CN117500863A - 含氟醚化合物、含氟醚混合物、涂布剂、物品及物品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种含氟醚化合物、包含前述化合物的混合物及涂布剂、以及使用前述涂布剂的物品及物品的制造方法,所述含氟醚化合物具有:具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团、式(L1):‑X1‑NR1‑(CH2)n1‑所示的2价基团、及具有反应性甲硅烷基的1价基团,前述具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团与前述式(L1)所示的2价基团的‑X1‑连接,前述具有反应性甲硅烷基的1价基团与前述式(L1)所示的2价基团的‑(CH2)n1‑连接,式(L1)中,X1表示单键或2价的有机基团,R1表示烷基,n1表示1~10的整数。
Description
技术领域
本公开涉及含氟醚化合物、含氟醚混合物、涂布剂、物品及物品的制造方法。
背景技术
含氟化合物显示高的润滑性、拒水拒油性等,因此适合用于表面处理剂。若利用表面处理剂对基材的表面赋予拒水拒油性,则变得容易擦拭基材的表面的污迹,污迹的去除性提高。含氟化合物中,具有在氟亚烷基链中存在醚键的聚(氧氟亚烷基)链的含氟醚化合物为柔软性优异的化合物,特别是油脂等污迹的去除性优异。
作为含氟醚化合物,具有聚(氧全氟亚烷基)链且在末端具有水解性甲硅烷基的化合物被广泛使用(例如,参照专利文献1~3)。专利文献1~3的含氟醚化合物被认为可形成初始的拒水拒油性高、耐摩擦性及指纹污迹去除性优异的表面处理层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/121984号
专利文献2:国际公开第2013/121985号
专利文献3:国际公开第2013/121986号
发明内容
发明要解决的问题
近年,基于涂布的表面层的耐摩擦性的要求水平提高。例如,对于智能电话的覆盖玻璃等的人手指接触的部位的表面层的耐摩擦性,代替以往的使用纤维素无纺布等的评价方法、或在其基础上进行条件更严的使用橡皮擦的评价。另一方面,对于以往的含氟醚化合物,可知根据使用橡皮擦的耐摩擦性时,评价不充分。因此,期望即使在比以往的评价方法更严的条件下也可得到表面层的优异的耐摩擦性的技术。
鉴于所述情况,本公开涉及一种可形成耐摩擦性优异的表面层的含氟醚化合物、含氟醚混合物、及涂布剂、以及使用它们的物品及其制造方法。
用于解决问题的方案
用于解决上述课题的方案包括以下的方式。
<1>一种含氟醚化合物,其具有:
具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团、
式(L1):-X1-NR1-(CH2)n1-所示的2价基团、
及具有反应性甲硅烷基的1价基团,
前述具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团与前述式(L1)所示的2价基团的-X1-连接,前述具有反应性甲硅烷基的1价基团与前述式(L1)所示的2价基团的-(CH2)n1-连接,
式(L1)中,
X1表示单键或2价的有机基团,
R1表示烷基,
n1表示1~10的整数。
<2>根据<1>所述的含氟醚化合物,其中,式(L1)中,X1为-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-、-CH2-O-、-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、碳数1~6的亚烷基、或碳数1~6的全氟亚烷基。
<3>根据<1>或<2>所述的含氟醚化合物,其中,式(L1)中,R1为碳数1~4的烷基。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的含氟醚化合物,其中,前述聚(氧氟亚烷基)链中的氟亚烷基的碳数各自独立地为1~6。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的含氟醚化合物,其中,前述具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团具有式(P1):Rf1-(OX)m-O-Rf2-所示的结构,
式(P1)中,
Rf1表示氟烷基,
X各自独立地表示氟亚烷基,
Rf2表示氟亚烷基,
m表示2以上的整数。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的含氟醚化合物,其中,前述具有反应性甲硅烷基的1价基团由下述式(S1)或(S2)表示,
式(S1):-Si(R2)nL3-n
式(S2):-CH(3-p)[(CH2)n2-Si(R2)nL3-n]p:
式(S1)及(S2)中,
R2各自独立地表示1价的烃基,
L各自独立地表示水解性基团或羟基,
p表示2或3,
n表示0~2的整数,
n2表示1~10的整数。
<7>一种含氟醚混合物,其包含<1>~<6>中任一项所述的含氟醚化合物2种以上,或者包含<1>~<6>中任一项所述的含氟醚化合物1种以上、和<1>~<6>中任一项所述的含氟醚化合物以外的含氟醚化合物。
<8>一种涂布剂,其包含<1>~<6>中任一项所述的含氟醚化合物或<7>所述的含氟醚混合物。
<9>根据<8>所述的涂布剂,其还包含液体介质。
<10>一种物品,其具有:基材、和由<8>或<9>所述的涂布剂在前述基材上形成的表面层。
<11>根据<10>所述的物品,其中,前述物品为触摸面板,前述表面层在构成前述触摸面板的手指触摸面的构件的表面形成。
<12>一种物品的制造方法,其包括:通过干涂法对基材的表面赋予<8>所述的涂布剂,在前述基材上形成表面层。
<13>一种物品的制造方法,其包括:通过湿涂法对基材的表面赋予<9>所述的涂布剂;和
使赋予了前述涂布剂的基材干燥,从而在前述基材上形成表面层。
发明的效果
根据本公开,提供可形成耐摩擦性优异的表面层的含氟醚化合物、含氟醚混合物、及涂布剂、以及使用它们的物品及其制造方法。
具体实施方式
以下,对用于实施本公开的实施方式的方式详细地进行说明。但是,本公开的实施方式不限定于以下的实施方式。以下的实施方式中,其构成要素(也包括要素步骤等)除了特别说明的情况以外,不是必须的。关于数值及其范围也同样,不限制本公开的实施方式。
本公开中“工序”这样的术语,除了独立于其他工序的工序以外,即使在无法与其他工序明确区别的情况下,只要达成其工序的目的,则也包含该工序。
本公开中使用“~”表示的数值范围中包含记载于“~”前后的数值分别作为最小值及最大值。
本公开中各成分可以包含多种符合的物质。组合物中存在多种符合各成分的物质的情况下,各成分的含有率或含量只要没有特别说明,则是指组合物中存在的该多种物质的合计的含有率或含量。
本公开中,“烷基”及“亚烷基”这样的术语只要不特别指定具有取代基的意思,则各自是指非取代的烷基及非取代的亚烷基。
<含氟醚化合物>
本公开的含氟醚化合物具有:
具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团、
式(L1):-X1-NR1-(CH2)n1-所示的2价基团、及
具有反应性甲硅烷基的1价基团,
前述具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团与前述式(L1)所示的2价基团的-X1-连接,前述具有反应性甲硅烷基的1价基团与前述式(L1)所示的2价基团的-(CH2)n1-连接。
式(L1)中,
X1表示单键或2价的有机基团,
R1表示烷基,
n1表示1~10的整数。
本公开中,也将前述含氟醚化合物记为“特定含氟醚化合物”。
本公开中,有时如下示出特定含氟醚化合物的各基团。
(P)基:前述具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团
(L)基:前述式(L1):-X1-NR1-(CH2)n1-所示的2价基团
(S)基:前述具有反应性甲硅烷基的1价基团
特定氟醚化合物具有由(P)基-(L)基-(S)基所示的结构。
本公开中,表示特定含氟醚化合物的整体结构或部分结构的情况下,以左侧为(P)基侧、右侧为(S)基侧的方式记载。
特定含氟醚化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
发明人等发现,使用特定含氟醚化合物时,能够形成耐摩擦性优异的表面层。该理由并不明确,推测如下。
以往,已知在具有聚(氧氟亚烷基)链的基团与具有反应性甲硅烷基的基团的连接部具有-NH-基。认为-NH-基在化合物涂布于基材时与基材表面形成氢键,妨碍源自反应性甲硅烷基的意图作为“与基材的粘接部位”的部位与基材键合。另一方面,认为在特定含氟醚化合物中,-NH-基的氢原子被烷基取代,因此不易与基材形成氢键,源自反应性甲硅烷基的意图作为“与基材的粘接部位”的部位有效地与基材键合。因此,认为与基材键合的特定含氟醚化合物或包含其的组合物的量增加,耐摩擦性提高。
以下,对特定含氟醚化合物的各基团的结构进行详细叙述。
〔具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团((P)基)〕
聚(氧氟亚烷基)链包含多个下式所示的单元。
式:(OX)
式中,X各自独立地表示氟亚烷基。
对于聚(氧氟亚烷基)链中的氟亚烷基的碳数,从表面层的耐摩擦性更优异的观点出发,各自独立地优选1~20、更优选1~10、进一步优选1~6。
氟亚烷基可以为直链状、支链状及环状中任意者。
对于氟亚烷基中的氟原子数,从表面层的耐摩擦性更优异的观点出发,优选碳原子数的1~2倍、更优选1.7~2倍。
氟亚烷基可以为氟亚烷基中的全部氢原子被氟原子取代的基团(全氟亚烷基),从表面层的耐摩擦性更优异的观点出发,优选全氟亚烷基。
作为(OX),可举出-OCHF-、-OCF2CHF-、-OCHFCF2-、-OCF2CH2-、-OCH2CF2-、-OCF2CF2CHF-、-OCHFCF2CF2-、-OCF2CF2CH2-、-OCH2CF2CF2-、-OCF2CF2CF2CH2-、-OCH2CF2CF2CF2-、-OCF2CF2CF2CF2CH2-、-OCH2CF2CF2CF2CF2-、-OCF2CF2CF2CF2CF2CH2-、-OCH2CF2CF2CF2CF2CF2-、-OCF2-、-OCF2CF2-、-OCF2CF2CF2-、-OCF(CF3)CF2-、-OCF2CF2CF2CF2-、-OCF(CF3)CF2CF2-、-OCF2CF2CF2CF2CF2-、-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2-、-O-cycloC4F6-等。
此处,-cycloC4F6-是指全氟环丁烷二基,作为其具体例,可举出全氟环丁烷-1,2-二基。
(OX)的重复数m为2以上的整数,优选2~500的整数、更优选2~200的整数、进一步优选5~150的整数、特别优选5~100的整数、最优选10~75的整数。
(OX)m可以是1种(OX)的重复,也可以包含2种以上的(OX)。2种以上的(OX)的键合顺序没有限定,可以无规、交替、或嵌段地配置。
包含2种以上的(OX)是指,在特定含氟醚化合物中,例如,存在碳数不同的2种以上的(OX);存在氢原子数不同的2种以上的(OX);存在氢原子的位置不同的2种以上的(OX);或存在即使碳数相同但侧链的有无、侧链的种类(侧链的数量、侧链的碳数等)等也不同的2种以上的(OX)。
从形成指纹污迹去除性优异的膜的观点出发,聚(氧氟亚烷基)链优选的是以作为氧全氟亚烷基的(OX)为主的聚(氧氟亚烷基)链。(OX)m所示的聚(氧氟亚烷基)链中,作为氧全氟亚烷基的(OX)的数量相对于(OX)的总数m个的比例优选50~100%、更优选80~100%、进一步优选90~100%。
作为聚(氧氟亚烷基)链,更优选聚(氧全氟亚烷基)链、及在单末端或两末端分别具有1个或2个的具有氢原子的氧氟亚烷基单元的聚(氧全氟亚烷基)链。
本公开中,2种以上的(OX)的配置如下来记载。例如,{(OCF2)m21(OCF2CF2)m22}所示的结构表示m21个(OCF2)与m22个(OCF2CF2)无规地配置。另外,(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m25所示的结构表示m25个(OCF2CF2)与m25个(OCF2CF2CF2CF2)交替地配置。
作为(OX)m,优选(OCHmaF(2-ma))m11·(OC2HmbF(4-mb))m12·(OC3HmcF(6-mc))m13·(OC4HmdF(8-md))m14·(OC5HmeF(10-me))m15·(OC6HmfF(12-mf))m16·(O-cycloC4HmgF(6-mg))m17。此处,-cycloC4HmgF(6-mg)表示氟环丁烷-二基,优选氟环丁烷-1,2-二基。
式中,ma为0或1,mb为0~3的整数,mc为0~5的整数,md为0~7的整数,me为0~9的整数,mf为0~11的整数,mg为0~5的整数。
m11、m12、m13、m14、m15、m16及m17各自独立地为0以上的整数,优选100以下。
m11+m12+m13+m14+m15+m16+m17为2以上的整数,优选2~500的整数、更优选2~200的整数、进一步优选5~150的整数、特别优选5~100的整数、最优选10~50的整数。
其中,m12优选2以上的整数、更优选2~200的整数。
另外,C3HmcF(6-mc)、C4HmdF(8-md)、C5HmeF(10-me)及C6HmfF(12-mf)可以为直链状,也可以为支链状,从表面层的耐摩擦性更优异的观点出发,优选直链状。
需要说明的是,上述式表示单元的种类和其数量,并不表示单元的排列。即,m11~m16表示单元的数量,例如,(OCHmaF(2-ma))m11并不表示m11个(OCHmaF(2-ma))单元连续的嵌段。同样地,对于(OCHmaF(2-ma))~(O-cycloC4HmgF(6-mg))的记载顺序,并不是表示它们以该记载顺序排列。
上述式中,m11~m17中的2个以上为0以外的情况下(即,(OX)m由2种以上的单元构成的情况下),不同的单元的排列可以为无规排列、交替排列、嵌段排列及这些排列的组合中的任意者。
上述式中,存在2个以上由相同化学式所示的氧氟亚烷基单元的情况下,各氧氟亚烷基单元可以相同,也可以不同。例如,m11为2以上的情况下,多个(OCHmaF(2-ma))可以相同,也可以不同。
作为(OX)m,优选下述结构。
{(OCF2)m21(OCF2CF2)m22}、
(OCF2CF2)m23、
(OCF2CF2CF2)m24、
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m25、
(OCF2CF2CF2CF2CF2)m26(OCF2)m27、
(OCF2CF2CF2CF2CF2)m26(OCF2CF2)m27、
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m26(OCF2)m27、
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m26(OCF2CF2)m27、
(OCF2CF2CF2CF2CF2-OCF2)m28、
(OCF2CF2CF2CF2CF2-OCF2CF2)m28、
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2-OCF2)m28、
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2-OCF2CF2)m28、
(OCF2-OCF2CF2CF2CF2CF2)m28、
(OCF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m28、
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2)m28、
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m28。
式中,m21为1以上的整数,m22为1以上的整数,m21+m22为2~500的整数,m23及m24各自独立地为2~500的整数,m25为1~250的整数,m26及m27各自独立地为1以上的整数,m26+m27为2~500的整数,m28为1~250的整数。
作为(OX)m,从容易制造特定含氟醚化合物的观点出发,优选下述结构。
{(OCF2)m21(OCF2CF2)m22}、
(OCF2CF2CF2)m24、
(OCF2CF2)2{(OCF2)m21(OCF2CF2)m22-2}、
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m25-1OCF2CF2、
(OCF2CF2CF2CF2CF2-OCF2)m28、
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2-OCF2)m28、
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2)m28-1OCF2CF2、
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m28-1OCF2CF2。
其中,m22-2、m25-1及m28-1各自为1以上的整数。
一方式中,从表面层的耐摩擦性及表面层的润滑性优异的观点出发,作为(OX)m,优选{(OCF2)m21(OCF2CF2)m22}、及(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m25。本公开的特定含氟醚化合物中,通过在(P)基中具有上述结构,(L)基中具有式(L1)所示的2价基团,从而耐摩擦性与润滑性的兼顾特别优异。
{(OCF2)m21(OCF2CF2)m22}中,从表面层的耐摩擦性及指纹污迹去除性更优异的观点出发,m22相对于m21的比(m22/m21)优选0.05~10.00、更优选0.10~5.00、进一步优选0.12~2.00、特别优选0.14~1.50、最优选0.16~0.85。
{(OCF2)m21(OCF2CF2)m22}中,优选m21为2~200、并且m22为2~100,更优选m21为10~100、并且m22为5~50,进一步优选m21为15~60、并且m22为5~30。
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m25中,m25优选2~100、更优选3~50、进一步优选5~14、特别优选7~13。
(P)基优选具有下述式(P1)所示的结构。
式(P1):Rf1-(OX)m-O-Rf2-
式(P1)中,
Rf1表示氟烷基,
X各自独立地表示氟亚烷基,
Rf2表示氟亚烷基,
m表示2以上的整数。
式(P1)中,(OX)m的详细情况如上所述。
式(P1)中,Rf1为氟烷基。
从表面层的耐摩擦性更优异的观点出发,氟烷基中的碳数优选1~20、更优选1~10、进一步优选1~6。
氟烷基可以为直链状、支链状及环状中任意者。
对于氟烷基,只要烷基的氢原子中的至少1个被氟原子取代即可,氟烷基中氟原子数相对于氢原子与氟原子的合计数的比例优选40%以上、更优选60%以上、进一步优选80%以上。
作为氟烷基,优选全氟烷基。作为全氟烷基,可举出CF3-、CF3CF2-、CF3CF2CF2-、CF3CF2CF2CF2-、CF3CF2CF2CF2CF2-、CF3CF2CF2CF2CF2CF2-、CF3CF(CF3)-等,从表面层的拒水拒油性更优异的观点出发,优选CF3-、CF3CF2-、及CF3CF2CF2-。
式(P1)中,Rf2为氟亚烷基。
氟亚烷基的碳数优选1~6、更优选1~3。
氟亚烷基可以为直链状,也可以为支链状,从表面层的耐摩擦性更优异的观点出发,优选直链状。
氟亚烷基具有1个以上氟原子,氟原子数优选1~10个、特别优选1~6个。
对于氟亚烷基,只要亚烷基的氢原子中的至少1个被氟原子取代即可,氟亚烷基中的氟原子数相对于氢原子和氟原子的合计数的比例优选40%以上、更优选60%以上、进一步优选80%以上。
氟亚烷基也可以为氟亚烷基中全部氢原子被氟原子取代的基团(全氟亚烷基)。
作为Rf2,可举出-CF2CHF-、-CHFCF2-、-CH2CF2-、-CF2CF2CHF-、-CHFCF2CF2-、-CH2CF2CF2-、-CH2CF2CF2CF2-、-CH2CF2CF2CF2CF2-、-CH2CF2CF2CF2CF2CF2-、-CF2-、-CF2CF2-、-CF2CF2CF2-、-CF(CF3)CF2-、-CF2CF2CF2CF2-、-CF(CF3)CF2CF2-、-CF2CF2CF2CF2CF2-、-CF2CF2CF2CF2CF2CF2-等。
〔式(L1)所示的2价基团((L)基)〕
(L)基为式(L1):-X1-NR1-(CH2)n1-所示的2价基团。
式(L1)中,
X1表示单键或2价的有机基团,
R1表示烷基,
n1表示1~10的整数。
式(L1)中,X1表示单键或2价的有机基团。
2价的有机基团的碳数优选1~20、更优选1~10、进一步优选1~6。作为2价的有机基团,可举出具有上述碳数的含醚基的基团、含酯基的基团、及含羰基的基团、亚烷基、及氟亚烷基。
作为亚烷基,优选直链状或支链状的亚烷基。亚烷基的碳数优选1~20、更优选1~10、进一步优选1~6。
对于氟亚烷基,只要亚烷基的氢原子中的至少1个被氟原子取代即可,氟亚烷基中的氟原子数相对于氢原子和氟原子的合计数的比例优选40%以上、更优选60%以上、进一步优选80%以上、特别优选全氟亚烷基。
作为全氟亚烷基,可举出前述亚烷基的氢原子的全部或一部分被氟原子取代的氟亚烷基,优选前述亚烷基的氢原子的全部被氟原子取代的全氟亚烷基。
从表面层的耐摩擦性更优异的观点出发,作为X1,优选-C(=O)-O-、-C(=O)-、-CH2-O-、-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、碳数1~6的亚烷基、或碳数1~6的全氟亚烷基。
作为碳数1~6的亚烷基,优选直链状或支链状的碳数1~6的亚烷基,可举出亚甲基、亚乙基、正亚丙基、亚异丙基、各亚丁基、各亚戊基、及各亚己基。
作为碳数1~6的全氟亚烷基,可举出前述碳数1~6的亚烷基的全部氢原子被氟原子取代的全氟亚烷基。
式(L1)中,R1表示烷基,优选碳数1~20的烷基、更优选碳数1~10的烷基,从耐摩擦性更优异的观点出发,进一步优选碳数1~4的烷基。认为碳数为1~4时,立体阻碍少,因此源自反应性甲硅烷基的“与基材的粘接部位”良好地与基材粘接,耐摩擦性尤其提高。R1可以为甲基、乙基、正丁基、或正戊基,可以为甲基、乙基、或正丁基,可以为甲基或正丁基,也可以为甲基。
式(L1)中,n1表示1~10的整数,从耐摩擦性更优异的观点出发,优选1~6、更优选1~3。
其中,作为(L)基的优选的具体例,从表面层的耐摩擦性优异的观点出发,可举出-C(=O)-NR1-(CH2)n11-及-(CH2)-NR1-(CH2)n11-。式中,R1的定义与式(L1)中的R1的定义同样,n11表示1~3的整数。
〔具有反应性甲硅烷基的1价基团((S)基)〕
反应性甲硅烷基是指水解性甲硅烷基及硅烷醇基(Si-OH)。水解性甲硅烷基通过水解反应而成为Si-OH所示的硅烷醇基。硅烷醇基进一步在硅烷醇基间进行脱水缩合反应而形成Si-O-Si键。另外,硅烷醇基能够与存在于基材表面的羟基进行脱水缩合反应而形成Si-O-基材的键。
特定含氟醚化合物1分子中的反应性甲硅烷基的数量为1个以上,优选1~3个、更优选1个或2个。在特定化合物中的1分子中存在多个反应性甲硅烷基的情况下,多个反应性甲硅烷基可以相同也可以不同。从原料的获得容易性及含氟醚化合物的制造容易性的观点出发,多个反应性甲硅烷基优选彼此相同。
作为反应性甲硅烷基,优选下式所示的基团。
式:-Si(R2)nL3-n
式中,R2各自独立地表示1价的烃基,L各自独立地表示水解性基团或羟基,n表示0~2的整数。
R2各自独立地为1价的烃基,优选1价的饱和烃基。R2的碳数优选1~6、更优选1~3、进一步优选1~2。
L各自独立地为水解性基团或羟基。L所示的水解性基团为通过水解反应成为羟基的基团。
对于作为水解性基团的L,可举出烷氧基、芳基氧基、卤素原子、酰基、酰氧基、异氰酸酯基(-NCO)等。
作为烷氧基,优选碳数1~4的烷氧基。
作为芳基氧基,优选碳数3~10的芳基氧基。其中,芳基氧基的芳基可以为不含杂原子的芳基,也可以为杂芳基。
作为卤素原子,优选氯原子。
作为酰基,优选碳数1~6的酰基。
作为酰氧基,优选碳数1~6的酰氧基。
作为L,从含氟醚化合物的制造更容易的观点出发,优选碳数1~4的烷氧基及卤素原子。作为L,从涂布时的排气少、含氟醚化合物的保存稳定性优异的观点出发,优选碳数1~4的烷氧基,需要含氟醚化合物的长期保存稳定性的情况下,更优选乙氧基,使涂布后的反应时间为短时间的情况下,更优选甲氧基。
n为0~2的整数。
n优选0或1,更优选0。通过存在多个L,从而表面层对基材的密合性变得更牢固。
n为1以下的情况下,1分子中存在的多个L可以相同也可以不同。从原料的获得容易性及含氟醚化合物的制造容易性的观点出发,多个L优选彼此相同。
n为2的情况下,1分子中存在的多个R2可以相同也可以不同。从原料的获得容易性及含氟醚化合物的制造容易性的观点出发,优选彼此相同。
(S)基优选为下述式(S1)或(S2)所示的基团。
式(S1):-Si(R2)nL3-n
式(S2):-CH(3-p)[(CH2)n2-Si(R2)nL3-n]p:
式(S1)及(S2)中,
R2各自独立地表示1价的烃基,
L各自独立地表示水解性基团或羟基,
p表示2或3,
n表示0~2的整数,
n2表示1~10的整数。
R2、L、及n的详情如上所述。
p为2或3,从耐摩擦性更优异的观点出发,优选3。
n2表示1~10的整数,从耐摩擦性更优异的观点出发,更优选1~6、进一步优选1~3。
〔特定含氟醚化合物的方式〕
一方式中,作为特定含氟醚化合物,可举出式(P1)、式(L1)、及将式(S1)或(S2)组合的下述结构的化合物。
Rf1-(OX)m-O-Rf2-X1-NR1-(CH2)n1-Si(R2)nL3-n
Rf1-(OX)m-O-Rf2-X1-NR1-(CH2)n1-CH(3-p)[(CH2)n2-Si(R2)nL3-n]p各符号的详情如上所述。
<含氟醚混合物>
本公开的含氟醚混合物包含2种以上特定含氟醚化合物,或者包含特定含氟醚化合物1种以上和除特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物。以下,也将前述含氟醚混合物称为“特定含氟醚混合物”。特定含氟醚混合物为包含特定含氟醚化合物的2种以上的含氟醚化合物的混合物。
作为除特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物,例如,可举出具有聚(氧氟亚烷基)链和反应性甲硅烷基,且两者借助具有与式(L1)不同的结构的连接基团而连接的化合物。作为除特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物,优选使特定含氟醚化合物的特性降低的担心少的化合物。
除特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为除特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物,例如,可举出下述的文献中记载的物质。
日本特开平11-029585号公报及日本特开2000-327772号公报中记载的全氟聚醚改性氨基硅烷、
日本特许第2874715号公报中记载的含硅有机含氟聚合物、
日本特开2000-144097号公报中记载的有机硅化合物、
日本特表2002-506887号公报中记载的氟化硅氧烷、
日本特表2008-534696号公报中记载的有机硅酮化合物、
日本特许第4138936号公报中记载的氟化改性含氢聚合物、
美国专利申请公开第2010/0129672号说明书、国际公开第2014/126064号及日本特开2014-070163号公报中记载的化合物、
国际公开第2011/060047号及国际公开第2011/059430号中记载的有机硅化合物、
国际公开第2012/064649号中记载的含氟有机硅烷化合物、
日本特开2012-72272号公报中记载的含有氟氧亚烷基的聚合物、国际公开第2013/042732号、国际公开第2013/121984号、国际公开第2013/121985号、国际公开第2013/121986号、国际公开第2014/163004号、日本特开2014-080473号公报、国际公开第2015/087902号、国际公开第2017/038830号、国际公开第2017/038832号、国际公开第2017/187775号、国际公开第2018/216630号、国际公开第2019/039186号、国际公开第2019/039226号、国际公开第2019/039341号、国际公开第2019/044479号、国际公开第2019/049753号、国际公开第2019/163282号及日本特开2019-044158号公报中记载的含氟醚化合物、
日本特开2014-218639号公报、国际公开第2017/022437号、国际公开第2018/079743号、国际公开第2018/143433号中记载的含有全氟(聚)醚的硅烷化合物、
国际公开第2018/169002号中记载的含有全氟(聚)醚基的硅烷化合物、国际公开第2019/151442号中记载的含有氟(聚)醚基的硅烷化合物、国际公开第2019/151445号中记载的含(聚)醚基硅烷化合物、
国际公开第2019/098230号中记载的含全氟聚醚基的化合物、
日本特开2015-199906号公报、日本特开2016-204656号公报、日本特开2016-210854号公报及日本特开2016-222859号公报中记载的含有氟聚醚基的聚合物改性硅烷、
国际公开第2019/039083号及国际公开第2019/049754号中记载的含氟化合物。
作为除特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物的市售品,可举出信越化学工业株式会社制的KY-100系列(KY-178、KY-185、KY-195等);AGC株式会社制的Afluid(注册商标)S550;大金工业株式会社制的Optool(注册商标)DSX、Optool(注册商标)AES、Optool(注册商标)UF503、Optool(注册商标)UD509;Solvay公司制的Fomblin(注册商标)、Galden(注册商标)、Fluorolink(注册商标);Chemours公司制的Krytox(注册商标)等。
另外,作为除特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物,也可举出特定含氟醚化合物的制造工序中副产的含氟醚化合物。
作为副产含氟醚化合物,可举出作为通过国际公开第2018/216630号的例13-7中记载的方法制造的含氟醚化合物的副产物而得到的CF3CF2CF2O[CF2CF2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2O]CF2CF2O{(CF2O)x1(CF2CF2O)x2}CF2CF2OCF2CF2[OCF2CF2CF2CF2CF2CF2OCF2CF2]OCF2CF2CF3、通过国际公开第2013/121984号的例6中记载的方法制造的含氟醚化合物CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-C(=O)OCH3等。
除特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物的含量相对于特定含氟醚化合物的总质量优选0质量%以上且不足90质量%、更优选0质量%以上且不足70质量%、进一步优选0质量%以上且不足50质量%、特别优选0质量%以上且不足30质量%。
<涂布剂>
本公开的涂布剂包含特定含氟醚化合物或特定含氟醚混合物。
对于特定含氟醚化合物或特定含氟醚混合物,为了在基材上形成表面层,可以单独使用(后述的干涂法)。另外,为了在基材上形成表面层,也可以使用包含除特定含氟醚化合物或特定含氟醚混合物以外的其他成分的组合物(后述的干涂法及湿涂法)。
本公开中,将基材的涂布中使用的、特定含氟醚化合物、特定含氟醚混合物、及包含特定含氟醚化合物或特定含氟醚混合物且包含其他成分的组合物均称为“涂布剂”。
涂布剂可以包含液体介质。作为液体介质,可举出水、有机溶剂等。液体介质是指在25℃下为液体的介质。
液体介质优选包含有机溶剂,从涂布性优异的观点出发,更优选包含沸点为35~250℃的有机溶剂。此处,沸点是指标准沸点。
作为有机溶剂,可举出氟系有机溶剂及非氟系有机溶剂,从溶解性优异的观点出发,优选氟系有机溶剂。有机溶剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为氟系有机溶剂,可举出氟化烷烃、氟化芳香族化合物、氟烷基醚、氟化烷基胺、氟醇等。
氟化烷烃优选碳数4~8的化合物。作为碳数4~8的化合物,可举出C6F13H(AC-2000:制品名、AGC株式会社制)、C6F13C2H5(AC-6000:制品名、AGC株式会社制)、C2F5CHFCHFCF3(Vertrel:制品名、Chemours公司制)等。
作为氟化芳香族化合物,可举出六氟苯、三氟甲基苯、全氟甲苯、1,3-双(三氟甲基)苯、1,4-双(三氟甲基)苯。
氟烷基醚优选碳数4~12的化合物。作为氟烷基醚,可举出CF3CH2OCF2CF2H(AE-3000:制品名、AGC株式会社制)、C4F9OCH3(Novec-7100:制品名、3M公司制)、C4F9OC2H5(Novec-7200:制品名、3M公司制)、C2F5CF(OCH3)C3F7(Novec-7300:制品名、3M公司制)等。
作为氟化烷基胺,可举出全氟三丙基胺、全氟三丁基胺等。
作为氟醇,可举出2,2,3,3-四氟丙醇、2,2,2-三氟乙醇、六氟异丙醇等。
作为非氟系有机溶剂,优选仅包含氢原子及碳原子的化合物、以及仅包含氢原子、碳原子及氧原子的化合物。作为所述化合物,可举出烃系有机溶剂、酮系有机溶剂、醚系有机溶剂、酯系有机溶剂、醇系有机溶剂等。
作为烃系有机溶剂,可举出己烷、庚烷、环己烷等。
作为酮系有机溶剂,可举出丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等。
作为醚系有机溶剂,可举出二乙基醚、四氢呋喃、四乙二醇二甲基醚等。
作为酯系有机溶剂,可举出乙酸乙酯、乙酸丁酯等。
作为醇系有机溶剂,可举出异丙醇、乙醇、正丁醇等。
涂布剂包含液体介质的情况下,液体介质的含有率相对于涂布剂的总质量优选70.00~99.99质量%、更优选75.00~99.50质量%。
涂布剂可以包含除特定含氟醚化合物、特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物及液体介质以外的成分。
例如,涂布剂可以包含在特定含氟醚化合物及根据需要使用的其他含氟醚化合物的制造工序生成的副产物、残留的未反应的原料等。
另外,涂布剂可以包含促进水解性甲硅烷基的水解和缩合反应的酸催化剂、碱性催化剂等添加剂。作为酸催化剂,可举出盐酸、硝酸、乙酸、硫酸、磷酸、磺酸、甲磺酸、对甲苯磺酸等。作为碱性催化剂,可举出氢氧化钠、氢氧化钾、氨等。
涂布剂包含除特定含氟醚化合物、特定含氟醚化合物以外的含氟醚化合物及液体介质以外的成分的情况下,所述成分的含有率相对于涂布剂中除液体介质以外的成分的合计质量优选0~10质量%、更优选0~5质量%、进一步优选0~1质量%。
<物品>
本公开的物品具有基材、和利用前述涂布剂在前述基材上形成的表面层。表面层包含通过特定含氟醚化合物的水解反应及缩合反应得到的化合物。
表面层的厚度优选1~100nm、特别优选1~50nm。表面层的厚度为前述下限值以上时,可良好地得到表面层所带来的效果。表面层的厚度为前述上限值以下时,涂布剂的利用效率高。
对于表面层的厚度,可以使用薄膜解析用X射线衍射计(例如,制品名“ATX-G”、RIGAKU公司制),通过X射线反射率法(XRR)得到反射X射线的干涉图案,根据该干涉图案的振动周期来算出。
作为基材,优选有时使其他物品(触笔等)或人的手指接触而使用的基材、在操作时有时用人的手指拿着的基材、有时置于其他物品(载置台等)上的基材等。本公开的涂布剂能够对基材赋予拒水拒油性及耐摩擦性,因此在使用要求赋予拒水拒油性及耐摩擦性的基材的情况下特别有用。
作为基材的材质,可举出金属、树脂、玻璃、蓝宝石、陶瓷、石头、纤维、无纺布、纸、木、天然皮革、人工皮革、及它们的复合材料等。玻璃可以进行了化学强化。
作为基材,优选触摸面板用基材及显示器基材,更优选触摸面板用基材。触摸面板用基材优选具有透光性。“具有透光性”是指,依据JIS R 3106:2019(ISO 9050:2003)的垂直入射型可见光透过率为25%以上。作为触摸面板用基材的材质,优选玻璃或透明树脂。
另外,作为基材,也可举出建材;装饰建材;内饰用品;输送设备(汽车等);广告牌或公告牌;饮水器或餐具;水槽;观赏用器具(框、箱等);实验器具;家具、纤维制品、包装容器;艺术、运动或游戏中使用的、玻璃或树脂等。作为基材,也优选用于手机(智能电话等)、便携式信息终端、游戏机、遥控器等设备中的外装部分(不包括显示部),也优选玻璃或树脂。
基材的形状可以为板状、薄膜状等。
其中,物品为触摸面板,表面层优选在构成前述触摸面板的手指触摸面的构件的表面形成。
表面层可以直接形成于基材的表面上,也可以夹着形成于基材的表面的其他膜而形成于基材上。作为前述其他膜,例如,可举出国际公开第2011/016458号的0089~0095段中记载的化合物、用SiO2等对基材进行基底处理从而形成于基材的表面的基底膜。
<物品的制造方法>
本公开的物品例如可以通过以下的方法进行制造。
·一种物品的制造方法,其包括:通过干涂法对基材的表面赋予本公开的涂布剂,从而在前述基材上形成表面层。
·一种物品的制造方法,其包括:通过湿涂法对基材的表面赋予包含液体介质的本公开的涂布剂;和使赋予了前述涂布剂的基材干燥,从而在前述基材上形成表面层。
作为干涂法,可举出真空蒸镀法、CVD法、溅射法等。其中,从抑制特定含氟醚化合物的分解的观点、及装置的简便性的观点出发,优选真空蒸镀法。在真空蒸镀时可以使用使包含液体介质涂布剂浸渗于铁、钢等金属多孔体并干燥而成的粒料状物质。
作为湿涂法,可举出旋转涂布法、揩涂法、喷雾涂布法、挤涂法、浸涂法、模涂法、喷墨法、流涂法、辊涂法、流延法、Langmuir-Blodgett法、凹版涂布法等。优选将涂布液湿涂后使涂膜干燥。作为涂膜的干燥温度,优选20~200℃、更优选80~160℃。
在湿涂法中,可以使用酸催化剂、碱性催化剂等催化剂预先将特定含氟醚化合物水解,使用包含水解的化合物和液体介质的组合物作为涂布剂。
实施例
以下利用实施例更具体地对本公开的实施方式进行说明,本公开的实施方式不限定于这些实施例。化合物1~8中,化合物1、2、及4~6为本公开的实施方式的化合物,其他为比较用化合物。另外,例1~10中,例1、2、4~6、及9为实施例,其他为比较例。
<含氟醚化合物的合成>
〔化合物1的制造〕
(工序1)
与国际公开第2013/121984号的例6中记载的方法同样地操作,得到CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-C(=O)OCH3 10.0g。接着,加入N-甲基烯丙基胺1.54g、4-吡咯烷基吡啶1.12g、AC-2000(制品名、AGC株式会社制、C6F13H)3g,在0℃下进行200小时搅拌。其后,利用硅胶柱进行纯化,用蒸发器将AC-2000去除,由此得到化合物1-1。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-C(O)N(CH3)CH2-CH=CH2···(化合物1-1)
单元数m的平均值:13、Mn:4,765。
(工序2)
在100mL的四氟乙烯-全氟(烷氧基乙烯基醚)共聚物制茄形烧瓶中,放入5.0g化合物1-1、铂/1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物的二甲苯溶液(铂含量:2质量%)0.03g、三甲氧基硅烷0.36g、苯胺0.01g及1,3-双(三氟甲基)苯2.0g,在室温(约25℃)下进行8小时搅拌。将溶剂等减压馏去,用孔径0.5μm的膜滤器进行过滤,得到5.2g化合物1。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-C(O)N(CH3)CH2CH2CH2-Si(OCH3)3···(化合物1)
单元数m的平均值:13、Mn:4,887。
化合物1的NMR谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):0.5(2H)、1.6(2H)、2.9(3H)、3.4(2H)、3.6(9H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55.2(3F)、-82.8(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-111.4(2F)、-124.2(2F)、-125.2(52F)。
〔化合物2的制造〕
(工序1)
与日本特许第6384430号的实施例3中记载的方法同样地操作,得到N-丁基烯丙基胺10.0g。
(工序2)
化合物1-1的合成中,作为原料,使用N-丁基烯丙基胺来代替使用N-甲基烯丙基胺,除此以外,进行同样的操作,得到化合物2-1。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-C(O)N(CH2CH2CH2CH3)CH2-CH=CH2···(化合物2-1)
单元数m的平均值:13、Mn:4,807。
(工序3)
化合物1的制造例的工序2中,作为原料,使用化合物2-1来代替使用化合物1-1,除此以外,进行同样的操作,得到化合物2。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-C(O)N(CH2CH2CH2CH3)CH2CH2CH2-Si(OCH3)3···(化合物2)
单元数m的平均值:13、Mn:4,929。
化合物2的NMR谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):0.5(2H)、0.9(3H)、1.6(4H)、3.4(4H)、3.6(9H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55.2(3F)、-82.8(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-111.4(2F)、-124.2(2F)、-125.2(52F)。
〔化合物3的制造〕
按照国际公开第2013/121984号的例6记载的方法,得到化合物3。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-C(O)NHCH2CH2CH2-Si(OCH3)3···(化合物3)
单元数m的平均值:13、Mn:4,873。
〔化合物4的制造〕
(工序1)
日本特许第6384430号的实施例3中记载的方法中,使用正戊基胺来代替正丁基胺,除此以外,进行同样的操作,得到N-戊基烯丙基胺10.0g。
(工序2)
化合物1-1的合成中,作为原料,使用N-戊基烯丙基胺来代替使用N-甲基烯丙基胺,除此以外,进行同样的操作,得到化合物4-1。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)x5OCF2CF2OCF2CF2CF2-C(O)N(CH2CH2CH2CH2CH3)CH2-CH=CH2···(化合物4-1)
单元数m的平均值:13、Mn:4,821。
(工序3)
化合物1的制造例的工序2中,作为原料,使用化合物4-1来代替使用化合物1-1,除此以外,进行同样的操作,得到化合物4。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-C(O)N(CH2CH2CH2CH2CH3)CH2CH2CH2-Si(OCH3)3···(化合物4)
单元数m的平均值:13、Mn:4,943。
化合物4的NMR谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):0.5(2H)、0.9(3H)、1.6(6H)、3.4(4H)、3.6(9H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55.2(3F)、-82.8(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-111.4(2F)、-124.2(2F)、-125.2(52F)。
〔化合物5的制造〕
(工序1)
国际公开第2017/038832号的实施例的例3-3中记载的方法中,使用N-甲基烯丙基胺来代替二烯丙基胺,除此以外,进行同样的操作,得到化合物5-1。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-CH2-N(CH3)CH2-CH=CH2···(化合物5-1)
单元数m的平均值:13、Mn:4,751。
(工序2)
化合物1的制造例的工序2中,作为原料,使用化合物5-1来代替使用化合物1-1,除此以外,进行同样的操作,得到化合物5。
CF3-(OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2)mOCF2CF2OCF2CF2CF2-CH2-N(CH3)CH2CH2CH2-Si(OCH3)3···(化合物5)
单元数m的平均值:13、Mn:4,837。
化合物5的NMR谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):0.5(2H)、1.4(2H)、2.3(3H)、2.5(2H)、2.7(2H)、3.6(9H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55.2(3F)、-82.8(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-111.4(2F)、-121.3(2F)、-125.2(52F)。
〔化合物6的制造〕
(工序1)
与国际公开第2018/216630号的例13-6中记载的方法同样地操作,得到CF3CF2CF2-O-CF2-CF2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2-(CF2O){(CF2O)x1(CF2CF2O)x2}-CF2-C(O)OCH3 10.0g。接着,加入N-甲基烯丙基胺1.54g、4-吡咯烷基吡啶1.12g、3g AC-2000,在0℃下进行200小时搅拌。其后,利用硅胶柱进行纯化,用蒸发器将AC-2000去除,由此得到化合物6-1。
CF3CF2CF2-O-CF2-CF2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2-(CF2O){(CF2O)x1(CF2CF2O)x2}-CF2-C(O)N(CH3)CH2-CH=CH2···(化合物6-1)
单元数x1的平均值:21、单元数x2的平均值:20、Mn:4,606。
(工序2)
化合物1的制造例的工序2中,作为原料,使用化合物6-1来代替使用化合物1-1,除此以外,进行同样的操作,得到化合物6。
CF3CF2CF2-O-CF2-CF2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2-(CF2O){(CF2O)x1(CF2CF2O)x2}-CF2-C(O)N(CH3)CH2CH2CH2-Si(OCH3)3···(化合物6)
单元数x1的平均值:21、单元数x2的平均值:20、Mn:4,728。
化合物6的NMR谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):0.5(2H)、1.6(2H)、2.9(3H)、3.4(2H)、3.6(9H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-52~-56(42F)、-79~-88(10F)、-89~-91(90F)、-121.1(4F)、-124.2(4F)、-130.1(2F)。
〔化合物7的制造〕
(工序1)
化合物6-1的制造中,使用烯丙基胺来代替N-甲基烯丙基胺,除此以外,进行同样的操作,得到化合物7-1。
CF3CF2CF2-O-CF2-CF2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2-(CF2O){(CF2O)x1(CF2CF2O)x2}-CF2-C(O)NHCH2-CH=CH2···(化合物7-1)
单元数x1的平均值:21、单元数x2的平均值:20、Mn:4,592
(工序2)
化合物1的制造例的工序2中,作为原料,使用化合物7-1来代替使用化合物1-1,除此以外,进行同样的操作,得到化合物7。
CF3CF2CF2-O-CF2-CF2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2-(CF2O){(CF2O)x1(CF2CF2O)x2}-CF2-C(O)NHCH2CH2CH2-Si(OCH3)3···(化合物7)
单元数x1的平均值:21、单元数x2的平均值:20、Mn:4,714。
化合物7的NMR谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):0.5(2H)、1.6(2H)、3.4(2H)、3.6(9H)、6.3(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-52~-56(42F)、-79~-88(10F)、-89~-91(90F)、-121.1(4F)、-124.2(4F)、-130.1(2F)。
〔化合物8的制造〕
(工序1)
化合物6-1的制造中,使用二烯丙基胺来代替N-甲基烯丙基胺,除此以外,进行同样的操作,得到化合物8-1。
CF3CF2CF2-O-CF2-CF2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2-(CF2O){(CF2O)x1(CF2CF2O)x2}-CF2-C(O)N[CH2-CH=CH2]2···(化合物8-1)
单元数x1的平均值:21、单元数x2的平均值:20、Mn:4,634。
(工序2)
化合物1的制造例的工序2中,作为原料,使用化合物8-1来代替使用化合物1-1,除此以外,进行同样的操作,得到化合物8。
CF3CF2CF2-O-CF2-CF2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2-(CF2O){(CF2O)x1(CF2CF2O)x2}-CF2-C(O)N[CH2CH2CH2-Si(OCH3)3]2···(化合物8)
单元数x1的平均值:21、单元数x2的平均值:20、Mn:4,876。
化合物8的NMR谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):0.5(4H)、1.6(4H)、3.4(4H)、3.6(18H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-52~-56(42F)、-79~-88(10F)、-89~-91(90F)、-121.1(4F)、-124.2(4F)、-130.1(2F)。
<表面层的形成方法>
〔真空蒸镀〕
在真空蒸镀装置内配置基材(无碱玻璃(Eagle XG:制品名、Corning公司制、50mm×50mm、厚度0.5mm)),对真空蒸镀装置内进行排气直至为5×10-3Pa以下的压力。以与基材的一个主面相对的方式、在距离1000mm的位置将收纳有上述中合成的含氟醚化合物的蒸镀用容器利用电阻加热加热至300℃,使含氟醚化合物真空蒸镀而形成厚度10nm的表面层。需要说明的是,各例中的含氟醚化合物的温度为300℃。其后,将得到的带表面层的基材在温度200℃下进行30分钟加热(后处理)。
〔喷雾涂布〕
将上述中合成的含氟醚化合物和作为液体介质的C4F9OC2H5(Novec-7200:制品名、3M公司制)混合,制备涂布剂中的含氟醚化合物的含有率为0.1质量%的涂布液。作为基材,准备无碱玻璃(Eagle XG:制品名、Corning公司制、50mm×50mm、厚度0.5mm)。
使用Nordson Corporation制喷雾机,对基材的一个主面以涂覆量6.0g/秒喷雾涂布涂布剂后,将形成于基材上的涂布剂的涂膜在120℃下进行10分钟干燥,得到带表面层的基材。各例中,表面层的厚度为10nm。
<评价方法>
〔水接触角的测定方法〕
使用接触角测定装置(协和界面科学株式会社制、DM-500)对置于表面层的表面的约2μL的蒸馏水的接触角进行测定。在表面层的表面的不同的5个部位进行测定并算出其平均值。接触角的算出使用2θ法。
〔初始水接触角〕
对表面层,通过前述测定方法测定初始水接触角。评价基准如下。
初始水接触角:
A:115度以上。
B:110度以上且不足115度。
C:100度以上且不足110度。
D:不足100度。
〔耐摩擦性(钢丝棉)〕
对表面层,依据JIS L0849:2013(ISO 105-X12:2001),使用往返式摩擦试验机(ケイエヌテー公司制),以压力:98.07kPa、速度:320cm/分钟使钢丝棉BONSTAR(#0000)往返1万次后,测定水接触角。摩擦后的拒水性(水接触角)的降低越小,则摩擦所引起的性能的降低越小,耐摩擦性越优异。评价基准如下。
A:往返1万次后的水接触角的变化为2度以下。
B:往返1万次后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。
C:往返1万次后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。
D:往返1万次后的水接触角的变化超过10度。
〔耐摩擦性(橡皮擦)〕
对于表面层,依据JIS L0849:2013(ISO 105-X12:2001),使用往返式摩擦试验机(ケイエヌテー公司制),以载荷:4.9N、速度:60次每分钟(rpm)使Rubber Eraser(Minoan公司制)往返3万次后,测定水接触角。摩擦后的拒水性(水接触角)的降低越小,则摩擦所引起的性能的降低越小,耐摩擦性越优异。评价基准如下。
A:往返1万次后的水接触角的变化为2度以下。
B:往返1万次后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。
C:往返1万次后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。
D:往返1万次后的水接触角的变化超过10度。
〔润滑性〕
使用载荷变动型摩擦磨耗试验系统(新东科学株式会社制、HHS2000)测定表面层对人工皮肤(IDEMITSU TECHNOFINE CO.,LTD.制、PBZ13001)的动摩擦系数,在接触面积:3cm×3cm、载荷:0.98N的条件下进行测定。动摩擦系数越小,润滑性越优异。评价基准如下。
A:动摩擦系数为0.3以下。
B:动摩擦系数超过0.3且为0.4以下。
C:动摩擦系数超过0.4且为0.5以下。
D:动摩擦系数超过0.5。
使用化合物1~8在基材上形成表面层,进行各评价。将各例的评价结果示于下表。
[表1]
例1、2、4~6、9中,橡皮擦耐摩擦性的评价为A或B,确认得到了优异的耐摩擦性。
将例1~4进行比较,可知,即使具有相同的聚(氧氟亚烷基)链及反应性甲硅烷基,在连接基团的氮原子上键合有碳数1~4的烷基的情况下,可得到特别优异的耐摩擦性。
另外,任意例中均确认了优异的润滑性。
日本专利申请第2021-097547号的公开其全体通过参照被并入本说明书中。本说明书中记载的全部文献、日本专利申请、及技术标准与具体且分别记载通过参照并入各个文献、日本专利申请、及技术标准的情况同程度地被援引至本说明书中。
Claims (13)
1.一种含氟醚化合物,其具有:
具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团、
式(L1):-X1-NR1-(CH2)n1-所示的2价基团、及
具有反应性甲硅烷基的1价基团,
所述具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团与所述式(L1)所示的2价基团的-X1-连接,所述具有反应性甲硅烷基的1价基团与所述式(L1)所示的2价基团的-(CH2)n1-连接,
式(L1)中,
X1表示单键或2价的有机基团,
R1表示烷基,
n1表示1~10的整数。
2.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其中,式(L1)中,X1为-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-、-CH2-O-、-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、碳数1~6的亚烷基、或碳数1~6的全氟亚烷基。
3.根据权利要求1或2所述的含氟醚化合物,其中,式(L1)中,R1为碳数1~4的烷基。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的含氟醚化合物,其中,所述聚(氧氟亚烷基)链中的氟亚烷基的碳数各自独立地为1~6。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的含氟醚化合物,其中,所述具有聚(氧氟亚烷基)链的1价基团具有式(P1):Rf1-(OX)m-O-Rf2-所示的结构,
式(P1)中,
Rf1表示氟烷基,
X各自独立地表示氟亚烷基,
Rf2表示氟亚烷基,
m表示2以上的整数。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的含氟醚化合物,其中,所述具有反应性甲硅烷基的1价基团由下述式(S1)或(S2)表示,
式(S1):-Si(R2)nL3-n
式(S2):-CH(3-p)[(CH2)n2-Si(R2)nL3-n]p:
式(S1)及(S2)中,
R2各自独立地表示1价的烃基,
L各自独立地表示水解性基团或羟基,
p表示2或3,
n表示0~2的整数,
n2表示1~10的整数。
7.一种含氟醚混合物,其包含权利要求1~6中任一项所述的含氟醚化合物2种以上,或者包含权利要求1~6中任一项所述的含氟醚化合物1种以上、和除权利要求1~6中任一项所述的含氟醚化合物以外的含氟醚化合物。
8.一种涂布剂,其包含权利要求1~6中任一项所述的含氟醚化合物或权利要求7所述的含氟醚混合物。
9.根据权利要求8所述的涂布剂,其还包含液体介质。
10.一种物品,其具有:基材、和由权利要求8或9所述的涂布剂在所述基材上形成的表面层。
11.根据权利要求10所述的物品,其中,所述物品为触摸面板,所述表面层在构成所述触摸面板的手指触摸面的构件的表面形成。
12.一种物品的制造方法,其包括:通过干涂法对基材的表面赋予权利要求8所述的涂布剂,从而在所述基材上形成表面层。
13.一种物品的制造方法,其包括:
通过湿涂法对基材的表面赋予权利要求9所述的涂布剂;和
使赋予了所述涂布剂的基材干燥,从而在所述基材上形成表面层。
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