JPS58120637A - フルオロアルキル基含有シラン変性シラノ−ルオリゴマ−及びその製造方法 - Google Patents

フルオロアルキル基含有シラン変性シラノ−ルオリゴマ−及びその製造方法

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JPS58120637A
JPS58120637A JP231282A JP231282A JPS58120637A JP S58120637 A JPS58120637 A JP S58120637A JP 231282 A JP231282 A JP 231282A JP 231282 A JP231282 A JP 231282A JP S58120637 A JPS58120637 A JP S58120637A
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JP
Japan
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silane
silanol oligomer
group
fluoroalkyl group
modified
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Pending
Application number
JP231282A
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English (en)
Inventor
Fumio Nakano
文雄 中野
Michio Ogami
大上 三千男
Kishiro Iwasaki
岩崎 紀四郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規なフルオロアルキル基含有シラン変性シ
ラノールオリゴマーに係わり、特に成膜して高度のはっ
水性を示すフルオロアルキル基含有シラン変性シラノー
ルオリゴマー及びその製造方法に関する。
本発明において、はっ水性を発現する構造は、フルオロ
アルキル鎖であシ、シラノールオリゴマーの一部にフル
オロアルキル鎖を含む結合基を導入することによって行
われる。
従来、フルオロアルキル基を含む化合物が、全域、ガラ
ス、プラスチックスなどのはっ水処理膜として用いられ
てきた。例えば、ポリ四2フ7 化工テレ/の様な含フ
ツ素ポリマーのエマルジョンから、塗膜を作る方法があ
る。これは、耐熱性に優れた処理膜が得られる点で非常
に有用であるが、エマルジョンが高価であり、しかも、
成膜時の処理温度が高いため、用途及び被処理材に制約
がある。他の方法として、フルオロアルキル鎖を有する
シラン誘導体を塗布、焼付する方法がある。この場合は
、非常に薄い塗膜しか得られないため、はつ水性の耐久
性に間、  題があり、恒久的なはつ水処理効果は期待
し難い。
本発明は、これら従来処理法の欠陥を克服すべくなされ
たもので、フルオロアルキル鎖を含む結合基を導入した
新規なシラノールオリゴマーの有機m媒溶液から成膜さ
れたフルオロアルキル基’FS有シラン変性シラノール
オリゴマー膜がすぐれたはり水処理膜でおることを見出
したものである。その大きな特長は、比較的低温で成膜
でき、高い耐熱性を有している点である。
更に、塗膜厚を厚くすることができるため、恒久的なは
つ水処理膜とすることができる。更rこは、被処理材と
塗膜の密着性に優れていることが挙げられる。
すなわち、本発明を概説すnば、本発明は一般式 で示される繰返し単位を50〜99%及び一般式 (ここで、2は、−5t−RfIt示し、Rf  は、
)ルオロアルキル鎖を含む結合基を示す)で示される繰
返し学位を残部含むことを特徴とするフルオロアルキル
基含有シラン変性シラノールオリゴマーに関する。
構造拳位(1)〜(イ)の比率は任意に選定することが
できるが以下の理由により好適な範囲が存在する。
CI ) ノ構造単位のみ、即ちフルオロアルキル基含
有シランで変性されていないシラノールオリゴマーでは
、本発明の主たる目的であるはっ水性を発現することが
できない、発明者らの実験結果によれば、フルオロアル
キル基計有シランの構造にもよるが、十分なはっ水性を
発現するには、(■)あるいは(111)の構造の総和
が1%程度はきまれることか必要である。一方、ω)、
価の構造が支配的になると、オリゴマーの疎水性が増大
し、アルコール等の汎用性の高い溶剤に溶解し離くなシ
、良好な溶液とすることができないため、本発明の目的
を高度に達成することは難しくなる。また釦のみでは、
基板との密着性が十分でない。発明者らの実験によれは
、構造(1)が少なくとも5o%は必要である。従って
、本発明におけるオリゴマーは、構造〇)が5θ〜99
チ残存するフルオロアルキル基富有シラン変性シラノー
ルオリゴマーを意味する。
本発明の目的にかなうフルオロアルキル基含有シラン変
性シラノールオリゴマーは、一般式OH で示される繰返し単位を有するシラノールオリゴマーと
、該OH基と反応し得るフルオロアルキル基含有シラン
化合物とを溶液内反応させることによって得られる。
本発明に使用されるフルオロアルキル基含有シラン化合
物は、例えば一般式 () (ここで、Xは・・ロゲン又は低級アルコキシ基、Rは
低級アルキル基、 Rf は前記、Xは0.1.2を示
す)で表される。具体例としてはC!F3(−OF2坩
SiO#4.  OF3モOF2胎−coosic#3
゜CF340 F2 ヒ000fOH25S i C&
 ’CF3+CFz〒0(−OH2福−5ick。
CF3+CF2廿OH2庁Si(、/3゜OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 0H3・ 豪 OH3 OH3 ■ OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 CF3(−CF2ンー5i(OOHa)3 。
0F3(−OH2矢−COO8i(OCH3)3  。
OF’3+c F2片COO+CH2すst(OCH3
)3  。
OF3モaF2)−o+aH2)m−8i(OCH3)
3 。
c F3+c F2胎÷CH2片51(OCH3)3゜
OF3 +OF2 )n−8i+○CH3)2゜OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 H3 ?H3 CH3 OH3 OH3 OH3 OH3 OH3 等がある。ただし、n FiO〜20の整数、mは0〜
4の整数である。
上記したように、本発明に使用し得るフルオロアルキル
基含有シラン化合物は、シラノールオリゴマーのOH基
と反応し得る低級アルコキシ基あるいはハロゲンが不可
欠である。
本発明のフルオロアルキル基含有シラン変性シラノール
オリゴマーの合成は、最も簡便でらり、且つ、フルオロ
アルキル基含有シラン基(Z)の濃度制御が容易な方法
として次の方法が推奨できる。
すなわち、まずエチルシリケート2五酸化リン触媒存在
下で、エタノール系溶媒中rこおいて反応させ、おおむ
ね山の繰返し単位のみからなるシラノールオリゴマーを
作る。しかる後にフルオロアルキル基含有シラン化合物
GV)を所定量投入し、(It)及び/又は(II)の
繰返し単位を導入する。□□□の化合物の配合欧によっ
て、繰返し単位(IL (II)、価の比率は変ってく
ることになる。いずれにしても、(1)又は(II)の
ように−OH基が残存する構造と失わないことが肝要で
ある。
以下、本発明を製造例及び実施例により例証するが、本
発明はこれに限定されない。
製造例 まず繰返し単位(1)のみからなるシラノールオリゴマ
ーの製造例を示す。
温度計、力・くはん機、冷却管付の200−のフラスコ
にエチルシリケート[Si(○CzHs)* ]20.
5t、エタノール37.4 f 、酢酸エチル14、4
 t、無水酢酸1.51、五酸化リン150〜を同時に
仕込み、温度70℃で1.5時間反応を行い、その後イ
オン交換水7fを添加し、更に同温度で、1.5時間反
応を行った。この液をシラノールオリゴマー原液とし、
以下の実施例に用いた。ガスクロマトグラフを用いてエ
チルシリケートの残存量が初期濃度の1重量係以下であ
ることを確認した。またこの溶液2tを時計皿上にと#
)70℃で1時間乾燥した後、KBr法で赤外吸収スペ
クトルを調べた結果、5iOHバンド、SiO□ の伸
縮及び変角のバンドが観察された。
実施例1 温度計、かくはん機、冷却管付の200−フラスコにシ
ラノールオリゴマー原液を5349゜OgF17−00
o−(OH2)2−st(○CH3)3 (14Tシラ
ン)を0672同時に仕込み、70℃で2時間反応を行
った。ガスクロマトグラフにより、14Tシランの残存
量を調べた結果、97チ以上反応していることを確認し
た。この反応液を由いて、スピンナによりガラス基板上
に塗膜を形成し、100℃で1時間乾燥後、水の接触角
を測定したところ98〜100度と高い直を示し、はつ
水性の膜となっていることを確認した。
実施例2〜6 実施例1と同じシラノールオリゴマー原液57、29 
’&用い、第1表に示すフルオロアルキル基含有シラン
を表記した量配合し、フルオロアルキル基含有シラン変
性シラノールオリゴマー液を作った。反応はいずれも7
0℃、1時間である。
第1表 これらの変性シラノールオリゴマー液?用いてガラス板
にスピンナ塗布し、100℃で1時間乾燥後、水の接触
角を測定したところ、90〜108度と非常に高いはつ
水性を示した。
実施例7〜15 実施例1と同じシラノールオリゴマー原液を用い、フル
オロアルキル基含有シラン(v)トシテ0、F、、−(
01(2)−81(OCH3)2(B Dシラン)を反
応OH3 させた例を示す。
シラノールオリゴマー原液から8Dンランの配合量を第
2表のように変えて変性シラノールオリゴマー液と作っ
た。反応条件はいずれも70℃、1時間である。
第2表 反応率は実施例1と同様ガスクロマトグラフによる8D
シラン残存量から算出したものである。これらはいずれ
も透明な溶液となり、1か月経過後も安定であった。こ
れらの変性シラノールオリゴマー液を用いて、ガラス板
にスピンナ塗布し、l0IICで1時間乾繰後水の接触
角を測定したところ、100〜108度と非常に高いは
つ水性を示した。
第1図に、製造例で説明したシラノールオリゴマー原液
から溶媒を除去したシラノールオリゴマーの赤外吸収ス
ペクトル(曲線a)及び実施例8,10,12の生成物
フルオロアルキル基含有シラン変性シラノールオリゴマ
ーの赤外吸収スペクトル(曲線す、c、d)l示す。第
1図において縦軸は吸収率@)、横軸は波数(crn一
つである。スペクトルaとb−aの比較から、700 
cm ’付近に新たに一0H2−に基づく吸収が見られ
、また、1100〜1250tyn−’にO−Fに基づ
く吸収が見られる。また、1!100〜1400 cm
−’に−OH3に基づく吸収が認められる。それに呼応
する様に−OHに基づぐ1620tM″−1の吸収ピー
クが減少している。これらのことから、本発明のフルオ
ロアルキル基含有シラン変性シラノールオリゴマーは第
2図のような構造であると推定される。第2図中g1h
5pは整数であり合計で5〜10程度が普通である。
本発明において構造式□□□で表わさnるフルオロアル
キル基含有シラン化合物の付加量は任意である。実施例
8ではシラノールオリゴマーのOH基のうち約ioo個
に1個付加されているだけである。一方、実施例13で
は、6個に1個のOH基に付加されている、1実用上は
、基板との密着性2損わないためには、できる限りOH
基を多く残しておいた方が良い。
更に本発明によるフルオロアルキル基含有シラン変性シ
ラノールオリゴマーの製造方法は、このように、シラノ
ールオリゴマー構造を大幅に変えることなく、フルオロ
アルキル鎖を含む結合基を導入することによって、シラ
ノールオリゴマーの溶解性をほとんど変えず、安定な溶
液となし得る点でも、大きな利点を有している。
また、既に述べた様に反応が容易であること、フルオロ
アルキル鎖と含む結合基の含有蛍を任意に調整できるこ
となど予想外に顕著な効宋を持っている。
【図面の簡単な説明】
第1図は製造例で説明したシラノールオリゴマー及び″
実施例8.10.12のフルオロアルキル基含有シラン
変性シラノールオリゴマーの赤外吸収スペクトルであり
、第2図はフルオロアルキル基含有シラン変性シラノー
ルオリコ゛マーの推定構造式の一例を示したものである
。 特許出願人  株式会社日立製作所 代理人 中 本  宏

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 で示される繰返し単位を50〜99チ及び一般式 (ここで、z rs、−8i−Rf  を示し、Rf 
    lj、フルオロアルキル鎖を含む結合基を示す)で示さ
    れる繰返し単位を残部含むことを特徴とするフルオロア
    ルキル基含有シラン変性シラノールオリゴマー。 2、一般式 で示される繰返し単位を有するシラノールオリゴマーと
    、該OH基と反応し得るフルオロアルキル基含有シラン
    化合物とを溶液内反応させることを特徴とする OH で示される繰返し単位を50〜99チ及び一般式 (ここで、2は、−8i−Rf  を示し、Rfハ、フ
    ルオロアルキル鎖を含む結合基を示す)で示される繰返
    し単位を残部含むフルオロアルキル基含有シラン変性シ
    ラノールオリゴマーの製造方法。
JP231282A 1982-01-12 1982-01-12 フルオロアルキル基含有シラン変性シラノ−ルオリゴマ−及びその製造方法 Pending JPS58120637A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01283291A (ja) * 1988-05-07 1989-11-14 Daikin Ind Ltd フッ素系有機金属化合物
EP0513727A2 (en) * 1991-05-13 1992-11-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Water repellent glass and process for producing the same
US5424130A (en) * 1991-05-13 1995-06-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Water repellent glass and process for producing the same
JP2007512296A (ja) * 2003-11-28 2007-05-17 ロディア・シミ 含フッ素シリル化誘導体を調製するための試薬および方法

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