TW200413463A - Actinic radiation curable coating composition and molded articles having coating films made from the composition through curing - Google Patents
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Description
200413463 Π) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關,藉由活性能量線之照射而硬化,耐磨 耗性良好,而且能授與對油脂性之污物的優越防污性,特 別是,附著於表面之指紋的優異去除性之透明覆膜,形成 此透明覆膜之活性能量線硬化型的覆膜用組成物者;又, 本發明係有關,具有在玻璃或塑料之基板上,由該覆膜組 成物之硬化物所成的覆膜,經長時間亦持有優越之耐磨耗 性,及對油脂性之污染的防污性,特別是,顯現優異之指 紋去除性的成型物者。 【先前技術】 鏡面精細加工之金屬板、無機玻璃製之展示櫥窗、展 示箱、汽車之開口構件、防止反射膜、濾光器、光學透鏡 、液晶顯示器、陰極射線管顯示器、投影電視機、電漿顯 示器、電致發光顯示器、光碟等,由於其放置環境之關係 ,大多會有指紋、皮脂、汗、化粧品等之油脂性污物附著 ;此等油脂性污物,一旦附著,並非容易去除,尤其是, 附帶有防反射膜之光學構件,附著之污物成爲引人注目的 問題;爲解決此等油脂性污物附著之問題,有在光學構件 之表面,形成具有使油脂性污物難以附著、附著後亦容易 擦去之性能的防污層之技術的種種提案;在表面設置有防 污層之光學構件中,設置於最外層之防污層,擦拭之際其 表面部份容易受到損傷。 -5- (2) (2)200413463 於特開2002-248703號公報上,有使用添加矽氧烷系 化合物或含氟系化合物做爲滑潤性賦予劑,以授與覆膜成 型物之硬化物層耐磨耗性、滑潤性的覆膜用組成物者;可 是’上述公報上所例示之矽氧烷系化合物或含氟系化合物 ’與基質樹脂的親和性低之故,覆膜之際容易由基質樹脂 的表面析出,有易於損害覆膜部份之透明性的問題;又, 添加矽氧烷系化合物之滑潤性賦予劑,也不能充分顯現防 污性。 特開平1 1 -293 1 5 9號公報上,有以添加含有氟系界面 活性劑之光記錄媒體用硬塗劑之揭示;可是,該含有氟系 界面活性之硬塗層,耐磨耗性並不充分;爲授與防污性, 必得使用交聯型氟系界面活性劑、與非交聯型氟系界面活 性劑等兩種界面活性劑不可。 特開2000- 1 9 1 668號公報上,有使用於末端經由氨基 甲酸酯鍵,具有烷氧基矽烷結構之含氟化合物、與含有無 機化合物或有機化合物之微粒子的防污性組成物之記載; 可是,此防污性組成物,係由於在二氧化矽等無機化合物 所成之層,該組成物所含烷氧基矽烷之結合而獲得密著性 者;在基材表面沒有無機化合物層時,雖然暫時能獲得防 污性,但是經過長時間,會有不能顯現防污性之問題;又 ,此防污性組成物僅以防污性爲目的,並不具有機械強度 ,表面部份僅以防污性爲目的,並不具有機械強度,表面 部份比較容易受到損傷;因此,在基材表面必須授與耐磨 耗性等機械強度時,基材表面必須設置硬塗層,有步驟複 -6- (3) (3)200413463 雜之問題。 本發明爲解決上述先前技術之各項問題,以提供在各 種被處理基材,特別是玻璃、金屬、或塑料之基材表面上 ,形成耐磨耗性優良,且對油脂之污物的防污性優異,尤 其經長時間,還能顯現優越之指紋去除性的透明覆膜之覆 膜用組成物爲目的;又,本發明以提供,其最外層表面, 具備有由覆膜用組成物之硬化物所成的覆膜之玻璃或塑料 製成型物爲目的。 【發明內容】 〔發明之揭示〕 本發明係含有,對活性能量線硬化性之聚合性單體( A ) 1 0 0重量份、防水防油性賦予劑(B ) 0 · 〇 1〜1 〇重量份 、及活性能量線聚合引發劑(C ) 0 . 1〜1 〇重量份之覆膜用 組成物;上述聚合性單體(A )爲,在上述覆膜用組成物 所含該聚合性單體(A )之總重量中,含有2 0重量%以上 之一分子中具有兩個以上選自丙烯醯基及(甲基)丙烯醯 基所成群之聚合性官能基的多官能性聚合性單體(a-1 ) ;上述防水防油性賦予劑(B )爲,含有顯現防水防油性 之區位(b - 1 )、活性能量線硬化性之官能基(^ _ 2 )、及 至少一種選自下述式(1 )〜(4 )的表示區位所成群之區 位(b-3 )的防水防油性賦予劑(B-T );本發明提供,以 含有上述(A )、 ( B )、及(C )爲特徵之活性能量線硬 化型覆膜用組成物。 -7- (4) 200413463 -R3 · …式(1 ) -(CH2CH2O ) x- …式(2 ) -(CH2CH ( CH3 ) Ο ) y- …式(3 ) -(C ( =0 ) CuH2u〇) t- …式(4 ) (式中,R3爲碳原子數6〜20之烯基;x及y爲 5〜100之整數;u爲3〜5之整數;t爲1〜2 0之整數。)
本發明之第1覆膜用組成物,由於防水防油性賦予劑 (B-T )對該組成物之其他成份,具有適度的相溶性,塗 佈於基材表面之際,不會損害硬化前塗膜的透明性,防水 防油性賦予劑(B - T )離析於塗膜表面;其後,以活性能 量線照射硬化之際,防水防油性賦予劑(B · T )中之活性 能量線硬化性的官能基,與該組成物中的樹脂基質結合而 固定之故,該組成物之硬化物所成覆膜表面,具有優異的 防水防油性,經過長時間亦能顯現優越之指紋去除性。
上述防水防油賦予劑(B-T )中,上述顯現防水防油 性之區位(b-Ι),以具有至少一種選自下述式(5)〜(9 )的表示區位所成群者,較爲理想。 …式(5 ) …式(6 ) …式(7 ) …式(8 ) …式(9 ) r、 ~El s 1 〜1 0 0 C k F 2 k + 1 - -(CF2CF20 ) p--(CF2CF(CF3)〇)q--(CF2CF2CF20 ) r- -(cf2o ) s- (式中,k爲1〜16之整數;p、q、 之整數。) -8- (5) (5)200413463 又,上述防水防油性賦予劑(B-T )中,上述顯現防 水防油性之區位(b -1 ),以具有下述式(1 0 )或下述式 (1 1 )的所示區位,較爲適合。
Rf ( oc3f6 ) n-0- ( cf2 ) m- ( ch2 )…O-…式(10 ) 〔式中,Rf爲碳原子數1〜16之聚氟烷基(包含具有 氧原子者);n爲1〜50之整數;m及 < 爲0〜3之整數, 但 62m+《>0〕。
Rf ( OC2F4) e-O- ( CF2) g- ( CH2) h-O-…式(11) 〔式中,Rf爲碳原子數1〜16之聚氟烷基(包含具有 氧原子者);6爲1〜50之整數;§及11爲0〜3之整數,但 6— g + h>0〕。 本發明之覆膜用組成物,對上述聚合性單體(A ) 100重量份,以更含有0.1〜5 00重量份之膠體二氧化矽( D ),較爲理想。 上述膠體二氧化矽(D ),以含有毓基之有機基,與 水解性基或羥基,結合於矽原子的含锍基矽烷化合物(S 1 ),或含有(甲基)丙烯醯基之有機基、與水解性基或羥 基,結合於矽原子的含(甲基)丙烯醯基矽烷化合物(S 2 ),在表面上潤飾而得之潤飾膠體二氧化矽,較爲適合。 上述含有锍基之矽烷化合物(S 1 ),以具有下述式( 1 2 )所表示之化合物爲佳。 HS-R^SiR^R^.f …式(12 ) (式中,R1爲二價之烴基;R2爲羥基或水解性基; R5爲一價之烴基;f爲1〜3之整數。) -9- (6) (6)200413463 上述含有(甲基)丙烯醯基之矽烷化合物(S2 ),以 具有下述式(13)所表示之化合物,較爲適合。 CH2 = C ( R6) -R7-SiR2fR53.f …式(13 ) (式中,R6爲氫原子或甲基;R7爲二價之烴基;R2 爲羥基或水解性基;R5爲一價之烴基;f爲1〜3之整數。 ) 又,本發明提供活性能量線硬化型覆膜用組成物,其 特徵爲,本發明係經由硬化形成覆膜之覆膜用組成物者; 硬化之覆膜表面的對油酸接觸角,初期在60度以上,而 且耐濕試驗後在5 5度以上;上述硬化後之覆膜的霾霧度 在3%以下,而且依ISO-93 52認定之鐵巴磨耗性試驗(磨 耗輪·· CS-10F,單輪載重5 00g,轉速5 00rpm)的前後, 上述硬化後之覆膜的霾霧度變化,在1 0 %以下。 本發明之第2覆膜用組成物,其硬化後之覆膜表面的 防水防油性優異,而且此優異之防水防油性可以經長時間 顯現;又,硬化後之覆膜,透明性、耐磨耗性亦極優越。 上述覆膜用組成物,以含有活性能量線硬化性之聚合 性單體(A )較爲理想。 具有上述硬化後覆膜之特性的覆膜用組成物,以含有 上述之(A)、 (B)、及(C)的覆膜用組成物,最爲適 合。 又,本發明提供,具有在玻璃或塑料之基板表面上, 由上述覆膜用組成物之硬化物所成,厚度爲0.1〜5 0 // m的 覆膜之成型物。 -10- (7) (7)200413463 〔用以實施發明之最佳型態〕 本發明之弟1覆0吴用組成物(以下稱爲「第1覆g莫用 組成物」)’爲含有tef活性能重線硬化性之聚合性單體( A ) 1 0 〇重量份、防水防油賦予劑(b ) 〇 . 〇 1〜1 〇重量份 及活性hS重線聚合引發劑(C ) 0 · 1〜1 〇重量份之活件能量 線硬化型覆膜用組成物。 第1覆膜用組成物中,活性能量線硬化性之聚合性單 體(A )〔以下稱爲聚合性單體(A )〕爲,在後述之活 性能量線聚合引發劑(C )的存在下,經活性能量線照射 ,開始進行聚合反應之單體者;具體的說,包括在一分子 中含有二個以上做爲聚合性官能基之丙烯醯基或(甲基) 丙烯醯基的多官能性聚合性單體(a-1 )〔以下稱爲單體 (a-1 )〕、與後述以單官能性聚合性單體(a-2 )所代表 之其他聚合性單體;但是,在後述之防水防油性賦予劑( B ),不含該化合物;以下之說明中,丙烯醯基及(甲基 )丙烯醯基,總稱爲(甲基)丙烯醯基。 第1覆膜用組成物中,單體(a-1 )相當於特開平 10-8 1 8 3 9號公報之分段編號0013-00 5 2上記載的多官能性 化合物(a );即是說,在一分子中含有兩個以上’做爲 藉由活性能量線聚合之聚合性官能基的(甲基)丙嫌醯基 之多官能性的聚合性單體。 第1覆膜用組成物中,由顯現局度耐磨耗性之觀點而 言,單體(a-ι )以一分子中含有三個以上之聚合性官能 基、一官能基附近之分子量在1 20以下者,較爲適合·’滿 -11- (8) (8)200413463 足此條件之單體(a- 1 ),有如下的化合物。 季戊四醇或聚季戊四醇、與(甲基)丙烯酸之反應生 成物的聚酯,而且具有3個以上之(甲基)丙烯醯基,以 具有4〜2 0個之多官能性化合物,更爲理想;具體的有, 三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基) 丙細酸醋、季戊四醇四(甲基)丙嫌酸醋、二季戊四醇六 (甲基)丙稀酸酯等等,較爲理想。 另一方面,分子內具有氨基甲酸酯結合鍵之含(甲基 )丙烯醯基化合物(以下稱爲丙烯酸酯氨基甲酸酯),其 氨基甲酸酯結合鍵,以其氫鍵之作用,做爲仿真交聯點而 作動’一官能基附近之分子量比上述之程度爲小亦能顯示 充分高度的耐磨耗性,適合於使用;滿足此等條件之單體 (a-Ι ),以下述之化合物較爲適合。 季戊四醇或聚季戊四醇、與聚異氰酸酯、及羥基烷基 (甲基)丙烯酸酯之反應生成物的丙烯酸酯氨基甲酸酯, 而且具有3個以上之(甲基)丙烯醯基,以具有4〜2〇個 之官能性化合物,更爲理想。 季戊四醇或聚季戊四醇之含羥基的聚(甲基)丙烯酸 酯、與聚異氰酸酯之反應生成物的丙烯酸酯氨基甲酸酯, 而且具有3個以上之(甲基)丙烯醯基,以具有4個〜20 個之多官能性化合物,更爲理想。 第1覆膜用組成物,除做爲聚合性單體(A )之單體 (a-1 )以外,含有其他之聚合性單體亦可;單體(a- ;!) 以外之聚合性單體(A )有,一分子中含有一個(甲基) -12- (9) (9)200413463 丙烯醯基之單官能性聚合性單體〔以下稱爲單體(a-2 ) 〕、或具有一個以上之(甲基)丙烯醯基以外的聚合性官 能基之化合物;可是,(甲基)丙烯醯基以外之聚合性官 能基,經活性能量線之照射’大多沒有充分之硬化性,而 且不易取得;單體(a- 1 )以外,做爲聚合性單體(A ), 以單體(a-2 )較爲適合。 單體(a-2)以一般式 CH2 = C(R4) CO〇CzH2z+1 表示 (R4爲氫原子或甲基;z爲1〜13之整數;CzH2z+1爲直鏈 ,結構或支鏈結構均可。)具體的有,烷基(甲基)丙烯酸 _、烯丙基(甲基)丙烯酸酯、苯甲基(甲基)丙烯酸酯 、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、丁烷二醇(甲基)丙烯 酸酯、丁氧基三乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、第三級丁基 氣基(甲基)丙烯酸酯、3-氯-2-羥基丙基(甲基)丙烯 酸酯、2-氰基乙基(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙 烯酸酯、2,3 -二溴丙基(甲基)丙烯酸酯、二環戊烯基 (甲基)丙烯酸酯、N,N -二乙基氨基乙基(甲基)丙烯 酸酯、N,N -二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、2 -乙氧 基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基( 甲基)丙烯酸酯、2 -乙基己基(甲基)丙烯酸酯、甘油( 甲基)丙烯酸酯、縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、十七氟 癸基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、 2 -羥基- 3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲基銨氯化物、2 -羥 基丙基(甲基)丙燦酸醋、7 -(甲基)丙燒氧基丙基二 甲氧矽烷、2_甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二乙 -13- (10) (10)200413463 二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸 酯、甲氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇 (甲基)丙烯酸酯、甲氧基化環癸三烯(甲基)丙烯酸酯 、嗎啉(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基) 丙録酸酯、壬基苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、八氟 戊基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基羥基丙基(甲基)丙烯酸 酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(甲 基)丙烯酸酯、苯氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧 基六乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基(甲基)丙烯酸酯 、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-磺酸鈉乙氧基(甲基) 丙烯酸酯、四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、四氫糠基(甲基 )丙烯酸酯、三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、 N-乙烯基己內醯胺、N-乙烯基吡咯烷酮、二環戊二烯基( 甲基)丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯等等。 第1覆膜用組成物所含聚合性單體(A )之總重量中 ,單體(a-Ι )爲20〜100重量% ;第1覆膜用組成物所含 聚合性單體(A )之中,單體(a-1 )之比率在此範圍時, 第1覆膜用組成物之硬化物所成覆膜(以下稱爲硬化後之 覆膜)的耐磨耗性優越;單體(a _ 1 ),以5 0〜1 0 0重量% 較爲適合,以70〜100重量%最爲理想。 第1覆膜用組成物中,防水防油性賦予劑(B ),包 括以下說明之防水防油性賦予劑(B-T )、與後述之其他 防水防油性賦予劑;本發明之覆膜用組成物,如此之防水 防油性賦予劑(B )的含有量,對聚合性單體(A ) 1 〇 〇重 -14- (11) (11)200413463 量份,爲0.01〜10重量份,以含有0.1〜5·0重量份較爲理 想;防水防油性賦予劑(Β )之量在此範圍時,硬化後之 覆膜的防水防油性、及耐磨耗性優越;防水防油性賦予劑 (Β )低於0.01重量份時,硬化後之覆膜的防水防油性不 良;另一方面,防水防油性賦予劑(Β )超過1 0重量份時 ,硬化後之覆膜的塑化耐磨耗性降低、透明性不良。 防水防油性賦予劑(Β - Τ ),爲一分子中同時具有顯 現防水防油性之區位(b - 1 )、活性能量線硬化性之官能 基(b-2)、及至少一種選自下述式(1)〜(4)的表示區 位所成群之區位(b - 3 )的化合物。 -R3- …式(1 ) -(CH2CH20 ) x- …式(2 ) -(CH2CH ( CH3 ) Ο ) y- …式(3 ) -(C ( =0 ) CuH2uO ) t- …式(4 ) (式中,R3爲碳原子數 6〜20之烯基;x及 y爲 5〜100之整數;u爲3〜5之整數;t爲1〜20之整數。) 防水防油性賦予劑(B-T )中,顯現防水防油性之區 位(b-Ι )〔以下稱爲區位(b-1 )〕爲,一般用爲防水劑 或防油劑之含氟化合物(例如,含有聚氟烷基之(甲基) 丙烯酸酯的含聚氟烷基聚合性單體之單獨聚合物、或此與 其他之丙烯酸酯、馬來酸酐、氯丁二烯、丁二烯、甲基乙 烯基酮等聚合性單體的共聚物、含氟聚醚化合物、氟矽氧 烷化合物等)的含氟有機基所成部份之意。 上述防水防油性賦予劑(B_T )中,區位(b-1 )以至 -15- (12) (12)200413463 少含有一種選自下述式(5)〜(9)的表示區位所成群者 爲佳。 C k F 2 k + 1 - …式(5) -(CF2CF20 ) p- …式(6 ) -(CF2CF ( CF3 ) 0 ) q- …式(7 ) -(CF2CF2CF20 ) r- …式(8 ) -(CF20 ) s- …式(9 ) (式中,k爲1〜16之整數;p、q、r、及s爲1〜loo 之整數。) 上述式(5)之區位,係全氟烷基;爲其碳原子數之 k,以1〜1 6較適合;碳原子數在此範圍時,該基之結晶性 較弱,不會損害硬化後覆膜之透明性。 上述式(6)之區位,爲四氟環氧乙烷之單位;式(7 )及式(8)之區位,爲六氟環氧丙烷之單位;式(9)之 區位,爲二氟甲烯之單位;表示聚合度之p、q、r、及s ,以在100以下較爲合適;p、q、r、及s在上述範圍內 時,硬化後之覆膜表面的防水防油性優異,經長時間亦能 顯現優越之指紋去除性;p、q、r、及s爲1〜80之整數, 最爲理想。 防水防油性賦予劑(B - T )中,區位(b -1 )具有上述 式(5)〜(9)之區位中的任一種亦可,或同一分子內具 有兩種以上亦可。 防水防油性賦予劑(B-T )中,區位(b-1 )以具有下 述式(10)所示之區位爲佳。 -16- (13) (13)200413463
Rf ( OC3F6 ) n-O- ( CF2 ) m- ( CH2 )卜 〇-·.·式(10 ) 〔式中,Rf爲碳原子數1〜16之聚氟烷基(包含具有 氧原子者);!1爲1〜50之整數;111及< 爲,在滿足下述 式之關係條件下,爲〇〜3之整數。〕 6 ^ m+ ^ > 0 ] 式(10)中,OC3F6 爲 ocf2cf2cf2、或者 ocf(cf3 )cf2之意。 聚氟烷基(Rf)爲,烷基之兩個以上的氫原子,被氟 原子取代的基之意;Rf基以直鏈結構爲適合,具有支鏈結 構亦可;具有支鏈結構時,以支鏈部份存在於Rf基之末 端部份,而且末端部份爲碳原子數1〜4之短鏈較適合。
Rf基之碳原子數,以1〜8爲佳;Rf基之碳原子數在 此範圍時,Rf基之結晶性比較弱,硬化後之覆膜的透明性 優越。
Rf基含有氟原子以外之其他的鹵原子亦可;其他之鹵 原子,以氯原子較爲理想;又,Rf基中的碳原子-碳原子 鍵之間,插入醚性氧原子、酯鍵、磺醯胺基、或硫醚性硫 原子亦可。 ^^基中之氟原子數,以〔(1^基中之氟原子數)/ (與Rf基同一碳原子數之對應烷基中所含氫原子數)〕 X 1 00 ( % )表示時,在60%以上爲適合,在80%以上最爲 理想。 進而,以基,以烷基之全部氫原子都被氟原子取代之 基(即全氟烷基),或在末端部份具有全氟烷基之基,最 -17- (14) 200413463 爲理想。
Rf基之具體例,列舉如下。 CF3-、C2F5-、C3F7-〔包含 CF3 ( CF2 ) 2-、 ( CFs ) 2 CF-等結構同分異構之基〕、C4F9-〔包含CF3 ( CF2 ) 3-、 (cf3) 2cfcf2' ( cf3) 3c-、或 cf3cf2 ( cf3) CF-等 結構同分異構之基〕、C5F】】-〔例如cf3 ( CF2 ) 4-〕、 C6F13-〔例如 cf3 ( CF2 ) 5- ]、C7F15·〔例如 cf3 ( CF2)
6 -〕、c 8 F ! 7 -〔例如 c F 3 ( C F 2 ) 7 -〕、c 9 F i 9 ·〔例如 c F 3 ( CF2) 8 -〕、C1()F21-〔例如 CF3 ( CF2 ) 9- )、C12F25-〔例 如 CF3 ( CF2 ) n- ]、C14F29-〔例如 CF3 ( CF2 ) 13 -〕、 c16f33-〔例如 cf3 ( cf2) 15-〕、Cl ( cf2) V-、H ( cf2) v-〔v 爲 1〜16 之整數〕、(CF3) 2CF(CF2) w-〔w 爲 1〜13之整數〕等等。
Rf基中之碳原子-碳原子鍵之間,插入醚性氧原子、 酯鍵、磺醯胺基、或硫醚性硫原子之基的具體例,列舉如 下。 cf3 ( cf2 ) 4〇CF ( cf3 )- F〔 CF ( CF3) CF20〕gCF ( CF3 ) CF2CF2-F〔 CF ( CF3 ) CF20〕hCF ( CF3 )-F〔 CF ( CF3 ) CF20〕hCF2CF2-F〔 CF2CF2CF20〕hCF2CF2-F〔 CF2CF20〕hCF2CF2-F〔 CF2 ) 5SCF ( CF3 )- F [ CF ( CF3 ) CF2S ] gCF ( CF3 ) CF2CF2- -18- (15) (15)200413463 F〔 CF ( CF3 ) CF2S〕hCF ( CF3 ) -F〔 CF ( CF3 ) CF2S〕hCF2CF2-F〔 CF2CF2CF2S〕hCF2CF2-F〔 CF2CF2S〕.,CF2CF2- (G爲1〜3之整數;H爲1〜4之整數;J爲1〜7之$ 數)。 第1覆膜用組成物,以上述例示Rf基中之CFy、 c2F5-、c3F7-較爲適合;Rf基爲此等之基時,合成式(10 )之區位的原料,較易取得,該區位之合成也較容易。 又,防水防油性賦予劑(B-T )中,區位(b-Ι )以含 有下述式(1 1 )所示之區位較理想。
Rf ( 〇C2F4) e-〇- ( CF2) g- ( CH2) h-〇-…式(") 〔式中,Rf爲碳原子數1〜16之聚氟烷基(包含具有 氧原子者);e爲1〜50之整數;g及h爲,在滿足下述式 之關係的條件下,爲0〜3之整數。〕 6 ^ g + h > 〇 式(11 )中之Rf,與式(1 〇 )之Rf的說明相同。 又’第1覆膜用組成物中,以含有不同之區位(b- 1 )的防水防油性賦予劑(B - T ),做爲防水防油性賦予劑 (B-T ),且多種倂用亦可。 防水防油性賦予劑(B -T )中,活性能量線硬化性之 官能基(b-2 )〔以下稱爲官能基(b-2 )〕,以含有游離 基反應性之官能基爲佳,具體的有,(甲基)丙烯醯基、 細丙基、乙纟布基、乙儲釀基、齒基、疏基寺較爲適合;從 -19- (16) 200413463 游離基反應性及形成之化學鍵安定性的觀點而言,以(甲 基)丙烯醯基特別理想。 防水防油性賦予劑(B - T ),由於含有官能基(b - 2 ) 之故,第1覆膜用組成物以活性能量線照射而硬化之際, 官能基(b-2 )亦起硬化反應,與第丨覆膜用組成物之樹 脂成份的聚合性單體(A )成爲共價鍵;藉此,防水防油 性賦予劑(B - T ),與第1覆膜用組成物之硬化物,即硬 化後之覆膜,經共價鍵而結合,防水防油性賦予劑(B-T )即固著於覆膜之表面;因而,防水防油性賦予劑(B-T )不會從覆膜表面揮散,很理想;又,由於防水防油性賦 予劑(B-T ),與該覆膜結合之故,硬化後之覆膜表面經 長時間亦能顯現優異之防水防油性,而且經長時間亦能具 有優越之指紋去除性。 防水防油性賦予劑(B-T )中,以具有上述例示之官 能基中的任一種,做爲官能基(b-2 )亦可,或以同一分 子內具有兩種以上之官能基,做爲官能基(b-2 )亦可; 又,第1覆膜用組成物中,以具有不同官能基(b-2 )之 防水防油性賦予劑(B - T ),做爲防水防油性賦予劑(B -T ),且多種倂用亦可。 防水防油性賦予劑(B-T )之具有至少一種選自式(1 )〜(4 )所示區位所成群者的區位(b-3 )〔以下稱爲區 位(b - 3〕,具有顯現與聚合性單體(A )之相溶性的功能
-R 式(1 ) -20- (17) (17)200413463 -(ch2 CH20) Χ …式 (2 ) -(ch2 ΟΗ (CH3 ) 0 ) y …式 (3 ) -(C ( =〇) CuH2u〇) t- …式 (4) (式中 ,R3爲碳原子數 6〜20 之 烯基; X及 y 爲 100之整數;U爲3〜5之整數 ;t爲 1 ' 〜20之整數。) 防水防 油性賦予劑(B-T ) 之顯 現 防水防 油性的 位 b - 1 ),由 於與聚合性單體( A)所 形 成之樹 脂基質 的 親 性低之故 ,在覆膜用組成物硬化之 際 ,容易 析出於 樹 脂 基質的表面,有損害硬化後覆膜之透明性的趨勢。 具有與聚合性單體(A )之相溶性優越之區位(b - 3 ) 之防水防油性賦予劑(B-T ),選擇與聚合性單體(A ) 之相溶性低的區位(b-1 )時,對聚合性單體(A )也具有 適度之相溶性。 第1覆膜用組成物中,由於防水防油性賦予劑(B-T ),對於聚合性單體(A )具有適度相溶性之故,在第1 覆膜用組成物塗佈於基材表面之際,不損害硬化前塗膜之 透明性的防水防油性賦予劑(B-T ),離析於該塗膜之表 面;因而,不損害硬化後覆膜之透明性。 上述式(1)之區位爲,具有碳原子數6〜2 0之直鏈或 支鏈的烯基;碳原子數在該範圍時,防水防油性賦予劑( B-T )對聚合性單體(A ),具有適度之相溶性,而且該 基之結晶性比較弱,因此硬化後覆膜之透明性及該覆膜表 面之防水防油性優異,經長時間亦能顯現優越之指紋去除 性;碳原子數在5以下時,對聚合性單體(a )之相溶性 -21 - (18) (18)200413463 低,會損害硬化前塗膜之透明性;此意味著硬化後覆膜之 透明性會受到損害;另一方面,碳原子數超過上限之20 時,該基之結晶性強,依然會損害硬化後覆膜之透明性。 上述式(2)之區位爲,環氧乙烷之單位;表示聚合 度之X爲5〜100,以5〜80較爲適宜;X在此範圍時,防水 防油性賦予劑(B - T ),對聚合性單體(A )具有適度之 相溶性,因此硬化後覆膜之透明性及該覆膜表面之防水防 油性優異,經長時間亦能顯現優越之指紋去除性;X在4 以下時,防水防油性賦予劑(B-T )之相溶性低,會損害 硬化後覆膜之透明性;另一方面,X超過1 〇 〇時,防水防 油性賦予劑(B - T )之相溶性過高,防水防油性賦予劑( B_T )很難離析於塗膜表面,硬化後覆膜不能充分顯現其 防水防油性。 上述式(3)之區位爲,環氧丙烷之單位;表示聚合 度之y爲5〜1 0 0,以5〜8 0較爲適宜;y在此範圍時,防水 防油性賦予劑(B-T ),對聚合性單體(A )具有適度之 相溶性,因此硬化後覆膜之透明性及該覆膜表面之防水防 油性優異,經長時間亦能顯現優越之指紋去除性;y在4 以下時,防水防油性賦予劑(B-T )之相溶性低,會損害 硬化後覆膜之透明性;另一方面,y超過1 〇〇時,防水防 油性賦予劑(B-T )之相溶性過高,防水防油性賦予劑( B-T)很難離析於塗膜表面,硬化後覆膜不能充分顯現其 防水防油性。 上述式(4 )之區位爲,由內酯之開環物而得之單位 -22- (19) (19)200413463 ;該基碳原子數,從原料取得之難易而言,以3〜5較適宜 ’又’表示聚合度之t,以在20以下較爲適合;t在該範 圍時,該基之結晶性不會過強,硬化後之覆膜,透明性優 異。 防水防油性賦予劑(B - T )中,以具有上述式(1 )〜 (4 )之區位中的任一種區位,做爲區位()亦可,或 以同一分子內具有兩種以上之區位,做爲區位(b-3)亦 可;又,第1覆膜用組成物中,以具有不同區位(b - 3 ) 之防水防油性賦予劑(B - T ),做爲防水防油性賦予劑( B - T ),且多種倂用亦可。 具體的適合例,列舉如下。 < 1 >直鏈型:區位(b-Ι )、區位(b-3 )、及官能 基(b-2 )連結爲直線狀之型式;直鏈型說明如下。 該直鏈型中,形成區位(b-1 )之原料化合物,以使 用具有區位(b -1 )之末端羥基改性的化合物,較爲適宜 ;例如,上述式(1 0 )或上述式(Π )之末端以羥基改性 者、末端羥基改性之聚六氟環氧丙烷等較適合。 如此具有區位(b-1 )之末端羥基改性的化合物,在 其末端上,以做爲區位(b - 3 )之環氧乙烷、環氧丙烷、 內酯等單體聚合,可以接鄰區位(b-1 )而建造區位(b-3 );又,可將做爲區位(b-3 )之聚乙二醇、聚丙二醇等 的單體,使用二官能之異氰酸酯等,以氨基甲酸酯結合鍵 連接於區位(b -1 );還有,由於形成區位(b -1 )之原料 化合物的化學結構之故,末端羥基的酸度過高,不能使環 -23- (20) (20)200413463 氧乙烷、環氧丙烷、內酯等單體之聚合順利進行時,以在 觸媒之碳酸乙烯酯的存在下,進行脫碳酸同時加成,插入 環氧乙烷一單位,使末端羥基之酸度降低,經環氧乙烷、 環氧丙烷、內酯等單體之聚合,可以建造區位(b - 3 )。 至此之操作,使區位(b-3 )之末端成爲羥基;導入 官能基(b-2 )〔例如,(甲基)丙烯醯基〕之方法有, 使用(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸氯化物等,藉由酯 鍵導入之方法、使用2-(甲基)丙烯酸乙基異氰酸酯, 藉由氨基甲酸酯鍵導入之方法、使2羥基乙基(甲基)丙 烯酸酯、3-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基(甲 基)丙烯酸酯等,經由二官能異氰酸酯以氨基甲酸酯鍵導 入之方法等,較爲適合。 又,使用聚乙二醇、聚丙二醇等聚合物之單末端上已 經(甲基)丙烯醯基改性者,在與區位(b- 1 )的末端羥 基之間,以二官能異氰酸酯藉由氨基甲酸酯鍵,接鄰於區 位(b-Ι ),依區位(b-3 )及官能基(b-2 )的順序連接 之方法亦甚適合。 <2>共聚合型:準備具有區位(b-Ι)之游離基聚合 性的宏量體、與具有區位(b - 3 )之游離基聚合性的宏量 體,此等宏量體經共聚合亦可;所得共聚物’更導入官能 基(b-2 )亦可;共聚合型說明如下。 具有區位(b-Ι)之宏量體,具體的有’例如上述式 (10 )或上述式(11 )之末端以(甲基)丙烯醯基改性者 、(甲基)丙烯酸之含氟烷基酯等等較爲適合。 -24- (21) (21)200413463 具有區位(b-3 )之宏量體,具體的有,例如聚乙二 醇、聚丙二酯等聚合物之單末端以(甲基)丙烯醯基改性 者、(甲基)丙烯酸之烷基酯、內酯之開環聚合物的單末 端以(甲基)丙烯醯基改性者等等,較爲適宜。 官能基(b-2 ),有在上述二種宏量體共聚合後,導 入其末端之方法;例如,將上述二種宏量體的未附加(甲 基)丙烯醯基之一方末端的羥基,使用(甲基)丙烯酸、 (甲基)丙烯酸氯化物等,藉由酯鍵導入之方法,使用 2-(甲基)丙烯酸乙基異氰酸酯等,藉由氨基甲酸酯鍵導 入之方法,較爲適合。 或者,上述二種宏量體同時與2 -羥基乙基(甲基) 丙烯酸酯、3-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基( 甲基)丙烯酸酯等共聚合,其後使用(甲基)丙烯酸、( 甲基)丙烯酸氯化物等,藉由酯鍵導入之方法,使用2-(甲基)丙烯酸乙基異氰酸酯導入之方法。 還有’上述直鏈型及上記共聚合型之任一種,均以官 能基(b-2 )接鄰於區位(b-3 )而結合較佳;官能基(b-2 )接鄰於區位(b_3 )而結合時,和接鄰於區位(b-1 ) 而結合時相比較,區位(b - 1 )之表面平移性變高,硬化 後之覆膜表面的防水防油性優異。 P方水防油性賦予劑(B ),除上述防水防油性賦予劑 (B-T )以外’亦可含有眾所周知之防水防油性賦予齊; 如此之眾所周知的防水防油性賦予劑有,例如,使用四氟 & #、ί扁氟乙烯等氟樹脂,具有全氟烷基之氟化合物等氟 -25- (22) (22)200413463 系的防水防油性賦予劑;使用主鏈上有矽氧烷鏈、支鏈上 具有甲基、乙基、丙基等烷基或氟烷基之有機聚矽氧烷的 矽氧系防水防油性賦予劑;使用蜜腊、石油腊等之腊系防 水防油性賦予劑;使用锆與脂肪酸之鹽、鋁與脂肪酸之鹽 等之金屬鹽系防水防油性賦予劑等等·,但是,本說明書中 眾所周知之防水防油性賦予劑,並不包含上述防水防油性 賦予劑(B-T )所相當之化合物;含有此等眾所周知之防 水防油性賦予劑時,對防水防油性賦予劑(B )之合計量 1 0 0重量份,以含有3 0重量份以下較爲適合。 第1覆膜用組成物中,除上述之構成外,更增加活性 能量線聚合引發劑(C ),其含有量,對聚合性單體(A )1 0 0重量份,爲〇 · 1〜1 〇重量份;活性能量線聚合引發劑 (C )之量在該範圍時,具有充分之硬化性,硬化之際全 部的活性能量線聚合引發劑(C )都分解,甚爲適合。 此活性能量線聚合引發劑(C ),廣泛的包含眾所周 知的光聚合引發劑。 眾所周知的光聚合引發劑,具體例有,芳基酮系光聚 合引發劑(例如,苯乙酮類、二苯甲酮類、烷基氨基二苯 甲酮類、二苯基乙二酮類、二苯乙醇酮類、苯偶因醚類、 苯甲基二甲基縮酮類、苯甲醯基苯甲酸酯類、醯基肟 酯類等)、含硫系光聚合引發劑(例如,硫化物類、噻噸 酮類等)、醯基膦氧化物類(例如,醯基二芳基膦氧化物 等)、及其他之光聚合引發劑;該光聚合引發劑可以二種 以上倂用;又,光聚合引發劑也可以和胺類等光增感劑組 - 26- (23) (23)200413463 合使用;具體的光聚合引發劑,有如下之化合物,對此沒 有任何之限制。 4-苯氧基二氯苯乙酮、扣第三級丁基-二氯苯乙酮、4-桌二級丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2 -經基甲 基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4 -異丙基苯基)-2 -羥基-2-甲基 丙烷-卜酮、1- ( 4-十二烷基苯基)-2-甲基丙烷-卜酮、卜 〔4- (2 -羥基乙氧基)苯基〕_2_羥基-2-甲基丙烷-卜酮、 ^羥基環己基苯基酮、2-甲基-l-〔 4-(甲硫基)苯基- 2-嗎啉代丙烷-1-酮。 二苯基乙二酮、二苯乙醇酮、苯偶因甲醚、苯偶因乙 駿、苯偶因異丙醚、苯偶因異丁醚、苯甲基二甲基縮酮、 =苯甲酮、苯甲醯安息香酸、苯甲醯安息香酸甲酯、4_苯 基=苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯基化二苯甲酮、3,3’-二 甲基-4-甲氧基二苯甲酮、3,3,,4,4,-四(第三級丁基過氧 竣基)二苯甲酮、9,10-菲醌、樟腦醌、二苯並環庚酮、2-甲基蒽醌、4,,4,,-二乙基間苯二甲醯基苯酮、〔1 -苯基-1 ’ 2、丙烷二酮-2(對-乙氧基羧基)肟〕、α-醯基肟酯、 #基苯基乙醛酸酯。 4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫化物、噻噸酮、2-氯噻 噸_、2 -甲基噻噸酮、2,4 -二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮 、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻 噸酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、苯甲醯基 二苯基膦氧化物、2,6-二甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、 雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物 (24) (24)200413463 第1覆膜用組成物,因應需求可以含有一種以上選自 吸收紫外線劑、光安定劑、防氧化劑、防熱聚合劑、平坦 劑、消泡劑、增粘劑、防沉降劑、顏料(有機著色顏料、 無機顏料)、著色染料、吸收紅外線劑、增白螢光劑、分 散劑、導電性微粒子、防帶電劑、防霧劑、交聯劑所成群 之功能性配合劑。 吸收紫外線劑,以合成樹脂用吸收紫外線劑一般使用 之苯并三唑系吸收紫外線劑、二苯甲酮系吸收紫外線劑、 水楊酸系吸收紫外線劑、苯基三吖嗪系吸收紫外線劑等, 較爲適合;具體的有,特開平11-268196號公報之分段編 號007 8上記載之化合物;第〗覆膜用組成物,含有多官 能性之聚合性單體(a - 1 ),故以使用2 -〔 2 -羥基-5 - ( 2 -丙烯醯基氧乙基)苯基〕苯并三唑、2_羥基-3-(甲基) 丙烯醯基氧丙基-3- ( 3 -苯并三唑-4-羥基-5-第三級丁基苯 基)丙酸酯等分子內具有光聚合性之官能基者,特別理想 光安定劑,以合成樹脂用光安定劑一般使用之受阻胺 系光安定劑較爲適合;具體的有,特開平號公 報之分段編號〇〇80上記載之化合物;本發明中,以使用 N -甲基-4 (甲基)丙烯醯基氧_2,2,6,6 -四甲基哌啶等分 子內具有聚合性官能基者,特別適合。 防氧化劑有,2,6-二第三級丁基-對-甲酚等之受阻酚 系防氧化劑、三苯基磷酸酯等之磷系防氧化劑等等;防熱 -28- (25) (25)200413463 聚合劑有’對苯二酚單甲基醚等;又,平坦劑w,矽氧樹 脂系平坦劑、丙烯酸樹脂系平坦劑等等。 ' '' 有 |〜甲基政氧院等砂氧樹脂系消泡劑等等 又s粘剤有’聚甲基(甲基)丙烯酸酯系聚合物、氫 化箆麻油系化合物、脂肪酸醯胺系化合物等等。 有機者色顏料有,稠多環系有機顏料、酞菁系有機顏 料等等,無機顏料有,二氧化鈦、氧化鈷、鉬紅、鈦黑等 等;又’著色染料有,有機溶劑可溶性偶氮基系金屬錯鹽 染料、有機溶劑可溶性酞菁系染料等等。 吸收紅外線劑有,聚次甲基系、酞菁系、金屬配位化 合物系、胺鏺鹽系、二噁唑鏺鹽系、蒽醌系、二噻茂金屬 配位化合物系、萘醌系、吲哚酚系、偶氮基系、三芳基甲 烷系之化合物等等。 導電性微粒子有,鋅、鋁、鎳等金屬粉,磷化鐵、銻 粘合型氧化錫等等。 防帶電劑有,非離子系防帶電劑、陽離子系防帶電劑 、陰離子系防帶電劑等等。 交聯劑有,矽烷交聯劑、鈦酸酯交聯劑等等。 以更提高硬化後覆膜之耐磨耗性爲目的,可在第1覆 膜用組成物中配合膠體二氧化矽(D );膠體二氧化矽( D )爲,在分散媒中呈膠狀分散之無水矽酸的超微粒子; 對分散媒,沒有特別的限制,以水、低級醇類、溶纖劑等 較爲適用;具體的分散媒有,水、甲醇、乙醇、異丙醇、 正丁醇、乙二醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑 -29- (26) (26)200413463 、丙二醇單甲基醚醋酸酯、二甲基乙醯胺、甲苯、二甲苯 、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸戊酯、丙酮等等。 對膠體二氧化砂(D )之平均粒徑’沒有特別的限制 •,爲顯現硬化後覆膜之高透明性’以1〜100〇nm爲宜,以 1〜2 0 0nm較佳,尤其以1〜50nm特別理想。 又,爲提升膠體二氧化矽(D )之分散安定性,在粒 子表面,可以使用水解性矽烷化合物之水解物加以潤飾; 所謂「以水解物使表面潤飾」,係指在膠體二氧化矽粒子 表面之一部份或全部的矽烷醇基上,矽烷化合物之水解物 呈物理或化學的結合狀態,藉此以改良表面特性之意;還 有,也包含水解物進行縮合反應之生成物同樣結合的二氧 化矽粒子;此表面潤飾,在二氧化矽粒子存在下,使矽烷 化合物之水解性基的一部份或全部進行水解,或水解與縮 合反應同時進行。 水解性矽烷化合物,以具有(甲基)丙烯醯基、氨基 、環氧基、锍基等官能性基之有機基、與烷氧基等水解性 基或經基結合於矽原子之矽烷化合物,較爲適合;本說明 書中之水解性基,係指與矽原子的結合部份被水解之基而 言;例如有,3 -(甲基)丙烯醯基氧丙基三甲氧基矽烷、 2-(甲基)丙烯醯基氧乙基三甲氧基矽烷、甲基)丙 烯醯基氧丙基三乙氧基矽烷、2-(甲基)丙烯醯基氧乙基 三乙氧基矽烷、3 -氨基丙基三乙氧基矽烷、3·氨基丙基三 甲氧基矽烷、N- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧 基砂院、3 -環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3_锍基丙基三 -30- (27) (27)200413463 甲氧基矽烷等等,較爲適合。 水解性矽烷化合物爲,以具有锍基之有機基、與水解 性基或羥基,結合於矽原子而成之含锍基矽烷化合物(S 1 ),其與聚合性單體(A )之反應性高,較爲適宜;含有 锍基之矽烷化合物(S 1 ),以下述式(1 2 )所示之化合物 ,較爲理想。 HS-R^SiR'fR^.f …式(12 ) (式中,R1爲二價之烴基;R2爲羥基或水解性基; R5爲一價之烴基;f爲1〜3之整數。) 式(12)中,R1以爲碳原子數2〜6之烯基較適合, 以爲碳原子數3之烯基特別理想;R5以爲碳原子數4以 下之烷基較適合,以爲甲基與乙基特別理想;R3以爲水 解性基較適合,以爲鹵基或碳原子數4以下之烷氧基更適 宜,以爲碳原子數4以下之烷氧基特別理想;鹵原子以氯 原子或溴原子較適合;烷氧基,以甲氧基與乙氧基之水解 性良好,更爲適宜;f以2或3較適合。 式(1 2 )所示之含有锍基的矽烷化合物,其代表例列 出如下;還有〇Me爲甲氧基、OEt爲乙氧基、OPr爲正丙 氧基。 HS-CH2CH2CH2-Si ( OMe ) 3、H S - C H 2 C H 2 C Η 2 - S i ( OEt ) 3、HS-CH2CH2CH2-Si ( OPr ) 3、H S - C H 2 C H 2 C H 2-
SiMe ( OMe ) 2、 H S - C H 2 C H 2 C H 2 - S i M e ( OEt ) 2、 HS- CH2CH2CH2-SiMe ( OPr ) 2、H S - C H 2 C H 2 C H 2 - S i M e 2 ( Ο M e )、HS-CH2CH2CH2-SiMe2 ( OEt ) 、 H S - C H 2 C H 2 C H 2 - (28) 200413463 biMe2C〇P〇、HS-CH2CH2CH2_SiCl3、HS-CH2CH2CH2· SiBr3、HS-CH2CH2CH2-SiMeCl2、HS-CH2CH2CH2-SiMeBr2 、HS-CH2CH2CH2-SiMe2Cl、HS-CH2CH2CH2-SiMe2Br。
又,水解性矽烷化合物爲,以具有(甲基)丙烯醯基 之有機基、與水解性基或羥基,結合於矽原子而成之含( 甲基)丙烯醯基矽烷化合物(S 2 ),其與聚合性單體(A )之反應性局,及其結合安定性良好,較爲適合;含有( 甲基)丙烯醯基之砂院化合物(S2),以下述式(13)所 示之化合物較爲理想。 CH2 = C ( R6) -R7-SiR2fR53_f …式(13) (式中,R6爲氫原子或甲基;R7爲二價之烴基;R2 爲羥基或水解性基;R5爲一價之烴基;f爲1〜3之整數。 )
式(13)中,R1以爲碳原子數2〜6之烯基較適合, 以爲碳原子數3之烯基特別理想;R5以爲碳原子數4以 下之烷基較適合,以爲甲基與乙基特別理想;R2以爲水 解性基較適合,以爲鹵基或碳原子數4以下之烷氧基更適 宜,以爲碳原子數4以下之烷氧基特別理想;鹵原子以氯 原子或溴原子較適合;烷氧基’以甲氧基與乙氧基之水解 性良好,更爲適宜;f以2或3較適合。 上述式(1 3 )所示之含有(甲基)丙烯醯基的矽烷化 合物(S 2 ),其代表例舉出如下。 CH2 = C ( R6 ) -CH2CH2CH2-Si ( 〇Me ) 3、CH2 = C ( R6 )-CH2CH2CH2-Si ( 〇Et ) 3、CH2 = C ( R6 ) -CH2CH2CH2-Si -32- (29) (29)200413463 (OPr ) 3、CH2 = C ( R6 ) -CH2CH2CH2-SiMe ( OMe ) 2、 CH2 = C ( R6 ) -CH2CH2CH2-SiMe ( OEt ) 2、CH2 = C ( R6 )-CH2CH2CH2-SiMe ( OPr ) 2、CH2 = C ( R6 ) -CH2CH2CH2-
SiMe2 ( OMe)、CH2 = C ( R6) -CH2CH2CH2-SiMe2 ( OEt) 、CH2 = C ( R6 ) -CH2CH2CH2-SiMe2 ( OPr ) 、CH2 = C ( R6 )-CH2CH2CH2-SiCl3、CH2 = C ( R6) - C H 2 C H 2 C H 2 - S i B r 3、 CH2 = C ( R6 ) .CH2CH2CH2-SiMeCl2 . CH2 = C (R6)-CH2CH2CH2-SiMeBr2、CH2 = C ( R6) -CH2CH2CH2-SiMe2Cl 、CH2 = C ( R6 ) -CH2CH2CH2-SiMe2Br。 配合膠體二氧化砂時,其配合量(固形份),對聚合 性單體(A ) 1 00重量份,以〇. 1重量份以上5 00重量份 以下爲宜,以1重量份以上3 0 0重量份以下較佳,以1 〇 重量份以上2 0 0重量份以下特別理想;在該範圍內時,硬 化後之覆膜具有充分的耐磨耗性,很難發生霾霧,而且承 受外力難以產生斷裂等現象。 更爲提高覆膜用組成物之塗佈性、與基材表面之密著 性,可在第1覆膜用組成物中配合有機溶劑;有機溶劑對 聚合性單體(A )、防水防油性賦予劑(b )、活性能量 線聚合引發劑(C )、膠體二氧化矽(d )、其他之添加 劑等,沒有溶解性問題時,則沒有特別的限制,能滿足上 述性能者即可;又’可以二種以上之有機溶劑倂用;有機 溶劑之使用量爲,對聚合性單體(A )之重量,以在100 倍以下較適合,以在5 0倍以下特別理想。 有機溶劑’以乙醇、丁醇、異丙醇等之低級醇類;甲 -33- (30) (30)200413463 基異丁基酮、甲基乙基酮、丙酮等之酮類;二噁烷、二乙 二醇二甲基醚、四氫呋喃、甲基-第三級丁基醚等之醚類 ;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、丙二醇單甲基 醚醋酸酯等之溶纖劑類等之有機溶劑較爲適合;此外,可 以使用正丁基醋酸酯、醋酸異戊酯、二乙二醇單醋酸酯等 之酯類;聚氟己烷、聚氟甲基環己烷、聚氟-1,3 -二甲基環 己烷等碳原子數5〜12之全氟脂肪族烴;雙(三氟甲基) 苯等之多氟化芳香族烴;多氟化脂肪族烴等之鹵化烴類; 甲苯、二甲苯、己烷等之烴類;此等有機溶劑,可以二種 以上混合使用。 第1覆膜用組成物中含有有機溶劑時,以因應形成覆 膜之基材種類,選擇適當之有機溶劑爲佳;例如,基材爲 以耐溶劑性低之芳香族聚酯樹脂製造者,以使用對芳香族 聚酯樹脂之溶解性低的溶劑,較爲適合;低級醇類、溶纖 劑類、酯類、醚類、及此等之混合物,是適當的溶劑。 第1覆膜用組成物,以浸漬法、旋轉塗佈法、流動塗 佈法、噴霧法、棒桿塗佈法、照相凹版印刷法、輥輾法、 刮板塗佈法、刮刀塗佈法等方法,塗佈於玻璃製、或塑料 製之基材上,含有機溶劑之組成物經乾燥後,以活性能量 線照射而硬化。 有’活性能量線,以紫外線、電子線、X線、輻射 線、及高週波線等較爲適用,特別以具有180〜5 00ηιη波 長之紫外線,在經濟上最爲理想。 活性能量線源,可以使用氙氣燈、低壓水銀燈、高壓 -34- (31) (31)200413463 水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、碳極電弧燈、鎢 絲燈等之紫外線照射裝置、電子線照射裝置、X線照射裝 置、高週波發生裝置等。 活性能量線之照射時間,依聚合性單體(A )之種類 、活性能量線聚合引發劑(C )之種類、覆膜之厚度、活 性能量線源等之條件,適當變更;通常照射0.1〜60秒, 即可達成目的;更爲完成硬化反應,可以在活性能量線照 射後,施行加熱處理。 覆膜之厚度,可採用各種所期望之厚度;一般以 0.1〜50//m厚度之覆膜較爲適宜,以形成〇.2〜20//m厚度 之覆膜特別理想之覆膜之厚度在該範圍時,可具有充分之 耐磨耗性,覆膜之深處亦能充分硬化,較爲適合;最理想 之覆膜厚度,爲0.3〜10//m。 硬化後之覆膜,透明性良好,而且其表面之耐磨耗性 、防水防油性優異,經長時間亦能顯現優越之指紋去除性 ;因此,該覆膜對於指紋、皮脂、汗、化粧品等之油脂性 污物,具有優良之防污性;如此之油脂性污物很難附著, 附著後也能輕易的擦去。 第1覆膜用組成物之硬化後覆膜,之所以能顯現優越 的指紋去除性,料必爲下述之原因。 附著於光學構件等之表面,一般稱呼爲指紋者(以下 稱爲「指紋」)’係附著於指尖之汗及皮脂成份,以指紋 花樣復印之形式’附著於該表面者。 硬化後之覆膜,其表面之防水防油性優異;該覆膜表 -35- (32) (32)200413463 面附著「指紋」時,該覆膜表面能排拒「指紋」所含之水 份及皮脂成份,「指紋」不能密著於該覆膜表面,料必呈 現球狀之水份及皮脂成份裝載於該覆膜表面之狀態;因而 ,該皮脂成份等可以輕易擦去;因此才具有優越之指紋去 除性。 本發明之第2覆膜用組成物(以下稱爲第2覆膜用組 成物)係,以硬化形成覆膜之活性能量線硬化型的覆膜用 組成物,其特徵爲具有下述之特性。 •硬化後之覆膜表面的對油酸接觸角,初期在6 0度以上 ,而耐濕試驗後在5 5度以上。 •於ISO-93 5 2認定之鐵巴磨耗性試驗(磨耗輪:cs] 0F 、單輪載重5 00g,$專速5 00rpm )的前後,硬化後覆膜 之霾霧度的變化在10%以下。 第2覆膜用組成物,具有上述之特性,因而硬化後之 覆膜表面的防水防油性優異,而且其優越之防水防油性經 長時間亦能顯現;本發明中,以硬化後的覆膜表面上裝載 液滴(具體的說,爲水及油酸之液滴)下之對該液滴的接 觸角,做爲防水防油性之指標;第2覆膜用組成物,以後 述實施例所示之程序,測定硬化後覆膜表面之接觸角如下 硬化後之覆膜表面的接觸角 水:初期爲85度以上,以90度以上爲佳,95度以 上更適合。 -36- (33) (33)200413463 耐濕試驗後爲8 0度以上。 油酸:初期爲6 0度以上,以6 5度以上爲佳,7 0度 以上更適合。 耐濕試驗後爲5 5度以上。 又,第2覆膜用組成物,具有上述之特性,因而硬化 後之覆膜的透明性亦優異。 本發明中,以霾霧度做爲硬化後覆膜之透明性的指標 ;第2覆膜用組成物之硬化後覆膜的霾霧度,係以在厚爲 3 mm之聚碳酸酯基材上,形成厚度爲1 . 2 // m之覆膜的霾 霧度爲定義者;第2覆膜用組成物,其硬化後覆膜之霾霧 度在3%以下,以在1%以下爲佳,在0.5 %以下更理想。 又,第2覆膜用組成物,具有上述之特性,因而硬化 後之覆膜表面的耐磨耗性亦優越;本發明中,以施行 ISO-93 5 2認定之鐵巴磨耗性試驗(磨耗輪:CS-1 0F,單 輪載重5 0 0 g,轉速5 0 0 rp m )之際,試驗前後該覆膜之霾 霧度的變化,做爲硬化後覆膜表面之耐磨耗性的指標;第 2覆膜用組成物,硬化後覆膜之霾霧度的變化在1 〇%以下 ,以在8 %以下爲佳,以在6 %以下更爲理想。 第2覆膜用組成物,具有上述之特性’因而硬化後之 覆膜表面的表面滑潤性亦優越;本發明中,以後述實施例 所示之程序,測定覆膜表面之動態摩擦係數’做爲硬化後 覆膜表面之表面滑潤性的指標;具體的說,第2覆膜用組 成物,硬化後覆膜之初期動態摩擦係數及耐濕試驗後之動 態摩擦係數,均爲〇. 1以下者。 -37- (34) (34)200413463 還有,第2覆膜用組成物’爲活性能量線硬化型之覆 膜用組成物,廣泛的包含具有上述特性者。 第2覆膜用組成物,以含有上述活性能量線硬化性之 聚合性單體(A ),即多官能性聚合性單體(a - 1 )及/或 單官能性聚合性單體(a - 2 )等,較爲理想;聚合性單體 (A )中,(a- 1 )之含有比率,雖可任意選擇’但以聚合 性單體(A)之總重量的20〜100重量%爲宜,以40〜100 重量%較佳,以70〜100重量%之範圍最爲理想。 第2覆膜用組成物之特別理想的型態,爲上述之第1 覆膜用組成物。 本發明之第1及第2覆膜用組成物,適合使用於光學 構件之玻璃製或塑料製基材的表面,以形成透明性、耐磨 耗性、及防水防油性優異,經長時間亦能顯現優越之指紋 去除性的硬化覆膜。 形成覆膜的塑料基材的材質,以具有透明性之塑膠材 料、耐磨耗性不佳之塑膠材料,較爲適合;具體的有,例 如,芳香族聚碳酸酯樹脂、聚甲基(甲基)丙烯酸酯樹脂 、聚(甲基)丙烯醯亞胺樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯 樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯樹脂(AB S樹脂)、(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯樹脂 (MS樹脂)等等。 【實施方式】 <實施例> -38- (35) (35)200413463 以實施例(例1〜3、5〜8、11、13、15〜18)及比較例 (例4、9、1 0、1 2、1 4、1 9 )說明本發明如下;本發明 對此沒有任何限制;各例中之各種測定及評估,依下列所 不之方法進仃’其’|p果如表4所不,速有,基材使用厚度 爲3 m m之透明的芳香族聚碳酸酯樹脂製薄板(1 〇 〇 m m χ 10 0mm) ° 〔接觸角〕 使用自動接觸角測定計(德國庫魯斯公司製, D S A 1 0 D 0 2 ),在乾燥狀態下(2 〇 °C、相對濕度6 5 % ), 於針頭製作3 // L之液滴,將此與試料之覆膜表面接觸, 即製成液滴;接觸角爲,於固液與液體之接觸點,對液體 表面的接線與固體表面所成之角,含有液體之角度;液體 分別使用蒸餾水與油酸;又,接觸角就初期試料、耐濕試 驗之試料(6 0 °C、相對濕度9 5 %之濕潤環境下,保存5 0 0 小時)進行測定。 〔指紋去除性〕 使用纖維素製之不織布(旭化成股份有限公司製,片 可得Μ - 3 ),擦拭附著於試料之覆膜表面的指紋,以目視 進行其難易度之判定;還有,就試料之初期試料、與耐濕 試驗後之試料(6(TC、相對濕度95 %之濕潤環境下,保存 5 00小時)進行評估;判定基準如下: 〇:指紋可以完全擦去 -39- (36) (36)200413463 x :指紋不能擦去 〔透明性〕 就試料之覆膜,以霾霧度測定器測定四個點之霾霧度 (%),算出其平均値(初期霾霧度)。 〔耐磨耗性〕 依據I S Ο - 9 3 5 2認定之鐵巴磨耗性試驗,將二個c S -1 0F磨耗輪分別載重5 00g,在組合狀態下,裝置於試料覆 膜之表面,以5 00 rpm轉動;使用霾霧度測定器測定施行 磨耗性試驗後之霾霧度;霾霧度之測定,在磨耗輪之循環 軌道的四個點進行,算出其平均値;耐磨耗性爲,以(磨 耗試驗施行後之霾霧度)-(初期霾霧度)之値(% )表示 〔表面滑潤性〕 測定上述初期試料與耐濕試驗後之試料的覆膜表面之 動態摩擦係數;動態摩擦係數爲,在下述之條件下,測定 將載重水平移動所必需之滑片重量(g ),求得「該重量 /載重」之値。 試驗墊:纖維素製之不織布(旭化成公司製,片可得 ) 載重:500g (接觸面積50 mm xlOOmm)。 移動距離:20mm -40- (37) (37)200413463 移動速度:l〇mm /分鐘 試驗環境:2 5 °C、相對濕度4 5 % 〔密著性〕 以小刀在試料之覆膜表面,刻劃縱橫各間隔爲1 mm 之劃痕1 1條,作成1 〇〇個小格,用市售之玻璃紙膠帶( 尼吉袢公司製)完全膠粘後,依與試料成9 〇度之方向急 速拉起,以覆膜未剝離之殘留棋盤格子數(個)表示。 又,實施例中使用之原料等,說明如下。 〔原料化合物〕 (1 )聚合性單體(A ): (A-1 ):含羥基之二季戊四醇聚丙烯酸酯、與六甲 烯二異氰酸酯,反應所得之一分子的平均丙烯醯基爲15 ,分子量爲2300之丙儲醯氨基甲酸酯。 (A-2 ):二季戊四醇六丙烯酸酯。 (A-3 ):異冰片基丙烯酸酯。 (2 )活性能量線聚合引發劑(C ): (C-1 ) : 2-甲基-1- ( 4-甲硫基苯基)-2-嗎啉代-丙 烷-1 -酮。 (3)膠體二氧化矽(D) (D-1 ):在乙基溶纖劑分散型膠體二氧化矽(二氧 化矽含量爲30重量%,平均粒徑爲Unm ) 100重量份中 ,加入3-锍基丙基三甲氧基矽烷2.5重量份,於80°C、 -41 - (38) (38)200413463 氮氣氣流下加熱攪拌5小時後,於室溫下熟化1 2小時’ 即得表面上具有含锍基矽烷化合物之水解縮合物的膠體二 氧化ϊ夕。 (D-2 ):在丙二醇單甲基醚醋酸酯分散型膠體二氧 化矽(二氧化矽含量爲3 0重量%,平均粒徑爲 U nm ) 1〇〇重量份中,加入3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基 矽烷2.5重量份,於5 0 °C下攪拌3小時後,於室溫下熟化 1 2小時,即得表面上具有含(甲基)丙烯醯基矽烷化合 物之水解縮合物的膠體二氧化矽。 〔防水防油性賦予劑(B-T )〕 下述之數平均分子量,係藉由凝膠滲透色譜法,以聚 苯乙烯爲標準物質,測得之値。 (B-1 ):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL四口燒 瓶中,加入 80mg之四異丁氧鈦、100g之 C3F7 ( OCF2CF2CF2 ) 20〇 ( CF2 ) 2CH2OH (大金工業公司製,得 姆納姆SA,數平均分子量4000)、及10g之ε-己內酯, 於150°C下加熱5小時,即得在C3F7 ( OCF2CF2CF2 ) 20〇 (CF2 ) 2CH2OH之單末端上,ε -己內酯開環附加之白色 腊狀化合物;其數平均分子量爲4400,己內酯之聚合度 數約爲3 . 5。 接著,將所得化合物冷卻至室溫,加入50g之六氟間 二甲苯及60ng之2,6·二第三級丁基-對-甲酚,攪拌30分 鐘後,加入6.0g之2-(甲基)丙烯醯氧基乙基異氰酸酯 -42- (39) (39)200413463 ,於室溫下再攪拌2 4小時,即得末端以(甲基)丙烯醯 基潤飾之防水防油性賦予劑(B - 1 )的六氟間二甲苯溶液 (固形份爲70重量% );( B_i )之數平均分子量爲4 5 5 0 〇 (B-2 ):在裝配有攪拌機之3 00mL四口燒瓶中,加 入 100g 之上述 C3F7 ( 〇CF2CF2CF2 ) 20〇 ( cf2 ) 2CH2OH 、50mg之二(十二院基)酸二丁基錫、及250mg之2,6· 二第三級丁基-對-甲酚,於室溫下攪拌3 0分鐘後,加入 3.6g之2-(甲基)丙烯醯氧基乙基異氰酸酯,更於室溫 下攪拌24小時,即得末端以(甲基)丙烯醯基潤飾之防 水防油性賦予劑(B-2 ) ; ( B-2 )之數平均分子量爲 4 150° (B-3 ):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL四口燒 瓶中,加入600mg之2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)、740mg 之正十二(烷)基硫醇、90g之醋酸丁酯、及90g之六氟 間二甲苯,於室溫下攪拌1 5分鐘後,加入4 5 g之上述防 水防油性賦予劑(B - 2 )、與1 5 g之聚環氧丙烷的單末端 以丙烯醯基改性之宏量體{日本油脂公司製,布練蔴-AP -800,CH2 = CHCOO [ CH2CH ( CH3 ) 0〕y-H,y 与 13,羥基 價=6 6.8 },以氮氣淸洗後,於7 0 °C下攪拌1 8小時進行聚 合’即得反應生成物。 其結果,得到數平均分子量1 0 0 0 0之聚合物;接著, 將所得反應生成物冷卻至室溫,加入50mg之二(十二烷 基)酸二丁基錫、及100mg之2,6-二第三級丁基-對·甲酚 -43- (40) 200413463 ,於室溫下攪拌30分鐘後,加入2.2 7g之2-(甲 烯醯氧基乙基異氰酸酯,於室溫下再攪拌24小時 共聚物的聚合單位之內,聚環氧丙烷的末端以(甲 烯醯基潤飾之防水防油賦予劑(B - 3 )的醋酸丁酯 固形份濃度約25重量% ) ; ( B-3 )之數平均分 1 0460 〇 (B-4):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL 瓶中,加入60〇11^之2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)、 之正十二(烷)基硫醇、及1 8 0 g之醋酸丁酯,於 攪拌1 5分鐘後,加入3 5 g之上述防水防油性賦予? )、20g之十八(烷)基丙烯酸酯、及5g之2-羥 丙烯酸酯,以氮氣淸洗後,於7(TC下攪拌1 8小時 聚合,即得反應生成物。 其結果,得到數平均分子量25000之聚合物; 將所得反應生成物冷卻至室溫,加入50mg之二( 基)酸二丁基錫,及l〇〇mg之2,6-二第三級丁基J ,於室溫下攪拌3 0分鐘後,加入6.6 1 g之2 -(甲 烯醯氧基乙基異氰酸酯,於室溫下再攪拌2 4小時 共聚物的聚合單位之內,2 -羥基乙基丙烯酸酯之末 甲基)丙烯醯基潤飾之防水防油性賦予劑(B - 4 ) 丁酯溶液(固形份濃度約2 5重量% );( B - 4 )之 分子量爲27800 。 (B-5):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL 瓶中,加入600mg之2,2’-偶氮雙(2 -甲基丙腈)、 基)丙 ,即得 基)丙 溶液( 子量爲 四口燒 7 4 0 m g 室溫下 ( B-2 基乙基 ,進行 接著, 十二院 付-甲酚 基)丙 ,即得 端以( 的醋酸 數平均 四口燒 7 4 0 m g (41) 200413463 之正十二(烷)基硫醇、及1 8 0 g之醋酸丁酯,於室 攬拌1 5分鐘後,加入4 5 g之上述防水防油性賦予劑 )、及1 5 g之不飽和脂肪酸羥基烷基酯潤飾ε ·己內 來謝魯化學公司製,布拉克謝魯FA2D,己內酯之聚 數爲2 ),以氮氣淸洗後,於7(TC下攪拌18小時進 合,即得反應生成物。 其結果,得到數平均分子量3 5 000之聚合物;接 將所得反應生成物冷卻至室溫,加入50mg之二(十 基)酸二丁基錫、及10〇11^之2,6-二第三級丁基-對-,於室溫下攪拌30分鐘後,加入6.69g之2-(甲基 烯醯氧基乙基異氰酸酯,於室溫下再攪拌24小時, 共聚物之聚合單位的不飽和脂肪酸羥基烷基酯潤飾; 內酯末端以(甲基)丙烯醯基潤飾之防水防油性賦予 B - 5 )的醋酸丁酯溶液(固形份濃度約2 5重量% ); 5)之數平均分子量爲39000。 (B-6 ):爲不具備上述 C3F7(OCF2CF2CF2)2 CF2) 2CH2OH活性能量線硬化性之官能基(b-2)、 位(b-3 )的防水防油性賦予劑。 (B-7):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL四 瓶中,加入80mg之四異丁氧基鈦、100g之兩末端羥 聚氟聚環氧乙烷〔梭魯貝·梭雷庫西斯公司製,商品 芳布鄰 Z-dol 1 000,HOCH2 ( CF2CF20 ) p ( CF: 5CF2CF2CH2OH,平均分子量1000)、及25g之ε -己 ,於1 5 0 °C下加熱5小時,即得在聚氟聚環氧乙烷之 溫下 (B-2 酯( 合度 行聚 著, 二烷 甲酚 )丙 即得 卜己 劑( (B- 〇〇 ( 及區 口燒 基的 名爲 2〇 ) 內酯 兩末 (42) (42)200413463 端上ε -己內酯開環附加之白色腊狀化合物;其數平均分 子量爲1250,各末端之己內酯的聚合度數約爲1.1個。 接著,將所得化合物冷卻至室溫,加入67g之1,3-雙 (三氟甲基)苯、及60mg之2,6 -二第二級丁基-對-甲酉分 ’擾伴30分鐘後’加入31.〇g之2-(甲基)丙細釀氧基 乙基異氰酸酯,於室溫下再攪拌2 4小時,反應完成;其 後,於減壓4 0 °C下,將溶劑之1,3 -雙(三氟甲基)苯餾 去,即得末端以(甲基)丙烯醯基潤飾之防水防油性賦予 劑(B-7) ; (B-7)之數平均分子量爲1560。 (B-8)〜(B-13)之原料的化合物 M, 〔CF30( CF2CF2O ) PCF2CH2OH,p 与 7.3〕之合成。 下述之四甲基矽烷以 TMS、CC1F2CF2CHC1F以 AK-225、CC12FCC1F2 以 R-113 表示。 (步驟1)將市售之聚環氧乙烷乙二醇單甲基醚〔 CH30(CH2CH20) P + 1H,P与 7.3〕25g、與 AK-225: 20g 、N a F : 1.2 g、卩比Π定:1 . 6 g置入燒瓶中’保持內部溫度在 1〇。(:以下同時激烈攪拌,以氮氣激泡;另將FC0CF ( cf3 )OCF2 ( CF3 ) OCF2CF2CF3: 46.6g,保持於內溫 5〇C 以下 同時以3 · 0小時滴入;滴完後,置於5 0 °C 1 2小時,其後 於室溫下攪拌2 4小時,將粗液回收;更將粗液減壓過濾 ,其後,回收液以真空乾燥機(5 〇 °C、6 6 7 P a )乾燥1 2小 時;將所得粗液溶解於1〇〇 ιη£之AK-225,以1 000 J之飽 和碳酸氫鈉水溶液水洗3次,回收有機相;更於回收之有 機相中加入硫酸鎂1 · 〇g,攪拌1 2小時;其後進行加壓過 •46- (43) (43)200413463 濾去除硫酸鎂,在蒸發器中將AK-22 5餾去,即得室溫下 爲液體之聚合物56.1g; h-NMR、19F-NMR分析之結果, 確認所得聚合物爲,以 CH30 ( CH2CH20) p+1COCF ( CF3 )OCF2CF(CF3) OCF2CF2CF3(p爲與上述相同者)表示 之化合物。 (步驟2)在500mL之耐熱耐蝕鎳合金製之壓熱器中 ,加入R-113: 1560g攪拌之,保持於25°C ;在壓熱器之 氣體出口處,串聯設置有保持20 °C之冷卻器、NaF顆粒 塡充層、及保持-20 °C之冷卻器;還有,由保持-20 °C之冷 卻器凝聚的液體,經設置之液體回送管線,導返壓熱器; 氮氣氣體導入1小時後,以氮氣氣體稀釋至10%之氟氣體 (以下,以10%氟氣體表示),依24.8 L / h之流速,導 入1小時。 其次,將1 0%氟氣體以同流速導入,同時使步驟1所 得之生成物27.5g溶解於1 3 5 0 g之R-113的溶液,以30 小時滴入。 再其次,將1 0%氟氣體以同流速導入,同時滴入 12mL之R-1 13溶液;此時,內溫變更爲40°C ;接著,滴 入溶解於苯之1重量% R-U3溶液6mL ;更導入氟氣體1 小時後’導入氣氣1小時。 反應完成後,以真空乾燥(60 °C、6小時)餾去溶媒 ,即得室溫下爲液體之生成物45.4g ; NMR分析之結果, 確認步驟1所得生成物之氫原子總數的99.9%被氟原子取 代,爲 cf3o ( CF2CF20 ) p + 1COCF ( cf3 ) ocf2cf ( cf3 (44) (44)200413463 )OCF2CF2CF3所表示之化合物。 (步驟3 )在置入攪拌子之3 0 0mL圓底燒瓶中,以氮 氣充分取代;加入36g之甲醇、5.6g之NaF、及50g之 Α Κ~22 5 ;將43.5g之步驟2所得生成物滴下後,於室溫下 進行氮氣激泡,同時激烈攪拌;茄形燒瓶之出口施行氮氣 密封。 8小時後,以設置於冷卻管之真空泵,使系內保持在 減壓狀態,餾去剩餘之甲醇、及反應副產物;24小時後 ’即得室溫下爲液體之生成物26.8g。 分析之結果,確認步驟2所得生成物之酯基的全量, 變換成甲基酯,係以CF30(CF2CF20) pCF2COOCH3所表 示之化合物爲主的生成物。 (步驟4)在置入攪拌子之3 0 OmL圓底燒瓶中,以氮 氣充分取代;加入 30g之 2-丙醇、50g之 AK-22 5、及 4.1g之NaBH4 ;將26.2g之步驟3所得生成物,於30g之 AK-22 5中稀釋滴下;其後,於室溫下激烈攪拌,圓底燒 瓶之出口施行氮氣密封。 8小時後,以設置於冷卻管之真空泵,使系內保持在 減壓狀態,餾去溶媒;24小時後,加入100g之AK-225 ,攪拌同時將5 0 0 g之〇 . 2N鹽酸水溶液滴下;滴完後,維 持攪拌6小時;其後,有機相以5 〇〇g之蒸餾水水洗3次 ’將分離兩層之有機相回收;更於回收之有機相加入1 .0g 之硫酸鎂,攪拌1 2小時;其後,施行加壓過濾去除硫酸 鎂,在蒸發器中將AK-225餾去,即得在室溫下爲液體之 (45) (45)200413463 聚合物2 4.8 g。 分析之結果,確認步驟3所得生成物之酯基全部被還 原,係以CF30(CF2CF2〇) pCF2CH2OH所表示之化合物 爲主的生成物。 (B-8 ):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL四口燒 瓶中,加入80mg之四異丁氧基鈦、100g之化合物M、及 2 5 g之ε -己內酯,於1 5 0 °C下加熱5小時,即得聚氟聚環 氧乙烷之末端上£ -己內酯開環附加之白色腊狀的防水防 油性賦予劑(B - 8 ) ; ( B - 8 )之分子量爲1 2 5 0,己內酯 的聚合度數約爲2 · 2個。 (B-9 ):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL四口燒 瓶中,加入125g之防水防油性賦予劑(B-8 )、與60g之 1,3·雙(三氟甲基)苯、及60mg之2,6-二第三級丁基-對-甲酚;攪拌3 0分鐘後,加入1 5 · 5 g之2 -(甲基)丙烯 醯氧基乙基異氰酸酯,於室溫下再攪拌24小時’反應完 成;其後,於減壓40 °C下,將溶劑之1,3-雙(三氟甲基 )苯餾去,即得末端以(甲基)丙烯醯基潤飾之防水防油 性賦予劑(B-9) ; (B-9)之分子量爲1 400。 (B-10 ):在裝配有攪拌機之300mL四口燒瓶中, 加入100g之化合物M、及60mg之2,6 -二第三級丁基-對-甲酚,攪拌30分鐘後,加入31.0g之2-(甲基)丙稀醯 氧基乙基異氰酸酯,於室溫下再攪拌2 4小時’即得末端 以(甲基)丙烯醯基潤飾之防水防油性賦予劑(B -1 0 ); (B_10)之數平均分子量爲1160。 •49- (46) (46)200413463 (B-l 1 ):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL四p 燒瓶中,加入 600mg之2,2’-偶氮雙(2 -甲基丙腈)、 740mg之正十二烷基硫醇、90g之醋酸丁酯、及 90g之 1,3 -雙(三氟甲基)苯;於室溫下攪拌1 5分鐘後,加入 4 5 g之上述防水防油性賦予劑(B - 1 0 )、與1 5 g之聚環氧 丙烷的單末端以丙烯醯基改性之宏量體{曰本油脂公司製 ,布練蔴 AP- 8 0 0,CH2 = CHCOO-〔 CH2CH ( CH3 ) 0〕 ,y与13,羥基價爲66·8 },以氮氣淸洗後,於70 °C下攪 拌1 8小時進行聚合,即得反應生成物。 其結果,得到數平均分子量1 0000之共聚物;接著, 將所得反應生成物冷卻至室溫,加入50mg之二(十二烷 基)酸二丁基錫、及l〇〇mg之2,6-二第三級丁基-對-甲酚 ;於室溫下攪拌30分鐘後,加入2.2 7g之2-(甲基)丙 烯醯氧基乙基異氰酸酯,於室溫下再攪拌24小時,反應 完成;其後,在減壓40 °C下,將溶劑之1,3-雙(三氟甲 基)苯餾去,即得共聚物之聚合單位內,聚環氧丙烷末端 以(甲基)丙烯醯基潤飾之防水防油性賦予劑(1 1 ); (B-11)之數平均分子量爲1 0460。 (B-12 ):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 0 0mL四口 燒瓶中,加入 600mg之2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)、 740mg之正十二(烷)基硫醇、及180g之醋酸丁酯,於 室溫下攪拌1 5分鐘後,加入4 5 g之上述防水防油性賦予 劑(B-10 )、及15g之不飽和脂肪酸羥基烷基酯潤飾ε -己內酯(來謝魯化學公司製,布拉克謝魯FA2D,己內酯 (47) (47)200413463 之聚合度數爲2 ),以氮氣淸洗後,於7 〇 下攪拌1 8小 時進行聚合,即得反應生成物。 其結果,得到數平均分子量3 5 0 〇 〇之共聚物;接著, 將所得之反應生成物冷卻至室溫,加入5 〇mg之二(十二 烷基)酸二丁基錫、及lOOmg之2,6 -二第三級丁基-對-甲 酚’於室溫下攪拌30分鐘後,加入6.69g之2-(甲基) 丙烯醯氧基乙基異氰酸酯,於室溫下再攪拌24小時,反 應完成;其後,在減壓、4 0 °C下,將溶劑之1,3 -雙(三氟 甲基)苯餾去,即得共聚物之聚合單位內,不飽和脂肪酸 羥基烷基酯潤飾ε -己內酯末端以(甲基)丙烯醯基潤飾 之防水防油性賦予劑(Β -1 2 );( Β -1 2 )之數平均分子量 爲 3 9 0 0 0 〇 (Β-13 ):在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL四口 燒瓶中,加入 5 8 0mg之氟化鉀、l〇〇g之化合物 M、及 9.1 2g之乙烯碳酸酯,於160 °C下脫碳酸同時加熱40小時 ’即得化合物Μ之末端附加1單位環氧乙烷的無色透明 油狀化合物。 將系中之氟化鉀濾別後,在裝配有攪拌機及冷卻管之 300mL四口燒瓶中,加入80mg之四異丁氧基鈦、與上述 油狀化合物1 0 9 g、及2 5 g之ε -己內酯;於1 5 0 °C下加熱 5小時,即得化合物Μ之末端,經由1單位環氧乙院, ε -己內酯開環附加之白色腊狀化合物;數平均分子量爲 1400,己內酯之聚合度數約爲2.2個。 接著,加入60g之1,3-雙(三氟甲基)苯、及60mg (48) (48)200413463 之 2,6-二第三級丁基-對-甲酚;攪拌30分鐘後,加入 15.5g之2-(甲基)丙烯醯氧基乙基異氰酸酯,於室溫再 攪拌24小時,反應完成;其後,在減壓40 °C下,將溶劑 之1,3-雙(三氟甲基)苯餾去,即得末端以(甲基)丙烯 醯基潤飾之防水防油性賦予劑(B-13 ) ; (B-13)之數平 均分子量爲1550。 (B-14):支鏈之一部份以C8F17CH2CH2基取代之二 甲基矽油(旭硝子公司製,商品名爲「FLS 5 2 5」);爲 不具備官能基(b-2 )、及區位(b-3 )之防水防油性賦予 劑。
-52- 200413463
i撇 構造 C3F7(0CF2CF2CF2)n0(CF2)2CH20-[C(=0)C5H1()0]t-C0NHC2H40C0C(CH3)=CH2 n==20? t=^3.5 !C3F7(OCF2CF2CF2)nO(CF2)2CH20-CONHC2H4OCOC(CH3)=CH2 |n==20, t^=3.5 l-[CH2-C(CH3)CO{P}]r[CH2-CHCO{Q}]g-f== 1.8, g^3.0 {P}:C3F7(0CF2CF2CF2)n0(CF2)2CH20-C0NHC2H40-{Q}:CH2=C(CH3)C00C2H5NHC00-(CH2CH(CH3)0)y-n = 20, y= 13 -[CH2-C(CH3)CO{P}r[CH2-CHCO{Q}g-[CH2-CHCO{R}]h-f== 3.5, g == 25.6, h == 18.0 {P}:C3F7(0CF2CF2CF2)n0(CF2)2CH20-C0NHC2H40- {Q}:C18H37〇- {R}:CH2=C(CH3)C00C2H5NHC00-CH2CH20- n==20 -[CH2-C(CH3)CO{P}r[CH2-CHCO{Q}g-f=6.3, g=:26.7 {P}:C3F7(OCF2CF2CF2)nO(CF2)2CH20-CONHC2H40-{Q}:CH2=C(CH3)C00C2H5NHC00-(C0C5H1{r0)x-C2H40-n==20, x==2 C3F7(OCF2CF2CF2)nO(CF2)2CH2OH n=20 型式 直鏈型 1沒有區位(b-3) 共聚合型 1 1 1 共聚合型 1 共聚合型 j cn 稍^ {ΠΠ Ini 防水防油性賦予劑 B-l B-2 ώ B-4 B-5 B-6 -53- 200413463 £ 構造 CH2=C(CH3)C00C2H4NHC00-[C(=0)C5H1()0]rCH2(CF2CF20)p(CF20)5CF2CF2CH2〇- [C(=0)C5H1()0]rC0NHC2H40C0C(CH3)=CH2 t== 1.1 CF3O(CF2CF2O)pCF2CH2O-[C(=O)C5H10O]rH ρ = 7.3, t=2.2 CF30(CF2CF20)pCF2CH20-(C(=0)C5H1()0)rC0NHC2H40C0C(CH3)=CH2 ρ = 7.3, t=2.2 cf3o(cf2cf2o)pcf2ch2o-conhc2h4ococ(ch3)=ch2 p 与 7·3 -[CH2-C(CH3)CO{P}]r[CH2-CHCO{Q}]g_ f==6.5, g==3.0 {P}:CF30(CF2CF20)PCF2CH20-C0NHC2H40-{Q}:CH2=C(CH3)C00C2H5NHC0CKCH2CH(CH3)0)y-p = 7.3? 13 -[CH2-C(CH3)CO{P}r[CH2-CHCO{Q}g-f=22.6,g = 26.7 {P}:CF30(CF2CF20)PCF2CH20-C0NHC2H40-{Q}:CH2=CH(CH3)COOC2H5NHCOO-(COC5Hi0-O)x-C2H4〇-ρ = 7.3, x = 2 CF30(CF2CF20)pCF2CH20-CH2CH20_[C(=0)C5H1()0]t-C0NHC2H40C0C(CH3)=CH2 p==7.3, t==2.2 型式 直鏈型 沒有官能基(b-2) 直鏈型 沒有區位(b-3) 共聚合型 共聚合型 直鏈型 防水防油 性賦予劑 B-7 00 ώ B_9 B-10 B-ll B-12 B-13
-54- (51) (51)200413463 〔例1〕 在裝配有擾祥機及冷卻管之300mL四口燒瓶中,置 入8 0 g之聚合性單體(A )、1 · 0 g之防水防油性賦予劑( B - 1 )、4 · 0 g之活性能量線聚合引發劑(c - 1 )、做爲防熱 聚合劑之1 . 〇 g的封本一酚單甲基酸、及做爲有機溶劑之 65.0g的醋酸丁酯(AcBt );於常溫及遮光之狀態下,攪 拌1小時均勻化;接著,攪拌同時緩慢加入7 5.0 g之膠體 二氧化矽(D - 1 ),再於常溫及遮光之狀態下,攪拌〗小 時使均勻化。 其次,加入做爲有機溶劑之65.0g二丁基醚(DBE) ,於常溫及遮光之狀態下攪拌1小時,即得覆膜用組成物 (Q 1 ) •,接著,將覆膜用組成物(Q 1 )以旋轉塗佈法( 2 00 Orpm xlO秒)塗佈於基材表面,於90 °C之熱風循環 式烘箱中乾燥1分鐘後,使用高壓水銀燈(光量爲 1200mJ/cm2、波長300〜390nm區域之紫外線累積能量) ,將覆膜硬化;其結果,獲得在基材表面具有1 .2 // m厚 度之硬化物層(覆膜)的試料1 ;使用本試料1,進行上 述列舉之各項測定及評估;其結果’如表4所示。 〔例2〜9、1 1〜1 9〕 例1中,除覆膜用組成物之聚合性單體(A )、防水 防油性賦予劑(B )、活性能量線聚合引發劑(C )、膠 體二氧化矽(D )、及有機溶劑,依表3所示之霍類及量 (括號內,單位爲g )變更以外’其他都和例1同樣的製 -55- (52) (52)200413463 作試料2〜9、1 1〜1 9,進行與例1同樣的測定與評估。 〔例 1 〇〕 在裝配有攪拌機及冷卻管之3 00mL四口燒瓶中,置 入8 0g之聚合性單體(A-1 )、4.0g之活性能量線聚合引 發劑(C - 1 )、做爲聚合抑制劑之1 · 〇 g對苯二酚單甲基醚 、及做爲有機溶劑之6 5.0 g醋酸丁酯(A c B t ),於常溫及 遮光狀態下,攪拌1小時使均勻化;接著,攪拌同時緩慢 加入75.0g之膠體二氧化矽(D-1 );再於常溫及遮光狀 態下,攪拌1小時,使其均勻化。 其次,加入做爲有機溶劑之65.0g二丁基醚(DBE ) ’於常溫及遮光狀態下攪拌1小時,即得覆膜用組成物( Q10 );接著,以旋轉塗佈法(2000rpm X 1 0秒),將( Q 1 〇 )塗佈於基材表面,在9 (TC之熱風循環式烘箱中乾燥 1分鐘後’使用局壓水銀燈(光量爲1 2 0 0 m J / c m 2,波長 3 00〜3 90區域之紫外線累積能量),將覆膜硬化,形成防 水防油性賦予劑(B - 1 )之薄硬化物層;其結果,使基材 表面之聚合性單體(A-1 )硬化,形成厚度爲1.2 # m之硬 化物層,於該硬化物層之表面,形成防水防油性賦予劑( B - 1 )的薄硬化物層,即得試料1 〇 ;使用本試料1 〇,進行 與例1同樣的測定與評估。 但是,例1 〇爲,在含有A、B、C之硬化皮膜上,形 成B之硬化物層者。 -56- (53)200413463
-57- 200413463 54) occ^〇Ntnc^〇NaNaN、ni/卜卜 ιη»·η — 〇〇〇 — 〇〇〇〇 〇”〇 — 〇〇〇〇' 000000000000000000° 〇〇〇>〇"\〇〇(^〇<^〇> 卜卜卜卜 βοο 卜卜 ιηα 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 lim-
〇〇〇〇〇〇〇〇X X〇〇〇〇〇〇〇〇X
〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇X
§#i»B 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 § 001 (%)_跋儘産 寸漱 ε·Ι 8·<ν 6·(ν 0·9 τ·ξ ς·ε σε 6·<ν 8·(ν 〇·寸 ς·ε ς.6 寸·<Ν 9.CN 6·(ν LI ΟΤ 8·(ν ς.Γη (%M!«繡) 鰥 9Ό ΓΟ ΓΟ 2 2 2 εο εο εο 90 S.S S ΙΌ s ΓΟ 9·ε S εο 2 • ·
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0ε\09 isol osol (Nsoi U\90I s\86 卜SI l $\0卜 CNSOI 0寸\0卜 SS9 0卜\寸01 esol 5卜\§ 寸so 一 U\SI 寸SOI (NSOI ς 卜\SI ool <na\80i U\80I 寸 A\60I (NSOI 0卜\81 8卜\21 u\60l 卜卜\(NU SSI I *0卜\601 £卜\601 寸卜\卜01 ssol SSIl 寸卜\SI 寸>\SI α\(Νιι 9 卜\01—ιΙ
(N 寸 -58- (55) (55)200413463 〔產業上利用性〕 表面具有本發明覆膜用組成物之硬化物所成覆膜的玻 璃製或塑料製成型物,防污性,特別是對於指紋、皮脂、 汗、化粧品等之油脂性污物的防污性優異,此等油脂性污 物很難附著,既使附著亦可輕易擦去;又,該成型物之耐 磨耗性、透明性亦甚優越;因此,適合使用於油脂性污物 之附著成爲外觀上問題的防反射膜、濾光器、光學透鏡、 液晶顯示器、電致發光顯示器、光碟等光學構件。
-59-
Claims (1)
- 200413463 (1) 拾、申請專利範圍 1 · 一種活性能量線硬化型覆膜用組成物,其特徵爲對 於活性能量線硬化性之聚合性單體(A ) 1 00重量份時, 含有防水防油性賦予劑(B ) 0 · 0 1〜1 0重量份及活性能量 線聚合引發劑(C ) 0 · 1〜1 〇重量份之覆膜用組成物, 上述聚合性單體(A )係在上述覆膜用組成物所含該 聚合性單體(A )之總重量中,含有2 0重量%以上之一分 子中具有兩個以上選自丙烯醯基及甲基丙烯醯基所成群之 聚合性官能基的多官能性聚合性單體(a- 1 ), Jt述防水防油性賦予劑(B )係含有具防水防油性之 部位(b- 1 )、活性能量線硬化性之官能基(b-2 )及由至 少一種選自下述式(1 )〜(4 )表示之部分所成群之部位 (b - 3 )的防水防油性賦予劑(B - T ), -R3- …式(1) -(CH2CH20) X- …式(2) -(CH2CH ( CH3 ) Ο ) y- …式(3 ) -(C ( =0 ) CuH2u〇 ) t- …式(4) (式中,R3爲碳原子數 6〜20之烯基;x及y爲 5〜100之整數;u爲3〜5之整數;t爲1〜20之整數)。 2 .如申請專利範圍第丨項之覆膜用組成物,其中上述 防水防油性賦予劑(B-T )中,上述具防水防油性之部位 (b-Ι)爲具有至少一種選自下述式(5)〜(9)之表示部 分所成群者, …式(5 ) C kF 2 k+ 1 - -60- (2) 200413463 -(CF2CF2O ) p- …式(6 ) -(CF2CF ( CF3 ) ο ) q- …式(7 ) -(CF2CF2CF2O ) r- …式(8 ) -(CF20 ) s- …式(9 ) (式中,k爲1〜16之整數;P、q、r、及S爲1〜100 之整數)。3 .如申請專利範圍第2項之覆膜用組成物,其中上述 防水防油性賦予劑(B - T )中,上述具防水防油性之區位 (b-Ι)爲具有下述式(10)或下述式(11)所示之部分 Rf ( OC3F6 ) n-O- ( CF2 ) m- ( CH2 )…式(10) 〔式中,Rf爲碳原子數1〜16之聚氟烷基(包含具有 氧原子者);n爲1〜50之整數;πι及/爲0〜3之整數, 但 6gm+<>0〕, Rf ( OC2F4) e-O- ( CF2) g- ( CH2) h-O-…式(11) 〔式中,1^爲碳原子數1〜16之聚氟烷基(包含具有 氧原子者);e爲l〜50之整數;g及h爲0〜3之整數’但 6 g g + h > 0〕。 4 .如申請專利範圍第1〜3項中任一項之覆膜用組成物 ,其中更含有對上述聚合性單體(A) 100重量份,爲 0.1〜5 00重量份之膠體二氧化矽(D)。 5 .如申請專利範圍第4項之覆膜用組成物,其中上述 膠體二氧化矽(D )爲以含有锍基之有機基與水解性基或 羥基結合於矽原子之含巯基@ ;院化合物(S 1 )進行表面改 -61 - (3) (3)200413463 質所得之改質膠體二氧化矽。 6 .如申請專利範圍第5項之覆膜用組成物,其中上述 含有锍基之矽烷化合物(S 1 )爲以下述式(1 2 )所示之化 合物者, HS-R^SiR^R^-f "1(12) (式中,R1爲二價之烴基;R2爲羥基或水解性基; R5爲一價之烴基;f爲1〜3之整數)。 7 .如申請專利範圍第4項之覆膜用組成物,其中上述 膠體二氧化矽(D)爲以含有(甲基)丙烯醯基之有機基 與水解性基或羥基結合於砂原子的含(甲基)丙嫌醯基石夕 烷化合物(S2 )進行表面改質所得之改質膠體二氧化矽者 〇 8 .如申請專利範圍第7項之覆膜用組成物,其中上述 含有(甲基)丙烯醯基之矽烷化合物(S2 )爲以下述式( 1 3 )所示之化合物, CH2 = C ( R6 ) -R7-SiR2fR53.f …式(1 3 ) (式中,R6爲氫原子或甲基;R7爲二價之烴基;R2 爲羥基或水解性基;R5爲一價之烴基;f爲1〜3之整數) 〇 9 · 一種活性能量線硬化型覆膜用組成物,係經由硬化 形成覆膜之覆膜用組成物;其特徵爲硬化後覆膜表面對於 油酸的接觸角在初期爲60度以上,且耐濕試驗後爲5 5度 以上,上述硬化後覆膜之霾霧値爲3 %以下,而且,依 ISO-93 52所定之圓錐磨損性試驗(磨損輪爲CS-10F,單 (4) (4)200413463 輪荷重5 00g,轉速爲5 00rPm)之前後的上述硬化後覆膜 之霾霧値的變化在10%以下。 1 〇 .如申請專利範圍第9項之覆膜用組成物,其中含 有活性能量線硬化性之聚合性單體(A )者。 1 1 .如申請專利範圍第1〜1 〇任一項之覆膜用組成物, 其中硬化後覆膜表面對於油酸的接觸角在初期爲60度以 上,且耐濕試驗後在5 5度以上,上述硬化後覆膜之霾霧 値爲3%以下,而且,依ISO_9 3 5 2認定之鐵巴磨耗性試驗 (磨耗輪爲CS-10F,單輪載重5 00g,轉速爲5 00rpm)的 前後,上述硬化後覆膜之霾霧値的變化在10%以下。 1 2 . —種成型物,其特徵爲在玻璃或塑料之基材表面 ,具有以申請專利範圍第1〜1 1項中任一項之覆膜用組成 物的硬化物所成之厚度爲〇 . 1〜5 0 // m的覆膜。 200413463 柒、(一) (二) 、本案指定代表圖為:無 、本代表圖之元件代表符號簡單說明:無捌、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式:無
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