TW201546103A - 氟化化合物,包含彼之可固化組成物及固化產物 - Google Patents

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Abstract

揭示具有至少一個(甲基)丙烯酸酯官能基之氟化化合物。亦揭示包含該氟化化合物及多官能性丙烯酸酯之可固化組成物、自該可固化組成物所形成之固化產物、以及形成該固化產物之方法。

Description

氟化化合物,包含彼之可固化組成物及固化產物
本發明大致上係關於一種氟化化合物,且更特定言之係關於一種具有至少一個(甲基)丙烯酸酯官能基之氟化化合物、一種包含該氟化化合物之可固化組成物、以及一種以該可固化組成物所形成之固化產物。
氟化化合物係本技術領域中已知者,且係利用於各種應用及最終用途。舉例而言,氟化化合物常利用於可固化組成物。可固化組成物係施加於基材並經固化以於該基材上形成層或塗層。
自包含氟化化合物之可固化組成物所形成之層隨該可固化組成物之組分可具有多樣及理想之物性。可利用此等層以調整或改善物性或者以其他方式保護基材。舉例而言,常利用某些層以供耐汙跡及耐沾汙性或用以提供易於清潔之表面。利用其他層以提供對下面基材之保護,例如撥水性和/或耐刮性。
理想的是該可固化組成物具有優異物性,例如儲存安定性。此等與可固化組成物相關之物性必須與自可固化組成物所形成之所獲得層的所欲性質取得平衡。舉例而言,理想的是該等層與基材具有高黏著力,同時提供耐刮性及易於清潔之表面。
本發明提供一種氟化化合物,其具有通式(1): 其中各R為獨立選擇之經取代或未經取代之烴基;各R1為獨立選自R、-Y-Rf、及(甲基)丙烯酸酯官能基;Rf為經氟取代之基團;Y為共價鍵或二價連接基團;各Y1獨立為共價鍵或二價連接基團;X具有通式(2): X1具有通式(3): Z為共價鍵;下標a及g各為0或1,惟當a為1時,g為1;下標b及c各 為0或1至10之整數,惟當a為1時,b及c中之至少一者至少為1;下標d及f各獨立為0或1;下標e為0或1至10之整數;下標h及i各為0或1至10之整數,惟當g為1時,h及i中之至少一者至少為1;下標j為0或1至3之整數;且下標k為0或1,惟當a及g各為0時,k為1,且當g為1時,k為0;惟a、e、及g不同時為0;其中至少一個R1為(甲基)丙烯酸酯官能基且至少一個R1係由-Y-Rf所示。因為由X所示之環狀部分包括二個各由Z所示之共價鍵,所以由X所示之環狀部分通常不為單價。相反地,因為由X1所示之環狀部分包括僅一個由Z所示之共價鍵,所以由X1所示之環狀部分通常為單價。
本發明亦提供一種可固化組成物。該可固化組成物包含該氟化化合物及多官能性丙烯酸酯。
最後,本發明提供一種固化產物。該固化產物係藉由固化該可固化組成物所形成。
圖1a至圖1d係在塑膠板上的指紋之攝像。
本發明提供一種氟化化合物。該氟化化合物特別適用於可固化組成物,本發明提供該可固化組成物以及藉由固化該可固化組成物所形成之固化產物。該氟化化合物、可固化組成物、自該可固化組成物所形成之固化產物、以及形成該固化產物之方法各於下文描述。
該氟化化合物具有通式(1): 其中各R為獨立選擇之經取代或未經取代之烴基;各R1為獨立選自R、-Y-Rf、及(甲基)丙烯酸酯官能基;Rf為經氟取代之基團;Y為共價鍵或二價連接基團;各Y1獨立為共價鍵或二價連接基團;X具有通式(2): X1具有通式(3): Z為共價鍵;下標a及g各為0或1,惟當a為1時,g為1;下標b及c各為0或1至10之整數,惟當a為1時,b及c中之至少一者至少為1;下標 d及f各獨立為0或1;下標e為0或1至10之整數;下標h及i各為0或1至10之整數,惟當g為1時,h及i中之至少一者至少為1;下標j為0或1至3之整數;且下標k為0或1,惟當a及g各為0時,k為1,且當g為1時,k為0;惟a、e、及g不同時為0;其中該氟化化合物之至少一個R1為(甲基)丙烯酸酯官能基,且該氟化化合物之至少一個R1為由-Y-Rf所示。
R為獨立選擇之經取代或未經取代之烴基,其可為脂族、芳族、環狀、脂環族等等。進一步,R可包括烯系不飽和性或缺少烯系不飽和性。所謂「經取代」,意指該烴基之一或多個氫原子可經氫以外的原子(例如鹵素原子,諸如氯、氟、溴、或碘;或者氧、硫、或氮)正式替換。R典型上具有1至22個、或者1至10個碳原子。舉例而言,當R為脂族時可具有1至6個碳原子,當為脂環族時可具有3至10個碳原子,或當為芳族時可具有6至10個碳原子。含有至少3個碳原子之經取代或未經取代之烴基可具有支鏈或直鏈碳結構。由R所示之烴基的實例包括但不限於烷基,例如(C1-C10)烷基,包括甲基、乙基、丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、及此等基團之異構物;烯基,例如(C2-C6)烯基,包括乙烯基、烯丙基、及己烯基;環烷基,例如C5-C6)環烷基,包括環戊基、環己基、及甲基環己基;芳基,例如苯基及萘基;烷芳基,例如甲苯基及二甲苯基;以及芳烷基,例如苄基及苯乙基。由R所示之經鹵素取代之烴基的實例,由3,3,3-三氟丙基、3-氯丙基、氯苯基、二氯苯基、2,2,2-三氟乙基、2,2,3,3-四氟丙基、以及2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基作為例子。
R1係獨立選自R、-Y-Rf、及(甲基)丙烯酸酯官能基,其中Rf為經氟取代之基團,且Y為共價鍵或二價連接基團。由Y所代表之二價連 接基團可例如為伸烴基、雜伸烴基、或有機雜伸基(organoheterylene group)連接基團。或者,由Y所代表之二價連接基團可包含連接基團,其具有最多20個重複單元。又或者,由Y所代表之二價連接基團可包含碳-碳及矽-氧鍵兩者。該二價基團可經取代,例如上述用於烴基者。舉例而言,該二價基團可為經鹵化,例如氟化。然而,Y可僅代表連接Rf至氟化化合物其餘部分的共價鍵。在該氟化化合物中,至少一個R1為-Y-Rf且至少一個R1為(甲基)丙烯酸酯官能基。在某些實施例中,該氟化化合物之一個R1為-Y-Rf。在這些或其他實施例中,二或更多個由R1所示之基團為(甲基)丙烯酸酯官能基。舉例而言,2至10個由R1所示之基團可為(甲基)丙烯酸酯官能基。(甲基)丙烯酸酯官能基可為任何包括丙烯酸酯官能性之官能基。舉例而言,該(甲基)丙烯酸酯官能基通常為單價且可為獨立衍生自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯等等。
通式(1)之Rf為經氟取代之基團,其意指Rf的至少一個部位(portion)、一段、或一個部分(moiety)為經氟取代。Rf可為經部分氟化或全氟化。所謂經部分氟化,意指Rf可為單氟化或多氟化,但並非全氟化。舉例而言,經部分氟化涵蓋單氟化作用(其中在Rf中僅有一個氟取代)及多氟化作用(其中在Rf中有二或更多個氟取代)。Rf為單價。
舉例而言,Rf可為有機基團或段、聚矽氧基團或段、或其組合。有機基團如本文中所使用,與聚矽氧基團不同,聚矽氧基團帶有包含 矽氧烷鍵(Si-O-Si)的骨架,而有機基團具有以碳為主之骨架且缺少矽氧烷鍵。Rf在骨架中可包含矽氧烷鍵及碳鍵兩者。
當Rf為聚矽氧基團時,氟取代通常存在於鍵接至矽的一或多個烴基取代基。換言之,氟原子通常為未直接鍵接至矽原子。舉例而言,除了矽氧烷鍵之外,該聚矽氧基團之矽原子通常各具有二個取代基,且這些取代基可獨立經氟取代。作為一個特定實例,當Rf為聚矽氧基團時,Rf可包含基團Si(CF3)2O,其中CF3基團即代表氟取代。因為Rf不必為經全氟化,此Rf的一個基團可或者為例如Si(CFH2)(CH3)O,其中僅有一個氟取代。此特定基團若存在於Rf中,通常為封端(endblocked),例如三烴基封端,因為Rf為單價。
或者,如上所述,Rf可為經氟取代之有機基團或段。在這些實施例中,Rf可為例如經氟取代之烷基或經氟取代之烷氧基。該烷氧基可獨立重複,例如烷氧基烷氧基。當Rf為經氟取代之烷基時,Rf典型上包含重複的CF2基團,並具有末端CF3基團(若經全氟化)。當Rf為經氟取代之烷氧基時,Rf包括一或多個氧原子及可包含OCH2基團和CF2基團,並具有末端CF3基團。
在某些實施例中,Rf:(i)為部分氟化;(ii)包含全氟聚醚段;或(iii)為(i)及(ii)兩者。當Rf為(i)及(ii)兩者時,Rf包括非全氟化之取代基、部分、或基團,而使得雖然Rf包含全氟化段,但Rf作為整體段並非全氟化,而是部分氟化。Rf可被稱為多氟聚醚段,其涵蓋其中Rf為及不為全氟化之實施例。當Rf包含該全氟聚醚段時,Rf典型為有機基團或段。
當Rf包含全氟聚醚段時,可存在於Rf中的部分之特定實例 包括-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)-CF2)-、-(CF2-CF(CF3))-、及-(CF(CF3))-。此等部分在Rf的全氟聚醚段內可以任何順序存在,且可呈隨機形式或嵌段形式。在Rf的全氟聚醚段中,各部分可獨立存在二或更多次。通常,Rf的全氟聚醚段沒有氧-氧鍵,氧通常以介於相鄰碳原子之間的雜原子存在而形成醚鍵聯。該全氟聚醚段可以CF3基團為終端。
在一個特定實施例中,當Rf包含該全氟聚醚段時,該全氟聚醚段包含具有通式(5)之部分:-(C3F6O)x-(C2F4O)y-(CF2)z- (5);其中下標x、y、及z各獨立選自0及1至40之整數,惟x、y、及z所有三者不同時為0。若x及y兩者均為0,則z為1至40之整數,且至少一個其他全氟醚部分存在於該全氟聚醚段中。下標y及z可為0,且x為選自1至40之整數,或者下標x及y為0,且z為選自1至40之整數;或者,下標x及z為0且y為選自1至40之整數。下標z可為0且x及y各獨立為選自1至40之整數,或者,下標y為0且x及z各獨立為選自1至40之整數;或者,下標x為0且y及z各獨立為選自1至40之整數。典型上,x、y、及z各獨立為選自1至40之整數。由下標x及y所標示之部分可獨立為支鏈或直鏈。舉例而言,(C3F6O)可獨立由CF2CF2CF2O、CF(CF3)CF2O或CF2CF(CF3)O表示。
Rf的特定實例包括任何適用於揭示於共同審查中之美國申 請案公開號US 2014/0272111 A1之多氟聚醚矽烷的多氟聚醚段,其以引用方式全部併入本文中。
在某些實施例中,Y為雜伸烴基連接基團。在此等實施例中,Y的一個實例具有通式(8):-(CH2)m-O-(CH2)n- (8);其中m及n各為獨立之1至5之整數。下標m典型為1且下標n典型為3,由下標n所指示之單元係鍵接至該氟化化合物,且由下標m所指示之單元係鍵接至Rf。在這些實施例中,Rf典型上為全氟化。因為Y可為共價鍵,所以通式(8)之二價連接基團可涵蓋於Rf內,在此情況中,Rf不為全氟化,但可含有全氟聚醚段。
由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基可鍵接至氟化化合物的碳原子及/或氟化化合物的矽原子。該(甲基)丙烯酸酯官能基可直接鍵接至氟化化合物骨架中之碳及/或矽或可經由諸如任何上文針對Y所述者之二價連接基團鍵接至氟化化合物骨架中之碳及/或矽。
各Y1獨立為共價鍵或二價連接基團。此等二價連接基團的實例為上文針對Y所述者。因為下標d及f各獨立為0或1,所以Y1可自氟化化合物完全闕如(例如當d及f各為0)。
由X及X1所示之部分各為環狀部分。因為由X所示之環狀部分包括二個各由Z所示之共價鍵,所以由X所示之環狀部分通常不為單價。相反地,因為由X1所示之環狀部分包括僅一個由Z所示之共價鍵,所 以由X1所示之環狀部分通常為單價。由此,當標示由X1所示之環狀部分的下標g為1時,標示末端基團的下標k為0。
下標a、e、及g不同時為0。由此,該氟化化合物包括至少一個由a、e、及/或g所指示之矽氧烷部分。該矽氧烷部分可分別為由X及X1所示之環狀部分,其各分別由下標a及g所指示,及/或由下標e所指示之直鏈部分(其可稱為矽氧烷嵌段)。舉例而言,該氟化化合物可包括一個環狀部分、一個環狀部分及一個直鏈部分、一個直鏈部分、二個環狀部分及一個直鏈部分等等。
在某些實施例中,該氟化化合物為直鏈,即,該氟化化合物不包括分別由X及X1所示之環狀部分。在這些實施例中,下標a、d、f、及g各為0,下標e為1至10之整數,且下標k為1。在這些實施例中,該氟化化合物具有通式(4): 其中R、R1、及下標e及j各界定如上。由R1所示之-Y-Rf典型上為末端,即不在由下標e所指示之矽氧烷嵌段內。該氟化化合物可包括超過一個由R1所示之-Y-Rf,在此情況中,至少一個由R1所示之-Y-Rf可側接於由下標e所指示之矽氧烷嵌段。典型上,該至少一個由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基亦為末端。若該氟化化合物的末端包括二個由R1所示之基團,該末端可包括各由R1所示之-Y-Rf及(甲基)丙烯酸酯官能基兩者,雖然此等基團通常位 在該氟化化合物的相反末端。該氟化化合物通常包括超過一個、例如3至10個各由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基。在這些實施例中,各(甲基)丙烯酸酯官能基可獨立為氟化化合物中的末端或側接於其中。
在其他實施例中,該氟化化合物包括一個由所X示之環狀部分及一個由X1所示之環狀部分。在此等實施例中,由X及X1所示之環狀部分為經由至少一個例如由下標d及/或f所指示之Y1的二價連接基團(選擇性地與下標e所指示之矽氧烷嵌段之組合)彼此連接。在這些實施例中,下標a及g各為1且下標k為0,而使該氟化化合物具有通式(5): 其中R、R1、Z、Y1、以及下標b、c、d、e、f、h、及i各界定如上。因為各Z代表共價鍵,所以分別由d及f所指示之各Y1為二價連接基團或不存在於該氟化化合物(例如當d或f為0)而使二個相鄰共價鍵不存在於上文中之通式(5)。
在這些實施例中,因為兩個末端均為環狀部分,所以由R1所示之-Y-Rf典型為側接於通式(5)之至少一個環狀部分。或者或另外,由R1所示之-Y-Rf可在下標e所指示之矽氧烷嵌段內。該氟化化合物可包括超過一個由R1所示之-Y-Rf,在此情況中,二或更多個由R1所示之-Y-Rf可側接於相同環狀部分、不同環狀部分等等。典型上,在通式(5)的實施例中,該至 少一個由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基位於該氟化化合物的一或多個環狀部分內,而非位於由下標e所指示之矽氧烷嵌段。典型上,各環狀部分包括至少一個各由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基。該氟化化合物通常包括超過一個例如3至10個各由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基。在這些實施例中,各(甲基)丙烯酸酯官能基可獨立為末端或直鏈。
又於其他實施例中,該氟化化合物包括僅一個由X1所示之環狀部分,但無由X所示之環狀部分或由下標e所指示之矽氧烷嵌段。在這些實施例中,下標a、d、e、f、及k各為0,而使該氟化化合物具有通式(6): 其中R、R1、Z、以及下標h及i各界定如上。
在這些實施例中,因為該氟化化合物本身為環狀,所以由R1所示之-Y-Rf必須為側接於通式(6)的環狀部分,該環狀部分即為通式(6)的整個氟化化合物。
不同氟化化合物組合可一起利用作為該氟化化合物。
該氟化化合物可經由各種合成路徑而製備。舉例而言,該氟化化合物可藉由將包括烯系不飽和基團的多氟聚醚化合物與具有至少一個 矽鍵接氫原子之有機聚矽氧烷反應而製備。在這些實施例中,該氟化化合物係於催化劑存在下經由矽氫化反應而製備。舉例而言,該有機聚矽氧烷的矽鍵接氫原子及該多氟聚醚化合物的烯系不飽和基團通常會反應及形成共價鍵。典型上,該有機聚矽氧烷包括二或更多個矽鍵接氫原子。
又,在此實施例中,具有烯系不飽和基團((甲基)丙烯酸酯的(甲基)乙烯基以外或之外)之(甲基)丙烯酸酯化合物亦利用作為反應物以賦予該氟化化合物至少一個(甲基)丙烯酸酯官能基。舉例而言,該有機聚矽氧烷之矽鍵接氫原子與(甲基)丙烯酸酯化合物的烯系不飽和基團通常會反應並形成共價鍵,產生具有至少一個(甲基)丙烯酸酯官能基的氟化化合物。取決於有機聚矽氧烷的矽鍵接氫原子數目,該氟化化合物可具有二或更多個(甲基)丙烯酸酯官能基及/或二或更多個可來自該多氟聚醚化合物之由-Y-Rf所代表的基團。然而,該氟化化合物的至少一個(甲基)丙烯酸酯官能基可經由其他本技術領域中已知的合成路徑而接附至該氟化化合物。又或者,該有機聚矽氧烷在與該多氟聚醚化合物反應前可包括該至少一個(甲基)丙烯酸酯官能基。
該多氟聚醚化合物、該有機聚矽氧烷、及該(甲基)丙烯酸酯化合物通常依據所欲之氟化化合物結構而選擇。
舉例而言,該多氟聚醚化合物通常具有通式(9):Rf-Y-Y’ (9); 其中Rf及Y各界定如上,且Y’代表該烯系不飽和基團。該多氟聚醚化合 物通常基於如上述之Rf故而稱之。舉例而言,取決於Y及Y’之選擇,該多氟聚醚化合物可具有通式Rf-CH2-O-CH2-CH=CH2。Y可為共價鍵,在此情況中,Y’代表-CH2-O-CH2-CH=CH2,或Y可代表此部分的一些部位,例如-CH2-O-或-CH2-O-CH2-,而此部分的其餘為Y’所代表者。該烯系不飽和性不必在該多氟聚醚化合物末端。舉例而言,該多氟聚醚化合物可具有通式Rf-CH2-O-CH=CH-CH3
該有機聚矽氧烷可為直鏈、環狀、支鏈、或其組合。舉例而言,當該氟化化合物具有上文之通式(4)時,該有機聚矽氧烷典型為直鏈且包含以M單元蓋帽(capped)之重複D單元。該矽鍵接氫原子可存在於該D單元中及/或該M單元中而使該矽鍵接氫原子可為懸垂、末端、或兩者均有。或者,當該氟化化合物具有上文之通式(5)或(6)時,該有機聚矽氧烷典型為環狀或至少包括環狀部位。
舉例而言,針對通式(6)之氟化化合物,該有機聚矽氧烷可由(OSiR2 2)q所示,其中各R2為獨立選自R及氫,至少二個R2為氫,且q為3至50、或者3至20、或者3至15之整數,且指示該有機聚矽氧烷內的重複二矽氧基單元之數目。在此等實施例中,在通式(1)中,此有機聚矽氧烷成為由X1所示之環狀部分且由g所指示之。
又或者,針對通式(5)之氟化化合物,該有機聚矽氧烷通常如通式(5)中,包括二個經由二價連接基團(例如-(Y1)d-[SiRR1O]e-(Y1)f-)彼此鍵接之環狀部分。
該有機聚矽氧烷通常也包括矽鍵接烴基,其可為上述有關R之任何一者。
該(甲基)丙烯酸酯化合物亦依據所欲之氟化化合物結構而選擇。一個特定例示性(甲基)丙烯酸酯化合物為甲基丙烯酸烯丙酯,其具有下列結構: 另一特定例示性(甲基)丙烯酸酯化合物具有下列結構:
可使用不同(甲基)丙烯酸酯化合物、不同有機聚矽氧烷、及/或不同多氟聚醚化合物之組合,其產生包含具有不同結構之不同氟化化合物的摻合物之氟化化合物。
該多氟聚醚化合物、該有機聚矽氧烷、及該(甲基)丙烯酸酯化合物的莫耳比可依據所欲之氟化化合物結構而各異。舉例而言,如上文所述,該氟化化合物具有至少一個由R1所示之-Y-Rf。典型上,該氟化化合物包括僅一個由R1所示之-Y-Rf,在此情況中,該多氟聚醚化合物及該有機聚矽氧烷係以約1:1之莫耳比反應。然而,該多氟聚醚化合物及該有機聚矽氧烷可以該多氟聚醚化合物對該有機聚矽氧烷為10:1至1:10;或者5:1至 1:5;或者2:1至1:2之莫耳比反應。
同樣地,如上文所述,該氟化化合物具有至少一個由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基。典型上,該氟化化合物包括二或更多個由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基,在此情況中,該(甲基)丙烯酸酯化合物以相較於該有機聚矽氧烷為莫耳過量而利用。舉例而言,該(甲基)丙烯酸酯化合物與該有機聚矽氧烷可以該(甲基)丙烯酸酯化合物對該有機聚矽氧烷為至少2:1、或者至少3:1、或者至少4:1、或者至少5:1、例如最多20:1或50:1的莫耳比下利用。
該多氟聚醚化合物、該有機聚矽氧烷、及該(甲基)丙烯酸酯化合物可經由各種技術而反應以形成該氟化化合物。舉例而言,該多氟聚醚化合物、該有機聚矽氧烷、及該(甲基)丙烯酸酯化合物可選擇性地在溶劑、媒劑、及/或催化劑存在下置入容器中。典型上利用催化劑,且催化劑包含矽氫化催化劑。溶劑可為任何不同於該多氟聚醚化合物、該有機聚矽氧烷、及該(甲基)丙烯酸酯化合物之溶劑,其能夠溶解該多氟聚醚化合物、該有機聚矽氧烷、及/或該(甲基)丙烯酸酯化合物。媒劑與溶劑不同之處在於,媒劑僅部分地溶解、或者不溶解多氟聚醚化合物、有機聚矽氧烷、及/或(甲基)丙烯酸酯化合物。
該容器典型上經加熱至高溫,例如攝氏50至150度、或者75至125度、或者90至110度(℃)。容器可在高溫下加熱一段時間以進行該多氟聚醚化合物、該有機聚矽氧烷、以及該(甲基)丙烯酸酯化合物之間的反應,例如加熱30至180分鐘、或者45至150分鐘、或者60至120分鐘。若需要,該反應可依序進行。舉例而言,該多氟聚醚矽烷可在加入(甲基) 丙烯酸酯化合物前反應,例如被消耗。或者,所有組分可組合並同時反應。
矽氫化催化劑可為任何眾所周知的矽氫化催化劑,包含貴金屬(即鉑、銠、釕、鈀、鋨及銥)或含貴金屬的化合物。
特定矽氫化催化劑包括由Willing在美國專利第3,419,593號中揭示的氯鉑酸與某些含乙烯基有機矽氧烷的複合物,該專利中提及矽氫化催化劑的部分以引用方式併入本文中。這種類型的催化劑是氯鉑酸與1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷的反應產物。
矽氫化催化劑也可以是擔載的矽氫化催化劑,其包含固體撐體,該撐體的表面上具有貴金屬。擔載的催化劑之實例包括但不限於碳上鉑、碳上鈀、碳上釕、碳上銠、氧化矽上鉑、氧化矽上鈀、氧化鋁上鉑、氧化鋁上鈀、以及氧化鋁上釕。
此外或或者,矽氫化催化劑可為經微膠囊化之含貴金屬催化劑,其包含經包覆於熱塑性樹脂中之貴金屬(例如鉑)。又或者,矽氫化催化劑可經光活化。
經由各種技術監測形成氟化化合物之反應進程,該等技術諸如光譜學,例如紅外線(IR)光譜學。
僅為說明目的,所依賴以製備特定氟化化合物之反應方案之例示性實例於下文說明。在下面方案中,利用不同類型有機聚矽氧烷說明各種反應:
氟化化合物可用於各種組成物、最終用途及/或應用中。因 為該氟化化合物包括至少一個(甲基)丙烯酸酯官能基,所以該氟化化合物可稱為具反應性,此乃(甲基)丙烯酸酯官能基與某些官能基具反應性所致。氟化化合物可用作離散組分、可置入溶劑或媒劑中以形成組成物、可與一或多種其他組分組合以形成組成物、可與另一種化合物反應等等。或者,氟化化合物可離散地或以組成物形式用於各種基材之表面處理,該等基材諸如紡織、陶瓷、玻璃、或石材。另外,氟化化合物可用於諸如塗料之塗布組成物中,或用於改質其他聚合物。
本發明另外提供可固化組成物。可固化組成物包含氟化聚合物及多官能性丙烯酸酯。
在提及多官能性丙烯酸酯時,所謂「多官能性」意指該多官能性丙烯酸酯具有二或更多個丙烯酸酯官能基。在某些實施例中,多官能性丙烯酸酯具有至少3個、或者至少4個、或者至少5個、或者至少6個、或者至少7個、或者至少8個、或者至少9個、或者至少10個丙烯酸酯官能基。較高數目之丙烯酸酯官能基可亦為適合者,例如二十官能性(icosafunctional)丙烯酸酯。多官能性丙烯酸酯本質可為單體、寡聚物、或聚合物,且可包含其組合。舉例而言,多官能性丙烯酸酯可包含單體多官能性丙烯酸酯及寡聚物多官能性丙烯酸酯之組合。多官能性丙烯酸酯可為直鏈、支鏈、或直鏈及支鏈多官能性丙烯酸酯之組合。
多官能性丙烯酸酯可為有機或以聚矽氧為基底。當多官能性丙烯酸酯為有機時,多官能性丙烯酸酯包含以碳為基底之骨架或鏈,選擇性地具有雜原子(例如O)於其中。或者,當多官能性丙烯酸酯以矽為基底時,多官能性丙烯酸酯包含以矽氧烷為基底之骨架或鏈,其包含矽氧烷 (Si-O-Si)鍵。多官能性丙烯酸酯可包含以碳為基底之鏈及以矽氧烷為基底之鏈兩者,例如若多官能性丙烯酸酯係經由矽氫化所形成者,在此情況中,多官能性丙烯酸酯仍稱為以聚矽氧為基底,此乃其中存有矽氧烷鍵所致。在某些實施例中,當多官能性丙烯酸酯為有機時,多官能性丙烯酸酯不含任何矽氧烷鍵,或者不含任何矽原子。典型上,多官能性丙烯酸酯為有機。
適用於此目的之多官能性丙烯酸酯之特定實例包括:二官能性丙烯酸酯單體,例如1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、聚(丁二醇)二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三異丙二醇二丙烯酸酯(triisopropylene glycol diacrylate)、聚乙二醇二丙烯酸酯、及雙酚A二甲基丙烯酸酯;三官能性丙烯酸酯單體,例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新戊四醇單羥基三丙烯酸酯、以及三羥甲基丙烷三乙氧基三丙烯酸酯;四官能性丙烯酸酯單體,例如新戊四醇四丙烯酸酯及二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯;五官能性或更高多官能性單體,例如二新戊四醇六丙烯酸酯及二新戊四醇(單羥基)五丙烯酸酯;雙酚A環氧二丙烯酸酯;六官能性芳族胺甲酸酯丙烯酸酯、脂族胺甲酸酯二丙烯酸酯、以及四官能性聚酯丙烯酸酯之丙烯酸酯寡聚物。
多官能性丙烯酸酯可包含單一多官能性丙烯酸酯或任何二或更多個多官能性丙烯酸酯之組合。在某些實施例中,多官能性丙烯酸酯包含五或更高多官能性丙烯酸酯,例如任何五官能性丙烯酸酯至二十官能性丙烯酸酯之多官能性丙烯酸酯,其可改善可固化組成物之固化。舉例而 言,在某些實施例中,多官能性丙烯酸酯包含五或更高多官能性丙烯酸酯,以總重量計含量為至少30、或者至少50、或者至少75、或者至少80重量百分比。典型上,多官能性丙烯酸酯係不含任何氟原子,例如在經氟取代之基團中者。
在某些實施例中,該可固化組成物進一步包含具有脂族不飽和鍵之經氟取代之化合物。該經氟取代之化合物不同於本發明之氟化化合物。通常,該經氟取代之化合物如同多官能性丙烯酸酯,該經氟取代之化合物可為如上所述之有機或以聚矽氧為基底。脂族不飽和鍵可為碳-碳雙鍵(C=C)或碳-碳參鍵(C≡C),但脂族不飽和鍵典型上為雙鍵。該經氟取代之化合物可具有一個脂族不飽和鍵或二或更多個脂族不飽和鍵。脂族不飽和鍵可位於該經氟取代之化合物內的任何位置,例如脂族不飽和鍵可為末端、側接、或經氟取代之化合物之骨架的一部分。當該經氟取代之化合物包括二或更多個脂族不飽和鍵時,各脂族不飽和鍵可為獨立位於經氟取代之化合物中,即,該經氟取代之化合物可包括側接及末端脂族不飽和鍵,或其他鍵位置之組合。
如同氟化化合物,在某些實施例中,該經氟取代之化合物:(i)為部分氟化;(ii)包含全氟聚醚段;或(iii)為(i)及(ii)兩者。所謂部分氟化,意指該經氟取代之化合物非全氟化。舉例而言,部分氟化涵蓋單取代(其中僅有一個經氟取代基)、以及多氟化(其中有二或更多個經氟取代基團)。全氟聚醚段可為相同於或不同於該氟化化合物的全氟聚醚段。
該全氟聚醚化合物(b-1)通常包含全氟聚醚段。該全氟聚醚化合物(b-1)的全氟聚醚段,若存在,通常成為所獲得之經氟取代之化合物(部 分自該全氟聚醚化合物(b-1)所形成)的全氟聚醚段,如下文所述。該全氟聚醚化合物(b-1)典型上為直鏈。在某些實施例中,該全氟聚醚化合物(b-1)具有至少一個末端羥基,或者二或更多個末端羥基。當該全氟聚醚化合物(b-1)含有二或更多個末端羥基時,該等羥基可位在該全氟聚醚化合物(b-1)之相同或相對末端。如上所述,該末端羥基可構成該全氟聚醚化合物(b-1)之活性氫。
該全氟聚醚化合物(b-1)典型上具有分子量為每莫耳200至10,000,000、或者500至1,000,000、或者1,000至10,000、或者1,000至5,000克(g/mol)。
該全氟聚醚化合物(b-1)的特定實例包括該些揭示於美國專利US 6,906,115 B2中者,其全文以引用方式併入本文中。在某些實施例中,該全氟聚醚化合物(b-1)包括全氟聚醚段,其具有1,000至100,000、或者1,500至10,000g/mol之數平均分子量。
如上文所述,該單體化合物(b-2)具有該反應性氫原子以外及另外之官能基。典型上,該單體化合物(b-2)之官能基為自交聯官能基。自交聯官能基為能夠彼此進行交聯反應者,即使該等自交聯官能基為相同者。自交聯官能基的特定實例包括自由基聚合反應性官能基、陽離子聚合反應性官能基、以及僅能夠光交聯之官能基。自交聯的自由基聚合反應性官能基的實例包括含有烯系不飽和性之官能基(例如雙鍵(C=C))。自交聯的陽離子聚合反應性官能基的實例包括陽離子聚合反應性烯系不飽和性、環氧基團、氧呾基、以及含有烷氧基矽基或矽醇基團之矽化合物。僅能夠光交聯之官能基的實例包括乙烯基桂皮酸之光可二聚官能基。
在某些實施例中,該單體化合物(b-2)包含(甲基)丙烯酸酯或 乙烯基單體。在這些實施例中,該單體化合物(b-2)可具有2至30、或者3至20個碳原子。
該單體化合物(b-2)的特定實例包括(甲基)丙烯酸羥乙酯;(甲基)丙烯酸羥丙酯;(甲基)丙烯酸羥丁酯;(甲基)丙烯酸胺乙酯;(甲基)丙烯酸羥基-3-苯氧基丙酯;烯丙基醇;苯乙烯基酚;及其組合。
在某些實施例中,該經氟取代之化合物係藉由反應(a)及(b-1)以形成反應中間物並接著反應該反應中間物及(b-2)以形成該經氟取代之化合物而形成。
此特定之經氟取代之化合物的另外態樣包括其製備,係揭示於美國專利號US 8,609,742 B2,其以引用方式全部併入本文中。
在某些實施例中,可固化組成物可進一步包含增強填料。增強填料係用於向形成自可固化組成物之固化產物提供增加的硬度及耐刮性。增強填料通常包含二氧化矽。二氧化矽可為任何類型之二氧化矽,例如二氧化矽可為發煙二氧化矽、沉澱二氧化矽、矽酸膠等等。典型地,增強填料包含矽酸膠。
矽酸膠包含二氧化矽(即,二氧化矽粒子)於媒劑中之混合物或懸浮液。媒劑可或者稱為分散介質。矽酸膠之二氧化矽粒子典型地為非晶形及無孔的。
矽酸膠之媒劑典型地具有適度低沸點溫度,以用於媒劑自可固化組成物(及矽酸膠)之移除。例如,媒劑典型地具有在大氣壓(即,1atm)下為30至200℃、或者40至150℃之沸點溫度。
用於矽酸膠之適合媒劑包括極性及非極性媒劑。此等媒劑之 特定實例包括水;醇,諸如甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇及2-甲基丙醇;甘油酯,諸如三乙酸甘油酯(glyceryl triacetate)(三乙酸甘油酯(triacetin))、三丙酸甘油酯(glyceryl tripropionate)(三丙酸甘油酯(tripropionin))及三丁酸甘油酯(glyceryl tributyrate)(三丁酸甘油酯(tributyrin));聚二醇,諸如聚乙二醇及聚丙二醇;賽珞蘇,諸如甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇及丁基賽珞蘇;二甲基乙醯胺;芳族,諸如甲苯及二甲苯;乙酸酯,諸如乙酸甲酯;乙酸乙酯;乙酸丁酯;酮,諸如甲基異丁基酮;乙酸;及丙酮。在特定實施例中,矽酸膠之媒劑係選自水及醇。矽酸膠可或者稱為矽酸膠分散液。可利用兩種或兩種以上不同媒劑,但此等媒劑通常與彼此相容,以使得該矽酸膠為均質的。以矽酸膠之總重量計,矽酸膠之媒劑典型地以例如10至70重量百分比之濃度存在於該矽酸膠中。
矽酸膠之二氧化矽粒子典型地具有小於200奈米(nm)(例如1至100nm、或者1至50nm)之平均粒度。
矽酸膠之二氧化矽粒子可為純二氧化矽,或可包含標稱量之雜質,諸如Al2O3、ZnO、及/或陽離子,諸如Na+、K+、Ca++、Mg++等等。
矽酸膠可視需要經表面處理,例如利用填料處理劑來表面處理。矽酸膠可在併入可固化組成物中之前經表面處理,或可在原位表面處理。
用來處理矽酸膠之填料處理劑之量可取決於各種因素而變化,該等因素諸如矽酸膠是否利用填料處理劑原位處理或在併入可固化組成物中之前預處理。
填料處理劑可包含矽烷,諸如烷氧基矽烷;烷氧基官能性寡 矽氧烷;環狀聚有機矽氧烷;羥基官能性寡矽氧烷,諸如二甲基矽氧烷;甲基苯基矽氧烷;硬脂酸酯;或脂肪酸。
適用於填料處理劑之烷氧基矽烷的例子為:己基三甲氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、十二烷基三甲氧基矽烷、十四基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基乙基三甲氧基矽烷、十八基三甲氧基矽烷、十八基三乙氧基矽烷及其組合。
或者,烷氧基矽烷可包括烯系不飽和基團。烯系不飽和基團可包括碳-碳雙鍵、碳-碳三鍵、或其組合。在這些實施例中,烷氧基矽烷可由通式R3 d’ASi(OR4)3-d’所示。在此通式中,R3為不含脂族不飽和鍵的經取代或未經取代單價烴基。其特定實例包括烷基、芳基及氟烷基。R4為烷基,其典型地具有1至10個碳原子。A為具有脂族不飽和鍵之單價有機基團。A之特定實例包括含丙烯醯基之有機基團,諸如甲基丙烯醯氧基、丙烯醯氧基、3-(甲基丙烯醯氧基)丙基及3-(丙烯醯氧基)丙基;烯基,諸如乙烯基、己烯基及烯丙基;苯乙烯基及乙烯醚基。下標d’為0或1。
具有烯系不飽和基團之烷氧基矽烷之特定實例包括3-(甲基丙烯醯氧基)丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基丙烯醯氧基)丙基三乙氧基矽烷、3-(甲基丙烯醯氧基)丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(丙烯醯氧基)丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、甲基乙烯基二甲氧基矽烷及烯丙基三乙氧基矽烷。
烷氧基官能性寡矽氧烷可替代地用作填料處理劑。烷氧基官能性寡矽氧烷及用於其製備之方法在此項技術中為已知的。舉例而言,適合的烷氧基官能性寡矽氧烷包括該些具有式(R5O)e’Si(OSiR5 2R6)(4-e’)者。在此 式中,下標e’為1、2或3,替代地為3。各R5獨立地選自具有1至10個碳原子之飽和及不飽和烴基。各R6為飽和或不飽和烴基。
或者,矽氮烷可離散地或與例如烷氧基矽烷組合地用作填料處理劑。
或者,填料處理劑可為有機矽化合物。有機矽化合物之實例包括但不限於:有機氯矽烷,諸如甲基三氯矽烷、二甲基二氯矽烷及三甲基一氯矽烷;有機矽氧烷,諸如羥基封端二甲基矽氧烷寡聚物、六甲基二矽氧烷及四甲基二乙烯基二矽氧烷;有機矽氮烷,諸如六甲基二矽氮烷及六甲基環三矽氮烷;以及有機烷氧基矽烷,諸如甲基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷,及3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。硬脂酸酯之實例包括硬脂酸鈣。脂肪酸之實例包括硬脂酸、油酸、棕櫚酸、牛脂、椰子油及其組合。
殘餘量之填料處理劑可存在於可固化組成物中,例如作為與矽酸膠分離的離散組分。
或者,矽酸膠之二氧化矽粒子無需經處理劑表面處理。在這些實施例中,矽酸膠可稱為未改質矽酸膠。未改質矽酸膠典型地呈酸性或鹼性分散液形式。
若需要,另一填料可存在於可固化組成物中,例如不同於矽酸膠之填料。其實例包括氧化鋁、碳酸鈣(例如發煙、熔融、研磨及/或沉澱)、矽藻土、滑石、氧化鋅、諸如切短KEVLAR®之切短纖維、縞瑪瑙、氧化鈹、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化矽、碳化鎢;及其組合。
該可固化組成物可選擇性地進一步包含(i)水;(ii)水以外之 載體媒劑;或(iii)水及水以外之載體媒劑。
若利用水,則其存在於可固化組成物中以用於強化填料之水解。例如,如此項技術中已知的,矽酸膠之二氧化矽粒子可包括在二氧化矽粒子之表面處的矽醇基。水可用作矽酸膠之媒劑,在該狀況下,水無需作為可固化組成物中之離散組分。另外,若矽酸膠已受表面處理,則類似地通常不利用水。
該載體媒劑典型為含醇媒劑。含醇媒劑可包含醇、基本上由醇組成、或由醇組成。含醇媒劑係用於分散可固化組成物之組分。在某些實施例中,含醇媒劑溶解可固化組成物之組分,在該狀況下,含醇媒劑可稱為含醇溶劑。
適用於含醇媒劑之特定醇實例包括甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、乙二醇單甲基醚、二甘醇單甲基醚、三甘醇單甲基醚、及其組合。當含醇媒劑包含醇或基本上由醇組成時,含醇媒劑可進一步包含另一有機媒劑。其特定實例包括丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、或類似酮類;甲苯、二甲苯或類似的芳族烴;己烷、辛烷、庚烷或類似的脂族烴;氯仿、二氯甲烷、三氯乙烯、四氯化碳或類似的有機含氯溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯或類似的脂肪酸酯。當含醇媒劑包含另外的有機媒劑時,以含醇媒劑之總重量計,含醇媒劑典型地包含10至90重量百分比、或者30至70重量百分比之量的醇,而含醇媒劑之餘量為另外的有機媒劑。
在各種實施例中,可固化組成物可另外包含光聚合引發劑。若可固化組成物經由利用電磁輻射之照射來固化,則光聚合引發劑最為常 用。光聚合引發劑可選自能夠在電磁輻射之照射下產生自由基的已知化合物,諸如有機過氧化物、羰基化合物、有機硫化合物及/或偶氮化合物。
適合光聚合引發劑之特定實例包括苯乙酮、乙基苯基酮、二苯甲酮、黃原醇(xanthol)、茀(fluoreine)、苯甲醛、蒽醌、三苯胺、4-甲基苯乙酮、3-戊基苯乙酮、4-甲氧基苯乙酮、3-溴苯乙酮、4-烯丙基苯乙酮、對二乙醯基苯、3-甲氧基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4,4-二甲氧基二苯甲酮、4-氯-4-苄基二苯甲酮、3-氯酮、3,9-二氯酮、3-氯-8-壬基酮、安息香、安息香甲醚、安息香丁基醚、雙(4-二甲基胺基苯基)酮、苄基甲氧基縮酮、2-氯硫酮、二乙基苯乙酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基[4-(甲基硫基)苯基]2-啉基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、及其組合。
若利用光聚合引發劑,則以多官能性丙烯酸酯之100重量份計,其典型地以1至30重量份、或者1至20重量份之量存在於可固化組成物中。
若需要,則可固化組成物可進一步包含矽烷化合物(H)。其實例包括四烷氧基矽烷,諸如四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷及四異丙氧基矽烷;及烷基烷氧基矽烷,諸如甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷及乙基三異丙氧基矽烷。矽烷化合物可用作離散組分或,作為另一實例,可用以在可固化組成物中形成矽倍半氧烷。
可存在於可固化組成物中之添加劑之另外實例包括抗氧化劑;增稠劑;界面活性劑,諸如調平劑、消泡劑、沉澱抑制劑、分散劑、 抗靜電劑及防霧添加劑;紫外線吸收劑;著色劑,諸如各種顏料及染料;二丁基羥基甲苯(BHT);啡噻(PTZ);有機聚矽氧烷;及其組合。
可固化組成物可經由涉及組合可固化組成物之各種組分的各種方法來製備。在某些實施例中,矽酸膠在併入可固化組成物之前受表面處理。組分可在可固化組成物之製備之前、之期間或之後經個別地或共同地加熱。
可固化組成物可用於各種最終用途及應用。最典型地,可固化組成物用於形成固化產物。固化產物可呈纖維、塗層、層、膜、複合物、物件等等之形式。
本發明另外提供形成自可固化組成物之固化產物,及利用可固化組成物形成固化產物之方法。下文一起描述固化產物及形成固化產物之方法。
形成固化產物之方法包含將可固化組成物施加於基材上。該方法進一步包含將基材上之可固化組成物固化,以便在基材上形成固化產物。例如,形成固化產物之方法包含將可固化組成物施加於基材上,以在基材上形成其濕層。該方法進一步包含將濕層固化以形成固化產物。
基材不受限制,且可為任何其上宜形成固化產物之基材。例如,基材可包含電子物件、光學物件、消費者電器及組件、汽車車身及組件、聚合物物件等等。基材可具有任何形狀或組態。
電子物件之實例典型地包括該些具有電子顯示器之電子物件,該等電子顯示器諸如液晶顯示器(LCD)、發光二極體(LED)顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器、電漿顯示器等等。此等電子顯示器常用於各 種電子裝置中,諸如電腦螢幕、電視、智慧型手機、全球定位系統(GPS)、音樂播放器、遠程控件、手持式視訊遊戲、可攜式閱讀器、汽車顯示面板等等。
由此,本發明提供一種物件,其包含固化產物以及基材,該固化產物為置於該基材上。該物件可包含電子物件、光學物件、消費者電器或其組件、汽車車身或其組件、或聚合物物件。該物件可包含感測器。
在某些實施例中,該物件可為感測器。如本文中所使用,感測器為偵測外部事件或量的改變並提供適當輸出之裝置。為了說明,感測器可為熱電偶,其偵測溫度或溫度改變並提供適當電壓輸出。感測器可包含與外部環境接觸之偵測表面,並經組態以供偵測外部事件或量的改變。該偵測表面可與訊號處理器連通,以將所偵測之外部事件或量的改變轉換成為適當輸出。該感測器之輸出可為電及/或光學訊號形式。感測器可為物理感測器、化學感測器、或生物感測器。物理感測器可經組態以供測量溫度、壓力、光強度或波長、聲音強度或頻率、或電訊號。化學感測器可經組態以供測量化學組成物,例如偵測例如水、分子氧或臭氧、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、硫化氫、或化學戰藥劑之分析物之存在或測量其濃度。生物感測器可經組態以供體外偵測酵素活性的存在或測量酵素活性程度、擬體內偵測藥物或代謝物的存在或測量藥物或代謝物濃度、或體內偵測或辨識皮膚圖案(生物紋痕(bioprint))或特徵。
在某些實施例中,感測器為生物感測器,且生物感測器為生物紋痕感測器。經偵測或測量之生物紋痕可為任何可分辨之動物解剖學(包括人解剖學)上之特殊皮膚特徵,例如指紋(包括拇指指紋)、掌紋 (palmprint)、足紋、耳紋、動物掌紋(pawprint)等等。生物紋痕感測器可為以光學為基礎、以超音波為基礎、以熱線(thermal line)為基礎、以壓敏為基礎、或以電容為基礎。生物紋痕感測器可使用可見光(以光學為基礎)、高頻音波(以超音波為基礎)、橫跨溝、隆起及脊的溫度變化(以熱線(thermal line)為基礎)、溝、隆起及脊之間的壓力差異(以壓敏為基處)、或溝、隆起及脊之間在皮下皮膚層傳導性的不同(以電容為基礎),捕捉皮膚圖案之數位影像。生物紋痕感測器可包含感測器像素的感測器陣列,其中各感測器像素經組態以在其感測器陣列中的位置偵測外部事件或量的改變,並針對該位置產生適當輸出。生物紋痕感測器可自感測器陣列內的各感測器像素映射輸出,且藉此產生呈現生物紋痕的視覺或電子影像形式之複合影像。該複合影像可以二維或三維描繪生物紋痕。舉例而言,包含隆起、脊及溝(脊間的谷部)之指紋可藉由以電容為基礎的指紋感測器而影像化,該感測器可自設置在指紋之隆起、脊及溝上之不同位置處之電容感測器像素的感測器陣列產生指紋的複合影像。該複合影像為二維隆起/脊圖案或三維形貌影像。
在一些實施例中,感測器為(人)指紋感測器。指紋感測器可為以光學為基礎、以超音波為基礎、以熱線為基礎、以壓敏為基礎、或以電容為基礎。在一些實施例中,指紋感測器可為光學指紋感測器、或者以電容為基礎的指紋感測器。該指紋感測器可為需要指紋感測的電子裝置的一部分,該電子裝置如採用生物特徵量測(biometric)掃瞄器之個人電子裝置,例如個人電腦、智慧型手機、平板電腦、電子閱讀器等等。
因此,本發明提供感測器或包含該感測器之電子裝置,其中 該感測器之偵測表面上已有自本發明之可固化組成物所形成的本發明之固化產物之膜塗布。本發明亦提供於感測器偵測表面上形成固化產物之膜之方法,該方法包含將可固化組成物施加至感測器之偵測表面,以在該感測器偵測表面上形成可固化組成物之膜,並固化該膜之可固化組成物,以在該感測器偵測表面上產出固化產物之膜。在某些實施例中,感測器為生物感測器、或者生物紋痕感測器、或者指紋感測器、或者光指紋感測器、或者以電容為基礎之指紋感測器。
該膜為抗油性(例如撥皮膚油脂)及疏水性(即撥水性)。由此,即使用濕的手指(例如以人工汗液測試所指示)或過油的手指(例如以油脂測試所指示),該膜仍能夠使指紋感測器起作用。本發明之固化產物在感測器偵測表面上的膜,可厚至足以提供抗油性及疏水性塗層效果,即使重覆使用感測器之後亦然(即該膜不會薄至使該膜在正常使用下被輕易抹除)。該膜可為單層膜、或者多層膜。該膜對於特定類型之感測器(例如以光學為基礎、以超音波為基礎、以熱線為基礎、以壓敏為基礎、或以電容為基礎)而言亦有足夠薄之厚度,使其不會妨礙感測器偵測外部事件或量的改變。在某些實施例中,該膜具有5微米(μm)至100μm之厚度。
用於感測器之適合的膜的撥油性程度可藉由施加一數量之十六烷至該感測器偵檢元件表面上,接著測量靜態十六烷接觸角而決定,如之後所述。適合的塗布組成物之疏水性程度可藉由施加一數量之去離子水至該感測器偵檢元件表面上,接著測量水接觸角而決定,如之後所述。由此,同時為抗油性及疏水性的膜可具有水接觸角>100°及十六烷接觸角>50°。
圖1a(左上)顯示在經塗布塑膠板上之一般(非濕)指紋攝像,其中該塗層為後文所述之一個實例中之本發明之固化產物的膜或包含其的膜。圖1b(右上)顯示在未經塗布塑膠板上之一般(非濕)指紋攝像。圖1c(左下)顯示在經塗布塑膠板上之濕(水)指紋攝像,其中該塗層如同圖1a所用者。圖1d(右下)顯示在未經塗布塑膠板上之濕(水)指紋攝像。藉由比較圖1a與圖1b可見,相較於其上未有任何抗油性及疏水性膜的塑膠板上之指紋,本發明之膜增加一般(非濕或非過油)指紋之指紋影像之脊界定及保真度。藉由比較圖1b與圖1d可見,相較於一般(非濕或非過油)指紋的指紋影像,有水在手指上明顯降低指紋影像的清楚度及保真度,其中指紋係得自未經塗布之塑膠板,即其上未有任何抗油性及疏水性膜。藉由比較圖1c與圖1d可見,相較於其上未有任何抗油性及疏水性膜的未經塗布之塑膠板,本發明之膜增加得自經塗布塑膠板之濕(水)指紋的指紋影像之脊界定及保真度。
或者,取代本發明固化產物的膜或除了本發明固化產物的膜以外,該感測器偵測表面上所設置之抗油性及疏水性膜可為任何本技術領域中已知的其他抗油性及疏水性塗布組成物。適合的抗油性及疏水性塗布組成物實例為包含基質材料及抗油性及疏水性添加劑之組成物。該基質材料可包含有機聚合物、任何有機聚矽氧烷、或其組合。該抗油性及疏水性添加劑可包含經氟取代之化合物。該經氟取代之化合物可為全氟化、或者多氟化。全氟化意指完全氟化(即所有C-H基團已正式被C-F基團替換),且多氟化意指未完全氟化(即含有二或更多個C-F基團及至少一些C-H基團)。該多氟化化合物可經任何適合方式組態,例如為含有C-F及C-H基團 之混合物之均一性巨分子,或包含至少二個段(其中一段為全氟化且另一未有氟原子)的分段化巨分子。該經氟取代之化合物可為經氟取代之有機聚合物、經氟取代之有機聚矽氧烷、或包含經氟取代之有機聚合物段及經氟取代之有機聚矽氧烷段的組合之雜合聚合物。
在某些實施例中,該經氟取代之化合物包含多氟聚醚段及至少一個無氟段,例如有機聚矽氧烷段、聚(甲基)丙烯酸段、或其組合。全氟聚醚段可包括任何二或更多個下列單元:-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)-CF2)-、-(CF2-CF(CF3))-、及-(CF(CF3))-。此等單元在全氟聚醚段內可以任何順序存在,例如隨機形式或嵌段形式。在全氟聚醚段中,各單元可獨立存在二或更多次。通常,全氟聚醚段沒有氧-氧鍵,氧通常以介於相鄰碳原子之間的雜原子存在而形成醚鍵聯。全氟聚醚段典型上為氟化化合物之末端,在此情況中,該全氟聚醚段之末端基團可為CF3基團。當該經氟取代之化合物包含該全氟聚醚段時,該全氟聚醚段包含具有通式(1)之部分:-(C3F6O)x-(C2F4O)y-(CF2)z-(1);其中下標x、y、及z各獨立選自0及1至40之整數,惟x、y、及z不同時為0。若x及y兩者均為0,則至少一個其他全氟醚部分存在於該全氟聚醚段中。典型上,x、y、及z各獨立為選自1至40之整數。由下標x及y所標示之部分可獨立為支鏈或直鏈。舉例而言,(C3F6O)可獨立由CF2CF2CF2O、CF(CF3)CF2O或CF2CF(CF3)O所示。
其他抗油性及疏水性塗布組成物可為有機聚矽氧烷,其典型上包括除了該些包括胺基取代之矽鍵接基團以外之矽鍵接基團。此等矽鍵接基團通常為單價且可由烷基、芳基、烷氧基、及/或羥基作為例子。該有 機聚矽氧烷典型上具有2至1000、或者2至500、或者2至300之聚合度。
在某些實施例中,其他抗油性及疏水性塗布組成物為描述於US 2013/0004780 A1之表面處理組成物,該表面處理組成物及製造彼之方法在此以引用方式併入本文中,特別是描述於第[0011]段及之後的該表面處理組成物及製造彼之方法;且更特別是描述於請求項1至7中之表面處理組成物及描述於請求項8至14中之製造彼之方法。
如以上所介紹,基材亦可為金屬物件,諸如消費者電器及組件。例示性物件包括洗碗機、爐具、微波爐、冰箱、冷凍機等等,其典型地具有光亮金屬外觀,諸如不鏽鋼、拉絲鎳(brushed nickel)、鋁等等。
或者,基材可為載具主體或組件,諸如汽車車身或組件。例如,可固化組成物可直接施加於汽車車身之頂塗上以形成層,其賦予汽車車身光亮外觀,此在美學上為令人愉悅的,且可防沾汙,諸如塵土等等以及來自指紋之汙跡。
適合光學物件之實例包括無機材料,諸如玻璃板、包含無機層之玻璃板、陶瓷及類似物。適合光學物件之另外實例包括有機材料,諸如透明塑膠材料及包含無機層之透明塑膠材料等等。光學物件之特定實例包括抗反射膜、光學濾波器、光學透鏡、眼鏡鏡片、射束分離器、稜鏡、反射鏡等等。
有機材料及/或聚合物物件之特定實例包括聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯等等)、聚環烯烴、聚酯(例如聚對酞酸乙二酯、聚2,6萘二甲酸乙二酯等等)、聚醯胺(例如耐綸6、耐綸66等等)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醯亞胺、聚乙烯醇、乙烯乙烯基醇、丙烯酸(例如聚甲基丙烯酸 甲酯)、纖維素(例如,三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素、賽璐份等等),或此等有機聚合物之共聚物。應理解的是,此等材料可用於眼科元件中。眼科元件之非限制性實例包括矯正鏡及非矯正鏡,包括單光鏡片或多光鏡片,如雙焦點、三焦點及漸變鏡片,其可為分段或非分段的;以及用以矯正、保護或增強視力的其他元件,包括而不限於隱形眼鏡、眼內鏡片、放大鏡及防護鏡或護目鏡。用於眼科元件的較佳材料包含一或多種聚合物,其選自聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碸、聚對酞酸乙二酯及聚碳酸酯共聚物、聚烯烴尤其為聚降莰烯、二乙二醇-雙(碳酸烯丙酯)聚合物(稱為CR39)及共聚物、(甲基)丙烯酸聚合物及共聚物,尤其是衍生自雙酚A之(甲基)丙烯酸聚合物及共聚物、硫代(甲基)丙烯酸(thio(meth)acrylic)聚合物及共聚物、胺甲酸酯及硫代胺甲酸酯聚合物及共聚物、環氧聚合物及共聚物、及環硫化物聚合物及共聚物。
基材可包括任何以上所述的材料,但與本文所述之特定物件不同。例如,基材可包括金屬或合金,其不為消費者電器或載具主體之部分。
除以上所述的物件/基材之外,可固化組成物可施加於其他基材,諸如用於汽車或飛機的窗戶構件,因此提供先進功能性。
或者,基材可包括水泥、石材、紙張、紙板、陶瓷等等。
或者或另外,基材可包括抗反射塗層。在這些實施例中,抗反射塗層可包括設置於下面基材上之一或多層材料。抗反射塗層通常具有比下面基材更小的折射率。抗反射塗層可為多層。多層抗反射塗層包括在下面基材上之二或更多層之介電材料,其中至少一層具有高於下面基材之 折射率的折射率。此等多層抗反射塗層常常稱為抗反射膜堆疊。
抗反射塗層可由多種材料形成。在某些實施例中,抗反射塗層包含薄金屬氧化物膜,諸如薄濺鍍塗布金屬氧化物膜。或者,薄金屬氧化物膜可經由熱蒸鍍而形成。「金屬氧化物」如本文所使用,包括單一金屬(包括類金屬)之氧化物以及金屬合金之氧化物。金屬氧化物之一個實例為氧化矽,其可耗盡氧(即,其中氧化物中的氧之量小於化學計量之量)。另外適合的金屬氧化物包括以下者之氧化物及其混合物:錫、鈦、鈮、鋅、鋯、鉭、釔、鋁、鈰、鎢、鉍、銦。特定實例包括SiO2、SnO2、TiO2、Nb2O5、ZnO、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、Al2O3、CeO2、WO3、Bi2O、In2O3、及ITO(銦錫氧化物)、及其組合及交替層。
若需要,則下面基材可在抗反射塗層沉積前具有經塗底(primed)表面。例如,經塗底表面可藉由施加諸如丙烯酸層之化學底漆層而形成,或自黏著促進層之化學蝕刻、電子束照射、電暈處理、電漿蝕刻、或共擠出來形成。此等經塗底基材為市售的。
可固化組成物施加於基材上之方法可各異。例如,在某些實施例中,將可固化組成物施加於基材上之步驟使用濕式塗層施加方法。適用於該方法的濕式塗層施加方法之特定實例包括浸塗、旋塗、淋塗、噴塗、輥式塗布、凹版塗布、濺鍍、狹槽塗布及其組合。含醇媒劑連同存在於可固化組成物及濕層中之任何其他媒劑或溶劑可經由加熱或其他已知方法自該濕層移除。
可固化組成物可施加於基材上至任何厚度,以便提供所欲之撥水性、撥油性、防沾汙性、及防塵土之等級。在某些實施例中,固化產 物可或者稱為層或膜,儘管固化產物可具有不同於與層或膜相關的任何形狀或形式。在這些實施例中,固化產物具有大於0至12微米(μm)、或者大於0至10微米(μm)、或者大於0至5微米(μm)之厚度。在某些實施例中,固化產物具有至少15埃、或者至少20埃、或者至少30埃之厚度,在此等實施例中,厚度上限為20μm。
可固化組成物以及由此形成的濕層可藉由利用活性能量射線(即高能射線)照射來快速地固化。活性能量射線可包括紫外線、電子束或其他電磁波或輻射。自低成本及高穩定性觀點而言,使用紫外線為較佳者。紫外輻射之來源可包括高壓汞燈、中壓汞燈、Xe-Hg燈或深UV燈。
固化濕層之步驟通常包含將濕層暴露於劑量足以固化濕層之至少一部分、或者整體的輻射。用於固化濕層之輻射之劑量典型地為每平方公分10至8000毫焦耳(mJ/cm2)。在某些實施例中,將加熱連同照射一起使用來固化濕層。例如,濕層可在利用活性能量射線照射濕層之前、之期間及/或之後加熱。雖然活性能量射線通常起始可固化組成物之固化,但殘餘量之含醇媒劑或任何其他媒劑及/或溶劑可存在於濕層中,其可藉由加熱揮發且驅除。典型加熱溫度在50至200℃範圍內。固化濕層提供固化產物。
該固化產物包括具有強化填料之主體基質(host matrix),該強化填料分散於該主體基質中。該主體基質係自該多官能性丙烯酸酯、該具有脂族不飽和鍵之經氟取代之化合物、以及該具有至少一個丙烯酸酯基團之有機聚矽氧烷之反應而形成。雖然強化填料可異質地分散於該主體基質中,或以其他方式在固化產物之任何維度中以不同濃度分散,但強化填料 通常為均質分散於固化產物之主體基質中。
固化產物具有極佳物理性質,且適合於用作各種基材上之保護塗層。例如,固化產物具有極佳(即高)硬度、耐久性、對基材之黏著力以及對沾汙、汙跡及刮痕之抵抗力。在某些實施例中,固化產物具有至少90度(°)、或者至少100度(°)、或者至少105度(°)、或者至少108度(°)、或者至少110度(°)之水接觸角。在這些實施例中,上限典型為120度(°)。固化產物之水接觸角典型地在此範圍內,甚至在使固化產物經受磨耗試驗之後亦如此,此說明固化產物之極佳耐久性。例如,對具有較小耐久性之固化產物而言,水接觸角在磨耗之後減小,此通常指示固化產物已至少部分地劣化。
在這些實施例中,該固化產物典型上亦具有大於0至小於0.2、或者大於0至小於0.15、或者大於0至小於0.125、或者大於0至小於0.10之滑動(動)摩擦係數(μ)。雖然摩擦係數並無單位,但常以μ表示。
舉例而言,滑動(動)摩擦係數可藉由將具有已確定之表面積及質量的物體置於該固化產物上、並有選擇材料(例如一張標準legal尺寸紙張)介於該物體及該固化產物之間而測量。接著,施加垂直於重力之力,以將該物體橫跨該固化產物滑動預定距離,其能夠計算該固化產物的滑動摩擦係數。
態樣1。一種氟化化合物,其具有通式(1): (1),其中各R為獨立選擇之經取代或未經取代之烴基;各R1為獨立選自R、 -Y-Rf、及(甲基)丙烯酸酯官能基;Rf為經氟取代之基團;Y為共價鍵或二價連接基團;各Y1獨立為共價鍵或二價連接基團;X具有通式(2): ;X1具有通式(3): ;Z為共價鍵;下標a及g各為0或1, 惟當a為1時,g為1;下標b及c各為0或1至10之整數,惟當a為1時,b及c中之至少一者至少為1;下標d及f各獨立為0或1;下標e為0或1至10之整數;下標h及i各為0或1至10之整數,惟當g為1時,h及i中之至少一者至少為1;下標j為0或1至3之整數;且下標k為0或1,惟當a及g各為0時,k為1,且當g為1時,k為0;惟a、e、及g不同時為0;其中該氟化化合物之至少一個R1為(甲基)丙烯酸酯官能基,且該氟化化合物之至少一個R1為由-Y-Rf所示。
態樣2。如態樣1之氟化化合物,其中下標a、d、f、及g各為0,下標e為1至10之整數,且下標k為1,而使該氟化化合物具有通 式(4):;其中R、R1、以及下標e及j各如態 樣1中所界定者。
態樣3。如態樣1之氟化化合物,其中下標a及g各為1, 且下標k為0,而使該氟化化合物具有通式(5): ;其中R、R1、Z、Y1、以及下標b、c、d、e、f、h、及i各如態樣1中所界定者。
態樣4。如態樣1之氟化化合物,其中下標a、d、e、f、及k各為0,而使該氟化化合物具有通式(6): ;其中R、R1、Z、以及下標h及i 各如態樣1中所界定者。
態樣5。如態樣1或3之氟化化合物,其中各Y1獨立為該二價連接基團,該二價連接基團為獨立選自伸烴基、雜伸烴基、或有機雜伸基之基團。
態樣6。如前述態樣中任一項之氟化化合物,其中Rf:(i)為部分氟化;(ii)包含全氟聚醚段;或(iii)為(i)及(ii)兩者。
態樣7。如態樣6之氟化化合物,其中Rf包含該全氟聚醚段,該全氟聚醚段包含通式(7)之部分:-(C3F6O)x-(C2F4O)y-(CF2)z-(7);其中下標x、y、及z各獨立選自0及1至40之整數,惟x、y、及z不同時為0。
態樣8。如前述態樣中任一項之氟化化合物,其中Y為該二 價連接基團,該二價基團由具有通式(8)之Y所示:-(CH2)m-O-(CH2)n-(8);其中m及n各為獨立之1至5之整數。
態樣9。如前述態樣中任一項之氟化化合物,其包含二或更多個由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基。
態樣10。如前述態樣中任一項之氟化化合物,其中一個R1為由-Y-Rf所示。
態樣11。一種可固化組成物,其包含:如態樣1至10中任一項之氟化化合物;以及多官能性丙烯酸酯。
態樣12。如態樣11之可固化組成物,其另包含:經氟取代之化合物,其不同於該氟化化合物且具有脂族不飽和鍵;以及強化填料。
態樣13。一種固化產物,其藉由固化態樣11及12中之一者之可固化組成物所形成。
態樣14。一種物件,其包含如態樣13之固化產物以及基材,該固化產物為置於該基材上。
態樣15。如態樣14之物件,其包含電子物件、光學物件、消費者電器或其組件、汽車車身或其組件、或聚合物物件。
態樣16。如態樣15之物件,其包含感測器。
所附申請專利範圍並不限於實施方式中所述之明示且特定之化合物、組成物、或方法,該等化合物、組成物、或方法可以在落入所附申請專利範圍之範疇內的特定實施例之間變化。關於本說明書中用於描述各種實施例之特定特徵或態樣所憑藉的馬庫西(Markush)群組,不同、特殊及/或非預期的結果可能自各別馬庫西群組的各成員獲得並且獨立於所有 其他馬庫西成員。可個別或組合地憑藉馬庫西群組的各成員,並對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。
另外,描述本發明之各種實施例所憑藉的任何範圍與子範圍皆獨立且共同落入隨附申請專利範圍之範疇中,並且描述且預想到包括整體及/或其中部分值的所有範圍,即使此些值在本說明書中並未明白寫出。所屬技術領域中具有通常知識者可輕易認可的是,所列舉的範圍和子範圍充分描述並使本發明的各種實施例得以實行,並且這樣的範圍和子範圍可被進一步描述為相關的二等分、三等分、四等分、五等分等等。以下僅作為一個實例,「0.1至0.9」的範圍可進一步分述為下三分之一(即0.1至0.3)、中三分之一(即0.4至0.6)以及上三分之一(即0.7至0.9),其個別且共同落入隨附申請專利範圍之範疇中,並且可被個別及/或共同地憑藉,而且會對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。此外,關於界定或修飾範圍的詞語,例如「至少」、「大於」、「小於」、「不超過」與類似者,此類詞語包括次範圍及/或上限或下限。以下作為另一個實例,「至少10」的範圍自然包括至少10至35的子範圍、至少10至25的子範圍、25至35的子範圍等等,並且可個別及/或共同地憑藉各子範圍,而且會對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。最後,可憑藉落入所揭示範圍的個別數字,並且對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。例如,「從1至9」的範圍包括各種個別整數如3,以及包括小數點(或分數)的個別數字如4.1,其可被憑藉,並且對落於隨附申請專利範圍之範疇中的具體實施例提供充分支持。
以下實例意圖說明本發明,而且不應被以任何方式視為限制 本發明的範圍。
實施例 起始製備例1至9:
在起始製備例1至9中,製備用於製備本發明之氟化化合物的前驅物化合物。於起始製備例1至9中所製備之前驅物化合物係分別用於下文之製備例1至9中,以製備氟化化合物。
起始製備例1:
將20.2克的三(乙二醇)二乙烯醚逐滴加至三頸燒瓶中的240克具有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將三(乙二醇)二乙烯醚加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
起始製備例2:
將19.63克的1,4-環己二甲醇二乙烯醚逐滴加至三頸燒瓶中 的240克具有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將1,4-環己二甲醇二乙烯醚加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
起始製備例3:
將11.02克的1,7-辛二烯逐滴加至三頸燒瓶中的240克具有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將1,7-辛二烯加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
起始製備例4:
將13.83克的1,9-癸二烯逐滴加至三頸燒瓶中的240克具有 矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將1,9-癸二烯加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
起始製備例5:
將34.24克的己二酸雙[4-(乙烯基氧基)丁基]酯逐滴加至三頸燒瓶中的240克具有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將己二酸雙[4-(乙烯基氧基)丁基]酯加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
起始製備例6:
將18.64克的四甲基二乙烯基矽氧烷逐滴加至三頸燒瓶中的 240克具有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將四甲基二乙烯基矽氧烷加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
起始製備例7:
將77.8克的二乙烯基封端之聚(二甲基)矽氧烷(乙烯基含量為3.46wt.%)逐滴加至三頸燒瓶中的240克具有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將二乙烯基封端之聚(二甲基)矽氧烷加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
起始製備例8:
將24.63克的酞酸二烯丙酯逐滴加至三頸燒瓶中的2.40克具 有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在酞酸二烯丙酯加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
起始製備例9:
將31.05克的1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-1,3-二甲基二矽氧烷逐滴加至三頸燒瓶中的240克具有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)與5百萬分點(ppm)之矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-1,3-二甲基二矽氧烷加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。將燒瓶的內容物於真空下在60℃汽提一小時,以產出在溶液中之前驅物化合物,其為黏稠液體。
製備例1至14
製備本發明之氟化化合物。特定言之,分別利用起始製備例 1至9中所製備之前驅物化合物,於製備例1至9中形成氟化化合物。經由不涉及起始製備例之前驅物化合物的替代方法,於製備例10至14中製備氟化化合物。
製備例1:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的3.42克的起始製備例1之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例2:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自 E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的3.38克的起始製備例2之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例3:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的2.95克的起始製備例3之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基 丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例4:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的3.08克的起始製備例4之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例5:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物 (市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的4.11克的起始製備例5之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例6:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的3.33克的起始製備例6之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後, 將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例7:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的6.29克的起始製備例7之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例8:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的3.63克的起始製備例8之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例9:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的3.95克的起始製備例9之前驅物化合物、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於 60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例10:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的3.21克的具有矽鍵接氫原子之有機聚矽氧烷(市售商品名5-0210流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將10.08克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例11:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的5.14克的具有矽鍵接氫原子之有機聚矽氧烷(市售商品名1-3502聚合物,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將4.32克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例12:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的7.47克的具有矽鍵接氫原子之有機聚矽氧烷(市售商品名6-3570聚合物, 來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將7.2克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例13:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的7.5克的有機聚矽氧烷(甲基氫封端之聚二甲基矽氧烷,其具有SiH含量0.4wt%)、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將7.2克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二 丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
製備例14:
將於30克的1,3-雙三氟甲基苯中之16克的多氟聚醚化合物(市售商品名Krytox®烯丙基醚(重量平均分子量為約3,200g/mol),來自E.I.du Pont de Nemours and Company of Wilmington,DE)逐滴加至三頸燒瓶中的7.5克的具有矽鍵接氫原子之環狀有機聚矽氧烷(市售商品名MH1109流體,來自Dow Corning Corporation of Midland,MI)、70克的1,3-雙三氟甲基苯、0.02克的烷基乙醯氧基矽烷(甲基三乙醯氧基矽烷及乙基三乙醯氧基矽烷之1:1莫耳摻合物)、與10ppm的矽氫化催化劑(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物(Pt)於四甲基二乙烯基二矽氧烷中;27wt%的Pt)之混合物中(於60℃、氮(N2)下)。在將於1,3-雙三氟甲基中之多氟聚醚化合物加至燒瓶後,將燒瓶的內容物於60℃加熱一小時同時攪拌。在一小時後,將6克的甲基丙烯酸烯丙酯及0.02克的二丁基羥基甲苯置入燒瓶中,且將燒瓶的內容物於60℃再加熱一小時同時攪拌。將燒瓶的內容物冷卻至室溫,並將0.02克的順丁烯二酸二烯丙酯置入燒瓶中。產生在溶液中之氟化化合物(20%的固體)。
實施例1至14及比較例1:
於製備例1至14中所製備之氟化化合物係利用以製備下文 之實施例1至14中的可固化組成物(及最終之固化產物)。比較用可固化組成物係說明於比較例1中。
下列組分係利用於實施例1至14及比較例1之可固化組成物中:多官能性丙烯酸酯包含二新戊四醇六丙烯酸酯及二新戊四醇五丙烯酸酯(1:1莫耳比)之摻合物,市售商品名Kayarad dPHA,來自Nippon Kayaku Co.,Ltd.of Tokyo,Japan;強化填料包含單分散於異丙醇(30wt.% SiO2)中之矽酸膠,市售商品名ORGANOSILICASOLTM MEK-ST,來自Nissan Chemical America Corporation of Houston,TX。
光聚合引發劑包含1-羥基環己基苯基酮,市售商品名Irgacure® 184,來自BASF Corporation of Florham Park,NJ。
填料處理劑包含3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane)。
實施例1:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例1之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例2:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例2之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例3:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例3之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例4:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加 熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例4之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例5:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例5之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例6:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例6之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例7:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置 於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例7之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例8:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例8之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例9:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例9之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例10:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例10之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例11:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例11之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例12:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例12之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例13:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例13之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
實施例14:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、以及0.49克的胺丙基封端聚(二甲基)矽氧烷(黏度在25℃下為20至30厘史(cSt))置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。將5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於該燒瓶中,同時在50℃加熱並再攪拌一小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的製備例14之氟化化合物及2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
比較例1:
將16.3克的2-丁酮、21.3克的多官能性丙烯酸酯、5.3克的填料處理劑、53.3克的強化填料、以及0.46克的去離子水置於乾燥三頸燒瓶中,且在50℃加熱同時攪拌1小時。在冷卻至室溫後,將2.0克的光聚合引發劑置於該燒瓶中,以產出該可固化組成物。
固化產物:
實例1至14及比較例1之可固化組成物以針筒過濾器(聚四氟乙烯並帶有玻璃微纖維;30毫米(mm)之直徑;0.45微米(μm)之孔洞大小;市售商品名Whatman®,來自GE Healthcare of Little Chalfront,U.K.)過濾。將實例1至14及比較例1之可固化組成物的樣品施加至聚碳酸酯基材。特定言之,將該可固化組成物的樣品經由旋塗器(購自SÜSS MicroTec of Sunnvale,CA)以每分鐘200轉(rpm)旋塗20秒並接著以1,000rpm旋塗30秒施加至聚碳酸酯基材,以提供濕膜於聚碳酸酯基材上。該濕膜於70℃下乾燥10分鐘,並經由在2J/cm2劑量下之UV照射一段足以固化該濕膜的時間而固化,以產出固化產物。該固化產物係以薄膜的形式置於該聚碳酸酯基材上。
自實例1至14及比較例1之可固化組成物所形成的固化產物之物性依下述而測量。
接觸角:
評估水及十六烷在各固化產物上之靜態接觸角。特定言之,水及十六烷之靜態接觸角係經由VCA Optima XE測角計測量,該測角計購自AST Products,Inc.,Billerica,MA。所測量之水接觸角為基於2μL液滴在各固化產物上之靜態接觸角。水的接觸角稱為WCA(水接觸角),十六烷之接觸角稱為HCA(十六烷接觸角)。WCA及HCA值以度(°)表示。
鉛筆硬度:
各固化產物之鉛筆硬度係依標題為「鉛筆測試膜硬度之標準測試法(Standard Test Method for Film Hardness by Pencil Test)」之ASTM D3363-04(2011)32測量。鉛筆硬度值通常為基於石墨級別,範圍9H(最硬值)至9B(最軟值)。
交叉線黏著試驗(Cross Hatch Adhesion Test):
交叉線黏著試驗係依標題為「塑膠塗層評估(Evaluation of Coatings Applied to Plastics)」之ASTM D 3002及標題為「膠帶測試測量黏著性之標準測試法(Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test)」之ASTM D 3359-09e2,利用在固化產物至下面基材之直角切割(其為交叉刻線)進行。切割邊緣的破裂及黏著性喪失係依下文之ASTM標準檢視:ASTM等級5B:切割邊緣完全平順,且沒有來自交叉線試驗所形成之格紋中的方塊與下面基材分離;ASTM等級4B:在交叉切割處有固化產物的小碎片分離;受影響的交叉切割區域未顯著大於5面積%;ASTM等級3B:固化產物沿切割邊緣及在交叉切割處有碎片;受影響的交叉切割區域顯著大於5面積%、但未顯著大於15面積%;ASTM等級2B:固化產物沿切割邊緣有部分或完整的大條帶碎片,及/或來自交叉線試驗所形成之格紋中的不同方塊上具有部分或完整碎片;受影響的交叉切割區域顯著大於15面積%、但未顯著大於35面積%;ASTM等級1B:固化產物沿切割邊緣有大條帶碎片,及/或來自交叉線 試驗所形成之格紋中的一些方塊已部分或完整地與下面基材分離;受影響的交叉切割區域顯著大於35面積%、但未顯著大於65面積%;ASTM等級0B:無法分類為ASTM等級1B至5B之任何程度碎片。
抗磨耗試驗:
抗磨耗試驗利用往返式耐磨試驗機(reciprocating abraser-Model 5900),其購自Taber Industries of North Tonawanda,New York。所利用之磨耗材料為CS-17 Wearaser®,來自Taber Industries。磨耗材料具有6.5mm x 12.2mm之尺寸。該往返式耐磨試驗機以每分鐘25個循環的速度、1吋的行程長度(stroke length)及10.0N的荷重操作10、25、及100個循環。在每個循環之後,目測檢視固化產物之表面以判定磨耗。依此光學檢視判定下列評級:評級1:固化產物未損傷;評級2:固化產物有輕微刮痕;評級3:固化產物有中度刮痕;評級4:透過該固化產物可部分目視到基材;以及評級5:透過該固化產物可完全目視到基材。
沾汙標記試驗:
沾汙標記試驗以光學方式量測固化產物展現防沾汙性之能力。特定言之,在沾汙標記試驗中,以Super Sharpie®油性標記用筆(購自Newell Rubbermaid Office Products of Oak Brook,IL)於各固化產物上畫線。光 學檢視該等線以判定該等線是否在固化產物上呈珠狀(beaded)。「1」級表示線完全呈珠狀成小滴,而「5」級表示線完全未呈珠狀。在固化產物上畫出每一條線之後三十秒,用一張紙(Kimtech ScienceTM KimwipesTM,購自Kimberly-Clark Worldwide,Inc.of Irving,TX)將線擦拭連續五次。「1」級指示線(或其呈珠狀部分)完全自基材移除,然而「5」級指示線完全未移除。
下表1依上述測試說明各項固化產物之物性。在表1中,「Ex.」代表實例;且「C.E.」代表比較例。
如上表1中清楚說明,經由包括氟化化合物之實例1至14的本發明之可固化組成物所形成之固化產物的物性,優於自不包括氟化化 合物之比較例1的可固化組成物所形成之固化產物的物性。特定言之,相較於自比較例1的可固化組成物所形成之固化產物,經由實例1至14的本發明之可固化組成物所形成之固化產物具有顯著增加之接觸角及耐沾汙性。
已用說明性的方式描述本發明,並且所用的用語皆意欲為說明詞語的性質而非限制。顯然地,鑑於上述的教示,本發明的許多修改和變化是可能的。本發明可以被以不同於具體描述的其他方式實施。

Claims (13)

  1. 一種氟化化合物,其具有通式(1): 其中各R為獨立選擇之經取代或未經取代之烴基;各R1為獨立選自R、-Y-Rf、及(甲基)丙烯酸酯官能基;Rf為經氟取代之基團;Y為共價鍵或二價連接基團;各Y1獨立為共價鍵或二價連接基團;X具有通式(2): X1具有通式(3): Z為共價鍵;下標a及g各為0或1,惟當a為1時,g為1;下標b及c各為0或1至10之整數,惟當a為1時,b及c中之至少一者至少為1;下標d及f各獨立為0或1:下標e為0或1至10之整數;下標h及i各為0或1至10之整數,惟當g為1時,h及i中之至少一者至少為1;下標j為0或1至3之整數;且下標k為0或1,惟當a及g各為0時,k為1,且當g為1時,k為0;惟a、e、及g不同時為0;其中該氟化化合物之至少一個R1為(甲基)丙烯酸酯官能基,且該氟化化合物之至少一個R1為由-Y-Rf所示。
  2. 如請求項1之氟化化合物,其中下標a、d、f、及g各為0,下標e為1至10之整數,且下標k為1,而使該氟化化合物具有通式(4): 其中R、R1、以及下標e及j各如請求項1中所界定者。
  3. 如請求項1之氟化化合物,其中下標a及g各為1,且下標k為0,而使該氟化化合物具有通式(5): 其中R、R1、Z、Y1、以及下標b、c、d、e、f、h、及i各如請求項1中所界定者。
  4. 如請求項1之氟化化合物,其中下標a、d、e、f、及k各為0,而使該氟化化合物具有通式(6): 其中R、R1、Z、以及下標h及i各如請求項1中所界定者。
  5. 如請求項1或3之氟化化合物,其中各Y1獨立為該二價連接基團,該二價連接基團為獨立選自伸烴基、雜伸烴基、或有機雜伸基(organoheterylene group)之基團。
  6. 如請求項1之氟化化合物,其中Rf:(i)為部分氟化;(ii)包含全氟聚醚段;或(iii)為(i)及(ii)兩者;或其中Rf:(i)為部分氟化;(ii)包含全氟聚醚段;或(iii)為(i)及(ii)兩者;且其中Rf包含該全氟聚醚段,該全氟聚醚段包含通式(7)之部分:-(C3F6O)x-(C2F4O)y-(CF2)z- (7); 其中下標x、y、及z各獨立選自0及1至40之整數,惟x、y、及z不同時為0。
  7. 如請求項1之氟化化合物,其中Y為該二價連接基團,該二價基團由具有通式(8)之Y所示:-(CH2)m-O-(CH2)n- (8);其中m及n各為獨立之1至5之整數。
  8. 如請求項1之氟化化合物,該氟化化合物包含二或更多個由R1所示之(甲基)丙烯酸酯官能基;或其中一個R1為由-Y-Rf所示。
  9. 一種可固化組成物,其包含:如請求項1至8中任一項之氟化化合物;以及多官能性丙烯酸酯。
  10. 如請求項9之可固化組成物,其另包含:經氟取代之化合物,其不同於該氟化化合物且具有脂族不飽和鍵;以及強化填料。
  11. 一種固化產物,其藉由固化如請求項10之可固化組成物所形成。
  12. 一種物件,其包含如請求項11之固化產物以及基材,該固化產物為置於該基材上。
  13. 如請求項12之物件,該物件包含電子物件、光學物件、消費者電器或其組件、汽車車身或其組件、或聚合物物件;或該物件包含感測器。
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