TW201443100A - 含氟醚化合物、含氟醚組成物及塗佈液、以及具有表面層之基材及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種可形成初始撥水撥油性高且耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性優異的表面層之含氟醚化合物、含氟醚組成物及塗佈液、以及具有表面層之基材及其製造方法。一種D1-Rf1-O-CH2-(CmF2mO)n-A(D1為CF3-/CF3-O-,Rf1為含有1個以上氫原子之碳數1~20之氟伸烷基等,m為1~6,n為1~200,A為-CaF2a-B-CbH2b-SiLcR3-c,B為-CgH2gO-、-ChH2hO-C(=O)NH-等,L為水解性基,R為1價烴基等,a為1~5,b為1~10,c為1~3,g為1~5,h為1~5)所示之含氟醚化合物、或由含有該含氟醚化合物之含氟醚組成物所形成的具有表面層之基材及其製造方法。
Description
本發明係有關於一種可適用於對基材表面賦予撥水撥油性之表面處理的含氟醚化合物及含有該含氟醚化合物之含氟醚組成物或塗佈液。本發明係有關於一種使用該含氟醚化合物、含氟醚組成物或塗佈液來製造具有表面層之基材的方法及以該方法所製造之具有表面層之基材。
含氟化合物展現高潤滑性及撥水撥油性等,故適合使用於表面處理劑。若藉由該表面處理劑對基材表面賦予撥水撥油性,即易於擦拭基材表面之污垢而提升污垢之除去性。該含氟化合物中,又以具有全氟烷基鏈中間存在醚鍵(-O-)之聚(氧全氟伸烷基)鏈的含氟醚化合物的油脂等污垢除去性尤其優異。
含有該含氟醚化合物之表面處理劑被使用在力求長期維持下述性能之用途上:即便以手指重複摩擦撥水撥油性仍難以降低的性能(耐摩擦性)及可藉由擦拭輕易地除去已附著於表面之指紋的性能(指紋污垢除去性),例如在
觸控面板中,可作為構成以手指觸摸之面之構件的表面處理劑來使用。
作為含氟醚化合物,具體上周知有下述(1)~(3)之含氟醚化合物。
(1)具有聚(氧全氟伸烷基)鏈且一末端具全氟烷基而另一末端具水解性矽基之含氟醚化合物(專利文獻1、2)。
(2)具有聚(氧全氟伸烷基)鏈且兩末端具水解性矽基之含氟醚化合物(專利文獻3)。
(3)具有聚(氧全氟伸烷基)鏈且一末端具全氟烷基而另一末端具水解性矽基之含氟醚化合物與具有聚(氧全氟伸烷基)鏈且兩末端具水解性矽基之含氟醚化合物的混合物(專利文獻4)。
專利文獻1:特開2000-143991號公報
專利文獻2:專利第2874715號公報
專利文獻3:特開2003-238577號公報
專利文獻4:特開2011-116947號公報
依據本發明人等之見解,(1)之含氟醚化合物對介質之溶解性低且容易在塗佈液中凝聚,或即便溶解於介質中,但塗佈至基材表面後,仍容易在使其乾燥途中於塗
膜中凝聚,因此表面層之均勻性(透明性、平滑性、少有不勻性)不夠充分。
(2)、(3)之含氟醚化合物中,則為表面層之潤滑性(以手指觸摸表面層時的滑順度)及耐摩擦性不夠充分。
本發明目的在於提供一種可形成初始撥水撥油性高且耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性優異的表面層之含氟醚化合物、含有該含氟醚化合物之含氟醚組成物及塗佈液。
本發明目的在於提供一種具有初始撥水撥油性高且耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性優異的表面層之基材及其製造方法。
本發明提供一種具有下述[1]~[15]之構成的含氟醚化合物、含氟醚組成物及塗佈液、以及具有表面層之基材及其製造方法。
[1]下式(1)所示之含氟醚化合物:D1-Rf1-O-CH2-(CmF2mO)n-A…(1)
惟,D1為CF3-或CF3-O-;Rf1係含有1個以上氫原子之碳數1~20之氟伸烷基、含有1個以上氫原子且碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之氟伸烷基、碳數1~20之伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之伸烷基;A為下式(4)所示之基;m為1~6之整數;
n為1~200之整數,n在2以上時,(CmF2mO)n可由m相異之2種以上CmF2mO所構成;-CaF2a-B-CbH2b-SiLcR3-c…(4)
B為單鍵、-CgH2gO-、-ChH2hO-C(=O)NH-或-C(=O)-NH-;L為水解性基;R為氫原子或1價烴基;a為1~5之整數;b為1~10之整數;c為1~3之整數;g為1~5之整數;h為1~5之整數。
[2]如[1]之含氟醚化合物,其中前述-CH2-(CmF2mO)n為-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}(惟,n1為1以上之整數,n2為1以上之整數,且n1+n2為2~200之整數,n1個CF2O及n2個CF2CF2O之鍵結順序不受限)。
[3]如[1]或[2]之含氟醚化合物,其中前述Rf1為下式(3-1)所示之基、下式(3-2)所示之基或下式(3-3)所示之基:-RF-O-CHFCF2-…(3-1)
-RF-CHFCF2-…(3-2)
-RF-CzH2z-…(3-3)
惟,RF係單鍵、碳數1~15之全氟伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~15之全氟伸烷基;z為1~4之整數。
[4]如[1]~[3]中任一項之含氟醚化合物,其係數
量平均分子量為2,000~10,000。
[5]一種含氟醚組成物,其特徵在於:含有如前述[1]~[4]中任一項之含氟醚化合物及前述式(1)所示之含氟醚化合物以外的含氟醚化合物。
[6]如[5]之含氟醚組成物,其中前述式(1)所示之含氟醚化合物之含量在含氟醚組成物(100質量%)中佔70質量%以上。
[7]如[5]或[6]之含氟醚組成物,其中前述式(1)所示之含氟醚化合物以外的含氟醚化合物為下式(2)所示之含氟醚化合物:D2-Rf2-O-CH2-(CpF2pO)q-CdF2d-CH2-O-Rf3-D3…(2)
惟,D2及D3分別獨立為CF3-或CF3-O-;Rf2及Rf3分別獨立為碳數1~20之氟伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之氟伸烷基;d為1~5之整數;p為1~6之整數;q為1~200之整數,且q為2以上時,(CpF2pO)q可由p相異之2種以上CpF2pO所構成。
[8]如[5]~[7]中任一項之含氟醚組成物,其中前述式(1)所示之含氟醚化合物以外的含氟醚化合物為下式(6)所示之含氟醚化合物:RF1-O-(CsF2sO)t-RF2…(6)
惟,RF1及RF2分別獨立為碳數1~6之全氟烷基;s為1~6之整數;
t為1~200之整數,且t為2以上時,(CsF2sO)t可由s相異之2種以上CsF2sO所構成。
[9]如[7]或[8]之含氟醚組成物,其中前述式(1)所示之含氟醚化合物與前述式(2)所示之含氟醚化合物的合計含量(含有前述式(6)所示之含氟醚化合物時,則為式(1)所示之含氟醚化合物、式(2)所示之含氟醚化合物與式(6)所示之含氟醚化合物的合計含量)在含氟醚組成物(100質量%)中佔80質量%以上。
[10]一種塗佈液,其特徵在於:含有前述[1]~[4]中任一項之含氟醚化合物或[5]~[9]中任一項之含氟醚組成物及介質。
[11]如[10]之塗佈液,其中前述介質係選自於由氟烷、含氟芳香族化合物及氟烷基醚所構成群組中之至少1種有機溶劑。
[12]一種具有表面層之基材的製造方法,其特徵在於:將如前述[1]~[4]中任一項之含氟醚化合物或如[5]~[9]中任一項之含氟醚組成物真空蒸鍍至基材表面。
[13]一種具有表面層之基材的製造方法,其特徵在於:將如前述[10]或[11]之塗佈液塗佈至基材表面上並使其乾燥。
[14]一種具有表面層之基材,其特徵在於:係由如前述[1]~[4]中任一項之含氟醚化合物或如[5]~[9]中任一項之含氟醚組成物所形成。
[15]一種觸控面板,其特徵在於:於輸入面具備具有表
面層之基材,該表面層係由如前述[1]~[4]中任一項之含氟醚化合物或如[5]~[9]中任一項之含氟醚組成物所形成者。
藉由本發明之含氟醚化合物、含有該含氟醚化合物之含氟醚組成物及塗佈液,可形成初始撥水撥油性高且耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性優異的表面層。
本發明之具有表面層之基材具有初始撥水撥油性高且耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性優異的表面層。
依據本發明之具有表面層之基材的製造方法,可製造一種具有初始撥水撥油性高且耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性優異的表面層之基材。
本說明書中,式(1)所示之化合物表記為化合物(1)。其他式所示之化合物亦以同樣方法表記。
以下的用語定義適用跨及本說明書及專利申請範圍。
「水解性矽基」係表示藉由進行水解反應而得以形成矽醇基(Si-OH)之基。例如式(1)中之-SiLcR3-c。
「醚性氧原子」係表示在碳-碳原子間形成醚鍵(-O-)之氧原子。
含氟醚化合物之數量平均分子量係使用NMR分析法以下述方法算出。
依據1H-NMR及19F-NMR,以末端基為基準求出氧全氟伸烷基數(平均值)而藉以算出。末端基例如為式(1)中之Rf1或A。
「氟伸烷基」係表示伸烷基之氫原子的一部分或全部被氟原子取代之基,「全氟伸烷基」係表示伸烷基之氫原子全部被氟原子取代之基。
「全氟烷基」係表示烷基之氫原子全部被氟原子取代之基。
氧全氟伸烷基之化學式係將其氧原子記載於全氟伸烷基右側來表示者。
「表面層」係表示由本發明之含氟醚化合物或含氟醚組成物形成於基材表面之層。
[式(1)所示之含氟醚化合物]
本發明之含氟醚化合物係下式(1)所示之化合物(1)。
D1-Rf1-O-CH2-(CmF2mO)n-A…(1)
惟,D1為CF3-或CF3-O-;Rf1係含有1個以上氫原子之碳數1~20之氟伸烷基、含有1個以上氫原子且碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之氟伸烷基、碳數1~20之伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之伸烷基;A為下式(4)所示之基;m為1~6之整數;
n為1~200之整數,n為2以上時,(CmF2mO)n可由m相異之2種以上CmF2mO所構成;-CaF2a-B-CbH2b-SiLcR3-c…(4)
B為單鍵、-CgH2gO-、-ChH2hO-C(=O)NH-或-C(=O)-NH-;L為水解性基;R為氫原子或1價烴基;a為1~5之整數;b為1~10之整數;c為1~3之整數;g為1~5之整數;h為1~5之整數。
(D1基)
D1於末端具有CF3-,因此化合物(1)之一末端為CF3-且另一末端為水解性矽基。藉由該結構之化合物(1)可形成低表面能量之表面層,因此該表面層的潤滑性及耐摩擦性佳。另一方面,在兩末端具有水解性矽基之習知含氟醚化合物中,表面層的潤滑性及耐摩擦性則不夠充分。
((CmF2mO)n)
從可對表面層充分賦予耐摩擦性、指紋污垢除去性之觀點看來,m以1~3之整數為佳;從可對表面層充分賦予潤滑性之觀點看來,m以1或2較佳。
m為2以上時,CmF2m可為直鏈狀亦可為支鏈狀。從可對表面層充分賦予指紋污垢除去性、潤滑性之觀點看來,以直鏈狀為佳。
n從可對表面層充分賦予初始撥水撥油性之觀點
看來,n以2以上之整數為佳,10以上之整數較佳,20以上之整數尤佳。化合物(1)之數量平均分子量一旦過大,存在於每單位分子量之水解性矽基數會減少且耐摩擦性降低,由此觀點看來,n以150以下之整數為佳,100以下之整數較佳,80以下之整數尤佳。
n為2以上時,(CmF2mO)n可由m相異之2種以上
CmF2mO所構成。
(CmF2mO)n中存在m相異之2種以上CmF2mO時,各CmF2mO之鍵結順序不受限。例如,存在CF2O及CF2CF2O時,CF2O及CF2CF2O可無規配置,CF2O及CF2CF2O可交錯配置,亦可多數CF2O所構成之嵌段及多數CF2CF2O所構成之嵌段相連結。
(CmF2mO)n係由1種CmF2mO構成時,從可對表面層
充分賦予耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性之觀點看來,(CmF2mO)n以(CF2CF2O)n、(CF2CF2CF2O)n或(CF2CF2CF2CF2O)n為佳,尤以(CF2CF2O)n為佳。
從可對表面層充分賦予耐摩擦性、指紋污垢除去
性、潤滑性之觀點看來,(CmF2mO)n以{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}(惟,n1為1以上之整數,n2為1以上之整數,且n1+n2為2~200之整數,n1個CF2O及n2個CF2CF2O之鍵結順序不受限)為佳。
n1為1以上之整數。從可對表面層充分賦予初始
撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性之觀點看來,n1
以2整數以上為佳,5以上之整數較佳,10以上之整數尤佳。化合物(1)之數量平均分子量一旦過大,存在於每單位分子量之水解性矽基數會減少且耐摩擦性降低,由此觀點看來,n1以100以下之整數為佳,80以下之整數較佳,50以下之整數尤佳。
n2為1以上之整數。從可對表面層充分賦予初始撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性之觀點看來,n2以2整數以上為佳,5以上之整數較佳,10以上之整數尤佳。化合物(1)之數量平均分子量一旦過大,存在於每單位分子量之水解性矽基數會減少且耐摩擦性降低,由此觀點看來,n2以100以下之整數為佳,80以下之整數較佳,50以下之整數尤佳。
作為化合物(1),從其易製造性看來以下述含氟二醇之衍生物為佳。下述含氟二醇之衍生物係表示兩末端基-CF2CH2-OH之至少一基已轉換成其他基之化合物。尤以羥基之氫原子已轉換成其他基之衍生物為佳。
HO-CH2CF2-O(CmF2mO)n-CF2CH2-OH
例如,(CmF2mO)n為{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}時,從化合物(1)之易製造性的觀點看來,化合物(1)以下述化合物(10)之衍生物為佳。
HO-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(10)
化合物(10)係市售之化合物,又可由末端基為-CF2C(O)F等之公知含氟聚醚化合物以還原反應等將末端
基轉換成-CF2CH2OH而合成。
再者,化合物(1)為化合物(10)之衍生物時,-CH2-(CmF2mO)n-為-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-。又,A中之-CaF2a-為-CF2-,B中之g及h皆為1。
化合物(1)由於具有(CmF2mO)n,故氟原子含量多。所以,可形成初始撥水撥油性高且耐摩擦性及指紋污垢除去性優異的表面層。
(Rf1基)
從表面層之均勻性優異的觀點看來,Rf1中之氫原子數在1以上,以2以上為佳,3以上尤佳。Rf1中之氫原子數在(Rf1之碳數)×2以下,從可對表面層充分賦予初始撥水撥油性之觀點看來,以(Rf1之碳數)以下為佳。
由於Rf1具有氫原子,因此化合物(1)對介質之溶解性高。於是,塗佈液中化合物(1)難以凝聚,又塗佈至基材表面後使其乾燥期間化合物(1)難以在塗膜中凝聚,因此表面層之均勻性佳。另一方面,在Rf1不具氫原子之習知含氟醚化合物中,表面層之均勻性則不夠充分。
從化合物(1)之易製造性的觀點看來,Rf1以下式(3-1)所示之基、下式(3-2)所示之基或下式(3-3)所示之基為佳。而,RF係鍵結於D1之基。
-RF-O-CHFCF2-…(3-1)
-RF-CHFCF2-…(3-2)
-RF-CzH2z-…(3-3)
惟,RF係單鍵、碳數1~15之全氟伸烷基或碳-碳原子
間具有醚性氧原子之碳數2~15之全氟伸烷基;z為1~4之整數。
從可對表面層充分賦予初始撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性之觀點看來,RF以碳數1~9之全氟伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~13之全氟伸烷基為佳。全氟伸烷基可為直鏈狀亦可為支鏈狀。
z以1~3之整數為佳。z為3或4時,CzH2z可為直鏈亦可為支鏈,以直鏈為佳。
Rf1係以式(3-1)表示時之D1-Rf1-基的具體例,可列舉下述基。
CF3-O-CHFCF2-
CF3-CF2-O-CHFCF2-
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-
CF3-CF2CF2CF2-O-CHFCF2-
CF3-CF2CF2CF2CF2CF2-O-CHFCF2-
CF3-O-CF2CF2-O-CHFCF2-
CF3-CF2OCF2CF2-O-CHFCF2-
CF3-O-CF2CF2OCF2CF2-O-CHFCF2-
CF3-CF2OCF2CF2OCF2CF2-O-CHFCF2-
CF3-CF2CF2OCF(CF3)CF2-O-CHFCF2-
CF3-CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2-O-CHFCF2-
Rf1係以式(3-2)表示時之D1-Rf1-基的具體例,可列舉下述基。
CF3-CHFCF2-
CF3-CF2-CHFCF2-
CF3-CF2CF2-CHFCF2-
CF3-CF2CF2CF2-CHFCF2-
Rf1係以式(3-3)表示時之D1-Rf1-基的具體例,可列舉下述基。
CF3-CH2-
CF3-CF2-CH2-
CF3-CF2CF2-CH2-
CF3-CF2CF2CF2-CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2-CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2CF2-CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2CF2CF2-CH2-
CF3-CH2CH2-
CF3-CF2-CH2CH2-
CF3-CF2CF2-CH2CH2-
CF3-CF2CF2CF2-CH2CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2-CH2CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2CF2-CH2CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2CF2CF2-CH2CH2-
CF3-CH2CH2CH2-
CF3-CF2-CH2CH2CH2-
CF3-CF2CF2-CH2CH2CH2-
CF3-CF2CF2CF2-CH2CH2CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2-CH2CH2CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2CF2-CH2CH2CH2-
CF3-CF2CF2CF2CF2CF2CF2-CH2CH2CH2-
CF3-O-CF2-CH2-
CF3-CF2OCF2-CH2-
CF3-O-CF2CF2OCF2-CH2-
CF3-CF2OCF2CF2OCF2-CH2-
CF3-O-CF2CF2OCF2CF2OCF2-CH2-
CF3-CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2-CH2-
(A基)
A係下式(4)所示之基:-CaF2a-B-CbH2b-SiLcR3-c…(4)
B為單鍵、-CgH2gO-、-ChH2hO-C(=O)NH-或-C(=O)-NH-;L為水解性基;R為氫原子或1價烴基;a為1~5之整數;b為1~10之整數;c為1~3之整數;g為1~5之整數;h為1~5之整數。
L為水解性基。水解性基係藉由水解反應而成為羥基之基。即,化合物(1)之末端Si-L可藉由水解反應而成為矽醇基(Si-OH)。矽醇基進一步在分子間發生反應而形成Si-O-Si鍵。又,矽醇基與基材表面之羥基(基材-OH)進行脫水縮合反應而形成化學鍵(基材-O-Si)。化合物因(1)於末端
具有水解性矽基,故與基材之密著性佳且耐摩擦性佳,係可使基材表面撥水撥油性化的化合物。
就L而言,可舉如烷氧基、鹵素原子、醯基、異氰酸酯基(-NCO)等。作為烷氧基,以碳數1~4之烷氧基為佳。作為醯基,以碳數2~5之醯基為佳。
作為L,從工業製造容易性之觀點看來,以碳數1~4之烷氧基或鹵素原子為佳。作為鹵素原子,以氯原子尤佳。作為L,從塗佈時之出氣少且化合物(1)之保存穩定性佳的觀點看來,以碳數1~4之烷氧基為佳;以需要化合物(1)的長期保存穩定性之情況而言則以乙氧基尤佳;而欲使塗佈後的反應時間縮短時間時,則以甲氧基尤佳。
R為氫原子或1價烴基。作為1價烴基,可舉如烷基、環烷基、烯基、芳基等。
作為R,以1價烴基為佳,1價飽和烴基尤佳。1價飽和烴基之碳數以1~6為佳,1~3較佳,1~2尤佳。
作為R,從工業製造容易性之觀點看來,以碳數1~6之烷基為佳,碳數1~3之烷基較佳,碳數1~2之烷基尤佳。
A係依CmF2mO之m之數而定,為1~5之整數。例如,化合物(1)為化合物(10)之衍生物時,a為1。
b以1~6之整數為佳,3~5尤佳。b為3以上時,CbH2b可為直鏈亦可為支鏈,以直鏈為佳。
c以2或3為佳,以3尤佳。藉由分子中存在有複數個L,與基材表面之鍵結更為堅固。
c為2以上時,存在於1分子中之複數個L可彼此相同亦
可相異。從原料之易入手性或製造容易的觀點看來,以彼此相同為佳。
g以1~3之整數為佳,g為3以上時,CgH2g可為直鏈亦可為支鏈,以直鏈為佳。
h以1~3之整數為佳,h為3以上時,ChH2h可為直鏈亦可為支鏈,以直鏈為佳。
再者,化合物(1)為化合物(10)之衍生物時,g及h皆為1。
作為-SiLcR3-c,以-Si(OCH3)3、-SiCH3(OCH3)2、-Si(OCH2CH3)3、-SiCl3、-Si(OCOCH3)3、-Si(NCO)3為佳。從工業製造上之處置易性的觀點看來,以-Si(OCH3)3尤佳。
(化合物(1)的理想態樣)
作為化合物(1),以組合了上述理想的D1-Rf1基、理想的(CmF2mO)n及理想的A基之化合物為佳,下式(111)、下式(112)、下式(113)、下式(121)、下式(122)、下式(123)、下式(131)、下式(132)、下式(133)所示之化合物尤佳。化合物(111)、化合物(112)、化合物(113)、化合物(121)、化合物(122)、化合物(123)、化合物(131)、化合物(132)、化合物(133)為化合物(10)之衍生物,據此工業上易於製造且易於處置,並可對表面層充分賦予初始撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性、均勻性。
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CbH2b-SiLcR3-c…(111)
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-C(=O)NH-CbH2b-SiLcR3-c…(112)
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)-NH-CbH2b-SiLcR3-c…(113)
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CbH2b-SiLcR3-c…(121)
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-C(=O)NH-CbH2b-SiLcR3-c…(122)
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)-NH-CbH2b-SiLcR3-c…(123)
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CbH2b-SiLcR3-c…(131)
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-C(=O)NH-CbH2b-SiLcR3-c…(132)
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)-NH-CbH2b-SiLcR3-c…(133)
(化合物(1)之製造方法)
化合物(111)之製造方法:<方法i>化合物(111)在b為3以上時,可以下述方式製造。
在鹼性化合物存在下,使D1-RF-O-CF=CF2對化合物(10)發生反應而獲得化合物(11)、化合物(21)及未反應之化合物(10)的混合物。
HO-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(10)
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-
CF2CH2-OH…(11)
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CF2CHF-O-RF-D1…(21)
從混合物單離出化合物(11),並在鹼性化合物存在下使X-Cb-2H2(b-2)-CH=CH2對化合物(11)發生反應而獲得化合物(12)。X為脫離基,為I、Br、Cl等。
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH=CH2…(12)
使化合物(12)與HSiLcR3-c進行氫矽化反應而獲得化合物(111a)或化合物(111a)與化合物(111b)的混合物。氫矽化反應宜使用鉑等過渡金屬觸媒或有機過氧化物等自由基生成劑進行。
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH2CH2-SiLcR3-c…(111a)
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH(CH3)-SiLcR3-c…(111b)
<方法ii>化合物(111)在b為1以上時,可以下述方式製造。
在鹼性化合物存在下,使X-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(11)發生反應而獲得化合物(111)。X為脫離基,為I、Br、Cl等。
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CbH2b-SiLcR3-c…(111)
化合物(112)之製造方法:化合物(112)可以下述方式製造。
在胺甲酸乙酯化觸媒存在下,使OCN-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(11)發生反應而獲得化合物(112)。
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-C(=O)NH-CbH2b-SiLcR3-c…(112)
化合物(113)之製造方法:化合物(113)可以下述方式製造。
使化合物(11)氧化而獲得化合物(13a)。視情況,使化合物(13a)酯化而獲得化合物(13b)。R1為烷基等。
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)OH…(13a)
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)OR1…(13b)
使H2N-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(13a)或化合物(13b)發生反應而獲得化合物(113)。
D1-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)-NH-CbH2b-SiLcR3-c…(113)
化合物(121)之製造方法:<方法i>化合物(121)在b為3以上時,可以下述方式製造。
在鹼性化合物存在下,使D1-RF-CF=CF2對化合物(10)發生反應而獲得化合物(14)、化合物(22)及未反應之化合物(10)的混合物。
HO-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(10)
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(14)
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CF2CHF-RF-D1…(22)
從混合物單離出化合物(14),並在鹼性化合物存在下使X-Cb-2H2(b-2)-CH=CH2對化合物(14)發生反應而獲得化合物(15)。X為脫離基,為I、Br、Cl等。
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH=CH2…(15)
使化合物(15)與HSiLcR3-c發生氫矽化反應而獲得化合物(121a),或是化合物(121a)與化合物(121b)的混合物。氫矽化反應宜使用鉑等過渡金屬觸媒或有機過氧化物等自由基生成劑進行。
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH2CH2-SiLcR3-c…(121a)
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH(CH3)-SiLcR3-c…(121b)
<方法ii>化合物(121)在b為1以上時,可以下述方式製造。
在鹼性化合物存在下,使X-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(14)發生反應而獲得化合物(121)。X為脫離基,為I、Br、Cl等。
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CbH2b-SiLcR3-c…(121)
化合物(122)之製造方法:
化合物(122)可以下述方式製造。
在胺甲酸乙酯化觸媒存在下,使OCN-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(14)發生反應而獲得化合物(122)。
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-C(=O)NH-CbH2b-SiLcR3-c…(122)
化合物(123)之製造方法:化合物(123)可以下述方式製造。
使化合物(14)氧化而獲得化合物(16a)。視情況,使化合物(16a)酯化而獲得化合物(16b)。R1為烷基等。
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)OH…(16a)
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)OR1…(16b)
使H2N-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(16a)或化合物(16b)發生反應而獲得化合物(123)。
D1-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)-NH-CbH2b-SiLcR3-c…(123)
化合物(131)之製造方法:<方法i>化合物(131)在b為3以上時,可以下述方式製造。
在鹼性化合物存在下,使D1-RF-CzH2z-Z對化合物(10)發生反應而獲得化合物(17)、化合物(23)及未反應之化合物(10)的混合物。Z係脫離基,為I、Br、Cl、OC(=O)CF3、OSO2CH3、OSO2Ph(Ph為苯基)等。
HO-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(10)
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(17)
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CzH2z-RF-D1…(23)
從混合物單離出化合物(17),並在鹼性化合物存在下使X-Cb-2H2(b-2)-CH=CH2對化合物(17)發生反應而獲得化合物(18)。X為脫離基,為I、Br、Cl等。
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH=CH2…(18)
使化合物(18)與HSiLcR3-c發生氫矽化反應而獲得化合物(131a)、或是化合物(131a)與化合物(131b)的混合物。氫矽化反應宜使用鉑等過渡金屬觸媒或有機過氧化物等自由基生成劑進行。
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH2CH2-SiLcR3-c…(121a)
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-Cb-2H2(b-2)-CH(CH3)-SiLcR3-c…(121b)
<方法ii>化合物(131)在b為1以上時,可以下述方式製造。
在鹼性化合物存在下,使X-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(17)發生反應而獲得化合物(131)。X為脫離基,為I、Br、Cl等。
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C
H2-O-CbH2b-SiLcR3-c…(131)
化合物(132)之製造方法:
化合物(132)可以下述方式製造。
在胺甲酸乙酯化觸媒存在下,使OCN-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(17)發生反應而獲得化合物(132)。
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-C(=O)NH-CbH2b-SiLcR3-c…(132)
化合物(133)之製造方法:化合物(133)可以下述方式製造。
使化合物(17)氧化而獲得化合物(19a)。視情況,使化合物(19a)酯化而獲得化合物(19b)。R1為烷基等。
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)OH…(19a)
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)OR1…(19b)
使H2N-CbH2b-SiLcR3-c對化合物(19a)或化合物(19b)發生反應而獲得化合物(133)。
D1-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)-NH-CbH2b-SiLcR3-c…(133)
若利用以上化合物(1)之製造方法,藉由使用市售的化合物(10)作為原料並以溫和條件所行之加成反應或取代反應,即可簡便地獲得目的之化合物(1)。
又,作為用以獲得化合物(1)之中間物的化合物(11)、化合物(14)、化合物(17)由於係末端具有適度極性之醇,因
此藉由使用矽凝膠之一般的管柱萃取純化即可輕易地分離。因此,可從化合物(11)、化合物(21)及未反應之化合物(10)的混合物、化合物(14)、化合物(22)及未反應之化合物(10)的混合物、或化合物(17)、化合物(23)及未反應之化合物(10)的混合物單離出目的之化合物(11)、化合物(14)或化合物(17),且於該化合物不會殘存未反應之化合物(10)或即便殘存亦僅為少量。因此,由未反應之化合物(10)獲得之兩末端為水解性矽基之含氟醚化合物不含於最終獲得之化合物(1)中或即便含有亦僅為少量。又,藉由單離出作為化合物(2)的化合物(21)、化合物(22)或化合物(23),可將化合物(2)有效利用作為後述添加於含氟醚組成物之一成分。
本發明之化合物(1)可為由1種化合物(1)所構成
之單一化合物,亦可為由D1、Rf1、(CmF2mO)n、A等相異之2種以上化合物(1)所構成之混合物。
本發明中,為單一化合物之化合物(1)係表示除n之數具有分布以外皆相同的化合物群組。(CmF2mO)n為{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}時係表示除n1與n2具有分布以外皆相同的化合物群,及以{(CF2O)n1/n(CF2CF2O)n2/n}n表示時係除n之數具有分布以外皆相同的化合物群。基於市售的化合物(10)一般係在上述定義下可視為單一化合物之化合物,因此,於其{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}部分未產生變化之衍生物,只要其他部分(D1、Rf1、A等)相同皆可視為單一化合物。
化合物(1)之數量平均分子量以2,000~10,000為佳。數量平均分子量只要在該範圍內,耐摩擦性即佳。化
合物(1)之數量平均分子量以2,100~9,000為佳,2,400~8,000尤佳。
一般認為在含氟醚化合物中數量平均分子量愈小,與基材之化學鍵結愈堅固。該理由認為是因為每單位分子量所存在的水解性矽基數增多所致。然而,經本發明人等確認,數量平均分子量若低於前述範圍之下限值,耐摩擦性容易降低。又,數量平均分子量一旦超過前述範圍之上限值,耐摩擦性會降低。該理由認為是因為每單位分子量所存在的水解性矽基數減少所造成之影響增大所致。
[含氟醚組成物]
本發明之含氟醚組成物(以下表記為本組成物)係含有化合物(1)與化合物(1)以外的含氟醚化合物之組成物。作為化合物(1)以外的含氟醚化合物(以下表記為其他含氟醚化合物),可舉如在化合物(1)之製造過程中副產之含氟醚化合物或與化合物(1)使用於相同用途的公知(尤其是市售)的含氟醚化合物等。其他含氟醚化合物宜為少有使化合物(1)之特性降低之虞的化合物,且相對於組成物中之化合物(1)的相對含量宜為少有使化合物(1)之特性降低之虞的量。
其他含氟醚化合物係在化合物(1)之製造過程中副產之含氟醚化合物時,便容易在化合物(1)製造中進行化合物(1)之純化,又可使純化步驟簡化。其他含氟醚化合物係與化合物(1)使用於相同用途的公知含氟醚化合物時,有時可發揮補足化合物(1)之特性等的新作用效果。
作為其他含氟醚化合物,由少有使化合物(1)之特性降
低之虞的觀點看來,以下述化合物(2)及化合物(6)為佳。
(化合物(2))
化合物(2)係下式(2)所示之含氟醚化合物。
D2-Rf2-O-CH2-(CpF2pO)q-CdF2d-CH2-O-Rf3-D3…(2)
惟,D2及D3分別獨立為CF3-或CF3-O-;Rf2及Rf3分別獨立,為碳數1~20之氟伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之氟伸烷基;d為1~5之整數;p為1~6之整數;q為1~200之整數,且q為2以上時,(CpF2pO)q可由p相異之2種以上CpF2pO所構成。
((CpF2pO)q)
從可有效利用化合物(1)之製造過程中副產之化合物的觀點看來,p宜與式(1)之m相同。
p為2以上時,CpF2p可為直鏈狀亦可為支鏈狀。從可對表面層充分賦予指紋污垢除去性、潤滑性之觀點看來,以直鏈狀為佳。
從可有效利用化合物(1)之製造過程中副產之化合物的觀點看來,q宜與式(1)之n相同。
q為2以上時,(CpF2pO)q可由p相異之2種以上CpF2pO所構成。
(CpF2pO)q中,存在p相異之2種以上CpF2pO時,各CpF2pO之鍵結順序不受限。
從可有效利用化合物(1)之製造過程中副產之化
合物的觀點看來,(CpF2pO)q宜與式(1)之(CmF2mO)n相同。例如,化合物(1)係具有{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}之化合物時,化合物(2)亦為具有{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}之化合物尤佳。
化合物(2)係具有{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}之化合物時,從化合物(2)之易製造性的觀點看來,還有從可有效利用化合物(1)之製造過程中副產之化合物的觀點看來,化合物(2)宜為前述化合物(10)之衍生物。化合物(2)為化合物(10)之衍生物時,-CH2-(CpF2pO)q-為-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-,-CdF2d-為-CF2-。
(Rf2及Rf3基)
Rf2及Rf3之例示及理想例與前述Rf1相同。
從可有效利用化合物(1)之製造過程中副產之化合物的觀點看來,Rf2及Rf3以上述式(3-1)所示之基、式(3-2)所示之基或式(3-3)所示之基為佳。而,Rf2中,RF係鍵結於D2之基;Rf3中,RF係鍵結於D3之基。
(化合物(2)的理想態樣)
作為化合物(2),從可有效利用化合物(1)的理想態樣之製造過程中副產之化合物的觀點看來,以化合物(21)、化合物(22)、化合物(23)為佳。而,式中2個RF基之種類可相同亦可相異。
D2-RF-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CF2CHF-O-RF-D3…(21)
D2-RF-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CF2CHF-RF-D3…(22)
D2-RF-CzH2z-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CzH2z-RF-D3…(23)
(化合物(6))
化合物(6)係下式(6)所示之含氟醚化合物。
RF1-O-(CsF2sO)t-RF2…(6)
惟,RF1及RF2分別獨立為碳數1~6之全氟烷基;s為1~6之整數;t為1~200之整數,且t為2以上時,(CsF2sO)t可由s相異之2種以上CsF2sO所構成。
化合物(6)可以氟氣使化合物(2)氟化而製得。又,可使用市售品。就市售品而言,可舉如FOMBLIN M、FOMBLIN Y、FOMBLIN Z(以上、Solvay Solexis公司製)、Krytox(杜邦公司製)、DEMNUM(大金工業公司製)等。(CsF2sO)t含有(CF2O)與(CF2CF2O)之FOMBLIN M及FOMBLIN Z,因潤滑性佳之觀點=而屬理想。
本發明之含氟醚組成物可含有化合物(1)及其他含氟醚化合物以外的雜質。所謂化合物(1)及其他含氟醚化合物以外的雜質係表示化合物(1)及其他含氟醚化合物在製造上無法避免的化合物,為不含(CmF2mO)n等含氟醚鏈之化合物。具體上即化合物(1)及其他含氟醚化合物之製造過程中所生成之副產物、化合物(1)及其他含氟醚化合物之製造過程中所混入之成分。
本組成物中化合物(1)之含量在70質量%以上為佳,在80質量%以上尤佳。所謂本組成物中化合物(1)之含
量係指相對於本組成物中之化合物(1)、其他含氟醚化合物與前述副產物等雜質合計之化合物(1)含量。
即,相對於本組成物中之化合物(1)、其他含氟醚化合物與前述雜質合計,其他含氟醚化合物與前述雜質之合計含量在30質量%以下為佳,在20質量%以下尤佳。化合物(1)之含量只要在前述範圍,表面層之初始撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性即佳。
惟,若其他含氟醚化合物為化合物(2)及化合物(6)時,如前述該等係少有使化合物(1)之特性降低之虞的化合物,基於此點,本組成物中之化合物(1)的理想含量有時亦可低於上述含量之下限。
本組成物含有化合物(2)及化合物(6)至少一者
時,本組成物中化合物(1)、化合物(2)及化合物(6)的合計含量在80質量%以上為佳,在85質量%以上尤佳。所謂本組成物中化合物(1)、化合物(2)及化合物(6)的合計含量係指相對於本組成物中之化合物(1)、其他含氟醚化合物與前述副產物等雜質之合計,化合物(1)、化合物(2)及化合物(6)的合計含量。
即,前述化合物(2)及化合物(6)以外的其他含氟醚化合物與前述雜質之合計含量在20質量%以下為佳,在15質量%以下尤佳。化合物(1)、化合物(2)及化合物(6)的合計含量只要在前述範圍,表面層之初始撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性即佳。
本組成物含有化合物(2)時,本組成物中之化合
物(1)與化合物(2)之質量比(化合物(1)/化合物(2))在40/60以上且低於100/0為佳,在50/50以上且低於100/0尤佳。化合物(1)/化合物(2)只要在該範圍內,表面層之初始撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性即佳。
本組成物為化合物(6)時,本組成物中之化合物(1)與化合物(6)之質量比(化合物(1)/化合物(6))在40/60以上且低於100/0為佳,在50/50以上且低於100/0尤佳。化合物(1)/化合物(6)只要在該範圍內,表面層之初始撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性即佳。
本組成物含有化合物(2)及化合物(6)時,本組成物中化合物(1)與化合物(2)及化合物(6)之合計量的質量比(化合物(1)/[化合物(2)+化合物(6)])在40/60以上且低於100/0為佳,在50/50以上且低於100/0尤佳。化合物(1)/[化合物(2)+化合物(6)]只要在該範圍內,表面層之初始撥水撥油性、耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性即佳。
[塗佈液]
本發明之塗佈液(以下表記為本塗佈液)含有化合物(1)或本組成物及介質。介質以液狀為佳。本塗佈液只要為液狀即可,可為溶液亦可為分散液。以下,將本化合物(1)及本組成物總稱表記為化合物(1)等。
本塗佈液只要含有化合物(1)等即可,亦可含有在化合物(1)之製造步驟中所生成之副產物等雜質。
化合物(1)等之濃度於本塗佈液中在0.001~10質量%為佳,在0.1~1質量%尤佳。
(介質)
作為介質,以有機溶劑為佳。有機溶劑可為氟系有機溶劑,亦可為非氟系有機溶劑,或可含有兩溶劑。
作為氟系有機溶劑,可舉如氟烷、氟化芳香族化合物、氟烷基醚、氟化烷基胺、氟代醇等。
作為氟烷,以碳數4~8之化合物為佳。就市售品而言,可舉如C6F13H(AC-2000:產品名、旭硝子公司製)、C6F13C2H5(AC-6000:產品名、旭硝子公司製)、C2F5CHFCHFCF3(Vertrel:產品名、杜邦公司製)等。
作為氟化芳香族化合物,可舉如六氟苯、三氟甲基苯、全氟甲苯、雙(三氟甲基)苯等。
作為氟烷基醚,以碳數4~12之化合物為佳。就市售品而言,可舉如CF3CH2OCF2CF2H(AE-3000:產品名、旭硝子公司製)、C4F9OCH3(Novec-7100:產品名、3M公司製)、C4F9OC2H5(Novec-7200:產品名、3M公司製)、C6F13OCH3(Novec-7300:產品名、3M公司製)等。
作為氟化烷基胺,可舉如全氟三丙胺、全氟三丁胺等。
作為氟代醇,可舉如2,2,3,3-四氟丙醇、2,2,2-三氟乙醇、六氟異丙醇等。
作為氟系有機溶劑,在化合物(1)之溶解性觀點上,以氟烷、氟化芳香族化合物、氟烷基醚為佳,氟烷基醚尤佳。
作為非氟系有機溶劑,以僅由氫原子及碳原子所構成之化合物及僅由氫原子、碳原子與氧原子所構成之化合物為佳,可舉如烴系有機溶劑、醇系有機溶劑、酮系有
機溶劑、醚系有機溶劑、酯系有機溶劑。
作為烴系有機溶劑,以己烷、庚烷、環己烷等為佳。
作為醇系有機溶劑,以甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇等為佳。
作為酮系有機溶劑,以丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等為佳。
作為醚系有機溶劑,以二乙基醚、四氫呋喃、四乙二醇二甲基醚等為佳。
作為酯系有機溶劑,以乙酸乙酯、乙酸丁酯等為佳。
作為非氟系有機溶劑,在化合物(1)之溶解性觀點上以酮系有機溶劑尤佳。
作為介質,以選自於由氟烷、氟化芳香族化合
物、氟烷基醚、僅由氫原子與碳原子構成之化合物以及僅由氫原子、碳原子與氧原子構成之化合物所構成群組中之至少1種有機溶劑為佳。尤以選自氟烷、氟化芳香族化合物及氟烷基醚之氟系有機溶劑為佳。
作為介質,在提高化合物(1)之溶解性的觀點上,宜合計含有介質整體90質量%以上之選自於由氟系有機溶劑之氟烷、氟化芳香族化合物、氟烷基醚、及非氟系有機溶劑之僅由氫原子、碳原子與氧原子所構成之化合物所構成群組中之至少1種有機溶劑。
本塗佈液以含有90~99.999質量%之介質為佳,含有99~99.9質量%尤佳。
本塗佈液除化合物(1)等及介質以外,可在未損
及本發明效果之範圍內含有其他成分。
就其他成分而言,可舉如用以促進水解性矽基之水解與縮合反應的酸觸媒或鹼性觸媒等公知添加劑。
作為酸觸媒,可舉如鹽酸、硝酸、醋酸、硫酸、磷酸、磺酸、甲磺酸、對甲苯磺酸等。
作為鹼性觸媒,可舉如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨等。
本塗佈液中之其他成分含量在10質量%以下為佳,在1質量%以下尤佳。
本塗佈液之固體成分濃度在0.001~10質量%為
佳,在0.01~1質量%尤佳。塗佈液之固體成分濃度係從加熱前塗佈液之質量與以120℃之對流式乾燥機加熱4小時後之質量所算出之值。又,本組成物之濃度可從固體成分濃度與本組成物及溶劑等之饋入量算出。
[具有表面層之基材]
本發明之具有表面層之基材具有由化合物(1)等所形成之表面層。
(表面層)
在化合物(1)等中,藉由化合物(1)中之水解性矽基(-SiLcR3-c)發生水解反應而形成矽醇基(Si-OH),該矽醇基在分子間進行脫水縮合反應而形成Si-O-Si鍵,或該矽醇基與基材表面之羥基(基材-OH)發生脫水縮合反應而形成化學鍵(基材-O-Si)。即,本發明之表面層係以化合物(1)之水解性矽基的一部分或全部變成矽醇基之狀態或業經脫水縮合反應之狀態而含有化合物(1)。
(基材)
本發明之基材只要是尋求賦予撥水撥油性之基材即無特別限定。作為基材之材料,可舉如金屬、樹脂、玻璃、陶瓷、石材及該等之複合材料。
(觸控面板)
藉由利用化合物(1)等來形成表面層,可賦予優異的初始撥水撥油性,同時可獲得即便該表面經重複摩擦撥水撥油性仍難以降低的優異耐摩擦性、可輕易地除去該表面之指紋污垢之性能(指紋污垢除去性)、以手指觸摸該表面時的滑順度(潤滑性)及表面層之均勻性(透明性、平滑性、少有不勻性)。因此,以上述方法所製得之具有表面層之基材,由於其表面層具有優異的初始撥水撥油性並且具有優異的耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性,因而適合作為構成觸控面板之構件。所謂觸控面板係表示利用手指等之接觸而輸入其接觸位置資訊之裝置與顯示裝置組合而成的輸入/顯示裝置(觸控面板裝置)之輸入裝置。觸控面板依照基材與輸入檢測方式,由透明導電膜、電極、配線、IC等所構成。藉由將基材之具有表面層之面作為觸控面板之輸入面,可獲得表面層具有優異的耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性之觸控面板。
觸控面板用基材之材質具有透光性。所謂「具有透光性」係表示以JIS R 3106為依據之垂直入射型可見光透射率在25%以上。
作為觸控面板用基材之材質,以玻璃或透明樹脂
為佳。作為玻璃,以鈉鈣玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸玻璃、無鹼玻璃、水晶玻璃、石英玻璃為佳,經化學強化之鈉鈣玻璃、經化學強化之鹼鋁矽酸鹽玻璃及經化學強化之硼矽酸玻璃尤佳。作為透明樹脂,以丙烯酸樹脂、聚碳酸酯為佳。
又,作為本發明之基材,構成液晶顯示器、CRT顯示器、投影顯示器、電漿顯示器、EL顯示器等各種顯示器之最表面的顯示器用基材亦適合,藉由使用化合物(1)等或本塗佈液之表面處理而形成表面層,可獲得表面層具有優異的耐摩擦性、指紋污垢除去性、潤滑性及均勻性之顯示器。
[具有表面層之基材的製造方法]
(乾式塗佈法)
化合物(1)等可直接使用在藉由乾式塗佈法來處理基材表面而製造具有表面層之基材之方法。化合物(1)等適合以乾式塗佈法來形成密著性佳的表面層。作為乾式塗佈法,可舉如真空蒸鍍、CVD、濺鍍等手法。從抑制化合物(1)之分解的觀點及裝置之簡便性的觀點看來,適合利用真空蒸鍍法。真空蒸鍍法可細分成電阻加熱法、電子束加熱法、高頻感應加熱法、反應性蒸鍍、分子束磊晶法、熱壁蒸鍍法、離子鍍法、簇離子束法等,上述任一方法皆適用。從抑制化合物(1)之分解的觀點及裝置之簡便性的觀點看來,適合利用電阻加熱法。真空蒸鍍裝置無特別限制,可利用公知裝置。
使用真空蒸鍍法時的成膜條件依適用之真空蒸
鍍法種類而異,以電阻加熱法之情況而言,蒸鍍前真空度在1×10-2Pa以下為佳,在1×10-3Pa以下尤佳。蒸鍍源之加熱溫度只要是化合物(1)等蒸鍍源得以具有充分的蒸氣壓之溫度即無特別限制。具體上以30~400℃為佳,50~300℃尤佳。加熱溫度只要在前述範圍之下限值以上,成膜速度即佳。只要在前述範圍之上限值以下,便不會產生化合物(1)之分解,且可對基材表面賦予初始撥水撥油性、耐摩擦性及指紋污垢除去性。真空蒸鍍時,基材溫度在室溫(20~25℃)至200℃之範圍為佳。基材溫度只要在200℃以下,成膜速度即佳。基材溫度之上限值在150℃以下較佳,在100℃以下尤佳。
使用化合物(1)等以乾式塗佈法來處理基材表面
時,利用該處理而形成於基材表面之表面層,就膜厚而言以1~100nm為佳,1~50nm尤佳。該表面層之膜厚只要在前述範圍之下限值以上,即容易充分獲得表面處理之效果。只要在前述範圍之上限值以下,利用效率即高。而,膜厚例如可使用薄膜解析用X射線繞射計ATX-G(RIGAKU公司製),以X射線反射率法取得反射X射線之干涉圖案,而從該干涉圖案之振動周期算出。
尤其在真空蒸鍍法中,由於本組成物中之化合物(1)含量多且雜質含量少,因此初始撥水撥油性、耐摩擦性及指紋污垢除去性之提升效果大。推測是由於該法可抑制屬於雜質之分子量小的副產物較化合物(1)先蒸鍍至基材表面上,結果可抑制擔當性能顯現的化合物(1)與基材表面之
化學鍵結受到妨礙。
(濕式塗佈法)
可將本塗佈液塗佈至基材表面上並使其乾燥,藉此製造具有表面層之基材。
作為塗佈液之塗佈方法,可適當使用公知的手法。
作為塗佈方法,以旋塗法、擦塗法、噴塗法、刮塗法、浸塗法、模具塗佈法、噴射法、流動施膜法、輥塗法、澆鑄法、朗謬-布洛傑法或凹版塗佈法為佳。
使其乾燥之方法只要是可將介質乾燥除去之方法即可,可適當使用公知的手法。乾燥溫度以10~300℃為佳,20~200℃尤佳。
將介質乾燥除去後,形成於基材表面之表面層就
膜厚而言以1~100nm為佳,1~50nm尤佳。該表面層之膜厚只要在前述範圍之下限值以上,便易於充分得到以表面處理獲致之效果。只要在前述範圍之上限值以下,利用效率即高。而,膜厚之測定可以與以乾式塗佈法形成之表面層的膜厚測定方法同樣的方式進行。
(後處理)
藉由前述乾式塗佈法或濕式塗佈法於基材表面形成表面層後,為了使對該表面層之摩擦的耐久性提升,亦可因應需求進行用以促進化合物(1)與基材之反應的操作。就該操作而言,可舉如加熱、加濕、光照射等。例如,在有水分之大氣中將已形成有表面層之基材加熱,可促進由水解性矽基水解成矽醇基之水解反應、基材表面之羥基等與矽
醇基之反應、矽醇基之縮合反應所獲致之矽氧烷鍵生成等反應。
表面處理後,表面層中之化合物如其他化合物或未與基材進行化學鍵結之化合物可因應需求除去。作為具體方法,可舉如對表面層傾注溶劑之方法或以吸滿溶劑之布料擦取之方法。
以下,利用實施例進一步詳細說明本發明,惟本發明不受該等實施例限定。
以下,符號「%」在未特別說明之前提下表示「質量%」。又,由2種以上化合物(1)所構成之混合物表記為「化合物」,由化合物(1)及其他含氟醚化合物所構成者表記為「組成物」。
例1~2、5~6、11~12、15~16、21~24為實施例,例3~4、7、13~14、17為比較例。
[例1:化合物(A)之製造]
(例1-1)
於300mL之三口燒瓶放入20%KOH水溶液2.9g、三級丁醇33g、1,3-雙(三氟甲基)苯110g、化合物(10)(FLUOROLIN K D4000:產品名、Solvay Solexis公司製)220g並加入14.6g之CF3CF2CF2-O-CF=CF2。在氮氣體環境下,在40℃下攪拌20小時。以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次並回收有機相,以蒸發器濃縮,藉此獲得粗生成物(a)233g。將粗生成物(a)以C6F13H(AC-2000:產品名、旭硝子公司製)115g稀釋並展開於
矽凝膠管柱層析儀進行分取。作為展開溶劑係依序使用AC-2000、AC-2000/CF3CH2OCF2CF2H(AE-3000:產品名、旭硝子公司製)(質量比1/2)、AE-3000/丙酮(質量比2/1)。針對各分液,從1H-NMR及19F-NMR之積分值求出末端基之結構及構成單元之單元數(n1-1、n2)的平均值。藉此知悉粗生成物(a)中化合物(11-1)、化合物(21-1)及化合物(10)分別含有50莫耳%、25莫耳%及25莫耳%。又,獲得化合物(11-1)105.1g(產率44.8%)及化合物(21-1)55.4g(產率23.6%)。
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(11-1)
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CF2CHF-O-CF2CF2-CF3…(21-1)
HO-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(10)
化合物(11-1)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.9(2H)、4.2(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.8(42F)、-78.8(1F)、-80.8(1F)、-81.4(1F)、-82.2(3F)、-83.5(1F)、-85.3~-88.2(2F)、-89.4~-91.1(82F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,200。
化合物(21-1)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):4.2(4H)、5.8~6.0(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.8(42F)、-78.8(2F)、-80.7(2F)、-82.2(6F)、-85.3~-88.2(4F)、-89.4~-91.1(84F)、-130.5(4F)、-145.1(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,400。
(例1-2)
於100mL二口茄型燒瓶內放入例1-1中所得化合物(11-1)52.0g、硫酸氫四丁銨0.52g、溴化烯丙基4.4g及30%氫氧化鈉水溶液6.5g,在60℃下攪拌8小時。反應結束後,加入50g之AC-2000,以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次並回收有機相。使回收之有機相通過矽凝膠管柱並將回收之溶液以蒸發器濃縮而獲得化合物(12-1)52.4g(產率99.9%)。
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2-CH=CH2…(12-1)
化合物(12-1)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.7(2H)、4.1(2H)、4.2(2H)、5.2~5.3(2H)、5.8~6.0(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ
(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.1(1F)、-78.7(1F)、-80.2(1F)、-80.7(1F)、-82.2(3F)、-85.4~-88.2(2F)、-89.4~-91.1(82F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,200。
(例1-3)
於50mL聚四氟乙烯製密閉式耐壓容器放入例1-2中所得化合物(12-1)5.0g、過氧化二-三級丁基0.034g、三氯矽烷1.26g及2.5g之AC-2000,在120℃下攪拌8小時。進行減壓濃縮並將未反應物及溶劑等餾去後,放入具備滴下漏斗之燒瓶並滴下原甲酸三甲酯與甲醇之混合溶液1.0g(原甲酸三甲酯/甲醇=25/1莫耳比),在60℃下使其反應3小時。反應結束後將溶劑等減壓餾去,於殘渣加入0.05g活性碳並攪拌1小時後,以0.5μm孔徑之膜濾器過濾而獲得化合物(111a-1)與化合物(111b-1)之混合物的化合物(A)5.0g(產率97.2%)。化合物(111a-1)與化合物(111b-1)之莫耳比由NMR得為92:8。
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3…(111a-1)
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH(CH3)-Si(OCH3)3…(111b-1)
化合物(111a-1)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ
(ppm):0.7(2H)、1.7(2H)、3.6(11H)、3.8(2H)、4.2(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.2(1F)、-78.7(1F)、-80.3(1F)、-80.7(1F)、-82.2(3F)、-85.4~-88.2(2F)、-89.4~-91.1(82F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,300。
化合物(111b-1)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):1.1(3H)、1.8(1H)、3.6(11H)、3.8(2H)、4.2(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.1(1F)、-78.7(1F)、-80.2(1F)、-80.7(1F)、-82.2(3F)、-85.4~-88.2(2F)、-89.4~-91.1(82F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,300。
[例2:組成物(B)之製造]
(例2-1)
於100mL四氟乙烯-全氟(烷氧乙烯基醚)共聚物(PFA)製茄型燒瓶放入例1-2中所得化合物(12-1)25.0g、鉑/1,3-二
乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物之二甲苯溶液(鉑含量:2%)0.16g、三甲氧矽烷2.84g及12.5g之AC-2000並在70℃下攪拌10小時。反應結束後將溶劑等減壓餾去,於殘渣加入0.2g活性碳並攪拌1小時後,以0.5μm孔徑之膜濾器過濾而獲得化合物(111a-1)與化合物(30)之組成物(B)24.5g(產率95.3%)。化合物(111a-1)與化合物(30)之莫耳比由NMR得為83:17。
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3…(111a-1)
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH=CHCH3…(30)
化合物(111a-1)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):0.7(2H)、1.7(2H)、3.6(11H)、3.8(2H)、4.2(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.2(1F)、-78.7(1F)、-80.3(1F)、-80.7(1F)、-82.2(3F)、-85.4~-88.2(2F)、-89.4~-91.1(82F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,300。
化合物(30)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ
(ppm):1.6(3H)、4.0(2H)、4.2(2H)、4.5~5.0(1H)、5.8~6.2(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.1(1F)、-78.7(1F)、-80.2(1F)、-80.7(1F)、-82.2(3F)、-85.4~-88.2(2F)、-89.4~-91.1(82F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,200。
[例3:組成物(C)之製造]
(例3-1)
於100mL二口茄型燒瓶內放入化合物(10)30.0g、硫酸氫四丁銨0.64g、溴化烯丙基4.5g及30%氫氧化鈉水溶液6.0g並在60℃下攪拌8小時。反應結束後加入30g之AC-2000,以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次並回收有機相。使回收之有機相通過矽凝膠管柱並將回收之溶液以蒸發器濃縮而獲得化合物(31)29.7g(產率97.1%)。
CH2=CHCH2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH=CH2…(31)
化合物(31)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.7(4H)、4.1(4H)、5.2~5.3(4H)、5.9(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.1(2F)、-80.2(2F)、-89.4~
-91.1(80F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,000。
(例3-2)
於100mL的PFA製茄型燒瓶放入例3-1中所得化合物(31)29.6g、鉑/1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物之二甲苯溶液(鉑含量:2%)0.42g、三甲氧矽烷5.34g及15g之AC-2000並在70℃下攪拌10小時。反應結束後將溶劑等減壓餾去,於殘渣加入0.1g活性碳並攪拌1小時後,以0.5μm孔徑之膜濾器過濾而獲得組成物(C)29.1g(產率92.1%)。若從1H-NMR及19F-NMR之積分值求算組成物(C)之末端基結構,分別含有84莫耳%及16莫耳%的-OCH2CH2CH2Si(OCH3)3及-OCH=CHCH3。即,組成物(C)中含有化合物(32)71莫耳%、化合物(33)26莫耳%及化合物(34)3莫耳%。
(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3…(32)
CH3CH=CH-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3…(33)
CH3CH=CH-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH=CHCH3…(34)
組成物(C)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):0.7(3.36H)、1.6(0.96H)、1.7(3.36H)、3.6(18.5H)、
3.8(3.36H)、4.0(0.64H)、4.5~5.0(0.32H)、5.8~6.2(0.32H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.2(2F)、-80.3(2F)、-89.1~-91.0(80F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,200。
[例4:組成物(D)之製造]
(例4-1)
於100mL茄型燒瓶放入例1-1中所得化合物(11-1)30.0g、氟化鈉粉末0.9g、二氯五氟丙烷(AK-225:產品名、旭硝子公司製)30g並加入3.5g之CF3CF2CF2OCF(CF3)COF。在氮氣體環境下,在50℃下攪拌24小時。以加壓過濾器除去氟化鈉粉末後,將過剩的CF3CF2CF2OCF(CF3)COF及AK-225減壓餾去。將所得之粗生成物以AC-2000稀釋並使其通過矽凝膠管柱,將回收之溶液以蒸發器濃縮而獲得化合物(35)31.8g(產率98.8%)。
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OC(=O)CF(CF3)OCF2CF2CF3…(35)
化合物(35)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):4.2(2H)、4.7(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.8(42F)、-78.8~-88.2(17F)、-89.4~
-91.1(82F)、-130.3(2F)、-130.5(2F)、-132.5(1F)、-145.1(1F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,500。
(例4-2)
準備高壓釜(鎳製、內容積1L),於高壓釜之氣體出口串聯設置保持在20℃之冷卻器、NaF粒充填層及保持在0℃之冷卻器。又,設置液體返送線,其係將自保持在0℃之冷卻器凝聚之液體送回高壓釜。
於高壓釜投入ClCF2CFClCF2OCF2CF2Cl(以下表記為CFE-419)750g,一邊保持在25℃並一邊進行攪拌。在25℃下將氮氣噴入至高壓釜1小時後,將20%氟氣在25℃且流速2.0L/小時下噴入1小時。接著一邊以相同流速噴入20%氟氣並一邊對高壓釜注入已將例4-1中所得化合物(35)31.0g溶解至124g之CFE-419而成之溶液4.3小時。
接著一邊以相同流速噴入20%氟氣並一邊將高壓釜之內壓加壓至0.15MPa(表壓)。一邊將CFE-419中含有0.05g/mL之苯的苯溶液4mL一邊自25℃加熱至40℃並一邊將之注入至高壓釜內後將高壓釜之苯溶液注入口關閉。攪拌15分後再度將苯溶液4mL一邊保持在40℃一邊予以注入後將注入口關閉。同樣的操作進一步重複3次。苯之注入總量為0.17g。
再來,一邊以相同流速噴入20%氟氣一邊持續攪拌1小時。接著使高壓釜內之壓力為大氣壓,噴入氮氣1小時。將
高壓釜之內容物以蒸發器濃縮而獲得化合物(36)31.1g(產率98.5%)。
CF3-CF2CF2-O-CF2CF2OCF2CF2O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}CF2CF2O-C(=O)CF(CF3)OCF2CF2CF3…(36)
化合物(36)之NMR譜;19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.7(42F)、-78.8~-88.1(11F)、-89.4~-91.1(92F)、-91.5(2F)、-130.3(2F)、-130.5(2F)、-132.5(1F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,600。
(例4-3)
於PFA製圓底燒瓶放入例4-2中所得化合物(36)30.0g及60g之AK-225。一邊以冰浴冷卻一邊進行攪拌,在氮氣體環境下從滴下漏斗緩慢地滴下甲醇2.0g。一邊以氮使其起泡並一邊攪拌12小時。將反應混合物以蒸發器濃縮而獲得化合物(37)27.6g(產率98.8%)。
CF3-CF2CF2-O-CF2CF2OCF2CF2O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2C(=O)OCH3…(37)。
化合物(37)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.9(3H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.8(42F)、-82.2(3F)、-89.4~-91.1(92F)、
-130.5(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,200。
(例4-4)
於100mL三口茄型燒瓶中使氯化鋰0.18g溶解於乙醇18.3g。於此加入例4-3中所得化合物(37)25.0g,一邊以冰浴冷卻並一邊緩慢地滴下已使硼氫化鈉0.75g溶解於乙醇22.5g之溶液。其後解除冰浴使其一邊緩慢地升溫至室溫並一邊持續攪拌。在室溫下攪拌12小時後,滴下鹽酸水溶液直至液性成為酸性為止。添加20mL之AC-2000,以水洗淨1次並以飽和食鹽水洗淨1次,回收有機相。將回收之有機相以蒸發器濃縮而獲得化合物(38)24.6g(產率99.0%)。
CF3-CF2CF2-O-CF2CF2OCF2CF2O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2OH…(38)。
化合物(38)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.9(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.7(42F)、-81.4(1F)、-82.2(3F)、-83.4(1F)、-89.4~-91.1(90F)、-130.5(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,200。
(例4-5)
於100mL二口茄型燒瓶內加入例4-4中所得化合物(38)20.0g、硫酸氫四丁銨0.21g、溴化烯丙基1.76g及30%氫氧化鈉水溶液2.6g,在60℃下攪拌8小時。反應結束後加入20g之AC-2000,以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次並回收有機相。使回收之有機相通過矽凝膠管柱並將回收之溶液以蒸發器濃縮而獲得化合物(39)19.8g(產率98.2%)。
CF3-CF2CF2-O-CF2CF2OCF2CF2O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH=CH2…(39)。
化合物(39)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.7(2H)、4.1(2H)、5.2~5.3(2H)、5.9(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.1(1F)、-80.1(1F)、-82.1(3F)、-89.4~-91.1(90F)、-130.5(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,300。
(例4-6)
於100mL的PFA製茄型燒瓶放入例4-5中所得化合物(39)10.0g、鉑/1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物之二甲苯溶液(鉑含量:2%)0.09g、三甲氧矽烷1.48g及5.0g之AC-2000,並在70℃下攪拌10小時。反應結束後將溶劑等減壓餾去,於殘渣加入0.1g活性碳並攪拌1小時後,以0.5
μm孔徑之膜濾器過濾而獲得化合物(40)與化合物(41)之組成物(D)9.9g(產率96.4%)。化合物(40)與化合物(41)之莫耳比由NMR得為82:18。
CF3-CF2CF2-O-CF2CF2OCF2CF2O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3…(40)
CF3-CF2CF2-O-CF2CF2OCF2CF2O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH=CHCH3…(41)
化合物(40)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):0.7(2H)、1.7(2H)、3.6(11H)、3.8(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.8(42F)、-78.2(1F)、-80.2(1F)、-82.2(3F)、-89.4~-91.1(90F)、-130.5(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,400。
化合物(41)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):1.6(3H)、4.0(2H)、4.5~5.0(1H)、5.9~6.2(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.8(42F)、-78.2(1F)、-80.2(1F)、-82.2(3F)、-89.4~-91.1(90F)、-130.5(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:20。
數量平均分子量:4,300。
[例5:組成物(E)之製造]
(例5-1)
於200mL三口燒瓶放入20%KOH水溶液1.5g、三級丁醇15g、1,3-雙(三氟甲基)苯50g及化合物(10)100g並加入11.6g之CF3CF2CF2-O-CF(CF3)CF2-O-CF=CF2。在氮氣體環境下,在40℃下攪拌20小時。以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次並回收有機相,以蒸發器濃縮而獲得粗生成物(b)109g。將粗生成物(b)以55g之AC-2000稀釋,並展開於矽凝膠管柱層析儀,進行分取。作為展開溶劑係依序使用AC-2000、AC-2000/AE-3000(質量比1/2)、AE-3000/丙酮(質量比2/1)。針對各分液,從1H-NMR及19F-NMR之積分值求出末端基之結構及構成單元之單元數(n1-1、n2)的平均值。藉此知悉粗生成物(b)中分別含有50莫耳%、25莫耳%及25莫耳%的化合物(11-2)、化合物(21-2)及化合物(10)。又,獲得化合物(11-2)43.6g(產率39.1%)及化合物(21-2)27.0g(產率24.2%)。
CF3-CF2CF2-O-CF(CF3)CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(11-2)
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CF2CHF-O-CF2CF(CF3)-O-CF2CF2-CF3…(21-2)
HO-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-OH…(10)
化合物(11-2)之NMR譜;
1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.9(2H)、4.2(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.8(42F)、-78.9(1F)、-80.9(4F)、-81.4(1F)、-82.2(5F)、-83.5(1F)、-84.4~-87.2(2F)、-89.1~-90.7(86F)、-130.2(2F)、-145.5(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:21。
數量平均分子量:4,400。
化合物(21-2)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):4.2(4H)、5.8~6.0(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.4~-55.8(42F)、-78.9(2F)、-80.9(8F)、-82.2(10F)、-84.3~-87.2(4F)、-89.1~-90.8(88F)、-130.2(4F)、-145.5(4F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:21。
數量平均分子量:4,600。
(例5-2)
於100mL三口茄型燒瓶內加入例5-1中所得化合物(11-2)30.0g、硫酸氫四丁銨0.30g、溴化烯丙基4.1g及30%氫氧化鈉水溶液3.6g,並在60℃下攪拌8小時。反應結束後加入50g之AC-2000,以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次,回收有機
相。使回收之有機相通過矽凝膠管柱並將回收之溶液以蒸發器濃縮而獲得化合物(12-2)28.6g(產率94.5%)。
CF3-CF2CF2-O-CF(CF3)CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2-CH=CH2…(12-2)
化合物(12-2)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.7(2H)、4.1(2H)、4.2(2H)、5.2~5.3(2H)、5.8~6.0(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.3~-55.7(42F)、-78.1(1F)、-78.7(1F)、-80.2(1F)、-80.7(4F)、-82.2(5F)、-84.4~-87.2(2F)、-89.1~-91.0(86F)、-130.2(2F)、-145.51(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:21。
數量平均分子量:4,500。
(例5-3)
放入例5-2中所得化合物(12-2)10.0g、鉑/1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物之二甲苯溶液(鉑含量:2%)0.19g、三甲氧矽烷1.37g及5.0g之AC-2000,並在70℃下攪拌10小時。反應結束後將溶劑等減壓餾去,於殘渣加入0.2g活性碳並攪拌1小時後,以0.5μm孔徑之膜濾器過濾而獲得化合物(111a-2)與化合物(30-2)之組成物(E)10.1g(產率98.3%)。化合物(111a-2)與化合物(30-2)之莫耳比由NMR得為81:19。
CF3-CF2CF2-O-CF(CF3)CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3…(111a-2)
CF3-CF2CF2-O-CF(CF3)CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}-CF2CH2-O-CH=CHCH3…(30-2)
化合物(111a-2)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):0.7(2H)、1.7(2H)、3.6(11H)、3.8(2H)、4.2(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.0~-55.8(42F)、-78.2(1F)、-78.8(1F)、-80.4(1F)、-80.9(4F)、-82.2(5F)、-84.4~-87.1(2F)、-89.1~-91.7(86F)、-130.2(2F)、-145.5(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:21。
數量平均分子量:4,600。
化合物(30-2)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):1.6(3H)、4.0(2H)、4.2(2H)、4.5~5.0(1H)、5.8~6.2(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-52.0~-55.8(42F)、-78.2(1F)、-78.8(1F)、-80.4(1F)、-80.9(4F)、-82.2(5F)、-84.4~-87.1(2F)、-89.1~-91.7(86F)、-130.2(2F)、-145.5(2F)。
單元數n1之平均值:21。
單元數n2之平均值:21。
數量平均分子量:4,500。
[例6:組成物(F)之製造]
(例6-1)
以國際公開第2004/035656號之例1~4中記載之方法獲得下述化合物(10-3)。
HO-CH2CF2-O(CF2CF2O)n-CF2CH2-OH…(10-3)
化合物(10-3)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.9(4H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-81.4(4F)、-89.5(80F)。
單元數n之平均值:20。
數量平均分子量:2,500。
(例6-2)
於100mL三口燒瓶放入20%KOH水溶液0.72g、三級丁醇7.5g、1,3-雙(三氟甲基)苯25g及例6-1中所得化合物(10-3)50.0g並加入5.40g之CF3CF2CF2-O-CF=CF2。在氮氣體環境下,在40℃下攪拌20小時。以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次,回收有機相,以蒸發器濃縮而獲得粗生成物(c)53.8g。將粗生成物(c)以115g之AC-2000稀釋並展開於矽凝膠管柱層析儀進行分取。作為展開溶劑係依序使用AC-2000、AC-2000/AE-3000:(質量比1/4)、AE-3000/丙酮(質量比2/1)。針對各
分液從1H-NMR及19F-NMR之積分值求算末端基之結構及構成單元之單元數(n2)的平均值。藉此,知悉粗生成物(c)中分別含有52莫耳%、24莫耳%及24莫耳%的化合物(11-3)、化合物(21-3)及化合物(10-3)。又,獲得化合物(11-3)24.0g(產率44.0%)及化合物(21-3)13.1g(產率24.0%)。
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O(CF2CF2O)n-CF2CH2-OH…(11-3)
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O(CF2CF2O)n-CF2CH2-O-CF2CHF-O-CF2CF2-CF3…(21-3)
HO-CH2CF2-O(CF2CF2O)n-CF2CH2-OH…(10-3)
化合物(11-3)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.9(2H)、4.2(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-78.8(2F)、-81.4(2F)、-82.2(3F)、-85.3~-88.2(2F)、-89.5(80F)、-90.0~-91.5(2F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n之平均值:20。
數量平均分子量:2,800。
化合物(21-3)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):4.2(4H)、5.8~6.0(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-78.8(4F)、-82.2(6F)、-85.3~-88.2(4F)、-89.5(80F)、-90.0~-91.5(4F)、-130.5(4F)、-145.1(2F)。
單元數n之平均值:20。
數量平均分子量:3,000。
(例6-3)
於100mL二口茄型燒瓶內加入例6-2中所得化合物(11-3)20.0g、硫酸氫四丁銨0.31g、溴化烯丙基4.4g及30%氫氧化鈉水溶液3.2g,並在60℃下攪拌8小時。反應結束後加入20g之AC-2000,以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次,回收有機相。使回收之有機相通過矽凝膠管柱並將回收之溶液以蒸發器濃縮而獲得化合物(12-3)20.0g(產率98.6%)。
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O(CF2CF2O)n-CF2CH2-O-CH2-CH=CH2…(12-3)
化合物(12-3)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.7(2H)、4.1(2H)、4.2(2H)、5.2~5.3(2H)、5.8~6.0(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-78.1(2F)、-78.7(2F)、-82.2(3F)、-85.4~-88.2(2F)、-89.5(80F)、-90.0~-91.5(2F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n之平均值:20。
數量平均分子量:2,800。
(例6-4)
於100mL的PFA製茄型燒瓶放入例6-3中所得化合物(12-3)18.0g、鉑/1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物之二甲苯溶液(鉑含量:2%)0.13g、三甲氧矽烷2.27g及
10.0g之AC-2000,並在70℃下攪拌10小時。反應結束後將溶劑等減壓餾去,於殘渣加入0.1g活性碳並攪拌1小時後,以0.5μm孔徑之膜濾器過濾而獲得化合物(111a-3)與化合物(30-3)之組成物(F)18.2g(產率96.9%)。化合物(111a-3)與化合物(30-3)之莫耳比由NMR得為80:20。
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O(CF2CF2O)n-CF2CH2-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3…(111a-3)
CF3-CF2CF2-O-CHFCF2-O-CH2CF2-O(CF2CF2O)n-CF2CH2-O-CH=CHCH3…(30-3)
化合物(111a-3)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):0.7(2H)、1.7(2H)、3.6(11H)、3.8(2H)、4.2(2H)、5.8~6.0(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-78.1(2F)、-78.7(2F)、-82.2(3F)、-85.4~-88.2(2F)、-89.5(80F)、-90.0~-91.5(2F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n之平均值:20。
數量平均分子量:2,900。
化合物(30)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):1.6(3H)、4.0(2H)、4.2(2H)、4.5~5.0(1H)、5.8~6.2(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-78.1(2F)、-78.7(2F)、-82.2(3F)、-85.4~-88.2(2F)、
-89.5(80F)、-90.0~-91.5(2F)、-130.5(2F)、-145.1(1F)。
單元數n之平均值:20。
數量平均分子量:2,800。
[例7:組成物(G)之製造]
(例7-1)
使用下述化合物(42)(UNIOX M-1000:產品名、日油公司製。n2之平均值:21),以與國際公開第2004/008380號之例1中記載之方法同樣的方式獲得下述化合物(43)。
CH3O(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH…(42)
CF3O(CF2CF2O)n-CF2CH2-OH…(43)
化合物(43)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.9(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-56.2(3F)、-81.4(2F)、-89.5(82F)、-91.4(2F)。
單元數n之平均值:21。
數量平均分子量:2,600。
(例7-2)
於100mL二口茄型燒瓶內加入例7-1中所得化合物(43)25.0g、硫酸氫四丁銨0.40g、溴化烯丙基5.8g及30%氫氧化鈉水溶液4.0g,並在60℃下攪拌8小時。反應結束後加入20g之AC-2000,以稀釋鹽酸水溶液洗淨1次,回收有機相。使回收之有機相通過矽凝膠管柱並將回收之溶液以蒸發器濃縮而獲得化合物(44)24.5g(產率96.4%)。
CF3O(CF2CF2O)n-CF2CH2-O-CH2-CH=CH2…(44)
化合物(44)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):3.8(2H)、4.1(2H)、5.2~5.3(2H)、5.9(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-56.3(3F)、-78.3(2F)、-89.5(82F)、-91.5(2F)。
單元數n之平均值:21。
數量平均分子量:2,600。
(例7-3)
於100mL的PFA製茄型燒瓶放入例7-3中所得化合物(44)20.0g、鉑/1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物之二甲苯溶液(鉑含量:2%)0.14g、三甲氧矽烷2.50g及10.0g之AC-2000,並在70℃下攪拌10小時。反應結束後將溶劑等減壓餾去,於殘渣加入0.1g活性碳並攪拌1小時後,以0.5μm孔徑之膜濾器過濾而獲得化合物(45)與化合物(46)之組成物(G)20.0g(產率95.6%)。化合物(45)與化合物(46)之莫耳比由NMR得為83:17。
CF3O(CF2CF2O)n-CF2CH2-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)3…(45)
CF3O(CF2CF2O)n-CF2CH2-O-CH=CHCH3…(46)
化合物(45)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):0.7(2H)、1.7(2H)、3.6(11H)、3.8(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ
(ppm):-56.3(3F)、-78.3(2F)、-89.5(82F)、-91.5(2F)。
單元數n之平均值:21。
數量平均分子量:2,800。
化合物(45)之NMR譜;1H-NMR(300.4MHz、溶劑:CDCl3、基準:TMS)δ(ppm):1.6(3H)、4.0(2H)、4.5~5.0(1H)、5.8~6.2(1H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm):-56.3(3F)、-78.3(2F)、-89.5(82F)、-91.5(2F)。
單元數n之平均值:21。
數量平均分子量:2,600。
[例11~17:具有表面層之基材的製造及評估]
使用例1~7中所得之各化合物、組成物進行基材表面處理而作為例11~17。針對各例,分別使用下述乾式塗佈法、濕式塗佈法、旋塗法及噴塗法來製造具有表面層之基材。作為基材係使用化學強化玻璃。針對獲得之具有表面層之基材,以下述方法進行評估。結果顯示於表1。
(乾式塗佈法)
乾式塗佈係使用真空蒸鍍裝置(ULVAC公司製、VTR-350M)進行(真空蒸鍍法)。將例1~7中所得化合物或組成物0.5g充填至真空蒸鍍裝置內之鉬製皿並將真空蒸鍍裝置內排氣至1×10-3Pa以下。將已配置化合物或組成物之皿在升溫速度10℃/分以下之速度下加熱,並在晶體振盪式膜厚計之蒸鍍速度超過1nm/秒之時間點開啟擋門,開始對基材表面之成膜。在膜厚成為約50nm之時間點關閉擋門,結束
對基材表面之成膜。將已堆積有化合物或組成物之基材在200℃下加熱處理30分鐘,其後以AK-225洗淨而獲得具有表面層之基材。
(濕式塗佈法)
將例1~7中所得化合物或組成物與作為介質之C4F9OC2H5(Novec-7200:產品名、3M公司製)混合而調製出固體成分濃度0.05%之塗佈液。將基材浸漬於該塗佈液(浸塗法)並放置30分鐘後將基材取出。使基材在200℃下乾燥30分鐘並以AK-225洗淨而獲得具有表面層之基材。
(於乾式塗佈法及濕式塗佈法之評估方法)
<水接觸角及正十六烷接觸角之測定方法>
使用接觸角測定裝置DM-500(協和界面科學公司製)測定置於表面層表面之約2μL的蒸餾水或正十六烷的接觸角。在基材表面層之表面上相異5處進行測定,並算出其平均值。接觸角之算出係使用2 θ法。
<初始的水及正十六烷接觸角>
針對具有表面層之基材,以前述測定方法測出初始的水接觸角及正十六烷接觸角。
<耐摩擦性>
針對具有表面層之基材,依據JIS L 0849使用往復式導線試驗機(KNT公司製)使纖維素製不織布(BEMCOT M-3、旭化成公司製)在荷重1kg下往復10萬次後,測出水接觸角及正十六烷接觸角。
在已使摩擦次數增大時的撥水性(水接觸角)及撥油性
(正十六烷接觸角)之降低愈小,則摩擦所致之性能降低愈小,耐摩擦性愈佳。
<指紋污垢除去性>
使人工指紋液(油酸與鯊烯所構成之液體)附著於矽橡膠栓之平坦面後,以不織布(BEMCOT M-3、旭化成公司製)拭取多餘的油分,藉此準備指紋印模。將該指紋印模載置於具有表面層之基材上,在1kg荷重下按壓10秒鐘。此時,以霧度計(東洋精機公司製)測定經指紋附著處的霧度。將此時之值設為初始值。接著針對指紋所附著之處,使用裝設有拭紙之往復式導線試驗機(KNT公司製)在荷重500g下進行擦拭。於擦拭每一往復測定霧度值,並在擦拭10往復為止之期間達到無法以目視確認霧度之數值即為合格。
<動摩擦係數>
使用荷重變動型摩擦摩耗試驗系統HHS2000(新東科學公司製),在接觸面積3cm×3cm且荷重100g之條件下測定具有表面層之基材相對於人工皮膚(PBZ13001、出光精密科技(Idemitsu Technofine)公司製)的動摩擦係數。
動摩擦係數愈小,則潤滑性愈佳。
(旋塗法)
將例1~7中所得化合物或組成物與作為介質之C4F9OC2H5(Novec-7200:產品名、3M公司製)混合而調製出固體成分濃度0.05%之塗佈液。將該塗佈液以旋塗法在每分1,500旋轉之條件下以30秒鐘塗佈至基材。使基材在120℃下乾燥30分鐘並以AK-225洗淨而獲得具有表面層之基材。
(噴塗法)
將例1~7中所得化合物或組成物與作為介質之Novec-7200混合而調製出固體成分濃度0.1%之塗佈液。將該塗佈液使用噴塗系統(Nordson公司製)噴塗至基材。使基材在120℃下乾燥30分鐘並以AK-225洗淨而獲得具有表面層之基材。
(於旋塗法及噴塗法之評估方法)
<霧度之測定方法>
使用霧度計(東洋精機公司製)測定具有表面層之基材的霧度。霧度愈小,則表面層之均勻性愈佳。
<表面粗度之測定方法>
使用掃描型探針顯微鏡SPM400(SII NanoTechnology公司製)測定具有表面層之基材表面粗度(Ra)。
表面粗度(Ra)愈小,則表面層之均勻性愈佳。
<水接觸角之測定方法>
使用接觸角測定裝置DM-500(協和界面科學公司製)測定置於表面層表面之約2μL的蒸餾水接觸角。在基材表面層表面上相異10處進行測定並算出其平均值及標準差。
標準差愈小,則各測定點之接觸角之差愈小,表面層之均勻性愈佳。
使用屬化合物(1)之化合物(A)的例11及屬本組成
物的組成物(B)、(E)及(F)之例12、15~16,表面層之初始撥水撥油性高且耐摩擦性、指紋污垢除去性及潤滑性佳,此外均勻性佳。
另一方面,使用含有兩末端具有水解性矽基之含氟醚化合物的組成物(C)(例3)之例13,表面層之耐摩擦性及潤滑性差。
使用含有式(1)之Rf1不具氫原子之含氟醚化合物的組成物(D)及(G)之例14及17,表面層之表面粗度(Ra)大,又水接觸角之標準差大,均勻性差。霧度亦高。
[例21~24:具有表面層之基材的製造及評估]
使用已依表2之混合比將例2中所得組成物(B)與不具水解性矽基之例1中所得化合物(21-1)或化合物(6-1)(FOMBLIN M03:產品名、Solvay Solexis公司製)加以混合而得的組成物進行基材表面處理,來作為例21~24。針對各例以與例11~14同樣的方式分別使用乾式塗佈法及濕式塗佈法來製造具有表面層之基材,並以相同方法進行評估。結果顯示於表2。
使用已於屬本組成物之組成物(B)(例2)中加入化
合物(2)或化合物(6-1)之組成物的例21~24,係與使用屬本組成物之組成物(B)(例2)的例12同樣地,表面層之初始撥水撥油性高且耐摩擦性、指紋污垢除去性及潤滑性佳。
本發明之含氟醚化合物可適用於對構成觸控面板中以手指觸摸之面的構件等基材表面賦予撥水撥油性的表面處理。
而,在此係引用已於2013年4月4日提出申請之日本專利申請案2013-078662號之說明書、申請專利範圍及摘要的全部內容,並納入作為本發明說明書之揭示。
Claims (15)
- 一種下式(1)所示之含氟醚化合物:D1-Rf1-O-CH2-(CmF2mO)n-A…(1)惟,D1為CF3-或CF3-O-;Rf1係含有1個以上氫原子之碳數1~20之氟伸烷基、含有1個以上氫原子且碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之氟伸烷基、碳數1~20之伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之伸烷基;A為下式(4)所示之基;m為1~6之整數;n為1~200之整數,n在2以上時,(CmF2mO)n可由m相異之2種以上CmF2mO所構成;-CaF2a-B-CbH2b-SiLcR3-c…(4)B為單鍵、-CgH2gO-、-ChH2hO-C(=O)NH-或-C(=O)-NH-;L為水解性基;R為氫原子或1價烴基;a為1~5之整數;b為1~10之整數;c為1~3之整數;g為1~5之整數;h為1~5之整數。
- 如請求項1之含氟醚化合物,其中前述-CH2-(CmF2mO)n 為-CH2CF2-O{(CF2O)n1(CF2CF2O)n2}(惟,n1為1以上之整數,n2為1以上之整數,且n1+n2為2~200之整數,n1個CF2O及n2個CF2CF2O之鍵結順序不受限)。
- 如請求項1或2之含氟醚化合物,其中前述Rf1為下式(3-1)所示之基、下式(3-2)所示之基或下式(3-3)所示之基:-RF-O-CHFCF2-…(3-1) -RF-CHFCF2-…(3-2) -RF-CzH2z-…(3-3)惟,RF係單鍵、碳數1~15之全氟伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~15之全氟伸烷基;z為1~4之整數。
- 如請求項1至3中任一項之含氟醚化合物,其係數量平均分子量為2,000~10,000。
- 一種含氟醚組成物,其特徵在於:含有如請求項1至4中任一項之含氟醚化合物及前述式(1)所示之含氟醚化合物以外的含氟醚化合物。
- 如請求項5之含氟醚組成物,其中前述式(1)所示之含氟醚化合物之含量在含氟醚組成物(100質量%)中佔70質量%以上。
- 如請求項5或6之含氟醚組成物,其中前述式(1)所示之含氟醚化合物以外的含氟醚化合物為下式(2)所示之含氟醚化合物:D2-Rf2-O-CH2-(CpF2pO)q-CdF2d-CH2-O-Rf3-D3…(2)惟,D2及D3分別獨立為CF3-或CF3-O-; Rf2及Rf3分別獨立為碳數1~20之氟伸烷基或碳-碳原子間具有醚性氧原子之碳數2~20之氟伸烷基;d為1~5之整數;p為1~6之整數;q為1~200之整數,且q為2以上時,(CpF2pO)q可由p相異之2種以上之CpF2pO所構成。
- 如請求項5至7中任一項之含氟醚組成物,其中前述式(1)所示之含氟醚化合物以外的含氟醚化合物為下式(6)所示之含氟醚化合物:RF1-O-(CsF2sO)t-RF2…(6)惟,RF1及RF2分別獨立為碳數1~6之全氟烷基;s為1~6之整數;t為1~200之整數,且t為2以上時,(CsF2sO)t可由s相異之2種以上CsF2sO所構成。
- 如請求項7或8之含氟醚組成物,其中前述式(1)所示之含氟醚化合物與前述式(2)所示之含氟醚化合物的合計含量(含有前述式(6)所示之含氟醚化合物時,則為式(1)所示之含氟醚化合物、式(2)所示之含氟醚化合物與式(6)所示之含氟醚化合物的合計含量)在含氟醚組成物(100質量%)中佔80質量%以上。
- 一種塗佈液,其特徵在於:含有如請求項1至4中任一項之含氟醚化合物或如請求項5至9中任一項之含氟醚組成物及介質。
- 如請求項10之塗佈液,其中前述介質係選自於由氟烷、 含氟芳香族化合物及氟烷基醚所構成群組中之至少1種有機溶劑。
- 一種具有表面層之基材的製造方法,其特徵在於:將如請求項1至4中任一項之含氟醚化合物或如請求項5至9中任一項之含氟醚組成物真空蒸鍍至基材表面上。
- 一種具有表面層之基材的製造方法,其特徵在於:將如請求項10或11之塗佈液塗佈至基材表面上並使其乾燥。
- 一種具有表面層之基材,其特徵在於:係由如請求項1至4中任一項之含氟醚化合物或如請求項5至9中任一項之含氟醚組成物所形成。
- 一種觸控面板,其特徵在於:於輸入面具備具有表面層之基材,該表面層係由如請求項1至4中任一項之含氟醚化合物或如請求項5至9中任一項之含氟醚組成物所形成者。
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