JP7581493B2 - パーフルオロエーテルフッ素ゴム及びその製造方法並びに応用 - Google Patents
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Description
ここで、各段階の重合反応における重合モノマーはいずれもテトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルを含む。
(1)加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルで構成された前段重合モノマーに対して前段重合反応を行うステップと、
(2)加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルで構成された中段重合モノマーを再び添加して中段重合反応を行うステップと、
(3)加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルで構成された後段重合モノマーを再び添加して重合反応を行い、反応生成物を収集するステップとを含む。
(1)反応器に脱イオン水を添加し、酸素含有量≦30ppmになるまで真空排気した後に乳化剤を添加し、60-95℃まで加熱するステップと、
(2)前段重合モノマーを添加し、反応器を2.8-3.5MPaに昇圧し、次に開始剤及び連鎖移動剤を添加し、前段重合反応を行い、前段重合モノマーの添加量が重合モノマーの総質量の20-35%になった時に、未反応のモノマーを回収するステップと、
(3)中段重合モノマーを添加し、次に1.6-2.5MPaまで減圧して中段重合反応を行い、中段重合モノマーの添加量が重合モノマーの総質量の30-85%になった時に、未反応のモノマーを回収するステップと、
(4)後段重合モノマーを添加し、次に2.8-3.5MPaまで昇圧して後段重合反応を行い、後段重合モノマーの添加量が重合モノマーの総質量の20-35%になった時に、未反応のモノマーを回収し、パーフルオロエーテルフッ素ゴムを含有するエマルジョンを得るステップと、
(5)エマルジョンに対して凝集、洗浄、乾燥を行い、前記パーフルオロエーテルフッ素ゴムを得るステップとを含む。
(1)本発明は多段重合の方法を採用することにより、セグメント中のテトラフルオロエチレン及び加硫点モノマー等が均一に分布し、さらに最後の材料の硬度が低く、加硫性能が良好であることを保証する。
(2)本発明の採用する製造方法で最後に製造されたゴムはA-B-Aブロック形態を有し、特定の構造を有して得られたゴムが高い引張強度を有すると同時に硬度が低く、加工性が良好であることを保証することができる。
パーフルオロエーテルフッ素ゴムであって、製造方法は以下のとおりである。
(1)50Lの反応器に30Lの脱イオン水を添加し、排気処理を行って酸素含有量≦30ppmになった時に、35gのパーフルオロオクタン酸アンモニウムを添加し、反応器内の内容物を85℃に加熱する。
(2)I(CF2)2OCF=CF2、TFE、パーフルオロメチルビニルエーテルによってモル比が1:60:39で構成された前段重合モノマーを投入し、反応器の圧力を3.0MPaに上昇させ、15gの過硫酸カリウム及び25gの1,2-ジヨードパーフルオロエタンを添加して前段重合反応を開始し、前段重合モノマーの添加量が2.5kgになった時に、未反応のモノマーを回収する。
(3)反応器内にI(CF2)2OCF=CF2、TFE、パーフルオロメチルビニルエーテルによってモル比が0.1:35:64.9で構成された中段重合モノマーを導入し、重合圧力を2.0MPaに調整して中段重合反応を行い、中段重合モノマーの添加量が3.3kgになった時に、未反応のモノマーを回収する。
(4)引き続き反応器内にI(CF2)2OCF=CF2、TFE、パーフルオロメチルビニルエーテルによってモル比が1:60:39で構成された後段重合モノマーを投入し、反応器の圧力を3.0MPaに上昇させ、後段重合モノマーの添加量が2.5kgになった時に、反応を終了し、未反応のモノマーを回収し、パーフルオロエーテルフッ素ゴムを含有するエマルジョンを得る。
(5)エマルジョンを機械的に凝集し、洗浄し、100℃で真空乾燥し、約7.5kgのパーフルオロエーテルフッ素ゴム製品を得る。
パーフルオロエーテルフッ素ゴムであって、製造方法は以下のとおりである。
(1)50Lの反応器に30Lの脱イオン水を添加し、排気処理を行って酸素含有量≦30ppmになった時に、50gのパーフルオロオクタン酸アンモニウムを添加し、反応器内の内容物を90℃に加熱する。
(2)I(CF2)2OCF=CF2、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によってモル比が3:67:30で構成された前段重合モノマーを投入し、反応器の圧力を3.5MPaに上昇させ、40gの過硫酸カリウム及び50gの1,4-ジヨードパーフルオロブタンを添加して前段重合反応を開始し、前段重合モノマーの添加量が3.5kgになった時に、未反応のモノマーを回収する。
(3)反応器内にI(CF2)2OCF=CF2、TFE、パーフルオロプロピルビニルエーテルによってモル比が1:55:44で構成された中段重合モノマーを導入し、重合圧力を2.5MPaに調整して中段重合反応を行い、中段重合モノマーの添加量が3.0kgになった時に、未反応のモノマーを回収する。
(4)引き続き反応器内にI(CF2)2OCF=CF2、TFE、パーフルオロプロピルビニルエーテルによってモル比が3:67:30で構成された後段重合モノマーを投入し、反応器の圧力を3.5MPaに上昇させ、後段重合モノマーの添加量が3.5kgになった時に、反応を終了し、未反応のモノマーを回収し、パーフルオロエーテルフッ素ゴムを含有するエマルジョンを得る。
(5)エマルジョンを機械的に凝集し、洗浄し、100℃で真空乾燥し、パーフルオロエーテルフッ素ゴム製品を得る。
実施例1との相違点は、本比較例において、ステップ(3)における中段重合反応の圧力が3.0MPaであることである。
実施例1との相違点は、本比較例において、ステップ(2)の前段重合反応及びステップ(4)の後段重合反応の圧力がいずれも2.0MPaであることである。
実施例1との相違点は、本比較例において、ステップ(3)で導入されたI(CF2)2OCF=CF2、TFE及びパーフルオロメチルビニルエーテルのモル比が0.1:50:49.9であることである。
パーフルオロエーテルフッ素ゴムであって、製造方法は以下のとおりである。
(1)50Lの反応器に30Lの脱イオン水を添加し、排気処理を行って酸素含有量≦30ppmになった時に、35gのパーフルオロオクタン酸アンモニアを添加し、反応器内の内容物を85℃に加熱する。
(2)I(CF2)2OCF=CF2、TFE、パーフルオロメチルビニルエーテルをモル比が1:45:55となるように投入し、重合モノマーの総添加量が8.3kgであり、反応器の圧力を3.0MPaに上昇させ、15gの過硫酸カリウム及び25gの1,2-ジヨードパーフルオロエタンを添加して重合反応を開始し、固形分含有量が21%程度になった時に、未反応のモノマーを回収し、パーフルオロエーテルフッ素ゴムを含有するエマルジョンを得る。
(5)エマルジョンを機械的に凝集し、洗浄し、100℃で真空乾燥し、約8.0kgのパーフルオロエーテルフッ素ゴム製品を得る。
実施例1-及び比較例1で製造されたゴム生ゴム(パーフルオロエーテルフッ素ゴム製品)に加硫処理を行い、加硫配合成分は表1に示すとおりである。
Claims (16)
- パーフルオロエーテルフッ素ゴムの製造方法であって、前記パーフルオロエーテルフッ素ゴムは多段重合法で製造され、
ここで、各段階の重合反応における重合モノマーはいずれもテトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルを含み、
各段階の重合反応における重合モノマーはさらに加硫点モノマーを含み、前記加硫点モノマーはパーフルオロヨードオレフィンであり、
前記多段重合法は三段重合法であり、前記製造方法は、
(1)加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルで構成された前段重合モノマーに対して前段重合反応を行うステップと、
(2)加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルで構成された中段重合モノマーを再び添加して中段重合反応を行うステップと、
(3)加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルで構成された後段重合モノマーを再び添加して重合反応を行い、反応生成物を収集するステップとを含み、
前記前段重合モノマー中の加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルのモル比は(1-3):(60-70):(30-40)であり、
前記中段重合モノマー中の加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルのモル比は(0.1-1):(35-55):(40-65)であり、
前記後段重合モノマー中の加硫点モノマー、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルのモル比は(1-3):(60-70):(30-40)であり、
前記前段重合モノマーの総モル数を100%とすると、前記加硫点モノマーの含有量は1-3%であり、前記テトラフルオロエチレンの含有量は60-70%であり、前記パーフルオロアルキルビニルエーテルの含有量は30-40%であり、
前記中段重合モノマーの総モル数を100%とすると、前記加硫点モノマーの含有量は0.1-1%であり、前記テトラフルオロエチレンの含有量は35-55%であり、前記パーフルオロアルキルビニルエーテルの含有量は40-65%であり、
前記後段重合モノマーの総モル数を100%とすると、前記加硫点モノマーの含有量は1-3%であり、前記テトラフルオロエチレンの含有量は60-70%であり、前記パーフルオロアルキルビニルエーテルの含有量は30-40%であることを特徴とするパーフルオロエーテルフッ素ゴムの製造方法。 - 前記前段重合モノマー、中段重合モノマー及び後段重合モノマーの質量比は(20-35):(30-60):(20-35)であることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。
- 前記前段重合モノマーは重合モノマーの総質量の20-35%を占め、前記中段重合モノマーは重合モノマーの総質量の30-60%を占め、前記後段重合モノマーは重合モノマーの総質量の20-35%を占めることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記後段重合モノマーの質量は前段重合モノマーの質量と同じであることを特徴とする、請求項2に記載の製造方法。
- 前記後段重合モノマーにおける各成分の割合は前段重合モノマーにおける各成分の割合と同じであることを特徴とする請求項2に記載の製造方法。
- 前記多段重合法の総重合時間は2-4hであり、
及び/又は、前記前段重合反応及び後段重合反応の重合圧力はそれぞれ独立して2.8-3.5MPaから選択され、前記中段重合反応の重合圧力は1.6-2.5MPaであり、
及び/又は、前記前段重合反応、中段重合反応及び後段重合反応の反応温度はそれぞれ独立して60-95℃から選択され、
及び/又は、中段重合モノマーを添加する前に、未反応の前段重合モノマーを回収し、
及び/又は、さらにステップ(3)で得られた反応生成物中の未反応の後段重合モノマーを回収し、パーフルオロエーテルフッ素ゴムを含有するエマルジョンを得ることを含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の製造方法。 - 後段重合モノマーを添加する前に、未反応の中段重合モノマーを回収することを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記多段重合法の分散媒は水であり、
及び/又は、前記前段重合反応の系はさらに開始剤を含み、
及び/又は、前記前段重合反応の系はさらにパーフルオロオクタン酸塩を乳化剤として含み、
及び/又は、前記前段重合反応の系はさらに連鎖移動剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 - 前記開始剤は過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム又は過マンガン酸カリウムのうちのいずれか一種又は少なくとも二種の組み合わせであることを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
- 100重量部の水媒体を基準として、前記開始剤の使用量は0.0001-8重量部であることを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
- 100重量部の水媒体を基準として、前記乳化剤の使用量は0.01-5重量部であることを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
- 前記連鎖移動剤は1,2-ジヨードパーフルオロエタン、1,3-ジヨードパーフルオロプロパン又は1,4-ジヨードパーフルオロブタンのうちのいずれか一種又は少なくとも二種の組み合わせであることを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
- 重合モノマーの総質量を基準として、前記連鎖移動剤の使用量は0.01-5%であることを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
- 前記製造方法は、
(1)反応器に脱イオン水を添加し、酸素含有量≦30ppmになるまで真空排気した後に乳化剤を添加し、60-95℃まで加熱するステップと、
(2)前段重合モノマーを添加し、反応器を2.8-3.5MPaに昇圧し、次に開始剤及び連鎖移動剤を添加し、前段重合反応を行い、前段重合モノマーの添加量が重合モノマーの総質量の20-35%になった時に、未反応のモノマーを回収するステップと、
(3)中段重合モノマーを添加し、次に1.6-2.5MPaまで減圧して中段重合反応を行い、中段重合モノマーの添加量が重合モノマーの総質量の30-85%になった時に、未反応のモノマーを回収するステップと、
(4)後段重合モノマーを添加し、次に2.8-3.5MPaまで昇圧して後段重合反応を行い、後段重合モノマーの添加量が重合モノマーの総質量の20-35%になった時に、未反応のモノマーを回収し、パーフルオロエーテルフッ素ゴムを含有するエマルジョンを得るステップと、
(5)エマルジョンに対して凝集、洗浄、乾燥を行い、前記パーフルオロエーテルフッ素ゴムを得るステップとを含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 - 請求項1~14のいずれかに記載の製造方法で製造されたパーフルオロエーテルフッ素ゴム。
- 請求項15に記載のパーフルオロエーテルフッ素ゴムの石油化学工業材料、自動車工業材料、半導体材料、航空宇宙材料又は器械材料における使用方法。
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