JP4333514B2 - Method for producing vulcanizable fluorine-containing elastomer - Google Patents
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Description
本発明は、高圧下でヨウ素移動重合による含フッ素エラストマーの製造方法に関する。さらに、この方法によって製造した末端ヨウ素含有率が高い含フッ素エラストマーに関する。 The present invention relates to a method for producing a fluorine-containing elastomer by iodine transfer polymerization under high pressure. Furthermore, it is related with the fluorine-containing elastomer with the high terminal iodine content rate manufactured by this method.
ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン(VdF−HFP)系やテトラフルオロエチレン(TFE)−パーフルオロビニルエーテル系の含フッ素エラストマーは、それらの卓抜した耐薬品性、耐溶剤性、耐熱性を示すことから、過酷な環境下で使用されるO−リング、ガスケット、ホース、ステムシール、シャフトシール、ダイヤフラムなどとして自動車工業、半導体工業、化学工業などの分野において広く用いられている。 Since vinylidene fluoride-hexafluoropropylene (VdF-HFP) -based and tetrafluoroethylene (TFE) -perfluorovinyl ether-based fluorine-containing elastomers exhibit their outstanding chemical resistance, solvent resistance, and heat resistance, O-rings, gaskets, hoses, stem seals, shaft seals, diaphragms and the like used in harsh environments are widely used in fields such as the automobile industry, semiconductor industry, and chemical industry.
こうした用途に用いられる含フッ素エラストマーとしては、分子末端に高活性のヨウ素原子を有するヨウ素含有含フッ素エラストマーがある。このヨウ素含有含フッ素エラストマーは、分子末端のヨウ素原子により良好な加硫効率が可能で、加硫性に優れている。また、金属成分をもつ化学物質を添加する必要がないことから、パーオキサイド加硫成形品としても広く用いられている。 As a fluorine-containing elastomer used for such applications, there is an iodine-containing fluorine-containing elastomer having a highly active iodine atom at the molecular end. This iodine-containing fluorine-containing elastomer can have good vulcanization efficiency due to iodine atoms at the molecular terminals, and is excellent in vulcanizability. Further, since it is not necessary to add a chemical substance having a metal component, it is widely used as a peroxide vulcanized product.
パーオキサイド加硫系(たとえば、特許文献1参照)は、耐薬品性、および耐スチーム(熱水)性に優れているが、耐圧縮永久歪みは、ポリオール加硫系と比べて劣っていたため、シール材用途として適切ではなかった。この問題は、エラストマー主鎖中に、加硫サイトを導入することで解決されている(たとえば、特許文献2参照)。しかし、加硫密度が上昇するため、引張破断伸びが犠牲となっていた。よって、耐圧縮永久歪みおよび引張破断伸びの両者を兼ね備えることは、非常に困難であった。 The peroxide vulcanization system (see, for example, Patent Document 1) is excellent in chemical resistance and steam (hot water) resistance, but the compression set resistance is inferior to that of the polyol vulcanization system. It was not suitable as a sealing material. This problem is solved by introducing a vulcanization site into the elastomer main chain (see, for example, Patent Document 2). However, since the vulcanization density increased, the tensile elongation at break was sacrificed. Therefore, it was very difficult to combine both compression set and tensile elongation at break.
また、高圧重合による含フッ素エラストマー製造法としては、モノマーの少なくとも一種が超臨界の状態での重合法(たとえば、特許文献3参照)や、ポリマー粒子中のモノマー濃度が基準値以上での乳化重合法(たとえば、特許文献4参照)がある。しかし、いずれの特許文献においても本発明で述べるRf 1・Ix存在下での重合が可能との記述はあるものの、具体的な実施例はなく、本発明で開示する効果についても一切触れられていない。 In addition, as a method for producing a fluorine-containing elastomer by high-pressure polymerization, a polymerization method in which at least one monomer is in a supercritical state (for example, refer to Patent Document 3), or an emulsification weight in which the monomer concentration in the polymer particles exceeds a reference value. There is a law (for example, see Patent Document 4). However, although there is a description in any patent document that the polymerization in the presence of R f 1 · I x described in the present invention is possible, there is no specific example, and the effects disclosed in the present invention are not mentioned at all. It is not done.
ヨウ素含有含フッ素エラストマーは、いわゆるヨウ素移動重合法などの乳化重合法により製造(たとえば、特許文献5参照)されているが、高い末端ヨウ素化率を達成するためには重合開始剤の使用量を抑える必要があり(たとえば、非特許文献1参照)、その分、生産性を上げることができない。重合開始剤の使用量の制約がない重合系では開始剤量を増やすことで容易に重合速度を大きくすることが可能であるが、ヨウ素移動重合系では開始剤末端濃度が最終製品の物性に大きな影響を与えるため開始剤使用量の増大は望めない。 The iodine-containing fluorine-containing elastomer is produced by an emulsion polymerization method such as a so-called iodine transfer polymerization method (see, for example, Patent Document 5), but in order to achieve a high terminal iodination rate, the amount of polymerization initiator used must be reduced. It is necessary to suppress (see, for example, Non-Patent Document 1), and productivity cannot be increased accordingly. In polymerization systems where there is no restriction on the amount of polymerization initiator used, it is possible to easily increase the polymerization rate by increasing the amount of initiator, but in iodine transfer polymerization systems, the initiator end concentration is large in the physical properties of the final product. It is not possible to increase the amount of initiator used due to the influence.
生産性を向上させるために種々の提案がなされている。たとえば、乳化重合を連続して行なうことにより、生産性を向上させる方法(たとえば、特許文献6、7参照)が提案されているが、ヨウ素含有含フッ素エラストマーの特性である良好な引張強度や圧縮永久ひずみ性が得られない。 Various proposals have been made to improve productivity. For example, a method for improving productivity by continuously performing emulsion polymerization (see, for example, Patent Documents 6 and 7) has been proposed, but good tensile strength and compression that are characteristics of an iodine-containing fluorine-containing elastomer are proposed. Permanent strain cannot be obtained.
また、1.7MPa以上(ゲージ圧。以下同様)の高圧で重合する方法(たとえば、特許文献8参照)が提案されているが、2.6〜2.7MPaの範囲の圧力が好適とされており、実施例においてもその範囲内での開示にとどまっている。また、重合時間も15時間をこえるものである。さらに、マイクロエマルション重合法(たとえば、特許文献9参照)が提案されているが、初期にマイクロエマルションを形成させるためにフッ素オイルなどの使用が必要であり、このフッ素オイルなどが製品に残留し汚染源となるので洗浄除去が必要となる。 Further, a method of polymerizing at a high pressure of 1.7 MPa or more (gauge pressure; the same applies hereinafter) (for example, see Patent Document 8) has been proposed, but a pressure in the range of 2.6 to 2.7 MPa is considered suitable. In the embodiments, the disclosure is limited to that range. Further, the polymerization time exceeds 15 hours. Furthermore, a microemulsion polymerization method (see, for example, Patent Document 9) has been proposed, but it is necessary to use fluorine oil or the like in order to form a microemulsion in the initial stage. Therefore, cleaning removal is required.
単に重合系を安定させ、あるいは重合速度を上げるためには乳化剤の使用量を多くすればよいが、乳化剤自身が加硫阻害を起すために、洗浄除去が必要となる上に、コスト面および環境面でも好ましくない。 In order to stabilize the polymerization system or increase the polymerization rate, the amount of emulsifier used may be increased. However, since the emulsifier itself causes vulcanization inhibition, washing and removal are required, and the cost and environment are also reduced. It is not preferable also in terms.
これらを解決するために、ヨウ素移動重合を二段階の乳化重合法で行うことが提案されている(たとえば、特許文献10参照)。2段階の乳化重合とは、一段目の重合で比較的多量の乳化剤を使用して多数のポリマー粒子を合成し、ついで得られた乳濁液を希釈してポリマー粒子濃度および乳化剤濃度を下げ、この希釈乳濁液を用いて二段目の重合を行なう方法である。この方法では、今までの乳化重合用の設備を大きく変えることなく、均一な粒径でかつ本来の特性を維持したまま、重合速度を2倍以上短縮可能にしたが、依然としてヨウ素化合物を使用しない重合法と比較して生産性は劣っている。また、この重合法で得られたエラストマーに関しては従来のヨウ素移動重合法と比較して特に改良された部分はなく、上述のシール性においての課題は残されていた。 In order to solve these problems, it has been proposed to perform iodine transfer polymerization by a two-stage emulsion polymerization method (see, for example, Patent Document 10). In the two-stage emulsion polymerization, a large amount of emulsifier is used in the first stage polymerization to synthesize a large number of polymer particles, and then the obtained emulsion is diluted to lower the polymer particle concentration and the emulsifier concentration. This is a method of performing the second stage polymerization using this diluted emulsion. In this method, the polymerization rate can be shortened more than twice while maintaining the original characteristics with a uniform particle size without greatly changing the equipment for emulsion polymerization so far, but no iodine compound is used yet. Productivity is inferior compared with the polymerization method. In addition, the elastomer obtained by this polymerization method does not have a particularly improved portion as compared with the conventional iodine transfer polymerization method, and the above-described problem in sealing performance remains.
さらに、これらの含フッ素エラストマーは、温度に対する粘度の変化率が大きく、加工性の点で問題があるとされており、このような温度に対する粘度の変化率を低下させるために、含フッ素エラストマー中の架橋部位を増加させることが提案されている(たとえば、特許文献11、12参照)。特許文献11では、特定のビス−オレフィンを、特許文献12においては、特定のヨウ素化合物を用いることで架橋部位を増加しているが、これらは、それぞれ1〜2.5MPa程度の中圧での重合を行なっているため、加工性の点について改善されているものの、重合速度が小さく、ポリマーの開始剤由来末端基の抑制が困難という問題点がある。 Furthermore, these fluorine-containing elastomers have a large rate of change in viscosity with respect to temperature and are considered to be problematic in terms of workability. In order to reduce such a rate of change in viscosity with respect to temperature, It has been proposed to increase the number of cross-linking sites (see, for example, Patent Documents 11 and 12). In Patent Document 11, a specific bis-olefin is used, and in Patent Document 12, a specific iodine compound is used to increase the number of cross-linking sites. Although polymerization is performed, the processability is improved, but there are problems that the polymerization rate is low and it is difficult to suppress the initiator-derived end groups of the polymer.
したがって、ヨウ素含有含フッ素エラストマーの生産性、加工性、諸物性の維持を満足する含フッ素エラストマーの製造法はない。 Accordingly, there is no method for producing a fluorine-containing elastomer that satisfies the maintenance of productivity, processability, and various physical properties of the iodine-containing fluorine-containing elastomer.
本発明は、高圧下でヨウ素移動重合を行うことにより、重合開始剤が少ないにもかかわらず重合速度が大幅に増大し、非ヨウ素移動重合法に匹敵する生産性の高い含フッ素エラストマーの製造方法を提供する。さらに、この方法によって製造した末端ヨウ素含有率が高い含フッ素エラストマーを提供する。 The present invention is a method for producing a fluorine-containing elastomer having a high productivity comparable to the non-iodine transfer polymerization method by performing iodine transfer polymerization under a high pressure, thereby greatly increasing the polymerization rate despite a small amount of polymerization initiator. I will provide a. Furthermore, the fluorine-containing elastomer with high terminal iodine content manufactured by this method is provided.
すなわち、本発明は、反応槽内の気相部分における各モノマーの臨界温度、臨界圧力、およびそれぞれの組成比からPeng−Robinson式を用いて算出した臨界定数の換算温度が0.95以上、換算圧力が0.80以上の条件下で行なわれる、バッチ式共重合法による含フッ素エラストマーの製造方法であって、一般式(1):
Rf 1・Ix (1)
(式中、Rf 1は炭素数1〜16の飽和もしくは不飽和のフルオロ炭化水素基またはクロロフルオロ炭化水素基であり、xはRf 1の結合手の数であって、1以上4以下の整数である)で示されるヨウ素化合物の存在下に、少なくとも1種のフルオロオレフィンを含むエチレン性不飽和化合物、および一般式(2):
CH2=CH(CF2)nI (2)
(式中、nは2〜8の整数である)で示される化合物を共重合させる含フッ素エラストマーの製造方法に関する。
That is, according to the present invention, the conversion temperature of the critical constant calculated using the Peng-Robinson equation from the critical temperature, the critical pressure, and the composition ratio of each monomer in the gas phase portion in the reaction vessel is 0.95 or more. A method for producing a fluorine-containing elastomer by a batch copolymerization method, which is carried out under a pressure of 0.80 or more, wherein the general formula (1):
R f 1 · I x (1)
(In the formula, R f 1 is a saturated or unsaturated fluorohydrocarbon group or chlorofluorohydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, and x is the number of bonds of R f 1 and is 1 or more and 4 or less. An ethylenically unsaturated compound containing at least one fluoroolefin in the presence of an iodine compound represented by the general formula (2):
CH 2 = CH (CF 2 ) n I (2)
It is related with the manufacturing method of the fluorine-containing elastomer which copolymerizes the compound shown by (In formula, n is an integer of 2-8).
重合時の槽内圧力が3MPa以上であることが好ましい。 It is preferable that the tank internal pressure at the time of polymerization is 3 MPa or more.
重合終了時に含フッ素エラストマー粒子数が水1gあたり5×1013個以上であることが好ましい。 At the end of the polymerization, the number of fluorine-containing elastomer particles is preferably 5 × 10 13 or more per 1 g of water.
フルオロオレフィンが、一般式(3):
CX1X2=CX3X4 (3)
(X1〜X3は、水素原子またはハロゲン原子、X4は、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜9で、水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されたエーテル結合性酸素原子を含んでいてもよいアルキル基、または炭素数1〜9で、水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されたエーテル結合性酸素原子を含んでいてもよいアルコキシ基であり、該オレフィンは少なくとも1つのフッ素原子を含む)で示される化合物であることが好ましい。
The fluoroolefin is represented by the general formula (3):
CX 1 X 2 = CX 3 X 4 (3)
(X 1 to X 3 are a hydrogen atom or a halogen atom, X 4 is a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, or an ether bond in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. An alkyl group which may contain a reactive oxygen atom, or an alkoxy group which may contain an ether-bonded oxygen atom having 1 to 9 carbon atoms and part or all of the hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, The olefin is preferably a compound represented by (containing at least one fluorine atom).
フルオロオレフィンが、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、ビニルフルオライド、ヘキサフルオロイソブテン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類、ポリフルオロジエン類、および一般式(4): The fluoroolefin is hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, pentafluoropropylene, vinyl fluoride, hexafluoroisobutene, perfluoro (alkyl vinyl ether) s, polyfluorodienes, and general formula (4):
(式中Yは、−CH2I、−OH、−COOH、−SO2F、−SO3M(Mは水素、NH4基またはアルカリ金属)、カルボン酸塩、カルボキシエステル基、エポキシ基、シアノ基、ヨウ素原子、X5およびX6は同じかまたは異なりいずれも水素原子またはフッ素原子、Rf 2は炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキレン基であり、エーテル結合性酸素原子を含んでもよい。ただし、前記一般式(2)と同一のものは除く。)からなる群から選択された化合物を含むことが好ましい。 Wherein Y is —CH 2 I, —OH, —COOH, —SO 2 F, —SO 3 M (M is hydrogen, NH 4 group or alkali metal), carboxylate, carboxyester group, epoxy group, A cyano group, an iodine atom, X 5 and X 6 are the same or different and each is a hydrogen atom or a fluorine atom; R f 2 is a divalent fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms; However, it is preferable to include a compound selected from the group consisting of the same as those in the general formula (2).
また、本発明は、前記製造方法により得られる含フッ素エラストマーに関する。 Moreover, this invention relates to the fluorine-containing elastomer obtained by the said manufacturing method.
本発明は、高圧下でヨウ素移動重合を行うことにより、重合開始剤が少ないにもかかわらず重合速度が大幅に増大し、非ヨウ素移動重合法に匹敵する生産性の高い含フッ素エラストマーの製造方法を提供することができる。さらに、この方法によって製造した末端ヨウ素含有率が高い含フッ素エラストマーを提供することができる。 The present invention is a method for producing a fluorine-containing elastomer having a high productivity comparable to the non-iodine transfer polymerization method by performing iodine transfer polymerization under a high pressure, thereby greatly increasing the polymerization rate despite a small amount of polymerization initiator. Can be provided. Furthermore, the fluorine-containing elastomer with a high terminal iodine content rate manufactured by this method can be provided.
本発明の含フッ素エラストマーの製造方法は、反応槽内の気相部分における各モノマーの臨界温度、臨界圧力、およびそれぞれの組成比からPeng−Robinson式を用いて算出した臨界定数の換算温度が0.95以上、換算圧力が0.80以上の条件下で行なわれる、バッチ式共重合法による含フッ素エラストマーの製造方法であって、一般式(1):
Rf 1・Ix (1)
(式中、Rf 1は炭素数1〜16の飽和もしくは不飽和のフルオロ炭化水素基またはクロロフルオロ炭化水素基であり、xはRf 1の結合手の数であって、1以上4以下の整数である)で示されるヨウ素化合物の存在下に、少なくとも1種のフルオロオレフィンを含むエチレン性不飽和化合物、および一般式(2):
CH2=CH(CF2)nI (2)
(式中、nは2〜8の整数である)で示される化合物を共重合させる含フッ素エラストマーの製造方法に関する。
In the method for producing a fluorine-containing elastomer of the present invention, the conversion temperature of the critical constant calculated from the critical temperature, critical pressure, and composition ratio of each monomer in the gas phase portion in the reaction tank using the Peng-Robinson equation is 0. A method for producing a fluorine-containing elastomer by a batch copolymerization method, which is carried out under a condition of 0.95 or more and a converted pressure of 0.80 or more, wherein the general formula (1):
R f 1 · I x (1)
(In the formula, R f 1 is a saturated or unsaturated fluorohydrocarbon group or chlorofluorohydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, and x is the number of bonds of R f 1 and is 1 or more and 4 or less. An ethylenically unsaturated compound containing at least one fluoroolefin in the presence of an iodine compound represented by the general formula (2):
CH 2 = CH (CF 2 ) n I (2)
It is related with the manufacturing method of the fluorine-containing elastomer which copolymerizes the compound shown by (In formula, n is an integer of 2-8).
本発明は、高圧下でヨウ素移動重合を行うことにより、重合開始剤が少ないにもかかわらず重合速度が大幅に増大し、非ヨウ素移動重合法に匹敵する生産性の高い含フッ素エラストマーの製造方法に関する。また、この方法によって製造したエラストマーは、一般式(2)で示される化合物を共重合しているため、末端ヨウ素含有率が高く、さらに、圧縮永久歪みが小さく、引張破断伸びが良い、優れた含フッ素成形品を提供することができるものである。 The present invention is a method for producing a fluorine-containing elastomer having a high productivity comparable to the non-iodine transfer polymerization method by performing iodine transfer polymerization under a high pressure, thereby greatly increasing the polymerization rate despite a small amount of polymerization initiator. About. Further, the elastomer produced by this method is copolymerized with the compound represented by the general formula (2), so that the terminal iodine content is high, the compression set is small, the tensile elongation at break is good, and excellent. A fluorine-containing molded product can be provided.
本発明の製造方法の一つの特徴は、ヨウ素移動重合法を高圧下で行なうところにある。ヨウ素移動重合法に特に規定はないが、重合終了時の含フッ素ポリマー粒子数を多くすることが生産性の点で好ましく、その手段として、国際公開第00/01741号パンフレットに記載されているシード重合法が好ましい。 One feature of the production method of the present invention is that the iodine transfer polymerization method is carried out under high pressure. The iodine transfer polymerization method is not particularly defined, but it is preferable from the viewpoint of productivity to increase the number of fluorine-containing polymer particles at the end of the polymerization. As a means for that, the seed described in International Publication No. 00/01741 pamphlet is used. A polymerization method is preferred.
本発明に使用する反応槽は、加圧下に重合を行なうので、耐圧容器を使用する。この反応槽内に乳化重合用の目的とするポリマーと同じ組成のポリマー粒子を含む水性媒体(通常は純水)を入れ、液相部分とする。 Since the reaction vessel used in the present invention performs polymerization under pressure, a pressure vessel is used. An aqueous medium (usually pure water) containing polymer particles having the same composition as that of the target polymer for emulsion polymerization is placed in this reaction tank to form a liquid phase portion.
反応槽はこの液相部分と気相部分とから構成されており、気相部分を窒素などで置換したのち重合性モノマーを導入する。ついで反応槽内、とくに液相部分を攪拌して重合性モノマーを気相部分から液相部分に供給する。液相部分に供給されたモノマーはポリマー粒子中に浸透し、ポリマー粒子内の重合性モノマー濃度を上げる。気相部分にモノマーを供給しつづけることにより、ポリマー粒子中のモノマー濃度が飽和状態となる(液相部分へのモノマー供給速度が平衡状態になるとも言える)ので、重合開始剤とヨウ素化合物を投入して重合を開始する。 The reaction tank is composed of a liquid phase portion and a gas phase portion. After the gas phase portion is replaced with nitrogen or the like, a polymerizable monomer is introduced. Next, the polymerizable monomer is supplied from the gas phase portion to the liquid phase portion by stirring the inside of the reaction vessel, particularly the liquid phase portion. The monomer supplied to the liquid phase part penetrates into the polymer particles and raises the concentration of the polymerizable monomer in the polymer particles. By continuously supplying the monomer to the gas phase part, the monomer concentration in the polymer particles becomes saturated (it can be said that the monomer supply rate to the liquid phase part is in an equilibrium state), so the polymerization initiator and iodine compound are added. To start the polymerization.
重合を継続していくとモノマーが消費され、生成ポリマー粒子中のモノマー濃度が低下していくため、ポリマー粒子中に常にモノマー(追加モノマー)を供給し続ける。 As the polymerization is continued, the monomer is consumed and the monomer concentration in the produced polymer particles decreases, so the monomer (additional monomer) is always supplied into the polymer particles.
追加モノマーの比率は、追加されるモノマーおよび目的とするポリマーの組成によるが、重合初期の反応槽内モノマー組成を一定に保つ比率であることが好ましい。 The ratio of the additional monomer depends on the composition of the added monomer and the target polymer, but is preferably a ratio that keeps the monomer composition in the reaction vessel at the initial stage of polymerization constant.
また、重合終了時に含フッ素ポリマー粒子数が水1gあたり5×1013個以上になることが好ましく、粒子数が水1gあたり1.0×1014個以上であることがより好ましい。粒子数が、5×1013個未満であると、反応速度が低下するだけでなく、粒径が大きく不安定となり、重合槽へのポリマー付着が増加する傾向がある。 Further, the number of fluoropolymer particles is preferably 5 × 10 13 or more per 1 g of water at the end of the polymerization, and more preferably 1.0 × 10 14 or more per 1 g of water. When the number of particles is less than 5 × 10 13 , not only the reaction rate decreases, but also the particle size becomes large and unstable, and the polymer adhesion to the polymerization tank tends to increase.
重合終了時の粒子数を多くする重合方法としては、シード重合法の他に、特公昭63−8406号公報、特公昭62−288609号公報に記載されているマイクロエマルション法や、一般的な方法として乳化剤の増量などがあげられる。これらのうち、マイクロエマルション法では、初期にマイクロエマルションを形成させるために、フッ素オイルなどの使用が必要であるため、製品にオイルが残留し、汚染源となるので洗浄除去が必要である。また、乳化剤増量についても、単に重合系を安定にさせ、あるいは重合速度を上げるためには効果的であるが、重合前後に泡立ち現象が発生しやすく、得られたエラストマーに残留した乳化剤が加硫阻害をおこしやすい。また、コストおよび環境の面からも好ましくない方法である。一方、シード重合法は上記の問題がなく、ヨウ素移動系で抜群の効果を示す。 As a polymerization method for increasing the number of particles at the end of the polymerization, in addition to the seed polymerization method, a microemulsion method described in JP-B 63-8406, JP-B 62-288609, or a general method As an example, the amount of emulsifier can be increased. Of these, the microemulsion method requires the use of fluorine oil or the like in order to form a microemulsion in the initial stage, so that the oil remains in the product and becomes a source of contamination, which requires cleaning and removal. In addition, an increase in emulsifier is effective for simply stabilizing the polymerization system or increasing the polymerization rate, but foaming is likely to occur before and after polymerization, and the emulsifier remaining in the resulting elastomer is vulcanized. Easy to block. In addition, this method is not preferable in terms of cost and environment. On the other hand, the seed polymerization method does not have the above-described problem, and exhibits an excellent effect in an iodine transfer system.
本発明の製造方法においては、各モノマー単独の臨界温度、臨界圧力および初期モノマー組成比からPeng−Robinson式によって導いた気相モノマー混合物の臨界温度・臨界圧力から、若干の誤差を補正するための換算温度0.95以上、好ましくは、0.97以上、より好ましくは0.98以上、さらに好ましくは1.00以上、換算圧力0.80以上、好ましくは、0.85以上、より好ましくは0.90以上、さらに好ましくは1.00以上の条件でのバッチ式重合をおこなう。気相部の混合モノマーが換算温度、換算圧力ともに上回ることにより、高いモノマー密度のもとでの重合が可能になり、重合速度が速くなることに加え、主鎖の分岐やイオン末端が少ないポリマーが得られるため、圧縮永久歪みが大幅に改善される。ここで、換算温度とは、
換算温度 TR=T/Tc
(式中、Tは重合時の実際の温度であり、TcはPeng−Robinson式を用いて算出した臨界温度である)
により決定されるものであり、同様に換算圧力とは、
換算圧力 PR=P/Pc
(式中、Pは重合時の実際の圧力であり、PcはPeng−Robinson式を用いて算出した臨界圧力である)
により決定されるものである。
In the production method of the present invention, a slight error is corrected from the critical temperature and critical pressure of the gas phase monomer mixture derived from the critical temperature, critical pressure and initial monomer composition ratio of each monomer by the Peng-Robinson equation. Conversion temperature 0.95 or more, preferably 0.97 or more, more preferably 0.98 or more, more preferably 1.00 or more, conversion pressure 0.80 or more, preferably 0.85 or more, more preferably 0 Batch polymerization is performed under a condition of .90 or more, more preferably 1.00 or more. When the mixed monomer in the gas phase exceeds both the converted temperature and the converted pressure, it is possible to polymerize at a high monomer density, and the polymerization rate is increased. In addition, the polymer has few main chain branches and ion ends. Therefore, compression set is greatly improved. Here, the converted temperature is
Conversion temperature T R = T / T c
(Where T is the actual temperature during polymerization and T c is the critical temperature calculated using the Peng-Robinson equation)
Similarly, the equivalent pressure is
Conversion pressure P R = P / P c
(Where P is the actual pressure during polymerization and P c is the critical pressure calculated using the Peng-Robinson equation)
Is determined by
ここで、臨界温度および臨界圧力を決定するPeng−Robinson式について説明する。一般に、重合槽内の初期モノマー密度が高いほど得られるポリマーに組成分布が生じやすいこと、および、特に初期モノマーが臨界点付近からモノマー密度が急激に上昇することが知られている。ところが2成分以上のモノマーを共重合する場合、気相モノマー混合物の臨界点はモノマーの種類と組成比によって変動する。これを各モノマー単独の臨界温度、臨界圧力および初期モノマー組成比から混合モノマーの臨界点を算出する方法としてPeng−Robinson式を採用した。同式の原理はD.Y.Peng and D.B.Robinson,”A New Two−Constant Equation of state”,Ind.Eng.Chem.Fund.,Vol.15,(1976),p.59−64で述べられている。概要としては下記の式を原理としており、実際の計算にはAspen Plus(Aspen Tech社製)などのプロセスシュミレーターが使用できる。 Here, the Peng-Robinson equation for determining the critical temperature and the critical pressure will be described. In general, it is known that the higher the initial monomer density in the polymerization tank, the easier the composition distribution occurs in the polymer obtained, and that the monomer density increases rapidly from the critical point of the initial monomer. However, when copolymerizing two or more monomers, the critical point of the gas phase monomer mixture varies depending on the type and composition ratio of the monomers. The Peng-Robinson equation was employed as a method for calculating the critical point of the mixed monomer from the critical temperature, critical pressure and initial monomer composition ratio of each monomer alone. The principle of this equation is Y. Peng and D.C. B. Robinson, “A New Two-Constant Equation of state”, Ind. Eng. Chem. Fund. , Vol. 15, (1976), p.59-64. The outline is based on the following formula, and a process simulator such as Aspen Plus (manufactured by Aspen Tech) can be used for actual calculation.
Peng−Robinson式の概略は下記の通りである。 The outline of the Peng-Robinson formula is as follows.
ここで、上記式中のai、biは、それぞれ以下のように定義する。
ai=αi0.45724R2Tci 2/Pci
αi(T)=[1+mi(1−Tci 0.5)]2
mi=0.37464+1.54226ωi−0.26992ωi 2
bi=0.0778RTci/Pci
Here, a i and b i in the above formula are respectively defined as follows.
a i = α i 0.45724R 2 T ci 2 / P ci
α i (T) = [1 + m i (1−T ci 0.5 )] 2
m i = 0.37464 + 1.54226ω i −0.26992ω i 2
b i = 0.0778RT ci / P ci
また、各パラメータは下記のことを表す。
P :圧力
T :温度
Vm :体積
R :気体定数
Xi :モノマー成分iの組成比
Tci:モノマー成分iの臨界温度
Pci:モノマー成分iの臨界圧力
ωi :モノマー成分iの偏心因子
Each parameter represents the following.
P: Pressure T: Temperature V m: volume R: gas constant X i: composition ratio of the monomer component i T ci: critical temperature P ci of the monomer component i: critical pressure of the monomer component i omega i: eccentricity factor of monomer component i
具体的な計算例として、重合槽内組成がVdF/HFP=36/64(モル%)であるときのPeng−Robinson式による臨界温度、臨界圧力計算をAspen Plus Ver.11.1を用いて行なったところ、Tc=87.7℃、Pc=3.05MPaであった。前記換算温度0.95、換算圧力0.80による変換を行なうと、この場合の重合条件は、T=69.7℃以上、P=2.44MPa以上である。 As a specific calculation example, the critical temperature and critical pressure calculation according to the Peng-Robinson equation when the composition in the polymerization tank is VdF / HFP = 36/64 (mol%) is calculated using Aspen Plus Ver. As a result of using 11.1, T c = 87.7 ° C. and P c = 3.05 MPa. When conversion is performed at a conversion temperature of 0.95 and a conversion pressure of 0.80, the polymerization conditions in this case are T = 69.7 ° C. or higher and P = 2.44 MPa or higher.
また、重合槽内組成中4重量%以下であるモノマーについては、Peng−Robinson式による計算に考慮する必要はない。 Moreover, about the monomer which is 4 weight% or less in a superposition | polymerization tank composition, it is not necessary to consider in calculation by a Peng-Robinson formula.
換算温度が、0.95未満または換算圧力が、0.80未満であると、ポリマー粒子中のモノマー濃度が飽和に達せず、重合速度が低下するだけでなく、目的のポリマーが得られにくい傾向がある。また、前記式から算出される条件式を満たす温度および圧力の中でもさらに好ましい重合温度は、10〜120℃であり、特に好ましくは30〜100℃であり、好ましい重合圧力は、3MPa以上であり、より好ましくは3.5MPa以上であり、さらに好ましくは4MPa以上である。また、圧力の上限値は、特に限定はないが、モノマーの取扱いや、反応設備コストなどを考慮すると15MPa以下が好ましく、12MPa以下であることがより好ましい。 When the conversion temperature is less than 0.95 or the conversion pressure is less than 0.80, the monomer concentration in the polymer particles does not reach saturation, the polymerization rate is decreased, and the target polymer tends not to be obtained. There is. Further, among the temperature and pressure satisfying the conditional expression calculated from the above formula, a more preferable polymerization temperature is 10 to 120 ° C, particularly preferably 30 to 100 ° C, and a preferable polymerization pressure is 3 MPa or more, More preferably, it is 3.5 MPa or more, More preferably, it is 4 MPa or more. The upper limit value of the pressure is not particularly limited, but is preferably 15 MPa or less, more preferably 12 MPa or less in consideration of handling of the monomer, reaction equipment cost, and the like.
さらに、攪拌することが好ましい。攪拌することによって、ポリマー粒子中のモノマー濃度を、重合を通して高く維持できるためである。 Furthermore, it is preferable to stir. This is because the monomer concentration in the polymer particles can be kept high throughout the polymerization by stirring.
攪拌の手段としては、たとえばアンカー翼、タービン翼、傾斜翼なども使用できるが、モノマーの拡散とポリマーの分散安定性が良好な点からフルゾーンやマックスブレンドと呼ばれる大型翼による攪拌が好ましい。 As a means for stirring, for example, an anchor blade, a turbine blade, an inclined blade, or the like can be used. From the viewpoint of good monomer diffusion and polymer dispersion stability, stirring with a large blade called full zone or max blend is preferable.
攪拌装置としては、横型攪拌装置でも縦型攪拌装置でもよい。 The stirring device may be a horizontal stirring device or a vertical stirring device.
反応系は、実質的にモノマー相部分を有する。ここで、実質的にモノマー相を有するとは、重合容器の体積に対して、水などの媒体が占める体積が90%以下の状態で重合を行うことを示し、好ましくは80%以下である。体積が90%を超えると、モノマーが媒体に供給されにくく、重合速度が低下する、あるいはポリマー物性が悪化する傾向がある。 The reaction system has a monomer phase portion substantially. Here, having substantially a monomer phase means that the polymerization is carried out in a state where the volume occupied by a medium such as water is 90% or less, preferably 80% or less, with respect to the volume of the polymerization vessel. When the volume exceeds 90%, it is difficult for the monomer to be supplied to the medium, the polymerization rate tends to decrease, or the polymer physical properties tend to deteriorate.
本発明で用いられる一般式(1):
Rf 1・Ix (1)
で示されるヨウ素化合物のRf 1は、炭素数1〜16の飽和もしくは不飽和のフルオロ炭化水素基またはクロロフルオロ炭化水素基であり、炭素数4〜8のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。炭素数が16をこえると、反応性が低下する傾向がある。
General formula (1) used in the present invention:
R f 1 · I x (1)
R f 1 of the iodine compound represented by the above is a saturated or unsaturated fluorohydrocarbon group or chlorofluorohydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, and preferably a perfluoroalkyl group having 4 to 8 carbon atoms. . When the carbon number exceeds 16, the reactivity tends to decrease.
一般式(1)で示されるヨウ素化合物のxは、Rf 1の結合手の数であって、1以上4以下の整数であり、2以上3以下であることが好ましい。xが4をこえても使用可能であるが、合成コストの点では好ましくない。ポリマー分岐が少ない点で、xは2が最も好ましい。 X of the iodine compound represented by the general formula (1) is the number of bonds of R f 1 , is an integer of 1 or more and 4 or less, and preferably 2 or more and 3 or less. Although it can be used even if x exceeds 4, it is not preferable in terms of synthesis cost. X is most preferably 2 in terms of few polymer branches.
このヨウ素化合物の炭素−ヨウ素結合は、比較的弱い結合であって、ラジカル発生源の存在下にラジカルとして開裂する。生じたラジカルの反応性が高いために、モノマーが付加成長反応を起こし、しかる後にヨウ素化合物からヨウ素を引き抜くことにより反応を停止する。このようにして得られた分子末端の炭素にヨウ素が結合している含フッ素エラストマーは、末端ヨウ素が有効な加硫点となり効率的に加硫できる。 The carbon-iodine bond of this iodine compound is a relatively weak bond and is cleaved as a radical in the presence of a radical source. Due to the high reactivity of the radicals generated, the monomer undergoes an additional growth reaction, and then the reaction is stopped by extracting iodine from the iodine compound. The fluorine-containing elastomer in which iodine is bonded to the carbon at the molecular terminal thus obtained can be efficiently vulcanized with the terminal iodine as an effective vulcanization point.
一般式:Rf 1・Ixで示されるヨウ素化合物としては、モノヨードパーフルオロメタン、モノヨードパーフルオロエタン、モノヨードパーフルオロプロパン、モノヨードパーフルオロブタン〔たとえば、2−ヨードパーフルオロブタン、1−ヨードパーフルオロ(1,1−ジメチルエタン)〕、モノヨードパーフルオロペンタン〔たとえば1−ヨードパールフオロ(4−メチルブタン)〕、1−ヨードパーフルオロ−n−オクタン、モノヨードパーフルオロシクロブタン、モノヨードパーフルオロシクロヘキサン、モノヨードトリフルオロシクロブタン、モノヨードジフルオロメタン、モノヨードモノフルオロメタン、2−ヨード−1−ハイドロパーフルオロエタン、3−ヨード−1−ハイドロパーフルオロプロパン、モノヨードモノクロロジフルオロメタン、モノヨードジクロロモノフルオロメタン、2−ヨード−1,2−ジクロロ−1,1,2−トリフルオロエタン、4−ヨード−1,2−ジクロロパーフルオロブタン、6−ヨード−1,2−ジクロロパーフルオロヘキサン、4−ヨード−1,2,4−トリクロロパーフルオロブタン、1−ヨード−2,2−ジハイドロパーフルオロプロパン、1−ヨード−2−ハイドロパーフルオロプロパン、モノヨードトリフルオロエチレン、3−ヨードパーフルオロプロペン−1、4−ヨードパーフルオロペンテン−1、4−ヨード−5−クロロパーフルオロペンテン−1、2−ヨードパーフルオロ(1−シクロブテニルエタン)、1,3−ジヨードパーフルオロプロパン、1,4−ジヨードパーフルオロ−n−ブタン、1,3−ジヨード−2−クロロパーフルオロプロパン、1,5−ジヨード−2,4−ジクロロパーフルオロ−n−ペンタン、1,7−ジヨードパーフルオロ−n−オクタン、1,2−ジ(ヨードジフルオロメチル)パーフルオロシクロブタン、2−ヨード−1,1,1−トリフルオロエタン、1−ヨード−1−ハイドロパーフルオロ(2−メチルエタン)、2−ヨード−2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタン、2−ヨード−2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンなどがあげられる。さらに、Rf 1の炭化水素基には、エーテル結合性酸素原子、チオエーテル結合性硫黄原子、カルボキシル基などの官能基を含んでいてもよく、2−ヨードパーフルオロ(エチルビニルエーテル)、2−ヨードパーフルオロ(エチルイソプロピルエーテル)、3−ヨード−2−クロロパーフルオロ(ブチルメチルチオエーテル)、3−ヨード−4−クロロパーフルオロ酪酸などをあげることができる。 Examples of the iodine compound represented by the general formula: R f 1 · I x include monoiodoperfluoromethane, monoiodoperfluoroethane, monoiodoperfluoropropane, monoiodoperfluorobutane [for example, 2-iodoperfluorobutane, 1-iodoperfluoro (1,1-dimethylethane)], monoiodoperfluoropentane [for example, 1-iodoperfluoro (4-methylbutane)], 1-iodoperfluoro-n-octane, monoiodoperfluorocyclobutane, Monoiodoperfluorocyclohexane, monoiodotrifluorocyclobutane, monoiododifluoromethane, monoiodomonofluoromethane, 2-iodo-1-hydroperfluoroethane, 3-iodo-1-hydroperfluoropropane, monoiodomonochloro Fluoromethane, monoiododichloromonofluoromethane, 2-iodo-1,2-dichloro-1,1,2-trifluoroethane, 4-iodo-1,2-dichloroperfluorobutane, 6-iodo-1,2 -Dichloroperfluorohexane, 4-iodo-1,2,4-trichloroperfluorobutane, 1-iodo-2,2-dihydroperfluoropropane, 1-iodo-2-hydroperfluoropropane, monoiodotrifluoro Ethylene, 3-iodoperfluoropropene-1, 4-iodoperfluoropentene-1, 4-iodo-5-chloroperfluoropentene-1, 2-iodoperfluoro (1-cyclobutenylethane), 1,3 -Diiodoperfluoropropane, 1,4-diiodoperfluoro-n-butane, 1,3-diiod 2-chloroperfluoropropane, 1,5-diiodo-2,4-dichloroperfluoro-n-pentane, 1,7-diiodoperfluoro-n-octane, 1,2-di (iododifluoromethyl) per Fluorocyclobutane, 2-iodo-1,1,1-trifluoroethane, 1-iodo-1-hydroperfluoro (2-methylethane), 2-iodo-2,2-dichloro-1,1,1-trifluoro Examples include ethane and 2-iodo-2-chloro-1,1,1-trifluoroethane. Furthermore, the hydrocarbon group of R f 1 may contain a functional group such as an ether-bonded oxygen atom, a thioether-bonded sulfur atom, or a carboxyl group, such as 2-iodoperfluoro (ethyl vinyl ether), 2-iodo. Examples thereof include perfluoro (ethyl isopropyl ether), 3-iodo-2-chloroperfluoro (butylmethylthioether), 3-iodo-4-chloroperfluorobutyric acid, and the like.
これらの中でも、合成の容易さ、反応性、経済性、安定性の点で、1,4−ジヨードパーフルオロ−n−ブタンが好ましい。 Among these, 1,4-diiodoperfluoro-n-butane is preferable from the viewpoint of ease of synthesis, reactivity, economy, and stability.
これらのヨウ素化合物は、適宜公知の方法により製造することができる。たとえば、2−ヨードパーフルオロプロパンは、フッ化カリウムの存在下にヘキサフルオロプロペンをヨウ素と反応させることにより、また1,5−ジヨード−2,4−ジクロロパーフルオロ−n−ペンタンは、3,5−ジクロロパーフルオロ−1,7−へプタン二酸の銀塩をヨウ素と反応させることにより、さらにまた4−ヨード−5−クロロパーフルオロ−1−ペンテンは、パーフルオロ−1,4−ペンタジエンに塩化ヨウ素を反応させることにより製造することができる。 These iodine compounds can be appropriately produced by known methods. For example, 2-iodoperfluoropropane is obtained by reacting hexafluoropropene with iodine in the presence of potassium fluoride, and 1,5-diiodo-2,4-dichloroperfluoro-n-pentane is By reacting the silver salt of 5-dichloroperfluoro-1,7-heptanedioic acid with iodine, 4-iodo-5-chloroperfluoro-1-pentene can also be converted to perfluoro-1,4-pentadiene. It can be produced by reacting with iodine chloride.
ヨウ素化合物の添加量は、含フッ素エラストマーに対して、0.05〜2.0重量%であることが好ましい。添加量が、0.05重量%未満であると、加硫が不充分となり、圧縮永久歪み(CS)が悪化する傾向があり、2.0重量%をこえると、加硫密度が上がり過ぎるために、伸びなどのゴムとしての性能を損なう傾向がある。 The addition amount of the iodine compound is preferably 0.05 to 2.0% by weight with respect to the fluorine-containing elastomer. If the addition amount is less than 0.05% by weight, the vulcanization becomes insufficient and the compression set (CS) tends to deteriorate, and if it exceeds 2.0% by weight, the vulcanization density increases too much. In addition, the rubber performance such as elongation tends to be impaired.
ヨウ素化合物の添加は、重合初期に一括で添加してもよく、また数回に分けて添加してもよい。 The iodine compound may be added all at once in the initial stage of polymerization, or may be added in several times.
また、本発明の含フッ素エラストマーの製造方法は、一般式(2):
CH2=CH(CF2)nI (2)
(式中、nは2〜8の整数である)で示される化合物を共重合させるものである。本発明の製造方法により製造される含フッ素エラストマーは、上記一般式(2)で示される化合物を含有するため、架橋密度を上昇させ、高末端ヨウ素含有率で圧縮永久歪みが小さく、しかも引張破断伸びが良い、優れた含フッ素成形品を提供できるようになる。
In addition, the method for producing the fluorine-containing elastomer of the present invention has the general formula (2):
CH 2 = CH (CF 2 ) n I (2)
(Wherein n is an integer of 2 to 8) is copolymerized. Since the fluorine-containing elastomer produced by the production method of the present invention contains the compound represented by the above general formula (2), the crosslink density is increased, the compression permanent strain is small with a high terminal iodine content, and tensile fracture An excellent fluorine-containing molded article having good elongation can be provided.
一般式(2)で示される化合物としては、CH2=CH(CF2)2I、CH2=CH(CF2)3I、CH2=CH(CF2)4I、CH2=CH(CF2)5I、CH2=CH(CF2)6Iなどがあげられるが、これらの中でも、取扱い性の点から、CH2=CH(CF2)2I、CH2=CH(CF2)3Iが好ましい。 Compounds represented by the general formula (2) include CH 2 ═CH (CF 2 ) 2 I, CH 2 ═CH (CF 2 ) 3 I, CH 2 ═CH (CF 2 ) 4 I, CH 2 ═CH ( CF 2 ) 5 I, CH 2 ═CH (CF 2 ) 6 I, and the like. Among these, from the viewpoint of handleability, CH 2 ═CH (CF 2 ) 2 I, CH 2 ═CH (CF 2 3 I is preferred.
上記一般式(2)で示される化合物は、得られる含フッ素エラストマーの全量に対して、0.05〜4重量%、好ましくは0.3〜3重量%、より好ましくは0.5〜2重量%含まれるように製造することが好ましい。 The compound represented by the general formula (2) is 0.05 to 4% by weight, preferably 0.3 to 3% by weight, more preferably 0.5 to 2% by weight based on the total amount of the obtained fluorine-containing elastomer. % Is preferably included.
また、一般式(2)で示される化合物の添加は、重合初期に一括で添加してもよく、また数回に分けて添加してもよい。 The compound represented by the general formula (2) may be added all at once in the initial stage of polymerization, or may be added in several times.
上記ヨウ素化合物と含フッ素エラストマーを形成するモノマーとしては、少なくとも1種以上のフルオロオレフィン、および前記一般式(2):
CH2=CH(CF2)nI (2)
(式中、nは2〜8の整数である)で示される化合物を含み、さらに、フルオロオレフィン以外のエチレン性不飽和化合物を含んでいてもよい。
Examples of the monomer that forms the fluorine-containing elastomer with the iodine compound include at least one fluoroolefin and the general formula (2):
CH 2 = CH (CF 2 ) n I (2)
(Wherein n is an integer of 2 to 8), and may contain an ethylenically unsaturated compound other than the fluoroolefin.
本発明で用いられるフルオロオレフィンとしては、CX1X2=CX3X4で示されるものが好ましい。式中のX1〜X3は、水素原子またはハロゲン原子、X4は、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜9で、水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されたアルキル基、または炭素数1〜9で、水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されたアルコキシ基であり、該オレフィンは少なくとも1つのフッ素原子を含む。 The fluoroolefin used in the present invention, those represented by CX 1 X 2 = CX 3 X 4 are preferred. In the formula, X 1 to X 3 are a hydrogen atom or a halogen atom, X 4 is a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, 1 to 9 carbon atoms, and part or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms The olefin contains at least one fluorine atom, which is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.
CX1X2=CX3X4で示されるフルオロオレフィンとしては、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、ビニリデンフルオライド(VdF)、テトラフルオロエチレン(TFE)、トリフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、ビニルフルオライド、ヘキサフルオロイソブテン、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、ヘキサフルオロイソブテン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)などがあげられるが、エラストマー組成が得られやすい点から、ビニリデンフルオライド(VdF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、テトラフルオロエチレン(TFE)、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)、トリフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、ビニルフルオライド、ヘキサフルオロイソブテンが好ましい。 Examples of the fluoroolefin represented by CX 1 X 2 = CX 3 X 4 include hexafluoropropylene (HFP), vinylidene fluoride (VdF), tetrafluoroethylene (TFE), trifluoroethylene, pentafluoropropylene, vinyl fluoride, Hexafluoroisobutene, chlorotrifluoroethylene (CTFE), trifluoropropylene, pentafluoropropylene, tetrafluoropropylene, hexafluoroisobutene, perfluoro (alkyl vinyl ether) (PAVE) and the like, but an elastomer composition is easily obtained From vinylidene fluoride (VdF), hexafluoropropylene (HFP), tetrafluoroethylene (TFE), perfluoro (alkyl vinyl ether) (PAVE), Fluoroethylene, hexafluoropropylene, vinyl fluoride, hexafluoroisobutene are preferred.
また、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類は、耐寒性、耐薬品性の点でも好ましい。 Perfluoro (alkyl vinyl ethers) are also preferable in terms of cold resistance and chemical resistance.
パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)(PEVE)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(PPVE)などがあげられる。 Examples of perfluoro (alkyl vinyl ether) include perfluoro (methyl vinyl ether) (PMVE), perfluoro (ethyl vinyl ether) (PEVE), perfluoro (propyl vinyl ether) (PPVE), and the like.
また、CX1X2=CX3X4以外のフルオロオレフィンとしては、 Moreover, as fluoroolefins other than CX 1 X 2 = CX 3 X 4 ,
で示されるフルオロオレフィンや、一般式(4): Or a general formula (4):
(式中Yは、−CH2I、−OH、−COOH、−SO2F、−SO3M(Mは水素、NH4基またはアルカリ金属)、カルボン酸塩、カルボキシエステル基、エポキシ基、シアノ基、ヨウ素原子、X5およびX6は同じかまたは異なりいずれも水素原子またはフッ素原子、Rf 2は炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキレン基であり、エーテル結合性酸素原子を含んでいてもよい。ただし、前記一般式(2)と同一のものは除く。)で示される官能基含有フルオロオレフィンやポリフルオロジエン類などがあげられる。 Wherein Y is —CH 2 I, —OH, —COOH, —SO 2 F, —SO 3 M (M is hydrogen, NH 4 group or alkali metal), carboxylate, carboxyester group, epoxy group, A cyano group, an iodine atom, X 5 and X 6 are the same or different and each is a hydrogen atom or a fluorine atom; R f 2 is a divalent fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms; However, the functional group-containing fluoroolefins and polyfluorodienes represented by the general formula (2) are excluded.
官能基含有フルオロオレフィンは、表面改質、加硫密度アップなどの機能性モノマーとして好ましく、ポリフルオロジエン類は、加硫効率の点で好ましい。 Functional group-containing fluoroolefins are preferred as functional monomers for surface modification and vulcanization density increase, and polyfluorodienes are preferred from the viewpoint of vulcanization efficiency.
一般式(4)で示される官能基含有フルオロオレフィンとしては、 As the functional group-containing fluoroolefin represented by the general formula (4),
などがあげられる。 Etc.
また、官能基含有フルオロオレフィンとして、特許文献2で開示されているモノマー
CF2=CFOCF2CF2CH2I
は、架橋密度を上昇させる目的において好ましく、特に、前記一般式(2)で示される化合物と併用することで、一層、高末端ヨウ素含有率で圧縮永久歪みが小さく、しかも引張破断伸びが良い、優れた含フッ素成形品を提供できるようになる。
Moreover, the monomer currently disclosed by patent document 2 as a functional group containing fluoroolefin
CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CH 2 I
Is preferable for the purpose of increasing the crosslinking density, and in particular, when used in combination with the compound represented by the general formula (2), the compression set at a high terminal iodine content is further reduced, and the tensile elongation at break is good. An excellent fluorine-containing molded product can be provided.
ポリフルオロジエン類としては、CF2=CFCF=CF2、CF2=CFCF2OCF=CF2などがあげられる。 Examples of polyfluorodienes include CF 2 ═CFCF═CF 2 , CF 2 ═CFCF 2 OCF═CF 2, and the like.
フルオロオレフィン以外のエチレン性不飽和化合物としては、特に限定されないが、エチレン(ET)、プロピレン、ブテン、ペンテンなどの炭素数2〜10のα−オレフィンモノマー、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテルなどの炭素数1〜20のアルキル基を有するアルキルビニルエーテルなどがあげられる。 Although it does not specifically limit as ethylenically unsaturated compounds other than a fluoro olefin, C2-C10 alpha olefin monomers, such as ethylene (ET), propylene, butene, pentene, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, cyclohexyl Examples thereof include alkyl vinyl ethers having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether and butyl vinyl ether.
これらは、低コスト、耐アミン性の点で好ましい。 These are preferable in terms of low cost and amine resistance.
本発明の含フッ素エラストマーを形成するモノマーの組み合わせとしては、上記CX1X2=CX3X4で示されるフルオロオレフィンを1種以上、CX1X2=CX3X4以外のフルオロオレフィンを1種以上、CX1X2=CX3X4で示されるフルオロオレフィンを1種以上とCX1X2=CX3X4以外のフルオロオレフィンを1種以上含む組合わせがあり、かつそれぞれの組み合わせの共重合モノマーとして、フルオロオレフィン以外のエチレン性不飽和化合物を含んでいてもよい。 Examples of the combination of monomers forming the fluoroelastomer of the present invention, the CX 1 X 2 = CX 3 X 4 in fluoroolefins represented one or more, the fluoroolefin other than CX 1 X 2 = CX 3 X 4 1 seed above, there is CX 1 X 2 = CX 3 X 4 in fluoroolefins one or more indicated and CX 1 X 2 = CX 3 X 4 other than the fluoroolefin combination comprising at least one, and where each of the combinations As the copolymerization monomer, an ethylenically unsaturated compound other than the fluoroolefin may be contained.
上記フルオロオレフィン、およびフルオロオレフィン以外のエチレン性不飽和化合物の中でも、低コストで良好な加硫性を有する含フッ素エラストマーを形成する目的では、ビニリデンフルオライド(VdF)と共重合可能なエチレン性不飽和化合物からなることが好ましい。 Among the above-mentioned fluoroolefins and ethylenically unsaturated compounds other than fluoroolefins, an ethylenically unsaturated copolymerizable with vinylidene fluoride (VdF) is used for the purpose of forming a fluorine-containing elastomer having good vulcanizability at low cost. It is preferable to consist of a saturated compound.
本発明の製造方法により製造された含フッ素エラストマーの100℃におけるムーニー粘度は、好ましくは30以上、より好ましくは35以上であり、パーオキサイド加硫を行なうことにより、同粘度の従来品と比較して、伸びが大きく、圧縮永久歪み(CS)やロール加工性に優れている。高粘度領域になるほど圧縮永久歪み(CS)に関しては、従来品との差が大きくなる。 The Mooney viscosity at 100 ° C. of the fluorine-containing elastomer produced by the production method of the present invention is preferably 30 or more, more preferably 35 or more. Compared with a conventional product having the same viscosity by performing peroxide vulcanization. Elongation is large, and compression set (CS) and roll processability are excellent. The higher the viscosity range, the greater the difference from the conventional product in terms of compression set (CS).
ムーニー粘度が、30未満では、従来品においても同粘度では、加硫効率が上がるため、従来品との差が小さくなる傾向があるが、従来品より悪化することはない。 When the Mooney viscosity is less than 30, even in the conventional product, the vulcanization efficiency is increased at the same viscosity, so that the difference from the conventional product tends to be small, but it is not worse than the conventional product.
本発明の製造方法は、VdFとその他の単量体からなるVdF系エラストマーの製造に好適である。 The production method of the present invention is suitable for producing a VdF elastomer comprising VdF and other monomers.
具体的には、上記VdF系エラストマーは、ビニリデンフルオライド繰り返し単位が、ビニリデンフルオライド繰り返し単位と上記VdF系エラストマーにおけるその他の共単量体に由来する繰り返し単位との合計モル数の20モル%以上、90モル%以下が好ましく、40モル%以上、85モル%以下であることがより好ましい。さらに好ましい下限は45モル%、特に好ましい下限は50モル%であり、さらに好ましい上限は80モル%である。 Specifically, in the VdF elastomer, the vinylidene fluoride repeating unit is 20 mol% or more of the total number of moles of the vinylidene fluoride repeating unit and the repeating unit derived from another comonomer in the VdF elastomer. 90 mol% or less is preferable, and 40 mol% or more and 85 mol% or less is more preferable. A more preferred lower limit is 45 mol%, a particularly preferred lower limit is 50 mol%, and a more preferred upper limit is 80 mol%.
そして、上記VdF系エラストマーにおけるその他の単量体としてはVdFと共重合可能であれば特に限定されず、たとえば、テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロエチレン、トリフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロブテン、テトラフルオロイソブテン、フッ化ビニル、ヨウ素含有フッ素化ビニルエーテル等のフッ素含有単量体;エチレン(Et)、プロピレン(Pr)、アルキルビニルエーテル等のフッ素非含有単量体等があげられ、これらのフッ素含有単量体およびフッ素非含有単量体のなかから1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。前記PAVEは、一般式(5):
CF2=CFO(CF2CFY1O)p−(CF2CF2CF2O)q−Rf 3 (5)
(式中Y1は、フッ素原子または−CF3を表し、Rf 3は、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を表す。pは、0〜5の整数を表し、qは、0〜5の整数を表す。)で表されるものを1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。一般式(5)で示されるもののなかでも、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)が好ましく、特にパーフルオロ(メチルビニルエーテル)が好ましい。
The other monomer in the VdF elastomer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with VdF. For example, tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP), perfluoro (alkyl vinyl ether) ( PAVE), chlorotrifluoroethylene (CTFE), trifluoroethylene, trifluoropropylene, tetrafluoropropylene, pentafluoropropylene, trifluorobutene, tetrafluoroisobutene, vinyl fluoride, iodine-containing fluorinated vinyl ether, etc. Body: non-fluorine-containing monomers such as ethylene (Et), propylene (Pr), alkyl vinyl ether, etc., and one or more of these fluorine-containing monomers and non-fluorine-containing monomers Assembling It can be used Te Align. The PAVE has the general formula (5):
CF 2 = CFO (CF 2 CFY 1 O) p - (CF 2 CF 2 CF 2 O) q -R f 3 (5)
(In the formula, Y 1 represents a fluorine atom or —CF 3 , R f 3 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, p represents an integer of 0 to 5, and q represents 0 to 0. 1 can be used alone or in combination of two or more. Among those represented by the general formula (5), perfluoro (methyl vinyl ether) and perfluoro (propyl vinyl ether) are preferable, and perfluoro (methyl vinyl ether) is particularly preferable.
上記VdF系エラストマーとしては、VdF/HFP共重合体、VdF/HFP/TFE共重合体、VdF/CTFE共重合体、VdF/CTFE/TFE共重合体、VdF/PAVE共重合体、VdF/TFE/PAVE共重合体、VdF/HFP/PAVE共重合体、VdF/HFP/TFE/PAVE共重合体、VdF/TFE/Pr共重合体、または、VdF/Et/HFP共重合体が好ましいが、その他の単量体として、TFE、HFP、および/または、PAVEを有するものであることがより好ましく、特には、VdF/HFP共重合体、VdF/HFP/TFE共重合体、VdF/PAVE共重合体、VdF/TFE/PAVE共重合体、VdF/HFP/PAVE共重合体、または、VdF/HFP/TFE/PAVE共重合が好ましい。 Examples of the VdF elastomer include VdF / HFP copolymer, VdF / HFP / TFE copolymer, VdF / CTFE copolymer, VdF / CTFE / TFE copolymer, VdF / PAVE copolymer, VdF / TFE / PAVE copolymer, VdF / HFP / PAVE copolymer, VdF / HFP / TFE / PAVE copolymer, VdF / TFE / Pr copolymer, or VdF / Et / HFP copolymer are preferred, but other More preferably, the monomer has TFE, HFP, and / or PAVE, and in particular, VdF / HFP copolymer, VdF / HFP / TFE copolymer, VdF / PAVE copolymer, VdF / TFE / PAVE copolymer, VdF / HFP / PAVE copolymer, or VdF / HFP / TFE / PAVE copolymer If is preferred.
VdF/HFP共重合体は、VdF/HFPの組成が、45〜85/55〜15(モル%)であることが好ましく、より好ましくは、50〜80/50〜20(モル%)であり、さらに好ましくは、60〜80/40〜80(モル%)である。 The VdF / HFP copolymer preferably has a VdF / HFP composition of 45 to 85/55 to 15 (mol%), more preferably 50 to 80/50 to 20 (mol%). More preferably, it is 60-80 / 40-80 (mol%).
VdF/HFP/TFE共重合体は、VdF/HFP/TFEの組成が、40〜80/10〜35/10〜25(モル%)のものが好ましい。 The VdF / HFP / TFE copolymer preferably has a VdF / HFP / TFE composition of 40 to 80/10 to 35/10 to 25 (mol%).
VdF/PAVE共重合体としては、VdF/PAVEの組成が、65〜90/10〜35(モル%)のものが好ましい。 As the VdF / PAVE copolymer, those having a composition of VdF / PAVE of 65 to 90/10 to 35 (mol%) are preferable.
VdF/TFE/PAVE共重合体としては、VdF/TFE/PAVEの組成が、40〜80/3〜40/15〜35(モル%)のものが好ましい。 As the VdF / TFE / PAVE copolymer, those having a composition of VdF / TFE / PAVE of 40 to 80/3 to 40/15 to 35 (mol%) are preferable.
VdF/HFP/PAVE共重合体としては、VdF/HFP/PAVEの組成が、65〜90/3〜25/3〜25(モル%)のものが好ましい。 As the VdF / HFP / PAVE copolymer, a VdF / HFP / PAVE composition having a composition of 65 to 90/3 to 25/3 to 25 (mol%) is preferable.
VdF/HFP/TFE/PAVE共重合としては、VdF/HFP/TFE/PAVEの組成が、40〜90/0〜25/0〜40/3〜35(モル%)のものが好ましく、40〜80/3〜25/3〜40/3〜25(モル%)のものがより好ましい。 As VdF / HFP / TFE / PAVE copolymer, the composition of VdF / HFP / TFE / PAVE is preferably 40 to 90/0 to 25/0 to 40/3 to 35 (mol%), preferably 40 to 80 More preferable is / 3 to 25/3 to 40/3 to 25 (mol%).
なお、前述のように、上記一般式(2)で示される化合物は、上記VdF系含フッ素エラストマーの全量に対して、0.05〜4重量%、好ましくは0.3〜3重量%、より好ましくは0.5〜2重量%含まれることが好ましい。 As described above, the compound represented by the general formula (2) is 0.05 to 4% by weight, preferably 0.3 to 3% by weight, based on the total amount of the VdF-based fluorine-containing elastomer. Preferably 0.5 to 2 wt% is contained.
また、本発明における含フッ素エラストマーは、
(a)エラストマー中に0.01〜10重量%のヨウ素原子を含有し、
(b)ポリマー数平均分子量が1,000〜300,000であり、
(c)パーオキサイド加硫が可能である
含フッ素エラストマーであることが好ましい。
The fluorine-containing elastomer in the present invention is
(A) containing 0.01 to 10% by weight of iodine atoms in the elastomer;
(B) The polymer number average molecular weight is 1,000 to 300,000,
(C) A fluorine-containing elastomer capable of peroxide vulcanization is preferable.
また、含フッ素エラストマーは、エラストマー中に0.01〜10重量%のヨウ素原子を含むことが好ましく、0.05〜2重量%含むことがより好ましい。ヨウ素原子含有量が、0.01重量%未満であると加硫が不充分となり、圧縮永久歪みが悪化する傾向があり、10重量%をこえると加硫密度が高すぎ、伸びが小さすぎるなど、ゴムとしての性能が悪化する傾向がある。 Moreover, it is preferable that a fluorine-containing elastomer contains 0.01-10 weight% iodine atom in an elastomer, and it is more preferable that 0.05-2 weight% is included. When the iodine atom content is less than 0.01% by weight, the vulcanization becomes insufficient and the compression set tends to deteriorate, and when it exceeds 10% by weight, the vulcanization density is too high and the elongation is too small. , Rubber performance tends to deteriorate.
さらに、エラストマーの数平均分子量が1,000〜300,000であることが好ましく、10,000〜200,000であることがより好ましい。分子量が、1,000未満であると、粘度が低すぎて取り扱い性が悪化する傾向があり、300,000をこえると同様に粘度が上昇しすぎて取り扱い性が悪化する傾向がある。 Furthermore, the number average molecular weight of the elastomer is preferably 1,000 to 300,000, and more preferably 10,000 to 200,000. If the molecular weight is less than 1,000, the viscosity tends to be too low and the handleability tends to deteriorate, and if it exceeds 300,000, the viscosity tends to increase and the handleability tends to deteriorate.
分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は、1.3以上であることが好ましく、1.5以上であることがより好ましい。また、分子量分布の上限は特に限定されないが、8以下であることが好ましい。分子量分布が、1.3未満であると、物性面で問題はないものの、ロール加工性が悪化する傾向があり、8をこえると、ロール加工時の発熱やロールへの粘着がおこる傾向がある。 The molecular weight distribution (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) is preferably 1.3 or more, and more preferably 1.5 or more. The upper limit of the molecular weight distribution is not particularly limited, but is preferably 8 or less. If the molecular weight distribution is less than 1.3, there is no problem in terms of physical properties, but the roll processability tends to deteriorate. If the molecular weight distribution exceeds 8, there is a tendency for heat generation during the roll process and adhesion to the roll to occur. .
また、得られた含フッ素エラストマーに、さらに結晶性セグメントを逐次重合して得られるセグメント化エラストマーは、熱可塑性プラスチックなどに好適に用いられる。 Moreover, the segmented elastomer obtained by sequentially polymerizing the crystalline segment to the obtained fluorine-containing elastomer is suitably used for thermoplastics and the like.
結晶性セグメントとしては、特に限定されないが、テトラフルオロエチレン、パーフルオロ(プロピル)ビニルエーテル、ヘキサフルオロプロピレン、エチレン(ET)、プロピレン、ブテンなどがあげられる。 The crystalline segment is not particularly limited, and examples thereof include tetrafluoroethylene, perfluoro (propyl) vinyl ether, hexafluoropropylene, ethylene (ET), propylene, and butene.
本発明の製造方法において、重合開始剤として油溶性ラジカル重合開始剤、または水溶性ラジカル開始剤を使用できる。 In the production method of the present invention, an oil-soluble radical polymerization initiator or a water-soluble radical initiator can be used as the polymerization initiator.
本発明で用いる油溶性ラジカル重合開始剤としては、通常周知の油溶性の過酸化物が用いられ、たとえばジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネートなどのジアルキルパーオキシカーボネート類、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシピバレートなどのパーオキシエステル類、ジ−t−ブチルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類などが、また、ジ(ω−ハイドロ−ドデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(ω−ハイドロ−テトラデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(ω−ハイドロ−ヘキサデカフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロバレリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(ω−クロロ−ヘキサフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(ω−クロロ−デカフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(ω−クロロ−テトラデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ω−ハイドロ−ドデカフルオロヘプタノイル−ω−ハイドロヘキサデカフルオロノナノイル−パーオキサイド、ω−クロロ−ヘキサフルオロブチリル−ω−クロロ−デカフルオロヘキサノイル−パーオキサイド、ω−ハイドロドデカフルオロヘプタノイル−パーフルオロブチリル−パーオキサイド、ジ(ジクロロペンタフルオロブタノイル)パーオキサイド、ジ(トリクロロオクタフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(テトラクロロウンデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(ペンタクロロテトラデカフルオロデカノイル)パーオキサイド、ジ(ウンデカクロロドトリアコンタフルオロドコサノイル)パーオキサイドなどのジ[パーフルオロ(またはフルオロクロロ)アシル]パーオキサイド類などが代表的なものとしてあげられる。 As the oil-soluble radical polymerization initiator used in the present invention, generally known oil-soluble peroxides are used. For example, dialkyl peroxycarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate and di-sec-butylperoxydicarbonate, Peroxyesters such as t-butylperoxyisobutyrate and t-butylperoxypivalate, dialkyl peroxides such as di-t-butylperoxide, and the like, and di (ω-hydro-dodecafluorohepta) Noyl) peroxide, di (ω-hydro-tetradecafluorooctanoyl) peroxide, di (ω-hydro-hexadecafluorononanoyl) peroxide, di (perfluorobutyryl) peroxide, di (perfluorovale) Ril) peroxide, di (par Fluorohexanoyl) peroxide, di (perfluoroheptanoyl) peroxide, di (perfluorooctanoyl) peroxide, di (perfluorononanoyl) peroxide, di (ω-chloro-hexafluorobutyryl) peroxide Di (ω-chloro-decafluorohexanoyl) peroxide, di (ω-chloro-tetradecafluorooctanoyl) peroxide, ω-hydro-dodecafluoroheptanoyl-ω-hydrohexadecafluorononanoyl peroxide , Ω-chloro-hexafluorobutyryl-ω-chloro-decafluorohexanoyl-peroxide, ω-hydrododecafluoroheptanoyl-perfluorobutyryl-peroxide, di (dichloropentafluorobutanoyl) peroxide , Di (trichlorooctafluorohexanoyl) peroxide, di (tetrachloroundecafluorooctanoyl) peroxide, di (pentachlorotetradecafluorodecanoyl) peroxide, di (undecachlorodotriacontafluorodocosanoyl) Representative examples thereof include di [perfluoro (or fluorochloro) acyl] peroxides such as peroxide.
しかし、代表的な油溶性開始剤である、ジ−イソプロピルパーオキシカーボネイト(IPP)やジ−n−プロピルパーオキシカーボネイト(NPP)などのパーオキシカーボネイト類は爆発の危険性がある上、高価であり、しかも重合反応中に重合槽の壁面などのスケールの付着が生じやすいという問題があるので、水溶性ラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。 However, typical oil-soluble initiators such as di-isopropyl peroxycarbonate (IPP) and di-n-propyl peroxycarbonate (NPP) are explosive and expensive. In addition, since there is a problem that scales such as the wall of the polymerization tank are easily deposited during the polymerization reaction, it is preferable to use a water-soluble radical polymerization initiator.
水溶性ラジカル重合性開始剤としては、通常周知の水溶性の過酸化物が用いられ、たとえば、過硫酸、過ホウ酸、過塩素酸、過リン酸、過炭酸などのアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、t−ブチルパーマレエート、t−ブチルハイドロパーオキサイドなどがあげられる。 As the water-soluble radical polymerizable initiator, generally known water-soluble peroxides are used. For example, ammonium salts such as persulfuric acid, perboric acid, perchloric acid, perphosphoric acid, percarbonate, potassium salts, Examples thereof include sodium salt, t-butyl permaleate, t-butyl hydroperoxide and the like.
水溶性ラジカル開始剤の添加量は、特に限定はないが、重合速度が著しく低下しない程度の量(たとえば、数ppm対水濃度)以上を重合の初期に一括して、または逐次的に、または連続して添加すればよい。上限は、装置面から重合反応熱を除熱出来る範囲である。 The addition amount of the water-soluble radical initiator is not particularly limited, but an amount that does not significantly reduce the polymerization rate (for example, several ppm with respect to water concentration) or more in the initial stage of polymerization, or sequentially, or What is necessary is just to add continuously. The upper limit is a range in which the heat of polymerization reaction can be removed from the surface of the apparatus.
本発明の製造法において、さらに乳化剤、分子量調整剤、pH調整剤などを添加してもよい。分子量調整剤は、初期に一括して添加してもよいし、連続的または分割して添加してもよい。 In the production method of the present invention, an emulsifier, a molecular weight adjusting agent, a pH adjusting agent and the like may be further added. The molecular weight modifier may be added all at once in the initial stage, or may be added continuously or dividedly.
乳化剤としては、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤などが使用でき、とくにアニオン系界面活性剤の例として、パーフルオロオクタン酸(CF3(CF2)6COOH、1,1,2,2−テトラハイドロパーフルオロヘキサンスルフォン酸(CF3(CF2)3CH2CH2SO3H)、1,1,2,2−テトラハイドロパーフルオロオクタンスルフォン酸(CF3(CF2)5CH2CH2SO3H)または、そのアンモニウム塩、あるいはアルカリ金属塩などが好ましい。 As the emulsifier, nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants and the like can be used. In particular, as an example of an anionic surfactant, perfluorooctanoic acid (CF 3 (CF 2 ) 6 COOH 1,1,2,2-tetrahydroperfluorohexanesulfonic acid (CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 SO 3 H), 1,1,2,2-tetrahydroperfluorooctane sulfonic acid (CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 SO 3 H) or its ammonium salt or alkali metal salt is preferred.
分子量調整剤としては、たとえばマロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、コハク酸ジメチルなどのエステル類のほか、イソペンタン、イソプロパノール、アセトン、各種メルカプタン、四塩化炭素、シクロヘキサン、モノヨードメタン、1−ヨードエタン、1−ヨード−n−プロパン、ヨウ化イソプロピル、ジヨードメタン、1,2−ジヨードエタン、1,3−ジヨード−n−プロパンなどがあげられる。 Examples of the molecular weight regulator include esters such as dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, dimethyl succinate, isopentane, isopropanol, acetone, various mercaptans, carbon tetrachloride, cyclohexane, mono Examples thereof include iodomethane, 1-iodoethane, 1-iodo-n-propane, isopropyl iodide, diiodomethane, 1,2-diiodoethane, 1,3-diiodo-n-propane and the like.
そのほか緩衝剤などを適宜添加してもよいが、その量は本発明の効果を損なわない範囲とする。 In addition, a buffering agent or the like may be added as appropriate, but the amount is within a range that does not impair the effects of the present invention.
本発明の含フッ素エラストマー組成物は、こうした含フッ素エラストマーおよび加硫剤からなり、加硫助剤を含んでもよい。 The fluorine-containing elastomer composition of the present invention comprises such a fluorine-containing elastomer and a vulcanizing agent, and may contain a vulcanization aid.
本発明で使用可能な加硫剤としては、採用する加硫系によって適宜選定すればよい。加硫系としてはポリアミン加硫系、ポリオール加硫系、パーオキサイド加硫系のいずれも採用できるが、とくにパーオキサイド加硫系で加硫したときに本発明の効果が顕著に発揮できる。 What is necessary is just to select suitably as a vulcanizing agent which can be used by this invention by the vulcanization system to employ | adopt. As the vulcanization system, any of a polyamine vulcanization system, a polyol vulcanization system, and a peroxide vulcanization system can be adopted, but the effect of the present invention can be remarkably exhibited especially when vulcanized in a peroxide vulcanization system.
加硫剤としては、ポリオール加硫系ではたとえば、ビスフェノールAF、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ジアミノビスフェノールAFなどのポリヒドロキシ化合物が、パーオキサイド加硫系ではたとえばα,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物が、ポリアミン加硫系ではたとえばヘキサメチレンジアミンカーバメート、N,N′−ジシンナミリデン−1,6−ヘキサメチレンジアミンなどのポリアミン化合物があげられる。しかしこれらに限られるものではない。 Examples of the vulcanizing agent include polyhydroxy compounds such as bisphenol AF, hydroquinone, bisphenol A, and diaminobisphenol AF in the polyol vulcanizing system, and α, α'-bis (t-butylperoxy) in the peroxide vulcanizing system. ) Organic peroxides such as diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, dicumyl peroxide are polymethylene vulcanization systems such as hexamethylenediamine carbamate, N, N And polyamine compounds such as' -dicinnamylidene-1,6-hexamethylenediamine. However, it is not limited to these.
これらの中でも、加硫性、取り扱い性の点から、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンが好ましい。 Among these, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane is preferable from the viewpoints of vulcanizability and handleability.
加硫剤の配合量はエラストマー100重量部に対して0.01〜10重量部であり、好ましくは0.1〜5重量部である。加硫剤が、0.01重量部より少ないと、加硫度が不足するため、含フッ素成形品の性能が損なわれる傾向があり、10重量部をこえると、加硫密度が高くなりすぎるため加硫時間が長くなることに加え、経済的にも好ましくない傾向がある。 The compounding quantity of a vulcanizing agent is 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of elastomers, Preferably it is 0.1-5 weight part. If the vulcanizing agent is less than 0.01 parts by weight, the degree of vulcanization is insufficient, so the performance of the fluorine-containing molded product tends to be impaired. If the amount exceeds 10 parts by weight, the vulcanization density becomes too high. In addition to a long vulcanization time, there is a tendency to be economically undesirable.
ポリオール加硫系の加硫助剤としては、各種の4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩、環状アミン、1官能性アミン化合物など、通常エラストマーの加硫に使用される有機塩基が使用できる。具体例としては、たとえばテトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウム硫酸水素塩、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどの4級アンモニウム塩;ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、トリブチルアリルホスホニウムクロリド、トリブチル−2−メトキシプロピルホスホニウムクロリド、ベンジルフェニル(ジメチルアミノ)ホスホニウムクロリドなどの4級ホスホニウム塩;ベンジルメチルアミン、ベンジルエタノールアミンなどの一官能性アミン;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−ウンデク−7−エンなどの環状アミンなどがあげられる。 As the vulcanization aid for the polyol vulcanization system, organic bases usually used for vulcanization of elastomers such as various quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, cyclic amines and monofunctional amine compounds can be used. Specific examples include quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, tetrabutylammonium hydrogensulfate and tetrabutylammonium hydroxide; benzyltriphenylphosphonium chloride , Quaternary phosphonium salts such as tributylallylphosphonium chloride, tributyl-2-methoxypropylphosphonium chloride, benzylphenyl (dimethylamino) phosphonium chloride; monofunctional amines such as benzylmethylamine and benzylethanolamine; 1,8-diazabicyclo [ And cyclic amines such as 5.4.0] -undec-7-ene.
パーオキサイド加硫系の加硫助剤としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリス(ジアリルアミン−s−トリアジン)、トリアリルホスファイト、N,N−ジアリルアクリルアミド、ヘキサアリルホスホルアミド、N,N,N′,N′−テトラアリルテトラフタラミド、N,N,N′,N′−テトラアリルマロンアミド、トリビニルイソシアヌレート、2,4,6−トリビニルメチルトリシロキサン、トリ(5−ノルボルネン−2−メチレン)シアヌレートなどがあげられる。これらの中でも、加硫性、加硫物の物性の点から、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)が好ましい。 Peroxide vulcanization aids include triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate (TAIC), tris (diallylamine-s-triazine), triallyl phosphite, N, N-diallylacrylamide, hexaallylphospho. Luamide, N, N, N ′, N′-tetraallyltetraphthalamide, N, N, N ′, N′-tetraallylmalonamide, trivinyl isocyanurate, 2,4,6-trivinylmethyltrisiloxane , Tri (5-norbornene-2-methylene) cyanurate and the like. Among these, triallyl isocyanurate (TAIC) is preferable from the viewpoint of vulcanizability and physical properties of the vulcanizate.
加硫助剤の配合量は、エラストマー100重量部に対して0.01〜10重量部であり、好ましくは0.1〜5.0重量部である。加硫助剤が、0.01重量部より少ないと、加硫時間が実用に耐えないほど長くなる傾向があり、10重量部をこえると、加硫時間が極端に短くなることに加え、成形品の圧縮永久歪も低下する傾向がある。 The compounding quantity of a vulcanization auxiliary is 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of elastomers, Preferably it is 0.1-5.0 weight part. If the vulcanization aid is less than 0.01 parts by weight, the vulcanization time tends to be unusable for practical use, and if it exceeds 10 parts by weight, the vulcanization time becomes extremely short and molding is performed. The compression set of the product also tends to decrease.
さらに通常の添加剤である充填材、加工助剤、カーボンブラック、無機充填剤や、酸化マグネシウムのような金属酸化物、水酸化カルシウムのような金属水酸化物などを本発明の目的を損なわない限り使用してもよい。 Furthermore, usual additives such as fillers, processing aids, carbon black, inorganic fillers, metal oxides such as magnesium oxide, metal hydroxides such as calcium hydroxide, etc. do not impair the object of the present invention. As long as you use.
本発明の組成物の調製法および加硫法はとくに制限はなく、たとえば、圧縮成形、押出し成形、トランスファー成形、射出成形など、従来公知の方法が採用できる。 The preparation method and vulcanization method of the composition of the present invention are not particularly limited, and conventionally known methods such as compression molding, extrusion molding, transfer molding and injection molding can be employed.
加硫剤を用いて、含フッ素エラストマーを加硫した成形品の引張破断伸び(Eb)が200〜550%であることが好ましい。引張破断伸びが200%未満であると、いわゆる「ゴムらしさ」がなくなり、シール材として適さない傾向があり、550%をこえると、加硫密度が下がり過ぎ、圧縮永久歪み(CS)が悪化する傾向がある。 It is preferable that the tensile elongation at break (Eb) of the molded product obtained by vulcanizing the fluorine-containing elastomer using a vulcanizing agent is 200 to 550%. If the tensile elongation at break is less than 200%, the so-called “rubberiness” is lost, and there is a tendency that it is not suitable as a sealing material. If it exceeds 550%, the vulcanization density is too low and the compression set (CS) deteriorates. Tend.
また、成形品の200℃、72時間での圧縮永久歪み(CS)は、5〜30%が好ましく、7〜25%がより好ましい。圧縮永久歪みが、5%未満であると、シール性は良好であるが、一般に伸びが小さすぎる傾向があり、30%をこえると、シール材としての性能が悪化する傾向がある。 Moreover, 5-30% is preferable and, as for the compression set (CS) in 200 degreeC and 72 hours of a molded article, 7-25% is more preferable. If the compression set is less than 5%, the sealing property is good, but generally the elongation tends to be too small, and if it exceeds 30%, the performance as a sealing material tends to deteriorate.
ここで、本発明における加硫とは、下記に示す標準配合、標準加硫条件により加硫することをいう。 Here, vulcanization in the present invention refers to vulcanization according to the following standard composition and standard vulcanization conditions.
(標準配合)
含フッ素エラストマー 100重量部
トリアリルイソシアヌレート(TAIC) 4重量部
パーヘキサ25B 1.5重量部
カーボンブラックMT−C 20重量部
(Standard formulation)
Fluorine-containing elastomer 100 parts by weight Triallyl isocyanurate (TAIC) 4 parts by weight Perhexa 25B 1.5 parts by weight Carbon black MT-C 20 parts by weight
(標準加硫条件)
混練方法 :ロール練り
プレス加硫 :160℃で10分
オーブン加硫:180℃で4時間
(Standard vulcanization conditions)
Kneading method: Roll kneading press vulcanization: 10 minutes at 160 ° C Oven vulcanization: 4 hours at 180 ° C
本発明の製造方法では、従来の低圧でのヨウ素移動重合反応と比較して、重合時間が大幅に短縮され、さらに、得られた含フッ素エラストマーのロール加工性が向上した。このため、低圧ヨウ素移動重合により得られた含フッ素エラストマーと本発明品で、同等のムーニー粘度品を比較した場合に、低圧品では練り中に加硫剤(TAIC)が析出し、ゴムが切れやすくなる傾向があったが、本発明品では、そのような現象はみられなくなった。 In the production method of the present invention, compared with the conventional iodine transfer polymerization reaction at a low pressure, the polymerization time was significantly shortened, and the roll processability of the obtained fluorine-containing elastomer was improved. For this reason, when the same Mooney viscosity product is compared between the fluorine-containing elastomer obtained by low-pressure iodine transfer polymerization and the product of the present invention, the vulcanizing agent (TAIC) is precipitated during kneading in the low-pressure product and the rubber is cut. Although there was a tendency to become easier, such a phenomenon was not observed in the product of the present invention.
本発明により得られた含フッ素エラストマーと加硫剤からなる組成物は、コーティング剤、金属、セラミック等の無機材料を含む基材にディスペンサー成形してなる基材一体型ガスケット、パッキン類、金属、セラミック等の無機材料を含む基材にコーティングしてなる複層品、磁気記録装置用ガスケット、燃料電池用シール材、クリーン設備用シール材として好適に用いられる。 A composition comprising a fluorine-containing elastomer and a vulcanizing agent obtained by the present invention comprises a base material-integrated gasket formed by dispenser molding on a base material containing an inorganic material such as a coating agent, metal, ceramic, packing, metal, It is suitably used as a multilayer product formed by coating a base material containing an inorganic material such as ceramic, a gasket for a magnetic recording device, a sealing material for a fuel cell, and a sealing material for a clean facility.
つぎに本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。 Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to such examples.
<重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)>
装置:HLC−8000(東ソー(株)製)
昭和カラム:GPC KF−806M 2本
GPC KF−801 1本
GPC KF−802 1本
検出器:示差屈折率計
展開溶媒:テトラヒドロフラン
温度:35℃
試料濃度:0.1重量%
標準試料:単分散ポリスチレン各種((Mw/Mn)=1.14(Max))、TSK standard POLYSTYRENE(東ソー(株)製)
<Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)>
Apparatus: HLC-8000 (manufactured by Tosoh Corporation)
Showa Column: 2 GPC KF-806M
1 GPC KF-801
GPC KF-802 1 detector: Differential refractometer Developing solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 35 ° C
Sample concentration: 0.1% by weight
Standard samples: Various monodisperse polystyrene ((Mw / Mn) = 1.14 (Max)), TSK standard POLYSTYRENE (manufactured by Tosoh Corporation)
<ムーニー粘度>
ASTM−D1646およびJIS K6300に準拠して測定する。
<Mooney viscosity>
Measured according to ASTM-D1646 and JIS K6300.
測定機器:ALPHA TECHNOLOGIES社製 MV2000E型
ローター回転数:2rpm
測定温度:100℃
Measuring equipment: ALPHA TECHNOLOGIES MV2000E type rotor rotation speed: 2rpm
Measurement temperature: 100 ° C
<粒子数計算>
上記ポリマーの平均粒子径の測定結果を用いて、下記式より粒子数を算出する。
<Particle number calculation>
Using the measurement result of the average particle diameter of the polymer, the number of particles is calculated from the following formula.
<組成分析>
19F−NMR(Bruker社製AC300P型)を用いて測定した。ただし、含TFEポリマーは、19F−NMR(日本電子(株)製FX100型)を用いて測定をした。
<Composition analysis>
19 F-NMR (Bruker AC300P type) was used for measurement. However, the TFE-containing polymer was measured using 19 F-NMR (FX100 type manufactured by JEOL Ltd.).
<元素分析>
横河ヒューレットパッカード社G2350A型を用いて測定した。
<Elemental analysis>
Measurement was performed using Yokogawa Hewlett-Packard G2350A.
<Peng−Robinson式計算>
Aspen Plus Ver.11.1(Aspen Tech社製)を使用した。各モノマーの臨界温度、臨界圧力、偏心因子は全てソフトに内蔵の値を使用した。
Tc: VdF 29.65℃、
TFE 33.3 ℃、
HFP 85.0 ℃
Pc: VdF 4.46 MPa/SQCM、
TFE 3.94 MPa/SQCM、
HFP 3.21 MPa/SQCM
ω : VdF 0.136、
TFE 0.226、
HFP 0.382
<Peng-Robinson formula calculation>
Aspen Plus Ver. 11.1 (Aspen Tech) was used. The values built into the software were used for the critical temperature, critical pressure, and eccentricity factor of each monomer.
T c : VdF 29.65 ° C.
TFE 33.3 ° C,
HFP 85.0 ℃
P c : VdF 4.46 MPa / SQCM,
TFE 3.94 MPa / SQCM,
HFP 3.21 MPa / SQCM
ω: VdF 0.136,
TFE 0.226,
HFP 0.382
参考例1
(シードポリマー粒子の重合)
攪拌装置として、電磁誘導攪拌装置を有する内容積1.8リットルの重合槽に、純水809g、10重量%のパーフルオロオクタン酸アンモニウム水溶液200gを仕込み、系内を窒素ガスで充分置換したのち減圧にした。この操作を3回繰り返し、減圧状態でイソペンタン0.5mL仕込み、80℃での相内組成がVdF/TFE/HFP=29.0/13.0/58.0(モル%)、槽内圧を1.4MPaになるように各モノマーを仕込んだ。昇温終了後、純水20gに溶解した過硫酸アンモニウム塩(APS)0.67gを窒素ガスにて圧入して重合を開始した。重合圧力を1.4MPaとし、重合時の圧力低下を補うため、VdF/TFE/HFP混合モノマー(50/20/30(モル%))を連続的に供給し、攪拌下に重合を行なった。重合終了までに、320gのモノマーを槽内に供給した。
Reference example 1
(Polymerization of seed polymer particles)
As a stirrer, a polymerization tank having an internal volume of 1.8 liters having an electromagnetic induction stirrer was charged with 809 g of pure water and 200 g of a 10 wt% ammonium perfluorooctanoate aqueous solution. I made it. This operation was repeated three times, 0.5 mL of isopentane was charged in a reduced pressure state, the composition in the phase at 80 ° C. was VdF / TFE / HFP = 29.0 / 13.0 / 58.0 (mol%), and the tank internal pressure was 1 Each monomer was charged to 4 MPa. After completion of the temperature increase, 0.67 g of ammonium persulfate (APS) dissolved in 20 g of pure water was injected with nitrogen gas to initiate polymerization. The polymerization pressure was set to 1.4 MPa, and in order to compensate for the pressure drop during the polymerization, a VdF / TFE / HFP mixed monomer (50/20/30 (mol%)) was continuously supplied to carry out the polymerization with stirring. By the end of the polymerization, 320 g of monomer was fed into the tank.
得られた乳濁液の重量は1285g、ポリマー濃度が24.8重量%であり、ポリマー粒子の数は、1.0×1016個/水1gの乳化液を得た。360分後に攪拌を止め、モノマーを放出して重合を停止した。 The weight of the obtained emulsion was 1285 g, the polymer concentration was 24.8 wt%, and the number of polymer particles was 1.0 × 10 16 particles / water 1 g. After 360 minutes, the stirring was stopped and the monomer was released to stop the polymerization.
実施例1
参考例1同様の電磁誘導攪拌装置を有する内容積1.8リットルの重合槽に、純水970gと参考例1で製造したポリマー粒子の水性分散液27gを仕込み、系内を充分に窒素置換したのち減圧にした。この操作を3回繰返し、減圧状態でVdF18g、TFE22g、HFP537gを仕込み、攪拌下に80℃まで昇温した。ついで、オクタフルオロ−1,4−ジヨードブタン2.4gと純水15gに溶解したAPS0.05gを窒素ガスにて圧入して重合を開始し、(a)〜(d)の条件で重合を継続し、3.4時間後に攪拌を止め、モノマーを放出して重合を停止した。
Example 1
In a polymerization tank having an internal volume of 1.8 liters having the same electromagnetic induction stirrer as in Reference Example 1, 970 g of pure water and 27 g of an aqueous dispersion of polymer particles prepared in Reference Example 1 were charged, and the system was sufficiently purged with nitrogen. After that, the pressure was reduced. This operation was repeated three times. Under reduced pressure, 18 g of VdF, 22 g of TFE, and 537 g of HFP were charged, and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring. Next, 0.05 g of APS dissolved in 2.4 g of octafluoro-1,4-diiodobutane and 15 g of pure water was injected with nitrogen gas to start the polymerization, and the polymerization was continued under the conditions (a) to (d). After 3.4 hours, the stirring was stopped and the monomer was released to stop the polymerization.
(a)重合槽内組成VdF/TFE/HFP=6.5/5.0/88.5(モル%)に対するPeng−Robinson式による臨界温度・臨界圧力計算をAspen Plus Ver.11.1を用いて行ったところ、Tc=78.8℃、Pc=3.32MPaであった。さらに換算温度TR0.95、換算圧力PR0.80による変換を行なうと、T=61.2℃、P=2.66MPaとなり、本実施例の重合条件は、換算温度以上かつ換算圧力以上である。
(b)VdF/TFE/HFP(66.6/23.7/9.7(モル%))モノマー混合物を連続的に供給し、気相部分の圧力を3.5MPaに維持した。仕込みモノマー量の50%時に4−ヨード−3,3,4,4−テトラフルオロブテン−1を4.29g、また、重合終了までに、247gのモノマーを槽内に供給した。
(c)重合時間が3時間を過ぎる毎に、純水15gに溶解したAPS0.025gを仕込んだ。
(d)攪拌速度を560rpmで維持した。
(A) Calculation of critical temperature and critical pressure according to the Peng-Robinson equation for the composition VdF / TFE / HFP = 6.5 / 5.0 / 88.5 (mol%) in the polymerization vessel was carried out by Aspen Plus Ver. As a result of using 11.1, T c = 78.8 ° C. and P c = 3.32 MPa. Further, when conversion is performed at the conversion temperature T R 0.95 and the conversion pressure P R 0.80, T = 61.2 ° C. and P = 2.66 MPa, and the polymerization conditions of this example are equal to or higher than the conversion temperature and the conversion pressure. That's it.
(B) VdF / TFE / HFP (66.6 / 23.7 / 9.7 (mol%)) monomer mixture was continuously fed, and the pressure in the gas phase portion was maintained at 3.5 MPa. When the amount of charged monomer was 50%, 4.29 g of 4-iodo-3,3,4,4-tetrafluorobutene-1 was fed into the tank until the polymerization was completed.
(C) Every time the polymerization time exceeded 3 hours, 0.025 g of APS dissolved in 15 g of pure water was charged.
(D) The stirring speed was maintained at 560 rpm.
得られた乳濁液の重量は1414g、ポリマー濃度が26.3重量%であり、ポリマー粒子の数は、4.5×1014個/水1gであった。また、含フッ素エラストマーとしては372gであり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは8.2万、数平均分子量Mnは4.8万、Mw/Mnは1.7であり、ヨウ素含有量はエラストマー中に0.40重量%であった。また、19F−NMRで測定した重合体の組成はVdF/TFE/HFP=51.2/21.1/27.6(モル%)であった。
The weight of the obtained emulsion was 1414 g, the polymer concentration was 26.3% by weight, and the number of polymer particles was 4.5 × 10 14 particles / g water. In addition, the fluorine-containing elastomer is 372 g, the weight average molecular weight Mw measured by GPC is 82,000, the number average molecular weight Mn is 48,000, Mw / Mn is 1.7, and the iodine content is elastomer. The content was 0.40% by weight. Further, the composition of the polymer measured by 19 F-NMR was VdF / TFE / HFP = 51.2 / 21.1 / 27.6 (mol%).
Claims (6)
Rf 1・Ix (1)
(式中、Rf 1は炭素数1〜16の飽和もしくは不飽和のフルオロ炭化水素基またはクロロフルオロ炭化水素基であり、xはRf 1の結合手の数であって、1以上4以下の整数である)で示されるヨウ素化合物の存在下に、少なくとも1種のフルオロオレフィンを含むエチレン性不飽和化合物、および一般式(2):
CH2=CH(CF2)nI (2)
(式中、nは2〜8の整数である)で示される化合物を共重合させる含フッ素エラストマーの製造方法。 The conversion temperature of the critical constant calculated using the Peng-Robinson equation from the critical temperature, critical pressure, and composition ratio of each monomer in the gas phase portion in the reaction vessel is 0.95 or more, and the conversion pressure is 0.80 or more. A process for producing a fluorine-containing elastomer by a batch-type copolymerization method, which is carried out under the conditions of general formula (1):
R f 1 · I x (1)
(In the formula, R f 1 is a saturated or unsaturated fluorohydrocarbon group or chlorofluorohydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, and x is the number of bonds of R f 1 and is 1 or more and 4 or less. An ethylenically unsaturated compound containing at least one fluoroolefin in the presence of an iodine compound represented by the general formula (2):
CH 2 = CH (CF 2 ) n I (2)
(Wherein n is an integer of 2 to 8).
CX1X2=CX3X4 (3)
(X1〜X3は、水素原子またはハロゲン原子、X4は、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、炭素数1〜9で、水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されたエーテル結合性酸素原子を含んでいてもよいアルキル基、または炭素数1〜9で、水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されたエーテル結合性酸素原子を含んでいてもよいアルコキシ基であり、該オレフィンは少なくとも1つのフッ素原子を含む)で示される化合物である請求項1、2または3記載の含フッ素エラストマーの製造方法。 The fluoroolefin is represented by the general formula (3):
CX 1 X 2 = CX 3 X 4 (3)
(X 1 to X 3 are a hydrogen atom or a halogen atom, X 4 is a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, or an ether bond in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. An alkyl group which may contain a reactive oxygen atom, or an alkoxy group which may contain an ether-bonded oxygen atom having 1 to 9 carbon atoms and part or all of the hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, The method for producing a fluorine-containing elastomer according to claim 1, 2 or 3, wherein the olefin comprises at least one fluorine atom).
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