TW201412900A - 用於表面處理的組合物、製備經表面處理之物件的方法、及經表面處理之物件 - Google Patents

用於表面處理的組合物、製備經表面處理之物件的方法、及經表面處理之物件 Download PDF

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Abstract

一種組合物包含具有至少一個CF3基團之全氟化溶劑，該全氟化溶劑係選自在大氣壓下具有至少120℃之沸點溫度之全氟聚醚溶劑及含氮全氟化溶劑。該組合物進一步包含多氟聚醚矽烷。該組合物形成具有優良物理性質之層，該等優良物理性質除耐沾污性及耐污染性以外包括耐久性及外觀。

Description

用於表面處理的組合物、製備經表面處理之物件的方法、及經表面處理之物件
一般而言，本發明係關於用於表面處理之組合物、且更具體而言包含多氟聚醚矽烷及溶劑之組合物、利用該組合物製備經表面處理之物件之方法及自其形成之經表面處理之物件。
電子及光學裝置/組件之表面時常因來自手及手指之油而被沾污及被污染。例如，包括交互觸控螢幕顯示器之電子裝置(例如智慧型手機)在使用時通常因指紋、皮膚油、汗、化妝品等而污染。在該等染色及/或污跡附著至該等裝置之表面時，該等污斑及/或污跡並不易於去除。此外，該等污斑及/或污跡降低該等裝置之可用性。
試圖使該等污斑及污跡之出現及分佈降至最低，將習用表面處理組合物施加於各種裝置/組件之表面上以形成習用層。然而，在施加於該等裝置/組件之表面上時，習用表面處理組合物常留下不期望且不均勻之外觀。例如，自習用表面處理組合物形成之習用層通常包括不期望條痕。因此，通常在施加習用表面處理組合物後沖洗該等裝置/組件之表面，由此需要額外加工步驟、成本及時間，同時因沖洗習用層之額外步驟而降低習用層之耐久性。
本發明提供用於表面處理之組合物。該組合物包含具有至少一個CF3基團之全氟化溶劑。在某些實施例中，該溶劑包含在大氣壓下具有至少120℃之沸點溫度並具有以下通式(A)之全氟聚醚溶劑：
其中m’為1之整數且n’為0。在其他實施例中，該溶劑包含具有以下通式(B)之含氮全氟化溶劑：
其中每一R係獨立選擇之全氟化C1-C10基團。或者，該等組合物之溶劑可包含該等全氟聚醚溶劑與含氮全氟化溶劑之組合。該組合物進一步包含具有以下通式(C)之多氟聚醚矽烷：Y-Za’-[(OC3F6)b-(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)e-(CF(CF3))f-(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X”)3-z(R2)z；其中Z係獨立地選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)CF2)-、-(CF2CF(CF3))-及-(CF(CF3))-；a’係1至200之整數；b、c、d、e、f及g係各自獨立地選自0至200之整數；h、n及j係各自獨立地選自0至20之整數；i及m係各自獨立地選自0至5之整數；X’係二價有機基團或氧原子；R1係獨立選擇之C1-C22烴基；z係獨立地選自0至2之整數；X”係獨立選擇之可水解基團；R2係獨立選擇之無脂肪族不飽和現象之C1-C22烴基；且Y係選自F及Si-(X”)3-z(R2)z(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-；其中X”、X’、 z、R1、R2、j、m、i、n及h係如上文所定義；限制條件係，當下標i為0時，下標j亦為0；當下標i為大於0之整數時，下標j亦為大於0之整數；當下標i為大於0之整數時，m亦為大於0之整數。
本發明亦提供製備經表面處理之物件之方法。該方法包含將該組合物施加於物件表面上以自該組合物於物件表面上形成層。本發明亦提供依照該方法形成之經表面處理之物件。
該組合物形成具有優良物理性質(包括耐沾污性及耐污染性)之層。另外，自該組合物形成之層實質上不均勻且沒有條痕，條痕在自習用組合物形成之習用層中通常較顯著。因此，自該組合物形成之層不需經受進一步沖洗或減少自習用組合物形成之習用層中之條痕之出現所通常依賴之其他額外步驟。
當結合附圖考慮時，可在以下詳細說明中闡述本發明之其他優勢及態樣，其中：圖1係本揭示內容之組合物形成之層之37.5×放大率之光學顯微影像；圖2係本揭示內容之另一組合物形成之層之37.5×放大率之光學顯微影像；圖3係本揭示內容之又一組合物形成之層之37.5×放大率之光學顯微影像；圖4係自習用組合物形成之習用層之37.5×放大率之光學顯微影像；圖5係自習用組合物形成之另一習用層之37.5×放大率之光學顯微影像；且圖6係自習用組合物形成之又一習用層之37.5×放大率之光學顯微影像。
本發明提供用於表面處理之組合物、經表面處理之物件及製備該經表面處理之物件之方法。該組合物形成具有優良物理性質(包括耐久性及耐污染性及耐沾污性)之層。另外，自該組合物形成之層具有通常沒有斑點或條痕之期望外觀，斑點或條痕與自習用組合物形成之習用層相關。
該組合物包含具有至少一個CF3基團之全氟化溶劑。該溶劑係選自由全氟聚醚溶劑、含氮全氟化溶劑及其組合組成之群。於下文中更詳細地闡述該等溶劑中之每一者。該溶劑通常至少部分地增溶、或者增溶多氟聚醚矽烷。例如，可將多氟聚醚矽烷逐滴添加至潛在溶劑中，以藉由目測確定該溶劑是否至少部分地增溶多氟聚醚矽烷。更具體而言，多氟聚醚矽烷通常分散於該溶劑內，但該組合物可係朦朧或渾濁的，此取決於該溶劑增溶多氟聚醚矽烷之程度。通常，就多氟聚醚矽烷而言，該溶劑具有優良溶解性。
在某些實施例中，該溶劑包含全氟聚醚溶劑。全氟聚醚溶劑在大氣壓下具有至少120℃之沸點溫度。在一具體實施例中，全氟聚醚溶劑在大氣壓下具有125℃至145℃、或者130℃至140℃之沸點溫度。在另一具體實施例中，全氟聚醚溶劑在大氣壓下具有160℃至180℃、或者165℃至175℃之沸點溫度。視全氟聚醚溶劑之分子量而定，全氟聚醚溶劑之沸點溫度可大於180℃之上限，例如沸點溫度可至少為200℃、230℃或270℃。
在其中溶劑包含全氟聚醚溶劑之實施例中，該組合物之溶劑具有以下通式(A)：
其中m’為大於1之整數且n’為0或更大。具體而言，上文通式(A) 之下標m’及n’係經選擇以提供全氟聚醚溶劑之期望沸點溫度。特定而言，全氟聚醚溶劑之下標m’及n’、沸點溫度及分子量之間之關係係闡釋於下文中：
在其他實施例中，該溶劑包含含氮全氟化溶劑。含氮全氟化溶劑具有以下通式(B)：
其中每一R係獨立選擇之具有1個至10個、或者2個至8個、或者3個至5個碳原子之全氟化烴基。
儘管含氮全氟化溶劑之每一R係獨立地選自全氟化C1-C10基團，但在某些實施例中，含氮全氟化溶劑之每一R皆相同，即，該等取代基具有相同碳原子數。作為此一含氮全氟化溶劑之一實例，下文僅出於說明之目的闡釋代表C12F27N之結構，其中每一R具有4個碳原子：
該溶劑可包含包括全氟聚醚溶劑及/或含氮全氟化溶劑之溶劑之任一組合。例如，全氟聚醚溶劑可與含氮全氟化溶劑一起使用。或者，全氟聚醚溶劑及/或含氮全氟化溶劑可與另一及/或其他溶劑組合使用。
無論該組合物中採用何種特定溶劑，該溶劑通常以基於該組合物之總重量95重量%至99.99重量%、或者97.35重量%至99.95重量%、或者99.7重量%至99.9重量%之量存在於該組合物中。溶劑之量可視組合物中所採用之各種可選組份之不存在或存在而自上文所剛剛闡釋之範圍變化，如下文所更詳細闡述。
該組合物進一步包含多氟聚醚矽烷。多氟聚醚矽烷具有以下通式(C)：Y-Za’-[(OC3F6)b-(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)e-(CF(CF3))f-(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X”)3-z(R2)z。由下標b至g代表之基(即，式(C)中之方括弧內之基團)可以任何順序存在於多氟聚醚矽烷內，包括與上文及本揭示內容通篇之通式(C)中所代表之順序不同之順序。此外，該等基團可以無規或嵌段形式存在。另外，由下標b代表之基團通常為線性的，即，由下標b代表之基團可或者寫為(O-CF2-CF2-CF2)b。在下文說明中，關於烴基 或烷基之Cp至Cq(其中p及q各自為整數)意指該等基團具有p個至q個碳原子。
在上文通式(C)中，Z係獨立地選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)-CF2)-、-(CF2-CF(CF3))-及-(CF(CF3))-。Z通常係經選擇，以使得多氟聚醚矽烷在主鏈內不包括氧-氧(O-O)鍵。另外，在此通式中，a’係1至200之整數；b、c、d、e、f及g係各自獨立地選自0或1至200之整數；h、n及j係各自獨立地選自0或1至20之整數；i及m係各自獨立地選自0或1至5之整數；X’係二價有機基團或氧原子；R1係獨立選擇之C1-C22烴基；z係獨立地選自0至2之整數；X”係獨立選擇之可水解基團；R2係獨立選擇之無脂肪族不飽和現象之C1-C22烴基；且Y係選自F及Si-(X”)3-z(R2)z(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-；其中X”、X’、z、R2、R1、j、m、i、n及h係如上文所闡述。
為獨立選擇之C1-C22烴基係R1可為線性、具支鏈或環狀。另外，R1在該烴基中可包括雜原子，例如氧、氮、硫等，且可係經取代或未經取代。通常，R1係C1-C4烷基。另外，由下標n及j代表之基團(即，基團(CnH2n)及(CjH2j))亦可獨立地為線性或具支鏈。例如，當n為3時，該等基團可獨立地具有結構-CH2-CH2-CH2、-CH(CH3)-CH2或-CH2-CH(CH3)，其中後兩個結構具有側基烷基，即，該等結構為具支鏈且非線性。
關於由下標m、i及j代表之部分：當下標i為0時，下標j亦為0；當下標i為大於0之整數時，下標j亦為大於0之整數；且當下標i為大於0之整數時，m亦為大於0之整數。換言之，當由下標i代表之基團存在時，由下標j代表之基團亦存在。反過來亦如此，即，當由下標i代表之基團不存在時，由下標j代表之基團亦不存在。另外，當i為大於0之整數時，由下標m代表之基團存在，且m亦為大於0之整數。在某些實 施例中，下標m及i各自為1。通常，下標i不超過1，但下標m可為大於1之整數，以使得矽氧鍵(即，Si-O鍵)存在於由下標i代表之基團內。
該組合物之多氟聚醚矽烷受限於以下限制條件：當Y為F時；Z為-(CF2)-；a’為1至3之整數；且下標c、d、f及i為0。
多氟聚醚之通式(C)中由X”代表之可水解基團係獨立地選自鹵化物基團、烷氧基(-OR3)、烷基胺基(-NHR3或-NR3R4)、羧基(-OOC-R3)、烷基亞胺氧基(-O-N=CR3R4)、烯基氧基(O-C(=CR3R4)R5)或N-烷基醯胺基(-NR3COR4)，其中R3、R4及R5係各自獨立地選自H及C1-C22烴基。當R3、R4及R5獨立地為C1-C22烴基時，R3、R4及R5可為線性、具支鏈或環狀。另外，R3、R4及R5在烴基內可獨立地包括雜原子，且可係經取代或未經取代。通常，R3、R4及R5為各自獨立選擇之C1-C4烷基。在某些實施例中，通式(C)中由X”代表之可水解基團係獨立地選自烷氧基(-OR3)及烷基胺基(-NHR3或-NR3R4)。當通式(C)中由X”代表之可水解基團為烷基胺基時，R3及R4可視情況在烷基胺基中形成環狀胺。
該組合物之多氟聚醚矽烷之特定種類之非限制性實例性實施例係詳細闡述於下文中。通常在該等實施例中，z為0，以使得多氟聚醚矽烷包括三種由X”代表之可水解基團。然而，如上文所闡述，z可為不同於0之整數(例如1或2)，以使得該等特定多氟聚醚矽烷包括少於三個可水解基團。
在某些實施例中，通式(C)中之Y為F。通常，當通式(C)中之Y為F時，通式(C)中之下標c、d及g為0。由此，在該等實施例中，當由下標c、d及g代表之基團不存在時，多氟聚醚矽烷具有通式Y-Za’-[(OC3F6)b-(OC2F4)e-(CF(CF3))f]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X”)3-z(R2)z。
在該組合物之一實施例(其中通式(C)中之Y為F)中，如上文所介 紹，通式(C)中之Z為-(CF2)-，通式(C)中之下標c、d、f及g為0，且通式(C)中之下標b、e、h及n各自獨立地為大於0之整數。作為此實施例之一實例，下標a’為3，下標b至少為1，下標e為1，下標h為1，X’為氧原子，下標n為3，且下標m、i及j各自為0。在此一實例中，多氟聚醚矽烷具有以下通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(X”)3-z(R2)z。因此，當由X”代表之可水解基團皆為烷氧基(例如甲氧基)時，此特定多氟聚醚矽烷具有以下通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(OCH3)3。或者，當由X”代表之可水解基團皆為烷基胺基(例如N(CH3)2基團)時，此特定多氟聚醚矽烷具有以下通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(N(CH3)2)3。在該等實施例中，下標b通常為獨立選擇之17至25之整數。
在該組合物之另一實施例(其中通式(C)中之Y為F且通式(C)中之Z為-(CF2)-)中，如上文所闡述，通式(C)中之下標c、d、f及g為0，且通式(C)中之下標b、e、h、n、m、i及j各自獨立地為大於0之整數。作為此實施例之一實例，下標a，為3，下標b至少為1，下標e為1，下標h為1，X’為氧原子，下標n為3，下標m及i各自為1，且下標j為2。在此一實例中，多氟聚醚矽烷具有以下通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si-(X”)3-z(R2)z。因此，當由X”代表之水解之基團皆為烷氧基(例如甲氧基)且z為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有以下通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si(OCH3)3。在該等實施例中，下標b通常為獨立選擇之17至25之整數。
在該組合物之另一實施例(其中通式(C)中之Y為F)中，如上文所介紹，通式(C)中之Z為-(CF(CF3)CF2O)-。在此實施例中，通式(C)中 之下標b、c、d、e及g為0，且通式(C)中之下標f、h及n各自獨立地為大於0之整數。作為此實施例之一實例，通式(C)中之下標b、c、d、e及g為0，下標a’至少為1，下標f為1，下標h為1，X’為氧原子，下標n為3，且下標i、m及j各自為0。在此一實例中，多氟聚醚矽烷具有以下通式：F-(CF(CF3)-CF2-O)a’-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(X”)3-z(R2)z。因此，當由X”代表之可水解基團皆為烷氧基(例如甲氧基)且z為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有以下通式：F-(CF(CF3)-CF2-O)a’-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(OCH3)3。或者，當由X”代表之水解之基團皆為烷基胺基(例如N(CH3)2基團)時，此特定多氟聚醚矽烷具有以下通式：F-(CF(CF3)-CF2-O)a’-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(N(CH3)2)3。在該等實施例中，下標a’通常為獨立選擇之14至20之整數。
在該組合物之另一實施例(其中通式(C)中之Y為F且通式(C)中之Z為-(CF(CF3)CF2O)-)中，如上文所剛剛介紹，通式(C)中之下標b、c、d、e及g為0，下標a’至少為1，下標f為1，下標h為1，X’為氧原子，下標n為3，下標m及i各自為1，且下標j為2。在此一實例中，多氟聚醚矽烷具有以下通式：F-(CF(CF3)CF2O)a’-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si-(X”)3-z(R2)z。因此，當由X”代表之可水解基團皆為烷氧基(例如甲氧基)且z為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有以下通式：F-(CF(CF3)CF2O)a’-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si(OCH3)3。在該等實施例中，下標a’通常為獨立選擇之14至20之整數。
在該組合物之其他實施例中，通式(C)中之Y為Si-(X”)3-z(R2)z(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-。通常，當通式(C)中之Y為Si-(X”)3-z(R2)z(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-時，通式(C)中之下標b、c及f為0。由此，在該等實施例中，當由下 標b、c及f代表之基團不存在時，多氟聚醚矽烷具有以下通式：Y-Za’-[(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)e-(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X”)3-z(R2)z。
在一實施例(其中通式(C)中之Y為Si-(X”)3-z(R2)z(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-)中，如上文所剛剛介紹，Z為-(CF2)-，X’為氧原子，通式(C)中之下標b、c、d及f為0，且通式(C)中之下標e及g各自獨立地為大於0之整數。作為此實施例之一實例，Z為-(CF2)-，X’為氧原子，通式(C)中之下標b、c、d、f、m、i及j為0，下標e至少為1，下標g至少為1，下標h為1，X’為氧原子，且n為3。在此一實例中，多氟聚醚矽烷具有以下通式：(R2)z(X”)3-zSi-CH2-CH2-CH2-O-CH2-CF2-(OCF2CF2)e-(OCF2)g-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(X”)3-z(R2)z。因此，當由X”代表之可水解基團皆為烷氧基(例如甲氧基)且z為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有以下通式：(CH3O)3Si-CH2-CH2-CH2-O-CH2-CF2-(OCF2CF2)e-(OCF2)g-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(OCH3)3。或者，當由X”代表之可水解基團皆為烷基胺基(例如N(CH3)2基團)且z為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有以下通式：((CH3)2N)3Si-CH2-CH2-CH2-O-CH2-CF2-(OCF2CF2)e-(OCF2)g-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(N(CH3)2)3。
或者，在另一實施例(其中通式(C)中之Y為Si-(X”)3-z(R2)z(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-)中，如上文所介紹，Z為-(CF2)-，X’為氧原子，通式(C)中之下標b、c、e及f為0，且通式(C)中之下標d及g各自獨立地為大於0之整數。
多氟聚醚矽烷通常以基於該組合物之總重量0.01重量%至0.5重量%、或者0.05重量%至0.35重量%、或者99.7重量%至99.9重量%之量存在於該組合物中。溶劑之量可視組合物中所採用之各種可選組份之不存在或存在而自上文所剛剛闡釋之範圍變化，如下文所更詳細闡述。
可視情況使用觸媒來促進藉由該組合物進行之表面改質。該等 觸媒促進多氟聚醚矽烷之可水解基團與物件表面之間之反應。該等觸媒可個別地或以兩者或更多者之組合形式用於該組合物中。適宜催化化合物之實例包括酸，例如羧酸，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及/或戊酸；鹼；有機酸之金屬鹽，例如二丁基二辛酸錫、硬脂酸鐵及/或辛酸鉛；鈦酸酯，例如鈦酸四異丙基酯及/或鈦酸四丁基酯；螯合化合物，例如乙醯基丙酮酸基鈦；矽氮烷，例如六甲基二矽氮烷及/或二乙烯基四甲基二矽氮烷；矽烷，例如四(二甲基胺)矽烷及/或胺基丙基三乙氧基矽烷及諸如此類。若使用，該觸媒通常以基於100重量份數之組合物大於0重量%至5重量%、或者0.01重量%至2重量%之量使用。
該組合物可另外包括任何適宜之其他組份，例如偶合劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑、塑化劑、整平劑、顏料、觸媒等等。
如上文所闡釋，本發明進一步提供經表面處理之物件及製備經表面處理之物件之方法，其共同更詳細地闡述於下文中。
經表面處理之物件包含呈現表面之物件。將層沈積於物件表面上。該層係自該組合物形成，將該組合物施加於物件表面上以製備經表面處理之物件。儘管該物件可為任何物件，但由於自本發明組合物獲得之優良物理性質，該物件通常係電子物件、光學物件、消費器具及組件、汽車車身及組件等。最通常，該物件係期望減少由指印或潤膚油導致之污斑及/或污跡之物件。
電子物件之實例通常包括具有電子顯示器之彼等，例如LCD顯示器、LED顯示器、OLED顯示器、電漿顯示器等。該等電子顯示器常用於各種電子裝置，例如電腦監測器、電視、智慧型手機、GPS單元、音樂播放器、遠程控制、可攜式讀取器等。電子物件之實例性實例包括具有常與皮膚接觸並時常顯示污斑及/或污跡之交互觸控螢幕顯示器或其他組件之彼等。
如上文所介紹，該物件亦可為金屬物件，例如消費器具及組件。實例性物件為洗碟機、爐子、微波爐、冰箱、冷凍器等，其通常具有光滑金屬外觀，例如不銹鋼、拉絲鎳等。
或者，該物件可為汽車車身或組件。例如，可將該組合物直接施加於汽車車身之面層上以形成層，該層賦予汽車車身光滑外觀，該光滑外觀在審美上讓人賞心悅目並抵抗污斑(例如灰塵等)以及來自指印之污跡。
適宜光學物件之實例包括無機材料，例如玻璃板、包含無機層之玻璃板、陶瓷及諸如此類。適宜光學物件之額外實例包括有機材料，例如透明塑膠材料及包含無機層之透明塑膠材料等。光學物件之具體實例包括抗反射膜、濾光器、光學鏡片、眼鏡片、光束分離器、稜鏡、鏡子等。
無機材料之實例包括玻璃板。用於形成包含無機層之玻璃板之無機化合物之實例包括金屬氧化物(矽氧化物，例如二氧化矽、一氧化矽等)、氧化鎂、氧化鈦、氧化錫、氧化鋯、氧化鈉、氧化銻、氧化銦、氧化鉍、氧化釔、氧化鈰、氧化鋅、ITO(氧化銦錫)及諸如此類。
包含此一無機化合物之無機層或無機材料可為單層或多層的。無機層用作抗反射層，且可藉由已知方法形成，例如濕式塗覆方法。濕式塗覆方法之實例包括浸塗、旋轉塗覆、流動塗覆、噴塗、輥塗、凹版塗覆、模具塗覆及類似方法。
在有機材料中，透明塑膠材料之實例包括包含各種有機聚合物之材料。自透明度、折射率、可分散性及類似光學性質及各種其他性質(例如耐衝擊性、耐熱性及耐久性)之觀點來看，用作光學部件之材料通常包含聚烯烴(聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚對萘二甲酸乙二酯等)、聚醯胺(耐綸(nylon)6、耐綸66等)、聚苯乙 烯、聚氯乙烯、聚醯亞胺、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇、丙烯酸、纖維素(三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素、賽璐玢(cellophane)等)或該等有機聚合物之共聚物。應瞭解，該等材料可用於眼用元件。眼用元件之非限制性實例包括矯正性及非矯正性鏡片，包括單光或多光鏡片(例如雙焦、三焦及漸進鏡片)，其可經分段或未經分段；以及用於校正、保護或增強視力之其他元件，包括(但不限於)隱形眼鏡、眼內鏡片、放大鏡及防護鏡片或護目鏡。用於眼用元件之較佳材料包含一或多種選自以下之聚合物：聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碸、聚對苯二甲酸乙二酯與聚碳酸酯共聚物、聚烯烴(尤其聚降莰烯)、二乙二醇-雙(烯丙基碳酸酯)聚合物(稱為CR39)及共聚物、(甲基)丙烯酸聚合物及共聚物(尤其自雙酚A衍生之(甲基)丙烯酸聚合物及共聚物)、硫代(甲基)丙烯酸聚合物及共聚物、脲基甲酸酯與硫胺甲酸乙酯聚合物及共聚物、環氧聚合物及共聚物及歡硫化物聚合物及共聚物。
除該等光學物件以外，可施加本發明之組合物以於其他物件(例如汽車或飛機之窗部件)上形成層，從而提供先進功能。為進一步改良表面硬度，亦可藉由所謂溶膠-凝膠製程使用該組合物與TEOS(四乙氧基矽烷)之組合實施表面改質。
將該組合物施加於物件表面上以形成層之步驟通常包含濕式塗覆方法。
適用於該方法之濕式塗覆方法之具體實例包括浸塗、旋轉塗覆、流動塗覆、噴塗、輥塗、凹版塗覆、狹縫塗覆及類似方法。
在自該組合物於物件表面上形成該層時，該層可進一步經受加熱、增濕、催化後處理、光輻照、電子束輻照等。
通常，自該組合物形成之層之厚度為1nm至5,000nm、或者1nm至200nm、或者1nm至20nm、或者1nm至10nm。
如上所述，自該組合物形成之層具有通常沒有不期望條痕之期 望外觀，不期望條痕在自習用組合物形成之層中很普遍。通常利用溶劑(其可與習用組合物中所採用之溶劑相同或不同)洗滌及/或沖洗自習用組合物形成之層，以使該條痕形成降至最低。值得注意的係，該自習用組合物形成之習用層之沖洗亦不利地影響(即不利地減弱)該等習用層之耐磨性。因此，在某些實施例中，製備經表面處理之物件之方法沒有利用溶劑洗滌物件表面上之層之步驟，此減少與層形成相關之成本及加工步驟且亦最小化或消除通常歸因於該沖洗之耐磨性之降低。
另外，相對於自包括習用溶劑之習用組合物形成之層，自該組合物形成之層具有優良耐久性。
應理解，隨附申請專利範圍並不限於詳細說明中所闡述之明確且特定之化合物、組合物或方法，其可在屬於隨附申請專利範圍之範圍內之特定實施例之間變化。關於本文中闡述各種實施例之特定特性或態樣所依賴之任何馬庫西(Markush)群組，可自獨立於所有其他馬庫西成員之各別馬庫西群組中之每一成員獲得不同、特殊及/或意外之結果。馬庫西群組之每一成員可個別地及或以組合方式經依賴，並為隨附申請專利範圍之範圍內之具體實施例提供充足支持。
另外，闡述本發明之各種實施例所依賴之任何範圍及子範圍獨立地且共同地屬於隨附申請專利範圍之範圍，且應理解為闡述並涵蓋包括全體值及/或其中之部分值之所有範圍，即使本文中並未明確寫出該等值。熟習此項技術者容易認識到，所列舉之範圍及子範圍足以闡述本發明之各種實施例並使其成為可能，且該等範圍及子範圍可進一步描述成相關之二分之一、三分之一、四分之一、五分之一等等。僅作為一個實例，「0.1至0.9」之範圍可進一步描述成下三分之一(即0.1至0.3)、中間三分之一(即0.4至0.6)及上三分之一(即0.7至0.9)，其個別地且共同地屬於隨附申請專利範圍之範圍內，且可個別地及/或 共同地經依賴，並為屬於隨附申請專利範圍之範圍內之具體實施例提供充足支持。另外，關於界定或修飾範圍之語言(例如「至少」、「大於」、「小於」、「不超過」及諸如此類)，應理解該語言包括子範圍及/或上限或下限。作為另一實例，「至少10」之範圍固有地包括至少10至35之子範圍、至少10至25之子範圍、25至35之子範圍等等，且每一子範圍可個別地及/或共同地經依賴，並為屬於隨附申請專利範圍之範圍內之具體實施例提供充足支持。最後，所揭示範圍內之個別數值可經依賴，並為屬於隨附申請專利範圍之範圍內之具體實施例提供充足支持。例如，「1至9」之範圍包括各各個別整數(例如3)以及包括小數點(或分數)之個別數值(例如4.1)，其可經依賴並為屬於隨附申請專利範圍之範圍內之具體實施例提供充足支持。
以下實例意欲闡釋本發明，且不以任何方式視為限制本發明之範圍。
實例
依照本揭示內容製備組合物。特定而言，下文所闡述之每一組合物皆包含溶劑及多氟聚醚矽烷。除非另有說明，否則下文所闡釋之任何百分數皆係指重量%。
實際實例1：
多氟聚醚矽烷1具有以下通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(OCH3)3，其中b為17至25之整數。
溶劑1為兩種含氮全氟化溶劑之混合物。特定而言，溶劑1包含C12F27N與C9F21N之混合物。在前者化合物中，每一取代基皆為C4F9，而在後一化合物中，一個取代基為CF3且兩個取代基為C4F9。
實際實例2：
多氟聚醚矽烷2具有以下通式：F-(CF(CF3)CF2O)a’-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si(OCH3)3，其中a’為14至20之整數。
添加劑化合物1為胺基丙基三乙氧基矽烷。
實際實例3：
溶劑2為具有約170℃之沸點溫度且具有以下通式之全氟聚醚溶劑：
其中m’為1之整數且n’為0，以提供約760Da之平均分子量。
比較實例1：
表4：
比較溶劑1為之習用溶劑包含乙基九氟異丁基醚及乙基九氟丁基醚。
比較實例2：
比較溶劑2為具有約110℃之沸點溫度且具有以下通式之全氟聚醚溶劑：
其中m’為1之整數且n’為0，以提供約580Da之平均分子量。
比較實例3：
經由噴塗將實際實例1至3及比較實例1-3之各別組合物各自施加至基材表面。特定而言，經由具有1psi之霧化壓力、5psi之液體壓力、自2mil起之衝程、5.3cm之噴嘴高度及約20,000計數/sec之速度 之PVA-1000點膠機將該等組合物施加至玻璃基材。在將各別組合物施加至該等基材時，在室溫下將該等組合物固化約24小時，以於該等基材上形成層。
量測自該等組合物形成之層之物理性質。特定而言，在對各層實施耐磨性測試之前及之後量測各別層之物理性質，如下文所闡述。
耐磨性測試使用自Taber Industries購得之往復式研磨器(型號5900)。所使用之研磨材料係來自Taber Industries of North Tonawanda(New York)之CS-10 Wearaser®。該研磨材料具有6.5mm×12.2mm之尺寸。以25個循環/分鐘之速度並以1英吋之衝程長度及7.5N之負載將往復式研磨器操作25個循環。
經由自AST Products公司(Billerica,MA)購得之VCA Optima XE測角計量測每一層之水接觸角(WCA)。所量測之水接觸角係基於每一層上之2μL液滴之靜態接觸角。在耐磨性測試之前(在下表7中命名為「初始」)及之後(在下表7中命名為「最終」)量測水接觸角。在耐磨性測試之前，目測檢查每一層之外觀以確定外觀係可接受的(即沒有條痕及/或斑點)抑或不可接受的(即具有顯著條痕及/或斑點)。
自噴塗形成之該等層之物理性質係闡釋於下表7中。
經由流動塗覆將實際實例1至3及比較實例1-3之各別組合物各自 施加至基材表面。特定而言，將該等組合物施加至已利用丙酮經由移液管沖洗之玻璃基材。更具體而言，將玻璃基材保持垂直，且經由移液管跨越玻璃基材之主表面施加該等組合物，且玻璃基材之主表面經由重力變得塗覆有該組合物。該等層係自乾燥並固化該等玻璃基材同時保持垂直約24小時以於基材上形成層來形成。
自流動塗覆形成之該等層之物理性質係闡釋於下表8中。
關於各別層之外觀，圖1係自實際實例1形成之層之37.5×放大率之顯微影像。圖2係自實際實例2形成之層之37.5×放大率之顯微影像。圖3係自實際實例3形成之層之37.5×放大率之顯微影像。如圖1至3中所清楚闡釋，自實際實例1至3形成之層具有通常沒有斑點及條痕之優良外觀。相反地，圖4係自比較實例1形成之層之37.5×放大率之顯微影像。圖5係自比較實例2形成之層之37.5×放大率之顯微影像。圖6係自比較實例3形成之層之37.5×放大率之顯微影像。如圖4至6中所清楚闡釋，自比較實例1至3形成之習用層不期望地具有斑點及條痕。
值得注意的係，除所使用之特定溶劑以外實際實例1及比較實例1係相同的，但圖1清楚闡釋實際實例1之溶劑相對於比較實例1之溶劑 (如圖4中所闡釋)之有利影響。類似地，除所使用之特定溶劑以外實際實例2及比較實例3係相同的，但圖2清楚闡釋實際實例2之溶劑相對於比較實例3之溶劑(如圖6中所闡釋)之有利影響。
已以說明方式闡述本發明，且應理解所使用之術語意欲具有闡述性而非限制性詞語之性質。顯然，根據上文教示，可對本發明作出許多修改及改變。可以不同於所具體闡述之方式實踐本發明。

Claims (10)

  1. 一種用於表面處理之組合物，其包含：具有至少一個CF3基團之全氟化溶劑，該溶劑係選自由以下組成之群：全氟聚醚溶劑，其在大氣壓下具有至少120℃之沸點溫度且具有以下通式(A)： 其中m’為1之整數且n’為0；及含氮全氟化溶劑，其具有以下通式(B)： 其中每一R為獨立選擇之具有1個至10個碳原子之全氟化烴基；及其組合；及多氟聚醚矽烷，其具有以下通式(C)：Y-Za’-[(OC3F6)b-(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)e-(CF(CF3))f-(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X”)3-z(R2)z；其中Z係獨立地選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)CF2)-、-(CF2CF(CF3))-及-(CF(CF3))-；a’係1至200之整數；b、c、d、e、f及g係各自獨立地選自0至200之整數；h、n及j係各自獨立地選自 0至20之整數；i及m係各自獨立地選自0至5之整數；X’係二價有機基團或氧原子；R1係獨立選擇之C1-C22烴基；z係獨立地選自0至2之整數；X”係獨立選擇之可水解基團；R2係獨立選擇之不含脂肪族不飽和之C1-C22烴基；且Y係選自F及Si-(X”)3-z(R2)z(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-；其中X”、X’、z、R1、R2、j、m、i、n及h係如上文所定義；限制條件係，當下標i為0時，下標j亦為0；當下標i為大於0之整數時，下標j亦為大於0之整數；且當下標i為大於0之整數時，m亦為大於0之整數。
  2. 如請求項1之組合物，其中該溶劑包含該全氟聚醚溶劑。
  3. 如請求項1之組合物，其中該溶劑包含該含氮全氟化溶劑。
  4. 如請求項1至3中任一項之組合物，其中該溶劑係以基於該組合物之總重量95重量%至99.99重量%之量存在於該組合物中，且該多氟聚醚矽烷係以基於該組合物之總重量0.01重量%至0.5重量%之量存在於該組合物中。
  5. 一種製備經表面處理之物件之方法，該方法包含：將用於表面處理之組合物施加於物件之表面上以自該組合物於該物件之該表面上形成層；且其中該組合物包含：具有至少一個CF3基團之全氟化溶劑，該溶劑係選自由以下組成之群：全氟聚醚溶劑，其在大氣壓下具有至少120℃之沸點溫度且具有以下通式(A)： 其中m’為1之整數且n’為0； 含氮全氟化溶劑，其具有以下通式(B)： 其中每一R為獨立選擇之具有1個至10個碳原子之全氟化烴基；及其組合；及多氟聚醚矽烷，其具有以下通式(C)：Y-Za’-[(OC3F6)b-(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)e-(CF(CF3))f-(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X”)3-z(R2)z；其中Z係獨立地選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)CF2)-、-(CF2CF(CF3))-及-(CF(CF3))-；a’係1至200之整數；b、c、d、e、f及g係各自獨立地選自0至200之整數；h、n及j係各自獨立地選自0至20之整數；i及m係各自獨立地選自0至5之整數；X’係二價有機基團或氧原子；R1係獨立選擇之C1-C22烴基；z係獨立地選自0至2之整數；X”係獨立選擇之可水解基團；R2係獨立選擇之無脂肪族不飽和現象之C1-C22烴基；且Y係選自F及Si-(X”)3-z(R2)z(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-；其中X”、X’、z、R1、R2、j、m、i、n及h係如上文所定義；限制條件係，當下標i為0時，下標j亦為0；當下標i為大於0之整數時，下標j亦為大於0之整數；且當下標i為大於0之整數時，m亦為大於0之整數。
  6. 如請求項5之方法，其不含利用溶劑洗滌該物件之該表面上之該 層之步驟。
  7. 如請求項5至6中任一項之方法，其中該溶劑包含該全氟聚醚溶劑。
  8. 如請求項5至6中任一項之方法，其中該溶劑包含該含氮全氟化溶劑。
  9. 如請求項5至6中任一項之方法，其中該溶劑係以基於該組合物之總重量95重量%至99.99重量%之量存在於該組合物中且該多氟聚醚矽烷係以基於該組合物之總重量0.01重量%至0.5重量%之量存在於該組合物中。
  10. 一種經表面處理之物件，其係依照如請求項5之方法形成。
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