[发明专利]含磷氟代单体

说明书

相关申请

本申请要求1996-09-13提交的临时申请序列号60/026,023的优先权。

发明领域

本发明属于在含氟聚合物的制造中用作单体的氟化物领域。

发明背景

目前，对用于增附、固化涂层、配混/共混用界面相容剂等领域的官能化氟代单体及聚合物的需求正与日俱增。全氟弹性体中使用的诸如CF₂＝CFOCF₂CF(CF₃)OCF₂CF₂-CN(美国专利4,281,091)之类的已知固化部位单体，需要高温及催化剂的存在方能完成固化。因此，要在氟塑料中直接利用此种官能化单体，通常使用不便，也不实用。

因此，含氟聚合物领域对使用方便的官能化单体的需求至今仍未得到满足。

发明概述

本发明提供如下通式的化合物：

CF₂＝CF-R_f-(CH₂)_n-OP(O)_p-Φ₂           (I)

其中n是1～3，p是0或1，R_f是包含1～20个碳原子的全氟烷基或全氟烷氧基，Φ是溴、氯或OM，M是H、NH₄或碱金属。

还提供包含由化合物(I)转化的单元的聚合物。优选的聚合物包含至少一种其他氟代单体转化的单元。由(I)转化的单元在此类聚合物中的存在可使通常为化学惰性的含氟聚合物转化为活性的含氟聚合物，从而提高其对其他材料的粘附力。

含磷的含氟聚合物的水分散体、在高度氟化溶剂中的溶液以及涂层是本发明的另一实施方案。

发明详述

已发现，符合如下通式的化合物可用作制造含氟聚合物的单体，

CF₂＝CF-R_f-(CH₂)_n-OP(O)_p-Φ₂           (I)

其中n是1～3，p是0或1，R_f是包含1～20个碳原子的直链或支链全氟烷基或全氟烷氧基，Φ是溴、氯或OM，M是H、NH₄或碱金属，它的少量使用便可在含氟聚合物中引入高活性官能侧基的特性，则尤其有用。此种含氟聚合物可用作增附、涂层、热固性树脂、接枝聚合物、可固化弹性塑料及弹性体等领域的材料。

在化合物(I)中，优选n＝1。优选的R_f是包含2～20个碳原子的全氟烷氧基，包括：[O-CF₂CF(CF₃)]_k-O-CF₂CF₂，其中k＝1～5，最优选k＝1，以及O-(CF₂)_m，其中m＝2～20，最优选m＝2～4。当R_f是(CF₂)_j时，j＝2～12，优选j＝2～8。当Φ是OM时，优选的M是H或NH₄。

本发明的含磷化合物(I)表现出可人的综合性能。官能团-OP(O)_p-Φ₂具有耐受聚合过程的足够稳定性：当Φ是OM时，对含水过程稳定；当Φ是氯或溴时，对非水过程稳定。然而，(I)又具有足以提供在适度温度下实现快速交联的热活性，甚至可不需要催化剂，从而使之可用作例如聚合物中的交联部位。另外，(I)的官能性还可被用来为通常为非粘附的含氟聚合物提供粘附性。在两种中任何一种的情况下，共聚物中的官能化共聚单体单元可以在原型共聚单体的基础上有所变化，然而必须是由原型转化而来的。

(I)的这种不寻常的温度响应，在实用上，例如当用作单体结合到含氟聚合物中去时，具有若干意义。由于具有高的热活性，(I)用于那些制造中成形之前不暴露于高温的聚合物树脂中可能是非常有用的，譬如用于粉料涂层，或者用于从溶液或水分散体中沉积，或者用于那些可采用较低温度的熔融加工技术成形并随后固化的聚合物中，如低熔点聚合物或弹性体聚合物。

本发明的含磷化合物(I)可采用如下方法以高收率制备，其中具有通式

CF₂-CF-R_f-(CH₂)_n-OH                (II)