TW201600571A - 製備非水性乳液之方法、以該方法製備之非水性乳液、以及製備經表面處理物品之方法 - Google Patents

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Abstract

一種製備非水性乳液之方法包含組合有機媒劑與添加劑化合物以形成有機混合物。該方法進一步包含組合該有機混合物與多氟聚醚矽烷，藉以製備該非水性乳液。該非水性乳液含有包含該有機媒劑之連續有機相。該非水性乳液進一步含有包含該多氟聚醚矽烷之不連續相。亦揭露一種以其製備經表面處理物品的方法。

Description

製備非水性乳液之方法、以該方法製備之非水性乳液、以及製備經表面處理物品之方法
本發明一般關於製備非水性乳液之方法，且更具體關於製備用於處理表面之非水性乳液的方法、以該方法形成之非水性乳液、以及用該非水性乳液製備經表面處理物品之方法。
「乳液」一般為流體膠體系統，其中液滴及/或液晶分散在液體中。大多數的已知乳液是水性乳液。「膠體」一般是指細分(subdivision)的狀態，其中(巨分子)分子或多分子粒子分散在介質中，並且其中該等分子或粒子至少在一個方向上具有大約在1奈米(nm)及1微米(μm)之間的尺寸。「膠體分散體」一般是在其中的任何性質(例如固體、液體或氣體)的膠體大小的粒子分散在不同組成(或狀態)之連續相的系統。如在聚合物科學中使用時，「分散體」一般為包含精細區分相域及連續相域的材料，其中精細區分相域分布於該分散體的整個連續相域中。精細區分相域時常(但不總是)在膠體大小範圍內。因此，乳液是膠體分散體的亞型，而膠體分散體是分散體的亞型。並非所有分散體都是膠體分散體且並非所有的膠體 分散體都是乳液。
當光散射微粒物質分散在本為光透射介質中時，當個別微粒 的截面在大約40nm和900nm之間的範圍內，即稍低於或接近可見光波長(400nm至750nm)時，則可以看到廷得耳(Tyndall)效應。可觀察到該效應為給予該介質藍色調。給予廷得耳效應的40nm至900nm之粒徑範圍為給予乳液1nm至1,000nm之粒徑範圍的子集。因此，並非所有乳液都能夠展現廷得耳效應。進一步，該等能夠展現廷得耳效應的乳液中，並非所有該等乳液都能夠展現廷得耳效應一段時間。為了展現廷得耳效應一段時間，乳液必須具有一定程度的穩定性，使得觀察者可以有時間察覺廷得耳效應。也就是說，該乳液不能是短暫的(即，壽命<1秒)並且形成後不能迅速瓦解。不穩定的乳液一旦形成會迅速瓦解，因而無法展現廷得耳效應一段時間。
電子及光學裝置/組件之表面時常因來自手及手指之油而容 易沾染污斑及污跡。例如，包括互動式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、化妝品等而沾污。一旦這些污斑及/或污跡附著至這些裝置之表面時，這些污斑及/或污跡並不容易去除。此外，這些污斑及/或污跡會降低這些裝置之可用性。
在使此等污斑及污跡之出現及普遍發生降至最低的嘗試 中，已將習用表面處理組成物施加於各種裝置/組件之表面上以於其上形成習用層。此等習用表面處理組成物典型上係由氟化聚合物及溶劑組成。然而，此等習用表面處理組成物中所採用之溶劑典型上限於鹵化(例如氟化)溶劑以將氟化聚合物適當溶解，且此類鹵化溶劑相對昂貴。此外，這些鹵 化溶劑可具有不理想之環境特徵。諸如有機溶劑之替代溶劑一般無法溶解氟化聚合物。當氟化聚合物於習用處理表面處理內未適當分散或不均勻時，自其形成之習用層之所得物理性質會變差。
本發明提供一種製備非水性乳液之方法。該方法包含組合有機媒劑與添加劑化合物以形成有機混合物。該方法進一步包含組合該有機混合物與多氟聚醚矽烷，藉以製備該非水性乳液。該非水性乳液含有包含該有機媒劑之連續有機相。該非水性乳液進一步含有包含該多氟聚醚矽烷之不連續相。
本發明亦提供一種以該方法形成之非水性乳液。
再者，本發明提供製備經表面處理物品之方法。在第一方法中，將該非水性乳液施加至未處理物品之表面以在該未處理物品表面上形成該非水性乳液之濕層。該第一方法進一步包含自該濕層去除該有機媒劑以在該未處理物品表面上形成層並得到該經表面處理物品。在第二方法中，將該非水性乳液及丸劑組合以形成經浸漬丸劑。該第二方法進一步包含自該經浸漬丸劑去除該有機媒劑以形成純丸劑。該第二方法亦包含經由沉積設備利用該純丸劑在未處理物品表面上形成層。
非水性乳液形成易於清潔且具有優良物理性質(包括抗污斑性及抗污跡性)之層。此外，自該非水性乳液形成之層的形成成本可為習用表面處理組成物之成本的一小部分，同時仍提供優良及理想之物理性質。
本發明提供一種製備非水性乳液之方法、以該方法形成之非水性乳液、以及用該非水性乳液製備經表面處理物品之方法。非水性乳液形成易於清潔且具有優良物理性質(包括抗污跡性及抗污斑性)之層。再者，自該非水性乳液形成之層與自習用組成物(包括氟化聚合物及鹵化溶劑)形成之習用層相比，具有顯著降低之成本及更有利之毒理學及環境特徵。此外，本發明之製備非水性乳液之方法允許將添加劑化合物併入非水性乳液中同時維持極佳的安定性。
該製備非水性乳液方法包含組合有機媒劑與添加劑化合物以形成有機混合物。該有機混合物係由於其中之有機媒劑而如此稱呼，但該添加劑化合物本身不需為有機者，如下所述。非水性乳液一旦形成，該有機媒劑即會構成其連續相。如下所述，該非水性乳液包括包含多氟聚醚矽烷之不連續相。「非水性」意指水不構成非水性乳液之連續或不連續相。已驚訝發現，組合該等組分以製備非水性乳液之方法會顯著影響其物理性質。事實上，於本發明方法之步驟不存在下，僅組合該等組分(即使於剪切力例如渦旋存在下)一般將無法製成非水性乳液。舉例如言，僅組合該等組分可能會導致容易沉降且不穩定之不勻混合物，而非形成非水性乳液。
可經由各種技術組合有機媒劑及添加劑化合物。舉例而言，可將添加劑化合物置放於有機媒劑中、可將有機媒劑置放於添加劑化合物中、可將添加劑化合物與有機媒劑兩者同時置放於容器中等。若有需要，可例如藉由渦旋或其他技術將有機媒劑與添加劑化合物混合，來將添加劑化合物分散於有機媒劑中以提供有機混合物。典型而言如下所述，在組合 有機混合物與多氟聚醚矽烷之前，先將多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以預形成氟化組成物。在這些實施例中，組合有機混合物與多氟聚醚矽烷包含組合有機混合物與氟化組成物。可用任何方式組合有機混合物與氟化組成物，諸如以上參照添加劑化合物與有機媒劑所述者。
連續相之有機媒劑可為任何能夠乳化多氟聚醚矽烷之有機 媒劑。有機媒劑一般對比於有機溶劑而稱為有機媒劑，此乃因有機媒劑僅需分散或乳化不連續相(以及連續相中若存在的任何其他組分)，但不需溶解不連續相(或連續相)。當連續相中之組分會溶解於有機媒劑中(此為理想者)時，有機媒劑可替代地稱為有機溶劑。
在某些實施例中，有機媒劑係經選擇以使得非水性乳液會展 現廷得耳效應一段時間。亦即有機媒劑是使非水性乳液展現廷得耳效應一段時間的物質。廷得耳效應(其亦稱為廷得耳散射)在所屬技術領域中係理解為指藉由在膠體或乳液中之特定大小範圍的粒子而來之光散射。更具體而言，在廷得耳效應下，較短波長光係經由散射來反射，而較長波長光則會透射。在非水性乳液中，光散射通常係由不連續相引起，而不連續相係以分散粒子之形式存在於連續相中。特定而言，連續相之有機媒劑一般係光透射介質，而不連續相之多氟聚醚矽烷一般係光散射介質。簡便篩選有機媒劑以決定其合適性以及特定有機媒劑是否將會導致非水性乳液展現廷得耳效應一段時間的技術係描述於下。
各種類別之有機媒劑適用於非水性乳液之連續相。例如，有 機媒劑可為脂肪族、芳香族、環狀、脂環族等。儘管有機媒劑通常係衍生自烴，但有機媒劑可包括烯系不飽和且可為經取代或未經取代。「經取代」 意指有機媒劑之一或多個氫原子可經非為氫之原子(例如鹵素原子，例如氯、氟、溴等)或非為氫之取代基(例如羰基、胺基團等)置換，或有機媒劑內之碳原子可經非為碳之原子置換，即有機媒劑可包括一或多個雜原子，例如氧、硫、氮等。
在某些實施例中，有機媒劑包含酯。適用於有機媒劑之目的 之酯的具體例子包括乙酸正丁酯、乙酸三級丁酯、10-十一烯酸甲酯、乙醯乙酸三級丁酯、乙酸異戊酯、反丁烯二酸二甲基酯、反丁烯二酸二乙酯、丙二醇一甲醚乙酸酯及上述者之組合。在其他實施例中，有機媒劑包含酮。 適用於有機媒劑之目的之酮的具體例子包括丙酮、乙醯乙酸三級丁酯(其構成酯及酮兩者)、甲基異丁基酮、2-戊酮、2-丁酮、乙醯丙酮及上述者之組合。非水性乳液之連續相可包含酯之組合、酮之組合、酯及酮之組合或與另一有機媒劑及/或溶劑組合之酮及/或酯。
有機媒劑不限於酯或酮。例如，在各種實施例中，有機媒劑 係選自由下列所組成之群組：乙酸三級丁酯、丙酮、四氫呋喃、乙酸正丁酯、二甲亞碸、二氯甲烷、二甘二甲醚、四乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、10-十一烯酸甲酯、二甲基甲醯胺、乙醯乙酸三級丁酯、甲基異丁基酮、2-戊酮、2-丁酮、乙醯丙酮、檸檬烯、二甲苯、碳酸丙烯酯、異丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇一甲醚乙酸酯、乙酸異戊酯、反丁烯二酸二乙酯、三級丁醇、1-丁醇、三級丁基甲醚、甲苯、乙二醇及上述者之組合。
在具體實施例中，有機媒劑係選自由下列所組成之群組：丙 酮、二甲亞碸、二氯甲烷、二甲苯、乙酸正丁酯、碳酸丙烯酯、四乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、甲基異丁基酮、乙酸異戊酯、反丁烯二酸二乙 酯、三級丁醇、2-丁酮、四氫呋喃、乙酸三級丁酯及上述者之組合。在其他具體實施例中，有機媒劑係選自由下列所組成之群組：丙酮、乙酸正丁酯、三乙二醇二甲醚、甲基異丁基酮、2-戊酮、2-丁酮、四氫呋喃、乙酸三級丁酯及上述者之組合。
添加劑化合物不同於有機媒劑與多氟聚醚矽烷。再者，添加 劑化合物亦不同於氟化媒劑，氟化媒劑可為選擇性地存在於非水性乳液之不連續相中，如上所介紹。
添加劑化合物一般係經選擇以修飾非水性乳液及/或自非水 性乳液形成之層的至少一種物理性質。添加劑化合物可基於待修飾之所欲物理性質而變化。
添加劑化合物之具體例子包括矽氧烷聚合物、乾燥劑、反應 性矽烷、及上述者之組合。典型矽氧烷聚合物之合適、非限定性例子為三烷氧基矽基封端之聚二甲基矽氧烷，而反應性矽烷之合適、非限定性例子為二甲基二甲氧基矽烷。
在某些實施例中，添加劑化合物包含矽氧烷聚合物。矽氧烷 聚合物包含重複R2SiO2/2單元，其中各R為獨立選擇之C1-C22烴基。R可為線性、分枝、或環狀。另外，R在烴基中可包括雜原子，例如氧、氮、硫等，且可為經取代或未經取代。舉例而言，R可經一或多個鹵素原子取代(例如獨立為Cl、F、Br等)。典型而言，R為C1-C4烷基。
因為矽氧烷聚合物包含重複R2SiO2/2單元，矽氧烷聚合物具 有線性部分或分子部分(moiety)。然而，矽氧烷聚合物可選擇性地為分枝及/或可包括具有三維網絡化結構之樹脂質部分。在此等實施例中，矽氧烷聚 合物進一步包含RSiO3/2單元及/或SiO4/2單元。R2SiO2/2單元一般稱為D單元，RSiO3/2單元一般稱為T單元，而SiO4/2單元一般稱為Q單元。矽氧烷聚合物本身的分枝或矽氧烷聚合物之樹脂質部分(若存在)係由於T及/或Q單元的存在而來。
矽氧烷聚合物可由矽氧烷聚合物主鏈內的矽氧烷鍵(Si-O-Si) 組成。或者，矽氧烷聚合物可包括由一或多個雙價基團(例如CH2鍵聯基團)隔開之矽氧烷鍵，其中CH2可重複例如最多達10次。不存在此等雙價基團之出現一般是由於形成矽氧烷聚合物之反應機制而來，其中由矽氧烷鍵所組成之矽氧烷聚合物係形成自縮合作用，而包括一或多個雙價基團之矽氧烷聚合物係形成自矽氫化作用。
除了由R代表之基團外，矽氧烷聚合物可在任何末端或側 接位置包括額外取代基或官能基。舉例而言，矽氧烷聚合物可包括矽鍵結之烯基、矽鍵結之羥基、矽鍵結之烷氧基等。此等基團或原子可存在於重複D單元(下述)或存在於末端M單元(其一般具有式R3SiO1/3，除非一或多個R係經這些額外取代基或官能基之其中一者置換)中。在包括此等官能基之各種實施例中，官能基可為末端者、側接者、或兩者。典型而言，官能基為末端者。舉例而言，矽氧烷聚合物可為二甲基乙烯基封端、二乙烯基甲基封端、二甲基羥基封端、二羥基甲基封端等。在某些實施例中，矽氧烷聚合物包括選自可水解基團、烯基基團、或上述者之組合的末端基團。一般而言，當矽氧烷聚合物包括此末端基團時，自非水性乳液形成之層的物理性質會有所改善。
在矽氧烷聚合物為線性之各種實施例中，矽氧烷聚合物具有 下列通式(A)：(X)3-a(R)a-Si-(CH2)b-(O)c-((SiR2-O)d-SiR2)e-(CH2)f-[((SiR2-O)g-SiR2)h-(CH2)i]j-((SiR2-O)k-SiR2)l-(O)m-(CH2)n-Si-(X)3-p(R)p；
其中X為獨立選擇之可水解基團；R係定義於上；a及p各獨立選自0至3之整數；b、f、i、及n各獨立選自0至10之整數；c及m各獨立為0或1；d、g、及k各獨立選自0或選自1至2,000之整數，前提是d、g、及k不同時為0；e、h、及l各獨立選自0與1之整數，前提是e、h、及l不同時為0；且j為選自0至5之整數，前提是當下標d為0時，下標e亦為0；當下標d為大於0時，下標e為1；當下標g為0時，下標h、i、及j亦為0；當下標g為大於1時，下標h為1且下標j為至少1；當下標k為0時，下標l亦為0；且當下標k為大於0時，下標l為1。
由通式(A)中之X代表的可水解基團係獨立選自H、鹵化物、-OR1、-NHR1、-NR1R2、-OOC-R1、O-N=CR1R2、O-C(=CR1R2)R3、及-NR1COR2，其中R1、R2及R3各獨立選自H及C1-C22烴基團，且其中R1及R2與它們在-NR1R2中所同時鍵結之氮原子一起可選擇性地形成環狀胺基。
在以上通式(A)中，下標d、g、及k代表矽氧烷聚合物之重複R2SiO2/2單元。
在各種實施例中，下標c及m為0且下標b、d、e、f、g、h、i、j、k、l、及n各為1或更大之整數。當下標j為1時，所得矽氧烷聚合物包括三個重複矽氧烷鍵鏈段且該等鏈段各由雙價鍵聯基團所隔開，而此 等雙價鍵聯基團係分別由下標b、f、i、及n代表。在這些實施例中，矽氧烷聚合物典型係自矽氫化作用形成並且可由下列通式代表： (X)3-a(R)a-Si-(CH2)b-((SiR2-O)d-SiR2)e-(CH2)f-[((SiR2-O)g-SiR2)h-(CH2)i]j-((SiR2-O)k-SiR2)l-(CH2)n-Si-(X)3-p(R)p。
典型而言，當下標d、g、及k為1或更高時，下標j為1(以 及如上所述)，因為下標d大於0，下標e為1，並且因為下標g大於0，下標h為1。在這些實施例中，矽氧烷聚合物具有下列通式： (X)3-a(R)a-Si-(CH2)b-(SiR2-O)d-SiR2-(CH2)f-(SiR2-O)g-SiR2-(CH2)i-(SiR2-O)k-SiR2-(CH2)n-Si-(X)3-p(R)p。
最典型的是，下標d及k各為1且下標g為大於1之整數， 使得由下標g代表之嵌段在矽氧烷聚合物中提供重複R2SiO2/2單元。在這些實施例中，矽氧烷聚合物具有下列通式： (X)3-a(R)a-Si-(CH2)b-SiR2-O-SiR2-(CH2)f-(SiR2-O)g-SiR2-(CH2)i-SiR2-O-SiR2-(CH2)n-Si-(X)3-p(R)p。
在以上介紹的某些實施例中，下標a及p各為0，使得矽氧 烷聚合物係用三個矽鍵結可水解基團(由X代表)在各端來封端。然而如 上所記述，矽氧烷聚合物不需要具有任何矽鍵結可水解基團，因為下標a及p各可為3。在下標a及p各為0之實施例中，矽氧烷聚合物具有下列通式： (X)3-Si-(CH2)b-SiR2-O-SiR2-(CH2)f-(SiR2-O)g-SiR2-(CH2)i-SiR2-O-SiR2-(CH2)n-Si-(X)3。
在這些實施例中，下標b、f、i、及n各為2。因此，當由X 代表之可水解基團各為烷氧基(例如甲氧基)時，矽氧烷聚合物具有下列通式： (OCH3)3-Si-CH2CH2-SiR2-O-SiR2-CH2CH2-(SiR2-O)g-SiR2-CH2CH2-SiR2-O-SiR2-CH2CH2-Si-(OCH3)3。
屬於方才上述通式之具體矽氧烷聚合物物種係僅為說明性 目的而闡述於下，其中各R獨立為甲基或CH2CH2CF3：
如上所記述，R係經獨立選擇以使得即使在由下標g代表之 重複嵌段內，在不同嵌段中有不同之由R代表的取代基。舉例而言，在以上第一個結構中，R可在甲基與CH2CH2CF3之間獨立變化。
在其他實施例中，下標c及m為1且下標b、f、i、及n各 為0。在這些實施例中，矽氧烷聚合物典型係自縮合作用形成並且可由下列通式代表： (X)3-a(R)a-Si-O-((SiR2-O)d-SiR2)e-[((SiR2-O)g-SiR2)h]j-((SiR2-O)k-SiR2)l-O-Si-(X)3-p(R)p。
因為R係經獨立選擇且可在不同之R2SiO2/2單元中變化，可 重寫以上通式以排除任何由下標e、h、j、及l代表之嵌段，只要所有這些下標不同時為0。舉例而言，可重寫以上通式而僅包括在由下標d、下標h、下標j、及/或下標l代表之嵌段內的R2SiO2/2單元，因為這些式各為彼此之重複者，省去在矽氧烷聚合物包括大於200個重複R2SiO2/2單元之實施例中可能有的分子量差異。以下僅作為一個例子，以上介紹之通式係重寫如下，其中下標d、e、k、及l為0，下標g為大於1之整數，且下標h及j為1： (X)3-a(R)a-Si-O-(SiR2-O)g-SiR2-O-Si-(X)3-p(R)p。
再者，因為R係經獨立選擇，上段所介紹之通式可進一步 縮合如下： (X)3-a(R)a-Si-O-(SiR2-O)g-Si-(X)3-p(R)p。
下標a及p可各獨立為0至3，使得這些實施例之矽氧烷聚 合物不需要具有任何矽鍵結可水解基團。屬於方才上述通式之具體矽氧烷聚合物物種係僅為說明性目的而闡述於下：
在各個這些例子中，下標g代表重複R2SiO2/2單元，且g係 基於所欲分子量及矽氧烷聚合物黏度來選擇。
當矽氧烷聚合物包括可水解基團時，矽氧烷聚合物之進一步 例子係僅為說明性目的而闡述於下：
在各個這些例子中，下標g代表重複R2SiO2/2單元，且g係 基於所欲分子量及矽氧烷聚合物黏度來選擇。下標b代表選擇性重複之CH2基團且係定義於上。
可在非水性乳液中採用單一矽氧烷聚合物物種或不同矽氧 烷聚合物物種之各式組合可互相搭配採用而作為添加劑化合物。舉例而言，可採用兩種不同類型的矽氧烷聚合物以互相組合，或者可採用矽氧烷聚合物與聚矽氧樹脂(例如MQ樹脂)之組合。矽氧烷聚合物可獲得為分離組分或與有機媒劑形成組合為分離組分，或者在組合矽氧烷聚合物與有機媒劑前可先將矽氧烷聚合物置放於載體溶劑或媒劑中。
用於聚矽氧聚合物之載體媒劑可為任何能夠溶解、部分溶 解、或其他方式分散矽氧烷聚合物之媒劑。在某些實施例中，載體媒劑當能夠溶解矽氧烷聚合物時可稱為溶劑。媒劑一般對比於溶劑而稱為媒劑，此乃因媒劑僅需分散矽氧烷聚合物，但不需溶解矽氧烷聚合物，雖然溶解為典型者。舉例而言在某些實施例中，載體媒劑包含矽氧烷流體。適用於本組成物之載體媒劑的目的之矽氧烷流體具體例子包括揮發性甲基矽氧烷流體，諸如六甲基二矽氧烷、八甲基三矽氧烷、十甲基四矽氧烷、八甲基四環矽氧烷、及上述者之組合。揮發性甲基矽氧烷流體為市售可得者，諸如可得自Dow Corning® Corporation of Midland,MI之OS-10、OS-20、或OS-30。在其他實施例中，矽氧烷聚合物之載體媒劑為非極性烴載體，其可為芳香族、脂肪族、環狀、脂環等。適用於載體媒劑之脂肪族烴媒劑具體例子包括己烷、庚烷、辛烷等。適用於載體媒劑之芳香族烴媒劑具體例子 包括甲苯、二甲苯、三甲苯等。然而一般而言，載體媒劑為與一般採用來溶解多氟聚醚矽烷之媒劑具有改善互溶性的矽氧烷流體，如下所述。
當非水性乳液被用於濕式塗布方法中時，其中的矽氧烷聚合 物之分子量或黏度一般不受限。在這些實施例中，矽氧烷聚合物之黏度典型會使得包括該矽氧烷聚合物之非水性乳液為可流動。然而，當在其他方法(例如物理氣相沉積)中採用該非水性乳液時，矽氧烷聚合物之分子量或黏度典型係經選擇而使得該矽氧烷聚合物會揮發。在這些實施例中，矽氧烷聚合物之黏度在25℃下典型為50至500,000cSt、可替代地100至300,000cSt、可替代地300至100,000cSt。
當添加劑化合物包含矽氧烷聚合物，矽氧烷聚合物在非水性 乳液中之用量可隨自非水性乳液形成之層的所欲物理性質以及形成該層之方法而變化。舉例而言，當在濕式塗布應用中採用非水性乳液時，基於非水性乳液之總重量，矽氧烷聚合物在非水性乳液中之存在量典型為0.01至0.5重量百分比、可替代地0.05至0.35重量百分比、可替代地0.10至0.30重量百分比。矽氧烷聚合物在非水性乳液中之存在量可改變自以上所剛剛闡述之範圍，此取決於非水性乳液中所採用之各種選擇性組分的不存在或存在。
當添加劑化合物包含矽氧烷聚合物時，可以0.1/99.9至 99.9/0.1之各式重量比例來採用矽氧烷聚合物及多氟聚醚矽烷。矽氧烷聚合物及多氟聚醚矽烷之相對量典型係基於自非水性乳液形成之層的所欲物理性質來選擇。舉例而言，隨著非水性乳液中之矽氧烷聚合物量相對於非水性乳液中之多氟聚醚矽烷量而增加，自該組成物形成之層一般會具有較低 之摩擦係數(動態)，此在某些應用中為理想者。反之，隨著非水性乳液中之矽氧烷聚合物量相對於非水性乳液中之多氟聚醚矽烷量而減少，自非水性乳液形成之層一般會具有較高之耐久性(如基於磨耗後之水接觸角所測得者，如下所述)，此在某些應用中亦為理想者。因此，非水性乳液中之矽氧烷聚合物與多氟聚醚矽烷的比例可選擇性地基於該層有較低摩擦係數或較高耐久性為更理想者(基於採用該層之特定應用)來選擇。
在這些或其他實施例中，添加劑化合物可包含乾燥劑。乾燥 劑可為(例如)(i)具水反應性或(ii)脫水劑。乾燥劑可包含不同水反應性乾燥劑及/或不同脫水乾燥劑之組合。
當提及水反應性乾燥劑時，「水反應性」是指會與水(如果 在非水性乳液中存在)化學反應的乾燥劑。例如，水反應性乾燥劑可與水反應形成非為水的副產物或反應產物，如酸、鹼、醇等。水反應性乾燥劑與水可反應以形成為非為水的單一類型化合物之副產物，或水反應性乾燥劑與水可反應以形成非為水之不同副產物的組合。
水反應性乾燥劑可包含會與水化學反應的任何合適化合 物。水反應性乾燥劑可為固體、液體、氣體、或上述者之組合。水反應性乾燥劑典型為不發火。換言之，例如當在大氣水分存在下時，水反應性乾燥劑一般不會燃燒或自燃。因此，水反應性乾燥劑一般不會選自已知的發火水反應性化合物(如鹼金屬、金屬氫化物等)。
在某些實施例中，水反應性乾燥劑是具有水反應性官能基團 的單體化合物。單體化合物是指水反應性乾燥劑包括三個或更少的重複單元，使得水反應性乾燥劑與寡聚物及聚合物有所區分。一個例示性的水反 應性官能基團是可水解基團。合適的可水解基團已在以上提及聚矽氧聚合物時闡述，並且包括例如H、鹵素原子、烷氧基、烷胺基、羧基、烷基亞胺氧基、烯基氧基、或N-烷基醯胺基。
在這些或其他實施例中，水反應性乾燥劑是基於矽的。基於 矽是指水反應性乾燥劑包括至少一個矽原子，例如一個矽原子或兩個矽原子。直接鍵結到矽原子上之官能基為具水反應性。如果兩個或更多個矽原子存在於水反應性乾燥劑中，則矽原子可以經由共價鍵彼此鍵結，或可經由二價鍵聯基團(其可以是有機或非有機的)鍵聯。有機二價鍵聯基團的實例包括伸烴基、伸雜烴基、及有機伸雜環基(organoheterylene)鍵聯基團。 非有機二價鍵聯基團的具體例子包括NH及O。
可替代地，水反應性乾燥劑可不含矽原子。在這些實施例中 之水反應性乾燥劑的具體例子包括原甲酸三烷酯(例如原甲酸三甲酯)、五氧化二磷、及上述者之組合。
適用於非水性乳液之水反應性乾燥劑的具體例子包括烷基 三烷氧基矽烷、二矽氮烷、烷基三肟基矽烷(alkyltrioximosilane)、烷基三(羧酸酯)矽烷、三烷基鹵矽烷、及上述者之組合。
烷基三烷氧基矽烷具有通式：R4(OR5)3Si，其中R4及R5各為 獨立選擇之烷基，其具有1至10個、可替代地1至6個、可替代地1至4個、可替代地1至2個碳原子。烷基三烷氧基矽烷的具體例子包括甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、甲基二甲氧基乙氧基矽烷等。
二矽氮烷可具有下列通式：R6 3SiNHSiR6 3，其中各R6為獨立 選擇之烷基、烯基、芳基、烷芳基、或芳烷基。二矽氮烷的具體例子包括四烷基二烯基二矽氮烷、六烷基二矽氮烷、二芳基四烷基二矽氮烷、四烷基二烷芳基二矽氮烷、四烷基二芳烷基二矽氮烷等。
四烷基二烯基二矽氮烷具有通式：R7 2R8SiNHSiR8R7 2，其中各 R7為如以上針對R4及R5所定義之獨立選擇烷基，並且各R8為獨立選擇之烯基，其具有2至10個、可替代地2至6個、可替代地2至4個、可替代地2個碳原子。四烷基二烯基二矽氮烷的具體例子包括四甲基二乙烯基二矽氮烷、四乙基二乙烯基二矽氮烷、四甲基二烯丙基二矽氮烷、二甲基二乙基二乙烯基二矽氮烷等。
六烷基二矽氮烷具有通式：R9 3SiNHSiR9 3，其中各R9為如以 上針對R4及R5所定義之獨立選擇烷基。六烷基二矽氮烷的具體例子包括六甲基二矽氮烷、二乙基四甲基二矽氮烷等。
二芳基四烷基二矽氮烷具有通式：R10 2R11SiNHSiR10R11 2，其中 各R10為如以上針對R4及R5所定義之獨立選擇烷基，並且各R11為獨立選擇芳基，其具有3至12個、可替代地3至8個、可替代地3至6個、可替代地6個碳原子。雖然不是必需的，各R11亦可獨立含有一或多個雜原子(例如O、N、S、及P)。R11的具體例子包括苯基、萘基、噻吩基、及吲哚基。 二芳基四烷基二矽氮烷的具體例子包括二苯基四甲基二矽氮烷。
在某些實施例中，二矽氮烷係選自四烷基二烯基二矽氮烷、六烷基二矽氮烷、二芳基四烷基二矽氮烷、及上述者之組合的群組。
在某些實施例中，乾燥劑包含二矽氮烷並且該二矽氮烷係選自六烷基二矽氮烷、四烷基二烯基矽氮烷、及二芳基四烷基矽氮烷的群組。
烷基三肟基矽烷具有通式：R12Si(ON=CH2)3，其中R12為以上 針對R4及R5所定義之烷基。烷基三肟基矽烷的具體例子包括甲基三肟基矽烷、乙基三肟基矽烷、丙基三肟基矽烷等。
烷基三(羧酸酯)矽烷具有通式：R13Si(OOCR14)3，其中R13及各R14為以上針對R4及R5所定義之獨立選擇烷基。典型而言，各R14為甲基。在這些實施例中，烷基三(羧酸酯)矽烷可替代地稱為烷基三乙醯氧基矽烷。其具體例子包括甲基三乙醯氧基矽烷、乙基三乙醯氧基矽烷、丙基三乙醯氧基矽烷等。
三烷基鹵矽烷具有通式：R15 3SiX1，其中各R15如以上針對R4及R5所定義之獨立選擇烷基，並且X1為選自F、Cl、Br、及I之鹵素原子。三烷基鹵矽烷之具體例子包括三甲基氯矽烷、三乙基氯矽烷、三甲基溴矽烷、二甲基乙基氯矽烷等。
在具體實施例中，水反應性乾燥劑包含二矽氮烷，並且該二矽氮烷係選自六烷基二矽氮烷、四烷基二烯基矽氮烷、及二芳基四烷基二矽氮烷之群組。其例示性物種包括六甲基二矽氮烷、二苯基四甲基二矽氮烷、及四甲基二乙烯基二矽氮烷。
可替代地，如以上所介紹，乾燥劑可為脫水性乾燥劑。脫水性乾燥劑可為適合用於在非水性乳液內或從非水性乳液減少或消除任何水的任何吸濕材料。脫水性乾燥劑的吸濕材料一般會自其附近吸收水或以其他方式自其附近除去水。作為水反應性乾燥劑的對比，脫水性乾燥劑不會與水反應，取而代之的是吸收或除去水。如同水反應性乾燥劑，脫水性乾燥劑可為固體、液體、氣體、或上述者之組合，雖然脫水性乾燥劑典型為 固體。一般而言，脫水性乾燥劑會經由與化學反應相反之物理技術(即脫水劑會以物理方式結合水)吸收水，而化學反應係在「水反應性」的範圍內。
適用於非水性乳液之脫水性乾燥劑的具體例子包括分子 篩、硫酸鈉、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸鈣、氯化鎂、氯化鋰、沸石、矽酸鋁、及上述者之組合。脫水性乾燥劑典型為無水的或幾乎無水。
當添加劑化合物包含乾燥劑時，有機混合物(以及非水性乳 液)中的乾燥劑濃度可基於例如置放非水性乳液的儲存容器、相對濕度、初始水含量等而變化。例如，當非水性乳液亦儲存於氣密容器中時，可採用較低的濃度。相反地，如果非水性乳液暴露於大氣中的水分，則可採用較高的濃度。此外，當乾燥劑包含水反應性乾燥劑時，水反應性乾燥劑的濃度隨著時間一般是動態的。例如，水反應性乾燥劑的濃度可隨著水反應性乾燥劑與有機混合物及/或非水性乳液中的任何水反應而連續減少並因而消耗。在添加劑化合物包含乾燥劑之某些實施例中，乾燥劑係以至少1：1、可替代地至少2：1、可替代地至少5：1、可替代地至少10：1、可替代地至少25：1、可替代地至少100：1的乾燥劑對多氟聚醚矽烷之莫耳比例存在於非水性乳液中。上限可為例如1,000：1、5,000：1、甚或10,000：1。
當添加劑化合物包含乾燥劑時，添加劑化合物可用來最小化 或控制非水性乳液之總含水量。舉例而言，在添加劑化合物包含乾燥劑之某些實施例中，基於非水性乳液之總重量，非水性乳液的總含水量係控制在0至小於1重量百分比。更典型而言，基於非水性乳液之總重量，非水性乳液的總含水量係控制在0至小於0.9重量百分比、可替代地0至小於0.8 重量百分比、可替代地0至小於0.7重量百分比、可替代地0至小於0.6重量百分比、可替代地0至小於0.5重量百分比、可替代地0至小於0.4重量百分比、可替代地0至小於0.3重量百分比、0至小於0.9重量百分比、可替代地0至小於0.2重量百分比、可替代地0至小於0.1重量百分比。
甚至更典型而言，基於非水性乳液之總重量，非水性乳液的 總含水量係控制在小於500百萬分率(ppm)，例如基於非水性乳液之總重量0至500ppm、可替代地0至250ppm、可替代地0至100ppm、可替代地0至50ppm、可替代地0至25ppm、可替代地0至10ppm、可替代地0ppm。
關於控制非水性乳液之總含水量、以及用於儲存非水性乳液 之選項的進一步說明，係揭示於共同申請審理中之美國專利申請案第61/954099號(DC11818；H&H 071038.01445)中，其標題為非水性乳液及用其製備經表面處理物品之方法(Non-Aqueous Emulsion and Methods of Preparing Surface-Treated Articles Therewith)，此申請案係以引用方式全文併入本文中。
添加劑化合物可包含聚矽氧聚合物與乾燥劑之組合，或者可 包含聚矽氧聚合物及/或乾燥劑以及不同之添加劑化合物。
如以上所介紹，藉由組合有機媒劑與添加劑化合物所形成之 有機混合物係與多氟聚醚矽烷組合。舉例而言在某些實施例中，組合有機混合物與多氟聚醚矽烷會形成不勻混合物。在這些實施例中，本方法進一步包含將剪切力施加至不勻混合物以製備非水性乳液。可經由任何機制來施加剪切力，例如攪拌、振盪、渦旋等。
非水性乳液之不連續相的多氟聚醚矽烷可為常用於習用表 面處理組成物之任何已知全氟聚醚矽烷。多氟聚醚矽烷可為單體、寡聚物 或聚合物。可替代地，多氟聚醚矽烷可包含不同單體、寡聚物及/或聚合物多氟聚醚矽烷之各種組合。
在各種實施例中，多氟聚醚矽烷具有下列通式(B)：Y-Za1-[(OC3F6)b1-(OCF(CF3)CF2)c1-(OCF2CF(CF3))d1-(OC2F4)c1-(CF(CF3))f1-(OCF2)g1]-(CH2)h1-B-(Cn1H2n1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cj1H2j1)-Si-(X)3-z1(R17)z1。
儘管非水性乳液之多氟聚醚矽烷不限於通式(B)者，但在以下更詳細闡述通式(B)之具體態樣。由下標b1至g1指示之基團(即式(B)中之方括弧內的基團)可以任何順序存在於多氟聚醚矽烷內，包括與以上通式(B)中及本揭露各處中所呈現之順序不同的順序。此外，這些基團可以隨機化或嵌段形式存在。另外，由下標b代表之基團典型為線性，即由下標b1代表之基團可替代地寫為(O-CF2-CF2-CF2)b1。在以下說明中，關於烴基或烷基之Cp”-Cq”(其中p”及q”各為整數)意指該基團具有p”至q”個碳原子。當存在由下標i1指示之基團時，多氟聚醚矽烷包含矽氧烷鏈段。即使在這些實施例中，考慮到不存在於任何矽氧烷鏈段中之末端矽原子，多氟聚醚矽烷通常稱為矽烷。
在以上通式(B)中，Z係獨立選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)-CF2)-、-(CF2-CF(CF3))-、及-(CF(CF3))-。Z典型上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。此外在此通式中，a1為1至200之整數，b1、c1、d1、e1、f1、及g1各為獨立選 自0或1至200之整數，h1、n1及j1各為獨立選自0或1至20之整數，i1及m1各為獨立選自0或1至5之整數，B為二價有機基團或氧原子；R16為獨立選擇之C1-C22烴基，z1為獨立選自0至2之整數，X為獨立選擇之可水解基團，R17為獨立選擇之C1-C22烴基，其不含脂肪族不飽和，且Y係選自H、F、及(R7)z1(X)3-z1Si-(Cj1H2j1)-((SiR6 2-O)m1-SiR6 2)i1-(Cn1H2n1)-B-(CH2)h1-，其中X、B、z1、R6、R7、j1、m1、i1、n1、及h1係定義於上。
R16(其為獨立選擇之C1-C22烴基)可為線性、分枝、或環狀。 另外，R16在烴基中可包括雜原子，例如氧、氮、硫等，且可為經取代或未經取代。典型上，R16為C1-C4烷基。此外，由下標n1及j1指示之基團(即基團(Cn1H2n1)及(Cj1H2j1))亦可獨立為線性或分枝。例如，當n1為3時，這些基團可獨立具有結構-CH2-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、或-CH2-CH(CH3)-，其中後兩個結構具有側接烷基，即這些結構為分枝而非線性。
關於由下標m1、i1、及j1代表之分子部分，當下標i1為0 時，下標j1亦為0，當下標i1為大於0之整數時，下標j1亦為大於0之整數，且當下標i1為大於0之整數時，m1亦為大於0之整數。換言之，當由下標i1代表之基團存在時，由下標j1代表之基團亦存在。反之亦然，即當由下標i1代表之基團不存在時，由下標j1代表之基團亦不存在。另外，當i1為大於0之整數時，由下標m1代表之基團存在，且m1亦為大於0之整數。在某些實施例中，下標m1及i1各為1。典型而言，下標i1不超過1，雖然下標m1可為大於1之整數，使得矽氧烷鍵(即Si-O鍵)存在於由下標i1代表之基團內。
在某些實施例中，非水性乳液之多氟聚醚矽烷受限於以下限 制條件：當Y為F時，Z為-(CF2)-，a1為1至3之整數，且下標c1、d1、f1、i1、m1、及j1各為0。
由通式(B)中之X代表的可水解基團可選自以上任何關於聚 矽氧聚合物所述者。在某些實施例中，由通式(B)中之X代表的可水解基團係獨立選自烷氧基及烷胺基。
以下詳細闡述非水性乳液之多氟聚醚矽烷的特定物種之非 限制例示性實施例。典型上在這些實施例中，z1為0以使得多氟聚醚矽烷包括三個由X代表之可水解基團。然而，如以上所述，z可為非為0之整數(例如1或2)，以使得這些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(B)中之Y為F。典型上，當通式(B) 中之Y為F時，通式(B)中之下標c1、d1、及g1各為0。如此在這些實施例中，當由下標c1、d1、及g1指示之基團不存在時，多氟聚醚矽烷具有通式F-Za1-[(OC3F6)b1-(OC2F4)e1-(CF(CF3))f1]-(CH2)h1-B-(Cn1H2n1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cj1H2j1)-Si-(X)3-z1(R17)z1。
在非水性乳液之一個實施例(其中通式(B)中之Y為F) 中，如以上所介紹，通式(B)中之Z為-(CF2)，通式(B)中之下標c1、d1、f1及g1為0且通式(B)中之下標b1、e1、h1、及n1各獨立為大於0之整數。然以下作為此實施例之一個例子，下標a1為3，下標b1為至少1，下標e1為1，下標h1為1，B為氧原子，下標n1為3，且下標m1、i1、及j1各為0。在此一例子中，多氟聚醚矽烷具有下列通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b1-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(X)3-z1(R 17)z1。因此，當由X代表之可水解基團均為烷氧基(例如甲氧基)時，此特定多氟聚醚矽烷具有下列通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b1-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(OCH3)3。可替代的是，當由X代表之可水解基團均為烷胺基(例如N(CH3)2基團)時，此特定多氟聚醚矽烷具有下列通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b1-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(N(CH3)2)3。在這些實施例中，下標b1典型為17至25之整數。
在非水性乳液之另一個實施例(其中通式(B)中之Y為F且 通式(B)中之Z為-(CF2)-)中，如以上所說明，通式(B)中之下標c1、d1、f1及g1為0且通式(B)中之下標b1、e1、h1、n1、m1、i1、及j1各獨立為大於0之整數。然以下作為此實施例之一個例子，下標a1為3，下標b1為至少1，下標e1為1，下標h1為1，B為氧原子，下標n1為3，下標m1及i1各為1且下標j1為2。在此一例子中，多氟聚醚矽烷具有下列通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b1-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si-(X)3-z1(R17)z1。因此，當由X代表之可水解基團均為烷氧基(例如甲氧基)且z1為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有下列通式：CF3-CF2-CF2-(O-CF2-CF2-CF2)b1-O-CF2-CF2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si(OCH3)3。在這些實施例中，下標b1典型為17至25之整數。
在非水性乳液之另一個實施例(其中通式(B)中之Y為 F)中，如以上所介紹，通式(B)中之Z為-(CF(CF3)CF2O)-。在此實施例中，通式(B)中之下標b1、c1、d1、e1及g1為0且通式(B)中之下標f1、h1、及n1各獨立為大於0之整數。然以下作為此實施例之一個例 子，下標b1、c1、d1、e1及g1為0，下標a1為至少1，下標f1為1，下標h1為1，B為氧原子，下標n1為3，且下標i1、m1、及j1各為0。在此一例子中，多氟聚醚矽烷具有下列通式：F-(CF(CF3)-CF2-O)a1-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(X)3-z1(R17)z1。因此，當由X代表之可水解基團均為烷氧基(例如甲氧基)且z1為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有下列通式：F-(CF(CF3)-CF2-O)a1-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(OCH3)3。可替代的是，當由X代表之可水解基團均為烷胺基(例如N(CH3)2基團)時，此特定多氟聚醚矽烷具有下列通式：F-(CF(CF3)-CF2-O)a1-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(N(CH3)2)3。在這些實施例中，下標a1典型為14至20之整數。
在非水性乳液之另一個實施例(其中通式(B)中之Y為F且 通式(B)中之Z為-(CF(CF3)CF2O)-)中，如以上所剛剛介紹，通式(B)中之下標b1、c1、d1、e1、及g1為0，下標a1為至少1，下標f1為1，下標h1為1，B為氧原子，下標n1為3，下標m1及i1各為1，且下標j1為2。在此一例子中，多氟聚醚矽烷具有下列通式：F-(CF(CF3)CF2O)a1-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si-(X)3-z1(R17)z1。因此，當由X代表之可水解基團均為烷氧基(例如甲氧基)且z1為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有下列通式：F-(CF(CF3)CF2O)a1-CF(CF3)-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2-CH2-Si(OCH3)3。在這些實施例中，下標a1典型為14至20之整數。
在其他實施例中，通式(B)中之Y為 (R17)z1(X)3-z1Si-(Cj1H2j1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cn1H2n1)-B-(CH2)h1-。典型而言，當通式(B)中之Y為(R17)z1(X)3-z1Si-(Cj1H2j1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cn1H2n1)-B-(CH2)h1-時，通式(B)中之下標b1、c1、及f1為0。如此在這些實施例中，當由下標b1、c1、及f1指示之基團不存在時，多氟聚醚矽烷具有下列通式：Y-Za1-[(OCF2CF(CF3))d1-(OC2F4)e1-(OCF2)g1]-(CH2)h1-B-(Cn1H2n1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cj1H2j1)-Si-(X)3-z1(R17)z1。
在一個實施例(其中通式(B)中之Y為 (R17)z(X)3-z1Si-(Cj1H2j1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cn1H2n1)-B-(CH2)h1-)中，如以上所剛剛介紹，Z為-(CF2)-，B為氧原子，通式(B)中之下標b1、c1、d1、及f1為0，且通式(B)中之下標e1及g1各獨立為大於0之整數。然以下作為此實施例之一個例子，Z為-(CF2)-，B為氧原子，通式(B)中之下標b1、c1、d1、f1、m1、i1、及j1為0，下標e1為至少1，下標g1為至少1，下標h1為1，B為氧原子，且下標n1為3。在此一例子中，多氟聚醚矽烷具有下列通式：(R17)z1(X)3-z1Si-CH2-CH2-CH2-O-CH2-CF2-(OCF2CF2)e1-(OCF2)g1-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(X)3-z1(R17)z1。因此，當由X代表之可水解基團均為烷氧基(例如甲氧基)且z1為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有下列通式：(CH3O)3Si-CH2-CH2-CH2-O-CH2-CF2-(OCF2CF2)e1-(OCF2)g1-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(OCH3)3。可替代的是，當由X代表之可水解基團均為烷胺基(例如N(CH3)2基團)且z1為0時，此特定多氟聚醚矽烷具有下列通式：((CH3)2N)3Si-CH2-CH2-CH2-O-CH2-CF2-(OCF2CF2)e1-(OCF2)g1-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si-(N(CH3)2)3。
可替代的是，在另一個實施例(其中通式(B)中之Y為 (R17)z1(X)3-z1Si-(Cj1H2j1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cn1H2n1)-B-(CH2)h1-)中，如以上所介紹，Z為-(CF2)-，B為氧原子，通式(B)中之下標b1、c1、e1、及f1為0，且通式(B)中之下標d1及g1各獨立為大於0之整數。
值得注意的是，在以上所提供之具體式(其代表例示性多氟 聚醚矽烷)中，多氟聚醚矽烷之一或多個氟原子可經其他原子置換。例如，其他鹵素原子(例如Cl)可存在於多氟聚醚矽烷中，或多氟聚醚矽烷可具有較低氟化度。較低氟化度意指任何以上通式之一或多個氟原子可經氫原子置換。
製備多氟聚醚矽烷之方法為所屬技術領域內眾所周知。例 如，多氟聚醚矽烷典型係經由烯基封端之多氟聚醚化合物與具有矽鍵結氫原子之矽烷化合物之間的矽氫化反應來製備。矽烷化合物典型包括至少一個可水解基團，例如矽鍵結鹵素原子。矽鍵結鹵素原子可經反應並轉化成其他可水解基團。例如，矽鍵結鹵素原子可與醇反應，以使得所得多氟聚醚矽烷化合物包括由該醇所致之烷氧基官能性。此一反應之副產物係鹽酸。所屬技術領域具有通常知識者瞭解如何修改起始組分以獲得所欲之多氟聚醚矽烷結構。製備各種多氟聚醚矽烷之方法之具體例子係揭示於美國公開專利申請案第US 2009/0208728 A1號中，其以引用方式全文併入本文中。
如以上所介紹，在某些實施中，在組合有機混合物與多氟聚醚矽烷之前，先將多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以預形成氟化組成物。
氟化媒劑與多氟聚醚矽烷不同且在某些實施例中可稱為氟化溶劑。在這些實施例中，氟化媒劑可為任何能夠溶解多氟聚醚矽烷之氟 化媒劑，且典型係經選擇以使得氟化媒劑不會與多氟聚醚矽烷或非水性乳液中之任何其他組分反應。氟化媒劑通常具有與多氟聚醚矽烷相比較低之分子量及增加之揮發性。適用於非水性乳液之不連續相的氟化媒劑之具體例子包括多氟化烴類。多氟化烴之例子包括但不限於多氟化脂肪族烴(如十氟戊烷)、全氟脂肪族烴(如全氟脂肪族C5-C12烴，諸如全氟己烷、全氟甲基環己烷、及全氟-1,3-二甲基環己烷)、多氟化芳香族烴(如雙(三氟甲基)苯)、氫氟醚(HFE)(如全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)、乙基九氟丁基醚(C4F9OC2H5)、乙基九氟異丁基醚(C4F9OC2H5)、及類似之HFE)、全氟聚醚、全氟醚、含氮多氟化媒劑(如含氮全氟化媒劑)等。此等氟化媒劑在所屬技術領域中為習知者且市售可得自各家供應商。
在不連續相中包括氟化媒劑之各種實施例中，氟化媒劑包含 全氟聚醚媒劑。在這些實施例中，全氟聚醚媒劑典型在大氣壓力(即101.325千帕)下具有至少40℃、可替代地至少60℃、可替代地至少80℃、可替代地至少100℃之沸點溫度。在一具體實施例中，全氟聚醚媒劑在大氣壓力下具有125℃至145℃、可替代地130℃至140℃之沸點溫度。在另一具體實施例中，全氟聚醚媒劑在大氣壓力下具有160℃至180℃、可替代地165℃至175℃之沸點溫度。典型上，全氟聚醚媒劑之沸點溫度在大氣壓力下為大於120℃至180℃、可替代地大於125℃至180℃、可替代地大於160℃至180℃。然而，視全氟聚醚媒劑之分子量而定，全氟聚醚媒劑之沸點溫度可為大於180℃之上限至例如200℃、230℃或270℃。
在其中氟化媒劑包含全氟聚醚媒劑之實施例中，全氟聚醚媒 劑典型具有下列通式：
其中a”為大於1之整數且b”為0或更大。具體而言，以上通式之下標a”及b”係經選擇以提供所欲之全氟聚醚媒劑沸點溫度。特定而言，全氟聚醚媒劑之下標a”與b”、沸點溫度及分子量之間的關係闡述於下：
可替代地，氟化媒劑可包含含氮多氟化媒劑，例如含氮全氟 化媒劑。在這些實施例中，含氮全氟化或多氟化媒劑典型為三級胺，其中氮原子為具有三個多氟化取代基(例如三個全氟化取代基)之中心原子，並且該三級胺選擇性地包括雜原子，例如氧、氮及/或硫。典型上，各鍵結至氮原子之取代基為相同，雖然這些取代基可能在碳原子存在之數目、雜原子之存在或不存在及/或氟含量之方面有所不同。這些取代基一般獨立包括2至10個碳原子，且典型經全氟化。以下作為此一含氮全氟化媒劑之一個例子，代表C12F27N之結構僅出於說明性目的而提出於下：
典型上，當氟化媒劑包含含氮全氟化或多氟化媒劑時，氟化媒劑包含不同含氮全氟化或多氟化媒劑之組合。
非水性乳液之不連續相(或氟化組成物，其一般為相同者)可採用單一氟化媒劑或者兩種或更多種氟化媒劑之組合。此等氟化媒劑可為線性、分枝、環狀、脂環族、芳香族或可含有上述者之組合。在某些實施例中，氟化媒劑並非全氟化。在這些實施例中，氟化媒劑典型係經多氟化且可選自多氟化芳香族烴(如雙(三氟甲基)苯)、多氟化脂肪族烴、HFE(如全氟丁基甲基醚、乙氧基-九氟丁烷、及類似之HFE)、及上述者之組合。典型上，氟化媒劑包含HFE。
當非水性乳液之不連續相進一步包含氟化媒劑時，氟化媒劑及多氟聚醚矽烷彼此相比可以不同之量或比例存在於不連續相中。一般而言，在非水性乳液製備期間，在形成非水性乳液之前先將多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以獲得更好的自乳化性質。
為此，基於100重量份之非水性乳液的不連續相，不連續相可包含100重量份之量的多氟聚醚矽烷(當不連續相不包括氟化媒劑時)。 可替代地，在不連續相中包括氟化媒劑之實施例中，基於100重量份之不連續相，多氟聚醚矽烷典型以大於0重量份至小於100重量份之量存在於不連續相中，並且實際值係基於所欲之非水性乳液物理性質來選擇。例如，當基於100重量份之不連續相，不連續相包含大於50重量份之量的多氟聚醚矽烷時，非水性乳液之重現性通常會降低。因此，在某些實施例中，基於100重量份之不連續相，不連續相包含1至50重量份、可替代地10至30重量份、可替代地15至25重量份、可替代地18至22重量份之量的多氟聚醚矽烷。不連續相之其餘部分一般為氟化媒劑。換言之，基於100重量份之不連續相，不連續相典型包含51至99重量份、可替代地70至90重量份、可替代地75至85重量份、可替代地78至82重量份之量的氟化媒劑。在某些實施例中，多氟聚醚矽烷及氟化媒劑具有類似密度，使得以上所闡述之重量份可替代地稱為體積份，即這些範圍亦適用於這些實施例中之不連續相中的多氟聚醚矽烷及氟化媒劑之相對體積。
非水性乳液中所存在之不連續相的相對量一般取決於不連 續相是否進一步包括氟化媒劑。例如，在不連續相不包括氟化媒劑之實施例中，基於非水性乳液之總重量，不連續相典型係以大於0至1.0重量百分比、可替代地大於0至0.50重量百分比、可替代地0.10至0.30重量百分比、可替代地0.15至0.25重量百分比之量存在於非水性乳液中。在這些實施例中，不連續相基本上係由多氟聚醚矽烷組成或係由其組成。在這些實施例中，基於非水性乳液之總體積，不連續相典型係以大於0至0.56體積百分比、可替代地大於0至0.28體積百分比、可替代地0.06至0.17體積百分比、可替代地0.08至0.14體積百分比之量存在於非水性乳液中。
可替代地，在不連續相中包括氟化媒劑之實施例中，基於非 水性乳液之總重量，不連續相典型係以大於0至10重量百分比、可替代地大於0至5重量百分比、可替代地.25至2.0重量百分比、可替代地0.75至1.25重量百分比之量存在於非水性乳液中。在這些實施例中，不連續相典型包含以上剛剛闡述之量的多氟聚醚矽烷及氟化媒劑。在這些實施例中，基於非水性乳液之總體積，不連續相典型係以大於0至5.86體積百分比、可替代地大於0至2.86體積百分比、可替代地0.14至1.13體積百分比、可替代地0.42至0.70體積百分比之量存在於非水性乳液中。
因此，在某些實施例中，基於100重量份之不連續相，不連 續相包含1至50重量份、可替代地10至30重量份、可替代地15至25重量份、可替代地18至22重量份之濃度的多氟聚醚矽烷。不連續相之其餘部分一般為氟化媒劑。換言之，基於100重量份之不連續相，不連續相典型包含51至99重量份、可替代地70至90重量份、可替代地75至85重量份、可替代地78至82重量份之量的氟化媒劑。在某些實施例中，多氟聚醚矽烷及氟化媒劑具有類似密度，使得以上所闡述之重量份可替代地稱為體積份，即這些範圍亦適用於這些實施例中之不連續相中的多氟聚醚矽烷及氟化媒劑之相對體積。
非水性乳液之不連續相中的多氟聚醚矽烷及氟化媒劑之濃 度可改變自以上所剛剛提出之範圍，此取決於非水性乳液中所採用之各種可選擇組分之不存在或存在，如以下所更詳細闡述。
如以上所記述，有機媒劑典型係經選擇以使得非水性乳液會 展現廷得耳效應一段時間。可將有機媒劑與多氟聚醚矽烷(單一地或經由 氟化組成物)組合以迅速判定所得混合物是否展現廷得耳效應一段時間。 此判定一般係經由目測或光學檢查來進行。特定而言，為判定特定有機媒劑是否適用於非水性乳液之目的，將多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以預形成氟化組成物，然後將氟化組成物與有機媒劑組合。氟化組成物通常會自分散於有機媒劑中，使得氟化組成物及有機媒劑在所得非水性乳液中自乳化並展現廷得耳效應一段時間(在某些有機媒劑之情形下)。然而，可施加剪切力以乳化該等組分，例如藉由振盪或使其經受渦旋。一般而言，若所得混合物展現廷得耳效應一段時間，則所得混合物為非水性乳液。換言之，當所得混合物未展現廷得耳效應一段時間時，乳液通常不會自有機媒劑及多氟聚醚矽烷形成。在這些實施例中(即不展現廷得耳效應時)，所得混合物典型會沉降及/或沉澱。
例如，為迅速判定特定有機媒劑是否適用於製備會展現廷得 耳效應一段時間之非水性乳液，可將0.02克多氟聚醚矽烷與0.08克氟化媒劑組合以形成氟化組成物。可將具有0.10克之質量之氟化組成物逐滴置放於9.90克有機媒劑中以形成混合物。可振盪或攪拌該混合物以判定該混合物是否乳化從而製備展現廷得耳效應一段時間之非水性乳液。雖然可採用其他量之有機媒劑、多氟聚醚矽烷及/或氟化媒劑，但此程序允許可再現且可重複地對許多有機媒劑進行高處理量分析。此外，此程序允許迅速判定特定有機媒劑是否適於製備會展現廷得耳效應之非水性乳液，同時僅需要最小量之有機媒劑、多氟聚醚矽烷及氟化媒劑。
一般而言，非水性乳液展現廷得耳效應之時間愈長，非水性 乳液之存架壽命及穩定性愈大。在各種實施例中，有機媒劑係經選擇以使 得非水性乳液展現廷得耳效應一段大於0秒、可替代地至少5秒、可替代地至少1分鐘、可替代地至少5分鐘、可替代地至少1小時、可替代地至少8小時、可替代地至少1天、可替代地至少2天、可替代地至少1週、可替代地至少1個月、可替代地至少1年、可替代地長達50年之時間。一般而言，一旦非水性乳液會實質上沉降，非水性乳液即不再展現廷得耳效應。 在這些實施例中，可通常藉由將剪切力施加至不勻混合物(例如藉由振盪或攪拌)以再形成非水性乳液。換言之，該等組分若沉降則通常在施加剪切力後會再次形成非水性乳液。在某些實施例中，非水性乳液可永恆展現廷得耳效應，即非水性乳液可能不沉降且具有優良之長期穩定性。
非水性乳液之連續相可基本上由有機媒劑組成或由其組 成。可替代的是，非水性乳液之連續相可基本上由(或可由)有機媒劑與添加劑化合物所組成。基於非水性乳液之連續相的總重量，連續相典型包含至少10重量百分比、可替代地至少20重量百分比、可替代地至少30重量百分比、可替代地至少40重量百分比、可替代地至少50重量百分比、可替代地至少60重量百分比、可替代地至少70重量百分比、可替代地至少80重量百分比、可替代地至少90重量百分比、可替代地至少95重量百分比、可替代地至少96重量百分比、可替代地至少97重量百分比、可替代地至少98重量百分比、可替代地至少99重量百分比之量的有機媒劑。在這些實施例中，基於非水性乳液之連續相的總體積，連續相典型包含至少16.56體積百分比、可替代地至少30.86體積百分比、可替代地至少43.35體積百分比、可替代地至少54.35體積百分比、可替代地至少64.10體積百分比、可替代地至少72.82體積百分比、可替代地至少80.65體積百分比、可替代 地至少87.72體積百分比、可替代地至少94.14體積百分比、可替代地至少97.14體積百分比、可替代地至少97.72體積百分比、可替代地至少98.30體積百分比、可替代地至少98.87體積百分比、可替代地至少99.44體積百分比之量的有機媒劑。例如，若所欲，非水性乳液可為其中使連續相在以上所闡述範圍內最小化並使不連續相最大化之濃縮物。可替代地，為減少非水性乳液之總體成本，可使連續相在以上所闡述之範圍內最大化。連續相中之有機媒劑量可改變自以上所剛剛闡述之範圍，此取決於非水性乳液中所採用之各種可選擇組分的不存在或存在，如以下所更詳細闡述。
非水性乳液中所存在之連續相的量取決於非水性乳液中所 存在之不連續相的量，其在很大程度上基於氟化媒劑之存在或不存在而定。
例如，在不連續相不包括氟化媒劑之實施例中，基於非水性 乳液之總重量，連續相典型係以99.0至小於100重量百分比、可替代地99.5至小於100重量百分比、可替代地99.7至99.9重量百分比之量存在於非水性乳液中。在這些實施例中，基於非水性乳液之總體積，連續相典型係以99.44至小於100體積百分比、可替代地99.72至小於100體積百分比、可替代地99.83至小於100體積百分比、可替代地99.9至小於100體積百分比之量存在於非水性乳液中。
可替代地，在不連續相中包括氟化媒劑之實施例中，基於非 水性乳液之總重量，連續相典型係以70至小於100重量百分比、可替代地80至小於100重量百分比、可替代地90至小於100重量百分比、可替代地95至小於100重量百分比、可替代地98.0至99.75重量百分比、可替代地98.75至99.25重量百分比之量存在於非水性乳液中。在這些實施例中，基 於非水性乳液之總體積，連續相典型係以80.65至小於100體積百分比、可替代地87.72至小於100體積百分比、可替代地94.14至小於100體積百分比、可替代地97.14至小於100體積百分比、可替代地98.87至99.86體積百分比、可替代地99.3至99.58體積百分比之量存在於非水性乳液中。
如所屬技術領域中所理解者，不連續相典型具有大於連續相 之密度。因此，基於不連續相及連續相之選擇，不連續相及連續相之相對重量或質量及相應體積可有所變化。
不連續相一般在非水性乳液之連續相中會形成粒子。該等粒 子為液體且可替代地稱為液滴。粒子之大小通常取決於(例如)不連續相是否亦包含氟化媒劑以及不連續相中之多氟聚醚矽烷及氟化媒劑的相對量。在某些實施例中，如經由動態光散射技術所量測，該等粒子具有0.01至2.0微米、可替代地0.05至1.5微米、可替代地0.1至1.0微米、可替代地0.15至0.5微米、可替代地0.20至0.40微米之平均粒徑。如所屬技術領域中所理解者，平均粒徑可隨採用來量測平均粒徑之技術而變化，且本文中可採用非為動態光散射之技術。
可選擇性地控制非水性乳液之不連續相的平均粒徑。特定而 言，當不連續相包含與多氟聚醚矽烷組合之氟化媒劑時，增加氟化濃度中之氟化媒劑濃度(即降低多氟聚醚矽烷之濃度)會導致較小粒徑。因此，改變氟化組成物中之氟化媒劑及多氟聚醚矽烷的相對量會影響非水性乳液之不連續相的粒徑。
在一個具體實施例中，基於非水性乳液之總重量，非水性乳 液包含90至99.9重量百分比、可替代地95至99.8重量百分比、可替代地 98至99.7重量百分比之量的有機媒劑。在此實施例中，基於非水性乳液之總重量，非水性乳液包含大於0至5重量百分比、可替代地0.15至2.5重量百分比、可替代地0.30至2.0重量百分比之量的氟化媒劑。最後，在此實施例中，基於非水性乳液之總重量，非水性乳液包含大於0至1重量百分比、可替代地0.05至0.5重量百分比、可替代地0.1至0.3重量百分比之量的多氟聚醚矽烷。在此具體實施例中，基於非水性乳液之總體積，非水性乳液包含94.14至99.94體積百分比、可替代地97.14至99.89體積百分比、可替代地98.87至99.83體積百分比之量的有機媒劑。在此實施例中，基於非水性乳液之總體積，非水性乳液包含大於0至2.86體積百分比、可替代地0.08至1.42體積百分比、可替代地0.17至1.13體積百分比之量的氟化媒劑。最後，在此實施例中，基於非水性乳液之總體積，非水性乳液包含大於0至0.56體積百分比、可替代地0.03至0.28體積百分比、可替代地0.06至0.17體積百分比之量的多氟聚醚矽烷。
在各種實施例中，非水性乳液進一步包含表面活性劑。表面 活性劑可存在於連續相及/或不連續相(或其界面處)中。表面活性劑可為非離子型、陽離子型、陰離子型、兩性型、或兩性離子型。表面活性劑可具有(例如)單體、寡聚物或聚合物性質。雖然習用乳液中一般需要表面活性劑，但由於本發明非水性乳液一般係在不存在顯著剪切下經由自乳化製備，故本發明非水性乳液可在不存在任何表面活性劑下製備。若採用，則表面活性劑可存在於連續相與不連續相之間的界面處，此取決於其離子性及其他物理性質。另外或可替代地，表面活性劑可存在於非水性乳液之連續相及/或不連續相中。此外，若採用，則基於非水性乳液之總重量，表 面活性劑典型係以小於1重量百分比、可替代地小於0.1重量百分比、可替代地小於0.01重量百分比之量存在於非水性乳液中。然而，由於製備本發明非水性乳液不需要表面活性劑，故在某些實施例中，非水性乳液基本上係由連續相中之有機媒劑及不連續相中之氟化媒劑及多氟聚醚矽烷組成或係由上述者組成。表面活性劑可用作為添加劑化合物，但典型而言會與其不同。
非水性乳液可另外包括任何其他適宜組分，例如偶合劑、抗 靜電劑、紫外線吸收劑、塑化劑、整平劑、顏料、催化劑等等。此等組分可存在於非水性乳液之連續相及/或不連續相中。這些組分可用作為添加劑化合物，但典型而言會與其不同。
催化劑可為選擇性地採用以促進藉由非水性乳液之表面改 質。這些催化劑可促進多氟聚醚矽烷之任何可水解基團與物品表面之間的反應。這些催化劑可個別使用或以兩種或更多種之組合形式使用於非水性乳液中。合適催化劑化合物的例子包括酸(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(如二辛酸二丁錫、硬脂酸鐵、及/或辛酸鉛)、鈦酸酯(如鈦酸四異丙酯及/或鈦酸四丁酯)、螯合化合物(如乙醯丙酮鈦(acetylacetonato titanium))、胺基丙基三乙氧矽烷、及類似者。若採用，則基於100重量份之非水性乳液，催化劑典型係以大於0至5重量百分比、可替代地0.0001至1重量百分比、可替代地0.001至0.1重量百分比之量採用。
如以上所闡述，本發明進一步提供經表面處理物品及製備經 表面處理物品的方法，其共同更詳細描述於下。
為製備經表面處理物品，將層沉積在未處理物品的表面上。 未處理物品係準備好要表面處理，如以下所述。在某些實施例中，在沉積該層之前，先將二氧化矽(SiO2)預沉積在未處理物品之表面上。因此，在這些實施例中，未處理物品表面包括預沉積的二氧化矽。使該層自非水性乳液(其係施加於未處理物品表面上)形成以製備經表面處理物品。例如，製備經表面處理物品之方法包含將非水性乳液施加於未處理物品表面上以在未處理物品表面上形成非水性乳液之濕層。該方法進一步包含自濕層去除有機媒劑以在未處理物品表面上形成層並得到經表面處理物品。雖然該物品可為任何物品，但由於自本發明非水性乳液所獲得之優良物理性質，該物品典型為電子物品、光學物品、消費性電器及組件、汽車車身及組件等。最典型而言，該物品係對於以下為理想者之物品：減少由指紋或皮膚油脂導致之污斑及/或污跡。
電子物品之例子通常包括具有電子顯示器(如LCD顯示 器、LED顯示器、OLED顯示器、電漿顯示器等)者。這些電子顯示器常用於各種電子裝置中，諸如電腦監視器、電視、智慧型手機、GPS裝置(GPS unit)、音樂播放器、遠端控制器、手持式視訊遊戲機(hand-held video game)、可攜式閱讀器等。例示性電子物品包括具有常與皮膚接觸且時常顯示污斑及/或污跡之互動式觸控螢幕顯示器或其他組件者。
如以上所介紹，物品亦可為金屬物品，例如消費性電器及組 件。例示性物品為洗碗機、爐子、微波爐、冰箱、冷凍庫等，典型為具有光澤金屬外觀者，例如不銹鋼、拉絲鎳等。
可替代地，物品可為載具本體或組件，例如汽車車身或組 件。例如，可將非水性乳液直接施加於汽車車身之面塗上以形成該層，該層會賦予汽車車身光澤外觀，該光澤外觀在美觀上賞心悅目並抵抗污斑(例如灰塵等)以及來自指印之污跡。
適宜光學物品之例子包括無機材料，例如玻璃板、包含無機 層之玻璃板、陶瓷及類似者。適宜光學物品之額外例子包括有機材料，例如透明塑膠材料及包含無機層之透明塑膠材料等。光學物品之具體例子包括抗反射膜、濾光器、光學鏡片、眼鏡鏡片、光束分離器、稜鏡、鏡子等。
在有機材料中，透明塑膠材料之例子包括含有各種有機聚合 物之材料。就透明度、折射率、可分散性與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)之觀點而言，用作為光學構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、壓克力、纖維素(三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素、賽珞凡(cellophane)等)或此等有機聚合物之共聚物。應瞭解，這些材料可用於眼用元件。眼用元件之非限制性例子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，以及用於矯正、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(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(尤其衍生自雙酚A之(甲基)丙烯酸聚合物及共聚 物)、硫(甲基)丙烯酸聚合物及共聚物、胺甲酸乙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環氧硫化物聚合物及共聚物。
除以上所闡述之物品以外，可施加本發明之非水性乳液以在其他物品(例如汽車或飛機之窗構件)上形成該層，因此提供先進功能。為進一步改良表面硬度，亦可藉由所謂溶膠-凝膠製程使用非水性乳液與TEOS(四乙氧基矽烷)之組合來實施表面改質。
可施加非水性乳液於上而形成該層之一種值得注意的特定基材係可購自Corning Incorporated of Corning,New York之任一代Gorilla®玻璃。另一值得注意的特定基材係可購自Asahi Glass Company of Tokyo,Japan之Dragontrail®玻璃。
將非水性乳液施加於未處理物品表面上以製備經表面處理物品的方法可有所變化。
例如，在某些實施例中，將非水性乳液施加於未處理物品表面上以形成濕層之步驟會使用濕式塗布施加方法。適用於該方法之濕式塗布施加方法的具體例子包括浸漬塗布、旋轉塗布、流動塗布、噴灑塗布、輥式塗布、凹版塗布、濺鍍、狹縫塗布、噴墨印刷、及上述者之組合。可經由加熱或其他已知方法自濕層去除有機媒劑。
在其他實施例中，將非水性乳液施加於未處理物品表面之步驟可包含利用沉積設備在未處理物品表面上形成該層。例如，當採用沉積設備時，沉積設備通常包含物理氣相沉積設備。在這些實施例中，沉積設備典型係選自濺鍍設備、原子層沉積設備、真空設備及DC磁控管濺鍍設備。各個這些物理氣相沉積設備之最佳操作參數係基於所採用之非水性乳 液、欲形成該層於其上之物品等。在某些實施例中，沉積設備包含真空設備。
例如，當經由物理氣相沉積(PVD)形成該層時，該方法包含 將非水性乳液與丸劑組合以用非水性乳液浸漬丸劑，藉以形成經浸漬丸劑。丸劑典型包含金屬、合金、或其他強固材料，例如鐵、不銹鋼、鋁、碳、銅、陶瓷等。典型而言，丸劑具有用於接觸非水性乳液之多氟聚醚矽烷的極高表面積對體積比例。丸劑之表面積對體積比例可歸因於丸劑之多孔性，即丸劑可為多孔的。可替代地，丸劑可包含織造、非織及/或隨機化纖維(例如奈米纖維)，以提供所欲之表面積對體積比例。丸劑可包含選自下列之材料，例如SiO2、TiO2、ZrO2、MgO、Al2O3、CaSO4、Cu、Fe、Al、不銹鋼、碳、或上述者之組合。該材料可為套管內之塞子，其包含金屬、合金、或其他強固材料。可以任何方式將非水性乳液引入於丸劑中或引入到丸劑，只要該丸劑之材料及多氟聚醚矽烷會組合或以其他方式接觸即可。例如，可將丸劑浸於非水性乳液中，或可將非水性乳液置放於套管內，以使得多孔材料經非水性乳液浸漬。可替代地，可將該丸劑浸於有機媒劑中，或可將有機媒劑置放於套管內，以使得丸劑之材料經有機媒劑浸漬，且然後將多氟聚醚矽烷或氟化組成物置放於套管內之有機媒劑中，使得丸劑之材料經非水性乳液浸漬，而非水性乳液係於該丸劑中或上之原位形成。在這些實施例中，該方法進一步包含在沉積之前先自經浸漬丸劑去除有機媒劑(及氟化媒劑，若存在)以形成純丸劑。例如，可經由施加熱使有機媒劑(及氟化媒劑，若存在)自丸劑急驟蒸發。可替代地，可在室溫下或稍高溫度下選擇性地在真空或吹掃空氣之存在下藉由乾燥來自丸劑中 去除有機媒劑(及氟化媒劑，若存在)。可儲存純丸劑直到其在沉積設備中被採用為止。在各種實施例中，純丸劑係儲存於真空密封鋁袋中。
適用於自非水性乳液形成該層之真空設備的一個具體例子 係可購自Incheon,South Korea之Hanil Vacuum Machine有限公司的HVC-900DA真空設備。沉積設備之另一個例子係可購自Sanborn,NY之Edwards的Edwards AUTO 306。
一般將純丸劑與欲塗布之物品一起置於沉積設備之腔室中 的加熱元件上，然後經由電阻熱蒸發使多氟聚醚矽烷揮發，藉以在未處理物品表面上形成該層。
與形成該層之方法無關，一旦在該物品表面上自非水性乳液 形成該層後，該層可進一步經歷加熱、增濕、催化後處理、光照射、電子束照射等。例如，當經由沉積設備施加非水性乳液時，一般會在高溫(例如80℃至150℃)下加熱自其形成之層一段時間(例如45分鐘至75分鐘)。 可替代地，可使得自非水性乳液形成之層在室溫及環境條件下靜置一段時間(例如24小時)。
典型而言，自非水性乳液形成之層的厚度為1至1,000奈 米、可替代地1至200奈米、可替代地1至100奈米、可替代地5至75奈米、可替代地10至50奈米、可替代地1至5奈米、可替代地2至3奈米(nm)。
如以上所述，自非水性乳液形成之層可具有優良(即低)摩 擦係數及優良(即高)耐久性。不管是否經由濕式塗布方法或經由沉積設備施加非水性乳液，均係如此。例如，滑動(動態)摩擦係數可藉由下列方式量測：將具有確定表面積及質量之物體置放至經表面處理物品上，該 經表面處理物品包括自非水性乳液形成之層並且該物體與該層之間有選定之材料(例如標準法律紙張(legal paper))。然後施加垂直於重力之力以使該物體橫過該層滑動預定距離，此允許計算該層之滑動摩擦係數。滑動摩擦係數不僅可視非水性乳液中之不連續相及連續相的相對量而定，也將視非水性乳液中所採用之特定多氟聚醚矽烷而有變化。一般在使該等層經受磨耗測試後經由該等層之水接觸角量測自非水性乳液形成之層的耐久性。例如，對於具有較低耐久性之層，水接觸角在磨耗後會降低，此通常指示該層已至少部分地劣化。
在某些實施例中，自非水性乳液形成之層在使該層經受磨耗 測試之前及之後具有75至120度、可替代地80至120度、可替代地90至120度、可替代地100至120度(°)之水接觸角。因為非水性乳液由於總含水量之控制而具有增加的穩定性，所以即使在非水性乳液老化後，例如1個月後、2個月後、3個月後等，自非水性乳液形成之層典型具有此等水接觸角。在某些實施例中，在使非水性乳液老化長達1年、可替代地長達2年、可替代地長達3年後，自非水性乳液形成之層具有此等水接觸角。老化是指非水性乳液本身，而不是該層。例如，可將非水性乳液選擇性地儲存在乾燥密封的貯藏器或其他容器(例如氣密貯藏器)，而仍然能夠形成具有優異物理性質之層。不受任何特定理論所拘束，據信基於非水性乳液的總重量，當非水性乳液的總含水量是0至小於100百萬分率、可替代地0至75百萬分率、或可替代地0至50百萬分率(ppm)時，皆會展現此接觸角性能。 在這些實施例中，該等層典型亦具有小於0.2、可替代地小於0.15、可替代地小於0.125、可替代地小於0.10、可替代地小於0.75、可替代地小於0.50 之滑動(動態)摩擦係數(μ)。雖然摩擦係數並無單位，其通常是由(μ)表示。
相較於自習用表面處理組成物形成之習用層的物理性質，本 發明的非水性乳液形成之層會具有優良的物理性質。甚者，相較於在習用表面處理組成物中需要習用溶劑以達到可互溶性，本發明的非水性乳液可用習用表面處理組成物之成本的一小部分來製備，並且由於在非水性乳液中之有機媒劑的顯著存在(其導致氟化媒劑的顯著不存在)，其具有顯著較低的毒性，從而具有降低的成本和改善的健康和環境的特徵。
在一些實施例中，本發明係如下列編號態樣之任一者中所 述。
態樣1.一種製備非水性乳液之方法，該方法包含：組合有機媒劑與添加劑化合物以形成有機混合物；以及組合該有機混合物與多氟聚醚矽烷，藉以製備該非水性乳液；其中該非水性乳液包含：包含該有機媒劑之連續有機相；以及包含該多氟聚醚矽烷之不連續相；並且其中該添加劑化合物不同於該有機媒劑及該多氟聚醚矽烷。
態樣2.如態樣1所述之方法，其進一步包含組合該多氟聚醚矽烷與氟化媒劑以預形成氟化組成物，使得該組合該有機混合物與該多氟聚醚矽烷之步驟包含組合該有機混合物與該氟化組成物。
態樣3.如態樣1或2所述之方法，其中該添加劑化合物包含聚矽氧聚合物及乾燥劑之至少一者。
態樣4.如態樣3所述之方法，其中該添加劑化合物包含該乾燥劑，其中該乾燥劑為(i)具水反應性或(ii)脫水劑。
態樣5.如態樣4所述之方法，其中該乾燥劑為(i)具水反應性並且係選自 烷基三烷氧基矽烷、二矽氮烷、烷基三肟基矽烷、烷基三(羧酸酯)矽烷、及三烷基鹵矽烷之群組。
態樣6.如態樣5所述之方法，其中該乾燥劑包含二矽氮烷並且該二矽氮烷係選自六烷基二矽氮烷、四烷基二烯基矽氮烷、及二芳基四烷基二矽氮烷之群組。
態樣7.如前述態樣中任一者所述之方法，其中組合該有機混合物與該多氟聚醚矽烷會形成不勻混合物並且該方法進一步包含將剪切力施加至該不勻混合物以製備該非水性乳液。
態樣8.如前述態樣中任一者所述之方法，其中組合該有機混合物與該多氟聚醚矽烷包含將該多氟聚醚矽烷置放於該有機混合物中。
態樣9.如前述態樣中任一者所述之方法，其進一步包含自該非水性乳液形成層並且該層具有75°至120°之水接觸角。
態樣10.如態樣9所述之方法，其中該層具有90°至120°的水接觸角。
態樣11.如前述態樣中任一者所述之方法，其中該有機媒劑係經選擇以使得該非水性乳液展現廷得耳效應一段大於0秒的時間。
態樣12.如態樣11所述之方法，其中該有機媒劑係選自由下列所組成之群組：乙酸三級丁酯、丙酮、四氫呋喃、乙酸正丁酯、二甲亞碸、二氯甲烷、二甘二甲醚、四乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、10-十一烯酸甲酯、二甲基甲醯胺、乙醯乙酸三級丁酯、甲基異丁基酮、2-戊酮、2-丁酮、乙醯丙酮、檸檬烯、二甲苯、碳酸丙烯酯、異丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇一甲醚乙酸酯、乙酸異戊酯、反丁烯二酸二乙酯、三級丁醇、1-丁醇、三級丁基甲醚、甲苯、乙二醇及上述者之組合。
態樣13.如前述態樣中任一者所述之方法，其中該多氟聚醚矽烷具有通式(B)：Y-Za1-(OC3F6)b1-(OCF(CF3)CF2)c1-(OCF2CF(CF3))d1-(OC2F4)e1-(CF(CF3))f1-(OCF2)g1-(CH2)h1-B-(Cn1H2n1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cj1H2j1)-Si-(X)3z1(R17)z1，其中Z係獨立選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)CF2)-、-(CF2CF(CF3))-、及-(CF(CF3))-；a1為1至200之整數；b1、c1、d1、e1、f1、及g1各為獨立選自0至200之整數；h1、n1及j1各為獨立選自0至20之整數；i1及m1各為獨立選自0至5之整數；B為雙價有機基團或O；各R16為獨立選擇之C1-C22烴基；z1為獨立選自0至2之整數，各X為獨立選擇之可水解基團；各R17為獨立選擇之C1-C22烴基，其不含脂肪族不飽和；且Y係選自H、F、及Si-(X)3-z1(R7)z1(Cj1H2j1)-((SiR6 2-O)m1-SiR6 2)i1-(Cn1H2n1)-X-(CH2)h1-，其中X、z1、R16、R17、j1、m1、i1、n1及h1係如以上所定義者，前提是當下標i1為0，下標j1為0；當下標i1為大於0之整數，下標j1及m1各獨立為大於0之整數。
態樣14.如態樣13所述之方法，其中該多氟聚醚矽烷之通式(B)中由X代表的可水解基團係獨立選自H、鹵化物、-OR1、-NHR1、-NR1R2、-OC(O)-R1、-O-N=CR1R2、O-C(=CR1R2)R3、及-NR1COR2，其中R1、R2及R3各獨立選自H及C1-C22烴基團，並且其中R1及R2與它們在-NR1R2中所同時鍵結之氮原子一起可選擇性地形成環狀胺基。
態樣15.一種依據前述任一個態樣所述之方法製備的非水性乳液。
態樣16.一種製備經表面處理物品之方法，該方法包含：將態樣15之非水性乳液施加於未處理物品之表面上以在該未處理物品之表面上形成濕 層；然後自該濕層去除該有機媒劑以形成該經表面處理物品。
態樣17.如態樣16所述之方法，其中該施加非水性乳液之步驟使用選自下列之施加方法：浸漬塗布、旋轉塗布、流動塗布、噴灑塗布、輥式塗布、凹版塗布、濺鍍、狹縫塗布、噴墨印刷、及上述者之組合。
態樣18.一種製備經表面處理物品之方法，該方法包含下列步驟：組合態樣15之非水性乳液與丸劑以用該非水性乳液浸漬該丸劑，藉以形成經浸漬丸劑；自該經浸漬丸劑去除該有機媒劑以形成純丸劑；以及經由沉積設備利用該純丸劑在未處理物品之表面上形成層，藉以製備該經表面處理物品。
應瞭解到隨附申請專利範圍不限於表達實施方式中所述之 任何特定化合物、非水性乳液或方法，其等可在落入隨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。
再者，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，並且應將其等理解為用來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知到，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，並且此等範圍和子範圍可進一步分述為相關的二分之一、三分之一、四分之一、五 分之一等等。以下僅作為一個例子，「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，應瞭解到此類詞語包括子範圍及/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，「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。
實例 實例1及比較例1至比較例2：
下表1說明用來製備實例1及比較例1至比較例2之非水性乳液(若有形成)之組分以及其各自的量。實例1及比較例1至比較例2中使用相同之添加劑化合物、有機媒劑、多氟聚醚矽烷、及氟化媒劑(若適用，即當特定實例包括該組分時)。
在實例1中，將添加劑化合物置放於載體溶劑中以形成有機組成物。將有機組成物與有機媒劑組合以形成有機混合物。將多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以預形成氟化組成物。將氟化組成物與有機混合物組合以製備非水性乳液。此材料會展現廷得耳效應。
在比較例1中，將添加劑化合物置放於載體溶劑中以形成有機組成物。將多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以形成氟化組成物。將有機組成物與氟化組成物摻合以形成混合物。然而，比較例1並未使用有機媒劑，並且比較例1之氟化組成物會與非水性乳液有所區別。
在比較例2中，將添加劑化合物置放於載體溶劑中以形成有機組成物。將多氟聚醚矽烷置放於氟化媒劑中以預形成氟化組成物。將有機組成物與氟化組成物組合以形成成分摻合物。將成分摻合物與有機媒劑組合以形成混合物。比較例2之混合物不會形成非水性乳液。相反地，比較例2之混合物安定性不佳且會不均勻沉降。
在下表1中，「C.E.」表示「比較例」，「PFPE矽烷」表示「多氟聚醚矽烷」，而「#」代表與所用之特定有機媒劑、氟化媒劑、添加劑化合物、及多氟聚醚矽烷相關聯的編號，如在表1之後所定義者。
有機媒劑1為乙酸三級丁酯。
氟化媒劑1為乙氧基-九氟丁烷(C4F9OC2H5)。
多氟聚醚(PFPE)矽烷1具有通式：F((CF2)3O)c’CF2CF2CH2O(CH2)3Si(OMe)3，其中c’為17至25。
添加劑化合物1為具有下列通式之矽氧烷聚合物：
其中e”為800至850。添加劑化合物1係用於載體溶劑中。
載體溶劑1包含六甲基二矽氧烷。
載體溶劑2包含乙酸三級丁酯。
將實例1之非水性乳液樣本及比較例1之氟化組成物樣本經由噴灑塗布各自施加至基材表面。來自比較例2之混合物並非以此方式使用，因為其會不理想地沉降並且安定性不佳。特定而言，經由PVA-1000分配機(來自Precision,Valve,& Automation of Cohoes,NY)將實例1之非水性乳液及比較例1之氟化組成物施加至玻璃基材，該分配機具有8psi之霧化壓力、3psi之液體壓力、0.004”之衝程、7cm之噴嘴高度、10mm之間隔、以及約200mm/sec之速度。在將實例1及比較例1施加至玻璃基材之前，先以清潔劑將玻璃基材在超音波浴中清洗20分鐘，然後在超音波浴(Fisher Scientific FS-220)中以去離子水漂洗三次，每次2分鐘。清洗後，使玻璃基 材在125℃的烘箱中乾燥1小時。乾燥後，使用March Plasma PX250腔室將玻璃基材電漿處理(在60mTorr基礎壓力下使用離子化氬處理60秒，300W的RF電源供應)以活化玻璃基材。活化的玻璃基材係立即使用。
一旦將非水性乳液(或氟化組成物)施加至基材後，使非水性乳液(或氟化組成物)在125℃下固化1小時以在基材上形成層。接著將經塗布之基材用氟化媒劑1漂洗以去除任何多餘、未固化之材料。
量測自非水性乳液及氟化組成物形成之層的物理性質。特定而言，在使該層經歷耐磨性測試之前及之後量測各別層之水接觸角，如下所述。再者，亦量測各個該等層的滑動摩擦係數(COF)。
更具體而言，滑動COF係經由TA-XT2質地分析儀所測得，其市售可得自Texture Technologies of Scarsdale,NY。滑動COF係藉由將具有約156克負載之滑動體(sled)置於各個該等層上來量測，並且各個該等層與該滑動體間有一張標準紙。滑動體具有約25×25毫米的面積。以垂直於重力的方向施力以使滑動體沿各個該等層以約2.5毫米/秒鐘的速度移動約42毫米之距離以測量滑動COF。
耐磨性測試利用往復式研磨器-型號5900，其可購自North Tonawanda,New York之Taber Industries。所用研磨材料係來自Taber Industries之CS-10 Wearaser®。研磨材料具有6.5mm x 12.2mm之尺寸。以每分鐘25循環之速度並以1英吋之衝程長度及7.5N之負荷操作往復式研磨器25個循環。
經由可購自AST Products,Inc.,Billerica,MA.之VCA Optima XE測角計量測各層之水接觸角(WCA)。所量測之水接觸角係基於各層上之 2μL液滴的靜態接觸角。在以上所述之耐磨性測試之前及之後量測水接觸角。在使各層經受亦如以上所述之耐磨性測試之前及之後，如以上所述量測各層的WCA(以下標為「已磨耗」及「未磨耗」)。下表2說明自實例1及比較例1形成之層的WCA。一般而言，磨耗後之WCA愈大，該層之耐久性就愈高。表2中的WCA值的單位為度(°)。表2中的WCA值代表基於各WCA值之18次不同量測的平均值。表2中的滑動COF值代表基於各COF值之30次不同量測的平均值。雖然滑動COF並無單位，其常由(μ)表示。
如上表2中所清楚說明，自實例1非水性乳液形成之層的磨耗前及磨耗後WCA相應於自比較例1氟化組成物形成之層。再者，自實例1非水性乳液形成之層的滑動COF小於自比較例1組成物形成之層，而此為理想者。值得注意的是，因為實例1非水性乳液包括有機媒劑，該非水性乳液可以明顯以較比較例1氟化組成物為低之成本來製備，同時對於自該非水性乳液形成之層仍提供極佳性能。再者，僅組合該等組分(如在比較例2中所進行者)完全無法製備非水性乳液，此為特別令人驚訝者。
實例2及比較例3至比較例4：
下表3說明用來製備實例2及比較例3至比較例4之非水性 乳液(若有形成)之組分以及其各自的量。在實例2及比較例3至比較例4中使用如同以上實例1及比較例1至比較例2中之有機媒劑、氟化媒劑、多氟聚醚矽烷、及添加劑化合物。
在實例2中，將有機組成物與有機媒劑組合以形成有機混合物。將多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以預形成氟化組成物。將氟化組成物與有機混合物組合以製備非水性乳液。此材料會展現廷得耳效應。
在比較例4中，將有機組成物與氟化組成物摻合以提供混合物。將此混合物(其亦包括添加劑化合物)與有機媒劑組合。所得混合物會立即沉降並且不會形成非水性乳液。
在比較例3中，將多氟聚醚矽烷置放於氟化媒劑中以預形成氟化組成物。將氟化組成物與有機媒劑組合以形成非水性乳液。接著將添加劑化合物與非水性乳液組合。然而，添加劑化合物不會分散或乳化於非水性乳液中，因此加入添加劑化合物會導致不會構成非水性乳液之不勻混合物。
在下表3中，「C.E.」表示「比較例」，「PFPE矽烷」表示「多氟聚醚矽烷」，而「#」代表與所用之特定有機媒劑、氟化媒劑、添加劑化合物、及多氟聚醚矽烷相關聯的編號，如在表3之後所定義者。
如以上所清楚說明者，非水性乳液僅會在添加劑化合物先與有機媒劑組合以形成有機混合物時形成。同時組合多氟聚醚矽烷、添加劑化合物、與有機媒劑(如比較例4中者)會導致有不理想沉降之混合物。再者，組合添加劑化合物與預形成非水性乳液不會導致添加劑化合物迅速分散於預形成非水性乳液內。
實例3及比較例5至比較例7：
下表4說明用來製備實例3及比較例5至比較例7之非水性乳液(若有形成)之組分以及其各自的量。在實例3及比較例5至比較例7中使用如同以上實例1及比較例1至比較例2中之有機媒劑、氟化媒劑、多氟聚醚矽烷、及添加劑化合物。
在實例3中，將添加劑化合物與有機媒劑組合以形成有機混合物。將多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以預形成氟化組成物。將氟化組成物與有機混合物組合以製備非水性乳液。此材料會展現廷得耳效應。
在比較例5中，將添加劑化合物連同多氟聚醚矽烷置放於氟化媒劑中以形成氟化組成物。然而，比較例5並未使用有機媒劑，並且比 較例5之氟化組成物會與非水性乳液有所區別。
在比較例6中，將添加劑化合物及多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以形成第一氟化組成物。將此第一氟化組成物(其亦包括添加劑化合物)與有機媒劑組合。所得混合物會立即沉降並且不會形成非水性乳液。在形成第一氟化組成物時將添加劑化合物置放於載體溶劑中。
在比較例7中，將添加劑化合物及多氟聚醚矽烷與氟化媒劑組合以形成第二氟化組成物。將此第二氟化組成物(其亦包括添加劑化合物)與有機媒劑組合。所得混合物會立即沉降並且不會形成非水性乳液。在形成第二氟化組成物時將添加劑化合物置放於有機媒劑中。如此，比較例6及7之間的差異並非添加順序，而是是否將載體溶劑連同添加劑化合物使用(或有機媒劑是否用於此目的)。
在下表4中，「C.E.」表示「比較例」，「PFPE矽烷」表示「多氟聚醚矽烷」，「n/a」表示不存在特定組分，而「#」代表與所用之特定有機媒劑、氟化媒劑、添加劑化合物、及多氟聚醚矽烷相關聯的編號，如在表3之後所定義者。
如以上所清楚說明者，非水性乳液會在添加劑化合物先與有機媒劑組合以形成有機混合物時形成。
儘管有此事實，實例3及比較例5至比較例7之非水性乳液、氟化組成物、或不勻混合物之樣本係經使用以根據以上實例1所述之方法來製備層，而不同之處在於玻璃基材係經由不同方法來活化。具體而言，以清潔劑將玻璃基材在超音波浴中清洗20分鐘，接著在超音波浴(Fisher Scientific FS-220)中以去離子水漂洗三次，每次2分鐘。在清洗後，使玻璃基材在125℃的烘箱中乾燥1小時。在施加塗層前，使用Enercon Dyna-A-Mite Air Plasma Surface Treater來電漿處理玻璃基材，其具有用以離子化空氣之480W DC電力供應器、7mm噴嘴高度、0度噴嘴。手動將裝有電漿處理器之治具從左到右、接著從上到下移過整個基材，以活化玻璃基材。
關於比較例6至比較例7，雖然形成會沉降的不勻混合物，在立即形成該等層之前先振盪這些不勻混合物從而分散組分(至少暫時地)。雖然層可能自此等不勻混合物形成，但這些不勻混合物的安定性及貨架壽命均不佳，並且預期性能會伴隨老化(即，在使用前經過的時間)而明顯降低。
量測自非水性乳液及氟化組成物形成之層的物理性質。特定而言，在使該等層經歷耐磨性測試之前及之後量測各別層之水接觸角，如上所述。再者，亦如上所述量測各個該等層的滑動摩擦係數(COF)。表5呈現結果。表5中的WCA值的單位為度(°)。表5中的WCA值代表基於各WCA值之18次不同量測的平均值。表5中的滑動COF值代表基於各COF值之30次不同量測的平均值。雖然滑動COF並無單位，其常由(μ)表示。
如上表5中所清楚說明，自實例3非水性乳液形成之層的磨耗前及磨耗後WCA相應於自比較例5氟化組成物形成之層。再者，自實例3非水性乳液形成之層的滑動COF遠小於自比較例5組成物形成之層，而此為理想者。值得注意的是，因為實例3非水性乳液包括有機媒劑，該非水性乳液可以明顯以較比較例5氟化組成物為低之成本來製備，同時對於自該非水性乳液形成之層仍提供極佳性能。雖然亦從自比較例6至比較例7之不勻混合物形成的層獲得理想性能，然據信此性能係由於在施用之前先分散組分以及在振盪之後立即施用以形成該等層所致。換言之，比較例6至比較例7之不勻混合物需要立即使用及剪切力。
已用說明性的方式描述本發明，並且會瞭解到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 (12)

  1. 一種製備非水性乳液之方法，該方法包含：組合有機媒劑與添加劑化合物以形成有機混合物；以及組合該有機混合物與多氟聚醚矽烷，藉以製備該非水性乳液；其中該非水性乳液包含：包含該有機媒劑之連續有機相；以及包含該多氟聚醚矽烷之不連續相；並且其中該添加劑化合物不同於該有機媒劑與該多氟聚醚矽烷。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含組合該多氟聚醚矽烷與氟化媒劑以預形成氟化組成物，使得該組合該有機混合物與該多氟聚醚矽烷之步驟包含組合該有機混合物與該氟化組成物。
  3. 如請求項1之方法，其中該添加劑化合物包含聚矽氧聚合物及乾燥劑之至少一者；或者其中該添加劑化合物包含聚矽氧聚合物及乾燥劑之至少一者，並且其中該添加劑化合物包含該乾燥劑，其中該乾燥劑為(i)具水反應性或(ii)脫水劑。
  4. 如請求項3之方法，其中該添加劑化合物包含該乾燥劑，其中該乾燥劑且其中該乾燥劑為(i)具水反應性並且係選自烷基三烷氧基矽烷、二矽氮烷、烷基三肟基矽烷、烷基三(羧酸酯)矽烷、及三烷基鹵矽烷之群組；或者其中該添加劑化合物包含該乾燥劑，其中該乾燥劑且該乾燥劑包含二矽氮烷並且該二矽氮烷係選自六烷基二矽氮烷、四烷基二烯基矽氮 烷、及二芳基四烷基二矽氮烷之群組。
  5. 如請求項1之方法，其中組合該有機混合物與該多氟聚醚矽烷會形成不勻混合物並且該方法進一步包含將剪切力施加至該不勻混合物以製備該非水性乳液；或者其中組合該有機混合物與該多氟聚醚矽烷包含將該多氟聚醚矽烷置放於該有機混合物中。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含自該非水性乳液形成層，其中該層具有75°至120°之水接觸角；或者進一步包含自該非水性乳液形成層，其中該層具有90°至120°之水接觸角。
  7. 如前述請求項中任一項所述之方法，其中該有機媒劑係經選擇以使得該非水性乳液展現廷得耳效應一段大於0秒的時間；或者其中該有機媒劑係選自由下列所組成之群組：乙酸三級丁酯、丙酮、四氫呋喃、乙酸正丁酯、二甲亞碸、二氯甲烷、二甘二甲醚、四乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、10-十一烯酸甲酯、二甲基甲醯胺、乙醯乙酸三級丁酯、甲基異丁基酮、2-戊酮、2-丁酮、乙醯丙酮、檸檬烯、二甲苯、碳酸丙烯酯、異丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇一甲醚乙酸酯、乙酸異戊酯、反丁烯二酸二乙酯、三級丁醇、1-丁醇、三級丁基甲醚、甲苯、乙二醇及上述者之組合；或者其中該有機媒劑係經選擇以使得該非水性乳液會展現廷得耳效應一段大於5秒的時間，且該有機媒劑係選自由下列所組成之群組：乙酸 三級丁酯、丙酮、四氫呋喃、乙酸正丁酯、二甲亞碸、二氯甲烷、二甘二甲醚、四乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、10-十一烯酸甲酯、二甲基甲醯胺、乙醯乙酸三級丁酯、甲基異丁基酮、2-戊酮、2-丁酮、乙醯丙酮、檸檬烯、二甲苯、碳酸丙烯酯、異丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇一甲醚乙酸酯、乙酸異戊酯、反丁烯二酸二乙酯、三級丁醇、1-丁醇、三級丁基甲醚、甲苯、乙二醇及上述者之組合。
  8. 如請求項1之方法，其中該多氟聚醚矽烷具有下列通式(B)：Y-Za1-(OC3F6)b1-(OCF(CF3)CF2)c1-(OCF2CF(CF3))d1-(OC2F4)e1-(CF(CF3))f1-(OCF2)g1-(CH2)h1-B-(Cn1H2n1)-((SiR16 2-O)m1-SiR16 2)i1-(Cj1H2j1)-Si-(X)3-z1(R17)z1；其中Z係獨立選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)CF2)-、-(CF2CF(CF3))-、及-(CF(CF3))-；a1為1至200之整數，b1、c1、d1、e1、f1、及g1各為獨立選自0至200之整數；h1、n1及j1各為獨立選自0至20之整數；i1及m1各為獨立選自0至5之整數；B為雙價有機基團或O；各R16為獨立選擇之C1-C22烴基；z1為獨立選自0至2之整數；各X為獨立選擇之可水解基團；各R17為獨立選擇之C1-C22烴基，其不含脂肪族不飽和；且Y係選自H、F、及Si-(X)3-z1(R7)z1(Cj1H2j1)-((SiR6 2-O)m1-SiR6 2)i1-(Cn1H2n1)-X-(CH2)h1-；其中X、z1、R16、R17、j1、m1、i1、n1及h1係如以上所定義者；前提是當下標i1為0時，下標j1為0；當下標i1為大於0之整數時，下標j1及m1各獨立為大於0之整數。
  9. 如請求項8之方法，其中該多氟聚醚矽烷之通式(B)中由X代表的該可 水解基團係獨立選自H、鹵化物、-OR1、-NHR1、-NR1R2、-OC(O)-R1、-O-N=CR1R2、O-C(=CR1R2)R3、及-NR1COR2，其中R1、R2及R3各獨立選自H及C1-C22烴基團，並且其中R1及R2與它們在-NR1R2中所同時鍵結之氮原子一起可選擇性地形成環狀胺基。
  10. 一種以如前述請求項中任一項之方法所製備的非水性乳液。
  11. 一種製備經表面處理物品的方法，該方法包含：將如請求項10之非水性乳液施加在未處理物品之表面上以在該未處理物品之該表面上形成濕層；以及自該濕層去除該有機媒劑以形成該經表面處理物品。
  12. 一種製備經表面處理物品的方法，該方法包含下列步驟：將如請求項10之非水性乳液與丸劑組合以用該非水性乳液浸漬該丸劑，藉以形成經浸漬丸劑；自該經浸漬丸劑去除該有機媒劑以形成純丸劑；以及經由沉積設備利用該純丸劑在未處理物品之表面上形成層，藉以製備該經表面處理之物品。
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