(57)【要約】  （ａ）カルボン酸の積分吸光度比が少なくとも０．０１５のペルフルオロエラストマーゴムと、（ｂ）少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物とを含む、硬化性組成物、及びその硬化物品が、本明細書において開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性組成物であって、
（ａ）カルボン酸の積分吸光度比が少なくとも０．０１５の全フッ素化ポリマーを含むペルフルオロエラストマーゴムと、
（ｂ）少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物と、を含む組成物。
【請求項２】
前記化合物が、少なくとも２つのオキサゾール部分を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記化合物が、１，３−ビス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼン及び１，４−ビス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼンからなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記化合物が、４，５−ジヒドロ−２−フェニルオキサゾール及び１，３，５−トリス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼンからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
金属及びリンを実質的に含まない、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
過酸化物硬化剤を更に含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
請求項１に記載の組成物を含む硬化物品。
【請求項８】
ホース、ガスケット、又はシールである、請求項７に記載の硬化物品。
【請求項９】
ペルフルオロエラストマーゴムの硬化方法であって、
（ａ）（ｉ）カルボン酸の積分吸光度比が少なくとも０．０１５の全フッ素化ポリマーを含むペルフルオロエラストマーゴム、及び（ｉｉ）少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物を含む混合物を提供することと、
（ｂ）前記混合物を硬化剤と反応させることと、を含む、方法。
【請求項１０】
前記組成物が、金属及びリンを実質的に含まない、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（ａ）カルボン酸基を有するペルフルオロポリマーと、（ｂ）少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物と、を含むペルフルオロエラストマー組成物が開示される。
【発明の概要】
【０００２】
半導体産業などの用途に使用するため、金属及び／又はリン原子を実質的に含まない、酸性末端基を有するペルフルオロポリマーを含むペルフルオロエラストマー組成物が望まれている。
【０００３】
１つの態様において、硬化性組成物であって、
（ａ）カルボン酸の積分吸光度比が少なくとも０．０１５の全フッ素化ポリマーを含むペルフルオロエラストマーゴムと、
（ｂ）少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物と、を含む、硬化性組成物が記載される。
【０００４】
別の態様において、ペルフルオロエラストマーゴムの硬化方法であって、
（ａ）（ｉ）カルボン酸の積分吸光度比が少なくとも０．０１５の全フッ素化ポリマーを含むペルフルオロエラストマーゴム、及び（ｉｉ）少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物を含む混合物を提供することと、
（ｂ）混合物を硬化剤と反応させることと、を含む、方法が記載される。
【０００５】
上記の発明の概要は、各実施形態について説明することを意図するものではない。本発明の１つ以上の実施形態の詳細については、以下の発明を実施するための形態においても示される。他の特色、目的、及び利点は、発明を実施するための形態及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書で使用する場合、用語
「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は互換可能に使用され、１以上を意味する。
「及び／又は」は、述べられた事例の一方又は両方が起こり得ることを示すために使用され、例えば、Ａ及び／又はＢは、（Ａ及びＢ）と（Ａ又はＢ）とを含む。
「アリール」とは、芳香族である一価の基を意味する。脂肪族置換アリールは、アリール部分上に脂肪族残基も含む一価の芳香族基である。
「主鎖」とは、ポリマーの主な連続鎖を指す。
「架橋」とは、予め形成した２つのポリマー鎖を、化学結合又は化学的な基を使用して連結することを指す。
「共重合」とは、モノマーが一緒に重合されてポリマー主鎖を形成することを指す。
「モノマー」は、重合を経てその後ポリマーの基本的構造の部分を形成することができる分子である。
「モノマー単位」は、モノマーに由来する二価の繰り返し単位である。
「全フッ素化」とは、全ての水素原子がフッ素原子に置換されている、炭化水素から得られる基又は化合物を意味する。但し、全フッ素化化合物は、酸素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子のような、フッ素原子及び炭素原子以外の原子を更に含有してもよい。
「オリゴマー」とは、２０未満の共重合した二価のモノマー単位を含む構造を指す。オリゴマーの有する数平均分子量（Ｍｎ）は、少なくとも１，０００ダルトン、かつ１０，０００ダルトン以下である。
「ポリマー」とは、共重合した二価のモノマー単位を含むマクロ構造を指す。「ポリマー」の有する数平均分子量（Ｍｎ）は、少なくとも５０，０００ダルトン、少なくとも１００，０００ダルトン、少なくとも３００，０００ダルトン、少なくとも５００，０００ダルトン、少なくとも７５０，０００ダルトン、少なくとも１，０００，０００ダルトン、又は更には少なくとも１，５００，０００ダルトンであり、かつポリマーの早期ゲル化を引き起こすほどには高くない分子量である。
【０００７】
また、本明細書において、端点による範囲の記載には、その範囲内に包含される全ての数が含まれる（例えば、１〜１０には、１．４、１．９、２．３３、５．７５、９．９８などが含まれる。）。
【０００８】
また、本明細書において、「少なくとも１」の記載には、１以上の全ての数（例えば少なくとも２、少なくとも４、少なくとも６、少なくとも８、少なくとも１０、少なくとも２５、少なくとも５０、少なくとも１００など）が含まれる。
【０００９】
本出願は、ペルフルオロエラストマーゴムに使用する非晶質全フッ素化ポリマーに関する。ペルフルオロエラストマーゴムは、後で硬化し、全フッ素化エラストマーを形成する。本開示の非晶質全フッ素化ポリマー（本明細書において、全フッ素化ポリマーと呼ぶ。）は、酸性末端基を含む。
【００１０】
全フッ素化エラストマーは、過酷な環境に遭遇する広範な用途、特に、高温及び活性化学物質に対して曝露される最終用途において使用される。半導体産業において、ペルフルオロエラストマーは、ＮＦ３プラズマに対する耐性を必要とするプロセスにて使用される。しかし、この産業では、特に金属イオン及びリン関係の材料純度に、厳しい要件がある。
【００１１】
ペルフルオロエラストマーの高温耐性及び耐薬品性は、ポリマー主鎖の主要部分を形成している、共重合した全フッ素化モノマー単位の安定性及び不活性に起因する。全フッ素化ポリマーは、典型的には、少量の、安定性がより低い共重合した硬化部位モノマーを含有し、全フッ素化ポリマーの効果的な架橋及び硬化する化学的性質を増進する。ポリマー鎖の末端は、重合が開始され終了する箇所（本明細書において、末端基と呼ぶ。）であり、反応性基もまた含有してよく、これは、開始剤、連鎖移動剤、分子量調節剤、及び／又は重合中に存在する他の化合物に由来する。
【００１２】
ペルフルオロポリマーが、酸性の性質である末端基を含む場合、後からの過酸化水素硬化中の、及び／又はその後でのポリマーの性能は、影響を受ける場合がある。したがって、従来、安定化化合物をペルフルオロエラストマーゴムに添加し、それらの酸性末端基を安定化し、例えば、得られるペルフルオロエラストマーの圧縮永久歪みを改善してきた。これらの安定化化合物としては、典型的には、例えば、金属水酸化物（水酸化カルシウム及び水酸化ストロンチウムなど）、金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化カルシウム及び酸化亜鉛など）、金属炭酸塩（炭酸バリウム、ヒドロタルサイト及び炭酸カルシウムなど）、又はリン含有塩（トリフェニルベンジルホスフォニウムクロリドなど）が挙げられる。しかし、いくつかの用途において、金属及びリン原子は、エラストマーが使用されるプロセスを汚染する恐れがあることから、望ましくない。
【００１３】
本開示において、化合物は、少なくとも１つのオキサゾール部分を含む。化合物は、１つ、２つ、又は３つ以上のオキサゾール部分を含んでもよい。
【００１４】
理論に束縛されるものではないが、本開示において、オキサゾール部分を含む化合物は、全フッ素化ポリマーの酸性末端基を安定化することができ、従来の末端基安定化剤を不要にすると考えられる。１つの実施形態において、少なくとも２つのオキサゾール部分を含む化合物は、ペルフルオロエラストマーゴムを架橋することの一助となり得る。
【００１５】
１つの実施形態において、オキサゾール部分を含む化合物は、小さい分子であり、分子量が１０００ｇ／モル未満、５００ｇ／モル未満、又は更には２００ｇ／モル未満である。あるいは、オキサゾール部分を含む化合物は、オリゴマー又はポリマーである。
【００１６】
本明細書において使用する場合、用語「オキサゾール部分」とは、１つの炭素原子によって隔てられた窒素原子及び酸素原子を含む５員環であるヘテロ環構造を指す。本明細書において使用する場合、オキサゾール部分には、５員環が１つの二重結合を含むオキサゾリンが含まれる。不飽和結合の位置は、続く下記一般式［式中、Ａ、Ｒ、及びＲ１〜Ｒ４は、原子又は化学的な基を表す。］によって表される３箇所のうちの１つでよい。
【化１】
2018516297.tif 000002
【００１７】
１つの実施形態において、オキサゾール部分を含む化合物は、２−オキサゾリンを含み、これは、２位の炭素と窒素との間に１つの二重結合を有する。
【００１８】
１つの実施形態において、オキサゾール部分を含む化合物は、式Ｉ又は式ＩＩによる構造を含む。
【化２】
2018516297.tif 000003
式中、Ａは、
水素、
１〜２０個の炭素原子の、環式若しくは非環式脂肪族部分、又は置換環式若しくは非環式脂肪族部分、
６〜２０個の炭素原子、好ましくは６〜１２個の炭素原子の、アリール残基若しくは脂肪族置換アリール残基、及び
約２〜２００，０００の繰り返し単位、好ましくは２〜１００の繰り返し単位、又は更には２〜２０の繰り返し単位を含む、ポリマー残基又はオリゴマー残基、からなる群から選択され、
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、独立して、Ｈ、ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ３、又はＣ６Ｈ５を表し、
Ｒ１及びＲ２は、独立して、Ｈ又はＣＨ３を表し、但し、Ｒ１及びＲ２がいずれもＣＨ３であることはなく、
ｎは、１、２、３、又は４の整数を表し、ｍは、２〜２０００００、２〜１００、又は更には２〜２０の整数を表す。
【００１９】
１つの実施形態において、オキサゾール部分を含む化合物を、ポリカルボン酸とアルカノールアミンとの相当するエステルの反応により、好便に調製することができる。
【００２０】
式Ｉの、オキサゾール部分を含む化合物の例としては、４，５−ジヒドロオキサゾール（２−オキサゾリン）、
４，５−ジヒドロ−２−メチルオキサゾール（２−メチル−２−オキサゾリン）、
２−エチル−４，５−ジヒドロオキサゾール（２−エチル−２−オキサゾリン）、
４，５−ジヒドロ−２−（１−メチルエテニル）−オキサゾール（２−イソプロペニル−２−オキサゾリン）、
４，５−ジヒドロ−２−（１−メチルエチル）−オキサゾール（２−イソプロピル−２−オキサゾリン）、
２−エテニル−４，５−ジヒドロオキサゾール（２−ビニル−２−オキサゾリン）、
４，５−ジヒドロ−２−フェニルオキサゾール（２−フェニル−２−オキサゾリン）、
４，５−ジヒドロ−２−オキサゾールアミン（２−アミノ−２−オキサゾリン）、
４，４’，５，５’−テトラヒドロ−２，２’−ビオキサゾール（２，２’−ビス（２−オキサゾリン））、
２，２’−（１，３−フェニレン）ビス［４，５−ジヒドロオキサゾール］（１，３−ビス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼン）、２，２’−（１，４−フェニレン）ビス［４，５−ジヒドロオキサゾール］（１，４−ビス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼン）、２，６−ビス［（４Ｓ）−４，５−ジヒドロ−４−（１−メチルエチル）−２−オキサゾリル］−ピリジン（２，２’−（２，６−ピリジン−ジイル）ビス（４−イソプロピル−２−オキサゾリン））、
２，２’−（１−メチルエチリデン）ビス［４，５−ジヒドロ−４−フェニル−（４Ｓ，４’Ｓ）−オキサゾール（２，２’−イソプロピリデン−ビス（４−フェニル−２−オキサゾリン））、
２，２’−（２，４−ブタンジイル）ビス［４，５−ジヒドロオキサゾール］、
２，２’−（１，２−エタンジイル）ビス［４，５−ジヒドロオキサゾール］、
２，２’−（１，４−フェニレン）ビス［４，５−ジヒドロオキサゾール］、
２，２’−（１，５−ナフタレニル）ビス［４，５−ジヒドロオキサゾール］、
２，２’−（１，３−フェニレン）ビス［４，５−ジヒドロオキサゾール］、及び
２，２’−（１，８−アントラセニル）ビス［４，５−ジヒドロオキサゾール］が挙げられる。
【００２１】
式ＩＩの、オキサゾール部分を含む化合物の例としては、ペンダントのオキサゾール部分を有するオリゴマー及びポリマー材料が挙げられ、それには、ポリ［２−（アルケニル）４，５−ジヒドロオキサゾール］など、例えば、ポリ［４，５−ジヒドロ−２−（１−メチルエテニル）−オキサゾール］又はポリ［２−イソプロペニル−２−オキサゾリン］が挙げられる。ペンダントのオキサゾール基を有するポリマー又はオリゴマーはまた、日本触媒（大阪）から、商品名「ＥＰＯＣＲＯＳ」で市販されている。
【００２２】
少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物は、ペルフルオロエラストマーゴムと混合される。少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物を、１００重量部の全フッ素化ポリマー当たり、少なくとも、約０．５、又は更には１重量部、かつ、約３重量部以下、５重量部以下、又は更には８重量部以下にて使用する。但し、少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物の量は、一般的に、使用される化合物の性質に応じたものとなる。
【００２３】
全フッ素化ポリマーは、共重合した繰り返しの二価のモノマー単位を含む巨大分子であり、モノマー単位の各々が全フッ素化されている（換言すれば、モノマー単位は、少なくとも１つのＣ−Ｆ結合を含み、Ｃ−Ｈ結合を含まない。）。全フッ素化ポリマーは、当該技術分野において公知のものとして使用される、開始剤及び／又は連鎖移動剤に基づく、全フッ素化されていない末端基を含んでもよい。
【００２４】
全フッ素化ポリマーは、一般的に、全フッ素化オレフィン、及びエーテル結合を含む全フッ素化オレフィンなどの、１種以上の全フッ素化モノマーを重合することによって得られる。全フッ素化モノマーの例としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロクロロエチレン、ペルフルオロビニルエーテル、及びペルフルオロアリルエーテルが挙げられる。
【００２５】
本開示において使用し得るペルフルオロビニルエーテルの例としては、式ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−Ｒｆ（式中、Ｒｆは、０、又は１個以上の酸素原子、及び１２個以下、１０個以下、８個以下、６個以下、又は更には４個以下の炭素原子を含有し得る全フッ素化脂肪族基を表す。）に相当するものが挙げられる。全フッ素化ビニルエーテルの例は、式ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＲａｆＯ）ｎ（ＲｂｆＯ）ｍＲｃｆ（式中、Ｒａｆ及びＲｂｆは、１〜６個の炭素原子、特に２〜６個の炭素原子の異なる直鎖状又は分枝状のペルフルオロアルキレン基であり、ｍ及びｎは、独立して、０〜１０であり、Ｒｃｆは、１〜６個の炭素原子のペルフルオロアルキル基である。）に相当するものである。全フッ素化ビニルエーテルの具体例としては、ペルフルオロ（メチルビニル）エーテル（ＰＭＶＥ）、ペルフルオロ（エチルビニル）エーテル（ＰＥＶＥ）、ペルフルオロ（ｎ−プロピルビニル）エーテル（ＰＰＶＥ−１）、ペルフルオロ−２−プロポキシプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ−２）、ペルフルオロ−３−メトキシ−ｎ−プロピルビニルエーテル、ペルフルオロ−２−メトキシ−エチルビニルエーテル、及びＣＦ３−（ＣＦ２）２−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ２が挙げられる。
【００２６】
本開示において使用し得るペルフルオロアリルエーテルの例としては、式ＣＦ２＝ＣＦ（ＣＦ２）−Ｏ−Ｒｆ（式中、Ｒｆは、０、又は１個以上の酸素原子、及び１０個以下、８個以下、６個以下、又は更には４個以下の炭素原子を含有し得る全フッ素化脂肪族基を表す。）に相当するものが挙げられる。全フッ素化アリルエーテルの具体例としては、ＣＦ２＝ＣＦ２−ＣＦ２−Ｏ−（ＣＦ２）ｎＦ（式中、ｎは１〜５の整数である。）、及び
ＣＦ２＝ＣＦ２−ＣＦ２−Ｏ−（ＣＦ２）ｘ−Ｏ−（ＣＦ２）ｙ−Ｆ（式中、ｘは２〜５の整数、ｙは１〜５の整数である。）が挙げられる。全フッ素化アリルエーテルの具体例としては、ペルフルオロ（メチルアリル）エーテル（ＣＦ２＝ＣＦ−ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ３）、ペルフルオロ（エチルアリル）エーテル、ペルフルオロ（ｎ−プロピルアリル）エーテル、ペルフルオロ−２−プロポキシプロピルアリルエーテル、ペルフルオロ−３−メトキシ−ｎ−プロピルアリルエーテル、ペルフルオロ−２−メトキシ−エチルアリルエーテル、ペルフルオロ−メトキシ−メチルアリルエーテル、及びＣＦ３−（ＣＦ２）２−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２７】
本開示において、全フッ素化ポリマーを、連鎖移動剤及び／又は硬化部位モノマーの存在下にて重合し、フルオロポリマー中に、Ｉ、Ｂｒ、及び／又はＣＮなどの硬化部位を導入してよい。
【００２８】
例示的な連鎖移動剤としては、ヨード連鎖移動剤、ブロモ連鎖移動剤、又はクロロ連鎖移動剤が挙げられる。例えば、重合において好適なヨード連鎖移動剤としては、式ＲＩｘ［式中、（ｉ）Ｒは３〜１２個の炭素原子のペルフルオロアルキル基又はクロロペルフルオロアルキル基であり、（ｉｉ）ｘは１又は２である。］のものが挙げられる。ヨード連鎖移動剤は全フッ素化ヨード化合物でよい。例示的なヨード−ペルフルオロ化合物としては、１，３−ジヨードペルフルオロプロパン、１，４−ジヨードペルフルオロブタン、１，６−ジヨードペルフルオロヘキサン、１，８−ジヨードペルフルオロオクタン、１，１０−ジヨードペルフルオロデカン、１，１２−ジヨードペルフルオロドデカン、２−ヨード−１，２−ジクロロ−１，１，２−トリフルオロエタン、４−ヨード−１，２，４−トリクロロペルフルオロブタン、及びこれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施形態において、臭素は、式ＲＢｒｘ［式中、（ｉ）Ｒは３〜１２個の炭素原子のペルフルオロアルキル基又はクロロペルフルオロアルキル基であり、（ｉｉ）ｘは１又は２である。］の臭素化連鎖移動剤に由来する。連鎖移動剤は全フッ素化ブロモ化合物でよい。
【００２９】
１つの実施形態において、硬化部位モノマーは、以下の式、すなわち、ａ）ＣＸ２＝ＣＸ（Ｚ）［式中、（ｉ）各Ｘは、独立して、Ｈ又はＦであり、（ｉｉ）Ｚは、Ｉ、Ｂｒ、Ｒｆ−Ｕ（式中、ＵはＩ又はＢｒであり、Ｒｆは任意にＯ原子を含有する全フッ素化アルキレン基である。）、又は（ｂ）Ｙ（ＣＦ２）ｑＹ［式中、（ｉ）ＹはＢｒ又はＩ又はＣｌであり、（ｉｉ）ｑは１〜６である。］のうちの、１つ以上の化合物に由来するものでよい。加えて、非フッ素化ブロモ又はヨードオレフィン、例えば、ヨウ化ビニル及びヨウ化アリルを使用することができる。いくつかの実施形態において、硬化部位モノマーは、ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２Ｉ、ＩＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｉ、ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２ＣＦ２Ｉ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２Ｉ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｉ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２Ｉ、ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｉ、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３−ＯＣＦ２ＣＦ２Ｉ、ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２Ｂｒ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２Ｂｒ、ＣＦ２＝ＣＦＣｌ、ＣＦ２＝ＣＦＣＦ２Ｃｌ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される１つ以上の化合物に由来する。
【００３０】
別の実施形態において、硬化部位モノマーは、窒素含有硬化部分を含む。有用な窒素含有硬化部位モノマーとしては、ニトリル含有フッ素化オレフィン及びニトリル含有フッ素化ビニルエーテル［ペルフルオロ（８−シアノ−５−メチル−３，６−ジオキサ−１−オクテン）、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）ＬＣＮ（式中、Ｌは、２〜１２の整数である。）、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）ｕＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＮ（式中、ｕは、２〜６の整数である。）、ＣＦ２＝ＣＦＯ［ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ］ｑ（ＣＦ２Ｏ）ｙＣＦ（ＣＦ３）ＣＮ若しくはＣＦ２＝ＣＦＯ［ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ］ｑ（ＣＦ２）ｙＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＮ（式中、ｑは、０〜４の整数であり、ｙは、０〜６の整数である。）、又はＣＦ２＝ＣＦ［ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｒＯ（ＣＦ２）ｔＣＮ（式中、ｒは、１又は２であり、ｔは、１〜４の整数である。）、並びに上述のものの誘導体及び組み合わせなど］が挙げられる。ニトリル含有硬化部位モノマーの例としては、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）５ＣＮ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＮ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＮ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＮ、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＮ、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００３１】
本開示の全フッ素化ポリマーは、酸性末端基を含む。これらの酸性末端基は、フーリエ変換赤外分析（ＦＴＩＲ）に基づく積分吸光度比による方法によって測定し得、全フッ素化エラストマーゴムのプレスしたフィルムのＦＴＩＲスペクトルにおける、突出したピークの下にてベースライン補正した積分吸光度に依拠する。方法は、以下に開示されるが、米国特許第６，１１４，４５２号（Ｓｃｈｍｉｅｇｅｌ）及び同第８，６０４，１３７号（Ｇｒｏｏｔａｅｒｔら）に更なる詳細が検討されており、これらは、本明細書に参照により組み込まれる。
【００３２】
本開示において、ＦＴＩＲスペクトルの４つの異なる領域を試験する。
【００３３】
第１として、約１６２０ｃｍ−１〜１８４０ｃｍ−１の最も突出したピークの積分吸光度を測定する。これらのピークは、ポリマー中に存在するカルボキシル基、カルボキシレート基、及びカルボキシアミド基を含む、カルボニル部分に起因する吸光度と一致する。
【００３４】
第２として、約１７５５ｃｍ−１〜１７９７ｃｍ−１の最も突出したピークの積分吸光度を測定する。これらのピークは、ポリマー中に存在するカルボン酸基に起因する吸光度と一致する。
【００３５】
第３として、２２２０ｃｍ−１〜２７４０ｃｍ−１のＣ−Ｆ伸縮の倍音を測定し、これが試料の厚さの指標となる。この値を使用し、カルボニル及びカルボン酸のピーク値の積分吸光度をベースライン補正（又はノーマライズ）する。
【００３６】
全フッ素化ポリマーがニトリル基（ニトリル硬化部位など）を含む場合、約２２３２ｃｍ−１〜２２７７ｃｍ−１の最も突出したピークの積分吸光度を測定する。Ｃ−Ｎ伸縮がＣ−Ｆ伸縮の倍音と重なることから、次に、この値を、Ｃ−Ｆ伸縮の倍音から差し引き、「補正したＣ−Ｆ伸縮の倍音」を得る。
【００３７】
次に、積分吸光度値を求め、カルボニルの積分吸光度をＣ−Ｆ伸縮の倍音（又はニトリルが存在する場合、補正したＣ−Ｆ伸縮の倍音）で割り算することによって、カルボニルの積分吸光度比を得る。１つの実施形態において、本開示のペルフルオロエラストマーゴムのカルボニルの積分吸光度比は、少なくとも０．０６０、又は更には０．０６５である。別の実施形態において、カルボン酸の積分吸光度比を求めるには、カルボン酸の積分吸光度をＣ−Ｆ伸縮の倍音（又はニトリルが存在する場合、補正したＣ−Ｆ伸縮の倍音）で割り算し、カルボン酸の積分吸光度比を得ることによる。１つの実施形態において、本開示のペルフルオロエラストマーゴムのカルボン酸の積分吸光度比は、少なくとも０．０１２、又は更には０．０１５である。
【００３８】
全フッ素化ポリマー、及び少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物に加え、硬化性エラストマー組成物は、硬化剤、及び任意に追加の添加剤を更に含んでもよい。
【００３９】
全フッ素化エラストマーゴムの架橋は、過酸化物硬化系（又は硬化剤）を使用して実施することができる。
【００４０】
過酸化物硬化剤としては、有機過酸化物又は無機過酸化物が挙げられる。有機過酸化物、特に動的混合温度にて分解しないものが好ましい。
【００４１】
過酸化物を使用する架橋は、一般的に、架橋剤として有機過酸化物を使用し、所望により架橋助剤（グリセリンのジアリルエーテル、トリアリルリン酸、ジアリルアジペート、ジアリルメラミン及びトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリ（メチル）アリルイソシアヌレート（ＴＭＡＩＣ）、トリ（メチル）アリルシアヌレート、ポリ−トリアリルイソシアヌレート（ポリ−ＴＡＩＣ）、キシリレン−ビス（ジアリルイソシアヌレート）（ＸＢＤ）、及びＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドなど）を使用することによって実施することができる。有機過酸化物の例としては、ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルペルオキシヘキサン、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、１，１−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルクロロへキサン、ｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート（ＴＢＩＣ）、ｔ−ブチルペルオキシ２−エチルヘキシルカーボネート（ＴＢＥＣ）、ｔ−アミルペルオキシ２−エチルヘキシルカーボネート、ｔ−ヘキシルペルオキシイソプロピルカーボネート、カルボノペルオキシ酸、Ｏ，Ｏ’−１，３−プロパンジイルＯＯ，ＯＯ’−ビス（１，１−ジメチルエチル）エステル、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔ−ヘキシルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジ（４−メチルベンゾイル）ペルオキシド、ラウレルペルオキシド、及びシクロヘキサノンペルオキシドが挙げられる。他の好適な過酸化物硬化剤は、米国特許第５，２２５，５０４号（Ｔａｔｓｕら）に掲載されている。過酸化物硬化剤の使用量は、一般に、１００部の全フッ素化ポリマー当たり、０．１〜５重量部、好ましくは１〜３重量部である。他の既存のラジカル開始剤は、本開示に使用するのに好適である。
【００４２】
架橋剤及び架橋助剤の各々を、既知の量にて使用してもよく、また使用量を当業者が適切に求めてもよい。架橋に関与するこれらの成分の各々の使用量は、例えば、１００質量部の全フッ素化ポリマー当たり、約１質量部以上、約５質量部以上、約１０質量部以上、又は約１５質量部以上、かつ約６０質量部以下、約４０質量部以下、約３０質量部以下、又は約２０質量部以下でよい。架橋に関与する成分の合計量は、例えば、１００質量部の全フッ素化ポリマー当たり、約１質量部以上、約５質量部以上、又は約１０質量部以上、かつ約６０質量部以下、約４０質量部以下、又は約３０質量部以下でよい。
【００４３】
例えば、強度を高めたり機能性を付与したりする目的のために、既存の補助剤、例えば、充填剤、加工助剤、又は着色剤などを組成物に添加してもよい。
【００４４】
このような充填剤としては、有機充填剤又は無機充填剤［クレイ、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ、ベンガラ、タルク、珪藻土、硫酸バリウム、珪灰石（ＣａＳｉＯ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、フッ化カルシウム、酸化チタン、酸化鉄、及びカーボンブラック充填剤など］が挙げられ、ポリテトラフルオロエチレン粉末、ＰＦＡ（ＴＦＥ／ペルフルオロビニルエーテルコポリマー）粉末、導電性充填剤、及び放熱充填剤などを任意成分として組成物に添加してもよい。当業者は、特定の充填剤を、加硫処理した化合物において所望の物理的特性を達成するのに必要な量にて選択することができる。充填剤成分により、より低温（ＴＲ−１０）において収縮などの所望の特性を保持しながら、伸び及び引張強さの値によって示されるとおり、好ましい弾性及び物理的引張性の保持が可能な化合物を得ることができる。
【００４５】
１つの実施形態において、組成物は、４０重量％未満、３０重量％未満、２０重量％未満、１５重量％未満、又は更には１０重量％未満の無機充填剤を含む。
【００４６】
全フッ素化ポリマーを含む全フッ素化エラストマーゴムは、少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物、及び任意の既存の補助剤と混合される。混合方法としては、例えば、ゴム用２本ロール、加圧混練機、又はバンバリミキサを使用する混練が挙げられる。
【００４７】
次いで、混合物を、押出成形又は成形などによって加工及び成形し、本開示の組成物から構成されるシート、ホース、ホースの裏層、ｏ−リング、ガスケット、又はシールなどの様々な形状の物品を形成することができる。次いで、成形物品を加熱し、ゴム組成物を硬化させ、硬化エラストマー物品を形成することができる。
【００４８】
配合した混合物の加圧（すなわち、プレス硬化）は、典型的には約１２０〜２２０℃、好ましくは約１４０〜２００℃の温度にて、約１分間〜約１５時間、通常は約１〜１５分間実施される。約７００〜２０，０００ｋＰａ、好ましくは約３４００〜６８００ｋＰａの圧力が、組成物の成形において典型的に使用される。最初に、モールドを離型剤でコーティングし、プレベークしてよい。
【００４９】
成形された加硫処理物は、試料の断面厚さに応じて、約１４０〜２４０℃の温度、好ましくは約１６０〜２３０℃の温度で、約１〜２４時間以上、オーブン内で後硬化させてよい。厚さのある部分では、後硬化中の温度は、通常、範囲の下限から所望の最高温度まで次第に上昇する。使用最高温度は、好ましくは約２６０℃であり、この値で約１時間以上保持する。
【００５０】
圧縮永久歪みは、ペルフルオロエラストマーの、力を除いた後に残存している変形である。一般的には、より低い圧縮永久歪み値が、より良い（すなわち、材料のより小さい変形）。本開示の１つの実施形態において、従来の安定化化合物を使用せず作製した、少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物が含まれる硬化ペルフルオロエラストマーは、少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物の使用なしで作製したこと以外は同じ硬化ペルフルオロエラストマーと比べ、改善した圧縮永久歪みを有する。
【００５１】
但し、理論に束縛されるものではないが、本開示の少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物は、酸性末端基（カルボン酸基など）と反応し、開環し、下記反応式（式中、Ｐはポリマーである。）に示されるとおりのエステルアミド基を形成すると考えられる。
【００５２】
【化３】
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【００５３】
本開示の１つの実施形態において、ペルフルオロエラストマーゴム又は硬化ペルフルオロエラストマーを含む、組成物は、金属及び／又はリン原子を実質的に含まない。本明細書において使用する場合、金属を本質的に含まない、又はリン原子を本質的に含まないとは、１００重量部の全フッ素化エラストマー当たり、約０．０２重量部未満、０．０１重量部未満、０．００５重量部未満、若しくは更には０．００１重量部未満であること、又は更には全く存在しないことを意味する。
【００５４】
本開示の１つの実施形態において、ペルフルオロエラストマーゴム又は硬化ペルフルオロエラストマーを含む、組成物は、既存の安定化化合物を実質的に含まない。本明細書において使用する場合、本質的に含まないとは、１００重量部の全フッ素化エラストマー当たり、約０．０２重量部未満、０．０１重量部未満、０．００５重量部未満、若しくは更には０．００１重量部未満であること、又は更には全く存在しないことを意味する。
【００５５】
本開示の組成物は、ホース、ガスケット、又はシールなどの物品に使用することができる。これらの組成物を、硬化してもよく、しなくてもよい。
【００５６】
本開示の例示的な実施形態としては、以下が挙げられる。
【００５７】
実施形態１．硬化性組成物であって、
（ａ）カルボン酸の積分吸光度比が少なくとも０．０１５の全フッ素化ポリマーを含むペルフルオロエラストマーゴムと、
（ｂ）少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物と、を含む組成物。
【００５８】
実施形態２．化合物が、少なくとも２つのオキサゾール部分を含む、実施形態１に記載の組成物。
【００５９】
実施形態３．化合物が、１，３−ビス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼン及び１，４−ビス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼンからなる群から選択される、実施形態２に記載の組成物。
【００６０】
実施形態４．オキサゾールを含む化合物が、４，５−ジヒドロ−２−フェニルオキサゾール及び１，３，５−トリス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼンからなる群から選択される、実施形態１に記載の組成物。
【００６１】
実施形態５．全フッ素化ポリマーが、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、及びペルフルオロアルキルアリルエーテルから選択されるモノマーに由来する共重合単位を含む、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の組成物。
【００６２】
実施形態６．全フッ素化ポリマーが、臭素、ヨウ素及びニトリルのうちの少なくとも１つから選択される硬化部位を含む、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の組成物。
【００６３】
実施形態７．金属及びリンを実質的に含まない、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の組成物。
【００６４】
実施形態８．過酸化物硬化剤を更に含む、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の硬化性組成物。
【００６５】
実施形態９．過酸化物硬化剤が、ベンゾイルペルオキシド、ジクロロベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、及び２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン−３、並びにラウロイルペルオキシドのうちの少なくとも１つから選択される、実施形態８に記載の組成物。
【００６６】
実施形態１０．１，３，５−トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、１，３，５−トリメタリルイソシアヌレート（ＴＭＡＩＣ）のうちの少なくとも１つから選択される助剤を更に含む、実施形態８又は９に記載の組成物。
【００６７】
実施形態１１．カーボンブラック、黒鉛、クレイ、シリカ、タルク、珪藻土、酸化チタン、及び炭酸カルシウムのうちの少なくとも１つから選択される無機充填剤を更に含む、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の組成物。
【００６８】
実施形態１２．実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の組成物を含む、硬化物品。
【００６９】
実施形態１３．ホース、ガスケット、又はシールである、実施形態１２に記載の硬化物品。
【００７０】
実施形態１４．ペルフルオロエラストマーゴムの硬化方法であって、
（ａ）（ｉ）カルボン酸の積分吸光度比が少なくとも０．０１５の全フッ素化ポリマーを含むペルフルオロエラストマーゴム、及び（ｉｉ）少なくとも１つのオキサゾール部分を含む化合物、を含む混合物を提供することと、
（ｂ）混合物を硬化剤と反応させることと、を含む、方法。
【００７１】
実施形態１５．フルオロエラストマーゴムが、金属及びリンを実質的に含まない、実施形態１４に記載の方法。
【００７２】
実施形態１６．化合物が、少なくとも２つのオキサゾール部分を含む、実施形態１４又は１５に記載の方法。
【００７３】
実施形態１７．化合物が、１，３−ビス（４，５−ジヒドロ−２−オキサゾリル）ベンゼン及び４，５−ジヒドロ−２−フェニルオキサゾールからなる群から選択される、実施形態１４〜１６のいずれか１つに記載の方法。
【００７４】
実施形態１８．全フッ素化ポリマーが、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、及びペルフルオロアルキルアリルエーテルのうちの少なくとも１つから選択されるモノマーに由来する共重合単位を含む、実施形態１４〜１７のいずれか１つに記載の方法。
【００７５】
実施形態１９．硬化剤が、過酸化物から選択される、実施形態１４〜１８のいずれか１つに記載の方法。
【００７６】
実施形態２０．化合物が、少なくとも２つのオキサゾール部分を含む、実施形態１４〜１９のいずれか１つに記載の方法。
【００７７】
実施形態２１．全フッ素化ポリマーが、臭素、ヨウ素及びニトリルのうちの少なくとも１つから選択される硬化部位を含む、実施形態１４〜２０のいずれか１つに記載の方法。
【００７８】
実施形態２２．組成物が、金属及びリンを実質的に含まない、実施形態１４〜２１のいずれか１つに記載の方法。
【実施例】
【００７９】
別段の記載がない限り、実施例及び明細書の残りの部分における、全ての部、パーセンテージ、比などは全て重量によるものであり、実施例で使用された全ての試薬は、例えば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ  Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）のような一般的な化学物質供給元から得られたか、若しくは入手可能であり、又は既存の方法によって合成し得る。
【００８０】
以下の実施例において、次の略記を使用する。「ｐｈｒ」は１００部のゴム当たりの部、「ｇ」はグラム、「ｍｉｎ」は分、「ｈｒ」は時間、「℃」は摂氏度、「ＭＰａ」はメガパスカル、及び「Ｎ−ｍ」はニュートン・メートルである。
【表１】
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【００８１】
積分吸光度
【００８２】
ペルフルオロエラストマー試料を、フーリエ変換赤外分光光度計を使用して分析し、積分吸光度比を決定した。下記表１に示すのは、分析１回当たり６４スキャンによる、様々な波長範囲についての積分吸光度比である。
【００８３】
２つの積分吸光度比を計算した。
【００８４】
カルボニルの積分吸光度比を、１６２０〜１８４０ｃｍ−１の積分ピーク強度を測定し、それを２２２０〜２７４０ｃｍ−１の積分ピーク強度によって割り算することによって求めた。ニトリルのピーク（２２３２〜２２７７ｃｍ−１）を検出した場合、それを、Ｃ−Ｆの倍音（２２００〜２７４０ｃｍ−１）から差し引き、比を求めた。
【００８５】
カルボン酸の積分吸光度比を、１７５５〜１７９７ｃｍ−１の積分ピーク強度を測定し、それを２２２０〜２７４０ｃｍ−１の積分ピーク強度によって割り算することによって求めた。ニトリルのピーク（２２３２〜２２７７ｃｍ−１）を検出した場合、それを、Ｃ−Ｆの倍音（２２００〜２７４０ｃｍ−１）から差し引き、比を求めた。
【表２】
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【００８６】
硬化レオロジー
【００８７】
硬化レオロジー試験を、未硬化の配合試料を使用して、Ａｌｐｈａ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ａｋｒｏｎ，ＯＨ）から商品名ＰＰＡ２０００で販売されているレオメータにより、ＡＳＴＭ  Ｄ５２８９−９３ａに従い、１７７℃、前加熱なし、経過時間１５分、及び角度０．５度にて実施した。最小トルク（ＭＬ）、及び平坦域又は最大トルク（ＭＨ）が得られない場合は特定の期間中に到達した最も高いトルク（ＭＨ）の両方を、測定した。また、トルクがＭＬを超え２単位増加する時間（ｔｓ２）、トルクがＭＬ＋０．１（ＭＨ−ＭＬ）に等しい値に到達する時間（ｔ’１０）、トルクがＭＬ＋０．５（ＭＨ−ＭＬ）に等しい値に到達する時間（ｔ’５０）、及びトルクがＭＬ＋０．９（ＭＨ−ＭＬ）に到達する時間（ｔ’９０）も測定した。結果を表２〜表５に報告する。
【００８８】
成形及び圧縮永久歪み
【００８９】
０．１３９インチ（３．５ｍｍ）の断面厚さのＯ−リング及び２．０ｍｍの厚さのシートを、成形し、表中に記述したとおり、プレス硬化し、次いで後硬化した。ダンベル状試験片をシートから切り出し、ＡＳＴＭ  Ｄ４１２−０６ａ（２０１３）に開示されている手順と同様に、物理的特性試験に供した。Ｏ−リングを、ＡＳＴＭ３９５−８９の方法Ｂに開示されている手順と同様に、圧縮永久歪み試験に供した（初期歪み２５％）。結果を表２〜表４に報告する。
【００９０】
配合
【００９１】
２００ｇのバッチを、表２〜表５に掲載したとおりの量の材料により、２本ロールミル上にて配合した。
【表３】
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【表４】
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【表５】
2018516297.tif 000009
【表６】
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【００９２】
上記表５に示すように、ＰＢＯは、トルクの増大によって示されるとおり、フルオロエラストマーの架橋の一助となる。
【００９３】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の予測可能な修正及び変更が当業者には明らかであろう。本発明は、例示目的のために本出願において説明された実施形態に限定されるべきではない。
【国際調査報告】
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