JPWO2011125892A1 - 含フッ素化合物および含フッ素重合体 - Google Patents

含フッ素化合物および含フッ素重合体 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2011125892A1
JPWO2011125892A1 JP2012509604A JP2012509604A JPWO2011125892A1 JP WO2011125892 A1 JPWO2011125892 A1 JP WO2011125892A1 JP 2012509604 A JP2012509604 A JP 2012509604A JP 2012509604 A JP2012509604 A JP 2012509604A JP WO2011125892 A1 JPWO2011125892 A1 JP WO2011125892A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluorine
compound
group
polymer
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012509604A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5633561B2 (ja
Inventor
星野 泰輝
泰輝 星野
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.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2012509604A priority Critical patent/JP5633561B2/ja
Publication of JPWO2011125892A1 publication Critical patent/JPWO2011125892A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5633561B2 publication Critical patent/JP5633561B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/76Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C69/84Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring of monocyclic hydroxy carboxylic acids, the hydroxy groups and the carboxyl groups of which are bound to carbon atoms of a six-membered aromatic ring
    • C07C69/92Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring of monocyclic hydroxy carboxylic acids, the hydroxy groups and the carboxyl groups of which are bound to carbon atoms of a six-membered aromatic ring with etherified hydroxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B61/00Other general methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/22Esters containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/303Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and one or more carboxylic moieties in the chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/22Esters containing halogen
    • C08F220/24Esters containing halogen containing perhaloalkyl radicals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

高耐久性の撥水撥油機能を有する含フッ素重合体の製造が可能な、環境負荷の少ない炭素数が6以下のRF基を有する含フッ素化合物、およびその含フッ素化合物を重合して得られる、高耐久性の撥水撥油機能を有し環境負荷の少ない含フッ素重合体を提供する。下式(I)で表される含フッ素化合物およびその重合体。CH2=C(M)COOXPhCOO(CH2)mCrF2r+1…(I)(ただし、式(I)中、Mは水素原子、メチル基、またはハロゲン原子である。XはCHR1CH2OまたはCH2CHR1Oである。R1は炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基、もしくはCH2OR2である。R2は炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基である。Phはフェニレン基である。mは1〜4の整数である。rは1〜6の整数を表す。)

Description

本発明は、新規な含フッ素化合物およびそれを重合して得られる含フッ素重合体に関する。
表面に撥水性および撥油性を同時に付与する技術として、分子内にポリフルオロアルキル基(アルキル基の水素原子の少なくとも2個、最大で全ての水素原子がフッ素原子に置換された構造を有する基。以下、ポリフルオロアルキル基を「R基」と記す。)を含有する重合性単量体の重合単位を含む重合体またはこれと他の単量体との共重合体を、有機溶媒溶液または水性分散液としたものを用いて物品を処理することが行われている。
この撥水撥油性の発現は、コーティング膜におけるR基の表面配向により、表面に臨界表面張力の低い「低表面エネルギーの表面」が形成されることに起因する。撥水性および撥油性を両立させるためには、表面におけるR基の配向が重要であり、R基の表面配向を実現するためには、重合体中に炭素数8以上のパーフルオロアルキル基(アルキル基の水素原子のすべてがフッ素原子に置換された構造を有する基。以下、パーフルオロアルキル基を「R基」と記す。)を有する単量体に基づく構成単位を有することが必要であるとされてきた。
しかし、最近、EPA(米国環境保護庁)によって、炭素数が8以上のR基を有する化合物は、環境、生体中で分解し、分解生成物が蓄積するおそれ、すなわち環境負荷が高いおそれが指摘されている。そのため、炭素数が6以下のR基を有する単量体に基づく構成単位を有し、炭素数が8以上のR基を有する単量体に基づく構成単位を含まない撥水撥油剤組成物用の共重合体が要求されている。
しかし、炭素数6以下のR基を有する単量体では、炭素数8以下のR基を有する単量体と比べ、表面でのR配向が弱くなるため撥水撥油機能が低下する。そこで、炭素数6以下のR基を有する単量体であっても、微結晶融点が高いR基を有さない単量体と共重合させる(特許文献1)、またはR基を有さず架橋しうる官能基を有する単量体と共重合させる(特許文献2)、ことで撥水撥油機能を高めることが知られている。
一方で、炭素数6以下のR基を有する単量体のみからなる重合体では、これまでのところ十分な撥水撥油機能および優れた耐久性を付与することはできていない。
そこで、炭素数が6以下のR基、特に炭素数が6以下のR基を有する単量体において、その単量体を重合することにより、高耐久性の撥水撥油機能を備えた重合体が得られる、単量体およびその重合体が望まれていた。
WO02/083809国際公開パンフレット WO04/035708国際公開パンフレット
高耐久性の撥水撥油機能を有する含フッ素重合体の製造が可能な、環境負荷の少ない炭素数が6以下のR基を有する含フッ素化合物、およびその含フッ素化合物を重合して得られる、高耐久性の撥水撥油機能を有し環境負荷の少ない含フッ素重合体を提供することを目的とする。
本発明は、下式(I)で表される含フッ素化合物を提供する。
CH=C(M)COOXPhCOO(CH2r+1 …(I)
(ただし、式(I)中、Mは水素原子、メチル基、またはハロゲン原子である。XはCHRCHOまたはCHCHROである。Rは炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基、もしくはCHORである。Rは炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基である。Phはフェニレン基である。mは1〜4の整数である。rは1〜6の整数を表す。)
また、本発明は、上記本発明の含フッ素化合物から選ばれる1種以上を重合して得られる含フッ素重合体を提供する。
本発明の含フッ素化合物を用いれば、高耐久性の撥水撥油機能を有しかつ環境に対する負荷が少ない含フッ素重合体の製造が可能である。また、本発明の含フッ素重合体は高耐久性の撥水撥油機能を有し、かつ環境に対する負荷が少ない。
以下本発明の実施の形態を説明する。本明細書における(メタ)アクリレートは、アクリレートまたはメタクリレートを意味する。同様に、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸またはメタクリル酸を意味する。
<本発明の含フッ素化合物>
本発明の含フッ素化合物は、下記式(I)に示される通り、一方の末端に重合性基としてアクリロイルオキシ基(置換されていてもよい)を有し、他方の末端に炭素数が6以下のR基を有し、この両者を連結する2価の連結基としてエステル結合と直結する1個のベンゼン環を含む連結基を有する含フッ素化合物である。このような分子構造の本発明の含フッ素化合物を重合して得られる含フッ素重合体は、撥水撥油機能を有し、かつその撥水撥油機能が長期使用等によっても損なわれない高い耐久性を有するものである。
CH=C(M)COOXPhCOO(CH2r+1 …(I)
(ただし、式(I)中、Mは水素原子、メチル基、またはハロゲン原子である。XはCHRCHOまたはCHCHROである。Rは炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基、もしくはCHORである。Rは炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基である。Phはフェニレン基である。mは1〜4の整数である。rは1〜6の整数を表す。)。
上記式(I)中、Mは水素原子、メチル基、またはハロゲン原子、具体的には、F、Cl、Br等のハロゲン原子を表すが、好ましいMは水素原子またはメチル基であり、より好ましくはメチル基である。Mが水素原子の場合、得られる重合体は、撥水撥油性能を有し、この撥水撥油性能を維持する耐久性に優れる。Mがメチル基の場合、得られる重合体は、初期の撥水撥油性能に特に優れ、これを維持する耐久性にも優れる。
上記式(I)中、XはCHRCHOまたはCHCHROである。Rは炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基、もしくはCHORを表す。炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基としては、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、またはtert−ブチル基である。Rは炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基であり、CHORとしては、具体的にはCHOCH、CHOCHCH、CHOCH(CH、CHOC(CH、CHOCHCHCH、CHOCH(CH)CHCH、CHOCHCH(CH)CHである。Rはメチル基、エチル基、またはCHOC(CHが好ましく、メチル基が特に好ましい。Rがメチル基の場合、得られる重合体は、初期の撥水撥油性能に特に優れ、これを維持する耐久性にも優れる。
上記式(I)においてPhは、フェニレン基を示す。フェニレン基であれば、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基および1,4−フェニレン基のいずれであってもよいが、本発明においては、Phが1,4−フェニレン基であることが親水性のエステルが離れて存在している点で好ましい。
また、上記式(I)中、mは1〜4の整数を示すが、好ましいmの数は1〜3である。mの数が1〜3であれば原料の入手性がより高く好ましい。さらに、上記式(I)におけるrは1〜6の整数を示す。rが1〜6の範囲であれば、得られる重合体は、撥水撥油性を示すが、より高い撥水撥油性を得るためには、rは2〜6であることが好ましく、さらに4〜6であることがより好ましい。
本発明においては、上記式(I)で表される含フッ素化合物のうちでも、特に、下式(I−1)〜(I−6)および(I´−1)〜(I´〜6)のいずれかで表される含フッ素化合物が好ましく、下式(I−1)〜(I−6)のいずれかに表される含フッ素化合物が特に好ましい。
Figure 2011125892
<製造方法>
本発明において、上記式(I)で表される含フッ素化合物(以下、含フッ素化合物(I)とする。)を製造する方法は特に限定されない。
含フッ素化合物(i)および(i´)の製造方法
上記含フッ素化合物(i)および(i´)は、これに限定されないが、例えば、以下に説明する反応1から反応3を行うことにより製造することができる。
<反応1>
一般式:HOPhCOOY(式中、Yは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)で表される化合物を出発物質として用いて、以下の反応式に示すようにこれに炭素数6以下のR基(パーフルオロアルキル基)を有する化合物を反応させて化合物(A)を得る。
HOPhCOOY + C2r+1(CHOH → HOPhCOO(CH2r+1…(A)
上記反応1においては、触媒として、4−トルエンスルホン酸1水和物、硫酸等を用いることが好ましい。反応1は、無溶媒、もしくは溶媒中で行われ、このような溶媒として具体的には、トルエン、2−ブタノン等を用いることができる。
反応1は、具体的には、上記出発物質と炭素数6以下のR基を有する化合物の合計量100質量部に、触媒(4−トルエンスルホン酸1水和物等)を0.01〜10質量部、溶媒を0〜5000質量部の割合で混合し、次の好ましい反応条件により行われる。
反応条件として好ましくは、反応容器:ガラス製、SUS製等、温度:50〜150℃、圧力:−0.1〜1MPa、雰囲気:窒素、アルゴン等によるガス置換、時間:1〜100時間等の条件が挙げられる。さらに必要に応じて反応副生成物を留去しながら反応を行うことが好ましい。
このようにして得られる化合物(A)を含む反応粗液から、化合物(A)を精製する方法としては、例えば、反応粗液から過剰の原料成分を留去し、これにクロロホルム、2−ブタノン等を加え、化合物(B)を再結晶する方法、反応粗液から過剰の原料成分を留去し、ジクロロペンタフルオロプロパン、クロロホルム、酢酸エチル等を加え、十分な量の蒸留水で数回洗浄した後、溶媒を留去する方法等が挙げられる。
<反応2>
上記反応1で得られた化合物(A)に、以下の反応式に示すようにエポキシ化合物を反応させて、化合物(B1)または化合物(B2)の混合物を得る。
Figure 2011125892
→ HOCHRCHOPhCOO(CH2r+1 …(B1)
+ HOCHCHROPhCOO(CH2r+1 …(B2)
反応2においては、触媒として、塩酸、硫酸等の酸、またはトリエチルアミン、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリを用いることが好ましい。一般に酸を触媒として用いた場合には化合物(B1)と化合物(B2)の生成割合は20:80〜80:20であり、アルカリを触媒として用いた場合には化合物(B1)と化合物(B2)の生成割合は100:0〜90:10である。反応2は、溶媒中で行われることが好ましく、このような溶媒として具体的には、DMF、アセトニトリル、アセトン、2−ブタノン、tert−ブタノール、水等が挙げられる。
反応2は、具体的には、化合物(A)とエポキシ化合物の合計量100質量部に、酸(塩酸等)またはアルカリ(炭酸カリウム等)を0.01〜100質量部、溶媒を50〜5000質量部の割合で混合し、次の好ましい反応条件により行われる。
反応条件として好ましくは、反応容器:ガラス製、SUS製等、温度:0〜150℃、圧力:0〜1MPa、雰囲気:窒素、アルゴン等によるガス置換、時間:1〜100時間等の条件が挙げられる。
反応2において、化合物(A)、反応生成物である化合物(B1)および(B2)がそれぞれエステル結合と水酸基を有するため、反応条件によっては、これらの化合物中の水酸基とエステル結合との間にエステル交換反応が起こり、複雑な生成物が生成する。このようなエステル交換反応により得られた生成物も水酸基とR基を共に有しており、下記反応3で(メタ)アクリル酸エステルに変換される。エステル交換反応による生成物の生成を抑える方法としては、例えば、反応転化率を95%以下に留める方法等が挙げられ、この方法を用いた場合には5%以上の化合物(A)が残存する。残存した化合物(A)は、前述のエステル交換反応による生成物と同様に水酸基とR基を共に有しており、反応3で(メタ)アクリル酸エステルに変換される。残存した化合物(A)は、例えば、カラムクロマトグラフィー等で除去することが可能である。
このようにして得られる化合物(B1)または(B2)を含む反応粗液から、化合物(B1)または化合物(B2)を精製する方法としては、例えば、反応粗液を十分な量の蒸留水で数回洗浄した後、溶媒を留去する方法等が挙げられる。
化合物(B1)または(B2)は、それらの混合物からカラムクロマトグラフィー等によりそれぞれ単離することが可能であるが、製造上の観点からは混合物として使用することが好ましい。
<反応3>
上記反応2で得られた化合物(B1)または(B2)に、以下の反応式に示すように(メタ)アクリル酸化合物を反応させて、それぞれ本発明の含フッ素化合物(i)または(i´)を得る。
HOCHRCHOPhCOO(CH2r+1 + CH=C(M)COCl→ CH=C(M)COOCHRCHOPhCOO(CH2r+1 …(i)
HOCHCHROPhCOO(CH2r+1 + CH=C(M)COCl→ CH=C(M)COOCHCHROPhCOO(CH2r+1 …(i´)
上記反応3においては、アルカリとしてトリエチルアミン、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム等が用いられる。反応3は、溶媒中で行われることが好ましく、このような溶媒として具体的には、塩化メチレン、クロロホルム、アセトン、2−ブタノン、酢酸エチル、ピリジン、水等が挙げられる。
反応3は、具体的には、上記化合物(B1)または(B2)と(メタ)アクリル酸化合物の合計量100質量部に、アルカリ(トリエチルアミン等)を25〜100質量部、溶媒を50〜5000質量部の割合で、さらに必要に応じてヒドロキノン等の重合禁止剤の適当量を合わせて混合し、次の好ましい反応条件により行われる。溶媒がピリジンの場合にはピリジンがアルカリとしても働くためにアルカリを添加する必要は無い。溶媒が水の場合(Schotten−Baumann反応)には、必要に応じて、N−メチルイミダゾール、4−(ジメチルアミノ)ピリジン等の触媒を用いることもある。
反応条件として好ましくは、反応容器:ガラス製、SUS製等、温度:0〜80℃、圧力:0〜1MPa、雰囲気:窒素、アルゴン等によるガス置換、時間:1〜24時間等の条件が挙げられる。
このようにして得られる含フッ素化合物(i)または(i´)を含む反応粗液から、含フッ素化合物(i)または(i´)を精製する方法としては、例えば、反応粗液を十分な量の蒸留水で数回洗浄した後、溶媒を留去する方法等が挙げられる。
<本発明の重合体>
本発明の重合体は、上記本発明の含フッ素化合物(I)から選ばれる1種以上の含フッ素化合物に基づく構成単位を有する重合体である。
本発明の重合体において、2種以上の含フッ素化合物(I)に基づく構成単位を有する場合、製造上の観点から、XがCHRCHOとCHCHROである含フッ素化合物(I)の混合物を重合することが好ましい。
本発明の重合体は、さらに含フッ素化合物(I)以外の化合物に基づく構成単位を含んでいてもよい。本発明の重合体が、複数の単量体に基づく重合体の場合、含フッ素化合物(I)の割合は、全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、40質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、80〜100質量%が特に好ましい。
本発明の重合体は、質量平均分子量(Mw)が2000〜1000000であることが好ましく、5000〜500000であることがより好ましい。質量平均分子量(Mw)がこのような範囲の重合体は撥水撥油性の耐久性の点で有利である。
なお、本明細書でいう重合体の質量平均分子量(Mw)とは、ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)で測定される、ポリメチルメタクリレート換算の分子量である。
上記本発明の含フッ素化合物を重合する方法としては、イオン重合法、ラジカル重合法等の重合方法を用いることができる。特に、重合開始剤としてラジカル開始剤を用いて穏和な条件で重合できる点で、ラジカル重合法が好ましい。ラジカル重合は、具体的には懸濁重合、溶液重合、バルク重合、乳化重合等の重合方法を用いて行うことができる。
これら重合方法のうちでも、本発明にかかる重合体の製造においては、重合開始剤の存在下、媒体中にて重合を行う重合方法をとることが好ましく、前記媒体として溶媒を用いる溶液重合、界面活性剤と水を含む媒体を用いて行う乳化重合がより好ましく用いられる。
重合体の製造は、具体的には、重合開始剤の存在下、媒体中にて、単量体を重合するものである。
また、重合体の製造において、媒体中の単量体濃度は、媒体に対する単量体の容量割合で好ましくは5〜50容量%、より好ましくは20〜40容量%である。媒体としては、ハロゲン化合物、炭化水素、ケトン、エステル、エーテル等が挙げられる。
ハロゲン化合物としては、ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化エーテル等が挙げられる。
ハロゲン化炭化水素としては、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン等が挙げられる。
ハイドロクロロフルオロカーボンとしては、CHCClF、CHClCFCF、CHClFCFCClF等が挙げられる。
ハイドロフルオロカーボンとしては、CFCHFCHFCFCF、CF(CFCHF、CFCFCFCHCHCH、CF(CFCHCH、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン等が挙げられる。
ハロゲン化エーテルとしては、ハイドロフルオロエーテル等が挙げられる。
ハイドロフルオロエーテルとしては、CFCFCFCFOCH、(CFCFCFOCH、CFCFCFCFOCHCH、(CF)CFCFOCHCH、CFCFCF(OCH)CF(CF、CFCFCF(OCHCH)CF(CF、COCF(CF)CFOCH、CHFCFOCHCF、CFCFCHOCFCHF等が挙げられる。
炭化水素としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
脂肪族炭化水素としては、ペンタン、2−メチルブタン、3−メチルペンタン、ヘキサン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、ヘプタン、オクタン、2,2,4−トリメチルペンタン、2,2,3−トリメチルヘキサン、デカン、ウンデカン、ドデカン、2,2,4,6,6−ペンタメチルヘプタン、トリデカン、テトラデカン、ヘキサデカン等が挙げられる。
脂環式炭化水素としては、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等が挙げられる。
芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ペンチル等が挙げられる。
エーテルとしては、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
ラジカル重合開始剤としては、アゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤、レドックス系開始剤等の汎用の開始剤が、重合温度に応じて用いられる。ラジカル重合開始剤としては、アゾ系化合物が特に好ましく、水系媒体中で重合を行う場合、アゾ系化合物の塩がより好ましい。
重合開始剤の添加量は、単量体の100質量部に対して、0.05〜5質量部が好ましく、0.1〜3質量部がより好ましい。
単量体の重合の際には、分子量調整剤を用いてもよい。分子量調節剤としては、芳香族系化合物、メルカプトアルコール類またはメルカプタン類が好ましく、アルキルメルカプタン類が特に好ましい。この様な分子量調整剤として、具体的には、メルカプトエタノール、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン等が挙げられる。
分子量調節剤の添加量は、単量体の100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましく、0.1〜3質量部がより好ましい。
重合温度は20〜150℃が好ましい。その他、重合条件は通常(メタ)アクリレート系重合体を重合するのと同様の条件を適用することが可能である。例えば、重合を窒素雰囲気下で行うことや、振とう等の操作を加えることも可能であり、本発明の製造方法においては好ましい条件である。重合時間は、重合温度等その他の重合条件にもよるが概ね2〜24時間重合することで本発明の重合体を得ることができる。
また、本発明の重合体を上記好ましい分子量の範囲、すなわち質量平均分子量(Mw)で、2000〜1000000、より好ましくは5000〜500000の範囲で得るためには、単量体濃度、重合開始剤量、重合温度、分子量調節剤量等の条件を上記の好ましい範囲内で調節すればよい。一般に単量体濃度が高い(低い)、重合開始剤量が少ない(多い)、重合温度が低い(高い)、分子量調節剤量が少ない(多い)重合条件下では、分子量は大きく(小さく)なる。
本発明の重合体は、理由は定かではないが、本発明の含フッ素化合物を単量体とすることで、含フッ素化合物の連結基に含むベンゼン環のπ−πスタッキングによる相互作用によって、コーティング膜の表面にR基を表面配向する。R基が表面配向することで、炭素数が6以下のR基を有する単量体であっても高耐久性の撥水撥油機能を有することができる。
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明がこれらの実施例によって限定されるものではない。
<1>含フッ素化合物の製造
[実施例1]
撹拌機を備えた反応器(内容積500mL、ガラス製)に、窒素雰囲気下、4−ヒドロキシ安息香酸(135.0g)、4−トルエンスルホン酸1水和物(9.30g)、およびC13CHCHOH(533.8g)を投入して撹拌した。つづいて反応器の内温が140℃になるように加熱し、反応器を減圧(0〜−0.05MPa)にして水を留去しながら6時間撹拌した。さらに反応器の内温を110℃に下げ、さらに減圧にして過剰のC13CHCHOHを留去した。
得られた白色固体を酢酸エチル900mLに溶解して分液ロートに移し、イオン交換水(1200mL)で2回洗浄し、酢酸エチル層の溶媒を留去することにより、460.8gの下記化合物(A−1)(白色固体)を得た。収率は98%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(A−1)のH−NMRの測定結果を以下に示す。なお、各測定値は、測定値に続く()内に示す基に由来する測定値を意味するが、この基に[]で囲まれた部分がある場合は、測定値は[]で囲まれた部分に由来する測定値を意味するものである。以下,実施例で示すNMRの測定結果については、全て同様である。
H−NMR(溶媒:CDCOCD)δ(ppm):2.81(2H、m、−CHCF−)、4.62(2H、t、−COO[CH]CH−)、6.94(2H、d、Ph)、7.91(2H、d、Ph)、9.21(1H、s、−OH)。
撹拌機、およびジムロートを備えた反応器(内容積500mL、ガラス製)に、化合物(A−1)(100.0g)、炭酸カリウム(2.85g)、プロピレンオキシド(18.0g)、およびtert−ブタノール(300mL)を投入して撹拌した。つづいて反応器の内温が85℃になるように加熱し、48時間撹拌した。このとき、化合物(A−1)のH−NMRによる転化率は86%であった。
得られた反応粗液の溶媒を濃縮し、分液ロートに移して酢酸エチルの300mLを加え、イオン交換水(300mL)で2回洗浄し、酢酸エチル層の溶媒を留去して103.9gの混合物(B−1)を得た。混合物(B−1)のH−NMRによる純度は、化合物(B1−1)86モル%、化合物(B2−1)4モル%、および化合物(A−1)10モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(B1−1)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCOCD)δ(ppm):1.25(3H、d、−CH)、2.82(2H、m、−CHCF−)、3.98(2H、d、−CH(CH)[CH]−)、4.14(1H、m、−[CH](CH)−)、4.64(2H、t、−COO[CH]CH−)、7.05(2H、d、Ph)、7.97(2H、d、Ph)。
得られた化合物(B2−1)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCOCD)δ(ppm):1.31(3H、d、−CH)、2.82(2H、m、−CHCF−)、3.64(2H、d、−CH(CH)[CH]−)、4.62(1H、m、−[CH](CH)−)、4.64(2H、t、−COO[CH]CH−)、7.05(2H、d、Ph)、7.97(2H、d、Ph)。
撹拌機、および滴下ロートを備えた反応器(内容積50mL、ガラス製)に、混合物(B−1)(7.50g)、トリエチルアミン(1.68g)、およびアセトン(20mL)を投入して撹拌した。次いで氷浴にて反応器の内温が10℃以下になるようにして、窒素雰囲気下、アクリル酸クロリド(1.38g)を滴下した。さらに室温に戻して15時間撹拌した。
得られた反応粗液を分液ロートに移し、ジクロロペンタフルオロプロパン(旭硝子社製、商品名AK−225)の20mLを加え、蒸留水(20mL)で3回洗浄し、AK−225層の溶媒を留去して8.20gの混合物(C−1)を得た。混合物(C−1)のH−NMRによる純度は、化合物(I−1)86モル%、化合物(I´−1)4モル%、および化合物(A−2)10モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(I−1)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.41(3H、d、−CH)、2.61(2H、m、−CHCF−)、4.11(2H、m、−CH(CH)[CH]−)、4.61(2H、t、−COO[CH]CH−)、5.33(1H、m、−[CH](CH)−)、5.84(1H、s、transC=CH)、6.13(1H、dd、−CH=)、6.42(1H、s、cisC=CH)、6.94(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
得られた化合物(I´−1)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.47(3H、d、−CH)、2.61(2H、m、−CHCF−)、4.27(2H、m、−CH(CH)[CH]−)、4.61(2H、t、−COO[CH]CH−)、4.76(1H、m、−[CH](CH)−)、5.84(1H、s、transC=CH)、6.13(1H、dd、−CH=)、6.42(1H、s、cisC=CH)、6.94(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
得られた化合物(A−2)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):2.61(2H、m、−CHCF−)、4.63(2H、t、−COOCH−)、6.06(1H、s、transC=CH)、6.33(1H、dd、−CH=)、6.63(1H、s、cisC=CH)、7.24(2H、d、Ph)、8.09(2H、d、Ph)。
[実施例2]
撹拌機、および滴下ロートを備えた反応器(内容積50mL、ガラス製)に、実施例1で得られた混合物(B−1)(7.30g)、トリエチルアミン(1.63g)、およびアセトン(20mL)を投入して撹拌した。つづいて氷浴にて反応器の内温が10℃以下になるようにして、窒素雰囲気下、メタクリル酸クロリド(1.55g)を滴下した。さらに室温に戻して15時間撹拌した。
得られた反応粗液を分液ロートに移し、AK−225の20mLを加え、蒸留水(20mL)で3回洗浄し、AK−225層の溶媒を留去して8.20gの混合物(C−2)を得た。混合物(C−2)のH−NMRによる純度は、化合物(I−2)83モル%、化合物(I´−2)8モル%、および化合物(A−3)9モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(I−2)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.41(3H、d、−CH([CH])−)、1.94(3H、s、−C(CH)=)、2.60(2H、m、−CHCF−)、4.11(2H、m、−CH(CH)[CH]−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、5.32(1H、m、−[CH](CH)−)、5.57(1H、s、transC=CH)、6.10(1H、s、cisC=CH)、6.94(2H、d、Ph)、7.99(2H、d、Ph)。
得られた化合物(II−2)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.47(3H、d、−CH)、1.91(3H、s、−C(CH)=)、2.61(2H、m、−CHCF−)、4.27(2H、m、−CH(CH)[CH]−)、4.61(2H、t、−COO[CH]CH−)、4.76(1H、m、−[CH](CH)−)、5.57(1H、s、transC=CH)、6.10(1H、s、cisC=CH)、6.94(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
得られた化合物(A−3)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):2.07(3H、s、CH−)、2.61(2H、m、−CHCF−)、4.63(2H、t、−COOCH−)、5.80(1H、s、transC=CH)、6.38(1H、s、cisC=CH)、7.23(2H、d、Ph)、8.08(2H、d、Ph)。
[実施例3]
撹拌機、およびジムロートを備えた反応器(内容積300mL、ガラス製)に、実施例1で得られた化合物(A−1)(46.0g)、炭酸カリウム(3.14g)、ブチレンオキシド(20.6g)、およびtert−ブタノール(150mL)を投入して撹拌した。つづいて反応器の内温が85℃になるように加熱し、20時間撹拌した。このとき、化合物(A−1)のH−NMRによる転化率は90%であった。
得られた反応粗液の溶媒を濃縮し、分液ロートに移して酢酸エチルの200mLを加え、イオン交換水(200mL)で2回洗浄し、酢酸エチル層の溶媒を留去して38.4gの混合物(B−2)を得た。混合物(B−2)のH−NMRによる純度は、化合物(B1−2)84モル%、化合物(B2−2)6モル%、および化合物(A−1)10モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(B1−2)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.05(3H、t、−CH)、1.64(2H、m、−[CH]CH)、2.25(1H、s、−OH)、2.60(2H、m、−CHCF−)、3.96(3H、m、−[CH](CHCH)[CH]−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、6.94(2H、d、Ph)、7.99(2H、d、Ph)。
得られた化合物(B2−2)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.05(3H、t、−CH)、1.86(2H、m、−[CH]CH)、2.25(1H、s、−OH)、2.60(2H、m、−CHCF−)、3.96(2H、m、−CH(CHCH)[CH]−)、4.19(1H、m、−[CH](CHCH)CH−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、6.94(2H、d、Ph)、7.99(2H、d、Ph)。
撹拌機、および滴下ロートを備えた反応器(内容積50mL、ガラス製)に、混合物(B−2)(18.0g)、トリエチルアミン(3.93g)、およびアセトン(40mL)を投入して撹拌した。つづいて氷浴にて反応器の内温が10℃以下になるようにして、窒素雰囲気下、アクリル酸クロリド(3.22g)を滴下した。さらに室温に戻して15時間撹拌した。
得られた反応粗液を分液ロートに移し、AK−225の50mLを加え、蒸留水(50mL)で3回洗浄し、AK−225層の溶媒を留去して19.1gの混合物(C−3)を得た。混合物(C−3)のH−NMRによる純度は、化合物(I−3)86モル%、化合物(I´−3)4モル%、および化合物(A−2)10モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(I−3)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):0.99(3H、t、−CH)、1.82(2H、m、−[CH]CH)、2.60(2H、m、−CHCF−)、4.12(2H、m、−CH(CHCH)[CH]−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、5.23(1H、m、−[CH](CHCH)CH−)、5.85(1H、s、transC=CH)、6.14(1H、dd、−CH=)、6.43(1H、s、cisC=CH)、6.93(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
得られた化合物(I´−3)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.04(3H、t、−CH)、1.82(2H、m、−[CH]CH)、2.60(2H、m、−CHCF−)、4.37(2H、m、−CH(CHCH)[CH]−)、4.43(1H、m、−[CH](CHCH)CH−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、5.85(1H、s、transC=CH)、6.14(1H、dd、−CH=)、6.43(1H、s、cisC=CH)、6.93(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
[実施例4]
撹拌機、および滴下ロートを備えた反応器(内容積50mL、ガラス製)に、実施例3で得られた混合物(B−2)(18.0g)、トリエチルアミン(3.93g)、およびアセトン(40mL)を投入して撹拌した。つづいて氷浴にて反応器の内温が10℃以下になるようにして、窒素雰囲気下、メタクリル酸クロリド(3.73g)を滴下した。さらに室温に戻して15時間撹拌した。
得られた反応粗液を分液ロートに移し、AK−225の50mLを加え、蒸留水(50mL)で3回洗浄し、AK−225層の溶媒を留去して10.6gの混合物(C−4)を得た。混合物(C−4)のH−NMRによる純度は、化合物(I−4)84モル%、化合物(I´−4)3モル%、および化合物(A−3)13モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(I−4)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.00(3H、t、−CH[CH])、1.83(2H、m、−[CH]CH)、1.95(3H、s、−C(CH)=)、2.59(2H、m、−CHCF−)、4.13(2H、m、−CH(CHCH)[CH]−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、5.20(1H、m、−[CH](CHCH)CH−)、5.57(1H、s、transC=CH)、6.12(1H、s、cisC=CH)、6.94(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
得られた化合物(I´−4)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.00(3H、t、−CH2[CH])、1.83(2H、m、−[CH]CH)、1.95(3H、s、−C(CH)=)、2.59(2H、m、−CHCF−)、4.32(2H、m、−CH(CHCH)[CH]−)、4.42(1H、m、−[CH](CHCH)CH−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、5.57(1H、s、transC=CH)、6.10(1H、s、cisC=CH)、6.94(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
[実施例5]
撹拌機、およびジムロートを備えた反応器(内容積200mL、ガラス製)に、実施例1で得られた化合物(A−1)(25.0g)、炭酸カリウム(0.71g)、tert−ブチルグリシジルエーテル(11.1g)、およびtert−ブタノール(100mL)を投入して撹拌した。つづいて反応器の内温が80℃になるように加熱し、20時間撹拌した。このとき、化合物(A−1)のH−NMRによる転化率は91%であった。
得られた反応粗液の溶媒を濃縮し、分液ロートに移して酢酸エチルの100mLを加え、イオン交換水(100mL)で2回洗浄し、酢酸エチル層の溶媒を留去して30.2gの混合物(B−3)を得た。混合物(B−3)のH−NMRによる純度は、化合物(B1−3)90モル%、化合物(B2−3)2モル%、および化合物(A−1)8モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(B1−3)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.21(9H、s、−C(CH)、2.60(2H、m、−CHCF−)、3.54(2H、m、−[CH]OC(CH)、4.07(3H、m、−[CH](CHOC(CH)[CH]−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、6.95(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
得られた化合物(B2−3)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.19(9H、s、−C(CH)、2.60(2H、m、−CHCF−)、3.54(2H、m、−[CH]OC(CH)、3.70(2H、d、−CH(CHOC(CH)[CH]−)、4.34(3H、m、−[CH](CHOC(CH)CH−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、6.95(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
撹拌機、および滴下ロートを備えた反応器(内容積100mL、ガラス製)に、混合物(B−3)(15.0g)、トリエチルアミン(3.46g)、およびアセトン(40mL)を投入して撹拌した。つづいて氷浴にて反応器の内温が10℃以下になるようにして、窒素雰囲気下、アクリル酸クロリド(2.65g)を滴下した。さらに室温に戻して15時間撹拌した。
得られた反応粗液を分液ロートに移し、AK−225の50mLを加え、蒸留水(50mL)で3回洗浄し、AK−225層の溶媒を留去して15.9gの混合物(C−5)を得た。混合物(C−5)のH−NMRによる純度は、化合物(I−5)90モル%、化合物(I´−5)2モル%、および化合物(A−2)8モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(I−5)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.18(9H、s、−C(CH)、2.63(2H、m、−CHCF−)、3.64(2H、d、−[CH]OC(CH)、4.27(2H、m、−CH(CHOC(CH)[CH]−)、4.61(2H、t、−COO[CH]CH−)、5.30(1H、m、−[CH](CHOC(CH)CH−)、5.87(1H、s、transC=CH)、6.16(1H、dd、−CH=)、6.44(1H、s、cisC=CH)、6.97(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
得られた化合物(I´−5)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.18(9H、s、−C(CH)、2.63(2H、m、−CHCF−)、3.60(2H、d、−[CH]OC(CH)、4.42(2H、m、−CH(CHOC(CH)[CH]−)、4.61(2H、t、−COO[CH]CH−)、4.63(1H、m、−[CH](CHOC(CH)CH−)、5.87(1H、s、transC=CH)、6.16(1H、dd、−CH=)、6.44(1H、s、cisC=CH)、6.97(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
[実施例6]
撹拌機、および滴下ロートを備えた反応器(内容積50mL、ガラス製)に、実施例5で得られた混合物(B−3)(15.0g)、トリエチルアミン(3.46g)、およびアセトン(40mL)を投入して撹拌した。つづいて氷浴にて反応器の内温が10℃以下になるようにして、窒素雰囲気下、メタクリル酸クロリド(3.06g)を滴下した。さらに室温に戻して15時間撹拌した。
得られた反応粗液を分液ロートに移し、AK−225の50mLを加え、蒸留水(50mL)で3回洗浄し、AK−225層の溶媒を留去して15.3gの混合物(C−6)を得た。混合物(C−6)のH−NMRによる純度は、化合物(I−6)90モル%、化合物(I´−6)2モル%、および化合物(A−3)8モル%であった。
Figure 2011125892
得られた化合物(I−6)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.18(9H、s、−C(CH)、1.94(3H、s、−C(CH)=)、2.60(2H、m、−CHCF−)、3.63(2H、d、−[CH]OC(CH)、4.27(2H、m、−CH(CHOC(CH)[CH]−)、4.60(2H、t、−COO[CH]CH−)、5.27(1H、m、−[CH](CHOC(CH)CH−)、5.58(1H、s、transC=CH)、6.13(1H、s、cisC=CH)、6.96(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
得られた化合物(I´−6)のH−NMRの測定結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.18(9H、s、−C(CH)、1.94(3H、s、−C(CH)=)、2.63(2H、m、−CHCF−)、3.61(2H、d、−[CH]OC(CH)、4.41(2H、m、−CH(CHOC(CH)[CH]−)、4.61(2H、t、−COO[CH]CH−)、4.63(1H、m、−[CH](CHOC(CH)CH−)、5.57(1H、s、transC=CH)、6.10(1H、s、cisC=CH)、6.97(2H、d、Ph)、7.98(2H、d、Ph)。
<2>重合体の製造
[実施例7]
上記実施例6で得られた含フッ素化合物の混合物(C−1)を単量体(モノマー)として以下の通り重合体(ポリマー)を製造した。
30mLのガラス製重合用アンプルに、表1に示すとおり、含フッ素化合物の混合物(C−1)の3.6g、開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリルの10mg、および溶媒としてAK−225とテトラヒドロフラン(THF)の混合物(質量比50:50)の8.4gを入れた。アンプル内部のガスを窒素ガスで置換した後、密閉し、60℃の湯浴中で16時間保持した。ポリマーを含む溶液を20倍質量のメタノールに滴下し、撹拌して固体を析出させた。得られた固体をろ取し、60℃で一晩真空乾燥して表1に示す質量のポリマーを得た。回収したポリマーの分子量をGPCにより測定した。得られた重合体の質量平均分子量(Mw)を表1に示す。
[実施例8〜12]
表1に示す含フッ素化合物の混合物をモノマーとして用いた以外は[実施例7]と同様にしてポリマーを得た。得られたポリマーの質量(g)と質量平均分子量(Mw)を表1に示す。
なお、上記質量平均分子量(Mw)の測定は、以下のGPC測定方法により行った。
(GPC測定方法)
回収した重合体を、フッ素系溶媒(AK−225)/ヘキサフルオロイソプロピルアルコール=99/1(体積比)の混合溶媒に溶解させ、0.5質量%の溶液とし、0.2μmのフィルタに通し、分析サンプルとした。該サンプルについて、数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)を測定した。測定条件は下記のとおりである。
装置:東ソー社製、HLC−8220GPC、
カラム:Polymer laboratories社製、MIXED−Eを2本直列でつなげたもの、
測定温度:37℃、
注入量:50μL、
流出速度:1mL/分、
標準試料:Polymer laboratories社製、EasiCal PM−2、
溶離液:フッ素系溶媒(AK−225)/ヘキサフルオロイソプロピルアルコール=99/1(体積比)の混合溶媒。
Figure 2011125892
<評価>
上記実施例7〜12で得られたポリマーのそれぞれについて、下記の方法にて試験板を作製して、撥水撥油性を評価した。結果を表2に示す。
[試験板の作製]
得られたポリマーを固形分濃度が2.0質量%となるようにAK−225にて希釈し、処理液とした。ポリマー溶液を3枚のガラスプレートにディップコートし、150℃で10分間乾燥させて表面に皮膜形成がされた処理基板を得た。
[撥水撥油性]
上記処理基板の1枚を用いて、該皮膜上の水およびヘキサデカンの接触角を測定することにより、上記各実施例で作製したポリマーを含む処理液から得られる皮膜の撥水撥油性を評価した。なお、接触角の測定は、協和界面科学社製CA−Xを用いて行った。
結果として、接触角の実測値とともに、以下の基準に従って評価した結果を表示した。
撥水性は、水の接触角100度を基準として3段階で評価した。
◎(接触角110度以上):撥水性に優れる
○(接触角100度以上110度未満):撥水性を有する
×(接触角100度未満):撥水性が不十分である。
撥油性は、n−ヘキサデカンの接触角60度を基準として3段階で評価した。
◎(接触角70度以上):撥油性に優れる
○(接触角60度以上70度未満):撥油性を有する
×(接触角60度未満):撥油性が不十分である。
[動的撥水性]
上記処理基板の1枚を用いて、該皮膜上の水に対する動的接触角を測定することにより、上記各実施例で作製したポリマーを含む処理液から得られる皮膜の動的撥水性を評価した。なお、DCAT21(DataPhysics社製)を用い、ウィルヘルミー法にて、水に対する後退角を25℃で測定した。結果として、後退角の実測値とともに、以下の基準に従って評価した結果を表示した。
動的撥水性は、水の後退角70度を基準として3段階で評価した。
◎(接触角80度以上):動的撥水性に優れる
○(接触角70度以上80度未満):動的撥水性を有する
×(接触角70度未満):動的撥水性が不十分である。
[耐久性]
上記処理基板の1枚を用いて、該基板を40℃の蒸留水に3時間浸漬したあとの動的接触角を測定し、該処理を行わない前記後退角と処理後の後退角の変化率から、該皮膜の動的撥水性の耐久性を評価した。結果として、浸漬後の後退角の実測値とともに、以下の基準に従って評価した結果を表示した。
◎(変化率20%未満):動的撥水性の耐久性に優れる
○(変化率20%以上50%未満):動的撥水性の耐久性を有する
×(変化率50%以上):動的撥水性の耐久性が不十分である。
Figure 2011125892
表2からわかるように、本発明の含フッ素化合物を用いれば、高耐久性の撥水撥油機能を有する重合体を得ることが可能である。
なお、この結果から、式(I)中のMが水素原子である本発明の含フッ素化合物の場合、得られる重合体は、撥水撥油性能を有し、この撥水撥油性能を維持する耐久性に優れるといえる。また式(I)中のMがメチル基である本発明の含フッ素化合物の場合、得られる重合体は、初期の撥水撥油性能に特に優れ、これを維持する耐久性にも優れることがわかる。
本発明の含フッ素化合物は環境負荷の少ない炭素数が6以下のR基を有する含フッ素化合物であって、これを重合して得られる重合体は、高耐久性の撥水撥油機能を有することから、環境負荷の高い炭素数8以上のR基を有する共重合体にかわって、撥水撥油剤組成物などに利用可能である。
なお、2010年4月1日に出願された日本特許出願2010−085028号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (8)

  1. 下式(I)で表される含フッ素化合物。
    CH=C(M)COOXPhCOO(CH2r+1 …(I)
    (ただし、式(I)中、Mは水素原子、メチル基、またはハロゲン原子である。XはCHRCHOまたはCHCHROである。Rは炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基、もしくはCHORである。Rは炭素数1〜4の直鎖構造または分岐構造を有するアルキル基である。Phはフェニレン基である。mは1〜4の整数である。rは1〜6の整数を表す。)
  2. 前記式(I)におけるPhが1,4−フェニレン基である請求項1記載の含フッ素化合物。
  3. 前記式(I)におけるrが2〜6の整数である請求項1または2記載の含フッ素化合物。
  4. 前記式(I)におけるrが4〜6の整数である請求項3記載の含フッ素化合物。
  5. 前記式(I)で表される含フッ素化合物が、下式(I−1)〜(I−6)および(I´−1)〜(I´〜6)のいずれかで表される化合物である請求項1記載の含フッ素化合物。
    Figure 2011125892
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の含フッ素化合物から選ばれる1種以上を重合して得られる含フッ素重合体。
  7. 質量平均分子量(Mw)が2000〜1000000である請求項6記載の含フッ素重合体。
  8. 質量平均分子量(Mw)が5000〜500000である請求項7記載の含フッ素重合体。
JP2012509604A 2010-04-01 2011-03-31 含フッ素化合物および含フッ素重合体 Active JP5633561B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012509604A JP5633561B2 (ja) 2010-04-01 2011-03-31 含フッ素化合物および含フッ素重合体

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010085028 2010-04-01
JP2010085028 2010-04-01
PCT/JP2011/058321 WO2011125892A1 (ja) 2010-04-01 2011-03-31 含フッ素化合物および含フッ素重合体
JP2012509604A JP5633561B2 (ja) 2010-04-01 2011-03-31 含フッ素化合物および含フッ素重合体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011125892A1 true JPWO2011125892A1 (ja) 2013-07-11
JP5633561B2 JP5633561B2 (ja) 2014-12-03

Family

ID=44762830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012509604A Active JP5633561B2 (ja) 2010-04-01 2011-03-31 含フッ素化合物および含フッ素重合体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8742159B2 (ja)
EP (1) EP2554556B1 (ja)
JP (1) JP5633561B2 (ja)
KR (1) KR20130052547A (ja)
CN (1) CN102812057B (ja)
WO (1) WO2011125892A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2497788B1 (en) 2009-11-02 2014-09-24 Asahi Glass Company, Limited Fluorine-containing compound, fluorine-containing polymer and fluorine-containing copolymer
US9505700B2 (en) * 2012-06-21 2016-11-29 Council Of Scientific & Industrial Research High refractive index (meth) acrylates
WO2018095369A1 (zh) * 2016-11-24 2018-05-31 广东东阳光药业有限公司 单体、聚合物、制备方法及其用途

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2596401B1 (fr) 1986-03-25 1988-05-13 Thomson Csf Polymeres mesomorphes a chaines laterales a forte anisotropie dielectrique et leur procede de fabrication
JP2515988B2 (ja) * 1986-08-18 1996-07-10 日本メクトロン株式会社 撥水撥油剤
US5087672A (en) 1990-06-13 1992-02-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fluorine-containing acrylate and methacrylate side-chain liquid crystal monomers and polymers
JP3565521B2 (ja) * 1995-07-11 2004-09-15 シャープ株式会社 重合性化合物およびそれを用いた液晶表示素子
JPWO2002083809A1 (ja) 2001-04-13 2004-08-05 旭硝子株式会社 撥水撥油剤組成物
EP1553151B1 (en) 2002-10-15 2010-01-20 Asahi Glass Company, Limited Water-and-oil repellant composition
US7078456B2 (en) * 2003-11-26 2006-07-18 3M Innovative Properties Company Fluorochemical oligomeric composition and use thereof
JP2006328003A (ja) * 2005-05-27 2006-12-07 Shin Etsu Chem Co Ltd 新規な重合性エステル化合物
EP2166059B1 (en) * 2007-06-12 2015-09-02 Asahi Glass Company, Limited Water-repellent/oil-repellent composition, method for producing the same, and article
US8324314B2 (en) * 2009-10-12 2012-12-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Fluoropolymer compositions and treated substrates
JP5637141B2 (ja) * 2009-11-02 2014-12-10 旭硝子株式会社 含フッ素化合物および含フッ素重合体
EP2497788B1 (en) * 2009-11-02 2014-09-24 Asahi Glass Company, Limited Fluorine-containing compound, fluorine-containing polymer and fluorine-containing copolymer
WO2011052783A1 (ja) * 2009-11-02 2011-05-05 旭硝子株式会社 含フッ素化合物および含フッ素重合体

Also Published As

Publication number Publication date
EP2554556A4 (en) 2014-10-15
EP2554556A1 (en) 2013-02-06
EP2554556B1 (en) 2015-09-02
CN102812057A (zh) 2012-12-05
KR20130052547A (ko) 2013-05-22
WO2011125892A1 (ja) 2011-10-13
JP5633561B2 (ja) 2014-12-03
US20130005924A1 (en) 2013-01-03
US8742159B2 (en) 2014-06-03
CN102812057B (zh) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5765230B2 (ja) 含フッ素化合物および含フッ素重合体
JP5633561B2 (ja) 含フッ素化合物および含フッ素重合体
JP5637141B2 (ja) 含フッ素化合物および含フッ素重合体
JP5719299B2 (ja) フルオロアルキル基含有n−置換(メタ)アクリルアミド化合物、その重合体およびその用途
JP5944244B2 (ja) 新規なコポリマー
JP2012046674A (ja) コーティング組成物、及びその製造方法
JP5614408B2 (ja) 含フッ素化合物、含フッ素重合体、および含フッ素共重合体
JP5040499B2 (ja) 撥油性共重合体およびその製造方法ならびに撥油性処理液
JP2016135893A (ja) 新規なコポリマー

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140916

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140929

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5633561

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250