity of the obtained fluorinated ice-based coating composition may be too low to make efficient coating difficult. If the content exceeds 20% by mass, the viscosity of the obtained fluorinated aqueous coating composition will be too high, and the coating amount will be difficult to control, so that the coating film will not be uniform and may deteriorate the film forming property and gloss. . A more preferred upper limit is 10% by mass.
  • the solid content of the fluorinated aqueous coating composition of the present invention is preferably 15 to 75% by mass of the fluorinated aqueous coating composition.
  • the “paint solids” refers to a composition containing a fluorine-containing aqueous coating composition applied on a substrate, dried at a temperature of 100 ° C. or lower, and dried at a temperature of 350 ° C. to 400 ° C. Means the residue of the coating composition after baking for 60 minutes.
  • the solid content of the paint contains a TFE polymer and a conductive filler to be blended if desired, and may further contain an additive such as a pigment.
  • the “coating solid content” represents the amount of the residue in mass% of the fluorine-containing aqueous coating composition applied on the substrate.
  • the amount of coating per coat decreases when coating with the obtained fluorinated water-based paint composition, making efficient coating difficult. There is. If the content exceeds 75% by mass, the dispersibility of the fluorinated water-based coating composition will be reduced, and the coating film will not be uniform, which may lower the film forming property and gloss.
  • a preferred lower limit is 30% by mass, and a preferred upper limit is 60% by mass.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (2) of the present invention can also be suitably used as a coating composition.
  • a coating composition the same fluorine-containing water as the raw paint composition and the same paint solid content
  • the aqueous fluororesin dispersion composition (1) and the aqueous fluororesin dispersion composition (2) of the present invention can be used to form a coating material widely even when used as the above-mentioned coating composition.
  • the coating material is obtained by applying the fluororesin aqueous dispersion composition (1) or the fluororesin aqueous dispersion composition (2) on a substrate surface.
  • the aqueous fluororesin dispersion composition (1) and the aqueous fluorinated resin dispersion composition (2) used for forming the coating material are usually those described above.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion Optionally pigments, fillers, thickening And Z or a film-forming agent may be added (hereinafter sometimes referred to as “enamel paint”).
  • the substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the application.
  • a heat-resistant fiber such as glass fiber, carbon fiber, ceramic fiber, metal fiber, and Kepler, and a woven fabric made of the heat-resistant fiber Fabrics and knitted fabrics; metal plates such as aluminum, stainless steel, iron, and ceramic; porous steel plates; polymer compound moldings; glass;
  • the coating material is generally coated with the fluororesin aqueous dispersion composition (1) or the fluororesin aqueous dispersion composition (2) on the base material, and then dried as appropriate. It is obtained by firing after heating to a temperature equal to or higher than the melting point of the fluorine resin and then cooling.
  • the application is usually performed after the substrate is subjected to a degreasing treatment and then a surface roughening treatment, and a primer is applied and dried.
  • aqueous fluororesin dispersion composition (1) or the aqueous fluororesin dispersion composition (2) is a dispergyl
  • it is suitable for application of the aqueous dispersion.
  • aqueous dispersion There is no particular limitation as long as it is included, and examples include impregnation coating, spray coating (spray coating), roll coating, spin coating, barrel coating, curtain flow coating, dip coating (dip coating), and the like.
  • impregnation coating is preferable.
  • the above-mentioned fluororesin aqueous dispersion and a powder of a positive electrode active material such as carbon fluoride and manganese dioxide are kneaded, and the powders are bound together.
  • the above drying is usually done at room temperature and 80 ⁇ 1? Drying by heating at a temperature of 0 ° C for 30 seconds to 5 minutes can be performed in combination.
  • the calcination can be usually performed by heating at a temperature of 350 to 400 ° C. for 1 to 5 minutes.
  • the article having the above-mentioned coating material is not particularly limited.
  • articles utilizing compression distortion resistance and oil resistance such as ground packing, bag filters, gaskets, etc .; Utilization of electrical insulation such as high-frequency printed circuit boards; Utilization of abrasion resistance of conveyor belts; Utilization of chemical resistance of reactors, ducts, pipes, valves, pumps, etc .; , Vessel, tower, centrifugal separator, etc .; use non-adhesive materials such as cooking sheet, pot, hot plate, frying pan, rice cooker, home baker, rice cake making machine, drying roll and cylinder roll for papermaking Utilizing the releasability; Office automation machines [OA] rolls, OA belts, papermaking rolls, calendar rolls for film production, injection molds, etc .; Film structures such as air domes roofing materials; irons, sliding materials (unlubricated bearing materials), etc., which utilize lubricity.
  • the article includes the base material in addition to the coating material.
  • the aqueous fluorine-containing resin dispersion composition (1) and the aqueous fluorine-containing resin dispersion composition (2) of the present invention can be used not only as a coating material but also as an adhesive.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (1) and the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention include polycarbonate [PC], a polymer alloy of PC and ABS resin, and the like.
  • the fluororesin aqueous dispersion composition (1) and the fluororesin aqueous dispersion composition (2) of the present invention utilize non-adhesiveness when a melt-processable fluoropolymer such as PFA or FEP is used.
  • a melt-processable fluoropolymer such as PFA or FEP
  • it can be used as a raw material of a coating material for coating a synthetic resin such as epoxy resin, urethane foam, hard urethane rubber, etc. or a synthetic rubber molding die.
  • a fiber obtained by pressure spinning in a coagulation bath to produce a fibrous body and baking and stretching can be used as the fluorinated resin fiber.
  • Dispanol TO C Polyoxyethylene isotridecyl ether (Nippon Yushi Co., Ltd., starting material for alkyl group is a mixture of propylene and butene)
  • Leocol TD-90 Polyoxyethylene isotridecyl ether (Lion, starting material for alkyl group is a mixture of propylene and butene)
  • Nonion C13 Polyoxyethylene tridecyl ether (manufactured by NOF Corporation)
  • Nonion EH 205.5 Polyoxyethylene octyl ether (manufactured by NOF Corporation)
  • Emanoregen 1 09 P Polyoxyethylene radiolinoleatenole (manufactured by Kao Corporation)
  • Rheox WC-145 Polyoxyethylene stearyl ether (manufactured by Lion Corporation)
  • Lutensol TO-8 Polyethyleneethylene tridecyl ether (BASF, starting material for alkyl group is butene trimer)
  • Neugen TD S-80 Polyoxyethylene tritridecyl ether (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., alkyl group starting material is butene trimer)
  • Nonion EAD-13 Polyoxyethylene alkyl ether (Nippon Yushi Co., Ltd.)
  • Nonion EAD-15 Polyoxyethylene alkyl ether (Nippon Yushi Co., Ltd.) Reference Example 1 Oxidative decomposition rate of polyoxyalkylene ether dispersant
  • Lutensol TO-8, Neugen TDS-80, Leocol TD-90, Nonion EAD-13 and Nonion EAD-15 were added to a thermogravimetric differential scanning calorimeter [DTGA] (SEI Using KO INS TRUMENT S, heat nitrogen from room temperature to 200 ° C at a rate of 10 ° CZ while aerating nitrogen at a flow rate of 20 Om 1 / min. The mass reduction rate of the sample after heating was measured with a thermobalance. Air was used instead of nitrogen, and the mass reduction rate was measured in the same manner. The difference between the mass loss rate under air and the mass loss rate under nitrogen was calculated as the oxidative decomposition rate. .
  • Reference Example 2 5-% decomposition temperature of polyoxyalkylene ether dispersant Each of the dispersants (about 10 mg each) used in Reference Example 1 was subjected to the above thermogravimetric differential scanning calorimetry [DTGA]
  • TFE homopolymer As the core, 0.115% by mass of PP VE of the total mass of tetrafluoroethylene [TFE] and perfluoropropylvinyl ether [PP VE] is A dispersion of a core Z-shell TFE polymer (I) having a two-layer structure with a number-average molecular weight of 7.5 million and an average particle diameter of 250 nm using the added modified polytetrafluoroethylene [modified PTFE] as a shell, Concentration is performed using Lutensol TO-8, the above-mentioned Lutensol TO-18 is used as a dispersing agent, and further, pure water is used so that the mixing amount of the dispersing agent is 4.0% by mass with respect to the main solid content.
  • Lutensol TO-8 Concentration is performed using Lutensol TO-8, the above-mentioned Lutensol TO-18 is used as a dispersing agent, and further, pure water is used so that the mixing amount of the dispersing agent is 4.0%
  • Example 2 To obtain a dispersion in which the solid content of the core-shell TFE polymer (I) is 60% by mass. Using this dispersion, a coating composition was prepared according to composition 1 shown in Table 2. With respect to the coating film formed from the obtained coating composition, various physical properties such as a crack limit film thickness, a surface roughness and a gloss were measured. Table 3 shows the results.
  • Example 2 To obtain a dispersion in which the solid content of the core-shell TFE polymer (I) is 60% by mass. Using this dispersion, a coating composition was prepared according to composition 1 shown in Table 2. With respect to the coating film formed from the obtained coating composition, various physical properties such as a crack limit film thickness, a surface roughness and a gloss were measured. Table 3 shows the results. Example 2
  • Example 3 Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of the dispersant was adjusted to 6.0% by mass with respect to the main solid content, and a coating film formed from the obtained coating composition was obtained. Various physical properties were measured. Table 3 shows the results. Example 3
  • Example 4 Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of the dispersant was adjusted to 8.0% by mass with respect to the main solid content, and a coating film formed from the obtained coating composition was obtained. Various physical properties were measured. Table 3 shows the results. Example 4
  • Example 5 Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of the dispersant was adjusted to 12.0% by mass with respect to the main solid content, and formed from the obtained coating composition. Various physical properties of the coating film were measured. Table 3 shows the results. Example 5
  • TFE tetrafluoroethylene
  • CTFE black trifluoroethylene
  • Example 7 Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 2 except that a TFE homopolymer having a number average molecular weight of 5.5 million and an average particle diameter of 250 nm was used in place of the core / sur TFE polymer (I), and obtained. Various physical properties were measured for the coating film formed from the coating composition. Was. Table 3 shows the results.
  • Example 7
  • Example 8 Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 2 except that Neugen SD-70 (trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., 50% arc angle, temperature: 265 ° C) was used as the dispersant, and the resulting product was obtained. Various physical properties of the coating film formed from the coating composition were measured. Table 3 shows the results. Example 8
  • Example 9 Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 2 except that Neugen TDS-80 (trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was used as a dispersant, and various coating films formed from the obtained coating composition were prepared. Physical properties were measured. Table 3 shows the results.
  • Neugen TDS-80 trade name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
  • Example 10 Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 2 except that DKS NL-Dash 410 (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., 50% decomposition temperature: 290 ° C) was used as a dispersant. Various physical properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. Table 3 shows the results.
  • Example 10 DKS NL-Dash 410 (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., 50% decomposition temperature: 290 ° C) was used as a dispersant. Various physical properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. Table 3 shows the results.
  • Example 10 Example 10
  • Example 1 1 Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 2 except that Lutensol TO-10 (trade name, manufactured by BAS F, 50% decomposition temperature: 300 ° C) was used as a dispersant, and the obtained coating composition was obtained. Various physical properties of the coating film formed from the product were measured. Table 3 shows the results.
  • Example 1 1 Lutensol TO-10 (trade name, manufactured by BAS F, 50% decomposition temperature: 300 ° C) was used as a dispersant, and the obtained coating composition was obtained. Various physical properties of the coating film formed from the product were measured. Table 3 shows the results. Example 1 1
  • Example 1 2
  • Example 13 a TFE copolymer [PFA] with an average particle diameter of 200 nm to which 3.5% by mass of PPVE of the total mass of TFE and PPVE is added
  • PFA a TFE copolymer with an average particle diameter of 200 nm to which 3.5% by mass of PPVE of the total mass of TFE and PPVE is added
  • a coating composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that the coating composition was used in accordance with composition 2 shown in Table 2, and various physical properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. Table 3 shows the results.
  • Example 13 a TFE copolymer [PFA] with an average particle diameter of 200 nm to which 3.5% by mass of PPVE of the total mass of TFE and PPVE is added
  • TFE having an average particle diameter of 150 nm with 13.2% by mass of HFP added to the total mass of TFE and hexafluoropropylene [HFP] instead of the corenosil TFE polymer (I)
  • FEP copolymer
  • Table 2 shows the results. Comparative Example 1
  • Example 2 Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 2 except that Leocol TD-90 used in Example 11 was used as a dispersant, and various physical properties were measured for a coating film formed from the obtained coating composition. did. Table 3 shows the results. Comparative Example 2
  • Example 2 Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 2 except that Nonion EAD-13 was used as a dispersant, and various physical properties were measured for a coating film formed from the obtained coating composition. Table 3 shows the results. Comparative Example 3
  • Example 11 Performed with the exception that Reocol TD-90 used in Example 11 was used as the dispersant Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 6, and various physical properties were measured for the coating film formed from the obtained coating composition. Table 3 shows the results. Comparative Example 4
  • Example 12 Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 12 except that Leocol TD-90 used in Example 11 was used as a dispersant, and various properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. It was measured. Table 3 shows the results. Comparative Example 5
  • Example 13 Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 13 except that Leocol TD-90 used in Example 11 was used as a dispersant, and various physical properties were obtained for the coating film formed from the obtained coating composition. It was measured. Table 3 shows the results. Measuring method
  • the coating compositions obtained in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 5 were spray-coated on a non-plasted aluminum plate so that the film thickness was changed stepwise. After drying for 5 minutes, it was baked at 380 ° C. for 20 minutes. The surface of the obtained coating film was observed with a 20 ⁇ optical microscope, and the film thickness of the thinnest part where cracks occurred was defined as the crack limit film thickness.
  • the surface roughness [Ra] of the coating film where cracks did not occur was determined using Surfcom 47 OA (trade name, manufactured by Tokyo Seimitsusha). Measured.
  • Spray-coat EK-1900 BKN (trade name, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) on a non-plastic aluminum plate to a thickness of 10 to 15 ⁇ at 80 ° C. Dried for 15 minutes.
  • the obtained aluminum plate was spray-coated with the coating compositions obtained in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 5 to a thickness of 10 to 15 ⁇ , After drying at 15 ° C for 15 minutes, baking was performed at 380 ° C for 20 minutes.
  • the gloss of the surface of the obtained coating film was measured using UGV-5K (trade name, digital variable-angle gloss meter manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) at an incident angle and a light receiving angle of 60 ° C. Table 2
  • Type Decomposition temperature [60/60 °] Average molecular weight (million) (Urn) ( ⁇ m)
  • the coating film obtained from Example 2 was slightly inferior to the above-mentioned physical properties as compared with the coating film obtained from Example 2 using only the former, but was sufficiently excellent as compared with Comparative Examples 1 and 2.
  • Example 14 the coating compositions of Examples 12 and 13 using PFA and the coating compositions of Examples 13 using FEP were the same as the coating compositions of Comparative Example 4 using the same polymer. Compared with the coating composition R of Comparative Example 5, the above-mentioned properties of the coating film were significantly improved.
  • Example 14 the coating compositions of Examples 12 and 13 using PFA and the coating compositions of Examples 13 using FEP were the same as the coating compositions of Comparative Example 4 using the same polymer. Compared with the coating composition R of Comparative Example 5, the above-mentioned properties of the coating film were significantly improved.
  • TFE tetrafluoroethylene
  • P PVE perfluoropropylvinylether
  • the dispersion of the core Z-shell TFE polymer (I) having a two-layer structure having a number average molecular weight of 7.5 million and an average particle diameter of 250 nm as a shell was concentrated using the lutenzol TO-8 used in Example 1 and concentrated.
  • the above-mentioned Lutensol TO-8 was used as a dispersant, and pure water was used to adjust the blending amount of the dispersant to 7.3% by mass with respect to the main solid content.
  • a dispersion having a solid concentration of (I) of 60% by mass was obtained.
  • a coating composition was prepared in accordance with composition 3 shown in Table 4.
  • ECP trade name, Ketjen Black manufactured by Lion
  • the coating film formed from the obtained coating composition was measured for various physical properties such as crack limit film thickness, surface roughness, gloss and surface resistivity. Table 5 shows the results.
  • Example 15
  • TFE tetrafluoroethylene
  • CT FE black trifluoroethylene
  • Example 17 a TFE homopolymer having a number average molecular weight of 550,000 and an average particle diameter of 250 nm was used, and the blending amount of the dispersant was 6.5 mass with respect to the main solid content. %, And concentrated and prepared in the same manner as in Example 14 except that the compounding amount of the conductive filler was set to 1.0% by volume of the main solid. From the obtained coating composition, Various physical properties were measured for the formed coating film. Table 5 shows the results.
  • Example 17 a TFE homopolymer having a number average molecular weight of 550,000 and an average particle diameter of 250 nm was used, and the blending amount of the dispersant was 6.5 mass with respect to the main solid content. %, And concentrated and prepared in the same manner as in Example 14 except that the compounding amount of the conductive filler was set to 1.0% by volume of the main solid. From the obtained coating composition, Various physical properties were measured for the formed coating film. Table 5 shows the results.
  • Example 18 Using the Neugen TDS-80 used in Example 8 as a dispersant, the amount of the dispersant was adjusted so as to be 8.7% by mass with respect to the main solid content, and the amount of the conductive filler was mainly adjusted. Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 1.4 except that the solid content was 5.0% by volume, and various physical properties were measured for the coating film formed from the obtained coating composition. Table 5 shows the results. Example 18
  • Example 7 Using Neugen SD-70 used in Example 7 as a dispersant, the amount of the dispersant was adjusted to 7.6% by mass with respect to the main solid content, and the amount of the conductive filler was adjusted to the main solid. Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 14 except that the content was 3.0% by volume, and various physical properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. Conclusion The results are shown in Table 5.
  • Example 19 9-Using DKS NL-Dash 410 used in Example 9 as a dispersant, adjusting the blending amount of the dispersant to be 9.2% by mass relative to the main solid content, Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 14 except that the amount of the filler was changed to 6.0% by volume of the main solid, and various physical properties were measured for the coating film formed from the obtained coating composition. did. Table 5 shows the results.
  • Example 20 9-Using DKS NL-Dash 410 used in Example 9 as a dispersant, adjusting the blending amount of the dispersant to be 9.2% by mass relative to the main solid content, Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 14 except that the amount of the filler was changed to 6.0% by volume of the main solid, and various physical properties were measured for the coating film formed from the obtained coating composition. did. Table 5 shows the results.
  • Example 20 9-Using DKS NL-Dash 410 used in Example 9 as a dispersant, adjusting the blending amount of the dis
  • Example 21 Using the Lutensol TO-10 used in Example 10 as the dispersant, the amount of the dispersant was adjusted to be 11.3% by mass with respect to the main solid content, and the conductive filler was mixed. The amount is 10.0 volumes of primary solids. Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 14 except that the ratio was set to / 0, and various physical properties were measured for the coating film formed from the obtained coating composition. Table 5 shows the results. '' Example 21
  • Example 2 4 As a conductive filler, Toka Black # 550 (trade name, acetylene black manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) was used at 5.0% by volume of the main solids, and the amount of the dispersant was 8 times the main solids. Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 14 except that the concentration was adjusted to 0.7% by mass, and various physical properties were measured for the coating film formed from the obtained coating composition. Table 5 shows the results.
  • Example 2 4 As a conductive filler, Toka Black # 550 (trade name, acetylene black manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) was used at 5.0% by volume of the main solids, and the amount of the dispersant was 8 times the main solids. Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 14 except that the concentration was adjusted to 0.7% by mass, and various physical properties were measured for the coating film formed from the obtained coating composition. Table 5 shows the results.
  • Example 2 4
  • Example 2 5 As the conductive FILLER one, Kondakuttekusu 9 7 5 (trade name, Columbia carbon emissions Co. furnace black) using 6.0 volume 0/0 of the main solids, the amount of dispersing agent relative to the main solid 9. Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 14 except that the concentration was adjusted to 2% by mass, and various physical properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. Table 5 shows the results. Example 2 5
  • DCB-250 (trade name, graphite manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd.) was used as the conductive filler at 10.0% by volume of the main solid content, and the blending amount of the dispersant was 1.1 to the main solid content. Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 14 except that the concentration was adjusted to 3% by mass, and various physical properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. Table 5 shows the results. Comparative Example 6
  • Example 7 Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 14 except that Leocol TD-90 used in Example 11 was used as the dispersant, and various physical properties were obtained for the coating film formed from the obtained coating composition. Was measured. Table 5 shows the results. Comparative Example 7
  • the nonionic EAD-13 used in Comparative Example 2 was used as the dispersant, and the amount of the dispersant was adjusted to 7.6% by mass with respect to the main solid content, and the amount of the conductive filler was adjusted. Concentration and preparation were performed in the same manner as in Example 14 except that the main solid content was 3.0% by volume, and various physical properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. Table 5 shows the results. Comparative Example 8
  • Example 9 Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 16 except that Leocol TD-90 used in Example 11 was used as a dispersant, and various properties were obtained for the coating film formed from the obtained coating composition. It was measured. Table 5 shows the results. Comparative Example 9
  • Example 21 Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 21 except that Leocol TD-90 used in Example 11 was used as a dispersant, and various properties of the coating film formed from the obtained coating composition were measured. It was measured. Table 5 shows the results.
  • Example 22 Concentration and preparation were carried out in the same manner as in Example 22 except that Leocol TD-90 used in Example 11 was used as a dispersant, and various physical properties of a coating film formed from the obtained coating composition were measured. It was measured. Table 5 shows the results.
  • the coating compositions obtained in Examples 14 to 25 and Comparative Examples 6 to 10 were spray-coated on an insulating glass plate so that a film thickness of 5 to 10 ⁇ m was obtained, and 80 ° was applied. After drying at C for 15 minutes, it was baked at 380 ° C for 20 minutes.
  • the surface resistivity of the surface of the obtained coating film was measured using Hiresta UP (trade name, manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.). Table 4
  • the coating composition of Example 144 using an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant having a 50% decomposition temperature of 250 ° C. or higher has a 50% decomposition temperature of 50%.
  • the resulting coating had excellent crack limit film thickness, surface roughness and gloss.
  • the coating composition of Example 21 using PFA as the TFE polymer and the coating composition of Example 22 using FEP as the TFE polymer were comparative examples using the same TFE polymer, respectively.
  • the obtained coating film had significantly improved crack limit film thickness, surface roughness and gloss.
  • Example 14 to 25 in which the conductive filler was blended exhibited crack limit film thickness and surface roughness as compared with Examples 1 to 13 in which the conductive filler was not blended. Although the gloss was slightly inferior, a significant decrease in various physical properties due to the addition of the conductive filler was suppressed.
  • TFE homopolymer As a fluoropolymer, a dispersion containing 30% by mass of tetrafluoroethylene homopolymer (TFE homopolymer; number-average molecular weight: 2,000,000, average particle size: 0.20 ⁇ ) was added. —8 was added so as to be about 0.14% by mass with respect to the mass of the solid content of the TFE homopolymer, and left at a temperature of 70 ° C. for about 48 hours. The TFE homopolymer particles were sedimented and the supernatant was removed to obtain a TFE homopolymer concentrate of about 70% by mass. At this time, the amount of the polymer adsorbed by the surfactant was 2.99% by mass.
  • TFE homopolymer tetrafluoroethylene homopolymer
  • the viscosity at 25 ° C. of this aqueous dispersion was 22 mPa ⁇ s, and the viscosity at 40 ° C. was 18 mPa ⁇ s.
  • the following evaluation was performed about the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 6 and 7. Evaluation method
  • the glass cloth was impregnated with the above aqueous dispersion in the same manner as above, dried, and then heated to a temperature equal to or higher than the melting point.
  • the odor was evaluated by three operators, and the evaluations of the three persons were integrated.
  • the evaluation criteria were as follows.
  • the TFE homopolymer used in Example 26 was used as a core, and the TFE, and the total mass of the tetrafluoroethylene (TFE) and the perfluoroalkylvinyl ether (PAVE) of 0. Particles with a two-layer structure (average particle size 0.24 ⁇ ) having a shell of modified polytetrafluoroethylene (modified PTFE; number average molecular weight 7.5 million) obtained by copolymerization with 1% by mass of PAVE
  • modified PTFE aqueous dispersion was prepared in the same manner as in Example 26, except that was used.
  • the obtained modified PTFE aqueous dispersion was evaluated in the same manner as in Example 26. Table 6 shows the results.
  • Example 27 In the same manner as in Example 26, except that the modified PTFE used in Example 27 was used as a fluoropolymer and the amount of surfactant was adjusted to be about 4% by mass relative to the mass of the solid content of the modified PTFE. Thus, an aqueous dispersion was prepared. The obtained modified aqueous PTFE dispersion was evaluated in the same manner as in Example 26. Table 6 shows the results. Comparative Example 11: 16
  • An aqueous TFE homopolymer dispersion was obtained in the same manner as in Example 26, except that the surfactants shown in Tables 5 and 6 were used instead of lutenzol T O-8 used in Example 26.
  • the obtained TFE homopolymer aqueous dispersion was evaluated in the same manner as in Example 26.
  • the results of Comparative Examples 11, 12, and 15 are shown in Table 6, and the results of Comparative Examples 13, 14, and 16 are shown in Table 7.
  • the method of evaluating the surfactant was as follows. Surfactant surface tension: 0.1 ° / of each surfactant.
  • An aqueous solution was prepared and measured at 25 ° C with a surface tensiometer.
  • Surfactant cloud point A 1.0% aqueous solution of each surfactant was prepared, and the temperature at which the surfactant became cloudy was measured.
  • Example 26 a TFE / PAVE copolymer obtained by copolymerizing TFE and 3.5% by mass of PAVE based on the total mass of TFE and PAVE ( PFA: Concentration was performed for 48 hours in the same manner as in Example 26 except that the number average molecular weight was 400,000 and the average particle diameter was 0.15 m). The solid content of the obtained PFA was 68% by mass.
  • the pentazole TO-8 used in Example 26 was added to the PFA concentrate at 6% by mass of the solids mass of PFA, and pure water was added to adjust the solids concentration to 60% by mass. Further, the pH was adjusted to 9.3 with aqueous ammonia to obtain an aqueous PFA dispersion.
  • Example 30 In the same manner as described in Example 26, four 50 cm 2 aluminum plates were coated, and when heated to a temperature equal to or higher than the melting point, the odor of scissors was evaluated.
  • Example 30 In the same manner as described in Example 26, four 50 cm 2 aluminum plates were coated, and when heated to a temperature equal to or higher than the melting point, the odor of scissors was evaluated.
  • the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (1), the fluorine-containing resin aqueous dispersion composition (2) and the fluorine-containing aqueous coating composition of the present invention can form a film having excellent film-forming properties and good gloss.
  • an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant By selecting an aliphatic polyoxyalkylene ether dispersant, the dispersant, mechanical stability and processability can be further improved with low odor.
  • each of the above-mentioned compositions has excellent leveling properties of the coating film even if it contains a conductive filler, it can be suitably used for conductive sliding parts of home electric appliances and the like.

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Description

含フッ素樹脂水性分散体組成物及び含フッ素水性塗料組成物 技術分野
本発明は、 含フッ素榭脂水性分散体組成物及び含フッ素水性塗料組成物に関す る。 背景技術 ,
含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 含フッ素樹脂水性分散体からなり、 用途に 応じて更に顔料、 充填剤等の添加剤類を適宜含有させたものであり、 含浸塗布、 浸漬塗布、 吹き付け塗装等の塗布工程を経て得られる被覆材のほか、 キャストフ イルム、 プラスチック添加剤、 繊維、 土壌改良剤等の多くの用途に用いられてい る。
テトラフルォロエチレン/パーフルォロ (アルキルビュルエーテル) 共重合体 [ P F A] 等のテトラフルォロエチレン共重合体 〔T F E共重合体〕 、 ポリテト ラフルォロエチレン 〔P T F E〕 等からなる含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 従来、 分散剤としてアルキルフヱノールを原料とした非イオン系界面活性剤 (ァ ルキルフエノール系分散剤) が用いられてきた。
しかしながら、 アルキルフエノール系分散剤は、 アルキルフエノールが内分泌 撹乱物質 (環境ホルモン) である疑いがあるので、 内分泌撹乱物質を発生しない 分散剤の開発が望まれている。
内分泌撹乱物質を発生しない分散剤として、 式 R 1—〇一 A 1— H (式中、 R 1 は、 炭素数 8〜2 4の直鎖状、 分岐状若しくは環式の飽和又は不飽和の脂肪族炭 化水素基を表し、 A 1は、 ォキシエチレン基数 2〜 5 0及びォキシプロピレン基 数 0〜 3 0のポリオキシアルキレン鎖を表す。 )· で表される脂肪族系ポリオキシ アルキレンエーテルを用いた P T F E水性分散体がある (例えば、 特開昭 4 7—
6 5 3 8号公報 (第 1 一 4頁) ) 。
P T F E水性分散体に用いる脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテルとしては、 また、 曇点が 45°Cを超え 85°C以下であるもの (例えば、 特開平 8— 2692
85号公報 (第 1一 3頁) ) 、 脂肪族炭化水素基がその主鎖の途中に第 2級炭素 原子を 1個有するもの (例えば、 特開平 1 1— 1 5 238 5号公報 (第 1一 3頁 ) ) 、 ォキシプロピレン基を 1分子あたり 1個以上有するもの (例えば、 特開平 1 1 - 240993号公報 (第 1一 4頁) ) 、 又は、 少なくとも 3つの枝を有す るイソトリデシル基からなり、 抑泡性界面活性剤として使用するォキシプロピレ ン基を有するィソトリデシルエーテル系界面活性剤 (例えば、 特表 2000— 5 1 1 5 78号公報) がある。
イソトリデシルアルコール系界面活性剤の製造方法として、 U. カルツァ及び K. テガー著テンシド サーフ. デット. (U. Ka l u z a u n d K. T a e g e r , T e n s i d e S u r f . D e t . ) 3 3卷 46項 (1 9
9 6年) には、 工業的には通常、 炭素数 1 2のォレフインからォキソ法によるヒ ドロホルミル化を経て得られるォキソアルコールをエーテル化する方法が紹介さ れている。
この製造方法における炭素数 1 2のォレフインは、 単量体を付加させて得られ、 従来、 この単量体としてブテン単独、 プロピレン単独、 又は、 ブテンとプロピレ ンとの混合物を用いる方法が知られており、 例えば、 特表 2000— 5 1 1 57 8号公報の実施例では 1ーブテンと 2—ブテンとの混合物を 3量化している。 これらの PTFE水性分散体は、 基材に塗布して得られる塗布膜をフッ素樹脂 の融点以上の温度に加熱して焼成する等の塗装方法により塗膜を形成させて用い るものである。 しかしながら、 これらの PTFE水性分散体は、 いずれも造膜性 や得られる塗膜の光沢に劣るという問題があった。
これらの内分泌撹乱物質を発生しない分散剤を P F A等の TFE共重合体、 コ ァ Zシェル構造の PTF E等に用いた水性分散体は、 その塗布膜を焼成する際、 これらの重合体の熱収縮が大きいので塗膜にクラックを生じやすく、 造膜性や塗 膜の光沢を大きく低下させるという問題があった。
フッ素樹脂塗料組成物としては、 また、 得られる塗膜に導電性を付与するため、 PT F E等の水性分散体に導電性フィラーとしてカーボンブラック、 グラフアイ ト等を配合したものがある。 導電性フィラーを配合した水性分散体は、 導電性フイラ一を配合しない場合と 比べて塗膜のレべリング性ゃ耐クラック性に劣り、 造膜性が悪化するので、 塗装 により得られる物品を O A機器等における非粘着性、 表面平滑性等を要求する用 途に使用することができないという問題があった。
水性分散体であるフッ素樹脂塗料組成物の造膜性や塗膜のレべリング性及び光 沢を改善する方法として、 アクリル樹脂、 ポリオキシエチレン系プレボリマー等 からなる造膜剤を添加する方法がある。
しかしながら、 造膜剤を添加する方法は、 水性分散体の組成が複雑となる問題 と、 塗布後の焼成時に造膜剤がガスを発生するという問題があった。
造膜剤を添加する方法は、'また、 P F A等のT F E共重合体、 コア Zシェル構 造の P T F E、 又は、 導電性フィラーの少なくとも何れかを配合した場合、 造膜 性や塗膜の光沢が改善されないという問題があった。 発明の要約
本発明の目的は、 上記現状に鑑み、 造膜性に優れ、 光沢が良好な被膜を得るこ とができる含フッ素樹脂水性分散体組成物を提供することにある。
すなわち、 本発明は、 テトラフルォロエチレン重合体に脂肪族系ポリオキシァ ルキレンエーテル分散剤を配合してなる含フッ素樹脂水性分散体組成物であって、 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上であることを特徴とする含フッ素樹脂水性分散体組成物である。
また、 本発明は、 フルォロ重合体及びポリオキシアルキレンイソトリデシルェ 一テル系界面活性剤からなる含フッ素樹脂水性分散体組成物であって、 上記含フ ッ素樹脂水性分散体組成物は、 含フッ素榭脂水性分散体からなるものであり、 上 記フルォロ重合体は、 固形分が上記含フッ素樹脂水性分散体の総質量の 3 0〜7 0質量%であり、 上記ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性 斉 IJは、 上記フルォロ重合体の固形分質量の 1〜2 1質量%であり、 下記一般式 ( I )
R - O - A - H ( I )
(式中、 Rは、 式一 C i 3 H 2 7で表され、 1分子あたりの分岐数の平均値が 1 . 5〜 2 . 9であるアルキル基である。 Aは、 ォキシエチレン基数 5〜 2 0及びォ キシプロピレン基数 0〜 6のポリオキシアルキレン鎖を示す。 ) で表されるもの であることを特徴とする含フッ素樹脂水性分散体組成物である。
更に、 本発明は、 テトラフルォロエチレン重合体に脂肪族系ポリオキシアルキ レンエーテル分散剤を配合してなる含フッ素水性塗料組成物であって、 上記脂肪 族系ポリォキシアルキレンエーテル分散剤は、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上で あることを特徴とする含フッ素水性塗料組成物である。
以下に本発明を詳細に説明する。 発明の詳細な開示
本明細書において、 含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 フルォロ重合体に脂肪 族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤を配合してなるものである。
上記含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 含フッ素樹脂水性分散体からなる組成 物である。 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 含フッ素樹脂水性分散体その ものであってもよいし、 含フッ素樹脂水性分散体に何らかの処理をして得られる 組成物であってもよい。 上記何らかの処理としては特に限定されず、 例えば、 後 述の添加剤類を加え、 適宜攪拌、 混練等を行う処理等が挙げられる。 上記何らか の処理をして得られる組成物としては、 デイスパージヨンであってもよいし、 混 練等により得られるペースト状物等であってもよい。
上記含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 従って、 通常、 上記含フッ素樹脂水性 分散体を調製してそのまま用いるか、 又は、 調製した含フッ素樹脂水性分散体に 用途に応じて更に添加剤類を加えて用いるものである。
上記含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 例えば、 塗料組成物等として用い、 基 材に塗布して得られる塗布膜を焼成する等の被覆方法により塗膜等の被膜を形成 させてなる被覆材を作製したり、 接着剤として用いたりすることができる。 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物において、 フルォロ重合体及び含フッ素樹 脂分散剤は、 通常、 含フッ素樹脂水性分散体に含ませることにより、 含フッ素樹 脂水性分散体組成物に含まれることとなる。 従って、 脂肪族系ポリオキシアルキ -ーテル分散剤によるフルォロ重合体の分散性、 機械的安定性、 保存安定性 等の効果は、 本明細書において、 便宜上、 含フッ素樹脂水性分散体組成物につい て述べるときであっても、 特に別の記載をしない限り、 少なくとも含フッ素樹脂 水性分散体において奏するものであればよい。
上記含フッ素樹脂水性分散体は、 含フッ素樹脂の水性分散体である。 上記含フ ッ素樹脂は、 フルォロ重合体からなるものである。
上記含フッ素樹脂水性分散体は、 フルォロ重合体からなる粒子を分散質とし、 水性媒体を分散媒とする水性分散体である。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 上記水性媒体中でミセ ルを形成し、 上記フルォロ重合体を上記ミセル中に取り込み、 上記フルォロ重合 体を水中油滴型の粒子として上記水性媒体中に分散させるものである。 上記 「フ ルォ口重合体」 は、 後述するように、 例えば、 テトラフルォロエチレン重合体 [ T F E重合体] 等、 炭素原子に結合しているフッ素原子を有する重合体である。 本明細書において、 テトラフルォロエチレン重合体に脂肪族系ポリオキシアル キレンエーテル分散剤を配合してなる含フッ素樹脂水性分散体組成物であって、 上記脂肪族系ポリォキシアルキレンエーテル分散剤は、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上であるものを、 以下、 本発明の 「含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 」 という。 なお、 本明細書において、 上記 「 (1 ) 」 又は後述の 「 (2 ) 」 を付さ ずに、 単に 「含フッ素樹脂水性分散体組成物」 というときは、 上述のフルォ口重 合体に脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤を配合してなる含フッ素樹 脂水性分散体組成物であって、 含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 及び後述の 含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) を含みうる概念を表す。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) は、 上記脂肪族系ポリオキシァ ルキレンエーテル分散剤として 5 0 °/0分解温度が 2 5 0 °C以上であるものを用い たものであるので、 造膜性に優れ、 光沢が良好な被膜を得ることができる。
本明細書において、 上記 「5 0 %分解温度」 とは、 室温において採取した試料 を熱重量示差走査熱量計 〔D T G A〕 を用いて、 流速 2 0 0 m 1 /分で空気を通 しながら 1 0 °CZ分の速度で温度上昇させ、 熱天秤により質量を測定した場合に おける昇温開始前の試料に対する昇温後 試料の質量減少率が 5 0 %である温度 を意味する。 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 50%分解温度が 25 0°C未満であると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物の塗布膜を焼成する 際、 TFE重合体の融解時までに分解し、 塗布膜中の残存量がないかごく少量と なってしまう。 その結果、 塗布時には、 T F E重合体の粒子同士の間を埋めるよ うに存在していた脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤がなくなり、 基 材上には TFE重合体の粒子が不連続に残された状態となる。 このような塗布膜 は、 粒子径が 0. 1〜0. 3 μπιの TFE重合体の粒子が粉末化して見かけ密度 が低くなつている。 TFE重合体の粒子は、 通常、 融解すると自らの表面張力に より集まって成膜するが、 見かけ密度が低い塗布膜は、 TFE重合体の粒子が個 々に融解しても TFE重合体の粒子同士が充分に融着しないので、 レべリング性 が悪く、 被膜に光沢が出なかったり、 クラックを発生したりして造膜性に劣る。 上記脂肪族系ポリォキシアルキレンエーテル分散剤は、 50 %分解温度が 25 0°C以上であると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の塗布膜を焼 成する際、 TFE重合体が融解するまで少なくとも一部が分解せず塗布膜中に残 つており、 TF E重合体の粒子同士の間を埋めるように依然存在していることに より、 TF E重合体の粒子同士をつなぎ止め、 TFE重合体の粒子同士の融着を 促進する。 従って、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) は、 アク リル 樹脂、 ポリオキシエチレン系プレボリマー等からなる造膜剤を用いなくても耐ク ラック性等の造膜性に優れ、 レべリング性が向上することにより被膜に光沢を出 すことができる。
上記脂肪族系ポリォキシアルキレンエーテル分散剤は、 上記 50 %分解温度の 上限が 350°Cであるものが好ましい。 5 0%分解温度が 350°Cを超えると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物の塗布膜を焼成する際、 大部分が分解せ ず塗布膜中に残り、 得られる被膜が着色する場合がある。
上記脂肪族系ポリォキシアルキレンエーテル分散剤の 50 %分解温度の好まし い下限は、 26 0°Cであり、 より好ましい上限は、 3 30°Cであり、 更に好まし い上限は、 320°Cである。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 下記一般式
RO (C2H40) n (C3H6〇) mH (式中、 Rは、 炭素数 8〜1 8の直鎖状若しくは分岐状の飽和又は不飽和の非環 式脂肪族炭化水素基、 又は、 炭素数 8〜1 8の飽和環式脂肪族炭化水素基を表し、 nは、 3〜2 5の整数を表し、 mは、 0〜6の整数を表す。 ) で表されるもので あることが好ましい。
本明細書において、 上記一般式における上記 Rの炭素数、 上記 n及び上記 mは、 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤の各分子における値の平均で ある。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) は、 従来用いられていたアルキ ルフエノール系分散剤に代えて、 脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤 を用いており、 この脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 アルキル エーテル系分散剤であるので、 内分泌撹乱作用がなく、 生体環境への影響が小さ レ、。
上記非環式脂肪族炭化水素基は、 環状構造を有していない脂肪族炭化水素基で ある。 上記飽和環式脂肪族炭化水素基は、 飽和環状構造を有している脂肪族炭化 水素基である。 上記飽和環式脂肪族炭化水素基は、 炭素数の合計が 8〜1 8であ れば、 飽和環状構造を 2個以上有していてもよい。 上記飽和環式脂肪族炭化水素 基は、 置換基を含めた炭素数の合計が 8〜1 8であれば、 飽和環状構造の炭素原 子に結合している 1個又は 2個以上の水素原子が直鎖状又は分岐状のアルキル基 に置換されていてもよい。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 T F E重合体の粒子へ の吸着性に優れる点で、 上記 Rが分岐状であることが好ましいが、 通常、 上記 R の分岐点の数が多いほど熱分解温度が低下するので、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C 以上となる範囲内で上記 Rが分岐しているものがより好ましく、 入手容易性等の 点から、 上記 Rが分岐状の飽和の非環式脂肪族炭化水素基であるものが更に好ま しい。 なお、 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 後述の製造 方法から明らかであるように、 通常、 単量体の付加反応の反応生成物として得ら れ、 付加の配向により上記 Rの分岐の状態が個々に異なり得る分子の集合体とし て得られるものである。
上記 Rは、 T F E重合体の粒子の分散性に優れる点から、 炭素数の好ましい上 限が 1 6であり、 より好ましい上限が 1 3であり、 好ましい下限が 1 0である。 上記 Rは、 炭素数が 1 3であることが更に好ましい。
上記' Rは、 炭素数 1 3の飽和の非環式脂肪族炭化水素基、 即ち、 式一 C 1 3 H 2 7で表されるものであることが更により好ましく、 炭素数が 1 3の分岐状の飽和 の非環式脂肪族炭化水素基であることが特に好ましい。 このようなものとしては, 例えば、 イソトリデシル基が挙げられる。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 一般に、 上記一般式に おける一 ( C 2H4〇) n ( C 3H6〇) m—で表されるポリオキシアルキレン鎖が-長 いと親水性が高く、 短いと疎水性が高い。 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンェ 一テル分散剤は、 親水性が高すぎると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物 ( 1 ) を重ね塗り等、 繰り返し塗布することによって被膜を形成する場合、 ハジ キを生じ造膜性に劣ることがあり、 疎水性が高すぎると、 得られる含フッ素樹脂 水性分散体組成物 (1 ) の粘度が高くなるので、 上記被膜が均一とならず、 造膜 性や光沢を低下させるおそれがある。
上記一般式における上記 nは、 3〜 2 5の整数を表し、 上記 mは、 0〜 6の整 数を表す。 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 上記 mが 6を 超えると、 溶解性が低下するので、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物の分 散性を下げ、 被膜が均一とならず造膜性や光沢を低下させるおそれがある。 上記 mは、 溶解性の点で小さいほど好ましく、 好ましい上限は 5、 より好ましい上限 は 3である。 上記 mは、 0であることが更に好ましい。 ォキシプロピレン基は存 在しなくてもよレ、。
上記 Rの炭素数にもよるが、 上記 ηの下限は、 好ましくは 5、 より好ましくは 8であり、 上記 ηの上限は、 好ましくは 2 0、 より好ましくは 1 2である。
上記ポリオキシアルキレン鎖は、 上記 ηが 5〜2 0、 上記 mが 0〜5であるこ とが好ましく、 上記 nが 8〜1 2、 上記 mが 0〜 3であることがより好ましく、 上記 nが 8〜1 2、 上記 mが 0であることが更に好ましい。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤としては、 例えば、 ポリオ キシアルキレンィソ トリデシルエーテル系界面活性剤が好ましい。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤の親水性と疎水性とのバラ ンスは、 一般の界面活性剤と同様に、 HLB、 曇点、 表面張力等で表すことがで きる。 上記 HLBは、 また、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の粘 度にも影響を与えるので、 被覆方法や条件に応じて適宜選択することが好ましい c 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 HLBが 8〜14であ るものが好ましい。 上記範囲内であると、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成 物 (1) の分散剤として好適に用いることができる。 上記 HLBは、 一般に、 親 水性が高いほど値が大きく、 疎水性が高いほど値が小さい。 上記脂肪族系ポリオ キシアルキレンエーテル分散剤は、 上記 HLBが 8未満であると、 増粘作用が大 きく、 上記 HLBが 1 4を超えると、 分散安定剤として用いることができる。 上 記 HLBのより好ましい下限は、 9であり、 より好ましい上限は、 1 3である。 本明細書において、 上記 「HLB」 とは、 G r i f f i nの算出方法に基づい て算出した値を意味する。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 1種又は 2種以上を用 いることができる。
本発明において、 脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 200°C での酸化分解率が 2%以下であるものが好ましい。
本明細書において、 上記 「酸化分解率」 とは、 室温において採取した試料を熱 重量示差走査熱量計 〔DTGA〕 を用いて、 流速 20 Om 1 /分で窒素を通しな がら 1 0°C/分の速度で温度上昇させ、 熱天秤により質量を測定して得られる、 昇温開始前の試科に対する昇温後の試料の質量減少率 〔dN2%〕 と、 同条件下 で窒素の代わりに空気を通した場合における上記質量減少率 〔dAi r%〕 との差 ί (dA i r- dN2) %] で示されるものを意味する。 すなわち、 本明細書におい て、 「200°Cでの酸化分解率が 2%以下」 とは、 上記測定条件下で試料を室温 から 200°Cまで昇温させた場合、 昇温後の試料が、 昇温開始前の試料に対し 2 %以下の質量減少となることを意味する。
脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤が酸化分解されると、 ァセトァ ルデヒ ド等のアルデヒ ド類が生じるが、 これらアルデヒド類は、 法に定める特定 悪臭物質として指定されているイソブチノレアルデヒ ドに代表されるように、 一般 に臭気原因物質である。 脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 上記 酸化分解率が高いほど臭気発生が多く、 一方、 上記酸化分解率が低いほど臭気発 生は少ない。 特に低温での臭気は、 作業環境上対策が難しく、 低温酸化分解性の 低いものが望まれる。 脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤の 2 0 0 °C での酸化分解率が 2 %以下であれば、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 ( 1 ) を用いた加工工程における乾燥時や焼成時に臭気発生が少なく、 作業環境下 での支障は少ない。
本発明における脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤としては、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上、 2 0 0 °Cでの酸化分解率が 2 %以下であるものがよ り好ましく、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上、 2 0 0 °Cでの酸化分解率が 2 %以 下であり上述の一般式 R〇 ( C 2H40 ) „ ( C 3H60 ) mHで表される脂肪族系ポ リォキシアルキレンエーテル化合物であるものが更に好ましい。
脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤の酸化分解率は、 一般に、 例え ば上記一般式における R基等の脂肪族炭化水素基の分岐数が少なく、 ォキシアル キレン基の付加数が多いと、 高くなる傾向にあり、 例えば、 上記一般式における R基等の脂肪族炭化水素基が分岐状の非環式脂肪族炭化水素基であるものは、 2 0 0 °Cでの酸化分解率が 2 %以下となりやすく、 上記一般式における Rが式
3 H 2 7で表され、 1分子あたりの分岐数が 1 . 5〜2 . 9であるアルキル基であ るものは、 通常、 2 0 0 °Cでの酸化分解率が 2 %以下となる。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤の製造方法としては特に限 定されず、 公知の方法を用いることができ、 例えば、 炭素数 1 2のォレフインか らォキソ法によるヒ ドロホルミル化を経て得られるォキソアルコールをエーテル 化する方法等が挙げられる。 上記炭素数 1 2のォレフインは、 ブテン単独、 プロ ピレン単独、 又は、 ブテンとプロピレンとの混合物等の単量体を付加させて得る ことができる。
脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 主要固形分の質量に対して 1〜 2 1質量%となるように配合することが好ましく、 2〜 2 0質量%となるよ うに配合することがより好ましい。 本明細書において、 上記 「主要固形分」 とは、 含フッ素樹脂水性分散体組成物中の T F E重合体の固形分と、 所望により配合す る導電性フィラーとを意味する。 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 主要固形分の質量に対 して 1質量%未満であると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の分 散安定性が悪く、 レべリング性に劣る。 21質量%を超えると、 得られる含フッ 素樹脂水性分散体組成物 (1) の塗布膜を焼成する際、 上記脂肪族系ポリオキシ アルキレンエーテル分散剤の分解ガスの発生が多くなるので微泡を生じて造膜性 や光沢を低下させるおそれがあり、 また、 被膜が着色しやすくなる。 所望により 用いる導電性フィラー及び顔料の吸油量等にもよるが、 より好ましい上限は、 1 5質量 °/0である。
上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 50%分解温度が 25 0°C以上であるものを少なくとも 1種用いるのであれば、 50%分解温度が 25 0°C未満であるものの 1種又は 2種以上との混合物であってもよい。 上記混合物 において、 50%分解温度が 250°C以上である上記脂肪族系ポリオキシアルキ レンエーテル分散剤は、 上記主要固形分の質量に対して上述の量となるように配 合するものであり、 かつ、 上記混合物の 40質量%以上であることが好ましい。 40質量%未満であると、 含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の塗布膜を焼成 する際、 TFE重合体の粒子同士を充分に融着させることができない。 より好ま しい下限は、 50質量%である。 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分 散剤は、 含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の造膜性と得られる被膜の光沢に 優れることから、 50%分解温度が 250°C以上であるもののみを用いることが 更に好ましい。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (D は、 上記脂肪族系ポリオキシァ ルキレンエーテル分散剤をテトラフルォロエチレン重合体 〔TFE重合体〕 に配 合してなるものである。
上記 TFE重合体としては特に限定されず、 例えば、 テトラフルォロエチレン ホモポリマー 〔TFEホモポリマー〕 、 変性ポリテトラフルォロエチレン 〔変性 PTFE] 等が挙げられる。
本明細書において、 上記 「変性 PTFE」 は、 溶融加工性を付与しない程度の TF E以外の少量の共単量体をテトラフルォロエチレン 〔TFE〕 と共重合して なるものを意味する。 上記少量の共単量体としては特に限定されず、 例えば、 パーフルォロ (アルキ ノレビニノレエーテル) [PAVE] 等のフノレオロア/レキノレビ二/レエーテノレ、 へキサ フルォロプロピレン 〔HFP〕 、 クロ口 トリフルォロエチレン 〔CTFE〕 、 パ 一フルォロ (アルコキシビニルエーテル) 、 トリフルォロエチレン、 パーフルォ 口 (アルキルエチレン) 等が挙げられる。
上記少量の共単量体が上記変性 P T F E中に付加されている割合は、 その種類 によって異なるが、 例えば、 PAVE、 パーフルォロ (アルコキシビニルエーテ ル) 等を用いる場合、 通常、 上記 TFEと上記少量の共単量体との合計質量の 0. 001〜1質量0 /0であることが好ましく、 0. 01〜1質量%であることがより 好ましい。
上記変性 PTFEとしては、 加工性の観点より、 テトラフルォロエチレンとフ ルォ口アルキルビニルエーテルとからなる共重合体であり、 上記フルォロアルキ ルビニルエーテルは、 上記テトラフルォロエチレンと上記フルォロアルキルビニ ルエーテルとの合計質量の好ましくは 0. 00 1〜1. 0質量0 /0、 より好ましく は 0. 0 1〜0. 5質量0 /0であるものがある。
上記 TFEホモポリマー及び/又は変性 PT F Eは、 コアとシヱルとからなる コア/シヱル構造を形成しているものであってもよい。 上記コア/シェル構造の TFEホモポリマー及ぴ 又は変性 PTFEとしては特に限定されず、 例えば、 コァ又シェルの何れか一方が変性 P T F Eからなり他方が T F Eホモポリマーか らなるもの、 コアとシェルとが共に変性 PTF Eからなるもの等が挙げられる。 本明細書において、 以下、 コア/シヱル構造におけるコアを形成する変性 PT F Eを変性 PTFE (A) といい、 コア/シェル構造におけるシェルを形成する変 性 PTFEを変性 PTFE (B) ということがある。 上記コアノシヱル構造のコ ァとシェルとが共に変性 PTF Eからなるものである場合、 変性 PTFE (A) と変性 PTFE (B) とは、 TF E以外の少量の共単量体の種類及び Z又はモノ マー比が異なるものである。
上記 TFE重合体としては、 TFEホモポリマー及び/又は変性 PTFEであ る場合、 変性 PTFE (A) 又は TF Eホモポリマーからなるコアと、 変性 PT FE (B) からなるシェルとからなるコア Zシヱル構造を形成しているものであ つてもよレ、。 このようなコア シェル構造は、 TF Eホモ'ポリマーを単独で用い る場合のフィプリル化を防止し、 得られる被膜の耐蝕性を向上させ得る点で、 好 ましい。
コァ Zシェル構造の T F Eホモポリマー及ぴノ又は変性 P T F Eを用いた水性 分散体組成物は、 上述の利点を有する一方、 従来、 得られる被膜にクラックを生 じやすく光沢が出ないという問題があった。 この問題は、 フィブリル化しやすい T F Eホモポリマー単独の粒子と比べて粒子同士の絡み合いが少なく融着しにく いことによるものと考えられる。
これに対し、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) は、 塗布膜を焼成 する際、 コアノシ: ル構造の TFEホモポリマー及び/又は変性 PTFEの粒子 が融解するまで上述の 50 %分解温度を有する上記脂肪族系ポリォキシアルキレ ンエーテル分散剤の少なくとも一部が分解せずに残っているので、 粒子同士を充 分に融着させることができ、 造膜性に優れ、 被膜に光沢を出すことができる。 上記 T FE重合体は、 TF Eホモポリマー及び Z又は変性 PTF Eである場合、 数平均分子量が 400万以上であるものが好ましい。 400万未満であると、 得 られる被膜の耐摩耗性が低く耐久性が充分でない場合がある。 好ましい下限は、 500万である。 上記 TFEホモポリマー及びノ又は変性 PTFEの数平均分子 量は、 上記範囲内であれば、 含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の分散性を悪 化させない点で、 800万以下が好ましレ、。
本明細書において、 「数平均分子量 〔Mn〕 」 は、 下記の式より求めた値であ る。
〔標準比重 (S SG) 〕 =—0. 0579 X 1 0 gMn + 2. 6 1 1 3
標準比重: S t a n d a r d S p e c i f i c G r a v i t y ; S SG 上記 T F E重合体は、 上述の T F Eホモポリマー及びノ又は変性 P T F Εであ つてもよいし、 また、 テトラフルォロエチレン共重合体 〔TFE共重合体〕 であ つてもよい。 本明細書において、 上記 「TFE共重合体」 とは、 TFEと、 TF E以外のその他の共単量体の 1種又は 2種以上とを共重合してなるものであり、 溶融加工性を有するものを意味する。 上記 TFE共重合体は、 TFEと、 TFE 以外のその他の共単量体とを共重合してなるものである点で上記変性 P T F Eと 共通するが、 溶融加工性を有する点で、 溶融加工性を有さない上記変性 PTFE とは異なるものである。 上記 TFE共重合体は、 溶融加工性を有するものである ので、 通常、 上記 TF E共重合体に付加されているその他の共単量体の割合は、 上述の変性 PTF Eに付加されている少量の共単量体の割合より多く、 通常、 上 記 T F Eと上記その他の共単量体との合計質量の 1質量。 /0を超えていることが好 ましい。
本明細書において、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) のうち、 上 記 TF E重合体が TF E共重合体であるものを、 「TFE共重合体水性分散体組 成物」 ということがある。
上記その他の共単量体としては特に限定されず、 例えば、 トリフルォ.ロェチレ ン、 CTFE、 HFP、 PAVE、 エチレン、 プロピレン等のビュル単量体が挙 げられる。 上記その他の共単量体が上記 T F E共重合体に付加されている割合は、 その種類によって異なるが、 例えば、 上記その他の共単量体として PAVEを用 いる場合、 通常、 上記 TFEと上記その他の共単量体との合計質量の 2. 0〜6. 0質量%である。
上記 TFE共重合体としては特に限定されず、 例えば、 TFE/HFP共重合 体 〔FEP〕 、 TFEZPAVE共重合体 〔PFA〕 、 エチレン ZTFE共重合 体、 プロピレン ZTFE共重合体等が挙げられる。 上記 TFE共重合体としては、 TFEと上記その他の共単量体に、 更に、 水酸基、 カルボキシル基等の官能基を 有する単量体及び Z又は環状構造を有する単量体を、 TFE共重合体が有する耐 熱性等の本来の性質を失わなレ、程度に少量共重合させたものであってもよい。 上記 TFE共重合体は、 融点が 200°C以上であるものが好ましい。 融点が 2 00°C以上であると、 含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) から得られる被膜の 機械的強度、 耐熱性等に優れる。 上記 TFE共重合体の融点のより好ましい下限 は、 250°Cである。 上記 TFE共重合体の融点は、 P F Aと F E Pについて上 述したように、 上記範囲内であり、 通常、 310°C以下である。
上記 TFE共重合体は、 数平均分子量が 40万〜 100万であるものが好まし レ、。 40万未満であると、 含フッ素樹脂水性分散体組成物 ( 1 ) から得られる被 膜の耐摩耗性が低く耐久性が充分でない場合がある。 100万を超えると、 溶融 樹脂が有する優れたレペリング性や光沢を低下させるおそれがある。
塗料組成物を例にとると、 上記 T F E共重合体を用いた従来の塗料組成物は、 T F Eホモポリマー及び/又は変性 P T F Eを用いた従来の塗料組成物と比べて、 得られる塗膜にクラックを生じやすく光沢に劣るという問題があつたが、 これら の問題は、 塗布後の焼成による融解時と、 その後の冷却時との間で塗布膜の熱収 縮が大きいことによるものと考えられる。
上記 TFE共重合体水性分散体組成物は、 塗布膜を焼成する際、 上記 TFE共 重合体の粒子が融解するまで上述の 50%分解温度が 250°C以上である脂肪族 系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤の少なくとも一部が分解せずに残ってお り、 TFE共重合体の粒子同士の融着を促進するので、 クラックの発生を抑制し、 被膜に光沢を出すことができる。
上記 TFE共重合体としては、 パーフルォロ共重合体であってもよい。
上記パーフルォロ共重合体は、 上記 TFE共重合体のうち、 TFE以外のその他 の共単量体がパーフルォロ共単量体であるものである。 即ち、 上記パーフルォロ 共重合体は、 TFEと、 T F E以外のその他のパーフルォロ共単量体の 1種又は 2種以上とを共重合してなるものであり、 溶融加工性を有するものである。 本明 細書において、 上記 「パーフルォロ共単量体」 とは、 主鎖が炭素原子及びフッ素 原子のみ、 又は、 炭素原子、 フッ素原子及び酸素原子のみで構成されており、 主 鎖に水素原子を有さないビニル単量体を意味する。
本明細書において、 上記 TF E共重合体水性分散体組成物のうち、 上記 TFE 共重合体がパーフルォロ共重合体であるものを、 「パーフルォロ共重合体水性分 散体組成物」 ということがある。
上記パーフルォロ共単量体としては特に限定されず、 例えば、 HF P、 PAV E等が挙げられる。
上記パーフルォロ共重合体としては特に限定されず、 例えば、 FEP、 P FA 等が挙げられる。
上記パーフルォロ共重合体水性分散体組成物は、 上記パーフルォロ共重合体が 特に非粘着性、 耐蝕性に優れているので、.非粘着性、 耐蝕性が要求される分野で 好適に利用することができる。 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) における TFE重合体は、 TF Eホモポリマーのみであってもよいし、 変性 PTF Eのみであってもよいし、 パ 一フルォロ共重合体等の TFE共重合体のみであってもよいが、 上述の TFEホ モポリマー及び/又は変性 PT F Eと、 TF E共重合体との混合物であってもよ い。 上記混合物において、 上記 TFEホモポリマー及び/又は変性 PTFEは、 上述のコア/シェル構造であってもよい。 上記混合物において、 上記 TFE共重 合体は、 パーフルォロ共重合体であってもよい。
T F E重合体がコアノシェル構造の T F Eホモポリマー及び/又は変性 P T F Eやパーフルォロ共重合体等の TFE共重合体であると、 塗料組成物を例にとれ ば、 従来の塗料組成物は、 得られる塗膜にクラックを生じやすく、 光沢を出せな いという問題があつたが、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) は、 上 記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤を配合してなるものであり、 T F Eホモポリマー及び/又は変性 PT F Eのコア/シェル構造からなる粒子同士 や、 TFE共重合体の粒子同士を充分に融着させることができるので、 造膜性に 優れ、 得られる被膜に光沢を出すことができる。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) における TFE重合体は、 懸濁 重合、 乳化重合、 塊状重合、 溶液重合等の従来公知の重合方法により得ることが できるが、 上記重合方法としては、 工業的に多用されている点等から、 懸濁重合 又は乳化重合が好ましく、 重合反応液を反応終了後そのまま含フッ素樹脂水性分 散体 (1) の調製に用いることができる点から、 乳化重合がより好ましい。
上記 TFE重合体を乳化重合により得る場合、 乳化剤としては特に限定されず、 例えば、 下記一般式
X (CF2CF2) s Y
(式中、 Xは、 水素原子又はフッ素原子を表し、 Yは、 一 COONH4、 一 CO ON a、 -COOK, — S〇 3 N a又は一 S O 3 Kを表し、 sは、 :!〜 7の整数 を表す。 ) で表される化合物等が挙げられる。
また、 重合開始剤としては特に限定されず、 例えば、 過硫酸アンモニゥム、 過 硫酸力リゥム等の過硫酸物;ジァシルバーォキサイ ド等の水性パーォキサイド等 が挙げられる。 乳化重合により得られた T F E重合体の水性分散体は、 上記脂肪族系ポリォキ シアルキレンエーテル分散剤を用いて濃縮することにより、 本発明の含フッ素樹 脂水性分散体組成物 (1) の調製に用いることができる。
上記 TFE重合体は、 固形分が含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の総質量 の 1 0〜 70質量%となるように調製したものであることが好ましい。 より好ま しい下限は 30質量。 /。、 より好ましい上限は 6 5質量%である。
本明細書において、 上記 「固形分」 とは、 30°Cにおいて固体であるものを意 味する。 上記 TFE重合体の固形分は、 TFE重合体が水性分散体の場合、 この 水性分散体に分散質等として存在している TFE重合体の粒子の全量である。 上記 「含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の総質量」 は、 上記含フッ素樹脂 水性分散体組成物 (1) を構成する固体と液体とを合わせた全ての質量である。 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) を構成する固体としては、 上記 TFE 重合体の粒子等が挙げられ、 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) を構成す る液体としては、 水等の分散媒、 この分散媒に溶解している添加剤等が挙げられ る。
上記 TFE重合体は、 固形分が含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の総質量 が 1 0質量%以上であれば、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) を用 いた含浸塗布による薄塗り被覆が可能である。 30質量%以上であると、 上記含 浸塗布する際、 1回あたりの組成物付着量が増加するので、 効率的な厚塗り被覆 ができる。 70質量%を超えると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) の分散性を下げ、 被膜が不均一となり、 造膜性や光沢を低下させるおそれがあ る。 更に好ましい下限は、 35質量%であり、 より好ましい上限は、 6 5質量% である。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) は、 TFE重合体に脂肪族系ポ リオキシアルキレンエーテル分散剤を配合し、 更に、 増粘剤を配合してなるもの であってもよい。
上記増粘剤.としては、 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) の粘度を増す ものであれば特に限定されず、 例えば、 メチルセルロース、 ポリビニルアルコー ル、 ポリアクリル酸共重合体等が挙げられる。 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 ) は、 T F E重合体に脂肪族系ポ リオキシアルキレンエーテル分散剤を配合し、 用途に応じ、 更に、 增粘剤及び/ 又は導電性フィラーを配合してなるものであってもよい。
本明細書において、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) のうち、 導 電性フイラ一を配合してなるものを、 「導電性フィラー含有水性分散体組成物」 ということがある。 即ち、 本発明の導電性フィラー含有水性分散体組成物は、 少 なくとも、 T F E重合体に脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤を配合 し、 更に、 導電性フィラーを配合してなるものである。
導電性フイラ一は、 通常、 3次元方向に配向しやすく、 ストラクチャーが大き い。 上記導電性フィラー含有水性分散体組成物から得られる被膜は、 被膜中で導 電性フィラ一の粒子同士が接触することとなるので表面抵抗率が低下する。 導電性フィラー含有水性分散体組成物は、 得られる被膜が用途に応じた導電性 を有し得る点で、 1 0 1 Q Ω /口以下の表面抵抗率を有することとなるものが好 ましい。
上記導電性フイラ一は、 上述した含フッ素樹脂水性分散体組成物中の T F E重 合体の固形分と導電性フィラーとの合計である主要固形分の体積の 0 . 1〜1 5 体積%の量を配合することが好ましい。
本明細書において、 上記主要固形分の 「体積%」 は、 下記式
〔体積0/。〕 ={(1.8xp)/ 〔 (1.8xp) + (2.2xq)〕 } χ100
(式中、 pは、 導電性フィラーの質量 〔k g〕 を表し、 qは、 T F E重合体の固 形分の質量 〔k g〕 を表す。 ) により求められる値である。
上記導電性フィラーの配合量が 0 . 1体積%未満であると、 表面抵抗率が 1 0 1 0 Ω Ζ口以下である被膜を得られないことがあり、 1 5体積%を超えると、 得 られる被膜の造膜性、 光沢、 非粘着性等の物性が低下する場合がある。 より好ま しい下限は、 0 . 5体積%であり、 更に好ましい下限は、 0 . 8体積%であり、 より好ましい上限は、 1 2体積%であり、 更に好ましい上限は、 1 1体積%であ る。 上記導電性フイラ一は、 3次元配向しやすくストラクチャーが大きいので、 上述のような少ない配合量で被膜の表面抵抗率を 1 0 1 Q Q /口以下にすること ができる。 上記導電性フイラ一としては特に限定されず、 例えば、 銀、 銅、 ニッケル、 ァ ルミニゥム等の金属系導電性フィラー; グラフアイ ト類、 カーボンブラック類等 のカーボン系導電性フィラー;金属系導電性フィラーやカーボン系導電性フイラ 一をマイ力、 ウイスカ等に被覆することにより得られる複合系導電性フイラ一等 が挙げられる。 上記カーボンブラック類としては特に限定されず、 例えば、 ケッ チェンブラック、 ファーネスブラック、 アセチレンブラック、 ランプブラック等 が挙げられる。
上記導電性フイラ一は、 比重が小さく、 配合する重量が少なくてよい点でカー ボン系導電性フィラーであることが好ましく、 なかでも、 配合する重量がより少 なくてよい点でケッチェンブラックがより好ましい。
上記導電性フィラーの形状としては特に限定されず、 例えば、 球状、 フレーク 状、 繊維状等が挙げられる。
上記導電性フイラ一は、 平均粒子径が 0 . 0 1〜2 0 μ πιであるものが好まし レ、。 平均粒子径が 0 . O l ^u m未満であると、 得られる被膜の表面抵抗率が大き くなる場合があり、 平均粒子径が 2 0 mを超えると、 被膜の造膜性、 レベリン グ性、 非粘着性、 表面平滑性等の物性が低下するおそれがある。
導電性フィラーを含む T F E重合体の水性分散体は、 従来、 被膜のレべリング 性、 表面平滑性及び光沢に劣り、 クラックを生じやすく造膜性にも劣るという問 題があつたが、 これらの問題は、 塗布膜を焼成する際、 T F E重合体が融解する までに分散剤の大部分が分解し、 塗布膜の見かけ密度が低下することと、 T F E 重合体による成膜化を導電性フイラ一が物理的に著しく阻害することによるもの と考えられ、 T F E重合体の粒子同士が融着しない部分がクラックの発生源にな ると考えられる。
本発明の導電性フィラー含有水性分散体組成物は、 その塗布膜を焼成する際、 脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤が上述のように T F E重合体が融 解するまで塗布膜中に残っているので、 T F E重合体の粒子同士を接触させ、 T F E重合体の粒子同士の融着を促進する。 従って、 本発明の導電性フィラー含有 水性分散体組成物は、 アクリル樹脂、 ポ オキシエチレン系プレボリマー等から なる造膜剤を用レ、なくても耐クラック性等の造膜性やレベリング性に優れたもの であり、 被膜の表面平滑性及び光沢を向上させることができる。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (D は、 TFE重合体に脂肪族系ポ リオキシアルキレンエーテル分散剤と、 所望により、 増粘剤及び Z又は導電性フ イラ一とを配合し、 更に、 被覆方法、 用途等に応じて顔料、 消泡剤及び乾燥調整 剤等の添加剤が配合されてなるものであってもよい。 上記顔料としては特に限定 されず、 例えば、 カーボン、 酸化チタン、 弁柄、 マイ力、 酸化コバルト、 酸化ク ロム等が挙げられる。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1) は、 含フッ素樹脂水性分散体そ のものであるか、 又は、 含フッ素樹脂水性分散体に何らかの処理をして得られる デイスパージヨンである場合、 TFE重合体及ぴ脂肪族系ポリオキシアルキレン エーテル分散剤とともに、 水性媒体を含むものである。 上記水性媒体は水を含む ものであれば特に限定されず、 例えば、 水及び水溶性の有機溶剤の混合物、 水等 が挙げられるが、 上記水溶性の有機溶剤を含有しないものが好ましい。 上記水性 媒体は、 例えば、 上述した増粘剤の他、 後述の添加剤が溶解しているものであつ てもよい。 上記水性媒体は、 TFE重合体の重合に用いた水性媒体であってもよ いし、 重合に用いた水性媒体とは別に用意したものであってもよいが、 TFE重 合体の重合に用レ、た水性媒体をそのまま用いることができる。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (D の調製は、 常法を用いて行うこ とができる。 上記調製の方法は、 乳化重合を行うことにより上記 TFE重合体を 得る場合、 下記の工程を有することが好ましい。
(1) 水系の分散媒中で重合を行い、 TFE重合体の固形分濃度が 20〜40質 量%である T F E重合体の水性分散体を得る。
(2) 上記 TFE重合体の水性分散体の濃縮を行う。
(3) 濃縮を行った後、 分散剤を添加し TFE重合体の固形分濃度を調整する。 (4) 固形分濃度の調整を行った後、 所望に応じて、 増粘剤、 導電性フィラー、 添加剤等を配合する。
上記工程 (2) における TFE重合体の水性分散体の濃縮は、 通常、 30〜9 0°Cの温度範囲において TFE重合体の固形分濃度が 50〜75質量%、 好まし くは 6 0〜 70質量%になるように行う。 上記濃縮の方法としては、 相分離法、 米国特許第 3 3 1 6 2 0 1号明細書に記載されたような蒸発濃縮法、 英国特許第 6 4 2 0 2 5号明細書に記載されたような電気的デカンテーシヨン法、 特公平 2 - 3 4 9 7 1号公報及び米国特許第 4 3 6 9 2 6号明細書に記載されたような限 外濾過膜を用いる膜分離法等の従来公知の方法を用いることができる。 上記相分 離法は、 濃縮に用いる濃縮剤として、 特に限定されないが、 上述の脂肪族系ポリ ォキシアルキレンエーテル分散剤を用いることができ、 この点で、 上記濃縮の方 法としては上記相分離法が好ましい。 上記相分離法に用いる上記脂肪族系ポリオ キシアルキレンエーテル分散剤としては、 分散安定性の観点から上記工程 (3 ) における分散剤と同じ.であることが好ましい。
上記工程 (3 ) における分散剤としては、 上述の脂肪族系ポリオキシアルキレ ンエーテル分散剤を用いる。 上記 T F E重合体は、 上記分散剤を加えた後、 通常、 固形分濃度を 1 0〜7 0質量%の範囲で用途に応じて調整するのが好ましい。 よ り好ましい下限は 3 0質量%、 より好ましい上限は 6 5質量%である。 上記工程 ( 3 ) は、 所望により p H調整剤による p H調整を行うものであってもよい。 上記工程 (4 ) における増粘剤、 導電性フィラー、 添加剤等の配合において、 導電性フィラーと顔料とは、 それぞれ上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテ ル分散剤を用いてあらかじめ分散安定化させた後、 含フッ素樹脂水性分散体に配 合することができる。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) は、 後述のクラック限界膜厚が 2 0 μ mを超えるものであることが好ましい。 2 0 μ m以下であると、 被覆が難 しく、 被膜欠陥が出やすくなる。
上記コア Zシェル構造の T F Eホモポリマー及びノ又は変性 P T F E、 並びに、 パーフルォロ共重合体等の T F E共重合体を用いた組成物として塗料組成物を例 にとると、 従来の塗料組成物は、 得られる塗膜にクラックを生じやすく、 造膜性 や光沢に劣るという問題があつたが、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 ( 1 ) は、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上である上記脂肪族系ポリオキシアルキレ ンエーテル分散剤を配合してなるものであるので、 T F E重合体の粒子同士の融 着が促進され、 アクリル樹脂、 ポリオキシエチレン系プレボリマー等からなる造 膜剤を用いなくても造膜性ゃレベリング性に優れ、 塗膜等の被膜に光沢を出すこ とができる。 ·
上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) は、 更に、 導電性フィラーを配合し たものである場合であっても、 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散 剤を用いているので、 上述の造膜剤を用いなくても造膜性及びレベリング性に優 れたものであり、 得られる被膜の表面平滑性及び光沢を向上させることができる。 含フッ素水性分散体組成物において、 脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル 分散剤としては、 上述のように、 ポリオキシトリデシルエーテル界面活性剤が好 ましく、 ポリオキシトリデシルエーテル界面活性剤は T F E重合体等のフルォロ 重合体と好適に用いることができる。
含フッ素樹脂水性分散体 ¾a成物としては、 フルォ口重合体及びポリォキシアル キレンイソトリデシルェーテル系界面活性剤からなるものが好ましい。
本明細書において、 上記フルォロ重合体及ぴポリオキシアルキレンイソトリデ シルエーテル系界面活性剤からなる含フッ素樹脂水性分散体組成物を、 以下、 本 発明の 「含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) 」 ということがある。 本発明の含 フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 含フッ素樹脂の加工条件において低臭気 で作業環境に支障が少なく、 分散性、 機械的安定性及び加工性が良好なものとす ることができる。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) において、 上記ポリオキシアル キレンイソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上 である必要は必ずしもないが、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上であるものが好ま しレ、。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) において、 上記ポリオキシアル キレンイソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 一般式 R— O— A— H ( I ) で 表されるものである。
上記一般式 ( I ) における Rは、 式一 C 1 3 H 2 7で表されるアルキル基である。 上記 Rは、 1分子あたりの分岐数の平均値が 1 . 5〜2 . 9であるものである。
1分子あたりの分岐数の平均値が 1 . 5未満であると、 含フッ素樹脂水性分散体 の分散性が低下し、 機械的安定性が劣る場合がある。 好ましい下限は、 2 . 0で ある。 1分子あたりの分岐数の平均値が 2 . 9を超えると、 含フッ素樹脂の一般 的な加工条件である 2 5 0〜4 0 0 °Cの温度に昇温する際、 分岐している部位の 炭素一炭素結合や炭素一水素結合が弱いので酸化分解しやすい傾向があり、 酸化 分解により生じた物質の一部がガスやミストとなって強い臭気の原因の 1つとな り、 作業環境に大きな支障をきたす場合がある。 好ましい上限は、 2 . 5である。 本明細書において、 上記 1分子あたりの分岐数の平均値は、 C 1 3— NMR測 定器を用いて得られる値である。
上記一般式 ( I ) における Aは、 ォキシエチレン基数 5〜 2 0及びォキシプロ ピレン基数 0〜 6のポリオキシアルキレン鎖を示す。
本明細書において、 上記 「ォキシエチレン基数 5〜2 0及びォキシプロピレン 基数 0〜6のポリオキシアルキレン鎖」 とは、 5〜2 0個のォキシエチレン基と、 0〜 6個のォキシプロピレン基とからなるポリオキシアルキレン鎖を意味する。 上記ポリオキシアルキレン鎖は、 ォキシエチレン基とォキシプロピレン基とのみ からなるものであることが好ましいが、 上記ォキシプロピレン基は、 任意であり、 上記ポリオキシアルキレン鎖中に存在していなくてもよい。
上記ポリオキシアルキレン鎖がォキシプロピレン基を含まない場合、 消泡性が 低下することがあるが、 臭気はォキシプロピレン基数の存在には影響されず、 本 発明における用途においては加工上支障がない。 ォキシプロピレン基数が 6を超 えると、 ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤の溶解力が 低下するのでフルォロ重合体の分散安定性が低下する傾向がある。 上記ォキシプ ロピレン基数の好ましい上限は 3である。 上記ォキシプロピレン基数は、 好まし くは 0である。
上記ポリオキシアルキレン鎖の上記ォキシエチレン基数の好ましい下限は 8で あり、 好ましい上限は 1 5である。
上記ポリオキシアルキレン鎖は、 上記ォキシエチレン基数が 8〜1 5であり、 上記ォキシプロピレン基数が 0〜 3であるものが好ましく、 上記ォキシエチレン 基数が 8〜1 5であり、 上記ォキシプロピレン基数が 0であるものがより好まし レ、。
上記ポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 1分子あ たりの分岐数の平均値が 2 . 0〜 2 . 5であり、 ォキシエチレン基数が 8〜 1 5 であり、 ォキシプロピレン基数が 0であるものが好ましい。
上記ポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 一般に、 上述のポリオキシアルキレン鎖が長いと、 親水性が高く、 短いと、 疎水性が高い c 上記ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 本発明の含 フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) における脂肪族系ポリオキシアルキレンエー テル分散剤と同様、 親水性が高すぎても、 疎水性が高すぎても、 得られる含フッ 素樹脂水性分散体組成物 (2 ) の加工性が悪くなる。
上記ポリオキシアルキレンイソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 H L Bが 1 0〜 1 4であることが好ましいが、 特に限定されるものではない。 H L Bは、 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) を後述の含浸塗装に用いる場合、 1 2 〜 1 4であることが好ましく、 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) に後述 の添加剤類を加えたエナメル塗料をスプレー塗装に用いる場合、 1 0〜 1 3であ ることが好ましい。
上記ポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 曇点が 4 5〜 8 5 °Cであることが好ましい。 曇点は、 界面活性剤水溶液の温度を上昇させ ていくときに白濁する温度であり、 一般に、 親水性が高いほど値が大きく、 疎水 性が高いほど値が小さい。
従って、 上記ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤の場 合、 一般に、 上記ポリオキシアルキレン鎖が長いと、 値が大きく、 短いと、 値が 小さい。 上記ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤の曇点 が 8 5 °Cを超えると、 親水性が高くなりすぎて、 上述のように加工性に劣ること があり、 4 5 °C未満であると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体の室温での保存 安定性が低下する場合があり、 また、 含フッ素樹脂水性分散体を得るために後述 の濃縮剤として用いる場合、 2 5 °Cまで冷却しても上澄み液が透明になりにくく、 層分離が困難になる場合がある。 より好ましい下限は、 5 5 °Cであり、 より好ま しい上限は、 7 5 °Cである。
上記ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 ウィルへ ルミ一法により表面張力測定装置を用いて測定した 0 . 1 %水溶液の表面張力が 2 5 °Cにおいて 3 O m N/m以下であることが好ましい。 3 0 m N/mを超える と、 被覆材に加工する場合、 重ね塗り性に劣ることがある。
ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 一般式 R—〇 H (式中、 Rは上述のとおりである。 ) で表されるォキソアルコール (以下、 Γ 原料アルコール という。 ) に、 上記範囲内のォキシエチレン基数とォキシプロ ピレン基数とを有することとなるように、 エチレンォキサイド及びプロピレンォ キサイ ドを付加反応させることにより得られる。
上記ポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 原料アル コールが、 ブテンを 3量化して得られる炭素数 1 2のォレフィンからォキソ法を 用いて合成されたォキソアルコールであることが好ましい。 この合成方法は、 特 に、 工業的生産を行う場合、 好ましい。
上記炭素数 1 2のォレフインは、 ブテンを 3量化して得られるものが好ましい。 上記炭素数 1 2のォレフインは、 ブテン 3量体である場合、 一般式; — O Hにお ける Rの分岐数を小さくすることができ、 高純度で得られやすい。
本発明において、 上記炭素数 1 2のォレフインは、 ブテン 3量体である場合、 上記 Rの分岐数として、 通常、 ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系 界面活性剤について上述した範囲内の分岐数の平均値が得られ、 臭気を生じにく い。
しかしながら、 従来、 ォキソ法に用いられていた炭素数 1 2のォレフインは、 プロピレン単独、 又は、 ブテンとプロピレンとの混合物を付加させて得られたも のであり、 上記 Rの分岐数が上述した範囲内の分岐数の平均値よりも大きい値と なっており、 強い臭気を発生する問題があった。 上記 Rの分岐数は、 1分子あた りの分岐数の平均値として、 通常、 プロピレン 4量体からなるものである場合、
3 . 5〜 3 . 8であり、 ブテンとプロピレンとの付加物からなるものである場合、 3 . 0である。
本発明において、 上記炭素数 1 2のォレフインは、 ブテンを 3量化したもので ある場合、 通常、 原料アルコールを高純度、 例えば、 後述のように純度 9 0 %以 上、 好ましくは 9 5 %以上で得ることができ、 臭気を低減することができる。 し かしながら、 従来、 特に、 ブテンとプロピレンとの混合物を付加させて得られた 炭素数 1 2のォレフィンは、 得られる炭素数 1 3のォキソアルコールの純度が通 常 6 0 %未満とかなり低く、 強い臭気を発生する要因になる問題があった。 上記ポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 原料アル コールが、 上記炭素数 1 2のォレフインからォキソ法を用いて合成されたォキソ アルコールであることが好ましい。
,上記ォキソ法は、 一般に、 炭素数 N (Nは 1以上の整数。 ) のォレフインを適 当な触媒の存在下で、 一酸化炭素と水素とを作用させることによりヒ ドロホルミ ル化させ、 炭素数 (N + 1 ) のアルデヒ ドを得る方法である。 上記原料アルコー ルは、 このアルデヒ ドを還元することにより得られる。 上記ォキソ法は、 従来公 知の方法で行うことができるが、 比較的高温で行うことにより、 ヒドロホルミル 化反応に引き続いて水素還元反応を進行させ、 炭素数 1 3の上記原料アルコール を効率的に得ることができる。
上記原料アルコールは、 純度 9 0 %以上のものであることが好ましい。 9 0 % 未満であると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) の加工条件におい て、 低鎖長の不純物の蒸発に伴う臭気が強くなりやすい。 より好ましくは、 9 5 %以上であり、 更に好ましい下限は、 9 8 %である。 上記原料アルコールの純度 は、 上記範囲內であれば 1 0 0 %である必要は必ずしもなく、 通常、 1 0 0 %未 満であればよい。
上記ポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 フルォロ 重合体の固形分質量の 1 〜 2 1質量%である。 上記 「固形分」 は、 本発明の含フ ッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) に関する記載で定義したものと同様に定義され るものである。 上記値が、 1質量%未満であると、 得られる含フッ素樹脂水性分 散体組成物 (2 ) 中でフルォロ重合体が分散体として安定に存在しない場合があ り、 2 1質量%を超えると、 経済性の点から好ましくない。 上記ポリオキシアル キレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 上記フルォロ重合体の固形分質 量の 2 〜 1 0質量%であることが好ましい。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 上記ポリオキシアルキレン イソトリデシルエーテル系界面活性剤とともに、 フルォロ重合体からなるもので める。 本明細書において、 上記 「フルォロ重合体」 とは、 炭素原子に結合しているフ ッ素原子を有する重合体を意味する。
上記フルォロ重合体としては特に限定されず、 例えば、 クロ口トリフルォロェ チレン 〔CTFE〕 、 トリフルォロエチレン、 テトラフルォロエチレン 〔TFE 〕 、 へキサフルォロプロピレン 〔HFP〕 、 パーフルォロ (アルキルビニルエー テル) 〔PAVE〕 等の含フッ素単量体の 1種又は 2種以上を重合することによ り得られるもの等が挙げられる。 上記フルォロ重合体としては、 また、 上記含フ ッ素単量体とともに、 エチレン、 プロピレン等の非含フッ素単量体の 1種又は 2 種以上を重合することにより得られたものであってもよい。
上記フルォロ重合体としては、 TFE単独重合体 〔TFEホモポリマー〕 、 変 性ポリテトラフルォロエチレン 〔変性 PTFE〕 、 エチレン/ T F E共重合体、 エチレン/ CTF E共重合体、 プロピレン ZTFE共重合体、 TFE/HFP共 重合体、 T F E/P AVE共重合体等が好ましく、 なかでも、 TFE、 HFP及 び PAVEからなる群より選択される 1種又は 2種以上の単量体を重合してなる もののうち、 上述のポリオキシアルキレンイソトリデシルエーテル系界面活性剤 等の界面活性剤が本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2) に残らない温度 で加工することができるものがより好ましい。 上記界面活性剤が本発明の含フッ 素樹脂水性分散体組成物 (2) に残らない温度は、 通常、 300°C以上である。 上記フルォロ重合体としては、 TFEホモポリマー、 変性 PTFEが更に好ま しい。 上記変性 PTFEの定義、 例示等は、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組 成物 (1) に関する記載で言及した。
上記フルォロ重合体は、 数平均分子量が数千〜数千万のものが好ましい。 数平 均分子量が小さいと、 用いるポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界 面活性剤の分散力が強くない場合であっても分散し易いが、 本発明の含フッ素樹 脂水性分散体組成物 (2) 力 ^得られる被覆材等の機械的強度に劣る場合があり、 数平均分子量が大きいと、 分散性に劣る場合がある。 より好ましい下限は、 1 0 万であり、 より好ましい上限は 3000万である。
上記フルォロ重合体の粒子の平均粒子径は、 0. 05〜0. 5 μπιが好ましい。
0. 0 5 ^ m未満であると、 含フッ素樹脂水性分散体組成物 ( 2 ) の塗布膜を加 熱する際、 得られる被膜にクラックが生じやすくなる。 · 0 . 5 μ πιを超えると、 分散性に劣る場合がある。 より好ましい下限は、 0 . Ι μ πιであり、 より好まし い上限は、 0 . 4 μ mである。
上記フルォロ重合体の粒子は、 コアとシヱルとの 2層構造を有するコア/シェ ル型であってもよい。 上記コア Zシェル型のフルォロ重合体としては 2層構造を 有するものであれば特に限定されず、 例えば、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体 組成物 (1 ) に関する記載において言及したものが挙げられる。 シェルに変性 P T F Eを用いたフルォロ重合体のコア シェル型の粒子は、 フルォロ重合体とし て変性 P T F Eを用いた粒子と同様に、 水性分散体にする場合、 従来、 単層構造 の粒子に比べ分散能力の強い界面活性剤が要求されていたが、 本発明の含フッ素 樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 含フッ素樹脂水性分散体が分散能力の強いポリ ォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤からなるものであること から、 好適に用いることができる。
上記フルォロ重合体は、 固形分が上記含フッ素樹脂水性分散体の総質量の 1 0 〜 7 0質量%、 より好ましくは 3 0〜 7 0質量%、 更に好ましくは 3 5質量%以 上、 6 5質量%未満である。 上記 「固形分」 、 「含フッ素樹脂水性分散体の総質 量」 は、 本発明の含フッ素榭脂水性分散体組成物 (1 ) に関する記載で定義した ものと同じである。 上記値が、 3 0質量%未満であると、 例えば、 得られる含フ ッ素樹脂水性分散体を本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) として用い、 含浸加工により後述の被覆材を形成する場合、 1回あたりの樹脂コーティング量 が少なくなり、 ある程度の樹脂付着量を得るためには含浸回数を増やさなければ ならない場合がある。 また、 水性分散体としては低粘度であることから含フッ素 樹脂が沈降しやすく、 保存安定性にも問題がある。 一方、 上記値が 7 0質量%を 超えると、 得られる含フッ素樹脂水性分散体の分散性が悪化する。
フルォロ重合体は、 懸濁重合、 乳化重合、 塊状重合、 溶液重合等の従来公知の 重合方法により得ることができるが、 工業的に多用されている点等から、 懸濁重 合又は乳化重合が好ましく、 重合上がりの分散体をそのまま含フッ素樹脂水性分 散体の調製に用いることができる点から、. 乳化重合がより好ましい。 乳化重合の 具体例としては、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) に関する記載で 言及した方法が挙げられる。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 上述のように、 上記含フッ 素樹脂水性分散体そのもの、 又は、 含フッ素樹脂水性分散体に用途に応じて更に 添加剤類を加えたものである。 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 従って、 上述のポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤を使 用した含フッ素樹脂水性分散体に、 用途に応じて更に添加剤類を加えたものであ つてもよい。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) の調製は、 本発明の含フッ素樹 脂水性分散体組成物 (1 ) の調製方法と同様に行うことができるが、 重合体上が りの分散体を濃縮した後に、 上述のポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテ ル系界面活性剤を分散剤として加える方法が挙げられる。
上記含フッ素樹脂水性分散体は、 フルォロ重合体、 ポリオキシアルキレンイソ トリデシルエーテル系界面活性剤のほかに、 水を含むものである。 水は、 通常、 イオン交換水を用いる。
上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 上記含フッ素樹脂水性分散体に、 用途に応じて添加剤類を加えて得られるものであってよい。
本明細書において、 上記 「添加剤類」 とは、 一般的な水性分散体に通常添加し 得る物質を意味する。 上記添加剤類としては、 添加剤、 配合物等と通常称されて いるものが挙げられる。 添加剤と配合物とは、 一般に必ずしも明確に分けられて いないようであるが、 上記添加剤類は、 これらを包括する概念である。
上記添加剤類は、 顔料、 充填剤、 造膜剤及び Z又は増粘剤であることが好まし い。 上記顔料としては上記フルォロ重合体の融点以上の温度においても変質を生 じず耐熱性を有するものであれば特に限定されず、 例えば、 カーボンブラック ; 群青; C r 、 T i 、 C o、 N i 、 F e、 M n、 C u、 S b等の金属の酸化物の 1 種又は 2種以上からなる酸化物系顔料;力ドミゥム系顔料等のその他の無機焼成 顔料; フタロシアニンブル一、 フタロシアニングリーン、 ペリレン等の有機顔料 等が挙げられる。
上記顔料の配合量としては、 フルォロ重合体の固形分の質量に対して 1 〜 4 0 質量%であることが好ましい。 上記充填剤としては特に限定されず、 例えば、 タルク、 マイ力、 クレー、 ガラ スフレーク、 ガラスビーズ等が挙げられる。 なお、 上記充填剤のうち、 マイ力、 ガラスフレーク等のある種のものは、 顔料として用いられることもある。
上記増粘剤としては特に限定されず、 例えば、 メチルセルロース、 ポリビュル アルコール、 ポリアクリル酸共重合体等が挙げられる。
上記造膜剤としては特に限定されず、 例えば、 ポリメタクルレート共重合体、 ノニオン系界面活性剤等が挙げられる。
上記充填剤、 增粘剤及び造膜剤の添加量の総質量としては、 上記含フッ素樹脂 水性分散体組成物の総質量の 0 . 1〜 4 0質量%であることが好ましい。
上記添加剤類は、 また、 フッ素系やシリコーン系等の上記ポリオキシアルキレ ンイソトリデシルエーテル系界面活性剤以外の非イオン系界面活性剤、 ァニオン 系界面活性剤、 チキソトロピー付与剤、 各種レべリング剤、 着色剤等であっても よい。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 従来用いられていたアルキ ルフエノール系分散剤に代えて、 ポリオキシアルキレンイソトリデシルエーテル 系界面活性剤を用いており、 このポリオキシアルキレンィソトリデシルエーテル 系界面活性剤は、 アルキルエーテル系分散剤であるので、 内分泌撹乱作用がなく、 生体環境への影響が小さい。 また、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 上記ポリオキシアルキレンイソトリデシルエーテル系界面活性剤が、 1分 子あたりの分岐数の平均値が 1 - 5〜2 . 9である炭素数 1 3のアルキル基と、 上述のォキシエチレン基数 5〜 2 0及びォキシプロピレン基数 0〜 6のポリオキ シアルキレン基とからなるものであることから、 疎水性と親水性とのバランスが 良く、 フルォロ重合体の分散性、 機械的安定性、 重ね塗りによって後述の被覆材 を形成する場合等の加工性に優れている。 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成 物 (2 ) は、 これらの優れた効果を奏するとともに、 含フッ素樹脂の一般的な加 ェ工程における乾燥や焼成の加工条件下で熱分解しにくく、 臭気の発生が抑えら れ、 作業環境に支障の少ないものである。
臭気の発生が抑制される機構は明確ではないが、 以下のように考えられる。 即 ち、 従来、 ポリオキシアルキレンイソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 鎖長 が短い不純物を多く含有している場合があり、 不純物の一部は、 含フッ素樹脂の 一般的な加工条件である 2 5 0〜4 0 0 °Cの温度で揮発して、 ガスやミストとな り強い臭気の原因になっていたと考えられる。 しかしながら、 本発明の含フッ素 樹脂水性分散体組成物 ( 2 ) は、 含まれるポリォキシアルキレンィソトリデシル エーテル系界面活性剤が好ましくは純度 9 0 %以上であることから、 臭気の発生 が抑制されるものと考えられる。
ポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 上述のアルキ ル基の分岐数が大きいと、 含フッ素樹脂の一般的な加工条件において、 アルキル 基の分岐している箇所の炭素一炭素結合及び/又は炭素一水素結合が酸化分解し やすい傾向がある。 従来、 用いられていたポリオキシアルキレンイソトリデシル エーテル系界面活性剤は、 アルキル基の分岐数が大きく、 酸化分解してなる生成 物も臭気の原因になっていたと考えられる。 しかしながら、 本発明の含フッ素樹 脂水性分散体組成物 ( 2 ) に含まれるポリォキシアルキレンィソトリデシルエー テル系界面活性剤が 1分子あたりの分岐数の平均値が 2 . 9以下と小さいことか ら、 酸化分解による臭気の発生も抑制されているものと考えられる。 上述の本発明の含フッ素樹脂水性分散体 成物 (1 ) は、 塗料組成物として好 適に用いることができる。 本発明において、 塗料組成物として用いる上記含フッ 素樹脂水性分散体組成物 (1 ) を、 以下、 本発明の 「含フッ素水性塗料組成物」 とレヽう。
本発明の含フッ素水性塗料組成物は、 テトラフルォロエチレン重合体に脂肪族 系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤を配合してなる含フッ素水性塗料組成物 であって、 上記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 5 0 %分解温 度が 2 5 0 °C以上であるものである。
上記含フッ素水性塗料組成物は、 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) がデイスパージヨンである場合における成分、 組成、 物性及ぴ利点を有するも のであり、 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) と同様、 更に、 導電性フィ ラー、 増粘剤、 添加剤等を加えたものであってもよい。
上記増粘剤は、 含フッ素水性塗料組成物の総質量の 0 . 0 3〜 2 0質量%の量 を配合することが好ましい。 0 . 0 3質量%未満であると、 得られる含フッ素氷 性塗料組成物の粘度が低すぎて効率的な塗装が困難となる場合がある。 2 0質量 %を超えると、 得られる含フッ素水性塗料組成物の粘度が高くなりすぎ、 塗布量 を制御しにくいので塗膜が均一とならず、 造膜性や光沢を低下させるおそれがあ る。 より好ましい上限は、 1 0質量%でぁる。
本発明の含フッ素水性塗料組成物の塗料固形分は、 通常、 上記含フッ素水性塗 料組成物の 1 5〜 7 5質量%であることが好ましい。 本明細書において、 上記 「 塗料固形分」 とは、 含フッ素水性塗料組成物を基材上に塗布したのち 1 0 0 °C以 下の温度で乾燥し、 3 5 0〜4 0 0 °Cで 6 0分間焼成した後の塗料組成物の残渣 を意味する。 上記塗料固形分は、 T F E重合体及び所望により配合する導電性フ イラ一を含み、 更に、 顔料等の添加剤をも含むものであってよい。 本明細書にお いて、 上記 「塗料固形分」 は、 基材上に塗布した含フッ素水性塗料組成物の質量 のうち、 上記残渣の量を質量%で表すものである。
上記塗料固形分は、 1 5質量%未満であると、 得られる含フッ素水性塗料組成 物を用いて塗装する際、 1回あたりの付着量が減少し、 効率的な塗装が困難とな る場合がある。 7 5質量%を超えると、 含フッ素水性塗料組成物の分散性を下げ、 塗膜が均一とならず、 造膜性や光沢を低下させるおそれがある。 好ましい下限は、 3 0質量%であり、 好ましい上限は、 6 0質量%である。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) もまた、 塗料組成物として好適 に用いることができ、 塗料組成物として用いる場合、 上記含フッ素水"生塗料組成 物と同じ塗料固形分とすることが好ましい。 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 及び含フッ素樹脂水性分散体組 成物 (2 ) は、 上述の塗料組成物として用いる場合も含め、 広く被覆材の形成に 好適に用いることができる。 上記被覆材は、 基材表面に上記含フッ素樹脂水性分 散体組成物 (1 ) 又は含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) を塗装することによ り、 上記基材上に形成されるものである。 上記被覆材を形成するために用いる含 フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 及び食フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) は、 通常、 上述のように、 含フッ素樹脂水性分散体に所望により顔料、 充填剤、 増粘 剤及ぴ Z又は造膜剤を加えてなるものであってもよい (以下、 「エナメル塗料」 ということがある) 。
上記基材としては特に限定されず、 用途に応じて適宜選択することができ、 例 えば、 ガラス繊維、 炭素繊維、 セラミック繊維、 金属繊維、 ケプラー等の耐熱性 繊維並びに上記耐熱性繊維からなる織布及ぴ編布;アルミニウム、 ステンレス、 鉄、 セラミック等の金属板;多孔質鋼板;高分子化合物成形体;ガラス ;陶器等 が挙げられる。
上記被覆材は、 一般的に、 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 又は含フ ッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) を上記基材に塗布したのち、 適宜乾燥し、 含フ ッ素樹脂の融点以上の温度に加熱する焼成を行った後、 冷却することにより得ら れるものである。
上記塗布は、 通常、 上記基材に脱脂処理、 次いで粗面化処理を行い、 プライマ 一を塗布して乾燥した後に行うものである。
上記塗布の方法としては、 上記含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 又は含フ ッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) がデイスパージヨンである場合、 水性分散体の 塗布に適するものであれば特に限定されず、 例えば、 含浸塗装、 スプレー塗装 ( 吹き付け塗装) 、 ロール塗装、 スピン塗装、 バレル塗装、 カーテンフロー塗装、 ディップ塗装 (浸漬塗装) 等が挙げられる。 基材が耐熱性繊維、 織布、 編布等で ある場合、 含浸塗装が好ましい。 また、 電極に被覆材を形成する場合には、 上記 含フッ素樹脂水性分散体と正極活物質であるフッ化カーボンゃニ酸化マンガン等 の粉体とを混練し、 粉体同士を結着させ、 得られたペース ト状の含フッ素榭脂水' 性分散体組成物 (1 ) 又は含フッ素樹脂水性分散体組成物 (2 ) を塗装する方法 がある。
上記乾燥は、 通常、 室温での乾燥と 8 0〜1 ? 0 °Cの温度下で 3 0秒間〜 5分 間加熱することにより行う乾燥とを組み合わせて行うことができる。
上記焼成は、 通常、 3 5 0〜4 0 0 °Cの温度で 1〜5分間加熱することにより 行うことができる。
上述の被覆材を有する物品としては特に限定されず、 例えば、 グランドパツキ ン、 バグフィルター、 ガスケット等の耐圧縮歪み性ゃ耐油性を利用したもの;高 周波プリント基板等の電気絶縁性を利用したもの;搬送用ベルト等の耐摩耗性を 利用したもの;反応釜、 ダクト、 配管、 バルブ、 ポンプ等の耐薬品性を利用した もの;攪拌翼、 タンク、 ベッセル、 塔、 遠心分離機等の耐食性を利用したもの; クッキングシート、 ポット、 ホットプレート、 フライパン、 炊飯釜、 ホームべ一 カリー、 餅つき機、 製紙用の乾燥ロールやシリンダーロール等の非粘着性を利用 したもの ;オフィスォートメーシヨン機器 [ O A] 用ロール、 O A用ベルト、 製 紙ロール、 フィルム製造用カレンダーロール、 インジェクション金型等の離型性 を活かしたもの;エアドーム等の膜構造建築物の屋根材;アイロン、 摺動材 (無 給油軸受け材) 等の潤滑性を利用したもの等が挙げられる。 なかでも、 上記導電 性フイラ一含有水性分散体組成物を用いて得られた物品は、 上述したものに加え て、 更に、 家電製品等の導電摺動部品等にも用いることができる。
上記物品は、 上記被覆材に加え、 上記基材を含むものである。
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 及び含フッ素樹脂水性分散体組 成物 (2 ) は、 被覆材としての用途のほかに、 接着剤として用いることもできる。 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 及ぴ含フッ素樹脂水性分散体組 成物 (2 ) は、 上記接着剤として用いる場合、 ポリカーボネート 〔P C〕 、 P C と A B S樹脂とのポリマーァロイ等の粉末が燃焼時に溶融して垂れることを防止 するドリップ防止剤;化学肥料や石灰等の土壌改良剤、 セメント等の土木資材粉 体等に添加して粉塵の舞い立ちを防止する粉塵防止剤等の用途が挙げられる。 本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 及び含フッ素樹脂水性分散体組 成物 (2 ) は、 P F A、 F E P等の溶融加工可能なフルォロ重合体を用いる場合、 非粘着性を利用して、 エポキシ樹脂、 ウレタンフォーム、 硬質ウレタンゴム等の 合成樹脂や合成ゴムの成形用金型に被覆する被覆材の原料として用いることがで きるほか、 P T F Eを用いる場合、 ビスコース等を加えて凝固浴中に加圧紡出し て繊維状体を作製し、 焼成延伸して得られる繊維を含フッ素榭脂繊維として用い ることもできる。 発明を実施するための最良の形態
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、 本発明はこれら実施例 のみに限定されるものではない。
本実施例において、 使用した界面活性剤の商品名を、 それぞれ以下に示す。 ディスパノール TO C :ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル (日本油脂 社製、 アルキル基の出発原料はプロピレンとブテンとの混合物)
レオコール TD— 90 : ポリオキシエチレンイソ トリデシルエーテル (ライオン 社製、 アルキル基の出発原料はプロピレンとブテンとの混合物)
ノニオン C一 1 3 :ポリオキシエチレントリデシルエーテル (日本油脂社製) ノニオン EH 20 5. 5 :ポリオキシエチレンォクチルエーテル (日本油脂社製 )
エマノレゲン 1 09 P :ポリォキシエチレンラゥリノレエーテノレ (花王社製) レオックス WC— 145 : ポリオキシエチレンステアリルエーテル (ライオン社 製)
ルテンゾール TO— 8 : ポリォキシエチレンィソ ト リデシルェ一テル (BAS F 社製、 アルキル基の出発原料はブテン 3量体)
ノィゲン TD S— 80 : ポリオキシエチレンィソ ト リデシルエーテル (第一工業 製薬社製、 アルキル基の出発原料はブテン 3量体)
ノニオン EAD— 1 3 : ポリオキシエチレンアルキルエーテル (日本油脂社製) ノニオン EAD— 1 5 : ポリオキシエチレンアルキルエーテル (日本油脂社製) 参考例 1 ポリォキシアルキレンエーテル分散剤の酸化分解率
ルテンゾール TO— 8、 ノィゲン TDS— 80、 レオコール TD— 90、 ノ二 オン EAD— 1 3、 ノニオン EAD— 1 5 (各約 1 0 m g ) を、 それぞれ熱重量 示差走査熱量計 〔DTGA〕 (SE I KO I NS TRUMENT S社製) を用 いて、 窒素を流速 20 Om 1 /分で通気させつつ、 10°CZ分の速度で室温から 200°Cまで加熱し、 昇温開始前の室温における試料に対する加熱後の試料の質 量減少率を、 熱天秤により測定した。 窒素の代わりに空気を用い、 同様に質量減 少率を測定した。 そして、 空気下の質量減少率から窒素下の質量減少率を差し引 いた差を、 酸化分解率として算出した。 . 参考例 2 ポリォキシアルキレンエーテル分散剤の 5ひ%分解温度 参考例 1で用いた各分散剤 (各約 1 0m g) を、 上記熱重量示差走査熱量計 〔
DTGA] を用いて、 空気流速 20 Om 1 Z分の下、 1 0°C/分の速度で試料の 温度を室温より上昇させ、 試料の質量が昇温開始前の室温での質量の 50%に減 少した時の試料の温度を、 50 %分解温度とした。
結果を、 表 1に示す。 表 1
Figure imgf000038_0001
実施例 1
テトラフルォロエチレンホモポリマー [T F Eホモポリマー〕 をコアとし、 テ トラフルォロエチレン 〔TFE〕 とパーフルォロプロピルビニルエーテル 〔PP VE〕 との合計質量の 0. 1 5質量%の P P VEが付加されている変性ポリテト ラフルォロエチレン 〔変性 PTFE〕 をシェルとする、 数平均分子量 750万、 平均粒子径 250 nmの 2層構造のコア Zシェル TF E重合体 (I) の分散体を、 ルテンゾール TO— 8を用いて濃縮を行い、 分散剤として上記ルテンゾール TO 一 8を用い、 更に、 純水を用いて、 分散剤の配合量が主要固形分に対して 4. 0 質量%となるように調整し、 コア シェル TFE重合体 (I ) の固形分濃度が 6 0質量%である分散体を得た。 この分散体を用いて表 2に示す組成 1に従って調 製し、 塗料組成物を得た。 得られた塗料組成物から形成した塗膜について、 クラ ック限界膜厚、 表面粗度及ぴ光沢の各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 実施例 2
分散剤の配合量が主要固形分に対して 6. 0質量%となるように調整した以外 は実施例 1と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した 塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 実施例 3
分散剤の配合量が主要固形分に対して 8. 0質量%となるように調整した以外 は実施例 1と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した 塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 実施例 4
分散剤の配合量が主要固形分に対して 1 2. 0質量%となるように調整した以 外は実施例 1と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成し た塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 実施例 5
コア/シェル TFE重合体 (I ) に代えて、 TF Eホモポリマ一をコアとし、 テトラフルォロエチレン 〔TFE〕 とクロ口 トリフルォロエチレン 〔CTFE〕 との合計質量の 0. 2質量%の C T F Eが付加されている変性 P T F Eをシェル とする、 数平均分子量 500万、 平均粒子径 2 50 nmの 2層構造のコア Zシェ ル TFE重合体 (I I ) を用いた以外は実施例 2と同様にして濃縮及び調製を行 い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を 表 3に示す。 実施例 6
コア/シュル TFE重合体 (I ) に代えて、 数平均分子量 550万、 平均粒子 径 250 nmの TFEホモポリマーを用いた以外は実施例 2と同様にして濃縮及 び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定し た。 結果を表 3に示す。 実施例 7
分散剤として、 ノィゲン SD— 70 (商品名、 第一工業製薬社製、 50%分角? 温度: 265°C) を用いた以外は実施例 2と同様にして濃縮及び調製を行い、 得 られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 3に 示す。 実施例 8
分散剤として、 ノィゲン TDS— 80 (商品名、 第一工業製薬社製) を用いた 以外は実施例 2と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成 した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 実施例 9
分散剤として、 DKS NL-D a s h 4 1 0 (商品名、 第一工業製薬社製、 50%分解温度: 290°C) を用いた以外は実施例 2と同様にして濃縮及び調製 を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結 果を表 3に示す。 実施例 1 0
分散剤として、 ルテンゾール TO— 1 0 (商品名、 BAS F社製、 50%分解 温度: 300°C) を用いた以外は実施例 2と同様にして濃縮及び調製を行い、 得 られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 3に 示す。 実施例 1 1
分散剤として、 ルテンゾール TO— 8及びレオコール TD— 90を用い、 分散 剤の配合量が主要固形分に対してルテンゾール TO— 8が 4. 0質量。/。、 レオコ —ル TD— 90が 2. 0質量0 /0 ( (TO- 8] : 〔TD— 90〕 =2 : 1) とな るように調整した以外は実施例 2と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗 料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 実施例 1 2
コア Zシェル TFE重合体 (I) に代えて、 TF Eと P P VEとの合計質量の 3. 5質量%の P PVEが付加されている平均粒子径 200 nmのTFE共重合 体 〔PFA〕 を用い、 表 2に示す組成 2に従って調製した以外は実施例 2と同様 にして塗料組成物を得、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性 を測定した。 結果を表 3に示す。 実施例 1 3
コアノシヱル T F E重合体 (I) に代えて、 T F Eとへキサフルォロプロピレ ン 〔HFP〕 との合計質量の 1 3. 2質量%の HF Pが付加されている平均粒子 径 1 50 nmの TFE共重合体 〔FEP〕 を用い、 表 2に示す組成 2に従って調 製した以外は実施例 2と同様にして塗料組成物を得、 得られた水性分散体組成物 から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 比較例 1
分散剤として、 実施例 1 1で用いたレオコール TD— 90を用いた以外は実施 例 2と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜に ついて各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 比較例 2
分散剤として、 ノニオン EAD— 1 3を用いた以外は実施例 2と同様にして濃 縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測 定した。 結果を表 3に示す。 比較例 3
分散剤として、 実施例 1 1で用いたレオコール TD— 90を用いた以外は実施 例 6と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜に ついて各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 比較例 4
分散剤として、 実施例 1 1で用いたレオコール T D— 9 0を用いた以外は実施 例 1 2と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜 について各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 比較例 5
分散剤として、 実施例 1 1で用いたレオコール T D— 9 0を用いた以外は実施 例 1 3と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜 について各種物性を測定した。 結果を表 3に示す。 測定方法
<クラック限界膜厚 >
実施例 1〜 1 3及び比較例 1〜5で得られた塗料組成物を、 ノンプラス トのァ ルミニゥム板に段階的に膜厚が変化するようにスプレー塗装し、 8 0 °Cにて 1 5 分間乾燥した後、 3 8 0 °Cにて 2 0分間焼成した。 得られた塗膜の表面を 2 0倍 光学顕微鏡にて観察し、 クラックが発生していた最も薄い部分の膜厚をクラック 限界膜厚とした。
ぐ表面粗度 >
クラック限界膜厚を測定したサンプルと同じものを用い、 クラックの発生して いない部分の塗膜の表面粗度 〔R a〕 を、 サーフコム 4 7 O A (商品名、 東京精 密社製) を用いて測定した。
<光沢〉
E K - 1 9 0 9 B K N (商品名、 ダイキン工業社製) をノンプラス トアルミ二 ゥム板上に 1 0〜 1 5 μ πιの厚さになるようにスプレー塗布し、 8 0 °Cにて 1 5 分間乾燥した。 得られたアルミニウム板に、 実施例 1〜 1 3及び比較例 1〜5で 得られた塗料組成物を 1 0〜1 5 μ πιの厚さになるようにスプレー塗装し、 8 0 °Cにて 15分間乾燥した後、 380°Cにて 20分間焼成した。 得られた塗膜の表 面の光沢を、 UGV— 5K (商品名、 スガ試験機社製デジタル変角光沢計) を用 いて、 入射角及び受光角を 60°Cにして測定した。 表 2
Figure imgf000043_0002
Figure imgf000043_0001
増粘剤 (ダイキン工業社製特殊増粘剤)
ラウリル硫酸ナトリウム (新日本理化社製)、メチルセルロ-ス (松本油脂製薬社製)
3
TFE重合体 分散剤
50% クラック 表囬¾度
光沢 (%) 平均粒子径 (nm) 配合量 限界膜厚 〔Ra〕
種類 分解温度 〔60 /60° 〕 平均分子量 (万) ( U rn ) ( ^ m)
(°c) (質量%〉
コア/シェル TFE 250
1 290 4.0 26 0.25 32 重合体 (1) 750
コア/シェル TFE 250
2 290 6.0 28 0.25 32 重合体 (I) 750
コア/シル TFE 250
3 290 8.0 28 0.25 31 重合体 (I) 750
コア/シェル TFE 250
4 290 12.0 28 0.28 31 重合体 (I) 750
コア/シェル TFE 250
5 290 6.0 30 0.2 33 重合体 (II) 500
TFE 250
6 290 6.0 35 0.25 30 ホモポリマー 550
コア/シェル TFE 250
施 7 270 6.0 28 0.25 32 重合体 (I)
例 750
コア/シェル TFE 250
8 265 6.0 25 0.3 30 重合体 (I) 750
コア/シ Iル TFE 250
9 290 6.0 30 0.25 35 重合体 (I) 750
コア/シ Iル TFE 250
10 300 6.0 35 0.25 35 重合体 (I) 750
コア/シェル TFE 250
1 1 290,245 4.0+2.0 24 0.28 30 重合体 (1) 750
200
12 PFA 290 6.0 35 0.3 56
80
150
13 FEP 290 6.0 30 0.3 48
55
コア/シェル TFE 250
1 245 6.0 13 0.6 11 重合体 (I) 750
コア/シェル TFE 250
2 245 6.0 15 0.7 13 重合体 (1〉 750
TFE 250
3 245 6.0 17 0.6 9 ホモポリマー 550
200
4 PFA 245 6.0 10 1.3 13
80
150
5 FEP 245 6.0 1 1 1.2 12
55 表 3の結果から、 50%分解温度が 250°C以上である脂肪族系ポリオキシァ ルキレンエーテル分散剤を用いた実施例 1〜1 0、 1 2、 1 3の塗料組成物は、 50 %分解温度が 2 50 °C未満である分散剤のみを用いた比,較例 1〜 5の塗料組 成物と比べて、 得られた塗膜のクラック限界膜厚、 表面粗度及び光沢の全てに優 れたものであった。 また、 50%分解温度が 250°C以上である脂肪族系ポリオ キシアルキレンエーテル分散剤と 50%分解温度が 250°C未満である分散剤と の両方を用いた実施例 1 1の塗料組成物から得られた塗膜は、 前者のみを用いた 実施例 2から得られた塗膜と比べて上述の物性がやや劣るものの、 比較例 1 ~ 2 に比べると充分に優れたものであった。 また、 実施例 7〜1 0では、 脂肪族系ポ リォキシアルキレンエーテル分散剤の 50 %分解温度が高いほど上述の物性に優 れていた。
なかでも、 PF Aを用いた実施例 1 2の塗料組成物、 及び、 FEPを用いた実 施例 1 3の塗料組成物は、 それぞれ同じ重合体を用いた比較例 4の塗料組成物及 び比較例 5の塗料 ¾R成物と比べて、 塗膜の上述の物性が大幅に改善されていた。 実施例 14
TFEホモポリマーをコアとし、 TFEと、 テトラフルォロエチレン [T F E 〕 とパーフルォロプロピルビニルエーテル 〔P PVE〕 との合計質量の 0. 1 5 質量%の P P V Eが付加されている変性 P T F Eをシェルとする、 数平均分子量 750万、 平均粒子径 250 nmの 2層構造のコア Zシェル T F E重合体 (I ) の分散体を、 実施例 1で用いたルテンゾール TO— 8を用いて濃縮を行い、 分散 剤として上記ルテンゾール TO— 8を用い、 更に、 純水を用いて、 分散剤の配合 量が主要固形分に対して 7. 3質量%となるように調整し、 コア/シェル TFE 重合体 (I) の固形分濃度が 60質量%である分散体を得た。 この分散体を用い て表 4に示す組成 3に従って調製し、 塗料組成物を得た。 導電性フイラ一として は、 ECP (商品名、 ライオン社製ケッチェンブラック) を主要固形分の 2. 5 体積%配合した。 得られた塗料組成物から形成した塗膜について、 クラック限界 膜厚、 表面粗度、 光沢及び表面抵抗率の各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。 実施例 1 5
コア Zシェル T F E重合体 (I ) に代えて、 T F Eホモポリマーをコアとし、 テトラフルォロエチレン 〔T F E〕 とクロ口 トリフルォロエチレン [CT F E] との合計質量の 0. 2質量%の C T F Eが付加されている変性 P T F Eをシェル とする、 数平均分子量 5 0 0万、 平均粒子径 2 5 0 nmの 2層構造のコア/シヱ ル T F E重合体 (I I ) を用い、 分散剤の配合量を主要固形分に対して 7. 6質 量%となるように調整し、 導電性フィラーの配合量を主要固形分の 3. 0体積% とした以外は実施例 1 4と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物 から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。 実施例 1 6
コア シェル T F E重合体 (I ) に代えて、 数平均分子量 5 5 0万、 平均粒子 径 2 5 0 nmの T F Eホモポリマーを用い、 分散剤の配合量を主要固形分に対し て 6. 5質量%となるように調整し、 導電性フィラーの配合量を主要固形分の 1. 0体積%とした以外は実施例 1 4と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗 料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。 実施例 1 7
分散剤として実施例 8で用いたノィゲン TD S— 8 0を用い、 分散剤の配合量 を主要固形分に対して 8. 7質量%となるように調整し、 導電性フィラーの配合 量を主要固形分の 5. 0体積%とした以外は実施例 1. 4と同様にして濃縮及び調 製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。 実施例 1 8
分散剤として実施例 7で用いたノィゲン S D— 7 0を用い、 分散剤の配合量を 主要固形分に対して 7. 6質量%となるように調整し、 導電性フィラーの配合量 を主要固形分の 3. 0体積%とした以外は実施例 1 4と同様にして濃縮及び調製 を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結 果を表 5に示す。 実施例 1 9 - 分散剤として実施例 9で用いた DKS NL-D a s h 4 10を用い、 分散剤 の配合量を主要固形分に対して 9. 2質量%となるように調整し、 導電性フイラ 一の配合量を主要固形分の 6. 0体積%とした以外は実施例 14と同様にして濃 縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測 定した。 結果を表 5に示す。 実施例 20
分散剤として、 実施例 1 0で用いたルテンゾール TO— 1 0を用い、 分散剤の 配合量を主要固形分に対して 1 1. 3質量%となるように調整し、 導電性フイラ 一の配合量を主要固形分の 1 0. 0体積。 /0とした以外は実施例 14と同様にして 濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を 測定した。 結果を表 5に示す。 ' 実施例 21
コアノシェル TFE重合体 (I ) に代えて、 TFEと PPVEとの合計質量の 3. 5質量%の P P VEが付加されている平均粒子径 200 nmの TF E共重合 体 〔PFA〕'を用い、 分散剤の配合量を主要固形分に対して 8. 8質量%となる ように調整し、 導電性フィラーの配合量を主要固形分の 5. 0体積%とし、 表 4 に示す組成 4に従って調製した以外は実施例 14と同様にして塗料組成物を得、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 5 に示す。 実施例 22
コア/シェル TFE重合体 ( I ) に代えて、 TFEとへキサフルォロプロピレ ン 〔HFP〕 との合計質量の 1 3. 2質量%の HF Pが付加されている平均粒子 径 1 5 0 !1111の丁 £共重合体 〔FE P〕 を用いた以外は実施例 21と同様にし て塗料組成物を得、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測 定した。 結果を表 5に示す。 実施例 2 3
導電性フイラ一として、 トーカブラック # 5 5 0 0 (商品名、 東海カーボン社 製アセチレンブラック) を主要固形分の 5 . 0体積%用い、 分散剤の配合量を主 要固形分に対して 8 . 7質量%となるように調整した以外は実施例 1 4と同様に して濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物 性を測定した。 結果を表 5に示す。 実施例 2 4
導電性フイラ一として、 コンダクッテクス 9 7 5 (商品名、 コロンビアカーボ ン社製ファーネスブラック) を主要固形分の 6 . 0体積0 /0用い、 分散剤の配合量 を主要固形分に対して 9 . 2質量%となるように調整した以外は実施例 1 4と同 様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各 種物性を測定した。 結果を表 5に示す。 実施例 2 5
導電性フイラ一として、 D C B— 2 5 0 (商品名、 日本黒鉛社製グラフアイト ) を主要固形分の 1 0 . 0体積%用い、 分散剤の配合量を主要固形分に対して 1 1 . 3質量%となるように調整した以外は実施例 1 4と同様にして濃縮及び調製 を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結 果を表 5に示す。 比較例 6
分散剤として、 実施例 1 1で用いたレオコール T D— 9 0を用いた以外は実施 例 1 4と同様にして濃縮及ぴ調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜 について各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。 比較例 7
分散剤として、 比較例 2で用いたノニオン E A D— 1 3を用い、 分散剤の配合 量を主要固形分に対して 7 . 6質量%となるように調整し、 導電性フィラーの配 合量を主要固形分の 3 . 0体積%とした以外は実施例 1 4と同様にして濃縮及び 調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜について各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。 比較例 8
分散剤として、 実施例 1 1で用いたレオコール T D— 9 0を用いた以外は実施 例 1 6と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜 について各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。 比較例 9
分散剤として、 実施例 1 1で用いたレオコール T D— 9 0を用いた以外は実施 例 2 1と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜 について各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。
比較例 1 0
分散剤として、 実施例 1 1で用いたレオコール T D— 9 0を用いた以外は実施 例 2 2と同様にして濃縮及び調製を行い、 得られた塗料組成物から形成した塗膜 について各種物性を測定した。 結果を表 5に示す。
測定方法
く表面抵抗率 >
実施例 1 4〜 2 5及ぴ比較例 6〜 1 0で得られた塗料組成物を、 絶縁ガラス板 上に 5〜 1 0 μ mの膜厚が得られるようにスプレー塗装し、 8 0 °Cにて 1 5分間 乾燥した後、 3 8 0 °Cにて 2 0分間焼成した。 得られた塗膜の表面の表面抵抗率 を、 ハイレスター U P (商品名、 ダイァインスツルメンッ社製) を用いて測定し た。 表 4
Figure imgf000050_0002
Figure imgf000050_0001
増粘剤 (ダイキン工業社製特殊増粘剤)
ラウリル硫酸ナトリウム (新日本理化社製)、メチルセルロ-ス (松本油脂製薬社製)
表 5
Figure imgf000051_0001
表 5の結果から、 5 0 %分解温度が 2 5 0 °C以上である脂肪族系ポリオキシァ ルキレンエーテル分散剤を用いた実施例 1 4 2 5の塗料組成物は、 5 0 %分解 温度が 2 5 0 °C未満である分散剤を用いた比較例 6 1 0の塗料組成物と比べて、 得られる塗膜のクラック限界膜厚、 表面粗度及び光沢の全てに優れたものであつ た。 なかでも、 TFE重合体として P F Aを用いた実施例 21の塗料組成物、 及 び、 T F E重合体として F E Pを用いた実施例 22の塗料組成物は、 それぞれ同 じ T F E重合体を用いた比較例 9の塗料組成物及び比較例 10の塗料組成物と比 ベて、 得られた塗膜のクラック限界膜厚、 表面粗度及び光沢が大幅に改善されて いた。
また、 表 3及び表 5の結果から、 導電性フィラーを配合した実施例 14〜25 は、 導電性フィラーを配合しなかつ'た実施例 1〜1 3と比べてクラック限界膜厚、 表面粗度及び光沢がやや劣るものの、 導電性フィラーを配合することによる各種 物性の大幅な低下が抑制されていた。 実施例 26
フルォロ重合体としてテトラフルォロエチレンホモポリマー (TF Eホモポリ マー;数平均分子量 200万、 平均粒径 0. 20 μπι) を 30質量%含有する重 合上がりの分散体に、 濃縮剤としてルテンゾール TO— 8を TFEホモポリマー の固形分質量に対して約 0. 14質量%となるように添加し、 70 °Cの温度で約 48時間放置した。 TFEホモポリマーの粒子を沈降させ上澄み液を除去し、 約 70質量%の T F Eホモポリマー濃縮体を得た。 この時の界面活性剤のポリマー 吸着量は 2. 9 9質量%であつた。
この TF Eホモポリマー濃縮体に TF Eホモポリマーの固形分質量に対して約 6質量%となるように分散剤として上記ルテンゾール TO— 8を添加し、 純水を 加えて固形分濃度を約 60質量%に調製し、 更に、 アンモニア水を用いて pH = 9. 5に調整して、 TFEホモポリマー水性分散体を得た。 この水性分散体の 2 5°Cでの粘度は 22mP a · sであり、 40 °Cでの粘度は 18 m P a · sであつ た。 得られた水性分散体について以下の評価を行った。 結果を表 6及び表 7に示 す。 評価方法
<加工性 > 含浸機を用いて、 平織りのガラスクロス (糸密度:縦 42本 Z 25 mm X横 3 2本 /25mmX厚さ 0. 1 8 mm) を上記水性分散体に含浸し、 90°Cで乾燥 させた後、 3 80°Cで 1分間加熱した。 これを 3回繰り返し、 上記水性分散体の 加工性として重ね塗り性 (濡れ性) を目視にて評価した。 評価基準は以下の通り であった。
〇:ハジキなぐ含浸可能
△:少しハジキ発生
X :ハジキのため含浸不可
<臭気 (加熱時) >
上記と同様の方法でガラスクロスを上記水性分散体に含浸して乾燥後、 融点以 上の温度に加熱した際の臭気を 3人のオペレータ一により評価し、 3人の評価を 総合した。 評価基準は以下の通りにした。
〇: ほとんど臭わない
△:少し臭う
X :刺激臭
<機械的安定性〉
25 °Cに保温した 100m lの上記水性分散体を、 内径 4. 8 mm、 外径 7. 9 mmのタイゴンチューブを備えたローラーポンプで 200m l /分の条件で 2 時間循環後、 200メッシュ S US網を用いてろ過して、 メッシュアップ量 (フ ルォ口重合体の固形分質量に対する質量%) を測定した。 実施例 2 7
フルォロ重合体として、 実施例 26で用いた TF Eホモポリマーをコアとし、 TFEと、 テトラフルォロエチレン 〔TFE〕 とパーフルォロアルキルビニルェ 一テル 〔PAVE〕 との合計質量の 0. 1質量%の PAVEとを共重合して得ら れた変性ポリテトラフルォロエチレン (変性 PTFE ;数平均分子量 750万) をシェルとする 2層構造の粒子 (平均粒径 0. 24 μπι) を用いた以外は実施例 26と同様にして、 変性 PTFE水性分散体を調製した。 得られた変性 PTFE 水性分散体について実施例 26と同様に評価を行った。 結果を表 6に示す。 実施例 2 8
実施例 2 7で用いた変性 P T F Eをフルォロ重合体として用い、 界面活性剤量 を変性 P T F E固形分質量に対して約 4質量%となるように調製した以外は、 実 施例 2 6と同様にして、 水性分散体を調製した。 得られた変性 P T F E水性分散 体について実施例 2 6と同様に評価を行った。 結果を表 6に示す。 比較例 1 1〜: 1 6
実施例 2 6で用いたルテンゾール T O— 8の代わりに、 表 5及び表 6に示した 界面活性剤を用いた以外は実施例 2 6と同様にして T F Eホモポリマー水性分散 体を得た。 得られた T F Eホモポリマー水性分散体について実施例 2 6と同様に 評価を行った。 比較例 1 1、 比較例 1 2及び比較例 1 5については表 6に、 比較 例 1 3、 比較例 1 4及び比較例 1 6については表 7に結果を示す。 なお、 表 6及び表 7において、 界面活性剤の評価方法は以下の方法によった。 界面活性剤の表面張力:各界面活性剤の 0 . 1 °/。水溶液を調製し、 2 5 °Cで表面 張力計により測定した。
界面活性剤の曇点:各界面活性剤の 1 . 0 %水溶液を調製し、 昇温して白濁する 温度を測定した。
界面活性剤の熱分解性: 参考例 1及び 2の方法に従い、 各界面活性剤 (約 1 0 m g ) の 2 0 0 °Cでの酸化分解率及ぴ 5 0 %分解温度を測定した。
実施例 比較例
CD
26 27 28 11 12 15
変性 PTFE 変性 PTFE
フッ素樹脂 TFEホモホ-リマー TFEホモホ-リマー TFEホモホ°リマー TFEホモホ "リマー
(コア/シヱル構造) (1層構造)
ル亍ンソ'ール ΤΟ-8 ル亍ンソ'ール TO - 8 ノィケ 'ン TDS— 80 テ'イスハ ール TO C レ才コ—ル TD-90 ノニ才ン G— 13 構造 アルキル基炭素数 13 (分岐) 13 (分岐) 13 (分岐) 13 (分岐) 13 (分岐) 13 (直鎖)
ォキシエチレン基数 8 8 8 8.5 9 9 才キシプロピレン基数 0 0 0 0 0 0 アルキル基の出発原料 ブ亍ン ブ亍ン ブテン プロピレン/フ'亍ン フ 'ロビレン/フ τン 不明 界 アルキル基の平均分歧数 (NMR測定) 2.1 2.1 2.1 3.0 3.0 不明 面 純度 (質量%) 99 99 99 60 60 99 活
性 13.0 13.0 13.0 13.0 13.3 13.3 剤 表面張力(0.1 °/oaq) (mN/m) 28.1 28.1 28.1 27.2 27.7 30.8
点 . 60°C 60°C 60°C 49°C 61 °C 76.5°C
50%分解温度 (°C) 290 290 271 245 245 290 酸化分解率 (200°C) Air 3.8 3.8 4.7 1 1.7 1 1 J ― (%) N2 3.3 3.3 3.1 6.8 6.8 - 差 (Αί「Ν2) 0.5 0.5 1.6 4.9 4.9 ― 樹脂固形分 (質量%) 60.6 60.3 61.3 60.3 60.2 60.4 界面活性剤量 (質量%) 6.1 6.0 3.5 5.8 6.0 6.0 デイスパージヨン粘度(25°C) (mPa s) 22 21 24 19 23 28 機械的安定性 (莨量%) 1.7 1.8 3.5 2.1 2.1 15.0 臭気 (加熱時) 〇 〇 O X X 〇 加工性 〇 〇 〇 〇 〇 X
表 7
Figure imgf000056_0001
表 6及ぴ表 7から明らかなように、 比較例 1 1〜: 1 6の水性分散体は、 加熱時 の臭気の抑制と加工性との両立ができておらず、 機械的安定性も良くないもので あつたが、 実施例 26〜28の含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 機械的安定性 及び加工性に優れ、 加熱時でも臭気を抑制されていた。 実施例 2 9
実施例 26で用いた TFEホモポリマーの代わりに、 TFEと、 TFEと PA VEとの合計質量の 3. 5質量%の PAVEとを共重合して得られた TF E/P AVE共重合体 (PFA;数平均分子量 40万、 平均粒子径 0. 1 5 m) を用 いた以外は実施例 26と同様にして、 48時間濃縮を行った。 得られた PFAの 固形分質量は 6 8質量%であった。 上記 P F A濃縮体に PF Aの固形分質量の 6 質量%となるように、 実施例 26で用いたルテンゾール TO— 8を添加し、 純水 を加えて固形分濃度を 60質量%に調製し、 更に、 アンモニア水を用いて pHを 9. 3に調整して、 PF A水性分散体を得た。 得られた P FA水性分散体 100質量部に、 ポリカルボン酸 (日本油脂社製、 ポリスター OM) 4質量部、 エチレングリコール 7質量部及ぴミネラルスピリツ ト 3質量部を添加し、 更に純水を加えて固形分濃度を 50質量%に調整して、 ェ ナメル塗料を作製した。 予め脱脂して、 ブラストし、 更に脱脂したアルミニウム 板上に、 プライマー (ダイキン工業社製、 ポリフロンエナメル EK— 1 909 S - 20 1) をスプレー塗装し、 赤外乾燥を 1 0分間行った。 上記プライマー層上 に上記エナメル塗料をスプレー塗装し赤外乾燥を 1 0分行った後、 400°Cで 2 0分焼成した。 このエナメル塗料について、 以下の評価を行った。 結果を表 8に 示す。 評価方法
<粘度〉
B型粘度計 (東京計器社製) を用い、 液温 25°Cで No. 1ローターを使用し、 60 r pmでのエナメル塗料の粘度を調製直後並びに 1日、 1ヶ月及び 3ヶ月経 過後に測定した。
ぐ塗装性〉
ノズル径 1. 0 mmの自重式スプレー塗装機を使用し、 プライマー (ダイキン 工業社製、 ポリフロンエナメル EK— 1 9 09 S— 201) を塗装してなる表面 に、 圧力 0. 2MP aで上記エナメル塗料を塗装した時の塗装状態を目視により 観察した。 評価基準は以下の通りである。
〇:ハジキなし
△:ハジキが少し有り
X :ハジキが多い
く臭気 (加熱時) >
実施例 26のところで記載したのと同様の方法で、 50 cm2のアルミニウム 板 4枚に塗装して、 融点以上の温度に加熱した際に癸生する臭気を評価した。 実施例 30
実施例 26の TFEホモポリマーの代わりに、 TFEと、 T F Eとへキサフル ォロプロピレン 〔HE P〕 との合計質量の 1 3質量0 /0の HF Pとを共重合して得 られた TFEZHF P共重合体 (FE P ;数平均分子量 3 0万、 平均粒径 0. 1 3 μ τα) を用いた以外は実施例 2 6と同様にして濃縮を行った。 得られた FE P 濃縮体の固形分質量は 6 8質量%であった。 上記 F E P濃縮体に F E Pの固形分 質量の 6質量%となるように、 実施例 2 6で用いたルテンゾール Τ 0— 8を添加 し、 純水を加えて固形分濃度を 6 0質量%に調整し、 更に、 アンモニア水を用い て ρ Ηを 9. 6に調整して、 F E P水性分散体を得た。 得られた F EP水性分散 体を用いて、 実施例 2 9と同様の方法で固形分濃度 5 0質量0 /。のエナメル塗料を 作成し、 評価を行った。 結果を表 8に示す。 比較例 1 Ί
実施例 2 9で用いたルテンゾール TO— 8の代わりに、 レオコール TD— 9 0 を使用した以外は実施例 2 9と同様にしてエナメル塗料を作成し、 評価を行った。 結果を表 8に示す。 表 8
Figure imgf000058_0001
表 8の結果から、 実施例 2 9〜 3 0のエナメル塗料は、 時間が経過してもほと んど粘度の変化がなく、 安定であった。 また、 塗装性に優れ、 クラックを発生す ることなく厚みのある塗装が可能であり、 加熱時でも臭気は抑制されていた。 産業上の利用可能性
本発明の含フッ素樹脂水性分散体組成物 (1 ) 、 含フッ素樹脂水性分散体組成 物 (2 ) 及び含フッ素水性塗料組成物は、 造膜性に優れ、 光沢が良好な被膜を作 ることができ、 また、 脂肪族族ポリオキシアルキレンエーテル分散剤を選択する ことにより、 更に、 低臭気で、 分散性、 機械的安定性及び加工性が良好なものと することができる。 更に、 上記各組成物は、 導電性フィラーを含有させても被膜 のレべリング性に優れていることから、 家電製品等の導伝摺動部品等にも好適に 使用することができる。

Claims

請求の範囲
1. テトラフルォロエチレン重合体に脂肪族系ポリオキシアルキレンエー テル分散剤を配合してなる含フッ素樹脂水性分散体組成物であって、
前記脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 50%分解温度が 25 0°C以上であるものである
ことを特徴とする含フッ素樹脂水性分散体組成物。
2. 脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 下記一般式
RO (C2H40) n (C3H60) mH
(式中、 Rは、 炭素数 8〜1 8の直鎖状若しくは分岐状の飽和又は不飽和の非環 式脂肪族炭化水素基、 又は、 炭素数 8〜1 8の飽和環式脂肪族炭化水素基を表し、 nは、 3〜25の整数を表し、 mは、 0〜6の整数を表す。 ) で表される脂肪族 系ポリオキシアルキレンエーテル化合物である請求の範囲第 1項記載の含フッ素 樹脂水性分散体組成物。
3. 脂肪族系ポリオキシアルキレンエーテル分散剤は、 20 0°Cでの酸化 分解率が 2 %以下である請求の範囲第 1又は 2項記載の含フッ素樹脂水性分散体 糸且成物。
4. Rは、 式一 C 3H27である請求の範囲第 2又は 3項記載の含フッ素樹 脂水性分散体組成物。
5. テトラフルォロエチレン重合体は、 テトラフノレォロエチレンとフ/レオ口 アルキルビュルエーテルとからなる共重合体であり、 前記フルォロアルキルビニ ルエーテルは、 前記テトラフルォロエチレンと前記フルォロアルキルビニルエー テルとの合計質量の 0. 00 1〜0. 5%である請求の範囲第 1、 2、 3又は 4 項記載の含フッ素樹脂水性分散体組成物。
6. テトラフルォロエチレン重合体は、 変性ポリテトラフルォロエチレン (A) 又はテトラフルォロエチレンホモポリマーからなるコアと、 変性ポリテト ラフルォロエチレン (B) からなるシェルとからなるコア/シェル構造を形成し ているものである請求の範囲第 1、 2、 3又は 4項記載の含フッ素樹脂水性分散 体組成物。
7. 含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 更に、 導電性フィラーを配合してな るものである請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5又は 6項記載の含フッ素樹脂水性 分散体組成物。
8. 導電性フイラ一は、 主要固形分の体積の 0. 1〜1 5体積%である請 求の範囲第 7項記載の含フッ素樹脂水性分散体組成物。
9. 導電性フイラ一は、 カーボン系導電性フィラーである請求の範囲第 7 又は 8項記載の含フッ素樹脂水性分散体組成物。
1 0. フルォロ重合体及びポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル 系界面活性剤からなる含フッ素樹脂水性分散体組成物であって、
前記含フッ素樹脂水性分散体組成物は、 含フッ素樹脂水性分散体からなるもの であり、
前記フルォロ重合体は、 固形分が前記含フッ素樹脂水性分散体の総質量の 30 〜 70質量%であり、
前記ポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 前記フル ォロ重合体の固形分質量の 1〜21質量%であり、 下記一般式 (I)
R-O-A-H ( I)
(式中、 Rは、 式一 C13H27で表され、 1分子あたりの分岐数の平均値が 1. 5〜2. 9であるアルキル基である。 Aは、 ォキシエチレン基数 5〜 20及びォ キシプロピレン基数 0〜 6のポリオキシアルキレン鎖を示す。 ) で表されるもの である ことを特徴とする含フッ素樹脂水性分散体組成物。
1 1 . ポリォキシアルキレンィソトリデシルエーテル系界面活性剤は、 原料 アルコールが、 ブテンを 3量化して得られる炭素数 1 2のォレフインからォキソ 法を用いて合成されたものである請求の範囲第 1 0項記載の含フッ素樹脂水性分 散体組成物。
1 2 . テトラフルォロエチレン重合体に脂肪族系ポリオキシアルキレンェ 一テル分散剤を配合してなる含フッ素水性塗料組成物であって、
前記脂肪族系ポリォキシアルキレンエーテル分散剤は、 5 0 %分解温度が 2 5 o °c以上であるものである
ことを特徴とする含フッ素水性塗料組成物。
PCT/JP2003/006177 2002-05-20 2003-05-19 含フッ素樹脂水性分散体組成物及び含フッ素水性塗料組成物 WO2003106556A1 (ja)

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