JP2019516827A - (ペル)フルオロポリエーテル誘導体 - Google Patents

(ペル)フルオロポリエーテル誘導体 Download PDF

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Abstract

本発明は、新規な(ペル)フルオロポリエーテル(PFPE)ポリマー誘導体、その製造方法、及び防汚コーティングを得るためのその使用に関する。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2016年5月16日に出願された欧州出願第16169767.7号に基づく優先権を主張し、この出願の全内容は、全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、新規な(ペル)フルオロポリエーテル(PFPE)ポリマー誘導体、その製造方法、及び防汚コーティングを得るためのその使用に関する。
ガラス、金属、及び樹脂などの材料は、特にはスマートフォンやノートパソコンなどの携帯機器を含む様々な物品のための基材として使用されている。しかし、これらの基材の表面は、頻繁な取り扱いのため、及び使用者の顔又は指、宝飾品、及び他の物品との接触のため、油性物質の密着により汚染され易い。そのため、基材表面に汚れが付着しにくいように、及び汚れを除去し易いように、これらの基材は汚れを付きにくくする処理を受ける必要がある。
光の干渉を利用して基材の表面の反射ロスを低減する反射防止膜(これは基材の透過率を増加させる)を含むデバイスの普及に伴い、ここ数年で、汚れた表面の問題は特に重要になっている。高い透過率を有する上述の透明な板の表面が汚染された場合、汚れは目立つ。使用者の指紋、汗、又は油膜が反射防止膜の表面に付着すると、付着部分の光の干渉条件が変化し、汚れが一層目立ち、結果としてディスプレイの視認性が低下する。
汚れを落とし易い、防汚性及び防指紋特性を有する基材を得るために、当該技術分野ではペルフルオロポリエーテルポリマーを含有するコーティング層が開示されている。
例えば、米国特許第6841190号明細書(3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY)には、実質的に透明な基材と、バインダーマトリックス中に分散されている無機粒子を含有するハードコート層と、ハードコート上にあるペルフルオロポリエーテルを含有する防汚層とを備えたディスプレイ要素が開示されている。ペルフルオロポリエーテルは、ペンダント(例えば末端)重合性(例えばアクリレート又はメタクリレート)基を含む。
米国特許第6277485号明細書(3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY)には、反射防止表面用の防汚コーティングであって、フッ化シロキサン、好ましくは次式を有するシロキサンを含むコーティングが開示されている:
−[R−SiY3−x
(式中、Rは一価又は二価のペルフルオロポリエーテル基であり;Rは、任意選択的に1つ以上のヘテロ原子(例えば酸素、窒素、又は硫黄)又は官能基(例えばカルボニル、アミド、又はスルホンアミド)を含んでいてもよく任意選択的にハロゲンで置換されていてもよい二価のアルキレン基、アリーレン基、又はこれらの組み合わせであり;Rは低級アルキル基であり;Yはハライド、低級アルコキシ基、又は低級アシルオキシ基であり、xは0又は1であり;yは1又は2である)。この特許文献に開示されているポリマーは、各鎖末端で1つの置換シリコーン基のみを含んでいる。
米国特許第6183872号明細書(ダイキン工業株式会社)には、5×10〜1×10の数平均分子量を有し、次の一般式:
Figure 2019516827
(式中、
Rfはペルフルオロアルキルを表し、Zはフルオロ又はトリフルオロメチルを表し、Yはハロゲン又は1〜4個の炭素原子を含むアルキルを表し、Xは水素、ブロモ、又はヨードを表し、Rはヒドロキシ又は加水分解性の置換基を表し、Rは水素又は一価炭化水素基を表す);
で表されるシリコーン含有有機フルオロポリマーが開示されており、これは防汚特性を有する層を付与するために有用である。この目的のためには、ケイ素含有有機フルオロポリマー中に含まれる反応性のケイ素原子の数が1より大きい(すなわち、上の式中のnが2以上の整数を表す)ことが重要である。この特許文献中に開示されているポリマー中では、ケイ素原子を含む基とペルフルオロ化されている主鎖は、酸素原子などのヘテロ原子を全く含まないアルキル鎖によって1つに連結されている。
米国特許第6200684号明細書(信越化学工業株式会社)には、次の一般式:
Figure 2019516827
(式中、
及びXはそれぞれ加水分解性基であり、R及びRはそれぞれ1〜6個の炭素原子の一価炭化水素基であり、Q及びQは二価の有機基である)
を有するペルフルオロポリエーテル変性アミノシランが開示されている。
同様に、米国特許第6528672号明細書(信越化学工業株式会社)には、次の一般式:
Figure 2019516827
を有するペルフルオロポリエーテル変性アミノシランが開示されている。
後者2つの特許文献中で開示されているポリマーは、1つの鎖末端で2つのケイ素含有基を含み、これらはアミド結合を介してペルフルオロ主鎖に連結している。
特開2002−348370号公報(信越化学工業株式会社)には、次の一般式:
F(C2xO)−C2y−Q−Z
により表されるペルフルオロポリエーテル変性シランが開示されており、
式中のQは二価の有機基であり、Zは式:
−Si[R 3−a][OSiCHCH−Si(R 3−b)−Aの基であり、
式中のAは加水分解性基であり、R及びRはそれぞれ一価の有機基であり、a及びbは1〜3の整数である。この特許文献に開示されているポリマーは、ポリシロキサンポリマー、すなわち式−Si−O−Si−の官能基を含むポリマーである。
米国特許第7794843号明細書(信越化学工業株式会社)には、次の一般式(A)、(B)、又は(C)のうちの1つ:
Si 2n+2n−1(A)
Si 2n(B)
Si 2n+2 n−k(C)
により表されるオルガノポリシロキサンが開示されており、
式中の1つのSiR結合は次の式(ii)によって表されるか、SiOSi結合が次の式(iii)によって表される結合で置換される:
SiQR (ii)
SiQR QSi(iii)
(式中、R はペルフルオロエーテル残基を含む一価の基であり、R はペルフルオロエーテル残基を含む二価の基であり、Qは二価の連結基である)。
しかしながら、上で述べた文献のいずれにも、本発明のポリマーは開示されていない。
欧州特許出願第3085749A号明細書(信越化学工業株式会社)は、フィルムを形成することが可能なフルオロポリエーテル含有ポリマー変性シラン、及び表面処理剤で表面処理された物品に関する。この明細書に開示されているフルオロポリエーテル含有ポリマー変性シランは、オルガノポリシロキサン残基を含むことによって特徴付けられる。
欧州特許第2915833A号明細書(ダイキン工業株式会社)は、ペルフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物、ペルフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物の製造方法、及びこれを含む表面処理剤に関する。この明細書に開示されているペルフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物は、オルガノポリシロキサン残基を含有することによって特徴付けられる。
国際公開第2010/130628号パンフレット(SOLVAY SOLEXIS S.P.A.)は、少なくとも1つの(ペル)フルオロポリオキシアルキレン鎖と、少なくとも1つの式−CFCHOCHCH(OH)CHOCHCH(OH)CHOHの末端基とを含むポリオール(ペル)フルオロポリエーテル誘導体の精製方法に関する。
国際公開第2009/043928号パンフレット(SOLVAY SOLEXIS S.P.A.)は、2つの保護されているヒドロキシル官能基とフリーのヒドロキシ基とを有する少なくとも1つのトリオールを活性化剤と反応させ、そのようにして得た生成物を官能化(ペル)フルオロポリエーテル誘導体と反応させることによる、ポリオール(ペル)フルオロポリエーテル誘導体の製造方法に関する。
出願人は、特に指紋、皮膚の油、汗、及び化粧品などに対する耐性を有し、透明なコーティングを得るのに適した、防汚性コーティングが依然として必要とされていることを認識した。
出願人は、当該技術分野で公知の誘導体のいくつかが、特にはアミド基などの加水分解を受け得る連結基を含むことに気付いた。そのため、出願人は、鎖末端の一方又は両方で1つより多いシラン基を有しており加水分解を受け得る連結基を有さない(ペル)フルオロポリエーテルポリマー誘導体に注目した。
かくして、第1の態様においては、本発明は、
− 少なくとも1つの(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]と、
− 前記鎖(Rpf)の両側に結合している少なくとも2つの鎖[鎖(R)]と、
を含むポリマーであって、少なくとも1つの鎖(R)が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている分岐アルキル鎖[鎖(C)]と、2つ以上のアルコキシ−シラン基[基(Si)]とを含む、ポリマー[ポリマー(P)]に関する。
出願人は、ポリマーPが基材表面の少なくとも一部の上に塗布された場合に、油及び水をはじき、優れた防汚特性及び防指紋特性も示すコーティングが得られることを見出した。更に、ポリマーPは、基材の表面上に容易に広げることができ、そのため処理された表面全体にわたって均一な特性を得ることができる。
この目的のために、ポリマーPは、そのまま、あるいは代わりに少なくとも1種の溶媒を更に含有する組成物[組成物C]中の成分として、使用することができる。
そのため、第2の態様においては、本発明は、基材表面の少なくとも一部をコーティングするための方法であって、上で定義した少なくとも1種のポリマーP又は組成物Cと、基材表面の少なくとも一部とを接触させる工程(m1)を含む方法に関する。
本明細書及び以降の請求項において、
− 例えば「ポリマー(P)」などのような表現における、式を特定する記号又は数字を囲む括弧の使用は、本文の残りから記号又は数字をよりよく区別する目的を有しているに過ぎず、したがって、前記括弧は省略することもでき;
− 頭字語「PFPE」は、「(ペル)フルオロポリエーテル」を表し、名詞として用いられる場合、文脈に依存して、単数形と複数形のいずれかを意味することが意図されており:
− 用語「(ペル)フルオロポリエーテル」は、完全に又は部分的にフッ素化されたポリエーテルを示すことが意図されている。
好ましくは、前記鎖(Rpf)は、下記式:
−(CFX)O(R)(CFX’)
の鎖であり、式中、
a及びbは、互いに同じであるか異なり、1以上、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜3であり;
X及びX’は、互いに同じであるか異なり、−F又は−CFであるが、
a及び/又はbが1より大きい場合には、X及びX’は−Fであることを条件とし;
(R)は、繰り返し単位R°を含み、又は好ましくはそれからなり、前記繰り返し単位は、
(i)−CFXO−(式中、XはF又はCFである);
(ii)−CFXCFXO−(式中、Xは各存在で同じであるか異なり、F又はCFであるが、Xの少なくとも1つは−Fであることを条件とする)、
(iii)−CFCFCWO−(式中、Wのそれぞれは、互いに同じであるか異なり、F、Cl、Hである);
(iv)−CFCFCFCFO−;
(v)−(CF−CFZ−O−(式中、jは0〜3の整数であり、Zは一般式−O−R(f−a)−Tの基であり、R(f−a)は、0〜10の数の繰り返し単位を含むフルオロポリオキシアルケン鎖であり、前記繰り返し単位は、以下:−CFXO−、−CFCFXO−、−CFCFCFO−、−CFCFCFCFO−(Xのそれぞれのそれぞれは、独立して、F又はCFである)の中から選択され、Tは、C〜Cペルフルオロアルキル基である)
からなる群から独立して選択される。
より好ましくは、a及びbは、互いに同じであるか異なり、1〜10、更に好ましくは1〜3である。
好ましくは、鎖(R)は、以下の式:
(R−I)
−[(CFXO)g1(CFXCFXO)g2(CFCFCFO)g3(CFCFCFCFO)g4]−
(式中、
− Xは、−F及び−CFから独立して選択され;
− X、Xは、互いに及び各存在で同じであるか異なり、独立して−F、−CFであるが、Xの少なくとも1つは−Fであることを条件とし;
− g1、g2、g3、及びg4は、互いに同じであるか異なり、独立して、g1+g2+g3+g4が2〜300、好ましくは2〜100の範囲であるような0以上の整数であり;g1、g2、g3及びg4のうちの少なくとも2つはゼロと異なる必要がある)
を満たす。
より好ましくは、鎖(R)は、式:
(R−IIA) −[(CFCFO)a1(CFO)a2]−
(式中、
a1及びa2は、独立して、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは2,000〜8,000であるような0以上の整数であり;a1及びa2は共に好ましくはゼロではなく、比a1/a2は好ましくは0.1〜10に含まれる);
(R−IIB) −[(CFCFCFO)]−
(式中、
bは、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは2,000〜8,000であるような0より大きい整数である);
(R−IIC) −[(CFCFCFCFO)]−
(式中、
cは、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは2,000〜8,000であるような0より大きい整数である);
(R−IID) −[(CFCFO)d1(CFO)d2(CF(CF)O)d3(CFCF(CF)O)d4]−
(式中、
d1、d2、d3、d4は、独立して、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは2,000〜8,000であるような0以上の整数であり;好ましくはd1は0であり、b2、b3、b4は0より大きく、比d4/(d2+d3)は1以上である);
(R−IIE) −[(CFCFO)e1(CFO)e2(CF(CFewCFO)e3]−
(式中、
ew=1又は2であり;
e1、e2、及びe3は、独立して、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは2,000〜8,000であるように選択される0以上の整数であり;好ましくは、e1、e2、及びe3は、全て0より大きく、比e3/(e1+e2)は概して0.2より小さい);
(R−IIF) −[(CFCF(CF)O)]−
(式中、
fは、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは2,000〜8,000であるような0より大きい整数である)、
の鎖から選択される。
鎖(R−IIA)、(R−IIB)、(R−IIC)、及び(R−IIE)が特に好ましい。
更により好ましくは、鎖(R)は、式(R−IIA)を満たし、式中の
a1及びa2は、数平均分子量が400〜10,000、好ましくは2,000〜8,000であるような0より大きい整数であり、比a1/a2は、概して0.1〜10、より好ましくは0.2〜5に含まれる。
好ましくは、前記少なくとも1つの鎖(R)は、例えばアミノ基、アミド基、エステル基、ケト基、ウレタン基、シロキサン基などの更なる官能基を含まない。
鎖(C)及び基(Si)を含む鎖(R)は、基(B)を介して鎖(Rpf)と連結している。1つの鎖(R)が中性基を含む場合、これはシグマ結合を介して鎖(Rpf)と連結している。
好ましくは、基(B)は、1〜20個、より好ましくは1〜10個の炭素原子を含む二価のアルキル鎖であり、前記アルキル鎖は、任意選択的には少なくとも1個の酸素原子が挟まれていてもよく、及び/又は任意選択的には1〜3個の炭素原子を含むペルフルオロアルキル基で置換されていてもよい。
好ましくは、基(B)は、−CH−O−、−CH(CF)−O−、及び−CH(OCHCH−O−から選択され、式中のnは、例えば4〜7などの、1〜15、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜7の整数である。
好ましくは、前記鎖(C)は、7〜50個、より好ましくは9〜35個の炭素原子と、少なくとも2個の酸素原子、好ましくは2〜12個の酸素原子、より好ましくは2〜10個の酸素原子とを含む分岐アルキル鎖である。
好ましくは、前記鎖(C)は、次の一般構造(C−I)〜(C−VI)のうちの1つを満たす:
Figure 2019516827
(式中、記号(*)は、鎖(Rpf)又は基(B)との結合を示し、記号(#)は基(Si)との結合を示す)。
好ましくは、鎖(R)は2つ以上の基(Si)を含み、より好ましくは2〜50個、より好ましくは2〜15個、更に好ましくは2〜6個の基(Si)を含む。
好ましくは、前記基(Si)は、式−Si(R)(R)(R)の基であり、式中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、より好ましくは塩素;1〜10個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基、より好ましくはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル;アルキル鎖が直鎖又は分岐であり1〜6個の炭素原子を含むアルコキシ基、より好ましくはメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ;任意選択的に置換されていてもよく任意選択的にヘテロ原子を含んでいてもよい脂肪族環及び芳香族環、より好ましくはシクロヘキシル、フェニル、及び2−フェニル−プロピル;を含む群から選択されるが、
、R、及びRのうちの少なくとも1つはアルコキシ基であることを条件とする。
より好ましくは、R、R、及びRのうちの少なくとも2つがアルコキシ基である。更に好ましくは、R、R、及びRは全てアルコキシ基である。
好ましい実施形態においては、ポリマーPは、1つの鎖(Rpf)と、前記鎖(Rpf)の両側に結合している2つの鎖(R)とを含み、
そのうちの1つの鎖(R)は、上で定義した鎖(C)と2つ以上の基(Si)とを含み、
他方の鎖(R)は、−H、−F、−Cl、及び、1〜3個の炭素原子を含む直鎖又は分岐のペルフルオロアルキル基を含む群の中で選択される中性の基を含む。
1つの鎖(R)が上で定義した中性の基を含み他方の鎖(R)が鎖(C)及び基(Si)を含む場合、ポリマーPは「一官能性ポリマーP」とも呼ばれる。
2つの鎖(R)が上で定義した鎖(C)及び基(Si)を含む場合、ポリマーPは「二官能性ポリマーP」とも呼ばれる。
ポリマーPの好ましい実施形態は、式(P−I)及び(P−II):
T−(CFx*−O(R)−(CFy*−B−(R)(P−I)
(R)−B−(CFx*−O(R)−(CFy*−B−(R)(P−II)
のものであり、式中、
Tは、−H、−F、−Cl、及び、1〜3個の炭素原子を含む直鎖又は分岐のペルフルオロアルキル基から選択され、より好ましくはTは−F又はペルフルオロメチルであり;
(R)は、上で定義した式(R−IIA)、(R−IIB)、(R−IIC)、又は(R−IIE)の鎖であり;
x*及びy*は1〜3の整数であり;
Bは式−CHO−の基であり;
(R)は、次の式(R−I)〜(R−VI):
Figure 2019516827
のうちの1つを有する鎖である。
ポリマーPのより好ましい実施形態は、式(P−III)のものである:
T−(CFx*−O(R)−(CFy*−B−(C)−[Si(R)(R)(R)](P−III)
(式中、
(R)、x*、y*、B、(C)、R、R、及びRは上で定義した通りであり、
Tは、−H、−F、−Cl、及び、1〜3個の炭素原子を含む直鎖又は分岐のペルフルオロアルキル基から選択され、
pは、2以上、好ましくは2〜6の整数である)。
より好ましくは、Tは−F又はペルフルオロメチルである。
ポリマーPの好適な例は以降に示される:
Figure 2019516827
Figure 2019516827
Figure 2019516827
Figure 2019516827
Figure 2019516827
(式中、
a1、a2、b、及びcは、独立して、数平均分子量が2,000〜8,000であるような0より大きい整数であり、
比a1/a2は0.1〜10の間に含まれる)。
一官能性ポリマーPが特に好ましい。
ポリマーPは、有利には、PFPEアルコール、すなわち2つの鎖末端を有し、そのうちの少なくとも1つの鎖末端が少なくとも1つのヒドロキシ基を有する完全に又は部分的にフッ素化されているポリエーテル鎖(Rpf)を含むアルコールから出発して合成することができる。
一官能性ポリマーPは、好ましくは一官能性アルコール、すなわち1つの鎖末端のみにヒドロキシ基、好ましくは1つのヒドロキシ基を含むPFPEから出発して合成される。
二官能性ポリマーPは、好ましくは二官能性アルコール、すなわち両方の鎖末端にヒドロキシ基、好ましくは1つのヒドロキシ基を含むPFPEから出発して合成される。
ポリマーPは、有利には次の工程を含む方法[方法P]により合成することができる:
(I)上で定義した少なくとも1種のPFPEアルコールを準備する工程;
(II)PFPEアルコールのヒドロキシ基に対して反応性である基と少なくとも2つの保護されているヒドロキシ基とを含む化合物[化合物(O)]と、前記PFPEアルコールを反応させることで、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマー(Pp#1)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、任意選択的に少なくとも1つの酸素原子が挟まれていてもよい直鎖又は分岐のアルキル鎖と少なくとも2つの保護されているヒドロキシ基とを含む工程;
(III)上の工程(II)で得たポリマー(Pp#1)中の少なくとも2つの保護されているヒドロキシ基を脱保護することで、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマー(P#1)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、任意選択的に少なくとも1つの酸素原子が挟まれていてもよい直鎖又は分岐のアルキル鎖と、少なくとも2つのヒドロキシ基とを含む工程;
(IV)上の工程(III)で得たポリマー(P#1)を、少なくとも1つのアルケニル基を含む少なくとも1種の化合物[化合物A]と反応させることで、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマー(P#2)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖と、少なくとも2つのアルケニル基とを含む工程;
(V)上の工程(IV)で得たポリマー(P#2)を、アルコキシ−シラン化合物[化合物Si]と反応させることで、ポリマーPを得る工程。
好適なPFPE−アルコールは当技術分野で公知の方法によって得ることができ、例えば、商品名Fomblin(登録商標)としてSolvay Specialty Polymers Italy S.p.A.から市販されている。
前記化合物(O)は、好ましくは:
− 保護されている形態の少なくとも2つのヒドロキシ基と、求核攻撃に対する高い反応性を有する官能基とを有するアルキル鎖を含む、活性化された保護されているトリオール化合物[化合物(Op1)];及び
− 保護されている形態の少なくとも2つのヒドロキシ基とエポキシド基とを有するアルキル鎖を含むエポキシド化合物であって、前記アルキル鎖に任意選択的に酸素原子が挟まれていてもよいエポキシド化合物[化合物(Op2)];
から選択される。
好ましくは、前記化合物(Op1)は、
− 3つ以上のヒドロキシ基を有するポリオール化合物[化合物T]を保護剤と反応させることで、2つ以上の保護されているヒドロキシ基と1つのフリーの保護されていないヒドロキシ基とを有する保護されているポリオール[化合物(T)]を得ること;
− 前記化合物(T)を活性化剤と反応させて化合物(Op1)を得ること;
ことによって得ることができる。
本明細書及び以降の請求項の中で使用されている用語「保護」及び「保護基」は、後続の化学反応における化合物(T)のフリーの保護されていないヒドロキシ基への化学選択性を得るための、化合物Tの2つ以上のヒドロキシ基の可逆的な化学修飾を意味する。
好ましくは、化合物Tの中のヒドロキシ基は、アセタール/ケタール、エーテル、オキセタンなどへの変換によって保護することができる。
好ましくは、前記化合物Tは3つのヒドロキシ基を有する。
化合物Tの非限定的な例は、グリセロール、トリメチロール−プロパン、トリメチロール−エタン、ヘキサン−1,2,6−トリオール、ブタン−1,2,4−トリオールである。
ヒドロキシル基のための保護剤は、例えばジヒドロピラン、アルデヒド又はケト基を有する化合物、エーテルなどである。
活性化剤は好ましくは、次式:
−S(O)−X
のものから選択され、式中、
Xは塩素又は臭素であり、
は、任意選択的にフッ素原子を含んでいてもよい1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル鎖;及び1〜3個の炭素原子を有する1つ以上のアルキル基で任意選択的に置換されていてもよいアリール基;を含む群の中で選択される。
より好ましい活性化剤は、ハロゲン化トシル、ハロゲン化ブロシル、ハロゲン化トリフリル、ハロゲン化メシル、ハロゲン化ノナフリルから選択される。ハロゲン化メシルが更に好ましい。
化合物(Op1)としてSolketalのメシル誘導体を使用すると良好な結果が得られた。
好ましくは、前記化合物(Op2)は、
上で定義した化合物Tをエポキシ−アルキルハライドと反応させることによって得ることができる。
好ましくは、前記エポキシ−アルキルハライドはエピブロモヒドリンである。
化合物(Op2)としてグリシジルSolketalエーテルを使用すると良好な結果が得られた。
工程(II)は、有利には塩基の存在下で行われる。好ましくは、前記塩基は、アルカリ及びアルカリ土類金属の水酸化物又は炭酸塩から選択される。
好ましくは、前記工程(II)は、非プロトン性溶媒(例えば1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン等)、ペルフルオロポリエーテル(例えばSolvay Specialty Polymers Italy S.p.A.から市販されているGALDEN(登録商標)ペルフルオロポリエーテル等)、ヒドロフルオロエーテル(例えば3Mから市販されているNOVECTM HFE 7200等)、トリフルオロメチルベンゼン、アセトニトリル、及びこれらの混合物の存在下で行われる。
任意選択的には、前記非プロトン性溶媒は、例えばtert−ブタノールなどの三級アルコールとの混合物である。
好ましくは、前記工程(II)は、加熱下で、より好ましくは約50℃〜約120℃の温度で行われる。
好ましくは、前記工程(II)は、PFPE−アルコールに対して過剰(当量基準)の化合物(Op1)又は化合物(Op2)を使用して行われる。
工程(III)は、工程(II)で使用される保護基に応じた条件を使用して行うことができる。
例えば、保護基がアセタール又はケタール基の場合、工程(III)は、有利には酸性条件での加水分解によって行われる。
保護基がエーテル基の場合、工程(III)は、有利には酸性条件での加水分解又は水素化分解によって行われる。
任意選択的には、及び使用される出発物質に応じて、例えば4個のシラン基を含むポリマーPが望まれる場合、工程(IV)の前に、工程(II)及び(III)が2回以上行われてもよい。
好ましくは、前記化合物(A)は、アルケニル−ハライド及びアルケニル−アルコールを含む群の中で選択される。有利には、アルケニル基は末端基である。
化合物(A)の好適な例は、ハロゲン化アリル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ブテニルを含む。
工程(IV)の第1の実施形態[工程(IV−a)]によれば、次の工程が行われる:
(IV−a)少なくとも1つのアリル基と求核攻撃に対する高い反応性を有する官能基とを含む化合物[化合物(Aa1)]と、上の工程(III)で得たポリマー(P#1)を反応させて、上で定義したポリマー(P#2)を得る工程。
好ましくは、工程(IV−a)は、ポリマー(P#1)のアルコキシドが化合物(Aa1)と反応するように、強塩基の存在下で行われる。
好ましくは、前記強塩基は、例えばアルカリ金属の水酸化物及びアルコキシド、特にはリチウム、ナトリウム、及びカリウムの水酸化物、カリウムtert−ブトキシド等から選択される。
より好ましくは、前記塩基はPFPE−アルコールに対して化学量論量又は過剰量(当量基準)で使用される。
好ましくは、化合物(Aa1)はハロゲン化アリルであり、より好ましくはヨウ化アリルである。
工程(IV)の第2の実施形態[工程(IV−b)]によれば、次の工程が行われる:
(IV−b1)上の工程(III)で得たポリマー(P#1)を上で定義した活性化剤と反応させて、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含む対応するポリマー[ポリマー(P#1a)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、少なくとも1つの酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖と、求核攻撃に対して高い反応性を有する少なくとも2つの官能基とを含む工程;並びに
(IV−b2)工程(IV−b1)で得た前記ポリマー(P#1a)をアリル−アルコール[化合物(Ab2)]と反応させることで、上で定義したポリマー(P#2)を得る工程
好ましくは、工程(IV−b2)は、化合物(Ab2)のアルコキシドがポリマー(P#1a)と反応するように、強塩基の存在下で行われる。
好ましくは、前記工程(IV−a)及び工程(IV−b2)は、例えばビス(トリフルオロメチル)ベンゼンなどの非プロトン性溶媒の存在下で行われる。より好ましくは、前記非プロトン性溶媒は、例えばtert−ブタノールなどの三級アルコールとの混合物である。
好ましくは、前記工程(IV−a)及び工程(IV−b2)は加熱下で、より好ましくは約50℃〜約120℃の温度で行われる。
好ましくは、前記化合物(Si)は、式
H−Si(R)(R)(R
の化合物であり、式中、R、R、及びRは、上で定義した通りである。
好ましくは、前記工程(V)は、ヒドロシリル化反応の促進に好適な触媒の存在下で行われる。
好適な触媒は、例えば塩化白金酸などの白金触媒;白金と、オレフィン、アルケニルシロキサン、β−ジケトン、ホスフィン、カルベンとの錯体;ロジウム、ルテニウム、イリジウム、及びパラジウムを主体とする触媒(RhCl(PPh、RhCl(CO)(PPh、Ru(CO)12、IrCl(CO)(PPh、Pd(PPh(Phはフェニルである)等);を含む群の中で選択される。白金触媒が特に好ましい。
あるいは、ポリマーPは、有利には次の工程を含む方法[方法P]により合成することができる:
(I)上で定義した少なくとも1種のPFPE−アルコールを準備する工程;
(II)少なくとも2つのアルケニル基と1つのヒドロキシ基とを含む化合物[化合物A]を、前記PFPE−アルコールと反応させて、上で定義したポリマー[ポリマー(P#2)]を得る工程;
(III)上の工程(II)で得たポリマー(P#2)を、アルコキシ−シラン化合物[化合物Si]と反応させて、ポリマーPを得る工程。
工程(I)で使用されるPFPE−アルコールは、方法Pについて上で定義した通りである。
好ましくは、工程(III)は、方法Pの工程(V)について上で開示した条件及び試薬を使用して行われる。
有利には、工程(II)は、上で開示した通り、PFPE−アルコール又は化合物(A)のいずれかを活性化剤と反応させることにより行われる。
好ましくは、化合物(A)は、ペンタエリスリトール−テトラアリルエーテル及びトリメチロールプロパン−ジアリルエーテルから選択される。
当業者であれば、方法P又は方法Pの終わりに、ポリマーPの合成に由来する少量(より好ましくは微量)の副生成物を有するポリマーPを含む混合物が得られる場合があることを容易に理解するであろう。
例えば、工程(V)又は工程(III)の後:
− 本発明のポリマーP、
− 2つの鎖末端を有し、そのうちの少なくとも1つの鎖末端が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖と、1つ以上のビニル−エーテル基とを有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマーP#3]、
を含む混合物を得ることができる。
何らかの理論に拘束されるものではないが、出願人は、ポリマー(P#2)中のアリル基が、ポリマー(P#3)中のビニル基へと置き換えられることを見出した。
ポリマーPの合成中に、出願人は新規であるとみられる中間体ポリマーを単離した。
そのため、追加的な態様においては、本発明は、少なくとも1つの(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]と、前記鎖(Rpf)の両側に結合している少なくとも2つの鎖[鎖(R #1)]とを含むポリマーであって、(P#1
少なくとも1つの鎖(R #1)が、2つ以上の酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖[鎖(C #1)]と、5個又は6個のヒドロキシ基とを含む、ポリマー[ポリマー]に関する。
好ましくは、鎖(R #1)は、橋かけ基[基(B#1)]を介して前記鎖(Rpf)と連結している。
好ましくは、前記基(B#1)は、基Bについて上で定義したものと同じ意味を有する。
好ましくは、前記鎖(C #1)は、9〜18個の炭素原子と3個以上の酸素原子とを含む分岐アルキル鎖である。
好ましくは、前記鎖(R #1)は、次式(R #1−I)を満たす:
Figure 2019516827
(式中、記号(*)は、鎖(Rpf)又は基(B#1)への結合を示す)。
ポリマー(P#1)の好ましい実施形態は、式(P#1−I)及び(P#1−II)のものである:
T−(CFx*−O(R)−(CFy*−B#1−(R #1)(P#1−I)
(R #1)−B#1−(CFx*−O(R)−(CFy*−B#1−(R #1)(P#1−II)
(式中、
T、(R)、x*、y*、B#1は上で定義した通りであり、(Re#1)は上の式(R #1−I)を満たす)。
更なる態様においては、本発明は、少なくとも1つの(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]と、前記鎖(Rpf #2)の両側に結合している少なくとも2つの鎖[鎖(R #2)]とを含むポリマーであって、(P#2
少なくとも1つの鎖(R #2)が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている分岐アルキル鎖[鎖(C #2)]と、少なくとも2つのアルケニル基とを含む、ポリマー[ポリマー]に関する。
好ましくは、鎖(R #2)は、橋かけ基[基(B#2)]を介して前記鎖(Rpf)と連結している。
好ましくは、前記基B#2は、基Bについて上で定義したものと同じ意味を有する。
好ましくは、前記鎖(C #2)は、7〜38個、好ましくは8〜35個、より好ましくは9〜27個の炭素原子と、少なくとも2つの酸素原子とを含む分岐アルキル鎖である。
好ましくは、前記鎖(R #2)は次の一般構造(R #2−I)〜(R #2−VI)のうちの1つを満たす:
Figure 2019516827
(式中、記号(*)は、鎖(Rpf)又は基(B#2)への結合を示す)。
ポリマー(P#2)の好ましい実施形態は、式(P#2−I)及び(P#2−II)のものである:
T−(CFx*−O(R)−(CFy*−B#2−(R #2)(P#2−I)
(R #2)−B#2−(CFx*−O(R)−(CFy*−B#2−(R #2)(P#2−II)
(式中、
T、(R)、x*、y*、B#2は上で定義した通りであり、(Re#2)は上の(R #2−I)〜(R #2−VI)のうちの1つを満たす)。
ポリマー(P)は、そのまま使用することができ、あるいはこれは、任意選択的には反応副生成物との混合物であってもよい少なくとも1種のポリマーPと、少なくとも1種の溶媒とを含む組成物[組成物C]として提供されてもよい。
前記少なくとも1種の溶媒は特には限定されず、これは好ましくは非プロトン性でありポリマーPを分散又は溶解させることができる実質的に不活性な溶媒(すなわちポリマーPと反応しない)から選択される。前記溶媒の例としては、脂肪族及び芳香族のヒドロフルオロカーボン(例えばトリフルオロトルエン及びm−キシレンヘキサフルオリド)、ヒドロフルオロエーテル(HFE)(例えばメチル−ペルフルオロブチル−エーテル、エチル−ペルフルオロブチル−エーテル、及びペルフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン))、ヒドロクロロフルオロアルカン及びエーテル、フッ素含有アルキルアミン溶媒(ペルフルオロトリブチルアミン及びペルフルオロトリペンチルアミン等)、及びこれらの混合物が挙げられる。
好ましくは、前記組成物Cは、組成物Cの総重量を基準として、60重量%未満、より好ましくは50重量%未満、更に好ましくは40重量%未満の、少なくとも1種のポリマーPを含有する。
好ましくは、前記組成物Cは、組成物Cの総重量を基準として、0.001重量%超、より好ましくは0.01重量%超、更に好ましくは0.1重量%超の少なくとも1種のポリマーPを含有する。
好ましくは、前記組成物Cは、組成物Cの総重量を基準として、0.5〜40重量%、より好ましくは0.75〜30重量%、更に好ましくは1〜25重量%の少なくとも1種のポリマーPを含有する。
好ましくは、前記組成物Cは、組成物Cの総重量を基準として、60〜99.999重量%、より好ましくは70〜99.99、更に好ましくは75〜99.9重量%の少なくとも1種の溶媒を含有する。
組成物Cをそのまま使用してもよく、あるいはこれに少なくとも1種の追加的な成分が添加されてもよいことは、当業者に明らかであろう。
追加的な成分は、存在する場合、組成物Cの総重量を基準として、0.01〜25重量%の量であってもよい。
好適な追加的な成分は、例えばシラン基を含まない(ペル)フルオロポリエーテルオイル、本発明のポリマーPと異なる化学構造を有するシラン含有(ペル)フルオロポリエーテルポリマー、シリコーンオイルを含む群から選択することができる。
好適なシラン基を含まない(ペル)フルオロポリエーテルオイルは、例えば、Solvay Specialty Polymers Italy S.p.Aから市販されているFomblin(登録商標)Z、Fomblin(登録商標)M、及びFomblin(登録商標)Y、ダイキン工業株式会社から市販されているDemnumTM、及びChemoursから市販されているKrytoxTMなどの、1,000〜30,000の平均分子量を有するものである。
ポリマーPと異なる化学構造を有する好適なシラン含有(ペル)フルオロポリエーテルポリマー[ポリマーSi]は、例えば、2つの鎖末端を有し、そのうちの少なくとも1つの鎖末端が少なくとも1つのシラン含有基を含む(ペル)フルオロポリエーテル鎖を含むポリマーである。好適なポリマーSiは、例えば上で列挙した米国特許第6277485号明細書、米国特許第6183872号明細書、特開2002−348370号公報、米国特許第7794843号明細書、及び米国特許第6528671号明細書の中に記載されているものである。
好適なシリコーンオイルは、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、及びジメチルシロキサンオイルなどの直鎖又は環状のシリコーンオイルである。
組成物Cは、そのまま又は希釈して使用することができる。当業者であれば、基材を被覆するために使用される方法に応じて、最も適切なポリマーPの濃度を決定することができる。
好ましくは、前記基材は、ヒドロキシ基を含む少なくとも1つの表面を有する。何らかの理論に拘束されるものではないが、出願人は、被覆される基材表面上のヒドロキシ基の存在が、基材自体の表面とのアルコキシ−シラン基[基(Si)]の相互作用及び結合を促進すると考えている。
好ましくは、基材(又はその少なくとも表面)は、ガラス、セラミック、金属、及び高分子基材製である。ヒドロキシ基は、基材表面を構成する材料中にもともと存在していてもよく、あるいはこれらは適切な処理(例えばプラズマ含有酸素雰囲気中又はコロナ雰囲気中)によって前記表面上に形成されてもよい。
好ましくは、工程(m1)は、湿式コーティング及びドライコーティングなどの当該技術分野で公知の方法を使用することによって行うことができる。
湿式コーティング法としては、例えばディップコーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング等が挙げられる。
典型的には、湿式コーティング法が使用される場合、組成物Cは、ポリマーPが組成物Cの総重量を基準として0.0005〜10重量%の量になるように希釈され、その後これが基材表面に塗布される。
ドライコーティング法としては、例えば真空コーティング(又は真空蒸着)、スパッタリングなどが挙げられる。
典型的には、ドライコーティング法が使用される場合、組成物Cは希釈されずに使用される。任意選択的には、触媒が組成物Cに添加されてもよい。
真空コーティングが使用される場合、多孔質金属(鉄又は銅など)に、任意選択的には適切な触媒を含んでいてもよい組成物Cを含浸させることによりペレットが得られる。
使用される方法に応じて、工程(m1)は例えば約20〜30℃などの室温で行われてもよく、あるいは工程(m1)は50℃〜200℃の温度で基材を予熱した後に行われる。
好ましくは、工程(m1)の前に、存在し得る有機及び無機汚染物質を除去するために、基材表面を洗浄する任意選択的な工程(m0)が行われる。
好ましくは、前記工程(m0)は、アセトンやエタノールなどの有機溶媒で洗浄することによって、あるいは空気プラズマなどの反応性気相処理に曝露することによって、行われる。
任意選択的には、工程(m1)の後に、硬化及び/又は乾燥の工程(m2)が行われる。
好ましくは、工程(m2)は、コーティングされた基材を多湿環境に置くか、熱エネルギー又は放射(UV、IR、電子線照射等)を当てることにより行われる。
ポリマーP又は組成物Cを使用して得られるコーティングの厚さは特に限定されない。これは、好ましくは1〜30nm、より好ましくは1nm〜10nmの範囲である。
上で定義したポリマーP又は組成物Cを使用して得られるコーティングは、特にはタッチパネル上(例えばスマートフォン、タブレット、PC、スマートTV、ポータブルメディアプレーヤー、及び看板の上など)の防指紋性コーティングとして、反射防止コーティングとして、輸送車両のガラス上の撥水性及び撥油性コーティング並びに防汚コーティング、衛生物品などとして有用である。
本発明のもう1つの態様は、基材表面の少なくとも一部の上にコーティングを付与するための、上で定義したポリマーP又は組成物Cの使用に関する。
参照により本明細書に組み込まれる特許、特許出願、及び刊行物のいずれかの開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合は、本記載が優先するものとする。
本発明は、以下の実験の項に含まれる実施例によってより詳細に以下に例証され、実施例は、例証的であるに過ぎず、本発明の範囲を限定するものと決して解釈されるべきではない。
実験の部
実施例1−次式を有するポリマーP1(0+2)の合成:
CFO(CFCFO)(CFO)CFCHOCHCH[OCHCHCHSi(OCH]CHOCHCHCHSi(OCH
工程1:PFPEジ−アルコール(0+2)4000MWの合成
Solketalのメシル誘導体は欧州特許出願第2197939A号明細書の実施例1の手順(工程1)に従って合成した。これにはSolketalのメタンスルホニルクロリドとの反応が含まれる。
メカニカルスターラー、温度計、及び冷却剤を備えた500mlの丸底フラスコの中に、200.00gの式CFO(CFCFO)(CFO)CFCHOHのZMF4000−402PFPE(p/q=約1、EW=3306、60.5meq)、20.32gのSolketalのメシル誘導体(96.8meq)、及び200.00gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンを入れた。
その後、撹拌しながら7.33gの水酸化カリウム粉末(85重量%、111.0meq)を入れた。撹拌しながら溶液を70℃まで加熱し、この温度で20時間保持し、次いでこれを20℃に冷却し、0.17Mの塩酸水溶液で洗浄した(2×220g)。
有機層を分離し、フッ素化溶媒を減圧下での蒸留(T=70℃、P=2Pa)によって除去した。生成物を0.2μmのPTFE膜を通して濾過することで、189.30gの次の式:CFO(CFCFO)(CFO)CFCHOCHCH(OH)CHOH
を有するPFPEアルコール(0+2)が残った。
工程2:PFPEジ−アリル(0+2)4000MWの合成
メカニカルスターラー、滴下ろうと、温度計、及び冷却剤を備えた500mlの丸底フラスコの中に、上の工程1で記載した通りに合成した150.0gのPFPEアルコール(0+2)4000MW、55.0gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、及びカリウムtert−ブトキシドの12重量%tert−ブタノール溶液103.7gを入れた。
得られた混合物を50℃まで加熱し、1時間撹拌したままにした。温度を90℃まで上げ、19.4gのヨウ化アリル(EW=168、115.4meq)を添加し、反応をこの温度で24時間保持した。
反応混合物を20℃まで冷却し、80gの塩酸水溶液(5重量%)、75.0gのイソブチルアルコールを添加し、30分撹拌したままにし、それから分液ろうとに移した。
下のフッ素化物相を分離し、溶媒を減圧下での蒸留(T=80℃、P=2Pa)によって除去した。生成物を0.2μmのPTFE膜を通して濾過することで、148.8gの次の式:CFO(CFCFO)(CFO)CFCHOCHCH(OCH−CH=CH)CHOCH−CH=CHを有するPFPEアリル(0+2)が残った。これは19F−NMR及びH−NMR分析により確認した。
工程3:PFPEジ−シラン(0+2)4000MWの合成
メカニカルスターラー、滴下ろうと、温度計、及び冷却剤を備えた250mlの丸底フラスコの中に、上の工程2に記載の通りに合成した100.0gのPFPEアリル(0+2)、75.0gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、及び0.013gのPt(0)を主体とする触媒(金属含有率26%)を入れ、窒素下で保持した。
温度を80℃まで上げ、17.7gのトリメトキシシラン(EW=122.0、144.8meq)を添加し、H−NMR分析によって追跡される最初のアリル官能基のシグナルpfが完全に消失するまでこの温度で撹拌したまま反応を保持した。
溶媒を最終的に減圧下で留去(T=80℃、P=2Pa)することで、105.3gのポリマーP1と、1つ以上のビニル−エーテル基を有する少量のポリマーとを得た。
実施例2−次式を有するポリマーP2(0+3)の合成:CFO(CFCFO)(CFO)CFCHOCHCH[OCHCHCHSi(OCH]CHOCHCH[OCHCHCHSi(OCH]CHOCHCHCHSi(OCH
工程1:PFPEトリ−アルコール(0+3)4000MWの合成
工程1.1:Solketalアルコキシドとエピブロモヒドリンとの反応
磁気撹拌子と、温度計と、計泡器を有する水冷コンデンサーと、47.50gのSolketal98%(352.2meq)が入っている滴下ろうととを備えた500mlの丸底フラスコの中に、9.14gの水素化ナトリウム(95%、361.8meq)及び310.00gの無水トルエンを入れた。撹拌されているNaHのトルエン懸濁液に、Solketalを1時間かけて添加した。反応塊を1時間撹拌しながら50℃まで加熱し、次いで室温まで冷却し、これを、両頭針を介して、磁気撹拌子と、温度計と、計泡器を有する水冷コンデンサーとを備えた、104.70gのエピブロモヒドリン(98%、748.9meq)が入っている1Lの丸底フラスコの上に取り付けられた2つ目の滴下ろうとに移した。60℃まで加熱した後、Solketalのナトリウムアルコキシドを、撹拌しながら1.5時間かけてエピブロモヒドリンに滴下した。その後、反応混合物を撹拌しながら更に5時間60℃で保持し、その後室温まで冷却した。0.45μmのPTFE膜フィルター上で濾過し、過剰の試薬及び溶媒を真空蒸留(T=40℃、P=2Pa)により除去した後、粗生成物を蒸留することで次式:
Figure 2019516827
を有するグリシジルSolketalエーテルを得た。
工程1.2:ZMF4000−402PFPEと工程1.1の生成物との反応
磁気撹拌子と、温度計と、冷却剤と、上の工程1.1で記載した通りに得た22.05g(117.3meq)のグリシジルSolketalエーテルが入っている65.00gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンを含む滴下漏斗とを備えた1Lの丸底フラスコの中に、200.00gの式CFO(CFCFO)(CFO)CFCHOH)のZMF4000−402PFPE(p/q=約1、EW=3410、58.7meq、1.36gのカリウムtert−ブチレート(97%、11.8meq)、及び13.60gの無水tert−ブタノールを入れた。60℃で撹拌しながら2時間加熱した後、温度を80℃まで上げ、滴下ろうとの中の溶液を2時間かけて徐々に添加した。更に5時間反応させた後、反応塊を室温まで冷却し、50.00gのメタノール、50.00gのイソブタノール、及び200.00gの0.35M塩酸水溶液を添加した。系を65℃で4時間激しく撹拌し、冷却及び相分離させた後、下の有機層を回収した。この手順を繰り返し、減圧下(P=2Pa)で80℃で蒸留することにより溶媒を除去することで、204.29gの式CFO(CFCFO)(CFO)CFCHOCHCH(OH)CHOCHCH(OH)CHOHを有するPFPEアルコール0+3を得た。
工程2:PFPEトリ−アリル(0+3)4000MWの合成
メカニカルスターラー、滴下ろうと、温度計、及び冷却剤を備えた1Lの丸底フラスコの中に、工程1.2で合成した150.0gのPFPEアルコール0+3 4000MW(p/q=約1、EW=1151、130.3meq)、80.0gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、及びカリウムtert−ブトキシドの12重量%tert−ブタノール溶液152.3gを入れた。得られた混合物を50℃まで加熱し、1時間撹拌したままにした。温度を90℃まで上げ、28.5gのヨウ化アリル(EW=168、169.4meq)を添加し、反応をこの温度で28時間保持した。反応混合物を20℃まで冷却し、110.0gの塩酸水溶液(5重量%)、85.0gのイソブチルアルコールを添加し、30分間撹拌したままにし、分液ろうとに移した。下のフッ素化物相を分離し、溶媒を減圧下(T=80℃、P=2Pa)での蒸留により除去した。生成物を0.2μmのPTFE膜を通して濾過することで、144.9gの式:CFO(CFCFO)(CFO)CFCHOCHCH(OCHCH=CH)CHOCHCH(OCHCH=CH)CHOCHCH=CHのPFPEアリル(0+3)が残った。これは19F−NMR及びH−NMR分析により確認した。
工程3:PFPEトリ−シラン(0+3)4000MWの合成
メカニカルスターラー、滴下ろうと、温度計、及び冷却剤を備えた250mlの丸底フラスコの中に、工程2で合成した100.0gのPFPEアリル0+3 4000MW(p/q=約1、EW=1185、84.3meq)、100.0gの1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、及び0.019gのPt(0)を主体とする触媒(金属含有率26%)を入れ、窒素下で保持した。温度を80℃まで上げ、25.8gのトリメトキシシラン(EW=122.2、210.9meq)を添加し、H−NMR分析によって追跡される最初のアリル官能基のシグナルpfが完全に消失するまでこの温度で撹拌したまま反応を保持した。溶媒を最終的に減圧下で留去(T=80℃、P=2Pa)することで、104.9gのポリマーP2と、1つ以上のビニル−エーテル基を有する少量のポリマーとを得た。

Claims (20)

  1. ポリマー[ポリマー(P)]であって、
    − 少なくとも1つの(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]と、
    − 前記鎖(Rpf)の両側に結合している少なくとも2つの鎖[鎖(R)]と、
    を含み、少なくとも1つの鎖(R)が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている分岐アルキル鎖[鎖(C)]と、2つ以上のアルコキシ−シラン基[基(Si)]とを含む、ポリマー[ポリマー(P)]。
  2. 前記鎖(Rpf)が、下記式:
    −(CFX)O(R)(CFX’)
    の鎖であり、式中、
    a及びbは、互いに同じであるか異なり、1以上、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜3であり;
    X及びX’は、互いに同じであるか異なり、−F又は−CFであるが、
    a及び/又はbが1より大きい場合には、X及びX’は−Fであることを条件とし;
    (R)は、繰り返し単位R°を含み、又は好ましくはそれからなり、前記繰り返し単位は、
    (i)−CFXO−(式中、Xは、F又はCFである);
    (ii)−CFXCFXO−(式中、Xは各存在で等しいか異なり、F又はCFであるが、Xの少なくとも1つは、−Fであることを条件とする)、
    (iii)−CFCFCWO−(式中、Wのそれぞれは、互いに同じであるか異なり、F、Cl、Hである);
    (iv)−CFCFCFCFO−;
    (v)−(CF−CFZ−O−(式中、jは0〜3の整数であり、Zは一般式−O−R(f−a)−Tの基であり、R(f−a)は、0〜10の数の繰り返し単位を含むフルオロポリオキシアルケン鎖であり、前記繰り返し単位は、以下:−CFXO−、−CFCFXO−、−CFCFCFO−、−CFCFCFCFO−(Xのそれぞれのそれぞれは、独立して、F又はCFである)の中から選択され、Tは、C〜Cペルフルオロアルキル基である)
    から選択される、請求項1に記載のポリマー。
  3. 鎖(R)が、以下の式:
    (R−I)
    −[(CFXO)g1(CFXCFXO)g2(CFCFCFO)g3(CFCFCFCFO)g4]−
    (式中、
    − Xは、−F及び−CFから独立して選択され;
    − X、Xは、互いに及び各存在で等しいか異なり、独立して−F、−CFであるが、Xの少なくとも1つは−Fであることを条件とし;
    − g1、g2、g3、及びg4は、互いに同じであるか異なり、独立して、g1+g2+g3+g4が2〜300、好ましくは2〜100の範囲であるような0以上の整数であり;g1、g2、g3及びg4のうちの少なくとも2つはゼロと異なる必要がある)
    を満たす、請求項2に記載のポリマー。
  4. 少なくとも1つの鎖(R)が、2〜50個、より好ましくは2〜15個、更に好ましくは2〜6個の基(Si)を含む、請求項1に記載のポリマー。
  5. 前記基(Si)が、式−Si(R)(R)(R)の基であり、式中、R、R、及びRは、互いに独立に、ハロゲン原子、より好ましくは塩素;1〜10個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基、より好ましくはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル;アルキル鎖が直鎖又は分岐であり1〜6個の炭素原子を含むアルコキシ基、より好ましくはメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ;任意選択的に置換されていてもよく任意選択的にヘテロ原子を含んでいてもよい脂肪族環及び芳香族環、より好ましくはシクロヘキシル、フェニル、及び2−フェニル−プロピル;を含む群の中から選択されるが、
    、R、及びRのうちの少なくとも1つはアルコキシ基であることを条件とする、請求項4に記載のポリマー。
  6. 以下の工程:
    (I)2つの鎖末端を有し、そのうちの少なくとも1つの鎖末端が少なくとも1つのヒドロキシ基を有する完全に又は部分的にフッ素化されているポリエーテル鎖(Rpf)を含む少なくとも1種のPFPE−アルコールポリマーを準備する工程;
    (II)前記PFPEアルコールの前記ヒドロキシ基に対して反応性である基と少なくとも2つの保護されているヒドロキシ基とを含む化合物[化合物(O)]と、前記PFPEアルコールを反応させることで、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマー(Pp#1)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、任意選択的に少なくとも1つの酸素原子が挟まれていてもよい直鎖又は分岐のアルキル鎖と、少なくとも2つの保護されているヒドロキシ基とを含む工程;
    (III)上の工程(II)で得たポリマー(Pp#1)中の前記少なくとも2つの保護されているヒドロキシ基を脱保護することで、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマー(P#1)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、任意選択的に少なくとも1つの酸素原子が挟まれていてもよい直鎖又は分岐のアルキル鎖と、少なくとも2つのヒドロキシ基とを含む工程;
    (IV)上の工程(III)で得たポリマー(P#1)を、少なくとも1つのアルケニル基を含む少なくとも1種の化合物[化合物A]と反応させることで、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマー(P#2)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖と、少なくとも2つのアルケニル基とを含む工程;
    (V)上の工程(IV)で得たポリマー(P#2)を、アルコキシ−シラン化合物[化合物Si]と反応させることで、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマーPを得る工程;
    を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマーPの製造方法[方法P]。
  7. 前記化合物(O)が:
    − 保護されている形態の少なくとも2つのヒドロキシ基と、求核置換反応に対する高い反応性を有する官能基とを有するアルキル鎖を含む、活性化された保護されているトリオール化合物[化合物(Op1)];及び
    − 保護されている形態の少なくとも2つのヒドロキシ基とエポキシド基とを有するアルキル鎖を含むエポキシド化合物であって、前記アルキル鎖に任意選択的に酸素原子が挟まれていてもよいエポキシド化合物[化合物(Op2)];
    から選択される、請求項6に記載の方法。
  8. 前記化合物(A)が、アルケニル−ハライド及びアルケニル−アルコールを含む群の中で選択される、請求項6に記載の方法。
  9. 前記アルケニルハライドが、ハロゲン化アリル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ブテニルを含む群の中で選択される、請求項8に記載の方法。
  10. 前記工程(IV)が:
    (IV−a)少なくとも1つのアリル基と、求核攻撃に対する高い反応性を有する官能基とを含む化合物[化合物(Aa1)]と、工程(III)で得たポリマー(P#1)を反応させて、請求項6で定義したポリマー(P#2)を得る工程;
    を含む、請求項6に記載の方法。
  11. 前記工程(IV)が:
    (IV−b1)工程(III)で得たポリマー(P#1)を活性化剤と反応させて、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含む対応するポリマー[ポリマー(P#1a)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、少なくとも1つの酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖と求核攻撃に対して高い反応性を有する少なくとも2つの官能基とを含む工程;並びに
    (IV−b2)工程(IV−b1)で得た前記ポリマー(P#1a)をアリル−アルコール[化合物(Ab2)]と反応させることで、請求項6で定義したポリマー(P#2)を得る工程;
    を含む、請求項6に記載の方法。
  12. 前記活性剤が、次式の化合物:
    −S(O)−X
    (式中、
    Xは塩素又は臭素であり、
    は、任意選択的にフッ素原子を含んでいてもよい1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル鎖;及び1〜3個の炭素原子を有する1つ以上のアルキル基で任意選択的に置換されていてもよいアリール基;を含む群の中で選択される)
    から選択される、請求項11に記載の方法。
  13. (I)2つの鎖末端を有し、そのうちの少なくとも1つの鎖末端が少なくとも1つのヒドロキシ基を有する完全に又は部分的にフッ素化されているポリエーテル鎖(Rpf)を含む少なくとも1種のPFPE−アルコールポリマーを準備する工程;
    (II)少なくとも2つのアルケニル基及び少なくとも1つのヒドロキシ基を含む化合物[化合物A]と、前記PFPE−アルコールを反応させることで、2つの鎖末端を有する(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマー(P#2)]を得る工程であって、少なくとも1つの鎖末端が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖と少なくとも2つのアルケニル基とを含む工程;
    (III)上の工程(II)で得たポリマー(P#2)を、アルコキシ−シラン化合物[化合物Si]と反応させて、ポリマーPを得る工程;
    を含む、請求項1〜5のいずれか1項で定義されたポリマーPの合成方法[方法P]。
  14. 少なくとも1つの(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]と前記鎖(Rpf)の両側に結合している少なくとも2つの鎖[鎖(R #1)]とを含むポリマー[ポリマー(P#1)]であって、
    少なくとも1つの鎖(P#1)が、2つ以上の酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖[鎖(C #1)]と、5個又は6個のヒドロキシ基とを含む、ポリマー[ポリマー(P#1)]。
  15. 少なくとも1つの(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]と、前記鎖(Rpf #2)の両側に結合している少なくとも2つの鎖[鎖(R #2)]とを含むポリマー[ポリマー(P#2)]であって、
    少なくとも1つの鎖(R #2)が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている分岐アルキル鎖[鎖(C #2)]と、2つ以上のアルケニル基とを含む、ポリマー[ポリマー(P#2)]。
  16. 2つの鎖末端を有し、そのうちの少なくとも1つの鎖末端が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖と、1つ以上のビニル−エーテル基とを含む(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含む、ポリマー[ポリマーP#3]。
  17. 請求項1〜5のいずれか1項で定義されたポリマーPの合成における、ポリマー(P#2)の中間体化合物としての使用。
  18. − 請求項1〜5のいずれか1項で定義されたポリマーPと、
    − 2つの鎖末端を有し、そのうちの少なくとも1つの鎖末端が、少なくとも2つの酸素原子が挟まれている直鎖又は分岐のアルキル鎖と、1つ以上のビニルエーテル基とを含む(ペル)フルオロポリエーテル鎖[鎖(Rpf)]を含むポリマー[ポリマーP#3]と、
    を含む混合物。
  19. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の少なくとも1種のポリマーPと、少なくとも1種の溶媒と、任意選択的により追加的な成分とを含有する、組成物[組成物C]。
  20. 基材表面の少なくとも一部をコーティングするための方法であって、
    請求項1〜5のいずれか1項で定義された少なくとも1種のポリマーP又は請求項19で定義された組成物Cと、基材表面の少なくとも一部を接触させる工程(m1)を含む方法。
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