KR102268922B1 - 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물, 이의 제조방법, 표면처리제 및 물품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일종의 식(1)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유실란화합물:Rf-X1-X2-NQkT2-k(1), 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 일종의 식(2)로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실실란화합물
Figure 112020078878217-pct00040
… (2) 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 일종의 식(3)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물
Figure 112020078878217-pct00041
(3) 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 퍼플루오로폴리에테르기실란화합물은 표면처리제에 사용가능하며, 이의 처리를 거친 유리등 기재는 우수한 방오, 지문내성, 스크래치 내성 및 내 마모성을 구비하며, 본 발명중의 각 화합물의 제조방법은 프로세스가 간단하고, 조작과 실현이 용이하다.

Description

퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물, 이의 제조방법, 표면처리제 및 물품
본 발명은 표면처리제 분야에 관한 것이며, 특히 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물 및 이의 제조방법, 상기 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 함유한 실란화합물의 표면처리제 및 상기 표면처리제를 사용하여 처리된 물품에 관한 것이다.
종래기술에서 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물로 기재를 처리할 경우, 이의 표면에 소수성, 소유성, 오염방지, 저마찰계수 및 내구성 등 특성을 가진 막층을 형성할 수 있음을 알고 있으며, 이는 한편으로는, 분자중 퍼플루오로폴리에테르의 낮은 표면 에너지 특성으로 인한 것이고, 다른 한편으로는 분자 중 실록산기는 기재의 표면에서 탈수 축합반응을 일으켜 화학결합을 형성하여 결합할 수 있기때문이다. 상기 조성물을 함유한 표면처리제는 스프레이 또는 기상증착법으로 기재에 균일하게 분산시키며, 열경화를 거쳐 보호 기능을 가진 막층을 형성할 수 있다. 상기 막층은 수 나노미터이고 투명하기에 기재 표면의 외관과 투광성에 영향을 미치지 않는다.
비록, 기존의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물로 제조된 막층은 비교적 높은 내마모성을 가지며, 5000회 이상, 심지어 10000회에 달하는 강모 왕복 내마모성을 가지며, 상기 막층의 표면 운동마찰계수는 약 0.05로 저하시킬 수 있다. 그러나, 기존의 퍼플루오로폴리에테르 함유 실란화합물은 합성공정이 어렵고, 제조단계가 많고, 공정이 길고, 원재료의 구조가 특수하여 쉽게 얻을 수 없는 등 문제점이 존재하며, 이로써 가격이 비싸고, 생산 원가가 높다.
종래기술의 기술적 문제에 대해, 본 발명은 일종의 신규 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물 및 이의 제조방법을 제공한다.
한 측면에서, 본 발명은 식(1)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 제공한다.
Rf-X1-X2-NQkT2-k(1);
식 중, Rf는 F-(CF2)m-(OC4F8)p-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F-(CF2)t-이며, 여기서, p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며,p, q, r 의 s의 합은 적어도 1이며, p, q, r 및 s를 가지며 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서와 수는 각 식에서 임의적이며; m과 t는 각각 0이상, 30이하의 정수이며,Z는 F 또는 CF3이며;
그중, 상기 각각 독립적으로는 상기 자모가 화학식에서 매회 출현 시 모두 이의 범위내에서 동일하거나 상이한 수치일 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 상기 p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 이상200 이하의 정수라고 하는 것은 p, q, r 및 s가 화학식에서 매회 출현 시 모두 동일하거나 또는 상이한 임의의 0 이상200 이하의 정수임을 나타낼수 있다. 하기에서 각각 독립적으로는 이와 동일한 의미로 이해할 수 있다.
X1는 2가 유기 기이며;
X2는 카르보닐기, 설포닐기 또는 산 무수물이며;
T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 가수분해성 기 또는 탄화수소기이며;
Q 는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로-Y-SiR1 jR2 3-j이며;
Y는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 2가 유기 기이며;
R1은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며,그중 바람직하게 R1은 -OR3이며, 식 중, R3은 치환 또는 비치환 된 C1-3알킬기이며, 바람직하게 R3은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기이며;
R2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 C1-22알킬기 또는 Q'이며,Q'와 Q는 동일한 의미를 가지며, 즉 Q'도 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -Y-SiR1 jR2 3-j이며; 하기에서 Q'와 Q의 의미는 동일하거나 유사함으로 이해할 수 있다.
J는 각 Q와 Q'에서 각각 독립적이며, 즉 Q'중의 j와 Q중의 j는 동일하거나 상이한 수치일 수 있으며, 0 내지 3의 정수이며,j의 총합은 1이상이며;
k 는 각각 독립적으로 1 또는 2이며, 바람직하게, k는 2이다.
상기 식 (1)에서, Rf는 또한 하기식 (a) 또는 (b)일수 있으며:
(a):CF3-(OC2F4)r-(OCF2)s-OCF2-
식 중, r와 s의 합은 10이상200 이하의 정수이며;
(b):F-(CF2)m-(OC4F8)p-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F-(CF2)t-
식 중, m과 t는 각각 독립적으로, m은 1 내지 16의 정수이며,t는 0 내지 2의 정수이며,r과 s는 각각 독립적으로 1이상200 이하의 정수이며,p, q, r 및 s의 합은 10이상200 이하이며, p, q, r 및 s를 가지며 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서와 수는 각 식에서 임의적이다.
상기 식 (1)에서X1은 하기 기일 수 있다.
-R4-X3-X4-;
식 중,R4는 C1-6알킬기 또는 치환 된 C1-6알킬기이며; X3은 -O-,-S-,o-, m- 또는 p-페닐렌, o-, m- 또는 p-벤질리덴, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-, -NR5-, -Si(R6)2-, -(Si(R6)2O)f- Si(R6)2- 및 -(CH2)g-중의 기에서 선택되며,R5는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 수소원자, 페닐기 또는 C1-6알킬기이며,R6은 C1-6알킬기 또는 치환 된 C1-6알킬기이며; X4는 2가 기이며; f는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며,g는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이며;
바람직하게, X4는 -(R7)a-(X5)b-R8- 로 표시되는 기이며, 그중:
R7은 -(CH2)c-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; c는 1 내지 20의 정수이며;
a는 0 또는 1이며; b는 0 또는 1이며;
R8은 -(CH2)d-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; d는 1 내지 20의 정수이며;
X5는 -(X6)e-이며,X6은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -O-, -S-, o-, m- 또는 p-페닐렌, o-, m- 또는 p-벤질리덴, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-, -NR5-, -Si(R6)2-, -(Si(R6)2O)f- Si(R6)2- 및 -(CH2)g-의 기에서 선택되며, R5는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 수소원자, 페닐기 또는 C1-6알킬기이며,R6은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 페닐기 또는 C1-6알킬기이며,f는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며,g는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이며;e는 1 내지 10의 정수이다.
상기 식(1)에서,T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로, 하이드록시기, -O(R7), C1-12알킬기, C2-12알케닐기, C2-12알키닐기 및 페닐기이며, R7은 C1-12알킬기이며, 바람직하게, T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기 또는 -O(R7)이며, R7은 C1-12알킬기이다.
다른 측면에서, 본 발명은 하기 화학 일반식(2)을 가진 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 제공한다.
Figure 112020078878217-pct00001
… (2)
그 중,Rf는
Figure 112020078878217-pct00002
이며,
q, r 및 s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며,q, r 및 s의 합은 적어도 1이며, q, r 또는 s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며, m은 1 내지 16의 정수이며, t는 0 또는 1이며,Z는 불소원자 또는 트리플루오로메틸기이며;
X는 2가 유기 기이며;
T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 가수분해가능한 기 또는 탄화수소기이며;
Q는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -Y-SiR1 jR2 3-j이며;
Y는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 2가 유기 기이며;
R1은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며,그중, 바람직하게 알콕시기이며, 더 바람직하게 C1-3의 알콕시기이며;
R2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 C1-22알킬기 또는 Q'이며,Q'와 Q의 의미는 동일하며;
J는 Q와 Q'에서 각각 독립적으로 0 내지 3에서 선택되는 정수이며,j의 총합은 1이상이며;
k는 각각 독립적으로 1 또는 2이며,바람직하게 k는 2이다.
상기 식(2)에서,바람직하게 X는 -(R3)a-(X1)b-R4- 로 표시되는 기이며, 그중:
R3은 -(CH2)c-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; c는 1 내지 20의 정수이며; a는 0 또는 1이며;
R4는 -(CH2)d-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴; d는 1 내지 20의 정수이며;
X1은 -(X2)e-이며;
b는 0 또는 1이며;
X2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -O-, -S-, o-, m- 또는 p-페닐렌, o-, m- 또는 p-벤질리덴, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-, -NR5-, -Si(R6)2-, -(Si(R6)2O)f- Si(R6)2- 및 -(CH2)g-의 기에서 선택되며, R5는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 수소원자, 페닐기 또는 C1-6알킬기이며,R6은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 페닐기 또는 C1-6알킬기이며, f는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며,g는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이며;e는 1 내지 10의 정수이다.
상기 식(2)에서,바람직하게 X는 C1-20 알킬렌기, -R3-X3-R4 - 또는 -X4-R4-이며, 그중, X3은 -O-, -S-, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-, -Si(R6)2-, -(Si(R6)2O)f-Si(R6)2-, -O-(CH2)h-(Si(R6)2O)f-Si(R6)2-, -CONR5-(CH2)h- (Si(R6)2O)f-Si(R6)2-, -CONR5-(CH2)h-N(R5) - 또는 -CONR5-(o-, m- 또는 p-페닐렌)-Si(R6)2-이며; X4는 -S-, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-(CH2)h-(Si(R6)2O)f-Si(R6)2-, -CONR5-(CH2)h-N(R5) - 또는 -CONR5-(o-, m- 또는 p-페닐렌)- Si(R6)2-이며; R3은 -(CH2)c-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; R4는 -(CH2)d-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; R5는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 수소원자, 페닐기 또는 C1-6알킬기이며,R6은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 페닐기 또는 C1-6알킬기이며; h는 1 내지 20의 정수이며; f는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다.
더 바람직하게, R3은 -(CH2)c-이고, R4는 -(CH2)d-이며, 그중, c는 1 내지 20의 정수이며; d는 1 내지 20의 정수이다.
더 한층 바람직하게, X는 C1-20 알킬렌기, -(CH2)c-O-(CH2)d, -(CH2)c-(Si(R6)2O)f-Si(R6)2-(CH2)d-, -(CH2)c-O-(CH2)h- (Si(R6)2O)f-Si(R6)2-(CH2)d-이며, c는 1 내지 20의 정수이며; d는 1 내지 20의 정수이며; R6은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 페닐기 또는 C1-6 알킬기이며; h는 1 내지 20의 정수이며; f는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다.
더 한층 바람직하게, X는 하기 기에서 선택된다: -CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)6-, -CH2C6H4-, -CH2OCH2-, -CH2O(CH2)2-, -CH2O(CH2)3-, -CH2O(CH2)6-, -CH2C6H4-OCH2-, -CONH-(CH2)3-, -CON(CH3)-(CH2)3-, -CON(Ph)-(CH2)3-,Ph는 페닐기이며, -CON(CH3)-(CH2)6-, -CON(Ph)-(CH2)6-,Ph 는 페닐기이며, -CONH-(CH2)2NH(CH2)3-, -CONH-(CH2)6NH(CH2)3-, -CH2O-CONH-(CH2)3-, -CH2O-CONH-(CH2)6-, -C(O)O-(CH2)3-, -C(O)O-(CH2)6-, -S-(CH2)3-, -(CH2)2S(CH2)3-, -CH2O-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-, -CH2O-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-, -CH2O-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-.
바람직하게, T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로, 하이드록시기, -O(R7), C1-12알킬기, C2-12알케닐기, C2-12알키닐기와 페닐기에서 선택되며,R7은 C1-12알킬기이다.
더 한층 바람직하게, T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 또는 -O(R7)이며, R7은 C1-12알킬기이다.
바람직하게, 식(2)중의 Q에서,j는 3이다.
바람직하게, 식(2)로 표시된 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물은 500 내지 10,000의 수평균 분자량을 가지며, 바람직하게 1000 내지 8000이며, 더 바람직하게 3000 내지 6000이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 하기 화학 일반식(3)을 가진 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 제공하며,
Figure 112020078878217-pct00003
(3)
그중, Rf는 F-(CF2)m-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F-(CF2)t -이며,q, r, 및 s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며,q, r 및 s의 합은 적어도 1이며, q, r 또는 s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며, m은 1 내지 16의 정수이며,t는 0 또는 1이며,Z는 불소원자 또는 트리플루오로메틸기이며;
X는 2가 유기 기이며,바람직하게X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4-또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며;
Y1, Y2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬렌기이며;
Q1, Q2는 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R1, R2는 각각 독립적으로 C1-6알킬기 또는 페닐기이며;
n은 1 내지 3의 정수이며, 바람직하게, n은 3이다.
바람직하게, 식(3)에서, Rf는 CF3(OC2F4)r(OCF2)sOCF2이며, 그중, r, s는 각각 독립적으로 0이상 200이하의 정수이며,r, s의 합은 적어도 1이며,r, s로 표기된 괄호를 친 각 반복단위의 존재 순서는 식에서 임의적이며;
X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며;
Y1, Y2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬렌기이며;
Q1, Q2는 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R1, R2는 각각 독립적으로 C1-6알킬기 또는 페닐기이다.
바람직하게, 식(3)에서,X는 -CH2-, -CH(CH3)-, -C2H4-, -C3H6-이다.
바람직하게, 식(3)에서 Y1과 Y2는 각각 -(CH2)3-이다.
바람직하게, 식(3)에서, Q1, Q2는 각각 독립적으로 C1-6알콕시기이며,더 바람직하게, Q1, Q2는 각각 독립적으로 -OCH3, -OCH(CH32, -OC2H5 또는 -OC3H7이다.
바람직하게, 식(3)으로 표시된 퍼플루오로폴리에테르기실란화합물의 수평균 분자량은 500 내지 10,000이고,바람직하게 1000 내지 8000이며, 더 바람직하게 3000 내지 6000이다.
한 측면에서, 본 발명은 또한 식(1)으로 표시된 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조방법을 제공하며;
Rf-X1-X2-NQkT2-k(1);
상기 식은
Rf-X1-X2-OH + 아실 할로겐화제 + 아미노 실란 커플링제 →Rf-X1-X2-NQkT2-k을 포함한다.
식 중, Rf는 F-(CF2)m-(OC4F8)p-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F-(CF2)t-이며, 여기서, p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 이상200 이하의 정수이며,p, q, r과 s 의 합은 적어도 1이며, p, q, r과 s 를 가지며 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서와 수량은 식에서 임의적이며; m과 t는 가각 0이상, 30이하의 정수이며,Z는 F 또는 CF3이며;
X1는 2가 유기 기이며;
X2는 카르보닐기, 설포닐기 또는 산 무수물이며;
T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 가수분해성 기 또는 탄화수소기이며;
Q 는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로-Y-SiR1 jR2 3-j이며;
Y 는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 2가 유기 기이며;
R1는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 C1-22알킬기 또는 Q',그중 Q’와 Q의 함의는 동일하며;
j는 각 Q와 Q’에서 각각 독립적으로 0 내지 3에서 선택되는 정수이며,j의 총합은 1이상이며;
k는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
바람직하게 아실 할로겐화제는 (COCl)2, SOCl2, POCl3, PCl5 또는 SOBr2이다.
바람직하게, 아미노 실란 커플링제는 HNQkT2-k이며, Q, T, k의 함의는 상기 식(1)에서 한정한 함의와 동일하다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 또한 식(2)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조방법을 제공하며,
Figure 112020078878217-pct00004
… (2)
상기 방법은:
식 Rf-CH2-O-X-COOH의 화합물과 아실 할로겐화제 및 아미노 실란 커플링제를 반응시켜 식(2)의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 수득하며,
Figure 112020078878217-pct00005
그중, Rf는:
Figure 112020078878217-pct00006
이며
q, r 및 s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며, q, r 및 s의 합은 적어도 1이며,q, r 또는 s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며, m은 1 내지 16의 정수이며, t는 0 또는 1이며,Z는 불소원자 또는 트리플루오로메틸기이며;
X는 2가 유기 기이며;
T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 가수분해가능한 기 또는 탄화수소기이며;
Q는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -Y-SiR1 jR2 3-j이며; Y는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 2가 유기 기이며; R1은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며, R2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 C1-22알킬기 또는 Q'이며, 그중 Q’와 Q의 함의는 동일하며; j는 각 Q와 Q’에서 각각 독립적으로 0 내지 3에서 선택되는 정수이며,j의 총합은 1이상이며;
k는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
바람직하게, 상기 아실 할로겐화제는 할로겐화 아실이며,바람직하게 염화아실이며,더 바람직하게 염화옥살릴이다.
바람직하게, 상기 아미노 실란 커플링제는 HNQkT2-k이며, 그중 Q는 -Y-SiR1 jR2 3-j이며; Y는 2가 유기 기이며; R1은 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며, R2는 C1-22알킬기 또는 Q'이고,그중 Q’와 Q의 함의는 동일하며; j는 각 Q와 Q’에서 각각 독립적으로 0 내지 3에서 선택되는 정수이며, j의 총합은 1이상이며; k는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
바람직하게, 상기 반응에서 사용한 출발물질 Rf-CH2-O-X-COOH의 제조는 하기 단계를 포함한다.
단계1: 용매의 존재하에 식이 Rf-CH2OH인 화합물을 먼저 염기와 반응시키며, 다시 식이 L-X-G인 화합물과 친핵성 치환반응을 시켜, 식이 Rf-CH2-O-X-G인 화합물을 수득하며, 그 중 식L-X-G에서, L은 친핵성 치환반응을 일으킬 수 있는 이탈기 또는 원자이며, X는 2가 유기 기이며,G는 카복실기로 가수분해 가능한 기이며,
Figure 112020078878217-pct00007
단계2:식이 Rf-CH2-O-X-G인 화합물을 화학적 전환을 통해 식이 Rf-CH2-O-X-COOH인 화합물을 수득하며,
Figure 112020078878217-pct00008
바람직하게, 단계1에서 상기 염기는 무기염기 또는 유기염기에서 선택되며; 무기염기는 바람직하게 LiOH, NaOH, KOH, K2CO3, Na2CO3, Cs2CO3, NaH, t-BuOK중의 적어도 하나에서 선택되며; 유기염기는 바람직하게 DIPEA(N,N-디이소프로필에틸아민), DBU(1,8-다이아자바이사이클로언덱-7-엔), 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘 중의 적어도 하나에서 선택된다.
바람직하게, 단계1의 식L-X-G화합물에 있어서, L은 염소 원자, 브롬 원자, 아이오딘 원자 또는 기타 친핵성 치환반응을 일으킬 수 있는 이탈기이며; G는 에스테르기, 니트릴기, 아미드기 또는 치환된 아미드기 중의 적어도 한 가지 기이다.
바람직하게, 단계2에서, 상기 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 및 수산화세슘 중에서 선택되는 적어도 한 가지이다.
바람직하게, 단계2에서 상기 산은 염산, 황산, 인산 또는 질산에서 선택된다.
또 다른 방면에서,본 발명은 또한 식(3)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조방법을 제공하며,
Figure 112020078878217-pct00009
… (3)
상기 방법은 Rf-CH2-O-X-COOH와 아실 할로겐화제 및 아미노 실란 커플링제를 반응시키는 단계를 포함하며,
Figure 112020079627906-pct00051
그중, Rf는 F-(CF2)m-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F-(CF2)t -이며,q, r 및 s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며, q, r 및 s의 합은 적어도 1이며,q, r 또는 s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며,m은 1 내지 16의 정수이며,t는 0 또는 1이며,Z는 불소원자 또는 트리플루오로메틸기이며;
X는 2가 유기 기이며,바람직하게 X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며;
Y1, Y2 는 각각 독립적으로 C1-6 알킬렌기이며;
Q1, Q2 는 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R1, R2 는 각각 독립적으로 C1-6알킬기 또는 페닐기이며;
n은 1 내지 3의 정수이며, 바람직하게, n은 3이다.
바람직하게, 상기 아실 할로겐화제는 (COCl)2, SOCl2, POCl3, PCl5 또는 SOBr2이다.
바람직하게, 상기 반응에서 사용한 출발물질 Rf-CH2-O-X-COOH의 제조는 하기 단계를 포함한다.
단계1: 용매의 존재 하에, 식이 Rf-CH2OH인 화합물을 먼저 염기와 반응시키며, 다시 식이 L-X-G인 화합물과 친핵성 치환반응을 시키며, 그중, L은 친핵성 치환반응 가능한 이탈기 또는 원자이며; G는 카복실기로 가수분해 가능한 기이며; X는 2가 유기 기이며, 바람직하게 X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며; 반응을 통해 식이 Rf-CH2-O-X-G인 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물을 수득하며,
Figure 112020078878217-pct00011
단계2: 식이 Rf-CH2-O-X-G인 화합물을 가수분해하여 식이 Rf-CH2-O-X-COOH인 카복실기 퍼플루오로에테르화합물을 수득하며,
Figure 112020078878217-pct00012
그중, Rf와 X는 상기 식(3)에서 한정한 의미와 동일하다.
단계1에서, 상기 염기는 무기염기 또는 유기염기에서 선택되며; 무기염기는 바람직하게 LiOH, NaOH, KOH, K2CO3, Na2CO3, Cs2CO3, NaH, t-BuOK 에서 선택되는 적어도 한 가지이며; 유기염기는 바람직하게 DIPEA, DBU 또는 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘에서 선택되는 적어도 한 가지이다.
바람직하게, 상기 식L-X-G의 화합물에서, L은 염소 원자, 브롬 원자 또는 아이오딘 원자이며; G는 에스테르기, 니트릴기, 아미드기 또는 치환된 아미드기이다.
상기 용매는 불소함유 용매이며, 바람직하게 수소불화에테르 또는 불화탄화수소이다.
바람직하게, 단계2에서 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화세슘 중의 적어도 한 가지에서 선택된다.
바람직하게, 단계2에서 산은 무기산에서 선택되며, 더 바람직하게 염산, 황산, 인산 또는 질산 중의 적어도 한 가지에서 선택된다.
바람직하게, 상기 아미노 실란 커플링제는 디(알콕시실란알킬기)아민이다.
바람직하게, 식(3)에서, Rf는 CF3(OC2F4)r(OCF2)sOCF2이며, 그중, r, s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며, r, s의 합은 적어도 1이며,r, s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며; 바람직하게 r, s의 합은 20 내지 100이며, 더 바람직하게, r, s의 합은 30 내지 60이다.
X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며;
Y1, Y2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬렌기이며;
Q1, Q2는 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R1, R2는 각각 독립적으로 C1-6알킬기 또는 페닐기이다.
본 발명은 또한 일종의 표면처리제를 제공하며, 상기 표면처리제는 상기 식(1), 식(2) 또는 식(3)으로 표시된 퍼플루오로폴리에테르기실란화합물을 포함하며,상기 표면처리제는 불소 용매를 더 포함하며, 바람직하게, 상기 불소 용매는 수소불화에테르이다.
바람직하게, 상기 표면처리제는 0.01 내지 30wt%, 바람직하게 0.05 내지 20 wt% 또는 10 내지 20 wt%의 상기 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 포함한다.
본 발명은 또한 상기 표면처리제로 형성한 코팅층을 가진 물품을 관한 것이며, 상기 코팅층의 표면의 물 접촉각은 적어도 110도이며, 운동 마찰계수는 0.05를 초과하지 않는다.
상기 물품은 광학소자, 스마트폰, 태블릿 또는 컴퓨터 디스플레이 스크린 일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물은 양호한 소수성, 소유성, 평활도, 강모 내마모성 및 고무 내마모성을 구비한다. 또한,본 발명의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조과정에서 합성 난이도를 줄이고, 공정프로세스가 간단화되어 생산원가가 크게 절감되었다. 주로 하기에서 나타난다. 사용되는 물질이 모두 시판되는 통상적인 제품이여서 쉽게 구할 수 있으며; 퍼플루오로폴리에테르 변성을 통해 신규 중간체를 수득하며, 신규 중간체와 실란 커플링제의 결합반응은 모두 통상적인 화학반응이며, 조건이 온화하여 쉽게 제어할 수 있으며; 제품 합성에 필요한 단계가 적고, 분리 정제단계가 비교적 간단하고, 생산원가 방면에서 더 우세를 가진다.
본 발명의 퍼플루오로폴리에테르 화합물로 제조한 표면처리제는 유리 등 기재의 표면에 사용할 수 있으며, 처리를 거친 유리 등 기재는 더 우수한 내오염성, 내지문성, 스크래치 내성 및 내 마모성을 가진다.
도1은 합성예1의 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물(M1)의 핵자기공명 스펙트럼이다.
도2는 합성예1의 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물(M2)의 핵자기공명 스펙트럼이다.
도3는 합성예1의 퍼플루오로폴리에테르기 실란화합물 (A1)의 핵자기공명 스펙트럼이다.
도4는 합성예2의 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물(M3)의 핵자기공명 스펙트럼이다.
도5는 합성예2의 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물(M4)의 핵자기공명 스펙트럼이다.
도6는 합성예2의 퍼플루오로폴리에테르기 실란화합물 (A2)의 핵자기공명 스펙트럼이다.
도7는 합성예3의 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물(M6)의 핵자기공명 스펙트럼이다.
도8는 합성예3의 퍼플루오로폴리에테르기 실란화합물 (A3)의 핵자기공명 스펙트럼이다.
도9는 합성예4의 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물(M2)의 적외선 스펙트럼이다.
본 발명의 목적, 기술방안 및 장점을 더 명확하게 하기 위해, 아래 본 발명의 실시예의 기술방안을 명확하게, 완정하게 기재하며, 기재한 실시예는 본 발명의 일부분 실시예이며, 전부 실시예가 아님이 명백하다. 본 발명의 실시예에 기초하여, 당업자들은 창조적 노동이 없이 모든 기타 실시예를 얻을 수 있으며, 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
본 발명의 각 특정한 실시예는 아래에서 충분히 상세하게 설명되어, 본 분야의 관련 지식과 기술을 가진 당업자가 본 출원의 기술방안을 실행할 수 있다. 기타 실시예를 이용하거나 또는 본 출원의 실시예를 수정 또는 변경을 할 수 있음을 이해해야 한다.
현재 시장과 업종의 요구로부터 보면, 기존 시판제품의 합성기술은 난이도가 비교적 크고, 공정이 많고, 프로세스가 길거나 또는 재료의 구조가 특수하여 얻기가 어려워, 제품의 생산비용이 높게 된다. 이러한 문제점에 대해, 본 출원은 새로운 합성경로를 통해 구조가 상이한 제품을 수득하였으며, 종합적 성능을 유지하고 요건을 만족시키는 동시에 합성 난이도를 낮추고, 공정 프로세스를 간소화시켜 생산 원가를 상대적으로 낮추었다. 주로 (1)사용되는 물질이 모두 시판되는 통상적인 제품이여서 쉽게 구할 수 있으며; (2)퍼플루오로폴리에테르 변성을 통해 신규 중간체를 수득하며, 신규 중간체와 실란 커플링제의 결합반응은 모두 통상적인 화학반응이며, 조건이 온화하여 쉽게 제어할 수 있으며; (3)제품 합성에 필요한 단계가 적고, 분리 정제단계가 비교적 간단하고, 생산원가 방면에서 더 우세를 가진다.
따라서는 ,본 발명은 식(1)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 제공하며:
Rf-X1-X2-NQkT2-k(1);
식 중, Rf는 F-(CF2)m-(OC4F8)p-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F(CF2)t-이며,여기서, p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 0 이상200 이하의 정수이며,p, q, r 및 s 의 합은 적어도 1이며,p, q, r와 s를 가진 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서와 수량은 식에서 임의적이며; m과 t는 각각 0이상, 30이하의 정수이며,Z는 F 또는 CF3이며;
Rf는 또한 하기식 (a) 또는 (b) 이며:
(a):CF3-(OC2F4)r-(OCF2)s-OCF2-
그중, r과 s의 합은 10이상200 이하의 정수이며;
(b):F-(CF2)m-(OC4F8)p-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F(CF2)t-;
그중, m과 t는 각각 독립적으로, m은 1 내지 16의 정수이며, t는 0 내지 2의 정수이며, r과 s는 각각 독립적으로 1이상200 이하의 정수이며,p, q, r 및 s의 합은 10 이상 200 이하이며,p, q, r과 s를 가진 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서와 수량은 식에서 임의적이다.
상기 식(1)에서,X1는 2가 유기 기이며;바람직하게, X1은 하기 -R4-X3-X4-로 표시된 기이며; 그중, R4는 C1-6알킬기 또는 치환 된 C1-6 알킬기이며; X3은 -O-,-S-,o-, m- 또는 p-페닐렌, o-, m- 또는 p-벤질리덴, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-, -NR5-, -Si(R6)2-, -(Si(R6)2O)f- Si(R6)2- 및 -(CH2)g-에서 선택되는 기이며, R5는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 수소원자, 페닐기 또는 C1-6알킬기이며, R6은 C1-6알킬기 또는 치환 된 C1-6 알킬기이며; X4은 2가 기이며; f는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며, g는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다.
상기 식(1)에서,X2는 카르보닐기(-CO-), 설포닐기(-SO-) 또는 산무수물이다.
상기 식(1)에서,T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 가수분해성 기 또는 탄화수소기이며;바람직하게, T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기 -O(R7), C1-12알킬기, C2-12알케닐기, C2-12알키닐기 및 페닐기에서 선택되며, R7은 C1-12알킬기이다. 더 바람직하게, T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 또는 -O(R7),R7은 C1-12알킬기이다.
상기 식(1)에서,Q 는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -Y-SiR1 jR2 3-j이며, 그중 Y 는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 2가 유기 기이며; R1은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;바람직하게, R1은 -OR3이며, 그중, R3은 치환 또는 비치환의 C1-3알킬기이며, 바람직하게, R3은 메틸기이며; 그중, R2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 C1-22알킬기 또는 Q'이며; 그중 Q’와 Q의 함의는 동일하며;j는 각 Q와 Q’에서 각각 독립적으로 0 내지 3에서 선택되는 정수이며,j의 총합은 1이상이며; k 는 각각 독립적으로 1 또는 2이며,바람직하게 k는 2이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 X4는 -(R7)a-(X5)b-R8-로 표시된 기이며; 그중, R7은 -(CH2)c-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; R8은 -(CH2)d-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; X5는 -(X6)e-이며; 그중 X6은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -O-, -S-, o-, m- 또는 p-페닐렌, o-, m- 또는 p-벤질리덴, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-, -NR5-, -Si(R6)2-, -(Si(R6)2O)f- Si(R6)2- 및 -(CH2)g-에서 선택되는 기이며; R5는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 수소원자, 페닐기 또는 C1-6 알킬기이며; R6은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 페닐기 또는 C1-6 알킬기이며; f는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며; g는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이며; c는 1 내지 20의 정수이며; d는 1 내지 20의 정수이며;e는 1 내지 10의 정수이며;a는 0 또는 1이며;b는 0 또는 1이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(1)로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물은 500 내지 10,000의 수평균 분자량을 가지며,바람직하게 1000 내지 8000이며,더 바람직하게 3000 내지 6000의 수평균 분자량이다.
본 발명은 또한 상기 식(1)로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조방법을 제공하며,상기 방법은 Rf-X1-X2-OH와 아실 할로겐화제 및 아미노 실란 커플링제를 반응시켜 Rf-X1-X2-NQkT2-k을 생성하는 단계를 포함한다.
Rf-X1-X2-OH + 아실 할로겐화제 + 아미노 실란 커플링제 →Rf-X1-X2-NQkT2-k
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 아실 할로겐화제는 할로겐화 아실, 할로겐화 술푸릴 또는 할로겐화 포스포릴이며,바람직하게 염화아실, 염화술푸릴, 염화포스포릴이며, 더 바람직하게 염화아실이며, 가장 바람직하게 염화옥살릴이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 아미노 실란 커플링제는 HNQkT2-k이며, 그중 Q는 -Y-SiR1 jR2 3-j이며, 그중 Y는 2가 유기 기이며;R1은 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며; 바람직하게, R1은 -OR3이고, 그중, R3은 치환 또는 비치환의 C1-3알킬기이며, 바람직하게, R3은 메틸기, 에틸기, 프로필기 또는 이소프로필기이며; 그중, R2는 C1-22알킬기 또는 Q'이며; 그중 Q’와 Q의 함의는 동일하며; j는 각 Q와 Q’에서 각각 독립적으로 0 내지 3에서 선택되는 정수이며, j의 총합은 1이상이며; k 는 각각 독립적으로 1 또는 2이며, 바람직하게 k는 2이며; T하이드록시기, 가수분해 가능한 기 또는 탄화수소기이며; 바람직하게, T는 하이드록시기, -O(R7), C1-12알킬기, C2-12알케닐기, C2-12알키닐기 및 페닐기,R7는 C1-12 알킬기에서 선택되며; 더 바람직하게, T는 하이드록시기 또는 -O(R7)이며, R7은 C1-12알킬기이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 본 발명은 하기 식(2)로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 제공하며,
Figure 112020078878217-pct00013
… (2)
그중, Rf은
Figure 112020078878217-pct00014
이며,
q, r 및 s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며,q, r 및 s의 합은 적어도 1이며,q, r 또는 s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며, m은 1 내지 16의 정수이며,t는 0 또는 1이며,Z는 불소원자 또는 트리플루오로메틸기이며;
X는 2가 유기 기이며;
T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 가수분해가능한 기 또는 탄화수소기이며;
Q는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -Y-SiR1 jR2 3-j이며;
Y는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 2가 유기 기이며;
R1은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 C1-22알킬기 또는 Q'이며, Q'와 Q의 함의는 동일하며;
j는 각 Q와 Q’에서 각각 독립적으로 0 내지 3에서 선택되는 정수이며, j의 총합은 1이상이며;
k는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
더 바람직한 실시형태에 따르면,상기 식(2)에서 k는 2이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(2)에서 X는 -(R3)a-(X1)b-R4- 로 표시되는 기이며, 그중, R3은 -(CH2)c-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; R4는 -(CH2)d-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; X1은 -(X2)e-이며,그중 X2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -O-, -S-, o-, m- 또는 p-페닐렌, o-, m- 또는 p-벤질리덴, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-, -NR5-, -Si(R6)2-, -(Si(R6)2O)f- Si(R6)2- 및 -(CH2)g의 기에서 선택되며, 그중 R5 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 수소원자, 페닐기 또는 C1-6 알킬기이며; R6은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 페닐기 또는 C1-6 알킬기이며; f는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며; g는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이며; c는1 내지 20의 정수이며; d는 1 내지 20의 정수이며; e는 1 내지 10의 정수이며; a는 0 또는 1이며; b는 0 또는 1이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(2)에서 X는 C1-20 알킬렌기, -R3-X3-R4 - 또는 -X4-R4-이며, 그중, X3은 -O-, -S-, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-, -Si(R6)2-, -(Si(R6)2O)f-Si(R6)2-, -O-(CH2)h-(Si(R6)2O)f-Si(R6)2-, -CONR5-(CH2)h- (Si(R6)2O)f-Si(R6)2-, -CONR5-(CH2)h-N(R5) - 또는 -CONR5-(o-, m- 또는 p-페닐렌)-Si(R6)2-이며; X4는 -S-, -C(O)O-, -CONR5-, -O-CONR5-(CH2)h-(Si(R6)2O)f-Si(R6)2-, -CONR5-(CH2)h-N(R5) - 또는 -CONR5-(o-, m- 또는 p-페닐렌)- Si(R6)2-이며; 그중 R3은 -(CH2)c-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; R4는 -(CH2)d-, o-, m- 또는 p-페닐렌 혹은 o-, m- 또는 p-벤질리덴이며; R5는 수소원자, 페닐기 또는 C1-6 알킬기이며; R6은 페닐기 또는 C1-6 알킬기이며; c는 1 내지 20의 정수이며; d는 1 내지 20의 정수이며; f는 1 내지 100의 정수이며; h는 1 내지 20의 정수이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(2)에서,R3은 -(CH2)c-이고,R4는 -(CH2)d-이며, 그중, c는 1 내지 20의 정수이며; d는 1 내지 20의 정수이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(2)에서,X는 C1-20 알킬렌기, -(CH2)c-O-(CH2)d, -(CH2)c-(Si(R6)2O)f-Si(R6)2- (CH2)d-, -(CH2)c-O-(CH2)h- (Si(R6)2O)f-Si(R6)2-(CH2)d-이며, 그중, R6은 페닐기 또는 C1-6 알킬기이며; c는 1 내지 20의 정수이며; d는 1 내지 20의 정수이며; f는 1 내지 100의 정수이며; h는 1 내지 20의 정수이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(2)에서,X는 하기 기에서 선택된다:-CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)6-, -CH2C6H4-, -CH2OCH2-, -CH2O(CH2)2-, -CH2O(CH2)3-, -CH2O(CH2)6-, -CH2C6H4-OCH2-, -CONH-(CH2)3-, -CON(CH3)-(CH2)3-, -CON(Ph)-(CH2)3-,Ph 는 페닐기이며, -CON(CH3)-(CH2)6-, -CON(Ph)-(CH2)6-,Ph 는 페닐기이며, -CONH-(CH2)2NH(CH2)3-, -CONH-(CH2)6NH(CH2)3-, -CH2O-CONH-(CH2)3-, -CH2O-CONH-(CH2)6-, -C(O)O-(CH2)3-, -C(O)O-(CH2)6-, -S-(CH2)3-, -(CH2)2S(CH2)3-, -CH2O-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-, -CH2O-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-, -CH2O-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(2)에서,T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, -O(R7), C1-12알킬기, C2-12알케닐기, C2-12알키닐기 및 페닐기에서 선택되며, R7은 C1-12 알킬기이며; 더 바람직하게, T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 하이드록시기, 또는 -O(R7)이며, R7은 C1-12알킬기이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, Q의 -Y-SiR1 jR2 3-j에서, j는 3이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면,식(2)로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물은 500 내지 10,000의 수평균 분자량을 가지며,바람직하게 1000 내지 8000, 더 바람직하게 3000 내지 6000의 수평균 분자량을 가진다
본 발명은 또한 상기 식(2)로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조방법의 제공하며,상기 방법은:
식Rf-CH2-O-X-COOH의 화합물과 아실 할로겐화제 및 아미노 실란 커플링제를 반응을 통해 식(2)의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 수득하며,
Figure 112020078878217-pct00015
그중, Rf
Figure 112020078878217-pct00016
이며,
q, r 및 s는 는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며,q, r 및 s의 합은 적어도 1이며,q, r 또는 s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며, m은 1 내지 6의 정수이며,t는 0 또는 1이며,Z는 불소원자 또는 트리플루오로메틸기이며,
X는 2가 유기 기이며,
T는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로하이드록시기, 가수분해가능한 기 또는 탄화수소기이며,
Q는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 -Y-SiR1 jR2 3-j이며,
Y는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로,는 2가 유기 기이며,
R1은 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며,
R2는 매번 나타날 경우 각각 독립적으로 C1-22알킬기 또는 Q'이며,
Q'와 Q의 함의는 동일하며,
j는 각 Q와 Q’에서 각각 독립적으로 0 내지 3에서 선택되는 정수이며,j의 총합은 1이상이며,
k는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 아실 할로겐화제는 할로겐화 아실이며, 바람직하게 염화아실이며, 더 바람직하게 염화옥살릴이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 실란 커플링제는 HNQkT2-k이며, 그중 Q, T, k의 함의는 상기 식(2)에서 한정한 의미와 동일하다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, Rf-CH2-O-X-COOH의 제조과정은 하기 단계를 포함한다:
단계1: 용매의 존재하에, 식이 Rf-CH2OH인 화합물을 먼저 염기와 반응시키며, 다시 식이 L-X-G인 화합물과 친핵성 치환반응을 시켜, 식이 Rf-CH2-O-X-G인 화합물을 수득하며, 그중 식L-X-G에서 ,L은 친핵성 치환반응이 가능한 이탈기이며, X는 2가 유기 기이며,G는 카복실기로 가수분해 가능한 기이며,
Figure 112020078878217-pct00017
단계2: 식이 Rf-CH2-O-X-G인 화합물을 화학전환을 통해 식이 Rf-CH2-O-X-COOH인 화합물을 수득하였으며,
Figure 112020078878217-pct00018
이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 단계1에서 상기 염기는 무기염 또는 유기염에서 선택되며; 무기염기는 바람직하게 LiOH, NaOH, KOH, K2CO3, Na2CO3, Cs2CO3, NaH, t-BuOK 에서 선택되는 적어도 한 가지이며; 유기염기는 바람직하게 DIPEA, DBU, 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘에서 선택되는 적어도 한 가지이다. 더 바람직하게 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화세슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨 및 탄산세슘에 선택되는 적어도 한 가지이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 단계1의 식L-X-G의 화합물에서, L은 염소 원자, 브롬 원자, 아이오딘 원자 또는 기타 친핵성 치환반응 가능한 기에서 선택되는 적어도 한 가지이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 단계1의 식L-X-G의 화합물에서, G는 에스테르기, 니트릴기, 아미드기 또는 치환된 아미드기 에서 선택된다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 단계2에서 상기 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 및 수산화세슘 중에서 선택되는 적어도 한 가지이다
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 단계2에서 상기 산은 염산, 황산, 인산, 질산 등 무기산이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 본 발명은 식(3)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 제공하며,
Figure 112020078878217-pct00019
(3)
그중, 그중, Rf는 F-(CF2)m-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F-(CF2)t -이며,q, r 및 s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며, q, r 및 s의 합은 적어도 1이며, q, r 또는 s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며, m은 1 내지 16의 정수이며,t는 0 또는 1이며,Z는 불소원자 또는 트리플루오로메틸기이며;
X는 2가 유기 기이며, 바람직하게 X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며;
Y1, Y2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬렌기이며;
Q1, Q2는 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R1, R2는 각각 독립적으로 C1-6알킬기 또는 페닐기이며;
n은 1 내지 3의 정수이며, 바람직하게, n은 3이다.
더 바람직한 실시형태에서,식(3)에서,Rf는 CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2이며, 그중, r, s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며, r, s의 합은 적어도 1이며, r, s로 표기된 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며; 바람직하게 r, s의 합은 적어도 10이며,더 바람직하게 10 내지 100이며, 더 한층 바람직하게 20 내지 80이며, 가장 바람직하게 30 내지 60이며;
X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며;
Y1, Y2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬렌기이며;
Q1, Q2는 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R1, R2는 각각 독립적으로 C1-6알킬기 또는 페닐기이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 r, s는 각각 독립적으로 0이상100이하의 정수 또는 10 내지 50의 정수이며, r, s의 합은 적어도 10이며, 또는 적어도 20이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(3)에서 X는 -CH2 - 또는 -CH(CH3)-이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면,상기 식(3)에서 Y1 및 Y2는 각각 -(CH2)3-이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면,상기 식(3)에서 Q1, Q2는 각각 독립적으로 C1-6알콕시기이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(3)에서 Q1, Q2는 각각 -OCH3, OC2H5, OC3H7, OC(CH3)2이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(3)에서 n은 3이다
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식(3)로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 수평균 분자량은 500 내지 10,000이고,바람직하게 1000 내지 8000이며,더 바람직하게 3000 내지 6000이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 본 발명에서 제공하는 상기 식(3)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조방법을 제공하며,
Figure 112020078878217-pct00020
… (3)
상기 방법은 Rf-CH2-O-X-COOH와 아실 할로겐화제 및 아미노 실란 커플링제를 반응시키는 단계를 포함하며,
Figure 112020079627906-pct00052
그중, Rf는 F-(CF2)m-(OC3F6)q-(OC2F4)r-(OCF2)s-OC(Z)F-(CF2)t -이며,q, r 및 s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며,q, r 및 s의 합은 적어도 1이며,q, r 또는 s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며, m은 1 내지 16의 정수이며, t는 0 또는 1이며, Z는 불소원자 또는 트리플루오로메틸기이며; 또는 Rf는 CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2이며, 그중, r, s는 각각 독립적으로 0이상200이하의 정수이며, r, s의 합은 적어도 1이며, r, s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 존재순서는 식에서 임의적이며; 바람직하게 r, s의 합은 적어도 10이며,더 바람직하게 10 내지 100이며,더 한층 바람직하게 20 내지 80이며, 가장 바람직하게 30 내지 60이며;
X는 2가 유기 기이며,바람직하게 X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며;
Y1, Y2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬렌기이며;
Q1, Q2는 각각 독립적으로 알콕시기, 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
R1, R2는 각각 독립적으로 C1-6알킬기 또는 페닐기이며;
n은 1 내지 3의 정수이며, 바람직하게, n은 3이다.
바람직한 부분 실시형태에서 사용하는 아실 할로겐화제는 특별한 한정이 없으며 상기 반응에서 바람직하게 할로겐화 아실, 특별히 염화아실, 특히는 염화옥살릴을 사용할 수 있다.
부분 실시형태에 따르면, Rf-CH2-O-X-COOH의 제조방법은 하기 단계를 포함한다:
단계1:용매의 존재하에, 식이 Rf-CH2OH인 화합물을 먼저 염기와 반응시키며, 다시 식이 L-X-G인 화합물과 친핵성 치환반응을 시키며, 그중, L은 친핵성 치환반응이 가능한 이탈기이며, G는 카복실기로 가수분해 가능한 기이며, X는 2가 유기 기이며; 식이 Rf-CH2-O-X-G인 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물을 수득하였다.
Figure 112020078878217-pct00022
단계2: 식이 Rf-CH2-O-X-G인 화합물을 가수분해하여 식이 Rf-CH2-O-X-COOH인 카복실기 퍼플루오로에테르화합물을 수득하였으며,
Figure 112020078878217-pct00023
그중, Rf, X, G는 상기 식(3)의함의와 동일하다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 단계1에 기재된 상기 염기는 무기염 또는 유기염에서 선택되며; 무기염기는 바람직하게 LiOH, NaOH, KOH, K2CO3, Na2CO3, Cs2CO3, NaH, t-BuOK 에서 선택되는 적어도 한 가지이며; 유기염기는 바람직하게 DIPEA, DBU, 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘에서 선택되는 적어도 한 가지이다. 더 바람직하게 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화세슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨 및 탄산세슘에 선택되는 적어도 하나이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식L-X-G의 화합물에서, L은 염소 원자, 브롬 원자 또는 아이오딘 원자이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식L-X-G의 화합물에서, X는 C1-20 알킬렌기이며, 더 바람직하게 C1-6 알킬렌기,-CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 식L-X-G의 화합물에서, G는 에스테르기, 니트릴기, 아미드기 또는 치환된 아미드기이다. 더 한층, 상기 에스테르의 예는 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 이소프로필에스테르, 페닐에스테르, 벤질에스테르 등일 수 있다. 아미드류의 예는 N-치환 아미드 또는 N,N-디치환 아미드일 수 있다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, L-X-G의 화합물의 예는 하기 화합물을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.
Figure 112020078878217-pct00024
부분 바람직한 실시형태에서, 상기 단계2의 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화세슘에서 선택되는 적어도 한 가지에서 선택된다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 단계2의 무기산은 무기산에서 선택되며, 무기산의 예는 염산, 황산, 인산 또는 질산을 포함할 수 있다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 아실화 시약은 할로겐화 아실이며, 바람직하게 염화아실이며, 더 바람직하게 염화옥살릴이다.
바람직한 부분 실시형태에 따르면, 상기 아미노 실란 커플링제,바람직하게 디(알콕시실란알킬기)아민이며,더 바람직하게 디(알콕시실란알킬기)아민이다.
본 발명의 하나의 비교적 바람직한 실시형태에 따르면, 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 제조하는 제조방법은 하기 단계를 포함한다:
단계 1: 식이 Rf-CH2OH인 화합물은 우선 수산화칼륨과 실온에서 반응시킨 후 다시 식이 BrCH2COOC4H9인 화합물과 상온 또는 가열하(바람직하게 25 내지 75℃)에 친핵성 치환반응시켜 식이 Rf-CH2-OCH2 COOC4H9인 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물을 수득하였다.
Figure 112020078878217-pct00025
Rf는 CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2-이며, r+s는 35 내지 85이며,이의 수평균 분자량은 3000 내지 8000이며;
단계2: 식이 Rf-CH2-OCH2COOC4H9인 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물과 염기를 반응시켜 가수분해하고, 염산을 넣어 산성을 조절하여 분리하여 식이 Rf-CH2-O-CH2COOH인 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물을 수득하였다.
Figure 112020078878217-pct00026
단계3: 상기 식이 Rf-CH2-O-CH2COOH인 카복실기 퍼플루오로에테르화합물을 수득하였으며, 염화옥살릴은 25 내지 50°C 온도하에 반응시킨 후, 실온에서 디(트리메틸실릴프로필)아민과 반응하여 전환시켜 식이 Rf-CH2-O-CH2CON[CH2CH2CH2Si(OCH3)3]2인 퍼플루오로폴리에테르실란화합물을 수득하였다.
Figure 112020078878217-pct00027
본 발명의 제조과정에서, 사용한 용매는 특별한 제한이 없으며, 상온이나 가열조건하에서 퍼플루오로폴리에테르알코올, 에스테르기 퍼플루오로에테르 화합물, 카복실기 퍼플루오로에테르 화합물 등을 용해시킬 수 있는 용매이면 된다. 바람직하게 불소함유 용매이며, 예하면 수소불화에테르, 불화탄화수소 등이며, 더 바람직하게 노나플루오로부틸에틸에테르, 노나플루오로메틸에테르, 퍼플루오로헥산, m-트리플루오로톨루엔 등이다.
본 발명의 제조과정은 상온 또는 가열조건하에서 진행할 수 있다. 바람직하게 단계1의 퍼플루오로폴리에테르알코올의 친핵성 치환반응은 25 내지 75℃에서 진행할 수 있으며, 바람직하게 단계3의 할로겐화 아실화 반응은 25 내지 50℃에서 진행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 식이 Rf-CH2OH인 화합물과 식이 L-X-G인 화합물을 친핵성 치환반응을 시키며, 그중, L은 친핵성 치환반응이 가능한 이탈기이며, G는 카복실기로 가수분해 가능한 기이며, X는 2가 유기 기이며; 식이 Rf-CH2-O-X-G인 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물을 수득하며, 다시 가수분해를 통해 식이 Rf-CH2-O-X-COOH인 신규 중간체 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물을 수득하였다. 퍼플루오로폴리에테르기는 스페이서 X를 통해 카복실기와 연결되며, 이로써 카복실기의 후속적 반응이 더 용이하게 실현되게 하며, 예하면 아미노실란 커플링제와의 반응에 의해 본 발명의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 아미노실란화합물을 수득한다. 식이 Rf-CH2-O-X-COOH인 중간체는 출발물질로써 카복실기의 진일보의 후속적 반응을 더 용이하게 할 수 있으며, 각 종 퍼플루오로폴리에테르기와 카보닐기를 함유한 유도 화합물을 수득하였다. 예하면, 카복실기는 아실 할로겐화제와 반응하여 할로겐화 아실(acylhalide)을 생성할 수 있으며, 카복실산과 축합반응을 진행하여 무수물을 생성할 수 있으며, 알코올계와 축합반응하여 에스테르를 생성할 수 있으며, 아민과 반응하여 아미드를 생성할 수 있으며, 1차 아미드는 또한 탈수를 통해 니트릴로 제조될 수 있다.
본 발명에서 얻은 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물은 특정한 퍼플루오로폴리에테르기 함유 아미노실란화합물 이며, 따라서 표면처리제에 적합하다. 표면처리제는 본 발명의 상기 퍼플루오로폴리에테르기 실란화합물 의 한 가지 또는 여러종의 혼합물과 유기용매 등 액체 매개물을 포함할 수 있다. 유기용매는 각종 용매일 수 있으며, 상기 용매가 본 발명의 화합물과 반응하지 않는 조건하에, 상기 화합물을 용해할 수 있다. 상기 유기용매의 예는 불소함유 용매이며, 예하면 불소함유 알킬탄화수소, 불소함유 할로겐화 알킬탄화수소, 불소함유 알킬탄화수소 및 예를 들어 수소불화에테르 등을 포함하며, 부동한 용매의 조합일 수도 있다. 표면처리제에서의 본 발명의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 농도는 필요에 따라 조절할 수 있으며, 일반적으로 0.01 내지 30wt%일 수 있으며, 바람직하게 0.05 내지 20wt%이며, 더 바람직하게 10 내지 20wt%이다. 부동한 코팅방식에 따라, 부동한 농도를 선택하며, 고 농도는 건식코팅에 적합하며, 비교적 낮은 농도는 습식 도초에 적합하다. 또한 고 농도로 제조할 수도 있으며, 다시 코팅방식의 필요에 따라 사용시 희석한다.
본 발명의 표면처리제를 사용하여 표면을 처리할 경우, 후술한 실시예에 나타낸바와 같이, 얻은 층이 몇nm만 되어도 물 접촉각이 110도 이상, 바람직하게 115도 이상이고 운동 마찰계수가 0.05 미만인 표면을 형성할 수 있다.
본 발명의 표면처리제로 처리를 진행하여 표면 처리층을 형성하는 기재는 특별한 한정이 없다. 이의 예에는 광학소자, 핸드폰, 태블릿 등을 포함할 수 있으며, 유리판과 무기층을 포함하는 유리판과 세라믹 등과 같은 무기기재, 투명한 비닐기재 및 무기층을 포함한 투명한 비닐기재 등과 같은 유기기재를 포함한다.
상기 처리층의 형성방법은 특별한 한정이 없으며, 예를 들어 습식 코팅법 및 건식 코팅법을 사용할 수 있다. 습식 코팅법의 예는 침지 코팅, 스핀 코팅, 흐름 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅 및 포토그라비어 코팅, 등 방법을 포함한다. 건식 코팅법의 예는 진공증착, 스퍼터링 및 CVD 등 방법을 포함한다. 진공 증착법의 구체적인 예는 저항가열, 전자빔, 고주파 가열 및 이온빔 등 방법을 포함한다. CVD의 예는 플라즈마CVD, 광학CVD 및 열CVD 등 방법을 포함한다.
건식 또는 습식 코팅법을 통해 상기 기재에서 처리층을 형성한 다음, 필요할 경우, 가열, 가습. 광조사, 전자빔 조사 등을 진행할 수 있다.
본 발명의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 함유한 표면처리제를 사용하여 형성된 처리층의 두께는 특별한 제한이 없다. 광학 소자 및 핸드폰, 태블릿 스크린의 먼지방지, 내마찰성 및 광학성능에 따라, 바람직하게 1 내지 30 nm,더 바람직하게 3 내지 20 nm,더 한층 5 내지 10 nm이다.
예하면 각종 광학소자(반사 방지막, 광학필터, 광학렌즈. 안경렌즈, 분광렌즈, 분광기, 프리즘, 거울 등) 및 핸드폰, 태블릿 등 기재의 스크린에 본 발명의 상기 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 함유한 표면처리제를 사용하여 처리층을 형성할 경우, 상기 광학소자 및 스크린의 광학특징을 열화시키지 않는 상태에서 지문, 스킨오일, 땀, 화장품 등과 오물질 또는 습기의 점착을 방지할 수 있으며, 상기 오물질 또는 습기가 접착되더라도, 용이하게 닦아낼 수 있으며, 스크래치 내성을 구비하며, 이로써 상기 처리층이 우수한 내구성을 구비하며, 광학소자 및 핸드폰, 태블릿 등이 방오, 지문내성, 스크래치 내성, 고 평활도 및 내마모성에 대한 요구를 만족시킬 수 있다.
실시예
합성예1
하기 단계에 따라 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물 A1를 합성하였다.
단계1:
교반기가 장착된 100mL의 3구 둥근바닥 플라스크에 10 g의 평균 조성이 CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OH(r, s의 합이 35 내지 42)인 퍼플루오로폴리에테르 변성 알코올(수평균 분자량: 3500 내지 4000), 15 mL의 1,3-디(테트라플루오로메틸)벤전과 5 mL의 1,2-디메톡시에탄(1,2-Dimethoxyethane)을 넣고, 2.6 g 50wt%의 수산화칼륨 용액을 넣고, 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 이어서 반응 플라스크에 순차적으로 3.8 mL의 t-부틸브로모아세트산, 0.42 g의 테트라부틸브롬화암모늄을 넣고 50°C에서 5시간 교반하였다. 물 추출 및 감압증류를 통해 무색의 투명한 생성물 9.6 g 즉 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물(M1):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2COOC4H9를 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
CH 2 - 4.136 (s)
-CF2 CH 2 - 4.058 내지 3.996 (q)
-COO C 4 H 9 1.498(s)
단계2:
온도계와 교반기가 장착된 100mL의 3구 둥근바닥 플라스크에 9.6 g 단계1에서 수득한 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물(M1), 17 g 10wt%의 수산화칼륨 용액을 넣고, 100°C에서 3시간 교반하였다. 실온까지 내려, 10 mL의 테트라히드로푸란을 넣고, 2N의 염산으로 산성으로 조절한 후, 30mL의 수소불화에테르 HFE-7200 (3M회사에서 생산)를 넣어 교반하였다. 비불소층(즉, 상층용액)을 제거하고, 불소층을 2N 염산으로 2번 세척하고, 마지막에 감압증류하여 9.0g의 무색 투명한 생성물, 즉 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물(M2):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2COOH를 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
-O CH 2 - 4.308 (s)
-CF2 CH 2 - 4.063 내지 4.001 (q)
단계3
적하 깔때기, 온도계 및 교반기가 장착 된 100 mL의 4구 둥근바닥 플라스크에 9.0 g의 단계2에서 얻은 카복실기 퍼플루오로에테르화합물(M2), 15 mL의 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠 용액, 0.3 mL염화옥살릴,0.2 mL DMF를 5 mL 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠에 용해시켜 적하 깔때기로 천천히 드롭하여 넣은 후, 온도를 50℃까지 올려 4시간 교반하였으며,실온까지 낮춘 후 5 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠, 4.2 mL의 디이소프로필에틸아민, 4 mL의 디(3-트리메톡시실란프로필)아민의 250-mL의 3구 둥근 바닥 플라스크에 천천히 드롭하여 넣고, 실온에서 5시간 교반하였다. 40 mL의 퍼플루오로헥산을 넣고, 18 mL의 메탄올로 3번 추출하였으며, 불소층을 감압하에 증류하여 휘발성 성분을 제거하여 무색 내지 담황색 생성물, 즉 말단에 트리메톡시실란을 구비한 하기 퍼플루오로폴리에테르기 실란화합물 (A1):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2CON[(CH2CH2CH2Si(OCH3)3]2을 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
-O CH 2 - 4.469 (s)
-CF2 CH 2 - 4.197 내지 4.118 (q)
-Si(O CH 3 )3 3.658 내지 3.636 (d)
- CH 2 CH2CH2 Si(OCH3)3 3.477 내지 3.262 (m)
-CH2 CH 2 CH2Si(OCH3)3 1.868 내지 1.769 (m)
-CH2CH2 CH 2 Si(OCH3)3 0.745 내지 0.669 (m)
합성예2
하기 단계에 따라 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물 A2를 수득하였다.
단계1:
교반기가 장착된 100mL의 3구 둥근바닥 플라스크에 10 g의 평균조성이 CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OH (r+s의 범위가 47 내지 52)인 퍼플루오로폴리에테르 변성 알코올(수평균 분자량:4500 내지 5000), 15 mL의 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠 및 5 mL의 1,2-디메톡시에탄, 2.0 g의 50wt%의 수산화칼륨 용액을 넣고, 실온에서 3시간 교반하였다. 다음 반응 플라스크에 순차적으로 3.2 mL의 t-부틸브로모아세트산, 0.32 g의 테트라부틸브롬화암모늄을 넣고 50°C에서 5시간 교반하였다. 물 추출 및 감압증류를 통해 무색의 투명한 생성물 9.6 g, 즉, 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물(M3):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2COOC4H9를 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
-O CH 2 - 4.140 (s)
-CF2 CH 2 - 4.065 내지 4.003 (q)
-COO C 4 H 9 1.501(s)
단계2:
온도계와 교반기가 장착된 100mL의 3구 둥근바닥 플라스크에 9.6g의 단계1에서 수득한 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물(M3), 17 g 10wt%의 수산화칼륨 용액을 넣고, 100℃에서 10시간 교반하였다. 실온까지 낮춰, 10 mL의 테트라히드라푸란을 넣고, 15%의 염산으로 산성으로 조절한 후, 30 mL의 수소불화에테르HFE-7200 (3M회사 제조)을 넣고, 교반하였다. 비불소층(즉, 상층용액)을 제거하고,불소층을 2N 염산으로 2번 세척하고, 마지막에 감압증류하여 9.0g의 무색 투명한 생성물, 즉, 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물(M4):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2COOH를 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
-O CH 2 - 4.310 (s)
-CF2 CH 2 - 4.069 내지 3.998 (q)
단계3
적하 깔때기, 온도계 및 교반기가 장착 된 100 mL의 4 구 둥근 바닥 플라스크에 9.0 g의 단계2에 얻은 카복실기 퍼플루오로에테르화합물(M2), 18mL의 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠 용액, 0.3 mL염화옥살릴,0.2 mL DMF를 5 mL 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠에 용해시켜 적하 깔때기로 천천히 드롭하여 넣은 후, 온도를 50℃까지 올려 4시간 교반하였으며,실온까지 낮춘 후 9 mL 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠, 1.6 mL의 디이소프로필에틸아민, 2.9mL의 디(3-트리메톡시실란프로필)아민의 250-mL의 3구 둥근 바닥 플라스크에 천천히 드롭하여 넣고, 실온에서 5시간 교반하였다. 72 mL의 퍼플루오로헥산을 넣고, 43 mL의 메탄올로 3번 추출하였으며, 불소층을 감압하에 증류하여 휘발성 성분을 제거하여 무색 내지 담황색 생성물, 즉 말단에 트리메톡시실란을 구비한 하기 퍼플루오로폴리에테르기 실란화합물 (A2):
CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2CON[(CH2)3Si(OCH3)3]2를 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
-O CH 2 - 4.468 (s)
-CF2 CH 2 - 4.177 내지 4.117 (m)
-Si(O CH 3 )3 3.656 내지 3.634 (d)
- CH 2 CH2CH2 Si(OCH3)3 3.468 내지 3.270 (m)
-CH2 CH 2 CH2Si(OCH3)3 1.851 내지 1.771 (m)
-CH2CH2 CH 2 Si(OCH3)3 0.730 내지 0.667 (m)
합성예3
하기 단계에 따라 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물 A3을 수득하였다.
단계1:
교반기가 장착된 100mL의 3구 둥근바닥 플라스크에 3 g의 평균조성이 CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OH (r + s의 범위: 35 내지 42)인 퍼플루오로폴리에테르 변성 알코올(수 평균분자량: 3500 내지 4000), 9 mL 720 및 3 mL t-BuOH 용액을 넣고, 다음 0.45 g의 t-BuOK를 넣어, 실온에서 1.5시간 교반하였다. 반응 플라스크에 순차적으로 1.5 g BrCH2C6H4COOC4H9, 0.12 g테트라부틸브로모암모늄을 넣고, 50℃에서 1.5시간 교반하였다. 물로 추출한 후 감압증류하여 무색 투명한 액체(M5):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2C6H4COOC4H9를 수득하였다.
온도계와 교반기가 장착된 100mL의 3구 둥근바닥 플라스크에 수득한 무색 투명한 액체(M5)를 넣고, 9 mL 20wt%의 수산화칼륨 용액을 넣고, 115℃에서 5시간 교반하였다. 실온까지 낮춰, 2N의 염산으로 산성으로 조절한 후, 증류수와 테트라히드로푸란으로 추출하였다. 감압증류하여 9.0g의 무색 투명한 생성물 2.63g, 즉, 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물(M6):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2C6H4COOH를 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
- C 6 H 4 - 8.105 (d)/ 7.576 (d)
-O CH 2 - 4.949 (s)
-CF2 CH 2 - 4.099 내지 4.040 (m)
단계2:
적하 깔때기, 온도계 및 교반기가 장착 된 100 mL의 4구 둥근바닥 플라스크에 2.0 g카복실기퍼플루오로폴리에테르화합물(M6), 6 mL 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠 용액, 70ul염화옥살릴 및 40ul DMF를 넣은 후, 온도를 50℃까지 올려 4시간 교반하였으며, 실온까지 낮춘 후 2mL 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠, 0.72mL의 트리에틸아민, 0.85mL의 디(3-트리메톡시실란프로필)아민의 250mL의 3구 둥근 바닥 플라스크에 천천히 드롭하여 넣고, 실온에서 5시간 교반하였다. 10mL의 퍼플루오로헥산을 넣고, 4mL의 메탄올로 5번 추출하였으며, 여과막을 통해 여과하고, 감압증류시켜 휘발성 성분을 제거하여 1.2.g의 무색 투명한 생성물, 즉, 말단에 트리메톡시실란을 구비한 하기 퍼플루오로폴리에테르기 실란화합물 (A3):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2C6H4CON[(CH2)3Si(OCH3)3]2을 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
- C 6 H 4 - 7.512 (m)
-O CH 2 - 4.872 (s)
-CF2 CH 2 - 4.014 (m)
-Si(O CH 3 )3/ - CH 2 CH2CH2- 3.683 내지 3.416 (m)
-CH2 CH 2 CH2Si(OCH3)3 1.985 내지 1.787 (m)
-CH2CH2 CH 2 Si(OCH3)3 0.891 내지 0.509 (m)
합성예4
하기 단계에 따라 퍼플루오로폴리에테르기 함유 카복실기 화합물M2을 합성하였다.
교반기가 장착된 100mL의 3구 둥근바닥 플라스크에 1g의 평균조성이CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OH (r+s의 범위: 35 내지 42)인 퍼플루오로폴리에테르 변성 알코올(수 평균분자량: 3500 내지 4000), 1.5 mL 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠 및 0.5 mL1,2-디메톡시에탄을 넣고, 실온에서 교반하며, 다음 0.09g 수소화나트륨을 넣어, 기포의 생성을 관찰하였다. 다음 반응 플라스크에 순차적으로 0.199g ClCH2CN, 0.044g 테트라부틸브롬화암모늄을 넣고, 50℃에서 3시간 교반하였다. 5 mL 수소불소에테르HFE7200을 넣고, 여과막으로 여과하여 밝은 황색 투명한 용액을 수득하였으며, 물로 추출하고, 감압증류시켜 황갈색 생성물(M7):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)s OCF2CH2OCH2CN를 수득하였다. 다음 3g 20%수산화칼륨 용액을 넣고, 115℃에서 환류시켜 가수분해하였다. 산성화시켜 정제하여 0.74g의 생성물, 즉, 카복실기퍼플루오로폴리에테르 화합물(M2):CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2COOH를 수득하였다.
핵자기공명 분광계로 검출한 결과, 새로 증가된 구조의 특징 1H의 화학이동은 하기 표에 나타낸바와 같다.
기의 구조 δ,ppm
-CF2 CH 2 - 4.063 내지 4.001 (q)
-O CH 2 - 4.308 (s)
푸리에 변환 적외선 분광계로 검출한 결과, 이의 구조적 특징의 흡수피크는 하기 표에 표시한 바와 같다.
기의 구조 ν,cm-1
-CO OH 2900 내지 3100 (O-H stretch)
- CO OH 1739 (C=O stretch)
C-O/ C-F 1040 내지 1335 (퍼플루오로폴리에테르 특징적 밴드)
수득한 M2는 합성예1의 단계3에 기재한 바와 같이 더 한층 반응하여 A1:CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2CON[(CH2CH2CH2Si(OCH3)3]2를 얻을 수 있다.
실시예1 내지 3
합성하여 수득한 화합물A1, A2 및 A3과 수소불화에테르(3M회사,Novec HFE7200)을 20%질량 농도로 조절하여, 표면처리제(1), 표면처리제(2) 및 표면처리제(3)으로 하며, 상기 표면처리제를 진공 증착법으로 화학적 강화 유리에 증착하였다. 진공 압력은 4Х10-3 Pa 미만이며, 이 조건하에 먼저 전자빔 증착법을 통해 이산화규소를 10 nm의 두께로 화학적 강화유리에 증착시켜 이산화규소막을 형성하며, 다시 진공 증착법으로 매 장의 화학적 강화 유리에 약 8 내지 10 nm 두께의 화합물(D)를 증착하였다. 다음, 증착막을 가진 화학적 강화 유리를 60% 습도 및70℃의 환경에서 2시간 경화시켜, 표면 처리층을 형성하였다.
비교예1 내지 3
하기 시판의 표면처리제1 내지 3을 사용하여 화합물 A1, A2 및 A3을 대체하여 표면처리제(1-3)를 제조한 외에는 ,실시예1과 동일한 방법으로 표면처리층을 형성하였다.
대조표면처리제1:Optool UD 509 (Daikin Industries, Ltd에서 제조)
대조표면처리제2:Optool DSX-E (Daikin Industries, Ltd. 에서 제조)
대조표면처리제3:X-71-195 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
비교예4
하기 대조화합물1을 사용하여 화합물(A1)을 대체한 외에는, 실시예1의 동일한 방법으로 표면처리제를 제조하여, 표면처리층을 형성하였다.
대조화합물1:
CF3(OCF2CF2)r(OCF2)sOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
실시예4 내지 6
표면처리제(1 내지 3)를 0.4%질량의 농도로 수소브롬화에테르(3M회사,Novec HFE7200)에 용해시켜,표면처리제(4 내지 6)를 제조하였으며; 시판의 스프레이 코팅장치를 사용하여, 표면처리제(4 내지 6)를 유속50mg/sec,운송라인 속도13mm/sec로 화학적 강화 유리에 균일하에 스프레이 코팅하였다. 코팅 전에 화학적 강화 유리 표면을 플라즈마 처리를 하였다. 다음 스프레이 코팅처리막이 부착된 화학적 강화 유리를 60% 습도와 70℃ 환경하에 2시간 경화시켜 , 표면처리층을 형성하였다.
하기 방법을 통해 기재 표면에 형성된 표면처리층을 평가하였으며, 결과는 표11 내지 13에 나타내었다.
1.소수 소유성 평가
접촉각 측정장치(베이징 하커 회사, HARKE-DWA)를 이용하여 표면처리층에 물에 대한 접촉각 및 n-헥사데칸의 접촉각을 측정하였다.
2. 평활도의 측정
마찰계수측정기(지난 산?? 주웅스(Jinan sanquan zhongshi)회사,MXS-05A)을 이용하여 하기 조건에서 비지니스 종이(Double a)에 대한 마찰계수를 측정하였다.
접촉면적:63 mm Х 63 mm;
하중:200 g
라인 속도:100 mm/min
행정:30 mm
3. 내마모성 평가
마찰 시험기(Taber회사,5900)를 이용하여, 하기 조건으로 마찰한 후의표면 처리층의 물 접촉각에 대해 평가를 진행하였다. 매 회 왕복 1000차 후 물 접촉각을 측정하였다(물 접촉각이 100도 미만 또는 20000차 마찰 또는 강모 회손시 평가를 중지).
(1). 강모 마모성
강모:BONSTAR #0000
하중:1 kg/cm2
이동 행정:40 mm
이동 속도:60 rpm
(2).지우개 내마모성
지우개:Minoan MB006004, 6.0 mm
하중:1 kg
이동 행정:40 mm
이동 속도:40 rpm
소수 소유성 및 평활성
소수성(°) 소유(°) 운동 마찰계수
실시예 1 117 70 0.03
실시예2 116 76 0.04
실시예3 116 76 0.04
실시예4 116 68 0.04
실시예5 116 69 0.05
실시예6 113 70 0.05
비교예1 115 69 0.04
비교예2 114 68 0.07
비교예3 117 68 0.03
비교예4 115 68 0.03
강모 내마모성
마찰계수 강모 내마모성(°)
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
0 117 116 116 116 116 113 116 114 117 115
1000 116 114 114 116 114 112 115 111 116 112
2000 116 115 115 115 112 110 114 108 115 111
3000 116 114 114 115 110 113 114 108 115 108
4000 116 114 115 114 112 109 114 108 114 103
5000 115 113 112 114 110 112 113 106 114 97
6000 115 114 114 114 110 107 113 102 114 -
7000 115 113 109 113 111 111 113 99 114 -
8000 115 111 113 113 109 105 112 - 113 -
9000 115 111 111 113 110 100 112 - 113 -
10000 113 112 110 113 109 110 112 - 113 -
13000 113 111 111 112 109 111 112 - 113 -
16000 110 112 111 112 110 109 111 - 112 -
18000 109 110 <100 110 109 98 110 - 111 -
20000 108 109 - 110 109 105 110 - 110 -
지우개 내마모성
마찰차수 물 접촉각(°)
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
0 117 115 115 117 116 114 116 114.02 117 114
1000 116 113 113 114 113 112 113 109.1 113 103
2000 116 112 112 111 111 110 111 101.98 105 102
3000 115 113 113 110 107 108 108 97.18 93 94
4000 112 111 111 108 104 108 104 - - -
5000 112 112 112 108 84 107 84 - - -
6000 112 112 112 107 - 103 - - - -
7000 109 108 108 106 - 97 - - - -
8000 108 102 102 102 - - - - - -
이상 실시예로부터, 본 발명의 퍼플루오로에테르 화합물로 제조한 표면처리제는 이로 처리한 유리 기재가 우수한 방오, 지문내성, 스크래치 내성, 및 내마모성을 구비하며, 이의 종합성능은 시판 제품보다 우수하다. 또한 본 발명의 화합물의 제조방법 과정이 간단하고, 조작 및 실현이 용이하다.
상기 실시예는 본 발명을 설명하는데만 사용되며, 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 관련 기술분야의 당업자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 조건하에서 각종 변화 및 변형을 할 수 있으며, 이로써 모든 동등한 기술방안은 모두 본 발명의 개시 범위에 속한다.

Claims (58)

  1. 식(3)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물에 있어서,
    Figure 112020079627906-pct00053
    (3)
    식 중, Rf는 CF3(OC2F4)r(OCF2)sOCF2이며; 그중, r, s는 각각 0이상 200이하의 정수이며, r, s의 합은 적어도 1이며, r, s로 표기한 괄호를 친 각 반복단위의 순서는 식에서 임의적이며;
    식 중, X는 C1-6 알킬렌기, -CH2C6H4- 또는 페닐고리에 치환기를 가진 -CH2C6H4-이며; 그중, 페닐고리 상의 치환기는 할로겐 또는 C1-6알킬기이며;
    Y1, Y2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬렌기이며;
    Q1, Q2는 각각 독립적으로 하이드록시기 또는 하이드록시기로 가수분해 가능한 기이며;
    R1, R2는 각각 독립적으로 C1-6알킬기 또는 페닐기이며;
    n은 1 내지 3의 정수인 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물.
  2. 제1항에 있어서,
    Rf는 CF3(OC2F4)r(OCF2)sOCF2일 경우, r, s의 합은 20 내지 100인 것을 특징으로 하는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    n은 3인 것을 특징으로 하는퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    X는 -CH2-, -CH(CH3)-, 또는 -CH2C6H4-인 것을 특징으로 하는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    Y1 및 Y2는 각각 -(CH2)3-인 것을 특징으로 하는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    Q1, Q2는 각각 독립적으로 C1-6알콕시기인 것을 특징으로 하는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물.
  7. 제1항에 있어서
    Q1, Q2는 각각 독립적으로 -OCH3, -OCH(CH3)2, -OC2H5 또는 -OC3H7인 것을 특징으로 하는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실란화합물의 수평균 분자량은 500 내지 10,000인 것을 특징으로 하는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 식(3)으로 표시되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조방법에 있어서,
    Figure 112020079627906-pct00054
    …(3)
    Rf-CH2-O-X-COOH와 아실 할로겐화제 및 아미노 실란 커플링제를 반응시키는 단계를 포함하며,
    Figure 112020079627906-pct00055

    각 부호의 정의는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 정의와 동일한 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 아실 할로겐화제는 (COCl)2, SOCl2, POCl3, PCl5 또는 SOBr2인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  11. 제9항에 있어서.
    단계1: 용매의 존재하에, 식이 Rf-CH2OH인 화합물을 먼저 염기와 반응시키며, 다시 식이 L-X-G인 화합물과 친핵성 치환반응을 시키며, 그중, L은 친핵성 치환반응을 일으킬 수 있는 이탈기 또는 원자이며, G는 카복실기로 가수분해 가능한 기이며, X의 정의는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 정의와 동일하며; 식이 Rf-CH2-O-X-G인 에스테르기 퍼플루오로폴리에테르화합물을 수득하며,
    Figure 112020079627906-pct00056
    ;
    단계2: 식이 Rf-CH2-O-X-G인 화합물을 가수분해하여 식이 Rf-CH2-O-X-COOH인 카복실기 퍼플루오로에테르화합물을 수득하는,
    Figure 112020079627906-pct00057

    상기 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    단계1에서, 상기 염기는 무기염기 또는 유기염기에서 선택되며, 상기 무기염기는 LiOH, NaOH, KOH, K2CO3, Na2CO3, Cs2CO3, NaH, t-BuOK에서 선택되는 적어도 한 가지이며; 상기 유기염기는 DIPEA, DBU 또는 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘에서 선택되는 적어도 한 가지인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 식L-X-G의 화합물에서, L은 염소 원자, 브롬 원자 또는 아이오딘 원자인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 식L-X-G의 화합물에서, G는 에스테르기, 니트릴기, 또는 아미드기인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 용매는 수소불화에테르 또는 불화탄화수소인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    단계2의 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화세슘 중의 적어도 한 가지에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    단계2의 산은 무기산에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    단계2의 산은 염산, 황산 또는 질산에서 선택되는 적어도 한 가지인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 아미노 실란 커플링제는 디(알콕시실란알킬기)아민인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 표면처리제는 불소 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 불소 용매는 수소불소화에테르인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 표면처리제는 0.01 내지 30wt%의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 표면처리제는 0.05 내지 20wt%의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 표면처리제는 10 내지 20wt%의 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  26. 제20항에 따른 표면처리제로 형성한 코팅층을 구비하며, 표면 물 접촉각이 적어도 110도이며, 운동 마찰계수가 0.05를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 물품.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 물품은 광학소자, 스마트폰, 탬플렛 또는 컴퓨터 디스플레이 스크린인 것을 특징으로 하는 물품.
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
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  48. 삭제
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  53. 삭제
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  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
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