WO2015146851A1 - フッ素ゴム成形品 - Google Patents

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WO2015146851A1
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fluoroelastomer
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fluororubber molded
mass
fluororubber
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PCT/JP2015/058572
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茂 相田
武志 山田
八木 啓介
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旭硝子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fluororubber molded article having excellent fuel barrier properties.
  • Fluoro rubber is excellent in properties such as fuel barrier properties, slidability, heat resistance, chemical resistance, weather resistance, and electrical insulation, and is used in a wide range of fields such as automobiles, industrial machinery, OA equipment, and electrical and electronic equipment. Yes.
  • a SHED (Sealed Housing for Evaporative Determination) regulation that regulates the amount of fuel evaporative gas emitted from a vehicle using gasoline as fuel has been strengthened.
  • fuel for automobiles include gasoline, LPG, light oil, and alcohol-containing fuel.
  • Alcohol-containing fuel is a fuel that is a mixture of gasoline and alcohol, and since it contains oxygen, it emits less carbon monoxide, soot (black smoke), emits less SOx or NOx, has less photochemical reactivity, etc. Has environmental improvement potential (characteristics as a low pollution fuel). For this reason, it is expected to use an alcohol-containing fuel as a fuel for automobiles, and development of a rubber material having a barrier property against the alcohol-containing fuel is desired.
  • Non-Patent Document 1 shows that the cross-linked cured product of FFKM hardly has an increase in volume (swelling) due to the immersion test and has good resistance to gasoline and methanol (non-patent document). 1, page 630, Table III.3.4). Therefore, it is estimated that the cross-linked cured product of FFKM has a barrier property against the alcohol-containing fuel.
  • FFKM is disadvantageous in that it is expensive, and at present the application is limited while having excellent characteristics.
  • Patent Document 1 heat resistance is improved when FFKM and a mixture of tetrafluoroethylene (hereinafter also referred to as TFE) / propylene (hereinafter also referred to as P) elastomer are used as compared with FFKM alone. It is described to do.
  • TFE tetrafluoroethylene
  • P propylene
  • TFE / P-based elastomer seven types of ternary elastomers are listed in addition to the TFE / P binary elastomer.
  • VdF vinylidene fluoride
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fluororubber molded article that is cheaper than conventional FFKM and has excellent fuel barrier properties against alcohol-containing fuel.
  • the present invention provides a fluororubber molded article having the following configurations [1] to [15].
  • a crosslinkable composition containing the following fluoroelastomer (A) and the following fluoroelastomer (B), wherein the mass ratio of the following fluoroelastomer (A) and the following fluoroelastomer (B) in the crosslinkable composition A fluororubber molded product obtained by molding and crosslinking a crosslinkable composition having (A) / (B) of 99/1 to 30/70.
  • CF 2 CF—O—R f (i)
  • R f represents a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl group having 2 to 20 carbon atoms having an etheric oxygen atom between carbon atoms.
  • a molar ratio of [total of units based on tetrafluoroethylene and units based on propylene] / [unit based on vinylidene fluoride] is 90/10 to 50/50
  • the fluororubber molded article according to [1] wherein a molar ratio of [unit based on tetrafluoroethylene] / [unit based on propylene] is 40/60 to 70/30.
  • a fluororubber molded product that is inexpensive and excellent in fuel barrier properties can be obtained.
  • FIG. 1 The figure which shows the transmission electron micrograph of the fluororubber molded article produced in Example 1.
  • FIG. The figure which shows the transmission electron micrograph of the fluororubber molded article produced in Example 2.
  • FIG. 1 The figure which shows the transmission electron micrograph of the fluororubber molded article produced in Example 2.
  • a unit based on a monomer may be represented by adding “unit” to the monomer name.
  • a unit based on tetrafluoroethylene is also referred to as “tetrafluoroethylene unit” or “TFE unit”
  • a unit based on monomer (a1) is also referred to as “monomer (a1) unit”.
  • An alkyl group having an etheric oxygen atom between carbon atoms is also referred to as an “oxaalkyl group”.
  • An oxaalkyl group refers to an alkyl group in which one or more of the carbon atoms of the alkyl group excluding the terminal carbon atom is substituted with an oxygen atom, and when there are two or more carbon atoms substituted with an oxygen atom. Are not adjacent to each other.
  • an alkylene group having an etheric oxygen atom between carbon atoms is also referred to as an “oxaalkylene group”.
  • the number of carbon atoms of the oxaalkyl group and the oxaalkylene group does not include a carbon atom substituted with an oxygen atom.
  • Polyfluorooxaalkyl group” and “polyfluorooxaalkylene group” refer to an oxaalkyl group and an oxaalkylene group in which two or more of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom are substituted with fluorine atoms, respectively.
  • the “perfluorooxaalkyl group” and the “perfluorooxaalkylene group” refer to an oxaalkyl group and an oxaalkylene group in which all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom are substituted with fluorine atoms, respectively.
  • the fluoroelastomer (A) in the present invention comprises a unit based on tetrafluoroethylene and CF 2 ⁇ CF—O—R f (wherein R f is a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms or 2 to 2 carbon atoms). 20 units of perfluorooxaalkyl group)) and units based on perfluorovinyl ether (hereinafter referred to as PAVE).
  • R f is preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a perfluorooxaalkyl group having 2 to 8 carbon atoms.
  • PAVE examples include CF 2 ⁇ CF—O—CF 3 , CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 3 , CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 CF 3 , CF 2 ⁇ CF—O—.
  • CF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 3 , CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 —O—CF 2 CF 3 , CF 2 ⁇ CF—O—CFCFCF 3 —O—CF 2 CF 2 CF 3 etc. are mentioned. Of these, CF 2 ⁇ CF—O—CF 3 is preferable.
  • PAVE may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
  • the molar ratio of TFE unit / PAVE unit in the fluoroelastomer (A) is preferably 30/70 to 80/20, more preferably 40/60 to 75/25, and most preferably 60/40 to 75/25. Within this range, the fluoroelastomer (A) is excellent in rubber properties such as flexibility, elongation and strength.
  • the content of the TFE unit is not more than the upper limit of the above range, the crystallinity of the fluoroelastomer (A) does not become too high, and good flexibility is easily obtained.
  • the content of the TFE unit is not less than the lower limit of the above range, good mechanical strength is easily obtained.
  • the fluoroelastomer (A) may contain one or more units based on a copolymerizable monomer other than TFE and PAVE (hereinafter referred to as monomer (a1)).
  • monomer (a1) a general formula CF 2 ⁇ CF—R f1 (wherein R f1 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a perfluorooxaalkyl group having 2 to 20 carbon atoms).
  • R f1 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a perfluorooxaalkyl group having 2 to 20 carbon atoms).
  • Perfluoroalkenes represented by the formula: R f1 may be linear, branched or cyclic, and is preferably linear or branched.
  • the number of carbon atoms of the perfluoroalkyl group as R f1 is preferably 1-20, more preferably 1-10, and most preferably 1-5.
  • the number of carbon atoms of the perfluorooxaalkyl group as R f1 is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 10, and most preferably 2 to 5.
  • the perfluorooxaalkyl group as R f1 is, for example, a general formula — (CF 2 CFXO) y R f2 (wherein X represents F or CF 3 , y represents an integer of 1 to 5, and R f2 represents carbon Represents a perfluoroalkyl group of formulas 1 to 3.).
  • the fluoroelastomer (A) contains the monomer (a1) unit
  • the content thereof is preferably 0.01 to 50 mol%, preferably 0.1 to 0.5%, based on the total content of the TFE unit and the PAVE unit. 30 mol% is more preferable, and 0.5 to 20 mol% is particularly preferable. When in this range, good fuel barrier properties are easily obtained. More preferably, the fluoroelastomer (A) does not contain a monomer (a1) unit.
  • the fluoroelastomer (A) is preferably FFKM.
  • the fluoroelastomer (A) is used for the production of a fluororubber molded article through a crosslinking step, and preferably has a crosslinking site. When it has a cross-linked site, the cross-linking reaction easily proceeds.
  • a known crosslinking site in FFKM can be used as the crosslinking site. Examples of the crosslinking site include bromine atom, iodine atom, cyano group and the like.
  • Examples of a method for introducing these crosslinking sites into the fluoroelastomer (A) include a method of copolymerizing a compound having a bromine atom, an iodine atom, or a cyano group, and a method of introducing an iodine atom at the polymer terminal by iodine transfer polymerization. It is done.
  • the method of introducing a site to be a cross-linked site by copolymerization is preferable when it is easy to adjust the content of the cross-linked site, so that the content of the cross-linked site is increased to increase the cross-linking density.
  • the method of introducing iodine atoms at the polymer terminal by iodine transfer polymerization makes it easy to control the molecular weight and molecular weight distribution of the resulting polymer and suppresses the formation of oligomers that adversely affect the processability and mechanical properties of the fluoroelastomer (A). It is preferable because it is possible.
  • the iodine atom and / or bromine atom in the fluoroelastomer (A) is derived from a chain transfer agent containing an iodine atom and / or a bromine atom, a monomer containing an iodine atom and / or a bromine atom, and the like used during production.
  • Monomers containing iodine and / or bromine atoms include CF 2 ⁇ CFBr, CH 2 ⁇ CHCF 2 CF 2 Br, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 —I, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 —Br, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 CH 2 —I, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 CH 2 —Br, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 ( CF 3 ) —O—CF 2 CF 2 CH 2 —I, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 (CF 3 ) —O—CF 2 CF 2 CH 2 —Br, and the like.
  • Examples of the chain transfer agent containing an iodine atom and / or a bromine atom include IR f3 -I (wherein R f3 is a perfluoroalkylene group having 1 to 8 carbon atoms or a perfluorooxax group having 2 to 8 carbon atoms).
  • R f4 represents an alkylene group compound represented by.
  • I-R f4 -Br wherein, R f4 represents a perfluoroalkylene group or a perfluoro-oxa alkylene groups having 2 to 8 carbon atoms of 1 to 8 carbon atoms compounds represented by.
  • I-R 1 -I in the formula, R 1 is represented by an alkylene group or an oxaalkylene group having 2 to 8 carbon atoms of 1 to 8 carbon atoms.
  • IR f3- I include diiododifluoromethane, 1,2-diiodoperfluoroethane, 1,3-diiodoperfluoropropane, 1,4-diiodoperfluorobutane, 1,5-diiodine.
  • Examples include iodoperfluoropentane, 1,6-diiodoperfluorohexane, 1,7-diiodoperfluoroheptane, and 1,8-diiodoperfluorooctane.
  • 1,4-diiodoperfluorobutane and 1,6-diiodoperfluorohexane are preferred, and 1,4-diiodoperfluorobutane is more preferred.
  • Specific examples of the IR f4 -Br include 1-iodo-4-bromoperfluorobutane, 1-iodo-6-bromoperfluorohexane, 1-iodo-8-bromoperfluorooctane and the like.
  • 1-iodo-4-bromoperfluorobutane and 1-iodo-6-bromoperfluorohexane are preferable, and 1-iodo-4-bromoperfluorobutane is more preferable.
  • Specific examples of the IR 1 -I include 1,2-diiodoethane, 1,4-diiodobutane, 1,5-diiodopentane, 1,6-diiodohexane, and the like.
  • the total content of iodine atoms and bromine atoms in the fluoroelastomer (A) is preferably from 0.1 to 1.5% by mass, more preferably from 0.1 to 1.0% by mass, and from 0.1 to 0.00%. 5% by mass is most preferred. When it is in this range, good fuel barrier properties in the fluororubber molded product are easily obtained. In addition, good rubber properties in a fluororubber molded product are easily obtained.
  • the fluoroelastomer (A) those substantially not containing hydrogen atoms are preferable.
  • the content of hydrogen atoms in the fluoroelastomer (A) is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.07% by mass or less, and most preferably 0.05% by mass or less. When the hydrogen atom content is in the above range, good fuel barrier properties are easily obtained. Also, good heat resistance or chemical resistance is easily obtained.
  • the hydrogen atom in the fluoroelastomer (A) is derived from a polymerization initiator, a chain transfer agent, a monomer containing a hydrogen atom, or the like used during production.
  • Examples of the monomer containing a hydrogen atom include CF 2 ⁇ CF—O—CH 2 CF 3 , CF 2 ⁇ CF—O—CH 2 CF 2 CF 2 CF 3 , CF 2 ⁇ CF—O—CH 2 (CF 2 CF 2 ) 2 H, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 CH 2 —I, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 CH 2 —Br, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 (CF 3 ) —O—CF 2 CF 2 CH 2 —I, CF 2 ⁇ CF—O—CF 2 CF 2 (CF 3 ) —O—CF 2 CF 2 CH 2 —Br, and the like.
  • the Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 121 ° C.) of the fluoroelastomer (A) according to JIS K6300 is preferably 1 to 100, more preferably 5 to 90, still more preferably 5 to 80, and particularly preferably 5 to 70.
  • ML 1 + 4 121 ° C. indicates a Mooney viscosity after using a L-shaped rotor at a temperature of 121 ° C., preheating 1 minute, and heating time 4 minutes (the same applies hereinafter).
  • Mooney viscosity is a measure of the molecular weight of the rubber. Higher values indicate higher molecular weights and lower values indicate lower molecular weights.
  • the glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of the fluoroelastomer (A) is preferably 10 ° C. or less, more preferably ⁇ 50 to 8 ° C., further preferably ⁇ 40 to 5 ° C., and most preferably ⁇ 30 to 3 ° C. . Within this range, the fluororubber molded article is excellent in sealing properties at low temperatures.
  • a fluoroelastomer (A) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the production method of the fluoroelastomer (A) is not particularly limited, and a known method such as an emulsion polymerization method or a solution polymerization method can be used.
  • the emulsion polymerization method is preferred because it is excellent in adjustment of molecular weight and copolymer composition and productivity.
  • a monomer mixture containing TFE and PAVE is radically copolymerized in the presence of an aqueous medium, a radical polymerization initiator, an emulsifier, and a chain transfer agent.
  • Known emulsifiers can be used as appropriate.
  • hydrocarbon emulsifiers such as sodium lauryl sulfate and sodium dodecylbenzenesulfonate, ammonium perfluorooctanoate, ammonium perfluorohexanoate, C 2 F 5 —O—C 2 F 4 —O—CF 2 —COONH 4 , C 3 And fluorine-containing emulsifiers such as F 7 —O—CF (CF 3 ) —CF 2 —O—CF (CF 3 ) —COONH 4 .
  • a fluorine-containing emulsifier is preferable from the viewpoint of stability during polymerization.
  • chain transfer agent in addition to the chain transfer agent containing iodine atom and / or bromine atom, chain or cyclic saturated hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane and cyclohexane, methanol And alcohols such as ethanol and propanol, and mercaptans such as tert-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, and n-octadecyl mercaptan.
  • chain transfer agents can be used.
  • aqueous medium water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent is preferable.
  • the water-soluble organic solvent include tert-butanol, propylene glycol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, and tripropylene glycol.
  • tert-butanol and dipropylene glycol monomethyl ether are preferable.
  • the ratio of the water-soluble organic solvent to 100 parts by mass of water in the mixed solvent is preferably 1 to 40 parts by mass, and more preferably 3 to 30 parts by mass.
  • the radical polymerization initiator conventionally known radical polymerization initiators can be appropriately used in the production of perfluoroelastomers.
  • a water-soluble radical polymerization initiator is preferably used.
  • the water-soluble radical polymerization initiator include persulfates such as ammonium persulfate, organic initiators such as hydrogen peroxide, disuccinic acid peroxide, and azobisisobutylamidine dihydrochloride.
  • a redox initiator comprising a combination of persulfuric acid or hydrogen peroxide and a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite and sodium thiosulfate, and a smaller amount of iron, ferrous salt, sulfuric acid in the redox initiator.
  • a redox initiator comprising a combination of persulfuric acid or hydrogen peroxide and a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite and sodium thiosulfate, and a smaller amount of iron, ferrous salt, sulfuric acid in the redox initiator.
  • An inorganic initiator coexisting with silver or the like can also be used.
  • the fluoroelastomer (B) in the present invention contains TFE units, P units, and VdF units.
  • the molar ratio of [total of TFE units and P units] / VdF units is preferably 90/10 to 50/50, more preferably 85/15 to 55/45, and 80/20 to 60 / 40 is more preferable, and 80/20 to 70/30 is particularly preferable.
  • the molar ratio of TFE unit / P unit is preferably 40/60 to 70/30, more preferably 50/50 to 65/35, and most preferably 51/49 to 58/42. Within the above range, it is easy to obtain good fuel barrier properties and good rubber properties in a fluororubber molded article.
  • the fluoroelastomer (B) may contain one or more units based on copolymerizable monomers (hereinafter referred to as monomer (b1)) other than TFE units, P units, and VdF units.
  • monomer (b1) PAVE, CH 2 ⁇ CH—R f5 (wherein R f5 represents a polyfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a polyfluorooxaalkyl group having 2 to 20 carbon atoms)
  • a compound represented by CR 4 R 5 ⁇ CR 6 COOCH ⁇ CH 2 wherein R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or the number of carbon atoms) 2 to 10 oxaalkyl groups, R 6 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group), and partially fluorinated vinyl ethers (CF 2 ⁇ CF—O—CH 2 CF 3 CF 2 ⁇ CF—O
  • the fluoroelastomer (B) contains the monomer (b1) unit
  • the content thereof is preferably 0.01 to 20 mol% based on the total content of the TFE unit, the P unit, and the VdF unit. 1 to 15 mol% is more preferable, and 1 to 10 mol% is particularly preferable. When it is within this range, good fuel barrier properties and good rubber properties in a fluororubber molded product are easily obtained.
  • the fluoroelastomer (B) is used for the production of a fluororubber molded product through a crosslinking step, and preferably has a crosslinking site. When it has a cross-linked site, the cross-linking reaction easily proceeds.
  • the crosslinking site in the fluoroelastomer (B) include a double bond, a bromine atom, an iodine atom, and a cyano group.
  • a method for introducing a crosslinking site a known method can be used. For example, when the crosslinking site is a double bond, the intramolecular double is obtained by contacting the fluoroelastomer (B) with an alkali and performing deHF.
  • the content of the crosslinking site is preferably 0.01 to 5 mol%, more preferably 0.05 to 3 mol%, and more preferably 0.1 to 2 mol% with respect to the total of units constituting the fluoroelastomer (B). Is particularly preferred. When it is in this range, good fuel barrier properties in the fluororubber molded product are easily obtained. In addition, good rubber properties in a fluororubber molded product are easily obtained.
  • the content of the crosslinking site can be measured by a spectroscopic method such as infrared absorption analysis, nuclear magnetic resonance, or fluorescent X-ray elemental analysis.
  • the Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 121 ° C.) according to JIS K6300 of the fluoroelastomer (B) is preferably 1 to 200, more preferably 5 to 190, and particularly preferably 10 to 180. If it is within the above range, the blending operation is easily performed, and good rubber physical properties in the fluororubber molded product are easily obtained.
  • the Tg of the fluoroelastomer (B) is preferably 10 ° C. or less, more preferably ⁇ 50 to 8 ° C., further preferably ⁇ 40 to 5 ° C., and most preferably ⁇ 30 to 3 ° C. Within this range, the fluororubber molded article is excellent in sealing properties at low temperatures.
  • the method for polymerizing the monomer in the method for producing the fluoroelastomer (B) is not particularly limited, and a known polymerization method such as an emulsion polymerization method or a solution polymerization method can be used.
  • the emulsion polymerization method is preferred because it is excellent in adjustment of molecular weight and copolymer composition and productivity.
  • a monomer mixture containing TFE, P and VdF is radically copolymerized in the presence of an aqueous medium, a radical polymerization initiator, an emulsifier, and a chain transfer agent.
  • the same emulsifiers, aqueous media, radical polymerization initiators and chain transfer agents that can be used in the method for producing the fluoroelastomer (A) can be used. After the polymerization reaction of the monomer is completed, a step of introducing a crosslinking site is performed as necessary.
  • composition (X) is a composition containing a fluoroelastomer (A) and a fluoroelastomer (B).
  • the mass ratio (A) / (B) of the fluoroelastomer (A) to the fluoroelastomer (B) is 99/1 to 30/70, preferably 90/10 to 40/60, and 80/20 to 50/50. Is more preferable, and 75/25 to 60/40 is particularly preferable.
  • the fluorine content in the composition (X) is preferably 60 to 73% by mass, more preferably 65 to 72% by mass, and particularly preferably 67 to 70% by mass with respect to the total polymer mass. If it is not more than the upper limit of the above range, the cost does not become too high and good mechanical strength is easily obtained. When it is at least the lower limit value, good fuel barrier properties, good chemical resistance, and good heat resistance are easily obtained.
  • the composition (X) preferably contains an organic peroxide.
  • the organic peroxide is not particularly limited, and the one minute half-life temperature, which is the temperature at which half of the organic peroxide decomposes in one minute, is preferably 100 to 250 ° C., and preferably 150 to 200 ° C. Is more preferable.
  • organic peroxide examples include di-tert-butyl peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, dicumyl peroxide, 1,4-bis [(t-butylperoxy) isopropyl] benzene, 2,5-dimethyl- Dialkyl such as 2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane-3, 1,3-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene Peroxides, 1,1-di (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroxyperoxide, benzoyl peroxide, tert-butylperoxybenzene, 2, 5-Dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy Hexane,
  • the content of the organic peroxide in the composition (X) is preferably 0.05 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B). To 5 parts by mass is more preferable, and 0.5 to 3 parts by mass is particularly preferable. Within the above range, it is easy to obtain good fuel barrier properties and good rubber properties in a fluororubber molded article.
  • the composition (X) preferably contains one or more crosslinking aids.
  • the crosslinking aid is contained, the composition (X) is excellent in crosslinkability.
  • Specific examples of the crosslinking aid include triallyl cyanurate (hereinafter referred to as TAC), triallyl isocyanurate (hereinafter referred to as TAIC), trimethallyl isocyanurate (hereinafter referred to as TMAC), 1, 3, and 5.
  • the content of the crosslinking aid in the composition (X) is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and preferably 0.5 to 5 parts per 100 parts by mass of the total amount of the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B). Part by mass is more preferable. Within this range, good fuel barrier properties in a fluororubber molded product are easily obtained. In addition, it is easy to obtain a good balance between tensile strength and elongation in a fluororubber molded product.
  • the composition (X) may contain one or more scorch retarders.
  • Scorch retarders include phenolic compounds such as bisphenol A, bisphenol AF, phenol, cresol, p-phenylphenol, m-phenylphenol, o-phenylphenol, allylphenol, p-hydroxybenzoic acid, ethyl p-hydroxybenzoate, etc.
  • Hydroxyl-containing compounds such as hydroquinone, hydroquinone monoethyl ether, hydroquinone monomethyl ether, 2,4-di (3-isopropylphenyl) -4-methyl-1-pentene, 2,4-di (4-isopropylphenyl) ) -4-methyl-1-pentene, 2- (3-isopropylphenyl) -4- (4-isopropylphenyl) -4-methyl-1-pentene, 2- (4-isopropylphenyl) -4- (3- Isopropylphenyl) -4-methyl-1 Pentene, 2,4-di (3-methylphenyl) -4-methyl-1-pentene, 2,4-di (4-methylphenyl) -4-methyl-1-pentene, 2,4-diphenyl-4- Examples thereof include ⁇ -methylstyrene dimers such as methyl-1-pentene.
  • the content of the scorch retarder in the composition (X) is preferably 0.05 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B). 1 part by mass is more preferred.
  • the composition (X) in the present invention preferably contains one or more metal oxides.
  • the fluoroelastomer (A) contains a bromine atom
  • the crosslinking reaction can proceed promptly and reliably when it contains a metal oxide.
  • oxides of divalent metals such as magnesium oxide, calcium oxide, zinc oxide and lead oxide are preferable.
  • the content of the metal oxide in the composition (X) is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and preferably 0.5 to 5 parts per 100 parts by mass of the total amount of the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B). Part by mass is more preferable. Within the above range, good rubber properties in the fluororubber molded product can be easily obtained.
  • the composition (X) may contain one or more pigments for coloring.
  • pigments include inorganic pigments and organic pigments.
  • inorganic pigments titanium dioxide, zinc oxide, ultramarine, bengara, lithopone, lead, cadmium, iron, cobalt, aluminum, hydrochloride, sulfate, etc. should be used.
  • organic pigments include azo pigments and copper phthalocyanine pigments.
  • the content of the pigment in the composition (X) is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B).
  • the composition (X) may contain one or more fillers.
  • the filler include inorganic fillers and organic fillers having various shapes.
  • inorganic fillers include fumed silica, calcined silica, precipitated silica, ground silica, fused silica, anhydrous silicic acid, hydrous silicic acid, diatomaceous earth, iron oxide, zinc oxide, activated zinc white, titanium oxide, and oxidized.
  • examples include barium, magnesium oxide, calcium carbonate, calcium bicarbonate, surface-treated fine calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, magnesium hydroxide, calcined clay, clay, carbon black, or a fatty acid or fatty acid ester-treated product thereof.
  • organic filler examples include styrene resin particles and acrylic resin particles.
  • the content of the filler in the composition (X) is preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B).
  • the composition (X) may contain one or more processing aids.
  • the processing aid include sodium stearate and zinc stearate.
  • the content of the processing aid in the composition (X) is preferably from 0.01 to 10 parts by weight, preferably from 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B). Part by mass is more preferable.
  • composition (X) is preferably produced by kneading the fluoroelastomer (A), the fluoroelastomer (B), and additives as necessary.
  • the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B) are usually kneaded in a solid state.
  • the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B) may be mixed in advance, and an additive may be added thereto and kneaded.
  • the fluoroelastomer (A) and fluoroelastomer (A) and fluoroelastomer (B) aqueous dispersion are mixed in advance, and the mixed aqueous dispersion is agglomerated and isolated.
  • a method of obtaining a mixture of the elastomer (B) and kneading the mixture with an additive may be applied.
  • the method for aggregating the mixed aqueous dispersion is not particularly limited, and examples thereof include a method of changing the pH of the aqueous dispersion, a method of mechanical stirring, and a method of salting out by adding a metal salt.
  • the kneader As the kneader, a two-roll, kneader, Banbury mixer or the like is used. If the heat generation is intense during kneading, it is preferable to cool the kneader.
  • the kneading temperature is preferably 60 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or lower.
  • the lower limit of the kneading temperature is not particularly limited, but is usually 20 ° C. or higher.
  • the fluorororubber molded article of the present invention is obtained by molding and crosslinking the composition (X). Molding and crosslinking may be performed simultaneously, or may be crosslinked after molding.
  • the molding method is not particularly limited, and various molding methods such as compression molding, extrusion molding, and injection molding can be used.
  • the crosslinking temperature is preferably from 100 to 300 ° C, more preferably from 150 to 250 ° C. Within this range, it is easy to obtain good fuel barrier properties and good rubber properties in a fluororubber molded article. It is also preferable to combine a primary crosslinking reaction at a relatively low temperature and a secondary crosslinking reaction at a relatively high temperature.
  • the primary crosslinking reaction temperature is usually preferably 150 to 200 ° C.
  • the secondary crosslinking reaction temperature is usually preferably from 200 to 300 ° C, more preferably from 220 to 290 ° C, particularly preferably from 230 to 280 ° C. What is necessary is just to select bridge
  • the primary crosslinking is performed for 3 to 60 minutes in a hot press at 150 to 200 ° C.
  • the second crosslinking reaction is performed in an oven at 200 to 300 ° C. for 1 to 24 hours. It is preferable to perform secondary crosslinking.
  • the crosslinking of the composition (X) is performed using ionizing radiation.
  • crosslinking proceeds even if the composition (X) does not contain an organic peroxide.
  • ionizing radiation include electron beams and gamma rays.
  • the crosslinking condition is preferably 50 to 700 gray, more preferably 80 to 400 gray.
  • the crosslinking temperature is preferably 0 to 300 ° C, more preferably 10 to 200 ° C.
  • the micro-layer separation structure as shown in FIGS. 1 and 2 is called a gyroidal structure and is different from a structure called a sea-island structure.
  • the fluororubber in the fluororubber molded product of the present invention is considered to have realized a high fuel barrier property by exhibiting a gyroid structure.
  • fluororubber molded products include, but are not limited to, the following molded products.
  • a sliding member used for a part that slides in contact with another material is suitable.
  • a sealing material is particularly preferable.
  • Automotive fuel seal materials include gaskets (engine head gaskets, metal gaskets, oil pan gaskets, universal joint gaskets, etc.) used for engines and peripheral devices, and various seal materials (various seal materials for AT devices, fuel systems and peripheral devices) And the like are used.
  • piston ring O (square) -ring, packing, diaphragm, crankshaft seal, camshaft seal, valve stem seal, manifold packing, oxygen sensor seal, injector O-ring, injector packing, fuel pump O -Ring, gearbox seal, power piston seal, cylinder liner seal, automatic transmission front pump seal, rear axle pinion seal, speedometer pinion seal, foot brake piston cup, torque transmission O-ring, oil seal And exhaust gas recombustion device seals, bearing seals, carburetor sensor diaphragms, and the like.
  • a fluororubber molded article having excellent fuel barrier properties against an alcohol-containing fuel can be obtained, as shown in Examples described later. Therefore, the fluororubber molded article of the present invention is particularly suitable as a member (for example, a sealing material for automobile fuel) that comes into contact with alcohol-containing fuel.
  • the alcohol-containing fuel is a liquid fuel obtained by mixing alcohol and / or ether with gasoline and / or naphtha. What is sold as normal fuel for automobiles can be applied.
  • Non-Patent Document 1 describes that a TFE / P binary elastomer and a TFE / P / VdF ternary elastomer are easily swelled to the same extent with respect to a mixture of gasoline and methanol. Is described. Based on these well-known techniques, even when the binary elastomer or the ternary elastomer, which is a component that swells with respect to the alcohol-containing fuel, is mixed with FFKM, the resulting mixture has a barrier property against the alcohol-containing fuel. Not expected.
  • the fluoroelastomer (B) has a lower fluorine content than the fluoroelastomer (A) and can be produced at a lower cost than the fluoroelastomer (A). Therefore, according to the present invention, by mixing the fluoroelastomer (A) and the fluoroelastomer (B), the fluoroelastomer is cheaper than the conventional rubber molded product made of FFKM and has excellent fuel barrier properties against alcohol-containing fuel. A molded product is obtained.
  • composition of the unit (copolymerization composition) in the fluoroelastomer (A) or fluoroelastomer (B) is obtained by dissolving the fluoroelastomer (A) or fluoroelastomer (B) in deuterated tetrahydrofuran and measuring 13 C-NMR. The copolymer composition was analyzed.
  • Tensile strength (unit: MPa): Measured at 23 ° C. in accordance with JIS K6251 (2010). 100% modulus (unit: MPa): measured at 23 ° C. according to JIS 6251 (2010). Elongation at break (unit:%): Measured at 23 ° C. according to JIS K6251 (2010).
  • CM 15 a mixed fuel having a mixing ratio (mass ratio) of isooctane: toluene: methanol of 42.5: 42.5: 15.
  • the fuel permeation coefficient (g ⁇ mm / m 2 ⁇ 24 hr) was measured.
  • a lower fuel permeability coefficient indicates better fuel barrier properties.
  • a fluoroelastomer (A1) containing TFE units / perfluoro (methyl vinyl ether) (hereinafter referred to as PMVE) units was produced as follows. After degassing a stainless steel pressure resistant reactor having an inner volume of 20 L equipped with anchor blades, 8800 g of ion exchange water, 220 g of F (CF 2 ) 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 COONH 4 , disodium hydrogen phosphate 12 0.64 g of hydrate was charged, and the gas phase was replaced with nitrogen. The internal temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a speed of 375 rpm using an anchor blade.
  • PMVE perfluoro (methyl vinyl ether)
  • a monomer mixed gas (1) with TFE / PMVE 25/75 (molar ratio) was injected until the reactor internal pressure became 0.8 MPaG. 25 mL of a 2.5 mass% aqueous solution of ammonium persulfate as an initiator was added to initiate polymerization.
  • the press-in of PMVE was continued until the total amount of TFE gas added after adding the ammonium persulfate aqueous solution reached 1120 g.
  • the total amount of TFE gas added after adding the ammonium persulfate aqueous solution reached 1200 g, the addition of the TFE gas was stopped and the reactor internal temperature was cooled to 10 ° C. to stop the polymerization reaction.
  • 9940 g of latex (1) of fluoroelastomer (A1) was obtained.
  • the latex (1) was added to a 5% by mass aqueous solution of potassium aluminum sulfate to cause aggregation to precipitate the fluoroelastomer (A1).
  • the precipitated fluoroelastomer (A1) was separated, washed with ultrapure water, and then dried in a vacuum oven at 50 ° C. for 12 hours to obtain 1034 g of a white fluoroelastomer (A1).
  • the fluoroelastomer (A1) contains an iodine atom as a crosslinking site.
  • Rongalite aqueous solution sodium hydroxymethanesulfinate dihydrate adjusted to pH 10.0 with sodium hydroxide (hereinafter referred to as Rongalite aqueous solution) was added to the reactor, followed by polymerization. The reaction was started. Thereafter, the Rongalite aqueous solution was continuously added to the reactor using a high-pressure pump.
  • the internal pressure of the reactor decreases.
  • the reactor was press-fitted under its own pressure, and the reactor internal pressure was increased to 2.51 MPaG. This operation was repeated, and the polymerization reaction was continued while maintaining the internal pressure of the reactor in the range of 2.49 to 2.51 MPaG.
  • the total amount of the monomer mixture gas (3) injected reached 900 g
  • the addition of the Rongalite aqueous solution was stopped, the reactor internal temperature was cooled to 10 ° C., and the polymerization reaction was stopped.
  • the amount of Rongalite aqueous solution added was 60 g.
  • the obtained latex (2) was heat-treated at 80 ° C. for 1 hour in the presence of tetrabutylammonium bromide and KOH, washed and dried to introduce double bonds into the main chain of the fluoroelastomer (B1). .
  • the introduced double bond was 0.17 mol% by mass with respect to the total of units constituting the obtained fluoroelastomer (B1).
  • Example 1 The fluoroelastomer (A1) obtained in Synthesis Example 1, the fluoroelastomer (B1) obtained in Synthesis Example 2, a crosslinking aid, an organic peroxide, a filler, and a processing aid are blended as shown in Table 1 in two.
  • the composition (X1) was obtained by kneading with a roll.
  • the additives shown in Table 1 are as follows.
  • Filler (1) Carbon black.
  • Organic peroxide (1) 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) -hexane. Made by NOF Corporation, Perhexa 25B (product name), 1 minute half-life temperature 180 ° C.
  • Processing aid (1) Sodium stearate.
  • Non-Sal SN-1 product name
  • the composition (X1) was hot-pressed at 160 ° C. for 20 minutes for primary crosslinking, and then secondary-crosslinked at 250 ° C. for 4 hours to obtain a fluororubber molded article (1) having a thickness of 0.8 mm.
  • the fluorine content was 68.5%.
  • the obtained fluororubber molded article (1) was subjected to a fuel permeability test to obtain a fuel permeability coefficient for CE10 and a fuel permeability coefficient for CM15. Further, as physical properties of rubber, specific gravity, tensile strength, elongation at break, 100% modulus, and hardness (Shore A) were measured. These results are shown in Table 1 (hereinafter the same).
  • Example 2 The fluoroelastomer (A1) obtained in Synthesis Example 1, the fluoroelastomer (B1) obtained in Synthesis Example 2, a crosslinking aid, an organic peroxide, a filler, and a processing aid are blended as shown in Table 1 in two.
  • the composition (X2) was obtained by kneading with a roll.
  • the composition (X2) was hot-pressed at 160 ° C. for 20 minutes for primary crosslinking, and then secondary-crosslinked at 250 ° C. for 4 hours to obtain a fluororubber molded article (2) having a thickness of 0.8 mm.
  • the fluorine content was 69.1%.
  • Example 3 This example is a comparative example using a fluoroelastomer (C1) containing no VdF units in place of the fluoroelastomer (B).
  • a fluoroelastomer (C1) As the fluoroelastomer (C1), Afras 150P (product name) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. was used.
  • the fluoroelastomer (C1) has a double bond as a crosslinking site in an amount of 0.17 mol% based on the total of units constituting the fluoroelastomer (C1).
  • the characteristics of the fluoroelastomer (C1) were as follows.
  • the fluoroelastomer (C1), the crosslinking aid, the organic peroxide, the filler, and the processing aid were blended as shown in Table 1 and kneaded with two rolls to obtain a composition (X3).
  • the composition (X3) was hot-pressed at 160 ° C. for 20 minutes for primary crosslinking and then secondary-crosslinked at 250 ° C. for 4 hours to obtain a 0.8 mm-thick fluororubber molded article (3).
  • the fluorine content was 68.2%.
  • Examples 1 and 2 using the TFE / P / VdF ternary fluoroelastomer (B1) as the fluoroelastomer to be combined with the fluoroelastomer (A1) are TFE / P binary fluorelastomer (C1). It can be seen that the fluororubber molded article is superior in fuel barrier properties as compared with Example 3 in which Rubber physical properties were almost the same. Furthermore, when Example 1 and Example 3 are compared, it can be seen that the fluororubber molded product of Example 1 is excellent in fuel barrier properties even though the fluorine content is substantially the same.

Abstract

 安価で、アルコール含有燃料に対する燃料バリア性に優れたフッ素ゴム成形品の提供。 フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)を含有する架橋性組成物を架橋させるとともに成形して得られるフッ素ゴム成形品であって、フルオロエラストマー(A)が、テトラフルオロエチレン単位と、CF=CF-O-R(Rは炭素原子数1~20のペルフルオロアルキル基または炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素原子数2~20のペルフルオロアルキル基)で表されるペルフルオロビニルエーテル単位とを含有するコポリマーであり、フルオロエラストマー(B)が、テトラフルオロエチレン単位と、プロピレン単位と、ビニリデンフルオリド単位とを含有するコポリマーであり、(A)/(B)の質量比が99/1~30/70である、フッ素ゴム成形品。

Description

フッ素ゴム成形品
 本発明は燃料バリア性に優れるフッ素ゴム成形品に関する。
 フッ素ゴムは、燃料バリア性、摺動性、耐熱性、耐薬品性、耐候性、電気絶縁性等の特性に優れ、自動車、産業機械、OA機器、電気電子機器等の幅広い分野で使用されている。
 自動車産業においては、近年の環境規制として、ガソリンを燃料とするクルマから放出される燃料蒸発ガス量を規定したSHED(Sealed Housing for Evaporative Determination)規制が強化されている。
 自動車用燃料としては、ガソリン、LPG、軽油、アルコール含有燃料等がある。アルコール含有燃料はガソリンとアルコール類を混合した燃料であり、酸素を含んでいるため一酸化炭素やすす(黒煙)の排出が少ない、SOxまたはNOxの排出が少ない、光化学反応性が少ない等の環境改善ポテンシャル(低公害燃料としての特性)を有する。このため、自動車用燃料としてアルコール含有燃料を使用することが期待されており、アルコール含有燃料に対するバリア性を有するゴム材料の開発が望まれている。
 テトラフルオロエチレン/ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)系エラストマーはペルフルオロエラストマー(以下、FFKMともいう。)と呼ばれ、その架橋硬化物は耐薬品性に優れることが知られている。
 非特許文献1には、FFKMの架橋硬化物が、ガソリンおよびメタノールのそれぞれに対して、浸漬試験による体積増加(膨潤)がほとんどなく、良好な耐性を有することが示されている(非特許文献1の第630頁、表III.3.4)。したがって、FFKMの架橋硬化物はアルコール含有燃料に対するバリア性を有すると推測される。
 しかしながら、FFKMは高価であることが欠点であり、優れた特性を有しながらも、適用される用途が限定されるのが現状であった。
 特許文献1には、FFKMと、テトラフルオロエチレン(以下、TFEともいう。)/プロピレン(以下、Pともいう。)系エラストマーと混合して用いると、FFKMだけの場合に比べて耐熱性が向上することが記載されている。TFE/P系エラストマーの例として、TFE/Pの2元系エラストマーの他に、7種の3元系エラストマーが挙げられている。該3元系エラストマーの一例として、TFE/P/フッ化ビニリデン(以下、VdFともいう。)のモル比が40~60/60~40/1~10であるエラストマーが記載されている。
国際公開第2007/119834号
里川孝臣編、「ふっ素樹脂ハンドブック」、日刊工業新聞社発行、1990年11月30日初版第1刷、第611~621頁、第629~631頁。
 しかしながら、非特許文献1の第621頁の表III.2.5には、TFE/Pの2元系エラストマーであるアフラス#150(製品名、旭硝子社製)が、メタノールに対する浸漬試験では膨潤し難いが、ガソリンに対しては膨潤し易いことが記載されている。またTFE/P/VdFの3元系エラストマーであるアフラス#200(製品名、旭硝子社製)は、メタノールに対して膨潤し、ガソリンに対しても膨潤することが示されている。
 さらに、ガソリンとメタノールの混合物に対しては、前記2元系エラストマーおよび前記3元系エラストマーのいずれも同程度に膨潤し易いことが示されている。
 また特許文献1では燃料バリア性の検討は全くなされていない。
 すなわち、FFKMよりも安価で、アルコール含有燃料に対する燃料バリア性に優れるフッ素ゴム成形品は知られていなかった。
 本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、従来のFFKMよりも安価で、アルコール含有燃料に対する燃料バリア性に優れたフッ素ゴム成形品を提供することを目的とする。
 本発明は、以下の[1]~[15]の構成を有する、フッ素ゴム成形品を提供する。
 [1] 下記フルオロエラストマー(A)と下記フルオロエラストマー(B)を含有する架橋性組成物であって、該架橋性組成物における下記フルオロエラストマー(A)と下記フルオロエラストマー(B)との質量比(A)/(B)が99/1~30/70である架橋性組成物を、成形するとともに架橋させて得られるフッ素ゴム成形品。
 フルオロエラストマー(A):テトラフルオロエチレンに基づく単位と下式(i)で表されるペルフルオロビニルエーテルに基づく単位とを含有するコポリマー。
   CF=CF-O-R …(i)
  (式中、Rは、炭素原子数1~20のペルフルオロアルキル基または炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素原子数2~20のペルフルオロアルキル基を表す。)
 フルオロエラストマー(B):テトラフルオロエチレンに基づく単位とプロピレンに基づく単位とビニリデンフルオリドに基づく単位とを含有するコポリマー。
 [2] 前記フルオロエラストマー(B)における、[テトラフルオロエチレンに基づく単位とプロピレンに基づく単位の合計]/[ビニリデンフルオリドに基づく単位]のモル比が90/10~50/50であり、[テトラフルオロエチレンに基づく単位]/[プロピレンに基づく単位]のモル比が40/60~70/30である、[1]のフッ素ゴム成形品。
 [3] 前記フルオロエラストマー(A)中の水素原子の含有量が0.1質量%以下である、[1]または[2]のフッ素ゴム成形品。
 [4] 前記式(i)で表されるペルフルオロビニルエーテルが、Rの炭素数が1~8のペルフルオロアルキルビニルエーテルである、[1]~[3]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 [5] 前記フルオロエラストマー(A)における[テトラフルオロエチレンに基づく単位]/[ペルフルオロビニルエーテルに基づく単位]のモル比が30/70~80/20である、[1]~[4]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 [6] 前記フルオロエラストマー(A)が架橋部位を有している、[1]~[5]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 [7] 前記架橋部位がヨウ素原子または臭素原子である、[6]のフッ素ゴム成形品。
 [8] 前記架橋性組成物における質量比(A)/(B)が95/5~30/70である、[1]~[7]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 [9] 前記架橋性組成物が、さらに有機過酸化物を含有する、[1]~[8]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 [10] 前記有機過酸化物の含有量が、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して、0.05~10質量部である、[9]のフッ素ゴム成形品。
 [11] 前記架橋性組成物が、さらに架橋助剤を含有する、[1]~[10]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 [12]前記架橋助剤の含有量が、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して、0.1~10質量部である、[11]のフッ素ゴム成形品。
 [13] 前記架橋性組成物におけるフッ素含有量が、全ポリマー質量に対して60~73質量%である、[1]~[12]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 [14] 前記フッ素ゴムにおいて、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)とがジャイロイド構造を呈して分布している、[1]~[13]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 [15] 前記フッ素ゴム成形品が自動車燃料用シール材である、[1]~[14]のいずれかのフッ素ゴム成形品。
 本発明によれば、安価で、燃料バリア性に優れるフッ素ゴム成形品が得られる。
例1で作製されたフッ素ゴム成形品の透過型電子顕微鏡写真を示す図。 例2で作製されたフッ素ゴム成形品の透過型電子顕微鏡写真を示す図。
 本明細書において、以下、モノマーに基づく単位をモノマー名に「単位」を付して表すことがある。たとえば、テトラフルオロエチレンに基づく単位を「テトラフルオロエチレン単位」または「TFE単位」ともいい、モノマー(a1)に基づく単位を「モノマー(a1)単位」ともいう。
 また、炭素原子間にエーテル性酸素原子を有するアルキル基を「オキサアルキル基」ともいう。オキサアルキル基は、末端の炭素原子を除くアルキル基の炭素原子の1個以上が酸素原子に置換されたアルキル基をいうものであり、酸素原子に置換される炭素原子が2個以上の場合には、それらの酸素原子は隣接しないものとする。同様に、炭素原子間にエーテル性酸素原子を有するアルキレン基を「オキサアルキレン基」ともいう。ただし、本明細書において、オキサアルキル基およびオキサアルキレン基の炭素原子数とは、酸素原子に置換された炭素原子を含まないものとする。
 「ポリフルオロオキサアルキル基」および「ポリフルオロオキサアルキレン基」とは、それぞれ、炭素原子に結合した水素原子の2以上がフッ素原子で置換された、オキサアルキル基およびオキサアルキレン基をいう。また、「ペルフルオロオキサアルキル基」および「ペルフルオロオキサアルキレン基」とは、それぞれ、炭素原子に結合した水素原子のすべてがフッ素原子で置換された、オキサアルキル基およびオキサアルキレン基をいう。
<フルオロエラストマー(A)>
 本発明におけるフルオロエラストマー(A)は、テトラフルオロエチレンに基づく単位とCF=CF-O-R(式中、Rは、炭素原子数1~20のペルフルオロアルキル基または炭素原子数2~20のペルフルオロオキサアルキル基を表す。)で表されるペルフルオロビニルエーテル(以下、PAVEという。)に基づく単位を含有する。
 CF=CF-O-RにおけるRは、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、直鎖状または分岐状が好ましい。Rは、炭素原子数1~8のペルフルオロアルキル基または炭素原子数2~8のペルフルオロオキサアルキル基が好ましい。
 PAVEの具体例としては、CF=CF-O-CF、CF=CF-O-CFCF、CF=CF-O-CFCFCF、CF=CF-O-CFCF(CF)OCFCFCF、CF=CF-O-CFCF-O-CFCF、CF=CF-O-CFCFCF-O-CFCFCF等が挙げられる。中でも、CF=CF-O-CFが好ましい。
 PAVEは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 フルオロエラストマー(A)におけるTFE単位/PAVE単位のモル比は30/70~80/20が好ましく、40/60~75/25がより好ましく、60/40~75/25が最も好ましい。この範囲にあると、フルオロエラストマー(A)は、柔軟性、伸び、強度等のゴムとしての特性に優れる。
 TFE単位の含有量が上記範囲の上限以下であると、フルオロエラストマー(A)の結晶性が高くなりすぎず、良好な柔軟性が得られやすい。一方、TFE単位の含有量が上記範囲の下限以上であると良好な機械的強度が得られやすい。また、PAVE単位の含有量が上記範囲の上限値以下であると経済性の点で好ましい。
 フルオロエラストマー(A)には、TFEおよびPAVE以外の共重合性モノマー(以下、モノマー(a1)という。)に基づく単位の1種以上を含有してもよい。
 モノマー(a1)としては、一般式CF=CF-Rf1(式中、Rf1は、炭素原子数1~20のペルフルオロアルキル基または炭素原子数2~20のペルフルオロオキサアルキル基を表す。)で表されるペルフルオロアルケン等が挙げられる。
 Rf1は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、直鎖状または分岐状が好ましい。
 Rf1としてのペルフルオロアルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~5が最も好ましい。
 Rf1としてのペルフルオロオキサアルキル基の炭素原子数は、2~20が好ましく、2~10がより好ましく、2~5が最も好ましい。
 Rf1としてのペルフルオロオキサアルキル基は、例えば、一般式-(CFCFXO)f2(式中、XはFまたはCFを表し、yは1~5の整数を表し、Rf2は炭素数1~3のペルフルオロアルキル基を表す。)で表される基が挙げられる。
 フルオロエラストマー(A)が、モノマー(a1)単位を含有する場合、その含有量は、TFE単位とPAVE単位の合計の含有量に対して、0.01~50モル%が好ましく、0.1~30モル%がより好ましく、0.5~20モル%が特に好ましい。この範囲にあると、良好な燃料バリア性が得られやすい。
 フルオロエラストマー(A)は、モノマー(a1)単位を含有しないことがより好ましい。フルオロエラストマー(A)としては、FFKMであることが好ましい。
 フルオロエラストマー(A)は、架橋工程を経てフッ素ゴム成形品の製造に用いられるものであり、架橋部位を有していることが好ましい。架橋部位を有すると架橋反応が進行しやすい。
 架橋部位は、FFKMにおける架橋部位として公知のものを用いることができる。
 架橋部位の例としては、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基等が挙げられる。これらの架橋部位をフルオロエラストマー(A)に導入する方法としては、臭素原子、ヨウ素原子、もしくはシアノ基を有する化合物を共重合する方法、ヨウ素移動重合によってポリマー末端にヨウ素原子を導入する方法が挙げられる。
 架橋部位となる部位を共重合によって導入する方法は、架橋部位の含有量を調整することが容易なので、架橋部位の含有量を増やして架橋密度を高めたい場合は好ましい。
 一方、ヨウ素移動重合でポリマー末端にヨウ素原子を導入する方法は、得られるポリマーの分子量と分子量分布を制御しやすく、フルオロエラストマー(A)の加工性や機械特性に悪影響を及ぼすオリゴマーの生成を抑制できるので好ましい。
 フルオロエラストマー(A)中のヨウ素原子および/または臭素原子は、製造時に用いる、ヨウ素原子および/または臭素原子を含有する連鎖移動剤、ヨウ素原子および/または臭素原子を含有するモノマー等に由来する。
 ヨウ素原子および/または臭素原子を含有するモノマーとしては、CF=CFBr、CH=CHCFCFBr、CF=CF-O-CFCF-I、CF=CF-O-CFCF-Br、CF=CF-O-CFCFCH-I、CF=CF-O-CFCFCH-Br、CF=CF-O-CFCF(CF)-O-CFCFCH-I、CF=CF-O-CFCF(CF)-O-CFCFCH-Br等が挙げられる。
 ヨウ素原子および/または臭素原子を含有する連鎖移動剤としては、I-Rf3-I(式中、Rf3は、炭素原子数1~8のペルフルオロアルキレン基または炭素原子数2~8のペルフルオロオキサアルキレン基を表す。)で表される化合物、I-Rf4-Br(式中、Rf4は、炭素原子数1~8のペルフルオロアルキレン基または炭素原子数2~8のペルフルオロオキサアルキレン基を表す。)で表される化合物、I-R-I(式中、Rは、炭素原子数1~8のアルキレン基または炭素原子数2~8のオキサアルキレン基を表す。)で表される化合物等が挙げられる。
 前記I-Rf3-Iの具体例としては、ジヨードジフルオロメタン、1,2-ジヨードペルフルオロエタン、1,3-ジヨードペルフルオロプロパン、1,4-ジヨードペルフルオロブタン、1,5-ジヨードペルフルオロペンタン、1,6-ジヨードペルフルオロヘキサン、1,7-ジヨードペルフルオロヘプタン、1,8-ジヨードペルフルオロオクタン等が挙げられる。中でも、1,4-ジヨードペルフルオロブタン、1,6-ジヨードペルフルオロヘキサンが好ましく、1,4-ジヨードペルフルオロブタンがより好ましい。
 前記I-Rf4-Brの具体例としては、1-ヨード-4-ブロモペルフルオロブタン、1-ヨード-6-ブロモペルフルオロヘキサン、1-ヨード-8-ブロモペルフルオロオクタン等が挙げられる。中でも、1-ヨード-4-ブロモペルフルオロブタン、1-ヨード-6-ブロモペルフルオロヘキサンが好ましく、1-ヨード-4-ブロモペルフルオロブタンがより好ましい。
 前記I-R-Iの具体例としては、1,2-ジヨードエタン、1,4-ジヨードブタン、1,5-ジヨードペンタン、1,6-ジヨードヘキサン等が挙げられる。
 フルオロエラストマー(A)中のヨウ素原子および臭素原子の合計の含有量は、0.1~1.5質量%が好ましく、0.1~1.0質量%がより好ましく、0.1~0.5質量%が最も好ましい。この範囲にあると、フッ素ゴム成形品における良好な燃料バリア性が得られやすい。またフッ素ゴム成形品における良好なゴム物性が得られやすい。
 フルオロエラストマー(A)としては、実質的に水素原子を含有しないものが好ましい。フルオロエラストマー(A)中の水素原子の含有量は0.1質量%以下が好ましく、0.07質量%以下がより好ましく、0.05質量%以下が最も好ましい。水素原子の含有量が上記の範囲であると良好な燃料バリア性が得られやすい。また良好な耐熱性または耐薬品性が得られやすい。
 フルオロエラストマー(A)中の水素原子は、製造時に用いる、重合開始剤、連鎖移動剤、または、水素原子を含有するモノマー等に由来するものである。
 水素原子を含むモノマーとしては、CF=CF-O-CHCF、CF=CF-O-CHCFCFCF、CF=CF-O-CH(CFCFH、CF=CF-O-CFCFCH-I、CF=CF-O-CFCFCH-Br、CF=CF-O-CFCF(CF)-O-CFCFCH-I、CF=CF-O-CFCF(CF)-O-CFCFCH-Br等が挙げられる。
 フルオロエラストマー(A)のJIS K6300に準じた、ムーニー粘度(ML1+4,121℃)は、1~100が好ましく、5~90がより好ましく、5~80がさらに好ましく、5~70が特に好ましい。ML1+4121℃は、L型ローターを用い、温度121℃で、予熱1分、加熱時間4分後のムーニー粘度であることを示す(以下、同様)。
 ムーニー粘度は、ゴムの分子量の目安であり、この値が大きいと分子量が高く、小さいと分子量が低いことを示す。ムーニー粘度が高すぎると配合作業が困難になる傾向にあり、低すぎると離形性が悪くなり、さらに熱的安定性が低くなる傾向がある。上記の範囲内であると配合作業を容易に行いやすく、フッ素ゴム成形品における良好なゴム物性が得られやすい。
 フルオロエラストマー(A)のガラス転移温度(以下、Tgという。)は、10℃以下が好ましく、-50~8℃がより好ましく、-40~5℃がさらに好ましく、-30~3℃が最も好ましい。この範囲にあると、フッ素ゴム成形品は、低温でのシール特性に優れる。
 フルオロエラストマー(A)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(フルオロエラストマー(A)の製造方法)
 フルオロエラストマー(A)の製造方法は特に限定されず、乳化重合法または溶液重合法等の公知に方法を用いることができる。特に、分子量および共重合組成の調整、生産性に優れることから、乳化重合法が好ましい。
 乳化重合法では、水性媒体、ラジカル重合開始剤、乳化剤、連鎖移動剤の存在下に、TFEおよびPAVEを含むモノマー混合物をラジカル共重合する。
 乳化剤は公知のものを適宜使用できる。例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の炭化水素系乳化剤、ペルフルオロオクタン酸アンモニウム、ペルフルオロヘキサン酸アンモニウム、C-O-C-O-CF-COONH、C-O-CF(CF)-CF-O-CF(CF)-COONH等の含フッ素乳化剤、等が挙げられる。特に重合時の安定性の面から含フッ素乳化剤が好ましい。
 連鎖移動剤としては、上記ヨウ素原子および/または臭素原子を含有する連鎖移動剤の他に、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の鎖状または環状の飽和炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、tert-ドデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、n-オクタデシルメルカプタン等のメルカプタン類、等が挙げられる。連鎖移動剤は、1種または2種以上を用いることができる。
 水性媒体としては、水、または水と水溶性有機溶媒との混合溶媒が好ましい。 
 水溶性有機溶媒としては、tert-ブタノール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコール等が挙げられる。特に、tert-ブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。
 混合溶媒中、水の100質量部に対して、水溶性有機溶媒の割合は1~40質量部が好ましく、3~30質量部がより好ましい。
 ラジカル重合開始剤としては、従来、ペルフルオロエラストマーの製造において公知のラジカル重合開始剤を適宜用いることができる。重合方法に応じて適宜選択すればよい。たとえば水等の水性媒体中にて反応を行う場合は、水溶性ラジカル重合開始剤が好ましく用いられる。 
 水溶性ラジカル重合開始剤の具体例としては、過硫酸アンモニウム等の過硫酸類、過酸化水素、ジコハク酸過酸化物、アゾビスイソブチルアミジン二塩酸塩等の有機系開始剤、等が挙げられる。
 また、過硫酸類または過酸化水素と、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等の還元剤との組合せからなるレドックス系開始剤や、該レドックス系開始剤にさらに少量の鉄、第一鉄塩、硫酸銀などを共存させた無機系開始剤も使用できる。
<フルオロエラストマー(B)>
 本発明におけるフルオロエラストマー(B)は、TFE単位とP単位とVdF単位とを含有する。
 フルオロエラストマー(B)における、[TFE単位とP単位の合計]/VdF単位のモル比は90/10~50/50が好ましく、85/15~55/45がより好ましく、80/20~60/40がさらに好ましく、80/20~70/30が特に好ましい。
 また、TFE単位/P単位のモル比は40/60~70/30が好ましく、50/50~65/35がより好ましく、51/49~58/42が最も好ましい。
 上記の範囲内であると、フッ素ゴム成形品における良好な燃料バリア性、および良好なゴム物性が得られやすい。
 フルオロエラストマー(B)は、TFE単位、P単位、VdF単位以外の共重合性モノマー(以下、モノマー(b1)という。)に基づく単位の1種以上を含有してもよい。
 モノマー(b1)としては、上記PAVE、CH=CH-Rf5(式中、Rf5は炭素原子数1~20のポリフルオロアルキル基または炭素原子数2~20のポリフルオロオキサアルキル基を表す。)で表される化合物、CR=CRCOOCH=CH(式中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数2~10のオキサアルキル基であり、Rは水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)で表される化合物、および、部分フッ素化ビニルエーテル類(CF=CF-O-CHCF、CF=CF-O-CHCFCFCF、CF=CF-O-CH(CFCFH等)、等が挙げられる。
 フルオロエラストマー(B)がモノマー(b1)単位を含有する場合、その含有量は、TFE単位、P単位、およびVdF単位の合計の含有量に対して、0.01~20モル%が好ましく、0.1~15モル%がより好ましく、1~10モル%が特に好ましい。この範囲にあると、フッ素ゴム成形品における良好な燃料バリア性、および良好なゴム物性が得られやすい。
 フルオロエラストマー(B)は、架橋工程を経てフッ素ゴム成形品の製造に用いられるものであり、架橋部位を有していることが好ましい。架橋部位を有すると架橋反応が進行しやすい。
 フルオロエラストマー(B)における架橋部位の例としては二重結合、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基等が挙げられる。
 架橋部位の導入方法は、公知の手法を用いることができる、例えば架橋部位が二重結合である場合は、フルオロエラストマー(B)をアルカリに接触させて、脱HFを行うことによって分子内二重結合を形成する方法を用いることができる。
 架橋部位の含有量は、フルオロエラストマー(B)を構成する単位の合計に対して、0.01~5モル%が好ましく、0.05~3モル%がより好ましく、0.1~2モル%が特に好ましい。この範囲にあると、フッ素ゴム成形品における良好な燃料バリア性が得られやすい。またフッ素ゴム成形品における良好なゴム物性が得られやすい。
 架橋部位の含有量は、赤外吸収分析法、核磁気共鳴法、蛍光X線元素分析法などの分光学的手法によって測定できる。
 フルオロエラストマー(B)のJIS K6300に準じた、ムーニー粘度(ML1+4,121℃)は、1~200が好ましく、5~190がより好ましく、10~180が特に好ましい。上記の範囲内であると配合作業を容易に行いやすく、フッ素ゴム成形品における良好なゴム物性が得られやすい。
 フルオロエラストマー(B)のTgは、10℃以下が好ましく、-50~8℃がより好ましく、-40~5℃がさらに好ましく、-30~3℃が最も好ましい。この範囲にあると、フッ素ゴム成形品は、低温でのシール特性に優れる。
(フルオロエラストマー(B)の製造方法)
 本発明において、フルオロエラストマー(B)の製造方法においてモノマーを重合させる方法は特に限定されず、乳化重合法または溶液重合法等の公知の重合方法を用いることができる。特に、分子量および共重合組成の調整、生産性に優れることから、乳化重合法が好ましい。
 乳化重合法では、水性媒体、ラジカル重合開始剤、乳化剤、連鎖移動剤の存在下に、TFE、PおよびVdFを含むモノマー混合物をラジカル共重合する。
 上記フルオロエラストマー(A)の製造方法において使用可能な乳化剤、水性媒体、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤と同様のものが使用できる。
 モノマーの重合反応が終了した後、必要に応じて、架橋部位を導入する工程を行う。
<架橋性組成物>
 架橋性組成物(以下、組成物(X)ともいう。)はフルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)を含有する組成物である。
 フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)との質量比(A)/(B)は99/1~30/70であり、90/10~40/60が好ましく、80/20~50/50がより好ましく、75/25~60/40が特に好ましい。
 フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)との含有量の質量比が上記の範囲内であると、フッ素ゴム成形品における良好な燃料バリア性、および良好なゴム物性が得られやすい。
 組成物(X)におけるフッ素含有量は、全ポリマー質量に対して60~73質量%が好ましく、65~72質量%がより好ましく、67~70質量%が特に好ましい。上記範囲の上限値以下であるとコストが高くなりすぎず、良好な機械的強度が得られやすい。下限値以上であると良好な燃料バリア性、良好な耐薬品性、良好な耐熱性が得られやすい。
(有機過酸化物)
 組成物(X)は、有機過酸化物を含有することが好ましい。有機過酸化物は特に限定されず、有機過酸化物の半分量が1分間で分解する温度である1分間半減期温度が、100~250℃であるものが好ましく、150~200℃であるものがより好ましい。
 有機過酸化物の具体例としては、ジ-tert-ブチルペルオキシド、tert-ブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、1,4-ビス[(t-ブチルペルオキシ)イソプロピル]ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルペルオキシ)ヘキサン-3、1,3-ビス(tert-ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン等のジアルキルペルオキシド類、1,1-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、2,5-ジメチルへキサン-2,5-ジヒドロキシペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、tert-ブチルペルオキシベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、tert-ブチルペルオキシマレイン酸、tert-ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート等が挙げられる。有機過酸化物は、1種を単独で用いてもよく2種以上を用いてもよい。
 組成物(X)における有機過酸化物の含有量は、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して、0.05~10質量部が好ましく、0.2~5質量部がより好ましく、0.5~3質量部が特に好ましい。上記の範囲内であると、フッ素ゴム成形品における良好な燃料バリア性、および良好なゴム物性が得られやすい。
(架橋助剤)
 組成物(X)は、架橋助剤の1種以上を含有することが好ましい。架橋助剤を含有すると、組成物(X)は架橋性に優れる。
 架橋助剤の具体例としては、トリアリルシアヌレート(以下、TACという。)、トリアリルイソシアヌレート(以下、TAICという。)、トリメタリルイソシアヌレート(以下、TMACという。)、1,3,5-トリアクリロイルヘキサヒドロ-1,3,5-トリアジン、トリアリルトリメリテート、m-フェニレンジアミンビスマレイミド、p-キノンジオキシム、p,p’-ジベンゾイルキノンジオキシム、ジプロパルギルテレフタレート、ジアリルフタレート、N,N’,N’’,N’’’-テトラアリルテレフタールアミド、ポリメチルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルビニルシロキサン等のビニル基含有シロキサンオリゴマー等が挙げられる。
 特に、TAC、TAIC、またはTMACが好ましく、TAICがより好ましい。
 組成物(X)における架橋助剤の含有量は、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して0.1~10質量部が好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。こ上記の範囲内であると、フッ素ゴム成形品における良好な燃料バリア性が得られやすい。またフッ素ゴム成形品における引張り強さと伸びの良好なバランスが得られやすい。
(スコーチ遅延剤)
 組成物(X)は、スコーチ遅延剤の1種以上を含有してもよい。スコーチ遅延剤としては、ビスフェノールA、ビスフェノールAF、フェノール、クレゾール、p-フェニルフェノール、m-フェニルフェノール、o-フェニルフェノール、アリルフェノール、p-ヒドロキシ安息香酸、p-ヒドロキシ安息香酸エチル等のフェノール性水酸基含有化合物類、ハイドロキノン、ヒドロキノンモノエチルエーテル、ハイドロキノンモノメチルエーテル等のキノン類、2,4-ジ(3-イソプロピルフェニル)-4-メチル-1-ペンテン、2,4-ジ(4-イソプロピルフェニル)-4-メチル-1-ペンテン、2-(3-イソプロピルフェニル)-4-(4-イソプロピルフェニル)-4-メチル-1-ペンテン、2-(4-イソプロピルフェニル)-4-(3-イソプロピルフェニル)-4-メチル-1-ペンテン、2,4-ジ(3-メチルフェニル)-4-メチル-1-ペンテン、2,4-ジ(4-メチルフェニル)-4-メチル-1-ペンテン、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン等のα-メチルスチレンダイマー類、等を例示することができる。
 これらのうち、フェノール性水酸基含有化合物類、α-メチルスチレンダイマー類が好ましく、o-フェニルフェノール、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテンがより好ましく、o-フェニルフェノールが特に好ましい。
 組成物(X)におけるスコーチ遅延剤の含有量は、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して、0.05~3質量部が好ましく、0.05~1質量部がより好ましい。
(金属酸化物)
 本発明における組成物(X)は、金属酸化物の1種以上を含有することが好ましい。特にフルオロエラストマー(A)が臭素原子を含有する場合には、金属酸化物を含有すると架橋反応を速やかにかつ確実に進行させることができる。
 金属酸化物の具体例としては、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化鉛等の2価金属の酸化物が好ましい。
 組成物(X)における金属酸化物の含有量は、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して0.1~10質量部が好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。上記の範囲内であると、フッ素ゴム成形物における良好なゴム物性が得られやすい。
(顔料)
 組成物(X)は、着色させるための顔料の1種以上を含有してもよい。
 顔料としては、無機顔料と有機顔料とが挙げられ、無機顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩、硫酸塩等を用いることができる。
 有機顔料としては、アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。
 組成物(X)における顔料の含有量は、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して0.1~50質量部が好ましい。
(充填剤)
 組成物(X)は、充填剤の1種以上を含有してもよい。充填剤としては、各種形状の無機充填剤または有機充填剤が挙げられる。
 無機充填剤としては、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸、けいそう土、酸化鉄、酸化亜鉛、活性亜鉛華、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、重炭酸カルシウム、表面処理微細炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、水酸化マグネシウム、焼成クレー、クレー、カーボンブラック、またはこれらの脂肪酸、脂肪酸エステル処理物等が挙げられる。
 有機充填剤としては、例えば、スチレン系樹脂の粒子、アクリル系樹脂の粒子等が挙げられる。
 組成物(X)における充填剤の含有量は、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して1~100質量部が好ましい。
(加工助剤)
 組成物(X)は、加工助剤の1種以上を含有してもよい。加工助剤としては、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
 組成物(X)における加工助剤の含有量は、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して0.01~10質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましい。
(組成物(X)の製造方法)
 組成物(X)は、フルオロエラストマー(A)、フルオロエラストマー(B)、および必要に応じた添加剤を混練して製造することが好ましい。
 フルオロエラストマー(A)およびフルオロエラストマー(B)は、通常、固体状態で混練される。予めフルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)を混合しておき、これに添加剤を加えて混練してもよい。
 また、予めフルオロエラストマー(A)の水性分散液とフルオロエラストマー(B)の水性分散液とを混合し、混合された水性分散液を凝集して単離する方法で、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の混合物を得、これに添加剤を加えて混練する方法を適用しもよい。混合された水性分散液の凝集方法は特に限定されず、該水性分散液のpHを変化させる方法、機械的に攪拌する方法、金属塩を添加して塩析する方法が挙げられる。
 混練機としては、2本ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等が用いられる。混練する際に発熱が激しい場合は、混練機を冷却することが好ましい。混練温度は、60℃以下が好ましく、50℃以下がより好ましい。また、混練温度の下限値は、特に制限ないが、通常は20℃以上である。
<フッ素ゴム成形品>
 本発明のフッ素ゴム成形品は、組成物(X)を、成形するとともに架橋させることにより得られる。
 成形と架橋は、同時に行ってもよいし、成形した後に架橋してもよい。成形方法としては、特に制限されず、圧縮成形、押出し成形、射出成形等種々の成形方法が挙げられる。
 有機過酸化物を用いて架橋する場合の架橋温度は、100~300℃が好ましく、150~250℃がより好ましい。この範囲であるとフッ素ゴム成形品における良好な燃料バリア性、および良好なゴム物性が得られやすい。比較的低温での一次架橋反応と、比較的高温での二次架橋反応を組合せることも好ましい。一次架橋反応温度は、通常150~200℃が好ましい。二次架橋反応温度は、通常200~300℃が好ましく、220~290℃がより好ましく、230~280℃が特に好ましい。架橋時間は、適宜選定すればよい。
 一次架橋反応と二次架橋反応の組合せの具体例としては、例えば、150~200℃の熱プレスで3~60分間一次架橋を実施し、200~300℃のオーブン内で1~24時間の二次架橋を行うことが好ましい。
 組成物(X)の架橋は、電離性放射線を用いて実施することも好ましい。この場合、組成物(X)が有機過酸化物を含有しなくても架橋が進行する。電離性放射線としては、電子線、γ線などが挙げられる。架橋条件としては、50~700グレイが好ましく、80~400グレイがより好ましい。架橋温度は、0~300℃が好ましく、10~200℃がより好ましい。
 組成物(X)を成形するとともに架橋させることにより、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)とが図1、2に示しているようなミクロ層分離構造を呈して分布しているフッ素ゴムが生成しやすい。図1、2に示しているようなミクロ層分離構造は、ジャイロイド構造と呼ばれており、海島構造と呼ばれている構造とは異なる。本発明のフッ素ゴム成形品におけるフッ素ゴムが、ジャイロイド構造を呈していることで、高い燃料バリア性を実現していると考えられる。
 フッ素ゴム成形品としては、以下の成形品が例示できるが、これらに限定されるものではない。
 自動車関連分野等において、他材と接触して摺動を行う部位に用いられる摺動部材が好適である。特にシール材が好ましい。
 自動車燃料用シール材としては、エンジンならびに周辺装置に用いるガスケット(エンジンヘッドガスケット、メタルガスケット、オイルパンガスケット、ユニバーサルジョイントのガスケット等)、各種シール材(AT装置の各種シール材、燃料系統ならびに周辺装置に用いるシール材等)が挙げられる。
 具体例としては、ピストンリング、O(角)-リング、パッキン、ダイアフラム、クランクシャフトシール、カムシャフトシール、バルブステムシール、マニホールドパッキン、酸素センサー用シール、インジェクターO-リング、インジェクターパッキン、燃料ポンプO-リング、ギアボックスシール、パワーピストンパッキン、シリンダーライナーのシール、自動変速機のフロントポンプシール、リアーアクスルピニオンシール、スピードメーターのピニオンシール、フートブレーキのピストンカップ、トルク伝達のO-リング、オイルシール、排ガス再燃焼装置のシール、ベアリングシール、キャブレターのセンサー用ダイアフラム等が挙げられる。
<アルコール含有燃料>
 本発明によれば、後述の実施例に示されるように、アルコール含有燃料に対する燃料バリア性に優れたフッ素ゴム成形品が得られる。
 したがって本発明のフッ素ゴム成形品は、特に、アルコール含有燃料に接触する部材(例えば自動車燃料用シール材)として好適である。
 アルコール含有燃料とは、ガソリンおよび/またはナフサに対して、アルコール類および/またはエーテル類を混合した液体燃料である。通常の自動車用燃料として販売されているものを適用できる。
 実用的なアルコール含有燃料の代表的なものとして、ガソリン:エタノール=90:10(質量比)の混合物、ガソリン:メタノール=85:15(質量比)の混合物、等が挙げられる。
<作用効果>
 上述したように非特許文献1には、ガソリンとメタノールの混合物に対して、TFE/Pの2元系エラストマーおよびTFE/P/VdFの3元系エラストマーのいずれも同程度に膨潤し易いこと等が記載されている。これらの周知技術に基づけば、アルコール含有燃料に対して膨潤する成分である前記2元系エラストマーまたは前記3元系エラストマーをFFKMと混合しても、得られる混合物はアルコール含有燃料に対するバリア性を有しないと予測される。
 しかしながら、後述の実施例に示されるように、TFE/Pの2元系エラストマーとフルオロエラストマー(A)とを混合しても、ゴム成形品のアルコール含有燃料に対する耐性は不充分であるが、TFE/P/VdFの3元系エラストマー(フルオロエラストマー(B))とフルオロエラストマー(A)を含有する組成物を成形して架橋したゴム成形品は、アルコール含有燃料に浸漬させたときの膨潤が小さく、燃料バリア性に優れる。その理由は明らかではないが、これは予測に反する驚くべき効果である。
 フルオロエラストマー(B)はフルオロエラストマー(A)よりもフッ素含有量が少なく、フルオロエラストマー(A)に比べて安価に製造できる。
 したがって本発明によれば、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)を混合して用いることにより、従来のFFKMからなるゴム成形品より安価で、アルコール含有燃料に対する燃料バリア性に優れたフッ素ゴム成形品が得られる。
 以下に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例に限定されない。
 測定方法は、以下の方法を用いた。
[架橋部位測定]
 架橋部位の含有量は、フルオロエラストマー(A)は蛍光X線元素分析法、フルオロエラストマー(B)と後述フルオロエラストマー(C1)は赤外吸収分析法により測定した。
[共重合組成]
 フルオロエラストマー(A)またはフルオロエラストマー(B)における単位の組成(共重合組成)は、フルオロエラストマー(A)またはフルオロエラストマー(B)を重水素化テトラヒドロフランに溶解し、13C-NMRを測定して共重合組成を分析した。
[ムーニー粘度]
 JIS K6300(制定2001年)に準じて、直径38.1mm、厚さ5.54mmのL型ローターを用い、121℃で、予熱時間を1分、ローター回転時間を4分に設定して測定された粘度をムーニー粘度(ML1+4,121℃、)の測定値とした。この値が大きい程、高分子量であることを間接的に示す。
[ゴム物性]
 硬度(Shore-A):JIS K6253(2012年)に準拠し、23℃でデュロメータータイプA硬度試験にて測定した。
 比重:JIS K6268(A法)に準拠する方法で測定した。
 引張強度(単位:MPa):JIS K6251(2010年)に準拠して23℃にて測定した。
 100%モジュラス(単位:MPa):JIS 6251(2010年)に準拠して23℃にて測定した。
 破断時伸び(単位:%):JIS K6251(2010年)に準拠して23℃にて測定した。
[燃料バリア性]
 厚さ0.8ミリのシート状のフッ素ゴム成形品を試験片とした。JIS Z0208(制定1976年)に基づくカップ法により室温(23℃)の燃料透過係数を測定した。
 具体的には、イソオクタン:トルエン:エタノールの混合比(質量比)が45:45:10である混合燃料(以下、CE10という。)に対する燃料透過係数(単位はグラム・ミリメーター/平方メートル・24時間。以下、g・mm/m・24hrという。)、および、イソオクタン:トルエン:メタノールの混合比(質量比)が42.5:42.5:15である混合燃料(以下、CM15という。)に対する燃料透過係数(g・mm/m・24hr)を測定した。燃料透過係数が低いほど、燃料バリア性に優れることを示す。
[成形体の表面様子測定]
 試験片から切片を採取し、透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製「JEM-2000X」)を用いて透過電子写真を撮影した。例1、および例2で作製したシートのTEM写真を、それぞれ図1および図2に示す。
[合成例1:フルオロエラストマー(A1)の合成]
 TFE単位/ペルフルオロ(メチルビニルエーテル)(以下、PMVEという。)単位を含有するフルオロエラストマー(A1)を以下のように製造した。
 アンカー翼を備えた内容積20Lのステンレス鋼製耐圧反応器を脱気した後、イオン交換水の8800g、F(CFOCFCFOCFCOONHの220g、リン酸水素二ナトリウム12水和物の0.64gを仕込み、気相を窒素置換した。アンカー翼を用いて375rpmの速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。内温が80℃になった後、TFE/PMVE=25/75(モル比)のモノマー混合ガス(1)を反応器内圧が0.8MPaGになるまで圧入した。開始剤である過硫酸アンモニウムの2.5質量%水溶液の25mLを添加し、重合を開始した。
 80℃での重合の進行に伴い、反応器内圧が低下するため、0.79MPaGに降下した時点でTFEガスを圧入し、反応器内圧を0.81MPaGに昇圧させた。この操作を繰り返し、反応器内圧を0.79~0.81MPaGの範囲内に保持し重合反応を続けた。該TFEガスの添加量が30gになった時点で、I-(CF-Iの8gを窒素背圧により添加した。また該TFEガスが80g添加される毎に、別のステンレス鋼製耐圧反応器に用意したPMVEの50mLを反応器に窒素背圧により圧入した。PMVEの圧入は、過硫酸アンモニウム水溶液添加後のTFEガスの総添加量が1120gになるまで続けた。
 過硫酸アンモニウム水溶液添加後のTFEガスの総添加量が1200gとなった時点で、該TFEガスの添加を停止し、反応器内温を10℃に冷却して、重合反応を停止させた。この操作により、フルオロエラストマー(A1)のラテックス(1)の9940gを得た。
 該ラテックス(1)を、硫酸アルミニウムカリウムの5質量%水溶液に添加して凝集させ、フルオロエラストマー(A1)を析出させた。析出したフルオロエラストマー(A1)を分離し、超純水を用いて洗浄した後、50℃の真空オーブンで12時間乾燥させて、白色のフルオロエラストマー(A1)の1034gを得た。フルオロエラストマー(A1)は架橋部位としてヨウ素原子を含む。
 フルオロエラストマー(A1)の特性は以下の通りであった。
 共重合組成:TFE単位/PMVE単位=69/31(モル%)、
 ヨウ素原子含有量:0.18%、
 ムーニー粘度(ML1+4,121℃):78、
 比重:2.2、
 引張強度:19MPa、
 破断時伸び:180%、
 硬度(Shore-A):74、
 Tg:2℃。
[合成例2:フルオロエラストマー(B1)の合成]
 TFE単位/P単位/VdF単位を含有するフルオロエラストマー(B1)を以下のように製造した。
 アンカー翼を備えた内容積3200mLのステンレス鋼製耐圧反応器を脱気した後、イオン交換水の1700g、リン酸水素二ナトリウム12水和物の58g、水酸化ナトリウムの1.0g、ラウリル硫酸ナトリウムの9g、過硫酸アンモニウムの4.4gを加えた。さらに、イオン交換水の200gにエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩2水和物(EDTA)の0.4gおよび硫酸第一鉄7水和物の0.7gを溶解させた水溶液を、反応器に加えた。このときの反応器内の液のpHは9.5であった。
 次いで、反応器の内温が25℃の状態で、TFE/P/VdF=25/6/69(モル比)のモノマー混合ガス(2)を反応器の内圧が2.50MPaGになるように圧入した。アンカー翼を300rpmで回転させ、水酸化ナトリウムでpHを10.0に調整したヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム2水和物の6.9質量%水溶液(以下ロンガリット水溶液という。)を反応器に加え、重合反応を開始させた。以降、ロンガリット水溶液を、高圧ポンプを用いて連続的に反応器に加えた。
 25℃での重合の進行に伴い、反応器内圧が低下するため、2.49MPaGに降下した時点で、TFE/P/VdF=39/35/26(モル比)のモノマー混合ガス(3)を自圧で圧入し、反応器内圧を2.51MPaGまで昇圧させた。この操作を繰り返し、反応器内圧を2.49~2.51MPaGの範囲内に保持し重合反応を続けた。モノマー混合ガス(3)の圧入量の総量が900gとなった時点で、ロンガリット水溶液の添加を停止し、反応器内温を10℃まで冷却して、重合反応を停止した。これによりフルオロエラストマー(B1)を含むラテックス(2)を得た。ロンガリット水溶液の添加量は60gであった。
 得られたラテックス(2)をテトラブチルアンモニウムブロマイドおよびKOHの存在下に80℃で1時間熱処理し、これを洗浄、乾燥することにより、フルオロエラストマー(B1)の主鎖に二重結合を導入した。導入された二重結合は、得られたフルオロエラストマー(B1)を構成する単位の合計に対して0.17モル質量%であった。
 フルオロエラストマー(B1)の特性は以下の通りであった。
 共重合組成:TFE単位/P単位/VdF単位=39/35/26(モル%)、
 [TFE単位とP単位の合計]/VdF単位のモル比=74/26、
 TFE単位/P単位のモル比=52.7/47.3。
[例1]
 合成例1で得たフルオロエラストマー(A1)、合成例2で得たフルオロエラストマー(B1)、架橋助剤、有機過酸化物、充填剤、および加工助剤を表1に示す配合で、2本ロールで混練して組成物(X1)を得た。
 表1に示す添加剤等は以下の通りである。
 充填剤(1):カーボンブラック。CANCARB社製、MT-カーボン(製品名)。
 架橋助剤(1):TAIC。日本化成社製、トリアリルイソシアヌレート。
 有機過酸化物(1):2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-へキサン。日油社製、パーヘキサ25B(製品名)、1分間半減期温度180℃。
 加工助剤(1):ステアリン酸ナトリウム。日油社製、ノンサール SN-1(製品名)。
 組成物(X1)を160℃で20分間熱プレスして一次架橋させ、ついで250℃で4時間二次架橋させ、厚さ0.8mmのフッ素ゴム成形品(1)を得た。フッ素含有量は68.5%であった。
 得られたフッ素ゴム成形品(1)について燃料透過性試験を行い、CE10に対する燃料透過係数およびCM15に対する燃料透過係数を求めた。またゴム物性として、比重、引張強さ、破断時伸び、100%モジュラス、硬度(Shore A)を測定した。これらの結果を表1に示す(以下、同様)。
[例2]
 合成例1で得たフルオロエラストマー(A1)、合成例2で得たフルオロエラストマー(B1)、架橋助剤、有機過酸化物、充填剤、および加工助剤を表1に示す配合で、2本ロールで混練して組成物(X2)を得た。
 組成物(X2)を160℃で20分間熱プレスして一次架橋させ、ついで250℃で4時間二次架橋させ、厚さ0.8mmのフッ素ゴム成形品(2)を得た。フッ素含有量は69.1%であった。
[例3]
 本例はフルオロエラストマー(B)の代わりに、VdF単位を含有しないフルオロエラストマー(C1)を用いた比較例である。フルオロエラストマー(C1)は旭硝子社製、アフラス150P(製品名)を使用した。フルオロエラストマー(C1)は架橋部位として二重結合を、フルオロエラストマー(C1)を構成する単位の合計に対して0.17モル%有している。
 フルオロエラストマー(C1)の特性は以下の通りであった。
 共重合組成:TFE単位/P単位/VdF単位=55/45/0(モル%)、
 [TFE単位とP単位の合計]/VdF単位のモル比=100/0、
 TFE単位/P単位のモル比=55/44、
 ムーニー粘度(ML1+4,121℃):58、
 比重:1.6、
 引張強度:15MPa、
 破断時伸び:280%、
 硬度(Shore-A):72、
 Tg:-3℃。
 上記フルオロエラストマー(C1)、架橋助剤、有機過酸化物、充填剤、および加工助剤を表1に示す配合で、2本ロールで混練して組成物(X3)を得た。
 組成物(X3)を160℃で20分間熱プレスして一次架橋させ、ついで250℃で4時間二次架橋させ、厚さ0.8mmのフッ素ゴム成形品(3)を得た。フッ素含有量は68.2%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 フルオロエラストマー(A1)と組み合わせるフルオロエラストマーとして、TFE/P/VdFの3元系であるフルオロエラストマー(B1)を用いた例1、2は、TFE/Pの2元系であるフルオロエラストマー(C1)を用いた例3に比べて、フッ素ゴム成形品が燃料バリア性に優れていることがわかる。ゴム物性はほぼ同等であった。
 さらに例1と例3を比べると、フッ素含有量がほぼ同等であるにも関わらず、例1のフッ素ゴム成形品が燃料バリア性に優れていることがわかる。このように、燃料バリア性に優れているのにもかかわらず、フッ素含有量が低く、安価で経済性に優れるフッ素ゴム成形品が得られることが確認できた。
 なお、2014年3月25日に出願された日本特許出願2014-061922号の明細書、特許請求の範囲、要約書および図面の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (15)

  1.  下記フルオロエラストマー(A)と下記フルオロエラストマー(B)を含有する架橋性組成物であって、該架橋性組成物における下記フルオロエラストマー(A)と下記フルオロエラストマー(B)との質量比(A)/(B)が99/1~30/70である架橋性組成物を、成形するとともに架橋させて得られるフッ素ゴム成形品。
     フルオロエラストマー(A):テトラフルオロエチレンに基づく単位と下式(i)で表されるペルフルオロビニルエーテルに基づく単位とを含有するコポリマー。
       CF=CF-O-R …(i)
      (式中、Rは、炭素原子数1~20のペルフルオロアルキル基または炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素原子数2~20のペルフルオロアルキル基を表す。)
     フルオロエラストマー(B):テトラフルオロエチレンに基づく単位とプロピレンに基づく単位とビニリデンフルオリドに基づく単位とを含有するコポリマー。
  2.  前記フルオロエラストマー(B)における、[テトラフルオロエチレンに基づく単位とプロピレンに基づく単位の合計]/[ビニリデンフルオリドに基づく単位]のモル比が90/10~50/50であり、[テトラフルオロエチレンに基づく単位]/[プロピレンに基づく単位]のモル比が40/60~70/30である、請求項1に記載のフッ素ゴム成形品。
  3.  前記フルオロエラストマー(A)中の水素原子の含有量が0.1質量%以下である、請求項1または2に記載のフッ素ゴム成形品。
  4.  前記式(i)で表されるペルフルオロビニルエーテルが、Rの炭素数が1~8のペルフルオロアルキルビニルエーテルである、請求項1~3のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
  5.  前記フルオロエラストマー(A)における[テトラフルオロエチレンに基づく単位]/[ペルフルオロビニルエーテルに基づく単位]のモル比が30/70~80/20である、請求項1~4のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
  6.  前記フルオロエラストマー(A)が架橋部位を有している、請求項1~5のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
  7.  前記架橋部位がヨウ素原子または臭素原子である、請求項6に記載のフッ素ゴム成形品。
  8.  前記架橋性組成物における質量比(A)/(B)が95/5~30/70である、請求項1~7のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
  9.  前記架橋性組成物が、さらに有機過酸化物を含有する、請求項1~8のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
  10.  前記有機過酸化物の含有量が、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して、0.05~10質量部である、請求項9に記載のフッ素ゴム成形品。
  11.  前記架橋性組成物が、さらに架橋助剤を含有する、請求項1~10のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
  12.  前記架橋助剤の含有量が、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)の合計量の100質量部に対して、0.1~10質量部である、請求項11に記載のフッ素ゴム成形品。
  13.  前記架橋性組成物におけるフッ素含有量が、全ポリマー質量に対して60~73質量%である、請求項1~12のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
  14.  前記フッ素ゴムにおいて、フルオロエラストマー(A)とフルオロエラストマー(B)とがジャイロイド構造を呈して分布している、請求項1~13のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
  15.  前記フッ素ゴム成形品が自動車燃料用シール材である、請求項1~14のいずれか一項に記載のフッ素ゴム成形品。
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