JP5576364B2 - フルオロシリコーン重合体および表面処理剤 - Google Patents
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Description
米国特許第6472019号には、繊維製品を、含フッ素重合体および硫酸化脂肪酸化合物を含んでなる撥水撥油剤で処理することが記載され、国際特許出願公開WO2004/069935および同WO2004/069955には、繊維製品を処理するための水性分散物として供給される含フッ素重合体が記載されている。
従来、撥水撥油性および柔らかさの両方を繊維製品などの基材に与えるために、撥水撥油性を与えるパーフルオロアルキル基と、柔らかさを与えるシリコーン化合物とを含む撥水撥油性の組成物が広範囲に使用されている。例えば、特開昭58−42682、特開昭60−190408、特開昭63−075082、特開平09−143877および米国特許第4070152を参照できる。
また、本発明は、含フッ素単量体を含んでなる単量体から誘導された繰り返し単位を有する含フッ素重合体を製造する方法であって、そのような含フッ素重合体を与えるために、前記単量体を官能性オルガノポリシロキサンの存在下で重合することを含む方法を提供する。
(A)(A1)式:
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子、一価の有機基またはハロゲン原子であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合または二価の有機基であり、
Rfは、炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。]
で示される含フッ素単量体、および
(A2)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体
を含んでなる単量体、ならびに
(B)メルカプト官能性オルガノポリシロキサン、ビニル官能性オルガノポリシロキサン、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサンおよび(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサンからなる群から選択された少なくとも1種の官能性オルガノポリシロキサン
を含んでなる含フッ素重合体を提供する。
(A)(A1)式:
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子、一価の有機基またはハロゲン原子であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合または二価の有機基であり、
Rfは、炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。]
で示される含フッ素単量体、および
(A2)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体
を含んでなる単量体を、
(B)メルカプト官能性オルガノポリシロキサン、ビニル官能性オルガノポリシロキサン、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサンおよび(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサンからなる群から選択された少なくとも1種の官能性オルガノポリシロキサンの存在下で重合することを含んでなる、含フッ素重合体を製造する方法を提供する。
(A1)含フッ素単量体、
(A2)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体
(A3)必要により存在する、単量体(A1)および(A2)以外の非フッ素単量体
を含んでなる。
(A1)含フッ素単量体
本発明の成分(A1)は、式:
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子、一価の有機基またはハロゲン原子であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合または二価の有機基であり、
Rfは、炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。]
で示される含フッ素単量体である。
Zは、例えば、炭素数1〜20の直鎖アルキレン基または分枝状アルキレン基、例えば、式−(CH2)x−(式中、xは1〜10である。)で示される基、あるいは、式−SO2N(R1)R2−または式−CON(R1)R2−で示される基(式中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基であり、R2は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレン基または分枝状アルキレン基である。)、あるいは、式−CH2CH(OR3)CH2−(式中、R3は、水素原子、または、炭素数1〜10のアシル基(例えば、ホルミルまたはアセチルなど)を表す。)で示される基、式−Ar−CH2−(式中、Arは、置換基を必要により有するアリーレン基である。)で示される基、あるいは、−(CH2)m−SO2−(CH2)n−基、または−(CH2)m−S−(CH2)n−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)であってよい。Xは、例えば、H、Me(メチル基)、Cl、Br、I、F、CN、CF3であってよい。
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX1X2基(但し、X1およびX2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基、置換または非置換のベンジル基、あるいは置換または非置換のフェニル基であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、−CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH2CH(OZ1)CH2−基(但し、Z1は水素原子またはアセチル基である。)、−(CH2)m−SO2−(CH2)n−基、または−(CH2)m−S−(CH2)n−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)であり、
Rfは炭素数1〜20の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である。]
で示されるアクリレートエステルであることが好ましい。
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-C6H4-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2N(-CH3)SO2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2N(-C2H5)SO2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-CH2CH(-OH)CH2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF3)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF3)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-Rf
CH2=C(-CF3)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF3)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CN)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-CN)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CN)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-Rf
CH2=C(-CN)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CN)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2CF3)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2CF3)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-Rf
CH2=C(-CF2CF3)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2CF3)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)3-S-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)3-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-NH-(CH2)3-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)3-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF3)-C(=O)-O-(CH2)3-S-Rf
CH2=C(-CF3)-C(=O)-O-(CH2)3-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF3)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-CF3)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-O-(CH2)3-S-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-O-(CH2)3-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-CF2H)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CN)-C(=O)-O-(CH2)3-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CN)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-CN)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2CF3)-C(=O)-O-(CH2)3-S-Rf
CH2=C(-CF2CF3)-C(=O)-O-(CH2)3-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CF2CF3)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-CF2CF3)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
本発明の含フッ素重合体は、環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体(A2)から誘導された繰り返し単位を有する。
本発明の含フッ素重合体は、単量体(A1)と(A2)以外の(A3)他の単量体から誘導された繰り返し単位を有してよい。他の単量体(A3)は、フッ素原子を含まないことが好ましい。他の単量体(A3)としては、(A3−1)非架橋性単量体および(A3−2)架橋性単量体が挙げられる。
非架橋性単量体(A3−1)は、架橋性単量体(A3−2)とは異なり、非架橋性である。非架橋性単量体(A3−1)は、好ましくは、炭素−炭素二重結合を有する非フッ素単量体である。非架橋性単量体(A3−1)は、一般に、フッ素を含まないビニル単量体である。非架橋性単量体(A3−1)は一般には、1つの炭素−炭素二重結合を有する化合物である。非架橋性単量体(A3−1)の好ましい例には、例えば、エチレン、酢酸ビニル、ハロゲン化ビニル(例えば、塩化ビニルなど)、ハロゲン化ビニリデン(例えば、塩化ビニリデンなど)、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、およびビニルアルキルエーテルが含まれる。非架橋性単量体(A3−1)はこれらの例に限定されない。非架橋性単量体(A3−1)はハロゲン化ビニルおよび/またはハロゲン化ビニリデンであることが好ましい。
CH2=CA1COOA2
[式中、A1は、水素原子、メチル基、または、フッ素原子以外のハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子)であり、
A2は、CnH2n+1(n=1〜30)によって表されるアルキル基である。]
で示されるアクリレートであってよい。
本発明の含フッ素重合体は、架橋性単量体(A3−2)から誘導された繰り返し単位を有していてよい。架橋性単量体(A3−2)は、少なくとも2つの反応性基および/または炭素−炭素二重結合を有し、フッ素を含有しない化合物であってよい。架橋性単量体(A3−2)は、少なくとも2つの炭素−炭素二重結合を有する化合物、あるいは少なくとも1つの炭素−炭素二重結合および少なくとも1つの反応性基を有する化合物であってよい。反応性基の例は、ヒドロキシル基、エポキシ基、クロロメチル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基、カルボキシル基、などである。
(メタ)アクリレート単量体(A2)の量が0.1〜300重量部以下、好ましくは1〜80重量部、
他の単量体(A3)の量が150重量部以下、好ましくは0.1〜100重量部であってよい。
非架橋性単量体(A3−1)の量が100重量部以下、例えば0.1〜50重量部であり、
架橋性単量体(A3−2)の量が50重量部以下、例えば20重量部以下、特に0.1〜15重量部であってよい。
官能性オルガノポリシロキサンは、メルカプト官能性オルガノポリシロキサン、ビニル官能性オルガノポリシロキサン、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサン、(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサンまたはその混合物である。官能性オルガノポリシロキサン(B)は、連鎖移動剤として機能する。重合反応によって、官能性オルガノポリシロキサン(B)は、官能性有機基を介して、含フッ素重合体に結合する。
−CH2CH2NH2、−CH2CH2CH2NH2、
−CH2CHCH3NH2、−CH2CH2CH2CH2NH2、
−CH2CH2CH2CH2CH2NH2、
−CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2、
−CH2CH2NHCH3、−CH2CH2CH2NHCH3、
−CH2(CH3)CHCH2NHCH3、−CH2CH2CH2CH2NHCH3、
−CH2CH2NHCH2CH2NH2、
−CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、
−CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2、
−CH2CH2NHCH2CH2NHCH3、
−CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NHCH3、
−CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NHCH3、および
−CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2CH3がある。典型的には、アミノ官能性基は−CH2CH2CH2NH2である。
-CH2CH2CH2SH、 -CH2CHCH3SH、 -CH2CH2CH2CH2SH、
-CH2CH2CH2CH2CH2SH、 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2SH、
-CH2CH2SCH3である。典型的には、メルカプト官能性基は-CH2CH2CH2SHである。
-CH=CH2、 -CH2CH2CH2-CH=CH2、 -CH2CHCH3-CH=CH2、 -CH2CH2CH2CH2-CH=CH2、 -CH2CH2CH2CH2CH2-CH=CH2、 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-CH=CH2。典型的には、ビニル官能性基は-CH=CH2である。
-CH2CH2CH2-NH-C(=O)-CH=CH2、 -CH2CH2CH2-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2、 -CH2CHCH3-NH-C(=O)-CH=CH2、 -CH2CHCH3-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2、 -CH2CH2CH2CH2-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2、 -CH2CH2CH2CH2-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2。典型的には、(メタ)アクリルアミド官能性基は-CH2CH2CH2-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2である。
-CH2CH2CH2-O-C(=O)-CH=CH2、 -CH2CH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2、
-CH2CHCH3-O-C(=O)-CH=CH2、 -CH2CHCH3-O-C(=O)-C(CH3)=CH2、
-CH2CH2CH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2, -CH2CH2CH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2。典型的には、(メタ)アクリレート官能性基は、-CH2CH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2である。
(R2SiO)a(RRNSiO)b(RRF'SiO)c
[式中、aは、0〜4000、あるいは、1〜1000、あるいは、2〜400であり、
bは、0〜1000、あるいは、1〜100、あるいは、2〜50であり、
cは、1〜1000、あるいは、2〜100、あるいは、3〜50であり;
それぞれのRは独立して、一価の有機基であり、
あるいは、それぞれのRは、炭素数1〜30の炭化水素であり、
あるいは、それぞれのRは、炭素数1〜12の一価アルキル基であり、
あるいは、それぞれのRはメチル基であり;
それぞれのRNは、上記で定義されるような一価のアミノ官能性の有機基であり、
それぞれのRF'は、上記で定義されるようなRS(一価のメルカプト官能性の有機基)、RV(一価のビニル官能性の有機基)、RA(一価の(メタ)アクリルアミド官能性の有機基)またはRMA(一価の(メタ)アクリレート官能性の有機基)である。]
(R2SiO)a(RRFSiO)b(RRF'SiO)c
[式中、基および下付添字(すなわち、a、bおよびc)は、上記の定義のとおりである。]
[式中、aは、0〜4000、あるいは、1〜1000、あるいは、2〜400であり、
bは、0〜1000、あるいは、1〜100、あるいは、2〜50であり、
cは、1〜1000、あるいは、2〜100、あるいは、3〜50であり;
それぞれのR’は、独立して、H、炭素数1〜40のアルキル基またはMe3Siである。]。
R2は、メチル基、メトキシ基、フェニル基またはヒドロキシル基、
R3は、メチル基、メトキシ基、フェニル基またはヒドロキシル基、
R'は、水素原子、炭素数1〜40のアルキル基またはMe3Si、
Bは、1または2つのエーテル結合が介在してよい炭素数1〜10の二価の飽和炭化水素基、
Cは、ヒドロキシル系、アミン系、アミド系、スルホンアミド系、第四級基、エーテル系、エポキシ系、フェノール系、エステル系、カルボキシル系、ケトン系、ハロゲン置換アルキル系またはアリール系の基、
a、 bおよびcは、繰り返し単位の数を示す整数であり、aは1〜4000、例えば2〜2000、bは0〜1000、好ましくは1〜800、cは0〜1000、好ましくは1〜800である。]
で示される。
[式中、aは、0〜4000、あるいは、1〜1000、あるいは、2〜400であり、
bは、0〜1000、あるいは、1〜100、あるいは、2〜50であり、
cは、1〜1000、あるいは、2〜100、あるいは、3〜50であり;
それぞれのR’は、H、炭素数1〜40のアルキル基またはMe3Siである。]
で示されるものであってよい。
この方法はまた、極性有機溶媒の存在下で行うことができる。極性有機溶媒は、ブタノール、t−ブタノール、イソプロパノール、ブトキシエタノール、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチルまたは酢酸エチルから選択される1つまたは複数のアルコール系溶媒、ケトン系溶媒またはエステル系溶媒、ならびに/または、芳香族炭化水素(例えば、キシレン、トルエンまたはトリメチルベンゼンなど)、これらの1つまたは複数の混合物であってよい。
フルオロシリコーン反応生成物は、それぞれの成分(A)および成分(B)の量によって制御されるように、単量体(A)とオルガノポリシロキサン(B)の様々な比率を含有してよい。フルオロシリコーンは、5重量%〜99.9重量%(好ましくは、10重量%〜95重量%)の単量体(A)と、0.1重量%〜95重量%(好ましくは、5重量%〜90重量%)のオルガノポリシロキサン(B)とを含有してよい(ここで、(A)および(B)の合計(重量%)は100%に等しい)。大きい割合のオルガノポリシロキサンを有するフルオロシリコーン生成物は、繊維状基材に対するより大きい持続性、または、処理された材料の手触りの柔らかさを提供することができる。大きい割合の含フッ素単量体を有する製造重合体は最大限の疎水性および疎油性を提供することができる。
あるいは、繊維状基材は紙であってもよい。製造重合体を、予め形成した紙に適用してよく、または、製紙の様々な段階で、例えば、紙の乾燥期間中に適用してもよい。
シャワー撥水性試験をJIS−L−1092に従って行った。シャワー撥水性試験は(下記に記載されている表1に示されるように)撥水性No.によって表された。
体積が少なくとも250mlであるガラス漏斗、および、250mlの水を20秒間〜30秒間にわたって噴霧することができるスプレーノズルを使用する。試験片フレームは、直径が15cmの金属フレームである。サイズが約20cmx20cmである3枚の試験片シートを準備し、シートを試験片ホルダーフレームに固定し、シートにしわがないようにする。噴霧の中心をシートの中心に置く。室温の水(250mL)をガラス漏斗に入れ、試験片シートに(25秒〜30秒の時間にわたって)噴霧する。保持フレームを台から取り外し、保持フレームの一方の端をつかんで、前方表面を下側にし、反対側の端を堅い物質で軽くたたく。保持フレームを180°さらに回転させ、同じ手順を繰り返して、過剰な水滴を落とす。湿った試験片を、撥水性が不良から優れた順で、0、50、70、80、90および100の評点をつけるために、湿潤比較標準物と比較する。結果を3回の測定の平均から得る。
JIS L-0217-103法による洗濯を10回または20回または30回繰り返して行い、その後の撥水撥油性を評価する(HL10、HL20、HL30)。HL0は、未洗濯で評価を行ったことを意味する。
処理された布の風合いを洗濯前に評価する。風合いは、下記の判断基準に従って手触りによって評価した。
4(優):処理されていない布よりも顕著に柔らかい
3(非常に良好):処理されていない布よりも柔らかい
2(良好):処理されていない布と同じ柔らかさ
1(不良):処理されていない布よりも硬い
合成例1
シロキサンA
冷却器、上部攪拌機および熱電対を取り付けた三つ口丸底フラスコに、第1シラノール末端ポリジメチルシロキサン(323g、Mn約900)、第2シラノール末端ポリジメチルシロキサン(380g、Mn約300)、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(230g)、アミノプロピルメチルジエトキシシラン(27g)、トリメチルエトキシシラン(42g)、水酸化バリウム(0.62g)およびオルトリン酸ナトリウム(0.25g)を仕込んだ。反応混合物を75℃に加熱し、この温度で3時間保った。次いで、揮発物を、75℃で4時間、減圧(200mbar)下で除き、アミノメルカプトシロキサンを得た。
1LオートクレーブにCF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3)=CH2(nの平均=2)(13FMA)138g、イソボルニルメタクリレート(IBMA)22.9g、アミノメルカプトシロキサン(「シロキサンA」または「Si」)22.8g、純水439g、トリプロピレングリコール61g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル8.83g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル8.83gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニル(VCM)52.5gを圧入充填した。さらに2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩3.2gを添加し、60℃で5時間反応させ、次式の重合体の水性分散液を得た。
ポリマーにおいて、13FMA:IBMA:VCM:Si の重量比は60:20:20:10である。
1LオートクレーブにCF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3)=CH2(nの平均=2)(13FMA)138g、ステアリルアクリレート(StA)11.5g、イソボルニルメタクリレート(IBMA)11.5g、アミノメルカプトシロキサン(「シロキサンA」または「Si」)22.8g、純水439g、トリプロピレングリコール61g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル8.83g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル8.83gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニル(VCM)52.5gを圧入充填した。さらに2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩3.2gを添加し、60℃で5時間反応させ、次式の重合体の水性分散液を得た。
ポリマーにおいて、13FMA:IBMA:VCM:StA:Siの重量比は60:10:20:10:10である。
1LオートクレーブにCF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3)=CH2(nの平均=2)(13FMA)138g、ベヘニルアクリレート(VA)11.5g、イソボルニルメタクリレート(IBMA)11.5g、アミノメルカプトシロキサン(「シロキサンA」または「Si」)22.8g、純水439g、トリプロピレングリコール61g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル8.83g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル8.83gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニル(VCM)52.5gを圧入充填した。さらに2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩3.2gを添加し、60℃で5時間反応させ、次式の重合体の水性分散液を得た。
ポリマーにおいて、13FMA:IBMA:VCM:VA:Siの重量比は60:10:20:10:10である。
1LオートクレーブにCF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOCH=CH2(nの平均=3.2)(17FA)204g、ステアリルアクリレート(StA)25.6g、N−メチロールアクリルアミド6.4g、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート1.5g、純水486g、トリプロピレングリコール88g、アルキルトリメチルアンモニウムクロリド3.4g、ソルビタンモノパルミテート4.6g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル4.9g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル20.0gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。フラスコ内を窒素置換後、塩化ビニル(VCM)67gを圧入充填した。さらに2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩2.2gを添加し、60℃で5時間反応させ、次式の重合体の水性分散液を得た。
1LオートクレーブにCF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3)=CH2(nの平均=2)(13FMA)138g、イソボルニルメタクリレート(IBMA)22.9g、純水439g、トリプロピレングリコール61g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル8.83g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル8.83gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニル(VCM)52.5gを圧入充填した。さらに2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩3.2gを添加し、60℃で5時間反応させ、次式の重合体の水性分散液を得た。
1LオートクレーブにCF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3)=CH2(nの平均=2)(13FMA)138g、ステアリルアクリレート(StA)11.5g、イソボルニルメタクリレート(IBMA)11.5g、純水439g、トリプロピレングリコール61g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル8.83g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル8.83gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニル(VCM)52.5gを圧入充填した。さらに2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩3.2gを添加し、60℃で5時間反応させ、次式の重合体の水性分散液を得た。
1LオートクレーブにCF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3)=CH2(nの平均=2)(13FMA)138g、ベヘニルアクリレート(VA)11.5g、イソボルニルメタクリレート(IBMA)11.5g、純水439g、トリプロピレングリコール61g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル8.83g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル8.83gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニル(VCM)52.5gを圧入充填した。さらに2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩3.2gを添加し、60℃で5時間反応させ、次式の重合体の水性分散液を得た。
製造例1で製造した水性分散液4.8gを純水で希釈して、重合体濃度0.2重量%または0.4重量%の試験液を調製した。この試験液にナイロンタフタ試験布(510mm×205mm)×1枚を浸漬後、マングルに通し、ピンテンターで160℃処理(2分間)を行った。試験布を切断し、3つの試験片(それぞれは170mm×205mmの寸法)を得た。3つの試験片をそれぞれ、未洗濯、洗濯10回、洗濯20回に使用した。夫々についてシャワー撥水試験および風合い試験に使用した。同じ操作を、ナイロン白色試験布(510mm×205mm)×1枚、PETタフタ試験布(510mm×205mm)×1枚、PETトロピカル試験布(510mm×205mm)×1枚について行った。結果を表3(撥水性)および表4(撥水性の耐久性および風合い)に示す。
製造例2〜3および比較製造例1〜4で得られたポリマーのそれぞれを実施例1と同様に処理し、シャワー撥水試験および風合い試験を行った。結果を表3および表4に示す。
13FMA: CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3)=CH2(nの平均は2.0)
17FMA: CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3)=CH2(nの平均は3.2)
IBMA: イソボルニルメタクリレート
VCM: 塩化ビニル
StA: ステアリルアクリレート
VA: ベヘニルアクリレート
Si: 合成例1で調製したシロキサンA
Claims (18)
- (A)(A1)式:
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX 1 X 2 基(但し、X 1 およびX 2 は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基、置換または非置換のベンジル基、あるいは置換または非置換のフェニル基であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、−CH 2 CH 2 N(R 1 )SO 2 −基(但し、R 1 は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH 2 CH(OZ 1 )CH 2 −基(但し、Z 1 は水素原子またはアセチル基である。)、−(CH 2 ) m −SO 2 −(CH 2 ) n −基、または−(CH 2 ) m −S−(CH 2 ) n −基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)であり、
Rfは、炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。]
で示される含フッ素単量体、および
(A2)(メタ)アクリレート基に直接に結合している一価の環状炭化水素基である環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体
を含んでなる単量体から誘導された繰り返し単位、ならびに
(B)メルカプト官能性オルガノポリシロキサン、ビニル官能性オルガノポリシロキサン、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサンおよび(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサンからなる群から選択された少なくとも1種の官能性オルガノポリシロキサンであって、
官能性オルガノポリシロキサン(B)が、平均式:
(R 2 SiO) a (RR N SiO) b (RR F' SiO) c
[式中、aは、0〜4000であり、
bは、1〜1000であり、
cは、1〜1000であり;
それぞれのRは独立して、一価の有機基であり、
それぞれのR N は、一価のアミノ官能性の有機基であり、
それぞれのR F' は、一価のメルカプト-、ビニル-、(メタ)アクリルアミド-または(メタ)アクリレート-官能性の有機基である。]
で示されるシロキシ単位を有する官能性オルガノポリシロキサン
からなる含フッ素重合体であって、
官能性オルガノポリシロキサン(B)が、官能性有機基を介して、含フッ素重合体に結合している含フッ素重合体。 - 含フッ素単量体(A1)が、式:
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX1X2基(但し、X1およびX2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基、置換または非置換のベンジル基、あるいは置換または非置換のフェニル基であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、−CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)または−CH2CH(OZ1)CH2−基(但し、Z1は水素原子またはアセチル基である。)、−(CH2)m−SO2−(CH2)n−基、または−(CH2)m−S−(CH2)n−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)であり、
Rfは炭素数1〜20の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である。]
で示されるアクリレートエステルである請求項1に記載の含フッ素重合体。 - (メタ)アクリレート単量体(A2)が、飽和の環状炭化水素基を有する単量体である請求項1に記載の含フッ素重合体。
- (メタ)アクリレート単量体(A2)における環状炭化水素基の炭素数が4〜20である請求項1に記載の含フッ素重合体。
- (メタ)アクリレート単量体(A2)において、環状炭化水素基の環における炭素原子が、(メタ)アクリレート基におけるエステル基に直接に結合している請求項1に記載の含フッ素重合体。
- (メタ)アクリレート単量体(A2)において、環状炭化水素基が、シクロヘキシル基、t−ブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基およびジシクロペンテニル基からなる群から選択された少なくとも1種である請求項1に記載の含フッ素重合体。
- (メタ)アクリレート単量体(A2)が、シクロヘキシルメタクリレート、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシクロペンタニルアクリレートおよびジシクロペンテニルアクリレートからなる群から選択された少なくとも1種である請求項1に記載の含フッ素重合体。
- 含フッ素重合体が、(A3)単量体(A1)および(A2)以外の単量体をも含む請求項1に記載の含フッ素重合体。
- 他の単量体(A3)がフッ素原子を含まない請求項8に記載の含フッ素重合体。
- 他の単量体(A3)が、ハロゲン化ビニルおよびハロゲン化ビニリデンからなる群から選択された少なくとも1種である請求項8に記載の含フッ素重合体。
- (A)(A1)式:
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX 1 X 2 基(但し、X 1 およびX 2 は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基、置換または非置換のベンジル基、あるいは置換または非置換のフェニル基であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、−CH 2 CH 2 N(R 1 )SO 2 −基(但し、R 1 は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH 2 CH(OZ 1 )CH 2 −基(但し、Z 1 は水素原子またはアセチル基である。)、−(CH 2 ) m −SO 2 −(CH 2 ) n −基、または−(CH 2 ) m −S−(CH 2 ) n −基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)であり、
Rfは、炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。]
で示される含フッ素単量体、および
(A2)(メタ)アクリレート基に直接に結合している一価の環状炭化水素基である環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体
を含んでなる単量体から誘導された繰り返し単位、ならびに
(B)メルカプト官能性オルガノポリシロキサン、ビニル官能性オルガノポリシロキサン、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサンおよび(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサンからなる群から選択された少なくとも1種の官能性オルガノポリシロキサンであって、
官能性オルガノポリシロキサン(B)が、平均式:
(R 2 SiO) a (RR N SiO) b (RR F' SiO) c
[式中、aは、0〜4000であり、
bは、1〜1000であり、
cは、1〜1000であり;
それぞれのRは独立して、一価の有機基であり、
それぞれのR N は、一価のアミノ官能性の有機基であり、
それぞれのR F' は、一価のメルカプト-、ビニル-、(メタ)アクリルアミド-または(メタ)アクリレート-官能性の有機基である。]
で示されるシロキシ単位を有する官能性オルガノポリシロキサン
からなる含フッ素重合体であって、
官能性オルガノポリシロキサン(B)が、官能性有機基を介して、含フッ素重合体に結合している含フッ素重合体を製造する方法であって、
該方法が、官能性オルガノポリシロキサン(B)の存在下で単量体(A)を重合して含フッ素重合体を得ることを含んでなる、含フッ素重合体を製造する方法。 - 請求項1に記載の含フッ素重合体を含んでなる表面処理剤。
- さらに液状媒体を含む請求項14に記載の表面処理剤。
- 水性分散液である請求項14に記載の表面処理剤。
- 請求項14に記載の表面処理剤を基材に適用することを含んでなる、基材を処理する方法。
- 請求項14に記載の表面処理剤で処理された繊維製品。
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