JP6767106B2 - Polyfluoropolyether-containing compound - Google Patents
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Landscapes
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Description
本発明は概して、異性化不可能な脂肪族不飽和基を含むポリフルオロポリエーテル(polyflouropolyether)含有化合物;該化合物を含む組成物、該化合物から調製されたケイ素含有ポリフルオロポリエーテル、及び、該化合物から合成、形成又は誘導された表面処理材料、並びに結合されたコーティングに関する。本発明はまた、これらの化合物、組成物及び材料の製造法、並びに、表面処理材料又は結合コーティングを含む表面処理された物品に関する。 The present invention generally relates to polyflouropolyether-containing compounds containing non-isomerizable aliphatic unsaturated groups; compositions containing the compounds, silicon-containing polyfluoropolyethers prepared from the compounds, and the like. With respect to surface treatment materials synthesized, formed or derived from compounds, as well as bonded coatings. The present invention also relates to methods of making these compounds, compositions and materials, as well as surface treated articles including surface treated materials or bond coatings.
電子機器/部品及び光学機器/部品、乗物、並びに器具の機能的及び/又は装飾表面は、主として皮膚、例えば指との接触に起因する汚れ及びしみが付着しやすい。例えば、インタラクティブタッチスクリーンディスプレイを含む電子機器、例えば、スマートフォンは、使用時に、指紋、皮脂、汗、化粧品等により汚れ及び/又はしみが付着する場合が多い。コンロ、冷蔵庫及び食器洗浄機等の器具、並びにトラック及び自動車等の乗物も、そのような汚れ及びしみに悩まされる。一旦、これらの汚れ及び/又はしみが機器のディスプレイ、又は器具若しくは乗物の表面に付着すると、これらの汚れ及び/又はしみは容易に除去されない。更に、それらの汚れ及び/又はしみは、これらの機器の外観、機能及び使い易さを低下させ、これらの器具の外観を低下させ、またこれらの乗物の外観及び機能を低下させる(例えば、抵抗力を増大させる)。 The functional and / or decorative surfaces of electronic devices / parts and optics / parts, vehicles, and appliances are susceptible to stains and stains, primarily due to contact with the skin, such as fingers. For example, electronic devices including interactive touch screen displays, such as smartphones, are often stained and / or stained by fingerprints, sebum, sweat, cosmetics, etc. when used. Equipment such as stoves, refrigerators and dishwashers, as well as vehicles such as trucks and automobiles, also suffer from such stains and stains. Once these stains and / or stains have adhered to the display of the device or the surface of the appliance or vehicle, these stains and / or stains are not easily removed. In addition, their stains and / or stains reduce the appearance, function and ease of use of these devices, reduce the appearance of these devices and also reduce the appearance and function of these vehicles (eg, resistors). Increase force).
そのような汚れ及びしみの効果、外観及び蔓延を最小限にする試みにおいて、抗汚れ及び/又は抗しみ処理を必要とする機器の機能性及び/又は装飾表面上に、表面処理材料が適用される。そのような機器には、電子機器のディスプレイ、並びに器具及び乗物の外側表面が挙げられる。適用された表面処理材料は、機器のそのような機能性及び/又は装飾表面上にフィルムを形成し、それらの表面が汚れ及びしみに抵抗することを可能にする。これらのフィルムは、電子機器のタッチスクリーン等のタッチセンサー式ディスプレイの機能及び外観を含む、機器の外観、機能、及び使い易さを維持することを助ける。これらのフィルムが、例えば機器の使用の結果、磨り減った場合、追加の表面処理材料を機能性及び/又は装飾表面に再び適用して、フィルムを再び形成することができる。 In an attempt to minimize the effect, appearance and spread of such stains and stains, surface treatment materials are applied on the functional and / or decorative surfaces of equipment requiring anti-stain and / or anti-stain treatment. To. Such devices include displays for electronic devices, as well as the outer surfaces of appliances and vehicles. The applied surface treatment material forms a film on such functional and / or decorative surfaces of the equipment, allowing those surfaces to resist stains and stains. These films help maintain the appearance, functionality, and ease of use of the device, including the function and appearance of touch-sensitive displays such as touch screens of electronic devices. If these films are worn out, for example as a result of equipment use, additional surface treatment materials can be reapplied to the functional and / or decorative surfaces to re-form the films.
本発明は、異性化不可能な脂肪族不飽和基を含むポリフルオロポリエーテル含有化合物(本明細書では、略して、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル、又は略して、ポリフルオロポリエーテル含有化合物と称する)、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル及びSiH−官能性化合物を含む表面処理組成物、この表面処理組成物から(例えば、ヒドロシリル化により)合成されたケイ素含有ポリフルオロポリエーテル、このケイ素含有ポリフルオロポリエーテルから形成され又は構成された表面処理材料、この表面処理材料の硬化により(例えば、縮合硬化又はフリーラジカル硬化により)作製された結合コーティング、並びに関連する方法及び使用を含む様々な実施形態を提供する。異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、以下の一般式(A)を有する。Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Q。一般式(A)において、各Xは、独立して二価有機基、−[二価有機基]−O−又はOであり、Yは、F、H又は−X−Qであり、Zは、独立して−(CF2)−、−(CF(CF3)CF2O)−、−(CF2CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)CF2)−、−(CF2CF(CF3))−及び−(CF(CF3))−から選択され、aは、1〜200の整数であり、b、c、d、e、f及びgは、それぞれ、独立して0〜200から選択される整数であり、各Qは、独立して−C≡CH又は−Y’−CR=CH2であり、各Rは、独立してH、CH3又はY’−ヒドロカルビルであり、各Y’は、独立してO、−N(R)−、S、又は、Qの炭素−炭素二重結合の移動的異性化を防止するヒドロカルビレン基である。異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、ケイ素原子を欠き又は有さなくてもよい。 The present invention comprises a polyfluoropolyether-containing compound containing a non-isomerizable aliphatic unsaturated group (abbreviated herein, a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether, or abbreviated as poly. A surface treatment composition containing a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether and a SiH-functional compound (referred to as a fluoropolyether-containing compound), synthesized from this surface treatment composition (eg, by hydrosilylation). Silicon-containing polyfluoropolyethers, surface-treated materials formed or composed of the silicon-containing polyfluoropolyethers, bond coatings made by curing the surface-treated materials (eg, by condensation or free radical curing), Also provided are various embodiments including related methods and uses. The non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether has the following general formula (A). Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Q. In the general formula (A), each X is independently a divalent organic group, − [divalent organic group] −O− or O, Y is F, H or −X−Q, and Z is , Independently-(CF 2 )-,-(CF (CF 3 ) CF 2 O)-,-(CF 2 CF (CF 3 ) O)-,-(CF (CF 3 ) O)-,-( CF (CF 3 ) CF 2 )-,-(CF 2 CF (CF 3 ))-and-(CF (CF 3 ))-is selected, where a is an integer from 1 to 200 and b, c, d, e, f and g are integers independently selected from 0 to 200, respectively, and each Q is independently -C≡CH or -Y'-CR = CH 2 , and each R. Are independently H, CH 3 or Y'-hydrocarbyl, and each Y'is independently a mobile isomer of a carbon-carbon double bond of O, -N (R)-, S, or Q. It is a hydrocarbylene group that prevents the formation. Non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers may be lacking or absent of silicon atoms.
本発明は、上述した、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成するための方法も開示する。 The present invention also discloses a method for forming the above-mentioned non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether.
本発明は、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテル及び表面処理材料を形成するための方法も開示する。この方法は、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルとSiH−官能性化合物とを、ヒドロシリル化触媒の存在下で反応させることにより、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルから構成される、表面処理材料として有用なケイ素含有ポリフルオロポリエーテルを生成する工程を含み、このケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは、異性化C=C結合を含む副産物で汚染されていない。 The present invention also discloses methods for forming silicon-containing polyfluoropolyethers and surface treatment materials. This method comprises a surface composed of a silicon-containing polyfluoropolyether by reacting a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether with a SiH-functional compound in the presence of a hydrosilylation catalyst. It comprises the step of producing a silicon-containing polyfluoropolyether useful as a treatment material, which silicon-containing polyfluoropolyether is not contaminated with by-products containing an isomerized C = C bond.
本発明は更に、表面処理された物品を提供する。この表面された処理物品は、表面を呈する物品を含む。物品の表面上に層が堆積され、この層は、表面処理材料から形成されている。 The present invention further provides surface-treated articles. This surfaced treated article includes an article exhibiting a surface. A layer is deposited on the surface of the article, which is formed from a surface treatment material.
本発明の表面処理材料は、大きい水接触角を有する(研磨前又は研磨後)表面処理された物品を形成する。したがって、それらの表面処理された物品は、特に異性化C=C結合を含む副産物で汚染されたケイ素含有ポリフルオロポリエーテルから形成された表面処理された材料と比較した場合、汚れ付着及びしみ付着に対する抵抗力が増大されており、多くの場合、この抵抗力の耐久性がより高い。 The surface-treated material of the present invention forms a surface-treated article having a large water contact angle (before or after polishing). Thus, those surface-treated articles are soiled and stained, especially when compared to surface-treated materials formed from silicon-containing polyfluoropolyethers contaminated with by-products containing isomerized C = C bonds. The resistance to is increased, and in many cases this resistance is more durable.
概要及び要約書は、参照により本明細書に組み込まれる。本発明は、上述したような様々な実施形態を提供する。本発明は、異性化不可能な脂肪族不飽和基を含むポリフルオロポリエーテル含有化合物(本明細書では、略して、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル、又は更に略して、ポリフルオロポリエーテル含有化合物と称する)、及びそれらを形成するための関連した方法を提供する。本発明は、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル及びSiH−官能性化合物を含む表面処理組成物も提供する。いくつかの態様では、SiH−官能性化合物は、更に少なくとも1つの硬化性基を含み、別の態様では、SiH−官能性化合物は硬化性基を含まない。各硬化性基は、独立して、加水分解性基又はフリーラジカル反応性基であってもよい。いくつかの態様では、表面処理組成物は、ヒドロシリル化触媒を更に含む。 The summary and abstract are incorporated herein by reference. The present invention provides various embodiments as described above. The present invention comprises a polyfluoropolyether-containing compound containing a non-isomerizable aliphatic unsaturated group (in the present specification, a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether, or further abbreviated, (Refered to be polyfluoropolyether-containing compounds), and related methods for forming them. The present invention also provides a surface treatment composition comprising a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether and a SiH-functional compound. In some embodiments, the SiH-functional compound further comprises at least one curable group, in another embodiment the SiH-functional compound is free of curable groups. Each curable group may independently be a hydrolyzable group or a free radical reactive group. In some embodiments, the surface treatment composition further comprises a hydrosilylation catalyst.
本発明は、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル及びSiH−官能性化合物を含む表面処理組成物からケイ素含有ポリフルオロポリエーテルを形成する方法も提供する。形成方法は、表面処理組成物の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルとSiH−官能性化合物とのヒドロシリル化反応を含んでもよい。 The present invention also provides a method of forming a silicon-containing polyfluoropolyether from a surface treatment composition containing a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether and a SiH-functional compound. The forming method may include a hydrosilylation reaction between a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of the surface treatment composition and a SiH-functional compound.
また更に、本発明は、これらのケイ素含有ポリフルオロポリエーテルを含む又はこれらのケイ素含有ポリフルオロポリエーテルから構成される表面処理材料、この表面処理材料を生成する関連した方法、及びこの表面処理材料を含む表面処理された物品を提供する。表面処理材料が、SiH−官能性化合物が少なくとも1つの硬化性基を更に含む表面処理組成物から形成されている場合、表面処理材料自体が硬化性である。表面処理材料の硬化は、縮合反応(少なくとも1つの硬化性基が、後に記載するような加水分解性基の場合)を介して、又はフリーラジカル反応(少なくとも1つの硬化性基が、アクリレート基等のフリーラジカル反応性基の場合)を介してであってもよい。 Furthermore, the present invention relates to surface treatment materials containing or composed of these silicon-containing polyfluoropolyethers, related methods for producing the surface treatment materials, and the surface treatment materials. Provide surface-treated articles containing. When the surface treatment material is formed from a surface treatment composition in which the SiH-functional compound further contains at least one curable group, the surface treatment material itself is curable. The surface treatment material is cured via a condensation reaction (when at least one curable group is a hydrolyzable group as described later) or by a free radical reaction (at least one curable group is an acrylate group, etc.). In the case of a free radical reactive group).
本発明は、抗汚れ及び/又は抗しみ処理を必要とする機器の表面上での、例えば縮合硬化又はフリーラジカル硬化による等、表面処理材料の硬化により形成された結合コーティングも提供する。硬化は、表面処理材料が機器上に堆積された後に行われる。本発明は、機器上で合成された表面処理材料の硬化により形成された結合コーティングも提供する。硬化は、縮合硬化又はフリーラジカル硬化であってもよい。表面処理材料は、この表面処理組成物の層を機器上に形成し、この表面処理組成物の層をヒドロシリル化反応に供して、表面処理材料を機器上の層として定位置で合成することにより、機器上で合成することができる。その後、定位置で合成された表面処理材料を硬化させて、機器上の結合コーティングを形成することができる。 The present invention also provides a binding coating formed by curing a surface treatment material, such as by condensation curing or free radical curing, on the surface of equipment requiring anti-staining and / or anti-staining treatment. Curing takes place after the surface treatment material has been deposited on the instrument. The present invention also provides a binding coating formed by curing a surface treatment material synthesized on an instrument. The curing may be condensation curing or free radical curing. The surface treatment material is formed by forming a layer of the surface treatment composition on an instrument, subjecting the layer of the surface treatment composition to a hydrosilylation reaction, and synthesizing the surface treatment material as a layer on the instrument in a fixed position. , Can be synthesized on the device. The in-situ synthesized surface treatment material can then be cured to form a bond coating on the device.
本発明は、SiH−官能性成分と、非発明の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルとの混合物を含む非発明の(non−inventive)表面処理組成物の問題点に対処する。非発明の組成物は、ヒドロシリル化反応性であってもよく、ヒドロシリル化反応により非発明の表面処理材料を調製するのに有用である。本発明者らは、これら非発明の表面処理材料が抗汚れ及び/又は抗しみ抵抗に関していくつかの有益な効果を有するかもしれない(未確認)が、これらは、機器の機能性及び/又は装飾表面上の非発明のコーティングとして使用する場合に有害な効果も有することを発見した。非発明のコーティングは、不十分な化学的及び/又は機械的特性を有する。また、非発明のコーティングは、未反応の従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルのような未反応成分を有し、これは非発明のコーティングを触る人々及び物に浸出し及び/又は擦り取られ得る。この浸出液は環境を汚染し、また更に、非発明のコーティングを脆弱にする。更に、非発明のコーティングは、それらの機器上での耐摩耗性が不十分であるために磨り減り、又は耐摩耗性が十分であり若しくは望ましい場合よりも、高い頻度で磨り減る。コーティングは、脆弱である。 The present invention addresses the problems of non-inventive surface treatment compositions comprising a mixture of SiH-functional components and a non-inventive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether. The non-invented composition may be hydrosilylation reactive and is useful for preparing non-invented surface treatment materials by hydrosilylation reaction. We have found that these non-inventive surface treatment materials may have some beneficial effects on antifouling and / or antistain resistance (unconfirmed), but they are the functionality and / or decoration of the device. It has also been found to have a detrimental effect when used as a non-inventive coating on the surface. Non-invented coatings have poor chemical and / or mechanical properties. Also, the non-invented coating has unreacted components such as unreacted conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyether, which leaches and / or scrapes the non-invented coating to people and objects that touch it. Can be This leachate pollutes the environment and also makes non-invented coatings fragile. In addition, non-invented coatings wear down due to insufficient wear resistance on their equipment, or wear more frequently than if they have sufficient or desirable wear resistance. The coating is fragile.
本発明者らは、この問題の技術的解決法を模索した。解決法の発見は困難であった。最初に、本発明者らは、非発明のコーティングの乏しい性能の原因を特定し、次いで、この知見を、改善されたコーティングに転換する方法を見出す必要があった。非発明のコーティングの成分が問題の原因であったか?どの成分が?多大な研究後、本発明者らは、驚くべきことに、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物が、ヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分及びヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分の両方を含むことを発見した。本発明者らは、ヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分と、ヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分との相違が何であるか、また成分を変更することにより、コーティング特性の改善がもたらされるか否かを考えた。 We have sought a technical solution to this problem. Finding a solution was difficult. First, we needed to identify the cause of the poor performance of non-invented coatings, and then find ways to translate this finding into improved coatings. Was the component of the non-invented coating the cause of the problem? Which ingredient is it? After extensive research, we have surprisingly found that a mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers is a hydrosilylation-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component and a hydrosilylated non-reactive fat. It was found to contain both group unsaturated polyfluoropolyether components. The present inventors have determined what is the difference between the hydrosilylated reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component and the hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component, and by changing the component. We wondered if the coating properties would be improved.
本発明者らは、ヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分が末端脂肪族不飽和結合を含むのに対して、ヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分は内部脂肪族不飽和結合を含むことを見出した。この不飽和結合の位置の相違は、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物のそれぞれの成分のヒドロシリル化反応性における相違を説明し得る。ヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分分子の内部に位置する脂肪族不飽和結合は、立体障害がより高いため、表面処理組成物のSiH官能性成分とのヒドロシリル化反応に関してよりアクセスされにくく、そのためSiH官能性成分に対する共有結合の形成に関してよりアクセスされにくい。それに対して、ヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分分子の末端に位置する脂肪族不飽和結合は、立体障害がより低いため、SiH官能性成分とのヒドロシリル化反応に関してよりアクセスされやすく、そのためSiH官能性成分に対する共有結合の形成に関してよりアクセスされやすい。SiH−官能性成分と、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物とのヒドロシリル化反応中、ヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分は、反応して、ヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分とSiH官能性成分との間に形成される共有結合によって形成された巨大分子を形成する。ヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分は反応しない、又は反応が非常に緩慢である。それ故、本発明者らは、ヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分が末端脂肪族不飽和結合を含むのに対して、ヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分は内部脂肪族不飽和結合を含むと考える。 We found that the hydrosilylated reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component contains a terminal aliphatic unsaturated bond, whereas the hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component contains an internal fat. It was found to contain a family unsaturated bond. This difference in the position of the unsaturated bond can explain the difference in the hydrosilylation reactivity of each component of the mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers. Hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component The aliphatic unsaturated bond located inside the molecule has a higher steric disorder, so that the hydrosilylation reaction with the SiH functional component of the surface treatment composition is more important. It is less accessible and therefore less accessible with respect to the formation of covalent bonds to the SiH functional component. In contrast, the aliphatic unsaturated bond located at the end of the hydrosilylation-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component molecule is more accessible for the hydrosilylation reaction with the SiH functional component due to its lower steric hindrance. It is easy and therefore more accessible with respect to the formation of covalent bonds to SiH functional components. During the hydrosilylation reaction of the SiH-functional component with a mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers, the hydrosilylation-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component reacts with the hydrosilylation-reactive fat. It forms macromolecules formed by covalent bonds formed between the group unsaturated polyfluoropolyether component and the SiH functional component. Hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether components do not react or react very slowly. Therefore, we found that the hydrosilylated reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component contains a terminal aliphatic unsaturated bond, whereas the hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component. Is considered to contain an internal aliphatic unsaturated bond.
本発明者らは、SiH−官能性成分とのヒドロシリル化反応において、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物のヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分に対するヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分の割合が増大すると、ヒドロシリル化反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分とSiH官能性成分との間の共有結合の形成が増大するであろうと判断した。本発明者らは、この変更により、ヒドロシリル化前の表面処理組成物の特性と比較して、並びに、低い割合の反応性/非反応性を用いて作製された比較対照の表面処理材料、及びこのようにして形成された共有結合がより少ない比較対照の表面処理材料と比較して、結果として得られる表面処理材料(ヒドロシリル化反応組成物)の化学的及び/又は機械的特性が改善されるであろうと考えた。単位表面処理材料当たり形成される共有結合が多いほど、表面処理材料の分子量が大きくなるため、表面処理材料の化学的及び/又は機械的特性がより改善される。 In the hydrosilylation reaction with the SiH-functional component, the present inventors hydrosilylation-reactivity of a mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers with respect to the hydrosilylation non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component. It was determined that increasing the proportion of the aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component would increase the formation of covalent bonds between the hydrosilylation-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component and the SiH functional component. We have made this modification to a comparative surface treatment material made compared to the properties of the surface treatment composition before hydrosilylation and with a low percentage of reactivity / non-reactivity, and a control surface treatment material. The chemical and / or mechanical properties of the resulting surface treatment material (hydrosilylation reaction composition) are improved as compared to the control surface treatment material thus formed with less covalent bonds. I thought it would be. The more covalent bonds formed per unit surface treatment material, the higher the molecular weight of the surface treatment material, thus further improving the chemical and / or mechanical properties of the surface treatment material.
非発明の表面処理材料の更なる問題は、SiH官能性成分が、更に、加水分解性基又はフリーラジカル反応性基等の硬化性基を含む独特の状況において見出された。従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分の混合物から、弱く結合されたコーティング又は非結合のコーティングが調製される。機器表面等の基材上に配置された場合、弱く結合されたコーティングは機器表面に対して共有結合を殆ど有さない。非結合のコーティングは、機器表面に対して共有結合されていない層である。非結合のコーティングは、層に硬化条件が適用されていないため、又は層が硬化性基を欠いた若しくは含まないSiH官能性成分から形成されているため、硬化されていない。本発明者らは、弱く結合された又は非結合のコーティングを使用した場合、コーティングを定期的に再適用する必要があることを見出した。したがって、他のタイプの硬化性基(例えば、縮合硬化性基)を有するSiH官能性成分と、非発明の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物とから形成された従来の表面処理材料は、機器の機能性及び/又は装飾表面上で弱く結合されたコーティングを形成する幾分かの能力を有する。しかし、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物のヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分分子の内部に位置する脂肪族不飽和結合が、Si官能性成分と共有結合を形成することが不可能であることは、より少ないケイ素含有ポリフルオロポリエーテル分子が生成され又は架橋されることを意味する。結果として得られるコーティングは脆弱である。成分間でヒドロシリル化により形成される共有結合が所望よりも少なく、また表面処理材料中で形成されるケイ素含有ポリフルオロポリエーテル分子がより少ないため、硬化後にケイ素含有ポリフルオロポリエーテルと機器の機能性及び/又は装飾表面との間で形成される共有結合がより少ないように、他のタイプの硬化性基を有するより少ない分子が存在する。更に、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物中のヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分分子の割合が高すぎる場合、それ自体が機器の表面に結合したSiH官能性成分で汚染されたコーティングが代わりに形成され得る。 A further problem with non-invented surface treatment materials has been found in unique situations where the SiH functional component further contains curable groups such as hydrolyzable groups or free radical reactive groups. A weakly bound or unbound coating is prepared from a mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyether components. When placed on a substrate such as the surface of an instrument, the weakly bonded coating has little covalent bond to the surface of the instrument. The unbonded coating is a layer that is not covalently bonded to the device surface. Non-bonded coatings are not cured because no curing conditions have been applied to the layers, or because the layers are formed from SiH functional components that lack or do not contain curable groups. We have found that if a weakly bound or unbound coating is used, the coating needs to be reapplied on a regular basis. Therefore, conventional surface treatment materials formed from a mixture of SiH functional components having other types of curable groups (eg, condensation curable groups) and non-invented aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers It has the functionality of the device and / or some ability to form a weakly bonded coating on the decorative surface. However, the aliphatic unsaturated bond located inside the hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component molecule of the mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyether forms a covalent bond with the Si functional component. The inability to form means that fewer silicon-containing polyfluoropolyether molecules are produced or crosslinked. The resulting coating is fragile. The function of the silicon-containing polyfluoropolyether and the instrument after curing due to less covalent bonds formed by hydrosilylation between the components and fewer silicon-containing polyfluoropolyether molecules formed in the surface treatment material. There are fewer molecules with other types of curable groups so that less covalent bonds are formed with the sex and / or decorative surface. Furthermore, if the proportion of hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component molecules in a mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers is too high, the SiH functionality itself is bound to the surface of the instrument. A coating contaminated with the ingredients can be formed instead.
したがって、前述した従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物に見出される割合と比較して、混合物中の反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分に対する非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分の割合を低減することは、本発明者らの発見を考慮すれば望ましいであろう。しかし、この技術的解決法を達成することは予想外に困難である。本発明者らは、末端位置のみに位置する不飽和結合を有する従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分の高純度ロットを出発材料として表面処理組成物を得た場合であっても、表面処理組成物を反応させるヒドロシリル化後、結果として得られた表面処理材料は、内部位置に位置する不飽和結合を有する非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分を不必要に含むことを見出した。これは、あたかも本発明者らが、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物を出発材料として用いてかのようであった。本発明者らは、ヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分が、ヒドロシリル化非反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分からその場で(in situ)形成された反応副産物であるとの仮説を立てた。更に、本発明者らは、それらが、反応性脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分の末端不飽和結合の移動的異性化を経由して、非反応性成分中に見出されるような内部不飽和結合を形成すると疑った。即ち、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物中では、末端脂肪族不飽和結合は、それら全部がヒドロシリル化反応に関与する前に、異性化することが可能である。そのような移動的異性化を表現する代替的方法は、ビシナル水素原子が移動すると言うことである。対照的に、おそらく内部脂肪族不飽和結合は、一旦形成されると、再び異性化することが不可能であり、又は、ヒドロシリル化反応速度と比較して再び異性化するのが遙かに遅い(さもなければ、それらは、末端異性体の全部が反応するまで、平衡異性化において末端不飽和へと引き寄せられているであろう)。 Therefore, a non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropoly to a reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component in the mixture as compared to the proportions found in the mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers described above. Reducing the proportion of ether components would be desirable in view of our findings. However, achieving this technical solution is unexpectedly difficult. The present inventors have obtained a surface treatment composition using a high-purity lot of a conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component having an unsaturated bond located only at the terminal position as a starting material, even when the surface is obtained. After hydrosilylation to react the treatment composition, the resulting surface treatment material was found to unnecessarily contain a non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component with an unsaturated bond located at an internal position. It was. This was as if we were using a mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers as a starting material. We present a reaction by-product in which a hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component is formed in situ from a hydrosilylated non-reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component. I made a hypothesis that there is. Furthermore, we have found that they are internally unsaturated as found in non-reactive components via the mobile isomerization of the terminal unsaturated bonds of the reactive aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component. Suspected of forming a bond. That is, in conventional mixtures of aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers, the terminal aliphatic unsaturated bonds can be isomerized before they all participate in the hydrosilylation reaction. An alternative way to express such mobile isomerization is to say that the vicinal hydrogen atom moves. In contrast, perhaps internal aliphatic unsaturated bonds, once formed, cannot be reisomerized or are much slower to reisomerize compared to the hydrosilylation kinetics. (Otherwise, they will be attracted to terminal unsaturated in equilibrium isomerization until all of the terminal isomers have reacted).
本発明は、前述した問題の少なくとも1つを解決する。技術的解決を達成するために、本発明者らは、末端不飽和結合を有し、かつ以下の2つの禁忌の特徴の組み合わせを有する新しい脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分の発見を模索した。(a)末端不飽和結合は、SiH−官能性シラン又はSiH−官能性シロキサン等、表面処理組成物の他の成分と前述した共有結合を形成するよう、十分にヒドロシリル化反応性である必要がある、及び(b1)末端不飽和結合(又はビシナル水素原子)は、移動して異性化可能ではない、若しくは移動して異性化する可能性が十分に低い必要がある、又は(b2)急速に可逆的に移動して異性化可能である、即ち、結果として得られた内部不飽和結合が、ヒドロシリル化反応の速度よりも速い速度で、再び移動して異性化し、末端不飽和結合になることが可能である必要がある、のいずれかである。この技術的解決を達成するために、本発明者らは、例えば、ビシナル水素原子(1つ又は複数)の酸性度及び/若しくは結合切断性(scissionability)を変更することによって、並びに/又は、近隣の基のサイズを増大若しくは低下させてビシナル水素原子(1つ又は複数)の周囲の立体障害を増大若しくは低下させることにより、ビシナル水素原子(1つ又は複数)に対してアクセスしやすさを低下又は増大させることによって、ビシナル水素原子(1つ又は複数)が移動を受けにくく、又は受けやすくされ得るか否かを考えた。 The present invention solves at least one of the problems described above. To achieve a technical solution, we sought to discover a new aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component that has a terminal unsaturated bond and has a combination of the following two contraindicated features: .. (A) The terminal unsaturated bond must be sufficiently hydrosilylation reactive to form the covalent bond described above with other components of the surface treatment composition, such as SiH-functional silane or SiH-functional siloxane. There are, and (b1) end unsaturated bonds (or vicinal hydrogen atoms) are not migratory and isomerizable, or need to be sufficiently unlikely to migrate and isomerize, or (b2) rapidly. Reversibly migrating and isomerizable, i.e., the resulting internally unsaturated bond relocates and isomerizes at a rate faster than the rate of the hydrosilylation reaction, resulting in a terminal unsaturated bond. Must be possible, either. To achieve this technical solution, we, for example, by changing the acidity and / or scissionability of a vicinal hydrogen atom (s), and / or neighbors. Decreased accessibility to vicinal hydrogen atoms (s) by increasing or decreasing the size of the group and increasing or decreasing the steric hindrance around the vicinal hydrogen atoms (s). Or, by increasing the amount, it was considered whether or not the vicinal hydrogen atom (s) could be less susceptible to or more susceptible to migration.
本発明は、特徴(a)及び(b1)の両方を有する末端不飽和結合を有する新しい脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル、即ち、異性化不可能な脂肪族不飽和基を含むポリフルオロポリエーテル含有化合物を提供することにより、技術的問題を解決する。本発明は、そのような脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを含む、関連した表面処理組成物、及びそのような表面処理組成物のヒドロシリル化反応により形成された表面処理材料も提供する。いくつかの実施形態では、本発明のケイ素含有ポリフルオロポリエーテル及び表面処理材料は、非硬化性であり又は硬化されない。別の実施形態では、本発明のケイ素含有ポリフルオロポリエーテル及び表面処理材料は、以下に記載するように硬化性である。本発明は、縮合硬化、あるいはフリーラジカル硬化等、表面処理材料を硬化させることにより形成された結合コーティング、並びにその方法及び結合コーティングの使用も提供する。 The present invention is a novel aliphatic unsaturated polyfluoropolyether having a terminal unsaturated bond having both the characteristics (a) and (b1), that is, a polyfluoropolyether containing a non-isomerizable aliphatic unsaturated group. The technical problem is solved by providing the contained compound. The present invention also provides related surface treatment compositions, including such aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers, and surface treatment materials formed by the hydrosilylation reaction of such surface treatment compositions. In some embodiments, the silicon-containing polyfluoropolyethers and surface treatment materials of the present invention are non-curable or non-curable. In another embodiment, the silicon-containing polyfluoropolyethers and surface treatment materials of the present invention are curable as described below. The present invention also provides a binding coating formed by curing a surface treatment material, such as condensation curing or free radical curing, as well as methods and use of the binding coating.
本発明者らは、本発明の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルと、更に他のタイプの硬化性基(例えば、縮合硬化性基)を含むSiH官能性成分との間に形成された共有結合が、これらの他のタイプの硬化性基を、本発明の表面処理材料の本発明のケイ素含有ポリフルオロポリエーテルへと導入するのに有利であることを見出した。結果は、硬化性である表面処理材料の一実施形態、即ち、少なくとも1つの他のタイプの硬化性基を含むSiH−官能性成分と、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル成分とを含む本発明の表面処理組成物のヒドロシリル化反応により形成された本発明の硬化性表面処理材料である。本発明の結合コーティングは、機器の機能性及び/又は装飾表面上での縮合硬化又はフリーラジカル硬化により硬化性表面処理材料を硬化させることによって形成されてもよい。そのような硬化の結果は、機器の機能性及び/又は装飾表面に共有結合された結合コーティングを含む、本発明の表面処理された機器である。硬化時、硬化性表面処理材料の他のタイプの硬化性基のいくつかは、機能性及び/又は装飾表面上の官能基と反応して、硬化性表面処理材料を硬化させ、硬化性表面処理材料と、機器の機能性及び/又は装飾表面との間で共有結合を形成することにより、コーティングを機器に共有結合させる(したがって、用語「結合コーティング」)。更に、表面処理材料の硬化により、従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物を用いて形成されたコーティングの架橋密度と比較して、結合コーティング中の架橋密度が増大する。したがって、本発明の結合コーティングと機能性及び/又は装飾表面との間の共有結合と、内部の架橋密度の増大とは、それらの機器上の結合コーティングの耐摩耗性及び水接触角を望ましく増大させ得る。増大した耐摩耗性とは、本発明の結合コーティングが磨り減らず、又は比較対照の弱く結合されたコーティング又は非結合のコーティングよりも低い頻度で磨り減ることを意味する。本発明者らは、本発明の結合コーティングを再適用する必要性が比較的低いことを見出した。本発明は、本発明の結合コーティングと、結合コーティングの作製に有用な硬化性表面処理材料とを提供する。後に実施例が示すように、新しい表面処理組成物から形成された結合コーティングは、移動的異性化を受けやすい従来の脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの混合物を有する非発明の表面処理組成物から形成された非結合又は弱く結合されたコーティングと比較して、向上した水接触角、並びに向上した機械的及び/又は化学的特性を有する。本発明の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの実施形態は、内部脂肪族不飽和結合(例えば、C=C又はC≡C)を欠く(含まない)。本発明の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの実施形態は、ビシナル水素原子を欠き(含まず)、それにも係わらず、驚くべきことに、末端不飽和結合は、SiH−官能性化合物等の、表面処理組成物の他の成分と、前述した共有結合を形成するよう十分反応性である。ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルの実施形態は、脂肪族不飽和結合を欠く(含まない)。 We are between the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of the present invention and a SiH functional component containing yet another type of curable group (eg, condensation curable group). It has been found that the covalent bonds formed are advantageous for introducing these other types of curable groups into the silicon-containing polyfluoropolyethers of the present invention for the surface treatment materials of the present invention. The result is an embodiment of a curable surface treatment material, namely a SiH-functional component containing at least one other type of curable group and a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether component. It is a curable surface treatment material of the present invention formed by the hydrosilylation reaction of the surface treatment composition of the present invention containing. The binding coating of the present invention may be formed by curing a curable surface treatment material by condensation curing or free radical curing on the functional and / or decorative surface of the device. The result of such curing is the surface-treated equipment of the present invention, which comprises the functional and / or covalently bonded coating on the decorative surface of the equipment. Upon curing, some of the other types of curable groups in the curable surface treatment material react with functional groups on the functional and / or decorative surface to cure the curable surface treatment material and cure the surface treatment. The coating is covalently bonded to the device by forming a covalent bond between the material and the functional and / or decorative surface of the device (hence the term "bonding coating"). In addition, curing of the surface treatment material increases the crosslink density in the bond coating as compared to the crosslink density of coatings formed with conventional mixtures of aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers. Therefore, the covalent bond between the bond coating of the present invention and the functional and / or decorative surface and the increase in the internal crosslink density preferably increase the wear resistance and water contact angle of the bond coating on their equipment. I can let you. Increased wear resistance means that the bonded coatings of the present invention do not wear out or wear out less frequently than the weakly bonded or unbonded coatings of the comparative controls. We have found that the need to reapply the binding coatings of the invention is relatively low. The present invention provides the binding coating of the present invention and a curable surface treatment material useful for making the binding coating. As later shown in the Examples, the binding coating formed from the new surface treatment composition is from a non-invention surface treatment composition having a mixture of conventional aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers susceptible to mobile isomerization. It has improved water contact angles and improved mechanical and / or chemical properties compared to the unbonded or weakly bonded coatings formed. The non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether embodiment of the present invention lacks (does not include) an internal aliphatic unsaturated bond (eg, C = C or C≡C). The non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether embodiment of the present invention lacks (does not contain) a vicinal hydrogen atom, and nevertheless, surprisingly, the terminal unsaturated bond is SiH-functional. It is sufficiently reactive to form the covalent bonds described above with other components of the surface treatment composition, such as sex compounds. Embodiments of silicon-containing polyfluoropolyethers lack (do not include) aliphatic unsaturated bonds.
本発明の表面処理された物品は、大きい水接触角を有する。それらの表面処理された物品は、多くの場合、特に、比較対照のケイ素含有ポリフルオロポリエーテルを含み、かつ移動的異性化C=C結合又はC=C=C結合を含む副産物で汚染されている比較対照の表面処理された材料と比較した場合、比較対照のケイ素含有ポリフルオロポリエーテルが移動的異性化を受ける前にCH2基又はC−H基に対してビシナルの末端C=C結合又は末端C≡C結合を含んでいたか否かに応じて、汚れ/しみ抵抗力のより高い耐久性と、汚れ付着及びしみ付着に対して増大した抵抗力を有する。一般に、本発明者らは、比較対照のケイ素含有ポリフルオロポリエーテルを形成するための比較対照の方法では、移動的異性化C=C結合又はC=C=C結合を含む副産物が形成され、好ましくないことを発見した。比較対照の方法は、本ポリフルオロポリエーテル含有化合物に代わって、CH2基又はC−H基に対してビシナルの末端C=C結合又は末端C≡C結合を有する非発明のポリフルオロポリエーテル含有化合物が使用されることを除いて、本発明のケイ素含有ポリフルオロポリエーテルを形成するための本方法と同一のやり方で行われる。CH2基又はC−H基に対してビシナルの末端C=C結合又は末端C≡C結合を有する非発明のポリフルオロポリエーテル含有化合物では、CH2基又はC−H基に対してビシナルの末端C=C結合は、それぞれ、プロペン−3−イル含有基(−CH2CH=CH2)又は3−メチル−プロペン−3−イル含有基(−CH(CH3)CH=CH2)で示され、CH2基又はC−H基に対してビシナルの末端C≡C結合は、それぞれ、プロピン−3−イル含有基(−CH2C≡CH)又は3−メチル−プロピン−3−イル含有基(−CH(CH3)C≡CH)で示される。本発明者らは、非発明のポリフルオロポリエーテル含有化合物における末端C=C結合、又は末端C≡C結合のpi−結合が、内部位置(即ち、それぞれ−CH=CH−CH3又は−C(CH3)=CH−CH3における等の非末端位置、又はそれぞれ−CH=C=CH)又は−C(CH3)=C=CHにおける等の非末端位置)に移動することによって、移動的異性化C=C結合又はC=C=C結合を含む副産物が形成されることを見出した。副産物は、CH2基又はC−H基に対してビシナルの末端C=C結合又は末端C≡C結合を有する非発明のポリフルオロポリエーテル含有化合物の非反応性構造異性体である。このC=C結合又はpi−結合の移動は、CH2基又はC−H基に対してビシナルの末端C=C結合又は末端C≡C結合を有する非発明のポリフルオロポリエーテル含有化合物が、比較対照の方法においてSiH−官能性化合物(即ち、Si−H含有化合物)と反応し得る前に、CH2基又はC−H基に対してビシナルの末端C=C結合又は末端C≡C結合を有する非発明のポリフルオロポリエーテル含有化合物中に生じ得る。異性化C=C結合を含むこの副産物の形成により、合成中、より少ない所望の表面反応性の比較対照のケイ素含有ポリフルオロポリエーテル分子の形成がもたらされて、好ましくない。したがって、より少ない表面反応性の比較対照のケイ素含有ポリフルオロポリエーテル分子が比較対照の表面処理材料中に見出される。比較対照の表面処理材料中に所望の表面反応性分子がより少ないことは、比較対照の表面処理材料の露出外側表面(研磨前及び研磨後)上の水接触角が小さいため好ましくなく、したがって外側表面の水又は指紋若しくは皮脂等の他の汚染物質に対する湿潤性が増大して好ましくないことを意味する。比較対照の表面処理材料で処理された比較対照の物品では、外側表面上の水又は上述したような他の汚染物質の存在は、結果として、比較対照の表面処理物品の光学的特性にネガティブな影響を与えると考えられる。 The surface-treated article of the present invention has a large water contact angle. Those surface-treated articles often contain, in particular, comparative silicon-containing polyfluoropolyethers and are contaminated with by-products containing mobile isomerized C = C or C = C = C bonds. Vicinal terminal C = C bond to CH 2 or CH groups before the control silicon-containing polyfluoropolyether undergoes mobile isomerization when compared to the control's surface-treated material. Alternatively, it has a higher durability of stain / stain resistance and increased resistance to stain and stain adhesion, depending on whether or not it contained a terminal C≡C bond. In general, in the control method for forming a control silicon-containing polyfluoropolyether, a by-product containing a mobile isomerization C = C bond or a C = C = C bond is formed. I found it unfavorable. The comparative method is a non-invention polyfluoropolyether having a vicinal terminal C = C bond or terminal C≡C bond to two CH groups or CH groups instead of the present polyfluoropolyether-containing compound. It is carried out in the same manner as this method for forming the silicon-containing polyfluoropolyethers of the present invention, except that the containing compound is used. The polyfluoropolyether-containing compounds of non-invention having terminal C = C bond or terminal C≡C bond vicinal respect CH 2 group or a CH group, vicinal respect CH 2 group or a CH group The terminal C = C bond is a propene-3-yl-containing group (-CH 2 CH = CH 2 ) or 3-methyl-propen-3-yl-containing group (-CH (CH 3 ) CH = CH 2 ), respectively. shown, terminal C≡C bond vicinal respect CH 2 group or a CH group, respectively, propyn-3-yl-containing group (-CH 2 C≡CH), or 3-methyl - propyne-3-yl It is represented by an containing group (-CH (CH 3 ) C≡CH). In the non-invented polyfluoropolyether-containing compounds, the present inventors have an internal position (that is, -CH = CH-CH 3 or -C, respectively) in the pi-bond of the terminal C = C bond or the terminal C≡C bond. by moving (CH 3) = CH-CH nonterminal positions such as in 3 or each -CH = C = CH), or -C (CH 3) = non-terminal positions, such as in the C = CH), moving It has been found that by-products containing a target isomerized C = C bond or C = C = C bond are formed. The by-product is a non-reactive structural isomer of a non-invented polyfluoropolyether-containing compound having a vicinal terminal C = C bond or terminal C≡C bond to two CH or CH groups. This transfer of C = C bond or pi- bond is carried out by a non-invented polyfluoropolyether-containing compound having a bicinal terminal C = C bond or terminal C≡C bond to two CH groups or CH groups. Vicinal terminal C = C or terminal C≡C bond to CH 2 or CH groups before being able to react with SiH-functional compounds (ie, Si—H-containing compounds) in a comparative method. It can occur in non-invented polyfluoropolyether-containing compounds having. The formation of this by-product containing the isomerized C = C bond results in the formation of a comparatively controll silicon-containing polyfluoropolyether molecule with less desired surface reactivity during synthesis, which is undesirable. Therefore, less surface-reactive comparative silicon-containing polyfluoropolyether molecules are found in the comparative surface-treated materials. Fewer desired surface-reactive molecules in the control surface-treated material is not preferred due to the small water contact angle on the exposed outer surface (before and after polishing) of the control surface-treated material, and therefore outside. It means that the wettability of the surface to water or other contaminants such as fingerprints or sebum is increased, which is not preferable. In comparative articles treated with comparative surface-treated materials, the presence of water on the outer surface or other contaminants as described above results in a negative optical property of the comparative surface-treated article. It is thought to have an impact.
しかしながら、本発明の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルの実施形態は、その末端C=C結合又は末端C≡C結合が、移動又は異性化が妨げられるように構造的に構成されている。それ故、本発明の表面処理材料は、以下により詳細に記載するように、物品の物理的及び光学的特性を改善するために、電子物品等の物品により呈される表面上に層を形成するのに特に好適である。しかしながら、本発明の表面処理材料は、それらの使用又は物品に限定されない。例えば、この表面処理材料は、器具又は乗物内に使用されているもの等の、ガラス、プラスチック又は金属等の他の物品及び/又は基材上に層を形成するのにも好適である。 However, embodiments of the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of the present invention are structurally configured such that their terminal C = C or terminal C≡C bonds are prevented from migrating or isomerizing. Has been done. Therefore, the surface-treated materials of the present invention form layers on the surface presented by articles such as electronic articles in order to improve the physical and optical properties of the articles, as described in more detail below. Is particularly suitable for. However, the surface treatment materials of the present invention are not limited to their use or articles. For example, this surface treatment material is also suitable for forming layers on other articles and / or substrates such as glass, plastic or metal, such as those used in appliances or vehicles.
様々な実施形態では、本発明の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、以下の一般式(A)を有する。Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Q。下付き文字b〜gにより変更された基、即ち、式(A)の角括弧内の基は、上記の一般式(A)及び本明細書全体にて表されるような異なる順序を含む、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル内で任意の順序で存在してもよい。更に、これらの基は、ブロック形態を含むランダム化形態又は非ランダム化形態で存在し得る。加えて、下付き文字bにより変更される基は、典型的には直鎖であり、即ちあるいは(O−CF2−CF2−CF2)bとして記述されてもよい。 In various embodiments, the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of the present invention has the following general formula (A): Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Q. The groups modified by the subscripts b-g, i.e., the groups in square brackets of formula (A), include the general formula (A) above and the different order as represented throughout this specification. It may be present in any order within the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether. In addition, these groups can exist in randomized or non-randomized forms, including block forms. In addition, the group modified by the subscript b is typically linear, i.e. or (O-CF 2 -CF 2 -CF 2) may be described as b.
上記の一般式(A)において、Zは、独立して−(CF2)−、−(CF(CF3)CF2O)−、−(CF2CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)−CF2)−、−(CF2−CF(CF3))−及び−(CF(CF3))−から選択される。Zは、典型的には、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルが主鎖内に酸素−酸素(O−O)結合を含まないように、選択される。加えて、この一般式において、aは、1〜200の整数であり、b、c、d、e、f及びgは、それぞれ独立して0から又は1〜200から選択される整数であり、各Qは、独立して−C≡CH又は−Y’−CR=CH2であり、各Rは、独立してH、CH3又はY’−ヒドロカルビルであり、各Y’は、独立してO、−N(R)−、S、又は、Qの炭素−炭素二重結合の移動的異性化を防止するヒドロカルビレン基である。いくつかの実施形態では、Zは、−(CF2)−であり、下付き文字aは、ZaがそれぞれCF2、CF2CF2、CF2CF2CF2、CF2CF2CF2CF2又はCF2CF2CF2CF2CF2であるように、1〜5である。 In the above general formula (A), Z is independently − (CF 2 ) −, − (CF (CF 3 ) CF 2 O) −, − (CF 2 CF (CF 3 ) O) −, − ( CF (CF 3) O) - , - (CF (CF 3) -CF 2) -, - (CF 2 -CF (CF 3)) - and - (CF (CF 3)) - it is selected from. Z is typically selected such that the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether does not contain an oxygen-oxygen (OO) bond in the backbone chain. In addition, in this general formula, a is an integer from 1 to 200, and b, c, d, e, f and g are integers independently selected from 0 or 1 to 200, respectively. Each Q is independently -C≡CH or -Y'-CR = CH 2 , each R is independently H, CH 3 or Y'-hydrocarbyl, and each Y'is independently. A hydrocarbylene group that prevents the mobile isomerization of the carbon-carbon double bond of O, -N (R)-, S, or Q. In some embodiments, Z is − (CF 2 ) − and the subscript a is Z a CF 2 , CF 2 CF 2 , CF 2 CF 2 CF 2 , CF 2 CF 2 CF 2, respectively. CF 2 or CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 is 1-5.
特定の実施形態においては、各Y’は、独立してO、又は、Qのビシナル−CR=CH2基内のC=C結合の移動的異性化を防止するヒドロカルビレン基であり、移動的異性化を防止するヒドロカルビレン基は、フェニレン、−アルキレン−フェニレン、−C(R1R2)−又は−L−C(R5R6)−であり、各R1及びR2は、独立して(C1〜C10)ヒドロカルビル基又はハロゲンであり、R5及びLは、互いに結合してシクロアルキレンを形成し、R6は、ヒドロカルビル基又はFである。Oは、Qのビシナル−CR=CH2基内のC=C結合の移動的異性化を防止する。 In certain embodiments, each Y'is a hydrocarbylene group that independently prevents the mobile isomerization of the C = C bond within the Vicinal-CR = CH 2 groups of O or Q, and is a transfer. The hydrocarbylene groups that prevent target isomerization are phenylene, -alkylene-phenylene, -C (R 1 R 2 )-or -LC (R 5 R 6 )-, where R 1 and R 2 are respectively. are independently (C 1 ~C 10) hydrocarbyl group or halogen, R 5 and L may combine to form a cycloalkylene each other, R 6 is a hydrocarbyl group or F. O prevents the mobile isomerization of the C = C bond within the Vicinal-CR = CH 2 group of Q.
特定の実施形態においては、各Xは、独立して二価有機基、−[二価有機基]−O−又は−O−である。O又は「−[二価有機基]−O−」基のOは、Qのビシナル−C≡CH基内のC≡C結合の移動的異性化を防止する。 In certain embodiments, each X is independently a divalent organic group,-[divalent organic group] -O- or -O-. O or O in the "-[divalent organic group] -O-" group prevents the mobile isomerization of the C≡C bond within the vicinal-C≡CH group of Q.
本明細書で使用するとき、用語「異性化不可能な脂肪族不飽和」は、白金ヒドロシリル化触媒の存在下、SiH−官能性化合物とのヒドロシリル化反応中、(C=C結合の、又はC≡C結合のpi−結合の)移動的異性化を受けないことを意味する。用語「表面処理組成物」は、ヒドロシリル化により互いに反応できる少なくとも2つの成分の混合物を意味する。用語「表面処理材料」は、ヒドロシリル化反応によって合成される物質を意味する。 As used herein, the term "non-isomerizable aliphatic unsaturated" is used during a hydrosilylation reaction with a SiH-functional compound in the presence of a platinum hydrosilylation catalyst (C = C bond or). It means that it is not subject to mobile isomerization (of the pi-bond of the C≡C bond). The term "surface treatment composition" means a mixture of at least two components that can react with each other by hydrosilylation. The term "surface treatment material" means a substance synthesized by a hydrosilylation reaction.
本明細書で使用するとき、用語「基」は、分子体内の、確定的に連結(共有結合)した原子の集合又は単一原子、あるいは、確定的に連結した原子の集合を意味する。用語「基」は、本明細書では、用語「置換基(substituent)」又は「置換基(substituent group)」と交換可能に使用され得る。 As used herein, the term "group" means a set of deterministically linked (covalently bonded) atoms or a single atom, or a set of deterministically linked atoms in a molecule. The term "group" may be used interchangeably herein with the term "substituent" or "substituent group".
用語「SiH−官能性」は、異性化不可能な脂肪族不飽和基とのヒドロシリル化反応を受けることが可能なSi−H基を含むことを意味する。 The term "SiH-functionality" is meant to include a Si-H group capable of undergoing a hydrosilylation reaction with a non-isomerizable aliphatic unsaturated group.
用語「一価」は、1つの自由原子価を有することを意味する。用語「一価(univalent)」は、本明細書では、用語「一価(monovalent)」と交換可能に使用され得る。 The term "monovalent" means having one free valence. The term "univalent" may be used interchangeably herein with the term "monovalent".
用語「二価」は、2つの自由原子価を有することを意味する。用語「二価(bivalent)」は、本明細書では、用語「二価(divalent)」と交換可能に使用され得る。 The term "divalent" means having two free valences. The term "bivalent" may be used interchangeably herein with the term "divalent".
用語「一価有機基」は、オルガニル又はオルガノヘテリルを意味する。用語「一価(univalent)有機基」は、本明細書では、用語「一価(monovalent)有機基」と交換可能に使用され得る。 The term "monovalent organic group" means organol or organoheteryl. The term "univalent organic group" may be used interchangeably herein with the term "monovalent organic group".
用語「オルガニル」は、官能性タイプに係わらず、その自由原子価を炭素原子において有する一価有機置換基を意味する(例えば、−CH3、−CH(CH3)2、−C(=O)CH3、−C≡CH又は−C6F5)。 The term "organyl" means a monovalent organic substituent having its free valence at a carbon atom, regardless of functional type (eg, -CH 3 , -CH (CH 3 ) 2 , -C (= O). ) CH 3 , -C ≡ CH or -C 6 F 5 ).
用語「オルガノヘテリル」は、炭素を含むため有機であるが、その自由原子価を炭素以外の原子において有する一価基を意味する(例えば、CH3CH2NH−、−OC(=O)CF3又は−SC6H5)。 The term "organoheteryl" means a monovalent group that is organic because it contains carbon, but has its free valence in an atom other than carbon (eg, CH 3 CH 2 NH-, -OC (= O) CF 3 ). Or -SC 6 H 5 ).
用語「二価有機基」は、オルガニレン又はオルガノヘテリレンを意味する。オルガニレン基は2つの自由原子価を有し、そのそれぞれは、同じ(例えば、−CH2−又は=CH2)又は異なり得る(例えば、−CH2CH2−)炭素原子に存在する。オルガニレンは、形式上、オルガニル基の炭素原子から、存在する場合、水素又はハロゲン原子を除去することにより誘導される。オルガノヘテリレン基は2つの自由原子価を有し、少なくとも1つの自由原子価、あるいは両方の自由原子価は、炭素以外の原子に存在する。例えば、CH3CH2N=、OCF2CF2CH2、OCH2CH2CH2O又はSC6H4。オルガノヘテリレンは、形式上、オルガノヘテリル基の炭素原子又はヘテロ原子から、存在する場合、水素又はハロゲン原子を除去することにより誘導される。用語「二価(bivalent)有機基」は、本明細書では、用語「二価(divalent)有機基」と交換可能に使用され得る。 The term "divalent organic group" means organoylene or organoheterylene. Organylene groups have two free valences, each of which is present on the same (eg, -CH 2- or = CH 2- ) or different (eg, -CH 2 CH 2- ) carbon atoms. Organylene is formally derived by removing hydrogen or halogen atoms, if any, from the carbon atoms of the organol group. The organoheterylene group has two free valences, with at least one free valence, or both free valences, present in atoms other than carbon. For example, CH 3 CH 2 N =, OCF 2 CF 2 CH 2 , OCH 2 CH 2 CH 2 O or SC 6 H 4 . Organoheterylene is formally derived by removing hydrogen or halogen atoms, if present, from the carbon or heteroatoms of the organoheteryl group. The term "bivalent organic group" may be used interchangeably herein with the term "divalent organic group".
本発明では、二価基Xは、一般式(A)のQと1つの共有結合を形成し、かつ−(OC3F6)、−(OCF(CF3)CF2)、−(OCF2CF(CF3)、−(OC2F4)又は−(CF(CF3))f−(OCF2)のうちの1つからの炭素原子ともう1つの共有結合を形成する。 In the present invention, the divalent group X forms one covalent bond with Q of the general formula (A), and − (OC 3 F 6 ), − (OCF (CF 3 ) CF 2 ), − (OCF 2 ). It forms another covalent bond with a carbon atom from one of CF (CF 3 ),-(OC 2 F 4 ) or-(CF (CF 3 )) f- (OCF 2 ).
特定の実施形態においては、Xの二価有機基は、−(CH2)h−であり、下付き文字hは、1〜20の整数である。それゆえ、例えば、下付き文字hが1の場合、Xは、式−(CH2)−で表されるメチレン架橋である。同様に、下付き文字hが2の場合、Xは、式−(CH2−CH2)−で表されるエチレン架橋であり、下付き文字hが3の場合、Xは、式−(CH2CH2CH2)−で表されるプロピレン架橋であり、等である。 In certain embodiments, the divalent organic group of X is − (CH 2 ) h− and the subscript h is an integer of 1-20. Therefore, for example, when the subscript h is 1, X is a methylene crosslink represented by the formula − (CH 2 ) −. Similarly, when the subscript h is 2, X is an ethylene crosslink represented by the formula − (CH 2- CH 2 ) −, and when the subscript h is 3, X is the equation − (CH 2 −CH 2 ) −. 2 CH 2 CH 2 )-is a propylene crosslinked represented by −, and so on.
特定の実施形態においては、Y’は−C(R1R2)−(式中、R1及びR2は、独立して、ヒドロカルビル基又はFである)である。別の実施形態では、Y’は−C6H4又は−Alk−C6H4−(式中、Alkは、アルキレン基である)である。尚更なる実施形態では、Y’は、−L−C(R3R4)−(式中、R3及びLは、互いに結合してシクロアルキレンを形成し、R4は、ヒドロカルビル基又はFである)である。 In certain embodiments, Y'is -C (R 1 R 2 )-(in the formula, R 1 and R 2 are independently hydrocarbyl groups or F). In another embodiment, Y 'is -C 6 H 4 or -Alk-C 6 H 4 - (wherein, Alk is an alkylene group). In a further embodiment, Y'is -LC (R 3 R 4 )-(in the formula, R 3 and L are bonded to each other to form a cycloalkylene, and R 4 is a hydrocarbyl group or F. There is).
尚更なる実施形態では、Qが−Y’−C(Y’−ヒドロカルビル)=CH2の場合、少なくとも1つのY’は、Q内の炭素−炭素二重結合の移動的異性化を防止するヒドロカルビレン基である。 In a further embodiment, when Q is -Y'-C (Y'-hydrocarbyl) = CH 2 , at least one Y'is a hydro that prevents the mobile isomerization of carbon-carbon double bonds in Q. It is a carbylene group.
より特定の実施形態では、式[A]の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、式[B]による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルである。Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Y’−CH=CH2。 In a more specific embodiment, the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of formula [A] is the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of formula [B]. Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Y'-CH = CH 2.
式[B]において、各Xは、独立して二価有機基、[二価有機基]−O−又はOであり、Yは、F、H又は−X−Y’−CH=CH2であり、Zは、独立して−(CF2)−、−(CF(CF3)CF2O)−、−(CF2CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)CF2)−、−(CF2CF(CF3))−及び−(CF(CF3))−から選択され、aは、1〜200の整数であり、b、c、d、e、f及びgは、それぞれ独立して0〜200から選択される整数であり、各Y’は、独立してO、−N(R)−、S、又は、Qの炭素−炭素二重結合の移動的異性化を防止するヒドロカルビレン基である。 In formula [B], each X is independently a divalent organic group, [divalent organic group] -O- or O, and Y is F, H or -X-Y'-CH = CH 2 . Yes, Z is independently-(CF 2 )-,-(CF (CF 3 ) CF 2 O)-,-(CF 2 CF (CF 3 ) O)-,-(CF (CF 3 ) O) Selected from −, − (CF (CF 3 ) CF 2 ) −, − (CF 2 CF (CF 3 )) − and − (CF (CF 3 )) −, where a is an integer from 1 to 200. b, c, d, e, f and g are integers independently selected from 0 to 200, and each Y'is independently O, -N (R)-, S, or Q. It is a hydrocarbylene group that prevents the mobile isomerization of carbon-carbon double bonds.
別のより特定の実施形態では、式[A]の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、式[D]による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルである。Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Q。 In another more specific embodiment, the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of formula [A] is the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of formula [D]. Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Q.
式[D]において、各Xは、独立して二価有機基、−[二価有機基]−O−又はOであり、Yは、F、H又は−X−Qであり、Zは、独立して−(CF2)−、−(CF(CF3)CF2O)−、−(CF2CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)CF2)−、−(CF2CF(CF3))−及び−(CF(CF3))−から選択され、aは、1〜200の整数であり、b、c、d、e、f及びgは、それぞれ独立して0〜200から選択される整数であり、各Qは、独立して−C≡CH又は−Y’−C≡CHであり、各Y’は、独立してO、−N(R)−、S又はヒドロカルビレン基である。 In formula [D], each X is independently a divalent organic group,-[divalent organic group] -O- or O, Y is F, H or -X-Q, and Z is. Independently-(CF 2 )-,-(CF (CF 3 ) CF 2 O)-,-(CF 2 CF (CF 3 ) O)-,-(CF (CF 3 ) O)-,-(CF) (CF 3 ) CF 2 )-,-(CF 2 CF (CF 3 ))-and-(CF (CF 3 ))-, where a is an integer from 1 to 200, b, c, d , E, f and g are integers independently selected from 0 to 200, each Q is independently -C≡CH or -Y'-C≡CH, and each Y'is Independently O, -N (R)-, S or hydrocarbylene groups.
特に、例示的な異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルである上記の特定の式において、1つ以上のフッ素原子は、少なくとも2つのフッ素原子が分子内に残留することを条件として、他の原子で置き換えられてもよい。例えば、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル中に他のハロゲン原子(例えば、Cl)が存在してもよく、又は異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、フッ素化度が比較的低くてもよい。フッ素化度が比較的低いとは、少なくとも2つのフッ素原子が分子内に残留することを条件として、上記の任意の一般式のフッ素原子の1つ以上が、水素原子で置き換えられ得ることを意味する。 In particular, in the above specific formula, which is an exemplary non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether, one or more fluorine atoms are subject to at least two fluorine atoms remaining in the molecule. , May be replaced with another atom. For example, other halogen atoms (eg, Cl) may be present in the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether, or the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether is fluorine. The degree of isomerization may be relatively low. A relatively low degree of fluorination means that one or more of the fluorine atoms of any of the above general formulas can be replaced by hydrogen atoms, provided that at least two fluorine atoms remain in the molecule. To do.
本発明は、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを調製するための方法も提供する。 The present invention also provides methods for preparing non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers.
一般的に言えば、一般式[A](式中、Qは−Y’−CR=CH2である)の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成するために、本方法は、ポリフルオロポリエーテルアルコールを4−ビニルベンジルクロリド及び臭化テトラエチルアンモニウムと反応させる工程を含む。 Generally speaking, the method is used to form non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers of the general formula [A] (where Q is -Y'-CR = CH 2 ). Includes the step of reacting a polyfluoropolyether alcohol with 4-vinylbenzyl chloride and tetraethylammonium bromide.
したがって、例えば、より特定の一般式[B]の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成するために、使用されるポリフルオロポリエーテルアルコールは、式[A]Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Y’−OH(式中、Z、X、Y’及び下付き文字a〜gは、一般式[A]に関連して上述した通りである)に従う。 Thus, for example, in order to form a more specific general formula [B] Isomerization impossible aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of polyfluoropolyether alcohol used, wherein [A] Y-Z a − [(OC 3 F 6 ) b − (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c − (OCF 2 CF (CF 3 )) d − (OC 2 F 4 ) e − (CF (CF 3 )) f − ( OCF 2 ) g ] -XY'-OH (in the formula, Z, X, Y'and the subscripts a to g are as described above in relation to the general formula [A]).
別の実施形態では、一般式[a]によるポリフルオロポリエーテルアルコールは、CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OH(式中、下付き文字nは、5〜75である)を含み、上記のプロセスにより形成された、一般式[B]による、得られた異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH=CH2を含む。 In another embodiment, the polyfluoropolyether alcohol according to the general formula [a] is CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) nCF (CF 3 ) CH 2 OH (in the formula, subscript). The non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether obtained according to the general formula [B], which comprises (the letter n is 5 to 75) and is formed by the above process, is CF 3 CF 2. CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) nCF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH = CH 2 is included.
更に2つの特定の実施形態において、一般式[a]によるポリフルオロポリエーテルアルコールは、CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OH(式中、下付き文字nは、10又は17である)を含み、上記のプロセスにより形成された、一般式[B]による、得られた異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH=CH2(式中、nは、10又は17である)を含む。 In two more specific embodiments, the polyfluoropolyether alcohol according to the general formula [a] is CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) nCF (CF 3 ) CH 2 OH (in the formula). , The subscript n is 10 or 17), and the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether obtained by the general formula [B] formed by the above process is CF. 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) nCF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH = CH 2 (where n is 10 or 17 in the formula) is included. ..
これらの実施形態の特定のものにおいて、式[a]のポリフルオロポリエーテルアルコールの二価有機基Xは、−(CH2)h−(式中、hは、1〜20の整数である)である。 In certain of these embodiments, the divalent organic group X of the polyfluoropolyether alcohol of formula [a] is − (CH 2 ) h− (where h is an integer of 1 to 20). Is.
一般的に言えば、一般式[A](式中、Qは−C≡CHである)の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成するために、本方法は、Br−CH2C≡CH及び臭化テトラエチルアンモニウムをポリフルオロポリエーテルアルコールと混合し及び反応させる工程を含む。 Generally speaking, in order to form a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of the general formula [A] (where Q is -C≡CH), the method is Br-. It comprises the steps of mixing and reacting CH 2 C≡CH and tetraethylammonium bromide with a polyfluoropolyether alcohol.
したがって、例えば、より特定の一般式[D]の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成するために、ポリフルオロポリエーテルアルコールは、一般式[b]に従う。Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Y’−OH(式中、X、Y、Y’及び下付き文字a〜gは、一般式[D]に関連して上記に記載した通りである)。 Thus, for example, in order to form a more specific non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether of the general formula [D], the polyfluoropolyether alcohol follows the general formula [b]. Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Y'-OH ( wherein, X, Y, Y 'and subscript a~g is in connection with the general formula [D] are as described above is there).
更なる実施形態において、一般式[b]によるポリフルオロポリエーテルアルコールは、CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OHを含み、上記のプロセスにより形成された、一般式[D]による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルは、CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2C≡CHを含む。 In a further embodiment, the polyfluoropolyether alcohol according to the general formula [b] comprises CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OH, as described above. The non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether according to the general formula [D] formed by the process is CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ). Includes CH 2 OCH 2 C ≡ CH.
これらの実施形態の特定のものにおいて、式[b]の二価有機基Xは、−(CH2)h−(式中、hは、1〜20の整数である)である。 In certain of these embodiments, the divalent organic group X of formula [b] is − (CH 2 ) h− (where h is an integer of 1 to 20).
本発明はまた、上述した任意の式による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルから誘導されたケイ素含有ポリフルオロポリエーテルと、これらのケイ素含有ポリフルオロポリエーテルを形成するための関連した方法とを提供する。また更に、本発明は、これらのケイ素含有ポリフルオロポリエーテルを含み又はこれらのケイ素含有ポリフルオロポリエーテルから構成された表面処理材料と、これらの表面処理材料を形成するための関連した方法とを提供する。 The present invention also relates to silicon-containing polyfluoropolyethers derived from non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoroethers according to any of the formulas described above and the associations for forming these silicon-containing polyfluoropolyethers. And provide the method. Furthermore, the present invention provides surface-treated materials containing or composed of these silicon-containing polyfluoropolyethers and related methods for forming these surface-treated materials. provide.
ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルの調製方法は、当技術分野にて一般に既知の方法に容易に基づくことができる。例えば、ポリフルオロポリエーテルシラン等の本発明のケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは、典型的には、異性化不可能なアルケニル末端ポリフルオロポリエーテル化合物と、ケイ素が結合した水素原子を有するシラン化合物(即ち、SiH−官能性シラン化合物、即ち、Si−H含有シラン化合物)との間のヒドロシリル化反応により調製されてもよい。SiH−官能性シラン化合物は、典型的には、ケイ素が結合したハロゲン原子、ケイ素が結合したカルボキシ基(例えば、Si−アセトキシ基)、ケイ素が結合したアルコキシ基(例えば、Si−メトキシ又はSi−エトキシ基)、又はケイ素が結合したジアルキルアミノ基(例えば、Si−ジメチルアミノ基)等の少なくとも1つの加水分解性基を含む。ケイ素が結合したハロゲン原子は、反応して、他の加水分解性基に変換され得る。例えば、ケイ素が結合したハロゲン原子は、結果として得られたポリフルオロポリエーテルシラン化合物がSi−アルコキシ官能基を含むように、アルコールと反応してもよく、ここでアルコキシは、アルコールに起因する。水素原子が塩素の場合、そのような反応の副産物は、塩化水素である。この変換は、SiH−官能性シラン化合物と異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルとのヒドロシリル化反応の後に行われてもよい。当業者は、出発成分を変更して、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルの所望の構造を得る方法を理解している。材料なポリフルオロポリエーテルシランを調製する一般的方法の特定の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2009/0208728号に開示されている。 Methods for preparing silicon-containing polyfluoropolyethers can be readily based on methods generally known in the art. For example, the silicon-containing polyfluoropolyether of the present invention, such as polyfluoropolyethersilane, is typically a silane compound having a non-isomerizable alkenyl-terminated polyfluoropolyether compound and a silicon-bonded hydrogen atom ( That is, it may be prepared by a hydrosilylation reaction with a SiH-functional silane compound, that is, a Si—H-containing silane compound). SiH-functional silane compounds typically have a silicon-bonded halogen atom, a silicon-bonded carboxy group (eg, Si-acetoxy group), and a silicon-bonded alkoxy group (eg, Si-methoxy or Si-). It contains at least one hydrolyzable group such as an ethoxy group) or a silicon-bonded dialkylamino group (eg, Si-dimethylamino group). The silicon-bonded halogen atom can react and be converted to other hydrolyzable groups. For example, the silicon-bonded halogen atom may react with an alcohol such that the resulting polyfluoropolyethersilane compound contains a Si-alkoxy functional group, where the alkoxy is due to the alcohol. If the hydrogen atom is chlorine, the by-product of such a reaction is hydrogen chloride. This conversion may be carried out after the hydrosilylation reaction of the SiH-functional silane compound with a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether. Those skilled in the art will understand how to modify the starting components to obtain the desired structure of the silicon-containing polyfluoropolyether. Specific examples of general methods for preparing material polyfluoropolyether silanes are disclosed in US Patent Application Publication No. 2009/0208728, which is incorporated herein by reference in its entirety.
本発明の特定の別の実施形態では、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは、一般式[A]による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを、ヒドロシリル化触媒の存在下で、SiH−官能性シラン化合物と反応させることにより形成され得る。SiH−官能性シラン化合物は、トリメトキシシラン、ペンタエトキシジシラン、トリクロロシラン又は1,1,2,2−テトラクロロジシランであってもよい。これらの実施形態において、形成されたケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは、異性化C=C結合を含む副産物で汚染されていない。 In certain other embodiments of the invention, the silicon-containing polyfluoropolyether is a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether according to the general formula [A] in the presence of a hydrosilylation catalyst, SiH-. It can be formed by reacting with a functional silane compound. The SiH-functional silane compound may be trimethoxysilane, pentaethoxydisilane, trichlorosilane or 1,1,2,2-tetrachlorodisilane. In these embodiments, the silicon-containing polyfluoropolyethers formed are not contaminated with by-products containing isomerized C = C bonds.
本発明の別の実施形態では、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは、上述した特定の実施形態で形成された一般式[B]による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを、ヒドロシリル化触媒の存在下で、SiH−官能性シロキサン化合物(即ち、Si−H含有シロキサン化合物)と反応させることにより形成され得る。これらの実施形態の特定のものにおいて、SiH−官能性シロキサン化合物は、環状SiH−官能性シロキサン化合物であり、尚、更に別の実施形態では、SiH−官能性シロキサン化合物は非環状SiH−官能性シロキサン化合物である。非環状SiH−官能性シロキサン化合物は、ペンタメチルジシロキサンであってもよく、環状SiH−官能性シロキサン化合物は、ヘプタエチルシクロテトラシロキサン又はノナメチルシクロペンタシロキサンであってもよい。 In another embodiment of the invention, the silicon-containing polyfluoropolyether hydrosilylates the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether according to the general formula [B] formed in the particular embodiment described above. It can be formed by reacting with a SiH-functional siloxane compound (ie, a Si—H-containing siloxane compound) in the presence of a catalyst. In certain of these embodiments, the SiH-functional siloxane compound is a cyclic SiH-functional siloxane compound, and in yet another embodiment, the SiH-functional siloxane compound is a non-cyclic SiH-functional. It is a siloxane compound. The acyclic SiH-functional siloxane compound may be pentamethyldisiloxane, and the cyclic SiH-functional siloxane compound may be heptaethylcyclotetrasiloxane or nonamethylcyclopentasiloxane.
特定の別の実施形態では、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは、上述した特定の実施形態で形成された一般式[D]による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを、ヒドロシリル化触媒の存在下、SiH−官能性化合物と反応させることにより形成され得る。 In certain other embodiments, the silicon-containing polyfluoropolyether is a hydrosilylation catalyst of the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether according to the general formula [D] formed in the particular embodiment described above. Can be formed by reacting with a SiH-functional compound in the presence of.
SiH−官能性化合物は、SiH−官能性シラン化合物、SiH−官能性シロキサン化合物、又はこれらの任意の2つ以上の混合物であってもよい。いくつかの実施形態では、SiH−官能性化合物は、ケイ素が結合した加水分解性基を更に含まない。別の実施形態では、SiH−官能性化合物は、少なくとも1つのケイ素が結合した加水分解性基を更に含む。好適なケイ素が結合した加水分解性基の例は、ケイ素が結合したジアルキルアミノ基(例えば、Si−N(メチル)2)、ケイ素が結合したカルボキシ基(例えば、Si−アセトキシ基)、ケイ素が結合したアルコキシ基(Si−メトキシ、Si−エトキシ基又はSi−ブトキシ)、又はケイ素が結合したハロゲン原子(例えば、Si−クロロ)である。いくつかの実施形態では、SiH−官能性化合物は、Si−アルコキシ又はSi−ハロゲン基を更に含む。 The SiH-functional compound may be a SiH-functional silane compound, a SiH-functional siloxane compound, or a mixture of any two or more of these. In some embodiments, the SiH-functional compound is further free of silicon-bound hydrolyzable groups. In another embodiment, the SiH-functional compound further comprises a hydrolyzable group to which at least one silicon is attached. Examples of suitable silicon-bonded hydrolyzable groups include silicon-bonded dialkylamino groups (eg, Si-N (methyl) 2), silicon-bonded carboxy groups (eg, Si-acetoxy groups), and silicon. It is a bonded alkoxy group (Si-methoxy, Si-ethoxy group or Si-butoxy) or a halogen atom to which silicon is bonded (for example, Si-chloro). In some embodiments, the SiH-functional compound further comprises a Si-alkoxy or Si-halogen group.
いくつかの実施形態では、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテル(異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル及びSiH−官能性化合物から、ヒドロシリル化反応により調製された)は、ケイ素が結合した加水分解性基を更に含まない。別の実施形態では、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは、少なくとも1つのケイ素が結合した加水分解性基を更に含む。いくつかの実施形態では、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルのケイ素が結合した加水分解性基は、それが調製されたSiH−官能性化合物の適切な(ad rem)実施形態のケイ素が結合した加水分解性基と同じである。いくつかの実施形態では、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルの少なくとも1つのケイ素が結合した加水分解性基は、SiH−官能性化合物の適切な実施形態のケイ素が結合した加水分解性基とは異なり、このSiH−官能性化合物から該ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルが形成された。 In some embodiments, the silicon-containing polyfluoropolyether (prepared from a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether and a SiH-functional compound by a hydrosilylation reaction) is a silicon-bound hydrolyzate. It does not further contain degradable groups. In another embodiment, the silicon-containing polyfluoropolyether further comprises a hydrolyzable group to which at least one silicon is attached. In some embodiments, the silicon-bound hydrolyzable group of the silicon-containing polyfluoropolyether is the silicon-bound hydrolysis of the appropriate (ad rem) embodiment of the SiH-functional compound from which it was prepared. It is the same as the sex group. In some embodiments, the silicon-bonded hydrolyzable group of at least one silicon-containing polyfluoropolyether is different from the silicon-bonded hydrolyzable group of the appropriate embodiment of the SiH-functional compound. The silicon-containing polyfluoropolyether was formed from this SiH-functional compound.
更なる別の実施形態では、一般式[C]のケイ素含有ポリフルオロポリエーテル化合物は、式CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH=CH2による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを、ヒドロシリル化触媒の存在下、環状SiH−官能性シロキサンと反応させて、中間生成物を形成した後、この中間生成物を不飽和メタクリレート含有化合物と反応させることにより形成され得る。これらの実施形態において、下付き文字nは、5〜75、あるいは9〜60の範囲内、あるいは10又は11である。得られる式[C]のケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは、以下の通りである。
上記したように、本発明は、上記にて記載及び形成したケイ素含有ポリフルオロポリエーテル化合物を含む、表面処理材料及び組成物、並びに表面処理材料を形成するための方法も提供する。 As described above, the present invention also provides surface treatment materials and compositions, including the silicon-containing polyfluoropolyether compounds described and formed above, as well as methods for forming surface treatment materials.
いくつかの実施形態では、表面処理組成物は、ポリフルオロポリエーテル含有化合物と、SiH−官能性シラン、SiH−官能性シロキサン、又はこれらの組み合わせ等のSiH−官能性化合物とを含む。典型的には、表面処理組成物は、ヒドロシリル化触媒を更に含む。表面処理組成物をヒドロシリル化反応条件に供することにより、表面処理材料が提供される。 In some embodiments, the surface treatment composition comprises a polyfluoropolyether-containing compound and a SiH-functional compound such as SiH-functional silane, SiH-functional siloxane, or a combination thereof. Typically, the surface treatment composition further comprises a hydrosilylation catalyst. The surface treatment material is provided by subjecting the surface treatment composition to hydrosilylation reaction conditions.
特定の別の実施形態では、表面処理材料は、一般式[A]によるポリフルオロポリエーテル含有化合物と、SiH−官能性シラン(即ち、ケイ素が結合した水素原子を有するシラン化合物)又はSiH−官能性シロキサンとのヒドロシリル化反応の生成物であり、このヒドロシリル化反応の生成物は、異性化C=C結合を含む副産物で汚染されていない。 In certain other embodiments, the surface treatment material is a polyfluoropolyether-containing compound according to the general formula [A] and a SiH-functional silane (ie, a silane compound having a hydrogen atom bonded to silicon) or a SiH-functional compound. It is the product of a hydrosilylation reaction with a sex siloxane, and the product of this hydrosilylation reaction is not contaminated with by-products containing isomerized C = C bonds.
特定の別の実施形態では、表面処理材料は、一般式[B]によるポリフルオロポリエーテル含有化合物と、環状SiH−官能性シロキサン化合物等のSiH−官能性シロキサン化合物とのヒドロシリル化反応の生成物である。 In certain other embodiments, the surface treatment material is the product of a hydrosilylation reaction between a polyfluoropolyether-containing compound according to general formula [B] and a SiH-functional siloxane compound such as a cyclic SiH-functional siloxane compound. Is.
特定の別の実施形態では、表面処理材料は、一般式[D]によるポリフルオロポリエーテル含有化合物と、SiH−官能性化合物とのヒドロシリル化反応の生成物である。 In certain other embodiments, the surface treatment material is the product of a hydrosilylation reaction between a polyfluoropolyether-containing compound according to the general formula [D] and a SiH-functional compound.
上記に示したように、本発明は更に、下記により詳細に集合的に記載される表面処理物品と、表面処理物品の調製方法とを提供する。 As shown above, the present invention further provides a surface-treated article, described in more detail below, and a method for preparing the surface-treated article.
この表面処理物品は、表面を呈する物品を含む。任意の表面を処理することができるが、典型的には、表面は、抗汚れ及び/又は抗しみ処理を必要とするものである。物品の表面に層を堆積させる。層は、表面処理材料から構成されている。層は、表面処理組成物から間接的に形成されてもよく、該表面処理組成物は次いでヒドロシリル化反応に供されて、表面処理材料の層となる。あるいは、この層は、表面処理材料から直接形成されてもよい。後者(直接形成)の態様は、前者(間接的形成)の態様よりも都合がよい。直接形成の態様では、表面処理組成物は、反応器等の容器内でヒドロシリル化反応条件に供されて、バルク材料として表面処理材料になる。次いで、このバルク表面処理材料を、物品の表面上にバルク表面処理材料の層として堆積又は形成する。典型的には、バルク表面処理材料は、物品の表面上にバルク表面処理材料の層として堆積される前に、容器から取り出される。所望であれば、物品上に配置された表面処理材料の層を硬化させて(例えば、場合に応じて縮合硬化又はフリーラジカル硬化)、物品上の結合コーティングとしてもよい。結合コーティングは、結合コーティングと、物品の表面との間の共有結合を有するものとして特徴付けられる。表面処理材料で処理されている物品は、任意の物品であり得るが、本発明の表面処理組成物及び表面処理材料から得られる優れた物理的特性のため、この物品は、典型的には、電子物品、光学物品、民生用機器及び部品、自動車車体及び部品等の任意の1つである。最も典型的には、この物品は、指紋又は皮脂によりもたらされる汚れ及び/又はしみを低減させることが望ましい物品である。 This surface-treated article includes an article exhibiting a surface. Any surface can be treated, but typically the surface requires anti-staining and / or anti-staining treatment. A layer is deposited on the surface of the article. The layer is composed of a surface treatment material. The layer may be formed indirectly from the surface treatment composition, which is then subjected to a hydrosilylation reaction to become a layer of the surface treatment material. Alternatively, this layer may be formed directly from the surface treatment material. The latter (direct formation) aspect is more convenient than the former (indirect formation) aspect. In the direct forming aspect, the surface treatment composition is subjected to hydrosilylation reaction conditions in a container such as a reactor to become a surface treatment material as a bulk material. The bulk surface treatment material is then deposited or formed as a layer of bulk surface treatment material on the surface of the article. Typically, the bulk surface treatment material is removed from the container before being deposited as a layer of bulk surface treatment material on the surface of the article. If desired, a layer of surface treatment material placed on the article may be cured (eg, condensation curing or free radical curing as the case may be) to form a bond coating on the article. Bond coatings are characterized as having a covalent bond between the bond coating and the surface of the article. The article treated with the surface treatment material can be any article, but due to the excellent physical properties obtained from the surface treatment compositions and surface treatment materials of the present invention, this article is typically. It is any one of electronic articles, optical articles, consumer equipment and parts, automobile bodies and parts, and the like. Most typically, this article is one in which it is desirable to reduce the stains and / or stains caused by fingerprints or sebum.
電子物品の例には、典型的には、電子ディスプレイ、例えば液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、プラズマディスプレイ等を有するものが挙げられる。これらの電子ディスプレイは、種々の電子機器、例えば、コンピュータディスプレイ、テレビ、スマートフォン、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)装置、音楽プレーヤー、リモートコントロール、携帯ゲーム機、ポータブルリーダ等に用いられることが多い。例示的な電子物品には、インタラクティブタッチスクリーンディスプレイ又は皮膚と接触することが多く、汚れ及び/若しくはしみを呈することが多い他の部品を有するものが挙げられる。 Examples of electronic articles typically include those having an electronic display, such as a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, a plasma display, and the like. These electronic displays are often used in various electronic devices such as computer displays, televisions, smartphones, Global Positioning System (GPS) devices, music players, remote controls, handheld game consoles, portable readers and the like. Exemplary electronic articles include interactive touch screen displays or those with other components that often come into contact with the skin and often exhibit stains and / or stains.
上記で紹介したように、物品はまた、民生用機器及び部品のような金属物品であってもよい。代表的な物品は、食器洗浄機、コンロ、電子レンジ、冷蔵庫、冷凍庫等、典型的には、例えば、ステンレス鋼、艶消しニッケル等のような光沢のある金属外観を有するものである。 As introduced above, the article may also be a metal article such as consumer equipment and parts. Typical articles are dishwashers, stoves, microwave ovens, refrigerators, freezers and the like, typically those having a glossy metallic appearance such as stainless steel, matte nickel and the like.
あるいは、物品は、自動車車体又は部品等の乗物本体又は部品であってもよい。例えば、この表面処理材料は、自動車車体に光沢のある外観を付与する層であって、審美的に心地良く、埃等の汚れ及び指紋からのしみを防ぐ層を形成するために、自動車車体のトップコート上に直接適用されてよい。 Alternatively, the article may be a vehicle body or part such as an automobile body or a part. For example, this surface treatment material is a layer that gives a glossy appearance to an automobile body, and is used to form a layer that is aesthetically pleasing and prevents stains such as dust and stains from fingerprints. It may be applied directly on the top coat.
好適な光学物品の例には、ガラス板、無機層、セラミックス等を含むガラス板等の無機材料が挙げられる。好適な光学物品の更なる例には、有機材料、例えば、透明なプラスチック材料及び無機層を含む透明なプラスチック材料等が挙げられる。光学物品の特定の例には、反射防止フィルム、光学フィルター、光学レンズ、眼鏡のレンズ、ビームスプリッタ、プリズム、鏡等が挙げられる。 Examples of suitable optical articles include inorganic materials such as glass plates, inorganic layers, and glass plates containing ceramics and the like. Further examples of suitable optical articles include organic materials such as transparent plastic materials and transparent plastic materials containing an inorganic layer. Specific examples of optical articles include antireflection films, optical filters, optical lenses, spectacle lenses, beam splitters, prisms, mirrors and the like.
有機材料の中で、透明なプラスチック材料の例としては、様々な有機ポリマーを含む材料が挙げられる。透明性、屈折率、分散性及びこれらに類するものといった光学特性、並びに、耐衝撃性、耐熱性及び耐久性等の様々な他の特性の観点から、光学部材として使用される材料は、通常、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン6、ナイロン66等)、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、アクリル、セルロース(トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等)又はこのような有機ポリマーのコポリマーを含む。これらの材料は、眼科用素子において利用され得る。眼科用素子の非限定例としては、二焦点、三焦点及び多重焦点レンズのようなシングルビジョン、又はマルチビジョンレンズ(セグメント化されていてもいなくてもよい)を含む、補正又は非補正レンズが挙げられ、並びに、限定するものではないが、例えば、コンタクトレンズ、眼球内レンズ、拡大レンズ及び保護レンズ又はバイザーを含む、視覚の補正、保護又は改善のために使用される他の素子が挙げられる。眼科用素子に好ましい材料は、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリカーボネートコポリマー、ポリオレフィン(特にポリノルボルネン、CR39として知られているジエチレングリコール−ビス(アリルカーボネート)ポリマー、及びコポリマー)、(メタ)アクリルポリマー及びコポリマー(特にビスフェノールAから誘導される(メタ)アクリルポリマー及びコポリマー)、チオ(メタ)アクリルポリマー及びコポリマー、ウレタン及びチオウレタンポリマー及びコポリマー、エポキシポリマー及びコポリマー、並びに、エピスルフィドポリマー及びコポリマーから選択される1つ以上のポリマーを含む。 Among organic materials, examples of transparent plastic materials include materials containing various organic polymers. In terms of optical properties such as transparency, refractive index, dispersibility and the like, as well as various other properties such as impact resistance, heat resistance and durability, materials used as optical members are usually used. Polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polyamide (nylon 6, nylon 66, etc.), polystyrene, polyvinyl chloride, polyimide, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol, acrylic, cellulose (triacetyl) Polyethylene, diacetylcellulose, cellophane, etc.) or copolymers of such organic polymers. These materials can be used in ophthalmic devices. Non-limiting examples of ophthalmic elements include corrected or uncorrected lenses, including single vision or multivision lenses (which may or may not be segmented), such as bifocal, trifocal and multifocal lenses. Examples include, but are not limited to, other elements used for visual correction, protection or improvement, including, but not limited to, contact lenses, intraocular lenses, magnifying lenses and protective lenses or visors. .. Preferred materials for ophthalmic devices are polycarbonate, polyamide, polyimide, polysulfone, polyethylene terephthalate, and polycarbonate copolymers, polyolefins (particularly polynorbornene, diethylene glycol-bis (allyl carbonate) polymers known as CR39, and copolymers), (meth. ) Acrylic polymers and copolymers (particularly (meth) acrylic polymers and copolymers derived from bisphenol A), thio (meth) acrylic polymers and copolymers, urethane and thiourethane polymers and copolymers, epoxy polymers and copolymers, and episulfide polymers and copolymers. Includes one or more polymers selected from.
上述した物品に加えて、本発明の表面処理材料は、自動車又は飛行機用の窓部材等の他の物品上に層を形成するために適用することができ、これにより、機能性の向上をもたらす。表面硬度の更なる改善のために、この表面処理材料とTEOS(テトラエトキシシラン)を組み合わせて用いるいわゆるゾル−ゲルプロセスにより表面改質を行うことも可能である。 In addition to the articles mentioned above, the surface treatment materials of the present invention can be applied to form layers on other articles such as window members for automobiles or airplanes, thereby providing improved functionality. .. In order to further improve the surface hardness, it is also possible to perform surface modification by a so-called sol-gel process using this surface treatment material in combination with TEOS (tetraethoxysilane).
層を形成するために表面処理材料が適用され得る1つの具体的な対象基材は、Corning,New YorkのCorning Incorporatedから市販されている任意の世代のGorilla(登録商標)Glassである。別の特定の対象基材は、Tokyo,JapanのAsahi Glass Companyから市販されているDragontrail(登録商標)ガラスである。 One specific subject substrate surface treatment material may be applied to form a layer, Corning, Gorilla any generation, which is commercially available from Corning Incorporated of New York (registered trademark) is a G lass. Another particular substrate of interest is Dragontrail® glass commercially available from the Asahi Glass Company of Tokyo, Japan.
表面処理材料を物品の表面上に適用して、表面処理物品を調製する方法は、様々であり得る。 There can be various methods of applying a surface-treated material onto the surface of an article to prepare a surface-treated article.
例えば、特定の実施形態において、表面処理材料を物品の表面上に適用して湿潤層を形成する工程は、湿潤コーティング適用方法を用いる。本方法に好適な湿潤コーティング適用方法の特定の例には、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、グラビアコーティング、スパッタリング、スロットコーティング、インクジェット印刷、及びこれらの組み合わせが挙げられる。 For example, in certain embodiments, the step of applying a surface treatment material onto the surface of an article to form a wet layer uses a wet coating application method. Specific examples of wet coating application methods suitable for this method include dip coating, spin coating, flow coating, spray coating, roll coating, gravure coating, sputtering, slot coating, inkjet printing, and combinations thereof.
別の実施形態では、表面処理材料を物品の表面上に適用する工程は、堆積装置を用いて物品の表面上に層を形成する工程を含み得る。例えば、堆積装置が利用される場合、堆積装置は典型的には物理蒸着装置を備える。これらの実施形態では、堆積装置は、典型的には、スパッタリング装置、原子層堆積装置、真空装置及び直流(DC)マグネトロンスパッタリング装置から選択される。これらの物理蒸着装置のそれぞれの最適な制御パラメータは、利用される表面処理材料、層が形成されることになる物品等に基づく。特定の実施形態では、堆積装置は、真空装置を備える。 In another embodiment, the step of applying the surface treatment material onto the surface of the article may include the step of forming a layer on the surface of the article using a depositor. For example, when a depositor is utilized, the depositor typically comprises a physical vapor deposition apparatus. In these embodiments, the deposition equipment is typically selected from sputtering equipment, atomic layer deposition equipment, vacuum equipment and direct current (DC) magnetron sputtering equipment. The optimum control parameters for each of these physical vapor deposition devices are based on the surface treatment material used, the article on which the layer will be formed, and the like. In certain embodiments, the depositor comprises a vacuum device.
例えば、層が物理蒸着(PVD)を用いて形成される場合には、この方法は、含浸ペレットを形成するように表面処理材料とペレットを組み合わせることを含む。ペレットは、典型的には、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、炭素、銅、セラミック等の、金属、合金又は他の頑強な材料を含む。典型的には、ペレットは、表面処理材料のケイ素含有ポリフルオロポリエーテルと接触するために、非常に高い表面積対体積の比を有する。ペレットの表面積対体積の比は、ペレットの多孔性に起因し得、即ち、ペレットは多孔質であり得る。あるいは、ペレットは、所望の表面積対体積の比を提供するために、織布、不織布、及び/又は、ナノ繊維等のランダム化繊維を含んでもよい。ペレットは、例えば、SiO2、TiO2、ZrO2、MgO、Al2O3、CaSO4、Cu、Fe、Al、ステンレス鋼、炭素、又はこれらの組み合わせから選択される材料を含んでもよい。この材料は、金属、合金、又は他の頑強な材料を含む、ケーシング内のプラグであってもよい。この表面処理材料は、ペレットの材料とケイ素含有ポリフルオロポリエーテルとが組み合わされるか、そうでない場合は接触される限りは、任意の様式でペレット中に又は該ペレットに対して導入されてよい。例えば、ペレットは表面処理材料中に浸漬されてもよく、又は、表面処理材料は、多孔質材料が表面処理材料で含浸されるようにケーシング内に配置されてもよい。これらの実施形態において、本方法は、含浸させたペレットから、存在する場合、フッ素化ビヒクルを除去して、堆積前に未加工のペレットを形成する工程を更に含む。例えば、フッ素化ビヒクルは、存在する場合、加熱によりペレットから勢いよく流され得る。あるいは、フッ素化ビヒクルは、存在する場合、室温又は僅かに高温にて、場合により真空又は圧縮空気の存在下で、乾燥させることにより、ペレットから除去され得る。 For example, if the layer is formed using physical vapor deposition (PVD), this method involves combining surface treatment materials and pellets to form impregnated pellets. Pellets typically include metals, alloys or other tough materials such as iron, stainless steel, aluminum, carbon, copper and ceramics. Typically, the pellets have a very high surface area to volume ratio due to contact with the silicon-containing polyfluoropolyether of the surface treatment material. The surface area to volume ratio of the pellets can be due to the porosity of the pellets, i.e. the pellets can be porous. Alternatively, the pellet may contain randomized fibers such as woven fabrics, non-woven fabrics, and / or nanofibers to provide the desired surface area to volume ratio. The pellets may contain, for example, a material selected from SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , MgO, Al 2 O 3 , CaSO 4 , Cu, Fe, Al, stainless steel, carbon, or a combination thereof. This material may be a plug in a casing, including metals, alloys, or other robust materials. The surface treatment material may be introduced into or to the pellet in any manner as long as the material of the pellet and the silicon-containing polyfluoropolyether are combined or otherwise contacted. For example, the pellets may be immersed in the surface treatment material, or the surface treatment material may be placed in the casing such that the porous material is impregnated with the surface treatment material. In these embodiments, the method further comprises the step of removing the fluorinated vehicle, if present, from the impregnated pellet to form a raw pellet prior to deposition. For example, the fluorinated vehicle, if present, can be swiftly flushed from the pellet by heating. Alternatively, the fluorinated vehicle, if present, can be removed from the pellet by drying at room temperature or slightly higher temperature, optionally in the presence of vacuum or compressed air.
未加工のペレットは、堆積装置において利用されるまで、保存され得る。様々な実施形態では、未加工のペレットは、真空密封アルミニウムバッグの中に保存される。 Raw pellets can be stored until they are used in a depositor. In various embodiments, the raw pellets are stored in a vacuum sealed aluminum bag.
表面処理材料から層を形成するのに好適な真空装置の1つの特定の例は、Hanil Vacuum Machine Co.,Ltd.(Incheon、South Korea)から市販されているHVC−900DA真空装置である。堆積装置の別の例は、Sanborn,NYのEdwardsから市販されているEdwards AUTO 306である。 One particular example of a vacuum device suitable for forming a layer from a surface treatment material is Hanil Vacuum Machine Co., Ltd. , Ltd. (Incheon, South Korea) is a commercially available HVC-900DA vacuum apparatus. Another example of a depositor is the Edwards AUTO 306 commercially available from Edwalds, Sanborn, NY.
未加工のペレットは一般に、堆積装置のチャンバ内の基材上に、コーティングされる物品と共に配置され、ケイ素含有ポリフルオロポリエーテルは抵抗加熱蒸発を用いて蒸発させられ、これにより物品の表面上に層を形成する。 The raw pellets are generally placed on a substrate in the chamber of the depositor with the article to be coated, and the silicon-containing polyfluoropolyether is evaporated using resistance heating evaporation, thereby on the surface of the article. Form a layer.
層を形成する方法とは独立して、一旦、物品の表面上に表面処理材料から層が形成されると、層は更に、加熱、加湿、触媒後処理、光照射、電子ビーム照射等を受けてもよい。例えば、表面処理材料が堆積装置により適用された際、該表面処理材料から形成された層は、一般に、高温、例えば80〜150℃で一定時間、例えば45〜75分間加熱される。あるいは、表面処理材料から形成された層は、一定時間、例えば24時間、室温及び周囲条件にて静置され得る。 Independent of the method of forming the layer, once the layer is formed from the surface treatment material on the surface of the article, the layer is further subjected to heating, humidification, catalytic post-treatment, light irradiation, electron beam irradiation and the like. You may. For example, when a surface treatment material is applied by a depositor, the layer formed from the surface treatment material is generally heated at a high temperature, eg 80-150 ° C., for a period of time, eg 45-75 minutes. Alternatively, the layer formed from the surface treatment material can be allowed to stand for a period of time, eg, 24 hours, at room temperature and ambient conditions.
典型的には、表面処理材料から形成された層の厚さは、1〜1,000、あるいは1〜200、あるいは1〜100、あるいは5〜75、あるいは10〜50ナノメートル(nm)である。 Typically, the thickness of the layer formed from the surface treatment material is 1 to 1,000, or 1 to 200, or 1 to 100, or 5 to 75, or 10 to 50 nanometers (nm). ..
上記したように、表面処理材料から形成された層は、大きい水接触角及び卓越した(即ち、高い)耐久性を有し得る。これは、表面処理材料が適用されるのが湿潤コーティング方法を用いてなのか又は堆積装置を用いてなのかによらず当てはまる。表面処理材料から形成された層の耐久性は一般に、層を摩耗試験にかける前後の層の水接触角により判定される。例えば、耐久性が低い層ほど、摩耗後に水接触角は減少し、これは通常、層が少なくとも部分的に劣化したことを示す。 As mentioned above, a layer formed from a surface treatment material can have a large water contact angle and excellent (ie, high) durability. This is true regardless of whether the surface treatment material is applied using wet coating methods or depositors. The durability of a layer formed from a surface treatment material is generally determined by the water contact angle of the layer before and after the layer is subjected to an abrasion test. For example, the less durable the layer, the lower the water contact angle after wear, which usually indicates that the layer has deteriorated at least partially.
特定の実施形態では、表面処理材料から形成された層は、層を摩耗試験にかける前後に、75〜150、あるいは80〜125、あるいは90〜110度(°)の水接触角(WCA)を有する。多くの場合、磨耗前、及び、更に一般的には磨耗後の両方の表面処理材料の水接触角は、異性化C=C結合又はC=C=C結合を含む副産物で汚染されたケイ素含有ポリフルオロポリエーテルで形成された表面処理材料に関する水接触角よりも大きい(同様の様式で同じ基材に同じ層厚さに適用された場合)。したがって、表面処理物品用のこのような表面処理材料は、従来の表面処理材料から形成された従来の層の物理的特性と比較して、また、異性化C=C結合又はC=C=C結合を含む副産物で汚染されたケイ素含有ポリフルオロポリエーテルで形成された表面処理材料と比較して、高い耐久性、並びに卓越した物理的及び化学的特性を有する物品を提供すると考えられる。 In certain embodiments, the layer formed from the surface treatment material has a water contact angle (WCA) of 75-150, or 80-125, or 90-110 degrees (°) before and after the layer is subjected to an abrasion test. Have. In many cases, the water contact angles of both pre-wear and, more generally, post-wear surface treatment materials contain silicon contaminated with by-products containing isomerized C = C or C = C = C bonds. Greater than the water contact angle for surface treatment materials made of polyfluoropolyether (when applied in the same manner to the same substrate with the same layer thickness). Therefore, such surface-treated materials for surface-treated articles are also compared to the physical properties of conventional layers formed from conventional surface-treated materials, and are also isomerized C = C bond or C = C = C. It is believed to provide articles with high durability and outstanding physical and chemical properties compared to surface treatment materials formed with silicon-containing polyfluoropolyethers contaminated with bond-containing by-products.
以下の実施例は、本発明を例示することを意図しており、決して本発明の範囲を限定するものとして見られるものではない。 The following examples are intended to illustrate the invention and are by no means viewed as limiting the scope of the invention.
プロトン核磁気共鳴(1H NMR)スペクトル:特に示さない限り、1H NMRスペクトルは全て、アセトン−d6を含む同軸インサートを有する5mm「300MHz」ガラス管で400 Megahertz(MHz)Agilent 400MRで得られた。化学シフト(δ)は、アセトン基準点に基づいて、PPMにて表す。ピークの帰属は、下線により示す。ピーク分裂は、一重項(s)、二重項(d)、三重項(t)、多重項(m)等として示した。ピーク積分値は、典型的な測定誤差内にある。積分値は、−CF(CF3)CH2OCH2−内の内部メチレン水素原子に関する積分値を2.00H、又は1分子と等しいと設定することにより比較し得る。これは、全ポリフルオロポリエーテル型分子(原料のPFPE、反応したPFPE及び異性化したPFPE)全てが−CF(CF3)CH2O−セグメントを有する筈であるため、それらの合計を占める筈である。例えば、下記の一例では、その値を2.00H、又は1分子と等しいように設定した場合、好ましくない異性化アリルエーテル((−CH2OCH=CHCH3)に対応する可能性がある関連ピークの積分値は0.18分子であり、したがって0.18/(1+0.18)=15mol%の好ましくない異性化異性体及び85mol%の所望の非異性化異性体であった。同様に、好ましくない異性体の積分値0.24分子は、0.24/(1+0.24)=19mol%の好ましくない異性化異性体及び81mol%の所望の非異性化異性体に対応する。 Proton Nuclear Magnetic Resonance ( 1 H NMR) Spectrum: Unless otherwise indicated, all 1 H NMR spectra are obtained at 400 Megahertz (MHz) Agilent 400 MR in a 5 mm “300 MHz” glass tube with a coaxial insert containing acetone-d 6. It was. The chemical shift (δ) is expressed in PPM based on the acetone reference point. The attribution of peaks is underlined. Peak splits are shown as singlet (s), doublet (d), triplet (t), multiplet (m) and the like. The peak integral is within typical measurement error. The integral value can be compared by setting the integral value for the internal methylene hydrogen atom in −CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 − to be equal to 2.00 H or one molecule. This should account for the sum of all polyfluoropolyether-type molecules (raw material PFPE, reacted PFPE and isomerized PFPE) as they should all have -CF (CF 3 ) CH 2 O- segments. Is. For example, in the example below, if the value is set to 2.00 H, or equal to one molecule, the associated peak that may correspond to the unfavorable isomerized allyl ether ((-CH 2 OCH = CHCH 3 )). The integral value of was 0.18 molecules, thus 0.18 / (1 + 0.18) = 15 mol% of undesired isomerized isomers and 85 mol% of desired non-isomerized isomers. An integrated value of 0.24 molecules of no isomers corresponds to 0.24 / (1 + 0.24) = 19 mol% of unwanted isomerized isomers and 81 mol% of desired non-isomerized isomers.
合成実施例1−CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH=CH2の合成。31.0グラム(g)(15.5ミリモル(mmol))のCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OHの30.0g(140.2mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン溶液に、2.24g(40mmol)の水酸化カリウムを加えた。これを65℃で3時間混合した後、2.25g(14.8mmol)の4−ビニルベンジルクロリド及び0.5g(1.6mmol)の臭化テトラエチルアンモニウムを加え、16時間混合した。この材料を3規定(N)塩酸で中和し、3N塩酸及びアセトンの1:1混合物で3回濯いだ。次いで、収集した生成物層をCelatom FW−80濾過助剤、5.0及び0.45μmフィルターを通して濾過した後、100℃及び真空にてストリッピングして、未加工のCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH=CH2を得た。 Synthesis Example 1-CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH = CH 2 synthesis. 31.0 g (g) (15.5 mmol (mmol)) of CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OH 30.0 g (140. To a solution of 2 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene was added 2.24 g (40 mmol) of potassium hydroxide. This was mixed at 65 ° C. for 3 hours, then 2.25 g (14.8 mmol) of 4-vinylbenzyl chloride and 0.5 g (1.6 mmol) of tetraethylammonium bromide were added, and the mixture was mixed for 16 hours. The material was neutralized with 3N hydrochloric acid and rinsed 3 times with a 1: 1 mixture of 3N hydrochloric acid and acetone. The collected product layer was then filtered through Celatom FW-80 filtration aids, 5.0 and 0.45 μm filters and then stripped at 100 ° C. and in vacuum to produce raw CF 3 CF 2 CF 2 O. (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH = CH 2 was obtained.
合成実施例2−CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2C≡CHの合成。31.0g(15.5mmol)のCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OHの30.0g(140.2mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン溶液に、2.24g(56mmol)の水酸化ナトリウムを加えた。これを65℃で3時間混合した後、5.0g(42.4mmol)のBr−CH2C≡CH及び0.5g(1.6mmol)の臭化テトラエチルアンモニウムを加え、更に3時間混合した。この材料を3N塩酸で中和し、3N塩酸及びアセトンの1:1(重量/重量)混合物で3回濯いだ。次いで、収集した生成物層をCelatom FW−80濾過助剤、5.0及び0.45umフィルターを通して濾過した後、100℃及び真空にてストリッピングして、未加工のCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2C≡CHを得た。 Synthesis Example 2-CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 C ≡ CH synthesis. 31.0 g (15.5 mmol) of CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OH of 30.0 g (140.2 mmol) of 1,3-bis 2.24 g (56 mmol) of sodium hydroxide was added to the (trifluoromethyl) benzene solution. This was mixed at 65 ° C. for 3 hours, then 5.0 g (42.4 mmol) of Br-CH 2 C≡CH and 0.5 g (1.6 mmol) of tetraethylammonium bromide were added, and the mixture was further mixed for 3 hours. The material was neutralized with 3N hydrochloric acid and rinsed 3 times with a 1: 1 (weight / weight) mixture of 3N hydrochloric acid and acetone. The collected product layer was then filtered through Celatom FW-80 filtration aids, 5.0 and 0.45 um filters and then stripped at 100 ° C. and in vacuum to produce raw CF 3 CF 2 CF 2 O. (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 C ≡ CH was obtained.
合成実施例3−CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH2CH2Si(OCH3)3の合成。磁気撹拌棒、ドライアイスDewar型冷却器及び乾燥窒素パージを備えた50mLの3口フラスコに、10.00g(4.7mmol)の、実施例1で調製したCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH=CH2、7.14g(33.4mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、6.60g(48.7mmol)のトリクロロシラン及び0.01g(0.04mmol)のシリル化カルボン酸異性体防止化合物を加えた。反応物を53℃で撹拌し、3.0ミリグラム(mg)の、白金及び1,2−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(25重量パーセント(重量%)Pt)の錯体を、3時間かけて漸次的に加えた。次いで、過剰なトリクロロシラン及び1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンを真空下で除去した。次いで、この混合物に5.69g(26.6mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、5.63g(53.1mmol)のトリメチルオルトホルメート及び0.08g(2.5mmol)の無水メタノールを加えた。これを室温で66時間混合させた後、過剰の溶媒及び反応物を真空下でストリッピング除去して、8.38gの濁黄色液体を得た。最終的な濁黄色液体を1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン中で50重量%に希釈し、アセトン−d6を含む同軸インサートを有する5mm「300MHz」ガラス管を使用することにより、NMR用のサンプルを調製した。1H NMR分析は、残留するビニル基を示さなかった(−CH2OCH2(C6H4)CH=CH2、δ 5.48−5.34、m、1H;−CH2OCH2(C6H4)CH=CH2、δ 4.52−4.42、m、1H及び4.01−3.91、m、1H)。ビニル二重結合の移動(即ち、移動的異性化)を示すピークは観察されず、NMRは最終的な材料が所望の生成物:CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH2CH2Si(OCH3)3、(−CH2OCH2(C6H4)CH2CH2Si(OCH3)3、δ 3.45−3.33、s、2.00H;−CH2OCH2(C6H4)CH2CH2Si(OCH3)3、δ −0.13− −0.33、t、2.10H)であることを確認した。 Synthesis Example 3-CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 synthesis .. 10.00 g (4.7 mmol) of CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF)) prepared in Example 1 in a 50 mL three-necked flask equipped with a magnetic stir bar, a dry ice Dewar type cooler and a dry nitrogen purge. CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH = CH 2 , 7.14 g (33.4 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 6 .60 g (48.7 mmol) of trichlorosilane and 0.01 g (0.04 mmol) of the silylated carboxylic acid isomer inhibitor compound were added. The reaction is stirred at 53 ° C. and 3.0 milligrams (mg) of a complex of platinum and 1,2-diethenyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (25 weight percent (% by weight) Pt). Was added gradually over 3 hours. Excess trichlorosilane and 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene were then removed under vacuum. The mixture was then added to 5.69 g (26.6 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 5.63 g (53.1 mmol) of trimethyl orthoformate and 0.08 g (2.5 mmol) of anhydrous. Methanol was added. After mixing this at room temperature for 66 hours, the excess solvent and reactants were stripped off under vacuum to give 8.38 g of a turbid yellow liquid. By using the final cloudy yellow liquid with 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene was diluted to 50 wt%, 5 mm "300MHz" glass tube having a coaxial insert comprising acetone -d 6, NMR Samples were prepared. 1 1 H NMR analysis showed no residual vinyl groups (-CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH = CH 2 , δ 5.48-5.34, m, 1H; -CH 2 OCH 2 (-CH 2 OCH 2 ) C 6 H 4 ) CH = CH 2 , δ 4.52-4.42, m, 1H and 4.01-3.91, m, 1H). No peaks were observed indicating the movement of the vinyl double bond (ie, mobile isomerization), and NMR showed that the final material was the desired product: CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O). ) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , (-CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , Δ 3.45-3.33, s, 2.00H; -CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3, δ -0.13- -0.33, t , 2.10H) was confirmed.
合成実施例4−CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH2CH2Si(OCH3)3の代替的合成。磁気撹拌棒、ドライアイスDewar型冷却器及び乾燥窒素パージを備えた50mLの3口フラスコに、10.00g(4.7mmol)の、実施例1で調製したCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH=CH2、7.24g(33.8mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン及び5.64g(41.6mmol)のトリクロロシランを加えた。反応物を60℃で撹拌し、5.2mgの、白金及び1,2−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(25重量%Pt)の錯体を、3.5時間かけて漸次的に加えた。次いで、過剰なトリクロロシラン及び1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンを真空下で除去した。次いで、この混合物に5.34g(25.0mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、5.75g(54.2mmol)のトリメチルオルトホルメート及び0.08g(2.5mmol)の無水メタノールを加えた。これを室温で66時間混合させた後、過剰の溶媒及び反応物を真空下でストリッピング除去して、7.96gの濁黄色液体を得た。最終的な濁黄色液体を1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン中で50重量%に希釈し、アセトン−d6を含む同軸インサートを有する5mmガラス管を使用することにより、1H NMRスペクトルを得た。1H NMR分析は、残留するビニル基を示さなかった(−CH2OCH2(C6H4)CH=CH2、δ 5.48−5.34、m、1H;−CH2OCH2(C6H4)CH=CH2、δ 4.52−4.42、m、1H及び4.01−3.91、m、1H)。ビニル二重結合の移動(即ち、移動的異性化)を示すピークは観察されず、NMRは最終的な材料が所望の生成物:CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH2CH2Si(OCH3)3、(−CH2OCH2(C6H4)CH2CH2Si(OCH3)3、δ 3.46−3.34、s、2.00H;−CH2OCH2(C6H4)CH2CH2Si(OCH3)3、δ −0.17〜−0.27、t、2.07H)であることを確認した。 Synthesis Example 4-CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 Substitute Synthesis. 10.00 g (4.7 mmol) of CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF)) prepared in Example 1 in a 50 mL three-necked flask equipped with a magnetic stir bar, a dry ice Dewar type cooler and a dry nitrogen purge. CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH = CH 2 , 7.24 g (33.8 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene and 5 .64 g (41.6 mmol) of trichlorosilane was added. The reaction is stirred at 60 ° C. and 5.2 mg of a complex of platinum and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (25 wt% Pt) is added over 3.5 hours. Gradually added. Excess trichlorosilane and 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene were then removed under vacuum. The mixture was then added to 5.34 g (25.0 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 5.75 g (54.2 mmol) of trimethyl orthoformate and 0.08 g (2.5 mmol) of anhydrous. Methanol was added. After mixing this at room temperature for 66 hours, the excess solvent and reactants were stripped off under vacuum to give 7.96 g of a turbid yellow liquid. The final cloudy yellow liquid was diluted to 50% by weight of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, by using a 5mm glass tube having a coaxial insert comprising acetone -d 6, 1 H NMR spectrum Got 1H NMR analysis showed no residual vinyl groups (-CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH = CH 2 , δ 5.48-5.34, m, 1H; -CH 2 OCH 2 (C) 6 H 4 ) CH = CH 2 , δ 4.52-4.42, m, 1H and 4.01-3.91, m, 1H). No peaks were observed indicating the movement of the vinyl double bond (ie, mobile isomerization), and NMR showed that the final material was the desired product: CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O). ) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , (-CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , Δ 3.46-3.34, s, 2.00H; -CH 2 OCH 2 (C 6 H 4 ) CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , δ -0.17 to -0.27, t , 2.07H).
合成実施例5−CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2CH=CHSi(OCH3)3の合成。磁気撹拌棒、ドライアイスDewar型冷却器及び乾燥窒素パージを備えた50mLの3口フラスコに、10.00g(4.9mmol)の、実施例2で調製したCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2C≡CH、7.13g(33.3mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン及び6.21g(45.8mmol)のトリクロロシランを加えた。反応物を60℃で撹拌し、5.2mgの、白金及び1,2−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(25重量%Pt)の錯体を、4時間かけて漸次的に加えた。次いで、過剰なトリクロロシラン及び1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンを真空下で除去した。次いで、この混合物に8.38g(39.2mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、7.95g(74.9mmol)のトリメチルオルトホルメート及び0.09g(2.8mmol)の無水メタノールを加えた。これを室温で39時間混合させた後、過剰の溶媒及び反応物を真空下でストリッピング除去して、10.59gの濁黄色液体を得た。最終的な濁黄色液体を1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン中で50重量%に希釈し、アセトン−d6を含む同軸インサートを有する5mmガラス管を使用することにより、1H NMRスペクトルを得た。1H NMR分析は、残留している三重結合を示さなかった(−CH2OCH2C≡CH、δ 1.30−1.02、t、1H)。この材料は、所望のCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)10CF(CF3)CH2OCH2CH=CHSi(OCH3)3、及び関連する−Si(OCH3)3のバリエーションである(−CH2OCH2CH=CHSi(OCH3)3、δ 2.95−2.86、m、2.00H;−CH2OCH2CH=CHSi(OCH3)3、δ 2.40−2.42、s、9.92H)であることが見出された。 Synthesis Example 5-CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 CH = CHSi (OCH 3 ) 3 synthesis. 10.00 g (4.9 mmol) of CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF)) prepared in Example 2 in a 50 mL three-necked flask equipped with a magnetic stir bar, a dry ice Dewar type cooler and a dry nitrogen purge. CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 C≡CH, 7.13 g (33.3 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene and 6.21 g (45.8 mmol) Trichlorosilane was added. The reaction is stirred at 60 ° C. and 5.2 mg of a complex of platinum and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (25 wt% Pt) is gradual over 4 hours. In addition to. Excess trichlorosilane and 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene were then removed under vacuum. The mixture was then added to 8.38 g (39.2 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 7.95 g (74.9 mmol) of trimethyl orthoformate and 0.09 g (2.8 mmol) of anhydrous. Methanol was added. After mixing this at room temperature for 39 hours, the excess solvent and reactants were stripped off under vacuum to give 10.59 g of a turbid yellow liquid. The final cloudy yellow liquid was diluted to 50% by weight of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, by using a 5mm glass tube having a coaxial insert comprising acetone -d 6, 1 H NMR spectrum Got 1 1 1 H NMR analysis showed no residual triple bond (-CH 2 OCH 2 C ≡ CH, δ 1.30-1.02, t, 1H). This material includes the desired CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 10 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 CH = CHSi (OCH 3 ) 3 and the associated −Si (OCH 3). ) 3 variations (-CH 2 OCH 2 CH = CHSi (OCH 3 ) 3 , δ 2.95-2.86, m, 2.00H; -CH 2 OCH 2 CH = CHSi (OCH 3 ) 3 , δ 2.40-2.42, s, 9.92H) was found.
合成実施例6−化合物[C]の合成
比較例1−CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)17CF(CF3)CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3の合成。磁気撹拌棒、ドライアイスDewar型冷却器及び乾燥窒素パージを備えた50mLの3口フラスコに、20.72g(6.5mmol)のCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)17CF(CF3)CH2OCH2CH=CH2、14.31g(66.8mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、7.54g(55.7mmol)のトリクロロシラン及び0.021g(0.1mmol)のシリル化カルボン酸異性体防止化合物を加えた。反応物を60℃で撹拌し、8.9mgの、白金及び1,2−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(25重量%Pt)の錯体を4.5時間かけて漸次的に加えた。次いで、過剰なトリクロロシラン及び1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンを真空下で除去した。次いで、この混合物に4.45g(20.8mmol)の1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、9.70g(91.4mmol)のトリメチルオルトホルメート及び0.118g(3.7mmol)の無水メタノールを加えた。これを室温で18時間混合させた後、過剰の溶媒及び反応物を真空下でストリッピング除去して、20.94gの濁黄色液体を得た。最終的な濁黄色液体を1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン中で50重量%に希釈し、アセトン−d6を含む同軸インサートを有する5mmガラス管を使用することにより、1H NMRスペクトルを得た。1H NMR分析は、残留するアリルエーテルを示さなかった(−CH2OCH2CH=CH2、δ 4.81−4.69、m、1H及びδ 4.22−4.02、m、1H)。異性化した出発材料の所望の生成物に対する比は、PFPE−分子(−CF(CF3)CH2OCH2−、δ 2.90−2.76、d、2.00H)の総量を、異性化アリルエーテル(−CH2OCH=CHCH3、δ3.71−3.64及び3.38−3.28、m、0.18H)と比較することにより計算し、この場合、約15%の異性化アリルエーテルCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)17CF(CF3)CH2OCH=CHCH3と、約85%の所望のCF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)17CF(CF3)CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3及び関連する−Si(OCH3)3バリエーションであった。 Comparative Example 1-CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 17 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 synthesis. 20.72 g (6.5 mmol) of CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) in a 50 mL three-necked flask equipped with a magnetic stir bar, dry ice Dewar type cooler and dry nitrogen purge. 17 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 CH = CH 2 , 14.31 g (66.8 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 7.54 g (55.7 mmol) of trichlorosilane and 0. 021 g (0.1 mmol) of silylated carboxylic acid isomer inhibitor was added. The reaction is stirred at 60 ° C. and 8.9 mg of a complex of platinum and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (25 wt% Pt) is gradually added over 4.5 hours. Added to. Excess trichlorosilane and 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene were then removed under vacuum. The mixture was then added to 4.45 g (20.8 mmol) of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 9.70 g (91.4 mmol) of trimethyl orthoformate and 0.118 g (3.7 mmol) of anhydrous. Methanol was added. After mixing this at room temperature for 18 hours, the excess solvent and reactants were stripped off under vacuum to give 20.94 g of a turbid yellow liquid. The final cloudy yellow liquid was diluted to 50% by weight of 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, by using a 5mm glass tube having a coaxial insert comprising acetone -d 6, 1 H NMR spectrum Got 1 1 1 1 H NMR analysis showed no residual allyl ether (-CH 2 OCH 2 CH = CH 2 , δ 4.81-4.69, m, 1H and δ 4.22-4.02, m, 1H ). The ratio of the isomerized starting material to the desired product is the total amount of PFPE-molecules (-CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2- , δ 2.90-2.76, d, 2.00H), isomerized. Calculated by comparison with allyl ether (-CH 2 OCH = CHCH 3 , δ 3.71-3.64 and 3.38-3.28, m, 0.18H), in this case about 15% isomerization. Allyl ether CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 17 CF (CF 3 ) CH 2 OCH = CHCH 3 , and about 85% of the desired CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF) CF 3 ) CF 2 O) 17 CF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 and related -Si (OCH 3 ) 3 variations.
比較例2−化合物[C]’の合成
表1に記載した結果が示すように、合成実施例3〜6で使用した出発材料の異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル(PFPE)構造は、末端−CH=CH2の移動的異性化を防止、又は検出可能でないレベルの移動的異性化をもたらした。その一方、比較例の構造は、末端−CH=CH2の移動的異性化が測定可能なレベルまで起き、好ましくなかった。
コーティング実施例
As the results shown in Table 1 show, the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether (PFPE) structure of the starting material used in Synthesis Examples 3-6 has a terminal-CH = CH 2 migration. Prevented or resulted in undetectable levels of mobile isomerization. On the other hand, the structure of the comparative example was not preferable because the mobile isomerization of terminal-CH = CH 2 occurred to a measurable level.
Coating example
コーティング性能の比較として、比較例1及び合成実施例4で調製した材料を3M Novec 7200溶媒中で0.2重量%に希釈し、洗浄した2”×3”(5.08センチメートル(cm)×7.62cm)の顕微鏡スライドガラス上にスプレーコーティングした。その製造業者によれば、3M Novec 7200溶媒は、経験式C4H9OC2H5を有し、おそらく50/50混合物としての「本質的に同一の特性を有する分離不可能な2種の異性体:(CF3)2CFCF2OC2H5(CAS No.163702−06−5)及びCF3CF2CF2CF2OC2H5(CAS No.163702−05−4)からなる。」スライドガラスを洗剤で洗浄し、濯ぎ、コーティング前に大気プラズマで処理した。コーティング後、脱イオン水の蒸発皿を含む125℃の炉内でスライドガラスを1時間縮合硬化させて、高結合密度/結合コーティング(合成実施例4を用いて作製)又は低結合密度/弱く結合されたコーティング(比較例1を用いて作製)を得た。次いで、硬化コーティング/スライドガラス(即ち、結合コーティング又は弱く結合されたコーティングを有するスライドガラス)を3M Novec 7200溶媒で濯いで、任意の過剰な未硬化材料を除去した。次いで、静的水接触角を測定することにより性能を評価した。これは、コーティングされたままのスライドガラス上で、及びコーティング耐久性(架橋度及びコーティングの結合の程度を含む)を評価するために様々な方法で研磨されたスライドガラス上で行った。 As a comparison of coating performance, the materials prepared in Comparative Example 1 and Synthesis Example 4 were diluted to 0.2% by weight in 3M Novec 7200 solvent and washed 2 "x 3" (5.08 cm (cm)). It was spray-coated on a microscope slide glass (× 7.62 cm). According to its manufacturer, the 3M Novec 7200 solvent has the empirical formula C 4 H 9 OC 2 H 5 , and probably "two inseparable species with essentially the same properties" as a 50/50 mixture. Isomers: Consists of (CF 3 ) 2 CFCF 2 OC 2 H 5 (CAS No. 163702-06-5) and CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 OC 2 H 5 (CAS No. 163702-05-4). The slide glass was washed with detergent, rinsed and treated with atmospheric plasma prior to coating. After coating, the slide glass is condensed and cured for 1 hour in a furnace containing an evaporating dish of deionized water at 125 ° C. to achieve high bond density / bond coating (prepared using Synthesis Example 4) or low bond density / weak bond. The coating (prepared using Comparative Example 1) was obtained. The cured coating / slide glass (ie, the slide glass with a binding coating or a weakly bound coating) was then rinsed with 3M Novec 7200 solvent to remove any excess uncured material. The performance was then evaluated by measuring the static water contact angle. This was done on a glass slide as coated and on a glass slide polished in various ways to assess coating durability (including degree of cross-linking and degree of coating bonding).
本明細書では、変更を加えたASTM 5946−04に従い、2マイクロリットル(μL)の脱イオン水を用いて、AST Products,Inc.,Billerica,MAにより製造されたVCA Optima XEゴニオメーターを使用して静的水接触角の測定を行った。報告したデータは、複数のサンプルを使用した、コーティング上の複数の位置における6個の測定値の平均WCAであった。WCAは、研磨サイクルの前後の両方で測定した。一般に、研磨後、WCAが大きいほど、層の耐久性も高い。 In the present specification, according to the modified ASTM 5946-04, 2 microliters (μL) of deionized water was used in accordance with ASTM Products, Inc. Static water contact angles were measured using a VCA Optima XE goniometer manufactured by Billerica, MA. The data reported was the average WCA of 6 measurements at multiple locations on the coating using multiple samples. WCA was measured both before and after the polishing cycle. In general, the larger the WCA after polishing, the higher the durability of the layer.
耐摩耗性試験は、North Tonawanda、New YorkのTaber Industriesにより製造された往復研磨機Model 5900を使用した。この研磨機は、1インチ(2.54cm)のストローク長を有する。1回の前後の移動は、サイクルと称される。試験は、複数の研磨媒体を用いて行った。第1の場合、研磨は、0000#スチールウールを使用して、20ミリメートル(mm)×20mmの表面積に亘って、10ニュートンの負荷を用いて60サイクル/分の速度で2000サイクル行った。第2の場合、研磨は、0.25インチ(0.635cm)の直径を有する、Taber製のTaber CS−10研磨媒体(弾性又は陶化(粘土)バインダー中に埋め込まれた炭化ケイ素又は酸化アルミニウム研磨粒子)を使用して、7.5ニュートンの負荷を用いて25サイクル/分の速度で25サイクル行った。第3の場合、研磨は、6.0mmの直径を有する摩擦試験消しゴム(Munbangsawoo Co.,Ltd.)を使用して、5ニュートンの負荷を用いて40サイクル/分の速度で1500サイクル行った。結果を下記の表2報告する。
表2に記載した結果が示すように、本発明の実施形態(実施例4)に従って作製した材料を使用して調製したより高い架橋密度/結合コーティングは、比較例1から調製したより低い架橋密度/弱く結合されたコーティングと比較して、優れた研磨WCA性能を与え、検出可能な移動的異性体を欠いた本発明の材料の実施形態を使用した本発明の結合コーティングに関する優れた結果に相関していた。理論に束縛されるものではないが、末端脂肪族不飽和結合を有する所望の本発明の非異性化材料は、ヒドロシリル化反応中に反応して、SiH官能性化合物に対する結合を形成し、結果として得られた表面処理材料がより高い結合密度/より大きい分子量を有し、その後、更に基材の表面と縮合硬化により反応して、基材に対する共有結合を有する結合コーティングを形成し、基材上の結合コーティングを形成することを可能にする一方、内部脂肪族不飽和結合を有する比較例の移動的に異性化された材料は、そのような結合密度又はそのような高分子量の材料を形成することができず、又は、比較例の弱く結合されたコーティングと基材の表面との間で十分な数の共有結合を形成することが不可能であると考えられる。 As the results shown in Table 2 show, higher crosslink densities / bonding coatings prepared using materials prepared according to embodiments of the present invention (Example 4) have lower crosslink densities prepared from Comparative Example 1. / Corresponds to superior results for the binding coatings of the invention using embodiments of the materials of the invention that provide superior polishing WCA performance compared to weakly bound coatings and lack detectable mobile isomers. Was. Without being bound by theory, the desired non-isomerized material of the invention having a terminal aliphatic unsaturated bond reacts during the hydrosilylation reaction to form a bond to the SiH functional compound, resulting in a bond. The resulting surface treatment material has a higher bond density / higher molecular weight and then further reacts with the surface of the substrate by condensation curing to form a bond coating with covalent bonds to the substrate and on the substrate. The mobile isomerized material of the comparative example having an internal aliphatic unsaturated bond forms such a bond density or such high molecular weight material, while allowing the formation of a bond coating of. It is believed that this is not possible or that it is not possible to form a sufficient number of covalent bonds between the weakly bonded coating of the comparative example and the surface of the substrate.
比較例2及び合成実施例6で調製した材料を、紫外線(UV)硬化ハードコーティング配合物中に配合した。20.4部のKAYARAdジペンタエリトリトール(dipenthaerythiritol)ヘキサアクリレート(dPHA)、61.2部のNissan MEK−AC−2140Z、16.3部のプロピレングリコールモノメチルエーテル及び2.0部のCiba Irgacure 184を混合することにより、100部のハードコーティング配合物を調製した。MEK−AC−2140Zは、メチルエチルケトン中の表面処理されたコロイダルシリカであり、このシリカは、10〜15nmの粒子サイズを有する。Irgacure 184は、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンである。次いで、1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン中の20重量%の合成実施例6又は比較例2の混合物を、2:98、1:99、0.5:99.5又は0.2:99.8の比で、ハードコーティング配合物に加えた。これは、様々なレベルで行って、洗浄容易性の特徴を付与する点での対照PFPE−アクリレート材料と低異性体PFPE−アクリレート材料の効果を評価した。次いで、これらのハードコーティング配合物をポリカーボネート基材上にスピンコートし、過剰な溶媒を80℃の炉内で10分間、急速に気化させ、2000ミリジュール/平方センチメートル(mJ/cm2)のUV光によりフリーラジカル硬化させて、より高い架橋密度/結合コーティング(合成実施例6を用いて作製)又はより低い架橋密度/弱く結合されたコーティング(比較例2を用いて作製)を得た。次いで、水接触角を前述したように試験した。結果を下記の表3に報告する。
表3に記載した結果が示すように、本発明の実施形態(合成実施例6)に従って作製したコーティングは、1.0、0.5及び0.2重量%負荷において、比較例2を用いて調製したコーティングと比較して、優れたWCA性能を与え、検出可能な移動的異性体を欠いた本発明の材料の実施形態を使用したコーティングに関する優れた結果に相関していた。理論に束縛されるものではないが、末端脂肪族不飽和結合を有する所望の本発明の非異性化材料は、ヒドロシリル化反応中に反応して、SiH官能性化合物に対する架橋又は結合を形成し、結果として得られた表面処理材料がより高い架橋密度を有し、その後、更に、続く縮合又はフリーラジカル硬化反応中に基材の表面と反応して、基材に対する共有結合を有する結合コーティングを形成する一方、内部脂肪族不飽和結合を有する比較例の移動的に異性化された材料は、そのような架橋を形成することができず、又は、比較例の弱く結合されたコーティングと基材との間でのそのような共有結合の十分な形成が不可能であると考えられる。 As the results shown in Table 3 show, the coatings made according to the embodiment of the present invention (Synthetic Example 6) were loaded with Comparative Examples 2 at 1.0, 0.5 and 0.2 wt%. It provided superior WCA performance as compared to the prepared coatings and correlated with superior results for coatings using embodiments of the materials of the invention lacking detectable mobile isomers. Without being bound by theory, the desired non-isomerized material of the invention having a terminal aliphatic unsaturated bond reacts during the hydrosilylation reaction to form a crosslink or bond to the SiH functional compound. The resulting surface treatment material has a higher crosslink density and then further reacts with the surface of the substrate during subsequent condensation or free radical curing reactions to form a covalent coating with a covalent bond to the substrate. On the other hand, the migratory isomerized material of the comparative example having an internal aliphatic unsaturated bond is unable to form such a crosslink or is with the weakly bound coating and substrate of the comparative example. It is believed that sufficient formation of such covalent bonds between them is not possible.
添付の特許請求の範囲は、詳細な説明に記述された明確で特定の化合物、表面処理材料、又は方法に限定されず、化合物、組成物、又は方法が、添付の特許請求の範囲内にある特定の実施形態間で異なってもよい。本明細書において依拠されている任意のマーカッシュ群に関して、異なる、特殊な及び/又は不測の結果は、全ての他のマーカッシュ群の構成員から独立して、各マーカッシュ群のそれぞれの構成員から得られるものとする。マーカッシュ群の各要素は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態に個別に及び/又は組み合わせて依存してもよく、適切な根拠を提供する。 The appended claims are not limited to the clear and specific compounds, surface treatment materials, or methods described in the detailed description, and the compounds, compositions, or methods are within the appended claims. It may differ between specific embodiments. With respect to any Markush group relied on herein, different, special and / or contingent results are obtained from each member of each Markush group, independent of all other Markush group members. It shall be. Each element of the Markush group may depend individually and / or in combination with specific embodiments within the appended claims, providing appropriate evidence.
更に、本発明の様々な実施形態を説明する際に依拠される任意の範囲及び部分範囲は独立して及び総じて、添付の請求の範囲内に入り、たとえ、本明細書にその中の全部及び/又は一部の値が明記されていなくても、そのような値を包含する全範囲を説明及び想到するものと理解される。計数範囲及び部分範囲が、本発明の様々な実施態様を十分に記述しかつ可能にし、かかる範囲及び部分範囲が、更に、関連する2分の1、3分の1、4分の1、5分の1等に詳述されてよいことを当業者は容易に理解するであろう。ほんの一例として、範囲「0.1〜0.9」は、下の方の3分の1、即ち、0.1〜0.3、中間の3分の1、即ち、0.4〜0.6、及び上の方の3分の1、即ち、0.7〜0.9に更に詳述でき、これらは、個別かつ集合的に添付の特許請求の範囲内であり、添付の特許請求の範囲内の特定の実施態様に個別及び/又は集合的に依存され、適切な根拠を提供し得る。更に、「少なくとも」、「より大きい」、「未満」、「以下」等の範囲を定義又は修飾する用語に関して、かかる用語が部分範囲及び/又は上限又は下限を含むことを理解されたい。別の例として、「少なくとも10」の範囲は、本質的に、少なくとも10〜35の部分範囲、少なくとも10〜25の部分範囲、25〜35の部分範囲等を含み、各部分範囲は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態に個別及び/又は集合的に依存することがあり、これに適切な根拠を提供する。最終的には、開示された範囲内の個々の数は、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態に依存することができ、これに適切な根拠を提供する。例えば、範囲「1〜9」は、様々な個々の整数、例えば、3、並びに小数点(又は分数)を含む個別の数、例えば、4.1を含み、これは添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態に依存してもよく、これに適切な根拠を提供する。 Moreover, any scope and subrange that is relied upon in describing the various embodiments of the invention falls within the scope of the appended claims independently and in general, even if all and in this specification. / Or even if some values are not specified, it is understood to explain and conceive the entire range that includes such values. Counting ranges and subranges fully describe and enable various embodiments of the invention, and such ranges and subranges are further associated with one-half, one-third, one-fourth, and five. Those skilled in the art will readily appreciate that they may be detailed in one-third magnitude. As just one example, the range "0.1 to 0.9" is the lower third, or 0.1, 0.3, and the middle third, or 0.4 to 0. 6 and the upper third, ie 0.7-0.9, can be further detailed, which are individually and collectively within the appended claims. It may be individually and / or collectively dependent on a particular embodiment within the scope and may provide appropriate evidence. Further, with respect to terms that define or modify ranges such as "at least", "greater than", "less than", "less than or equal to", it should be understood that such terms include subranges and / or upper or lower limits. As another example, the "at least 10" range essentially includes at least 10-35 subranges, at least 10-25 subranges, 25-35 subranges, etc., and each subrange is attached. It may depend individually and / or collectively on a particular embodiment within the claims and provides appropriate grounds for this. Ultimately, the individual numbers within the disclosed scope may depend on the particular embodiment within the appended claims, providing a good basis for this. For example, the range "1-9" includes various individual integers, such as 3, and individual numbers including a decimal point (or fraction), such as 4.1, which is within the appended claims. It may depend on a particular embodiment and provides a good basis for this.
本発明は、例示的な方法にて記述されており、使用された用語は限定よりもむしろ説明的な言葉の性質を持つことを意図している。本発明の多くの修正及び変更が上記教示から可能である。本発明は、具体的に記載した方法の通り以外の方法でも実施され得る。 The present invention has been described in an exemplary manner and the terms used are intended to have descriptive terminality rather than limitation. Many modifications and modifications of the present invention are possible from the above teachings. The present invention can be carried out by a method other than the method specifically described.
以下の特許請求の範囲は、用語「請求項」がそれぞれ用語「態様」に置き換わっている番号付けされた態様として、参照により本明細書に組み込まれる。 The following claims are incorporated herein by reference as numbered embodiments in which the term "claim" has been replaced by the term "aspect" respectively.
Claims (5)
Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Q、 [A];
(式中、
各Xは、独立して二価有機基、−[二価有機基]−O−又はOであり、
Yは、F、H又は−X−Qであり、
Zは、独立して−(CF2)−、−(CF(CF3)CF2O)−、−(CF2CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)CF2)−、−(CF2CF(CF3))−及び−(CF(CF3))−から選択され、
下付き文字aは、1〜200の整数であり、
下付き文字b、c、d、e、f及びgは、それぞれ独立して0〜200から選択される整数であるが、但し、下付き文字b、c、d、e、f及びgは、同時に0であってはならず、
各Qは、独立して−C≡CH又は−Y’−CR=CH2であり、
各Rは、独立してH、CH3又はY’−ヒドロカルビルであり、
各Y’は、独立してO、−N(R)−、S、又は、Qの前記炭素−炭素二重結合の移動的異性化を防止するヒドロカルビレン基である)による、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテル。 General formula [A]:
Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Q, [A];
(During the ceremony
Each X is independently a divalent organic group,-[divalent organic group] -O- or O,
Y is F, H or -X-Q,
Z is independently − (CF 2 ) −, − (CF (CF 3 ) CF 2 O) −, − (CF 2 CF (CF 3 ) O) −, − (CF (CF 3 ) O) −, -(CF (CF 3 ) CF 2 )-,-(CF 2 CF (CF 3 ))-and-(CF (CF 3 ))-are selected from
The subscript a is an integer from 1 to 200 and
Subscripts b, c, d, e, f and g is Ru integer der selected from 0 to 200 independently, however, the subscript b, c, d, e, f and g are , Must not be 0 at the same time
Each Q is independently -C≡CH or -Y'-CR = CH 2 .
Each R is independently H, CH 3 or Y'-hydrogenyl and
Each Y'is independently isomerized by O, -N (R)-, S, or a hydrocarbylene group that prevents the mobile isomerization of the carbon-carbon double bond of Q). Possible aliphatic unsaturated polyfluoropolyether.
Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Y’−CH=CH2、 [B];
(式中、
各Xは、独立して、二価有機基、−[二価有機基]−O−又はOであり、
Yは、F、H又は−X−Y’−CH=CH2であり、
Zは、独立して−(CF2)−、−(CF(CF3)CF2O)−、−(CF2CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)CF2)−、−(CF2CF(CF3))−及び−(CF(CF3))−から選択され、
下付き文字aは、1〜200の整数であり、
下付き文字b、c、d、e、f及びgは、それぞれ独立して0〜200から選択される整数であるが、但し、下付き文字b、c、d、e、f及びgは、同時に0であってはならず、
各Y’は、独立してO、−N(R)−、S、又は、ヒドロカルビレン基である)による、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成するための方法であって、
前記方法が、
ポリフルオロポリエーテルアルコールを4−ビニルベンジルクロリド及び臭化テトラエチルアンモニウムと反応させて、一般式[B]による前記異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成する工程を含み、前記ポリフルオロポリエーテルアルコールが、式[a]:
Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Y’−OH、 [a];
(式中、Y、Y’、Z及び前記下付き文字a〜gは、上述した通りである)による、方法。 General formula [B]:
Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Y'-CH = CH 2, [B];
(During the ceremony
Each X is independently a divalent organic group,-[divalent organic group] -O- or O,
Y is F, H or -X-Y'-CH = CH 2 .
Z is independently − (CF 2 ) −, − (CF (CF 3 ) CF 2 O) −, − (CF 2 CF (CF 3 ) O) −, − (CF (CF 3 ) O) −, -(CF (CF 3 ) CF 2 )-,-(CF 2 CF (CF 3 ))-and-(CF (CF 3 ))-are selected from
The subscript a is an integer from 1 to 200 and
Subscripts b, c, d, e, f and g is Ru integer der selected from 0 to 200 independently, however, the subscript b, c, d, e, f and g are , Must not be 0 at the same time
Each Y 'is, O independently, -N (R) -, S, or due to human Dorokarubiren a group), a in a method for forming the isomerization impossible aliphatic unsaturated polyfluoropolyether hand,
The above method
The polyfluoropolyether alcohol comprises the step of reacting with 4-vinylbenzyl chloride and tetraethylammonium bromide to form the non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether according to the general formula [B]. The fluoropolyether alcohol has the formula [a] :.
Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Y'-OH, [a];
(In the formula, Y, Y', Z and the subscripts a to g are as described above).
前記方法が、
ポリフルオロポリエーテルアルコールを4−ビニルベンジルクロリド及び臭化テトラエチルアンモニウムと反応させて、式CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OCH2(C6H4)CH=CH2による異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成する工程と、
前記形成された異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを、ヒドロシリル化触媒の存在下、環状SiH−官能性シロキサン化合物と反応させることにより、中間生成物を生成する工程と、
前記中間生成物を不飽和メタクリレート含有化合物と反応させて、式[C]による前記ケイ素含有ポリフルオロポリエーテル化合物を形成する工程と、を含む、方法。 Equation [C]:
The above method
The formula CF 3 CF 2 CF 2 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) nCF (CF 3 ) CH 2 OCH 2 (C) is obtained by reacting a polyfluoropolyether alcohol with 4-vinylbenzyl chloride and tetraethylammonium bromide. 6 H 4 ) A step of forming a non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether by CH = CH 2 and
A step of producing an intermediate product by reacting the formed non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyether with a cyclic SiH-functional siloxane compound in the presence of a hydrosilylation catalyst.
A method comprising the step of reacting the intermediate product with an unsaturated methacrylate-containing compound to form the silicon-containing polyfluoropolyether compound according to the formula [C].
Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Q [D];
(式中、
各Xは、独立して二価有機基、−[二価有機基]−O−又はOであり、
Yは、F、H又は−X−Qであり、
Zは、独立して−(CF2)−、−(CF(CF3)CF2O)−、−(CF2CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)O)−、−(CF(CF3)CF2)−、−(CF2CF(CF3))−及び−(CF(CF3))−から選択され、
aは、1〜200の整数であり、
b、c、d、e、f及びgは、それぞれ独立して0〜200から選択される整数であるが、但し、下付き文字b、c、d、e、f及びgは、同時に0であってはならず、
各Qは、独立して−C≡CH又は−Y’−C≡CHであり、
各Y’は、独立してO、−N(R)−、S又はヒドロカルビレン基である)による、異性化不可能な脂肪族不飽和ポリフルオロポリエーテルを形成するための方法であって、
前記方法が、
Br−CH2C≡CH及び臭化テトラエチルアンモニウムを、式[b]:
Y−Za−[(OC3F6)b−(OCF(CF3)CF2)c−(OCF2CF(CF3))d−(OC2F4)e−(CF(CF3))f−(OCF2)g]−X−Y’−OH [b];
(式中、Y、Y’、Z及び前記下付き文字a〜gは、上述した通りである)によるポリフルオロポリエーテルアルコールと混合しかつ反応させる工程を含む、方法。 General formula [D]:
Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Q [D];
(During the ceremony
Each X is independently a divalent organic group,-[divalent organic group] -O- or O,
Y is F, H or -X-Q,
Z is independently − (CF 2 ) −, − (CF (CF 3 ) CF 2 O) −, − (CF 2 CF (CF 3 ) O) −, − (CF (CF 3 ) O) −, -(CF (CF 3 ) CF 2 )-,-(CF 2 CF (CF 3 ))-and-(CF (CF 3 ))-are selected from
a is an integer from 1 to 200,
b, c, d, e, f and g is Ru integer der selected from 0 to 200 independently, however, the subscript b, c, d, e, f and g are 0 at the same time Must not be
Each Q is independently -C≡CH or -Y'-C≡CH,
Each Y'is a method for forming non-isomerizable aliphatic unsaturated polyfluoropolyethers independently of O, -N (R)-, S or hydrocarbylene groups). ,
The above method
Br-CH 2 C≡CH and tetraethylammonium bromide were expressed in the formula [b] :.
Y-Z a -[(OC 3 F 6 ) b- (OCF (CF 3 ) CF 2 ) c- (OCF 2 CF (CF 3 )) d- (OC 2 F 4 ) e- (CF (CF 3 )) ) f - (OCF 2) g ] -X-Y'-OH [b];
A method comprising mixing and reacting with a polyfluoropolyether alcohol according to (in the formula, Y, Y', Z and the subscripts a-g are as described above).
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