(57)【要約】  (1)一般式 CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2および一般式 CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2(ここで、Rは水素原子またはメチル基であり、nは1〜5の整数であり、aは1〜4の整数であり、bは0〜3の整数であり、cは1〜3の整数である)で表わされるフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物、(2)これらを重合単位として含有する含フッ素重合体および(3)この含フッ素重合体を有効成分とする撥水撥油剤。上記フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体は、一般式 CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOHおよび一般式 CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOHで表わされるフルオロアルキルアルコール混合物にアクリル酸またはメタクリル酸をエステル化反応することによって製造される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                        〔Ia〕
および一般式
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                  〔Ib〕
(ここで、Rは水素原子またはメチル基であり、nは1〜5の整数であり、aは1〜4の整数であり、bは0〜3の整数であり、cは1〜3の整数である)で表わされるフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物。
【請求項２】
一般式
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOH                                      〔IIa〕
および一般式
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOH                               〔IIb〕
(ここで、nは1〜5の整数であり、aは1〜4の整数であり、bは0〜3の整数であり、cは1〜3の整数である)で表わされるフルオロアルキルアルコール混合物を、アクリル酸またはメタクリル酸とエステル化反応させることを特徴とする、一般式
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                        〔Ia〕
および一般式
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                  〔Ib〕
(ここで、Rは水素原子またはメチル基であり、n、a、b、cは上記定義と同じである)で表わされるフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物の製造法。
【請求項３】
エステル化反応がp-トルエンスルホン酸触媒の存在下で行われる請求項２記載のフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物の製造法。
【請求項４】
一般式
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                        〔Ia〕
および一般式
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                  〔Ib〕
(ここで、Rは水素原子またはメチル基であり、nは1〜5の整数であり、aは1〜4の整数であり、bは0〜3の整数であり、cは1〜3の整数である)で表わされるフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物を重合単位として含有する含フッ素重合体。
【請求項５】
フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物に、一般式
CH2=CRCOOR1(NR2SO2)mRf
(ここで、Rは水素原子またはメチル基であり、R1は炭素数1〜4の2価の有機基であり、R2は炭素数1〜5の低級アルキル基であり、Rfは炭素数1〜6のポリフルオロアルキル基であり、mは0または1である)で表わされるポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート単量体および／またはフッ素原子非含有重合性単量体を共重合させた請求項４記載の含フッ素重合体。
【請求項６】
フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物と共重合されるポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート単量体において、R1基がポリフルオロアルキレン基の場合には、それと末端ポリフルオロアルキル基との合計炭素数が1〜6である請求項５記載の含フッ素重合体。
【請求項７】
請求項４記載の含フッ素重合体を有効成分とする撥水撥油剤。
【請求項８】
有機溶媒溶液として調製された請求項７記載の撥水撥油剤。
【請求項９】
有機溶媒が含フッ素有機溶媒である請求項８記載の撥水撥油剤。
【請求項１０】
請求項４記載の含フッ素重合体の水性分散液。
【請求項１１】
請求項１０記載の含フッ素重合体の水性分散液よりなる撥水撥油剤。
【請求項１２】
含フッ素重合体の固形分濃度が0.1〜10重量％に調整された請求項１１記載の撥水撥油剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物、これらの重合体およびこの重合体を有効成分とする撥水撥油剤に関する。さらに詳しくは、生体蓄積性が低いといわれている炭素数6以下のパーフルオロアルキル基を有するフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物、これらの重合体およびこの重合体を有効成分とする撥水撥油剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーフルオロアルキルアルコールのアクリル酸誘導体、例えばCF3(CF2)7CH2CH2OCOCH=CH2は、繊維用撥水撥油剤を形成する含フッ素共重合体用合成モノマーとして多量に使用されている。また、そのアクリレート化前駆体であるパーフルオロアルキルアルコールは、界面活性剤等として広く使用されている。このように、炭素数8以上のパーフルオロアルキル基を有するアクリル酸誘導体は、繊維用をはじめとする撥水撥油剤、防汚剤、界面活性剤等の原料として多量に使用されている。
【特許文献１】特公昭６３−２２２３７号公報
【０００３】
しかるに、近年炭素数8のパーフルオロオクタン酸あるいは炭素数が8を超えるパーフルオロカルボン酸は難分解性で、生体蓄積性が高く、生体毒性が疑われるなど環境に問題がみられるとの報告がなされている。これらの化合物の内、炭素数が8以上のパーフルオロアルキル基を有する化合物は、環境中での生物的分解または化学的分解によって、パーフルオロオクタン酸または炭素数が8を超えるパーフルオロカルボン酸に変化する可能性が示唆されており、今後はその製造や使用が困難になることが懸念されている。この点については、テロマー化合物も同様である。ただし、パーフルオロアルキル基の炭素数が6以下の化合物にあっては、生体蓄積性が低いといわれている。【０００４】
ここで、特許文献２では、撥水撥油処理基板の表面処理膜におけるパーフルオロアルキル(メタ)アクリレートの撥水撥油性の発現は、処理膜におけるパーフルオロアルキル基(Rf基)の配向に起因し、さらにRf基が配向するためには、Rf基の炭素数が8以上であることによる微結晶の融点が存在することが必要であり、かかる理由によって炭素数が8以上のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレートが従来使用されてきたとした上で、イソシアネート基を架橋基として有する単量体の併用により、炭素数7以上のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレートを用いての撥水撥油剤性能の発現を可能としている。しかるに、イソシアネート基含有単量体を用いない場合には、十分な撥水撥油性能を発揮することはできないものであった。
【特許文献２】ＷＯ ２００４／０３５７０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、(1)生体蓄積性が低いといわれている炭素数6以下のパーフルオロアルキル基を有する化合物であって、生物的分解(微生物による生化学的分解)または化学的分解(環境中の酸、塩基、活性酸素、オゾン等による分解)を受け易いCH=CF基をフルオロアルキル基中に形成させ、撥水撥油剤原料モノマー等として有効に使用し得るフルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物、(2)これらを重合単位として含有する含フッ素重合体および(3)この重合体を有効成分とする撥水撥油剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる本発明の目的は、
(1)一般式
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                        〔Ia〕
および一般式
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                  〔Ib〕
(ここで、Rは水素原子またはメチル基であり、nは1〜5の整数であり、aは1〜4の整数であり、bは0〜3の整数であり、cは1〜3の整数である)で表わされるフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物、
(2)これらを重合単位として含有する含フッ素重合体
および
(3)この含フッ素重合体を有効成分とする撥水撥油剤
によって達成される。【０００７】
上記フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体は、一般式
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOH                                      〔IIa〕
および一般式
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOH                               〔IIb〕
で表わされるフルオロアルキルアルコール混合物にアクリル酸またはメタクリル酸をエステル化反応することによって製造される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物は、分子中のフッ化ビニリデン由来のCH2CF2基が容易に脱HFして二重結合を形成し、それがオゾン分解を受けて分解し易いため、パーフルオロアルキル基が生体蓄積性の低い炭素数6以下に分解され得る。従って、フルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物を重合単位として含有する含フッ素重合体は、フルオロアルキル基中に-CH=CF-を存在させることで、連続した炭素数8以上のパーフルオロアルキル基を有さない構造となり、環境中でパーフルオロオクタン酸あるいは炭素数8を超えるパーフルオロカルボン酸に変化することがない。【０００９】
この含フッ素重合体は、従来の含フッ素重合体と同様に、撥水撥油剤の有効成分として好適に使用することができる。かかるフルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物を重合単位として含有する含フッ素重合体は、後記実施例および参考例に示されるように、従来より用いられているパーフルオロオクチルエチルアクリレートを重合させたホモポリマーと同等の静的接触角を示し、また水性分散液として調製された場合には、同等の撥水・撥油性を示すといったすぐれた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
含フッ素重合体の単量体として用いられる、一般式
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                        〔Ia〕
および一般式
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                  〔Ib〕
(ここで、Rは水素原子またはメチル基であり、nは1〜5の整数であり、aは1〜4の整数であり、bは0〜3の整数であり、cは1〜3の整数である)で表わされるフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物は、一般式
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOH                                      〔IIa〕
および一般式
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOH                               〔IIb〕
で表わされるフルオロアルキルアルコール混合物にアクリル酸またはメタクリル酸をエステル化反応することによって製造される。【００１１】
アクリル酸またはメタクリル酸でエステル化されるフルオロアルキルアルコール混合物〔IIa〕および〔IIb〕は、一般式
CF3(CF2)n(CH2CF2)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cI                                          〔III〕
で表わされるフルオロアルキルアイオダイドを、N-メチルホルムアミドと反応させ、次いで塩基性化合物の存在下で加水分解することにより製造される。【００１２】
フルオロアルキルアイオダイド
CH3(CF2)n(CH2CF2)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cI                                          〔III〕
は、一般式
CF3(CF2)n(CH2CF2)a(CF2CF2)bI                                                       〔A〕
で表わされる末端ヨウ素化化合物にエチレンを付加反応させることにより製造される。エチレンの付加反応は、上記化合物〔A〕に過酸化物開始剤の存在下で加圧エチレンを付加反応させることにより行われ、その付加数は反応条件にもよるが、1以上、好ましくは1である。なお、反応温度は用いられる開始剤の分解温度にも関係するが、反応は一般に約80〜120℃で行われ、低温で分解する過酸化物開始剤を用いた場合には80℃以下での反応が可能である。過酸化物開始剤としては、第3ブチルパーオキサイド、ジ(第3ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジセチルパーオキシジカーボネート等が、上記化合物〔A〕に対して約1〜5モル％の割合で用いられる。【００１３】
上記化合物〔A〕は、より詳細には一般式
CF3(CF2)n(CH2CF2)s+p(CF2CF2)t+rI                                                  〔A′〕
p：反応により付加したフッ化ビニリデン骨格の数
r：反応により付加したテトラフルオロエチレン骨格の数
s+p：aと同じ(1〜4、好ましくは1〜2)
t+r：bと同じ(0〜3、好ましくは1〜2)
で表わすことができ、より具体的には次のような方法によって製造される。
(1)一般式
CF3(CF2)nI                                                                            〔B-1〕
(ここで、nは1〜5の整数である)で表わされるパーフルオロアルキルアイオダイドを、過酸化物開始剤の存在下でフッ化ビニリデンと反応させ、一般式
CF3(CF2)n(CH2CF2)pI                                                               〔A-1〕
(ここで、nは上記定義と同じであり、pは1〜4の整数で、反応により付加したフッ化ビニリデン骨格の数である)で表わされる末端ヨウ素化ポリフルオロアルカンオリゴマーとして製造される。
(2)一般式
CF3(CF2)n(CH2CF2)s(CF2CF2)tI                                                    〔B-2〕
(ここで、nは1〜5の整数であり、sは1〜4の整数であって原料中のフッ化ビニリデン骨格の数であり、tは0〜2の整数であって原料中のテトラフルオロエチレン骨格の数である)で表わされる末端ヨウ素化ポリフルオロアルカンを、過酸化物開始剤の存在下でテトラフルオロエチレンと反応させ、一般式
CF3(CF2)n(CH2CF2)s(CF2CF2)t+rI                                                  〔A-2〕
(ここで、n、s、tは上記定義と同じであり、rは1〜3の整数であって、反応により付加したテトラフルオロエチレンの骨格の数である)で表わされる末端ヨウ素化ポリフルオロアルカンオリゴマーとして製造される。
あるいは
(3)一般式
CF3(CF2)n(CH2CF2)s(CF2CF2)tI                                                    〔B-3〕
(ここで、nは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数であって原料中のフッ化ビニリデン骨格の数であり、tは1〜3の整数であって原料中のテトラフルオロエチレン骨格の数である)で表わされる末端ヨウ素化ポリフルオロアルカンを、過酸化物開始剤の存在下でフッ化ビニリデンと反応させ、一般式
CF3(CF2)n(CH2CF2)s+p(CF2CF2)tI                                                  〔A-3〕
(ここで、n、s、tは上記定義と同じであり、pは1〜3の整数であって、反応により付加したフッ化ビニリデン骨格の数である)で表わされる末端ヨウ素化ポリフルオロアルカンオリゴマーとして製造される。【００１４】
具体的に用いられる末端ヨウ素化ポリフルオロアルカンとしては、次のような化合物が例示される。
CF3(CF2)(CH2CF2)I
CF3(CF2)(CH2CF2)2I
CF3(CF2)2(CH2CF2)I
CF3(CF2)2(CH2CF2)2I
CF3(CF2)3(CH2CF2)I
CF3(CF2)3(CH2CF2)2I
CF3(CF2)(CH2CF2)(CF2CF2)I
CF3(CF2)(CH2CF2)(CF2CF2)2I
CF3(CF2)2(CH2CF2)(CF2CF2)I
CF3(CF2)2(CH2CF2)(CF2CF2)2I
CF3(CF2)3(CH2CF2)2(CF2CF2)I
CF3(CF2)3(CH2CF2)2(CF2CF2)2I【００１５】
一般式〔B-1〕、〔B-2〕または〔B-3〕で表わされる末端ヨウ素化ポリフルオロアルカンのフッ化ビニリデンまたはテトラフルオロエチレンによるオリゴマー化反応は、過酸化物開始剤、例えばジ(第3ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジセチルパーオキシジカーボネート等の存在下で行われる。過酸化物開始剤は、前記化合物〔B-1〕、〔B-2〕または〔B-3〕に対して約0.1〜0.5モル％の割合で用いられ、p、rはそれぞれフッ化ビニリデンまたはテトラフルオロエチレンの増加したオリゴマー化度を示している。反応温度は、用いられる開始剤の分解温度にも依存するが、低温で分解する過酸化物開始剤を用いることにより、80℃以下での反応が可能である。【００１６】
フルオロアルキルアイオダイド〔III〕は、N-メチルホルムアミドと反応させ、次いで塩基性化合物の存在下で加水分解反応させることにより、次の一般式で表わされるフルオロアルキルアルコール
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOH                                      〔IIa〕
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOH                               〔IIb〕
の混合物を形成させる。ここで化合物〔IIa〕および〔IIb〕の混合物として形成されるのは、脱HF化反応において、メチレン鎖CH2のH原子とこれと前後の位置に結合しているフルオロメチレン鎖CF2のいずれか一方のF原子との引き抜きが、前後で等価的に生ずるためである。また、生成したフルオロアルキルアルコールは、脱HF化反応が等価的であるため、化合物〔IIa〕と〔IIb〕との生成割合はほぼ半々となる。これらの化合物〔IIa〕と〔IIb〕とは、極めて類似した構造異性体であるため、それぞれを分離して同定することはできないが、同等の反応性を有するため、混合物のままそれを他の物質と合成原料として用いることができる。【００１７】
この反応は、フルオロアルキルアイオダイド〔III〕に対して約5〜20倍モル、好ましくは約10〜15倍モル量程度のN-メチルホルムアミドを用い、約140〜160℃で約7〜10時間程度反応させ、次いで水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物を用い、約85〜95℃で約7〜10時間程度反応させることにより行われる。【００１８】
得られたフルオロアルキルアルコール〔IIa〕、〔IIb〕の混合物は、これをアクリル酸またはメタクリル酸でエステル化反応させる。エステル化反応に際しては、フルオロアルキルアルコール混合物にトルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒、p-トルエンスルホン酸等の触媒および重合禁止剤としてのハイドロキノンを加え、約90〜100℃に加熱した後、そこに約1〜2倍モル量のアクリル酸またはメタクリル酸を加え、約110〜120℃で約2〜5時間程度加熱し、脱水、エステル化反応が行われ、アクリル酸またはメタクリル酸誘導体混合物〔Ia〕および〔Ib〕を与える。【００１９】
このようにして製造されたフルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体単量体混合物
CF3(CF2)n(CH=CF)a(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                        〔Ia〕
CF3(CF2)n-1(CF=CH)aCF2(CF2CF2)b(CH2CH2)cOCOCR=CH2                  〔Ib〕
は、1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,1,1,2,2-ペンタフルオロ-3,3-ジクロロプロパン、1,1,2,2,3-ペンタフルオロ-1,3-ジクロロプロパン等の含フッ素有機溶媒中で、単量体に対して約1〜4重量％、好ましくは約1〜2重量％の割合で用いられるビス(4-第3ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等の有機過酸化物の存在下に、約40〜50℃で約15〜25時間程度重合反応させることにより、フルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体単量体混合物のみを重合性単量体とする重合体を形成させる。【００２０】
また、他の含フッ素重合性単量体および／またはフッ素原子非含有重合性単量体と共重合させることも可能であり、他の含フッ素重合性単量体が用いられる場合には、それが有するポリフルオロアルキル基、好ましくはパーフルオロアルキル基の炭素数は1〜6、好ましくは2〜4でなければならない。【００２１】
他の含フッ素重合性単量体としては、好ましくは一般式
CH2=CRCOOR1(NR2SO2)mRf
R：水素原子またはメチル基
R1：炭素数1〜4の2価の有機基
R2：炭素数1〜5の低級アルキル基
Rf：炭素数1〜6、好ましくは2〜4のポリフルオロアルキル基、好ましくは
パーフルオロアルキル基
m：0または1
で表わされるものが用いられ、例えば次のようなポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート単量体が示される。ただし、末端ポリフルオロアルキル基の炭素数nは1〜6でなければならず、R1基がポリフルオロアルキレン基の場合には、それと末端ポリフルオロアルキル基との合計炭素数が1〜6でなければならない。
CH2=CHCOOCH2CnF2nH
CH2=C(CH3)COOCH2CnF2nH
CH2=CHCOOCH2CnF2n+1
CH2=C(CH3)COOCH2CnF2n+1
CH2=CHCOOC2H4CnF2n+1
CH2=C(CH3)COOC2H4CnF2n+1
CH2=CHCOOC3H6CnF2n+1
CH2=C(CH3)COOC3H6CnF2n+1
CH2=CHCOOC4H8CnF2n+1
CH2=C(CH3)COOC4H8CnF2n+1
CH2=CHCOOC2H4N(CH3)SO2CnF2n+1
CH2=C(CH3)COOC2H4N(CH3)SO2CnF2n+1
CH2=CHCOOC2H4N(C2H5)SO2CnF2n+1
CH2=C(CH3)COOC2H4N(C2H5)SO2CnF2n+1
CH2=CHCOOC2H4N(C3H7)SO2CnF2n+1
CH2=C(CH3)COOC2H4N(C3H7)SO2CnF2n+1
CH2=CHCOOC2H4CnF2nCF(CF3)2
CH2=C(CH3)COOC2H4CnF2nCF(CF3)2【００２２】
また、フッ素原子非含有重合性単量体としては、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、n-ヘキシル、2-エチルヘキシル、n-オクチル、ラウリル、ステアリル等のアルキル基、シクロヘキシル等のシクロアルキル基、ベンジル等のアラルキル基、メトキシメチル、2-メトキシエチル、2-エトキシエチル、2-ブトキシエチル、3-エトキシプロピル等のアルコキシアルキル基でエステル化されたアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル、フマル酸またはマレイン酸のモノメチル、ジメチル、モノエチル、ジエチル、モノプロピル、ジプロピル、モノブチル、ジブチル、モノ2-エチルヘキシル、ジ2-エチルヘキシル、モノオクチル、ジオクチル等のモノアルキルエステルまたはジアルキルエステル、酢酸ビニル、カプリル酸ビニル等のビニルエステルが挙げられ、好ましくは炭素数8以上の長鎖アルキル基、具体的には2-エチルヘキシル、n-オクチル、ラウリル、ステアリル等のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル等のシクロアルキル基、ベンジル等のアラルキル基等でエステル化された(メタ)アクリル酸エステル、さらに好ましくは2-エチルヘキシル、ステアリル等のアルキル基でエステル化されたアクリル酸エステルとベンジル等のアラルキル基等でエステル化された(メタ)アクリル酸エステルとの組み合わせが、撥水性、撥油性のバランス上好んで用いられる。【００２３】
これらの他の重合性単量体との共重合体にあっては、共重合体中フルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物を重合単位で約5重量％以上、好ましくは約10〜60重量％、さらに好ましくは約10〜35重量％を占めるような割合で共重合させることが、撥水撥油性を発現させる上からは好ましい。勿論、フルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物のみを重合性単量体とする重合体にあっても撥水撥油性が示されるが、コスト的にみれば他の共単量体との共重合体が有利であり、特にそれ自体撥水撥油性を示す前記ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート単量体を、重合単位で共重合体中約10重量％以上、好ましくは約10〜60重量％共重合させると、撥水撥油性およびコストの両面からみて好ましい。【００２４】
共重合体中には、その特性が損われない範囲、例えば共重合体中30重量％以下の割合で他の共重合可能な単量体を共重合させることができる。かかる共重合可能な単量体としては、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、ビニルナフタレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アセトンアクリルアミド、イソプレン、ペンタジエン、ブタジエン、2-ヒドロキシエチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-クロロプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテルが挙げられる。【００２５】
また、必要に応じて、多官能性単量体またはオリゴマーを共重合体中30重量％以下の割合で共重合させることもできる。かかる多官能性単量体またはオリゴマーとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA・エチレンオキサイド付加物ジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、グリセリンメタクリレートアクリレート、3-アクリロイルオキシグリセリンモノメタクリレート等が挙げられる。【００２６】
この際、ラジカル重合開始剤と共に、架橋性基含有単量体、例えば(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルアクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート等を加え、共重合体中約10重量％以下、好ましくは約0.5〜7重量％を占めるような割合で共重合させることができる。これらの架橋性基含有単量体をさらに共重合させると、繊維表面の水酸基と架橋したりあるいは自己架橋して、撥水撥油剤の耐久性を高めることができる。【００２７】
含フッ素共重合体の製造法は特に限定されず、有機溶媒を用いた溶液重合法、水を分散媒とし、ノニオン性界面活性剤および／またはカチオン界面活性剤を含むけん濁重合法または乳化重合法などが挙げられる。溶液重合法によって得られた重合体溶液は、それをさらに1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン等の含フッ素有機溶媒によってその固形分濃度が約0.01〜30重量％、好ましくは約0.05〜5重量％に希釈され、撥水撥油剤として用いられる。けん濁重合法または乳化重合法によって得られた共重合体の水性分散液は、そのままあるいは水で固形分濃度を約0.1〜10重量％に希釈した上で撥水撥油剤として用いられる。けん濁重合法または乳化重合法の場合には、重合反応液に凝集剤を添加して重合物を凝集させ、水または有機溶媒で洗浄して分離されたフルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物のみを重合性単量体とする重合体またはこれらと他の重合性単量体との共重合体を、含フッ素有機溶媒に溶解または水に分散させることにより、その有機溶媒溶液、または水性分散液よりなる撥水撥油剤を調製することもできる。【００２８】
このようにして得られるフルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物のみを重合性単量体とする重合体またはこれらと他の重合性単量体との共重合体は、蒸発乾固する方法により分離され、溶媒等で洗浄する方法により精製される。得られたフルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物のみを重合性単量体とする重合体またはこれらと他の重合性単量体との共重合体の重量平均分子量Mwは、高速液体クロマトグラフィーによって示され、その値は2,000〜20,000,000となる。重量平均分子量Mwの測定は、Shodex GPC KD806M+KD-802+KD-Gを用い、温度40℃、溶出液である10mM THFの溶出速度を1ml/分としてGPC測定により行い、検出器は視差屈折計を、また解析はSIC製Labchat 180(ポリスチレン換算)を用いて行った。【００２９】
これらのフルオロアルキルアルコール(メタ)アクリル酸誘導体混合物のみを重合性単量体とする重合体またはこれらと他の重合性単量体との共重合体の水性分散液、好ましくは界面活性剤および水溶性有機溶媒を20重量％以下含む水性分散液または含フッ素有機溶媒溶液、それ単独でも撥水撥油剤として用いられるが、必要に応じてメラミン樹脂、尿素樹脂等のブロックドイソシアネート以外の架橋剤、重合体エクステンダー、シリコーン樹脂またはオイル、ワックス等の他の撥水剤、防虫剤、帯電防止剤、染料安定剤、防皺剤、ステインブロッカー等の撥水撥油剤用途にとって必要な添加剤を添加することができる。【００３０】
このようにして得られる撥水撥油剤は、紙、フィルム、繊維、布、織布、カーペットあるいはフィラメント、繊維、糸等で作られた布帛製品等に撥水撥油剤として有効に適用される。適用方法としては、塗布、浸漬、吹付け、パッディング、ロール被覆あるいはこれらの組合せ方法等が一般に用いられ、例えば浴の固形分濃度を約0.1〜10重量％とすることにより、パッド浴として使用される。このパッド浴に被処理材料をパッドし、次いで絞りロールで過剰の液を取り除いて乾燥し、被処理材料に対する重合体量が約0.01〜10重量％になるように付着せしめる。その後、被処理材料の種類にもよるが、一般には約100〜200℃の温度で約1分間乃至約2時間程度の乾燥が行われ、撥水撥油処理が終了する。
【実施例】
【００３１】
次に、実施例について本発明を説明する。【００３２】
参考例１
(1)攪拌機および温度計を備えた容量1200mlのオートクレーブに、
CF3(CF2)3(CH2CF2)(CF2CF2)2I (99GC％)
603g(0.99モル)およびジ第3ブチルパーオキサイド7gを仕込み、真空ポンプでオートクレーブを脱気した。内温を80℃迄加熱したところで、エチレンを逐次的に導入し、内圧を0.5MPaとした。内圧が0.2MPa迄下がったら、再びエチレンを導入して0.5MPaとし、これをくり返した。内温を80〜115℃に保ちながら、約3時間かけてエチレン41g(1.45モル)を導入した。内温50℃以下で内容物を回収し、
CF3(CF2)3(CH2CF2)(CF2CF2)2(CH2CH2)I (98GC％)
637g(収率98.8％)を得た。【００３３】
(2)コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量300mlの四口フラスコに、上記(1)で得られた
CF3(CF2)3(CH2CF2)(CF2CF2)2(CH2CH2)I (98GC％)
150g(0.23モル)およびN-メチルホルムアミド170g(2.88モル)を仕込み、150℃で8時間攪拌し、反応させた後、反応混合物を水100mlで洗浄し、その下層(133g)を10重量％NaOH水溶液140gと混合し、90℃で8時間攪拌して反応させた。反応混合物を静置後、下層として常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(66.4GC％)を124g(収率70.5％)得た。【００３４】
反応生成物について、内圧0.2kPa、内温109〜123℃、塔頂温度86〜87℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(97.4GC％)を30g(蒸留収率35.6％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3(CF2)3(CH=CF)(CF2CF2)2(CH2CH2)OH
CF3(CF2)2(CF=CH)CF2(CF2CF2)2(CH2CH2)OH
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.71〜5.92(CH=CF、CF=CH)
2.28〜2.45(CH2CH2)
3.97(CH2CH2)
2.28〜2.45(OH)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -82.13〜-81.77(CF3)
-128.22〜-126.84(CF3CF2CF2)
-125.52〜-124.83(CF3CF2CF2)
-111.22〜-109.58(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-120.76〜-119.73(CF2CF2CF2CF2CH2)
-123.69〜-122.27(CF2CF2CF2CF2CH2)
-114.44(CF2CF2CF2CF2CH2)
-124.73(CF2CF2CF2CF2CH2)【００３５】
実施例１
コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量100mlの四口フラスコに、参考例１(2)で得られた化合物の混合物(97.4GC％)30.0g(0.06モル)、トルエン21g、p-トルエンスルホン酸6gおよびハイドロキノン0.3gを仕込み、内温を100℃迄加熱した後アクリル酸5g(0.07モル)を加え、内温115℃で4時間攪拌して反応させた。反応終了後、冷却して得られた反応混合物溶液61gからエバポレータでトルエンを除去し、42gの残渣を水道水で洗浄し、常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(86.9GC％)を34g(収率84.1％)得た。【００３６】
反応生成物について、内圧0.1kPa、内温128〜133℃、塔頂温度64〜72℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(98.0GC％)を23g(蒸留収率77.7％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3(CF2)3(CH=CF)(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOCH=CH2
CF3(CF2)2(CF=CH)CF2(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOCH=CH2
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.73〜5.97(CH=CF、CF=CH)
2.48(CH2CH2)
4.46(CH2CH2)
6.14(CH=CH2)
6.41、5.73〜5.97(CH=CH2)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -82.06〜-81.73(CF3)
-128.22〜-126.84(CF3CF2CF2)
-125.52〜-124.81(CF3CF2CF2)
-111.22〜-109.58(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-120.76〜-119.73(CF2CF2CF2CF2CH2)
-123.69〜-122.27(CF2CF2CF2CF2CH2)
-114.54(CF2CF2CF2CF2CH2)
-124.56(CF2CF2CF2CF2CH2)【００３７】
参考例２
(1)攪拌機および温度計を備えた容量1200mlのオートクレーブに、
CF3(CF2)3(CH2CF2)(CF2CF2)I (99.3GC％)
609g(1.19モル)およびジ第3ブチルパーオキサイド6gを仕込み、真空ポンプでオートクレーブを脱気した。内温を80℃迄加熱したところで、エチレンを逐次的に導入し、内圧を0.5MPaとした。内圧が0.2MPa迄下がったら、再びエチレンを導入して0.5MPaとし、これをくり返した。内温を80〜115℃に保ちながら、約3時間かけてエチレン50g(1.79モル)を導入した。内温50℃以下で内容物を回収し、
CF3(CF2)3(CH2CF2)(CF2CF2)(CH2CH2)I (97.4GC％)
640g(収率97.3％)を得た。【００３８】
(2)コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量300mlの四口フラスコに、上記(1)で得られた
CF3(CF2)3(CH2CF2)(CF2CF2)(CH2CH2)I (97.4GC％)
153g(0.28モル)およびN-メチルホルムアミド207g(3.51モル)を仕込み、150℃で8時間攪拌し、反応させた後、反応混合物を水100mlで洗浄し、その下層(135g)を10重量％NaOH水溶液140gと混合し、90℃で8時間攪拌して反応させた。反応混合物を静置後、下層として常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(65.3GC％)を132g(収率75.4％)得た。【００３９】
反応生成物について、内圧0.2kPa、内温103〜118℃、塔頂温度84〜85℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(97.8GC％)を38g(蒸留収率42.8％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3(CF2)3(CH=CF)(CF2CF2)(CH2CH2)OH
CF3(CF2)2(CF=CH)CF2(CF2CF2)(CH2CH2)OH
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.75〜5.88(CH=CF、CF=CH)
2.35(CH2CH2)
3.93(CH2CH2)
3.07〜3.28(OH)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -82.0〜-81.6(CF3)
-128.0〜-126.6(CF3CF2CF2)
-125.3〜-124.6(CF3CF2CF2)
-111.1〜-108.8(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-126.6(CF2CF2CH2)
-113.2(CF2CF2CH2)【００４０】
実施例２
コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量100mlの四口フラスコに、参考例２(2)で得られた化合物の混合物(97.8GC％)37g(0.09モル)、トルエン23g、p-トルエンスルホン酸7gおよびハイドロキノン0.4gを仕込み、内温を100℃迄加熱した後アクリル酸8g(0.11モル)を加え、内温115℃で4時間攪拌して反応させた。反応終了後、冷却して得られた反応混合物溶液74gからエバポレータでトルエンを除去し、53gの残渣を水道水で洗浄し、常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(88.1GC％)を42g(収率85.4％)得た。【００４１】
反応生成物について、内圧0.1kPa、内温124〜128℃、塔頂温度63〜68℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(99.2GC％)を30g(蒸留収率79.2％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3(CF2)3(CH=CF)(CF2CF2)(CH2CH2)OCOCH=CH2
CF3(CF2)2(CF=CH)CF2(CF2CF2)(CH2CH2)OCOCH=CH2
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.75〜5.88(CH=CF、CF=CH)
2.52(CH2CH2)
4.46(CH2CH2)
6.13(CH=CH2)
6.41、5.89(CH=CH2)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -82.0〜-81.7(CF3)
-127.9〜-126.5(CF3CF2CF2)
-125.4〜-124.8(CF3CF2CF2)
-110.9〜-110.2(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-126.7(CF2CF2CH2)
-113.7(CF2CF2CH2)【００４２】
参考例３
(1)攪拌機および温度計を備えた容量1200mlのオートクレーブに、
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)3I (98.7GC％)
605g(0.98モル)およびジ第3ブチルパーオキサイド7gを仕込み、真空ポンプでオートクレーブを脱気した。内温を80℃迄加熱したところで、エチレンを逐次的に導入し、内圧を0.5MPaとした。内圧が0.2MPa迄下がったら、再びエチレンを導入して0.5MPaとし、これをくり返した。内温を80〜115℃に保ちながら、約3時間かけてエチレン43g(1.53モル)を導入した。内温50℃以下で内容物を回収し、
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)3(CH2CH2)I (97.7GC％)
630g(収率98.5％)を得た。【００４３】
(2)コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量300mlの四口フラスコに、上記(1)で得られた
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)3(CH2CH2)I (97.7GC％)
150g(0.23モル)およびN-メチルホルムアミド170g(2.88モル)を仕込み、150℃で8時間攪拌し、反応させた後、反応混合物を水100mlで洗浄し、その下層(132g)を10重量％NaOH水溶液141gと混合し、90℃で8時間攪拌して反応させた。反応混合物を静置後、下層として常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(66.1GC％)を126g(収率71.4％)得た。【００４４】
反応生成物について、内圧0.2kPa、内温110〜123℃、塔頂温度85〜87℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(97.5GC％)を31g(蒸留収率35.9％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3CF2(CH=CF)(CF2CF2)3(CH2CH2)OH
CF3(CF=CH)CF2(CF2CF2)3(CH2CH2)OH
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.13〜5.84(CH=CF、CF=CH)
2.28〜2.45(CH2CH2)
3.97(CH2CH2)
2.27〜2.47(OH)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -87.1〜-86.7(CF3)
-118.1〜-109.7(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-120.8〜-119.6(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-120.4〜-119.3(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-120.4〜-119.3(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-123.4〜-122.1(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-124.6(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-114.6(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)【００４５】
実施例３
コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量100mlの四口フラスコに、参考例３(2)で得られた化合物の混合物(97.5GC％)30.0g(0.06モル)、トルエン21g、p-トルエンスルホン酸6gおよびハイドロキノン0.3gを仕込み、内温を100℃迄加熱した後アクリル酸5g(0.07モル)を加え、内温115℃で4時間攪拌して反応させた。反応終了後、冷却して得られた反応混合物溶液61gからエバポレータでトルエンを除去し、42gの残渣を水道水で洗浄し、常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(87.3GC％)を34g(収率84.7％)得た。【００４６】
反応生成物について、内圧0.1kPa、内温129〜133℃、塔頂温度65〜72℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(99.3GC％)を24g(蒸留収率78.3％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3CF2(CH=CF)(CF2CF2)3(CH2CH2)OCOCH=CH2
CF3(CF=CH)CF2(CF2CF2)3(CH2CH2)OCOCH=CH2
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.72〜5.85(CH=CF、CF=CH)
2.51(CH2CH2)
4.46(CH2CH2)
6.13(CH=CH2)
6.41、5.89(CH=CH2)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -87.0〜-86.7(CF3)
-117.6〜-110.4(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-121.7〜-119.9(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-120.9〜-120.0(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-120.9〜-120.0(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-123.3〜-122.0(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-124.4(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)
-114.5(CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2)【００４７】
実施例４
コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量100mlの四口フラスコに、参考例１(2)で得られた化合物の混合物(97.4GC％)30.0g(0.06モル)、トルエン21g、p-トルエンスルホン酸6gおよびハイドロキノン0.3gを仕込み、内温を100℃迄加熱した後メタクリル酸6g(0.07モル)を加え、内温115℃で4時間攪拌して反応させた。反応終了後、冷却して得られた反応混合物溶液62gからエバポレータでトルエンを除去し、42gの残渣を水道水で洗浄し、常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(89.4GC％)を35g(収率94.9％)得た。【００４８】
反応生成物について、内圧0.1kPa、内温135〜142℃、塔頂温度70〜76℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(99.1GC％)を26.5g(蒸留収率79.2％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3(CF2)3(CH=CF)(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF2)2(CF=CH)CF2(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOC(CH3)=CH2
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.75〜5.88(CH=CF、CF=CH)
2.51(CH2CH2)
4.45(CH2CH2)
1.94(C(CH3)=CH2)
6.31、5.61(C(CH3)=CH2)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -82.1〜-81.8(CF3)
-127.5〜-126.2(CF3CF2CF2)
-125.4〜-124.8(CF3CF2CF2)
-110.8〜-110.5(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-120.7〜-119.8(CF2CF2CF2CF2CH2)
-123.7〜-122.4(CF2CF2CF2CF2CH2)
-124.6(CF2CF2CF2CF2CH2)
-114.6(CF2CF2CF2CF2CH2)【００４９】
参考例４
(1)攪拌機および温度計を備えた容量1200mlのオートクレーブに、
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)2I (99.4GC％)
605g(1.18モル)およびジ第3ブチルパーオキサイド6gを仕込み、真空ポンプでオートクレーブを脱気した。内温を80℃迄加熱したところで、エチレンを逐次的に導入し、内圧を0.5MPaとした。内圧が0.2MPa迄下がったら、再びエチレンを導入して0.5MPaとし、これをくり返した。内温を80〜115℃に保ちながら、約3時間かけてエチレン50g(1.79モル)を導入した。内温50℃以下で内容物を回収し、
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)2(CH2CH2)I (97.3GC％)
639g(収率98.0％)を得た。【００５０】
(2)コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量300mlの四口フラスコに、上記(1)で得られた
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)2(CH2CH2)I (97.3GC％)
150g(0.27モル)およびN-メチルホルムアミド205g(3.48モル)を仕込み、150℃で8時間攪拌し、反応させた後、反応混合物を水100mlで洗浄し、その下層(134g)を10重量％NaOH水溶液140gと混合し、90℃で8時間攪拌して反応させた。反応混合物を静置後、下層として常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(67.1GC％)を127g(収率77.1％)得た。【００５１】
反応生成物について、内圧0.2kPa、内温104〜119℃、塔頂温度84〜85℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(98.0GC％)を36g(蒸留収率41.6％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3CF2(CH=CF)(CF2CF2)2(CH2CH2)OH
CF3(CF=CH)CF2(CF2CF2)2(CH2CH2)OH
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.11〜5.81(CH=CF、CF=CH)
2.26〜2.42(CH2CH2)
3.95(CH2CH2)
3.02〜3.21(OH)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -87.0〜-86.6(CF3)
-118.0〜-109.6(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-120.1〜-119.3(CF2CF2CF2CF2CH2)
-123.4〜-122.1(CF2CF2CF2CF2CH2)
-124.6(CF2CF2CF2CF2CH2)
-114.2(CF2CF2CF2CF2CH2)【００５２】
実施例５
コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量100mlの四口フラスコに、参考例４(2)で得られた化合物の混合物(98.0GC％)35g(0.08モル)、トルエン22g、p-トルエンスルホン酸7gおよびハイドロキノン0.4gを仕込み、内温を100℃迄加熱した後アクリル酸8g(0.11モル)を加え、内温115℃で4時間攪拌して反応させた。反応終了後、冷却して得られた反応混合物溶液72gからエバポレータでトルエンを除去し、52gの残渣を水道水で洗浄し、常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(87.9GC％)を42g(収率85.8％)得た。【００５３】
反応生成物について、内圧0.1kPa、内温124〜128℃、塔頂温度63〜68℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(98.8GC％)を30g(蒸留収率79.1％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3CF2(CH=CF)(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOCH=CH2
CF3(CF=CH)CF2(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOCH=CH2
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.70〜5.83(CH=CF、CF=CH)
2.46(CH2CH2)
4.43(CH2CH2)
6.14(CH=CH2)
6.41、5.8(CH=CH2)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -87.0〜-86.7(CF3)
-117.6〜-110.4(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-122.1〜-120.3(CF2CF2CF2CF2CH2)
-123.8〜-122.5(CF2CF2CF2CF2CH2)
-124.8(CF2CF2CF2CF2CH2)
-114.5(CF2CF2CF2CF2CH2)【００５４】
参考例５
(1)攪拌機および温度計を備えた容量1200mlのオートクレーブに、
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)I (99.8GC％)
610g(1.48モル)およびジ第3ブチルパーオキサイド7gを仕込み、真空ポンプでオートクレーブを脱気した。内温を80℃迄加熱したところで、エチレンを逐次的に導入し、内圧を0.5MPaとした。内圧が0.2MPa迄下がったら、再びエチレンを導入して0.5MPaとし、これをくり返した。内温を80〜115℃に保ちながら、約3時間かけてエチレン62g(2.23モル)を導入した。内温50℃以下で内容物を回収し、
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)(CH2CH2)I (98.7GC％)
644g(収率98.0％)を得た。【００５５】
(2)コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量300mlの四口フラスコに、上記(1)で得られた
CF3CF2(CH2CF2)(CF2CF2)(CH2CH2)I (98.7GC％)
150g(0.34モル)およびN-メチルホルムアミド251g(4.26モル)を仕込み、150℃で8時間攪拌し、反応させた後、反応混合物を水100mlで洗浄し、その下層(130g)を10重量％NaOH水溶液135gと混合し、90℃で8時間攪拌して反応させた。反応混合物を静置後、下層として常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(68.8GC％)を119g(収率78.2％)得た。【００５６】
反応生成物について、内圧0.2kPa、内温100〜114℃、塔頂温度80〜81℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(98.1GC％)を38g(蒸留収率45.3％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3CF2(CH=CF)(CF2CF2)(CH2CH2)OH
CF3(CF=CH)CF2(CF2CF2)(CH2CH2)OH
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.09〜5.77(CH=CF、CF=CH)
2.21〜2.36(CH2CH2)
3.91(CH2CH2)
3.55〜3.68(OH)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -87.0〜-86.6(CF3)
-118.0〜-109.5(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-124.6(CF2CF2CH2)
-114.2(CF2CF2CH2)【００５７】
実施例６
コンデンサ、温度計および攪拌機を備えた容量100mlの四口フラスコに、参考例５(2)で得られた化合物の混合物(98.1GC％)37g(0.12モル)、トルエン26g、p-トルエンスルホン酸8gおよびハイドロキノン0.4gを仕込み、内温を100℃迄加熱した後アクリル酸11g(0.15モル)を加え、内温115℃で4時間攪拌して反応させた。反応終了後、冷却して得られた反応混合物溶液81gからエバポレータでトルエンを除去し、58gの残渣を水道水で洗浄し、常温で淡黄色透明な液体である反応生成物(89.2GC％)を45g(収率87.5％)得た。【００５８】
反応生成物について、内圧0.1kPa、内温120〜124℃、塔頂温度59〜63℃の条件下で減圧蒸留を行い、精製反応生成物(98.9GC％)を34g(蒸留収率83.0％)得た。この精製反応生成物は、1H-NMRおよび19F-NMRの結果から、次式で示される化合物の混合物であることが確認された。
CF3CF2(CH=CF)(CF2CF2)(CH2CH2)OCOCH=CH2
CF3(CF=CH)CF2(CF2CF2)(CH2CH2)OCOCH=CH2
1H-NMR(CDCl3、TMS)：δ5.67〜5.81(CH=CF、CF=CH)
2.45(CH2CH2)
4.37(CH2CH2)
6.11(CH=CH2)
6.40、5.88(CH=CH2)
19F-NMR((CDCl3、C6F6):ppm  -87.0〜-86.7(CF3)
-117.6〜-110.4(CF2CH=CF、CF=CHCF2)
-124.8(CF2CF2CH2)
-114.5(CF2CF2CH2)【００５９】
実施例７
実施例１で得られた精製反応生成物であるフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体の混合物(98.0GC％)
CF3(CF2)3(CH=CF)(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOCH=CH2
CF3(CF2)2(CF=CH)CF2(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOCH=CH2
10g、1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン35gおよびビス(4-第3ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート0.16gを、コンデンサを備えた容量50mlのナスフラスコに仕込み、マグネットスターラで攪拌しながら、50℃で16時間重合反応を行い、固形分濃度21.6重量％の重合体溶液を得た。この重合体溶液に、1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンを加えて、その固形分濃度を2重量％に希釈し、その希釈液1mlをステンレス鋼板(2×5cm)に塗り、50℃で30分間乾燥させて試験片を作製した。【００６０】
ここで、用いられた重合体溶液を、120℃のオーブンに入れて溶媒を除去することにより含フッ素重合体を単離し、重量平均分子量Mwを測定したところ、35,000であった。重量平均分子量Mwの測定は、Shodex GPC KD806M+KD-802+KD-Gを用い、温度40℃、溶出液である10mM THFの溶出速度を1ml/分としてGPC測定により行い、検出器は視差屈折計を、また解析はSIC製Labchat 180(ポリスチレン換算)を用いて行った。【００６１】
実施例８
実施例７において、フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体の混合物として、実施例２で得られた精製反応生成物であるフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体の混合物が用いられ、重合体溶液の製造および試験片の作製が行われた。ここで、重合体溶液の固形分濃度は21.4重量％であり、重合体の重量平均分子量Mwは、45,000であった。【００６２】
実施例９
実施例７において、フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体の混合物として、実施例３で得られた精製反応生成物であるフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体の混合物が用いられ、重合体溶液の製造および試験片の作製が行われた。ここで、重合体溶液の固形分濃度は21.1重量％であり、重合体の重量平均分子量Mwは、35,000であった。【００６３】
実施例１０
実施例７において、フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体の混合物として、実施例４で得られた精製反応生成物であるフルオロアルキルアルコールメタクリル酸誘導体の混合物が用いられ、重合体溶液の製造および試験片の作製が行われた。ここで、重合体溶液の固形分濃度は20.7重量％であり、重合体の重量平均分子量Mwは、20,000であった。【００６４】
比較参考例１〜３
実施例７において、実施例１で得られたフルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体混合物の代わりに、それぞれ
C4F9(CH2CH2)OCOCH=CH2    (比較参考例１)
C6F13(CH2CH2)OCOCH=CH2    (比較参考例２)
C8F17(CH2CH2)OCOCH=CH2    (比較参考例３)
が同量用いられ、重合体溶液の製造および試験片の作製が行われた。ここで、重合体溶液の固形分濃度はいずれも21.0重量％であった。【００６５】
実施例７〜１０および比較参考例１〜３で得られた試験片について、撥水撥油性能の一つの指標である静的接触角の測定(セシルドロップ法による)を、各種有機溶媒および水について実施した。得られた結果は、次の表に示される。各実施例の静的接触角は、比較参考例３(n=8)と同等の性能を示すことが確認された。
2009093568.tif 000002
【００６６】
実施例１１
500mlガラス製反応器に、実施例１で得られた精製反応生成物であるフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体の混合物(98.0GC％)
CF3(CF2)3(CH=CF)(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOCH=CH2
CF3(CF2)2(CF=CH)CF2(CF2CF2)2(CH2CH2)OCOCH=CH2
73.0g(0.130モル)、2-ヒドロキシエチルアクリレート6.0g、ベンジルメタクリレート22.0g、ポリアルキレングリコールモノメタクリレート4.0g、ポリオキシエチレンアルキルエーテル7.0g、アセトン80.0g、n-ドデシルメルカプタン(分子量調節剤)0.5gおよび水220.0gを高圧ホモジナイザーを用いて60MPaで乳化処理し、次いで得られた乳化液を窒素ガスで30分間置換した後、塩化ビニリデン11.0g、N-メチロールアクリルアミド6.0g、2,2′-アゾビス(2-アミジノプロパン)・2塩酸塩(ラジカル重合開始剤)2.5gおよび水30.0gよりなる水溶液を投入し、70℃で4時間反応させた。反応後冷却し、固形分濃度25.0％の水性分散液485gを得た。なお、得られた含フッ素重合体のMwは、40,000であった。【００６７】
実施例１２
実施例１１において、フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体の混合物として実施例２で得られた精製反応生成物であるフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体の混合物60.0g(0.130モル)を用い、固形分濃度は24.8％の水性分散液471gを得た。なお、得られた含フッ素重合体のMwは、50,000であった。【００６８】
実施例１３
実施例１１において、フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体の混合物として実施例３で得られた精製反応生成物であるフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体の混合物73.0g(0.130モル)を用い、固形分濃度は25.1％の水性分散液484gを得た。なお、得られた含フッ素重合体のMwは、40,000であった。【００６９】
実施例１４
実施例１１において、フルオロアルキルアルコール不飽和カルボン酸誘導体の混合物として実施例４で得られた精製反応生成物であるフルオロアルキルアルコールメタクリル酸誘導体の混合物74.9g(0.130モル)を用い、固形分濃度は24.5％の水性分散液486gを得た。なお、得られた含フッ素重合体のMwは、25,000であった。【００７０】
比較参考例４
実施例１１において、実施例１で得られたフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体混合物の代わりに、CF3(CF2)7(CH2CH2)OCOCH=CH2 65.0g(0.125モル)が用いられ、固形分濃度21.0％の水性分散液452gを得た。【００７１】
比較例１
実施例１１において、実施例１で得られたフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体混合物の代わりに、CF3(CF2)5(CH2CH2)OCOCH=CH2 52.0g(0.125モル)が用いられ、固形分濃度22.7％の水性分散液466gを得た。【００７２】
比較例２
実施例１１において、実施例１で得られたフルオロアルキルアルコールアクリル酸誘導体混合物の代わりに、CF3(CF2)3(CH2CH2)OCOCH=CH2 40.0g(0.125モル)が用いられ、固形分濃度24.4％の水性分散液480gを得た。【００７３】
以上の実施例１１〜１４、比較参考例４および比較例１〜２で得られた水性分散液をを水で0.5wt％の固形分濃度に希釈し、そこに、綿布、綿／ポリエステル混紡布、ポリエステル布、ナイロン布の各布の浸漬を行い、撥水性能(JIS L1092準拠)および撥油性能(AATCC-TM118準拠)を測定した。その際の絞り後のウエット ピックアップは、綿布110％、綿／ポリエステル混紡布75％、ポリエステル布115％、ナイロン布45％であった。乾燥は、80℃で10分間実施し、キュアは綿布、綿／ポリエステル混紡布、ポリエステル布については150℃、3分間、ナイロン布については170℃、1.5分間行った。【００７４】
得られた結果は、次の表１(撥水性能)および２(撥油性能)に示される。
2009093568.tif 000003
2009093568.tif 000004
【国際調査報告】
2009093568.tif 000005
2009093568.tif 000006
2009093568.tif 000007
2009093568.tif 000008