JPH07292199A - フッ素系ポリマー組成物およびその架橋方法 - Google Patents

フッ素系ポリマー組成物およびその架橋方法

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JPH07292199A
JPH07292199A JP9220794A JP9220794A JPH07292199A JP H07292199 A JPH07292199 A JP H07292199A JP 9220794 A JP9220794 A JP 9220794A JP 9220794 A JP9220794 A JP 9220794A JP H07292199 A JPH07292199 A JP H07292199A
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fluororesin
fluororubber
tetrafluoroethylene
fluorine
fluorosurfactant
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Terubumi Ono
光史 小野
Masayuki Saito
正幸 斉藤
Masataka Yokota
政隆 横田
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Abstract

(57)【要約】 【構成】テトラフルオロエチレン−エチレン系フッ素樹
脂またはこれとテトラフルオロエチレン−プロピレン系
フッ素ゴムからなり、含フッ素界面活性剤を含有する放
射線架橋可能なフッ素系ポリマー組成物。 【効果】架橋助剤が不要で作業環境の悪化がなく、溶融
押出物が破断することなく連続したペレット化が可能
で、良好な外観を有する架橋成形物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフッ素系ポリマー組成物
およびその架橋方法に関し、さらに詳しくは含フッ素界
面活性剤を含有せしめることにより架橋性が改善され、
押出加工性が優れたフッ素系ポリマー組成物およびその
架橋方法に関する。
【0002】
【従来の技術】テトラフルオロエチレン−エチレン系フ
ッ素樹脂(以下、ETFEフッ素樹脂ともいう)または
テトラフルオロエチレン−プロピレン系フッ素ゴム(以
下、FPフッ素ゴムともいう)とETFEフッ素樹脂の
溶融混合物は、電線被覆等の電気絶縁材料として好適に
用いられている。これらのETFEフッ素樹脂またはE
TFEフッ素樹脂とFPフッ素ゴムの混合物は、成形し
た後に電離性放射線を照射することにより架橋して実用
的な物性を得るために、トリアリルイソシアヌレート等
の架橋助剤が必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ETFEフッ
素樹脂またはETFEフッ素樹脂とFPフッ素ゴムの混
合物とトリアリルイソシアヌレートとの溶融混合が高温
であるために、成形加工の工程においてトリアリルイソ
シアヌレートの揮散により作業環境が悪化することや、
成形物の表面に揮散したトリアリルイソシアヌレートが
付着して成形物の外観を損なうなどの問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、含フッ素界
面活性剤がETFEフッ素樹脂またはETFEフッ素樹
脂とFPフッ素ゴムの混合物の電離性放射線架橋反応性
を著しく向上させる効果を有することを見出し、本発明
に至った。
【0005】すなわち、本発明は、テトラフルオロエチ
レン−エチレン系フッ素樹脂に含フッ素界面活性剤を含
有せしめてなることを特徴とするフッ素系ポリマー組成
物である。
【0006】また、本発明は、テトラフルオロエチレン
−エチレン系フッ素樹脂として、含フッ素界面活性剤を
乳化剤として用いて重合されたものを使用することによ
り、フッ素系ポリマー組成物に含フッ素界面活性剤を含
有せしめてなる上記フッ素系ポリマー組成物である。
【0007】また、本発明は、テトラフルオロエチレン
−プロピレン系フッ素ゴムをさらに含有せしめてなる上
記フッ素系ポリマー組成物である。
【0008】また、本発明は、テトラフルオロエチレン
−プロピレン系フッ素ゴムとして、含フッ素界面活性剤
を乳化剤として用いて重合されたものを使用することに
より、フッ素系ポリマー組成物に含フッ素界面活性剤を
含有せしめてなる上記フッ素系ポリマー組成物である。
【0009】また、本発明は、上記フッ素系ポリマー組
成物を電離性放射線の照射により架橋せしめることを特
徴とする架橋方法である。
【0010】本発明の含フッ素界面活性剤を含有するE
TFEフッ素樹脂またはETFEフッ素樹脂とFPフッ
素ゴムの混合物は、その機構は明らかではないが、架橋
反応性が著しく向上し、トリアリルイソシアヌレート等
の架橋助剤を用いることなく、電離性放射線を照射する
ことにより架橋可能となる。
【0011】本発明に用いられるETFEフッ素樹脂
は、テトラフルオロエチレン/エチレンが70/30〜
30/70(モル比)の割合で共重合されたものが好ま
しい。また、ETFEフッ素樹脂は、さらに1種または
それ以上のフッ素含有のモノマーや炭化水素系のモノマ
ーが共重合されてもよい。
【0012】共重合可能なモノマーとしては、フッ化ビ
ニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、(ペルフルオロ
ブチル)エチレン、(ペルフルオロヘキシル)エチレ
ン、ペルフルオロ(メチルビニルエーテル)、ペルフル
オロ(プロピルビニルエーテル)等のフッ素含有のモノ
マーや、プロピレン、ブテン、メチルビニルエーテル、
エチルビニルエーテル等の炭化水素系のモノマーが挙げ
られる。
【0013】これらのモノマーを用いる際には、ETF
Eフッ素樹脂中に50モル%以内で共重合されているこ
とが好ましい。
【0014】本発明に用いられるETFEフッ素樹脂の
製造に際しては、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液
重合等の従来公知の各種重合方法はすべて採用できる。
【0015】ここで、含フッ素界面活性剤を用いた乳化
重合を採用するときは、含フッ素界面活性剤をETFE
フッ素樹脂に残存せしめることができる。他の重合方法
を採用するときは、溶融混練する際に含フッ素界面活性
剤を添加できる。
【0016】本発明に用いられるFPフッ素ゴムは、テ
トラフルオロエチレン/プロピレンが30/70〜70
/30(モル比)の割合で共重合されたものが好まし
い。また、FPフッ素ゴムは、さらに1種またはそれ以
上のフッ素含有のモノマーや炭化水素系のモノマーが共
重合されてもよい。
【0017】共重合可能なモノマーとしては、フッ化ビ
ニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロ
(メチルビニルエーテル)、ペルフルオロ(プロピルビ
ニルエーテル)等のフッ素含有のモノマーや、エチレ
ン、ブテン、メチルビニルエーテル、エチルビニルエー
テル等の炭化水素系のモノマーが挙げられる。
【0018】これらのモノマーは、FPフッ素ゴム中
に、50モル%以内で共重合されていることが好まし
い。
【0019】本発明に用いられるFPフッ素ゴムの製造
に際しては、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合
等の従来公知の各種重合方法はすべて採用できる。
【0020】ここで、含フッ素界面活性剤を用いた乳化
重合を採用するときは、含フッ素界面活性剤をFPフッ
素ゴムに残存せしめることができる。他の重合方法を採
用するときは、ETFEフッ素樹脂と溶融混練する際に
含フッ素界面活性剤を添加できる。
【0021】本発明のフッ素系ポリマー組成物は、前述
のETFEフッ素樹脂またはETFEフッ素樹脂とFP
フッ素ゴムの混合物と、さらに含フッ素界面活性剤とを
ETFEフッ素樹脂の溶融温度以上で混合することによ
り容易に得られる。具体的には、ETFEフッ素樹脂の
融点以下、例えば50〜150℃の温度で、FPフッ素
ゴムにETFEフッ素樹脂をロールやバンバリーミキサ
ーで混練し、次いでETFEフッ素樹脂の融点以上で成
形してもよいし、予めETFEフッ素樹脂の融点以上の
温度でロールやバンバリーミキサー、押出機を用い、両
者を混練してもよい。
【0022】本発明において、ETFEフッ素樹脂とF
Pフッ素ゴムの混合物を用いる場合には、両者を任意の
割合で混合することができる。得られる成形体の機械的
強度および可撓性を考慮すると、FPフッ素ゴム/ET
FEフッ素樹脂の混合比率は80/20〜20/80
(重量比)の範囲が好ましい。ETFEフッ素樹脂の含
有量が少な過ぎると機械的強度の改善効果が少なく、多
過ぎるとFPフッ素ゴムの本来の特徴である可撓性が損
なわれることになる。
【0023】含フッ素界面活性剤としては、以下のもの
が好ましく例示できる。なお、以下においてRf は炭素
数6〜12のペルフルオロアルキル基である。
【0024】ペルフルオロオクタン酸ナトリウム、ペル
フルオロオクタン酸アンモニウム、ペルフルオロノナン
酸アンモニウム、ペルフルオロヘプタンスルホン酸ナト
リウム、ペルフルオロオクタンスルホン酸カリウム、C
817SO2 N(C25 )CH2 COOK、[(CF
32 CF]2 C=C(CF3 )OC64 SO3 Na
等のアニオン系界面活性剤。
【0025】C817CH2 CH(OH)CH2 N(C
24 OH)2 (CH3 )Cl、R f CONH(CH
23 N(CH33 I等のカチオン系界面活性剤。
【0026】[(CF32 CF]2 C=C(CF3
OC64 (OCH2 CH2n OCH3 (ただし、n
=5〜30の整数)、C61324 SC24 (O
CH2 CH2m OH(ただし、m=1〜15の整
数)、Rf CONH(CH2 CH2 O)21CH3 、Rf
24 OCH2 CH(OH)CH2 NH(CH23
N(CH32 、Rf24 OCOCH2 S(CH2
C(CONH2 )H)10H等のノニオン系界面活性剤。
【0027】C71524 S(CH23 N(CH
2 COO)(CH32 、Rf CONH(CH23
(CH2 COO)(CH32 等の両性界面活性剤。
【0028】含フッ素界面活性剤の添加量は、ETFE
フッ素樹脂またはFPフッ素ゴムとETFEフッ素樹脂
の混合物100重量部に対し、0.001〜1重量部が
好ましい。0.001重量部未満では効果が低く、1重
量部を超えても添加効果は変わらない。より好ましいの
は0.003〜0.5重量%である。
【0029】本発明において、フッ素系ポリマー組成物
の特性を損なわない範囲において、充填剤、顔料、加工
助剤、安定剤等の任意の添加剤を混合できる。また、従
来より用いられているトリアリルイソシアヌレート等の
架橋助剤も使用できる。
【0030】本発明のフッ素系ポリマー組成物は、押出
機や金型等で成形した後に、γ線、電子線、X線などの
電離性放射線を照射することにより架橋される。電離性
放射線の照射量は特には限定されないが、通常は1〜2
0Mrad程度である。
【0031】
【実施例】
[参考例1]含フッ素界面活性剤のペルフルオロノナン
酸アンモニウムを乳化剤として用い、乳化重合により、
テトラフルオロエチレン重合単位/プロピレン重合単位
=55/45(モル比)の共重合体を分散液から凝集、
乾燥してフッ素ゴム−1を製造した。フッ素ゴム−1の
100重量部中の含フッ素界面活性剤は0.02重量部
であった。
【0032】[参考例2]界面活性剤のラウリル硫酸ナ
トリウムを乳化剤として用い、乳化重合により、テトラ
フルオロエチレン重合単位/プロピレン重合単位=55
/45(モル比)の共重合体を参考例1と同様にしてフ
ッ素ゴム−2を製造した。
【0033】[参考例3]界面活性剤を用いずに、溶液
重合により、テトラフルオロエチレン重合単位/エチレ
ン重合単位/(ペルフルオロブチル)エチレン重合単位
=53/47/0.7(モル比)のフッ素樹脂−1を製
造した。
【0034】[実施例1]フッ素ゴム−1/フッ素樹脂
−1が40/60(重量比)の混合物を300℃で溶融
混合しフッ素系ポリマー組成物を得た。この組成物を3
00℃でプレスした後に冷却して1mmの厚さのシート
を得た。このシートに10Mradの電子線を照射して
架橋し、23℃で物性を測定したところ、引張強度3.
90kg/mm2 、引張伸度235%であった。また、
この組成物をシリンダ−1を250℃、シリンダ−2を
270℃、シリンダ−3を280℃、ヘッドを275
℃、ダイスを275℃に設定した30mm押出機(L/
D=30)を用い、外径0.36mmの導体上に厚み
0.18mmで押出被覆した。この被覆物に10Mra
dの電子線を照射して架橋させた。この被覆物は、押出
被覆直後、架橋後ともに押出外観は良好であった。
【0035】[実施例2]フッ素ゴム−1/フッ素樹脂
−1が30/70(重量比)の混合物を300℃で溶融
混合してフッ素系ポリマー組成物を得た。この組成物
を、実施例1と同様にして電子線を照射して架橋したシ
ートを得た。23℃での物性は引張強度3.13kg/
mm2 、引張伸度293%であった。また、この組成物
を実施例1と同様にして、導体上に厚み0.18mmで
押出被覆し、電子線を照射して架橋させた。この被覆物
は、押出被覆直後、架橋後ともに押出外観は良好であっ
た。
【0036】[実施例3]フッ素ゴム−2/フッ素樹脂
−1/ペルフルオロオクタン酸ナトリウムが30/70
/0.01(重量比)の混合物を300℃で溶融混合し
てフッ素系ポリマー組成物を得た。この組成物を実施例
1と同様にして電子線を照射して架橋したシートを得
た。23℃での物性は引張強度3.30kg/mm2
引張伸度244%であった。また、この組成物を実施例
1と同様にして、導体上に厚み0.18mmで押出被覆
し、電子線を照射して架橋させた。この被覆物は、押出
被覆直後、架橋後ともに押出外観は良好であった。
【0037】[実施例4]フッ素ゴム−2/フッ素樹脂
−1/ペルフルオロオクタン酸ナトリウムが40/60
/0.01(重量比)の混合物を300℃で溶融混合し
てフッ素系ポリマー組成物を得た。この組成物を実施例
1と同様にして電子線を照射して架橋したシートを得
た。23℃での物性は引張強度3.05kg/mm2
引張伸度228%であった。また、この組成物を実施例
1と同様にして、導体上に厚み0.18mmで押出被覆
し、電子線を照射して架橋させた。この被覆物は、押出
被覆直後、架橋後ともに押出外観は良好であった。
【0038】[実施例5]フッ素樹脂−1/ペルフルオ
ロオクタン酸ナトリウムが100/0.02(重量比)
の混合物を300℃でプレスした後に冷却して厚さ1m
mのシートを得た。このシートに実施例1と同様にして
電子線を照射して架橋し、物性を測定した。このシート
の23℃での物性は引張強度4.61kg/mm2 、引
張伸度150%、220℃での物性は引張強度1.06
kg/mm2 、引張伸度170%であった。
【0039】[比較例1]フッ素ゴム−2/フッ素樹脂
−1が40/60(重量比)の混合物を300℃で溶融
混合してフッ素系ポリマー組成物を得た。この際、溶融
押出物が破断しやすく、連続してペレット化するのが困
難であった。この組成物を実施例1と同様にして電子線
を照射して架橋したシートを得た。23℃での物性は引
張強度1.65kg/mm2 、引張伸度125%であっ
た。
【0040】[比較例2]フッ素樹脂−1を実施例1と
同様にしてシートを得た。このシートに実施例1と同様
にして電子線を照射して物性を測定した。23℃では引
張強度5.34kg/mm2 、引張伸度450%、22
0℃では引張強度0.41kg/mm2 、引張伸度70
0%であった。
【0041】[比較例3]フッ素ゴム−2/フッ素樹脂
−1/トリアリルイソシアヌレートが40/60/4
(重量比)の混合物を300℃で溶融混合してフッ素系
ポリマー組成物を得た。この際に、トリアリルイソシア
ヌレートが揮散し、周辺に付着した。この組成物を実施
例1と同様にして電子線を照射し、架橋したシートを得
た。23℃での物性は引張強度2.78kg/mm2
引張伸度195%であった。また、この組成物を導体上
に厚み0.18mmで押出被覆した。電線の表面には、
トリアリルイソシアヌレートによると思われるしみが多
数見られた。
【0042】
【発明の効果】少量の含フッ素界面活性剤を用いること
により、架橋助剤が不要で作業環境の悪化がなく、溶融
押出物が破断することなく連続したペレット化が可能
で、良好な外観を有する架橋成形物が得られる。電線用
途をはじめとして、各種の産業分野で用いることができ
る。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テトラフルオロエチレン−エチレン系フッ
    素樹脂に含フッ素界面活性剤を含有せしめてなることを
    特徴とするフッ素系ポリマー組成物。
  2. 【請求項2】テトラフルオロエチレン−エチレン系フッ
    素樹脂として、含フッ素界面活性剤を乳化剤として用い
    て重合されたものを使用することにより、フッ素系ポリ
    マー組成物に含フッ素界面活性剤を含有せしめてなる請
    求項1のフッ素系ポリマー組成物。
  3. 【請求項3】テトラフルオロエチレン−プロピレン系フ
    ッ素ゴムをさらに含有せしめてなる請求項1または2の
    フッ素系ポリマー組成物。
  4. 【請求項4】テトラフルオロエチレン−プロピレン系フ
    ッ素ゴムとして、含フッ素界面活性剤を乳化剤として用
    いて重合されたものを使用することにより、フッ素系ポ
    リマー組成物に含フッ素界面活性剤を含有せしめてなる
    請求項3のフッ素系ポリマー組成物。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれかのフッ素系ポリマ
    ー組成物を電離性放射線の照射により架橋せしめること
    を特徴とする架橋方法。
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