JP6848712B2 - Fluorine-containing acrylic compound and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、2種類の異なる官能基を有する含フッ素アクリル化合物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a fluorine-containing acrylic compound having two different functional groups and a method for producing the same.
従来、樹脂成形体等の表面を保護する手段として、ハードコート処理が広く一般に用いられている。これは成形体の表面に硬質の硬化樹脂層(ハードコート層)を形成し、傷つき難くするものである。ハードコート層を構成する材料としては、熱硬化性樹脂や紫外線もしくは電子線硬化性樹脂、更にはその両方の機能を持つ樹脂が多く使用されている。 Conventionally, a hard coat treatment is widely and generally used as a means for protecting the surface of a resin molded product or the like. This forms a hard cured resin layer (hard coat layer) on the surface of the molded product to make it hard to be scratched. As a material constituting the hard coat layer, a thermosetting resin, an ultraviolet or electron beam curable resin, and a resin having both functions are often used.
樹脂成形品の利用分野の拡大や高付加価値化の流れに伴い、硬化樹脂層(ハードコート層)に対する高機能化の要望が高まっており、その一つとして、ハードコート層への防汚性の付与が求められている。これはハードコート層の表面に撥水性、撥油性などの性質を付与することにより、汚れ難く、あるいは汚れても容易に取り除くことができるようにするものである。 With the expansion of the fields of use of resin molded products and the trend toward higher added value, there is an increasing demand for higher functionality of the cured resin layer (hard coat layer), and one of them is the antifouling property of the hard coat layer. Is required to be granted. By imparting properties such as water repellency and oil repellency to the surface of the hard coat layer, it is difficult to get dirty, or even if it gets dirty, it can be easily removed.
ハードコート層に防汚性を付与する方法としては、一旦形成されたハードコート層表面に含フッ素防汚剤を塗工及び/又は定着させる方法が広く用いられているが、含フッ素硬化性成分を硬化前の硬化樹脂組成物に添加し、これを塗布硬化させることでハードコート層の形成と防汚性の付与を同時に行う方法についても検討されてきた。例えば、特開平6−211945号公報(特許文献1)には、アクリル系の硬化性樹脂組成物にフルオロアルキルアクリレートを添加、硬化させることで防汚性を付与したハードコート層の製造が示されている。 As a method of imparting antifouling property to the hard coat layer, a method of applying and / or fixing a fluorine-containing antifouling agent on the surface of the once formed hard coat layer is widely used, but a fluorine-containing curable component is widely used. Has been studied as a method of forming a hard coat layer and imparting antifouling property at the same time by adding the fluorinated resin composition to the cured resin composition before curing and applying and curing the fluorinated resin composition. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-21945 (Patent Document 1) discloses the production of a hard coat layer imparted with antifouling property by adding and curing a fluoroalkyl acrylate to an acrylic curable resin composition. ing.
本発明者は、このような硬化性樹脂組成物に防汚性を付与できるフッ素化合物として、様々な開発を進めており、例えば、特開2013−237824号公報(特許文献2)には、含フッ素アルコール化合物を熱硬化性樹脂に配合することで防汚性を付与する方法を提案している。また、本発明者は、例えば、特開2010−53114号公報(特許文献3)、特開2010−138112号公報(特許文献4)、特開2010−285501号公報(特許文献5)に示す光硬化可能なフッ素化合物を提案している。 The present inventor is proceeding with various developments as a fluorine compound capable of imparting antifouling property to such a curable resin composition, and for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-237824 (Patent Document 2) includes. We are proposing a method of imparting antifouling properties by blending a fluoroalcohol compound with a thermosetting resin. Further, the present inventor describes, for example, the light shown in JP-A-2010-53114 (Patent Document 3), JP-A-2010-138112 (Patent Document 4), and JP-A-2010-285501 (Patent Document 5). We are proposing a curable fluorine compound.
一方、ハードコートの機能性、作業性の向上が求められている中で、例えば、紫外線硬化と熱硬化によるデュアルキュア型のハードコート組成物、紫外線硬化性樹脂の構造を部分的に有する熱硬化性組成物、熱硬化性樹脂の構造を部分的に有する紫外線硬化性組成物なども広く検討がなされている。そうした流れの中でハードコートに配合するための含フッ素化合物についても、このようなデュアルキュア系組成物などでより効果的に機能を発現させるため、一種類の官能基だけでなく異なる化学結合が形成可能な複数の官能基を有する化合物が求められてきている。 On the other hand, while improvement of the functionality and workability of the hard coat is required, for example, a dual-cure type hard coat composition by ultraviolet curing and heat curing, and thermosetting having a structure of an ultraviolet curable resin partially. A sex composition, an ultraviolet curable composition partially having a structure of a thermosetting resin, and the like have also been widely studied. In such a flow, even for fluorine-containing compounds to be blended in hard coats, not only one kind of functional group but also different chemical bonds are formed in order to express the function more effectively with such a dual cure composition. There is a demand for a compound having a plurality of functional groups that can be formed.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ハードコート剤等として有用な2種類の異なる官能基を有する含フッ素アクリル化合物及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fluorine-containing acrylic compound having two different functional groups useful as a hard coat agent and the like, and a method for producing the same.
本発明者は、上記目的を達成するために更なる検討を重ねた結果、下記一般式(3)又は(4)
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (3)
[M3-cRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b
(4)
(式中、Rf1は独立に炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z1はそれぞれ独立に炭素数1〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基である。Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Q2はそれぞれ独立に少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。aは1〜10の整数であり、bはそれぞれ独立に1〜10の整数であり、cはそれぞれ独立に0又は1である。式(3)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(4)におけるZ1及びb個のZ2はすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基である。Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基である。)
で表される含フッ素反応性シラン化合物に対して、下記一般式(5)
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-OH (5)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表されるアクリル基含有シラノール化合物を前記一般式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で反応させることで得られる下記一般式(1)又は(2)
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcXgMh]b (1)
[MhXgRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcXgMh]b
(2)
(式中、Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、Rf1、Rf2、Z1、Z2、Q1、Q2、R、M、a、b、c、R1、R2、R3、Z3は前述の通りであり、g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。)
で表される含フッ素アクリル化合物が、上記要求を満たし、ハードコート剤等として有用であることを見出し、本発明をなすに至った。
As a result of further studies to achieve the above object, the present inventor has the following general formula (3) or (4).
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (3)
[M 3-c R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c M 3-c ] b
(4)
(In the formula, Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000, which is independently composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Rf 2 is a monovalent perfluoropolyether group having 1 carbon atom. It is a divalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group of ~ 6 and an oxygen atom, and Z 1 is independently an oxygen atom, a nitrogen atom and a nitrogen atom having 1 to 20 carbon atoms, respectively. It is a divalent hydrocarbon group that may contain one or more selected from silicon atoms, and may contain a cyclic structure in the middle. Z 2 is a divalent group having 2 to 8 carbon atoms independently. Q 1 is a (a + b) valent linking group containing at least (a + b) silicon atoms and may have a cyclic structure. Q 2 is each independently at least (b + 1). It is a (b + 1) valent linking group containing a silicon atom of, and may have a cyclic structure. A is an integer of 1 to 10, b is an independently integer of 1 to 10, and c is each. Independently 0 or 1. The a Z 1 enclosed in [] in equation (3) or the Z 1 and b Z 2 in equation (4) are all silicon in the Q 1 or Q 2 structure, respectively. It is bonded to an atom. R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms independently. M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group independently.)
The following general formula (5) is applied to the fluorine-containing reactive silane compound represented by
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3- OH (5)
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. Reference numeral 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle.)
The following obtained by reacting the acrylic group-containing silanol compound represented by (1) with M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the general formula (3) or (4) at a ratio of less than an equimolar amount. General formula (1) or (2)
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2 -SiR c X g M h ] b (1)
[M h X g R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c X g M h ] b
(2)
(In the equation, X is a group independently represented by CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O-, and is Rf 1 , Rf 2 , Z 1 , Z 2 , Q 1 , Q. 2 , R, M, a, b, c, R 1 , R 2 , R 3 , Z 3 are as described above, g and h are independently 1 or 2, respectively, and g + h + c = 3 is satisfied. )
It has been found that the fluorine-containing acrylic compound represented by (1) satisfies the above requirements and is useful as a hard coat agent or the like, and the present invention has been made.
従って、本発明は、下記の2種類の異なる官能基を有する含フッ素アクリル化合物及びその製造方法を提供する。
〔1〕
下記一般式(1)又は(2)で表される含フッ素アクリル化合物。
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcXgMh]b (1)
[MhXgRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcXgMh]b
(2)
(式中、Rf1は独立に炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z1はそれぞれ独立に炭素数1〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基である。Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Q2はそれぞれ独立に少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。aは1〜10の整数であり、bはそれぞれ独立に1〜10の整数であり、cはそれぞれ独立に0又は1であり、g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。式(1)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(2)におけるZ1及びb個のZ2はすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基である。Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基である。)
〔2〕
一般式(1)、(2)中のZ2が、−CH2CH2−又は−CH2CH2CH2−である〔1〕記載の含フッ素アクリル化合物。
〔3〕
一般式(1)、(2)中のXが、下記式
CH2=CR4-COO-CH2-SiR2R3-O−
(式中、R2、R3は上記と同じである。R4は水素原子又はメチル基である。)
で示される基である〔1〕又は〔2〕記載の含フッ素アクリル化合物。
〔4〕
該含フッ素アクリル化合物中のXの平均含有モル量をXag、Mの平均含有モル量をMahとしたときに、0.05≦Xag/(Mah+Xag)≦0.95である〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の含フッ素アクリル化合物。
〔5〕
下記一般式(6)又は(7)で表される〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の含フッ素アクリル化合物。
〔6〕
下記一般式(8)又は(9)
[Rf1-Z1]a-Q1-[H]b (8)
[H]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[H]b (9)
(式中、Rf1は独立に炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z1はそれぞれ独立に炭素数1〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Q2はそれぞれ独立に少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。aは1〜10の整数であり、bはそれぞれ独立に1〜10の整数であり、式(8)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(9)におけるZ1及びb個のHはすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(10)
CH2=CR4-(Z4)d-SiRcM3-c (10)
(式中、R4は水素原子又はメチル基であり、Z4は炭素数1〜6の2価の炭化水素基であり、dは0又は1であり、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基である。Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基である。cは0又は1である。)
で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物をヒドロシリル化反応させて得られた下記一般式(3)又は(4)
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (3)
[M3-cRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b
(4)
(式中、Rf1、Rf2、Z1、Q1、Q2、R、M、a、b、cは前述の通りであり、Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基である。式(3)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(4)におけるZ1及びb個のZ2はすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される含フッ素反応性シラン化合物に対して、下記一般式(5)
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-OH (5)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表されるアクリル基含有シラノール化合物を、前記一般式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で反応させることを特徴とする下記一般式(1)又は(2)
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcXgMh]b (1)
[MhXgRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcXgMh]b
(2)
(式中、Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、Rf1、Rf2、Z1、Z2、Q1、Q2、R、M、a、b、c、R1、R2、R3、Z3は上記と同じである。g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。)
で表される含フッ素アクリル化合物の製造方法。
〔7〕
下記一般式(11)
Rf1-Z5 (11)
(式中、Rf1は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z5は末端にSi−H基と付加反応可能な炭素−炭素不飽和結合を1個有する炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい1価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(13)
[H]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (13)
(式中、Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基であり、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基であり、Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基であり、aは1〜10の整数であり、bは1〜10の整数であり、cは0又は1であり、a個のH及びb個のZ2はすべてQ1中のSi原子と結合している。)
で表される反応性シラン化合物をヒドロシリル化反応させて得られた下記一般式(3’)
[Rf1-Z1’]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (3’)
(式中、Rf1、Z2、Q1、R、M、a、b、cは上記と同じである。Z1’はそれぞれ独立に炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。[ ]で括られたa個のZ1’及びb個のZ2はすべてQ1構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される含フッ素反応性シラン化合物に対して、下記一般式(5)
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-OH (5)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表されるアクリル基含有シラノール化合物を、前記一般式(3’)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で反応させることを特徴とする下記一般式(1’)
[Rf1-Z1’]a-Q1-[Z2-SiRcXgMh]b (1’)
(式中、Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、Rf1、Z1’、Z2、Q1、R、M、a、b、c、R1、R2、R3、Z3は上記と同じである。g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。)
で表される含フッ素アクリル化合物の製造方法。
〔8〕
下記一般式(12)
Z5-Rf2-Z5 (12)
(式中、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z5はそれぞれ独立に末端にSi−H基と付加反応可能な炭素−炭素不飽和結合を1個有する炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい1価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(14)
H-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b (14)
(式中、Q2は少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基であり、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基であり、Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基であり、bは1〜10の整数であり、cは0又は1であり、H及びb個のZ2はすべてQ2中のSi原子と結合している。)
で表される反応性シラン化合物をヒドロシリル化反応させて得られた下記一般式(4’)
[M3-cRcSi-Z2]b-Q2-Z1’-Rf2-Z1’-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b
(4’)
(式中、Rf2、Z2、Q2、R、M、b、cは上記と同じである。Z1’はそれぞれ独立に炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Z1’及びb個のZ2はすべてQ2構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される含フッ素反応性シラン化合物に対して、下記一般式(5)
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-OH (5)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表されるアクリル基含有シラノール化合物を、前記一般式(4’)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で反応させることを特徴とする下記一般式(2’)
[MhXgRcSi-Z2]b-Q2-Z1’-Rf2-Z1’-Q2-[Z2-SiRcXgMh]b
(2’)
(式中、Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、Rf2、Z1’、Z2、Q2、R、M、b、c、R1、R2、R3、Z3は上記と同じである。g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。)
で表される含フッ素アクリル化合物の製造方法。
Therefore, the present invention provides a fluorine-containing acrylic compound having the following two different functional groups and a method for producing the same.
[1]
A fluorine-containing acrylic compound represented by the following general formula (1) or (2).
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2 -SiR c X g M h ] b (1)
[M h X g R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c X g M h ] b
(2)
(In the formula, Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000, which is independently composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Rf 2 is a monovalent perfluoropolyether group having 1 carbon atom. It is a divalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group of ~ 6 and an oxygen atom, and Z 1 is independently an oxygen atom, a nitrogen atom and a nitrogen atom having 1 to 20 carbon atoms, respectively. It is a divalent hydrocarbon group that may contain one or more selected from silicon atoms, and may contain a cyclic structure in the middle. Z 2 is a divalent group having 2 to 8 carbon atoms independently. Q 1 is a (a + b) -valent linking group containing at least (a + b) silicon atoms and may have a cyclic structure. Q 2 is each independently at least (b + 1). It is a (b + 1) valent linking group containing a silicon atom of, and may have a cyclic structure. A is an integer of 1 to 10, b is an independently integer of 1 to 10, and c is each. Independently 0 or 1, g and h are independently 1 or 2, respectively, and satisfy g + h + c = 3. In a Z 1 or equation (2) enclosed in [] in equation (1). Z 1 and b Z 2 are all bonded to silicon atoms in the Q 1 or Q 2 structure, respectively. R is an independent monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and X is a monovalent hydrocarbon group, respectively. Independently, CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O- is a group, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 And R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms, and Z 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle. M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group, respectively.)
[2]
The fluorine-containing acrylic compound according to [1] , wherein Z 2 in the general formulas (1) and (2) is −CH 2 CH 2 − or −CH 2 CH 2 CH 2 −.
[3]
X in the general formulas (1) and (2) is the following formula CH 2 = CR 4- COO-CH 2- SiR 2 R 3- O-
(In the formula, R 2 and R 3 are the same as above. R 4 is a hydrogen atom or a methyl group.)
The fluorine-containing acrylic compound according to [1] or [2], which is a group represented by.
[4]
When the average molar content of X in the fluorine-containing acrylic compound is X ag and the average molar content of M is Mah , 0.05 ≦ X ag / ( Mah + X ag ) ≦ 0.95. The fluorine-containing acrylic compound according to any one of [1] to [3].
[5]
The fluorine-containing acrylic compound according to any one of [1] to [4] represented by the following general formula (6) or (7).
[6]
The following general formula (8) or (9)
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [H] b (8)
[H] b -Q 2- Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [H] b (9)
(In the formula, Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000, which is independently composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Rf 2 is a monovalent perfluoropolyether group having 1 carbon atom. It is a divalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group of ~ 6 and an oxygen atom, and Z 1 is independently an oxygen atom, a nitrogen atom and a nitrogen atom having 1 to 20 carbon atoms, respectively. It is a divalent hydrocarbon group which may contain one or more selected from silicon atoms and may contain a cyclic structure in the middle. Q 1 contains at least (a + b) silicon atoms ( It is an a + b) valent linking group and may have a cyclic structure. Q 2 is a (b + 1) valent linking group each independently containing at least (b + 1) silicon atoms and has a cyclic structure. it is also good .a is an integer of from 1 to 10, b are each independently 1 to 10 integer, Z in [] with enclosed the a number of Z 1 or formula (9) in equation (8) 1 And b H are all bonded to the silicon atom in the Q 1 or Q 2 structure, respectively.)
A fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by the following and the following general formula (10).
CH 2 = CR 4 - (Z 4) d -SiR c M 3-c (10)
(In the formula, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, Z 4 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, d is 0 or 1, and R is independently having 1 to 1 carbon atoms. It is a monovalent hydrocarbon group of 6. M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group independently of each other. C is 0 or 1.)
The following general formula (3) or (4) obtained by hydrosilylating a terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (3)
[M 3-c R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c M 3-c ] b
(4)
(In the formula, Rf 1 , Rf 2 , Z 1 , Q 1 , Q 2 , R, M, a, b, and c are as described above, and Z 2 is independently divalent with 2 to 8 carbon atoms. It is a hydrocarbon group. The a Z 1 enclosed in [] in the formula (3) or the Z 1 and b Z 2 in the formula (4) are all the silicon atoms in the Q 1 or Q 2 structure, respectively. It is combined.)
The following general formula (5) is applied to the fluorine-containing reactive silane compound represented by
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3- OH (5)
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. Reference numeral 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle.)
The acrylic group-containing silanol compound represented by (1) is reacted with M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the general formula (3) or (4) at a ratio of less than an equimolar amount. The following general formula (1) or (2)
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2 -SiR c X g M h ] b (1)
[M h X g R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c X g M h ] b
(2)
(In the equation, X is a group independently represented by CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O-, and is Rf 1 , Rf 2 , Z 1 , Z 2 , Q 1 , Q. 2 , R, M, a, b, c, R 1 , R 2 , R 3 , Z 3 are the same as above. G and h are independently 1 or 2, respectively, and satisfy g + h + c = 3. )
A method for producing a fluorine-containing acrylic compound represented by.
[7]
The following general formula (11)
Rf 1 -Z 5 (11)
(In the formula, Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Z 5 is a Si—H at the terminal. A monovalent hydrocarbon having one carbon-carbon unsaturated bond capable of addition reaction with a group and may contain one or more selected from 2 to 20 carbon atoms, a nitrogen atom and a silicon atom. It is a group and may contain a cyclic structure in the middle.)
A fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by and the following general formula (13).
[H] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (13)
(In the formula, Q 1 is a (a + b) valence linking group containing at least (a + b) silicon atoms and may have a cyclic structure. Z 2 is independently divalent with 2 to 8 carbon atoms. R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms independently, M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group independently, and a is an integer of 1 to 10. , B is an integer of 1 to 10, c is 0 or 1, and a H and b Z 2 are all bonded to Si atoms in Q 1.)
The following general formula (3') obtained by hydrosilylating a reactive silane compound represented by
[Rf 1 -Z 1' ] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (3')
(Wherein, Rf 1, Z 2, Q 1, R, M, a, b, c are as defined above .Z 1 'each independently represent an oxygen atom of 2 to 20 carbon atoms, a nitrogen atom and a silicon atom from a one or two may contain two or more divalent hydrocarbon groups selected, middle ring structure may contain. [] of a number enclosed in Z 1 'and b number of All Z 2 are bonded to silicon atoms in the Q 1 structure.)
The following general formula (5) is applied to the fluorine-containing reactive silane compound represented by
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3- OH (5)
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. Reference numeral 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle.)
The following general characterized by reacting the acrylic group-containing silanol compound represented by the above formula (3') with M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the above general formula (3') at a ratio of less than an equimolar amount. Equation (1')
[Rf 1 -Z 1' ] a -Q 1- [Z 2 -SiR c X g M h ] b (1')
(In the equation, X is a group independently represented by CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O-, and is Rf 1 , Z 1' , Z 2 , Q 1 , R, M. , A, b, c, R 1 , R 2 , R 3 , and Z 3 are the same as above. G and h are independently 1 or 2, respectively, and g + h + c = 3 is satisfied.)
A method for producing a fluorine-containing acrylic compound represented by.
[8]
The following general formula (12)
Z 5 -Rf 2 -Z 5 (12)
(In the formula, Rf 2 is a divalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Z 5 is an independent terminal. It may contain one or more selected from oxygen atom, nitrogen atom and silicon atom having 2 to 20 carbon atoms having one carbon-carbon unsaturated bond capable of addition reaction with Si—H group. It is a hydrocarbon group of, and may contain a cyclic structure in the middle.)
A fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by and the following general formula (14).
HQ 2- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (14)
(In the formula, Q 2 is a (b + 1) valence linking group containing at least (b + 1) silicon atoms and may have a cyclic structure. Z 2 is independently divalent with 2 to 8 carbon atoms. R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms independently, M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group independently, and b is an integer of 1 to 10. , C is 0 or 1, and H and b Z 2 are all bonded to Si atoms in Q 2.)
The following general formula (4') obtained by hydrosilylating a reactive silane compound represented by
[M 3-c R c Si -Z 2] b -Q 2 -Z 1 '-Rf 2 -Z 1' -Q 2 - [Z 2 -SiR c M 3-c] b
(4')
(Selected wherein, Rf 2, Z 2, Q 2, R, M, b, c are as defined above .Z 1 'each independently represent an oxygen atom of 2 to 20 carbon atoms, nitrogen atom and a silicon atom one or comprise two or more is also be a divalent hydrocarbon group, a silicon atom in the middle of all cyclic structure may contain a .Z 1 'and b number of Z 2 is Q 2 structure is Is combined with.)
The following general formula (5) is applied to the fluorine-containing reactive silane compound represented by
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3- OH (5)
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. Reference numeral 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle.)
The acrylic group-containing silanol compound represented by (1) is reacted with M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the general formula (4') at a ratio of less than an equimolar amount. Equation (2')
[M h X g R c Si -Z 2] b -Q 2 -Z 1 '-Rf 2 -Z 1' -Q 2 - [Z 2 -SiR c X g M h] b
(2')
(In the equation, X is a group independently represented by CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O-, and is Rf 2 , Z 1' , Z 2 , Q 2 , R, M. , B, c, R 1 , R 2 , R 3 , and Z 3 are the same as above. G and h are independently 1 or 2, respectively, and g + h + c = 3 is satisfied.)
A method for producing a fluorine-containing acrylic compound represented by.
本発明の2種類の異なる官能基を有する含フッ素アクリル化合物は、フッ素の特性を損なわずに、一分子中の末端基に(メタ)アクリル基とアルコキシ基又はアルコキシアルキル基を有するものであり、紫外線硬化性、熱硬化性のハードコート剤、塗料、樹脂、反射防止コート用組成物に防汚性を付与するための防汚添加剤等として、あるいは防汚添加剤の中間体として有用である。 The fluorine-containing acrylic compound having two different functional groups of the present invention has a (meth) acrylic group and an alkoxy group or an alkoxyalkyl group at the terminal group in one molecule without impairing the characteristics of fluorine. It is useful as an antifouling additive for imparting antifouling properties to UV-curable and thermosetting hardcoating agents, paints, resins, and antireflection coating compositions, or as an intermediate of antifouling additives. ..
本発明の含フッ素アクリル化合物は、下記一般式(1)又は(2)で表されるものである。
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcXgMh]b (1)
[MhXgRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcXgMh]b
(2)
(式中、Rf1は独立に炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z1はそれぞれ独立に炭素数1〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基である。Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Q2はそれぞれ独立に少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。aは1〜10の整数であり、bはそれぞれ独立に1〜10の整数であり、cはそれぞれ独立に0又は1であり、g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。式(1)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(2)におけるZ1及びb個のZ2はすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基である。Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基である。)
The fluorine-containing acrylic compound of the present invention is represented by the following general formula (1) or (2).
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2 -SiR c X g M h ] b (1)
[M h X g R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c X g M h ] b
(2)
(In the formula, Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000, which is independently composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Rf 2 is a monovalent perfluoropolyether group having 1 carbon atom. It is a divalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group of ~ 6 and an oxygen atom, and Z 1 is independently an oxygen atom, a nitrogen atom and a nitrogen atom having 1 to 20 carbon atoms, respectively. It is a divalent hydrocarbon group that may contain one or more selected from silicon atoms, and may contain a cyclic structure in the middle. Z 2 is a divalent group having 2 to 8 carbon atoms independently. Q 1 is a (a + b) -valent linking group containing at least (a + b) silicon atoms and may have a cyclic structure. Q 2 is each independently at least (b + 1). It is a (b + 1) valent linking group containing a silicon atom of, and may have a cyclic structure. A is an integer of 1 to 10, b is an independently integer of 1 to 10, and c is each. Independently 0 or 1, g and h are independently 1 or 2, respectively, and satisfy g + h + c = 3. In a Z 1 or equation (2) enclosed in [] in equation (1). Z 1 and b Z 2 are all bonded to silicon atoms in the Q 1 or Q 2 structure, respectively. R is an independent monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and X is a monovalent hydrocarbon group, respectively. Independently, CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O- is a group, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 And R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms, and Z 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle. M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group, respectively.)
本発明の含フッ素アクリル化合物は、パーフルオロポリエーテル基Rf1又はRf2と、CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基X及びアルコキシ基又はアルコキシアルキル基Mとが、以下の構造
−Si-O-Si-Z2-Si−
(式中、Z2は式(1)、(2)のZ2と同じである。)
を含む連結構造を介して結合し、フルオロポリエーテル鎖に連結している各反応性末端基、即ち上記式(1)、(2)の[Z2-SiRcXgMh]において、Xの平均含有モル量をXag、Mの平均含有モル量をMahとしたときに、0.05≦Xag/(Mah+Xag)≦0.95、特には0.3≦Xag/(Mah+Xag)≦0.67を満たすものが好ましい。
The fluorine-containing acrylic compound of the present invention contains a perfluoropolyether group Rf 1 or Rf 2 , a group X represented by CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3 -O-, and an alkoxy group or an alkoxyalkyl. The group M has the following structure-Si-O-Si-Z 2- Si-
(Wherein, Z 2 has the formula (1) is the same as Z 2 in (2).)
In each reactive end group linked via a linking structure containing, that is, [Z 2- SiR c X g M h ] of the above formulas (1) and (2), X When the average molar content of M is X ag and the average molar content of M is Mah , 0.05 ≤ X ag / ( Mah + X ag ) ≤ 0.95, especially 0.3 ≤ X ag / Those satisfying ( Mah + X ag ) ≦ 0.67 are preferable.
上記式(1)、(2)中、Rf1は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Rf1、Rf2は、特に以下の炭素数1〜3のパーフルオロオキシアルキレン構造を主な繰り返し単位として有するものが好適である。
−CF2O−
−CF2CF2O−
−CF(CF3)CF2O−
−CF2CF2CF2O−
In the above formulas (1) and (2), Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and is Rf. 2 is a divalent perfluoropolyether group of molecular weight 400~20,000 composed of perfluoroalkylene group and an oxygen atom of 1 to 6 carbon atoms, Rf 1, Rf 2, especially less carbon atoms 1 Those having a perfluorooxyalkylene structure of ~ 3 as a main repeating unit are preferable.
−CF 2 O−
−CF 2 CF 2 O−
−CF (CF 3 ) CF 2 O−
−CF 2 CF 2 CF 2 O−
これらの構造は、いずれか一つの単独重合体、あるいは複数の構造からなるランダム、ブロック重合体でもよい。 These structures may be any one homopolymer, or a random or block polymer composed of a plurality of structures.
このような構造を有するRf1の好適な例としては、例えば、以下の構造を挙げることができる。
CF3O-(CF2O)p-(CF2CF2O)q-CF2−
(式中、pは0〜400、好ましくは0〜200の整数、qは0〜170、好ましくは0〜100の整数、p+qは2〜400、好ましくは3〜300の整数である。)
F[CF(CF3)CF2O]r-CF(CF3)−
(式中、rは1〜120、好ましくは1〜80の整数である。)
F[CF2CF2CF2O]s-CF2CF2−
(式中、sは1〜120、好ましくは1〜80の整数である。)
Preferable examples of Rf 1 having such a structure include the following structures.
CF 3 O- (CF 2 O) p- (CF 2 CF 2 O) q -CF 2 −
(In the formula, p is an integer of 0 to 400, preferably 0 to 200, q is an integer of 0 to 170, preferably 0 to 100, and p + q is an integer of 2 to 400, preferably 3 to 300.)
F [CF (CF 3 ) CF 2 O] r -CF (CF 3 ) −
(In the formula, r is an integer of 1-120, preferably 1-80.)
F [CF 2 CF 2 CF 2 O] s -CF 2 CF 2 −
(In the formula, s is an integer of 1 to 120, preferably 1 to 80.)
また、Rf2の好適な例としては、例えば、以下の構造を挙げることができる。
−CF2O-(CF2O)p-(CF2CF2O)q-CF2−
(式中、pは0〜400、好ましくは0〜200の整数、qは0〜170、好ましくは0〜100の整数、p+qは2〜400、好ましくは3〜300の整数である。)
Moreover, as a preferable example of Rf 2 , the following structure can be mentioned, for example.
−CF 2 O- (CF 2 O) p- (CF 2 CF 2 O) q -CF 2 −
(In the formula, p is an integer of 0 to 400, preferably 0 to 200, q is an integer of 0 to 170, preferably 0 to 100, and p + q is an integer of 2 to 400, preferably 3 to 300.)
これらのRf1、Rf2基の分子量は、該当する構造部分の数平均分子量が、それぞれ400〜20,000、好ましくは800〜10,000の範囲に含まれていればよく、その分子量分布については特に限定されるものではない。なお、本発明において、分子量は、1H−NMR及び19F−NMRに基づく末端構造と主鎖構造との比率から算出される数平均分子量である。 The molecular weights of these Rf 1 and Rf 2 groups need be such that the number average molecular weight of the corresponding structural portion is contained in the range of 400 to 20,000, preferably 800 to 10,000, respectively, and the molecular weight distribution thereof. Is not particularly limited. In the present invention, the molecular weight is a number average molecular weight calculated from the ratio of the terminal structure to the main chain structure based on 1 1 H-NMR and 19 F-NMR.
上記式(1)、(2)において、Rf1及びRf2の結合手は、すべてZ1に結合する。Z1はそれぞれ独立に、炭素数1〜20、好ましくは2〜16の、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Z1の特に好ましい構造としては、以下のものを挙げることができる。
−CH2CH2−
−CH2CH2CH2−
−CH2CH2CH2CH2−
−CH2OCH2CH2−
−CH2OCH2CH2CH2−
−CH 2 CH 2 −
−CH 2 CH 2 CH 2 −
−CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 −
−CH 2 OCH 2 CH 2 −
−CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 −
上記式(1)、(2)において、a及びbはそれぞれ独立に1〜10の整数であり、好ましくは1〜8の整数であり、更に好ましくは1〜4の整数である。 In the above formulas (1) and (2), a and b are independently integers of 1 to 10, preferably integers of 1 to 8, and more preferably integers of 1 to 4.
上記式(1)において、Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。このようなQ1の好ましいものとして、それぞれ(a+b)個のSi原子を有するシロキサン構造、非置換又はハロゲン置換のシルアルキレン構造、シルアリーレン構造又はこれらの2種以上の組み合わせからなる(a+b)価の連結基が挙げられる。特に好ましい構造として、具体的には、下記の構造が示される。 In the above formula (1), Q 1 is a (a + b) -valent linking group containing at least (a + b) silicon atoms, and may have a cyclic structure. Such Q 1 is preferably a (a + b) valence consisting of a siloxane structure having (a + b) Si atoms, an unsubstituted or halogen-substituted silalkylene structure, a silarylene structure, or a combination of two or more thereof. The linking group of. Specifically, the following structure is shown as a particularly preferable structure.
但し、下記式において、a及びbは上記式(1)のa、bと同じであり、それぞれ独立に1〜10の整数であり、好ましくは1〜8の整数であり、更に好ましくは1〜4の整数である。eは1〜5の整数であり、好ましくは3〜5の整数である。各ユニットの並びはランダムであり、(a+b)個の各ユニット等の結合手は、上記式(1)における[ ]で括られたa個のZ1及びb個のZ2のいずれかの基と結合する。
ここで、Tは(a+b)価の連結基であり、例えば以下のものが例示される。
上記式(2)において、Q2はそれぞれ独立に、少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。このようなQ2の好ましいものとして、それぞれ(b+1)個のSi原子を有するシロキサン構造、非置換又はハロゲン置換のシルアルキレン構造、シルアリーレン構造又はこれらの2種以上の組み合わせからなる(b+1)価の連結基が挙げられる。特に好ましい構造として、具体的には、下記の構造が示される。 In the above formula (2), Q 2 is a (b + 1) -valent linking group containing at least (b + 1) silicon atoms, and may have a cyclic structure. A preferred one of such Q 2 is a (b + 1) valence consisting of a siloxane structure having (b + 1) Si atoms, an unsubstituted or halogen-substituted silalkylene structure, a silarylene structure, or a combination of two or more thereof. The linking group of. Specifically, the following structure is shown as a particularly preferable structure.
但し、下記式において、bは上記式(2)のbと同じであり、それぞれ独立に1〜10の整数であり、好ましくは1〜8の整数であり、更に好ましくは1〜4の整数である。e’は1〜5の整数であり、好ましくは1〜3の整数である。各ユニットの並びはランダムであり、(b+1)個の各ユニット等の結合手は、上記式(2)におけるZ1及び[ ]で括られたb個のZ2のいずれかの基と結合する。
ここで、T’は(b+1)価の連結基であり、例えば以下のものが例示される。
上記式(1)、(2)において、Z2はそれぞれ独立に、炭素数2〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Z2の好ましい構造としては、以下のものを挙げることができる。
−CH2CH2−
−CH2CH2CH2−
−CH2CH2CH2CH2−
−CH 2 CH 2 −
−CH 2 CH 2 CH 2 −
−CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 −
これらの中でも
−CH2CH2−
−CH2CH2CH2−
が好ましい。
Among these, −CH 2 CH 2 −
−CH 2 CH 2 CH 2 −
Is preferable.
上記式(1)、(2)において、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6、好ましくは1〜4の1価の炭化水素基である。1価の炭化水素基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、フェニル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。 In the above formulas (1) and (2), R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, respectively. Specific examples of the monovalent hydrocarbon group include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group and a hexyl group, and cyclohexyl. Examples thereof include a cycloalkyl group such as a group, a vinyl group, an allyl group, an alkenyl group such as a propenyl group, a phenyl group and the like, and a methyl group is preferable.
上記式(1)、(2)において、Xはそれぞれ独立に下記式で表されるものである。
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−
In the above equations (1) and (2), X is independently represented by the following equation.
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O-
ここで、R1は水素原子又は炭素数1〜8、好ましくは1〜6の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に、炭素数1〜8、好ましくは1〜6の1価の炭化水素基である。これら1価の炭化水素基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基などが挙げられる。R1としては、水素原子及びメチル基が好適であり、R2及びR3としては、メチル基が特に好適である。 Here, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms. It is a monovalent hydrocarbon group of 6. Specific examples of these monovalent hydrocarbon groups include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group and octyl group. Cycloalkyl groups such as alkyl groups and cyclohexyl groups, alkenyl groups such as vinyl groups, allyl groups and propenyl groups, aryl groups such as phenyl group, trill group and xsilyl group, aralkyl groups such as benzyl group and phenylethyl group are mentioned. Be done. A hydrogen atom and a methyl group are preferable as R 1 , and a methyl group is particularly suitable as R 2 and R 3.
また、Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。特に好ましいものは、以下の構造である。
−CH2−
−CH2CH2−
−CH2CH2CH2−
−CH 2 −
−CH 2 CH 2 −
−CH 2 CH 2 CH 2 −
Xとしては、下記式で示される基が好ましい。
CH2=CR4-COO-CH2-SiR2R3-O−
(式中、R2、R3は上記と同じである。R4は水素原子又はメチル基である。)
As X, a group represented by the following formula is preferable.
CH 2 = CR 4 -COO-CH 2 -SiR 2 R 3 -O-
(In the formula, R 2 and R 3 are the same as above. R 4 is a hydrogen atom or a methyl group.)
上記式(1)、(2)において、Mはそれぞれ独立に、アルコキシ基又はアルコキシアルキル基である。Mとしては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基等の炭素数2〜4のアルコキシアルキル基が挙げられ、これらの中でも特にメトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基が好適である。 In the above formulas (1) and (2), M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group, respectively. M has an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and an isopropoxy group, and a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group and the like having 2 to 4 carbon atoms. Alkoxyalkyl groups are mentioned, and among these, a methoxy group, an ethoxy group, and a methoxymethyl group are particularly preferable.
上記式(1)、(2)において、cはそれぞれ独立に0又は1であり、好ましくは0である。また、g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす(即ち、1つのケイ素原子に結合するRとXとMの合計は3である。)。 In the above formulas (1) and (2), c is independently 0 or 1, preferably 0. Further, g and h are independently 1 or 2, respectively, and satisfy g + h + c = 3 (that is, the total of R, X, and M bonded to one silicon atom is 3).
上記式(1)、(2)で表される含フッ素アクリル化合物としては、下記一般式(6)、(7)で表されるものが好ましい。
上記式(1)、(2)で表される含フッ素アクリル化合物として、より具体的には、下記に示すものが例示できる。
このような一般式(1)又は(2)で表される含フッ素アクリル化合物は、特にその合成法を制限されるものではないが、例えば下記一般式(3)又は(4)
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (3)
[M3-cRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b
(4)
で表される含フッ素反応性シラン化合物と、下記一般式(5)
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-OH (5)
で表されるアクリル基含有シラノール化合物を、部分的に(即ち、前記一般式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で)反応させて得ることができる。
The fluorine-containing acrylic compound represented by the general formula (1) or (2) is not particularly limited in its synthesis method, but for example, the following general formula (3) or (4)
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (3)
[M 3-c R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c M 3-c ] b
(4)
Fluorine-containing reactive silane compound represented by and the following general formula (5)
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3- OH (5)
The acrylic group-containing silanol compound represented by (1) is partially (that is, at a ratio of less than the same molar amount with respect to M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the general formula (3) or (4). ) Can be obtained by reacting.
上記式(3)〜(5)中、Rf1、Rf2、Z1、Z2、Z3、Q1、Q2、R、M、R1、R2、R3、a、b、cは前述の通りである。式(3)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(4)におけるZ1及びb個のZ2はすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。 In the above equations (3) to (5), Rf 1 , Rf 2 , Z 1 , Z 2 , Z 3 , Q 1 , Q 2 , R, M, R 1 , R 2 , R 3 , a, b, c. Is as described above. The a Z 1 enclosed in [] in the formula (3) or the Z 1 and b Z 2 in the formula (4) are all bonded to the silicon atom in the Q 1 or Q 2 structure, respectively.
ここで、上記式(3)、(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物としては、下記に示すものが例示できる。
また、上記式(5)で表されるアクリル基含有シラノール化合物としては、下記のものが例示できる。
CH2=CHCOOCH2Si(CH3)2OH
CH2=C(CH3)COOCH2Si(CH3)2OH
CH2=CHCOOCH2CH2Si(CH3)2OH
CH2=C(CH3)COOCH2CH2Si(CH3)2OH
CH2=CHCOOCH2CH2CH2Si(CH3)2OH
CH2=C(CH3)COOCH2CH2CH2Si(CH3)2OH
Further, as the acrylic group-containing silanol compound represented by the above formula (5), the following can be exemplified.
CH 2 = CHCOOCH 2 Si (CH 3 ) 2 OH
CH 2 = C (CH 3 ) COOCH 2 Si (CH 3 ) 2 OH
CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 Si (CH 3 ) 2 OH
CH 2 = C (CH 3 ) COOCH 2 CH 2 Si (CH 3 ) 2 OH
CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) 2 OH
CH 2 = C (CH 3 ) COOCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) 2 OH
式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物と式(5)で表されるアクリル基含有シラノール化合物との反応は、これらを必要に応じて触媒や溶剤と共に攪拌することで行えばよい。反応は0〜120℃、好ましくは10〜70℃の温度で、1分〜300時間、好ましくは30分〜72時間行うことができる。反応温度が低すぎると反応速度が遅くなりすぎる場合があり、反応温度が高すぎると副反応としてアクリル基の重合や、式(5)で表されるアクリル基含有シラノール化合物同士の脱水縮合が起きてしまう可能性がある。 In the reaction between the fluorine-containing reactive silane compound represented by the formula (3) or (4) and the acrylic group-containing silanol compound represented by the formula (5), these are stirred together with a catalyst or a solvent as necessary. You can do it with. The reaction can be carried out at a temperature of 0 to 120 ° C., preferably 10 to 70 ° C. for 1 minute to 300 hours, preferably 30 minutes to 72 hours. If the reaction temperature is too low, the reaction rate may become too slow, and if the reaction temperature is too high, polymerization of acrylic groups or dehydration condensation between acrylic group-containing silanol compounds represented by the formula (5) will occur as side reactions. There is a possibility that it will end up.
式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物と式(5)で表されるアクリル基含有シラノール化合物との反応において、式(5)で表されるアクリル基含有シラノール化合物の量は、反応系中に存在する式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物に含まれるMの総モル量に対して、目的とするXとMのモル比率に応じて0.05〜0.95倍モル、好ましくは0.3〜0.67倍モルを使用することで、全Mの一部に目的とするX基を導入することができるが、また、式(5)で表されるアクリル基含有シラノール化合物を式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMの総モル量に対して過剰に使用し、反応途中に適切な反応率で反応を停止し、余剰のシラノール化合物を除去する方法をとることもできる。 In the reaction between the fluorine-containing reactive silane compound represented by the formula (3) or (4) and the acrylic group-containing silanol compound represented by the formula (5), the acrylic group-containing silanol compound represented by the formula (5). The amount of M is the target molar ratio of X and M with respect to the total molar amount of M contained in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the formula (3) or (4) existing in the reaction system. Depending on the use, 0.05 to 0.95 times mol, preferably 0.3 to 0.67 times mol, can be used to introduce the desired X group into a part of the total M, but also The acrylic group-containing silanol compound represented by the formula (5) was used in excess with respect to the total molar amount of M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the formula (3) or (4), and during the reaction. It is also possible to stop the reaction at an appropriate reaction rate and remove the excess silanol compound.
この反応において、反応の速度を増加するために適切な触媒を加えてもよい。例えばMがアルコキシ基の場合、触媒としては、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクトエート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジオクテート、ジオクタン酸第1錫などのアルキル錫エステル化合物、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、チタンテトラ−2−エチルヘキソキシド、ジプロポキシビス(アセチルアセトナ)チタン、チタニウムイソプロポキシオクチレングリコール等のチタン酸エステル又はチタンキレート化合物、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムキレート化合物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類水酸化物などが例示される。これらはその1種に限定されず、2種もしくはそれ以上の混合物として使用できるが、特に環境への影響が低いチタン化合物、ジルコニウム化合物、アルカリ土類水酸化物の使用が好ましい。
これらの触媒を反応物総質量に対して、0.01〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%加えることにより、反応速度を増加させることができる。
In this reaction, a suitable catalyst may be added to increase the rate of the reaction. For example, when M is an alkoxy group, the catalyst may be an alkyl tin ester compound such as dibutyl tin diacetate, dibutyl tin dilaurate, dibutyl tin dioctate, dioctyl tin diacetate, dioctyl tin dilaurate, dioctyl tin dioctate, or stannous dioctanoate. Titanic ester or titanium chelate compounds such as tetraisopropoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, titaniumtetra-2-ethylhexoxide, dipropoxybis (acetylacetona) titanium, titaniumisopropoxyoctylene glycol, zirconium tetra Acetylacetonate, zirconium tributoxymonoacetylacetonate, zirconium monobutoxyacetylacetonate bis (ethylacetate acetate), zirconium dibutoxybis (ethylacetacetate), zirconium tetraacetylacetonate, zirconium chelate compound, magnesium hydroxide, water Examples thereof include alkaline earth hydroxides such as calcium oxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. These are not limited to one of them, and can be used as a mixture of two or more, but it is particularly preferable to use a titanium compound, a zirconium compound, or an alkaline earth hydroxide having a low impact on the environment.
The reaction rate can be increased by adding 0.01 to 10% by mass, preferably 0.01 to 5% by mass, of these catalysts with respect to the total mass of the reactants.
上記の反応は、必要に応じて適当な溶剤で希釈して行ってもよい。このような溶剤としては、式(3)、(4)、(5)の化合物の各反応性基と直接反応しない溶剤であれば特に制限なく用いることができ、具体的には、トルエン、キシレン、イソオクタンなどの炭化水素系溶剤、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、m−キシレンヘキサフロライド、ベンゾトリフロライド等のフッ素変性芳香族炭化水素系溶剤、メチルパーフルオロブチルエーテル等のフッ素変性エーテル系溶剤などが挙げられる。この溶剤は、反応後に減圧留去等の公知の手法で除去してもよく、そのまま希釈溶液として目的の用途に使用してもよい。
溶剤を使用する場合、その使用量は、式(3)、(4)、(5)の化合物の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜1,000質量部であり、より好ましくは20〜500質量部である。これより多いと反応系の濃度が低下しすぎて、反応速度が大幅に低下する場合がある。
The above reaction may be carried out by diluting with an appropriate solvent, if necessary. As such a solvent, any solvent that does not directly react with the reactive groups of the compounds of the formulas (3), (4) and (5) can be used without particular limitation, and specifically, toluene and xylene can be used. , Hydrocarbon solvents such as isooctane, ether solvents such as tetrahydrofuran, diisopropyl ether, dibutyl ether, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, m-xylene hexafluorolide, benzotri. Examples thereof include a fluorine-modified aromatic hydrocarbon solvent such as fluorolide, and a fluorine-modified ether solvent such as methyl perfluorobutyl ether. This solvent may be removed after the reaction by a known method such as distillation under reduced pressure, or may be used as it is as a diluting solution for the intended purpose.
When a solvent is used, the amount used is preferably 0.1 to 1,000 parts by mass, more preferably 0.1 to 1,000 parts by mass, based on a total of 100 parts by mass of the compounds of the formulas (3), (4) and (5). Is 20 to 500 parts by mass. If it is more than this, the concentration of the reaction system may be lowered too much, and the reaction rate may be significantly lowered.
また、反応の際には、必要に応じて重合禁止剤を添加してもよい。重合禁止剤としては特に制限はないが、通常、アクリル化合物の重合禁止剤として用いられるものを用いることができる。具体的には、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、4−tert−ブチルカテコール、ジブチルヒドロキシトルエン等を挙げることができる。 In addition, a polymerization inhibitor may be added at the time of the reaction, if necessary. The polymerization inhibitor is not particularly limited, but usually, one used as a polymerization inhibitor of an acrylic compound can be used. Specific examples thereof include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, 4-tert-butylcatechol, and dibutylhydroxytoluene.
反応終了後、必要に応じて未反応の式(5)で表されるアクリル基含有シラノール化合物及び反応溶剤等を留去、吸着、再沈殿、濾過洗浄等の方法で除去することにより、本発明の式(1)又は(2)で表される含フッ素アクリル化合物を得ることができる。 After completion of the reaction, the present invention is obtained by removing the unreacted acrylic group-containing silanol compound represented by the formula (5), the reaction solvent, etc., if necessary, by a method such as distillation, adsorption, reprecipitation, or filtration washing. A fluoroacrylic compound represented by the formula (1) or (2) of the above can be obtained.
上記した一般式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物は、特にその合成法を制限されるものではないが、本発明の実施形態の一つとして、まず下記一般式(8)又は(9)
[Rf1-Z1]a-Q1-[H]b (8)
[H]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[H]b (9)
(式中、Rf1、Rf2、Z1、Q1、Q2、a、bは前述の通りであり、式(8)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(9)におけるZ1及びb個の水素原子(H)はすべて、それぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(10)
CH2=CR4-(Z4)d-SiRcM3-c (10)
(式中、R4、R、M、cは前述の通りである。Z4は炭素数1〜6の2価の炭化水素基であり、dは0又は1である。)
で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物をヒドロシリル化反応させることにより得ることができる。
The fluorine-containing reactive silane compound represented by the above general formula (3) or (4) is not particularly limited in its synthesis method, but as one of the embodiments of the present invention, first, the following general formula is used. (8) or (9)
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [H] b (8)
[H] b -Q 2- Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [H] b (9)
(In the equation, Rf 1 , Rf 2 , Z 1 , Q 1 , Q 2 , a, b are as described above, and a Z 1 or the equation (9) enclosed in [] in the equation (8). Z 1 and b hydrogen atoms (H) in are all bonded to silicon atoms in the Q 1 or Q 2 structure, respectively.)
A fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by the following and the following general formula (10).
CH 2 = CR 4 - (Z 4) d -SiR c M 3-c (10)
(In the formula, R 4 , R, M, and c are as described above. Z 4 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and d is 0 or 1.)
It can be obtained by hydrosilylating a terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by.
上記式(10)において、Z4は炭素数1〜6の2価の炭化水素基であり、特に好ましいものは、以下の構造である。
−CH2−
−CH2CH2−
−CH2CH2CH2−
−CH2CH2CH2CH2−
In the above formula (10), Z 4 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and a particularly preferable one has the following structure.
−CH 2 −
−CH 2 CH 2 −
−CH 2 CH 2 CH 2 −
−CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 −
ここで、上記式(8)、(9)で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物としては、下記に示すものが例示できる。
また、上記式(10)で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物としては、下記のものが例示できる。
CH2=CHSi(OCH3)3
CH2=CHCH2Si(OCH3)3
CH2=CHCH2CH2Si(OCH3)3
CH2=CHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
CH2=CHCH2CH2CH2CH2Si(OCH3)3
CH2=CHSi(OC2H5)3
CH2=CHCH2Si(OC2H5)3
CH2=CHCH2CH2Si(OC2H5)3
CH2=CHCH2CH2CH2Si(OC2H5)3
CH2=CHCH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3
CH2=CHSi(OC3H7)3
CH2=CHCH2Si(OC3H7)3
CH2=CHCH2CH2Si(OC3H7)3
CH2=CHCH2CH2CH2CH2Si(OC3H7)3
CH2=CHSiCH3(OCH3)2
CH2=CHCH2SiCH3(OCH3)2
CH2=CHCH2CH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2
CH2=CHSiCH3(OCH2CH3)2
CH2=CHCH2SiCH3(OCH2CH3)2
CH2=CHCH2CH2SiCH3(OCH2CH3)2
CH2=CHCH2CH2CH2CH2SiCH3(OCH2CH3)2
Examples of the terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by the above formula (10) include the following.
CH 2 = CHSi (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHCH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHSi (OC 2 H 5 ) 3
CH 2 = CHCH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
CH 2 = CHSi (OC 3 H 7 ) 3
CH 2 = CHCH 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
CH 2 = CHSiCH 3 (OCH 3 ) 2
CH 2 = CHCH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2
CH 2 = CHSiCH 3 (OCH 2 CH 3 ) 2
CH 2 = CHCH 2 SCH 3 (OCH 2 CH 3 ) 2
CH 2 = CHCH 2 CH 2 SCH 3 (OCH 2 CH 3 ) 2
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 SCH 3 (OCH 2 CH 3 ) 2
中でも特に以下のものが好適である。
CH2=CHSi(OCH3)3
CH2=CHCH2Si(OCH3)3
CH2=CHCH2CH2Si(OCH3)3
CH2=CHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
CH2=CHCH2CH2CH2CH2Si(OCH3)3
CH2=CHSi(OC2H5)3
CH2=CHCH2Si(OC2H5)3
Among them, the following are particularly preferable.
CH 2 = CHSi (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHCH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHSi (OC 2 H 5 ) 3
CH 2 = CHCH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
上記式(8)、(9)で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物と、式(10)で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物は、これらを混合攪拌し、白金族金属系の付加反応触媒存在下、反応温度50〜150℃、好ましくは60〜120℃で、1分〜72時間、特に5分〜12時間反応を行うことが望ましい。反応温度が低すぎると反応が十分に進行しないまま停止してしまう場合があり、高すぎるとヒドロシリル化の反応熱による温度上昇で反応が制御できなくなり、突沸や原料の分解などが起こる場合がある。 The fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by the above formulas (8) and (9) and the terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by the formula (10) are mixed and stirred. It is desirable to carry out the reaction at a reaction temperature of 50 to 150 ° C., preferably 60 to 120 ° C. for 1 minute to 72 hours, particularly 5 minutes to 12 hours in the presence of a platinum group metal-based addition reaction catalyst. If the reaction temperature is too low, the reaction may stop without progressing sufficiently, and if it is too high, the reaction may become uncontrollable due to the temperature rise due to the heat of reaction of hydrosilylation, resulting in sudden boiling or decomposition of the raw material. ..
この場合、式(8)又は(9)で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物と、式(10)で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物の仕込み比率は、式(8)又は(9)で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物の[ ]で括られたHの総モル数に対して、式(10)で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物の不飽和基を0.8〜5倍モル、特に0.1〜2倍モル使用して反応させることが望ましい。式(10)で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物が、これより少なすぎると(8)、(9)で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物においてSi−H基が多く残存してしまい目的とする効果が得られない可能性が出てくる。これ以上多すぎると反応溶液の均一性が低下して反応速度が不安定となり、また反応後に式(10)で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物の除去を行う場合に加熱、減圧、抽出等の条件を余剰の未反応成分が増える分だけ厳しくする必要が出てくる。 In this case, the charging ratio of the fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by the formula (8) or (9) and the terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by the formula (10) is , The terminal represented by the formula (10) with respect to the total number of moles of H enclosed in [] of the fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by the formula (8) or (9). It is desirable to use 0.8 to 5 times mol, particularly 0.1 to 2 times mol, of the unsaturated group of the unsaturated group-containing reactive silane compound for the reaction. If the amount of the terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by the formula (10) is too small, Si-in the fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by (8) and (9). There is a possibility that a large amount of H groups will remain and the desired effect cannot be obtained. If the amount is more than this, the uniformity of the reaction solution is lowered and the reaction rate becomes unstable, and when the terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by the formula (10) is removed after the reaction, heating and depressurization are performed. , Extraction and other conditions need to be stricter as the excess unreacted components increase.
付加反応触媒は、例えば、白金、ロジウム又はパラジウム等の白金族金属を含む化合物を使用することができる。中でも白金を含む化合物が好ましく、ヘキサクロロ白金(IV)酸六水和物、白金カルボニルビニルメチル錯体、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金−オクチルアルデヒド/オクタノール錯体、塩化白金酸とオレフィン、アルデヒド、ビニルシロキサン又はアセチレンアルコール類等との錯体、あるいは活性炭に担持された白金を用いることができる。
付加反応触媒の配合量は、式(8)又は(9)で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物に対し、含まれる金属量が0.1〜5,000質量ppmとなることが好ましく、より好ましくは1〜1,000質量ppmである。
As the addition reaction catalyst, for example, a compound containing a platinum group metal such as platinum, rhodium or palladium can be used. Of these, compounds containing platinum are preferable, and hexachloroplatinic (IV) acid hexahydrate, platinum carbonylvinyl methyl complex, platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex, platinum-cyclovinylmethylsiloxane complex, platinum-octylaldehyde / octanol complex, A complex of chloroplatinic acid and an olefin, aldehyde, vinyl siloxane, acetylene alcohol, or the like, or platinum supported on activated carbon can be used.
The blending amount of the addition reaction catalyst is such that the amount of metal contained is 0.1 to 5,000 mass ppm with respect to the fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by the formula (8) or (9). It is preferably 1 to 1,000 mass ppm.
上記の付加反応は、溶剤が存在しなくても実施可能であるが、必要に応じて溶剤で希釈してもよい。このとき希釈溶剤は、トルエン、キシレン、イソオクタンなど、広く一般に用いられている有機溶剤を利用することができる。このような有機溶剤としては、沸点が目的とする反応温度以上でかつ反応を阻害せず、反応後に生成する式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物が、上記反応温度において可溶であるものが好ましい。例えば、m−キシレンヘキサフロライド、ベンゾトリフロライド等のフッ素変性芳香族炭化水素系溶剤、メチルパーフルオロブチルエーテル等のフッ素変性エーテル系溶剤等の部分フッ素変性された溶剤が望ましく、特にm−キシレンヘキサフロライドが好ましい。
溶剤を使用する場合、その使用量は、式(8)又は(9)で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物100質量部に対して、好ましくは5〜2,000質量部であり、より好ましくは50〜500質量部である。これより少なければ溶剤による希釈の効果が薄く、多ければ希釈度が高くなりすぎて反応速度の低下を招く場合がある。
The above addition reaction can be carried out in the absence of a solvent, but may be diluted with a solvent if necessary. At this time, as the diluting solvent, a widely used organic solvent such as toluene, xylene, and isooctane can be used. As such an organic solvent, a fluorine-containing reactive silane compound represented by the formula (3) or (4), which has a boiling point above the target reaction temperature and does not inhibit the reaction and is produced after the reaction, is used for the above reaction. Those that are soluble at temperature are preferred. For example, a partially fluorine-modified solvent such as a fluorine-modified aromatic hydrocarbon solvent such as m-xylene hexafluorolide and benzotrifloride and a fluorine-modified ether solvent such as methyl perfluorobutyl ether is desirable, and particularly m-xylene. Hexafluorolides are preferred.
When a solvent is used, the amount used is preferably 5 to 2,000 mass by mass with respect to 100 parts by mass of the fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by the formula (8) or (9). Parts, more preferably 50 to 500 parts by mass. If it is less than this, the effect of dilution with a solvent is weak, and if it is more than this, the degree of dilution becomes too high and the reaction rate may decrease.
反応終了後、未反応の式(10)で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物や希釈溶剤を減圧留去、抽出、吸着等の公知の方法で除去することが好ましいが、これらを含んだ反応混合物のまま次の反応に使用することもできる。 After completion of the reaction, it is preferable to remove the unreacted terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by the formula (10) and the diluting solvent by a known method such as distillation under reduced pressure, extraction, and adsorption. The contained reaction mixture can also be used for the next reaction.
また、本発明における式(3)、(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物の別な合成経路としては、本発明の実施形態の別な形として、下記一般式(11)で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(13)で表される少なくとも一つのSi−H基と少なくとも一つの加水分解性シリル基を有する反応性シラン化合物、又は下記一般式(12)で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(14)で表される一つのSi−H基と少なくとも一つの加水分解性シリル基を有する反応性シラン化合物とを反応させることで得ることができる。
Rf1-Z5 (11)
Z5-Rf2-Z5 (12)
[H]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (13)
H-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b (14)
(式中、Rf1、Rf2、Z2、Q1、Q2、R、M、a、b、cは前述のとおりであり、Z5はそれぞれ独立に末端にSi−H基と付加反応可能な炭素−炭素不飽和結合を1個有する炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい1価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。式(13)における[ ]で括られたa個のHもしくは式(14)におけるH及びb個のZ2はすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。)
Further, as another synthetic route of the fluorine-containing reactive silane compound represented by the formulas (3) and (4) in the present invention, another form of the embodiment of the present invention is represented by the following general formula (11). A fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group, a reactive silane compound having at least one Si—H group represented by the following general formula (13) and at least one hydrolyzable silyl group, or the following general A fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by the formula (12) and a reactive silane having one Si—H group represented by the following general formula (14) and at least one hydrolyzable silyl group. It can be obtained by reacting with a compound.
Rf 1 -Z 5 (11)
Z 5 -Rf 2 -Z 5 (12)
[H] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (13)
HQ 2- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (14)
(In the formula, Rf 1 , Rf 2 , Z 2 , Q 1 , Q 2 , R, M, a, b, and c are as described above, and Z 5 is an addition reaction with a Si—H group at the terminal independently. A monovalent hydrocarbon group having one possible carbon-carbon unsaturated bond and having one or two or more carbon atoms selected from 2 to 20 carbon atoms, a nitrogen atom and a silicon atom. An annular structure may be included in the middle. The a H enclosed in [] in the formula (13) or the H and b Z 2 in the formula (14) are all silicon in the Q 1 or Q 2 structure, respectively. It is bonded to an atom.)
ここで、一般式(11)、(12)におけるZ5として、具体的には以下の構造を挙げることができる。
−CH=CH2
−CH2CH=CH2
−CH2CH2CH=CH2
−CH2OCH2CH=CH2
−CH = CH 2
−CH 2 CH = CH 2
−CH 2 CH 2 CH = CH 2
−CH 2 OCH 2 CH = CH 2
ここで、上記式(11)、(12)で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物としては、下記に示すものが例示できる。
また、上記式(13)、(14)で表される少なくとも一つのSi−H基と少なくとも一つの加水分解性シリル基を有する反応性シラン化合物としては、下記に示すものが例示できる。
式(11)で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と式(13)で表される反応性シラン化合物、又は式(12)で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と式(14)で表される反応性シラン化合物の反応はこれらを混合し、白金族金属系の付加反応触媒存在下、反応温度50〜150℃、好ましくは60〜120℃で、1分〜48時間、特に10分〜12時間反応を行うことが望ましい。反応温度が低すぎると反応が十分に進行しないまま停止してしまう場合があり、高すぎるとヒドロシリル化の反応熱による温度上昇で反応が制御できなくなり、突沸や原料の分解などが起こる場合がある。反応はすべての原料を事前に混合しても、いずれかの原料を後から投入あるいは滴下してもよい。 A fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by the formula (11) and a reactive silane compound represented by the formula (13), or a fluoropolyether having a terminal unsaturated group represented by the formula (12). In the reaction between the compound and the reactive silane compound represented by the formula (14), these are mixed and the reaction temperature is 50 to 150 ° C., preferably 60 to 120 ° C. for 1 minute in the presence of a platinum group metal-based addition reaction catalyst. It is desirable to carry out the reaction for up to 48 hours, especially 10 minutes to 12 hours. If the reaction temperature is too low, the reaction may stop without progressing sufficiently, and if it is too high, the reaction may become uncontrollable due to the temperature rise due to the heat of reaction of hydrosilylation, resulting in sudden boiling or decomposition of the raw material. .. In the reaction, all the raw materials may be mixed in advance, or any of the raw materials may be added or dropped later.
この場合、式(11)又は(12)で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と、式(13)又は(14)で表される反応性シラン化合物との反応割合は、式(11)又は(12)の末端不飽和基の総モル数に対して、式(13)の[ ]で括られたHの総量又は式(14)のHが0.9〜2倍モル、特に望ましくは1〜1.05倍モルになるように使用して反応させることが好適である。式(13)の[ ]で括られたH又は式(14)のHはすべて反応することが望ましい。 In this case, the reaction ratio between the fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by the formula (11) or (12) and the reactive silane compound represented by the formula (13) or (14) is the formula. The total amount of H enclosed in [] of the formula (13) or the H of the formula (14) is 0.9 to 2 times the mole, based on the total number of moles of the terminal unsaturated group of (11) or (12). Particularly preferably, it is preferable to use and react in a molar amount of 1 to 1.05 times. It is desirable that all the H enclosed in [] of the formula (13) or the H of the formula (14) react.
付加反応触媒は、例えば、白金、ロジウム又はパラジウム等の白金族金属を含む化合物を使用することができる。中でも白金を含む化合物が好ましく、ヘキサクロロ白金(IV)酸六水和物、白金カルボニルビニルメチル錯体、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金−オクチルアルデヒド/オクタノール錯体、あるいは活性炭に担持された白金を用いることができる。
付加反応触媒の配合量は、式(11)又は(12)で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物に対し、含まれる金属量が0.1〜5,000質量ppmとなることが好ましく、より好ましくは1〜1,000質量ppmである。
As the addition reaction catalyst, for example, a compound containing a platinum group metal such as platinum, rhodium or palladium can be used. Of these, compounds containing platinum are preferable, and hexachloroplatinic (IV) acid hexahydrate, platinum carbonylvinylmethyl complex, platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex, platinum-cyclovinylmethylsiloxane complex, platinum-octylaldehyde / octanol complex, Alternatively, platinum supported on activated carbon can be used.
The blending amount of the addition reaction catalyst is such that the amount of metal contained is 0.1 to 5,000 mass ppm with respect to the fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by the formula (11) or (12). Is preferable, and more preferably 1 to 1,000 mass ppm.
上記の付加反応は、溶剤が存在しなくても実施可能であるが、必要に応じて溶剤で希釈してもよい。このとき希釈溶剤は、トルエン、キシレン、イソオクタンなど、広く一般に用いられている有機溶剤を利用することができるが、沸点が目的とする反応温度以上でかつ反応を阻害せず、反応後に生成する式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物が、上記反応温度において可溶であるものが好ましい。このような溶剤としては、例えば、m−キシレンヘキサフロライド、ベンゾトリフロライド等のフッ素変性芳香族炭化水素系溶剤、メチルパーフルオロブチルエーテル等のフッ素変性エーテル系溶剤等の部分フッ素変性された溶剤が望ましく、特にm−キシレンヘキサフロライドが好ましい。
溶剤を使用する場合、その使用量は、式(11)又は(12)で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物100質量部に対して、好ましくは5〜2,000質量部であり、より好ましくは50〜500質量部である。これより少なければ溶剤による希釈の効果が薄く、多ければ希釈度が高くなりすぎて反応速度の低下を招く場合がある。
The above addition reaction can be carried out in the absence of a solvent, but may be diluted with a solvent if necessary. At this time, a widely used organic solvent such as toluene, xylene, and isooctane can be used as the diluting solvent, but the formula generated after the reaction is that the boiling point is higher than the target reaction temperature and the reaction is not inhibited. It is preferable that the fluorine-containing reactive silane compound represented by (3) or (4) is soluble at the above reaction temperature. Examples of such a solvent include a fluorine-modified aromatic hydrocarbon solvent such as m-xylenehexafluorolide and benzotrifloride, and a partially fluorine-modified solvent such as a fluorine-modified ether solvent such as methylperfluorobutyl ether. Is desirable, and m-xylene hexafluorolide is particularly preferable.
When a solvent is used, the amount used is preferably 5 to 2,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by the formula (11) or (12). Yes, more preferably 50 to 500 parts by mass. If it is less than this, the effect of dilution with a solvent is weak, and if it is more than this, the degree of dilution becomes too high and the reaction rate may decrease.
反応終了後、未反応の式(13)、(14)で表される反応性シラン化合物を減圧留去、抽出、吸着等の公知の方法で除去することが好ましいが、これらを含んだ反応混合物のまま次の反応に使用することもできる。 After completion of the reaction, it is preferable to remove the unreacted reactive silane compounds represented by the formulas (13) and (14) by known methods such as distillation under reduced pressure, extraction and adsorption, but the reaction mixture containing these is preferable. It can be used as it is for the next reaction.
以上のようにして得られる式(3)、(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物を用い、前述した方法で、式(3)、(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で、式(5)で表されるアクリル基含有シラノール化合物と反応させることにより、本発明の式(1)、(2)で表される含フッ素アクリル化合物を得ることができる。 Using the fluorine-containing reactive silane compounds represented by the formulas (3) and (4) obtained as described above, the fluorine-containing reactive silane represented by the formulas (3) and (4) by the method described above. By reacting with the acrylic group-containing silanol compound represented by the formula (5) at a ratio of less than the equimolar amount to M in the compound, the inclusion represented by the formulas (1) and (2) of the present invention is contained. A fluoroacrylic compound can be obtained.
本発明の含フッ素アクリル化合物は、フッ素含有基と共に、一分子中の末端基に2種類の異なる官能基、即ち(メタ)アクリル基とアルコキシ基又はアルコキシアルキル基とを有することから、紫外線硬化性を有する各種硬化性組成物、特に紫外線硬化と熱硬化によるデュアルキュア型のハードコート組成物、紫外線硬化性樹脂の構造を部分的に有する熱硬化性組成物、熱硬化性樹脂の構造を部分的に有する紫外線硬化性組成物などに、撥水性、撥油性、すべり性、防汚性、指紋拭き取り性、耐布摩耗性、耐スチールウール性、低屈折率特性、耐溶剤性、耐薬品性等の優れた性質を与えるマジックハジキ性、マジック拭き取り性等、基材密着性の機能を付与するための配合物として好適である。またそれらの機能を付与する配合物の中間体としても好適である。 Since the fluorine-containing acrylic compound of the present invention has two different functional groups, that is, a (meth) acrylic group and an alkoxy group or an alkoxyalkyl group at the terminal group in one molecule together with the fluorine-containing group, it is UV-curable. Various curable compositions having a structure of, in particular, a dual-cure type hard coat composition obtained by ultraviolet curing and thermosetting, a thermosetting composition having a structure of an ultraviolet curable resin partially, and a structure of a thermosetting resin partially formed. Water repellency, oil repellency, slipperiness, stain resistance, fingerprint wiping resistance, cloth abrasion resistance, steel wool resistance, low refractive index characteristics, solvent resistance, chemical resistance, etc. It is suitable as a compound for imparting a base material adhesion function such as magic repelling property and magic wiping property which give excellent properties of the above. It is also suitable as an intermediate of a formulation that imparts these functions.
また、本発明の含フッ素アクリル化合物は、他のアクリル化合物と配合せずに単独で、あるいは、目的に応じて、更に有機溶剤、重合禁止剤、帯電防止剤、消泡剤、粘度調整剤、耐光安定剤、耐熱安定剤、酸化防止剤、界面活性剤、着色剤、及びフィラー等を配合した組成物を塗工液として、ガラス、陶器、樹脂、金属、石材、紙など各種基材に対して塗工し、紫外線を照射して防汚性のコーティング被膜を得ることもできる。 Further, the fluorine-containing acrylic compound of the present invention may be used alone without being blended with other acrylic compounds, or depending on the purpose, an organic solvent, a polymerization inhibitor, an antistatic agent, a defoaming agent, a viscosity modifier, etc. A composition containing a light-resistant stabilizer, a heat-resistant stabilizer, an antioxidant, a surfactant, a colorant, a filler, etc. is used as a coating liquid for various substrates such as glass, pottery, resin, metal, stone, and paper. It can also be coated and irradiated with ultraviolet rays to obtain an antifouling coating film.
本発明の含フッ素アクリル化合物により防汚性を付与された硬化被膜(硬化樹脂層)は、タブレット型コンピュータ、ノートPC(パソコン)、携帯電話・スマートフォン等の携帯(通信)情報端末、デジタルメディアプレイヤー、電子ブックリーダーなど人の手で持ち歩く各種機器の筐体、時計型・眼鏡型ウェアラブルコンピュータ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、背面投写型ディスプレイ、蛍光表示管(VFD)、フィールドエミッションプロジェクションディスプレイ、CRT、トナー系ディスプレイなどの各種フラットパネルディスプレイ及びTVの画面などの表示操作機器表面及びこれらの内部に使用される各種光学フィルム類、自動車の外装、ピアノや家具の光沢表面、大理石等の建築用石材表面、トイレ、風呂、洗面所等の水周りの装飾建材、美術品展示用保護ガラス、ショーウインドー、ショーケース、フォトフレーム用カバー、腕時計、自動車窓用ガラス、列車、航空機等の窓ガラス、自動車ヘッドライト、テールランプなどの透明なガラス製又は透明なプラスチック製(アクリル、ポリカーボネートなど)部材、各種ミラー部材等の塗装膜及び表面保護膜として有用である。 The cured film (cured resin layer) imparted with antifouling properties by the fluorine-containing acrylic compound of the present invention is a tablet computer, a notebook PC (personal computer), a mobile (communication) information terminal such as a mobile phone / smartphone, and a digital media player. , Cases of various devices that can be carried by hand such as electronic book readers, clock-type / glasses-type wearable computers, liquid crystal displays, plasma displays, organic EL (electroluminescence) displays, rear projection displays, vacuum fluorescent displays (VFD), Field emission projection displays, CRTs, toner-based displays and other flat panel displays, TV screens and other display operation equipment surfaces and various optical films used inside them, automobile exteriors, piano and furniture glossy surfaces, etc. Architectural stone surfaces such as marble, decorative building materials around water such as toilets, baths, washrooms, protective glass for art exhibitions, show windows, showcases, photo frame covers, watches, automobile window glass, trains, aircraft, etc. It is useful as a coating film and a surface protective film for transparent glass or transparent plastic (acrylic, polycarbonate, etc.) members such as window glasses, automobile headlights, and tail lamps, and various mirror members.
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[合成例1]
還流装置と攪拌装置を備えた200mL四つ口フラスコに、下記式
In a 200 mL four-necked flask equipped with a reflux device and a stirrer, the following formula
化合物(II)の1H−NMRケミカルシフトを表1に示す。
[合成例2]
乾燥空気雰囲気下、還流装置と攪拌装置を備えた200mL四つ口フラスコ中で、下記式
で表される化合物(III)50.0g(Si−H基0.067mol)、CH2=CHSi(OCH3)310.3g(0.070mol)、m−キシレンヘキサフロライド50.0g、塩化白金酸/ビニルシロキサン錯体のトルエン溶液0.0884g(Pt単体として2.2×10-7molを含有)を混合し、100℃で4時間攪拌した。1H−NMR及びIRでSi−H基に由来するピークが消失したのを確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。次いで、エバポレーターで100℃/267Paの条件で2時間減圧留去を行うことで、m−キシレンヘキサフロライドと未反応のCH2=CHSi(OCH3)3を除去し、半透明白色高粘稠液体の下記式で示される化合物(IV)59.2gを得た。
In a 200 mL four-necked flask equipped with a reflux device and a stirrer in a dry air atmosphere, the following formula
Compound (III) represented by (III) 50.0 g (Si—H group 0.067 mol), CH 2 = CHSi (OCH 3 ) 3 10.3 g (0.070 mol), m-xylene hexafluorolide 50.0 g, chloride 0.0884 g of a toluene solution of a platinum acid / vinyl siloxane complex ( containing 2.2 × 10 -7 mol as a simple substance of Pt) was mixed, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 4 hours. 1 After confirming that the peak derived from the Si—H group disappeared by 1 H-NMR and IR, the reaction solution was cooled to room temperature. Next, by evaporating under reduced pressure for 2 hours at 100 ° C./267 Pa with an evaporator, m-xylene hexafluorolide and unreacted CH 2 = CHSi (OCH 3 ) 3 were removed, and translucent white and highly viscous. A liquid compound (IV) represented by the following formula (59.2 g) was obtained.
化合物(IV)の1H−NMRケミカルシフトを表2に示す。 The 1 H-NMR chemical shift of compound (IV) is shown in Table 2.
[実施例1]
還流装置と攪拌装置を備えた100mL三つ口フラスコに、合成例1で得られた化合物(II)20g(−Si−OCH3基として0.039mol)、下記式
CH2=CHCOOCH2Si(CH3)2OH
で表される化合物(V)4.23g(0.026mol)、メチルエチルケトン40gを仕込み、窒素雰囲気下40℃で攪拌した。そこにチタンテトラ−2−エチルヘキソキシドの10質量%メチルエチルケトン溶液0.2gを加え、4時間攪拌を継続した。冷却後の反応液を室温(25℃、以下同じ)にもどし、500mLのイソプロパノールに投入し、1時間攪拌後に24時間静置して得られた沈殿物をアセトン50gで溶解し、エバポレーターで50℃/267Paの条件で1時間留去し、下記式で表される白色軟膏状物質(A−1)17.4gを得た。1H−NMRの結果から、X基に由来する−COO−CH2−Si−の3.8〜4.0ppmのピークの積分値をa、Y基の−Si−OCH3基の3.3〜3.4ppmのピーク積分値をbとしたとき、a:b=3.78:3.00であり、i1/(i1+j1)=(a/2)/((a/2)+(b/3))は0.65だった。
In a 100 mL three-necked flask equipped with a reflux device and a stirrer, 20 g of the compound (II) obtained in Synthesis Example 1 ( 0.039 mol as three -Si-OCH groups), and the following formula CH 2 = CHCOOCH 2 Si (CH) 3 ) 2 OH
4.23 g (0.026 mol) of the compound (V) represented by (V) and 40 g of methyl ethyl ketone were charged and stirred at 40 ° C. under a nitrogen atmosphere. To this, 0.2 g of a 10 mass% methyl ethyl ketone solution of titanium tetra-2-ethylhexoxide was added, and stirring was continued for 4 hours. The reaction solution after cooling is returned to room temperature (25 ° C., the same applies hereinafter), poured into 500 mL of isopropanol, stirred for 1 hour and allowed to stand for 24 hours, and the obtained precipitate is dissolved in 50 g of acetone and 50 ° C. by an evaporator. Distillation was carried out under the condition of / 267 Pa for 1 hour to obtain 17.4 g of a white ointment-like substance (A-1) represented by the following formula. 3.3 From the results of 1 H-NMR, the integral value of the peak of the -COO-CH 2 -Si- the 3.8~4.0ppm derived from the X group a, the -Si-OCH 3 groups Y group When the peak integral value of ~ 3.4 ppm is b, a: b = 3.78: 3.00, and i1 / (i1 + j1) = (a / 2) / ((a / 2) + (b /). 3)) was 0.65.
化合物(A−1)の1H−NMRケミカルシフトを表3に示す。
[実施例2]
還流装置と攪拌装置を備えた100mL三つ口フラスコに、合成例2で得られた化合物(IV)20g(−Si−OCH3基として0.039mol)、上記化合物(V)2.05g(0.013mol)、メチルエチルケトン40gを仕込み、窒素雰囲気下40℃で攪拌した。そこにチタンテトラ−2−エチルヘキソキシドの10質量%メチルエチルケトン溶液0.1gを加え、12時間攪拌を継続した。冷却後の反応液を室温にもどし、500mLのイソプロパノールに投入し、得られた沈殿物を乾燥させることで、下記式で表される白色軟膏状物質(A−2)18.2gを得た。1H−NMRの結果から、X基に由来する−COO−CH2−Si−の3.8〜4.0ppmのピークの積分値をa、Y基の−Si−OCH3基の3.3〜3.4ppmのピーク積分値をbとしたとき、a:b=2.87:9.00であり、i1/(i1+j1)=(a/2)/((a/2)+(b/3))は0.32だった。
In a 100 mL three-necked flask equipped with a reflux device and a stirrer, 20 g of the compound (IV) obtained in Synthesis Example 2 ( 0.039 mol as three -Si-OCH groups) and 2.05 g (0) of the above compound (V). .013 mol), 40 g of methyl ethyl ketone was charged, and the mixture was stirred at 40 ° C. under a nitrogen atmosphere. To this, 0.1 g of a 10 mass% methyl ethyl ketone solution of titanium tetra-2-ethylhexoxide was added, and stirring was continued for 12 hours. The reaction solution after cooling was returned to room temperature, poured into 500 mL of isopropanol, and the obtained precipitate was dried to obtain 18.2 g of a white ointment-like substance (A-2) represented by the following formula. 3.3 From the results of 1 H-NMR, the integral value of the peak of the -COO-CH 2 -Si- the 3.8~4.0ppm derived from the X group a, the -Si-OCH 3 groups Y group When the peak integral value of ~ 3.4 ppm is b, a: b = 2.87: 9.00, i1 / (i1 + j1) = (a / 2) / ((a / 2) + (b /) 3)) was 0.32.
化合物(A−2)の1H−NMRケミカルシフトを表4に示す。
Claims (8)
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcXgMh]b (1)
[MhXgRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcXgMh]b
(2)
(式中、Rf1は独立に炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z1はそれぞれ独立に炭素数1〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基である。Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Q2はそれぞれ独立に少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。aは1〜10の整数であり、bはそれぞれ独立に1〜10の整数であり、cはそれぞれ独立に0又は1であり、g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。式(1)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(2)におけるZ1及びb個のZ2はすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基である。Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基である。) A fluorine-containing acrylic compound represented by the following general formula (1) or (2).
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2 -SiR c X g M h ] b (1)
[M h X g R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c X g M h ] b
(2)
(In the formula, Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000, which is independently composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Rf 2 is a monovalent perfluoropolyether group having 1 carbon atom. It is a divalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group of ~ 6 and an oxygen atom, and Z 1 is independently an oxygen atom, a nitrogen atom and a nitrogen atom having 1 to 20 carbon atoms, respectively. It is a divalent hydrocarbon group that may contain one or more selected from silicon atoms, and may contain a cyclic structure in the middle. Z 2 is a divalent group having 2 to 8 carbon atoms independently. Q 1 is a (a + b) -valent linking group containing at least (a + b) silicon atoms and may have a cyclic structure. Q 2 is each independently at least (b + 1). It is a (b + 1) valent linking group containing a silicon atom of, and may have a cyclic structure. A is an integer of 1 to 10, b is an independently integer of 1 to 10, and c is each. Independently 0 or 1, g and h are independently 1 or 2, respectively, and satisfy g + h + c = 3. In a Z 1 or equation (2) enclosed in [] in equation (1). Z 1 and b Z 2 are all bonded to silicon atoms in the Q 1 or Q 2 structure, respectively. R is an independent monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and X is a monovalent hydrocarbon group, respectively. Independently, CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O- is a group, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 And R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms, and Z 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle. M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group, respectively.)
CH2=CR4-COO-CH2-SiR2R3-O−
(式中、R2、R3は上記と同じである。R4は水素原子又はメチル基である。)
で示される基である請求項1又は2記載の含フッ素アクリル化合物。 X in the general formulas (1) and (2) is the following formula CH 2 = CR 4- COO-CH 2- SiR 2 R 3- O-
(In the formula, R 2 and R 3 are the same as above. R 4 is a hydrogen atom or a methyl group.)
The fluorine-containing acrylic compound according to claim 1 or 2, which is a group represented by.
[Rf1-Z1]a-Q1-[H]b (8)
[H]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[H]b (9)
(式中、Rf1は独立に炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z1はそれぞれ独立に炭素数1〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Q2はそれぞれ独立に少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。aは1〜10の整数であり、bはそれぞれ独立に1〜10の整数であり、式(8)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(9)におけるZ1及びb個のHはすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される多官能Si−H基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(10)
CH2=CR4-(Z4)d-SiRcM3-c (10)
(式中、R4は水素原子又はメチル基であり、Z4は炭素数1〜6の2価の炭化水素基であり、dは0又は1であり、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基である。Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基である。cは0又は1である。)
で表される末端不飽和基含有反応性シラン化合物をヒドロシリル化反応させて得られた下記一般式(3)又は(4)
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (3)
[M3-cRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b
(4)
(式中、Rf1、Rf2、Z1、Q1、Q2、R、M、a、b、cは前述の通りであり、Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基である。式(3)における[ ]で括られたa個のZ1もしくは式(4)におけるZ1及びb個のZ2はすべてそれぞれQ1又はQ2構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される含フッ素反応性シラン化合物に対して、下記一般式(5)
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-OH (5)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表されるアクリル基含有シラノール化合物を、前記一般式(3)又は(4)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で反応させることを特徴とする下記一般式(1)又は(2)
[Rf1-Z1]a-Q1-[Z2-SiRcXgMh]b (1)
[MhXgRcSi-Z2]b-Q2-Z1-Rf2-Z1-Q2-[Z2-SiRcXgMh]b
(2)
(式中、Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、Rf1、Rf2、Z1、Z2、Q1、Q2、R、M、a、b、c、R1、R2、R3、Z3は上記と同じである。g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。)
で表される含フッ素アクリル化合物の製造方法。 The following general formula (8) or (9)
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [H] b (8)
[H] b -Q 2- Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [H] b (9)
(In the formula, Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000, which is independently composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Rf 2 is a monovalent perfluoropolyether group having 1 carbon atom. It is a divalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group of ~ 6 and an oxygen atom, and Z 1 is independently an oxygen atom, a nitrogen atom and a nitrogen atom having 1 to 20 carbon atoms, respectively. It is a divalent hydrocarbon group which may contain one or more selected from silicon atoms and may contain a cyclic structure in the middle. Q 1 contains at least (a + b) silicon atoms ( It is an a + b) valent linking group and may have a cyclic structure. Q 2 is a (b + 1) valent linking group each independently containing at least (b + 1) silicon atoms and has a cyclic structure. it is also good .a is an integer of from 1 to 10, b are each independently 1 to 10 integer, Z in [] with enclosed the a number of Z 1 or formula (9) in equation (8) 1 And b H are all bonded to the silicon atom in the Q 1 or Q 2 structure, respectively.)
A fluoropolyether compound having a polyfunctional Si—H group represented by the following and the following general formula (10).
CH 2 = CR 4 - (Z 4) d -SiR c M 3-c (10)
(In the formula, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, Z 4 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, d is 0 or 1, and R is independently having 1 to 1 carbon atoms. It is a monovalent hydrocarbon group of 6. M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group independently of each other. C is 0 or 1.)
The following general formula (3) or (4) obtained by hydrosilylating a terminal unsaturated group-containing reactive silane compound represented by
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (3)
[M 3-c R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c M 3-c ] b
(4)
(In the formula, Rf 1 , Rf 2 , Z 1 , Q 1 , Q 2 , R, M, a, b, and c are as described above, and Z 2 is independently divalent with 2 to 8 carbon atoms. It is a hydrocarbon group. The a Z 1 enclosed in [] in the formula (3) or the Z 1 and b Z 2 in the formula (4) are all the silicon atoms in the Q 1 or Q 2 structure, respectively. It is combined.)
The following general formula (5) is applied to the fluorine-containing reactive silane compound represented by
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3- OH (5)
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. Reference numeral 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle.)
The acrylic group-containing silanol compound represented by (1) is reacted with M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the general formula (3) or (4) at a ratio of less than an equimolar amount. The following general formula (1) or (2)
[Rf 1 -Z 1 ] a -Q 1- [Z 2 -SiR c X g M h ] b (1)
[M h X g R c Si-Z 2 ] b -Q 2 -Z 1 -Rf 2 -Z 1 -Q 2- [Z 2 -SiR c X g M h ] b
(2)
(In the equation, X is a group independently represented by CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O-, and is Rf 1 , Rf 2 , Z 1 , Z 2 , Q 1 , Q. 2 , R, M, a, b, c, R 1 , R 2 , R 3 , Z 3 are the same as above. G and h are independently 1 or 2, respectively, and satisfy g + h + c = 3. )
A method for producing a fluorine-containing acrylic compound represented by.
Rf1-Z5 (11)
(式中、Rf1は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の1価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z5は末端にSi−H基と付加反応可能な炭素−炭素不飽和結合を1個有する炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい1価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(13)
[H]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (13)
(式中、Q1は少なくとも(a+b)個のケイ素原子を含む(a+b)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基であり、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基であり、Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基であり、aは1〜10の整数であり、bは1〜10の整数であり、cは0又は1であり、a個のH及びb個のZ2はすべてQ1中のSi原子と結合している。)
で表される反応性シラン化合物をヒドロシリル化反応させて得られた下記一般式(3’)
[Rf1-Z1’]a-Q1-[Z2-SiRcM3-c]b (3’)
(式中、Rf1、Z2、Q1、R、M、a、b、cは上記と同じである。Z1’はそれぞれ独立に炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。[ ]で括られたa個のZ1’及びb個のZ2はすべてQ1構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される含フッ素反応性シラン化合物に対して、下記一般式(5)
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-OH (5)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表されるアクリル基含有シラノール化合物を、前記一般式(3’)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で反応させることを特徴とする下記一般式(1’)
[Rf1-Z1’]a-Q1-[Z2-SiRcXgMh]b (1’)
(式中、Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、Rf1、Z1’、Z2、Q1、R、M、a、b、c、R1、R2、R3、Z3は上記と同じである。g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。)
で表される含フッ素アクリル化合物の製造方法。 The following general formula (11)
Rf 1 -Z 5 (11)
(In the formula, Rf 1 is a monovalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Z 5 is a Si—H at the terminal. A monovalent hydrocarbon having one carbon-carbon unsaturated bond capable of addition reaction with a group and may contain one or more selected from 2 to 20 carbon atoms, a nitrogen atom and a silicon atom. It is a group and may contain a cyclic structure in the middle.)
A fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by and the following general formula (13).
[H] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (13)
(In the formula, Q 1 is a (a + b) valence linking group containing at least (a + b) silicon atoms and may have a cyclic structure. Z 2 is independently divalent with 2 to 8 carbon atoms. R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms independently, M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group independently, and a is an integer of 1 to 10. , B is an integer of 1 to 10, c is 0 or 1, and a H and b Z 2 are all bonded to Si atoms in Q 1.)
The following general formula (3') obtained by hydrosilylating a reactive silane compound represented by
[Rf 1 -Z 1' ] a -Q 1- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (3')
(Wherein, Rf 1, Z 2, Q 1, R, M, a, b, c are as defined above .Z 1 'each independently represent an oxygen atom of 2 to 20 carbon atoms, a nitrogen atom and a silicon atom from a one or two may contain two or more divalent hydrocarbon groups selected, middle ring structure may contain. [] of a number enclosed in Z 1 'and b number of All Z 2 are bonded to silicon atoms in the Q 1 structure.)
The following general formula (5) is applied to the fluorine-containing reactive silane compound represented by
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3- OH (5)
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. Reference numeral 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle.)
The following general characterized by reacting the acrylic group-containing silanol compound represented by the above formula (3') with M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the above general formula (3') at a ratio of less than an equimolar amount. Equation (1')
[Rf 1 -Z 1' ] a -Q 1- [Z 2 -SiR c X g M h ] b (1')
(In the equation, X is a group independently represented by CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O-, and is Rf 1 , Z 1' , Z 2 , Q 1 , R, M. , A, b, c, R 1 , R 2 , R 3 , and Z 3 are the same as above. G and h are independently 1 or 2, respectively, and g + h + c = 3 is satisfied.)
A method for producing a fluorine-containing acrylic compound represented by.
Z5-Rf2-Z5 (12)
(式中、Rf2は炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基と酸素原子によって構成される分子量400〜20,000の2価のパーフルオロポリエーテル基であり、Z5はそれぞれ独立に末端にSi−H基と付加反応可能な炭素−炭素不飽和結合を1個有する炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい1価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表される末端不飽和基を有するフルオロポリエーテル化合物と、下記一般式(14)
H-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b (14)
(式中、Q2は少なくとも(b+1)個のケイ素原子を含む(b+1)価の連結基であり、環状構造をなしていてもよい。Z2はそれぞれ独立に炭素数2〜8の2価の炭化水素基であり、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基であり、Mはそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルコキシアルキル基であり、bは1〜10の整数であり、cは0又は1であり、H及びb個のZ2はすべてQ2中のSi原子と結合している。)
で表される反応性シラン化合物をヒドロシリル化反応させて得られた下記一般式(4’)
[M3-cRcSi-Z2]b-Q2-Z1’-Rf2-Z1’-Q2-[Z2-SiRcM3-c]b
(4’)
(式中、Rf2、Z2、Q2、R、M、b、cは上記と同じである。Z1’はそれぞれ独立に炭素数2〜20の酸素原子、窒素原子及びケイ素原子から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。Z1’及びb個のZ2はすべてQ2構造中のケイ素原子と結合している。)
で表される含フッ素反応性シラン化合物に対して、下記一般式(5)
CH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-OH (5)
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜8の1価の炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の炭化水素基である。Z3は炭素数1〜8の2価の炭化水素基であり、途中環状構造を含んでいてもよい。)
で表されるアクリル基含有シラノール化合物を、前記一般式(4’)で表される含フッ素反応性シラン化合物中のMに対して等モル量未満の比率で反応させることを特徴とする下記一般式(2’)
[MhXgRcSi-Z2]b-Q2-Z1’-Rf2-Z1’-Q2-[Z2-SiRcXgMh]b
(2’)
(式中、Xはそれぞれ独立にCH2=CR1-COO-Z3-SiR2R3-O−で示される基であり、Rf2、Z1’、Z2、Q2、R、M、b、c、R1、R2、R3、Z3は上記と同じである。g及びhはそれぞれ独立に1又は2であり、かつg+h+c=3を満たす。)
で表される含フッ素アクリル化合物の製造方法。 The following general formula (12)
Z 5 -Rf 2 -Z 5 (12)
(In the formula, Rf 2 is a divalent perfluoropolyether group having a molecular weight of 400 to 20,000 composed of a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an oxygen atom, and Z 5 is an independent terminal. It may contain one or more selected from oxygen atom, nitrogen atom and silicon atom having 2 to 20 carbon atoms having one carbon-carbon unsaturated bond capable of addition reaction with Si—H group. It is a hydrocarbon group of, and may contain a cyclic structure in the middle.)
A fluoropolyether compound having a terminal unsaturated group represented by and the following general formula (14).
HQ 2- [Z 2- SiR c M 3-c ] b (14)
(In the formula, Q 2 is a (b + 1) valence linking group containing at least (b + 1) silicon atoms and may have a cyclic structure. Z 2 is independently divalent with 2 to 8 carbon atoms. R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms independently, M is an alkoxy group or an alkoxyalkyl group independently, and b is an integer of 1 to 10. , C is 0 or 1, and H and b Z 2 are all bonded to Si atoms in Q 2.)
The following general formula (4') obtained by hydrosilylating a reactive silane compound represented by
[M 3-c R c Si -Z 2] b -Q 2 -Z 1 '-Rf 2 -Z 1' -Q 2 - [Z 2 -SiR c M 3-c] b
(4')
(Selected wherein, Rf 2, Z 2, Q 2, R, M, b, c are as defined above .Z 1 'each independently represent an oxygen atom of 2 to 20 carbon atoms, nitrogen atom and a silicon atom one or comprise two or more is also be a divalent hydrocarbon group, a silicon atom in the middle of all cyclic structure may contain a .Z 1 'and b number of Z 2 is Q 2 structure is Is combined with.)
The following general formula (5) is applied to the fluorine-containing reactive silane compound represented by
CH 2 = CR 1 -COO-Z 3- SiR 2 R 3- OH (5)
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. Reference numeral 3 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, which may contain a cyclic structure in the middle.)
The acrylic group-containing silanol compound represented by (1) is reacted with M in the fluorine-containing reactive silane compound represented by the general formula (4') at a ratio of less than an equimolar amount. Equation (2')
[M h X g R c Si -Z 2] b -Q 2 -Z 1 '-Rf 2 -Z 1' -Q 2 - [Z 2 -SiR c X g M h] b
(2')
(In the equation, X is a group independently represented by CH 2 = CR 1 -COO-Z 3 -SiR 2 R 3 -O-, and is Rf 2 , Z 1' , Z 2 , Q 2 , R, M. , B, c, R 1 , R 2 , R 3 , and Z 3 are the same as above. G and h are independently 1 or 2, respectively, and g + h + c = 3 is satisfied.)
A method for producing a fluorine-containing acrylic compound represented by.
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