TW201942324A - 混合組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的在於提供一種可形成具有良好的耐溫水性的皮膜的組成物。一種組成物,包括:至少一個含有三烷基矽烷基的分子鏈與至少一個水解性基鍵結於矽原子的有機矽化合物(a);至少一個水解性基鍵結於金屬原子的金屬化合物(b);以及20℃下的蒸氣壓為0.032 kPa以上且10 kPa以下並且sp值為11(cal/cm31/2以下的溶媒(c2)。所述三烷基矽烷基中所含的氫原子可經取代為氟原子,組成物中的有機矽化合物(a)及金屬化合物(b)的合計量為0.5質量%以上,且組成物中的所述溶媒(c2)的量為5質量%以上。

Description

混合組成物
本發明是有關於一種有機矽化合物與金屬化合物的混合組成物。
於各種顯示裝置、光學元件、半導體元件、建築材料、汽車零件、奈米壓印(nano-imprint)技術等中,因液滴附著於基材的表面而存在產生如下問題的情況:基材污染或腐蝕、進而該些污染或腐蝕所致的性能降低等。因此,於該些領域中,要求基材表面的撥水性良好。
作為具有此種撥水性的組成物,專利文獻1中揭示有包含碳數為3~18的烷基烷氧基矽烷等有機矽烷、金屬醇鹽、有機溶媒、水、觸媒的溶液,作為該有機溶媒,可例示蒸氣壓比水高的甲醇、乙醇、異丙醇、四氫呋喃等。另外,專利文獻2中揭示有一種混合組成物,其為有機矽化合物、金屬化合物、滿足20℃下的蒸氣壓為1000 Pa以下及沸點為120℃以上的至少任一方面且溶解度參數為8.0(cal/cm31/2 以上的高沸點溶媒(C)、以及20℃下的蒸氣壓超過1000 Pa且沸點小於120℃的低沸點溶媒(D)的混合組成物,並且所述高沸點溶媒(C)的濃度相對於組成物100質量份而為0.088質量份以上且小於1.74質量份。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]WO2014/136275號
[專利文獻2]日本專利特開2017-201008號公報
[發明所欲解決之課題]
且說,撥水性皮膜根據戶外等用途而存在暴露於紫外線或雨水等嚴酷的環境中的情況,較佳為即便於暴露於嚴酷的環境中後亦可維持良好的性能。於在撥水性皮膜中使用有機矽化合物的情況下,對於光的穩定性非常高,另一方面,得知,因具有矽氧烷鍵而不易具有對於水或溫水的耐久性。因此,於具有有機矽化合物的撥水性皮膜中,為了於暴露於嚴酷的環境中後亦維持良好的性能,為耐溫水性高的膜對於在實際使用環境中亦維持性能而言可謂是重要的性能。
專利文獻2中揭示有具有含有三烷基矽烷基的分子鏈的有機矽化合物作為有機矽化合物,有機矽化合物與金屬化合物的合計量相對於組成物100質量%而為約0.3%左右,若考慮到皮膜的密接性等,期望進一步提高有機矽化合物與金屬化合物的合計量。根據本發明者等人的研究得知:於專利文獻2的組成物中,若提高有機矽化合物與金屬化合物的濃度,則存在對於溫水的耐久性(耐溫水性)惡化的傾向。
因此,本發明的目的在於提供一種組成物,其為具有含有三烷基矽烷基的分子鏈的有機矽化合物與金屬化合物的合計濃度為高濃度的組成物,並且可形成具有良好的耐溫水性的皮膜。
[解決課題之手段]
本發明者等人進行了研究,結果發現,藉由具有含有三烷基矽烷基的分子鏈的有機矽化合物、與金屬化合物的合計濃度為0.5質量%以上的混合組成物中混合有滿足規定要件的溶媒,而可達成所述課題,從而完成了本發明。本發明為如下所述。
[1] 一種混合組成物,其特徵在於,包括:
至少一個含有三烷基矽烷基的分子鏈與至少一個水解性基鍵結於矽原子的有機矽化合物(a);
至少一個水解性基鍵結於金屬原子的金屬化合物(b);以及
20℃下的蒸氣壓為0.032 kPa以上且10 kPa以下並且溶解度參數(solubility parameter,sp)值為11(cal/cm31/2 以下的溶媒(c2),
所述三烷基矽烷基中所含的氫原子可經取代為氟原子,
組成物中的有機矽化合物(a)及金屬化合物(b)的合計量為0.5質量%以上,且
組成物中的所述溶媒(c2)的量為5質量%以上。
[2] 如[1]所述的組成物,其中組成物中的所述溶媒(c2)的量為30質量%以上。
[3] 如[1]或[2]所述的組成物,其混合有20℃下的水的溶解度為231 g/L以上且sp值為20以下的溶媒(c1)。
[4] 如[1]或[2]所述的組成物,其混合有sp值超過11(cal/cm31/2 的溶媒(c1)。
[5] 如[1]或[2]所述的組成物,其混合有選自由異丙醇、乙醇、甲醇及甲基乙基酮所組成的群組中的溶媒(c1)的至少一種。
[6] 如[1]至[5]中任一項所述的組成物,其中組成物中的水分量為0.5質量%以下。
[7] 如[1]至[6]中任一項所述的組成物,其中所述有機矽化合物(a)為下述式(A1)所表示的化合物,
[化1]



[所述式(A1)中,Ra1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈,
多個Aa1 分別獨立地表示水解性基,
Za1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈、含有矽氧烷骨架的基、或含有烴鏈的基,
Ra1 及Za1 中的三烷基矽烷基中所含的氫原子可經取代為氟原子,
x為0或1]。
[8] 如[1]至[7]中任一項所述的組成物,其中所述金屬化合物(b)為下述式(B1)所表示的化合物,
[化2]



[所述式(B1)中,M表示Al、Fe、In、Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr、或Ta,
Zb1 表示含有矽氧烷骨架的基、含有烴鏈的基或氫原子,
多個Ab1 分別獨立地表示水解性基,
m根據金屬原子而表示3~5的整數,
r為0或1]。
[9] 如[1]至[8]中任一項所述的組成物,其中所述有機矽化合物(a)為下述式(A2)所表示的化合物,
[化3]



[所述式(A2)中,
多個Aa1 分別獨立地表示水解性基,
Za1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈、含有矽氧烷骨架的基、或含有烴鏈的基,該三烷基矽烷基中所含的氫原子可經取代為氟原子,
多個Rs1 分別獨立地表示烴基或三烷基矽烷基氧基,該烴基或三烷基矽烷基氧基中所含的氫原子可經取代為氟原子,
多個Rs2 分別獨立地表示碳數1~10的烷基,
Zs1 表示-O-或二價烴基,該二價烴基中所含的-CH2 -可經取代為-O-;
Ys1 表示單鍵或-Si(Rs2 )2 -Ls1 -,該Ls1 表示二價烴基,所述二價烴基中所含的-CH2 -可經取代為-O-;
n1表示1以上的整數,
x為0或1]。
[發明的效果]
根據本發明的混合組成物,所獲得的皮膜的由溫水試驗後的滑落速度評價的耐溫水特性良好。
關於本發明的組成物,有機矽化合物(a)及金屬化合物(b)以合計量計而為0.5質量%以上,並且混合有滿足規定要件的溶媒(c2),因此所獲得的皮膜的耐溫水性良好,較佳為亦可使皮膜的透明性良好。以下,依次對有機矽化合物(a)、金屬化合物(b)、溶媒(c2)進行說明。再者,所述混合組成物亦包含混合後例如於保管過程中進行反應者。
1. 有機矽化合物(a)
本發明的有機矽化合物(a)中,至少一個含有三烷基矽烷基的分子鏈與至少一個水解性基鍵結於矽原子(以下,存在將該矽原子稱為「中心矽原子」的情況)。
所謂含有三烷基矽烷基的分子鏈,是指具有含有三烷基矽烷基的基鍵結於分子鏈的末端而成的結構的一價基,藉由含有三烷基矽烷基的基與分子鏈鍵結,而由本發明的混合組成物形成的皮膜的撥水性提高。另外,藉由存在含有三烷基矽烷基的分子鏈,液滴(水滴等)與該皮膜之間的阻力減低,液滴變得容易移動。即便於將含有三烷基矽烷基的基的烷基取代為氟烷基的情況下,亦可同樣地提高該皮膜界面(表面)的撥水性。
於有機矽化合物(a)中,鍵結於中心矽原子的含有三烷基矽烷基的分子鏈的個數為1以上,較佳為3以下,更佳為2以下,特佳為1。
所述水解性基只要為藉由水解而提供羥基(與矽原子鍵結而成為矽烷醇基)的基即可,例如可較佳地列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等碳數1~6的烷氧基;羥基;乙醯氧基;氯原子;異氰酸酯基等。其中,較佳為碳數1~6的烷氧基,更佳為碳數1~4的烷氧基,進而佳為碳數1~2的烷氧基。
於有機矽化合物(a)中,鍵結於中心矽原子的水解性基的個數為1以上,較佳為2以上,通常較佳為3以下。
對有機矽化合物(a)的中心矽原子,除了鍵結含有三烷基矽烷基的分子鏈、水解性基以外,亦可鍵結含有矽氧烷骨架的基(較佳為元素數比構成含有三烷基矽烷基的分子鏈的分子鏈的元素數少的含有矽氧烷骨架的基)、或含有烴鏈的基(較佳為碳數比構成含有三烷基矽烷基的分子鏈的分子鏈的元素數少的含有烴鏈的含有烴鏈的基)。
所述有機矽化合物(a)具體而言較佳為下述式(A1)所表示的化合物。
[化4]

[所述式(A1)中,Ra1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈,多個Aa1 分別獨立地表示水解性基,Za1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈、含有矽氧烷骨架的基、或含有烴鏈的基,Ra1 及Za1 中的三烷基矽烷基中所含的氫原子可經取代為氟原子,x為0或1。]
Ra1 為含有三烷基矽烷基的分子鏈,如所述般為具有含有三烷基矽烷基的基鍵結於分子鏈的末端而成的結構的一價基。
所述含有三烷基矽烷基的基為包含至少一個三烷基矽烷基的基,較佳為包含兩個以上、進而佳為三個三烷基矽烷基。含有三烷基矽烷基的基較佳為式(s1)所表示的基。
[化5]

式(s1)中,多個Rs1 分別獨立地表示烴基或三烷基矽烷基氧基,該烴基或三烷基矽烷基氧基中所含的氫原子可經取代為氟原子。*表示鍵結鍵。所述式(s1)中,較佳為Rs1 的至少一個為三烷基矽烷基氧基,或Rs1 全部為烷基。
於Rs1 為烴基的情況下,其碳數較佳為1~4,更佳為1~3,進而佳為1~2。於Rs1 為烴基的情況下,較佳為脂肪族烴基,更佳為烷基。作為該烷基,可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基等。多個Rs1 可相同亦可不同,較佳為相同。於Rs1 全部為烴基的情況下(尤其是烷基),三個Rs1 的合計碳數較佳為9以下,更佳為6以下,進而佳為4以下。較佳為三個Rs1 中的至少一個為甲基,更佳為至少兩個為甲基,特佳為三個Rs1 全部為甲基。
作為Rs1 全部為烴基(烷基)的基(三烷基矽烷基),具體而言,可列舉下述式所表示的基等。式中,*表示鍵結鍵。
[化6]

所述式(s1)中,較佳為Rs1 的至少一個為三烷基矽烷基氧基。作為所述三烷基矽烷基氧基,可列舉氧原子與Rs1 全部為烴基(烷基)的基(三烷基矽烷基)的矽原子鍵結的基。所述式(s1)中,較佳為兩個以上的Rs1 為三烷基矽烷基氧基,進而佳為三個Rs1 為三烷基矽烷基氧基。
作為Rs1 的至少一個為三烷基矽烷基氧基的基,可列舉下述式所表示的基。
[化7]

於含有三烷基矽烷基的分子鏈中,含有三烷基矽烷基的基較佳為鍵結於分子鏈的末端(自由端側)、尤其是分子鏈的主鏈(最長直鏈)的末端(自由端側)。
鍵結有含有三烷基矽烷基的基的分子鏈較佳為直鏈狀或分支鏈狀,更佳為直鏈狀。所述分子鏈較佳為包含二烷基矽氧烷鏈,更佳為包含直鏈狀二烷基矽氧烷鏈。另外,包含二烷基矽氧烷鏈的所述分子鏈亦可包含二價烴基。即便分子鏈的一部分為二價烴基,因剩餘部分為二烷基矽氧烷鏈,因此所獲得的皮膜的化學·物理耐久性良好。
所述分子鏈較佳為式(s2)所表示的基。
[化8]

式(s2)中,多個Rs2 分別獨立地表示碳數1~10的烷基。Zs1 表示-O-或二價烴基,該二價烴基中所含的-CH2 -可經取代為-O-。Ys1 表示單鍵或-Si(Rs2 )2 -Ls1 -。Ls1 表示二價烴基,該二價烴基中所含的-CH2 -可經取代為-O-。左側的*表示與中心矽原子的鍵結鍵,右側的*表示與含有三烷基矽烷基的基的鍵結鍵。
Rs2 的碳數較佳為1~4,更佳為1~3,進而佳為1~2。
n1較佳為1~100,更佳為1~80,進而佳為1~60,尤佳為1~45,特佳為1~30。
Zs1 或Ls1 所表示的二價烴基的碳數較佳為1~10,更佳為1~6,進而佳為1~4。所述二價烴基較佳為鏈狀,為鏈狀的情況下,可為直鏈狀、分支鏈狀的任一種。另外,所述二價烴基較佳為二價脂肪族烴基,更佳為烷二基。作為二價烴基,可列舉:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基等。
進而,所述二價烴基中所含的一部分-CH2 -可經取代為-O-。該情況下,連續的兩個-CH2 -不會同時經取代為-O-,與Si原子鄰接的-CH2 -不會經取代為-O-。於兩個以上的-CH2 -經取代為-O-的情況下,-O-與-O-間的碳原子數較佳為2~4,進而佳為2~3。作為二價烴基的一部分經取代為-O-而成的基,具體而言,可例示具有(聚)乙二醇單元的基、具有(聚)丙二醇單元的基等。
於所述式(s2)中,較佳為:Zs1 為-O-,Ys1 為單鍵,即所述分子鏈僅包含二烷基矽烷基氧基的重覆。於二烷基矽氧烷鏈僅包含二烷基矽烷基氧基的重覆的情況下,所獲得的皮膜的化學·物理耐久性良好。
作為含有三烷基矽烷基的分子鏈中所含的分子鏈,可列舉下述式所表示的分子鏈。式中,q1表示1~60的整數,*表示與中心矽原子或含有三烷基矽烷基的基鍵結的鍵結鍵。q1可為與所述n1相同的數值範圍,較佳為1~30的整數。
[化9]

[化10]

[化11]

另外,構成含有三烷基矽烷基的分子鏈的元素的合計數較佳為24以上,更佳為40以上,進而佳為50以上。另外,較佳為5000以下,更佳為4000以下,進而佳為2000以下,尤佳為1200以下,進而尤佳為700以下,特佳為250以下。
含有三烷基矽烷基的分子鏈較佳為下述式(s3)所表示的基。
[化12]

所述式(s3)中,Rs1 、Rs2 、Zs1 、Ys1 、n1與所述Rs1 、Rs2 、Zs1 、Ys1 、n1為相同含義。*表示與中心矽原子的鍵結鍵。
含有三烷基矽烷基的分子鏈較佳為下述式(s3-1)或下述式(s3-2)所表示的基,更佳為下述式(s3-2)所表示的基。
於含有三烷基矽烷基的分子鏈由下述式(s3-1)表示的情況下,更佳為下述式(s3-1-1)所表示的基。
[化13]

式(s3-1)及式(s3-1-1)中,Rs2 、Ys1 、Zs1 、n1與所述Rs2 、Ys1 、Zs1 、n1為相同含義。Rs3 表示碳數1~4的烷基。*表示與中心矽原子的鍵結鍵。
Rs3 所表示的烷基的碳數較佳為1~3,更佳為1~2。另外,式(s3-1)及式(s3-1-1)中,*-Si(Rs3 )3 中所含的Rs3 的合計碳數較佳為9以下,更佳為6以下,進而佳為4以下。進而,較佳為*-Si(Rs3 )3 中所含的Rs3 中的至少一個為甲基,更佳為兩個以上的Rs3 為甲基,特佳為三個Rs3 全部為甲基。
另外,於含有三烷基矽烷基的分子鏈由下述式(s3-2)表示的情況下,更佳為下述式(s3-2-1)所表示的基。
[化13]

式(s3-2)及式(s3-2-1)中,Rs2 、Ys1 、Zs1 、n1與所述Rs2 、Ys1 、Zs1 、n1為相同含義。Rs4 表示碳數1~4的烷基。*表示與中心矽原子的鍵結鍵。
作為含有三烷基矽烷基的分子鏈,可列舉式(s3-I)所表示的基。式(s3-I)中,*表示與中心矽原子的鍵結鍵。
[化15]

[表1]

[表2]

所述式(a1)中,n10較佳為1~30。
其次,對式(A1)中的Aa1 進行說明。多個Aa1 分別獨立地為水解性基,且只要為藉由水解而提供羥基(矽烷醇基)的基即可,例如可較佳地列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等碳數1~4的烷氧基;羥基;乙醯氧基;氯原子;異氰酸酯基等。其中,較佳為碳數1~4的烷氧基,更佳為碳數1~2的烷氧基。
式(A1)中的Za1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈、含有矽氧烷骨架的基、或含有烴鏈的基。於Za1 為含有三烷基矽烷基的分子鏈的情況下,可列舉與所述Ra1 相同者。
另外,於Za1 為含有矽氧烷骨架的基的情況下,所述含有矽氧烷骨架的基為含有矽氧烷單元(Si-O-)的一價基,較佳為由數量比構成Ra1 的含有三烷基矽烷基的分子鏈的元素數少的元素構成。藉此,含有矽氧烷骨架的基成為較含有三烷基矽烷基的分子鏈而言長度短、或立體廣度(體積大小)小的基。含有矽氧烷骨架的基亦可包含二價烴基。
含有矽氧烷骨架的基較佳為下述式(s4)所表示的基。
[化16]

式(s4)中,Rs2 、Zs1 、及Ys1 與所述Rs2 、Zs1 、及Ys1 為相同含義。Rs5 表示烴基或羥基,該烴基中所含的-CH2 -可經取代為-O-,該烴基中所含的氫原子可經取代為氟原子。n3表示0~5的整數。*表示與中心矽原子的鍵結鍵。
作為Rs5 所表示的烴基,可列舉與Rs1 所表示的烴基相同的基,較佳為脂肪族烴基,更佳為烷基。碳數較佳為1~4,更佳為1~3,進而佳為1~2。
n3較佳為1~5,更佳為1~3。
含有矽氧烷骨架的基的元素數的合計較佳為600以下,更佳為500以下,進而佳為350以下,尤佳為100以下,進而更佳為50以下,特佳為30以下,且較佳為10以上。另外,Ra1 的含有三烷基矽烷基的分子鏈與Za1 的含有矽氧烷骨架的基的元素數的差較佳為10以上,更佳為20以上,且較佳為1000以下,更佳為500以下,進而佳為200以下。
作為含有矽氧烷骨架的基,具體而言,可列舉下述式所表示的基。
[化17]

於Za1 為含有烴鏈的基的情況下,較佳為烴鏈部分的碳數比構成含有三烷基矽烷基的分子鏈的分子鏈的元素數少。另外,較佳為烴鏈的最長直鏈的碳數比構成含有三烷基矽烷基的分子鏈的最長直鏈的元素數少。含有烴鏈的基通常僅由烴基(烴鏈)構成,視需要亦可為該烴鏈的一部分亞甲基(-CH2 -)經取代為氧原子而成的基。另外,與Si原子鄰接的亞甲基(-CH2 -)不會經取代為氧原子,另外,連續的兩個亞甲基(-CH2 -)亦不會同時經取代為氧原子。
再者,所謂烴鏈部分的碳數,於未經氧取代型的含有烴鏈的基的情況下,是指構成烴基(烴鏈)的碳原子的數量,於經氧取代型的含有烴鏈的基的情況下,是指將氧原子假定為亞甲基(-CH2 -)並進行計數而得的碳原子的數量。
以下,只要並無特別說明,則以未經氧取代型的含有烴鏈的基(即一價烴基)為例而對含有烴鏈的基進行說明,於任一說明中,均可將其亞甲基(-CH2 -)中的一部分取代為氧原子。
關於所述含有烴鏈的基,於其為烴基的情況下,碳數較佳為1以上且3以下,更佳為1。另外,所述含有烴鏈的基可為分支鏈亦可為直鏈。所述含有烴鏈的基較佳為含有飽和或不飽和的脂肪族烴鏈的基,更佳為含有飽和脂肪族烴鏈的基。作為所述含有飽和脂肪族烴鏈的基,更佳為飽和脂肪族烴基。飽和脂肪族烴基例如包含甲基、乙基、丙基等。
於飽和脂肪族烴基的一部分亞甲基(-CH2 -)經取代為氧原子的情況下,具體而言,可例示具有(聚)乙二醇單元的基等。
式(A1)中的x為0或1,較佳為0。
Aa1 所表示的水解性基如作為所述有機矽化合物(a)所具有的水解性基而說明般,為藉由水解而提供羥基(與矽原子鍵結而成為矽烷醇基)的基,可採用所述例示者。
式(A1)所表示的有機矽化合物(a)較佳為下述式(A2)所表示的化合物。
[化18]

所述式(A2)中,Rs1 、Rs2 、Zs1 、Ys1 、n1、Aa1 、Za1 、x分別與所述Rs1 、Rs2 、Zs1 、Ys1 、n1、Aa1 、Za1 、x為相同含義。
所述式(A2)所表示的有機矽化合物(a)較佳為由下述式(A2-1)或下述式(A2-2)表示,更佳為由下述式(A2-2)表示。
於所述式(A2)所表示的有機矽化合物(a)由下述式(A2-1)表示的情況下,更佳為式(A2-1-1)所表示的化合物。
[化19]

所述式(A2-1)及所述式(A2-1-1)中,Rs2 、Rs3 、Ys1 、Zs1 、n1、Aa1 與所述Rs2 、Rs3 、Ys1 、Zs1 、n1、Aa1 為相同含義。
於所述式(A2)所表示的有機矽化合物(a)為下述式(A2-2)所表示的化合物的情況下,更佳為下述式(A2-2-1)所表示的化合物。
[化20]

所述式(A2-2)及所述式(A2-2-1)中,Rs2 、Rs4 、Ys1 、Zs1 、n1、Aa1 與所述Rs2 、Rs4 、Ys1 、Zs1 、n1、Aa1 為相同含義。
所述式(A2)所表示的有機矽化合物(a)具體可列舉式(A-I)所表示的化合物。
[化21]

[表3-1]

所述表3-1的(A-I-1)~(A-I-25)中的n10較佳為均為1~30。
[表3-2]

所述表3-2的(A-I-26)~(A-I-50)中的n10較佳為均為1~30。
[表4-1]

[表4-2]

所述表4-1及表4-2中,(A-I-51)~(A-I-100)中的n10較佳為均為1~30。
所述(A-I)式中,更佳為(A-I-26)所表示的化合物。即,作為式(A2)所表示的有機矽化合物(a),較佳為下述式所表示的化合物。
[化22]

所述式(A-I-26)中,n10為1~60,較佳為1~50,更佳為1~30。
作為所述有機矽化合物(a)的合成方法的例子,可列舉日本專利特開2017-201009號公報中記載的方法。
於組成物100質量%中,有機矽化合物(a)的量例如為0.2質量%以上,更佳為0.3質量%以上,且較佳為3.0質量%以下,更佳為2.0質量%以下。所述有機矽化合物(a)的量較佳為組成物的製備時的調配量及根據組成物的分析結果來算出的值的任一者滿足所述範圍。再者,於本說明書中,於記載各成分的量、質量比或莫耳比的範圍的情況下,與所述同樣地較佳為組成物的製備時的調配量及根據組成物的分析結果來算出的值的任一者滿足該範圍。
本發明的混合組成物亦可使用兩種以上的有機矽化合物(a)。另外,有機矽化合物(a)於組成物中亦可為縮合物。
2. 金屬化合物(b)
金屬化合物(b)為至少一個水解性基鍵結於金屬原子(以下,存在稱為金屬原子M的情況)的化合物。作為金屬化合物(b)的金屬原子M,只要為可與烷氧基鍵結而形成金屬醇鹽的金屬原子即可,本說明書中的金屬原子以亦包含Si、Ge等半金屬的含義使用。具體可列舉:Al、Fe、In等三價金屬;Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr等四價金屬;Ta等五價金屬等,較佳為三價金屬或四價金屬。更佳為Al等三價金屬或Si、Ti、Zr、Sn等四價金屬,進而佳為Al、Si、Ti、Zr,最佳為Si。
作為金屬化合物(b)的水解性基,可列舉與所述有機矽化合物(a)中所列舉的水解性基相同者,較佳為碳數1~4的烷氧基,更佳為碳數1~2的烷氧基。有機矽化合物(a)與金屬化合物(b)的水解性基可相同亦可不同,較佳為均為碳數1~4的烷氧基。
於金屬化合物(b)的金屬原子M中,對鍵結有水解性基的鍵結鍵以外的鍵結鍵可鍵結:可與所述有機矽化合物(a)的中心矽原子鍵結的含有矽氧烷骨架的基(較佳為元素數比構成有機矽化合物(a)的含有三烷基矽烷基的分子鏈的分子鏈的元素數少的含有矽氧烷骨架的基);可與所述有機矽化合物(a)的中心矽原子鍵結的含有烴鏈的基(較佳為碳數比構成有機矽化合物(a)的含有三烷基矽烷基的分子鏈的分子鏈的元素數少的含有烴鏈的含有烴鏈的基);氫原子,可自所述有機矽化合物(a)中說明的範圍中適宜選擇,其鍵結數較佳為1以下,特佳為0。
於金屬化合物(b)中,水解性基的個數較佳為2以上,更佳為3以上,進而佳為4以下。
作為金屬化合物(b),可列舉:僅具有水解性基的化合物;具有含有矽氧烷骨架的基與水解性基的化合物;具有兩個含有矽氧烷骨架的基與水解性基的化合物;具有含有烴鏈的基與水解性基的化合物;具有兩個含有烴鏈的基與水解性基的化合物;具有氫原子與水解性基的化合物;具有氫原子、含有烴鏈的基及水解性基的化合物等。
作為僅具有水解性基的化合物,可列舉:四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷等四烷氧基矽烷;三乙氧基鋁、三丙氧基鋁、三丁氧基鋁等三烷氧基鋁;三乙氧基鐵等三烷氧基鐵;三甲氧基銦、三乙氧基銦、三丙氧基銦、三丁氧基銦等三烷氧基銦;四甲氧基鉿、四乙氧基鉿、四丙氧基鉿、四丁氧基鉿等四烷氧基鉿;四甲氧基鈦、四乙氧基鈦、四丙氧基鈦、四丁氧基鈦等四烷氧基鈦;四甲氧基錫、四乙氧基錫、四丙氧基錫、四丁氧基錫等四烷氧基錫;四甲氧基鋯、四乙氧基鋯、四丙氧基鋯、四丁氧基鋯等四烷氧基鋯;五甲氧基鉭、五乙氧基鉭、五丙氧基鉭、五丁氧基鉭等五烷氧基鉭等。
作為具有含有矽氧烷骨架的基與水解性基的化合物,可列舉:三甲基矽烷基氧基三甲氧基矽烷、三甲基矽烷基氧基三乙氧基矽烷、三甲基矽烷基氧基三丙氧基矽烷等三甲基矽烷基氧基三烷氧基矽烷等。
作為具有兩個含有矽氧烷骨架的基與水解性基的化合物,可列舉:二(三甲基矽烷基氧基)二甲氧基矽烷、二(三甲基矽烷基氧基)二乙氧基矽烷、二(三甲基矽烷基氧基)二丙氧基矽烷等二(三甲基矽烷基氧基)二烷氧基矽烷等。
作為具有含有烴鏈的基與水解性基的化合物,可列舉: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、甲基三丙氧基矽烷等烷基三烷氧基矽烷;乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等烯基三烷氧基矽烷等。
作為具有兩個含有烴鏈的基與水解性基的化合物,可列舉:二甲基二甲氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷等二烷基二烷氧基矽烷等。
作為具有氫原子與水解性基的化合物,可列舉:三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、三丙氧基矽烷等。
作為具有氫原子、含有烴鏈的基及水解性基的化合物,可列舉:二甲氧基甲基矽烷、二乙氧基甲基矽烷等。
金屬化合物(b)具體而言較佳為下述式(B1)所表示的化合物。
[化23]

[所述式(B1)中,M表示Al、Fe、In、Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr、或Ta,
Zb1 表示含有矽氧烷骨架的基、含有烴鏈的基或氫原子,
多個Ab1 分別獨立地表示水解性基,
m根據金屬原子而表示3~5的整數,
r為0或1]
所述式(B1)中的Zb1 中的含有矽氧烷骨架的基、含有烴鏈的基、及Ab1 的水解性基可自所述有機矽化合物(a)中說明的含有矽氧烷骨架的基、含有烴鏈的基及水解性基中適宜選擇,較佳的範圍亦相同。
m根據金屬原子而表示3~5的整數,即表示金屬原子M的價數。r較佳為0。特佳為:M為Si,r為0,且Ab1 為碳數1~4的烷氧基,即較佳為四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、或四丁氧基矽烷,特佳為四甲氧基矽烷或四乙氧基矽烷。
組成物100質量%中,金屬化合物(b)的量例如為0.3質量%以上,更佳為0.5質量%以上,且較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下。
本發明的混合組成物可使用兩種以上的金屬化合物(b)。另外,金屬化合物(b)於組成物中亦可為縮合物。
相對於組成物100質量%,有機矽化合物(a)與金屬化合物(b)的合計量為0.5質量%以上,較佳為0.8質量%以上,進而佳為1.0質量%以上,且較佳為5質量%以下,更佳為4質量%以下,進而佳為3質量%以下。
金屬化合物(b)相對於有機矽化合物(a)的莫耳比((b)/(a))較佳為5以上,更佳為10以上,進而佳為15以上,且較佳為40以下,更佳為35以下,進而佳為30以下。
3. 溶媒
3-1. 溶媒(c2)
溶媒(c2)的、20℃下的蒸氣壓為0.032 kPa以上且10 kPa以下並且sp值為11(cal/cm31/2 以下。本發明的組成物於組成物中混合有5質量%以上的此種溶媒(c2)。具有此種特性的溶媒(c2)具有如下特徵:與有機矽化合物(a)、金屬化合物(b)等成分的相容性良好、或於成膜時適度地蒸發。藉由該特徵,所獲得的皮膜的膜組成分佈適當,進而殘存溶媒減低,藉此可使耐溫水性良好。
溶媒(c2)的蒸氣壓(20℃)較佳為0.05 kPa以上,更佳為0.1 kPa以上,且較佳為8 kPa以下,更佳為6 kPa以下。尤其於蒸氣壓為6 kPa以下的情況下,皮膜的外觀變良好,並且皮膜剛形成後的滑落性亦良好,例如可將與後述實施例的方法同樣地評價皮膜剛形成後的滑落性時的滑落速度設為10 mm/秒以上。
另外,溶媒(c2)的sp值為11(cal/cm31/2 以下。於本說明書中,sp值(Solubility Parameter,溶解度參數)是藉由「R.F.費多爾(R. F. Fedors),聚合物工程與科學(Polymer Engineering and Science,Polym. Eng. Sci.),14[2],147-154(1974)」中記載的方法而算出的值。費多爾(Fedors)法中,sp值是由內聚能量密度的平方根來定義。具體而言,sp值是由以下的式子來定義。

δ=(ΔE/V)1/2 (1)

所述式(1)中,δ是指sp值((cal/cm31/2 ),ΔE是指內聚能量(cal/mol),V是指溶媒的莫耳分子體積(cm3 /mol)。
費多爾(Fedors)法中,認為所述內聚能量與莫耳分子體積均依存於溶媒中所含的取代基的種類與數量。因此,內聚能量的算出是根據各取代基所具有的內聚能量與分子體積(示於下述表5中)並亦考慮到取代基的個數而算出。
[表5]

例如,於本發明中,作為較佳的溶媒(c2)而使用的乙酸丁酯為具有兩個-CH3 、三個-CH2 -、一個-COO-的溶媒。
乙酸丁酯的內聚能量ΔE算出為

ΔE(cal/mol)=1125×2+1180×3+4300×1。

另外,乙酸丁酯的莫耳分子體積V算出為

V(cm3 /mol)=33.5×2+16.1×3+18×1。

因此,藉由對所述式(1)使用該些值,而可算出乙酸丁酯的sp值為8.70(cal/cm31/2
溶媒(c2)的sp值較佳為10.5(cal/cm31/2 以下,更佳為10(cal/cm31/2 以下,且較佳為5(cal/cm31/2 以上,更佳為6(cal/cm31/2 以上。
溶媒(c2)的大氣壓下的沸點例如為85℃以上,較佳為90℃以上,更佳為100℃以上,且較佳為190℃以下,更佳為180℃以下。
另外,溶媒(c2)的20℃下的水的溶解度例如為230 g/L以下,下限並無特別限定,可為1 g/L以上。
作為溶媒(c2),可列舉:乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸-2-乙氧基乙酯等。
相對於組成物100質量%,溶媒(c2)的量為5質量%以上,如此獲得的皮膜的耐溫水性良好。溶媒(c2)的量較佳為23.0質量%以上,藉由如此設置,可進一步提高耐溫水性。(c2)的量更佳為30質量%以上,進而佳為40質量%以上,尤佳為50質量%以上,特佳為55質量%以上,上限例如為98質量%以下。尤其是藉由將溶媒(c2)的量設為55質量%以上,可使皮膜的外觀良好而較佳。
本發明的混合組成物亦可使用兩種以上的溶媒(c2)。
3-2. 溶媒(c1)
為了使所獲得的皮膜的耐溫水性更良好(較佳為使皮膜的透明性亦良好),本發明的組成物較佳為於混合有溶媒(c2)的同時混合有20℃下的水的溶解度為231 g/L以上且sp值為20以下的溶媒(c1)。溶媒(c1)的20℃下的水的溶解度較佳為250 g/L以上,更佳為300 g/L以上,上限並無特別限定,較佳為溶媒(c1)與水可以任意的比例混合。溶媒(c1)的sp值較佳為18(cal/cm31/2 以下,更佳為16(cal/cm31/2 以下,且較佳為超過11(cal/cm31/2
溶媒(c1)的大氣壓下的沸點例如小於85℃,較佳為83℃以下,下限例如為60℃以上。
作為溶媒(c1),可列舉:異丙醇、乙醇、甲醇、甲基乙基酮等。
相對於組成物100質量%,溶媒(c1)的量較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,進而佳為5質量%以上,且較佳為50質量%以下,更佳為45質量%以下,進而佳為40質量%以下。
溶媒(c2)相對於溶媒(c1)的質量比(c2/c1)較佳為1以上,更佳為3以上,進而佳為10以上,且較佳為45以下,更佳為40以下。
於本發明的組成物中混合有溶媒(c1)的情況下,亦可使用兩種以上的溶媒(c1)。
本發明的組成物中亦可混合有溶膠凝膠法中通常使用的酸觸媒、鹼觸媒、有機金屬觸媒的任一種。作為酸觸媒,可列舉:鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸等無機酸;檸檬酸、草酸、乙酸等有機酸。作為鹼觸媒,可列舉:氨、胺類等。作為有機金屬觸媒,可列舉以Al、Fe、Zn、Sn、Zr等金屬元素為中心金屬的有機金屬化合物,可列舉:乙醯丙酮鋁錯合物、乙醯乙酸乙酯鋁錯合物等有機鋁化合物;辛酸鐵等有機鐵化合物;乙醯丙酮化鋅一水合物、環烷酸鋅、辛酸鋅等有機鋅化合物;二丁基錫二乙酸酯錯合物等有機錫化合物等。觸媒較佳為酸觸媒,特佳為乙酸等有機酸觸媒。於組成物100質量%中,觸媒的量例如為0.1質量%~0.5質量%。
另外,本發明的組成物亦可混合有水,水的量若為可均勻地溶解於溶媒中的範圍,則可任意選擇。例如,於組成物100質量%中,較佳為0.5質量%以下。藉由適宜控制水的量,反應液的均勻性提高,而可期待調液再現性提高。水的量較佳為0.3質量%以下,更佳為0.2質量%以下,且亦可為0.01質量%以上。另外,水相對於溶媒(c1)與溶媒(c2)的合計100質量份(於並未使用溶媒(c1)的情況下僅為溶媒(c2)的量)的比例較佳為0.01質量份以上,且較佳為0.3質量份以下。
水的量亦較佳為相對於有機矽化合物(a)與金屬化合物(b)的合計量來進行調整,水的莫耳量相對於有機矽化合物(a)與金屬化合物(b)的合計莫耳量的比較佳為0.1以上,更佳為0.12以上,進而佳為0.2以上,且較佳為10以下,更佳為5以下,進而佳為3以下,特佳為2以下。
本發明的組成物亦可於並不阻礙本發明的效果的範圍內混合有抗氧化劑、防鏽劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、防黴劑、抗菌劑、生物附著防止劑、除臭劑、顏料、阻燃劑、抗靜電劑等各種添加劑。
本發明的混合組成物的製作順序例如為如下所述。首先,使有機矽化合物(a)與金屬化合物(b)溶解於溶媒中。此時,較佳為攪拌5分鐘~30分鐘左右。繼而,視需要添加觸媒(較佳為酸觸媒)後,攪拌1小時~24小時左右(較佳為一邊以40℃~70℃左右加熱一邊攪拌)。藉此,有機矽化合物(a)及金屬化合物(b)中所含的水解性基的一部分藉由空氣中的水分、或視需要而使用的觸媒中所含的水分等而產生水解·脫水縮合反應。作為溶解有機矽化合物(a)與金屬化合物(b)的溶媒(以下,存在稱為「反應溶媒」的情況),較佳為使用所述(c1)溶媒。藉由使用(c1)溶媒,可製備均勻的溶液。進而,對所獲得的溶液添加所述溶媒(c2)並進行稀釋,從而製作塗佈溶液(本發明的混合組成物)。藉由對塗佈溶液混合溶媒(c2),可適當調整塗佈於基材後的溶媒的揮發,所獲得的皮膜的透明性及耐溫水性良好。稀釋溶媒只要混合有溶媒(c2),則亦可混合其他溶媒,稀釋溶媒亦可混合有溶媒(c2)與溶媒(c1)。
另外,作為使本發明的混合組成物與基材接觸的方法,例如可列舉:將組成物塗佈於基材的方法,可列舉:旋塗法、浸塗法、噴塗法、輥塗法、棒塗法、手工塗佈(使液體滲入至布等中並塗抹於基材的方法)、沖流(使用滴管等將液體直接施加至基材並進行塗佈的方法)、噴霧(使用噴霧而對基材進行塗佈的方法)等。於使本發明的混合組成物與基材接觸的狀態下,在空氣中、常溫下靜置(例如,0.5小時~48小時,較佳為10小時~48小時)、或者加熱(例如,300℃以下)1小時~10小時左右,藉此促進水解性基的水解·縮聚,從而可於基材上形成皮膜。
由本發明的混合組成物形成的皮膜的膜厚亦取決於塗佈方法,例如可為0.5 nm~100 nm左右。另外,關於該皮膜,利用後述實施例的方法評價的水滴的接觸角例如為95°~110°(較佳為98°~108°)。另外,利用後述實施例的方法評價的皮膜的霧度例如為1.4%以下,較佳為1.0%以下,更佳為0.8%以下,進而佳為0.6%以下,特佳為0.3%以下。下限並無特別限定,例如為0.01%左右。進而,利用後述方法評價的溫水試驗後的皮膜的水滴的接觸角例如為95°~113°(較佳為98°~110°)。另外,溫水試驗後的皮膜的滑落速度例如為5 mm/秒以上,較佳為10 mm/秒以上,更佳為15 mm/秒以上,進而佳為20 mm/秒以上,上限並無特別限定,例如為100 mm/秒以下。
接觸本發明的混合組成物的基材並無特別限定,基材的形狀可為平面、曲面的任一種,亦可為將多個面組合而成的三維結構。另外,基材的材質亦無限定,可由有機系材料、無機系材料的任一種構成。作為所述有機系材料,可列舉:丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯酸-苯乙烯共聚樹脂、纖維素樹脂、聚烯烴樹脂等熱塑性樹脂;酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯、矽酮樹脂、胺基甲酸酯樹脂等熱硬化性樹脂等,作為無機系材料,可列舉:陶瓷;玻璃;鐵、矽、銅、鋅、鋁等金屬;包含所述金屬的合金等。
亦可對所述基材預先實施易接著處理。作為易接著處理,可列舉:電暈處理、電漿處理、紫外線處理等親水化處理。另外,亦可使用利用樹脂、矽烷偶合劑、四烷氧基矽烷等的底塗處理。另外,亦可實施利用樹脂、矽烷偶合劑、四烷氧基矽烷等的底塗處理,亦可對基材預先塗佈聚矽氮烷等玻璃皮膜。
[實施例]
以下,列舉實施例對本發明更具體地進行說明。本發明不受以下實施例的限制,當然亦可於適合於所述、後述的主旨的範圍內適當施加變更來實施,並且該些均包含於本發明的技術範圍內。
以下的實施例及比較例是利用下述方法進行評價。
(1)接觸角的測定
使用接觸角測定裝置(DM700,協和界面科學公司製造),並利用液滴法(分析方法:θ/2法,水滴量:3.0 μL)來測定皮膜表面的接觸角。
(2)霧度的測定
使用霧度計HZ-2(須賀(Suga)試驗機)並利用D65光源(平均日光)來測定皮膜表面的霧度(haze)。
(3)耐溫水性試驗
將試樣於70℃的離子交換水中浸漬12小時,並與所述(1)同樣地測定接觸角,並且藉由對皮膜表面滴加水滴時的滑落速度來評價水滴的滑落性。滑落速度是藉由如下方式而算出:使用接觸角測定裝置(DM700,協和界面科學公司製造)對傾斜為20°的基板上的皮膜表面滴加50 μL的水滴,測定水滴自初期滴加位置滑落1.5 cm的時間。
實施例1
使所述式(A-I-26)中的n10的平均值為24的化合物(1)0.29 g、四乙氧基矽烷0.71 g溶解於異丙醇2.13 g中。對所獲得的溶液滴加作為觸媒的乙酸0.0008 g與水0.14 g後,於65℃下攪拌4小時,製作試樣溶液。利用乙酸丁酯66.88 g對所述試樣溶液1進行稀釋,製作塗佈溶液1。
利用旋塗機(三笠(MIKASA)公司製造)以轉數3000 rpm、20 sec的條件將塗佈溶液1於進行了電漿處理的無鹼玻璃(益格(EAGLE)XG)上製膜後,進行200℃、3 h的熱處理而獲得樣品。
實施例2
利用乙酸-2-乙氧基乙酯74.10 g對所述試樣溶液進行稀釋而製作塗佈溶液2,除此以外,與實施例1同樣地於基材上形成皮膜。
實施例3
將所述試樣溶液製作時的攪拌時間設為6小時並利用異丙醇23.74 g與乙酸-2-乙氧基乙酯44.46 g的混合液對試樣溶液進行稀釋而製作塗佈溶液3,除此以外,與實施例1同樣地於基材上形成皮膜。
實施例4
將所述試樣溶液製作時的攪拌時間設為6小時並利用異丙醇11.87 g與乙酸-2-乙氧基乙酯59.28 g的混合液對試樣溶液進行稀釋而製作塗佈溶液4,除此以外,與實施例1同樣地於基材上形成皮膜。
實施例5
使所述式(A-I-26)中的n10的平均值為24的化合物(1)0.21 g、四乙氧基矽烷0.53 g溶解於異丙醇1.49 g中,並於室溫下攪拌20分鐘。對所獲得的溶液滴加作為觸媒的乙酸0.0008 g與水0.14 g後,於室溫下攪拌4小時,製作試樣溶液。利用乙酸-2-乙氧基乙酯55.58 g對所述試樣溶液進行稀釋,製作塗佈溶液5。與實施例1同樣地將塗佈溶液5塗佈於基材上,從而於基材上形成皮膜。
實施例6
將所述試樣溶液製作時的攪拌時間設為6小時並利用異丙醇8.90 g與乙酸-2-乙氧基乙酯44.46 g的混合液對試樣溶液進行稀釋而製作塗佈溶液6,除此以外,與實施例5同樣地於基材上形成皮膜。
實施例7
使所述式(A-I-26)中的n10的平均值為24的化合物(1)0.22 g、四乙氧基矽烷0.55 g溶解於異丙醇1.34 g中,並於室溫下攪拌20分鐘。對所獲得的溶液滴加作為觸媒的乙酸0.0008 g與水0.14 g後,於室溫下攪拌6小時,製作試樣溶液。利用乙酸-2-乙氧基乙酯55.58 g對所述試樣溶液進行稀釋,製作塗佈溶液7。與實施例1同樣地將塗佈溶液7塗佈於基材上,從而於基材上形成皮膜。
實施例8
使所述式(A-I-26)中的n10的平均值為24的化合物(1)0.29 g、四乙氧基矽烷0.71 g溶解於異丙醇2.13 g中,並於室溫下攪拌20分鐘。對所獲得的溶液滴加作為觸媒的乙酸0.0008 g與水0.14 g後,於室溫下攪拌4小時,製作試樣溶液。利用乙酸異丙酯66.88 g對所述試樣溶液進行稀釋,製作塗佈溶液8。與實施例1同樣地將塗佈溶液8塗佈於基材上,從而於基材上形成皮膜。
實施例9
將所述試樣溶液製作時的混合時間設為6小時並利用異丙醇29.68 g與乙酸-2-乙氧基乙酯37.05 g的混合液對試樣溶液進行稀釋而製作塗佈溶液9,除此以外,與實施例8同樣地於基材上形成皮膜。
實施例10
將所述試樣溶液製作時的混合時間設為6小時並利用異丙醇47.48 g與乙酸-2-乙氧基乙酯14.82 g的混合液對試樣溶液進行稀釋而製作塗佈溶液10,除此以外,與實施例8同樣地於基材上形成皮膜。
實施例11
使所述式(A-I-26)中的n10的平均值為24的化合物(1)0.43 g、四乙氧基矽烷0.38 g溶解於異丙醇2.04 g中,並於室溫下攪拌20分鐘。對所獲得的溶液滴加作為觸媒的乙酸0.0008 g與水0.14 g後,於室溫下攪拌4小時,製作試樣溶液。利用乙酸-2-乙氧基乙酯84.90 g對所述試樣溶液進行稀釋,製作塗佈溶液11。與實施例1同樣地將塗佈溶液11塗佈於基材上,從而於基材上形成皮膜。
實施例12
代替乙酸-2-乙氧基乙酯84.90 g而使用乙酸-2-甲氧基-1-甲基乙酯84.39 g來製作塗佈溶液12,除此以外,與實施例11同樣地於基材上形成皮膜。
實施例13
使所述式(A-I-26)中的n10的平均值為45的化合物(2)0.53 g、四乙氧基矽烷0.29 g溶解於異丙醇2.07 g中,並於室溫下攪拌20分鐘。對所獲得的溶液滴加作為觸媒的乙酸0.0006 g與水0.10 g後,於室溫下攪拌4小時,製作試樣溶液。利用乙酸-2-乙氧基乙酯84.90 g對所述試樣溶液進行稀釋,製作塗佈溶液13。與實施例1同樣地將塗佈溶液13塗佈於基材上,從而於基材上形成皮膜。
實施例14
代替乙酸-2-乙氧基乙酯84.90 g而使用乙酸-2-甲氧基-1-甲基乙酯84.39 g來製作塗佈溶液14,除此以外,與實施例13同樣地於基材上形成皮膜。
實施例15
使所述式(A-I-26)中的n10的平均值為45的化合物(2)0.28 g、四乙氧基矽烷0.54 g溶解於異丙醇2.01 g中,並於室溫下攪拌20分鐘。對所獲得的溶液滴加作為觸媒的乙酸0.0011 g與水0.18 g後,於室溫下攪拌4小時,製作試樣溶液。利用乙酸-2-乙氧基乙酯84.90 g對所述試樣溶液進行稀釋,製作塗佈溶液15。與實施例1同樣地將塗佈溶液15塗佈於基材上,從而於基材上形成皮膜。
實施例16
代替乙酸-2-乙氧基乙酯84.90 g而使用乙酸-2-甲氧基-1-甲基乙酯84.39 g來製作塗佈溶液16,除此以外,與實施例15同樣地於基材上形成皮膜。
比較例1
使所述式(A-I-26)中的n10的平均值為24的化合物(1)0.29 g、四乙氧基矽烷0.71 g溶解於異丙醇2.13 g中,並於室溫下攪拌20分鐘。對所獲得的溶液滴加作為觸媒的乙酸0.17 g與水0.02 g後,於室溫下攪拌4小時,製作試樣溶液。利用乙酸-2-丁氧基乙酯71.44 g對所述試樣溶液進行稀釋,製作塗佈溶液a。與實施例1同樣地將塗佈溶液a塗佈於基材上,從而於基材上形成皮膜。
比較例2
利用1-辛醇62.62 g對試樣溶液進行稀釋而製作塗佈溶液b,除此以外,與比較例1同樣地於基材上形成皮膜。
比較例3
利用異丙醇59.36 g對試樣溶液進行稀釋而製作塗佈溶液c,除此以外,與比較例1同樣地於基材上形成皮膜。
將結果示於表6-1、表6-2及表7中。另外,將實施例及比較例中使用的溶媒的物性示於表8中。
[表6-1]

[表6-2]

[表7]

[表8]

※1 以任意比例混合
※2 關於乙酸異丙酯的水的溶解度,示出27℃下的值
※3 關於1-辛醇的水的溶解度,示出25℃下的值
由如下組成物形成的實施例1~實施例16的皮膜的溫水試驗後的水滴的滑落性良好,所述組成物於組成物中混合有5質量%以上的20℃下的蒸氣壓為0.032 kPa以上且10 kPa以下並且sp值為11(cal/cm31/2 以下的溶媒(c2)。相對於此,由並未混合溶媒(c2)的組成物形成的比較例1~比較例3的皮膜為溫水試驗後的滑落性差的結果。
[產業上的可利用性]
由本發明的混合組成物獲得的皮膜的撥水性、耐磨耗性、耐硫酸性及耐溫水性優異。因此,作為觸控面板顯示器等顯示裝置、光學元件、半導體元件、建築材料、汽車零件、奈米壓印技術等中的基材而有用。進而,可適宜作為電車、汽車、船舶、飛機等運輸機器中的主體、窗玻璃(前玻璃、側玻璃、後玻璃)、後視鏡(mirror)、減震器(bumper)等物品而使用。另外,亦可用於建築物外壁、帳篷(tent)、太陽光發電模組、隔音板、混凝土等戶外用途中。亦可用於漁網、捕蟲網、水槽等中。進而,亦可用於廚房、浴室、盥洗台、鏡子、洗手間周圍的各構件的物品、吊燈(chandelier)、瓷磚(tile)等陶瓷器、人工大理石、空調等各種室內設備中。另外,亦可作為工廠內的夾具或內壁、配管等的防污處理來使用。對於護目鏡(goggle)、眼鏡、防護帽(helmet)、柏青哥(Pachinko)、纖維、傘、玩具、足球等而言亦適宜。進而,亦可作為食品用包裝材、化妝品用包裝材、罐(pot)內部等各種包裝材料的附著防止劑而使用。

Claims (9)

  1. 一種混合組成物,其特徵在於,包括: 至少一個含有三烷基矽烷基的分子鏈與至少一個水解性基鍵結於矽原子的有機矽化合物(a); 至少一個水解性基鍵結於金屬原子的金屬化合物(b);以及 20℃下的蒸氣壓為0.032 kPa以上且10 kPa以下並且溶解度參數值(sp)為11(cal/cm31/2 以下的溶媒(c2), 所述三烷基矽烷基中所含的氫原子可經取代為氟原子, 所述組成物中的有機矽化合物(a)及金屬化合物(b)的合計量為0.5質量%以上,且 所述組成物中的所述溶媒(c2)的量為5質量%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的組成物,其中所述組成物中的所述溶媒(c2)的量為30質量%以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的組成物,其混合有20℃下的水的溶解度為231 g/L以上且溶解度參數值為20(cal/cm31/2 以下的溶媒(c1)。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的組成物,其混合有溶解度參數值超過11(cal/cm31/2 的溶媒(c1)。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的組成物,其混合有選自由異丙醇、乙醇、甲醇及甲基乙基酮所組成的群組中的溶媒(c1)的至少一種。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的組成物,其中組成物中的水分量為0.5質量%以下。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的組成物,其中所述有機矽化合物(a)為下述式(A1)所表示的化合物, [所述式(A1)中,Ra1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈, 多個Aa1 分別獨立地表示水解性基, Za1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈、含有矽氧烷骨架的基、或含有烴鏈的基, Ra1 及Za1 中的三烷基矽烷基中所含的氫原子可經取代為氟原子, x為0或1]。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的組成物,其中所述金屬化合物(b)為下述式(B1)所表示的化合物, [所述式(B1)中,M表示Al、Fe、In、Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr、或Ta, Zb1 表示含有矽氧烷骨架的基、含有烴鏈的基或氫原子, 多個Ab1 分別獨立地表示水解性基, m根據金屬原子而表示3~5的整數, r為0或1]。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的組成物,其中所述有機矽化合物(a)為下述式(A2)所表示的化合物, [所述式(A2)中, 多個Aa1 分別獨立地表示水解性基, Za1 表示含有三烷基矽烷基的分子鏈、含有矽氧烷骨架的基、或含有烴鏈的基,所述三烷基矽烷基中所含的氫原子可經取代為氟原子, 多個Rs1 分別獨立地表示烴基或三烷基矽烷基氧基,所述烴基或三烷基矽烷基氧基中所含的氫原子可經取代為氟原子, 多個Rs2 分別獨立地表示碳數1~10的烷基, Zs1 表示-O-或二價烴基,所述二價烴基中所含的-CH2 -可經取代為-O-; Ys1 表示單鍵或-Si(Rs2 )2 -Ls1 -,所述Ls1 表示二價烴基,所述二價烴基中所含的-CH2 -可經取代為-O-; n1表示1以上的整數, x為0或1]。
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