JP4748125B2 - フッ素ゴム架橋用組成物 - Google Patents
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Description
X1−[A−(Y)p]q−X2 (I)
または式(II):
X1−[A−(Y1)p]q−[B−(Y2)r]s−X2 (II)
(式中、X1およびX2は同じかまたは異なり、いずれもカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはスルホン酸基、Y、Y1およびY2は同じかまたは異なり、いずれも側鎖にカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはニトリル基を有する2価の有機基、Aはエラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメント(以下、「エラストマー性セグメントA」という、Bは非エラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメント(以下、「非エラストマー性セグメントB」という)、pは0〜10の整数、qは1〜5の整数、rは0〜10の整数、sは1〜3の整数である、ただしX1、X2、Y、Y1またはY2のいずれか一つはカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基であり、Y、Y1およびY2はAまたはBのセグメント中にランダムに入っていてもよい)で示され、架橋性基としてカルボキシル基および/またはアルコキシカルボニル基を主鎖の末端および/または分岐鎖に有する架橋可能な新規含フッ素エラストマーが好ましい。
X1−[A−(Y)p]q−X2 (Ia)
または式(IIa):
X1−[A−(Y1)p]q−[B−(Y2)r]s−X2 (IIa)
(式中、X1およびX2は同じかまたは異なり、いずれもカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはスルホン酸基、Y、Y1およびY2は同じかまたは異なり、いずれも側鎖にカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはニトリル基を有する2価の有機基、Aはエラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメント、Bは非エラストマー性含フッ素ポリマー鎖セグメント、pは0〜10の整数、qは1〜5の整数、rは0〜10の整数、sは1〜3の整数である、ただしX1またはX2のいずれか一つはカルボキシル基であり、Y、Y1およびY2はAまたはBのセグメント中にランダムに入っていてもよい)で示され、架橋性基としてカルボキシル基を主鎖の末端に有する含フッ素エラストマーに関する。
(Sco/Scf)×(D/Dp)×(F/Fp)≧0.01 (1)
(式中の文字は後述する)を満たすカルボキシル基含有量をもつものが好ましい。
X1−[A−(Y)p]q−X2 (I)
で示されるエラストマー性セグメントAを主鎖とするエラストマー、または式(II):
X1−[A−(Y1)p]q−[B−(Y2)r]s−X2 (II)
で示されるエラストマー性セグメントAと非エラストマー性セグメントBとからなる主鎖をもつ含フッ素多元セグメント化エラストマーである(式(I)および式(II)において、X1、X2、Y、Y1、Y2、A、B、p、q、rおよびsは前記と同じである)。これらのうち前記式(Ia)または(IIa)で示されるカルボキシル基を主鎖の末端に有する(すなわち、X1またはX2の少なくとも一方がカルボキシル基である)含フッ素エラストマーは新規なエラストマーである。
式(2):
式(3):
式(4):
式(5):
(1)VdF/TFE(0〜100/100〜0)、特にVdF/TFE(70〜99/30〜1)、PTFEまたはPVdF;
(2)エチレン/TFE/HFP(6〜60/40〜81/1〜30)、3,3,3−トリフルオロプロピレン−1,2−トリフルオロメチル−3,3,3−トリフルオロプロピレン−1/PAVE(40〜60/60〜40);
(3)TFE/CF2=CF−Rf 3(非エラストマー性を示す組成範囲、すなわち、CF2=CF−Rf 3が15モル%以下。Rf 3は1個以上のエーテル型酸素原子を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のフルオロ−もしくはパーフルオロアルキル基、またはフルオロ−もしくはパーフルオロオキシアルキル基である。);
(4)VdF/TFE/CTFE(50〜99/30〜0/20〜1);
(5)VdF/TFE/HFP(60〜99/30〜0/10〜1);
(6)エチレン/TFE(30〜60/70〜40);
(7)ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE);
(8)エチレン/CTFE(30〜60/70〜40)
などがあげられる。これらのうち、耐薬品性と耐熱性の点から、特にPTFEおよびTFE/CF2=CF−Rf 3(Rf 3は前記と同じ)の非エラストマー性の共重合体が好ましい。
(Sco/Scf)×(D/Dp)×(F/Fp)≧0.01
を満たすことが、架橋点を確保し耐熱性を上げ、圧縮永久歪みを向上させる点から好ましい。
Sco:対象とするエラストマーをFT−IRで測定したときの1680〜1830cm-1に吸収のピークをもつ会合および非会合のカルボキシル基のカルボニル基に基づく吸収の合計面積吸光度。たとえば、TFE/パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)/CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X(XはCNまたはCOOH)においては、会合しているカルボニル基に基づく吸収が1800〜1820cm-1に、非会合のものに基づく吸収が1760〜1780cm-1に出現する。
Scf:対象とするエラストマーをFT−IRで測定したときの2220〜2840cm-1に吸収のピークをもつC−F結合の倍音に基づく吸収の面積吸光度。ただし、ニトリル基が存在する場合は2220〜2840cm-1に吸収のピークをもつすべての吸収の面積吸光度の合計から2220〜2300cm-1に吸収のピークをもつニトリル基に基づく吸収の面積吸光度を引いた値。この補正は、ニトリル基が存在する場合は2220〜2300cm-1に吸収のピークが出るため、その吸収の影響を排除するためである。
D:対象とするエラストマーの20℃での比重。
Dp:標準とするパーフルオロエラストマー(TFE/PMVEのモル比で58/42の共重合体。19F−NMRで測定)の20℃での比重(測定値:2.03)。TFE/PMVEのモル比で58/42の共重合体を標準パーフルオロエラストマーとする理由は、入手が容易であるからである。
F:元素分析法で求めた対象とするエラストマーのフッ素含有量(重量%)。
Fp:元素分析法で求めた前記標準パーフルオロエラストマーのフッ素含有量(測定値:71.6重量%)。
(ScfpはパーフルオロエラストマーのC−F結合の面積吸光度)でよい。
(FT−IR測定)
測定機:パーキンエルマー社製のFT−IRスペクトロメータ1760X型
サンプル:厚さ約0.1mmのフィルム
測定条件:分解能 2cm-1、測定間隔 1cm-1、透過法で測定
測定機:オリオンリサーチ社製のマイクロプロセッサ イオナライザ901型
測定方法:サンプル1.4〜1.9mgにNa2O2(助燃剤)を少量加え、25mlの純水を入れた燃焼フラスコ中で燃焼させる。30分間放置後、10mlを取り出し、チサブ液(酢酸500ml、塩化ナトリウム500g、クエン酸三ナトリウム2水和物5gおよび水酸化ナトリウム320gに純水を加えて10リットルにしたもの)10mlを加えてFイオンメータでFイオン量を測定する。
測定機:(株)東洋精機製作所製のオートマチックデンシメータD−1型
測定条件:20℃
(1)エッチング装置
ドライエッチング装置
プラズマエッチング装置
反応性イオンエッチング装置
反応性イオンビームエッチング装置
スパッタエッチング装置
イオンビームエッチング装置
ウェットエッチング装置
アッシング装置
(2)洗浄装置
乾式エッチング洗浄装置
UV/O3洗浄装置
イオンビーム洗浄装置
レーザービーム洗浄装置
プラズマ洗浄装置
ガスエッチング洗浄装置
抽出洗浄装置
ソックスレー抽出洗浄装置
高温高圧抽出洗浄装置
マイクロウェーブ抽出洗浄装置
超臨界抽出洗浄装置
(3)露光装置
ステッパー
コータ・デベロッパー
(4)研磨装置
CMP装置
(5)成膜装置
CVD装置
スパッタリング装置
(6)拡散・イオン注入装置
酸化拡散装置
イオン注入装置
着火源をもたない内容積3リットルのステンレススチール製オートクレーブに、純水1リットルおよび乳化剤として
各架橋用組成物についてJSR型キュラストメーター
II型により、表4に記載の温度にて加硫曲線を求め、最低粘度(νmin)、最高粘度(νmax)、誘導時間(T10)および最適加硫時間(T90)を求める、
JIS K6301に準じて厚さ2mmの架橋物の常態(25℃)での100%モジュラス、引張強度、引張伸びおよび硬度(JIS A硬度)を測定する。
JIS K6301に準じてO−リング(AS−568A−214)の200℃70時間、200℃168時間、230℃70時間および230℃168時間後の圧縮永久歪みを測定する。
着火源をもたない内容積3リットルのステンレススチール製オートクレーブに、純水1リットルおよび乳化剤として
実施例2において、架橋剤としてビス(アミノフェノール)AFに代えて式:
実施例1で得たカルボキシル基を末端に有するニトリル基含有エラストマー100重量部に架橋剤としてビスアミノフェノールAFに代えてテトラフェニルスズを3重量部配合し、カーボンブラックとしてSRFカーボンブラックを10重量部配合したほかは実施例1と同様にして表4に示す条件で架橋し、架橋物を得た。この架橋物について実施例1と同様にして架橋性および各物性を測定した。結果を表4に示す。
Claims (6)
- 架橋性基としてカルボキシル基および/またはアルコキシカルボニル基を主鎖の両末端に有するパーフルオロエラストマーと、該カルボキシル基またはアルコキシカルボニル基と反応可能でかつオキサゾール架橋系、イミダゾール架橋系またはチアゾール架橋系に使用される架橋剤とを含むフッ素ゴム架橋用組成物。
- パーフルオロエラストマーが、架橋性基としてカルボキシル基を主鎖の両末端に有するパーフルオロエラストマーである請求項1記載のフッ素ゴム架橋用組成物。
- カルボキシル基またはアルコキシカルボニル基と反応可能な架橋剤が、式(III):
(式中、R1およびR2は一方が−NH2であって他方が−NH2、−OHまたは−SHであり、R3は−SO2−、−O−、−CO−、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキレン基または単結合手である)で示されるビスジアミノフェニル系架橋剤、ビスアミノフェノール系架橋剤、ビスアミノチオフェノール系架橋剤、
式(IV):
で示されるビスアミドラゾン系架橋剤、
式(V)または(VI):
(式中、Rf 3は炭素数1〜10のパーフルオロアルキレン基)、
(式中、nは1〜10の整数)で示されるビスアミドキシム系架橋剤
である請求項1または2記載のフッ素ゴム架橋用組成物。 - 式(III)において、R1およびR2がいずれも−NH2であるビスアミノフェニル系架橋剤を用いる請求項4記載のフッ素ゴム架橋用組成物。
- パーフルオロエラストマーが、式(I):
X1−[A−(Y)p]q−X2 (I)
または式(II):
X1−[A−(Y1)p]q−[B−(Y2)r]s−X2 (II)
(式中、X1およびX2は同じかまたは異なり、いずれもカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基、Y、Y1およびY2は同じかまたは異なり、いずれも側鎖にカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子またはニトリル基を有する2価の有機基、Aはエラストマー性パーフルオロポリマー鎖セグメント、Bは非エラストマー性パーフルオロポリマー鎖セグメント、pは0〜10の整数、qは1〜5の整数、rは0〜10の整数、sは1〜3の整数である、ただし、Y、Y1およびY2はAまたはBのセグメント中にランダムに入っていてもよい)で示されるパーフルオロエラストマーである請求項1〜5のいずれかに記載のフッ素ゴム架橋用組成物。
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