聚四氟乙烯水性分散液制造技术

本发明专利技术提供一种包含分子量高且极微小的聚四氟乙烯的颗粒、并且分散稳定性优异的聚四氟乙烯水性分散液。一种聚四氟乙烯水性分散液，其为包含聚四氟乙烯颗粒的水性分散液，该聚四氟乙烯颗粒包含四氟乙烯单元、或者四氟乙烯单元和基于能够与上述四氟乙烯共聚的改性单体的改性单体单元，该聚四氟乙烯水性分散液的特征在于，聚四氟乙烯颗粒的体积平均粒径为0.1nm以上且小于20nm，在380℃、负荷5kg的条件下测定的熔体流动速率为0g/10分钟以上且小于80g/10分钟，熔点为324℃～360℃，热分解起始温度为400℃以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚四氟乙烯水性分散液。
技术介绍
氟树脂水性分散液通常通过在含氟表面活性剂的存在下对含氟单体进行乳液聚合而制造。作为含氟表面活性剂，以往使用了全氟辛酸或其盐等长链含氟表面活性剂。但是，专利文献1中公开了下述内容：由于全氟辛酸铵在自然界中不存在，其为难以分解的物质，因而从环境方面出发提出了要抑制全氟辛酸铵的排出；并且指出全氟辛酸铵的生物体蓄积性高。因此，专利文献1中提出了一种聚四氟乙烯水性乳化液，其特征在于，在将四氟乙烯单独、或与能够共聚的其它单体一起在水性介质中进行乳液聚合时，相对于最终的聚四氟乙烯收率，使用1,500ppm～20,000ppm的通式：XCF2CF2(O)mCF2CF2OCF2COOA(式中，X为氢原子或氟原子，A为氢原子、碱金属或NH4，m为0～1的整数)所表示的含氟乳化剂，从而得到该聚四氟乙烯水性乳化液。专利文献2中记载了一种通过低分子量聚四氟乙烯的制造方法所制造的低分子量聚四氟乙烯水性分散液，其特征在于，其在反应性化合物和链转移剂的存在下、在水性介质中进行四氟乙烯、或者四氟乙烯和能够与上述四氟乙烯共聚的改性单体的乳液聚合，上述反应性化合物具有在自由基聚合中能够反应的官能团和亲水基，相对于上述水性介质，为超过与10ppm相当的量的量。另外，专利文献3中记载了一种含氟聚合物颗粒的水性分散液，其是通过用于制作含氟聚合物颗粒的水性分散液的方法所制造的，该方法包括以下工序：在水性聚合介质中具备氟化离聚物的分散微粒的工序；和在该水性聚合介质中在该氟化离聚物的分散微粒和引发剂的存在下使至少一种氟化单体聚合，形成含氟聚合物的颗粒的水性分散液的工序。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2007/046345号专利文献2：日本特开2010-180364号公报专利文献3：日本特表2012-513530号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在现有技术中，若利用与长链含氟表面活性剂不同的含氟表面活性剂将含氟单体乳液聚合，则具有所得到的氟树脂颗粒的粒径变大的倾向。另外，具有分散稳定性降低的倾向，在聚合中存在发生聚合物附着于搅拌桨等问题。特别是，不容易得到粒径足够小、分散稳定性优异的聚四氟乙烯水性分散液。实际上，并不知道包含特定水平以下的极微小的聚四氟乙烯的颗粒且分散稳定性优异的聚四氟乙烯水性分散液。另外，虽然已知粒径比较小的聚四氟乙烯颗粒，但也并不知道包含分子量高、且特定水平以下的极微小的聚四氟乙烯的颗粒的水性分散液。本专利技术是鉴于上述现状而进行的，其目的在于提供一种包含分子量高且极微小的聚四氟乙烯的颗粒、并且分散稳定性优异的聚四氟乙烯水性分散液。用于解决课题的方案本专利技术人进行了各种研究，结果成功地制造出包含分子量高且特定水平以下的极微小的聚四氟乙烯的颗粒、并且分散稳定性优异的聚四氟乙烯水性分散液，由此完成了本专利技术。即，本专利技术涉及一种聚四氟乙烯水性分散液，其为包含聚四氟乙烯颗粒的水性分散液，该聚四氟乙烯颗粒包含四氟乙烯单元、或者四氟乙烯单元和基于能够与上述四氟乙烯共聚的改性单体的改性单体单元，上述聚四氟乙烯水性分散液的特征在于，上述聚四氟乙烯颗粒的体积平均粒径为0.1nm以上且小于20nm，在380℃、负荷5kg的条件下测定的熔体流动速率为0g/10分钟以上且小于80g/10分钟，熔点为324℃～360℃，热分解起始温度为400℃以上。本专利技术的聚四氟乙烯水性分散液优选含有LogPOW为3.4以下的含氟表面活性剂，该含氟表面活性剂的量在水性分散液中相当于4,600ppm～500,000ppm。作为上述含氟表面活性剂，优选含有下述通式(1)X-(CF2)m1-Y(1)(式中，X表示H或F，m1表示3～5的整数，Y表示-SO3M、-SO4M、-SO3R、-SO4R、-COOM、-PO3M2、-PO4M2(M表示H、NH4或碱金属，R表示碳原子数为1～12的烷基))所表示的含氟化合物。本专利技术的聚四氟乙烯水性分散液优选不包含下述通式(2)X-(CF2)m2-Y(2)(式中，X表示H或F，m2表示6以上的整数，Y表示-SO3M、-SO4M、-SO3R、-SO4R、-COOM、-PO3M2、-PO4M2(M表示H、NH4或碱金属，R表示碳原子数为1～12的烷基))所表示的含氟化合物。专利技术的效果本专利技术的聚四氟乙烯水性分散液包含极微小的聚四氟乙烯的颗粒且分散稳定性优异，因此对于机械剪切力稳定，因而具有难以凝集且沉降稳定性好的效果。另外，在聚四氟乙烯的颗粒的粒径小的同时，聚四氟乙烯的分子量高，因而还具有机械强度难以受损的优点。具体实施方式下面，具体说明本专利技术。本专利技术的聚四氟乙烯水性分散液包含聚四氟乙烯[PTFE]颗粒，该聚四氟乙烯[PTFE]颗粒包含四氟乙烯[TFE]单元、或者四氟乙烯单元和基于能够与上述四氟乙烯共聚的改性单体的改性单体单元。作为上述PTFE，可以为均聚PTFE，也可以为改性PTFE。改性PTFE包含TFE单元和基于能够与TFE共聚的改性单体的改性单体单元。另外，上述PTFE可以为具有非熔融加工性和原纤化性的高分子量PTFE，也可以为具有熔融加工性、但不具有原纤化性的低分子量PTFE。本说明书中，熔融加工性是指可以利用挤出机和注射成型机等现有的加工设备将聚合物熔融并进行加工。作为上述改性单体，只要是能够与TFE共聚的单体就没有特别限定，例如可以举出六氟丙烯[HFP]等全氟烯烃；三氟氯乙烯[CTFE]等氟氯烯烃；三氟乙烯、偏二氟乙烯[VDF]等含氢氟代烯烃；全氟乙烯基醚；全氟烷基乙烯；乙烯；具有腈基的含氟乙烯基醚等。另外，所使用的改性单体可以为一种，也可以为两种以上。作为上述全氟乙烯基醚，没有特别限定，例如可以举出下述通式(6)CF2＝CF-ORf8(6)(式中，Rf8表示全氟有机基团)所表示的全氟不饱和化合物等。本说明书中，上述“全氟有机基团”是指与碳原子键合的氢原子全部被氟原子取代而成的有机基团。上述全氟有机基团可以具有醚氧。作为上述全氟乙烯基醚，例如可以举出上述通式(6)中Rf8表示碳原子数为1～10的全氟烷基的全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE]。上述全氟烷基的碳原子数优选为1～5。作为上述PAVE中的全氟烷基，例如可以举出全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟戊基、全氟己基等，优选全氟烷基为全氟甲基的全氟甲基乙烯基醚[PMVE]、全氟烷基为全氟丙基的全氟丙基乙烯基醚[PPVE]。作为上述全氟乙烯基醚，进而可以举出上述通式(6)中Rf8是碳原子数为4～9的全氟(烷氧基烷基)的物质、Rf8是下式：【化1】(式中，m表示0或1～4的整数)所表示的基团的物质、Rf8是下式：【化2】(式中，n表示1～4的整数)所表示的基团的物质等。作为全氟烷基乙烯，没有特别限定，例如可以举出全氟丁基乙烯(PFBE)、全氟己基乙烯(PFHE)、全氟辛基乙烯(PFOE)等。作为具有腈基的含氟乙烯基醚，更优选CF2＝CFORf9CN(式中，Rf9表示可以在两个碳原子间插入有氧原子的碳原子数为2～7的亚烷基)所表示的含氟乙烯基醚。作为具有腈基的含氟乙烯基醚，例如可以举出全氟[3-(1-甲基-2-乙烯基氧基-乙氧基)丙腈](CNVE)等。作为上述改性PTFE中的改性单体，优选为选自由HFP、CTFE、VD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯水性分散液，其为包含聚四氟乙烯颗粒的水性分散液，该聚四氟乙烯颗粒包含四氟乙烯单元、或者四氟乙烯单元和基于能够与所述四氟乙烯共聚的改性单体的改性单体单元，所述聚四氟乙烯水性分散液的特征在于，所述聚四氟乙烯颗粒的体积平均粒径为0.1nm以上且小于20nm，在380℃、负荷5kg的条件下测定的熔体流动速率为0g/10分钟以上且小于80g/10分钟，熔点为324℃～360℃，热分解起始温度为400℃以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.04 JP 2014-1162911.一种聚四氟乙烯水性分散液，其为包含聚四氟乙烯颗粒的水性分散液，该聚四氟乙烯颗粒包含四氟乙烯单元、或者四氟乙烯单元和基于能够与所述四氟乙烯共聚的改性单体的改性单体单元，所述聚四氟乙烯水性分散液的特征在于，所述聚四氟乙烯颗粒的体积平均粒径为0.1nm以上且小于20nm，在380℃、负荷5kg的条件下测定的熔体流动速率为0g/10分钟以上且小于80g/10分钟，熔点为324℃～360℃，热分解起始温度为400℃以上。2.如权利要求1所述的聚四氟乙烯水性分散液，其中，该聚四氟乙烯水性分散液含有LogPOW为3.4以下的含氟表面活性剂，该含氟表面活性剂的量在水性分散液中相当于4,600ppm～...

【专利技术属性】
技术研发人员：难波义典，深见大，山部拓也，加藤丈人，小野真诚，平良隆博，吉田裕俊，山中拓，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP