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公開番号2025137486
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2025036156
出願日2025-03-07
発明の名称フルオロポリマー水性分散液の製造方法
出願人ダイキン工業株式会社
代理人弁理士法人とこしえ特許事務所
主分類C08F 214/22 20060101AFI20250911BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】フルオロポリマー水性分散液を製造するための新規製造方法を提供すること。
【解決手段】明細書に記載の環式化合物、ならびに、水性媒体の存在下に、フルオロモノマーを重合することによって、フルオロポリマーを含有する水性分散液を製造するフルオロポリマー水性分散液の製造方法を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式（１）で表される化合物（１）、式（２）で表される化合物（２）、および、式（３）で表される化合物（３）からなる群より選択される少なくとも１種の環式化合物、ならびに、水性媒体の存在下に、フルオロモノマーを重合することによって、フルオロポリマーを含有する水性分散液を製造するフルオロポリマー水性分散液の製造方法。
式（１）：
TIFF
2025137486000062.tif
39
153
（式中、
Ｒ
１１
、Ｒ
１２
およびＲ
１３
は、独立に、ヘテロ原子を含んでもよい原子数１～８の多価連結基、Ｘ
１１
およびＸ
１２
は独立にＣまたはＮであり；
環Ａは、Ｒ
１１
、Ｒ
１２
、Ｘ
１１
およびＸ
１２
が連結して形成される４～１８員の環であり、環Ｂは、Ｒ
１１
、Ｒ
１３
、Ｘ
１１
およびＸ
１２
が連結して形成される４～１８員の環であり、環Ａおよび環Ｂは、独立に、飽和もしくは不飽和の炭化水素環または飽和もしくは不飽和の複素環であり、ただし、環Ａおよび環Ｂの少なくとも一方は非芳香族環であり；
Ｒ
１４
は単結合または炭素数１～２０の２価連結基、Ｚ
１１
は親水性基であり、ｎは、環Ａまたは環Ｂに結合する式：－Ｒ
１４
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数であり；
環Ａおよび環Ｂは、式：－Ｒ
１４
－Ｚ
１１
で表される基以外の任意の置換基を有してもよく、また、環Ａを形成するＲ
１２
および環Ｂを形成するＲ
１３
には、少なくとも１つの炭素－炭素間結合を共有する他の環が結合していてもよく；
Ｒ
１１
、Ｒ
１２
およびＲ
１３
は、いずれか２つがお互いに連結して、１以上の環を形成してもよい。）
式（２）：
TIFF
2025137486000063.tif
49
153
（式中、
Ｒ
２１
は、単結合または炭素数１～２０の多価連結基であり、Ｒ
２１
が炭素数１～２０の多価連結基である場合、Ｒ
２１
のいずれか１以上の炭素原子が３つのシクロヘキサン環を形成するいずれか２以上の炭素原子に結合することにより、環を形成してもよく；
Ｚ
１１
は親水性基であり；
ｎは、３つのシクロヘキサン環のいずれかに結合する式：－Ｒ
２１
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数であり；
３つのシクロヘキサン環は、式：－Ｒ
２１
－Ｚ
１１
で表される基以外の任意の置換基を有してもよく、また、３つのシクロヘキサン環には、少なくとも１つの炭素－炭素間結合を共有する他の環が結合していてもよい。）
式（３）：
TIFF
2025137486000064.tif
40
128
（式中、
Ｒ
続きを表示（約 4,700 文字）【請求項２】
化合物（１）が、式（１－１）、式（１－２）および式（１－３）のいずれかで表される請求項１に記載の製造方法。
式（１－１）：
TIFF
2025137486000065.tif
39
153
（式中、
Ｒ
１１１
は炭素数１または２の炭化水素基、Ｒ
１１２
およびＲ
１１３
は、独立に、飽和もしくは不飽和の炭素数２～８の炭化水素基またはエーテル酸素原子を含む飽和もしくは不飽和の炭素数１～７の炭化水素基、Ｘ
１１
およびＸ
１２
は独立にＣまたはＮであり；
環Ａ
１
は、Ｒ
１１１
、Ｒ
１１２
、Ｘ
１１
およびＸ
１２
が連結して形成される５～１２員の環であり、環Ｂ
１
は、Ｒ
１１１
、Ｒ
１１３
、Ｘ
１１
およびＸ
１２
が連結して形成される５～１２員の環であり、環Ａ
１
および環Ｂ
１
は、独立に、飽和もしくは不飽和の炭化水素環または飽和もしくは不飽和の複素環であり、ただし、環Ａ
１
および環Ｂ
１
はいずれも非芳香族環であり；
Ｒ
１４
は単結合または炭素数１～２０の２価連結基、Ｚ
１１
は親水性基であり、ｎは、環Ａ
１
または環Ｂ
１
に結合する式：－Ｒ
１４
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数であり；
環Ａ
１
および環Ｂ
１
は、－Ｒ
１４
－Ｚ
１１
で表される基以外の任意の置換基を有してもよい。）
式（１－２）：
TIFF
2025137486000066.tif
49
153
（式中、
Ｒ
１１１
、Ｒ
１１２
、Ｒ
１１３
、Ｘ
１１
、Ｘ
１２
、環Ａ
１
、環Ｂ
１
、Ｒ
１４
、Ｚ
１１
およびｎは、上記したとおりであり；
Ｒ
１１４
【請求項３】
化合物（１）が、式（１－１－１）、式（１－１－２）、式（１－１－３）、式（１－１－４）、式（１－１－５）、式（１－２－１）、式（１－２－２）および式（１－３）のいずれかで表される請求項１に記載の製造方法。
式（１－１－１）：
TIFF
2025137486000068.tif
24
152
式（１－１－２）：
TIFF
2025137486000069.tif
25
152
式（１－１－３）：
TIFF
2025137486000070.tif
26
153
式（１－１－４）：
TIFF
2025137486000071.tif
26
153
式（１－１－５）：
TIFF
2025137486000072.tif
27
152
式（１－２－１）：
TIFF
2025137486000073.tif
33
153
式（１－２－２）：
TIFF
2025137486000074.tif
29
154
式（１－３）：
TIFF
2025137486000075.tif
37
153
（各式中、Ｒ
１４
は単結合または炭素数１～２０の２価連結基、Ｚ
１１
は親水性基である。ｎは、環を構成するいずれかの炭素原子に結合する式：－Ｒ
１４
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数である。環は、いずれも、式：－Ｒ
１４
－Ｚ
１１
で表される基以外の任意の置換基を有してもよい。）
【請求項４】
化合物（２）が、式（２－１）および式（２－２）のいずれかで表される請求項１に記載の製造方法。
式（２－１）：
TIFF
2025137486000076.tif
42
153
（式中、Ｒ
２１１
は単結合または炭素数１～２０の２価連結基、Ｚ
１１
は親水性基である。ｎは、シクロペンタン環に結合する式：－Ｒ
２１１
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数である。３つのシクロヘキサン環は、任意の置換基を有してもよい。また、シクロペンタン環は、式：－Ｒ
２１１
－Ｚ
１１
で表される基以外の任意の置換基を有してもよい。）
式（２－２）：
TIFF
2025137486000077.tif
45
153
（式中、Ｒ
２１２
は単結合または炭素数１～２０の２価連結基、Ｚ
１１
は親水性基である。ｎは、３つのシクロヘキサン環のいずれかに結合する式：－Ｒ
２１２
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数である。３つのシクロヘキサン環は、式：－Ｒ
２１２
－Ｚ
１１
で表される基以外の任意の置換基を有してもよい。シクロペンタン環は、任意の置換基を有してもよい。）
【請求項５】
化合物（３）が、式（３－１）で表される請求項１に記載の製造方法。
式（３－１）：
TIFF
2025137486000078.tif
31
154
（式中、
環Ｄ
１
は、３～１８員の飽和もしくは不飽和の炭化水素環または飽和もしくは不飽和の複素環であり、芳香族環であっても非芳香族環であってもよく；
Ｒ
３４
は単結合または炭素数１～２０の２価連結基、Ｚ
１１
は親水性基であり、ｎは、ベンゼン環または環Ｄ
１
に結合する式：－Ｒ
３４
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数であり；
ベンゼン環および環Ｄ
１
は、式：－Ｒ
３４
－Ｚ
１１
で表される基および不飽和二重結合を含有する基以外の任意の置換基を有してもよく、また、ベンゼン環および環Ｄ
１
には、少なくとも１つの炭素－炭素間結合を共有する他の環が結合していてもよい。）
【請求項６】
化合物（３）が、式（３－１－１）および式（３－１－２）のいずれかで表される請求項１に記載の製造方法。
式（３－１－１）：
TIFF
2025137486000079.tif
29
153
（式中、
Ｒ
３４
は単結合または炭素数１～２０の２価連結基、Ｚ
１１
は親水性基であり、ｎは、２つのベンゼン環のいずれかに結合する式：－Ｒ
３４
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数であり；
２つのベンゼン環は、式：－Ｒ
３４
－Ｚ
１１
で表される基および不飽和二重結合を含有する基以外の任意の置換基を有してもよい。）
式（３－１－２）：
TIFF
2025137486000080.tif
29
153
（式中、
Ｒ
３４
は単結合または炭素数１～２０の２価連結基、Ｚ
１１
は親水性基であり、ｎは、ベンゼン環またはフラン環に結合する式：－Ｒ
３４
－Ｚ
１１
で表される基の数を表し、１以上の整数であり；
ベンゼン環およびフラン環は、式：－Ｒ
３４
－Ｚ
１１
で表される基および不飽和二重結合を含有する基以外の任意の置換基を有してもよい。）
【請求項７】
前記環式化合物が、フッ素原子を含有しない請求項１～６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記環式化合物の量が、前記水性媒体に対して、３～５０００質量ｐｐｍである請求項１～６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
さらに、一般式（Ａ）で表される含フッ素化合物（Ａ）の存在下に、前記フルオロモノマーを重合する請求項１～６のいずれかに記載の製造方法。
一般式（Ａ）：ＣＸ
ｉ
Ｘ
ｋ
＝ＣＸ
ｊ
Ｒ
ａ
－（ＣＺ
１
Ｚ
２
）
ｋ
－Ｙ
３
（式中、
Ｘ
ｉ
、Ｘ
ｊ
およびＸ
ｋ
は、それぞれ独立して、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ又はＣＦ
３
であり；
Ｙ
３
は、親水基であり；
Ｒ
ａ
は連結基であり；
Ｚ
１
及びＺ
２
は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ又はＣＦ
３
であり；
ｋは０又は１である。
但し、Ｘ
ｉ
、Ｘ
ｋ
、Ｘ
ｊ
、Ｒ
ａ
、Ｚ
１
及びＺ
２
の少なくとも１つはＦを含む。
但し、ｋが０である場合、Ｒ
ａ
は単結合以外の連結基である。）
【請求項１０】
Ｚ
１１
が、－ＳＯ
３
Ｍ、－ＯＳＯ
３
Ｍ、－ＣＯＯＭ、－Ｐ（＝Ｏ）（ＯＭ）
２
、－ＯＰ（Ｏ）（ＯＭ）
２
、－Ｂ（ＯＭ）
２
または－ＯＢ（ＯＭ）
２
であり、
Ｍが、Ｈ、金属原子、ＮＲ
６
４
、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、または、置換基を有していてもよいホスホニウムであり、
Ｒ
６
が、独立に、Ｈまたは有機基であり、Ｒ
６
のいずれか２つがお互いに結合して環を形成してもよい、
請求項１～６のいずれかに記載の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、フルオロポリマー水性分散液の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、芳香族環、親水基および不飽和二重結合を有する化合物（１）および水性媒体の存在下に、含フッ素単量体を重合することによって、主鎖に－ＣＨ
２
－を含有する含フッ素エラストマーの水性分散液を製造する含フッ素エラストマー水性分散液の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／０１９２４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示では、フルオロポリマー水性分散液を製造するための新規製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示によれば、式（１）で表される化合物（１）、式（２）で表される化合物（２）、および、式（３）で表される化合物（３）からなる群より選択される少なくとも１種の環式化合物、ならびに、水性媒体の存在下に、フルオロモノマーを重合することによって、フルオロポリマーを含有する水性分散液を製造するフルオロポリマー水性分散液の製造方法が提供される。
式（１）：
TIFF
2025137486000001.tif
39
153
（式中の各符号は後述のとおりである。）
式（２）：
TIFF
2025137486000002.tif
49
153
（式中の各符号は後述のとおりである。）
式（３）：
TIFF
2025137486000003.tif
40
128
（式中の各符号は後述のとおりである。）
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、フルオロポリマー水性分散液を製造するための新規製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示を具体的に説明する前に、本開示で使用するいくつかの用語を定義または説明する。
【０００８】
本開示において、フッ素樹脂とは、部分結晶性フルオロポリマーであり、フルオロプラスチックスである。フッ素樹脂は、融点を有し、熱可塑性を有するが、溶融加工性であっても、非溶融加工性であってもよい。
【０００９】
本開示において、溶融加工性とは、押出機及び射出成形機等の従来の加工機器を用いて、ポリマーを溶融して加工することが可能であることを意味する。従って、溶融加工性のフッ素樹脂は、後述する測定方法により測定されるメルトフローレートが０．０１～５００ｇ／１０分であることが通常である。
【００１０】
本開示において、含フッ素エラストマーとは、非晶質フルオロポリマーである。「非晶質」とは、フルオロポリマーの示差走査熱量測定〔ＤＳＣ〕（昇温速度１０℃／分）あるいは示差熱分析〔ＤＴＡ〕（昇温速度１０℃／分）において現われた融解ピーク（ΔＨ）の大きさが４．５Ｊ／ｇ以下であることをいう。含フッ素エラストマーは、架橋することにより、エラストマー特性を示す。エラストマー特性とは、ポリマーを延伸することができ、ポリマーを延伸するのに必要とされる力がもはや適用されなくなったときに、その元の長さを保持できる特性を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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