KR20160061348A - 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅 - Google Patents

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Abstract

개선된 소수성 및 소유성 특성을 지니는 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅 및 이러한 코팅을 생성하기 위한 용액이 제공된다. 일부 실시양태에서, 상기 코팅은 복수개의 Si-O-Si 결합; 및 하나 이상의 상기 Si-O-Si 결합에 각각 부착되는 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티를 갖는 중합체를 포함한다. 각각의 플루오르 함유 모이어티는 독립적으로 하나의 Si-O-Si 결합의 규소에 부착된 연결부를 포함하며, 그 연결부는 화학식 -[CH2]a- (여기서, a는 1 내지 10의 정수임) 및 -[CH2]bCONH[CH2]c- (여기서, b와 c는 독립적으로 0 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식을 갖는다. 또한, 각각의 플루오르 함유 모이어티는 독립적으로 상기 연결부에 부착된 플루오르화 부분을 포함하며, 그 플루오르화 부분은 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알킬기 및 퍼플루오로에테르 함유 유기기로부터 선택된다.

Description

폴리 플루오르 함유 실록산 코팅{POLY FLUORINE-CONTAINING SILOXANE COATINGS}
본 발명은 일반적으로 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 투명한 기판을 위한 소수성 및 소유성 특성을 지니는 플루오르 함유 폴리실록산 코팅에 관한 것이다.
폴리실록산 코팅은 터치 패널, 유리 디스플레이, 고글, 거울, 건축물의 유리, 오토바이, 컨트롤러 터치 스크린, 온실 및 광전지 성분의 제조에 사용된다. 폴리실록산 코팅의 소수성 및 소유성 특성에서의 개선은 코팅 표면의 오염 방지 및 자동 세척과 같은 지문 방지(AFP, anti-fingerprint) 특성을 제공하는데 바람직하다. 낮은 마찰 계수를 가져 양호한 핑거 슬라이딩(finger sliding)을 제공하는 폴리실록산 코팅은, 컴퓨터 및 스마트폰 디스플레이와 같은 터치 패널 및 컨트롤 스크린에 바람직하다. 또한 폴리실록산 코팅은, 예컨대 태양광 전지에 있어, (질감 처리된) 반사 방지(AR, anti-reflective) 코팅 태양광 유리에도 사용될 수 있다.
퍼플루오로폴리에테르 모이어티를 함유하는 화합물은 일반적으로 매우 적은 표면 자유 에너지를 가져서, 발수성과 발유성 및 오염 방지 특성을 제공한다. 이러한 화합물들은 발유성, 오염 방지형 및 지문 방지형 유리 또는 금속 기판을 제조하기 위한 처리제로서 사용되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 플루오르 함유 화합물은 다른 재료들과는 쉽사리 결합하지 않는다. 기판에 퍼플루오로에테르 기를 부착시키기 위해 실란 커플링제를 사용하는 것은 알려져 있다. 대표적인 퍼플루오로폴리에테르를 함유하는 실란 커플링제로는 1개 이상의 가수분해성 실란기, 예컨대 할로겐실란 또는 알콕시실란으로 말단이 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 성분을 포함한다.
본 발명은 개선된 소수성 및 소유성 특성을 지니는 폴리 플루오르 함유 실록산계 코팅을 제공한다. 본원에서, 폴리 플루오르 함유 실록산계 코팅은 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티를 함유하는 폴리실록산을 지칭한다. 상기 플루오르 함유 모이어티는 부분적으로 또는 완전히 플루오르화될 수 있다. 대표적인 플루오르 함유 모이어티로는 부분적으로 그리고 완전히 플루오르화된 알칸 및 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다.
본 발명은 폴리실록산 네트워크를 통해 가교된 다수의 플루오르를 함유하는 모이어티에 관한 것이다. 상기 폴리실록산 네트워크는 플루오르 함유 모이어티를 위한 다수의 고착점 (anchoring point)을 포함할 수 있는데, 이는 폴리실록산 네트워크와 플루오르 함유 모이어티 간의 결합을 추가로 개선시킨다. 부가적으로 플루오르 함유 모이어티를 첨가하면, 수 접촉각 및 올레산 접촉각에 의해 측정된 바와 같이 개선된 소수성 및 소유성 특성을 유도할 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅을 형성하기 위한 조성물이 제공된다. 상기 조성물은 하기 화학식 (I)의 중합체, 하나 이상의 유기 용매, 및 경우에 따라 하나 이상의 첨가제를 포함한다:
Figure pct00001
(I)
상기 화학식에서,
R은 수소 원자, 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기, 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르 치환된 알킬 또는 아릴 기이고;
Rf는 화학식 F-(CgF2g)- (여기서, g는 1 내지 10의 정수임)으로 표시되는 선형 또는 분지형 퍼플루오로-알킬기이며;
W 1 , W 2 는 각각 독립적으로 퍼플루오로에테르 함유 유기기이고;
Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 는 각각 독립적으로 Si 원소를 플루오르화 기에 결합시키는 유기 결합기이며;
a, b, c, d, e는 각각 독립적으로 0 내지 1000의 정수이고, 정수 a, b 및 c의 합은 2 이상이다.
보다 구체적인 실시양태에서, 상기 하나 이상의 첨가제는 물, 가교제, 촉매, 나노크기 입자, 윤활제 및 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 구체적인 추가의 실시양태에서, 상기 가교제는 폴리포스파젠, 글리콜루릴(glycoluril), 멜라민, 벤조구아나민, 우레아 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 촉매는 산 촉매, 알칼리 촉매, 금속 유기 촉매, 테트라알킬암모늄 염 촉매 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되며; 상기 윤활제는 퍼플루오로폴리에테르, 실리콘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 나노크기 입자는 나노크기 유기 입자, 나노크기 무기 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 하나 이상의 유기 용매와 중합체를 포함하는 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅 용액을 제조하기 위한 조성물이 제공되는데, 당해 중합체는 하기를 포함한다: 복수개의 Si-O-Si 결합; 및 하나 이상의 상기 Si-O-Si 결합에 각각 부착되며, 독립적으로 하나의 Si-O-Si 결합의 규소에 부착된 연결부 [상기 연결부는 화학식 -[CH2]a- (여기서, a는 1 내지 10의 정수임) 및 -[CH2]bCONH[CH2]c- (여기서, b와 c는 독립적으로 0 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된다] 및 상기 연결부에 부착된 플루오르화 부분 (상기 플루오르화 부분은 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알킬기 및 퍼플루오로에테르 함유 유기기로 이루어진 군으로부터 선택된다)를 포함하는 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티. 한 특정 실시양태에서, Si-O-Si 결합 중 적어도 일부는 콜로이드 실리카를 포함한다. 한 특정 실시양태에서, 상기 조성물은 추가로 콜로이드 실리카를 포함하며, 상기 플루오르 함유 모이어티 중 적어도 하나는 퍼플루오로폴리에테르이다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 하기 단계를 포함하는 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅 용액의 제조 방법이 제공된다: 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 - Si-Q-Ra 결합 (여기서, Ra는 탄소수 1 내지 4의 알킬임)을 함유하는 하나 이상의 실록산 전구체 물질, 및 경우에 따라 하나 이상의 첨가제의 용액을 제조하는 단계; 및 상기 하나 이상의 실록산 전구체 물질을 촉매의 존재 하에 반응시켜 용매 중에서 중합체 매트릭스를 형성하는 단계 [상기 중합체 매트릭스는 하기를 포함한다: 복수개의 Si-O-Si 결합; 및 하나 이상의 상기 Si-O-Si 결합에 각각 부착되며, 독립적으로 하나의 Si-O-Si 결합의 규소에 부착된 연결부 {상기 연결부는 화학식 -[CH2]a- (여기서, a는 1 내지 10의 정수임) 및 -[CH2]bCONH[CH2]c- (여기서, b와 c는 독립적으로 0 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된다} 및 상기 연결부에 부착된 플루오르화 부분 (상기 플루오르화 부분은 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알킬기 및 퍼플루오로에테르 함유 유기기로 이루어진 군으로부터 선택된다)를 포함하는 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티]. 보다 구체적인 실시양태에 따르면, 상기 촉매는 아세트산, 질산, 수산화나트륨, 디부틸주석디라우레이트, 산성 콜로이드 실리카 및 알칼리성 콜로이드 실리카로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 하기 단계를 포함하는 기판 상에 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅을 형성하는 방법이 제공된다: 유기 용매, 중합체 [당해 중합체 매트릭스는 하기를 포함한다: 복수개의 Si-O-Si 결합; 및 하나 이상의 상기 Si-O-Si 결합에 각각 부착되며, 독립적으로 하나의 Si-O-Si 결합의 규소에 부착된 연결부 {상기 연결부는 화학식 -[CH2]a- (여기서, a는 1 내지 10의 정수임) 및 -[CH2]bCONH[CH2]c- (여기서, b와 c는 독립적으로 0 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된다} 및 상기 연결부에 부착된 플루오르화 부분 (상기 플루오르화 부분은 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알킬기 및 퍼플루오로에테르 함유 유기기로 이루어진 군으로부터 선택된다)를 포함하는 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티] 및 경우에 따라 하나 이상의 첨가제를 포함하는 용액을 기판 상에 분사하는 단계; 및 상기 용액을 경화시켜 기판 상에서 광학적 투명 코팅을 형성하는 단계. 보다 구체적인 실시양태에 따르면, 상기 기판은 광학적으로 투명하다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅된 기판이 제공된다. 당해 코팅된 기판은 기판 및 상기 기판의 적어도 하나의 표면 상에 배치된 중합체를 포함하는 광학적 투명 코팅을 포함하는데, 이때 당해 중합체는 하기를 포함한다: 복수개의 Si-O-Si 결합; 및 하나 이상의 상기 Si-O-Si 결합에 각각 부착되며, 독립적으로 하나의 Si-O-Si 결합의 규소에 부착된 연결부 [상기 연결부는 화학식 -[CH2]a- (여기서, a는 1 내지 10의 정수임) 및 -[CH2]bCONH[CH2]c- (여기서, b와 c는 독립적으로 0 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된다] 및 상기 연결부에 부착된 플루오르화 부분 (상기 플루오르화 부분은 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알킬기 및 퍼플루오로에테르 함유 유기기로 이루어진 군으로부터 선택된다)를 포함하는 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티. 보다 구체적인 실시양태에 따르면, 상기 기판은 광학적으로 투명하다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 코팅을 형성하기 위한 용액이 제공된다. 당해 코팅 용액은 탄소수 1 내지 4의 하나 이상의 알콜, 화학식 [Ra-O]3-Si-[CH2]a-O-W1-O-[CH2]b-Si-[O-Ra]3, (여기서, Ra는 탄소수 1 내지 4의 알킬이며; a는 2 내지 10이고; b는 2 내지 10이며; W1은 하나 이상의 -CF2-O-CF2- 결합을 포함함)의 하나 이상의 퍼플루오로에테르 함유 중합체, 및 경우에 따라 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 보다 구체적인 실시양태에서, 상기 코팅 용액은 3개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알칸을 추가로 포함한다. 보다 더 구체적인 실시양태에서, 상기 플루오르화 알칸은 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄이다.
본 발명의 상기 언급한 특징과 다른 특징 및 장점들, 그리고 이러한 것들을 얻는 방법은 첨부되는 도면과 함께 본 발명의 실시양태들에 대한 하기의 상세한 설명을 참조하면 더욱 명확해 질 것이며, 본 발명도 보다 잘 이해될 것이다:
도 1은 그룹 A.1의 실시예에 관한 것으로, 실시예 7의 FTIR 스펙트럼과 F8261의 FTIR 스펙트럼을 비교한 것을 나타내고 있다.
해당 참조 부호들은 수 개의 도면에 걸쳐 보이는 상응하는 부분을 지칭한다. 본원에 명시된 예시들은 발명의 대표적인 실시양태를 기술한 것이지, 이러한 예시들이 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
본 발명은 유리 기판 및 다른 기판 상에 도포하는데 유용한 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅에 관한 것이다. 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅은 터치 스크린용 지문 방지 코팅으로서, 그리고 태양광 전지에 있어서 반사 방지 질감 처리된 유리 상의 코팅으로서 유용하다. 대부분의 경우, 본원에 기술된 코팅은 높은 소수성과 높은 소유성을 제공한다.
A. 폴리실록산 코팅을 형성하기 위한 조성물
본 발명에 따르면, 당해 조성물은 유기 용매와 중합체를 포함한다. 이러한 중합체는 아래에서 복합체 화학 구조인 (1) 또는 화학 구조에 대한 용어 설명을 기반으로 한 (2)로서 대안적으로 거론되어 있다.
1. 화학식 (I)의 중합체를 포함하는 조성물
한 실시양태에서, 폴리실록산 코팅을 형성하기 위한 조성물이 제공된다. 당해 폴리실록산 코팅을 형성하기 위한 조성물은 (a) 화학식 (I)의 중합체; (b) 하나 이상의 유기 용매; 및 (c) 경우에 따라, 첨가제를 포함한다.
Figure pct00002
(I)
상기 화학식에서,
R은 수소 원자, 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 또는 아릴기, 또는 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르 치환된 알킬기 또는 아릴기이고;
Rf는 화학식 F-(CgF2g)- (여기서, g는 독립적으로 1 내지 10의 정수임)으로 표시되는 선형 또는 분지형 퍼플루오로-알킬기이며;
W 1 , W 2 는 각각 독립적으로 퍼플루오로에테르 함유 유기기이고;
Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 는 각각 독립적으로 Si 원소를 플루오르화 기에 결합시키는 유기 결합기이며;
a, b, c, d, e는 각각 독립적으로 0 내지 1000의 정수이고, 정수 a, b 및 c의 합은 2 이상이다.
화학식 (I)의 중합체의 일부 대표적인 실시양태에 있어서, 당해 유기 결합기 Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 는 독립적으로 -CH2-, -OCONH-, -COO-, -CONH-, -CH2O-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2- 및 -(Si(CH3)20)h-Si(CH3)2- (여기서, h는 1 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식으로 표시된다. 보다 구체적인 실시양태에서, 당해 유기 결합기 Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 는 독립적으로 -CH2CH2-, -CH2OCONHCH2CH2CH2-, -CONHCH2CH2CH2-, -CH2CH2COOCH2- 및 -CH2CH2-Si(CH3)2O-Si(CH3)2-로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (I)의 중합체의 일부 대표적인 실시양태에 있어서, R은 H, CH3 및 CHF2로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (I)의 중합체의 일부 대표적인 실시양태에 있어서, g는 1 내지 6의 정수이고, 보다 구체적인 실시양태에서는 5 및 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (I)의 중합체의 일부 대표적인 실시양태에 있어서, 정수 a, b, c, d 및 e의 합은 10보다 크다.
화학식 (I)의 중합체의 일부 대표적인 실시양태에 있어서, 당해 퍼플루오로에테르 함유 유기기 W1, W2는 독립적으로 하기 화학식 (II)로 표시된다:
Figure pct00003
(II)
상기 화학식에서, CjF2j 및 CkF2k는 독립적으로 선형 또는 분지형 퍼플루오로-알킬기이고;
m, n, o, p, q, r, s는 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이며;
j, k는 독립적으로 1 내지 10의 정수이다.
화학식 (II)의 중합체의 일부 대표적인 실시양태에 있어서, 정수 m, n, o, p, q, r 및 s의 합은 50 미만이다.
화학식 (I)의 중합체의 일부 대표적인 실시양태에 있어서, 당해 퍼플루오로에테르 함유 유기기 W1, W2는 독립적으로 하기 화학식 (III) 및 화학식 (IV)로 표시되는 기로부터 선택된다:
Figure pct00004
(III)
Figure pct00005
(IV)
상기 화학식에서, x, y, z는 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이다.
일부 대표적인 실시양태에서, 당해 화학식 (I)의 중합체의 분자량은 500 내지 50000이다.
일부 대표적인 실시양태에서, 당해 화학식 (I)의 중합체의 고체 중량 함량은 조성물의 총 중량의 0.01% 내지 50%이다. 보다 구체적인 실시양태에서, 당해 화학식 (I)의 중합체의 고체 중량 함량은 조성물의 총 중량의 0.1% 내지 30%이다.
2. 복수개의 Si -O- Si 결합 및 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티를 함유하는 중합체를 포함하는 조성물
다른 실시양태에서, 폴리실록산 코팅을 형성하기 위한 조성물이 제공된다. 당해 조성물은 하나 이상의 유기 용매 및 중합체를 포함한다. 상기 중합체는 복수개의 Si-O-Si 결합 및 하나 이상의 상기 Si-O-Si 결합에 각각 부착되는 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티를 포함한다.
각각의 플루오르 함유 모이어티는 하나의 Si-O-Si 결합의 규소에 부착된 연결부 및 상기 연결부에 부착된 플루오르화 부분을 포함한다.
상기 연결부는 화학식 -[CH2]a- 로 나타낼 수 있는데, 이때 a는 작게는 1, 2, 3, 4, 5의 정수이고, 크게는 6, 7, 8, 9, 10의 정수이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 정수이다.
상기 연결부는 화학식 -[CH2]bCONH[CH2]c- 로 나타낼 수 있는데, 이때 b와 c는 독립적으로 작게는 0, 1, 2, 3, 4, 5의 정수이고, 크게는 6, 7, 8, 9, 10의 정수이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 정수이다.
상기 연결부는 -[CH2]a- 및 -[CH2]bCONH[CH2]c- 로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식으로 나타낼 수 있는데, 이때 a는 작게는 1, 2, 3, 4, 5의 정수이고, 크게는 6, 7, 8, 9, 10의 정수이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 정수이며, b와 c는 독립적으로 작게는 0, 1, 2, 3, 4, 5의 정수이고, 크게는 6, 7, 8, 9, 10의 정수이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 정수이다.
상기 플루오르화 부분은 작게는 1개의 탄소, 2개의 탄소, 3개의 탄소, 4개의 탄소, 5개의 탄소, 크게는 6개의 탄소, 7개의 탄소, 8개의 탄소, 9개의 탄소, 10개의 탄소, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 탄소수를 갖는 플루오르화 알킬기일 수 있다.
상기 플루오르화 부분은 퍼플루오로에테르 기를 포함할 수 있다. 대표적인 퍼플루오로에테르 기는 -O-W1-O- 인데, 이때 W1은 하나 이상의 -CF2-O-CF2- 결합을 포함한다.
하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 하나의 Si-O-Si 결합의 규소에 부착된 화학식 -[CH2]b-의 제2 연결부를 포함할 수 있는데, 이때 상기 화학식에서 b는 작게는 1, 2, 3, 4, 5의 정수이고, 크게는 6, 7, 8, 9, 10의 정수이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 정수이다.
하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 하기 화학식 (II)로 나타낼 수 있다:
[화학식 II]
Figure pct00006
상기 화학식에서, C j F 2j 는 선형 또는 분지형 퍼플루오로 알킬기로부터 선택되며, 이때 j는 작게는 1, 2, 3, 4, 5의 정수이고, 크게는 6, 7, 8, 9, 10의 정수이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 정수이며; C k F 2k 는 선형 또는 분지형 퍼플루오로 알킬기로부터 선택되며, 이때 k는 작게는 1, 2, 3, 4, 5의 정수이고, 크게는 6, 7, 8, 9, 10의 정수이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 정수이며; m, n, o, p, q, r, s는 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이고, 정수 m, n, o, p, q, r 및 s의 합은 1보다 크다. 보다 구체적인 실시양태에서, 정수 m, n, o, p, q, r 및 s의 합은 50 미만이다.
하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 하기 화학식 (III)으로 나타낼 수 있다:
Figure pct00007
(III)
상기 화학식에서, x, y 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이다.
하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 하기 화학식 (IV)로 나타낼 수 있다:
Figure pct00008
(IV)
상기 화학식에서, x, y 및 z는 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이다.
하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 상기 화학식 (III)으로 나타낸 군 및 상기 화학식 (IV)로 나타낸 군으로부터 선택될 수 있다.
하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 화학식: -[CH2]a-[CF2]c-F로 나타낼 수 있는데, 이때 c는 작게는 1, 2, 3, 4, 5의 정수이고, 크게는 6, 7, 8, 9, 10의 정수이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 정수이다.
하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 분자량이 작게는 400, 500, 700, 1000이고, 크게는 1250, 1500, 1750, 2000이거나, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 분자량을 가질 수 있다. 보다 구체적인 실시양태에서, 상기 하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 작게는 1500, 1750의 분자량, 크게는 1850, 2000의 분자량, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 분자량을 갖는 퍼플루오로폴리에테르로부터 형성된다. 보다 구체적인 또 다른 실시양태에서, 상기 하나 이상의 플루오르 함유 모이어티는 작게는 400, 500의 분자량, 크게는 600, 700의 분자량, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 분자량을 갖는 실란올 말단 폴리실록산으로부터 형성된다.
Si-O-Si 결합 중 적어도 일부는 콜로이드 실리카를 포함할 수 있다. 대표적인 콜로이드 실리카로는 나노입자 및 구형 나노입자의 콜로이드 실리카를 포함한다.
당해 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 작게는 0.001 중량%, 0.01 중량%, 0.1 중량%, 0.5 중량%, 크게는 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 중량%의 중합체를 포함할 수 있다.
3. 유기 용매
일부 대표적인 실시양태에서, 당해 유기 용매는 플루오르 함유 용매, 플루오로 미함유 용매, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
당해 플루오르 함유 용매는 알칸, 알켄, 아렌, 할로겐화-탄화수소, 에테르, 에스테르, 케톤, 알콜, 카복실산 또는 이들의 조합으로부터 선택된 퍼플루오로- 또는 부분적으로 플루오로-치환된 용매로부터 선택될 수 있다. 한 실시양태에서, 당해 플루오르 함유 용매의 끓는점은 15℃ 내지 150℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 90℃이다. 또 다른 실시양태에서, 당해 플루오르 함유 용매는 에틸 노나플루오로부틸 에테르 (C4F9OC2H5), 메틸 노나플루오로부틸 에테르 (C4F9OCH3), 테트라플루오로프로판올, 옥타플루오로펜탄올, 트리플루오로아세트산, 펜타플루오로부탄 (HFC-365mfc), 데카플루오로펜탄 (HFC-4310) 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
당해 플루오로 미함유 용매는 알칸, 알켄, 아렌, 할로겐화-탄화수소, 에테르, 에스테르, 케톤, 알콜, 카복실산 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 대표적인 플루오르 미함유 용매로는 에탄올, 이소프로판올, 메탄올, 아세톤, 테트라하이드로푸란, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 이들의 조합을 포함한다.
유기 용매는 이소프로필 알콜, 에탄올, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 테트라플루오로-1-프로판올, 에톡시노나플루오로부탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
한 실시양태에서, 당해 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 작게는 50 중량%, 70 중량%, 75 중량%, 크게는 90 중량%, 99.9 중량%, 99.99 중량%의 유기 용매, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 중량%의 유기 용매를 포함한다.
4. 임의의 첨가제
일부 실시양태에서, 당해 조성물은 1개 이상의 임의의 첨가제를 포함할 수 있다. 대표적인 임의의 첨가제로는 물, 가교제, 촉매, 나노크기 입자, 계면활성제 및 윤활제를 포함한다.
a. 물
당해 조성물은 물을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 물이 존재하는 경우, 당해 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 작게는 0.01 중량%, 0.1 중량%, 0.5 중량%, 크게는 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 중량%의 물을 포함한다.
b. 가교제
당해 조성물은 하나 이상의 가교제를 포함할 수 있다. 대표적인 가교제로는 폴리포스파젠, 글리콜루릴, 멜라민, 벤조구아나민, 우레아 및 이들의 조합을 포함한다. 한 실시양태에서, 가교제가 존재하는 경우, 당해 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 작게는 0.01 중량%, 0.1 중량%, 0.5 중량%, 크게는 0.5 중량%, 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 중량%의 가교제를 포함한다.
c. 촉매
당해 조성물은 하나 이상의 촉매를 포함할 수 있다. 대표적인 촉매로는 산, 알칼리, 유기 금속 및 테트라알킬암모늄염 촉매를 포함한다. 한 실시양태에서, 촉매가 존재하는 경우, 당해 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 작게는 0.1 중량%, 0.5 중량%, 1 중량%, 크게는 5 중량%, 10 중량%, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 중량%의 촉매를 포함한다.
대표적인 산 촉매로는 무기산과 유기산을 포함한다. 대표적인 무기산으로는 염산, 질산 및 황산을 포함한다. 보다 구체적인 또 다른 실시양태에서, 당해 산 촉매는 하나 이상의 유기산을 포함한다. 대표적인 유기산으로는 아세트산과 트리플루오로아세트산을 포함한다. 당해 산 촉매는 열산 발생제 및 광산 발생제를 포함할 수 있다. 대표적인 열산 발생제로는 아민 차폐된 도데실벤젠설폰산 (DDBSA), o-니트로벤질 토실레이트 및 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 광산 발생제로는 (트리플루오로-메틸설포닐옥시)-바이시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카복스이미드 (MDT), N-하이드록시-나프탈이미드 (DDSN) 오늄염, 방향족 디아조늄염, 설포늄염, 디아릴요오드늄염, N-하이드록시아미드의 설폰산 에스테르, 이미드 및 이들의 조합을 포함한다.
대표적인 알칼리성 또는 염기성 촉매로는 무기 알칼리 및 유기 알칼리를 포함한다. 대표적인 무기 알칼리로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄 및 이들의 혼합물을 포함한다. 대표적인 유기 알칼리로는 수산화테트라알킬암모늄 예컨대 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라부틸암모늄 및 이들의 혼합물을 포함한다. 알칼리성 촉매는 열염기 발생제 및 광염기 발생제를 포함할 수 있다. 대표적인 열염기 발생제로는 ο-[(β- (디메틸아미노)에틸)아미노카보닐]벤조산, ο-[(γ-(디메틸아미노)프로필)아미노카보닐]벤조산, 2,5-비스[(β-(디메틸아미노)에틸)아미노카보닐]테레프탈산, 2,5-비스[(γ-(디메틸아미노)프로필)아미노카보닐]테레프탈산, 2,4-비스[(β-(디메틸아미노)에틸)아미노카보닐]이소프탈산, 2,4-비스[(γ-(디메틸아미노)프로필)아미노카보닐]이소프탈산 및 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 광염기 발생제로는 벤조페논 옥심 헥사메틸렌 디우레탄, 2-(9-옥소크산텐-2-일)프로피온산, 1,5,7-트리아자바이시클로[4.4.0]데크-5-엔 염 및 이들의 조합을 포함한다.
대표적인 금속 유기 촉매로는 주석 유기물, 예컨대 디부틸주석디라우레이트, 아연 유기물, 예컨대 아연 디옥타노에이트, 알루미늄 유기물, 예컨대 알루미늄 아세틸아세토네이트, 티타늄 유기물, 예컨대 티타늄 디이소프로폭사이드 비스-2,4-펜탄디오네이트 (TIACA) 및 이들의 조합을 포함한다.
대표적인 테트라알킬암모늄 염 촉매로는 테트라메틸암모늄 아세테이트, 테트라메틸암모늄 니트레이드 및 이들의 혼합물을 포함한다.
d. 나노크기 입자
당해 조성물은 하나 이상의 유형의 나노크기 입자를 포함할 수 있다. 대표적인 나노크기 입자로는 유기 나노입자, 예컨대 폴리에틸렌 (PE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE) 및 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 그리고 무기 나노입자, 예컨대 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 질화규소, 질화붕소, 다른 금속 산화물 및 다른 금속 질화물을 포함한다. 보다 구체적인 실시양태에서, 당해 나노크기 입자는 유기 입자, 무기 입자 또는 이들의 조합을 포함한다. 보다 구체적인 실시양태에서, 당해 나노크기 입자의 직경은 10 미크론 미만, 1 미크론 미만 또는 0.1 미크론 미만이다. 한 실시양태에서, 당해 나노크기 입자의 직경은 작게는 0.01 미크론, 0.1 미크론, 0.5 미크론, 크게는 1 미크론, 5 미크론, 10 미크론, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 직경을 가진다. 한 실시양태에서, 당해 조성물이 나노크기 입자를 포함하는 경우, 당해 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 작게는 0.1 중량%, 1 중량%, 5 중량%, 크게는 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 중량%의 나노크기 입자를 포함한다.
당해 나노크기 입자는 콜로이드 실리카일 수 있다. 콜로이드 실리카는 작게는 7 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, 크게는 40 nm, 50 nm, 60 nm, 70 nm, 80 nm, 100 nm, 또는 상기 수치들 중 임의의 쌍 사이에 정의된 임의의 범위 내의 수치의 직경을 갖는 입자를 포함한다. 콜로이드 실리카는 알칼리 또는 산 pH를 가질 수 있고, 양전하 또는 음전하를 가질 수 있다. 대표적인 콜로이드 실리카는 니싼 케미칼 인더스트리즈, 리미티드 (Nissan Chemical industries, Ltd.)로부터 시판되는 SNOWTEX 유형의 실리카이다. 한 실시양태에서, 콜로이드 실리카는 중합체, 플루오르 함유 모이어티, 또는 상기 양자 모두와 반응하여 결합한다.
e. 계면활성제
당해 조성물은 하나 이상의 계면활성제를 포함할 수 있다. 대표적인 계면활성제로는 BYK 케미 (Chemie)사로부터 시판되는 BYK® 306, 307, 345, 347, 에보니크 (Evonik)사로부터 시판되는 TEGO® 300 및 3M으로부터 시판되는 3M™ Novec™ 플루오로계면활성제 FC 4430을 포함한다. 한 실시양태에서, 당해 조성물이 계면활성제를 포함하는 경우, 당해 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 작게는 0.01 중량%, 0.05 중량%, 크게는 0.1 중량%, 0.5 중량%, 1 중량%, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 중량%의 계면활성제를 포함한다.
f. 윤활제
당해 조성물은 하나 이상의 윤활제를 포함할 수 있다. 대표적인 윤활제로는 퍼플루오로폴리에테르, 실리콘 및 이들의 조합을 포함한다. 보다 구체적인 한 실시양태에서, 윤활제는 말단이 캡핑되지 않은 하기 화학식 (V)의 완전 포화 퍼플루오로폴리에테르이다:
Figure pct00009
(V)
상기 화학식에서, n은 10 내지 60의 정수이다. 대표적인 윤활제로는 듀폰(DuPont)사로부터 시판되는 크라이톡스(Krytox) GPL 오일 및 솔베이(Solvay)사로부터 시판되는 PA100E을 포함한다.
한 실시양태에서, 당해 조성물이 윤활제를 포함하는 경우, 당해 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 작게는 0.01 중량%, 0.05 중량%, 0.1 중량%, 0.5 중량%, 크게는 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 중량%의 윤활제를 포함한다.
B. 조성물의 제조 방법
한 실시양태에서, 상기 실시양태 중 임의의 한 실시양태에 따른 유기 용매 및 중합체를 포함하는 조성물의 제조 방법이 제공된다. 대표적인 실시양태에서, 당해 방법은 하나 이상의 유기 용매, 및 하나 이상의 - Si-O-Ra 결합 (여기서, Ra는 탄소수 1 내지 4의 알킬임)을 함유하는 하나 이상의 실록산 전구체 물질의 혼합물을 형성시키는 단계를 포함한다. 당해 혼합물은 첨가제, 이에 제한되지는 않지만 물, 촉매, 가교제 및 나노크기 입자를 포함한다. 당해 하나 이상의 실록산 전구체 물질은 촉매의 존재 하에 반응하여 용매 중에서 중합체 매트릭스를 형성한다. 대표적인 중합 반응으로는 축합 반응을 포함한다. 추가적인 용매 및/또는 첨가제, 예컨대 촉매, 가교제, 나노크기 입자 및 계면활성제가 반응 혼합물에 첨가될 수 있다.
대표적인 적절한 전구체 물질로는 알콕시-캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 및 퍼플루오로트리에톡시실란을 포함한다. 대표적인 알콕시-캡핑된 퍼플루오로폴리에테르는 솔베이로부터 플루오로링크 (Fluorolink) S10이라는 이름으로 시판되는 트리에톡시-말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르이다. 대표적인 퍼플루오로트리에톡시실란은 에보니크 데구사 (Evonik Degussa)로부터 F8261이라는 이름으로 시판되는 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란이다.
기타의 대표적인 적절한 전구체 물질로는 테트라알콕시 실란, 트리알콕시 실란, 디알콕시 실란, 모노알콕시 실란 및 이들의 조합을 포함한다. 테트라알콕시 실란은 1개 이상의 에톡시, 메톡시 및/또는 프로폭시 기뿐만 아니라 수소, 메틸, 에틸 또는 프로필 기를 포함할 수 있다. 대표적인 테트라알콕시 실란으로는 테트라에틸 오르쏘실리케이트 (TEOS) 및 테트라메톡시실란, 즉 테트라메틸 오르쏘실리케이트 (TMOS)을 포함한다. 대표적인 트리에톡시 실란으로는 메틸트리에톡시 실란 (MTEOS), 아미노프로필트리에톡시 실란 (APTEOS), APTEOS-트리플레이트, 비닐트리에톡시 실란 (VTEOS), 디에틸포스파토에틸트리에톡시 실란 및 (3-글리시독시프로필)-트리메톡시 실란을 포함한다. 대표적인 디알콕시 실란은 메틸디에톡시 실란 (MDEOS), 디메틸디에톡시 실란 (DMDEOS) 및 페닐디에톡시 실란 (PDEOS)이다.
중합체 매트릭스는 복수개의 Si-O-Si 결합 및 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티를 포함한다. 각각의 플루오르 함유 모이어티는 적어도 하나의 Si-O-Si 결합에 독립적으로 부착된다. 각각의 플루오로 함유 모이어티는 독립적으로 연결부 및 상기 연결부에 부착된 플루오르화 부분을 포함한다.
촉매는 상기 기술된 바와 같은 산 촉매일 수 있다. 대표적인 산 촉매로는 염산, 질산, 황산, 아세트산 및 트리플루오로아세트산을 포함한다. 폴리실록산 전구체 물질의 산 촉매화 가수분해 및 중축합 반응에 대해서는 공지되어 있다.
촉매는 상기 기술된 바와 같은 알칼리성 또는 염기성 촉매일 수 있다. 대표적인 알칼리성 또는 염기성 촉매로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄, 테트라메틸수산화암모늄 및 테트라부틸수산화암모늄을 포함한다. 폴리실록산 전구체 물질의 염기 촉매화 가수분해 및 중축합 반응에 대해서는 공지되어 있다.
촉매는 상기 기술된 바와 같은 금속 유기 촉매일 수 있다. 대표적인 금속 유기 촉매로는 주석 유기물 예컨대 디부틸주석디라우레이트, 아연 유기물 예컨대 아연 디옥타노에이트, 알루미늄 유기물 예컨대 알루미늄 아세틸아세토네이트, 티타늄 유기물 예컨대 티타늄 디이소프로폭사이드 비스-2,4-펜탄디오네이트 (TIACA) 및 이들의 조합을 포함한다. 폴리실록산 전구체 물질의 금속 유기 촉매화 중합 반응에 대해서는 공지되어 있다.
촉매는 상기 기술된 바와 같은 테트라알킬암모늄 염 촉매일 수 있다. 대표적인 테트라알킬암모늄 염 촉매로는 테트라메틸암모늄 아세테이트, 테트라메틸암모늄 니트레이드 및 이들의 조합을 포함한다. 폴리실록산 전구체 물질의 테트라알킬암모늄 염 촉매화 중합 반응에 대해서는 공지되어 있다.
한 실시양태에서, 혼합된 성분들의 교반은 낮게는 0℃, 20℃, 30℃, 50℃, 높게는 75℃, 80℃, 90℃, 100℃, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 온도에서 수행된다. 보다 구체적인 또 다른 실시양태에서, 혼합된 성분들의 교반은 적게는 0.5 시간, 1 시간, 길게는 50 시간, 200 시간, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 기간 동안 수행된다.
혼합 및 반응 단계들은 모두 혼합물의 성분들을 교반하는 단계를 포함할 수 있다. 성분들은 적게는 20 분, 30 분, 1 시간, 2 시간, 많게는 8 시간, 12 시간, 24 시간, 48 시간, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 시간 동안 교반될 수 있다. 성분들은 낮게는 실온, 25℃, 30℃, 40℃, 또는 높게는 50℃, 60℃, 75℃, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 온도에서 교반될 수 있다.
C. 코팅된 기판 및 기판 상에 광학적 투명 코팅을 형성하는 방법
한 실시양태에서, 기판 및 광학적 투명 코팅을 포함하는 코팅된 부재가 제공된다.
다른 실시양태에서, 기판 상에 광학적 투명 코팅을 형성하는 방법이 제공된다. 당해 방법은 유기 용매 및 중합체를 포함하는 상기 실시양태 중 임의의 한 실시양태에 따른 조성물로 기판을 코팅하는 단계, 및 상기 조성물을 경화시켜 기판 상에 광학적 투명 코팅을 형성하는 단계를 포함한다.
대표적인 기판으로는 유리, 세라믹, 플라스틱, 직물, 종이, 금속 및 금속 산화물 기판을 포함한다. 대표적인 세라믹 기판으로는 사기, 세라믹 타일, 사발, 욕조, 대야 세라믹 및 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 플라스틱 기판으로는 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리카보네이트 (PC), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS) 및 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 금속 산화물로는 산화규소, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화나트륨, 산화인듐, 산화아연 및 인듐 주석 산화물 (ITO) 및 이들의 조합을 포함한다.
기판은 광학적으로 투명할 수 있다. 기판 그 자체는 폴리실록산 코팅이 도포되는 하나 이상의 기저에 도포된 코팅 및/또는 사전 도포된 코팅을 포함한다. 대표적인 사전 도포된 코팅 또는 기저에 도포된 코팅으로는 반사 방지 코팅, 방현 (anti-glare) 코팅 및 스크래치 방지 코팅을 포함한다.
광학적 투명 코팅을 형성하는 방법은 추가로 하나 이상의 사전처리 단계를 포함할 수 있다. 대표적인 사전처리 단계로는 기판을 표면 처리하는 단계, 기판을 세척하는 단계, 및 기판을 프라이머 코팅하는 단계를 포함한다. 대표적인 표면 처리 방법으로는 기판의 플라즈마 처리, 기판의 기계적 질감 처리 및 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 세척 방법으로는 물 세척, 산 세척, 알칼리 세척 또는 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 산 세척 방법으로는 플루오르화수소산, 질산, 아세트산 또는 이들의 조합을 이용한 세척을 포함한다. 대표적인 알칼리 세척 방법으로는 무기 알칼리 예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 암모니아, 유기 알칼리 예컨대 테트라메틸수산화암모늄 또는 화학식 NR3 (여기서, R은 수소 또는 알킬기임)의 아민, 또는 이들의 조합을 이용한 세척을 포함한다. 대표적인 세척 방법으로는 기판을 헹구는 단계, 기판을 침지시키는 단계, 기판을 브러슁하는 단계, 기판을 초음파로 세척하는 단계 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 하나 이상의 세척 단계를 포함한다. 대표적인 프라이머 코팅 방법으로는 졸-겔 코팅, 증발 코팅 및 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 졸-겔 코팅으로는 실리카, 알루미늄, 지르코늄, 티타늄, 주석의 산화물 및 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 증발 코팅으로는 테트라에톡실실란 (TEOS), 헥사메틸디실라잔 (HMDS) 및 이들의 조합을 포함한다.
기판을 코팅하는 단계는 하나 이상의 습식 또는 건식 코팅 방법을 포함할 수 있다. 대표적인 습식 코팅 방법으로는 분무, 스핀, 롤러, 침지, 슬릿, 커튼 및 브러쉬 방법 또는 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 건식 코팅 방법으로는 화학 증착법 (CVD), 물리 증착법 (PVD) 또는 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 CVD 방법으로는 플라스마 CVD (PECVD), 광학 CVD 및 열 CVD를 포함한다. 대표적인 PVD 방법으로는 진공 증발, 반응성 증발, 이온 빔 보조 증발, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 보다 바람직하게는 진공 증발 및 스퍼터링을 포함한다. 실례로, PVD 방법은 승화에 의해 증기를 형성하는 단계 또는 1개 이상의 유기 성분을 증발시키는 단계를 포함할 수 있으며, 이후 상기 증기를 기판 상에 박막 내로 응축시키는 단계를 수반한다. 한 실시양태에서, PVD 방법은 캡슐 매트릭스를 용액 내로 침지시키는 단계, 및 상기 습윤된 캡슐 매트릭스를 건조시켜 대상물을 수득하는 단계를 포함하는 캡슐 매트릭스의 제조를 포함한다. 대표적인 캡슐 매트릭스는 금속 울 (wool)이다. 이후, 대상물은 PVD 챔버 내에서 PVD를 수행하는 경우 증기의 공급원으로 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 기판은 PVD에 의해 코팅이 도포되기 전에 프라이머로 코팅된다. 대표적인 프라이머로는 산화규소를 포함한다. 대표적인 PVD 챔버 조건으로는 약 80℃의 온도 및 약 10-3 Pa의 압력을 포함한다.
보다 구체적인 실시양태에서, PVD 방법은 코팅을 포함하는 캡슐 매트릭스를 형성하는 단계, 기판에 프라이머를 도포하는 단계, 상기 캡슐 매트릭스와 기판을 PVD 챔버 내에 위치시키는 단계, PVD 챔버 내에서 PVD를 수행하여 상기 캡슐 매트릭스로부터 상기 코팅을 기화 또는 증발시키는 단계, 및 생성된 증기를 기판 상에 응축시켜 코팅을 형성하는 단계를 포함한다.
조성물을 경화시키는 단계는 하나 이상의 열처리 또는 오븐 가열법을 포함할 수 있다. 대표적인 열처리로는 핫플레이트 가열, 전기 가열, 적외선 (IR) 가열, 기체 불꽃 가열을 포함한다. 경화는 통풍 조건, 활성 기체 조건 또는 이들의 조합 하에 수행될 수 있다. 대표적인 활성 기체로는 암모니아 및 화학식 NR3 (여기서, R은 알킬기임)의 아민을 포함한다. 조성물의 경화는 가습, 촉매를 사용한 후처리, 광조사, 전자빔 조사 및 이들의 조합으로부터 선택되는 하나 이상의 공정을 포함할 수도 있다.
조성물의 경화는 낮게는 25℃, 50℃, 75℃, 100℃, 높게는 150℃, 175℃, 200℃, 250℃, 300℃의 온도, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 온도에서 적어도 부분적으로 수행될 수 있다. 경화 단계의 지속 시간은 길게는 30 분, 25 분, 20 분, 짧게는 15 분, 10 분, 5 분, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 시간일 수 있다.
D. 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅의 구체적인 특성
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은 작게는 80°, 90°, 95°, 100°, 크게는 105°, 108°, 110°또는 그 이상, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 수 접촉각을 가질 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은 작게는 50°, 60°, 65°, 70°, 75°, 크게는 80°, 85°, 90°, 95°, 또는 그 이상, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 올레산 접촉각을 가질 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은, 스크래치 시험 전과 후의 수 접촉각 또는 올레산 접촉각에 있어서의 차이로 측정된 바와 같이 증가된 스크래치 내성을 제공할 수 있다. 스크래치 시험 후 수 접촉각 손실은 작게는 0°, 5°, 10°, 크게는 20°, 30°, 40°, 또는 그 이상, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 수치일 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은, 동적 마찰 계수에 반영되어 있는 바와 같이 매끄러운 코팅 표면을 제공할 수 있다. 동적 마찰 계수는 작게는 0.03, 0.05, 0.1, 크게는 0.2, 0.5, 0.7, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 수치일 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은 작게는 1 nm, 5 nm, 10 nm, 50 nm, 100 nm, 크게는 500 nm, 1 미크론, 5 미크론, 10 미크론, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 최종 코팅 두께를 가질 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은 디스플레이, 터치 패널, 고글, 거울, 건축물의 유리, 오토바이, 물 가열기, 전자적 컨트롤 패널, 온실 또는 광전지 성분의 일부를 형성하는 기판을 코팅하는데 사용된다.
E. 코팅 용액의 또 다른 실시양태
다른 실시양태에서, 코팅 용액이 제공된다. 상기 코팅 용액으로는 탄소수 1 내지 4의 하나 이상의 알콜; 화학식 [Ra-O]3-Si-[CH2]a-O-W1-O-[CH2]b-Si-[O-Ra]3 (여기서, Ra는 탄소수 1 내지 4의 알킬이며; a는 2 내지 10이고; b는 2 내지 10이며; W1은 하나 이상의 -CF2-O-CF2- 결합을 포함함)의 하나 이상의 퍼플루오로에테르 함유 중합체를 포함한다. 화학식 [Ra-O]3-Si-[CH2]a-O-W1-O-[CH2]b-Si-[O-Ra]3 의 중합체는 알콕시 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르로부터 형성될 수 있다. 탄소수 1 내지 4의 대표적인 알콜로는 이소프로필 알콜, 에탄올 및 이들의 혼합물을 포함한다.
당해 코팅 용액은 탄소수 3 내지 10의 플루오르화 알칸을 추가로 포함할 수 있다. 대표적인 플루오르화 알칸은 에보니크 데구사로부터 F8261이라는 이름으로 시판되는 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄이다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은 작게는 90°, 95°, 96°, 높게는 97°, 101°, 105°또는 그 이상, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 수 접촉각을 가질 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은 작게는 60°, 65°, 70°, 75°, 크게는 80°, 85°, 90°, 또는 그 이상, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 올레산 접촉각을 가질 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은, 스크래치 시험 전과 후의 수 접촉각 또는 올레산 접촉각에 있어서의 차이로 측정된 바와 같이 증가된 스크래치 내성을 제공할 수 있다. 스크래치 시험 후 수 접촉각 손실은 작게는 0°, 5°, 10°, 크게는 20°, 30°, 40°, 또는 그 이상, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 수치일 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은, 동적 마찰 계수에 반영되어 있는 바와 같이 매끄러운 코팅 표면을 제공할 수 있다. 동적 마찰 계수는 작게는 0.03, 0.05, 0.1, 크게는 0.2, 0.5, 0.7, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 수치일 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은 작게는 1 nm, 5 nm, 10 nm, 50 nm, 100 nm, 크게는 500 nm, 1 미크론, 5 미크론, 10 미크론, 또는 상기 수치들 중 임의의 두 수치 사이에 정의된 임의의 범위 내의 최종 코팅 두께를 가질 수 있다.
상기 실시양태들 중 임의의 한 실시양태에서 형성된 코팅은 디스플레이, 터치 패널, 고글, 거울, 건축물의 유리, 오토바이, 물 가열기, 전자적 컨트롤 패널, 온실 또는 광전지 성분의 일부를 형성하는 기판을 코팅하는데 사용된다.
실시예
A. 중합된 1H, 1H, 2H, 2H- 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란
1. 1H, 1H, 2H, 2H- 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란의 산 촉매화 중합
에탄올, 탈염수 및 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란 (에보니크 데구사로부터 F8261이라는 이름으로 시판됨)을 표 1에 나타낸 양으로 250 mL의 플라스크에 첨가하였다. 상기 혼합물을 자석을 이용하여 10 분간 교반하고, 아세트산을 뷰렛으로 적가하여, 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란 중의 에톡시실란 모이어티의 산-촉매화 가수분해 반응을 유도하였다. 상기 혼합물을 추가로 120분간 교반하였다. 당시의 자석 교반기의 회전 속도는 300 rpm으로 설정하였고, 용액을 6 시간 동안 교반하였다. 실시예 5에서, 6 시간의 교반 동안 용액을 74℃로 가열한 후, 가열을 중지시키고 자석 교반을 밤새 지속하였다.
실시예 3과 5에서, 생성된 용액을 이후 표 1에 기재된 바와 같이 에탄올로 희석시키고, 용액을 기재된 대로 교반하였다.
실시예 1, 3 및 5의 제조
실시예 1 실시예 3 실시예 5
에탄올 (g) 91 50 50
탈염수 (g) 2 4 4
F8261 (g) 2 4 4
아세트산 (g) 5 10 10
희석된 용액 (g):에탄올(g) - 33:66 34:66
교반 시간 (시간) - 24 0.5
각 용액 1, 3 및 5를 표 2에 기재된 바와 같이 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (솔베이로부터 365 mfc로서 시판됨, 끓는점 약 40℃)으로 희석시켰다. 상기 혼합물을 30분 동안 자석을 이용하여 교반시켰다. 실시예 21에서, 상기 용액을 25℃에서 3 시간 동안 교반하여 투명한 액체를 수득하였다.
실시예 2, 21, 4 및 6-8의 제조
실시예 2 실시예 21 실시예 4 실시예 6 실시예 7 실시예 8
출발 용액 실시예 1 실시예 1 실시예 3 실시예 5 실시예 5 실시예 5
용액량 (g) 33 17 33 50 33 25
365 mfc (g) 66 34 66 50 66 75
각각의 실시예 1-8 및 21에서, 샘플의 소수성을 측정하였다. 두께가 0.7 mm인 평판 디스플레이 유리의 70 mm × 70 mm 조각을 이소프로판올 중에 침지시키고 초음파 세척 기계에 5 분 동안 놓아두어 사전 세척하였다.
각 실시예 1-8 및 21의 1.5 mL의 샘플을 500 rpm의 회전 속도를 이용하여 20초 동안 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 각 샘플을 표 3에 기재된 바와 같이 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 각 코팅에 대한 수 접촉각 및 실시예 21에 있어서 올레산 접촉각을 서피스 일렉트로 옵틱스 피닉스 300 (Surface Electro Optics Phoenix 300) 접촉각 분석기를 사용하여 측정하였다. 각 샘플에 대한 접촉각을 표 3에 나타내었다.
소성 조건 및 생성된 접촉각
실시예 경화 온도 (℃) 경화 시간 (분) 수 접촉각(°) 올레산 접촉각(°)
실시예 1 150 10 97 -
실시예 2 150 10 108 -
실시예 2 200 10 110 -
실시예 2 250 10 113 -
실시예 2 250 30 114 -
실시예 3 150 10 98 -
실시예 4 150 10 110 -
실시예 4 200 10 114 -
실시예 4 250 10 116 -
실시예 4 250 30 117 -
실시예 5 250 30 108 -
실시예 6 150 10 113 -
실시예 7 150 10 125 -
실시예 7 250 10 126 -
실시예 7 250 30 121 -
실시예 8 150 10 113 -
실시예 8 250 10 125 -
실시예 21 200 5 103 67
중합이 일어났는지를 확인하기 위해, F8261 및 실시예 7에 대한 FTIR 스펙트럼을 수득하였다. 스펙트럼의 비교를 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 7의 스펙트럼은 F8261의 스펙트럼에는 존재하지 않는 1052.4 cm-1에서의 피크를 포함한다. 이 피크는 -Si-O-Si- 구조에 있어서 전형적인 것이다. 당해 피크의 형성은 실록산의 축합 및 이에 따른 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란의 중합이 합성하는 동안에 일어났음을 의미하는 것이다.
2. 1H, 1H, 2H, 2H- 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란의 알칼리 촉매화 중합
실시예 19에서, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 (DPM)을 표 4에 나타난 양으로 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란 (에보니크 데구사의 F8261) 중에 용해시켰다. 수산화나트륨을 촉매로서 첨가하였다. 상기 용액을 균질하고 투명한 상태가 될 때까지 흔들었다. 상기 용액을 7 시간 동안 교반하면서 60℃로 가열하여 염기 촉매화 가수분해 반응을 수행하였다. 최종 생성물은 반투명하며 옅은 흰색이었다.
실시예 19의 제조
실시예 19
F8261 (g) 0.525
DPM (g) 52.5
0.5% 질량 분획의 NaOH 수용액 1.234
실시예 19의 샘플 1.5 mL를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 또한, 실시예 19의 샘플 1.5 mL를 70 mm × 70 mm의 반사 방지 (AR) 코팅된 태양광 유리 (질감 처리됨) 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 AR 코팅된 태양광 유리 샘플을 물로 씻어내고, 실시예 19를 도포하기 전에 먼저 바람을 불어 건조시켰다. 샘플을 200℃에서 5 분간 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 19에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각과 올레산 접촉각을 표 5에 나타내었다.
접촉각 결과
실시예 수 접촉각(°) 올레산 접촉각(°)
실시예 19 - 유리 99 67
실시예 19 - AR 유리 90 -
실시예 22 및 23에서, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란 (에보니크 데구사의 F8261)을 표 6에 나타낸 양으로 메틸 에틸 케톤 (MEK) 또는 에탄올에 첨가하였다. 0.5% 또는 3% 질량 분획의 수산화나트륨 용액을 촉매로서 첨가하였다. 실시예 22 용액을 당해 용액이 균질하면서 투명해질 때까지 흔든 후, 50℃에서 3 시간 동안 교반하여 염기 촉매화 가수분해를 수행하였다. 실시예 23을 25℃에서 3 시간 동안 교반하여 염기 촉매화 가수분해를 수행한 후, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (솔베이의 365 mfc) 중에서 희석시켰다.
실시예 22 및 23의 제조
실시예 22 실시예 23
F8261 (g) 0.6 0.5
메틸에틸케톤 (g) 59.4 -
에탄올 (g) - 9.5
0.5% NaOH (g) 1.4 -
3% NaOH (g) - 0.5
365 mfc (g) - 40
실시예 22 및 23의 각 샘플 1.5 mL를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 샘플을 200℃에서 5 분간 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 22 및 23에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각과 올레산 접촉각을 표 7에 나타내었다.
접촉각 결과
실시예 수 접촉각(°) 올레산 접촉각(°)
실시예 22 105 63
실시예 23 100 62
3. 1H, 1H, 2H, 2H- 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란의 DBTDL 촉매화 중합
1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란 (에보니크 데구사의 F8261) 및 디메틸디에톡시실란 (DMDEOS)을 표 8에 나타낸 양으로 용매인 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (솔베이의 365 mfc) 및 에탄올과 혼합하였다. 가수분해를 위해 물을 첨가하고 디부틸주석디라우레이트 (DBTDL)를 염 촉매로서 첨가하였다. 상기 혼합물을 25℃에서 17 시간 동안 교반하여 염 촉매화 중합을 수행하였다. 투명하고 무색의 액체가 생성되었다.
실시예 29의 제조
실시예 29
F8261 (g) 0.5
DMDEOS (g) 0.025-0.15
에탄올 (g) 6.5
365 mfc (g) 16
DBTDL (g) 0.5
물 (g) 1
실시예 29의 샘플 1.5 mL를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 샘플을 200℃에서 5 분간 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 29에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각을 표 9에 나타내었다.
실시예 29에 있어서 동적 마찰 계수는 광저우 비아오지 패키징 이큅먼트 컴퍼니 리미티드 (Guangzhou Biaoji Packaging Equipment Co., Ltd.)의 GM-1 마찰 계수 시험기를 사용하여 측정하였다. 마찰 재료는 더블 에이 (Double A) 종이를 사용하였다. 동적 마찰 계수를 표 9에 나타내었다.
동적 마찰 계수
실시예 수 접촉각(°) 동적 마찰 계수
실시예 29 96 0.57
B. - Si ( OCH 2 CH 3 ) 3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르
1. 용매 안정화된 - Si ( OCH 2 CH 3 ) 3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르
실시예 10, 14 및 20에서, 약 1750 내지 1950의 분자량을 갖는 -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이로부터 플루오로링크 S10으로 시판됨)를 표 12에 기재된 양으로 용매 또는 용매의 혼합물에 첨가하였다. 실시예 10에서, 생성된 혼합물을 밤새 교반하여 상기 S10을 용매와 반응시켰다. 실시예 14에서, 상기 혼합물을 자석을 이용하여 4 시간 동안 교반하여 상기 S10을 용매와 반응시켰다. 실시예 20에서, 상기 혼합물을 25℃에서 3 시간 동안 교반하여 상기 S10을 용매와 반응시키고, 48 시간 동안 방치시켰다. 실시예 20에서의 최종 용액은 투명하고 무색이었다.
실시예 10, 14 및 20의 제조
실시예 10 실시예 14 실시예 20
플루오로링크 S10 (g) 0.2 0.67 1
이소프로필알콜 (g) 99.8 - -
에탄올 (g) - 31.27 -
365 mfc (g) - 68.73 -
이소프로필알콜 또는 에탄올 (g) - - 99
실시예 10, 14 및 20의 각 샘플 1.5 mL를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 또한, 실시예 20의 샘플 1.5 mL를 70 mm × 70 mm의 반사 방지 (AR) 코팅된 태양광 유리 (질감 처리됨) 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 AR 코팅된 태양광 유리 샘플을 물로 씻어내고, 실시예 19를 도포하기 전에 먼저 바람을 불어 건조시켰다. 샘플을 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 10 및 14에 대한 샘플은 150℃에서 10 분간 경화시켰다. 실시예 20에 대한 샘플은 200℃에서 5 분간 경화시켰다. 실시예 10, 14 및 20에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각과 올레산 접촉각을 표 11에 나타내었다.
접촉각
실시예 수 접촉각(°) 올레산 접촉각(°)
실시예 10 101 -
실시예 14 96 -
실시예 20 - 유리 97 63
실시예 20 - AR 유리 90 -
2. - Si ( OCH 2 CH 3 ) 3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르의 산 촉매화 중합
실시예 11 및 12에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 및 탈염수를 표 12에 기재된 양으로 에탄올 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (솔베이로부터 시판되는 365 mfc) 또는 에톡시노나플루오로부탄 (3M에서 Novec 7200으로 시판됨, 끓는점 약 70-72℃)의 혼합물에 첨가하였다. 상기 혼합물을 각각 자석을 이용하여 10 분간 교반한 후, 아세트산을 뷰렛으로 적가하고 20 분간 더 교반하였다. 당시의 자석 교반기의 속도는 300 rpm으로 설정하였다. 실시예 11을 20 시간 동안 교반하여 산 촉매화 가수분해 중합 반응을 유도하였다. 실시예 12을 74℃로 가열하고 6 시간 동안 교반하여 산 촉매화 가수분해 중합 반응을 유도하였다.
실시예 24에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10)를 표 12에 기재된 양으로 에탄올 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (솔베이의 365 mfc)의 혼합된 용매에 첨가하였다. 질산 (3.5% 질량 분획)을 촉매로서 첨가하고, 상기 용액을 25℃에서 1 시간 동안 교반하여 산 촉매화 가수분해 중합 반응을 유도하였다. 투명한 액체가 생성되었다.
실시예 25에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10)를 표 12에 기재된 양으로 에탄올에 용해시켰다. 질산 (3.5% 질량 분획)을 촉매로서 첨가하였다. 상기 혼합된 용액을 균질하게 될 때까지 흔들었다. 400-700의 분자량을 갖는 실란올 말단화된 폴리디메틸실록산 (GELEST에서 DMS-S12로 시판됨)을 에탄올 중에서 10% 질량 분획까지 희석시켰다. 10%의 S12 용액을 S10 용액에 적가하여 (적가 간격 10 초) 산 촉매화 가수분해 중합 반응을 유도하였다. 10 분 동안의 교반 후에, 투명하고 무색의 최종 액체가 생성되었다.
실시예 11, 12, 24 및 25의 제조
실시예 11 실시예 12 실시예 24 실시예 25
플루오로링크 S10 (g) 2 2 0.5 0.2
에탄올 (g) 11 30.2 16 49
365 mfc (g) 80 - 33 -
3M Novec 7200 (g) - 60.8 - -
탈염수 (g) 2 2 - -
아세트산 (g) 5 5 - -
3.5% 질산 (g) - - 0.5 2
에탄올 중의 10% DMS-S12 (g) - - - 1
실시예 11 및 12의 각 샘플 1.5 mL를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 샘플을 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 11 및 12에 대한 샘플은 150℃에서 10 분간 경화시켰다. 실시예 24 및 25에 대한 샘플은 200℃에서 5 분간 경화시켰다. 실시예 11, 12, 24 및 25에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각과 올레산 접촉각을 표 13에 나타내었다.
접촉각
실시예 수 접촉각(°) 올레산 접촉각(°)
실시예 11 96 -
실시예 12 93 -
실시예 24 102 71
실시예 25 103 -
실시예 25에 있어서 동적 마찰 계수는 광저우 비아오지 패키징 이큅먼트 컴퍼니 리미티드의 GM-1 마찰 계수 시험기를 사용하여 측정하였다. 마찰 재료는 더블 에이 종이를 사용하였다. 동적 마찰 계수를 표 14에 나타내었다. S12를 포함시켰더니 매우 우수한 동적 마찰 결과를 나타내었다.
동적 마찰 계수
실시예 수 접촉각(°) 동적 마찰 계수
실시예 25 103 0.22
3. - Si ( OCH 2 CH 3 ) 3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르의 DBTDL 염 촉매화 중합
실시예 26에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10)를 표 15에 기재된 양으로 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (솔베이의 365 mfc)과 혼합하였다. 상기 혼합물을 자석 교반기로 교반하였다. 디부틸주석디라우레이트 (DBTDL) 촉매를 에탄올을 사용하여 10% 질량 분획으로 희석시켰다. 10% 질량 분획의 DBTDL 혼합물을 S10 용액에 적가하여 (적가 간격 10 초) 염 촉매화 가수분해 중합 반응을 유도하였다. 1 시간의 교반 후에, 투명하고 무색인 최종 액체가 생성되었다. 당해 액체를 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄으로 희석하였다.
실시예 27에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10)를 표 15에 기재된 양으로 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (솔베이의 365 mfc)과 혼합하였다. 상기 혼합물을 자석 교반기로 교반하였다. 디부틸주석디라우레이트 (DBTDL) 촉매를 에탄올을 사용하여 1% 질량 분획으로 희석시켰다. 상기 1% 질량 분획의 DBTDL을 S10 용액에 적가하였다. 디메틸디에톡시실란 (DMDEOS)을 에탄올을 사용하여 10% 질량 분획으로 희석시켰다. 10% 질량 분획의 DMDEOS 및 물을 S10 및 DBTDL의 혼합물에 첨가하여 염 촉매화 가수분해 중합 반응을 유도하였다. 24 시간의 교반 후에, 투명하고 무색인 최종 액체가 생성되었다. 당해 액체를 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄으로 희석하였다.
실시예 28에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10)를 표 15에 기재된 양으로 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (솔베이의 365 mfc)과 혼합하였다. 상기 혼합물을 자석 교반기로 교반하였다. 디부틸주석디라우레이트 (DBTDL) 촉매를 에탄올을 사용하여 1% 질량 분획으로 희석시켰다. 상기 1% 질량 분획의 DBTDL을 S10 용액에 적가하였다. 디메틸디에톡시실란 (DMDEOS)을 에탄올을 사용하여 10% 질량 분획으로 희석시키고 물을 첨가하였다. 10%의 DMDEOS 용액을 70℃에서 4 시간 동안 교반하여 DMDEOS를 가수분해하였다. 상기 가수분해된 10%의 DMDEOS 용액을 S10에 첨가하여 염 촉매화 가수분해 중합 반응을 유도하였다. 25℃에서 24 시간의 교반 후에, 투명하고 무색인 최종 액체가 생성되었다. 당해 액체를 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄으로 희석하였다.
실시예 26-28의 제조
실시예 26 실시예 27 실시예 28
플루오로링크 S10(g) 2 2 2
365 mfc (g) 47 45 45
에탄올 중의 1% DBTDL (g) - 2 2
에탄올 중의 10% DMS-S12 (g) 1 - -
에탄올 중의 10% DBTDL (g) 0.1 - -
에탄올 중의 10% DMDEOS (g) - 1 -
에탄올 + 물 중의 10% DMDEOS (g) - - 1
물 (g) - 0.1 -
희석액 365 mfc (g) 19 19 19
실시예 11 및 12의 각 샘플 1.5 mL를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 샘플을 200℃에서 5 분간 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 26-28에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각을 표 16에 나타내었다.
실시예 26-28에 있어서 동적 마찰 계수는 광저우 비아오지 패키징 이큅먼트 컴퍼니 리미티드의 GM-1 마찰 계수 시험기를 사용하여 측정하였다. 마찰 재료는 더블 에이 종이를 사용하였다. 동적 마찰 계수를 표 16에 나타내었다.
동적 마찰 계수
실시예 수 접촉각(°) 동적 마찰 계수
실시예 26 90 0.24
실시예 27 92 0.11
실시예 28 92 0.11
4. 콜로이드 실리카를 사용한 - Si ( OCH 2 CH 3 ) 3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르의 중합
실시예 30-32에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (S10)를 표 17에 기재된 양으로 용매 중에 용해시켰다. 낮은 pH 및 20-25 nm의 구형 입자를 갖는 콜로이드 실리카 (니싼 케미칼에서 SNOWTEX-0-40으로 시판됨)를 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 용액을 25℃에서 3 시간 동안 교반한 후, 상기 혼합물을 희석하였다. 25℃에서 3 시간 동안 추가로 교반시킨 후, 콜로이드 실리카와 퍼플루오로폴리에테르의 중합 간에 반응이 일어났다. 약간 흰 색상의 반투명 액체가 생성되었다.
실시예 33에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (S10)를 표 17에 기재된 양으로 에탄올 중에 용해시켰다. 알칼리성 pH 및 10-15 nm의 구형 입자를 갖는 콜로이드 실리카 (니싼 케미칼에서 SNOWTEX-N-40으로 시판됨), 낮은 pH 및 50-80 nm의 구형 입자를 갖는 콜로이드 실리카 (니싼 케미칼에서 SNOWTEX-OYL로 시판됨) 및 낮은 pH 및 40-50 nm의 구형 입자를 갖는 콜로이드 실리카 (니싼 케미칼에서 SNOWTEX-OL로 시판됨)로부터 선택된 콜로이드 실리카를 상기 용액에 첨가하였다. 25℃에서 5 시간 동안 교반시킨 후, 상기 콜로이드 실리카와 퍼플루오로폴리에테르의 중합 간에 반응이 일어났다. 흰 색상의 반투명 액체가 생성되었다.
실시예 30-33의 제조
실시예 30 실시예 31 실시예 32 실시예 33
S10 (g) 0.3 0.3 0.3 0.3
에탄올 (g) 29.4 - - 29.4
이소프로판올 (g) - 29.4 - -
테트라플루오로-1-프로판올 (g) - - 29.4 -
SNOWTEX-0-40 (g) 0.3 0.3 0.3 -
콜로이드 실리카 (g) - - - 0.3
에탄올 (g) 120 - - -
이소프로판올 (g) - 120 - -
테트라플루오로-1-프로판올 (g) - - 120 -
실시예 30-33의 각 샘플 1.5 mL를, 유리 조각을 물보다는 3% (질량 분획)의 수산화나트륨 중에 침지시키는 것을 제외하고는 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 샘플을 200℃에서 5 분간 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 30-33에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각을 표 18에 나타내었다.
각각의 디스플레이 유리 조각을 스크래치하는데 CETR의 UMT-2 트라이보미터 (Tribometer, 마찰계)를 사용하였다. 스크래칭 과정에는 5N의 중량, 경질 섬유 스크래칭 헤드, 15 mm의 거리, 10 mm/s의 속도 및 500번의 반복 (750 초)을 이용하였다. 상기 스크래칭 과정 후에 접촉각 분석기로 각 코팅의 수 접촉각을 측정하였다. 이 결과를 표 18에 나타내었다.
실시예 30-33에 있어서 접촉각 및 마모량
실시예 스크래치 시험 전 수 접촉각 (°) 스크래치 시험 후 수 접촉각 (°) 스크래치 시험 전
올레산 접촉각 (°)		 스크래치 시험 후
올레산 접촉각 (°)
실시예30 125 101 87 71
실시예31 129 102 88 71
실시예32 152 102 90 71
실시예33 102-120 101 71-83 71
5. 윤활제를 사용한 - Si ( OCH 2 CH 3 ) 3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르의 중합
실시예 34에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10) 및 약 7000의 분자량을 갖는 말단이 캡핑되지 않은 퍼플루오로폴리에테르 (듀폰사로부터 시판되는 크라이톡스 GPL-107, 완전 포화된 퍼플루오로폴리에테르)를 표 19에 기재된 양으로 에톡시노나플루오로부탄 (3M의 Novec 7200)에 첨가하고, 상기 용액을 25℃에서 10 분간 교반하여 균질한 상태가 되게 하였더니 투명한 액체가 생성되었다.
실시예 34의 제조
실시예 34
플루오로링크 S10 8
GPL-107 (g) 2
HFE-7200 (g) 40
실시예 35에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10) 및 약 7000의 분자량을 갖는 말단이 캡핑되지 않은 퍼플루오로폴리에테르 (듀폰사로부터 GPL-107로 시판됨)를 표 20에 기재된 양으로 에톡시노나플루오로부탄 (3M의 Novec 7200)에 첨가하고, 상기 용액을 25℃에서 10 분간 교반하여 균질한 상태가 되게 하였다. 1M의 TBAH/메탄올 (메탄올 중의 1 mol/L의 테트라부틸수산화암모늄, 시그마 알드리치 (Sigma-Aldrich)에서 시판됨)을 에탄올을 사용하여 10%의 질량 분획으로 희석시키고, 상기 10% 질량 분획의 1M TBAH/메탄올을 촉매로서 첨가하여 상기 용액을 25℃에서 10 분간 교반하여 균질한 상태가 되게 하였더니 투명한 액체가 생성되었다.
실시예 35의 제조
실시예 35
플루오로링크 S10 (g) 6.0
GPL-107 (g) 1.0
에탄올 중의 10% 1M TBAH/메탄올 (g) 2.3
HFE-7200 (g) 25.7
실시예 36에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10)를 표 21에 기재된 양으로 에톡시노나플루오로부탄 (3M의 Novec 7200)에 첨가하고, 상기 용액을 25℃에서 10 분간 교반하여 균질한 상태가 되게 하였더니 투명한 액체가 생성되었다.
실시예 37에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10)를 표 21에 기재된 양으로 에톡시노나플루오로부탄 (3M의 Novec 7200)에 첨가하고, 상기 용액을 25℃에서 10 분간 교반하여 균질한 상태가 되게 하였다. 1M의 TBAH/메탄올 (메탄올 중의 1 mol/L의 테트라부틸수산화암모늄, 시그마 알드리치에서 시판됨)을 에탄올을 사용하여 0.385%의 질량 분획으로 희석시키고, 상기 0.385% 질량 분획의 1M TBAH/메탄올을 촉매로서 첨가하여 상기 용액을 25℃에서 10 분간 교반하여 균질한 상태가 되게 하였더니 투명한 액체가 생성되었다.
실시예 38에서, -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10) 및 약 7000의 분자량을 갖는 말단이 캡핑되지 않은 퍼플루오로폴리에테르 (듀폰사로부터 GPL-107로 시판됨)를 표 21에 기재된 양으로 에톡시노나플루오로부탄 (3M의 Novec 7200)에 첨가하고, 상기 용액을 25℃에서 10 분간 교반하여 균질한 상태가 되게 하였다. 1M의 TBAH/메탄올 (메탄올 중의 1 mol/L의 테트라부틸수산화암모늄, 시그마 알드리치에서 시판됨)을 에탄올을 사용하여 0.385%의 질량 분획으로 희석시키고, 상기 0.385% 질량 분획의 1M TBAH/메탄올을 촉매로서 첨가하여 상기 용액을 25℃에서 10 분간 교반하여 균질한 상태가 되게 하였더니 투명한 액체가 생성되었다.
실시예 36-38의 제조
실시예 36 실시예 37 실시예 38
플루오로링크 S10 (g) 0.06 0.06 0.06
에탄올 중의 0.385% 1M TBAH/메탄올 (g) - 0.60 0.60
GPL-107 (g) - - 0.015
HFE-7200 (g) 29.94 29.34 29.325
PVD 캡슐을 실시예 34-35로부터 제조하였는데, 각 캡슐의 고체 로딩량은 50 mg이었다. 25 nm 두께의 SiO2를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm 디스플레이 유리 조각 상에 프라이머 층으로서 PVD (물리 증착) 코팅하였다. 실시예 34-35를 쳉듀 나니 이큅먼트 컴퍼니 리미티드 (Chengdu Nanyi Equipment Co., Ltd.)가 제조한 PVD 챔버에 의해 캡슐의 SiO2 프라이머 층 상에 PVD 코팅하였다. 챔버의 온도는 80℃였고, 압력은 10-3 Pa이었다. 실시예 34-35에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각 및 올레산 접촉각을 표 22에 나타내었다.
실시예 36-38의 각 샘플 1.5 mL를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 샘플을 200℃에서 10 분간 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 36-38에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각과 올레산 접촉각을 표 22에 나타내었다.
실시예 34-38에 있어서 동적 마찰 계수는 광저우 비아오지 패키징 이큅먼트 컴퍼니 리미티드의 GM-1 마찰 계수 시험기를 사용하여 측정하였다. 마찰 재료는 더블 에이 종이를 사용하였다. 동적 마찰 계수를 표 22에 나타내었다.
각각의 디스플레이 유리 조각을 스크래치하는데 쉔젠 창시 이큅먼트 컴퍼니 리미티드 (Shenzhen Changxu Equipment Co., Ltd)의 CX-M-100 트라이보미터를 사용하였다. 스크래칭 과정에는 5N의 중량, 강모 스크래칭 헤드, 80 mm의 거리, 160 mm/s의 속도 및 3000번의 반복 (1500 초)을 이용하였다. 상기 스크래칭 과정 후에 접촉각 분석기로 각 코팅의 수 접촉각을 측정하였다. 실시예 34-38에 대한 결과를 표 22에 나타내었다.
실시예 34-38에 있어서 접촉각 및 마모량
실시예 스크래치 시험 전 수 접촉각 (°) 스크래치 시험 전 올레산 접촉각 (°) 스크래치 시험 후 수 접촉각 (°) 동적 마찰 계수
실시예 34 102-105 71-72 70-99 0.05-0.13
실시예 35 101-103 71-72 70-99 0.05-0.13
실시예 36 97-100 66-68 20-40 0.21-0.27
실시예 37 100-103 67-69 30-50 0.20-0.22
실시예 38 105-109 72-73 70-98 0.12-0.17
표 22에서 볼 수 있는 것과 같이, 말단이 캡핑되지 않은 퍼플루오로폴리에테르 윤활제를 포함하는 실시예 34, 35 및 38은 스크래치 시험 후 현저히 높은 수 접촉각 및 현저히 낮은 동적 마찰 계수를 유도하였다.
C. 중합된 1H, 1H, 2H, 2H- 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란 및 중합된 -Si(OCH 2 CH 3 ) 3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르의 혼합물
실시예 15-17에서, 실시예 7의 샘플 (1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 용매 중에서 산 촉매화 중합된 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란)을 실시예 14의 샘플 (에탄올 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄이 혼합된 용매 중에서 중합된 -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르)과 표 23에 기재된 양으로 혼합하였다. 각 혼합물을 3 시간 동안 자석을 이용하여 교반하였다.
실시예 15-17의 제조
실시예 15 실시예 16 실시예 17
실시예 7 (g) 45 30 15
실시예 14 (g) 15 30 45
실시예 7 및 14-17의 각 샘플 1.5 mL를, 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 샘플을 150℃에서 10 분간 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 7 및 14-17에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각을 표 24에 나타내었다.
각각의 디스플레이 유리 조각을 스크래치하는데 CETR의 UMT-2 트라이보미터를 사용하였다. 스크래칭 과정에는 5N의 중량, 경질 섬유 스크래칭 헤드, 15 mm의 거리, 10 mm/s의 속도 및 500번의 반복 (750 초)을 이용하였다. 상기 스크래칭 과정 후에 접촉각 분석기로 각 코팅의 수 접촉각을 측정하였다. 이 결과를 표 24에 나타내었다.
스크래치 시험 전과 후의 접촉각
실시예 스크래치 시험 전
수 접촉각 (°)		 스크래치 시험 후
수 접촉각 (°)
실시예7 120 90
실시예14 96 96
실시예15 109 88
실시예16 100 97
실시예17 95 88
D. 공중합된 1H, 1H, 2H, 2H- 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란 및 - Si ( OCH 2 CH 3 ) 3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르
실시예 18에서, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란 (에보니크 데구사의 F8261) 및 -Si(OCH2CH3)3 말단 캡핑된 퍼플루오로폴리에테르 (솔베이의 플루오로링크 S10)를 표 25에 기재된 양으로 용매인 에탄올과 에톡시노나플루오로부탄 (3M의 Novec 7200)과 혼합하였다. 물을 첨가하고 상기 혼합물을 자석을 이용하여 10 분간 교반하였다. 이후, 아세트산을 뷰렛으로 적가하고 상기 혼합물을 추가로 20 분간 더 교반하였다. 교반 속도는 300 rpm으로 설정하고, 온도를 74℃로 높여 6 시간 동안 교반하여 산 촉매화 중합 반응을 유도하였다.
실시예 18의 제조
실시예 18
에탄올 (g) 3.2
3M Novec 7200 (g) 60.8
탈염수 (g) 2
F8261 (g) 1
플루오로링크 S10 (g) 1
아세트산 (g) 5
실시예 18의 각 샘플 1.5 mL를 앞서 기재된 바와 같이 70 mm × 70 mm의 디스플레이 유리 조각 상에 스핀 코팅시켰다. 상기 샘플을 150℃에서 10 분간 핫 플레이트로 경화시켜 소수성 필름을 수득하였다. 실시예 18에 있어서 접촉각 분석기로 측정한 수 접촉각을 표 26에 나타내었다.
접촉각
실시예 수 접촉각 (°)
실시예 18 98
본 발명을 대표적인 고안들로 기술하였지만, 본 발명은 본 개시내용의 개념과 범위 내에서 추가로 변형될 수 있다. 따라서, 본 출원은 일반적인 원리들을 이용한 본 발명의 임의의 변화, 용도 또는 조정을 포함한다. 또한, 본 출원은 본 발명이 속하는 당업계에서 공지되거나 관행으로 행하는 것 내에 해당되며 첨부되는 특허청구범위의 범위 내에 속하는 본 발명의 변형들 같은 것도 망라한다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 (I)의 중합체,
    하나 이상의 유기 용매, 및
    경우에 따라 하나 이상의 첨가제
    를 포함하는, 폴리 플루오르 함유 실록산 코팅을 형성하기 위한 조성물:
    Figure pct00010
    (I)
    상기 화학식에서,
    R은 수소 원자, 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 또는 아릴기, 또는 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르 치환된 알킬기 또는 아릴기이고;
    Rf는 화학식 F-(CgF2g)-(여기서, g는 1 내지 10의 정수임)으로 표시되는 선형 또는 분지형 퍼플루오로-알킬기이며;
    W 1 , W 2 는 각각 독립적으로 퍼플루오로에테르 함유 유기기이고;
    Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 는 각각 독립적으로 Si 원소를 플루오르화 기에 결합시키는 유기 결합기이며;
    a, b, c, d, e는 각각 독립적으로 0 내지 1000의 정수이고, 정수 a, b 및 c의 합은 2 이상이다.
  2. 제1항에 있어서, Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 는 독립적으로 -CH2-, -OCONH-, -COO-, -CONH-, -CH2O-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2- 및 -(Si(CH3)2O)h-Si(CH3)2-(여기서, h는 독립적으로 Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 각각에 있어서 1 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 분리된 반복적 화학식으로 표시되며; 각각의 R은 독립적으로 H, CH3 및 CHF2로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, W 1 , W 2 는 독립적으로 하기 화학식 (II)로 표시되는 것인 조성물:
    Figure pct00011
    (II)
    상기 화학식에서,
    CjF2j 및 CkF2k는 독립적으로 선형 또는 분지형 퍼플루오로-알킬기이고;
    j는 1 내지 10의 정수이며;
    k는 1 내지 10의 정수이고;
    m, n, o, p, q, r, s는 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이다.
  4. 제1항에 있어서, W 1 , W 2 는 독립적으로 하기 화학식 (III) 및 화학식 (IV)로 표시되는 기로부터 선택되는 것인 조성물:
    Figure pct00012
    (III)
    Figure pct00013
    (IV)
    상기 화학식에서, x, y, z는 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이다.
  5. 제1항에 있어서, 물, 가교제, 촉매, 나노크기 입자, 계면활성제 및 윤활제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 가교제는 폴리포스파젠, 글리콜루릴(glycoluril), 멜라민, 벤조구아나민, 우레아 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 촉매는 산 촉매, 알칼리 촉매, 금속 유기 촉매, 테트라알킬암모늄 염 촉매 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되며; 윤활제는 퍼플루오로폴리에테르, 실리콘 및 이들의 조합으로부터 선택되고; 나노크기 입자는 나노크기 유기 입자, 나노크기 무기 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  7. 플루오르 함유 폴리실록산 코팅을 형성하기 위한 조성물로서,
    하나 이상의 유기 용매,
    중합체, 및
    경우에 따라 하나 이상의 첨가제
    를 포함하며, 상기 중합체는
    복수개의 Si-O-Si 결합, 및
    Si-O-Si 결합 중 하나 이상에 각각 부착된 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티
    를 포함하고, 상기 각각의 플루오르 함유 모이어티는 독립적으로
    Si-O-Si 결합 중 하나의 규소에 부착된 연결부로서, 화학식 -[CH2]a-(여기서, a는 1 내지 10의 정수임) 및 -[CH2]bCONH[CH2]c-(여기서, b와 c는 독립적으로 0 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식을 갖는 연결부, 및
    연결부에 부착된 플루오르화 부분으로서, 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알킬기 및 퍼플루오로-에테르 함유 유기기로부터 선택되는 플루오르화 부분
    을 포함하는 것인 조성물.
  8. 폴리실록산 코팅 용액의 제조 방법으로서,
    하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 -Si-Q-Ra 결합(여기서, Ra는 탄소수 1 내지 4의 알킬임)을 함유하는 하나 이상의 실록산 전구체 물질, 및 경우에 따라 하나 이상의 첨가제의 혼합물을 형성시키는 단계; 및
    하나 이상의 실록산 전구체 물질을 촉매의 존재 하에 반응시켜 용매 중에서 중합체 매트릭스를 형성하는 단계
    를 포함하며, 상기 중합체 매트릭스는
    복수개의 Si-O-Si 결합, 및
    Si-O-Si 결합 중 하나 이상에 각각 부착된 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티
    를 포함하고, 상기 각각의 플루오르 함유 모이어티는 독립적으로
    Si-O-Si 결합 중 하나의 규소에 부착된 연결부로서, 화학식 -[CH2]a-(여기서, a는 1 내지 10의 정수임) 및 -[CH2]bCONH[CH2]c-(여기서, b와 c는 독립적으로 0 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식을 갖는 연결부, 및
    연결부에 부착된 플루오르화 부분으로서, 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알킬기 및 퍼플루오로-에테르 함유 유기기로부터 선택되는 플루오르화 부분
    을 포함하는 것인 제조 방법.
  9. 광학적 투명 부재로서,
    광학적 투명 기판, 및
    광학적 투명 기판의 하나 이상의 표면 상에 배치되며 중합체를 포함하는 코팅
    을 포함하며, 상기 중합체는
    복수개의 Si-O-Si 결합, 및
    Si-O-Si 결합 중 하나 이상에 각각 부착된 2개 이상의 플루오르 함유 모이어티
    를 포함하고, 상기 각각의 플루오르 함유 모이어티는 독립적으로
    Si-O-Si 결합 중 하나의 규소에 부착된 연결부로서, 화학식 -[CH2]a- (여기서, a는 1 내지 10의 정수임) 및 -[CH2]bCONH[CH2]c- (여기서, b와 c는 독립적으로 0 내지 10의 정수임)로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식을 갖는 연결부, 및
    연결부에 부착된 플루오르화 부분으로서, 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화 알킬기 및 퍼플루오로-에테르 함유 유기기로부터 선택되는 플루오르화 부분
    을 포함하는 것인 광학적 투명 부재.
  10. 탄소수 1 내지 4의 하나 이상의 알콜,
    하기 화학식의, 하나 이상의 퍼플루오로-에테르 함유 중합체, 및
    경우에 따라 하나 이상의 첨가제
    를 포함하는 코팅 용액:
    [Ra-O]3-Si-[CH2]a-O-W1-O-[CH2]b-Si-[O-Ra]3
    상기 화학식에서,
    Ra는 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
    a는 2 내지 10이며,
    b는 2 내지 10이고,
    W1은 하나 이상의 -CF2-O-CF2- 결합을 포함한다.
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