CN115803362A - 固化性组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供式(I)[各符号的含义如说明书所述]所示的含氟代聚醚基的硅烷化合物。
Description
技术领域
本发明涉及表面处理剂。
背景技术
已知某些种类的含氟硅烷化合物在用于基材的表面处理时,能够提供优异的拨水性、拨油性、防污性等。由含有含氟硅烷化合物的表面处理剂得到的层(以下也称为“表面处理层”)作为所谓的功能性薄膜被施用于例如玻璃、塑料、纤维、建筑材料等各种各样的基材。
作为这样的含氟化合物,已知分子主链具有全氟聚醚基、并且分子末端或末端部具有与Si原子键合的可水解基团的含全氟聚醚基的硅烷化合物(专利文献1和2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-218639号公报
专利文献2:日本特开2017-082194号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
由含有含全氟聚醚基的硅烷化合物的表面处理剂得到的层,即使在薄膜的情况下也能够发挥拨水性、拨油性、防污性等功能,因而适合用于需求透光性和透明性的眼镜或触摸屏等光学部件。特别是在这些用途中,为了即使受到反复摩擦也能够维持其功能,需求摩擦耐久性。
本发明的目的在于提供一种能够形成具有高摩擦耐久性的层的含氟代聚醚基的硅烷化合物。
用于解决技术问题的技术方案
本发明包括以下方式。
[1]一种以下式(I)所示的含氟代聚醚基的硅烷化合物。
[式中,
R3在每次出现时分别独立地为氢原子或1价有机基团,
R4在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
p在每次出现时分别独立地为0~3的整数;
其中,(SiR3 pR4 3-p)j中,至少1个SiR3 pR4 3-p中的p为0~2的整数,
q在每次出现时分别独立地为0~3的整数;
其中,(SiR3 qR4 3-q)j中,至少1个SiR3 qR4 3-q中的q为0~2的整数,
R5在每次出现时分别独立地为j+1价有机基团,
R6在每次出现时分别独立地为-R16-R15-R17-,
R15在每次出现时分别独立地为含亚环烷基的基团,
R16在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R17在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R7在每次出现时分别独立地为氢原子或C1-20烷基,
PFPE1在每次出现时分别独立地为-RF-RFE-,
RF为-(CfF2f)-,
f为1~10的整数,
RFE为式:-(OCF2)a1-(OC2F4)a2-(OC3X10 6)a3-(OC4F8)a4-(OC5F10)a5-(OC6F12)a6-(OC7F14)a7-(OC8F16)a8-所示的2价的氟代聚醚基,
(式中,
a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8之和至少为5,
标注角标a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7或a8并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,
X10在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,其中,在所有的X10为氢原子或氯原子时,a1、a2、a4、a5、a6、a7和a8中的至少1个为1以上的整数。)
j在每次出现时独立地为1~9的整数,
k为1以上的整数。]
[2]如上述[1]所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其中,R15在每次出现时分别独立地为含有碳原子数5~12的单环式、二环式或三环式亚环烷基的基团,
R16在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R17在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基。
[3]如上述[1]或[2]所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其中,R6为环上的氢原子可以被取代的选自下列基团的基团。
[式中,
R16在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R17在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R18在每次出现时分别独立地为C1-6亚烷基。]
[4]如上述[1]~[3]中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其中,X10为氟原子。
[5]如上述[1]~[4]中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其中,RFE在每次出现时分别独立地为下述式(f1)、(f2)、(f3)、(f4)或(f5)所示的基团。
-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2- (f1)
[式中,a3为5~200的整数,a2为0或1。]
-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f2)
[式中,a3和a4分别独立地为0~30的整数;
a1和a2分别独立地为1~200的整数;
a1、a2、a3和a4之和为10~200的整数;
标注角标a1、a2、a3或a4并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
-(R16-R17)g- (f3)
[式中,R16为OCF2为OC2F4;
R17为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12的基团、或者为从这些基团中选择的2个或3个基团的组合;
g为2~100的整数。]
-(OC6F12)a6-(OC5F10)a5-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f4)
[式中,a2为1~200的整数,a1、a3、a4、a5和a6分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5和a6之和至少为5,另外,标注a1、a2、a3、a4、a5或a6并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
-(OC6F12)a6-(OC5F10)a5-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f5)
[式中,a1为1~200的整数,a2、a3、a4、a5和a6分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5和a6之和至少为5,另外,标注a1、a2、a3、a4、a5或a6并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
[6]如上述[1]~[5]中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其中,R7为氢原子。
[7]如上述[1]~[6]中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其中,R5为二价有机基团,j为1。
[8]如上述[1]~[7]中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其中,R5为C1-6亚烷基,j为1。
[9]上述[1]~[8]中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其由式(A)、(B)、(C)或(D)表示。
[式中,
R11和R11″在每次出现时分别独立地为氢原子或卤原子,
R12和R12″在每次出现时分别独立地为氢原子或低级烷基,
R13和R13″在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
R14和R14″在每次出现时分别独立地为氢原子或碳原子数1~22的烷基,
X2在每次出现时分别独立地为单键或2价有机基团,
n1在每个(-SiR13 n1R14 3-n1)单元或每个(-SiR13″ n1R14″ 3-n1)单元中独立地为0~3的整数,
X1分别独立地为与酰胺键连接的单键或2~10价有机基团,
t分别独立地为1~10的整数,
α1为1~9的整数,
X3分别独立地为2~10价有机基团,
β1为1~9的整数,
X5分别独立地为2~10价有机基团,
γ1为1~9的整数,
Ra在每次出现时分别独立地为-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1,
Z3在每次出现时分别独立地为氧原子或2价有机基团,
R71在每次出现时分别独立地为Ra′,
Ra′的含义与Ra相同,
Ra中经由Z3基以直链状连接的Si最多为5个,
R72在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
R73在每次出现时分别独立地为氢原子或低级烷基,
p1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
q1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
r1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
其中,在每个(-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1)中,p1、q1和r1之和为3,
Ra″在每次出现时分别独立地为-Z3-SiR71 p1R72″ q1R73 r1,
Z3、R71、R73、p1、q1和r1的含义同上,
R72″的含义与R72相同,
Rb和Rb″在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
Rc和Rc″在每次出现时分别独立地为氢原子或低级烷基,
k1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
l1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
m1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
其中,在每个(SiRa k1Rb l1Rc m1)或每个(SiRa″ k1Rb″ l1Rc″ m1)中,k1、l1和m1之和为3,
X7分别独立地为2~10价有机基团,
δ1为1~9的整数,
Rd在每次出现时分别独立地为-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2,
Z4在每次出现时分别独立地为氧原子或2价有机基团,
R81在每次出现时分别独立地为Rd′,
Rd′的含义与Rd相同,
R82在每次出现时分别独立地为-Y-SiR85 n2R86 3-n2,
Y在每次出现时分别独立地为2价有机基团,
R85在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
R86在每次出现时分别独立地为氢原子或低级烷基,
n2在每个(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)单元或每个(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)单元中独立地为0~3的整数,
R83在每次出现时分别独立地为氢原子、羟基或低级烷基,
p2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
q2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
r2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
其中,在每个(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)或每个(-Z4-CR81 p2R82″ q2R83 r2)中,p2、q2和r2之和为3,
Rd″在每次出现时分别独立地为-Z4-CR81 p2R82″ q2R83 r2,
R82″在每次出现时分别独立地为-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2,
R85″和R86″的含义分别与R85和R86相同,
Re在每次出现时分别独立地为-Y-SiR85 n2R86 3-n2,
Re″在每次出现时分别独立地为-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2,
Rf和Rf″在每次出现时分别独立地为氢原子、羟基或低级烷基,
k2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
l2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
m2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
其中,k2、l2和m2之和为3,
R6在每次出现时分别独立地为-R16-R15-R17-,
R15在每次出现时分别独立地为含亚环烷基的基团,
R16在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R17在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R7在每次出现时分别独立地为氢原子或C1-20烷基,
PFPE1在每次出现时分别独立地为-RF-RFE-,
RF为-(CfF2f)-,
f为1~10的整数,
RFE为式:-(OCF2)a1-(OC2F4)a2-(OC3X10 6)a3-(OC4F8)a4-(OC5F10)a5-(OC6F12)a6-(OC7F14)a7-(OC8F16)a8-所示的2价氟代聚醚基,
(式中,
a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8之和至少为5,
标注角标a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7或a8并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,
X10在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,其中,在所有的X10为氢原子或氯原子时,a1、a2、a4、a5、a6、a7和a8的至少1个为1以上的整数。)
r为1以上的整数。]
[10]一种含有上述[1]~[9]中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物的表面处理剂。
[11]如上述[10]所述的表面处理剂,其中,还含有选自含氟油、有机硅油和催化剂中的1种或1种以上的其它的成分。
[12]如上述[10]或[11]所述的表面处理剂,其中,还含有溶剂。
[13]如上述[10]~[12]中任一项所述的表面处理剂,其用作防污性涂覆剂或防水性涂覆剂。
[14]一种物品,其包括:基材、和在该基材的表面上由上述[1]~[9]中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物或上述[10]~[13]中任一项所述的表面处理剂形成的层。
[15]如上述[14]所述的物品,其为光学部件。
发明效果
根据本发明,能够提供摩擦耐久性优异的含氟代聚醚基的硅烷化合物。
具体实施方式
下面,对本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物进行说明。
在本说明书中使用时,“1价有机基团”是指含碳的1价基团。作为1价有机基团,没有特别限定,可以为烃基或其衍生物。烃基的衍生物是指在烃基的末端或分子链中具有1个或1个以上的N、O、S、Si、酰胺基、磺酰基、硅氧烷、羰基、羰氧基等的基团。其中,在简称为“有机基团”时意指1价有机基团。另外,“j+1价有机基团”意指含碳的j+1价基团。作为该j+1价有机基团,没有特别限定,可以列举从有机基团进一步脱离了j个氢原子的j+1价基团。例如,作为2价有机基团,没有特别限定,可以列举从有机基团进一步脱离了1个氢原子的2价基团。
在本说明书中使用时,“烃基”是含碳和氢的基团,是指从烃脱离了1个氢原子的基团。作为这样的烃基,没有特别限定,可以列举可以被1个或1个以上的取代基取代的C1-20烃基,例如,脂肪族烃基、芳香族烃基等。上述“脂肪族烃基”可以为直链状、支链状或环状的任一种,也可以为饱和或不饱和的任一种。另外,烃基可以包含1个或1个以上的环结构。
在本说明书中使用时,作为“烃基”的取代基,没有特别限定,例如可以列举选自卤原子;可以被1个或1个以上的卤原子取代的、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-10环烷基、C3-10不饱和环烷基、5~10元的杂环基、5~10元的不饱和杂环基、C6-10芳基和5~10元的杂芳基中的1个或1个以上的基团。
本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物由下述式(I)表示。
[式中,
R3在每次出现时分别独立地为氢原子或1价有机基团,
R4在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
p在每次出现时分别独立地为0~3的整数;
其中,(SiR3 pR4 3-p)j中,至少1个SiR3 pR4 3-p中的p为0~2的整数,
q在每次出现时分别独立地为0~3的整数;
其中,(SiR3 qR4 3-q)j中,至少1个SiR3 qR4 3-q中的q为0~2的整数,
R5在每次出现时分别独立地为j+1价有机基团,
R6在每次出现时分别独立地为-R16-R15-R17-,
R15在每次出现时分别独立地为含亚环烷基的基团,
R16在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R17在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R7在每次出现时分别独立地为氢原子或C1-20烷基,
PFPE1在每次出现时分别独立地为-RF-RFE-,
RF为-(CfF2f)-,
f为1~10的整数,
RFE为式:-(OCF2)a1-(OC2F4)a2-(OC3X10 6)a3-(OC4F8)a4-(OC5F10)a5-(OC6F12)a6-(OC7F14)a7-(OC8F16)a8-所示的2价的氟代聚醚基,
(式中,
a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8之和至少为5,
标注角标a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7或a8并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,
X10在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,其中,在所有的X10为氢原子或氯原子时,a1、a2、a4、a5、a6、a7和a8中的至少1个为1以上的整数。)
j在每次出现时独立地为1~9的整数,
k为1以上的整数。]
PFPE1是所谓的氟代聚醚基,在每次出现时分别独立地为-RF-RFE-。
上述RF为-(CfF2f)-,f为1~10的整数。
上述f优选为1~6的整数、更优选为1~4的整数、进一步优选为1~3的整数。
上述RFE为式-(OCF2)a1-(OC2F4)a2-(OC3X10 6)a3-(OC4F8)a4-(OC5F10)a5-(OC6F12)a6-(OC7F14)a7-(OC8F16)a8-所示的2价氟代聚醚基。
上述X10在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,其中,在所有的X10为氢原子或氯原子时,a1、a2、a4、a5、a6、a7和a8的至少1个为1以上的整数。
在优选的方式中,X10为氟原子。
上述a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8分别独立地为0~200的整数、优选为0~100的整数,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8之和为5以上、优选为10以上、更优选为15以上或20以上,优选为200以下、更优选为100以下,例如可以为50以下或30以下。
标注角标a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7或a8并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。
这些重复单元既可以为直链状也可以为支链状。例如,-(OC8F16)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等,优选为-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2)-。-(OC7F14)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等,优选为-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2)-。-(OC6F12)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等,优选为-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-。-(OC5F10)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等,优选为-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-。-(OC4F8)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-和-(OCF2CF(C2F5))-的任一种,优选为-(OCF2CF2CF2CF2)-。-(OC3F6)-(即,上述式中X10为氟原子)可以为-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-和-(OCF2CF(CF3))-的任一种,优选为-(OCF2CF2CF2)-。另外,-(OC2F4)-可以为-(OCF2CF2)-和-(OCF(CF3))-的任一种,优选为-(OCF2CF2)-。
本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物中的PFPE1只要是能够作为氟代聚醚基制备的基团即可,除了这些重复单元之外,还可以具有由氧原子和碳原子数9以上的全氟亚烷基构成的重复单元。
在一个方式中,上述重复单元为直链状。通过使上述重复单元为直链状,能够使表面处理层的表面滑动性、摩擦耐久性等提高。并且,在本方式中,含氟代聚醚基的硅烷化合物的低温时的分子运动性不易下降。通过具有直链状的重复单元,含氟代聚醚基的硅烷化合物的物性值(例如低温时的弹性模量)与室温时的值相比不易下降,所以能够在宽的温度范围内应用。其中,在本说明书中,“弹性模量”表示动态弹性模量,更具体地表示储能模量。
在一个方式中,上述重复单元为支链状。通过使上述重复单元为支链状,能够增大表面处理层的动摩擦系数。
在一个方式中,RFE在每次出现时分别独立地为下述式(f1)~(f5)所示的基团。
-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2 (f1)
[式中,a3为5~200的整数,a2为0或1。]
-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f2)
[式中,a4和a3分别独立地为0~30的整数,a2和a1分别独立地为1~200的整数,
a4、a3、a2和a1之和为5以上,
标注角标a4、a3、a2或a1并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
-(R6-R7)g- (f3)
[式中,R6为OCF2或OC2F4,
R7为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12的基团,或者为从在这些基团中独立地选择的2个或3个基团的组合,
g为2~100的整数。]
-(OC6F12)a6-(OC5F10)a5-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f4)
[式中,a2为1~200的整数,a6、a5、a4、a3和a1分别独立地为0~200的整数,a6、a5、a4、a3、a2和a1之和至少为5,并且,标注a6、a5、a4、a3、a2或a1并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
-(OC6F12)a6-(OC5F10)a5-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f5)
[式中,a1为1~200的整数,a6、a5、a4、a3和a2分别独立地为0~200的整数,a6、a5、a4、a3、a2和a1之和至少为5,并且,标注a6、a5、a4、a3、a2或a1并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
在上述式(f1)中,a3优选为5~200、更优选为10~100、进一步优选为15~50、例如为25~35的整数。在一个方式中,a2为1。在另一方式中,a2为0。在上述式(f1)中,-(OC3F6)d-优选为-(OCF2CF2CF2)a3-或-(OCF(CF3)CF2)a3-所示的基团,更优选为-(OCF2CF2CF2)a3-所示的基团。
在上述式(f2)中,a2和a1分别独立地优选为5以上200以下、更优选为10~200的整数。并且,a4、a3、a2和a1之和优选为5以上、更优选为10以上,例如可以为15以上或20以上。在一个方式中,上述式(f2)优选为-(OCF2CF2CF2CF2)a4-(OCF2CF2CF2)a3-(OCF2CF2)a2-(OCF2)a1-所示的基团。在另一方式中,式(f2)可以为-(OC2F4)a2-(OCF2)a1-所示的基团。
在上述式(f3)中,R6优选为OC2F4。在上述(f3)中,R7优选为选自OC2F4、OC3F6和OC4F8的基团,或者为从在这些基团中独立地选择的2个或3个基团的组合,更优选为选自OC3F6和OC4F8的基团。作为从OC2F4、OC3F6和OC4F8中独立地选择的2个或3个基团的组合,没有特别限定,例如可以列举-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-和-OC4F8OC2F4OC2F4-等。在上述式(f3)中,g优选为3以上、更优选为5以上的整数。上述g优选为50以下的整数。在上述式(f3)中,OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12可以为直链和支链的任一种,优选为直链。在该方式中,上述式(f3)优选为-(OC2F4-OC3F6)g-或-(OC2F4-OC4F8)g-。
在上述式(f4)中,a2优选为1~100的整数、更优选为5~100的整数。a6、a5、a4、a3、a2和a1之和优选为5以上、更优选为10以上,例如为10以上100以下。
在上述式(f5)中,a1优选为1~100的整数、更优选为5以上100以下的整数。a6、a5、a4、a3、a2和a1之和优选为5以上、更优选为10以上,例如为10以上100以下。
在一个方式中,上述RFE为上述式(f1)所示的基团。
在一个方式中,上述RFE为上述式(f2)所示的基团。
在一个方式中,上述RFE为上述式(f3)所示的基团。
在一个方式中,上述RFE为上述式(f4)所示的基团。
在一个方式中,上述RFE为上述式(f5)所示的基团。
在上述RFE中,a2相对于a1之比(以下称为“a2/a1比”)为0.1~10、优选为0.2~5、更优选为0.2~2、进一步优选为0.2~1.5、更进一步优选为0.2~0.85。通过a2/a1比为10以下,由该化合物得到的表面处理层的滑动性、摩擦耐久性和耐化学性(例如对于人工汗液的耐久性)进一步提高。a2/a1比越小,表面处理层的滑动性和摩擦耐久性越高。另一方面,通过a2/a1比为0.1以上,能够进一步提高化合物的稳定性。a2/a1比越大,化合物的稳定性越高。
在一个方式中,上述a2/a1比优选为0.2~0.95、更优选为0.2~0.9。
在一个方式中,从耐热性的观点考虑,上述a2/a1比优选为1.0以上、更优选为1.0~2.0。
在上述含氟代聚醚基的硅烷化合物中,PFPE1部分的数均分子量没有特别限定,例如为500~100,000、优选为1,500~50,000、更优选为2,000~10,000。在本说明书中,PFPE1的数均分子量是通过19F-NMR测得的值。
在另一方式中,PFPE1部分的数均分子量可以为500~100,000、优选为1,000~30,000、更优选为2,000~15,000、更进一步优选为2,000~10,000、例如可以为3,000~6,000。
在另一方式中,PFPE1部分的数均分子量可以为4,000~30,000、优选为5,000~10,000、更优选为6,000~10,000。
上述含氟代聚醚基的硅烷化合物的式(I)中的k表示该式(I)中的下述式-PFPE1-C(=O)NR7-R6-NR7C(=O)-所示的结构的重复单元数。k的值为1以上。因此,上述含氟代聚醚基的硅烷化合物存在至少2个-PFPE1-的两末端具有-C(=O)NR7-所示的结构的单元,即,上述含氟代聚醚基的硅烷化合物具有至少4个-C(=O)NR7-所示的结构。关于k的值,只要在能够制备上述含氟代聚醚基的硅烷化合物的范围内就没有特别限制,优选为1~5的整数。由此,能够在1个分子中设置多个被认为有助于含有含氟代聚醚基的硅烷化合物的固化性组合物的深部固化性的部分。
在本发明中,-C(=O)NR7-所示的结构中羰基的氧原子和R7为氢原子时的氢原子参与与水分子形成氢键,但并不局限于特定的理论。通过一个分子中的-C(=O)NR7-所示的结构数增加,具备大量的生成氢键的部分,与参与固化性组合物的固化的水分的亲核性提高,因而固化反应容易发生直至深部,可以认为这是优选的。因此,通过在上述式(I)中k的值为1以上,含氟代聚醚基的硅烷化合物每1个分子中所包含的酰胺键数增。可以认为该结构能够带来由氢键实现的与水分子的亲和性的提高,有助于固化性组合物的良好的深部固化性。
上述-C(=O)NR7-所示的结构中的R7在每次出现时分别独立地表示氢原子或C1-20烷基。上述碳原子数C1-20烷基优选为C1-6烷基、更优选为甲基或乙基、进一步优选为甲基。
在一个方式中,R7中的至少1个、优选至少3个为氢原子。即,通过上述含氟代聚醚基的硅烷化合物优选具有多个-C(=O)NH-所示的结构,含有含氟代聚醚基的硅烷化合物的固化性组合物能够很好地固化至深部。在R7的一部分为氢原子时,上述含氟代聚醚基的硅烷化合物中的位于哪个位置的R7是氢原子并没有特别限制。在制备上述含氟代聚醚基的硅烷化合物时,能够通过原料的选择来控制-C(=O)NH-所示的结构的导入位置。从形成氢键的观点考虑,含氟代聚醚基的硅烷化合物中存在的所有的R7中氢原子的比例大时,深部固化性进一步提高,因而优选。在特别优选的方式中,上述含氟代聚醚基的硅烷化合物中的所有的R7为氢原子。
上述含氟代聚醚基的硅烷化合物中上述-C(=O)NR7-所示的结构通过其氮原子与R5或R6所示的有机基团键合。
R6在每次出现时分别独立地为-R16-R15-R17-。
R15在每次出现时分别独立地为含亚环烷基的基团,R16在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,R17在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团。
本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物在酰胺键间含有亚环烷基。由这样的本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物得到的表面处理层具有高耐久性。本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物通过酰胺键间含有亚环烷基,利用该化合物进行表面处理时所形成的表面处理层的结晶性增高,结果可以认为膜的耐久性提高,但本发明并不局限于任何理论。
并且,由本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物得到的表面处理层能够对基材赋予拨水性,并且能够保持通过印刷等的油墨附着性。换言之,由本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物得到的表面处理层的油墨保持性高。
上述亚环烷基意指2价的饱和单环式或多环式脂肪族烃。该亚环烷基的环上的氢原子可以被1个或1个以上的取代基取代。
作为上述亚环烷基的取代基,没有特别限定,例如可以列举选自卤原子;可以被1个或1个以上的卤原子取代的C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-10环烷基、C3-10不饱和环烷基、5~10元的杂环基、5~10元的不饱和杂环基、C6-10芳基和5~10元的杂芳基中的1个或1个以上的基团。在优选的方式中,该取代基为C1-6烷基、优选为甲基或乙基、更优选为甲基。
上述含亚环烷基的基团可以包含多个亚环烷基,优选包含1~3个、更优选1或2个亚环烷基。
在一个方式中,上述含亚环烷基的基团包含1个亚环烷基。
在另一方式中,上述含亚环烷基的基团包含2个亚环烷基。
在优选的方式中,R15在每次出现时分别独立地为含有碳原子数5~12的单环式、二环式或三环式亚环烷基的基团。
上述多环式亚环烷基可以为稠环型、螺环型、桥联型的任一种。
在一个方式中,上述亚环烷基为单环式。
在另一方式中,上述亚环烷基为二环式。
在另一方式中,上述亚环烷基为三环式。
在优选的方式中,R16在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,R17在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基。
上述R16和R17与R15的亚环烷基直接键合。
在优选的方式中,R15在每次出现时分别独立地为含有碳原子数5~12的单环式、二环式或三环式亚环烷基的基团,
R16在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R17在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基。
在优选的方式中,R15为可以被取代的环己烷二基,上述R16和R17分别独立地为单键或C1-6亚烷基,彼此键合于间位或对位。在一个方式中,可以被取代的环己烷二基为非取代。在另一方式中,可以被取代的环己烷二基被C1-6烷基、优选被甲基或乙基、更优选被甲基取代。该取代基优选为1~5个、更优选为1~3个。
在优选的方式中,R15包含可以被取代的亚烷基双(环己基),优选包含亚甲基双(环己基),上述R16和R17分别独立地为单键或C1-6亚烷基,彼此键合于4,4′位。在一个方式中,可以被取代的亚烷基双(环己基)为非取代。在另一方式中,可以被取代的亚烷基双(环己基)可以被C1-6烷基、优选被甲基或乙基、更优选被甲基取代。该取代基优选为2~5个、更优选为2~4个。
在优选的方式中,R6为环上的氢原子可以被取代的选自下列基团的基团。
[式中,
R16在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R17在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R18在每次出现时分别独立地为C1-6亚烷基、优选为CH2CH2或CH2。]
在更优选的方式中,R6为环上的氢原子可以被取代的选自下列基团的基团。
[式中,
R16在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R17在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R18在每次出现时分别独立地为C1-6亚烷基、优选为CH2CH2或CH2。]
作为R6的具体例,例如可以列举以下基团。
[式中,*表示价键。]
R5是作为将末端的硅原子与酰胺键连接的连接基起作用的基团。R5在每次出现时独立地表示j+1价有机基团。在此,j的值表示存在于上述含氟代聚醚基的硅烷化合物的末端的含有硅原子的基团数,其值在1~9的范围内。因此,R5在每次出现时独立地表示2~10价有机基团。所以,该R5只要是上述含氟代聚醚基的硅烷化合物能够稳定存在的2~10价有机基团,可以是任意的基团。R5优选为2~7价、更优选2~4价、进一步优选2价的有机基团。因此,j的值优选为1~6、更优选为1~3、进一步优选为1。作为R5的具体例,可以列举在后述的式(A)~(D)中作为对应于R5的部分记载的基团。
R5优选在将硅原子与酰胺键直接连接的分子链上不具有杂原子或芳香族结构,更优选不具有芳香族结构。作为R5,优选为根据情况可以具有杂原子的脂肪族烃基,更优选为非取代的脂肪族烃,更优选为2价亚烷基,更优选为C1-20亚烷基、进一步优选为C1-6亚烷基,特别地具体可以为亚甲基、亚乙基、亚丙基、甲基亚乙基、亚丁基、六亚甲基等。上述含氟代聚醚基的硅烷化合物中所存在的2个R5可以相同也可以不同,从化合物容易制备的观点考虑,优选相同。另外,R5具有j+1个价键,利用哪个价键与-C(=O)NR7-部分键合均可。
上述式中,R3在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团。
上述R3优选在每次出现时分别独立地为可水解基团。
上述R3优选在每次出现时分别独立地为-ORh、-OCORh、-O-N=CRh 2、-NRh 2、-NHRh或卤素(这些式中,Rh表示取代或非取代的C1-4烷基),更优选为-ORh(即烷氧基)。作为Rh,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基等非取代烷基;氯甲基等取代烷基。这些之中,优选烷基、特别是非取代烷基,更优选甲基或乙基。在一个方式中Rh为甲基,在另一方式中Rh为乙基。
上述式中,R3在每次出现时分别独立地为氢原子或1价有机基团。该1价有机基团是除上述可水解基团外的1价有机基团。
上述R3中,1价有机基团优选为C1-20烷基、更优选为C1-6烷基、进一步优选为甲基。
上述式(I)中,p在每个(SiR3 pR4 3-p)中独立地为0~3的整数。其中,在(SiR3 pR4 3-p)j中,至少1个SiR3 pR4 3-p中的p为0~2的整数。即,式(I)的分子末端存在至少1个与可水解基团键合的Si。
在一个方式中,所有的p为0~2的整数、优选为0~1的整数、更优选为0。
上述式(I)中,q在每个(SiR3 qR4 3-q)中独立地为0~3的整数。其中,在(SiR3 qR4 3-q)j中,至少1个SiR3 qR4 3-q中的q为0~2的整数。即,式(I)的分子末端存在至少1个与可水解基团键合的Si。
在一个方式中,所有的q为0~2的整数、优选为0~1的整数、更优选为0。
在优选的方式中,所有的p为0~2的整数、优选为0~1的整数、更优选为0,所有的q为0~2的整数、优选为0~1的整数、更优选为0。
在特别优选的方式中,含氟代聚醚基的硅烷化合物是R7全部为氢原子、R5为2价的亚烷基、j为1、p和q为0的化合物。含氟代聚醚基的硅烷化合物可以单独使用1种化合物,也可以以2种以上的混合物的形式使用。
根据含氟代聚醚基的硅烷化合物的制备方法,可能会生成PFPE改性体或由R6连接了PFPE改性体的化合物的单侧或两侧的末端部分未导入甲硅烷基以及根据情况未导入连接基部分的结构的化合物。以下,有时将这样的由PFPE1构成的分子链两末端的至少一端不含甲硅烷基的化合物记作“非末端化PFPE改性体”。优选式(I)所示的化合物的纯度高,即优选这样的非末端化PFPE改性体的含有比例小,但在不损害作为固化性组合物的功能的范围内,制备固化性组合物所使用的含氟代聚醚基的硅烷化合物可以含有非末端化PFPE改性体。例如,在上述式(I)的情况下,可以含有{-PFPE1-C(=O)NR7-R6-NR7C(=O)-}r-PFPE1-所示的结构上键合有羧酸基、酯基、羟基或亚烷基-OH基这样的结构的化合物。
在制备含有本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物的表面处理剂时,关于所使用的含氟代聚醚基的硅烷化合物的纯度,可以将甲硅烷基以何种程度导入了末端、或者利用硅烷的末端化率作为其尺度。末端化率通过PFPE1部分中相对于不被R6夹着的成分的合计的物质的量,在该部分导入了甲硅烷基的成分的比例求出。末端化率优选为90摩尔%以上、更优选为93摩尔%以上、进一步优选为95摩尔%以上。通过设定为这样的范围,能够含有充分量的分子两末端被甲硅烷化的化合物,能够充分地发挥作为固化性组合物的功能。末端化率例如可以通过NMR测定确定。在式(I)的化合物的情况下,利用19F-NMR测定存在于PFPE1末端的CF2基、即测定与连接基键合的酰胺基所邻接的CF2基,能够求出分子末端导入了何种程度的甲硅烷基。在具有不同于式(I)化合物的结构的化合物中,能够通过末端被甲硅烷化的化合物与并非如此的化合物的差异部分的NMR测定算出末端化率,该方法是本领域技术人员所公知的。
下面,作为上述含氟代聚醚基的硅烷化合物的一个方式,对具体的结构进行详细说明。上述含氟代聚醚基的硅烷化合物优选为式(A)、(B)、(C)或(D)所示的至少1种的化合物。以下式中出现的各基团和角标分别对应于上述通式中出现的基团和角标,本领域技术人员能够确定各自的对应关系。
(式中,PFPE1、R6、R7的含义同上。)
下面对上述式(A)、(B)、(C)和(D)所示的含氟代聚醚基的硅烷化合物进行说明。
式(A):
上述式中,PFPE1、R6和R7的含义同上。
上述式中,r为1以上的整数、优选为1~5的整数。
上述式中,R13在每次出现时分别独立地表示羟基或可水解基团。可水解基团的含义同上。即,R13对应于上述式的R4。
上述式中,R14在每次出现时分别独立地表示氢原子或碳原子数1~22的烷基、优选为碳原子数1~4的烷基。即,R14对应于上述通式的R3。
上述式中,R11在每次出现时分别独立地表示氢原子或卤原子。卤原子优选为碘原子、氯原子或氟原子,更优选为氟原子。
上述式中,R12在每次出现时分别独立地表示氢原子或低级烷基。低级烷基优选为碳原子数1~20的烷基,更优选为碳原子数1~6的烷基,例如可以列举甲基、乙基、丙基等。
上述式中,R11″、R12″、R13″和R14″的含义分别与R11、R12、R13和R14相同。
上述式(A)中,与选自羟基和可水解基团中的至少1个基团键合的Si原子表示n1为1~3的整数、且(-SiR13 n1R14 3-n1)或(-SiR13″ n1R14″ 3-n1)所含的Si原子。
上述式中,n1在每个(-SiR13 n1R14 3-n1)单元或每个(-SiR13″ n1R14″ 3-n1)单元中独立地为0~3的整数、优选为1~3、更优选为3。式中,至少2个n1为1~3的整数,即,所有的n1不同时为0。即,式中,至少2个存在与R13或R13″键合的Si原子。换言之,在式(A)中,存在至少2个选自n1为1以上的-SiR13 n1R14 3-n1结构(即-SiR13部分)和n1为1以上的-SiR13″ n1R14″ 3-n1结构(即-SiR13″部分)中的结构。即,n1对应于上述通式的3-p或3-q的值。
优选在式(A)中与选自羟基和可水解基团中的至少1个基团键合的Si原子存在于分子主链的两末端。即,在式(A)中存在至少1个n1为1以上的-SiR13 n1R14 3-n1结构(即-SiR13部分)、和至少1个n1为1以上的-SiR13″ n1R14″ 3-n1结构(即-SiR13″部分)。
上述式中,X1分别独立地表示与酰胺键连接的单键或2~10价有机基团。该X1可以理解为在式(A)所示的化合物中将主要提供拨水性和表面滑动性等的全氟(聚)醚部(即-PFPE1-部)和提供与基材的结合能力的硅烷部连接的连接基的一部分。因此,只要式(A)所示的化合物能够稳定存在,该X1可以是单键,也可以是任意的有机基团。即,可以理解为X1和后述的X2以及与其连接的烃基一起对应于上述通式中的R5的一部分。其中,在本说明书中,关于记作X1的基团,记载的左侧与PFPE1所示的基团所邻接的酰胺键键合,右侧与被括号括起来的基团键合。另外,关于记作X1的基团,只要能够制备稳定的化合物,也包括反向键合的基团,例如在-CO-C6H4-时,也包括记作-C6H4-CO-的、亚苯基与PFPE1所示的基团所邻接的酰胺键键合的基团。
在另一方式中,X1可以为Xe。Xe表示单键或2~10价有机基团,优选表示单键、或具有选自-C6H4-(即-亚苯基-,以下表示亚苯基)、-O-(醚基)、-CO-(羰基)、-NR40-和-SO2-中的至少1个的2~10价有机基团。上述R40分别独立地表示氢原子、苯基或C1~6烷基(优选甲基),优选为氢原子或甲基。上述的-C6H4-、-CO-、-NR40-或-SO2-优选包含在含全氟聚醚基的硅烷化合物(A)的分子主链中。
Xe更优选表示单键、或具有选自-C6H4-、-CONR40-、-CONR40-C6H4-、-CO-、-CO-C6H4-、-O-CO-NR40-、-SO2NR40-、-SO2NR40-C6H4-、-SO2-和-SO2-C6H4-中的至少1个的2~10价有机基团。上述的-C6H4-、-CONR40-、-CONR40-C6H4-、-CO-、-CO-C6H4-、-SO2NR40-、-SO2NR40-C6H4-、-SO2-或-SO2-C6H4-优选包含在含氟代聚醚基的硅烷化合物合物(A)的分子主链中。
上述式中,α1为1~9的整数,能够对应于X1的价数而变化。在式(A)中,α1是X1的价数减去1的值。在X1为单键或2价有机基团时α1为1。即,α1对应于上述通式的j的值。
上述X1优选为2~7价、更优选2~4价、进一步优选2价的有机基团。
在一个方式中,X1为2~4价有机基团,α1为1~3。
在另一方式中,X1为2价有机基团,α1为1。此时,式(A)由下述式(A′)表示。
作为上述X1的例子,只要能够与PFPE1基所连接的酰胺基成键并稳定地制备化合物就没有特别限定,例如可以列举以下式所示的2价基团。
-(R31)p′-(Xa)q′-
[式中,
R31表示单键、-(CH2)s′-或者邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基,优选为-(CH2)s′-,
s′为1~20的整数、优选为1~6的整数、更优选为1~3的整数、更进一步优选为1或2,
Xa表示-(Xb)l′-,
Xb在每次出现时分别独立地表示选自-O-、-S-、邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基、-C(O)O-、-Si(R33)2-、-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-、-CONR34-、-O-CONR34-、-NR34-和-(CH2)n′-的基团,
R33在每次出现时分别独立地表示苯基、C1-6烷基或C1-6烷氧基,优选为苯基或C1-6烷基、更优选为甲基,
R34在每次出现时分别独立地表示氢原子、苯基或C1-6烷基(优选甲基),优选为氢原子,
m′在每次出现时分别独立地为1~100的整数、优选为1~20的整数,
n′在每次出现时分别独立地为1~20的整数、优选为1~6的整数、更优选为1~3的整数,
l′为1~10的整数、优选为1~5的整数、更优选为1~3的整数,
p′为0或1,
q′为0或1,
其中,p′和q′的至少一方为1,标注p′或q′并用括号括起来的各重复单元的存在顺序是任意的。]
在此,R31和Xa(典型地R31和Xa的氢原子)可以被选自氟原子、C1-3烷基和C1-3氟代烷基中的1个或1个以上的取代基取代。但在R31为单键或p′为0时,Xa不为-CONR34-或-NR34-。
在一个方式中,上述式中的l′为1。
优选上述X1为-(R31)p′-(Xa)q′-R32-。R32表示单键、-(CH2)t′-或者邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基,优选为-(CH2)t′-。t′为1~20的整数、优选为2~6的整数、更优选为2~3的整数。在此,R32(典型地R32中的氢原子)可以被选自氟原子、C1-3烷基和C1-3氟代烷基中的1个或1个以上的取代基取代。
优选上述X1为单键、C1-20亚烷基、-R31-Xc-R32-或-Xd-R32-[式中,R31和R32的含义同上]。其中,亚烷基是指具有-(CδH2δ)-结构的基团,可以取代或非取代,也可以为直链状或支链状。
更优选上述X1为单键、C1-20亚烷基、-(CH2)s′-Xc-、-(CH2)s′-Xc-(CH2)t′-、-Xd-或-Xd-(CH2)t′-[式中,s′和t′的含义同上]。
进一步优选上述X1为-Xf-、-Xf-C1-20亚烷基、-Xf-(CH2)s′-Xc-、-Xf-(CH2)s′-Xc-(CH2)t′-、-Xf-Xd-或-Xf-Xd-(CH2)t′-。式中,s′和t′的含义同上。上述式中,Xf为碳原子数1~6、优选碳原子数1~4、更优选碳原子数1~2的亚烷基,例如为亚甲基。Xf中的氢原子可以被选自氟原子、C1-3烷基和C1-3氟代烷基中的1个或1个以上的取代基取代,优选被取代。Xf可以为直链状或支链状,优选为直链状。
上述式中,Xc表示:
-O-、
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-O-CONR34-、
-Si(R33)2-、
-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u′-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u′-Si(R33)2-O-Si(R33)2-CH2CH2-Si
(R33)2-O-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u′-Si(OCH3)2OSi(OCH3)2-、
-(CH2)u′-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-、
-(CH2)u′-N(R34)-、
-(邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基)-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u′-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u′-N(R34)-、或
-CONR34-(邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基)-Si(R33)2-
[式中,R33、R34和m′的含义同上,
u′为1~20的整数、优选为2~6的整数、更优选为2~3的整数。]但在R31为单键的情况下,Xc不是末端具有-CONR34-的基团。优选为-O-。
上述式中,Xd表示:
-S-、
-C(O)O-、
-(CH2)u′-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-、
-(CH2)u′-N(R34)-、
-(邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基)-Si(R33)2-、
-CONR34-、
-CONR34-(CH2)u′-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u′-N(R34)-、或
-CONR34-(邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基)-Si(R33)2-。
[式中,各符号的含义同上。]
特别优选上述X1为:
-Xf-、
-Xf-C1-20亚烷基、
-Xf-(CH2)s′-Xc-、
-Xf-(CH2)s′-Xc-(CH2)t′-
-Xf-Xd-、或
-Xf-Xd-(CH2)t′-所示的基团。
[式中,Xf、s′和t′的含义同上,
Xc表示-O-或-CONR34-,
Xd表示-CONR34-,
R34在每次出现时分别独立地表示氢原子、苯基或C1-6烷基(优选甲基)。]
在一个方式中,上述X1为:
-Xf-(CH2)s′-Xc-、
-Xf-(CH2)s′-Xc-(CH2)t′-
-Xf-Xd-、或
-Xf-Xd-(CH2)t′-所示的基团。
[式中,Xf、s′和t′的含义同上,
Xc表示-CONR34-,
Xd表示-CONR34-,
R34在每次出现时分别独立地表示氢原子、苯基或C1-6烷基(优选甲基)。]
在一个方式中,上述X1可以为:
单键、
C1-20亚烷基、
-(CH2)s′-Xc-(CH2)t′-、或
-Xd-(CH2)t′-。
[式中,各符号的含义同上。]
但此时Xd不为-CONR34-。
优选上述X1为:
单键、
C1-20亚烷基、
-(CH2)s′-O-(CH2)t′-、
-(CH2)s′-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-(CH2)t′-、
-(CH2)s′-O-(CH2)u′-(Si(R33)2O)m′-Si(R33)2-(CH2)t′-、或
-(CH2)s′-O-(CH2)t′-Si(R33)2-(CH2)u′-Si(R33)2-(CvH2v)-。
[式中,R33、m′、s′、t′和u′的含义同上,v为1~20的整数、优选为2~6的整数、更优选为2~3的整数。]
上述式中,-(CvH2v)-可以为直链,也可以为支链,例如可以为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH(CH3)-、-CH(CH3)CH2-。
上述X1基可以被选自氟原子、C1-3烷基和C1-3氟代烷基(优选C1-3全氟烷基)中的1个或1个以上的取代基取代。
在一个方式中,X1基可以为-O-C1-6亚烷基以外的基团。
在另一方式中,作为X1基,例如可以列举下列基团:
[式中,R41分别独立地为氢原子、苯基、碳原子数1~6的烷基或C1-6烷氧基,优选为甲基;
D为选自:
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、和
-(1,3-亚苯基)-Si(R42)2-(CH2)2-的基团,
(式中,R42分别独立地表示氢原子、C1-6的烷基或C1-6的烷氧基,优选表示甲基或甲氧基,更优选表示甲基。)
E为-(CH2)ne-(ne为2~6的整数),
D键合于分子主链的具有PFPE1基的一侧,E键合于与存在PFPE1的一侧相反的基团。]
作为上述X1的具体例,例如可以列举:
单键、
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CF2-CH2-O-CH2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)3-、
-CF2-CH2-O-(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CF2-、
-(CF2)2-、
-CF2-CH2-、
-CF2-(CH2)2-、
-CF2-(CH2)3-、
-CF2-(CH2)4-、
-CF2-(CH2)5-、
-CF2-(CH2)6-、
-CO-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
1,3-亚苯基、
-(1,3-亚苯基)-Si(CH3)2-(CH2)2-等。
上述之中,X1优选为:
单键、
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CF2-CH2-O-CH2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)3-、
-CF2-CH2-O-(CH2)6-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CF2-、
-(CF2)2-、
-CF2-CH2-、
-CF2-(CH2)2-、
-CF2-(CH2)3-、
-CF2-(CH2)4-、
-CF2-(CH2)5-、
-CF2-(CH2)6-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、或
-OCFHCF2-。
上述之中,X1更优选为:
单键、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)6-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-。
在一个方式中,X1表示Xe′。Xe′为单键、碳原子数1~6的亚烷基、-R51-C6H4-R52-、-R51-CONR40-R52-、-R51-CONR40-C6H4-R52-、-R51-CO-R52-、-R51-CO-C6H4-R52-、-R51-SO2NR40-R52-、-R51-SO2NR40-C6H4-R52-、-R51-SO2-R52-或-R51-SO2-C6H4-R52-。R51和R52分别独立地表示单键或碳原子数1~6的亚烷基(但在R51与-CONR40-连接的情况下,R51不为单键),优选为单键或碳原子数1~3的亚烷基。R40的含义同上。上述亚烷基可以取代或非取代,优选为非取代。作为上述亚烷基的取代基,例如可以列举卤原子、优选列举氟原子。上述亚烷基为直链状或支链状,优选为直链状。
在优选的方式中,Xe′可以为:
单键、
-Xf-、
碳原子数1~6、优选碳原子数1~3的亚烷基、
-Xf-C1-6亚烷基、优选-Xf-C1-3亚烷基、更优选-Xf-C1-2亚烷基、
-C6H4-R52′-、
-R52′-、
-C6H4-R52′-、
-Xf-CONR4′-R52′-、
-Xf-CONR4′-C6H4-R52′-、
-CO-R52′-、
-CO-C6H4-R52′-、
-SO2NR4′-R52′-、
-SO2NR4′-C6H4-R52′-、
-SO2-R52′-、
-SO2-C6H4-R52′-、
-R51′-C6H4-、
-R51′-CONR4′-、
-R51′-CONR4′-C6H4-、
-R51′-CO-、
-R51′-CO-C6H4-、
-R51′-SO2NR4′-、
-R51′-SO2NR4′-C6H4-、
-R51′-SO2-、
-R51′-SO2-C6H4-、
-C6H4-、
-Xf-CONR4′-、
-Xf-CONR4′-C6H4-、
-CO-、
-CO-C6H4-、
-SO2NR4′-、
-SO2NR4′-C6H4-、
-SO2-、或
-SO2-C6H4-。
(式中,R51′和R52′分别独立地为碳原子数1~6、优选碳原子数1~3的直链的亚烷基。如上述那样,上述亚烷基为取代或非取代,作为上述亚烷基的取代基,例如可以列举卤原子、优选氟原子。R4′为氢原子或甲基。)
上述之中,Xe′优选为:
-Xf-、
碳原子数1~6、优选碳原子数1~3的亚烷基、
-Xf-C1-6亚烷基、优选-Xf-C1-3亚烷基、更优选-Xf-C1-2亚烷基、
-R52′-、
-C6H4-R52′-、
-Xf-CONR4′-R52′-、
-Xf-CONR4′-C6H4-R52′-、
-R51′-CONR4′-、
-R51′-CONR4′-C6H4-、
-Xf-CONR4′-、
-Xf-CONR4′-C6H4-、
-R51′-CONR4′-、或
-R51′-CONR4′-C6H4-。
式中,Xf、R51′和R52′各自的含义同上。
上述之中,Xe′更优选为:
单键、
-R52′-、
-C6H4-R52′-、
-Xf-CONR4′-R52′-、
-Xf-CONR4′-C6H4-R52′-、
-R51′-CONR4′-、
-R51′-CONR4′-C6H4-、
-C6H4-、
-Xf-CONR4′-、或
-Xf-CONR4′-C6H4-。
在本方式中,作为Xe′的具体例,例如可以列举:
单键、
碳原子数1~6的亚烷基、
碳原子数1~6的全氟亚烷基(例如-CF2-、-(CF2)2-等)、
-CF2-C1-6亚烷基、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-CF2-CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2-CON(CH3)-、
-CF2-CON(CH3)CH2-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CH2-CONH-、
-CH2-CONH-CH2-、
-CH2-CONH-(CH2)2-、
-CH2-CONH-(CH2)3-、
-CF2-CH2-CONH-、
-CF2-CH2-CONH-CH2-、
-CF2-CH2-CONH-(CH2)2-、
-CF2-CH2-CONH-(CH2)3-、
-C6H4-、
-CH2-CON(CH3)-CH2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CONH-C6H4-、
-CF2-CON(CH3)-C6H4-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-CH2-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(CH3)-C6H4-、
-CO-、
-CO-C6H4-、
-C6H4-、
-SO2NH-、
-SO2NH-CH2-、
-SO2NH-(CH2)2-、
-SO2NH-(CH2)3-、
-SO2NH-C6H4-、
-SO2N(CH3)-、
-SO2N(CH3)-CH2-、
-SO2N(CH3)-(CH2)2-、
-SO2N(CH3)-(CH2)3-、
-SO2N(CH3)-C6H4-、
-SO2-、
-SO2-CH2-、
-SO2-(CH2)2-、
-SO2-(CH2)3-、或
-SO2-C6H4-等。
上述例示之中,作为优选的Xe′,可以列举:
单键、
碳原子数1~6的亚烷基、
碳原子数1~6的全氟亚烷基(例如-CF2-、-(CF2)2-等)、
-CF2-C1-6亚烷基、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2-CON(CH3)-、
-CF2-CON(CH3)CH2-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CH2-CONH-、
-CH2-CONH-CH2-、
-CH2-CONH-(CH2)2-、
-CH2-CONH-(CH2)3-、
-CF2-CH2-CONH-、
-CF2-CH2-CONH-CH2-、
-CF2-CH2-CONH-(CH2)2-、
-CF2-CH2-CONH-(CH2)3-、
-C6H4-、
-CH2-CON(CH3)-CH2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CONH-C6H4-、
-CF2-CON(CH3)-C6H4-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-CH2-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(CH3)-C6H4-等。
上述例示之中,作为更优选的Xe′,可以列举:
单键、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2-CON(CH3)-、
-CF2-CON(CH3)CH2-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CH2-CONH-、
-CH2-CONH-CH2-、
-CH2-CONH-(CH2)2-、
-CH2-CONH-(CH2)3-、
-CF2-CH2-CONH-、
-CF2-CH2-CONH-CH2-、
-CF2-CH2-CONH-(CH2)2-、
-CF2-CH2-CONH-(CH2)3-、
-C6H4-、
-CH2-CON(CH3)-CH2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CONH-C6H4-、
-CF2-CON(CH3)-C6H4-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-CH2-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CF2-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-、或
-CF2-CON(CH3)-C6H4-等。
在一个方式中,Xe′为单键。
在又一方式中,X1为式:-(R16)x-(CFR17)y-(CH2)z-所示的基团。式中,x、y和z分别独立地为0~10的整数,x、y与z之和为1以上,用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。
上述式中,R16在每次出现时分别独立地为氧原子、亚苯基、亚咔唑基、-NR18-(式中,R18表示氢原子或有机基团)或2价有机基团。优选R16为氧原子或2价的极性基团。
作为上述“2价的极性基团”,没有特别限定,可以列举-C(O)-和-C(=NR19)-(式中,R19表示氢原子或低级烷基)。该“低级烷基”例如为碳原子数1~6的烷基,例如为甲基、乙基、正丙基,它们可以被1个或1个以上的氟原子取代。
上述式中,R17在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或低级氟代烷基,优选为氟原子。该“低级氟代烷基”例如为碳原子数1~6、优选碳原子数1~3的氟代烷基,优选为碳原子数1~3的全氟烷基,更优选为三氟甲基、五氟乙基,进一步优选为三氟甲基。
在该方式中,X1优选为式:-(O)x-(CF2)y-(CH2)z-(式中,x、y和z的含义同上,用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的)所示的基团。
作为上述式:-(O)x-(CF2)y-(CH2)z-所示的基团,例如可以列举:-(O)x′-(CH2)z″-O-[(CH2)z″′-O-]z″″和-(O)x′-(CF2)y″-(CH2)z″-O-[(CH2)z″′-O-]z″″所示的基团。
(式中,x′为0或1,y″、z″和z″′分别独立地为1~10的整数,z″″为0或1。)并且,这些基团的左端与PFPE侧键合。
在另一优选的方式中,X1为-O-CFR20-(CF2)e′-。
上述R20分别独立地表示氟原子或低级氟代烷基。在此,低级氟代烷基例如为碳原子数1~3的氟代烷基,优选为碳原子数1~3的全氟烷基,更优选为三氟甲基、五氟乙基,进一步优选为三氟甲基。
上述e′分别独立地为0或1。
在一个具体例中,R20为氟原子、e′为1。
在又一方式中,作为X1基的例示,可以列举下列基团:
[式中,
R41分别独立地为氢原子、苯基、碳原子数1~6的烷基或C1-6烷氧基,优选为甲基;
在各X1基中,T中的1个为在与分子主链的PFPE1连接的酰胺键上键合的下列基团:
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、或
-(1,3-亚苯基)-Si(R42)2-(CH2)2-,
[式中,R42分别独立地表示氢原子、C1-6的烷基或C1-6的烷氧基,优选表示甲基或甲氧基,更优选表示甲基。]
其他的T中的几个为键合于与分子主链的PFPE相反的基团的-(CH2)n″-(n″为2~6的整数),在存在的情况下,剩余的T分别独立地为甲基、苯基、C1-6烷氧基、或者自由基捕捉基或紫外线吸收基。其中,在上述方式中,在记作X1的基团中,左侧与PFPE1所示的基团所连接的酰胺键键合,右侧与PFPE1所示的基团的相反侧键合。
自由基捕捉基团只要能够捕捉由照射光而产生的自由基,则没有特别限定,例如可以列举二苯甲酮类、苯并三唑类、苯甲酸酯类、水杨酸苯酯类、巴豆酸类、丙二酸酯类、有机丙烯酸酯类、受阻胺类、受阻酚类或三嗪类的残基。
紫外线吸收基团只要能够吸收紫外线,则没有特别限定,例如可列举出苯并三唑类、羟基二苯甲酮类、取代和未取代的苯甲酸或水杨酸化合物的酯类、丙烯酸酯或烷氧基肉桂酸酯类、草酰胺类、草酰二苯胺类、苯并噁嗪酮类、苯并噁唑类的残基。
在优选的方式中,作为优选的自由基捕捉基或紫外线吸收基,可以列举:
上述式(A)中,X2在每次出现时分别独立地表示单键或2价有机基团。X2优选为碳原子数1~20的亚烷基,更优选为-(CH2)u-(式中,u为0~2的整数)。
上述式中,t分别独立地为1~10的整数。在优选的方式中,t为1~6的整数。在另一优选的方式中,t为2~10的整数、优选为2~6的整数。
优选的式(A)所示的化合物为下述式(A′)所示的化合物。
[式中,
PFPE1、R6和R7分别独立地同上述定义;
R13在每次出现时分别独立地表示羟基或可水解基团;
R14在每次出现时分别独立地表示氢原子或碳原子数1~22的烷基;
R11在每次出现时分别独立地表示氢原子或卤原子;
R12在每次出现时分别独立地表示氢原子或低级烷基;
R11″、R12″、R13″和R14″的含义分别与R11、R12、R13和R14相同;
n1为1~3的整数、优选为3;
X1在每次出现时分别独立地为-O-CFR20-(CF2)e′-;
R20在每次出现时分别独立地为氟原子或低级氟代烷基;
e′在每次出现时分别独立地为0或1;
X2为-(CH2)u-;
u在每次出现时分别独立地为0~2的整数;
t在每次出现时分别独立地为2~10的整数;
r为1以上的整数。]
上述式(A)所示的化合物例如能够通过将与-PFPE1-部分对应的全氟(聚)醚衍生物作为原料,在末端导入碘后,使其与对应于-CH2CR12(X2-SiR13 n1R14 3-n1)-的乙烯基单体反应而得到。
式(B):
上述式(B)中,PFPE1、R6、R7、r、R13、R13″、R14、R14″和n1的含义与上述式(A)中记载的含义相同。
在上述式(B)中,与选自羟基和可水解基团中的至少1个基团键合的Si原子表示n1为1~3的整数且(SiR13 n1R14 3-n1)或(-SiR13″ n1R14″ 3-n1)中包含的Si原子。
上述式中,n1在每个(-SiR13 n1R14 3-n1)单元或每个(-SiR13″ n1R14″ 3-n1)单元中独立地为0~3的整数、优选为1~3、更优选为3。式中,至少2个n1为1~3的整数,即,所有的n1不同时为0。即,式中,存在至少2个R13或R13″。即,在式(B)中,存在至少2个选自n1为1以上的-SiR13 n1R14 3-n1结构(即-SiR13部分)和n1为1以上的-SiR13″ n1R14″ 3-n1结构(即-SiR13″部分)中的结构。
更优选在式(B)中,与羟基或可水解基团键合的Si在含氟代聚醚基的硅烷化合物的分子主链的两末端分别存在至少1个。即,存在至少1个-SiR13部分、且存在至少1个-SiR13″部分。
上述式中,X3分别独立地表示2~10价有机基团。即,X3对应于上述通式的R5。该X3可以理解为在式(B)所示的化合物中将只要提供拨水性和表面滑动性等的全氟(聚)醚部(即-PFPE1-部)和提供与基材的结合能力的硅烷部(具体为-SiR13 n1R14 3-n1或-SiR13″ n1R14″ 3-n1)连接的连接基。因此,该X3只要式(B)所示的化合物能够稳定存在,可以是任何有机基团。其中,在本说明书中,记作X3的结构的左侧与PFPE1所示的基团所连接的酰胺键键合,右侧与标注β1并用括号括起来的基团键合。
在另一方式中,X3表示Xe。Xe的含义同上。
上述式中的β1为1~9的整数,可以对应于X3的价数而变化。式(B)中,β1是X3的价数值减去1而得到的值。在X3为单键时,β1为1。
上述X3优选为2~7价、更优选2~4价、进一步优选2价的有机基团。
在一个方式中,X3为2~4价有机基团,β1为1~3。
在另一方式中,X3为2价有机基团,β1为1。此时,式(B)由下述式(B′)表示。
作为上述X3的例示,只要是能够与PFPE1基所连接的酰胺基成键且能够稳定地制备化合物的基团,就没有特别限定,例如可以列举与关于X1记载的基团同样、且除单键以外的基团。
其中,优选的具体的X3可以列举:
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CF2-CH2-O-CH2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)3-、
-CF2-CH2-O-(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CF2-、
-(CF2)2-、
-CF2-CH2-、
-CF2-(CH2)2-、
-CF2-(CH2)3-、
-CF2-(CH2)4-、
-CF2-(CH2)5-、
-CF2-(CH2)6-、
-CO-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
1,3-亚苯基、
-(1,3-亚苯基)-Si(CH3)2-(CH2)2-等。
上述之中,X3优选为:
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CF2-CH2-O-CH2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)3-、
-CF2-CH2-O-(CH2)6-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CF2-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CF2-、
-(CF2)2-、
-CF2-CH2-、
-CF2-(CH2)2-、
-CF2-(CH2)3-、
-CF2-(CH2)4-、
-CF2-(CH2)5-、
-CF2-(CH2)6-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-。
上述之中,X3更优选为:
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CF2-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)6-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-。
在另一优选的方式中,X3表示Xe′。Xe′除了不为单键以外,含义同上。
在一个方式中,式(B)中存在至少2个与羟基或可水解基团键合的Si。即,在式(B)中存在至少2个-SiR13部分。
优选的式(B)所示的化合物为下述式(B′)所示的化合物。
[式中,
PFPE1、R6、R7和r的定义如上所述;
R13在每次出现时分别独立地表示羟基或可水解基团;
R14在每次出现时分别独立地表示氢原子或碳原子数1~22的烷基;
R13″和R14″的含义分别与R13和R14相同;
n1为1~3的整数、优选为3;
X3为碳原子数1~20的亚烷基、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-或-CH2O(CH2)6-。]
上述式(B)所示的化合物能够通过公知的方法、例如日本特开2013-117012号公报记载的方法或其改良方法而制造。
式(C):
上述式(C)中,PFPE1、R6、R7和r的含义与上述式(A)中的记载相同。
上述式中,X5分别独立地表示2~10价有机基团。即,X5对应于上述通式的R5。该X5可以理解为在式(C)所示的化合物将主要提供拨水性和表面滑动性等的全氟(聚)醚部(即-PFPE1-部)和提供与基材的结合能力的硅烷部(具体为-SiRa k1Rb l1Rc m1基或-SiRa″ k1Rb″ l1Rc″ m1基)连接的连接基。因此,该X5只要式(C)所示的化合物能够稳定存在,可以是任何有机基团。其中,在本说明书中,记作X5的结构的左侧与PFPE1所示的基团键合,右侧与标注γ1并用括号括起来的基团键合。
在另一方式中,X5表示Xe。Xe的含义同上。
在另一方式中,式(C)由下述式(C′)表示。
作为上述X5的例示,只要是能够与PFPE1基所连接的酰胺基成键且能够稳定地制备化合物的基团,就没有特别限定,例如可以列举与关于X1记载的基团同样、且除单键以外的基团。
其中,优选的具体的X5可以列举:
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CF2-CH2-O-CH2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)3-、
-CF2-CH2-O-(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CF2-、
-(CF2)2-、
-CF2-CH2-、
-CF2-(CH2)2-、
-CF2-(CH2)3-、
-CF2-(CH2)4-、
-CF2-(CH2)5-、
-CF2-(CH2)6-、
-CO-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
1,3-亚苯基、
-(1,3-亚苯基)Si(CH3)2-(CH2)2-等。
上述之中,X5优选为:
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CF2-CH2-O-CH2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)3-、
-CF2-CH2-O-(CH2)6-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CF2-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CF2-、
-(CF2)2-、
-CF2-CH2-、
-CF2-(CH2)2-、
-CF2-(CH2)3-、
-CF2-(CH2)4-、
-CF2-(CH2)5-、
-CF2-(CH2)6-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-。
上述之中,X5更优选为:
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CF2-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2-、-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)6-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-。
在另一优选的方式中,X5表示Xe′。Xe′除了不为单键以外含义同上。
上述式中,Ra在每次出现时分别独立地表示-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1。
式中,Z3在每次出现时分别独立地表示氧原子或2价有机基团。
上述Z3优选为2价有机基团,不包括与式(C)的分子主链的末端的Si原子(Ra所键合的Si原子)形成硅氧烷键的基团。
上述Z3优选为C1-6亚烷基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中,g为1~6的整数、h为1~6的整数)或-亚苯基-(CH2)i-(式中,i为0~6的整数),更优选为C1-3亚烷基。这些基团例如可以被选自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基中的1个或1个以上的取代基取代。从紫外线耐久性特别好的观点考虑,上述Z3更优选为直链状或支链状的亚烷基,进一步优选为直链状的亚烷基。构成上述Z3的亚烷基的碳原子数优选处于1~6的范围内,更优选处于1~3的范围内。其中,关于亚烷基如上所述。
式中,R71在每次出现时分别独立地表示Ra′。Ra′的含义与Ra相同。
Ra中通过Z3基以直链状连接的Si最多为5个。即,在上述Ra中存在至少1个R71的情况下,Ra中通过Z3基以直链状连接的Si原子存在2个以上,但通过该Z3基以直链状连接的Si原子数最多为5个。其中,“Ra中的通过Z3基以直链状连接的Si原子数”等于Ra中以直链状连接的-Z3-Si-的重复数。
例如下面示出Ra中Si原子通过Z3基连接的一例。
在上述式中,*表示与主链的Si键合的部位,…表示键合有除Z3Si以外的规定基团,即,在Si原子的3根连接键全部为…的情况下,表示Z3Si的重复的结束处。此外,Si的右上角的数字表示从*起计数的通过Z3基以直链状连接的Si的出现次数。即,Z3Si的重复在Si2处结束的链表示“Ra中的通过Z3基以直链状连接的Si原子数”为2个,同样,Z3Si的重复在Si3、Si4和Si5处结束的链分别表示“Ra中的通过Z3基以直链状连接的Si原子数”为3、4和5个。需要说明的是,由上述式可知,在Ra中存在多个Z3Si链,它们不需要全部为相同长度,可以各自为任意的长度。
在优选的方式中,如上所示,“Ra中的通过Z3基以直链状连接的Si原子数”在所有的链中为1个(左式)或2个(右式)。
在一个方式中,Ra中的通过Z3基以直链状连接的Si原子数为1个或2个,优选为1个。
式中,R72在每次出现时分别独立地表示羟基或可水解基团。“可水解基团”的含义同上。
R72优选为-OR(式中,R为取代或非取代的C1-3烷基、更优选为甲基)。
式中,R73在每次出现时分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1~20的烷基、更优选为碳原子数1~6的烷基、进一步优选为甲基。
式中,p1在每次出现时分别独立地为0~3的整数;q1在每次出现时分别独立地为0~3的整数;r1在每次出现时分别独立地为0~3的整数。其中,在每个(-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1)中p1、q1与r1之和为3。
在优选的方式中,Ra中的末端的Ra′(不存在Ra′时为Ra)中,上述q1优选为2以上、例如为2或3、更优选为3。
在优选的方式中,Ra的末端部的至少1个可以为-Si(-Z3-SiR72 q1R73 r1)2Rb l1Rc m1(其中,l1和m1的任一方为1、另一方为0)或-Si(-Z3-SiR72 q1R73 r1)3,优选为-Si(-Z3-SiR72 q1R73 r1)3(其中,q1和r1的合计为3)。式中,(-Z3-SiR72 q1R73 r1)单元优选为(-Z3-SiR72 3)。在更优选的方式中,Ra的末端部可以全部为-Si(-Z3-SiR72 q1R73 r1)3、优选为-Si(-Z3-SiR72 3)3。
上述式中,Ra″在每次出现时分别独立地表示-Z3-SiR71 p1R72″ q1R73 r1。Z3、R71、R73、p1、q1和r1的含义同上。R72″的含义与R72相同。
在优选的方式中,Ra″的末端部的至少1个为-Si(-Z3-SiR72″ q1R73 r1)2Rb″ l1Rc″ m1(其中,l1和m1的任一方为1、另一方为0)或-Si(-Z3-SiR72″ q1R73 r1)3,优选为-Si(-Z3-SiR72″ q1R73 r1)3(其中,q1和r1的合计为3。式中,(-Z3-SiR72″ q1R73 r1)单元优选为(-Z3-SiR72″ 3)。在更优选的方式中,Ra的末端部可以全部为-Si(-Z3-SiR72″ q1R73 r1)3、优选为-Si(-Z3-SiR72″ 3)3。
在式(C)中,存在至少2个与羟基或可水解基团键合的Si。即,存在至少2个选自SiR72(具体地为-SiR71 p1R72 q1R73 r1所示的基团、其中q1为1~3的整数)、SiR72″(具体地为-SiR71 p1R72″ q1R73 r1所示的基团、其中q1为1~3的整数)、SiRb(具体地为-SiRa k1Rb l1Rc m1所示的基团、其中l1为1~3的整数)和SiRb″(具体地为-SiRa″ k1Rb″ l1Rc″ m1所示的基团、其中l1为1~3的整数)中的结构。Rb和Rb″后述。
更优选在式(C)中在含氟代聚醚基的硅烷化合物(A)的分子主链的两末端分别存在至少1个与羟基或可水解基团键合的Si。即,存在至少1个SiR72和/或SiRb的结构、并且存在至少1个SiR72″和/或SiRb″的结构。
上述式中,Rb在每次出现时分别独立地表示羟基或可水解基团。
上述Rb优选为羟基、-OR、-OCOR、-O-N=C(R)2、-N(R)2、-NHR、卤素(这些式中,R表示取代或非取代的碳原子数1~4的烷基),更优选为-OR。R包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基等非取代烷基、氯甲基等取代烷基。这些之中,优选烷基、特别是非取代烷基,更优选为甲基或乙基。羟基没有特别限定,可以是可水解基团水解而生成的。更优选Rb为-OR(式中,R表示取代或非取代的C1-3烷基、更优选表示甲基)。
上述式中,Rb″的含义与Rb相同。
上述式中,Rc在每次出现时分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1~20的烷基、更优选为碳原子数1~6的烷基、进一步优选为甲基。
上述式中,Rc″的含义与Rc相同。
式中,k1在每次出现时分别独立地为0~3的整数;l1在每次出现时分别独立地为0~3的整数;m1在每次出现时分别独立地为0~3的整数。其中,在每个(SiRa k1Rb l1Rc m1)或每个(SiRa″ k1Rb″ l1Rc″ m1)中,k1、l1与m1之和为3。
在一个方式中,k1优选为1~3、更优选为3。
上述式(C)所示的化合物例如可以如国际公开第2014/069592号记载的那样进行合成。
式(D):
上述式(D)中,PFPE1、R6、R7和r的含义与上述式(A)的记载相同。
上述式中,X7分别独立地表示单键或2~10价有机基团。该X7可以理解为在式(D)所示的化合物中将主要提供拨水性和表面滑动性等的全氟(聚)醚部(即-PFPE1-部)和提供与基材的结合能力的部分(即标注δ1并用括号括起来的基团)连接的连接基。因此,该X7只要式(D)所示的化合物能够稳定存在,可以是单键,也可以是任意的有机基团。其中,在本说明书中,记作X7的结构的左侧与PFPE1所示的基团所邻接的酰胺键键合,右侧与标注δ1并用括号括起来的基团键合。
在另一方式中,X7表示Xe。Xe的含义同上。
上述式中,δ1为1~9的整数,δ1对应于X7的价数而变化。在式(D)中,δ1为X7的价数减去1而得到的值。在X7为单键时,δ1为1。
上述X7优选为2~7价、更优选2~4价、进一步优选2价的有机基团。
在一个方式中,X7为2~4价有机基团,δ1为1~3。
在另一方式中,X7为2价有机基团,δ1为1。此时,式(D)由下述式(D′)表示。
作为上述X7的例示,只要是能够与PFPE1基所连接的酰胺基成键且能够稳定地制备化合物的基团,就没有特别限定,例如可以列举与关于X1记载的基团同样的基团。
其中,优选的具体的X7可以列举:
单键、
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CF2-CH2-O-CH2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)3-、
-CF2-CH2-O-(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CF2-、
-(CF2)2-、
-CF2-CH2-、
-CF2-(CH2)2-、
-CF2-(CH2)3-、
-CF2-(CH2)4-、
-CF2-(CH2)5-、
-CF2-(CH2)6-、
-CO-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
1,3-亚苯基、
-(1,3-亚苯基)-Si(CH3)2-(CH2)2-等。
上述之中,更优选的具体的X7优选为:
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CF2-CH2-O-CH2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)2-、
-CF2-CH2-O-(CH2)3-、
-CF2-CH2-O-(CH2)6-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CF2-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CF2-、
-(CF2)2-、
-CF2-CH2-、
-CF2-(CH2)2-、
-CF2-(CH2)3-、
-CF2-(CH2)4-、
-CF2-(CH2)5-、
-CF2-(CH2)6-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-。
上述之中,X7更优选为:
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CF2-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)6-、
-CF2CONH-、
-CF2CONHCH2-、
-CF2CONH(CH2)2-、
-CF2CONH(CH2)3-、
-CF2CONH(CH2)6-、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph意指苯基)、
-CF2-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph意指苯基)、
-(CH2)2NH(CH2)3-、
-(CH2)6NH(CH2)3-。
在更优选的方式中,X7表示Xe′。Xe′的含义同上。在一个方式中,Xe′为单键。
上述式中,Rd在每次出现时分别独立地表示-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2。
式中,Z4在每次出现时分别独立地表示氧原子或2价有机基团。
上述Z4优选为C1-6亚烷基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中,g为0~6的整数、例如1~6的整数,h为0~6的整数、例如1~6的整数)或-亚苯基-(CH2)i-(式中,i为0~6的整数),更优选为C1-3亚烷基。这些基团例如可以被选自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基中的1个或1个以上的取代基取代。
式中,R81在每次出现时分别独立地表示Rd′。Rd′的含义与Rd相同。
Rd中通过Z4基以直链状连接的C最多为5个。即,在上述Rd中存在至少1个R81的情况下,Rd中通过Z4基以直链状连接的C原子存在2个以上,但通过Z4基以直链状连接的C原子数最多为5个。其中,“Rd中的通过Z4基以直链状连接的C原子数”等于Rd中以直链状连接的-Z4-C-的重复数。
在优选的方式中,以下所示,“Rd中的通过Z4基以直链状连接的C原子数”在所有的链中为1个(左式)或2个(右式)。
在一个方式中,Rd的通过Z4基以直链状连接的C原子数为1个或2个、优选为1个。
式中,R82在每次出现时分别独立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2。
Y在每次出现时分别独立地表示2价有机基团。
在优选的方式中,Y为C1-6亚烷基、-(CH2)g′-O-(CH2)h′-(式中,g′为0~6的整数、例如1~6的整数,h′为0~6的整数、例如1~6的整数)或-亚苯基-(CH2)i′-(式中,i′为0~6的整数)。这些基团例如可以被选自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基中的1个或1个以上的取代基取代。
在一个方式中,Y可以为C1-6亚烷基或-亚苯基-(CH2)i′-。在Y为上述基团时,光耐性、特别是紫外线耐性进一步提高。
上述R85在每次出现时分别独立地表示羟基或可水解基团。
上述“可水解基团”可以列举与式(C)同样的基团。
R85优选为-OR(式中,R表示取代或非取代的C1-3烷基、更优选表示乙基或甲基、特别是甲基)。
上述R86在每次出现时分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1~20的烷基、更优选为碳原子数1~6的烷基、进一步优选为甲基。
n2在每个(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)单元或每个(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)单元中独立地表示0~3的整数,优选为1~3的整数、更优选为2或3、特别优选为3。R85″和R86″后述。
上述R83在每次出现时分别独立地表示氢原子、羟基或低级烷基,优选表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1~20的烷基、更优选为碳原子数1~6的烷基、进一步优选为甲基。
式中,p2在每次出现时分别独立地为0~3的整数;q2在每次出现时分别独立地为0~3的整数;r2在每次出现时分别独立地为0~3的整数。其中,在每个(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)或每个(-Z4-CR81 p2R82″ q2R83 r2)中p2、q2与r2之和为3。R82″后述。
在优选的方式中,在Rd中的末端的Rd′(不存在Rd′时为Rd)中,上述q2优选为2以上、例如为2或3、更优选为3。
在优选的方式中,Rd的末端部的至少1个可以为-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2(具体地为-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2R83)或-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3、优选为-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3。其中,n2为1~3的整数。式中,(-YSiR85 n2R86 3-n2)单元优选为(-Y-SiR85 3)。在更优选的方式中,Rd的末端部可以全部为-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3、优选为-C(-Y-SiR85 3)3。
在更优选的方式中,(CRd k2Re l2Rf m2)所示的基团的末端为C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2Rf)或C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3、优选为C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3。其中,n2为1~3的整数。式中,(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)单元优选为(-Y-SiR85 3)。在更优选的方式中,上述基的末端部可以全部为-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3、优选为-C(-Y-SiR85 3)3。
上述式中,Rd″在每次出现时分别独立地表示-Z4-CR81 p2R82″ q2R83 r2。Z4、R81、R83、p2、q2和r2的含义同上。R82″在每次出现时分别独立地表示-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2。其中,Y和n2的含义同上。R85″和R86″的含义分别与R85和R86相同。
在优选的方式中,在Rd″中的末端的Rd′(在不存在Rd′时为Rd″)中,上述q2优选为2以上、例如为2或3、更优选为3。
在优选的方式中,Rd″的末端部的至少1个可以为-C(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)2(具体地为-C(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)2R83)或-C(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)3、优选为-C(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)3。其中,n2为1~3的整数。式中,(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)单元优选为(-Y-SiR85″ 3)。在更优选的方式中,Rd的末端部可以全部为-C(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)3、优选为-C(-Y-SiR85″ 3)3。
在更优选的方式中,(CRd″ k2Re″ l2Rf″ m2)所示的基团的末端为C(-Y-SiR85″ n2R86 ″ 3-n2)2Rf″)或C(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)3、优选为C(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)3。其中,n2为1~3的整数。式中,(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)单元优选为(-Y-SiR85″ 3)。在更优选的方式中,上述基团的末端部可以全部为-C(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)3、优选为-C(-Y-SiR85″ 3)3。
上述式中,Re在每次出现时分别独立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2。其中,Y、R85、R86和n2的含义与上述R82中的记载相同。
上述式中,Re″在每次出现时分别独立地表示-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2。其中,R85″、R86″、Y和n2的含义同上。
上述式中,Rf在每次出现时分别独立地表示氢原子、羟基或低级烷基。优选Rf在每次出现时分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1~20的烷基、更优选为碳原子数1~6的烷基、进一步优选为甲基。
上述式中,Rf″的含义与Rf相同。
式中,k2在每次出现时分别独立地为0~3的整数;l2在每次出现时分别独立地为0~3的整数;m2在每次出现时分别独立地为0~3的整数。其中,k2、l2与m2之和为3。
在一个方式中,至少1个k2为2或3、优选为3。
在一个方式中,k2为2或3、优选为3。
在一个方式中,l2为2或3、优选为3。
在上述式(D)中,存在2个以上的选自-Y-SiR85所示的基团和-Y-SiR85″所示的基团中的基团。在上述式(D)中,优选存在1个以上的-Y-SiR85所示的基团、并且存在1个以上的-Y-SiR85″所示的基团。更优选存在1个以上的与2以上-Y-SiR85 n2R86 3-n2所示的基团键合的碳原子、且存在1个以上的与2以上-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2所示的基团键合的碳原子。式中,n2为1~3的整数。即,优选存在1个以上的选自-C-Rdk2(Y-SiR85 n2R86 3-n2)l2Rfm2所示的基团(其中,l2为2或3,k2、l2与m2的合计为3)和-CR81 p2(Y-SiR85 n2R86 3-n2)q2R83 r2所示的基团(其中,q2为2或3,p2、q2与r2的合计为3)中的基团,并且存在1个以上的选自-C-Rdk2(Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)l2Rfm2所示的基团(其中,l2为2或3,k2、l2与m2的合计为3)和-C-R81 p2(Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)q2R83 r2所示的基团(其中,q2为2或3,p2、q2与r2的合计为3)所示的基团(式中,n2为1~3的整数)。
在一个方式中,在上述式(D)中,优选存在1个以上-C-(Y-SiR85 n2R86 3-n2)2所示的基团、并且存在1个以上-C-(Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)2所示的基团(式中,n2为1~3的整数)。
在一个方式中,在上述式(D)中,优选存在1个以上-C-(Y-SiR85 n2R86 3-n2)3所示的基团、并且存在1个以上-C-(Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)3所示的基团(式中,n2为1~3的整数)。
上述式(D)中,n2为1~3的整数,并且至少1个q2为2或3、或者至少1个l2为2或3。
上述式(D)中,式中,优选存在至少2个-Y-SiR85 n2R86 3-n2基或-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2基。上述式(D)中,更优选存在1个以上-YSiR85 n2R86 3-n2基、并且存在1个以上-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2基。即,优选含-SiR85的基团和含-SiR85″的基团存在于含氟代聚醚基的硅烷化合物(A)的分子主链的两末端。
上述式(D)所示的化合物可以通过组合公知的方法来制造。
在优选的方式中,含氟代聚醚基的硅烷化合物由式(B)或(C)表示。
在一个方式中,含氟代聚醚基的硅烷化合物由式(A)、(C)或(D)表示。
在一个方式中,含氟代聚醚基的硅烷化合物在至少一个末端存在2个以上、优选3个以上的具有羟基或可水解基团的Si原子。
上述的含氟代聚醚基的硅烷化合物没有特别限定,在一个方式中,可以具有5×102~1×105的数均分子量。在这样的范围中,优选具有2,000~50,000、更优选2,500~30,000、进一步优选3,000~10,000的数均分子量。其中,在本发明中,数均分子量采用通过19F-NMR测定的值。
本发明提供含有上述的本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物的组合物、典型地提供表面处理剂。
上述组合物所含的发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物可以单独含有,也可以含有多种。例如可以含有式中k或r为1~5的任意整数的化合物。并且,本发明的组合物可以含有k或r为0的化合物。优选组合物中的k或r的平均值为1。
本发明的表面处理剂可以含有溶剂、可理解为含氟油的(非反应性的)氟聚醚化合物、优选全氟(聚)醚化合物(以下统称为“含氟油”)、可理解为硅油的(非反应性的)化合物(以下称为“硅油”)、催化剂、表面活性剂、阻聚剂、敏化剂等。
作为上述溶剂,例如可以列举:己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、矿物油精等脂肪族烃类;苯、甲苯、二甲苯、萘、溶剂石脑油等芳香族烃类;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁基、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸溶纤剂、丙二醇甲醚乙酸酯、乙酸卡必醇酯、草酸二乙酯、丙酮酸乙酯、2-羟基丁酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯、2-羟基异丁酸乙酯等酯类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、2-己酮、环己酮、甲基氨基酮、2-庚酮等酮类;乙基溶纤剂、甲基溶纤剂、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂丁酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇二甲醚、乙二醇单烷基醚等二醇醚类;甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、仲丁醇、3-戊醇、辛醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、叔戊醇等醇类;乙二醇、丙二醇等二醇类;四氢呋喃、四氢吡喃、二噁烷等环状醚类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类;甲基溶纤剂、溶纤剂、异丙基溶纤剂、丁基溶纤剂、二乙二醇单甲醚等醚醇类;二乙二醇单乙醚乙酸酯;1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷、1,2-二氯-1,1,2,2-四氟乙烷、二甲基亚砜、1,1-二氯-1,2,2,3,3-五氟丙烷(HCFC225)、ZEORORA H、HFE7100、HFE7200、HFE7300等含氟溶剂等。或者可以列举这些中的2种以上的混合溶剂等。
作为含氟油,没有特别限定,例如可以列举以下通式(3)所示的化合物(全氟(聚)醚化合物)。
Rf5-(OC4F8)a′-(OC3F6)b′-(OC2F4)c′-(OCF2)d′-Rf6···(3)
式中,Rf5表示可以被1个或1个以上的氟原子取代的碳原子数1~16的烷基(优选C1―16的全氟烷基),Rf6表示可以被1个或1个以上的氟原子取代的碳原子数1~16烷基(优选C1-16全氟烷基)、氟原子或氢原子,Rf5和Rf6更优选分别独立地为C1-3全氟烷基。
a′、b′、c′和d′分别表示构成聚合物的主骨架的全氟(聚)醚的4种重复单元数,相互独立地为0以上300以下的整数,并且,a′、b′、c′和d′之和至少为1,优选1~300,更优选20~300。标注角标a′、b′、c′或d′并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。这些重复单元之中,-(OC4F8)-可以是-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-和(OCF2CF(C2F5))-中的任一种,优选为-(OCF2CF2CF2CF2)-。-(OC3F6)-可以为-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-和(OCF2CF(CF3))-的任一种,优选为-(OCF2CF2CF2)-。-(OC2F4)-可以为-(OCF2CF2)-和(OCF(CF3))-的任一种,优选为-(OCF2CF2)-。
作为以上通式(3)所示的全氟(聚)醚化合物的例示,可以列举以下通式(3a)和(3b)中的任一种所示的化合物(可以为1种或2种以上的混合物)。
Rf5-(OCF2CF2CF2)b″-Rf6···(3a)
Rf5-(OCF2CF2CF2CF2)a″-(OCF2CF2CF2)b″-(OCF2CF2)c″-(OCF2)d″-Rf6···(3b)
这些式中,Rf5和Rf6如上所述;式(3a)中,b″为1以上100以下的整数;式(3b)中,a″和b″分别独立地为0以上30以下的整数,c″和d″分别独立地为1以上300以下的整数。标注角标a″、b″、c″、d″并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。
另外,从另外的观点考虑,含氟油可以是通式Rf3-F(式中,Rf3为C5-16的全氟烷基)所示的化合物。另外,也可以是氯三氟乙烯低聚物。
上述含氟油可以具有500~10000的平均分子量。含氟油的分子量可以使用GPC测定。
含氟油相对于本发明的组合物可以含有例如0~50质量%、优选0~30质量%、更优选0~5质量%。在一个方式中,本发明的组合物实质上不含含氟油。实质上不含含氟油是指完全不含含氟油、或者也可以含有极微量的含氟油。
在一个方式中,可以使含氟油的平均分子量大于含氟代聚醚基的硅烷化合物的平均分子量。通过设为这样的平均分子量,特别是在通过真空蒸镀法形成表面处理层的情况下,能够获得更优异的摩擦耐久性和表面滑动性。
在一个方式中,也可以使含氟油的平均分子量小于含氟代聚醚基的硅烷化合物的平均分子量。通过设为这样的平均分子量,能够抑制由该化合物得到的表面处理层的透明性下降,并且能够形成具有高摩擦耐久性和高表面滑动性的固化物。
含氟油有助于提高由本发明的组合物形成的层的表面滑动性。
作为上述硅油,可以使用例如硅氧烷键在2,000以下的直链状或环状的硅油。直链状的硅油可以是所谓的普通硅油(Straight silicone)和改性硅油。作为普通硅油,可以列举二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基氢硅油。作为改性硅油,可以列举利用烷基、芳烷基、聚醚、高级脂肪酸酯、氟代烷基、氨基、环氧基、羧基、醇等将普通硅油改性而得到的硅油。环状的硅油例如可以列举环状二甲基硅氧烷硅油等。
本发明的组合物(例如表面处理剂)中,该硅油相对于上述本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物的合计100质量份(2种以上时为它们的合计,下同)可以含有例如0~300质量份、优选50~200质量份。
硅油有助于提高表面处理层的表面滑动性。
作为上述催化剂,可以列举酸(例如乙酸、三氟乙酸等)、碱(例如氨、三乙胺、二乙胺等)、过渡金属(例如Ti、Ni、Sn等)等。
催化剂能够促进本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物的水解和脱水缩合,能够促进由本发明的组合物(例如,面处理剂)形成的层的形成。
作为其它的成分,除上述成分以外,还可以列举例如四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷等。
本发明的组合物能够作为进行基材的表面处理的表面处理剂使用。
本发明的表面处理剂能够浸渗在多孔物质、例如多孔的陶瓷材料、金属纤维、例如将钢丝绒固定成绵状的产品中,制成粒料。该粒料例如能够用于真空蒸镀。
以下,对本发明的物品进行说明。
本发明的物品包括:基材、和在该基材的表面由本发明的含有含氟代聚醚基的硅烷化合物的表面处理剂形成的层(表面处理层)。
能够用于本发明的基材可以由例如玻璃、树脂(天然或合成树脂,可以是例如一般的塑料材料,可以是板状、膜、其它的形态)、金属、陶瓷、半导体(硅、锗等)、纤维(织物、无纺布等)、毛皮、皮革、木材、陶瓷器、石材等、建筑部件等任意的适当的材料构成。
例如,在想要制造的物品是光学部件时,构成基材的表面的材料可以是光学部件用材料,例如玻璃或透明塑料等。另外,在想要制造的物品是光学部件时,也可以在基材的表面(最外层)形成某些层(或膜),例如硬涂层或防反射层等。防反射层可以使用单层防反射层和多层防反射层的任一种。作为能够用于防反射层的无机物的例子,可以列举SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、Ta2O5、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3等。这些无机物可以单独使用或组合这些中的2种以上(例如作为混合物)使用。在采用多层防反射层的情况时,优选其最外层使用SiO2和/或SiO。在想要制造的物品是触摸屏用的光学玻璃部件时,基材(玻璃)的表面的一部分可以具有透明电极,例如使用了氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌等的薄膜。另外,基材可以根据其具体的样式等具有绝缘层、粘接层、保护层、装饰框层(I-CON)、雾化膜层、硬涂膜层、偏光膜、相位差膜和液晶显示模块等。
基材的形状没有特别限定。另外,应形成表面处理层的基材的表面区域只要是基材表面的至少一部分即可,可以根据想要制造的物品的用途和具体的样式等适当确定。
作为该基材,可以至少其表面部分由原本就具有羟基的材料构成。作为该材料,可以列举玻璃,还可以列举表面形成有自然氧化膜或热氧化膜的金属(特别是贱金属)、陶瓷、半导体等。或者,如树脂等那样,在虽然具有羟基但不充分的情况、或者原本就不具有羟基的情况下,可以对基材实施某些预处理,从而在基材的表面导入羟基或使其增加。作为该预处理的例子,可以列举等离子体处理(例如电晕放电)或离子束照射。等离子体处理还适合用于在基材表面导入羟基或使羟基增加、并且使基材表面清洁化(去除异物等)。另外,作为该预处理的另外的例示,可以列举:利用LB法(Langmuir-Blodgett法)或化学吸附法等,预先在基材表面以单分子膜的形态形成具有碳-碳不饱和键基的界面吸附剂的膜,之后,在含有氧或氮等的气氛下使不饱和键断开的方法。
另外或者作为该基材,可以至少其表面部分由含有具有1个以上的其它的反应性基团、例如Si-H基的有机硅化合物、或烷氧基硅烷的材料构成。
接着,在该基材的表面形成上述本发明的表面处理剂的层,对该层依照需要进行后处理,由此,由本发明的表面处理剂形成层。
本发明的表面处理剂的层形成能够通过在基材的表面以覆盖该表面的方式应用上述组合物来实施。覆盖方法没有特别限定。例如,能够使用湿润覆盖法和干燥覆盖法。
作为湿润覆盖法的例示,可以列举浸涂、旋涂、流涂、喷涂、辊涂、凹版涂敷和类似的方法。
作为干燥覆盖法的例示,可以列举蒸镀(通常为真空蒸镀)、溅射、CVD和类似的方法。作为蒸镀法(通常为真空蒸镀法)的具体例示,可以列举电阻加热、电子束、利用了微波等的高频加热、离子束和类似的方法。作为CVD方法的具体例,可以列举等离子体-CVD、光学CVD、热CVD和类似的方法。
而且,也能够利用常压等离子体法进行覆盖。
在使用湿润覆盖法的情况下,本发明的表面处理剂可以利用溶剂稀释后应用于基材表面。从本发明的组合物的稳定性和溶剂的挥发性的观点考虑,优选使用下列溶剂:碳原子数5~12的全氟脂肪族烃(例如全氟己烷、全氟甲基环己烷和全氟-1,3-二甲基环己烷);多氟芳香族烃(例如双(三氟甲基)苯);多氟脂肪族烃(例如C6F13CH2CH3(例如旭硝子株式会社制的ASAHIKLIN(注册商标)AC-6000)、1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷(例如日本ZEON株式会社生产的ZEORORA(注册商标)H);氢氟醚(HFE)(例如全氟丙基甲基醚(C3F7OCH3)(例如住友3M株式会社生产的Novec(商标)7000)、全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)(例如住友3M株式会社生产的Novec(商标)7100)、全氟丁基乙基醚(C4F9OC2H5)(例如住友3M株式会社生产的Novec(商标)7200)、全氟己基甲基醚(C2F5CF(OCH3)C3F7)(例如住友3M株式会社生产的Novec(商标)7300)等的烷基全氟烷基醚(全氟烷基和烷基可以是直链或支链状)、或者CF3CH2OCF2CHF2(例如旭硝子株式会社生产的ASAHIKLIN(注册商标)AE-3000))等。这些溶剂能够单独使用,或者以2种以上的混合物的形式使用。其中,优选氢氟醚,特别优选全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)和/或全氟丁基乙基醚(C4F9OC2H5)。
在使用干燥覆盖法的情况下,本发明的表面处理剂能够直接用于干燥覆盖法,或者使用上述溶剂稀释后用于干燥覆盖法。
表面处理剂的层形成优选以本发明的表面处理剂与用于水解和脱水缩合的催化剂在层中共存的方式来实施。简便起见,在利用湿润覆盖法时,可以在将本发明的表面处理剂利用溶剂稀释后、即将应用于基材表面之前,在本发明的表面处理剂的稀释液中添加催化剂。在利用干燥覆盖法时,可以将添加了催化剂的本发明的表面处理剂直接进行蒸镀(通常为真空蒸镀)处理,或者使用在铁或铜等的金属多孔体中渗浸有添加了催化剂的本发明的表面处理剂的粒料状物质进行蒸镀(通常为真空蒸镀)处理。
催化剂能够使用任意适当的酸或碱。作为酸催化剂,能够使用例如乙酸、甲酸、三氟乙酸等。另外,作为碱催化剂,能够使用例如氨、有机胺类等。
如上所述,在基材的表面形成来自本发明的表面处理剂的层,制造本发明的物品。由此得到的上述层具有高表面滑动性和高摩擦耐久性两者。另外,上述层除了具有高摩擦耐久性之外,也依赖于所使用的表面处理剂的组成,还能够具有拨水性、拨油性、防污性(例如防止指纹等污垢的附着)、防水性(防止水浸入电子部件等)、表面滑动性(或润滑性、例如指纹等污垢的拭去性、对于手指的优异的触感)等,适合用作功能性薄膜。
即,本发明还涉及最外层具有上述表面处理剂层的光学材料。
作为光学材料,除了后面例示的显示器等相关的光学材料之外,还优选列举多种多样的光学材料,例如:阴极射线管(CRT,例如电脑显示器)、液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、无机薄膜EL点阵显示器、背投型显示器、荧光显示管(VFD)、场发射显示器(FED,Field Emission Display)等的显示器或这些显示器的保护板、或者在它们的表面实施了防反射膜处理的材料。
具有由本发明得到的层的物品可以为光学部件,但没有特别限定。光学部件的例示可以列举下列物品:眼镜等的透镜;PDP、LCD等的显示器的前保护板、防反射板、偏光板、防眩板;便携式电话、便携式信息终端等设备的触屏片;蓝光(Blu-ray(注册商标))光盘、DVD光盘、CD-R、MO等光盘的盘面;光纤;钟表的显示面等。
另外,具有由本发明得到的层的物品也可以是医疗器械或医疗材料。
上述层的厚度没有特别限定。为光学部件的情况下,从光学性能、表面滑动性、摩擦耐久性和防污性的观点考虑,上述层的厚度优选为1~50nm、1~30nm、优选1~15nm的范围。
以上,对于使用本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物典型地作为表面处理剂而得到的物品进行了详细说明。但本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物或者含有含氟代聚醚基的硅烷化合物的组合物的用途、使用方法以及物品的制造方法等并不限定于上述例示。
实施例
通过以下实施例对本发明的表面处理剂进行具体说明,但本发明并不限定于这些实施例。其中,在本实施例中,以下所示的化学式均表示平均组成,构成全氟聚醚的各重复单元的存在顺序是任意的。
实施例1
在安装有回流冷却器、温度计和搅拌器的50mL的四口烧瓶中加入以平均组成CH3OCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-COOCH3表示的PFPE改性酯体20g和1,3-双(三氟甲基)苯10g,在氮气流下,使用滴液漏斗添加1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷0.53mL后,以25℃搅拌1小时。接着,加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷1.0mL后,以25℃搅拌1小时。之后在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含PFPE硅烷化合物(A)。
含PFPE硅烷化合物(A):
(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-R-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3
式中,R为下述式所示的基团。
其中,一侧末端具有CF3O-的化合物存在4.8%。另外,作为副产物,确认到了微量的(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-{CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-R-NHCO}n-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3(n为0或2)。
实施例2
在安装有回流冷却器、温度计和搅拌器的50mL的四口烧瓶中加入以平均组成CH3OCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-COOCH3表示PFPE改性酯体20g和1,3-双(三氟甲基)苯10g,在氮气流下,使用滴液漏斗添加4,4′-亚甲基双(环己基胺)0.61g后,以25℃搅拌1小时。加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷1.0mL后,以25℃搅拌1小时。之后在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含PFPE硅烷化合物(B)。
含PFPE硅烷化合物(B):
(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-R-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3
式中,R为下述式所示的基团。
其中,一侧末端具有CF3O-的化合物存在4.8%。另外,作为副产物,确认到了微量的(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-{CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-R-NHCO}n-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3(n为0或2)。
实施例3
在安装有回流冷却器、温度计和搅拌器的50mL的四口烧瓶中加入以平均组成CH3OCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-COOCH3表示的PFPE改性酯体20g和1,3-双(三氟甲基)苯10g,在氮气流下,使用滴液漏斗添加4,4′-亚甲基双(2-甲基环己基胺)0.70g后,以25℃搅拌1小时。接着,加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷1.0mL后,以25℃搅拌1小时。之后在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含PFPE硅烷化合物(C)。
含PFPE硅烷化合物(C):
(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-R-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3
式中,R为下述式所示的基团。
其中,一侧末端具有CF3O-的化合物存在4.8%。另外,作为副产物,确认到了微量的(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-{CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-R-NHCO}n-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3(n为0或2)。
比较例1
在安装有回流冷却器、温度计和搅拌器的50mL的四口烧瓶中加入以平均组成CH3OCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-COOCH3表示的PFPE改性酯体20g、和1,3-双(三氟甲基)苯10g,在氮气流下,使用滴液漏斗添加对苯二甲胺0.40g后,以25℃搅拌1小时。接着,加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷1.0mL后,以25℃搅拌1小时。之后在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含PFPE硅烷化合物(D)。
含PFPE硅烷化合物(D):
(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-R-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3
式中,R为下述式所示的基团。
其中,一侧末端具有CF3O-的化合物存在4.8%。另外,作为副产物,确认到了微量的(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-{CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-R-NHCO}n-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3(n为0或2)。
比较例2
在安装有回流冷却器、温度计和搅拌器的50mL的四口烧瓶中加入以平均组成CH3OCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-COOCH3表示的PFPE改性酯体20g、和1,3-双(三氟甲基)苯10g,在氮气流下,使用滴液漏斗添加2,5-二甲基哌嗪0.33g后,以70℃搅拌16小时。接着将反应溶液冷却至25℃,加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷1.0mL后,以25℃搅拌1小时。之后在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含PFPE硅烷化合物(E)。
含PFPE硅烷化合物(E):
(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-R-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3
式中,R为下述式所示的基团。
其中,一侧末端具有CF3O-的化合物存在4.8%。另外,作为副产物,确认到了微量的(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-NHCO-{CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-R}n-CF2-(OCF2)29-(OCF2CF2)17-OCF2-CONH-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3(n为0或2)。
评价(表面处理剂的制备)
将上述实施例1~3和比较例1~2中得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物溶于Novec7200(3M公司生产),以浓度达到20wt%的方式制备表面处理剂1~5。
(表面处理层的形成)
将上述制得的表面处理剂1~6分别真空蒸镀于化学强化玻璃(康宁公司制、“Gorilla”玻璃、厚度0.7mm)上。真空蒸镀法的条件为电阻加热式蒸镀机(株式会社SHINCRON制)、腔室尺寸真空度5.0E-05、电流值240A、电压10V、基材温度40℃。接着,将蒸镀后的化学强化玻璃在温度150℃的氛围下静置30分钟,之后放冷至室温,在玻璃基材上形成表面处理层。
<恒温恒湿暴露后的耐橡皮磨损性试验>
将进行上述表面处理后的玻璃在40℃/80%RH的环境下暴露300小时。具体而言,使用ISUZU SEISAKUSHO制的低温恒温恒湿试验机TPAV-210-20,将经过表面处理后的玻璃水平放置在设定为40℃/80%RH的槽内,静置300小时。之后,使用摩擦试验机(新东科学株式会社制),在以下条件下每摩擦250次就测定耐水接触角,持续进行试验直至低于100°。试验环境条件为40℃、湿度90%RH。将结果示于以下表1。
橡皮:Raber Eraser(Minoan公司制)
移动距离(单道):30mm
移动速度:3,600mm/分钟
<万能笔排拒试验>
对于如上所述准备好的玻璃表面确认万能笔的排拒性。具体而言,利用万能笔在经过表面处理后的玻璃上划出线粗1cm×长度10cm的直线,之后使用擦拭纸(KimWipes)以负荷1kg干擦10次后,观察表面。擦拭后,若油墨被除去则评价为×、若油墨部分残留则评价为△、若油墨完全残留则评价为〇,将评价结果示于表1。万能笔使用ZEBRA公司制的极细马克油性记号笔。
[表1]
橡皮耐久(次) | 万能笔排拒 | |
实施例1 | 1750 | 〇 |
实施例2 | 2000 | 〇 |
实施例3 | 2000 | 〇 |
比较例1 | 750 | △ |
比较例2 | 1000 | △ |
产业上的可利用性
本发明的含氟代聚醚基的硅烷化合物能够适用于在各种各样的基材的表面形成表面处理层。
Claims (15)
1.一种下述式(I)所示的含氟代聚醚基的硅烷化合物,
式中,
R3在每次出现时分别独立地为氢原子或1价有机基团,
R4在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
p在每次出现时分别独立地为0~3的整数;
其中,(SiR3 pR4 3-p)j中,至少1个SiR3 pR4 3-p中的p为0~2的整数,
q在每次出现时分别独立地为0~3的整数;
其中,(SiR3 qR4 3-q)j中,至少1个SiR3 qR4 3-q中的q为0~2的整数,
R5在每次出现时分别独立地为j+1价有机基团,
R6在每次出现时分别独立地为-R16-R15-R17-,
R15在每次出现时分别独立地为含亚环烷基的基团,
R16在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R17在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R7在每次出现时分别独立地为氢原子或C1-20烷基,
PFPE1在每次出现时分别独立地为-RF-RFE-,
RF为-(CfF2f)-,
f为1~10的整数,
RFE为式:-(OCF2)a1-(OC2F4)a2-(OC3X10 6)a3-(OC4F8)a4-(OC5F10)a5-(OC6F12)a6-(OC7F14)a7-(OC8F16)a8-所示的2价的氟代聚醚基,
式中,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8之和至少为5,
标注角标a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7或a8并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,
X10在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,其中,在所有的X10为氢原子或氯原子时,a1、a2、a4、a5、a6、a7和a8中的至少1个为1以上的整数,
j在每次出现时独立地为1~9的整数,
k为1以上的整数。
2.如权利要求1所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其特征在于,
R15在每次出现时分别独立地为含有碳原子数5~12的单环式、二环式或三环式亚环烷基的基团,
R16在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基,
R17在每次出现时分别独立地为单键或C1-6亚烷基。
4.如权利要求1~3中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其特征在于,
X10为氟原子。
5.如权利要求1~4中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其特征在于,
RFE在每次出现时分别独立地为下述式(f1)、(f2)、(f3)、(f4)或(f5)所示的基团,
-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2- (f1)
式(f1)中,a3为5~200的整数,a2为0或1,
-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f2)
式(f2)中,a3和a4分别独立地为0~30的整数;
a1和a2分别独立地为1~200的整数;
a1、a2、a3和a4之和为10~200的整数;
标注角标a1、a2、a3或a4并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,
-(R16-R17)g- (f3)
式(f3)中,R16为OCF2或OC2F4;
R17为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12的基团、或者为从这些基团中选择的2个或3个基团的组合;
g为2~100的整数,
-(OC6F12)a6-(OC5F10)a5-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f4)
式(f4)中,a2为1~200的整数,a1、a3、a4、a5和a6分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5和a6之和至少为5,另外,标注a1、a2、a3、a4、a5或a6并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,
-(OC6F12)a6-(OC5F10)a5-(OC4F8)a4-(OC3F6)a3-(OC2F4)a2-(OCF2)a1- (f5)
式(f5)中,a1为1~200的整数,a2、a3、a4、a5和a6分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5和a6之和至少为5,另外,标注a1、a2、a3、a4、a5或a6并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。
6.如权利要求1~5中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其特征在于,
R7为氢原子。
7.如权利要求1~6中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其特征在于,
R5为二价有机基团,j为1。
8.如权利要求1~7中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其特征在于,
R5为C1-6亚烷基,j为1。
9.如权利要求1~8中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物,其特征在于,
由式(A)、(B)、(C)或(D)表示,
式中,
R11和R11″在每次出现时分别独立地为氢原子或卤原子,
R12和R12″在每次出现时分别独立地为氢原子或低级烷基,
R13和R13″在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
R14和R14″在每次出现时分别独立地为氢原子或碳原子数1~22的烷基,
X2在每次出现时分别独立地为单键或2价有机基团,
n1在每个(-SiR13 n1R14 3-n1)单元或每个(-SiR13″ n1R14″ 3-n1)单元中独立地为0~3的整数,
X1分别独立地为与酰胺键连接的单键或2~10价有机基团,
t分别独立地为1~10的整数,
α1为1~9的整数,
X3分别独立地为2~10价有机基团,
β1为1~9的整数,
X5分别独立地为2~10价有机基团,
γ1为1~9的整数,
Ra在每次出现时分别独立地为-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1,
Z3在每次出现时分别独立地为氧原子或2价有机基团,
R71在每次出现时分别独立地为Ra′,
Ra′的含义与Ra相同,
Ra中经由Z3基以直链状连接的Si最多为5个,
R72在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
R73在每次出现时分别独立地为氢原子或低级烷基,
p1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
q1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
r1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
其中,在每个(-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1)中,p1、q1和r1之和为3,
Ra″在每次出现时分别独立地为-Z3-SiR71 p1R72″ q1R73 r1,
Z3、R71、R73、p1、q1和r1的含义同上,
R72″的含义与R72相同,
Rb和Rb″在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
Rc和Rc″在每次出现时分别独立地为氢原子或低级烷基,
k1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
l1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
m1在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
其中,在每个(SiRa k1Rb l1Rc m1)或每个(SiRa″ k1Rb″ l1Rc″ m1)中,k1、l1和m1之和为3,
X7分别独立地为2~10价有机基团,
δ1为1~9的整数,
Rd在每次出现时分别独立地为-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2,
Z4在每次出现时分别独立地为氧原子或2价有机基团,
R81在每次出现时分别独立地为Rd′,
Rd′的含义与Rd相同,
R82在每次出现时分别独立地为-Y-SiR85 n2R86 3-n2,
Y在每次出现时分别独立地为2价有机基团,
R85在每次出现时分别独立地为羟基或可水解基团,
R86在每次出现时分别独立地为氢原子或低级烷基,
n2在每个(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)单元或每个(-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2)单元中独立地为0~3的整数,
R83在每次出现时分别独立地为氢原子、羟基或低级烷基,
p2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
q2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
r2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
其中,在每个(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)或每个(-Z4-CR81 p2R82″ q2R83 r2)中,p2、q2和r2之和为3,
Rd″在每次出现时分别独立地为-Z4-CR81 p2R82″ q2R83 r2,
R82″在每次出现时分别独立地为-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2,
R85″和R86″的含义分别与R85和R86相同,
Re在每次出现时分别独立地为-Y-SiR85 n2R86 3-n2,
Re″在每次出现时分别独立地为-Y-SiR85″ n2R86″ 3-n2,
Rf和Rf″在每次出现时分别独立地为氢原子、羟基或低级烷基,
k2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
l2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
m2在每次出现时分别独立地为0~3的整数,
其中,k2、l2和m2之和为3,
R6在每次出现时分别独立地为-R16-R15-R17-,
R15在每次出现时分别独立地为含亚环烷基的基团,
R16在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R17在每次出现时分别独立地为单键或二价有机基团,
R7在每次出现时分别独立地为氢原子或C1-20烷基,
PFPE1在每次出现时分别独立地为-RF-RFE-,
RF为-(CfF2f)-,
f为1~10的整数,
RFE为式:-(OCF2)a1-(OC2F4)a2-(OC3X10 6)a3-(OC4F8)a4-(OC5F10)a5-(OC6F12)a6-(OC7F14)a7-(OC8F16)a8-所示的2价氟代聚醚基,
式中,
a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8分别独立地为0~200的整数,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8之和至少为5,
标注角标a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7或a8并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,
X10在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,其中,在所有的X10为氢原子或氯原子时,a1、a2、a4、a5、a6、a7和a8的至少1个为1以上的整数,
r为1以上的整数。
10.一种表面处理剂,其特征在于,
含有权利要求1~9中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物。
11.如权利要求10所述的表面处理剂,其特征在于,
还含有选自含氟油、有机硅油和催化剂中的1种或1种以上的其它的成分。
12.如权利要求10或11中任一项所述的表面处理剂,其特征在于,
还含有溶剂。
13.如权利要求10~12中任一项所述的表面处理剂,其特征在于,
用作防污性涂覆剂或防水性涂覆剂。
14.一种物品,其特征在于,包括:
基材、和
在该基材的表面上由权利要求1~9中任一项所述的含氟代聚醚基的硅烷化合物、或权利要求10~13中任一项所述的表面处理剂形成的层。
15.如权利要求14所述的物品,其特征在于,
所述物品为光学部件。
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