JP5115382B2 - Resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、合成樹脂、架橋された含フッ素エラストマー粒子および無機フィラーを含む樹脂組成物に関する。かかる樹脂組成物は、物質透過遮断性に特に優れ、また、合成樹脂や無機フィラーを選択することにより機械的物性、耐熱性、難燃性、導電性などに優れた成形品を与えることができる。 The present invention relates to a resin composition containing a synthetic resin, crosslinked fluorine-containing elastomer particles and an inorganic filler. Such a resin composition is particularly excellent in substance permeation blocking properties, and by selecting a synthetic resin or an inorganic filler, a molded article having excellent mechanical properties, heat resistance, flame retardancy, conductivity, etc. can be provided. .
合成樹脂に各種の物理的または化学的特性を付与するために、合成樹脂の改良だけではなく、各種のフィラーを配合することも広く行われている。 In order to impart various physical or chemical properties to the synthetic resin, not only the improvement of the synthetic resin but also various fillers are widely used.
そうしたフィラーとして、最近、ナノフィラーと称されるナノオーダーのサイズのフィラーが注目されている。 As such a filler, a nano-order filler called a nanofiller has recently attracted attention.
特に、空気や酸素などの気体、水、燃料などの液体の透過を遮断する機能を付与する目的には、合成樹脂にナノフィラーを配合することが提案されている(特許文献1)。 In particular, for the purpose of imparting a function of blocking the permeation of a gas such as air or oxygen, or a liquid such as water or fuel, it has been proposed to blend a nanofiller with a synthetic resin (Patent Document 1).
特許文献1では、ナノカーボンフィラー、金属へテロ原子化合物フィラー、金属ナノフィラーなどの無機フィラーの表面をフッ素化合物で修飾した表面改質ナノフィラーをマトリックスであるフッ素樹脂やフッ素ゴムに配合して、物質透過遮断性に優れた組成物を得ている。 In Patent Document 1, a surface-modified nanofiller obtained by modifying the surface of an inorganic filler such as a nanocarbon filler, a metal heteroatom compound filler, or a metal nanofiller with a fluorine compound is blended with a fluororesin or fluororubber as a matrix, A composition having excellent material permeation blocking properties is obtained.
本発明は、物質透過遮断性に特に優れ、また、合成樹脂や無機フィラーを選択することにより機械的物性、耐熱性、難燃性、導電性などに優れた成形品を与えることができる樹脂組成物を提供することを目的とする。 The present invention is a resin composition that is particularly excellent in substance permeation blocking properties, and that can give a molded product excellent in mechanical properties, heat resistance, flame retardancy, conductivity, etc. by selecting a synthetic resin or an inorganic filler. The purpose is to provide goods.
すなわち本発明は、(A)合成樹脂、(B)架橋された含フッ素エラストマー粒子および(C)無機フィラーを含む樹脂組成物に関する。 That is, the present invention relates to a resin composition containing (A) a synthetic resin, (B) a crosslinked fluorine-containing elastomer particle, and (C) an inorganic filler.
前記架橋された含フッ素エラストマー粒子(B)の平均一次粒子径は10〜500nmであることが好ましい。 The average primary particle diameter of the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) is preferably 10 to 500 nm.
また、前記架橋された含フッ素エラストマー粒子(B)が、パーオキサイド架橋可能な含フッ素エラストマー粒子(b1)と過酸化物(b2)と多官能不飽和化合物(b3)とを含む水性分散液を加熱することにより該含フッ素エラストマー粒子(b1)をパーオキサイド架橋して得られた架橋含フッ素エラストマー微粒子であることが好ましい。 The crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) include an aqueous dispersion containing peroxide-crosslinkable fluorine-containing elastomer particles (b1), a peroxide (b2), and a polyfunctional unsaturated compound (b3). Crosslinked fluorine-containing elastomer fine particles obtained by subjecting the fluorine-containing elastomer particles (b1) to peroxide crosslinking by heating are preferred.
さらに前記含フッ素エラストマー粒子(b1)を構成する含フッ素エラストマーが、テトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライドおよび式(1):
CF2=CF−Rf 1 (1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体に由来する構造単位を含むことが好ましい。
Further, the fluorine-containing elastomer constituting the fluorine-containing elastomer particles (b1) is tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
Wherein R f 1 is selected from the group consisting of perfluoroethylenically unsaturated compounds represented by —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a C 1-5 perfluoroalkyl group). It is preferable to include a structural unit derived from at least one monomer.
前記無機フィラー(C)としては、無機ナノフィラー、たとえばナノカーボンフィラー、金属へテロ原子化合物フィラーおよび/または金属ナノフィラーであることが好ましい。 The inorganic filler (C) is preferably an inorganic nanofiller, such as a nanocarbon filler, a metal heteroatom compound filler, and / or a metal nanofiller.
また前記無機フィラー(C)の表面がフッ素化合物で処理されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the surface of the said inorganic filler (C) is processed with the fluorine compound.
前記合成樹脂(A)が熱可塑性樹脂、さらにはフッ素樹脂であることが好ましい。 The synthetic resin (A) is preferably a thermoplastic resin, more preferably a fluororesin.
前記フッ素樹脂としては、好ましくは、
(1)テトラフルオロエチレン単位とエチレン単位を含むフッ素樹脂、
(2)テトラフルオロエチレン単位と式(1):
CF2=CF−Rf 1 (1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物単位を含むフッ素樹脂、
(3)テトラフルオロエチレン単位とエチレン単位と式(1):
CF2=CF−Rf 1 (1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物単位を含むフッ素樹脂、
および
(4)ビニリデンフルオライド単位を含むフッ素樹脂
よりなる群から選ばれた少なくとも1種のフッ素樹脂があげられる。
As the fluororesin, preferably
(1) a fluororesin containing a tetrafluoroethylene unit and an ethylene unit,
(2) Tetrafluoroethylene unit and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
(Wherein R f 1 is —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms)), a fluororesin containing a perfluoroethylenically unsaturated compound unit,
(3) Tetrafluoroethylene unit, ethylene unit and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
(Wherein R f 1 is —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms)), a fluororesin containing a perfluoroethylenically unsaturated compound unit,
And (4) at least one fluororesin selected from the group consisting of fluororesins containing vinylidene fluoride units.
さらには前記フッ素樹脂が、少なくとも前記(2)のフッ素樹脂を含むことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the fluororesin contains at least the fluororesin (2).
前記合成樹脂100質量部に対して、架橋された含フッ素エラストマー粒子(B)が5〜1000質量部含まれることが好ましく、また前記合成樹脂100質量部に対して、無機フィラー(C)が0.01〜100質量部含まれることが好ましい。 It is preferable that 5 to 1000 parts by mass of the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) is contained with respect to 100 parts by mass of the synthetic resin, and 0% of the inorganic filler (C) with respect to 100 parts by mass of the synthetic resin. It is preferable that 0.01-100 mass parts is contained.
本発明はまた、これらの樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品にも関する。 The present invention also relates to a resin molded product obtained by molding these resin compositions.
本発明の樹脂組成物によれば、物質透過遮断性に特に優れ、また、合成樹脂や無機フィラーを選択することにより機械的物性、耐熱性、難燃性、導電性などに優れた成形品を与えることができる。 According to the resin composition of the present invention, it is particularly excellent in material permeation blocking properties, and by selecting a synthetic resin or an inorganic filler, a molded product excellent in mechanical properties, heat resistance, flame retardancy, conductivity, etc. Can be given.
本発明の樹脂組成物は、(A)合成樹脂、(B)架橋された含フッ素エラストマー粒子および(C)無機フィラーを含む。 The resin composition of the present invention contains (A) a synthetic resin, (B) a crosslinked fluorine-containing elastomer particle, and (C) an inorganic filler.
合成樹脂(A)としては、たとえば硬化性樹脂であってもよいが、架橋含フッ素エラストマー微粒子(B)のエラストマーとしての特性を活かせる点から熱可塑性樹脂が好ましい。 The synthetic resin (A) may be, for example, a curable resin, but is preferably a thermoplastic resin from the viewpoint of utilizing the characteristics of the crosslinked fluorine-containing elastomer fine particles (B) as an elastomer.
熱可塑性樹脂としては、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミドなどがあげられる。なかでも、フッ素樹脂が機械強度、燃料バリア性が良好な点から好ましい。 Thermoplastic resins include fluorine resin, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, acrylic resin, polyamide, polyacetal, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, Examples thereof include polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether sulfone, polyether ether ketone, polyimide, and polyamideimide. Of these, a fluororesin is preferred from the viewpoint of good mechanical strength and fuel barrier properties.
フッ素樹脂としては、好ましくは、
(1)テトラフルオロエチレン単位とエチレン単位を含むフッ素樹脂、
(2)テトラフルオロエチレン単位と式(1):
CF2=CF−Rf 1 (1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物単位を含むフッ素樹脂、
(3)テトラフルオロエチレン単位とエチレン単位と式(1):
CF2=CF−Rf 1 (1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物単位を含むフッ素樹脂、
および
(4)ビニリデンフルオライド単位を含むフッ素樹脂
よりなる群から選ばれた少なくとも1種のフッ素樹脂があげられる。
As the fluororesin, preferably,
(1) a fluororesin containing a tetrafluoroethylene unit and an ethylene unit,
(2) Tetrafluoroethylene unit and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
(Wherein R f 1 is —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms)), a fluororesin containing a perfluoroethylenically unsaturated compound unit,
(3) Tetrafluoroethylene unit, ethylene unit and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
(Wherein R f 1 is —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms)), a fluororesin containing a perfluoroethylenically unsaturated compound unit,
And (4) at least one fluororesin selected from the group consisting of fluororesins containing vinylidene fluoride units.
なかでも、機械強度、燃料バリア性が良好な点から、少なくとも前記(2)のフッ素樹脂を含むことが好ましい。 Especially, it is preferable that the fluororesin (2) is included at least from the viewpoint of good mechanical strength and fuel barrier properties.
フッ素樹脂の具体例としては、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)共重合体(PFA)、TFE−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体(FEP)などのパーフルオロ共重合体;TFE−エチレン共重合体(ETFE)、TFE−HFP−エチレン共重合体(EFEP)などが挙げられ、目的用途に応じて使用すればよい。 Specific examples of the fluororesin include perfluoro copolymers such as tetrafluoroethylene (TFE) -perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer (PFA) and TFE-hexafluoropropylene (HFP) copolymer (FEP); Examples thereof include TFE-ethylene copolymer (ETFE) and TFE-HFP-ethylene copolymer (EFEP).
本発明の樹脂組成物の他の成分である架橋された含フッ素エラストマー粒子(B)の平均一次粒子径は10〜500nmであることが好ましい。この範囲の平均一次粒子径を有しているとき、樹脂との分散性、機械強度、燃料バリア性が良好になる。さらに好ましくは0.4μm以下、特に0.3μm以下であり、また0.05μm以上、特に0.1μm以上が好ましい。 The average primary particle diameter of the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B), which is another component of the resin composition of the present invention, is preferably 10 to 500 nm. When the average primary particle diameter is in this range, the dispersibility with the resin, the mechanical strength, and the fuel barrier property are improved. More preferably, it is 0.4 μm or less, particularly 0.3 μm or less, and 0.05 μm or more, particularly 0.1 μm or more is preferable.
架橋された含フッ素エラストマー粒子(B)は含フッ素エラストマー粒子(b1)を架橋して得られるものであるが、含フッ素エラストマー粒子(b1)を構成する含フッ素エラストマーとしては、テトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライドおよび式(1):
CF2=CF−Rf 1 (1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体に由来する構造単位を含むことが好ましい。
The crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) are obtained by crosslinking the fluorine-containing elastomer particles (b1). Examples of the fluorine-containing elastomer constituting the fluorine-containing elastomer particles (b1) include tetrafluoroethylene and vinylidene. Fluoride and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
Wherein R f 1 is selected from the group consisting of perfluoroethylenically unsaturated compounds represented by —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a C 1-5 perfluoroalkyl group). It is preferable to include a structural unit derived from at least one monomer.
架橋含フッ素エラストマー粒子(B)のフッ素含有率は、使用する架橋剤の種類や量により異なるが、65質量%以上、さらには70質量%以上であることがフッ素樹脂との複合分散性の向上の点から好ましい。 The fluorine content of the cross-linked fluorine-containing elastomer particles (B) varies depending on the type and amount of the cross-linking agent to be used, but it is 65% by mass or more, and 70% by mass or more improves the composite dispersibility with the fluororesin. From the point of view, it is preferable.
架橋含フッ素エラストマー粒子(B)の架橋度は使用目的などによって調整すればよいが、例えば自動車材料などに用いる場合、アセトンに溶解しない部分(不溶分)が80質量%以上となる程度が、機械的強度の点から好ましい。さらに好ましくはアセトンに不溶分が90質量%以上である。上限は100質量%である。 The degree of cross-linking of the cross-linked fluorine-containing elastomer particles (B) may be adjusted depending on the purpose of use. For example, when used for automobile materials, the degree that the portion not dissolved in acetone (insoluble matter) is 80% by mass or more is From the viewpoint of mechanical strength. More preferably, the insoluble content in acetone is 90% by mass or more. The upper limit is 100% by mass.
また、前記架橋された含フッ素エラストマー粒子(B)の製造法としては特に限定されないが、パーオキサイド架橋可能な含フッ素エラストマー粒子(b1)と過酸化物(b2)と多官能不飽和化合物(b3)とを含む水性分散液を加熱することにより該含フッ素エラストマー粒子(b1)をパーオキサイド架橋する方法が好ましい。 Further, the method for producing the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) is not particularly limited, but the fluorine-containing elastomer particles (b1), peroxide (b2) and polyfunctional unsaturated compound (b3) capable of peroxide crosslinking are used. A method of subjecting the fluorine-containing elastomer particles (b1) to peroxide crosslinking by heating an aqueous dispersion containing
この製造法を採用することにより、架橋含フッ素エラストマー粒子(B)を合成樹脂(A)へ微分散でき、樹脂(A)の物性を損なわず柔軟性を付与できる。 By adopting this production method, the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) can be finely dispersed in the synthetic resin (A), and flexibility can be imparted without impairing the physical properties of the resin (A).
すなわち、架橋を重合中には行わないことにより、架橋性モノマーにより重合が阻害されることがなく、高分子量、高強度の架橋含フッ素エラストマー微粒子を製造できるという点で有利となり、また架橋が単離(凝析)後でないことにより一次粒子の形態を保持した架橋含フッ素エラストマー微粒子が得られるという点で有利となる。 That is, by not performing the crosslinking during the polymerization, it is advantageous in that the crosslinkable monomer does not inhibit the polymerization, and high molecular weight and high strength crosslinked fluorine-containing elastomer fine particles can be produced. Since it is not after separation (coagulation), it is advantageous in that crosslinked fluorine-containing elastomer fine particles retaining the form of primary particles can be obtained.
また、得られる架橋含フッ素エラストマー微粒子を樹脂に配合した場合に、成形性が向上し、強度や伸びなどの機械特性が向上するほか、燃料不透過性を格段に向上させることができる。 Further, when the obtained crosslinked fluorine-containing elastomer fine particles are blended with a resin, moldability is improved, mechanical properties such as strength and elongation are improved, and fuel impermeability can be remarkably improved.
かかる架橋含フッ素エラストマー粒子の製造法は新規な方法であり、パーオキサイド架橋可能な含フッ素エラストマー粒子(b1)を水性分散液(ディスパージョン)の状態で、過酸化物(b2)と多官能不飽和化合物(b3)を共存させて加熱することによりパーオキサイド架橋することを特徴とする。 Such a method for producing the crosslinked fluorine-containing elastomer particles is a novel method, in which the peroxide-crosslinkable fluorine-containing elastomer particles (b1) are in the state of an aqueous dispersion (dispersion) and are mixed with a peroxide (b2). It is characterized by peroxide crosslinking by heating in the presence of a saturated compound (b3).
本発明で用いるパーオキサイド架橋可能な含フッ素エラストマー粒子(b1)を構成する含フッ素エラストマーとしては、パーオキサイド架橋可能なフッ素ゴムが好適であり、なかでも、テトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライドおよび式(1):
CF2=CF−Rf 1 (1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体に由来する構造単位を含むことが、ゴム弾性体としての性質をもつ粒子が得られる点から好ましい。
As the fluorine-containing elastomer constituting the peroxide-crosslinkable fluorine-containing elastomer particles (b1) used in the present invention, a peroxide-crosslinkable fluorine rubber is suitable, and among them, tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and the formula ( 1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
Wherein R f 1 is selected from the group consisting of perfluoroethylenically unsaturated compounds represented by —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a C 1-5 perfluoroalkyl group). The inclusion of a structural unit derived from at least one monomer is preferred from the viewpoint of obtaining particles having properties as a rubber elastic body.
パーオキサイド架橋可能なフッ素ゴムとしてはまた、パーオキサイド架橋可能な非パーフルオロフッ素ゴムおよびパーオキサイド架橋可能なパーフルオロフッ素ゴムが好ましい。 The peroxide-crosslinkable fluororubber is also preferably peroxide-crosslinkable non-perfluorofluororubber and peroxide-crosslinkable perfluorofluororubber.
非パーフルオロフッ素ゴムとしては、ビニリデンフルオライド(VdF)系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン(TFE)/プロピレン系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン(TFE)/プロピレン/ビニリデンフルオライド(VdF)系フッ素ゴム、エチレン/ヘキサフルオロエチレン(HFP)系フッ素ゴム、エチレン/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)系フッ素ゴム、エチレン/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)系フッ素ゴム、フルオロシリコーン系フッ素ゴム、またはフルオロホスファゼン系フッ素ゴムなどが挙げられ、これらをそれぞれ単独で、または本発明の効果を損なわない範囲で任意に組合わせて用いることができる。これらの中でも、ビニリデンフルオライド系フッ素ゴムや、テトラフルオロエチレン/プロピレン系フッ素ゴムがより好適である。 Non-perfluorofluororubbers include vinylidene fluoride (VdF) fluororubber, tetrafluoroethylene (TFE) / propylene fluororubber, tetrafluoroethylene (TFE) / propylene / vinylidene fluoride (VdF) fluororubber, ethylene / Hexafluoroethylene (HFP) fluorine rubber, ethylene / hexafluoropropylene (HFP) / vinylidene fluoride (VdF) fluorine rubber, ethylene / hexafluoropropylene (HFP) / tetrafluoroethylene (TFE) fluorine rubber, fluoro Examples thereof include silicone-based fluororubber, fluorophosphazene-based fluororubber, and the like, which can be used alone or in any combination as long as the effects of the present invention are not impaired. Among these, vinylidene fluoride-based fluororubber and tetrafluoroethylene / propylene-based fluororubber are more preferable.
ビニリデンフルオライド系フッ素ゴムとは、ビニリデンフルオライド45〜85モル%と、ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも1種の他の単量体55〜15モル%とからなる含フッ素共重合体をいう。好ましくは、ビニリデンフルオライド50〜80モル%と、ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも1種の他の単量体50〜20モル%とからなる含フッ素共重合体をいう。 The vinylidene fluoride-based fluororubber is a fluorine-containing copolymer comprising 45 to 85 mol% of vinylidene fluoride and 55 to 15 mol% of at least one other monomer copolymerizable with vinylidene fluoride. Say. Preferably, it refers to a fluorine-containing copolymer comprising 50 to 80 mol% of vinylidene fluoride and 50 to 20 mol% of at least one other monomer copolymerizable with vinylidene fluoride.
ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも1種の他の単量体としては、例えばテトラフルオロエチレン(TFE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、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、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)、フッ化ビニルなどの含フッ素単量体;エチレン、プロピレン、アルキルビニルエーテルなどの非フッ素単量体が挙げられる。これらをそれぞれ単独で、または、任意に組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)が好ましい。 Examples of at least one other monomer copolymerizable with vinylidene fluoride include tetrafluoroethylene (TFE), chlorotrifluoroethylene (CTFE), trifluoroethylene, hexafluoropropylene (HFP), and trifluoropropylene. , Fluorine-containing monomers such as tetrafluoropropylene, pentafluoropropylene, trifluorobutene, tetrafluoroisobutene, perfluoro (alkyl vinyl ether) (PAVE), and vinyl fluoride; non-fluorine monomers such as ethylene, propylene, and alkyl vinyl ether The body is mentioned. These can be used alone or in any combination. Of these, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and perfluoro (alkyl vinyl ether) are preferable.
具体的なゴムとしては、VdF−HFP系ゴム、VdF−HFP−TFE系ゴム、VdF−CTFE系ゴム、VdF−CTFE−TFE系ゴムなどが挙げられる。 Specific rubbers include VdF-HFP rubber, VdF-HFP-TFE rubber, VdF-CTFE rubber, VdF-CTFE-TFE rubber, and the like.
テトラフルオロエチレン/プロピレン系フッ素ゴムとは、テトラフルオロエチレン45〜70モル%、プロピレン55〜30モル%からなり、さらにテトラフルオロエチレンとプロピレンの合計量に対して、パーオキサイド架橋可能な架橋部位を与える単量体を5モル%以下含有する含フッ素共重合体をいう。 Tetrafluoroethylene / propylene-based fluororubber is composed of 45 to 70 mol% tetrafluoroethylene and 55 to 30 mol% propylene, and further has a crosslinking site capable of peroxide crosslinking with respect to the total amount of tetrafluoroethylene and propylene. A fluorine-containing copolymer containing 5 mol% or less of the monomer to be given.
パーオキサイド架橋可能な架橋部位を与える単量体としては、例えば一般式(2):
CX1 2=CX1−Rf 1CHR1X2 (2)
(式中、X1は、H、FまたはCH3;Rf 1は、フルオロアルキレン基、パーフルオロアルキレン基、フルオロポリオキシアルキレン基またはパーフルオロポリオキシアルキレン基;R1は、HまたはCH3;X2は、ヨウ素原子または臭素原子)で表されるヨウ素または臭素含有単量体、一般式(3):
CF2=CFO(CF2CF(CF3)O)m(CF2)n−X3 (3)
(式中、mは、0〜5の整数、nは、1〜3の整数、X3は臭素原子)で表される単量体などが挙げられる。そのほか、特公平5−63482号公報、特開平7−316234号公報に記載されているようなパーフルオロ(6,6−ジヒドロ−6−ヨード−3−オキサ−1−ヘキセン)やパーフルオロ(5−ヨード−3−オキサ−1−ペンテン)などのヨウ素含有単量体なども挙げられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。
Examples of the monomer that provides a crosslinking site capable of peroxide crosslinking include, for example, the general formula (2):
CX 1 2 = CX 1 -R f 1 CHR 1 X 2 (2)
Wherein X 1 is H, F or CH 3 ; R f 1 is a fluoroalkylene group, perfluoroalkylene group, fluoropolyoxyalkylene group or perfluoropolyoxyalkylene group; R 1 is H or CH 3 X 2 is an iodine atom or bromine atom), or an iodine or bromine-containing monomer represented by the general formula (3):
CF 2 = CFO (CF 2 CF (CF 3) O) m (CF 2) n -X 3 (3)
(Wherein, m is an integer of 0 to 5, n is an integer of 1 to 3, and X 3 is a bromine atom). In addition, perfluoro (6,6-dihydro-6-iodo-3-oxa-1-hexene) and perfluoro (5) as described in JP-B-5-63482 and JP-A-7-316234 are disclosed. Examples include iodine-containing monomers such as (iodo-3-oxa-1-pentene), and these can be used alone or in any combination.
これらの非パーフルオロフッ素ゴムは、常法により製造することができる。 These non-perfluorofluororubbers can be produced by a conventional method.
パーフルオロフッ素ゴムとしては、テトラフルオロエチレン/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)/パーオキサイド架橋可能な架橋部位を与える単量体からなるものなどが挙げられる。テトラフルオロエチレン/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の組成は、50〜90/10〜50モル%であることが好ましく、より好ましくは、50〜80/20〜50モル%であり、さらに好ましくは、55〜70/30〜45モル%である。また、パーオキサイド架橋可能な架橋部位を与える単量体は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の合計量に対して、5モル%以下であることが好ましく、2モル%以下であることがより好ましい。これらの組成の範囲を外れると、ゴム弾性体としての性質が失われ、樹脂に近い性質となる傾向がある。 Examples of the perfluorofluororubber include those made of a monomer that provides a cross-linking site capable of cross-linking tetrafluoroethylene / perfluoro (alkyl vinyl ether) / peroxide. The composition of tetrafluoroethylene / perfluoro (alkyl vinyl ether) is preferably 50 to 90/10 to 50 mol%, more preferably 50 to 80/20 to 50 mol%, still more preferably 55. -70 / 30-45 mol%. Further, the monomer that gives a peroxide-crosslinkable crosslinking site is preferably 5 mol% or less, preferably 2 mol% or less, based on the total amount of tetrafluoroethylene and perfluoro (alkyl vinyl ether). Is more preferable. When the composition is out of the range, the properties as a rubber elastic body are lost, and the properties tend to be similar to those of a resin.
この場合のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、例えばパーフルオロ(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)などが挙げられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。 Examples of the perfluoro (alkyl vinyl ether) in this case include perfluoro (methyl vinyl ether) and perfluoro (propyl vinyl ether), and these can be used alone or in any combination.
パーオキサイド架橋可能な架橋部位を与える単量体としては、例えば上記一般式(2)で表されるヨウ素または臭素含有単量体、上記一般式(3)で表される単量体が挙げられ、そのほか、特公平5−63482号公報、特開平7−316234号公報に記載されているようなパーフルオロ(6,6−ジヒドロ−6−ヨード−3−オキサ−1−ヘキセン)やパーフルオロ(5−ヨード−3−オキサ−1−ペンテン)などのヨウ素含有単量体なども挙げられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。 Examples of the monomer that gives a peroxide-crosslinkable crosslinking site include an iodine or bromine-containing monomer represented by the general formula (2) and a monomer represented by the general formula (3). In addition, perfluoro (6,6-dihydro-6-iodo-3-oxa-1-hexene) and perfluoro as described in JP-B-5-63482 and JP-A-7-316234 are used. Examples include iodine-containing monomers such as 5-iodo-3-oxa-1-pentene, and these can be used alone or in any combination.
これらのパーフルオロフッ素ゴムは、常法により製造することができる。 These perfluoro fluororubbers can be produced by a conventional method.
かかるパーフルオロフッ素ゴムの具体例としては、国際公開第97/24381号パンフレット、特公昭61−57324号公報、特公平4−81608号公報、特公平5−13961号公報などに記載されているフッ素ゴムなどが挙げられる。 Specific examples of such perfluoro fluorine rubber include fluorine described in International Publication No. 97/24381 pamphlet, Japanese Patent Publication No. 61-57324, Japanese Patent Publication No. 4-81608, Japanese Patent Publication No. 5-13961, and the like. For example, rubber.
含フッ素エラストマーの好ましい製造方法としては、フッ素ゴムの製造法として公知のヨウ素移動重合法をあげることができる。例えば、実質的に無酸素下で、水媒体中で、ヨウ素化合物、好ましくはジヨウ素化合物の存在下に、前記の含フッ素エラストマーを構成する単量体と要すればパーオキサイド架橋可能な架橋部位を与える単量体を加圧下で撹拌しながらラジカル開始剤の存在下、乳化重合を行う方法が挙げられる。使用するジヨウ素化合物の代表例としては、例えば、
R2IxBry (8)
(式中、xおよびyはそれぞれ0〜2の整数であり、かつ1≦x+y≦2を満たすものであり、R2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、または炭素数1〜3の炭化水素基であり、酸素原子を含んでいてもよい)で表される化合物が挙げられる。このようにして導入されるヨウ素原子または臭素原子がパーオキサイド架橋可能な架橋点として機能する。
As a preferable method for producing the fluorine-containing elastomer, a known iodine transfer polymerization method can be given as a method for producing the fluororubber. For example, a crosslinking site capable of peroxide crosslinking, if necessary, in the presence of an iodine compound, preferably a diiodine compound, in the presence of an iodine compound, preferably a monomer constituting the fluorine-containing elastomer, in an aqueous medium. There is a method in which emulsion polymerization is carried out in the presence of a radical initiator while stirring the monomer that gives the pressure. As a typical example of the diiodine compound to be used, for example,
R 2 I x Br y (8)
(Wherein x and y are each an integer of 0 to 2 and satisfy 1 ≦ x + y ≦ 2, and R 2 is a saturated or unsaturated fluorohydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms or chlorofluoro A hydrocarbon group or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms which may contain an oxygen atom). The iodine atom or bromine atom thus introduced functions as a crosslinking point capable of peroxide crosslinking.
式(8)で表される化合物としては、例えば1,3−ジヨードパーフルオロプロパン、1,3−ジヨード−2−クロロパーフルオロプロパン、1,4−ジヨードパーフルオロブタン、1,5−ジヨード−2,4−ジクロロパーフルオロペンタン、1,6−ジヨードパーフルオロヘキサン、1,8−ジヨードパーフルオロオクタン、1,12−ジヨードパーフルオロドデカン、1,16−ジヨードパーフルオロヘキサデカン、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、CF2Br2、BrCF2CF2Br、CF3CFBrCF2Br、CFClBr2、BrCF2CFClBr、CFBrClCFClBr、BrCF2CF2CF2Br、BrCF2CFBrOCF3、1−ブロモ−2−ヨードパーフルオロエタン、1−ブロモ−3−ヨードパーフルオロプロパン、1−ブロモ−4−ヨードパーフルオロブタン、2−ブロモ−3−ヨードパーフルオロブタン、3−ブロモ−4−ヨードパーフルオロブテン−1、2−ブロモ−4−ヨードパーフルオロブテン−1、ベンゼンのモノヨードモノブロモ置換体、ジヨードモノブロモ置換体、ならびに(2−ヨードエチル)および(2−ブロモエチル)置換体などが挙げられ、これらの化合物は、単独で使用してもよく、相互に組み合せて使用することもできる。 Examples of the compound represented by the formula (8) include 1,3-diiodoperfluoropropane, 1,3-diiodo-2-chloroperfluoropropane, 1,4-diiodoperfluorobutane, 1,5- Diiodo-2,4-dichloroperfluoropentane, 1,6-diiodoperfluorohexane, 1,8-diiodoperfluorooctane, 1,12-diiodoperfluorododecane, 1,16-diiodoperfluorohexadecane , diiodomethane, 1,2-diiodoethane, 1,3-diiodo -n- propane, CF 2 Br 2, BrCF 2 CF 2 Br, CF 3 CFBrCF 2 Br, CFClBr 2, BrCF 2 CFClBr, CFBrClCFClBr, BrCF 2 CF 2 CF 2 Br, BrCF 2 CFBrOCF 3, 1- bromo-2-Yodopafuru Loethane, 1-bromo-3-iodoperfluoropropane, 1-bromo-4-iodoperfluorobutane, 2-bromo-3-iodoperfluorobutane, 3-bromo-4-iodoperfluorobutene-1, 2- Bromo-4-iodoperfluorobutene-1, monoiodomonobromo-substituted benzene, diiodomonobromo-substituted, (2-iodoethyl) and (2-bromoethyl) -substituted, etc. These may be used alone or in combination with each other.
これらのなかでも、重合反応性、架橋反応性、入手容易性などの点から、1,4−ジヨードパーフルオロブタン、ジヨードメタンなどを用いるのが好ましい。 Among these, it is preferable to use 1,4-diiodoperfluorobutane, diiodomethane, etc. from the viewpoints of polymerization reactivity, crosslinking reactivity, availability, and the like.
ジヨウ素化合物の添加量は、含フッ素エラストマー全重量に対して、0.0001〜5質量%であることが好ましい。 The addition amount of the diiodine compound is preferably 0.0001 to 5 mass% with respect to the total weight of the fluorine-containing elastomer.
含フッ素エラストマー粒子(b1)を構成する含フッ素エラストマーのフッ素含有率は使用目的などによって適宜選定してもよいが、65質量%以上、さらには70質量%以上であることがフッ素樹脂との複合分散性の向上の点から好ましい。また、パーオキサイド架橋の観点から、ポリマー末端にヨウ素基をもつエラストマーが好ましい。 The fluorine content of the fluorine-containing elastomer constituting the fluorine-containing elastomer particles (b1) may be appropriately selected depending on the purpose of use and the like, but it is 65% by mass or more, more preferably 70% by mass or more. It is preferable from the viewpoint of improvement of dispersibility. From the viewpoint of peroxide crosslinking, an elastomer having an iodine group at the polymer terminal is preferred.
含フッ素エラストマー粒子(b1)の平均粒子径は、合成樹脂、特にフッ素樹脂との複合分散性の向上と物性向上の点から0.01〜0.5μmであることが好ましい。さらに好ましくは0.3μm以下、特に0.2μm以下であり、また0.05μm以上、特に0.1μm以上が好ましい。 The average particle size of the fluorine-containing elastomer particles (b1) is preferably 0.01 to 0.5 μm from the viewpoint of improving the composite dispersibility with a synthetic resin, particularly a fluororesin, and improving physical properties. More preferably, it is 0.3 μm or less, particularly 0.2 μm or less, and 0.05 μm or more, particularly 0.1 μm or more is preferable.
パーオキサイド架橋を開始させるために、架橋剤として過酸化物(b2)を用いるが、使用する過酸化物(b2)としては、過硫酸塩でも有機過酸化物でもよいし、これらを併用してもよい。 In order to initiate peroxide crosslinking, peroxide (b2) is used as a crosslinking agent. As peroxide (b2) to be used, persulfate or organic peroxide may be used, or these may be used in combination. Also good.
過硫酸塩としては、例えば過硫酸アンモニウム(APS)、過硫酸ナトリウム(SPS)、過硫酸カリウム(KPS)などが挙げられる。これらのうち、半減期温度、架橋効率が良好なことからAPSが好ましい。また亜硫酸塩類のような還元剤と組み合わせて使用することもできる。 Examples of the persulfate include ammonium persulfate (APS), sodium persulfate (SPS), and potassium persulfate (KPS). Of these, APS is preferred because of its good half-life temperature and crosslinking efficiency. It can also be used in combination with a reducing agent such as sulfites.
有機過酸化物としては、例えば1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α−ビス(t−ブチルパーオキシ)−p−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、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)−ヘキシン−3、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサンなどをあげることができる。なかでも、好ましいものは、ジアルキルタイプのものである。さらに、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートがとくに好ましい。一般に活性−O−O−の量、分解温度などを考慮して有機過酸化物の種類および使用量が選択される。これらのうち、半減期温度、架橋効率が良好なことからt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサンが好ましい。 Examples of the organic peroxide include 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,5,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, and di-t-butyl. Peroxide, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α-bis (t-butylperoxy) -p-diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) ) Hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) -hexyne-3, benzoyl peroxide, t-butylperoxybenzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoyl) Peroxy) hexane, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxyisopropyl carbonate, t-butylperoxy-2-e Examples thereof include tilhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, and the like. Among them, preferred is a dialkyl type. Furthermore, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate is particularly preferred. In general, the type and amount of the organic peroxide are selected in consideration of the amount of active —O—O—, decomposition temperature and the like. Of these, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, 2,5-dimethyl-2,5 have good half-life temperature and crosslinking efficiency. -Di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane is preferred.
これらの過酸化物(b2)のうち、架橋効率が良好な点から過硫酸塩が好ましく、なかでも架橋効率が良好なことからAPS、KPSが特に好ましい。 Of these peroxides (b2), persulfates are preferred from the viewpoint of good crosslinking efficiency, and APS and KPS are particularly preferred because of their good crosslinking efficiency.
過酸化物(b2)の配合量は、水性分散液中の含フッ素エラストマー粒子(b1)100質量部に対して、0.1〜20質量部が、架橋効率が良好な点から好ましい。さらに好ましい配合量は、水性分散液中の含フッ素エラストマー粒子(b1)100質量部に対して、10質量部以下、特に5質量部以下であり、また0.1質量部以上、特に1.0質量部以上である。 The compounding amount of the peroxide (b2) is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer particles (b1) in the aqueous dispersion from the viewpoint of good crosslinking efficiency. A more preferable blending amount is 10 parts by mass or less, particularly 5 parts by mass or less, and 0.1 part by mass or more, particularly 1.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer particles (b1) in the aqueous dispersion. More than part by mass.
多官能不飽和化合物(b3)は、水性分散液中でのパーオキサイド架橋において架橋助剤として作用し得る多官能不飽和化合物であれば特に限定されない。例えば、CH2=CH−、CH2=CHCH2−、CF2=CF−、−CH=CH−などの官能基を有する多官能性化合物が挙げられる。 The polyfunctional unsaturated compound (b3) is not particularly limited as long as it is a polyfunctional unsaturated compound that can act as a crosslinking aid in peroxide crosslinking in an aqueous dispersion. For example, CH 2 = CH-, CH 2 = CHCH 2 -, CF 2 = CF -, - polyfunctional compound having a functional group such as CH = CH- and the like.
好ましくは、架橋効率が良好な点から、例えばオキシムニトロソ化合物、ジ(メタ)アクリレート系化合物、トリエステル系化合物、トリアリルイソシアヌレート系化合物およびポリブタジエン系化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が例示できる。 Preferably, at least one compound selected from the group consisting of an oxime nitroso compound, a di (meth) acrylate compound, a triester compound, a triallyl isocyanurate compound, and a polybutadiene compound from the viewpoint of good crosslinking efficiency. Can be illustrated.
オキシムニトロソ化合物としては、例えばジニトロソベンゼンなどが例示できる。 Examples of the oxime nitroso compound include dinitrosobenzene.
ジ(メタ)アクリレート系化合物としては、例えばNKエステル9G(新中村化学工業(株)製)などが例示できる。 Examples of the di (meth) acrylate compound include NK ester 9G (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
トリエステル系化合物としては、例えばハイクロスM(精工化学(株)製)、NKエステルTMTP(新中村化学工業(株)製)などが例示できる。 Examples of the triester compound include High Cloth M (manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.), NK ester TMTP (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), and the like.
トリアリルイソシアヌレート系化合物としては、例えばトリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリメタアリルイソシアヌレート(TMAIC)などが例示できる。 Examples of triallyl isocyanurate compounds include triallyl isocyanurate (TAIC) and trimethallyl isocyanurate (TMAIC).
ポリブタジエン系化合物としては、例えばNISSO−PB(日本曹達(株)製)などが例示できる。 Examples of polybutadiene compounds include NISSO-PB (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.).
なかでも、架橋効率が良好な点から、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)が好ましく使用できる。 Of these, triallyl isocyanurate (TAIC) can be preferably used from the viewpoint of good crosslinking efficiency.
多官能不飽和化合物(b3)の配合量は、水性分散液中の含フッ素エラストマー粒子(b1)100質量部に対して、0.1〜20質量部が、架橋効率が良好な点から好ましい。さらに好ましい配合量は、水性分散液中の含フッ素エラストマー粒子(b1)100質量部に対して、10質量部以下、特に5質量部以下であり、また0.5質量部以上、特に1.0質量部以上である。 The blending amount of the polyfunctional unsaturated compound (b3) is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer particles (b1) in the aqueous dispersion, from the viewpoint of good crosslinking efficiency. Further preferable blending amount is 10 parts by mass or less, particularly 5 parts by mass or less, and 0.5 parts by mass or more, especially 1.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer particles (b1) in the aqueous dispersion. More than part by mass.
本発明の製造法では、パーオキサイド架橋可能な含フッ素エラストマー粒子(b1)と過酸化物(b2)と多官能不飽和化合物(b3)とを含む水性分散液を調製する。 In the production method of the present invention, an aqueous dispersion containing a peroxide-crosslinkable fluorine-containing elastomer particle (b1), a peroxide (b2), and a polyfunctional unsaturated compound (b3) is prepared.
水性分散液の調製は、(I)含フッ素エラストマー粒子(b1)を水性媒体に投入し、過酸化物(b2)と多官能不飽和化合物(b3)とを追加して攪拌分散させる方法;(II)ヨウ素移動重合法による重合生成混合物である含フッ素エラストマー粒子(b1)を含む水性分散液(重合上がりの水性分散液)に過酸化物(b2)と多官能不飽和化合物(b3)とを追加して攪拌分散させ、濃度を適宜調整する方法などにより行うことができる。 The aqueous dispersion was prepared by (I) adding the fluorine-containing elastomer particles (b1) to an aqueous medium, adding the peroxide (b2) and the polyfunctional unsaturated compound (b3) and stirring and dispersing; II) Peroxide (b2) and polyfunctional unsaturated compound (b3) are added to an aqueous dispersion (polymerized aqueous dispersion) containing fluorine-containing elastomer particles (b1), which is a polymerization product mixture by iodine transfer polymerization. It can be carried out by a method of adding and dispersing the mixture and adjusting the concentration appropriately.
調製法(I)は、界面活性剤を使用して分散を安定させてもよい。しかし、架橋時の安定性の点からその量は含フッ素エラストマー粒子(b1)100質量部に対して5質量部以下、さらには1質量部以下とすることが好ましい。 Preparation method (I) may use a surfactant to stabilize the dispersion. However, the amount is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer particles (b1) from the viewpoint of stability during crosslinking.
使用可能な界面活性剤としては、例えばC7F15COONH4、C3F7O(CF(CF3)CF2O)CFCF3COONH4などが挙げられる。 Examples of the surfactant that can be used include C 7 F 15 COONH 4 and C 3 F 7 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) CFCF 3 COONH 4 .
調製法(II)は、含フッ素エラストマー粒子(b1)の製造の系をそのまま受け継ぐことができるので、有利である。なお、重合の場に界面活性剤が存在する場合であっても、そのままで本発明の製造法に使用できる。 The preparation method (II) is advantageous because the production system of the fluorine-containing elastomer particles (b1) can be inherited as it is. Even when a surfactant is present in the polymerization field, it can be used as it is in the production method of the present invention.
水性分散液中の含フッ素エラストマー粒子(b1)の濃度は、5〜50質量%とすることが重合効率、架橋効率が良好な点から好ましい。さらに好ましくは10質量%以上、特に20質量%以上が好ましく、また40質量%以下、特に30質量%以下が好ましい。 The concentration of the fluorine-containing elastomer particles (b1) in the aqueous dispersion is preferably 5 to 50% by mass from the viewpoint of good polymerization efficiency and crosslinking efficiency. More preferably, it is 10% by mass or more, particularly 20% by mass or more, and 40% by mass or less, particularly preferably 30% by mass or less.
架橋反応は、水性分散液中で過酸化物(b2)を開裂させ、パーオキシラジカルを発生させることで開始する。 The crosslinking reaction starts by cleaving the peroxide (b2) in the aqueous dispersion and generating peroxy radicals.
過酸化物(b2)が熱分解型の化合物である場合、水性分散液中での反応であるから、加熱温度は常圧(1気圧)の場合50℃以上で100℃以下、好ましくは架橋効率の点から60℃以上で90℃以下である。 When the peroxide (b2) is a thermal decomposition type compound, since it is a reaction in an aqueous dispersion, the heating temperature is 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, preferably crosslinking efficiency, at normal pressure (1 atm). From this point, it is 60 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.
反応時間は通常2〜10時間、さらには3〜6時間でよい。 The reaction time is usually 2 to 10 hours, and further 3 to 6 hours.
架橋反応は、そのほか、紫外線や放射線などの活性エネルギー線を常温で照射することによって開始させてもよく、この場合は、架橋助剤、増感剤などを共存させてもよい。 In addition, the crosslinking reaction may be initiated by irradiating active energy rays such as ultraviolet rays and radiation at room temperature. In this case, a crosslinking aid, a sensitizer, and the like may coexist.
この製造法では、このようにパーオキサイド架橋反応と活性エネルギー線架橋反応とを併用したものであってもよい。なお、活性エネルギー線架橋反応を必須とする形態、すなわち、パーオキサイド架橋可能な含フッ素エラストマー粒子(b1)と多官能不飽和化合物(b3)とを含む水性分散液に活性エネルギー線を常温で照射することによって該含フッ素エラストマー粒子(b1)を活性エネルギー線架橋する架橋含フッ素エラストマー微粒子の製造法もまた、本発明の好適な形態の1つである。 In this production method, the peroxide crosslinking reaction and the active energy ray crosslinking reaction may be used in combination. In addition, the form which makes active energy ray crosslinking reaction essential, ie, the active energy ray is irradiated at normal temperature to the aqueous dispersion containing the fluorine-containing elastomer particles (b1) capable of peroxide crosslinking and the polyfunctional unsaturated compound (b3) Thus, a method for producing crosslinked fluorine-containing elastomer fine particles in which the fluorine-containing elastomer particles (b1) are crosslinked by active energy rays is also a preferred embodiment of the present invention.
架橋反応終了後、得られた架橋含フッ素エラストマー微粒子は、凍結凝析法、塩析法、酸凝析法などの方法で分離回収することができる。なかでも、凝析後の粒子形状が良好な点から凍結凝析法が好ましい。 After completion of the crosslinking reaction, the resulting crosslinked fluorine-containing elastomer fine particles can be separated and recovered by a method such as a freeze coagulation method, a salting out method, or an acid coagulation method. Of these, the freeze coagulation method is preferred because the particle shape after coagulation is good.
合成樹脂(A)、特にフッ素樹脂と架橋含フッ素エラストマー粒子(B)との配合量は、各成分の種類・用途・使用目的などによって適宜選定すればよく、通常合成樹脂(A)100質量部に対して架橋含フッ素エラストマー粒子(B)5〜1000質量部、さらには5〜400質量部、特に5〜200質量部が好ましい。 The blending amount of the synthetic resin (A), particularly the fluororesin and the cross-linked fluorine-containing elastomer particles (B), may be appropriately selected depending on the type, use, purpose of use, etc. of each component, and usually 100 parts by mass of the synthetic resin (A) The cross-linked fluorine-containing elastomer particles (B) are preferably 5 to 1000 parts by mass, more preferably 5 to 400 parts by mass, and particularly preferably 5 to 200 parts by mass.
本発明の樹脂組成物のもう1つの成分である無機フィラー(C)は、通常補強剤として用いられるカーボンブラック、ガラス繊維、カーボン繊維、シリカ、タルク、炭酸カルシウムなどを用いることができるが、効果をより発揮するためには異方性が大きく、かつ粒子サイズの小さなフィラーが好ましい。中でも、少なくとも1つの部分(例えば、縦、横、高さ、厚さ、直径など)がナノレベル(0.1nm〜1000nm)の構造(粒子状、シート状、層状、針状、棒状、繊維状、筒状など)を有する無機のフィラー、いわゆる無機ナノフィラーが好ましい。 As the inorganic filler (C), which is another component of the resin composition of the present invention, carbon black, glass fiber, carbon fiber, silica, talc, calcium carbonate and the like that are usually used as a reinforcing agent can be used. In order to exhibit more, a filler having a large anisotropy and a small particle size is preferable. Among them, at least one part (for example, length, width, height, thickness, diameter, etc.) has a nano-level (0.1 nm to 1000 nm) structure (particle shape, sheet shape, layer shape, needle shape, rod shape, fiber shape) Inorganic fillers having a cylindrical shape, so-called inorganic nanofillers are preferable.
具体的には、国際公開第2006/137475号パンフレットに記載されているナノカーボン材、金属へテロ原子化合物、金属ナノ粒子などの無機フィラーおよびそれらを表面改質した表面改質無機フィラーが例示できる。 Specific examples include inorganic fillers such as nanocarbon materials, metal heteroatom compounds, and metal nanoparticles described in International Publication No. 2006/137475, and surface-modified inorganic fillers obtained by surface modification thereof. .
ナノカーボン材は、ナノレベルの構造を有する炭素原子から構成される化合物であり、フラーレン、カーボンナノボール(カーボンブラック)、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブなどが例示できる。なかでも、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブが樹脂組成物との分散性、機械強度が良好な点から好ましく、特にカーボンナノチューブが好ましい。ナノカーボン材としては、たとえば平均径0.1〜50nmで平均長30〜2000nm、特に平均径1〜20nmで平均長50〜200nmのものが好ましい。 The nanocarbon material is a compound composed of carbon atoms having a nano-level structure, and examples include fullerene, carbon nanoball (carbon black), carbon nanofiber, and carbon nanotube. Among these, carbon nanofibers and carbon nanotubes are preferable from the viewpoint of good dispersibility with the resin composition and mechanical strength, and carbon nanotubes are particularly preferable. As the nanocarbon material, for example, an average diameter of 0.1 to 50 nm and an average length of 30 to 2000 nm, particularly an average diameter of 1 to 20 nm and an average length of 50 to 200 nm are preferable.
金属へテロ原子化合物は金属(たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属のほか、アルミニウム、ケイ素、ガリウム、インジュウム、錫、ビスマス、鉛などの典型金属元素)とヘテロ原子(ホウ素、窒素、リン、ヒ素、酸素、硫黄、セレン、テルル、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など)とを主成分とする化合物であり、金属酸化物(粘土鉱物、複水酸化物、ペブロスカイト、その他の金属酸化物)、金属リン酸塩、金属カルゴゲン化物など)があげられる。なかでも、樹脂組成物との分散性、機械強度が良好な点から金属酸化物が好ましい。金属へテロ原子化合物が粒状である場合、平均粒子径は0.5〜50nmであることが好ましく、より好ましくは1〜30nmである。また、平均粒子径が0.5nm未満であると溶融樹脂の流動性が低下し、成形加工性が悪くなる傾向があり、50nmをこえると微分散しにくくなり、機械強度が低下する傾向がある。 Metal heteroatom compounds consist of metals (for example, alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, as well as typical metal elements such as aluminum, silicon, gallium, indium, tin, bismuth, lead) and heteroatoms (boron, nitrogen, phosphorus , Arsenic, oxygen, sulfur, selenium, tellurium, fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc.), and metal oxides (clay minerals, double hydroxides, pebroskite, other metal oxides) Metal phosphates, metal chalcogenides, etc.). Of these, metal oxides are preferred from the viewpoint of good dispersibility with the resin composition and good mechanical strength. When the metal heteroatom compound is granular, the average particle size is preferably 0.5 to 50 nm, more preferably 1 to 30 nm. In addition, if the average particle size is less than 0.5 nm, the fluidity of the molten resin tends to decrease and the moldability tends to deteriorate, and if it exceeds 50 nm, it becomes difficult to finely disperse and the mechanical strength tends to decrease. .
金属へテロ原子化合物は層状、シート状、針状、棒状、繊維状、筒状などの形態で配合され得るが、層状のものが燃料バリア性が良好な点から好ましい。 The metal heteroatom compound can be blended in the form of a layer, a sheet, a needle, a rod, a fiber, a cylinder, etc., but a layer is preferable from the viewpoint of good fuel barrier properties.
金属酸化物のうち粘土鉱物(クレイともいう)としては、特に限定されるものではないが、たとえばモンモリロナイト、ベントナイト、カオリナイト、イモゴナイト、マイカ(フッ素化マイカも含む)、ヘクトライトなどの1種または2種以上が例示できる。なかでも樹脂組成物との分散性、燃料バリア性が良好な点からモンモリロナイト、マイカが好ましい。これらの粘土鉱物は層状またはシート状のものが好ましい。粘土鉱物が層状およびシート状である場合、アスペクト比(扁平率)は、5以上であることが好ましく、より好ましくは10以上である。アスペクト比が5未満であると充分な燃料バリア性が得られない傾向がある。ここでアスペクト比とは、粘土鉱物における厚さに対する長径の比をいう。 Among the metal oxides, the clay mineral (also referred to as clay) is not particularly limited. For example, montmorillonite, bentonite, kaolinite, imogonite, mica (including fluorinated mica), hectorite, or the like Two or more types can be exemplified. Of these, montmorillonite and mica are preferred from the viewpoint of good dispersibility with the resin composition and fuel barrier properties. These clay minerals are preferably layered or sheet-like. When the clay mineral is layered or sheet-like, the aspect ratio (flatness) is preferably 5 or more, more preferably 10 or more. If the aspect ratio is less than 5, sufficient fuel barrier properties tend not to be obtained. Here, the aspect ratio refers to the ratio of the major axis to the thickness of the clay mineral.
複水酸化物は、式:
[MII 1-xMIII x(OH)2]x+[An- x/y・H2O]x-
(式中、MIIは2価の金属、MIIIは3価の金属、An-は芳香族アミノカルボン酸のアニオンを含むアニオン、nは前記アニオンの価数、xは0〜0.4の値、yは0より大きい実数)で表される正に帯電した2価・3価の親族の水酸化物シートが層状に積み重なった層状化合物の1つである。これらの複水酸化物は粒子状、層状、シート状、針状、棒状、繊維状の形態で配合でき、特に層状のものが好ましい。複水酸化物が層状である場合、アスペクト比(扁平率)は、5以上であることが好ましく、より好ましくは10以上である。アスペクト比が5未満であると充分な燃料バリア性が得られない傾向がある。ここでアスペクト比とは、複水酸化物における厚さに対する長径の比をいう。
The double hydroxide has the formula:
[M II 1-x M III x (OH) 2 ] x + [A n− x / y · H 2 O] x−
(Wherein, M II is a divalent metal, M III is a trivalent metal, A n-anion containing an anion of aromatic amino carboxylic acids, n represents the valence of the anion, x is 0 to 0.4 (Where y is a real number greater than 0) and is a layered compound in which positively charged divalent and trivalent relative hydroxide sheets are stacked in layers. These double hydroxides can be blended in the form of particles, layers, sheets, needles, rods, and fibers, and layered ones are particularly preferable. When the double hydroxide is layered, the aspect ratio (flatness) is preferably 5 or more, more preferably 10 or more. If the aspect ratio is less than 5, sufficient fuel barrier properties tend not to be obtained. Here, the aspect ratio refers to the ratio of the major axis to the thickness of the double hydroxide.
ペブロスカイトは正方晶系結晶構造の一種であり、BaTiO3などのようにRMO3という3元系からなる遷移金属酸化物などが代表例である。具体的には、触媒、47巻、290〜294頁(2005年)に記載されているものがあげられる。これらのペブロスカイトは粒子状、層状、シート状、針状、棒状、繊維状の形態で配合でき、特に層状のものが好ましい。 Pebroskite is a kind of tetragonal crystal structure, and a typical example is a transition metal oxide composed of a ternary system of RMO 3 such as BaTiO 3 . Specific examples include those described in Catalysts, 47, 290-294 (2005). These pebrotites can be blended in the form of particles, layers, sheets, needles, rods, and fibers, and layered ones are particularly preferred.
その他の金属酸化物としては、シリカ、アルミナ、酸化鉄、酸化亜鉛、ジルコニア、チタニアなどのほか、触媒、47巻、279〜294頁(2005年)に記載されているものが例示できる。これらの金属酸化物は層状、シート状、針状、棒状、繊維状、筒状などの形態で配合され得る。 Examples of other metal oxides include silica, alumina, iron oxide, zinc oxide, zirconia, titania and the like, as well as those described in Catalyst, Vol. 47, pages 279-294 (2005). These metal oxides can be blended in the form of layers, sheets, needles, rods, fibers, cylinders, and the like.
金属へテロ原子化合物のうちの金属リン酸塩としては、式:M(HPO4)2(MはTi、Zr、Ce、またはSn)、または式:Zr(ROPO3)2(RはH、Rhまたはメチル)で示されるものがあげられる。これらの金属リン酸塩は粒子状、層状、シート状、針状、棒状、繊維状の形態で配合でき、特に層状のものが好ましい。 Among the metal heteroatom compounds, the metal phosphate includes the formula: M (HPO 4 ) 2 (M is Ti, Zr, Ce, or Sn), or the formula: Zr (ROPO 3 ) 2 (R is H, Rh or methyl). These metal phosphates can be blended in the form of particles, layers, sheets, needles, rods, and fibers, and layered ones are particularly preferred.
金属へテロ原子化合物のうちの金属カルコゲン(硫黄、セレン、テルル)化物としては、式:MX2(MはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、MoまたはW;Xは硫黄またはSe)、または式:MPX3(MはMg、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、CdまたはIn;Xは硫黄またはSe)で示されるものが例示できる。 Among the metal heteroatom compounds, the metal chalcogen (sulfur, selenium, tellurium) compound has the formula MX 2 (M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo or W; X is sulfur or Se). Or the formula: MPX 3 (M is Mg, V, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Cd or In; X is sulfur or Se).
無機フィラーのうちの金属ナノ粒子は、好ましくは粒径が1〜100nmの金属粒子である。金属としては、Ag、Au、Cu、Pt、Pd、W、Ni、Ta、In、Sn、Cr、Fe、CoまたはSiがあげられ、これらの単一または2種以上の合金が使用できる。 The metal nanoparticles in the inorganic filler are preferably metal particles having a particle diameter of 1 to 100 nm. Examples of the metal include Ag, Au, Cu, Pt, Pd, W, Ni, Ta, In, Sn, Cr, Fe, Co, and Si. These single or two or more types of alloys can be used.
本発明においては、上記無機フィラーをそのまま使用してもよいし、これらの無機フィラーの表面に各種の表面処理を施した表面処理無機フィラーとして配合してもよい。 In this invention, you may use the said inorganic filler as it is, and may mix | blend as the surface treatment inorganic filler which performed various surface treatments on the surface of these inorganic fillers.
表面処理の方法は特に限定されないが、たとえば国際公開第2006/137475号パンフレットに記載された表面改質(フッ素化)処理などが好適である。 Although the method of surface treatment is not specifically limited, For example, the surface modification (fluorination) treatment etc. which were described in the international publication 2006/137475 pamphlet etc. are suitable.
表面フッ素化改質処理は、無機フィラーにフッ素原子含有有機カチオン、フッ素原子含有有機アニオン、有機フッ素化剤を作用させることにより行うことができる。これらのフッ素原子含有有機カチオン、フッ素原子含有有機アニオン、有機フッ素化剤については、国際公開第2006/137475号パンフレットに記載されたイオンおよび化合物が本発明においても使用できる。 The surface fluorination modification treatment can be carried out by allowing a fluorine atom-containing organic cation, a fluorine atom-containing organic anion, or an organic fluorinating agent to act on the inorganic filler. Regarding these fluorine atom-containing organic cations, fluorine atom-containing organic anions, and organic fluorinating agents, ions and compounds described in WO 2006/137475 can be used in the present invention.
なかでも、たとえばフッ素原子含有ホスホニウムイオン、フッ素原子含有イミダゾリウムイオン、フッ素原子含有アンモニウムイオンなどが好ましい。 Of these, fluorine atom-containing phosphonium ions, fluorine atom-containing imidazolium ions, fluorine atom-containing ammonium ions and the like are preferable.
また、架橋含フッ素エラストマー粒子(B)と無機フィラー(C)との比率は特に限定されず、たとえば(B)/(C)(質量比)としては0.1/99.9〜99.9/0.1の範囲で目的によって適宜選定すればよい。 The ratio of the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) and the inorganic filler (C) is not particularly limited. For example, (B) / (C) (mass ratio) is 0.1 / 99.9 to 99.9. It may be appropriately selected depending on the purpose within the range of /0.1.
合成樹脂(A)、特にフッ素樹脂と架橋含フッ素エラストマー粒子(B)と無機フィラー(C)の組成物は、燃料ホース、動的シール材、軟質樹脂として優れた性能を発揮する。 The composition of the synthetic resin (A), in particular, the fluororesin, the cross-linked fluorine-containing elastomer particles (B) and the inorganic filler (C) exhibits excellent performance as a fuel hose, a dynamic sealing material, and a soft resin.
燃料ホース用の組成物を調製する場合、フッ素樹脂としてFEP、PFA、ETFEを用いることが好ましく、この場合、フッ素樹脂100質量部に対して、架橋含フッ素エラストマー粒子(B)を5〜200質量部、さらには20〜70質量部、無機フィラー(C)を0.1〜30質量部、さらには1〜10質量部配合することが、燃料バリア性が良好な点から好ましい。 When preparing a composition for a fuel hose, it is preferable to use FEP, PFA, or ETFE as the fluororesin. Part, further 20 to 70 parts by mass, and 0.1 to 30 parts by mass, and further 1 to 10 parts by mass of the inorganic filler (C) are preferable from the viewpoint of good fuel barrier properties.
動的シール材用の組成物を調製する場合、フッ素樹脂としてFEP、PFA、ETFEを用いることが好ましく、この場合、フッ素樹脂100質量部に対して、架橋含フッ素エラストマー粒子(B)を5〜200質量部、さらには30〜80質量部、無機フィラー(C)を0.1〜30質量部、さらには1〜10質量部配合することが、ゴム弾性が良好な点から好ましい。 When preparing a composition for a dynamic sealing material, it is preferable to use FEP, PFA, or ETFE as the fluororesin. In this case, the cross-linked fluorine-containing elastomer particles (B) are added to 5 to 100 parts by mass of the fluororesin. 200 parts by mass, further 30 to 80 parts by mass, and 0.1 to 30 parts by mass, and further 1 to 10 parts by mass of the inorganic filler (C) are preferably blended from the viewpoint of good rubber elasticity.
軟質樹脂用の組成物を調製する場合、フッ素樹脂としてFEP、PFA、ETFEを用いることが好ましく、この場合、フッ素樹脂100質量部に対して、架橋含フッ素エラストマー粒子(B)を5〜200質量部、さらには20〜90質量部、無機フィラー(C)を0.1〜30質量部、さらには1〜10質量部配合することが、ゴム弾性が良好な点から好ましい。 When preparing a composition for a soft resin, it is preferable to use FEP, PFA, or ETFE as the fluororesin. In this case, 5 to 200 mass of the cross-linked fluoroelastomer particles (B) with respect to 100 mass parts of the fluororesin. Parts, further 20 to 90 parts by mass, and 0.1 to 30 parts by mass, and further 1 to 10 parts by mass of the inorganic filler (C) are preferable from the viewpoint of good rubber elasticity.
合成樹脂(A)と架橋含フッ素エラストマー粒子(B)と無機フィラー(C)との組成物の調製は、バンバリーミキサーや回転撹拌装置などの混合機によるドライブレンド法(融点以下での混合でも融点以上の混合でもよい)で行ってもよいし、架橋含フッ素―エラストマー粒子(B)の水性分散液(架橋後の水性分散液)と合成樹脂(A)微粒子の水性分散液とを混合し、共凝析法により均一な混合物とした後、無機フィラー(C)を混合してもよい。 The composition of the synthetic resin (A), the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) and the inorganic filler (C) is prepared by a dry blend method using a mixer such as a Banbury mixer or a rotary stirrer (even if mixing at a temperature lower than the melting point is used) The above-mentioned mixing may be performed), or an aqueous dispersion of crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) (aqueous dispersion after crosslinking) and an aqueous dispersion of synthetic resin (A) fine particles may be mixed, After making a uniform mixture by co-coagulation, the inorganic filler (C) may be mixed.
本発明において、とくに高純度かつ非汚染性が要求されない分野では、必要に応じて樹脂組成物に配合される通常の添加物、例えば架橋含フッ素エラストマー粒子(B)と無機フィラー(C)以外の充填剤、加工助剤、可塑剤、着色剤などを配合することができ、前記のものとは異なる常用の架橋剤や架橋助剤を1種またはそれ以上配合してもよい。 In the present invention, particularly in a field where high purity and non-staining properties are not required, usual additives blended into the resin composition as necessary, for example, other than the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) and the inorganic filler (C) Fillers, processing aids, plasticizers, colorants and the like can be blended, and one or more conventional crosslinking agents and crosslinking aids different from those described above may be blended.
以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited only to these examples.
本発明で使用する測定法は以下の方法である。
(1)フッ素含有率
NMR分析(JEOL(株)製のJNM−EX270)により測定したデータから算出する。
(2)平均粒子径
透過型電子顕微鏡(TEM)観察で得たデータから算出する。
(3)シート状試験片の作製
実施例1〜4および比較例1でそれぞれ製造した組成物を金型にセットし、ヒートプレス機により、290℃にて15〜30分間保持し、組成物を溶融状態にした後、3MPaの負荷を1分間与え圧縮成形し、各試験に規定する所定の厚さのシート状試験片を作製する。
(4)引張破断強度、引張破断伸びおよび引張弾性率測定
上記(3)の方法で厚さ2mmのシート状試験片を作製し、ASTM V型ダンベルを用いて標線間距離3.18mmのダンベル状試験片を打ち抜く。得られたダンベル状試験片を用いて、オートグラフ((株)島津製作所製 AGS−J 5kN)を使用して、ASTM D638に準じて、50mm/分の条件下で、25℃で引張破断伸び、引張破断強度および引張弾性率を測定する。
(5)燃料透過性
上記(3)の方法で厚さ0.5mmのシート状試験片を作製する。20mLの容積を有するSUS製容器(開放部面積1.26×10-3m2)に模擬燃料であるCE10(トルエン/イソオクタン/エタノール=45/45/10容量%)を18mL入れて、前記シート状試験片を容器開放部にセットして密閉することで、試験体とする。該試験体を恒温装置(60℃)に入れ、試験体の重量を測定し、単位時間あたりの重量減少が一定となったところで下記の式により燃料透過係数を求める。
The measurement method used in the present invention is the following method.
(1) Fluorine content Calculated from data measured by NMR analysis (JNM-EX270 manufactured by JEOL Co., Ltd.).
(2) Average particle diameter It calculates from the data obtained by transmission electron microscope (TEM) observation.
(3) Preparation of sheet-like test piece The compositions produced in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were set in a mold and held at 290 ° C. for 15 to 30 minutes with a heat press machine. After making it into a molten state, a 3 MPa load is applied for 1 minute and compression molding is performed to produce a sheet-like test piece having a predetermined thickness specified in each test.
(4) Measurement of tensile breaking strength, tensile breaking elongation and tensile elastic modulus A 2 mm-thick sheet-like test piece was prepared by the method of (3) above, and a dumbbell having a distance between marked lines of 3.18 mm using an ASTM V-type dumbbell. Punch a specimen. Using the obtained dumbbell-shaped test piece, using an autograph (AGS-J 5 kN, manufactured by Shimadzu Corporation), in accordance with ASTM D638, under a condition of 50 mm / min, a tensile elongation at break at 25 ° C. Measure the tensile strength at break and tensile modulus.
(5) Fuel permeability A sheet-like test piece having a thickness of 0.5 mm is produced by the method (3). 18 mL of simulated fuel CE10 (toluene / isooctane / ethanol = 45/45/10 vol%) is put in a SUS container (open area 1.26 × 10 −3 m 2 ) having a volume of 20 mL, and the sheet A test specimen is prepared by setting a cylindrical test piece in the container opening and sealing it. The test body is placed in a thermostatic device (60 ° C.), the weight of the test body is measured, and when the weight reduction per unit time becomes constant, the fuel permeability coefficient is obtained by the following formula.
製造例1(含フッ素エラストマー粒子の製造)
3000mL内容積耐圧反応槽に純水1500mL、パーフルオロオクタン酸アンモニウム7.5gを入れ、内部空間をTFE/VdF/HFP(11/19/70モル比)混合ガスで充填置換後、1.47MPa・G(15kg/cm2G)に加圧しI(CF2CF2)2I 0.3mL(25℃)を注入し、撹拌下に80℃としてAPS0.2%水溶液10mLを圧入した。約0.5時間の誘導時間後、圧力降下が起こるので、1.27MPa・G(13kg/cm2G)まで低下したときTFE/VdF/HFP(20/50/30モル比)混合ガスで1.47MPa・G(15kg/cm2G)に再加圧する。以降、この方法で1.27〜1.47MPa・G(13〜15kg/cm2G)の圧力範囲で重合を継続した。20時間後急速降温、放圧して重合を停止した。
Production Example 1 (Production of fluorine-containing elastomer particles)
In a 3000 mL internal volume pressure-resistant reaction tank, put 1500 mL of pure water and 7.5 g of ammonium perfluorooctanoate, and after filling and replacing the internal space with a TFE / VdF / HFP (11/19/70 molar ratio) mixed gas, 1.47 MPa · G (15 kg / cm 2 G) was pressurized and I (CF 2 CF 2 ) 2 I 0.3 mL (25 ° C.) was injected, and the mixture was stirred at 80 ° C. and 10 mL of APS 0.2% aqueous solution was injected. Since a pressure drop occurs after an induction time of about 0.5 hours, the TFE / VdF / HFP (20/50/30 molar ratio) mixed gas is reduced to 1.27 MPa · G (13 kg / cm 2 G). Repressurize to 47 MPa · G (15 kg / cm 2 G). Thereafter, polymerization was continued in the pressure range of 1.27 to 1.47 MPa · G (13 to 15 kg / cm 2 G) by this method. After 20 hours, the temperature was rapidly lowered and the pressure was released to stop the polymerization.
製造された水性分散液中の含フッ素エラストマー粒子は、濃度25質量%で、平均粒子径0.2μmであり、フッ素含有率は71質量%であった。 The fluorine-containing elastomer particles in the produced aqueous dispersion had a concentration of 25% by mass, an average particle size of 0.2 μm, and a fluorine content of 71% by mass.
製造例2(架橋含フッ素エラストマー粒子Aの製造)
製造例1で得た含フッ素エラストマー粒子(平均粒子径0.2μm;フッ素含有率71質量%)の重合上がりの水性分散液(含フッ素エラストマー粒子濃度:25質量%)が入った重合容器内を窒素ガス置換した後、80℃に加熱した。
Production Example 2 (Production of crosslinked fluorine-containing elastomer particles A)
Inside the polymerization vessel containing the aqueous dispersion (fluorinated elastomer particle concentration: 25% by mass) after polymerization of the fluorine-containing elastomer particles (average particle size 0.2 μm; fluorine content 71% by mass) obtained in Production Example 1 After replacing with nitrogen gas, the mixture was heated to 80 ° C.
この水性分散液(含フッ素エラストマー粒子25質量部)にトリアリルイソシアヌレート(TAIC)を3質量部加え、45分間撹拌した。ついで、過硫酸アンモニウム(APS)を1.14質量部加えて架橋反応を開始させた。5時間撹拌下に反応を進めた後室温に冷却して反応を停止させ、架橋含フッ素エラストマー粒子の水性分散液を得た。なお、一部は、−20℃で24時間凍結凝析した後、濾過乾燥することにより、架橋含フッ素エラストマー粒子を粉体として回収した。 To this aqueous dispersion (25 parts by mass of fluorine-containing elastomer particles), 3 parts by mass of triallyl isocyanurate (TAIC) was added and stirred for 45 minutes. Subsequently, 1.14 parts by mass of ammonium persulfate (APS) was added to initiate the crosslinking reaction. The reaction was allowed to proceed with stirring for 5 hours and then cooled to room temperature to stop the reaction, whereby an aqueous dispersion of crosslinked fluorine-containing elastomer particles was obtained. A part of the mixture was frozen and coagulated at −20 ° C. for 24 hours, and then filtered and dried to recover the crosslinked fluorine-containing elastomer particles as a powder.
得られた架橋含フッ素エラストマー粒子Aの平均粒子径は0.2μmであった。 The average particle diameter of the obtained crosslinked fluorine-containing elastomer particles A was 0.2 μm.
実施例1
製造例2で得た架橋含フッ素エラストマー粒子Aの粉体30質量部とテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)のペレット70質量部と国際公開第2006/137475号パンフレットの実施例2と同様にして作製したC4F9CH2CH2P(Bu)3−モンモリロナイトの粉体(厚さ:1nm、直径:500nm)3質量部をラボプラストミル(東洋精機(株)製のラボプラストミル655)で混練して、組成物を調製した。
Example 1
30 parts by mass of the powder of crosslinked fluorine-containing elastomer particles A obtained in Production Example 2, 70 parts by mass of pellets of tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), and Example 2 of International Publication No. 2006/137475 3 parts by mass of C 4 F 9 CH 2 CH 2 P (Bu) 3 -montmorillonite powder (thickness: 1 nm, diameter: 500 nm) prepared in the same manner as in the above A composition was prepared by kneading with a plast mill 655).
実施例2〜4
表1に示す合成樹脂(A)、架橋含フッ素エラストマー粒子(B)および無機フィラー(C)を用いたほかは実施例1と同様にして組成物を得た。
Examples 2-4
A composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the synthetic resin (A), the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) and the inorganic filler (C) shown in Table 1 were used.
なお、実施例2〜4で配合した無機フィラーは次のものであり、国際公開第2006/137475号パンフレットの記載に従って作製した。
実施例2:C6F13CH2CH2P(Bu)3−モンモリロナイト(厚さ:1nm、直径:500nm)
実施例3:C4F9CH2CH2P(Bu)3−マイカ(厚さ:1nm、直径:5000nm)
実施例4:C6F13CH2CH2P(Bu)3−マイカ(厚さ:1nm、直径:5000nm)
In addition, the inorganic filler mix | blended in Examples 2-4 is the following, It produced according to description of the international publication 2006/137475 pamphlet.
Example 2: C 6 F 13 CH 2 CH 2 P (Bu) 3 - montmorillonite (thickness: 1 nm, diameter: 500 nm)
Example 3: C 4 F 9 CH 2 CH 2 P (Bu) 3 - Mica (thickness: 1 nm, diameter: 5000 nm)
Example 4: C 6 F 13 CH 2 CH 2 P (Bu) 3 - Mica (thickness: 1 nm, diameter: 5000 nm)
比較例1
実施例1において、無機フィラーを配合しなかったほかは同様にして比較用の組成物を得た。
Comparative Example 1
A comparative composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the inorganic filler was not blended.
試験例1
実施例1〜4および比較例1でそれぞれ得られた組成物について、機械特性を調べた。結果を表1に示す。
Test example 1
The mechanical properties of the compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were examined. The results are shown in Table 1.
試験例2
実施例1〜4および比較例1でそれぞれ得られた組成物について、燃料(ガソリン)透過性を調べた。結果を表1に示す。
Test example 2
The compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were examined for fuel (gasoline) permeability. The results are shown in Table 1.
Claims (6)
前記合成樹脂(A)100質量部に対して、架橋された含フッ素エラストマー粒子(B)を5〜1000質量部、無機フィラー(C)を0.01〜100質量部含み、
前記合成樹脂(A)がフッ素樹脂であり、
前記架橋された含フッ素エラストマー粒子(B)の平均一次粒子径が10〜500nmであり、
前記無機フィラー(C)が、少なくとも1つの部分が0.1nm〜1000nmである金属へテロ原子化合物であり、アスペクト比が5以上の層状であり、表面がフッ素化合物で処理されているものである
樹脂組成物。 (A) a synthetic resin, saw-containing (B) a fluorine-containing elastomer particles are crosslinked and (C) an inorganic filler,
5 to 1000 parts by mass of the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) and 0.01 to 100 parts by mass of the inorganic filler (C) with respect to 100 parts by mass of the synthetic resin (A),
The synthetic resin (A) is a fluororesin,
The average primary particle diameter of the crosslinked fluorine-containing elastomer particles (B) is 10 to 500 nm,
The inorganic filler (C) is a metal heteroatom compound having at least one portion of 0.1 nm to 1000 nm, is a layer having an aspect ratio of 5 or more, and has a surface treated with a fluorine compound. <br/> Resin composition.
CF2=CF−Rf 1(1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体に由来する構造単位を含む請求項2記載の樹脂組成物。 The fluorine-containing elastomer constituting the fluorine-containing elastomer particles (b1) is tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
Wherein R f 1 is selected from the group consisting of perfluoroethylenically unsaturated compounds represented by —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a C 1-5 perfluoroalkyl group). The resin composition according to claim 2 , comprising a structural unit derived from at least one monomer.
(1)テトラフルオロエチレン単位とエチレン単位を含むフッ素樹脂、
(2)テトラフルオロエチレン単位と式(1):
CF2=CF−Rf 1(1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物単位を含むフッ素樹脂、
(3)テトラフルオロエチレン単位とエチレン単位と式(1):
CF2=CF−Rf 1(1)
(式中、Rf 1は−CF3または−ORf 2(Rf 2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物単位を含むフッ素樹脂、
および
(4)ビニリデンフルオライド単位を含むフッ素樹脂
よりなる群から選ばれた少なくとも1種のフッ素樹脂である請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。 The fluororesin is
(1) a fluororesin containing a tetrafluoroethylene unit and an ethylene unit,
(2) Tetrafluoroethylene unit and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
(Wherein R f 1 is —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms)), a fluororesin containing a perfluoroethylenically unsaturated compound unit,
(3) Tetrafluoroethylene unit, ethylene unit and formula (1):
CF 2 = CF-R f 1 (1)
(Wherein R f 1 is —CF 3 or —OR f 2 (R f 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms)), a fluororesin containing a perfluoroethylenically unsaturated compound unit,
And (4) vinylidene fluoride resin composition according to any one of claims 1 to 3 is at least one fluorine resin selected from the group consisting of fluorine resin containing chloride units.
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