CN109071821A - 化合物及含有化合物的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明是鉴于现有已知的被膜的基板密合性不充分的情况而作出的，课题在于提供一种能够形成可同时实现疏水性、液滴的滑动性及基板密合性的被膜的化合物。本发明的硅烷异氰酸酯化合物中，烷基的碳原子数为1～4的三烷基甲硅烷基氧基和键合有异氰酸酯基的硅原子经由聚甲硅烷基氧基连接。本发明的硅烷异氰酸酯化合物优选具有式(I)表示的特定结构。

Description

化合物及含有化合物的组合物
技术领域
本发明涉及用于形成能够向各种基材赋予疏水性的被膜的化合物及含有该化合物的组合物。
背景技术
在各种显示装置、光学元件、半导体元件、建筑材料、汽车部件、纳米压印技术等中，由于液滴附着于基材的表面，有时发生基材的污染、腐蚀、以及因该污染、腐蚀而导致的性能下降等问题。因此，这些领域中，要求基材表面的疏水性良好。
作为这样的被膜，专利文献1中提出了使用(CH3)3SiO-(Si(CH3)2O)46-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(NCO)3、(CH3)3SiO-(Si(CH3)2O)10-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(NCO)3等作为表面处理剂而形成的表面处理层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-166506号公报
发明内容
发明所要解决的课题
现有已知的被膜存在基板密合性不充分的情况。本发明是鉴于这样的情况而作出的，课题在于提供一种能够形成可同时实现疏水性、液滴的滑动性及基板密合性的被膜的化合物。
用于解决课题的手段
本申请的发明人在为解决上述课题而进行锐意研究的过程中发现，若使用在中心硅原子上键合有异氰酸酯基和特定基团的化合物，则能够形成可同时实现疏水性、液滴的滑动性及基板密合性的被膜。
本发明包括以下的发明。
[1]硅烷异氰酸酯化合物，其是烷基的碳原子数为1～4的三烷基甲硅烷基氧基、与键合有异氰酸酯基的硅原子经由聚甲硅烷基氧基连接而成的。
[2]如[1]所述的硅烷异氰酸酯化合物，其由式(I)表示。
[化学式1]
[式(I)中，Rs1表示碳原子数1～4的烃基或(Rs3)3SiO-，Rs2及Rs3各自独立地表示碳原子数1～4的烷基。该Rs1的烃基及Rs3的烷基中含有的氢原子可被氟原子取代。其中，Rs1全部为烃基的情况下，Rs1为烷基。
Xs1表示异氰酸酯基以外的水解性基团、烃基、或含有甲硅烷基氧基的基团，该Xs1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。
n1表示1以上的整数。
pl及p2各自独立地为1～3，其总和为4以下。]
[3]如[2]所述的硅烷异氰酸酯化合物，其中，Rs1表示(Rs3)3SiO-。
[4]涂覆组合物，其含有[1]～[3]中任一项所述的硅烷异氰酸酯化合物及溶剂。
[5]如[4]所述的涂覆组合物，其还含有在中心金属原子上键合有至少1个水解性基团的金属化合物。
[6][1]～[3]中任一项所述的化合物的制造方法，其特征在于，使式(I-X1)表示的化合物与式(I-X2)表示的化合物反应。
[化学式2]
[式(I-X1)中，
Rs1表示碳原子数1～4的烃基或(Rs3)3SiO-，Rs2及Rs3各自独立地表示碳原子数1～4的烷基。该Rs1的烃基及Rs3的烷基中含有的氢原子可被氟原子取代。其中，Rs1全部为烃基的情况下，Rs1为烷基。
n1表示1以上的整数。
式(I-X2)中，
Xs1表示异氰酸酯基以外的水解性基团、烃基、或含有甲硅烷基氧基的基团，该Xs1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。
p3表示2～4的整数。]
发明效果
对于本发明的硅烷异氰酸酯化合物(a)而言，经由聚甲硅烷基氧基将三烷基甲硅烷基氧基与键合有异氰酸酯基的硅原子连接，因此，由该硅烷异氰酸酯化合物(a)形成的疏水被膜的疏水性、液滴的滑动性及基板密合性良好。
附图说明
[图1]图1表示USHIO INC.制“SP-9 250DB”的发射光谱。
具体实施方式
对于本发明的硅烷异氰酸酯化合物(a)而言，三烷基甲硅烷基与键合有异氰酸酯基的硅原子(硅烷异氰酸酯)经由聚甲硅烷基氧基连接。因此，该硅烷异氰酸酯化合物(a)能够形成可同时实现疏水性、液滴的滑动性及基板密合性的被膜。尤其是，本发明的硅烷异氰酸酯化合物(a)中，将三烷基甲硅烷基氧基与键合有异氰酸酯基的硅原子连接的分子链由聚甲硅烷基氧基构成，不包含碳-碳键，因此，能够形成耐光性良好的被膜。
上述三烷基甲硅烷基氧基可以单独地键合于上述聚甲硅烷基氧基，也可以是通过多个三烷基甲硅烷基氧基键合于一个甲硅烷基氧基而形成的基团(以下，有时称为复合基团)键合于上述聚甲硅烷基氧基。上述单独的三烷基甲硅烷基及复合基团优选为式(s1)表示的基团。
[化学式3]
[式(s1)中，Rs1表示烃基或(Rs3)3SiO-，Rs3表示碳原子数1～4的烷基。该Rs1的烃基及Rs3的烷基中含有的氢原子可被氟原子取代。其中，Rs1全部为烃基的情况下，Rs1为烷基。*表示与聚甲硅烷基氧基连接的化学键。]
Rs1的烃基的碳原子数优选为1～4，更优选为1～3，进一步优选为1～2。Rs1全部为烃基的情况下，3个Rs1的碳原子数总和优选为9以下，更优选为6以下，进一步优选为4以下。
作为Rs1的烃基，优选为脂肪族烃基，更优选为烷基。作为该烷基，可举出甲基、乙基、丙基、丁基等。多个的Rs1可以相同或不同，优选相同。
上述Rs3的烷基的碳原子数优选为1～4，更优选为1～3，进一步优选为1～2。作为Rs3的烷基，可举出甲基、乙基、丙基、丁基等，优选为甲基或乙基，特别优选为甲基。
另外，Rs1的烃基及Rs3的烷基中含有的氢原子可被氟原子取代。作为氟原子的取代数，将碳原子的数量设为A时，优选为1以上，更优选为3以上，优选为2×A+1以下。Rs1的烃基或Rs3的烷基中含有的氢原子被氟原子取代的情况下，被取代的Rs1的烃基或Rs3的烷基的数量可在相对于1个Rs1或Rs3所键合的硅原子而言成为1～3的范围内适当选择。
作为Rs1全部为烃基(烷基)的(Rs1)3SiO-或(Rs3)3SiO-(它们均形成三烷基甲硅烷基氧基)，最优选可举出下述式表示的基团等。式中，*表示化学键。
[化学式4]
另外，Rs1全部为烃基(烷基)的(Rs1)3SiO-或(Rs3)3SiO-中含有的Rs1或Rs3的碳原子数总和优选为9以下，更优选为6以下，进一步优选为4以下。并且，Rs1全部为烃基(烷基)的(Rs1)3SiO-或(Rs3)3SiO-中含有的Rs1或Rs3之中，优选至少1个为甲基，优选2个以上Rs1或Rs3为甲基，特别优选3个Rs1或Rs3全部为甲基。
另外，作为Rs1中的至少1个为(Rs3)3SiO-(三烷基甲硅烷基氧基)的基团，可举出下述式表示的基团。
[化学式5]
上述聚甲硅烷基氧基可以是直链状的二价基团，也可以是支链状的三价以上的基团，优选为聚二烷基甲硅烷氧基。上述聚甲硅烷基氧基优选为式(s2)表示的基团。
[化学式6]
[式(s2)中，Rs2表示碳原子数1～4的烷基。n1表示1以上的整数。左侧的*表示与式(s1)表示的基团连接的化学键，右侧的*表示与键合有异氰酸酯基的硅原子连接的化学键。]
上述Rs2的烷基的碳原子数优选为1～4，更优选为1～3，进一步优选为1～2。作为Rs2的烷基，可举出甲基、乙基、丙基、丁基等，优选为甲基或乙基，特别优选为甲基。
n1优选为1～100，更优选为1～80，进一步优选为1～50，特别优选为1～30。
作为上述键合有异氰酸酯基的硅原子，具有1个以上异氰酸酯基即可，可以是键合有1个异氰酸酯基的硅原子(单异氰酸酯基硅原子)、键合有2个异氰酸酯基的硅原子(二异氰酸酯基硅原子)、键合有3个异氰酸酯基的硅原子(三异氰酸酯基硅原子)、键合有4个异氰酸酯基的硅原子(四异氰酸酯基硅原子)中的任一者。单、二、或三异氰酸酯基硅原子的情况下，也可在硅原子上键合有异氰酸酯基以外的水解性基团、烃基、或含有甲硅烷基氧基的基团，该烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。
作为这样的键合有异氰酸酯基的硅原子，可举出式(s3)表示的基团。
[化学式7]
[式(s3)中，Xs1表示异氰酸酯基以外的水解性基团、烃基、或含有甲硅烷基氧基的基团，该Xs1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。p1及p2各自独立地为1～3，其总和为4以下。*表示与聚甲硅烷基氧基连接的化学键。]
p1优选为1～3，更优选为1～2，特别优选为1。p2优选为1～3，更优选为2～3，特别优选为3。4-p1-p2优选为0～1，更优选为0。
作为上述异氰酸酯基以外的水解性基团，可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等碳原子数1～4的烷氧基；乙酰氧基；氯原子；等等，优选为碳原子数1～4的烷氧基，更优选为碳原子数1～2的烷氧基。
作为硅烷异氰酸酯化合物(a)，优选为式(I)表示的化合物。
[化学式8]
[式(I)中，Rs1表示碳原子数1～4的烃基或(Rs3)3SiO-，Rs2及Rs3各自独立地表示碳原子数1～4的烷基。该Rs1的烃基及Rs3的烷基中含有的氢原子可被氟原子取代。其中，Rs1全部为烃基的情况下，Rs1为烷基。Xs1表示异氰酸酯基以外的水解性基团、烃基、或含有甲硅烷基氧基的基团，该Xs1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。n1表示1以上的整数。p1及p2各自独立地为1～3，其总和为4以下。]
上述式(I)表示的化合物具有上述式(s1)表示的基团作为三烷基甲硅烷基氧基，具有上述式(s2)表示的基团作为聚甲硅烷基氧基，具有上述式(s3)表示的基团作为键合有异氰酸酯基的硅原子，式(I)中的与(s1)对应的部分、与(s2)对应的部分、及与(s3)对应的部分的优选方式与上述的式(s1)、(s2)、及(s3)相同。
上述含有甲硅烷基氧基的基团为含有甲硅烷基氧基(-Si-O-)的一价基团，优选由比式(I)的用p1括起来的结构(以下，有时称为“含有三烷基甲硅烷基氧基的基团”)数量更少的原子数构成。
上述含有甲硅烷基氧基的基团优选为下式(s4)表示的基团。
[化学式9]
[式(s4)中，Rs2与上述含义相同。Rs5表示碳原子数1～4的烃基或羟基，该烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-，该烃基中含有的氢原子可被氟原子取代。Zs2表示-O-或二价烃基，该二价烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。Ys2表示单键或-Ls2-Si(Rs2)2-。Ls2表示二价烃基，该二价烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。n2表示0～5的整数。*表示与硅原子连接的化学键。]
作为Rs5的烃基，可举出与Rs1的烃基同样的基团。作为Zs2或Ls2的二价烃基，可举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基等碳原子数1～4的亚烷基，进一步优选为碳原子数1～3的亚烷基，进一步优选为碳原子数1的亚甲基。为亚甲基的情况下，可得到耐光性更加良好的被膜。作为含有甲硅烷基氧基的基团，优选可举出下述式表示的基团。
[化学式10]
作为Xs1的烃基，优选甲基、乙基、丙基等烷基。作为烃基中含有的-CH2-被替换为-O-而成的基团，可例举具有(聚)乙二醇单元的基团等。
其中，硅烷异氰酸酯化合物(a)优选为下式(I-1)表示的化合物，也可以是式(I-2)表示的化合物。
[化学式11]
[式(I-1)及(I-2)中，Rs2、RS3、n1分别与上述含义相同。]
作为硅烷异氰酸酯化合物(a)，特别优选为下述式表示的化合物。式中，n10表示1～30的整数。
[化学式12]
硅烷异氰酸酯化合物(a)可通过使三烷基甲硅烷基氧基与羟基经由聚甲硅烷基氧基连接而成的化合物、与异氰酸酯基化硅化合物反应来制造，例如，上述式(I)表示的化合物可通过使式(I-X1)表示的化合物与式(I-X2)表示的化合物反应来制造。
[化学式13]
[式(I-X1)中，Rs1表示烃基或(Rs3)3SiO-，Rs2及Rs3各自独立地表示碳原子数1～4的烷基。该Rs1的烃基及Rs3的烷基中含有的氢原子可被氟原子取代。其中，Rs1全部为烃基的情况下，Rs1为烷基。n1表示1以上的整数。
式(I-X2)中，Xs1表示异氰酸酯基以外的水解性基团、烃基、或含有甲硅烷基氧基的基团，该Xs1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。p3表示2以上的整数。]
相对于化合物(I-X1)1摩尔而言，化合物(I-X2)优选为1摩尔以上，更优选为1.5摩尔上，进一步优选为2摩尔以上，优选为5摩尔以下，更优选为3摩尔以下。
上述的反应优选在溶剂中进行。作为溶剂，可举出二甲醚、乙醚、二正戊基醚、四氢呋喃、二羟基苯甲醚(dioxyanisole)等醚溶剂。另外，反应温度优选为-10～50℃，更优选为-5～40℃。
上述化合物(I-X1)可通过使在二烷基硅氧烷链的两末端键合有卤素原子的化合物(以下，记为“二卤代二烷基硅氧烷”)或环状二烷基硅氧烷、与三(三烷基甲硅烷基氧基)甲硅烷基与M1O-基(M1表示碱金属)键合而成的化合物(以下，记为“碱金属甲硅醇盐”)反应来制造。
作为上述二卤代二烷基硅氧烷中含有的卤素原子，可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等，优选氯原子。另外，作为上述碱金属，优选锂。
另外，上述环状二烷基硅氧烷中含有的硅原子的数量优选为2以上且10以下，更优选为2以上且5以下，进一步优选为2以上且4以下。
碱金属甲硅醇盐可通过使烷基碱金属与(Rs1)3Si-OH表示的化合物反应来制造。作为烷基碱金属，可举出正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂等烷基锂，特别优选为正丁基锂。
含有上述硅烷异氰酸酯化合物(a)和溶剂(c)的组合物也被包含在本发明的范围内。硅烷异氰酸酯化合物(a)由于具有在中心硅原子上键合的异氰酸酯基，因而与各种基材的密合性良好，能够形成可同时实现疏水性、液滴的滑动性及耐光性的被膜。
在组合物100质量％中，硅烷异氰酸酯化合物(a)的含有率优选为0.001质量％以上，更优选为0.1质量％以上，进一步优选为1质量％以上，优选为50质量％以下，更优选为30质量％以下，进一步优选为20质量％以下。
特别地，在组合物中不含有后述的金属化合物(b)的情况下，在组合物100质量％中，硅烷异氰酸酯化合物(a)的含有率优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上。
另外，在组合物中含有后述的金属化合物(b)的情况下，在组合物100质量％中，硅烷异氰酸酯化合物(a)的含有率优选为10质量％以下，更优选为5质量％以下。
上述组合物中可以还含有在金属原子上键合有至少1个水解性基团的金属化合物(b)，上述含有甲硅烷基氧基的基团或上述含有烃链的基团可以键合于上述金属原子。上述含有甲硅烷基氧基的基团的原子数及上述含有烃链的基团的烃链部分的碳原子数分别少于构成在硅烷异氰酸酯化合物(a)的中心硅原子上键合的含有三烷基甲硅烷基的分子链的原子数，因此，由本发明的组合物形成的被膜中，能够形成具有间隔基团(spacer)功能的部位。结果，能够提升由含有三烷基甲硅烷基的分子链带来的疏水性提高作用。作为与金属原子键合的基团，优选含有甲硅烷基氧基的基团。
上述金属化合物(b)优选为式(II-1)、(II-2)或(II-3)表示的化合物。这些化合物可以分别单独地使用，也可组合多种使用。另外，式(II-1)、(II-2)或(II-3)表示的化合物也可以是其水解缩合物。此处，水解缩合物表示各化合物(II)中含有的全部或一部分的水解性基团通过水解进行缩合而得到的化合物。
[化学式14]
Rf2-Si(Af2)3 (II-3)
[式(II-1)中，M表示能够形成金属醇盐的三价或四价金属原子。Rb1表示含有甲硅烷基氧基的基团、烃基或水解性基团，该Rb1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与硅原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。Ab1表示水解性基团。k为比M的价数少2的数。
式(II-2)中，Rf1表示含有氟化碳的基团。Af1表示水解性基团。Zf1表示含有甲硅烷基氧基的基团、烃基或水解性基团，该Zf1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与硅原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。
式(II-3)中，Rf2表示水解性硅烷低聚物残基。Af2各自独立地表示水解性基团、碳原子数1～12的氟烷基或碳原子数1～4的烷基。]
M为能够与烷氧基键合而形成金属醇盐的金属原子，该金属原子也包括Si、Ge等准金属。作为M，可举出Al、Fe、In等三价金属；Hf、Si、Ti、Sn、Zr等四价金属；等等，优选为Si。
作为Rb1、Ab1、Af1、Zf1或Af2的水解性基团，可举出与硅烷异氰酸酯化合物(a)中的水解性基团同样的基团及异氰酸酯基，优选为碳原子数1～4的烷氧基，更优选为碳原子数1～2的烷氧基。
作为Rb1或Zf1的含有甲硅烷基氧基的基团或烃基，可从作为Xs1的含有甲硅烷基氧基的基团或烃基而分别说明的范围中适当选择，其个数优选为1以下，特别优选为0。
Rf1的含有氟化碳的基团是包含氟原子与碳原子键合而成的结构的一价基团，优选在末端具有氟烷基(优选为三氟甲基)的基团。作为含有氟化碳的基团，优选式(f1)表示的基团。
[化学式15]
[上述式(f1)中，Rf3表示碳原子数1～20的氟烷基。Rf4表示氟原子或碳原子数1～20的氟烷基。Rb4表示氢原子或碳原子数1～4的烷基。L表示-O-、-COO-、-OCO-、-NRf5-、-NRf5CO-、及-CONRf5-中的任一者。Rf5表示氢原子或碳原子数1～4的烷基或碳原子数1～4的氟烷基。h1～h5为0以上且100以下的整数，h1～h5的合计值为100以下。另外，标有h1～h5且用括号括起来的各重复单元在式中为任意的顺序。*表示化学键。]
Rf3或Rf4的氟烷基的碳原子数为1～20，优选为1～12，更优选为1～10，进一步优选为1～5。另外，对于Rf3或Rf4的氟烷基中的氟原子的取代数而言，将该氟烷基中含有的碳原子的数量设为A时，为1以上且2A+1以下，优选为2A+1、即该氟烷基为全氟烷基。作为Rb4的烷基，可举出与作为Rs1的烃基所例举的烷基同样的基团。作为Lf1，优选-O-、-COO-、或-OCO-。
h1优选为1～30，更优选为1～25，进一步优选为1～10，特别优选为1～5，最优选为1～2。h2优选为0～15，更优选为0～10。h3优选为0～5，更优选为0～2。h4优选为0～4，更优选为0～2。h5优选为0～4，更优选为0～2。h1～h5的合计值优选为3以上，更优选为5以上，另外，优选为80以下，更优选为50以下，进一步优选为20以下。
特别优选的是，Rf3为碳原子数1～5的全氟烷基，Rf4为氟原子或碳原子数1～5的全氟烷基，Rb4为氢原子，h3、h4及h5均为0，h1为1～5，h2为0～5。
作为上述含有氟化碳的基团，可举出下述式表示的基团。式中，Rf3、Rb4与上述含义相同，Rf3优选为碳原子数1～12的全氟烷基，Rb4优选为氢原子。另外，r2为5～20(优选为8～15)，r3为1～7(优选为2～6)，r4为1～10(优选为3～7)，r5为1～6(优选为2～4)。
[化学式16]
作为式(f1-1)表示的基团，可举出下述式表示的基团。
[化学式17]
作为式(f1-2)表示的基团，可举出下述式表示的基团。其中，Lf2表示碳原子数5～20的烷烃二基(alkanediyl group)。
[化学式18]
F3C-O-Lf2-* F3CF2C-O-Lf2-* F3C(F2C)2-O-Lf2-*
F3C(F2C)3-O-Lf2-*
作为式(f1-3)表示的基团，可举出下述式表示的基团。其中，Lf2表示碳原子数5～20的烷烃二基。
[化学式19]
作为式(f1-4)表示的基团，可举出下述式表示的基团。其中，Lf2表示碳原子数5～20的烷烃二基。
[化学式20]
作为式(f1-5)表示的基团，可举出下述式表示的基团。其中，Lf2表示碳原子数1～6的烷烃二基。
[化学式21]
F3C-Lf3-* F3CF2C-Lf3-* F3C(F2C)2-Lf3-*
F3C(F2C)3-Lf3-* F3C(F2C)4-Lf3-* F3C(F2C)5-Lf3-*
F3C(F2C)6-Lf3-* F3C(F2C)7-Lf3-*
含有氟化碳的基团也可以是氟烷基芳基、氟烷基链烯基、氟烷基炔基等。作为氟烷基芳基，可举出(C1-8氟烷基)苯基、(C1-8氟烷基)萘基，作为氟烷基链烯基，可举出(C1-17氟烷基)乙烯基，作为氟烷基炔基，可举出(C1-17氟烷基)乙炔基。
式(II-3)中，Rf2的水解性硅烷低聚物残基是指来自含有硅原子、和与硅原子键合的水解性基团的化合物(以下，有时称为“水解性硅烷单体”)的水解缩合物的一价基团。水解性硅烷低聚物残基中含有的硅原子的数量优选为3以上，更优选为5以上，进一步优选为7以上。水解性硅烷低聚物残基中含有的硅原子的数量优选为15以下，更优选为13以下，进一步优选为10以下。
另外，在上述水解性硅烷低聚物残基具有烷氧基的情况下，作为该烷氧基，可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等，优选为甲氧基、乙氧基等。上述水解性硅烷低聚物残基可具有这些烷氧基中的1种或2种以上，优选具有1种。
水解性硅烷低聚物残基优选为式(f2)表示的基团。
[化学式22]
[上述式(f2)中，Af3表示水解性基团、碳原子数1～4的烷基或碳原子数1～4的氟烷基。h6为0以上且100以下的整数。*表示与Si连接的化学键。]
作为Af3的水解性基团，可举出与Rb1的水解性基团同样的基团，优选为烷氧基，优选乙氧基、甲氧基等碳原子数1～4(优选为1～2)的烷氧基；异氰酸酯基。
h6优选为0以上且10以下，更优选为0以上且7以下。作为Af3，优选为水解性基团或碳原子数1～4的氟烷基，优选Af3中的至少一个为碳原子数1～4的氟烷基。另外，优选Af3中的至少一个为水解性基团(尤其是甲氧基、乙氧基)。
作为水解性硅烷低聚物残基，优选下述式表示的基团。
[化学式23]
Rb1优选为含有甲硅烷基氧基的基团或水解性基团，更优选为水解性基团。含有多个Rb1的情况下，优选均为水解性基团。这种情况下，优选Rb1和Ab1为相同的水解性基团。Zf1优选为含有甲硅烷基氧基的基团或水解性基团，更优选为水解性基团。Af2优选为氟烷基或水解性基团。
作为化合物(II-1)，可举出仅具有水解性基团的化合物；具有含有甲硅烷基氧基的基团和水解性基团的化合物；具有2个含有甲硅烷基氧基的基团和水解性基团的化合物；具有烃基和水解性基团的化合物；具有2个烃基和水解性基团的化合物；等等。
作为仅具有水解性基团的化合物，可举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷；三乙氧基铝、三丙氧基铝、三丁氧基铝等三烷氧基铝；三乙氧基铁等三烷氧基铁；三甲氧基铟、三乙氧基铟、三丙氧基铟、三丁氧基铟等三烷氧基铟；四甲氧基铪、四乙氧基铪、四丙氧基铪、四丁氧基铪等四烷氧基铪；四甲氧基钛、四乙氧基钛、四丙氧基钛、四丁氧基钛等四烷氧基钛；四甲氧基锡、四乙氧基锡、四丙氧基锡、四丁氧基锡等四烷氧基锡；四甲氧基锆、四乙氧基锆、四丙氧基锆、四丁氧基锆等四烷氧基锆；等等。
作为具有含有甲硅烷基氧基的基团和水解性基团的化合物，可举出三甲基甲硅烷基氧基三甲氧基硅烷、三甲基甲硅烷基氧基三乙氧基硅烷、三甲基甲硅烷基氧基三丙氧基硅烷等三甲基甲硅烷基氧基三烷氧基硅烷；等等。
作为具有2个含有甲硅烷基氧基的基团和水解性基团的化合物，可举出二(三甲基甲硅烷基氧基)二甲氧基硅烷、二(三甲基甲硅烷基氧基)二乙氧基硅烷、二(三甲基甲硅烷基氧基)二丙氧基硅烷等二(三甲基甲硅烷基氧基)二烷氧基硅烷；等等。
作为具有烃基和水解性基团的化合物，可举出甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷等烷基三烷氧基硅烷；乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等链烯基三烷氧基硅烷；等等。
作为具有2个烃基和水解性基团的化合物，可举出二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷等二烷基二烷氧基硅烷；等等。
作为化合物(II-2)，也可举出下述式表示的化合物。式中，r2为5～20(优选为8～15)，r3为1～7(优选为2～6)，r4为1～10(优选为2～8，更优选为2～5)，r5为1～5(优选为2～4)，r6为2～10(优选为2～8)，r7为2～10(优选为3～7)。
[化学式24]
作为化合物(II-3)，可举出下述式表示的化合物。
[化学式25]
在组合物中含有金属化合物(b)的情况下，在组合物100质量％中，其含有率优选为0.02质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.1质量％以上，优选为20质量％以下，更优选为10质量％以下，进一步优选为7质量％以下。
在本发明的组合物中含有金属化合物(b)的情况下，金属化合物(b)与硅烷异氰酸酯化合物(a)之比(金属化合物(b)/硅烷异氰酸酯化合物(a))以摩尔基准计优选为1/10以上，更优选为1/1以上，进一步优选为2/1以上，优选为100/1以下，更优选为50/1以下，进一步优选为40/1以下，更进一步优选为30/1以下。
本发明的组合物优选含有溶剂(c)。作为溶剂(c)，可举出水；醇系溶剂、醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、酰胺系溶剂等亲水性有机溶剂；芳香族烃系溶剂、饱和烃系溶剂等疏水性有机溶剂，这些可以单独使用，也可以并用2种以上。
作为上述醇系溶剂，可举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇等，作为上述醚系溶剂，可举出二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧杂环己烷等，作为酮系溶剂，可举出丙酮、甲基乙基酮等，作为酯系溶剂，可举出乙酸乙酯、乙酸丁酯等，作为酰胺系溶剂，可举出二甲基甲酰胺等，作为芳香族烃系溶剂，可举出苯、甲苯、二甲苯等，作为饱和烃系溶剂，可举出己烷、环己烷等。
其中，优选醚系溶剂、饱和烃系溶剂。
相对于硅烷异氰酸酯化合物(a)(含有金属化合物(b)的情况下，为硅烷异氰酸酯化合物(a)及金属化合物(b))的总量1质量份而言，溶剂(c)优选为0.1质量份以上，更优选为5质量份以上，进一步优选为10质量份以上，特别优选为12质量份以上，优选为100质量份以下，更优选为80质量份以下，进一步优选为50质量份以下。溶剂(c)的量在上述范围内时，容易控制被膜的厚度。
本发明的组合物可以不含有催化剂(d)，但根据需要也可含有催化剂(d)。催化剂(d)只要能够作为在硅原子上键合的异氰酸酯基及其他水解性基团的水解催化剂发挥作用即可，可举出酸性化合物；碱性化合物；有机金属化合物；等等。作为上述酸性化合物，可举出盐酸、硝酸等无机酸；乙酸等有机酸；等等。作为上述碱性化合物，可举出氨；胺；等等。作为上述有机金属化合物，可举出以Al、Fe、Zn、Sn等金属元素为中心金属的有机金属化合物，可举出乙酰丙酮铝络合物、乙酰乙酸乙酯铝络合物等有机铝化合物；辛酸铁等有机铁化合物；乙酰丙酮锌一水合物、环烷酸锌、辛酸锌等有机锌化合物；二乙酸二丁基锡络合物等有机锡化合物；等等。
含有催化剂(d)的情况下，相对于硅烷异氰酸酯化合物(a)(含有金属化合物(b)的情况下，为硅烷异氰酸酯化合物(a)及金属化合物(b))的总量100质量份而言，催化剂(d)的含量优选为0.0001质量份以上，更优选为0.0002质量份以上，进一步优选为0.001质量份以上，优选为20质量份以下，更优选为10质量份以下，进一步优选为5质量份以下。
此外，本发明的组合物可在不损害本发明的效果的范围内含有抗氧化剂、防锈剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、防霉剂、抗菌剂、防生物附着剂、除臭剂、颜料、阻燃剂、防静电剂等各种添加剂。
作为上述抗氧化剂，可举出酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、受阻胺系抗氧化剂等。
作为上述酚系抗氧化剂，可举出3-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八烷基酯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，2-硫代二亚乙基双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇双-[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3，9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰基氧基}-1，1-二甲基乙基]-2，4，8，10-四氧杂螺[5·5]十一烷、四{3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸}季戊四醇酯、丙烯酸2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酯、丙烯酸2-[1-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)乙基]-4，6-二叔戊基苯酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、2，2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、4，4’-丁叉(butylidene)双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4，4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)等。
作为上述硫系抗氧化剂，可举出3，3’-硫代二丙酸二正十二烷基酯、3，3’-硫代二丙酸二正十四烷基酯、3，3’-硫代二丙酸二正十八烷基酯、四(3-十二烷基硫代丙酸)季戊四醇酯等。
作为上述磷系抗氧化剂，可举出亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基)-4，4’-亚联苯基二亚膦酸酯、亚磷酸双-[2，4-二叔丁基-(6-甲基)苯基]乙酯等。
作为上述受阻胺系抗氧化剂，可举出癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯(熔点81～86℃)、甲基丙烯酸2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基酯(熔点58℃)、聚[{6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪-2，4-二基}{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}-1，6-六亚甲基{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]等。
作为上述防锈剂，可举出三乙醇胺等烷醇胺；季铵盐；烷烃硫醇；咪唑啉、咪唑、烷基咪唑啉衍生物、苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑、苯并三唑等唑类；偏钒酸钠；柠檬酸铋；苯酚衍生物；烷基胺、聚烯基胺等脂肪族胺、芳香族胺、乙氧基化胺、氰基烷基胺、苯甲酸环己基胺、亚烷基二胺等脂肪族二胺、芳香族二胺等胺化合物；上述胺化合物与羧酸的酰胺；烷基酯；嘧啶；环烷酸；磺酸复合体；亚硝酸钙、亚硝酸钠、亚硝酸二环己基胺等亚硝酸盐；多元醇、多元酚等多羟基化合物；钼酸钠、钨酸钠、膦酸钠、铬酸钠、硅酸钠等杂多酸盐；明胶；羧酸的聚合物；硝基化合物；甲醛；炔属醇；脂肪族硫醇、芳香族硫醇、炔属硫醇等硫醇化合物；脂肪族硫醚、芳香族硫醚、乙炔硫化物(acetylene sulfide)等硫醚化合物；亚砜、二苄基亚砜等亚砜化合物；硫脲；胺或季铵盐与卤素离子的组合；烷基胺与碘化钾的组合；单宁与磷酸钠的组合；三乙醇胺与月桂基肌氨酸的组合；三乙醇胺与月桂基肌氨酸与苯并三唑的组合；烷基胺与苯并三唑与亚硝酸钠与磷酸钠的组合；等等。
作为上述紫外线吸收剂/光稳定剂，可举出2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3，5-双(α，α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、3-[3-叔丁基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙酸甲酯与聚乙二醇(分子量约300)的缩合物、羟基苯基苯并三唑衍生物、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5[(己基)氧基]-苯酚、2-乙氧基-2’-乙基-草酸双酰苯胺等。
作为上述防霉剂/抗菌剂，可举出2-(4-噻唑基)苯并咪唑、山梨酸、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、(2-吡啶基硫基-1-氧化物)钠盐、脱氢乙酸、2-甲基-5-氯-4-异噻唑酮络合物、2，4，5，6-四氯邻苯二甲腈、2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯、1-(丁基氨基甲酰基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯、单或二溴氰基乙酰胺类、1，2-二溴-2，4-二氰基丁烷、1，1-二溴-1-硝基丙醇及1，1-二溴-1-硝基-2-乙酰氧基丙烷等。
作为上述防生物附着剂，可举出二硫化四甲基秋兰姆、双(N，N-二甲基二硫代氨基甲酸)锌、3-(3，4-二氯苯基)-1，1-二甲基脲、二氯-N-((二甲基氨基)磺酰基)氟-N-(对甲苯基)甲烷次磺酰胺、吡啶-三苯基硼烷、N，N-二甲基-N’-苯基-N’-(氟二氯甲基硫基)磺酰胺、硫氰酸亚铜(1)、氧化亚铜、二硫化四丁基秋兰姆、2，4，5，6-四氯间苯二甲腈、亚乙基双二硫代氨基甲酸锌、2，3，5，6-四氯-4-(甲基磺酰基)吡啶、N-(2，4，6-三氯苯基)马来酰亚胺、双(2-吡啶硫醇-1-氧化物)锌盐、双(2-吡啶硫醇-1-氧化物)铜盐、2-甲基硫基-4-叔丁基氨基-6-环丙基氨基-均三嗪、4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、呋喃酮类、烷基吡啶化合物、芦竹碱系化合物、异腈化合物等。
作为上述除臭剂，可举出乳酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸、马来酸、丙二酸、乙二胺聚乙酸、烷烃-1，2-二羧酸、烯烃-1，2-二羧酸、环烷烃-1，2-二羧酸、环烯烃-1，2-二羧酸、萘磺酸等有机酸类；十一碳烯酸锌、2-乙基己酸锌、蓖麻油酸锌等脂肪酸金属类；氧化铁、硫酸铁、氧化锌、硫酸锌、氯化锌、氧化银、氧化铜、金属(铁、铜等)叶绿酸钠、金属(铁、铜、钴等)酞菁、金属(铁、铜、钴等)四磺酸酞菁、二氧化钛、可见光响应型二氧化钛(氮掺杂型等)等金属化合物；α-、β-或γ-环糊精、其甲基衍生物、羟基丙基衍生物、葡糖基衍生物、麦芽糖基衍生物等环糊精类；多孔甲基丙烯酸聚合物、多孔丙烯酸聚合物等丙烯酸系聚合物、多孔二乙烯基苯聚合物、多孔苯乙烯-二乙烯基苯-乙烯基吡啶聚合物、多孔二乙烯基苯-乙烯基吡啶聚合物等芳香族系聚合物、它们的共聚物及几丁质、脱乙酰几丁质、活性炭、硅胶、活性氧化铝、沸石、陶瓷等多孔质体等。
作为上述颜料，可举出炭黑、氧化钛、酞菁系颜料、喹吖啶酮系颜料、异吲哚啉酮系颜料、苝或紫环酮系颜料、喹酞酮系颜料、二酮基吡咯并吡咯系颜料、二噁嗪系颜料、双偶氮缩合系颜料、苯并咪唑酮系颜料等。
作为上述阻燃剂，可举出十溴联苯、三氧化二锑、磷系阻燃剂、氢氧化铝等。
作为上述防静电剂，可举出季铵盐型的阳离子表面活性剂、甜菜碱型的两性表面活性剂、磷酸烷基酯型的阴离子表面活性剂、伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐、季胺盐、吡啶衍生物等阳离子表面活性剂、硫酸化油、肥皂、硫酸化酯油、硫酸化酰胺油、烯烃的硫酸化酯盐类、脂肪醇硫酸酯盐类、烷基硫酸酯盐、脂肪酸乙酯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基苯磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐、磷酸酯盐等阴离子表面活性剂、多元醇的部分脂肪酸酯、脂肪醇的环氧乙烷加成物、脂肪酸的环氧乙烷加成物、脂肪氨基或脂肪酸酰胺的环氧乙烷加成物、烷基酚的环氧乙烷加成物、多元醇的部分脂肪酸酯的环氧乙烷加成物、聚乙二醇等非离子表面活性剂、羧酸衍生物、咪唑啉衍生物等两性表面活性剂等。
另外，作为添加剂，可以进一步共存有润滑剂、填充剂、增塑剂、成核剂、防结块剂、发泡剂、乳化剂、光泽剂、粘结剂等。
含有这些添加剂的情况下，在组合物中，添加剂的含量优选为0.1～70质量％，更优选为0.1～50质量％，更进一步优选为0.5～30质量％，进一步优选为2～15质量％。
另外，在组合物中，硅烷异氰酸酯化合物(a)和金属化合物(b)及/或溶剂(c)的总含量优选为60质量％以上，更优选为75质量％以上，更进一步优选85质量％以上，进一步优选为95质量％以上。
由上述组合物形成的被膜也被包含在本发明的范围内。该被膜中包含来自硅烷异氰酸酯化合物(a)的结构。
对于本发明的被膜而言，将水相对于被膜的初始接触角设为θ01、将在70℃的离子交换水中浸渍12小时后的接触角设为θw2时，下述式表示的接触角变化率dw2优选为-10％以上，更优选为-5％以上，进一步优选为-1％以上，优选为0％，但也允许为2％以下，进而允许为5％以下。
接触角变化率dw2(％)＝(θw2-θ01)/θ01×100
水相对于本发明的被膜的初始接触角θ01优选为80°以上，更优选为90°以上，进一步优选为100°以上，可以为140°以下，进而也可以为130°以下。
上述接触角是指使用液量为3.0μL的水、利用θ/2法测得的值。
本发明的被膜的水的滚动角αw优选为40°以下，更优选为35°以下，进一步优选为30°以下，特别优选为25°以下，可以为5°以上，进而也可以为10°以上。
另外，本发明的被膜的水的接触角滞后Δθw优选为20°以下，更优选为15°以下，进一步优选为10°以下，可以为1°以上。
上述水的接触角滞后Δθw及滚动角αw可使用液量为6.0μL的水、利用滑落法测定。
本发明的被膜的滑落速度优选为1毫米/秒以上，更优选为5毫米/秒以上，进一步优选为10毫米/秒以上，特别优选为20毫米/秒以上。
上述滑落速度是通过将具有本发明的被膜的基材倾斜20°、滴下50μL的液滴(水)时的移动距离除以移动所需要的时间而求出的值。具体而言，可使用共和界面制的接触角计的动态滑落法进行测定。
对于本发明的被膜而言，将水相对于被膜的初始接触角设为A1，将按照下述方式得到的接触角设为BZ：使照射面上的强度为200±10mW/cm2，在温度为20～40℃、湿度为30～75％的大气气氛下，向照射面照射在300nm以下的区域具有亮线的汞灯的光6小时，然后测定接触角；此时，基于下式算出的照射前后的接触角的变化率优选为-10％以上，更优选为-4.5％以上，进一步优选为-4％以上，为例如0％以下，进而也允许为-1％以下。
接触角变化率(％)＝{(BZ-A1)/A1}×100(％)
来自硅烷异氰酸酯化合物(a)的结构(A)包含键合有烷基的碳原子数为1～4的三烷基甲硅烷基氧基和聚甲硅烷基氧基的结构(含有三烷基甲硅烷基氧基的基团)，优选为式(IA)表示的结构。
[化学式26]
[式(IA)中，Rs1、Rs2及n1与上述含义相同。Za1表示(Rs1)3Si-O-(Si(Rs2)2-O-)n1-、含有甲硅烷基氧基的基团、烃基或-O-，该Za1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。]
式(IA)中，Za1的含有甲硅烷基氧基的基团、烃基分别可从上文中作为含有甲硅烷基氧基的基团、烃基而说明的范围中适当选择。Za1优选为含有甲硅烷基氧基的基团或-O-，更优选为-O-。
作为结构(A)，优选为式(IA-1)表示的结构。
[化学式27]
[式(IA-1)中，Rs1、Rs2及n1与上述含义相同。]
作为结构(A)，特别优选为下述式表示的结构。式中，n10表示1～30的整数。
[化学式28]
另外，由本发明的组合物形成的被膜中还优选含有来自金属化合物(b)的结构。来自金属化合物(b)的结构(B)中，在金属原子(其中，金属原子为硅原子的情况下，其与键合有含有三烷基甲硅烷基的分子链的硅原子不同)上键合的基团(烃基、含有甲硅烷基氧基的基团、羟基等)的构成元素数少于含有三烷基甲硅烷基的分子链的构成元素数，因此，该结构(B)作为间隔基团发挥作用，结果，容易提升由含有三烷基甲硅烷基的分子链带来的疏水性提高作用。
来自金属化合物(b)的结构(B)优选为式(IIB1)、(IIB2)或(IIB3)表示的结构。
[化学式29]
[式(IIB1)中，M表示能够形成金属醇盐的三价或四价金属原子。Rb2表示含有甲硅烷基氧基的基团、烃基、羟基或-O-基，该Rb2的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与硅原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。根据M的价数，k表示1或2的整数。
式(IIB2)中，Rf1表示含有氟化碳的基团。Zf2表示含有甲硅烷基氧基的基团、烃基、羟基或-O-，该Zf2的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-。其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-。
式(IIB3)中，Rf2表示水解性硅烷低聚物残基。Zf3表示碳原子数1～12的氟烷基、碳原子数1～4的烷基、羟基或-O-。]
Rb2或Zf2的含有甲硅烷基氧基的基团、Rb2或Zf2的烃基、及Rf2的水解性硅烷低聚物残基的原子数优选少于上述含有三烷基甲硅烷基的分子链的原子数。由此，结构(B)容易在被膜中作为间隔基团发挥作用。
作为Rb2或Zf2的含有甲硅烷基氧基的基团、及Rb2或Zf2的烃基，可举出分别与Za1的含有甲硅烷基氧基的基团及烃基同样的基团。
作为Rb2，优选为含有甲硅烷基氧基的基团、羟基或-O-，更优选为羟基或-O-。作为Zf2，优选为含有甲硅烷基氧基的基团、羟基或-O-，更优选为羟基或-O-。作为Zf3，优选为氟烷基、羟基或-O-。
作为结构(B)，M为硅原子的情况下，可举出下述式表示的结构。式中，Lf2表示碳原子数5～20的烷烃二基。r8为1～20(优选为1～10)，r9为1～10(优选为1～5)，r10为1～10(优选为1～5)。
[化学式30]
[化学式31]
由本发明的组合物形成的被膜中，结构(B)与结构(A)的存在比(结构(B)/结构(A))以摩尔基准计优选为1/10以上，更优选为1/1以上，进一步优选为2/1以上，优选为100/1以下，更优选为50/1以下，进一步优选为30/1以下，更进一步优选为25/1以下。
可通过使上述组合物与基材接触而形成上述被膜。作为使组合物与基材接触的方法，可举出旋涂法、浸涂法、喷雾涂布法、辊涂法、棒涂法、模涂法等，优选旋涂法、喷雾涂布法。若利用旋涂法、喷雾涂布法，则将会容易调节被膜厚度。
此时，根据需要，可以进一步对组合物进行稀释。相对于稀释前的组合物而言，稀释倍率优选为2～100倍，更优选为5～50倍。作为稀释溶剂，可以适当使用作为溶剂(c)而例举的溶剂。
通过在使本发明的组合物与基材接触的状态下在空气中静置，从而能吸收空气中的水分，使水解性基团水解，形成硅氧烷骨架，从而形成被膜。在静置时，可以于40～250℃保持。
此外，在基材上形成本发明的被膜而得到的被膜处理基材也被包含在本发明的范围内。基材的形状可以是平面、曲面中的任一种，也可以是由多个面组合而成的三维结构。另外，基材可以由有机系材料和/或无机系材料构成，作为上述有机系材料，可举出丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸系-苯乙烯共聚树脂、纤维素树脂、聚烯烃树脂、聚乙烯醇等热塑性树脂；酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、有机硅树脂、聚氨酯树脂等热固性树脂；等等，作为无机系材料，可举出陶瓷；玻璃；Fe、Si、Cu、An、Al等金属；包含上述金属的合金；等等。
可以预先对上述基材实施易粘接处理。作为易粘接处理，可举出电晕处理、等离子体处理、紫外线处理等亲水化处理。另外，可使用基于树脂、硅烷偶联剂、四烷氧基硅烷等的底漆处理。
作为底漆层，优选为由包含能形成硅氧烷骨架的成分(P)(以下，有时称为成分(P)。)的底漆层形成用组合物形成的层。底漆层形成用组合物优选包含由下述式(Pa)表示的化合物(以下，有时称为化合物(Pa)。)及/或其部分水解缩合物组成的(P1)成分作为成分(P)。
Si(XP2)4...(Pa)
[式(Pa)中，XP2表示卤素原子、烷氧基或异氰酸酯基。]
上述式(Pa)中，XP2优选为氯原子、碳原子数1～4的烷氧基或异氰酸酯基等水解性基团，4个XP2优选相同。
作为化合物(Pa)，可使用1种或2种以上，优选Si(NCO)4、Si(OCH3)4、Si(OC2H5)4等。
底漆层形成用组合物中包含的(P1)成分可以是化合物(Pa)的部分水解缩合物。化合物(Pa)的部分水解缩合物可使用酸催化剂、碱催化剂、利用常规的水解缩合方法来制造。部分水解缩合物的缩合度(多聚化度)优选为产物能溶解于溶剂中的程度。作为(Pa)成分，可以是化合物(Pa)，也可以是化合物(Pa)的部分水解缩合物，也可以是化合物(Pa)与其部分水解缩合物的混合物、包含未反应的化合物(Pa)在内的化合物(Pa)的部分水解缩合物。作为化合物(Pa)、其部分水解缩合物，也可使用市售品。
另外，对于底漆层形成用组合物而言，作为成分(P)，可以还包含由式(Pb)表示的化合物(以下，有时称为化合物(Pb))及/或其部分水解缩合物组成的(P2)成分。
(XP3)3Si-(CH2)p-Si(XP3)3...(Pb)
[其中，式(Pb)中，XP3各自独立地表示水解性基团或羟基，p为1～8的整数。]
式(Pb)中，作为XP3表示的水解性基团，可举出与上述XP2同样的基团或原子。从化合物(Pb)的稳定性与水解的容易性的均衡性的观点考虑，作为XP3，优选为烷氧基及异氰酸酯基，特别优选为烷氧基。作为烷氧基，优选为碳原子数1～4的烷氧基，更优选为甲氧基或乙氧基。在化合物(Pb)中存在有多个的XP3可以是相同的基团，也可以是不同的基团，从容易获得的观点考虑，优选为相同的基团。
作为化合物(Pb)，可使用1种或2种以上，可举出(CH3O)3SiCH2CH2Si(OCH3)3、(OCN)3SiCH2CH2Si(NCO)3、Cl3SiCH2CH2SiCl3、(C2H5O)3SiCH2CH2Si(OC2H5)3、(CH3O)3SiCH2CH2CH2CH2CH2CH2Si(OCH3)3等。
成分(P2)可以为化合物(Pb)的部分水解缩合物。化合物(Pb)的部分水解缩合物可利用与在化合物(Pa)的部分水解缩合物的制造中说明的方法同样的方法得到。部分水解缩合物的缩合度(多聚化度)优选为产物能溶解于溶剂中的程度。作为成分(P2)，可以为化合物(Pb)，也可以为化合物(Pb)的部分水解缩合物，也可以为化合物(Pb)与其部分水解缩合物的混合物、包含未反应的化合物(Pb)在内的化合物(Pb)的部分水解缩合物。作为化合物(Pb)、其部分水解缩合物，也可使用市售品。另外，底漆层形成用组合物中，作为成分(P)，可以包含通过化合物(Pb)和化合物(Pa)的共水解而形成的共水解缩合物，也可以包含各种聚硅氮烷。
对于底漆层形成用组合物而言，考虑到经济性、操作性、得到的底漆层的厚度控制的容易性等，除了成为层构成成分的固态成分以外，优选还含有有机溶剂。有机溶剂优选为将底漆层形成用组合物所含有的固态成分溶解的溶剂，可举出与组合物中使用的溶剂(c)同样的溶剂。有机溶剂不限于1种，可以将极性、蒸发速度等不同的2种以上的溶剂混合进行使用。在底漆层形成用组合物含有部分水解缩合物、部分水解共缩合物的情况下，也可包含为了制造它们而使用的溶剂。
此外，底漆层形成用组合物中，即使不包含部分水解缩合物、部分水解共缩合物，为了促进水解共缩合反应，预先配合与在部分水解缩合的反应中通常使用的催化剂同样的酸催化剂等催化剂也是优选的。即使在包含部分水解缩合物、部分水解共缩合物的情况下，在底漆层形成用组合物中未残留它们的制造中所使用的催化剂时，也优选配合催化剂。底漆层形成用组合物可以包含为了使上述含有成分进行水解缩合反应、水解共缩合反应而使用的水。
作为使用底漆层形成用组合物来形成基底层的方法，可使用能够应用有机硅烷化合物系的表面处理剂的方法。可利用刷涂、流涂、旋转涂布、浸渍涂布、刮刀涂布、喷涂、手涂等方法将底漆层形成用组合物涂布于基体的表面，在大气中或氮气气氛中，根据需要进行干燥，然后使其固化，由此形成基底层。固化的条件可基于使用的底漆层形成用组合物的种类、浓度等适当控制。需要说明的是，底漆层形成用组合物的固化可与组合物的固化同时进行。
底漆层的厚度没有特别限制，只要是能向在其上形成的被膜赋予耐湿性、密合性、对来自基体的碱等的阻隔性的厚度即可。
由含有本发明的化合物的组合物形成的被膜可同时实现疏水性和液滴的滑动性、以及耐光性，作为触摸面板显示器等显示装置、光学元件、半导体元件、建筑材料、汽车部件、纳米压印技术等中的基材有用。由含有本发明的化合物的组合物形成的被膜可合适地用作电车、汽车、船舶、飞机等运输设备的主体、窗玻璃(前玻璃、侧玻璃、后玻璃)、镜子、保险杠等的物品。另外，也可用于建筑物外壁、帐篷、太阳光发电组件、隔音板、混凝土等室外用途。还可用于渔网、捕虫网、水槽等。此外，也可用于厨房、浴室、盥洗台、镜子、卫生间周边的各构件的物品、枝形吊灯、瓷砖等陶瓷器、人造大理石、空调等各种室内设备。另外，也可用于工厂内的工具、内壁、配管等的防污处理。也适用于护目镜、眼镜、头盔、弹子机、纤维、伞、游戏用道具、足球等。此外，也可用作食品用包装材料、化妆品用包装材料、壶的内部等各种包装材料的防附着剂。
实施例
以下，举出实施例进一步具体地说明本发明，但本发明当然不受下述实施例的限制，在能符合上述·后述的主旨的范围内适当地进行变更来实施也当然是可行的，它们均被包含在本发明的技术范围内。需要说明的是，下文中，只要没有特别说明，则“份”是指“质量份”，“％”是指“质量％”。
实施例中使用的测定方法如下所述。
(接触角评价)
使用接触角测定装置(DM700，协和界面科学公司制)。使用液量为3μL的离子交换水，通过θ/2法测定接触角。
(动态疏水特性评价)
使用协和界面科学公司制DM700，利用滑落法(分析方法：接触法，液量：6.0μL，倾斜方法：连续倾斜，滑落检测：滑落后，移动判定：前进角，滑落判定距离：0.25mm)，测定透明被膜表面相对于水的动态疏水特性(接触角滞后、滚动角)。
(密合性评价)
将样品在70℃的离子交换水中浸渍12小时，进行温水试验，测定浸渍前后的水接触角。
(液滴滑动性评价)
使用协和界面科学公司制DM700，利用动态滑落法(分析方法：液量：50.0μL，倾斜方法：样品倾斜，倾斜角：20°)，测定透明被膜表面相对于水的动态疏水特性(水滴滑动性)。
(耐光性评价)
将均匀光照射单元(USHIO INC.制)安装于汞灯(USHIO INC.制“SP-9 250DB”)，在距透镜17.5cm的距离处设置样品。使用光强测量仪(OPHIL公司制“VEGA”)测定200～800nm的光强度，结果为200mW/cm2。在温度为20～40℃、湿度为30～75％的大气气氛下，向样品照射汞灯6小时。将透明被膜上的液滴(液量为3μL的离子交换水)的初始接触角设为A1，将照射后的液滴的接触角度设为BZ，将基于下式算出的照射前后的接触角的变化率示于表3。
接触角变化率(％)＝{(BZ-A1)/A1}×100(％)
需要说明的是，上述汞灯(USHIO INC.制“SP-9 250DB”)的光谱辐照度如图1所示，在300nm以下的区域中具有亮线。
实施例1-1
向四颈瓶中装入1.6g三甲基硅烷醇、8mL四氢呋喃(THF)，进行搅拌。冷却至-40℃，滴入11.1mL正丁基锂(n-BuLi)的己烷溶液(1.6mol/L)。升温至0℃，滴入已溶解于28mL的THF中的31.68g六甲基环三硅氧烷，升温至室温并搅拌17小时。向反应液中依次加入THF、离子交换水、己烷，进行分液，分取有机层。用离子交换水洗涤，使用无水硫酸镁干燥，然后进行减压浓缩，得到32g下述式表示的无色透明的中间体1。式中，用括号括起来的单元的平均重复数n为8。以下，由NMR谱算出平均重复数。
[化学式32]
将0.98g四异氰酸酯基硅烷溶解于8mL乙醚后，冷却至0℃，滴入已溶解于40mL乙醚中的9.35g中间体1，于35℃搅拌2h。于3hPa、35℃蒸馏除去溶剂，得到9.6g下述式表示的化合物1。式中，用括号括起来的单元的平均重复数n为8。
[化学式33]
得到的化合物(1)的29Si-NMR(400MHz，标准物质：CDCl3(＝7.24ppm)，弛豫试剂：乙酰丙酮铬，相对于溶质添加10％)的测定结果如下所示。
29Si-NMR(溶剂：CDCl3)δ(ppm)：8.20-8.80((CH3)3-Si))、-22.50--21.00((CH3)2-Si))、-106.50--105.4(Si-NCO)
实施例1-2
向三颈瓶中装入6.25g三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷醇、28g的THF，进行搅拌。冷却至-40℃，滴入12.5mL正丁基锂的己烷溶液(1.6mol/L)。升温至0℃，滴入已溶解于28g的THF中的35.59g六甲基环三硅氧烷，搅拌17小时。冷却至-40℃，向反应液中依次加入THF、离子交换水、己烷，进行分液，分取有机层。用离子交换水洗涤，使用无水硫酸镁干燥，然后进行减压浓缩，得到下述式表示的无色透明的中间体2。式中，用括号括起来的单元的平均重复数n为8。
[化学式34]
将0.98g四异氰酸酯基硅烷溶解于8mL乙醚后，冷却至0℃，滴入已溶解于40mL乙醚中的9.90g中间体2，于35℃搅拌2h。于3hPa、35℃蒸馏除去溶剂，得到10.0g下述式表示的化合物2。式中，用括号括起来的单元的平均重复数n为8。
得到的化合物(2)的29Si-NMR(400MHz，标准物质：CDCl3(＝7.24ppm)，弛豫试剂：乙酰丙酮铬，相对于溶质添加10％)的测定结果如下所示。
29Si-NMR(溶剂：CDCl3)δ(ppm)：8.20-8.80((CH3)3-Si))、-22.50--21.00((CH3)2-Si))、-106.50--105.4(Si-NCO)
[化学式35]
比较例1-1
向四颈瓶中装入0.45g三甲基硅烷醇、5.1mL四氢呋喃(THF)，进行搅拌。冷却至-40℃，滴入3.13mL正丁基锂的己烷溶液(1.6mol/L)。升温至0℃，滴入已溶解于11.9mL的THF中的16.68g六甲基环三硅氧烷，升温至室温，搅拌17小时。减压浓缩，得到无色透明的中间体3。冷却至-40℃，滴入0.99g三乙氧基氯硅烷。加入100mL己烷，进行过滤。于130hPa、25℃浓缩滤液，得到16.33g下述式表示的化合物3。式中，用括号括起来的单元的平均重复数n为8。
[化学式36]
比较例1-2
向10.0g的中间体1投入4.8g原硅酸四甲酯、56mg叔丁基胺，在氮气气氛下于30℃搅拌5小时。恢复至室温后，减压浓缩，得到10.6g下述式表示的化合物4。式中，用括号括起来的单元的平均重复数n为15。
[化学式37]
实施例2-1、2-2
将作为硅烷异氰酸酯化合物(a)的化合物1、2及甲基乙基酮以表1所示的组成混合，得到涂布溶液1、2。
实施例2-3、2-4
将作为硅烷异氰酸酯化合物(a)的化合物1、2、作为金属化合物(b)的四乙氧基硅烷(TEOS)及甲基乙基酮以表1所示的组成混合，搅拌1小时，制作试样溶液。用甲基乙基酮(MEK)将得到的试样溶液进一步稀释，制成涂布溶液3、4。
比较例2-1、2-2、2-3
将化合物3～5及甲基乙基酮以表1所示的组成混合，得到涂布溶液5、6。
[表1]
化合物5是指下述式表示的化合物。
[化学式38]
实施例3-1～3-4、比较例3-1～3-2
使用旋涂机(MIKASA公司制)，以3000rpm，在经碱洗涤的玻璃基板(EAGLE XG，Corning公司制)上涂布上述涂布溶液1～4及比较涂布溶液20秒，于室温静置。针对得到的被膜，对初始的接触角、液滴滑动性、密合性、耐光性进行评价。结果示于表2。
[表2]
产业上的可利用性
由含有本发明的化合物的组合物形成的被膜可同时实现疏水性和液滴的滑动性、以及密合性，作为触摸面板显示器等显示装置、光学元件、半导体元件、建筑材料、汽车部件、纳米压印技术等中的基材有用。由含有本发明的化合物的组合物形成的被膜可合适地用作电车、汽车、船舶、飞机等运输设备的主体、窗玻璃(前玻璃、侧玻璃、后玻璃)、镜子、保险杠等的物品。另外，也可用于建筑物外壁、帐篷、太阳光发电组件、隔音板、混凝土等室外用途。还可用于渔网、捕虫网、水槽等。此外，也可用于厨房、浴室、盥洗台、镜子、卫生间周边的各构件的物品、枝形吊灯、瓷砖等陶瓷器、人造大理石、空调等各种室内设备。另外，也可用于工厂内的工具、内壁、配管等的防污处理。也适用于护目镜、眼镜、头盔、弹子机、纤维、伞、游戏用道具、足球等。此外，也可用作食品用包装材料、化妆品用包装材料、壶的内部等各种包装材料的防附着剂。

Claims (6)

1.硅烷异氰酸酯化合物，其是烷基的碳原子数为1～4的三烷基甲硅烷基氧基、和键合有异氰酸酯基的硅原子经由聚甲硅烷基氧基连接而成的。
2.如权利要求1所述的硅烷异氰酸酯化合物，其由式(I)表示，
[化学式1]
式(I)中，Rs1表示碳原子数1～4的烃基或(Rs3)3SiO-，Rs2及Rs3各自独立地表示碳原子数1～4的烷基；所述Rs1的烃基及Rs3的烷基中含有的氢原子可被氟原子取代；其中，Rs1全部为烃基的情况下，Rs1为烷基；
Xs1表示异氰酸酯基以外的水解性基团、烃基、或含有甲硅烷基氧基的基团，所述Xs1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-；其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-；
n1表示1以上的整数；
p1及p2各自独立地为1～3，其总和为4以下。
3.如权利要求2所述的硅烷异氰酸酯化合物，其中，Rs1表示(Rs3)3SiO-。
4.涂覆组合物，其含有权利要求1～3中任一项所述的硅烷异氰酸酯化合物及溶剂。
5.如权利要求4所述的涂覆组合物，其还含有在中心金属原子上键合有至少1个水解性基团的金属化合物。
6.权利要求1～3中任一项所述的化合物的制造方法，其特征在于，使式(I-X1)表示的化合物与式(I-X2)表示的化合物反应，
[化学式2]
式(I-X1)中，
Rs1表示碳原子数1～4的烃基或(Rs3)3SiO-，Rs2及Rs3各自独立地表示碳原子数1～4的烷基；所述Rs1的烃基及Rs3的烷基中含有的氢原子可被氟原子取代；其中，Rs1全部为烃基的情况下，Rs1为烷基；
n1表示1以上的整数；
式(I-X2)中，
Xs1表示异氰酸酯基以外的水解性基团、烃基、或含有甲硅烷基氧基的基团，所述Xs1的烃基中含有的-CH2-可被替换为-O-；其中，与Si原子相邻的-CH2-不会被替换为-O-，连续的2个-CH2-不会同时被替换为-O-；
p3表示2～4的整数。
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