JPH0741522A - エチレン/テトラフルオロエチレン系共重合体 - Google Patents

エチレン/テトラフルオロエチレン系共重合体

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JPH0741522A
JPH0741522A JP20839093A JP20839093A JPH0741522A JP H0741522 A JPH0741522 A JP H0741522A JP 20839093 A JP20839093 A JP 20839093A JP 20839093 A JP20839093 A JP 20839093A JP H0741522 A JPH0741522 A JP H0741522A
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輝夫 高倉
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Masanori Kaya
政徳 賀屋
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Abstract

(57)【要約】 【構成】テトラフルオロエチレン/エチレンの含有モル
比がそれぞれ50〜60/50〜40であって、これら
と共重合可能な含フッ素ビニルモノマーの含有量が2〜
7モル%であることを特徴とする新規ETFE共重合
体。 【効果】従来のETFE共重合体の特性に加え、柔軟
性、透明性、低融点化による成形性が改良された重合体
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、新規なエチレン/テト
ラフルオロエチレン系共重合体(以下ETFE共重合体
という)に関し、詳しくは低融点、高透明性ならびに柔
軟性を特徴とする新規ETFE共重合体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のETFE共重合体は、優れたカッ
トスルー抵抗、溶融加工性、耐薬品性、電気的性質等を
有することで知られており、これらの特徴を生かして電
線被覆材を始めとして各種ライニング、ケミカルポンプ
部品等に広く用いられている。さらに近年では薄膜化し
たときの透明性と耐候性の高さから有機材料の保護フィ
ルムとしての用途が急成長している。
【0003】近年、ETFE共重合体に対するユーザー
の要求は、商品価値向上のために材料特性の高機能化
や、ランニングコスト低減のための長期連続成形加工の
可能性など非常に広範囲に渡っている。電線・チューブ
用途ではより複雑な配線・配管や激しい動きを伴う場所
にも対応できるような柔軟性が要求されている。また、
耐候性保護フィルム用途では保護する基材をより鮮やか
に見せるためや、農業用ハウスなどでより高い光量を得
るためにも更に高い透明性が要求されている。一方従来
のETFE共重合体の問題点として、成形するときに長
期運転すると分解による着色や樹脂劣化物によるヤニの
発生などが指摘されており、長期運転しても劣化のおこ
らない、低い融点を持ち高い分解温度を有する、言い換
えると成形温度と分解温度の差がより大きな材料が望ま
れている。
【0004】以上のような要求に加えて当然ながらET
FE共重合体の耐薬品性や電気的特性、機械特性は維持
していなければならず、従来のETFE共重合体ではこ
のような特性をすべて満たすことは不可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低い曲げ弾
性率と高い光線透過率を有し、かつ融点と分解温度の差
が大きく成形性が改良された新規なETFE共重合体の
提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ETFE共重
合体組成を特定の範囲に制限することにより、その目的
を達成し得ることを見いだした。
【0007】すなわち本発明は、テトラフルオロエチレ
ン(以下TFEという)、エチレン(以下Eという)お
よびこれらと共重合可能な含フッ素ビニルモノマーを含
み、TFE/Eの含有モル比が50〜60/50〜40
であって、含フッ素ビニルモノマーの含有量が2〜7モ
ル%であり、下記に定義する容量流速が10〜300m
3 /secであることを特徴とする新規ETFE共重
合体を提供する。
【0008】ETFE共重合体中のTFE/Eの含有モ
ル比が50/50より低いと融点とともに分解温度も低
下し成形性が損なわれる。一方、この含有モル比が60
/40より高いと低融点化と柔軟化は達成されるが透明
性が損なわれる。さらにEとTFEの交互共重合性の高
さから、共重合体のTFE/Eの含有モル比を60/4
0超にするには、反応器中のTFE/Eの反応モル比を
90/10超にしなければならず、その結果ポリテトラ
フルオロエチレンホモ重合体生成の可能性がありフィッ
シュアイの原因となるなど製造上好ましくない。したが
って、低融点、高透明性、柔軟性および分解温度特性を
有するために、ETFE共重合体のTFE/Eの含有モ
ル比は50〜60/50〜40が必要であり、特に優れ
た物性を示すには55〜60/45〜40とすることが
好ましい。
【0009】本発明で用いられる含フッ素ビニルモノマ
ーは、TFEおよびEと共重合可能なモノマー、例えば
CF2 =CFCl、CF2 =CH2 などのフルオロエチ
レン類、CF2 =CFCF3 、CF2 =CHCF3 など
のフルオロプロピレン類、CH2 =CHC25 、CH
2 =CHC49 、CH2 =CFC49 、CH2 =C
F(CF23 Hなどのフルオロアルキル基の炭素数が
2〜10のフルオロアルキルエチレン類、CF2 =CF
O(CF2 CFXO)mf (式中Rf は炭素数1〜6
のパーフルオロアルキル基、Xはフッ素原子またはトリ
フルオロメチル基、mは1〜5の整数を示す。)などの
パーフルオロビニルエーテル類、CF2=CFOCF2
CF2 CF2 COOCH3 やCF2 =CFOCF2 CF
(CF3)OCF2 CF2 SO2 Fなどの容易にカルボ
ン酸基やスルホン酸基に変換可能な基を有するビニルエ
ーテル類などが例示される。
【0010】かかる含フッ素ビニルモノマーのうち、共
重合性、モノマー製造に関する経済性、得られた共重合
体の物性などから、式CH2 =CH−Cn2n+1(但
し、式中のnは2〜10の整数)で表されるフルオロア
ルキルエチレンが選ばれ、とりわけCH2 =CH−C4
9 が好ましい。かかる含フッ素ビニルモノマーの含有
量は2モル%より少ないと低融点化、柔軟化の達成が困
難であり、7モル%よりも多いと重合速度が遅くなるた
めに生産性が低下し、また本来のETFE共重合体の優
れた高温時の高強度、耐クリープ等が低下するので2〜
7モル%、とりわけ2.5〜5.0モル%が好ましい。
【0011】本発明において、重合方法としては従来か
らETFE共重合体の重合に採用されている方法、例え
ば塊状、溶液、懸濁、乳化、気相重合などを採用でき
る。
【0012】工業生産性を考慮すると、フッ素系溶媒を
用い、重合開始剤として有機過酸化物を採用する水性媒
体中での懸濁重合が好ましい。フッ素系溶媒としてはC
Cl22 、CCl3 F、CClF3 、CCl2 FCC
lF2 、CClF2 CClF2 などのクロロフルオロカ
ーボン類、1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタ
ン、CF2 HCF2 CF2 H、CF3 CFHCF2 CF
2 CF3 、CF3 CF 2 CF2 CF2 CF2 H、CF3
CF2 CFHCF2 CF3 、CF3 CFHCFHCF2
CF3 、CF2 HCF2 CF2 CF2 CF2 H、CF2
HCFHCF2CF2 CF3 、CF3 CF2 CF2 CF2
CF2 CF2 H、CF3 CH(CF3)CF2 CF2
3 、CF3 CF(CF3 )CFHCF2 CF3 、CF
3 CF(CF3 )CFHCFHCF3 、CF3 CH(C
3 )CFHCF2 CF3 、CF2 HCF2 CF2 CF
2 CF2 CF2 H、CF3 CF2 CF2 CF2 CH2
3 などのハイドロフルオロカーボン類、CF4 、CF
3 CF3 、CF3 CF2CF2 CF3 、CF3 CF2
2 CF2 CF2 CF3 などのパーフルオロカーボン
類、CF3 CHFCF2 OCH2 CF3 、CF3 CF2
CF2 CF2 OCF3 、CF3 (CF22 O(CF
22 CF3 などのフッ素化エーテル類などが例示され
る。
【0013】フッ素系溶媒と水の混合比(容積比)は
9:1〜1:9、特に懸濁分散性、生産性の面から7:
3〜3:7とすることが好ましい。
【0014】重合開始剤として用いられる有機過酸化物
としては、パーオキシエステル型のラジカル開始剤を使
用することが反応操作、重合速度、生成共重合体の諸物
性などについて有利である。例えば、t−ブチルパーオ
キシイソブチレート、t−ブチルパーオキシアセテー
ト、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパー
オキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオ
キシラウレート、パーフルオロブチリルパーオキシドな
どが挙げられる。
【0015】分子量調節剤としては、n−ヘキサン、メ
タノール、四塩化炭素、塩化メチレンなど通常のものを
用いることが可能であるが、特に炭素数1〜3の脂肪族
アルコールを用いることが望ましい。かかる特定の分子
量調整剤を使用することで、所望の分子量に制御でき、
かつ、生成共重合体は着色、耐熱老化性などが改善され
るのである。かかる分子量調節剤としては、ROH(R
はメチル基、エチル基またはプロピル基)で表される1
級アルコールが好ましく、特にメチルアルコールが好ま
しい。また、分子量調節剤の使用量は、要求される分子
量、重合開始剤の使用量、モノマー濃度などにより適宜
必要量が決定される。
【0016】
【実施例】次に本発明の実施例について、更に具体的に
説明するが、かかる説明によって本発明が限定されるも
のではない。なお、以下の実施例中において、共重合体
の物性は次の方法によって測定した。
【0017】容量流速(Q値):高化式フローテスター
を用い300℃、30kg/cm2 荷重下で、直径1m
m、長さ2mmのノズルから単位時間に流出する共重合
体の容量(mm3 /sec)を測定した。 ポリマー組成:19F−NMRと元素分析から求めた。 融点:パーキンエルマー7型示差走査熱量計装置を用い
10℃/minの速度で昇温したときの融解ピーク(極
大値)を融点とした。 分解温度:真空理工TGD7000型高速示差熱天秤装
置を用い10℃/minの速度で昇温したときの重量の
10%減少が起きた点を分解温度とした。 引張強度・伸度:ASTM−D638に従いV型ダンベ
ルを用いて行った。 曲げ弾性率:ASTM−D790に従い測定した。 光線透過率:紫外可視分光光度計により厚さ60μmの
フィルムの400nmにおける透過率を測定した。
【0018】[実施例1]内容積10リットルのステン
レス製オートクレーブにメタノール200g、トリクロ
ロトリフルオロエタン(以下R−113という)328
6g、脱酸素した水4900g、TFEの634g、E
の25g、およびパーフルオロブチルエチレン(以下P
FBEという)46gを仕込んだ。この混合物を充分撹
拌しながら反応温度を65℃に保持した。次に開始剤の
t−ブチルパーオキシイソブチレートの50重量%R−
113溶液29ミリリットルを添加し重合を開始した。
反応中圧力降下に応じて系内にTFE/E/PFBEの
モル比が57/40/3の混合ガスを導入し重合圧力1
4kg/cm2 Gを保持した。7.25時間で882g
の白色共重合体を得た。該共重合体は容量流速(Q値)
=105(mm3 /sec)、共重合体組成TFE/E
/PFBE=57/40/3(モル%)、融点229
℃、分解温度410℃、曲げ弾性率6.5×103 kg
/cm2 、光線透過率88.7%であった。
【0019】[実施例2]実施例1において、初期仕込
量をメタノール150g、TFEの577g、Eの40
g、パーフルオロオクチルエチレン(以下PFOEとい
う)94gとし、後仕込混合ガスのモル比をTFE/E
/PFOE=51/45/4とする以外は同様の操作を
繰り返し、8時間で白色共重合体920gを得た。該共
重合体は容量流速63(mm3 /sec)、共重合体組
成TFE/E/PFOE=51/45/4(モル%)、
融点220℃、分解温度401℃、曲げ弾性率6.2×
103 kg/cm2 、光線透過率89.4%であった。
【0020】[実施例3]実施例1において、初期仕込
量をR−113の代わりにCH3 CH249の30
65gとするほか、メタノール170g、TFEの52
8g、Eの21g、PFBEの41gとし、後仕込混合
ガスをモル比でTFE/E/PFBE=58.1/3
8.8/3.1とする以外は同様の操作を繰り返し、7
時間で白色共重合体990gを得た。該共重合体は容量
流速71(mm3 /sec)、共重合体組成TFE/E
/PFBE=58.1/38.8/3.1(モル%)、
融点223℃、分解温度411℃、曲げ弾性率6.3×
103 kg/cm2 、光線透過率88.9%であった。
【0021】[実施例4]実施例1において、初期仕込
量をR−113の代わりにCF3 CF2 CF2 CF2
2 CF2 Hの3258gとするほか、メタノール18
0g、TFEの532g、Eの22g、PFBEの46
gとし、後仕込混合ガスをモル比でTFE/E/PFB
E=55.8/40.4/3.8とする以外は同様の操
作を繰り返し、7時間で白色共重合体975gを得た。
該共重合体は容量流速110(mm3 sec)、共重合
体組成TFE/E/PFBE=55.8/40.4/
3.8(モル%)、融点221℃、分解温度409℃、
曲げ弾性率6.1×103 kg/cm2 、光線透過率8
9.2%であった。
【0022】[実施例5]実施例1において、初期仕込
量をR−113の代わりにCF3 CF2 CF2 CF2
2 CF3 3528gとするほか、メタノール150
g、TFEの540、Eの22g、PFBEの33gと
し、後仕込混合ガスをモル比でTFE/E/PFBE=
58.5/39.0/2.5とする以外は同様の操作を
繰り返し、7時間で白色共重合体1005gを得た。該
共重合体の容量流速69(mm3 /sec)、共重合体
組成TFE/E/PFBE=58.5/39.0/2.
5(モル%)、融点227℃、分解温度415℃、曲げ
弾性率6.4×103 kg/cm2 、光線透過率88.
4%であった。
【0023】[実施例6]実施例5において、初期仕込
量をCF3 CF2 CF2 CF2 CF2 CF3 の代わりに
CF3 CF(CF3 )CFHCFHCF3 3444gと
し、後仕込混合ガスをモル比でTFE/E/PFBE=
57.3/39.9/2.8とする以外は同様の操作を
繰り返し、7時間で白色共重合体986gを得た。該共
重合体は容量流速79(mm3 /sec)、共重合体組
成TFE/E/PFBE=57.3/39.9/2.8
(モル%)、融点225℃、分解温度411℃、曲げ弾
性率6.2×103 kg/cm2 、光線透過率88.6
%であった。
【0024】[実施例7]実施例5において、初期仕込
量をCF3 CF2 CF2 CF2 CF2 CF3 の代わりに
CF3 CFHCFHCF2 CF3 3516gとし、後仕
込混合ガスをモル比でTFE/E/PFBE=57.9
/39.4/2.7とする以外は同様の操作を繰り返
し、7時間で白色共重合体990gを得た。該共重合体
は容量流速83(mm3 /sec)、共重合体組成TF
E/E/PFBE=57.9/39.4/2.7(モル
%)、融点226℃、分解温度410℃、曲げ弾性率
6.2×103 kg/cm2 、光線透過率88.6%で
あった。
【0025】[比較例1]実施例1と同じオートクレー
ブを用いて、トリクロロモノフルオロメタン3867
g、R−113の6456g、TFEの1153g、E
の55.8gおよびPFBEの50.2gを仕込んだ。
この混合物を充分に撹拌しながら、反応温度を65℃に
保持した。次に開始剤のt−ブチルパーオキシイソブチ
レートの50重量%R−113溶液を15ミリリットル
添加し、重合を開始した。反応中圧力降下に応じて系内
にTFE/E/PFBEのモル比が52.8/45.8
/1.4の混合ガスを導入して重合圧力13.4kg/
cm2 Gを保持した。8.1時間で890gの白色共重
合体を得た。該共重合体は容量流速75(mm3 /se
c)、共重合体組成TFE/E/PFBE=52.8/
45.8/1.4(モル%)、融点265℃、分解温度
390℃、曲げ弾性率9.5×103 kg/cm2 、光
線透過率82.1%であった。
【0026】[比較例2]実施例1において、初期仕込
量をメタノール150g、TFEの700g、Eの5.
6g、PFBE36.9gとし、後仕込混合ガスのモル
比をTFE/E/PFBE=64/34/2とする以外
は同様の操作を繰り返し、8時間で白色共重合体920
gを得た。該共重合体は容量流速95(mm3 /se
c)、共重合体組成TFE/E/PFOE=64/34
/2(モル%)、融点224℃、分解温度407℃、曲
げ弾性率5.0×103 kg/cm2 、光線透過率7
9.7%であった。
【0027】実施例1、2、3、4、5、6、7、比較
例1、2の結果を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】これらの結果より本発明の組成範囲からは
ずれると、比較例1の場合は低融点化・柔軟化が達成さ
れず、比較例2の場合は透明性・引張強度が低下するこ
とが明らかである。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、従来のETFE共重合
体の諸特性は維持したまま、低融点化による成形性のほ
か柔軟性、透明性が改良された新規ETFE共重合体を
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 実桐 幸男 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 賀屋 政徳 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 三宅 晴久 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テトラフルオロエチレン、エチレンおよび
    これらと共重合可能な含フッ素ビニルモノマーを含み、
    テトラフルオロエチレン/エチレンの含有モル比が50
    〜60/50〜40であって、含フッ素ビニルモノマー
    の含有量が2〜7モル%であり、本文中に定義する容量
    流速が10〜300mm3 /secであることを特徴と
    するエチレン/テトラフルオロエチレン系共重合体。
  2. 【請求項2】含フッ素ビニルモノマーが式CH2 =CH
    −Cn2n+1(但し、式中のnは2〜10の整数)で表
    されるアルキルエチレンである請求項1のエチレン/テ
    トラフルオロエチレン系共重合体。
  3. 【請求項3】含フッ素ビニルモノマーがCH2 =CH−
    49 である請求項1のエチレン/テトラフルオロエ
    チレン系共重合体。
  4. 【請求項4】含フッ素ビニルモノマーの含有量が2.5
    〜5.0モル%である請求項1のエチレン/テトラフル
    オロエチレン系共重合体。
  5. 【請求項5】炭素数1〜3の脂肪族アルコールを分子量
    調整剤として用い、テトラフルオロエチレンとエチレン
    とを共重合せしめて得られる請求項1のエチレン/テト
    ラフルオロエチレン系共重合体。
  6. 【請求項6】本文中に定義する光線透過率が85%以上
    である請求項1のエチレン/テトラフルオロエチレン系
    共重合体。
  7. 【請求項7】融点が230℃以下である請求項1のエチ
    レン/テトラフルオロエチレン系共重合体。
  8. 【請求項8】曲げ弾性率が7.0×103 kg/cm2
    以下である請求項1のエチレン/テトラフルオロエチレ
    ン系共重合体。
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