TW202104354A - 含有氟聚醚基之化合物 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題為提供一種含氟烷基的化合物,其可用於形成具有良好摩擦耐久性的表面處理層。
為了解決上述課題,本發明之含有氟聚醚基之化合物為以下式(1)或(2)所示之含有氟聚醚基之化合物[式中,RSi係以式(S1)所示,各符號如說明書所記載]。
RF1-X-RSi (1)
RSi-X-RF2-X-RSi (2)
-SiRa1 2Rb1 (S1)
Description
本揭示係關於含有氟聚醚基之化合物。
已知一種含氟矽烷化合物,若用於基材的表面處理,可提供優良的撥水性、撥油性、防污性等。由含有含氟矽烷化合物的表面處理劑所得之層(以下亦稱為「表面處理層」),作為所謂的機能性薄膜而實施在例如玻璃、塑膠、纖維、建材等各式各樣的基材上。
作為這樣的含氟化物,已知一種在分子主鏈上具有氟聚醚基、在分子末端或末端部具有鍵結於Si原子的可水解之基的含有氟聚醚基的矽烷化合物(專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-327772號公報
作為如上述之表面處理層,要求其具有良好摩擦耐久性。
本揭示提供以下的[1]至[18]。
[1]一種含有氟聚醚基之化合物,其係以下式(1)或(2)所示:
RF1-X-RSi (1)
RSi-X-RF2-X-RSi (2)
[式中:
RF1為Rf1-RF-Oq-;
RF2為-Rf2 p-RF-Oq-;
Rf1為可由1個以上的氟原子取代的C1-16烷基;
Rf2為可由1個以上的氟原子取代的C1-6伸烷基;
RF在每次出現時分別獨立地為如下之式所示之基:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3RFa 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-;
a、b、c、d、e及f分別獨立地為0至200的整數,且a、b、c、d、e及f的和為1以上。標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者;
RFa在每次出現時分別獨立地為氫原子、氟原子或氯原子;
p為0或1;
q獨立地為0或1;
X在每次出現時分別獨立地為如下之式所示之基:
-Rz1-O-Rz2-;
Rz1在每次出現時分別獨立地為-(CH2)z1-所示之基;
Rz2在每次出現時分別獨立地為可由1個以上的包含氮原子、氧原子、硫原子或矽原子的C1-6的烷基或環烷基或全氟烷基取代的-(CH2)z2-所示之基;
z1在每次出現時分別獨立地為0至20的整數;
z2在每次出現時分別獨立地為0至20的整數;
RSi在每次出現時分別獨立地為如下之式所示之基:
-SiRa1 2Rb1 (S1);
Ra1為-Z1-SiR22 q1R23 r1;
Z1在每次出現時分別獨立地為氧原子或2價之有機基;
R22在每次出現時分別獨立地為羥基或可水解之基;
R23在每次出現時分別獨立地為氫原子或1價之有機基;
q1在每次出現時分別獨立地為1至3的整數;
r1在每次出現時分別獨立地為0至2的整數;
Rb1較佳為C1-6烷基]。
[2]如[1]所述之含有氟聚醚基之化合物,其中z1在每次出現時分別獨立地為1至20的整數,且z2在每次出現時分別獨立地為1至20的整數。
[3]如[1]或[2]所述之含有氟聚醚基之化合物,其中Z1在每次出現時分別獨立地為2價之有機基。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中Z1在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中q1為2或3。
[6]如[1]至[5]中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中RFa為氟原子。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中RF在每次出現時分別獨立,係以下式(f1)、(f2)、(f3)、(f4)或(f5)所示之基:
-(OC3F6)d- (f1)
[式中,d為1至200的整數];
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)
[式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下的整數;
c、d、e及f的和為2以上,
標註c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者];
-(R6-R7)g- (f3)
[式中,R6為OCF2或OC2F4,
R7為選自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12之基,或者為從此等之基獨立選擇的2或3個基的組合,
g為2至100的整數];
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f4)
[式中,e為1以上200以下的整數,a、b、c、d及f分別獨立地為0以上200以下的整數,且a、b、c、d、e及f的和至少為1,又,標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者];
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f5)
[式中,f為1以上200以下的整數,a、b、c、d及e分別獨立地為0以上200以下的整數,且a、b、c、d、e及f的和至少為1,又,標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者]。
[8]如[1]至[7]中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中RF的數量平均分子量在6,000至30,000的範圍。
[9]如[1]至[8]中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中RF為以式(f2)所示之基:
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)
[式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下的整數;
c、d、e及f的和為2以上,
標註c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者]。
[10]如[1]至[9]中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中e相對於f的比未達1.0。
[11]一種表面處理劑,包含如[1]至[10]中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物。
[12]如[11]所述之表面處理劑,其更含有選自含氟油、聚矽氧油及觸媒之中的1種以上的其他成分。
[13]如[11]或[12]所述之表面處理劑,其更包含溶劑。
[14]如[11]至[13]中任一項所述之表面處理劑,其作為防污性塗佈劑或防水性塗佈劑使用。
[15]如[11]至[14]中任一項所述之表面處理劑,其用於真空蒸鍍。
[16]一種顆粒,含有如[11]至[15]中任一項所述之表面處理劑。
[17]一種物品,包含基材、以及由如[1]至[10]中任一項所述之化合物或如[11]至[15]中任一項所述之表面處理劑在該基材表面上所形成之層。
[18]如[17]之物品,其係光學構件。
根據本揭示,可提供一種含有氟聚醚基之化合物,其可用於形成具有良好摩擦耐久性的表面處理層。
於本說明書使用時,「1價之有機基」係指含碳的1價之基。
作為1價之有機基,雖未特別限定,但可為烴基或其衍生物。烴基的衍生物,係指烴基的末端或分子鏈中具有1個以上的N、O、S、Si、醯胺、磺醯基、矽氧烷、羰基、羰氧基等基。
於本說明書使用時,作為「2價之有機基」,雖未特別限定,但可舉出進一步使1個氫原子從烴基脫離的2價之基。
於本說明書使用時,「烴基」係指包含碳及氫的基,其係使1個氫原子從分子脫離而成的基。作為此烴基,雖未特別限定,但可列舉:可由1個以上的取代基取代的碳原子數1至20的烴基,例如脂肪族烴基、芳香族烴基等。上述「脂肪族烴基」為直鏈狀、支鏈狀或環狀的任一者,亦可為飽和或不飽和的任一者。又,烴基亦可包含1個以上的環結構。另外,此烴基,亦可在其末端或分子鏈中,具有1個以上的N、O、S、Si、醯胺、磺醯基、矽氧烷、羰基、羰氧基等。
於本說明書使用時,作為「烴基」的取代基,雖未特別限定,但可列舉例如:鹵素原子;亦可由1個以上的鹵素原子取代的選自C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-10環烷基、C3-10不飽和環烷基、5至10員的雜環基、5至10員的不飽和雜環基、C6-10芳基及5至10員的雜芳基之中的1個以上之基。
本說明書中,烷基及苯基,只要未特別記載,則可為未取代,亦可為經過取代。作為該基的取代基,雖未特別限定,但可列舉例如:選自鹵素原子、C1-6烷基、C2-6烯基及C2-6炔基之中的1個以上之基。
本說明書中,「可水解之基」,於本說明書使用時,係指可接受水解反應的基,亦即係指可藉由水解反應而從化合物的主骨架脫離之基。作為可水解之基的例子,可列舉:-ORh、-OCORh、-O-N=CRh 2、-NRh 2、-NHRh、鹵素(此等式中,Rh表示取代或未取代的C1-4烷基)等。
本揭示的含有氟聚醚基之化合物係以下式(1)或(2)所示之化合物。
RF1-X-RSi (1)
RSi-X-RF2-X-RSi (2)
上述式(1)中,RF1在每次出現時分別獨立地為Rf1-RF-Oq-。
上述式(2)中,RF2為-Rf2 p-RF-Oq-。
上述式中,Rf1在每次出現時分別獨立地為可由1個以上的氟原子取代的C1-16烷基。
上述可由1個以上的氟原子取代的C1-16烷基中的「C1-16烷基」可為直鏈,亦可為支鏈,較佳為直鏈或支鏈的C1-6烷基,尤其是C1-3烷基,更佳為直鏈的C1-6烷基,尤其是C1-3烷基。
上述Rf1較佳為由1個以上的氟原子取代的C1-16烷基,更佳為CF2H-C1-15全氟伸烷基,再佳為C1-16全氟烷基。
上述C1-16全氟烷基可為直鏈,亦可為支鏈,較佳為直鏈或支鏈的C1-6全氟烷基,尤其是C1-3全氟烷基,更佳為直鏈的C1-6全氟烷基,尤其是C1-3全氟烷基,具體為-CF3、-CF2CF3或-CF2CF2CF3。
上述式中,Rf2為可由1個以上的氟原子取代的C1-6伸烷基。
上述可由1個以上的氟原子取代的C1-6伸烷基中的「C1-6伸烷基」可為直鏈,亦可為支鏈,較佳為直鏈或支鏈的C1-3伸烷基,更佳為直鏈的C1-3伸烷基。
上述Rf2較佳為由1個以上的氟原子取代的C1-6伸烷基,更佳為C1-6全氟伸烷基,再佳為C1-3全氟伸烷基。
上述C1-6全氟伸烷基可為直鏈,亦可為支鏈,較佳為直鏈或支鏈的C1-3全氟伸烷基,更佳為直鏈的C1-3全氟伸烷基,具體為-CF2-、-CF2CF2-或-CF2CF2CF2-。
上述式中,p為0或1。一態樣中,p為0。另一態樣中,p為1。
上述式中,q在每次出現時分別獨立地為0或1。一態樣中,q為0。另一態樣中q為1。
上述式(1)及(2)中,RF在每次出現時分別獨立地為如下之式所示之氟聚醚基。另外,記載為RF的結構,在式(1)中,左側鍵結於Rf1所示之結構,在式(2)中,左側鍵結於Rf2 p所示之結構。
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3RFa 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
[式中:
RFa在每次出現時分別獨立地為氫原子、氟原子或氯原子,
a、b、c、d、e及f分別獨立地為0至200的整數,且a、b、c、d、e及f的和為1以上。標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者]。
RFa較佳為氫原子或氟原子,更佳為氟原子。
a、b、c、d、e及f較佳為分別獨立,其亦可為0至100的整數。
a、b、c、d、e及f的和較佳為5以上,更佳為10以上,亦可為例如15以上或20以上。a、b、c、d、e及f的和較佳為200以下,更佳為100以下,再佳為60以下,亦可為例如50以下或30以下。
此等重複單元可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,較佳為直鏈狀。例如,-(OC6F12)-亦可為-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等,但較佳為-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-。-(OC5F10)-亦可為-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等,但較佳為-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-。-(OC4F8)-亦可為-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-及-(OCF2CF(C2F5))-的任一者,但較佳為-(OCF2CF2CF2CF2)-。-(OC3F6)-(亦即,上述式中,RFa為氟原子)亦可為-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-及-(OCF2CF(CF3))-的任一者,但較佳為-(OCF2CF2CF2)-。又,-(OC2F4)-亦可為-(OCF2CF2)-及-(OCF(CF3))-的任一者,但較佳為-(OCF2CF2)-。
一態樣中,RF在每次出現時分別獨立地為下式(f1)、(f2)、(f3)、(f4)或(f5)所示之基:
-(OC3F6)d- (f1)
[式中,d為1至200的整數];
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)
[式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下的整數;
c、d、e及f的和為2以上,
標註c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者];
-(R6-R7)g- (f3)
[式中,R6為OCF2或OC2F4,
R7為選自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12之基,或者為從此等之基獨立選擇的2或3個基的組合,
g為2至100的整數];
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f4)
[式中,e為1以上200以下的整數,a、b、c、d及f分別獨立地為0以上200以下的整數,且a、b、c、d、e及f的和至少為1,又,標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者];
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f5)
[式中,f為1以上200以下的整數,a、b、c、d及e分別獨立地為0以上200以下的整數,且a、b、c、d、e及f的和至少為1,又,標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者]。
上述式(f1)中,d較佳為5至200,更佳為10至100,再佳為15至50,例如25至35的整數。上述式(f1)較佳為-(OCF2CF2CF2)d-或-(OCF(CF3)CF2)d-所示之基,更佳為-(OCF2CF2CF2)d-所示之基。
上述式(f2)中,e及f分別獨立,較佳為5以上200以下,更佳為10至200的整數。又,c、d、e及f的和較佳為5以上,更佳為10以上,亦可為例如15以上或20以上。一態樣中,上述式(f2)較佳為-
(OCF2CF2CF2CF2)c-(OCF2CF2CF2)d-(OCF2CF2)e-(OCF2)f-所示之基。另一態樣中,式(f2)亦可為-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基。
上述式(f3)中,R6較佳為OC2F4。上述(f3)中,R7較佳為選自OC2F4、OC3F6及OC4F8之基,或者為從此等之基獨立選擇的2或3個基的組合,更佳為選自OC3F6及OC4F8之基。作為從OC2F4、OC3F6及OC4F8獨立選擇的2或3個基的組合,雖未特別限定,但可列舉例如:-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-及-OC4F8OC2F4OC2F4-等。上述式(f3)中,g較佳為3以上,更佳為5以上的整數。上述g較佳為50以下的整數。上述式(f3)中,OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12可為直鏈或支鏈的任一者,較佳為直鏈。此態樣中,上述式(f3)較佳為-(OC2F4-OC3F6)g-或-(OC2F4-OC4F8)g-。
上述式(f4)中,e較佳為1以上100以下,更佳為5以上100以下的整數。a、b、c、d、e及f的和較佳為5以上,更佳為10以上,例如10以上100以下。
上述式(f5)中,f較佳為1以上100以下,更佳為5以上100以下的整數。a、b、c、d、e及f的和較佳為5以上,更佳為10以上,例如10以上100以下。
一態樣中,上述RF為以上述式(f1)所示之基。
一態樣中,上述RF為以上述式(f2)所示之基。
一態樣中,上述RF為以上述式(f3)所示之基。
一態樣中,上述RF為以上述式(f4)所示之基。
一態樣中,上述RF為以上述式(f5)所示之基。
較佳的態樣中,RF為以式(f2)所示之基:
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-。式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下的整數;標註e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者。RF更具體可為-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基。
上述RF中,e相對於f的比(以下稱為「e/f比」)為0.1至10,較佳為0.2至5,更佳為0.2至2,再佳為0.2至1.5,再更佳為0.2至0.85。藉由使e/f比在10以下,藉此可更提升由此化合物所得之硬化層(例如表面處理層)的平滑性、摩擦耐久性及耐化學性(例如,對於人工汗液的耐久性)。e/f比越小,表面處理層的平滑性及摩擦耐久性越提升。另一方面,藉由使e/f比在0.1以上,可更提高化合物的穩定性。e/f比越大,化合物的穩定性更提升。
一態樣中,上述e/f比較佳為0.2至0.95,更佳為0.2至0.9。
一態樣中,上述e/f比較佳為0.20以上且小於1.0,更佳為0.20至0.95,更佳為0.20至0.90,再佳為0.40至0.80,特佳為0.50至0.70。
一態樣中,上述e/f比較佳為0.20至0.80,更佳為0.30至0.70。另一態樣中,e/f比為0.50至0.80。
一態樣中,耐熱性的觀點來看,上述e/f比較佳為1.0以上,更佳為1.0至2.0。
一態樣中,e/f比為0.2至1.5,較佳為0.5至1.1。
上述RF中,e/f比可未達1.0,亦可為0.95以下,亦可為0.90以下,亦可為未達0.90,亦可為例如0.8以下、0.70以下。e/f比較佳為0.20以上,更佳為0.30以上,再佳為0.40以上,特佳為0.50以上。e/f比,可列舉例如:0.20以上且未達1.0,例如0.20以上0.95以下,0.20以上且未達0.90,具體為0.40以上0.80以下,更具體為0.50以上0.70以下。e/f比若變得太低,使用本揭示的化合物所形成之硬化層(或硬化膜,以下亦相同)的水解性變高,可能導致該硬化層的耐久性變低。e/f比若變得太高,使用本揭示的化合物所形成之硬化層的動摩擦係數變高,可能無法得到具有充分摩擦耐久性的硬化層。
較佳的態樣中,RF為如下之式所示之基:
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)
(式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下的整數;標註e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者),
e/f比為0.20以上且未達1.0,更佳為0.20至0.95,更佳為0.20至0.90,再佳為0.40至0.80,特佳為0.50至0.70。RF更具體可為-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基。
藉由使用具有如上述之RF的化合物,使用該化合物所形成之硬化層的化學耐久性(耐化學性)、摩擦耐久性、撥水性、撥油性、防污性(例如防止指紋等的髒污的附著)、防水性(防止水浸入電子零件等)或表面平滑性(或潤滑性,例如指紋等的髒污的擦除性、以及對於手指的優良觸感)等變得良好。這被認為是因為藉由使用具有如上述之RF的化合物,由該化合物所形成之硬化層的表面的動摩擦係數變小。
一態樣中,RF為如下之式所示之基:
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)
(式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下的整數;標註e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者),
e/f比為0.20至0.80,更佳為0.30至0.70。
一態樣中,e亦可為10以上100以下的整數且f亦可為11以上100以下的整數;e亦可為15以上70以下的整數且f亦可為21以上95以下的整數。
一態樣中,e及f的和較佳為20以上,更佳為30以上,特佳為40以上。
另一態樣中,e及f的和較佳為100以上,更佳為120以上,再佳為130以上,特佳為140以上。
一態樣中,e及f的和較佳為200以下,更佳為180以下,再佳為160以下,特佳為150以下。
RF1及RF2部分的數量平均分子量雖未特別限定,但可為例如500至30,000,較佳為1,500至30,000,更佳為2,500至30,000,再佳為4,000至30,000。RF1及RF2部分的數量平均分子量,亦可為例如2,500至20,000、2,500至15,000、3,000至15,000、2,000至10,000。本說明書中,RF1及RF2的數量平均分子量係由19F-NMR所測量的值。
另一態樣中,RF1及RF2部分的數量平均分子量為500至30,000,較佳為1,000至20,000,更佳為2,000至15,000,再更佳為2,000至10,000,例如可為3,000至6,000。
另一態樣中,RF1及RF2部分的數量平均分子量可為6,000至30,000,較佳為6,000至20,000,更佳為7,000至20,000,再者較佳為
8,000至15,000,特佳為9,000至15,000,更佳為10,000至15,000。RF1及RF2部分的數量平均分子量,例如亦可在6,000至15,000的範圍。
一態樣中,本揭示的含有氟聚醚基之化合物中,
RF1及RF2部分的數量平均分子量為6,000至20,000,及e/f比為0.50至0.80的範圍;
較佳係RF1及RF2部分的數量平均分子量為6,000至15,000,及e/f比為0.50至0.70的範圍;
更佳係RF1及RF2部分的數量平均分子量為10,000至15,000,及e/f比為0.50至0.70的範圍。
本態樣中,較佳係RF為-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基。此處,例如c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e為20至70之範圍的整數,f為45至120之範圍的整數。這種含有氟聚醚基之化合物,有助於形成展現由極高的潤滑性與低動摩擦係數而來之平滑性的硬化層(例如表面處理層)。
本揭示中,式(1)及(2)所示之含有氟聚醚基之化合物中,RF1或RF2所示之基與RSi所示之基係由以X所示之基鍵結。此處,以式(1)及(2)所示之化合物中,RF1或RF2所示之基,是主要提供撥水性及表面平滑性等的含有氟聚醚基之基,而RSi所示之基則是提供與基材之鍵結能的矽烷部。
上述X所示之基,具有以下的結構。此處,X所示之基,左側在以式(1)所示之化合物中鍵結於RF1所示之基,在以式(2)所示之化合物中鍵結於RF2所示之基,右側在式(1)及(2)中鍵結於RSi所示之基。
-Rz1-O-Rz2-
上述Rz1在每次出現時分別獨立地為-(CH2)z1-所示之基。
上述z1在每次出現時分別獨立地為0至20的整數,較佳為1至20的整數,更佳為1至6的整數,再佳為1至3的整數。
上述Rz2獨立地為可由1個以上的包含氮原子、氧原子、硫原子或矽原子的C1-6的烷基或環烷基、或者為全氟烷基取代的-(CH2)z2-所示之基;z2獨立地為0至20的整數,較佳為1至20的整數,更佳為1至6的整數,再佳為1至4的整數。此處,氮原子、氧原子、硫原子或矽原子包含於上述C1-6的烷基或環烷基的情況,此等的原子包含於上述C1-6的烷基或環烷基的分子鏈中(亦即,在碳原子與碳原子之間)。
上述Rz2在每次出現時分別獨立,較佳為-(CH2)z2-所示之基;z2獨立地為0至20的整數,較佳為1至20的整數,更佳為1至6的整數,再佳為1至4的整數。
一態樣中,上述以X所示之基係以-(CH2)z1-O-(CH2)z2-所示,較佳係z1為1至20的整數且z2為1至20的整數。本態樣中,更佳係z1為1至6的整數且z2為1至6的整數,再佳係z1為1至3的整數且z2為1至4的整數。
藉由具有如上述之X,使用本揭示之含有氟聚醚基之化合物所形成之硬化層(例如表面處理層)中,可提升耐化學性(例如,對於強鹼水溶液或強酸水溶液的耐性、對於活性含氧物所造成之氧化的耐性)。
上述式(1)及(2)中,RSi在每次出現時分別獨立,其為包含羥基、可水解之基、氫原子或1價之有機基所鍵結之Si原子的1價之基。
本揭示的含有氟聚醚基之化合物中,RSi在每次出現時分別獨立地為如下之式(S1)所示之基。
-SiRa1 2Rb1 (S1)
上述式(S1)中,Ra1在每次出現時分別獨立地為如下之式所示之基:
-Z1-SiR22 q1R23 r1。
上述Z1在每次出現時分別獨立地為氧原子或2價之有機基。
較佳的態樣中,Z1為2價之有機基。
較佳的態樣中,Z1不包含與Z1鍵結的Si原子形成矽氧烷鍵者。亦即,式(S1)中,(Si-Z1-Si)不包含矽氧烷鍵。
Z1較佳為C1-6伸烷基、-(CH2)z11-O-(CH2)z12-或-(CH2)z13-伸苯基-(CH2)z14-。此C1-6伸烷基可為直鏈,亦可為支鏈,但較佳為直鏈。此等之基,例如,可由選自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基及C2-6炔基之中的1個以上的取代基取代,但較佳為未取代。
上述z11為0至6的整數,例如1至6的整數,上述z12為0至6的整數,例如1至6的整數。較佳為z11與z12的合計為1以上。
上述z13為0至6的整數,例如1至6的整數,上述z14為0至6的整數,例如1至6的整數。較佳為z13與z14的合計為1以上。
Z1更佳為C1-6伸烷基,例如可為-CH2CH2CH2-。另一態樣中,Z1可為-CH2CH2-。
R22在每次出現時分別獨立地為羥基或可水解之基。
R22較佳係在每次出現時分別獨立地為可水解之基。
R22較佳係在每次出現時分別獨立地為-ORh、-OCORh、-O-N=CRh 2、-NRh 2、-NHRh或鹵素(此等式中,Rh表示取代或未取代的C1-4烷基),更佳為-ORh(亦即烷氧基)。作為Rh,可列舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基等未取代烷基;氯甲基等取代烷基。此等之中,較
佳為烷基,尤其是未取代烷基,更佳為甲基或乙基。一態樣中,Rh為甲基,另一態樣中,Rh為乙基。
R23在每次出現時分別獨立地為氫原子或1價之有機基。此1價之有機基係將上述可水解之基排除的1價之有機基。
R23中,1價之有機基較佳為C1-20烷基,更佳為C1-6烷基,再佳為C1-3烷基、特佳為甲基。
上述q1在每次出現時分別獨立地為1至3的整數,r1在每次出現時分別獨立地為0至2的整數。另外,q1及r1的合計,在(SiR22 q1R23 r1)單元中為3。
一態樣中,q1在每個(SiR22 q1R23 r1)單元中分別獨立,較佳為2至3的整數,再佳為3。
一態樣中,q1為2至3的整數,再佳為3。
上述式(S1)中,Rb1較佳為C1-6烷基,較佳為C1-3烷基,例如甲基。藉由具有這樣的Rb1,本揭示的含有全氟聚醚基的化合物,水解反應速度明顯降低,有助於形成耐久性經提升的硬化層。這被認為是因為Rb1的供電子效果與龐大的立體結構之效果而能夠抑制對於Si原子的求核反應。
如以上所述,本揭示的含有氟聚醚基之化合物中,直接鍵結於X的Si原子上,鍵結有1個Rb1所示之烷基,再者,該Si原子上鍵結有2個Ra1所示之基。該Ra1所示之基,包含鍵結於羥基或可水解之基(具體為R22)的Si原子。
藉由具有這種結構,若使用本揭示的含有氟聚醚基之化合物,則在使用該化合物所形成的硬化層中,可提升撥水性、防污性、指紋擦除性及平
滑性。這被認為是因為不易生成由化合物之水解反應所生成的矽醇,在化合物與基材之間以及在化合物之間的縮合反應能夠效率良好地進行。
較佳的態樣中,本揭示的含有氟聚醚基之化合物,具有以下式(S1-1)或(S1-2)所示之RSi,更佳為具有以下式(S1-2)所示之RSi。
-Si(-Z1-SiR22 2R23)2Rb1 (S1-1)
-Si(-Z1-SiR22 3)2Rb1 (S1-2)
式(S1-1)及(S1-2)中,
Z1分別獨立地為C1-6伸烷基;
R22分別獨立地為羥基或可水解之基;
R23分別獨立地為C1-6烷基,較佳為甲基;
Rb1為C1-6烷基,較佳為C1-3烷基,例如甲基。
較佳的一態樣中,本揭示的含有氟聚醚基之化合物,係以下式(1)或(2)所示。
RF1-X-RSi (1)
RSi-X-RF2-X-RSi (2)
式中,
RF1為Rf1-RF-Oq-;
RF2為-Rf2 p-RF-Oq-;
p及q在每次出現時分別獨立地為0或1;
Rf1為C1-16全氟烷基:
Rf2為C1-6全氟伸烷基,較佳為C1-3全氟伸烷基;
RF為-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基(式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下的
整數,c、d、e及f的和為2以上,標註c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者),較佳為-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基(式中,e及f分別獨立地為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下的整數;標註e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者);
上述RF中,e/f比為0.20至0.95,更佳為0.20至0.90,再佳為0.40至0.80,特佳為0.50至0.80,再佳為0.50至0.70;
較佳為RF1及RF2部分的數量平均分子量為6,000至30,000,更佳為6,000至15,000,再佳為8,000至15,000,特佳為10,000至15,000;
X係以-(CH2)z1-O-(CH2)z2-所示;
z1為1至6的整數且z2為1至6的整數,較佳係z1為1至3的整數且z2為1至4的整數;
RSi係以上述式(S1-1)或(S1-2)所示,較佳為以式(S1-2)所示。
較佳的一態樣中,本揭示的含有氟聚醚基之化合物,係以下式(1)或(2)所示。
RF1-X-RSi (1)
RSi-X-RF2-X-RSi (2)
式中,
RF1為Rf1-RF-Oq-;
RF2為-Rf2 p-RF-Oq-;
p及q在每次出現時分別獨立地為0或1;
Rf1為C1-16全氟烷基:
Rf2為C1-6全氟伸烷基,較佳為C1-3全氟伸烷基;
RF1及RF2部分的數量平均分子量為6,000至30,000,較佳為8,000至15,000,較佳為10,000至15,000;
RF為較佳為-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基(式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下的整數,c、d、e及f的和為2以上,標註c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者),更佳為-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基(式中,e及f分別獨立地為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下的整數;標註e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者);
上述RF中,e/f比較佳為0.20至0.95,更佳為0.20至0.90,再佳為0.40至0.80,特佳為0.50至0.80;
X係以-(CH2)z1-O-(CH2)z2-所示;
z1為1至6的整數且z2為1至6的整數,較佳係z1為1至3的整數且z2為1至4的整數;
RSi係以上述式(S1-1)或(S1-2)所示,較佳為以式(S1-2)所示。
以式(1)或式(2)所示之化合物,可藉由將習知的方法組合來製造。
作為一態樣,雖未特別限定,但以下記載適用於製造以式(1)所示之本揭示的含有氟聚醚基之化合物的方法。
本揭示的含有氟聚醚基之化合物,例如,可藉由包含下述步驟之方法來製造:使以式(1c)所示之化合物、HSiM3(式中,M分別獨立地為鹵素原子(亦即I、Br、Cl、F)或C1-6的烷氧基,較佳為鹵素原子,更佳為Cl)、因應預期的R22L,(R22與上述同義,L’表示可與R22鍵結之基)所示
之化合物及/或R23L”(R23與上述同義,L”表示可與R23鍵結之基)所示之化合物反應的步驟。
RF1-Rz1-O-Rz2-SiRb1(X1'-CH=CH2)2 (1c)
式(1c)中,RF1、Rz1、Rz2及Rb1分別與上述式(1)中的RF1、Rz1、Rz2及Rb1同義。X1’表示碳原子數比式(1)的Z1少2個的結構。由-X1’-CH=CH2所示之結構而來的-X1’-CH2CH2-相當於式(1)中的Z1。
上述步驟較佳係在適當觸媒的存在下,於適當溶劑中進行。
作為適當的觸媒,雖未特別限定,但可列舉例如:Pt、Pd、Rh等。此觸媒可為任意型態,例如錯合物的型態。
作為適當的溶劑,只要是對反應無不良影響的溶劑則未特別限定,可列舉例如:1,3-雙(三氟甲基)苯、全氟丁基乙基醚、全氟己基甲基醚、全氟己烷、六氟苯等。
此反應中的反應溫度雖未特別限定,但通常為0至100℃,較佳為50至80℃,反應時間雖未特別限定,但通常為60至600分,較佳為120至300分,反應壓力未特別限定,為-0.2至1MPa(錶壓),簡便而言為常壓。
上述式(1c)所示之化合物雖未特別限定,但例如可使以式(1b)所示之化合物、HSiM2Rb1與Hal-J-X1’-CH=CH2反應而得。此處,M與上述同義;Rb1與式(1)中的Rb1同義;Hal表示鹵素原子;J表示Mg、Cu、Pd或Zn;X1’表示鍵結或2價之有機基。
RF1-Rz1-O-X1-CH=CH2 (1b)
式(1b)中,RF1及Rz1分別與上述式(1)中的RF1及Rz1同義。X1表示碳原子數比式(1)的Rz2少2個的結構。由-X1-CH=CH2所示之結構而來的-X1-CH2CH2-相當於式(1)中的Rz2。
上述步驟較佳係在適當觸媒的存在下,於適當溶劑中進行。
作為適當的觸媒,雖未特別限定,但可列舉例如:Pt、Pd、Rh等。此觸媒可為任意型態,例如錯合物的型態。
作為適當的溶劑,只要是對反應無不良影響的溶劑則未特別限定,可列舉例如:1,3-雙(三氟甲基)苯、全氟丁基乙基醚、全氟己基甲基醚、全氟己烷、六氟苯等。
此反應中的反應溫度雖未特別限定,但通常為0至100℃,較佳為50至80℃,反應時間雖未特別限定,但通常為60至600分,較佳為120至300分,反應壓力未特別限定,為-0.2至1MPa(錶壓),簡便而言為常壓。
上述以式(1b)所示之化合物雖未特別限定,但例如可藉由將Hal-X1-CH=CH2導入以式(1a)所示之化合物的末端的OH基而得。此處,Hal為鹵素原子,例如Br原子;X1與上述(1b)中的X1同義。
RF1-Rz1-OH (1a)
式(1a)中,RF1及Rz1分別與上述式(1)中的RF1及Rz1同義。
上述步驟較佳係在適當的鹼的存在下,於適當的溶劑中進行。
作為適當的鹼,雖未特別限定,但可列舉例如:氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、3級胺(三乙胺、吡啶、二異丙基乙胺、2,6-二甲吡啶)等。此鹼可為任何型態。
作為適當的溶劑,只要是對反應無不良影響的溶劑則未特別限定,可列舉例如:1,3-雙(三氟甲基)苯、全氟丁基乙基醚、全氟己基甲基醚、全氟己烷、六氟苯、二乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚等。此等的溶劑可單獨或混合使用。
此反應中的反應溫度雖未特別限定,但通常為0至100℃,較佳為50至100℃,反應時間雖未特別限定,但通常為60至600分,較佳為120至300分,反應壓力未特別限定,為-0.2至1MPa(錶壓),簡便而言為常壓。
製造本揭示之含有氟聚醚基的矽烷化合物時的反應條件,只要是本發明所屬技術領域中具有通常知識者即可在適當較佳範圍內進行調整。
接著說明本揭示的表面處理劑。
本揭示的表面處理劑,包含以式(1)或式(2)所示之至少1個含有氟聚醚基之化合物。
一態樣中,本揭示的表面處理劑,可包含以式(1)及式(2)所示之含有氟聚醚基之化合物。
一態樣中,相對於本揭示的表面處理劑所包含的以式(1)及式(2)所示之含有氟聚醚基之化合物的合計而言,以式(2)所示之含有氟聚醚基之化合物的比(莫耳比)其下限值較佳為0.001,更佳為0.002,再佳為0.005,再更佳為0.01,特佳為0.02,尤其可為0.05。相對於以式(1)及式(2)所示之含有氟聚醚基之化合物的合計而言,以式(2)所示之含有氟聚醚基之化合物的比(莫耳比)其上限值較佳為0.35,更佳為0.30,再佳為0.20,再更佳為0.15或0.10。相對於式(1)及式(2)所示之含有氟聚醚基之化合物的合計而言,以式(2)所示之含有氟聚醚基之化合物的比(莫耳比)較佳為0.001以上0.30以下,更佳為0.001以上0.20以下,再佳為0.002以上0.20以下(例如,0.15以下),再更佳為0.005以上0.20以下(例如,0.15以下),特佳為0.01以上0.20以下(例如,0.15以下),例如0.02以上0.20以下(例如,0.15以下)或0.05以上0.20以下(例如,0.15以下,0.10以下)。
藉由以上述範圍含有於其中,若使用本揭示的表面處理劑,可形成摩擦耐久性良好的硬化層。
一態樣中,本揭示的表面處理劑,除了本揭示的含有氟聚醚基之化合物(以下有時稱為「化合物(a)」)以外,可含有其他含有氟聚醚基的矽烷化合物(以下有時稱為「化合物(b)」)。
一態樣中,化合物(a)與化合物(b),相對於表面處理劑所包含的含有氟聚醚基之化合物100質量份,化合物(a)係以70質量份以上,較佳為80質量份以上,更佳為90質量份以上,再佳為100質量份含有於其中。較佳係相對於表面處理劑所包含的含有氟聚醚基之化合物100質量份,包含80至100質量份的化合物(a)且0至20質量份的化合物(b),更佳係包含90至100質量份的化合物(a)且0質量份至10質量份的化合物(b)。
作為上述化合物(b),可列舉例如:以下式(2-1)及(2-2)所示之化合物。
RF11-X11-RSi (2-1)
RSi-X11-RF21-X11-RSi (2-2)
式中:
RF11及RF21分別與式(1)或(2)中的RF1及RF2同義;
X11與X同義,較佳係以-(CH2)z1-O-(CH2)z2-所示;
z1及z2與上述同義,較佳係在每次出現時分別獨立地為1至20的整數,更佳為1至6的整數,再佳為1至4的整數;
RSi為以下式(S2)所示之基。
-SiRa11 p11Rb11 q11Rc11 r11 (S2)
式中:
Ra11為-Z12-SiR212 p12R222 q12R232 r12;
Z12為氧原子或2價之有機基,可列舉例如記載為Z1之基;
R212在每次出現時分別獨立地為-Z12’-SiR232’ p12'R222’ q12'R232’ r12’;
Z12’為氧原子或2價之有機基,可列舉例如記載為Z1之基;
R212’在每次出現時分別獨立地為-Z12”-SiR222” q12”R232” r12”;
Z12”為氧原子或2價之有機基,可列舉例如記載為Z1之基;
R222”在每次出現時分別獨立地為羥基或可水解之基;
R232”在每次出現時分別獨立地為氫原子或1價之有機基;
q12”在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
r12”在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
R222’在每次出現時分別獨立地為羥基或可水解之基;
R232’在每次出現時分別獨立地為氫原子或1價之有機基;
p12’在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
q12’在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
r12’在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
R222在每次出現時分別獨立地為羥基或可水解之基;
R232在每次出現時分別獨立地為氫原子或1價之有機基;
p12在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
q12在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
r12在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
Rb11在每次出現時分別獨立地為羥基或可水解之基;
Rc11在每次出現時分別獨立地為氫原子或1價之有機基;
p11在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
q11在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
r11在每次出現時分別獨立地為0至3的整數;
其中,每個RSi所示之基中,至少存在1個Rb11、R222、R222’,或R222”;
排除以式(1)及(2)所示之化合物。
p11、q11及r11的合計,在每個以(SiRa11 p11Rb11 q11Rc11 r11)所示之基中為3;p12、q12及r12的合計,在每個以(SiR212 p12R222 q12R232 r12)所示之基中為3;p12’、q12’及r12’的合計,在每個以(SiR212’ p12’R222’ q12’R232’ r12’)所示之基中為3;q12”及r12”的合計,在每個以(SiR222” q12”R232” r12”)所示之基中為3。
本揭示的表面處理劑,可對於基材賦予撥水性、撥油性、防污性、表面平滑性、摩擦耐久性,雖未特別限定,但可理想地作為防污性塗佈劑或防水性塗佈劑使用。
本揭示的表面處理劑,可更包含溶劑、可視為含氟油的(非反應性的)氟聚醚化合物、較佳為全氟(聚)醚化合物(以下統稱為「含氟油」)、可視為聚矽氧油的(非反應性的)聚矽氧化合物(以下稱為「聚矽氧油」)、觸媒、界面活性劑、聚合抑制劑、增感劑等。
作為上述溶劑,可列舉例如:己烷、環己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、礦油精等脂肪族烴類;苯、甲苯、二甲苯、萘、溶劑油(solvent naphtha)等芳香族烴類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丙酯、乙酸異丁酯、乙酸賽路蘇、丙二醇甲基醚乙酸酯、乙酸卡必醇酯、草酸二乙酯、丙酮酸乙酯、丁酸乙基-2-羥酯、乙醯乙酸乙酯、乙酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、2-羥基異丁酸甲酯、2-羥基異丁酸乙酯等酯類;丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、2-己酮、環己酮、甲胺基酮、2-庚酮等酮類;乙基賽路蘇、甲基賽路蘇、甲基賽路蘇乙酸酯、乙基賽路蘇乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丁醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基
醚乙酸酯、丙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇二甲基醚、乙二醇單烷醚等二醇醚類;甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、三級丁醇、二級丁醇、3-戊醇、辛醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、三級戊醇等醇類;乙二醇、丙二醇等二醇類;四氫呋喃、四氫吡喃、二烷等環狀醚類;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺類;甲基賽路蘇、賽路蘇、異丙基賽路蘇、丁基賽路蘇、二乙二醇單甲基醚等醚醇類;二乙二醇單乙基醚乙酸酯;1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷、1,2-二氯-1,1,2,2-四氟乙烷、二甲基亞碸、1,1-二氯-1,2,2,3,3-五氟丙烷(HCFC225)、ZEORORA H、HFE7100、HFE7200、HFE7300等含氟溶劑等。或者可列舉此等的2種以上的混合溶劑等。
作為含氟油,雖未特別限定,但可列舉例如:以下的通式(3)所示之化合物(全氟(聚)醚化合物)。
Rf5-(OC4F8)a’-(OC3F6)b’-(OC2F4)c’-(OCF2)d’-Rf6...(3)
式中,Rf5表示可由1個以上的氟原子取代的碳數1至16之烷基(較佳為C1-16的全氟烷基),Rf6表示可由1個以上的氟原子取代的碳數1至16之烷基(較佳為C1-16全氟烷基)、氟原子或氫原子,Rf5及Rf6更佳係分別獨立地為C1-3全氟烷基。
a’、b’、c’及d’分別表示構成聚合物之主骨架的全氟(聚)醚的4種重複單元的數量,其互相獨立地為0以上300以下的整數,且a’、b’、c’及d’的和至少為1,較佳為1至300,更佳為20至300。標註a’、b’、c’或d’並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者。此等重複單元之中,-(OC4F8)-亦可為-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-及(OCF2CF(C2F5))-的任一者,但較佳為-(OCF2CF2CF2CF2)-。-(OC3F6)-亦可為-(OCF2CF2CF2)-、-
(OCF(CF3)CF2)-及(OCF2CF(CF3))-的任一者,但較佳為-(OCF2CF2CF2)-。-(OC2F4)-亦可為-(OCF2CF2)-及(OCF(CF3))-的任一者,但較佳為-(OCF2CF2)-。
作為以上述通式(3)所示之全氟(聚)醚化合物的例子,可列舉以下的通式(3a)及(3b)任一者所示之化合物(可為1種或2種以上的混合物)。
Rf5-(OCF2CF2CF2)b”-Rf6...(3a)
Rf5-(OCF2CF2CF2CF2)a”-(OCF2CF2CF2)b”-(OCF2CF2)c”-(OCF2)d”-Rf6...(3b)
此等式中,Rf5及Rf6如上所述;式(3a)中,b”為1以上100以下的整數;式(3b)中,a”及b”分別獨立地為0以上30以下的整數,c”及d”分別獨立地為1以上300以下的整數。標註a”、b”、c”、d”並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者。
又,從另一觀點來看,含氟油可為以通式Rf3-F(式中,Rf3為C5-16全氟烷基)所示之化合物。又,亦可為氯三氟乙烯寡聚物。
上述含氟油可具有500至10000的平均分子量。含氟油的分子量可使用凝膠滲透層析法(GPC)測量。
含氟油,相對於本揭示的組成物,可以例如0至50質量%,較佳為0至30質量%,更佳為0至5質量%含有於其中。一態樣中,本揭示的組成物實質上不含有含氟油。實質上不含有含氟油,意指完全不含含氟油或者亦可含極微量的含氟油。
含氟油有助於提升由本揭示的組成物所形成之層的表面平滑性。
作為上述聚矽氧油,可使用例如矽氧烷鍵為2,000以下的直鏈狀或環狀的聚矽氧油。直鏈狀的聚矽氧油,亦可為所謂的直鏈聚矽氧油(straight silicone oil)及改質聚矽氧油。作為直鏈聚矽氧油,可列舉:二甲基聚矽氧油、甲基苯基聚矽氧油、甲基氫聚矽氧油。作為改質聚矽氧油,可列舉:以烷基、芳烷基、聚醚、高級脂肪酸酯、氟烷基、胺基、環氧基、羧基、醇等將直鏈聚矽氧油改質者。作為環狀的聚矽氧油,可列舉例如環狀二甲基矽氧烷油等。
本揭示的組成物(例如表面處理劑)中,相對於上述本揭示之含有氟聚醚基的矽烷化合物的合計100質量份(2種以上時為此等的合計,以下亦同),可含有例如0至300質量份、較佳為50至200質量份的該聚矽氧油。
聚矽氧油有助於提升表面處理層的表面平滑性。
作為上述觸媒,可列舉:酸(例如乙酸、三氟乙酸等)、鹼(例如氨、三乙胺、二乙胺等)、過渡金屬(例如Ti、Ni、Sn等)等。
觸媒促進本揭示之含有氟聚醚基的矽烷化合物的水解及脫水縮合,促進由本揭示之組成物(例如表面處理劑)所形成之層的形成。
作為其他成分,除了上述以外,亦可列舉例如:四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基三乙醯氧基矽烷等。
本揭示的組成物,可作為對於基材進行表面處理的表面處理劑使用。
本揭示的表面處理劑可含浸於多孔質物質、例如多孔質的陶瓷材料、金屬纖維、例如鋼絲絨硬化成綿狀者,然後形成顆粒。該顆粒可用於例如真空蒸鍍。
以下說明本揭示的物品。
本揭示的物品,包含基材、以及由本揭示之含有氟聚醚基的矽烷化合物或包含含有氟聚醚基的矽烷化合物的表面處理劑(以下僅稱為「本揭示的表面處理劑」而代表此等)形成於該基材表面上的層(表面處理層)。
本揭示中可使用之基材,例如可以玻璃、樹脂(天然或合成樹脂,可為例如一般的塑膠材料,並且可為板狀、膜、其他型態)、金屬、陶瓷、半導體(矽、鍺等)、纖維(織物、不織布等)、毛皮、皮革、木材、陶磁器、石材等、建築構件等任意的適當材料構成。
例如,欲製造之物品為光學構件的情況,構成基材表面的材料可為光學構件用材料,例如玻璃或透明塑膠等。又,欲製造之物品為光學構件的情況,亦可在基材表面(最外層)形成任何層(或膜),例如硬塗層及抗反射層等。抗反射層可使用單層抗反射層及多層抗反射層的任一者。作為可用於抗反射層的無機物的例子,可列舉:SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、Ta2O5、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3等。此等的無機物可單獨使用,或亦可將此等的2種以上組合(例如作為混合物)使用。作為多層抗反射層的情況,其最外層較佳係使用SiO2及/或SiO。欲製造之物品為觸控式螢幕用的光學玻璃零件的情況,亦可在基材(玻璃)表面的一部分上具有透明電極,例如使用了氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅等薄膜。又,基材亦可因應其具體規格等,具有絕緣層、黏著層、保護層、裝飾框層(I-CON)、霧化膜層、硬化塗佈膜層、偏光膜、相位差膜、及液晶顯示模組等。
基材的形狀並未特別限定。又,欲形成表面處理層的基材之表面區域,只要為基材表面的至少一部分即可,可因應欲製造之物品的用途及具體的規格等適當決定。
作為此基材,可為至少其表面部分由原本就具有羥基的材料所構成者。作為此材料,可列舉玻璃,又可列舉表面形成有自然氧化膜或熱氧化膜的金屬(尤其是卑金屬)、陶瓷、半導體等。或者如樹脂等,即使具有羥基卻不充分的情況或者原本就不具有羥基的情況,藉由對於基材實施某種前處理,可將羥基導入基材的表面,或使羥基增加。作為此前處理的例子,可列舉:電漿處理(例如電暈放電)或離子束照射。電漿處理,因為可將羥基導入基材表面或使羥基增加,並且可潔淨基材表面(去除異物等),因此可理想地使用。又,作為此前處理的其他例子,可列舉:藉由LB法(朗謬-布洛傑(Langmuir-Blodgett)法)或化學吸附法等,使具有碳-碳不飽和鍵的界面吸著劑預先以單分子膜的型態形成於基材表面,之後在包含氧或氮等的環境下使不飽和鍵開裂的方法。
又或者作為此基材,可為至少其表面部分由包含其他反應性基、例如具有1個以上的Si-H基的聚矽氧化合物或烷氧基矽烷的材料所構成者。
接著,在此基材表面上形成上述本揭示之表面處理劑的層,因應需求對於該層進行後處理,藉此可由本揭示之表面處理劑形成層。
本揭示的表面處理劑的層形成,可藉由對於基材表面以被覆該表面的方式應用上述的表面處理劑來實施。被覆方法並未特別限定。例如,可使用濕潤被覆法及乾燥被覆法。
作為濕潤被覆法的例子,可列舉:浸漬塗佈法、旋轉塗佈法、流動塗佈法、噴霧塗佈法、捲筒式塗佈法、凹版塗佈法及類似的方法。
作為乾燥被覆法的例子,可列舉:蒸鍍(通常為真空蒸鍍)、濺鍍、CVD及類似的方法。作為蒸鍍法(通常為真空蒸鍍法)的具體例子,可列舉:使用電阻加熱、電子束、微波等的高頻加熱、離子束及類似的方法。作為CVD方法的具體例子,可列舉:電漿-CVD、光學CVD、熱CVD及類似的方法。
再者,亦可由常壓電漿法來進行被覆。
使用濕潤被覆法的情況,本揭示的表面處理劑,可以溶劑稀釋後再應用於基材表面。從本揭示的組成物之穩定性及溶劑之揮發性的觀點來看,較佳係使用下述溶劑:碳數5至12的全氟脂肪族烴(例如,全氟己烷、全氟甲基環己烷及全氟-1,3-二甲基環己烷);聚氟芳香族烴(例如,雙(三氟甲基)苯);聚氟脂肪族烴(例如,C6F13CH2CH3(例如,旭硝子股份有限公司製的ASAHIKLIN(註冊商標)AC-6000)、1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷(例如,日本ZEON股份有限公司製的ZEORORA(註冊商標)H);氫氟醚(HFE)(例如,全氟丙基甲基醚(C3F7OCH3)(例如,住友3M股份有限公司製的Novec(商標)7000)、全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)(例如,住友3M股份有限公司製的Novec(商標)7100)、全氟丁基乙基醚(C4F9OC2H5)(例如,住友3M股份有限公司製的Novec(商標)7200)、全氟己基甲基醚(C2F5CF(OCH3)C3F7)(例如,住友3M股份有限公司製的Novec(商標)7300)等的烷基全氟烷醚(全氟烷基及烷基可為直鏈或分枝狀),或CF3CH2OCF2CHF2(例如,旭硝子股份有限公司製的ASAHIKLIN(註冊商標)AE-3000))等。此等的溶劑,可單獨使用或作為2種以上的混合物使用。其中,較佳為氫氟醚,特佳為全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)及/或全氟丁基乙基醚(C4F9OC2H5)。
使用乾燥被覆法的情況,本揭示之表面處理劑,可直接使用於乾燥被覆法,或在由上述溶劑稀釋後再用於乾燥被覆法。
表面處理劑的層形成,較佳係以在層中使本揭示的表面處理劑與用以水解及脫水縮合的觸媒共存的方式實施。簡便而言,以濕潤被覆法進行的情況,亦可在以溶劑稀釋本揭示的表面處理劑之後,在即將應用於基材表面之前,在本揭示的表面處理劑之稀釋液中添加觸媒。以乾燥被覆法進行的情況,直接對於添加了觸媒的本揭示之表面處理劑進行蒸鍍(通常為真空蒸鍍)處理,或者亦可使用使添加了觸媒的本揭示之表面處理劑含浸於鐵或銅等的金屬多孔體而成的顆粒狀物質來進行蒸鍍(通常為真空蒸鍍)處理。
觸媒可使用任何適當的酸或鹼。作為酸觸媒,可使用例如乙酸、甲酸、三氟乙酸等。又,作為鹼觸媒,可使用例如氨、有機胺類等。
如上所述,在基材表面上形成由本揭示之表面處理劑而來的層,製造本揭示的物品。藉此,所得之上述層兼具高表面平滑性與高摩擦耐久性。又,上述層,除了高摩擦耐久性以外,雖亦與所使用之表面處理劑的組成有關,但可具有撥水性、撥油性、防污性(例如防止指紋等污漬的附著)、防水性(防止水浸入電子零件等)、表面平滑性(或潤滑性,例如指紋等污漬的擦除性、以及對於手指的優良觸感)等,而可理想地作為機能性薄膜。
亦即本揭示進一步亦關於在最外層具有源自前述表面處理劑之層的光學材料。
作為光學材料,除了與後述例示之顯示器等相關的光學材料以外,可較佳地列舉各式各樣的光學材料:例如,陰極射線管(CRT;例如,個人電腦顯示器)、液晶顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器、無機薄膜EL點矩陣顯示器、背面投影型顯示器、螢光顯示管(VFD)、電場發射顯示
器(FED;Field Emission Display)等顯示器或該等的顯示器之保護板,或者於該等的表面施有抗反射膜處理者。
具有藉由本揭示所得之層的物品未特別限定,可為光學構件。作為光學構件的例子可列舉如下:眼鏡等的鏡片;PDP、LCD等顯示器的前端保護板、抗反射板、偏光板、抗眩光板;行動電話、行動資訊終端等設備的觸控面板薄片;藍光(Blu-ray(註冊商標))光碟、DVD光碟、CD-R、MO等的光碟的碟面;光纖;時鐘的顯示面等。
又,具有藉由本揭示所得之層的物品亦可為汽車內外裝構件。外裝材的例子可列舉如下:窗戶、燈罩、車外攝影機罩。作為內裝材的例子,可列舉如下:儀錶板蓋、導航系統觸控面板、裝飾內裝材料。
又,具有藉由本揭示所得之層的物品亦可為醫療設備或醫療材料。
上述層的厚度並未特別限定。光學構件的情況,上述層的厚度為1至50nm、1至30nm,較佳為1至15nm的範圍,此點就光學性能、表面平滑性、摩擦耐久性及防污性的觀點而言為較佳。
以上雖說明實施型態,但應理解只要不脫離申請專利範圍的主旨及範圍,即可進行型態及細節的各種變更。
[實施例]
以下通過實施例更具體說明,但本揭示不限於此等實施例。另外,本實施例中,以下所示之化學式皆表示平均組成,構成全氟聚醚的重複單元((OCF2CF2)、(OCF2)等)的存在順序為任意者。
(合成例1)
使包含CF3-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH(m≒49,n≒82)及HOCH2CF2-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH(m≒49,n≒82)的混合物6.0g(但
HOCH2CF2-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH的含量為6mol%)溶解於l,3-雙(三氟甲基)苯6.0g。將反應液加熱至80℃,加入氫氧化鈉1.0g並攪拌2小時。滴入溶解於1,3-雙(三氟甲基)苯3.0g的烯丙基溴0.5g,進一步攪拌4小時。反應的終點係藉由19F-NMR確認CF3-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH的羥基β位-CF2-的化學位移往低磁場位移。在反應液中加入1N-鹽酸,將經過分液的下層水洗,以硫酸鎂乾燥,並進行濃縮。所得之濃縮物溶解於全氟己烷,以丙酮洗淨3次,藉此得到含有含聚醚基之化合物(A)及含聚醚基之化合物(A’)的混合物。
含聚醚基之化合物(A):
CF3(OCF2CF2)m(OCF2)n-CH2OCH2CH=CH2
(m≒49,n≒82)
含聚醚基之化合物(A’):
CH2=CHCH2OCH2-CF2(OCF2CF2)m(OCF2)n-CH2OCH2CH=CH2
(m≒49,n≒82)
(合成例2)
使合成例1中所得之混合物5.0g溶解於1,3-雙(三氟甲基)苯10ml,加入三乙醯氧基甲基矽烷0.02g、包含1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷的Pt錯合物2%的二甲苯溶液0.06ml後,饋入甲基二氯矽烷1.0g,於10℃攪拌30分鐘。然後,加熱至60℃並攪拌4小時。確認以1H-NMR未觀測到烯丙基位的質子後,在減壓下將揮發成分餾去。將此反應液進行冰冷,滴入烯丙基溴化鎂(約0.7mol/L二乙醚溶液)3.0ml,於室溫進行過夜反應。在反應液中加入1N-鹽酸,將經過分液的下層水洗,以硫酸鎂乾燥,並進行濃縮。所得之濃縮物溶解於全氟己烷,以丙酮洗淨3次,藉此得到含有含聚醚基之化合物(B)及含聚醚基之化合物(B’)的混合物。
含聚醚基之化合物(B):
(m≒49,n≒82)
含聚醚基之化合物(B’):
(m≒49,n≒82)
(合成例3)
使合成例2中所得之混合物5.0g溶解於1,3-雙(三氟甲基)苯10ml,加入三乙醯氧基甲基矽烷0.02g、包含1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷的Pt錯合物2%的二甲苯溶液0.06ml後,加入三氯矽烷1.0g,於10℃攪拌30分鐘。然後,加熱至60℃並攪拌4小時。之後,在減壓下將揮發成分餾去後,加入甲醇0.1g及鄰甲酸三甲基3.0g的混合溶液後,加熱至60℃並攪拌3小時。之後進行精製,藉此得到含有末端具有三甲氧基矽基的下述含聚醚基之化合物(C)及含聚醚基之化合物(C’)的混合物4.7g。
含聚醚基之化合物(C)
(m≒49,n≒82)
含聚醚基之化合物(C’)
(m≒49,n≒82)
(合成例4)
使用包含CF3-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH(m≒54,n≒90)及HOCH2CF2-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH(m≒54,n≒90)的混合物6.0g(但HOCH2CF2-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH的含量為8mol%),除此之外,進行與合成例1相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(D)及含聚醚基之化合物(D’)的混合物6.0g。
含聚醚基之化合物(D):
CF3(OCF2CF2)m(OCF2)n-CH2OCH2CH=CH2
(m≒54,n≒90)
含聚醚基之化合物(D’):
CH2=CHCH2OCH2-CF2(OCF2CF2)m(OCF2)n-CH2OCH2CH=CH2
(m≒54,n≒90)
(合成例5)
使用合成例4中所得之混合物5.8g,除此之外,進行與合成例2相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(E)及含聚醚基之化合物(E’)的混合物5.8g。
含聚醚基之化合物(E):
(m≒54,n≒90)
含聚醚基之化合物(E’):
(m≒54,n≒90)
(合成例6)
使用合成例5中所得之混合物5.8g,除此之外,進行與合成例3相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(F)及含聚醚基之化合物(F’)的混合物5.9g。
含聚醚基之化合物(F):
(m≒54,n≒90)
含聚醚基之化合物(F’):
(m≒54,n≒90)
(合成例7)
使用包含CF3-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH(m≒17,n≒28)及HOCH2CF2-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH(m≒17,n≒28)的混合物6.0g(但HOCH2CF2-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH的含量為4mol%),除此之外,進行與合成例1相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(G)及含聚醚基之化合物(G’)的混合物5.6g。
含聚醚基之化合物(G):
CF3(OCF2CF2)m(OCF2)n-CH2OCH2CH=CH2
(m≒17,n≒28)
含聚醚基之化合物(G’):
CH2=CHCH2OCH2-CF2(OCF2CF2)m(OCF2)n-CH2OCH2CH=CH2
(m≒17,n≒28)
(合成例8)
使用合成例7中所得之混合物5.5g,除此之外,進行與合成例2相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(H)及含聚醚基之化合物(H’)的混合物5.3g。
含聚醚基之化合物(H):
(m≒17,n≒28)
含聚醚基之化合物(H’):
(m≒17,n≒28)
(合成例9)
使用合成例8中所得之混合物5.0g,除此之外,進行與合成例3相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(I)及含聚醚基之化合物(I’)的混合物4.9g。
含聚醚基之化合物(I):
(m≒17,n≒28)
含聚醚基之化合物(I’):
(m≒17,n≒28)
(合成例10)
使用包含CF3-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH(m≒26,n≒24)及HOCH2CF2-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH(m≒26,n≒24)的混合物6.0g(但
HOCH2CF2-(OCF2CF2)m-(OCF2)n-CH2OH的含量為11mol%),除此之外,進行與合成例1相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(J)及含聚醚基之化合物(J’)的混合物5.8g。
含聚醚基之化合物(J):
CF3(OCF2CF2)m(OCF2)n-CH2OCH2CH=CH2
(m≒26,n≒24)
含聚醚基之化合物(J’):
CH2=CHCH2OCH2-CF2(OCF2CF2)m(OCF2)n-CH2OCH2CH=CH2
(m≒26,n≒24)
(合成例11)
使用合成例10中所得之混合物5.0g,除此之外,進行與合成例2相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(K)及含聚醚基之化合物(K’)的混合物4.9g。
含聚醚基之化合物(K):
(m≒26,n≒24)
含聚醚基之化合物(K’):
(m≒26,n≒24)
(合成例12)
使用合成例11中所得之混合物4.5g,除此之外,進行與合成例3相同的操作,得到含有含聚醚基之化合物(L)及含聚醚基之化合物(L’)的混合物4.4g。
含聚醚基之化合物(L):
(m≒26,n≒24)
含聚醚基之化合物(L’):
(m≒26,n≒24)
(實施例1)
以使濃度成為0.1mass%的方式,使上述合成例3中所得之混合物溶解於氫氟醚(3M公司製,Novec HFE-7300),製備表面處理劑(1)。
(實施例2)
以使濃度成為0.1mass%的方式,使上述合成例6中所得之混合物溶解於氫氟醚(3M公司製,Novec HFE-7300),製備表面處理劑(2)。
(實施例3)
以使濃度成為0.1mass%的方式,使上述合成例9中所得之混合物溶解於氫氟醚(3M公司製,Novec HFE-7300),製備表面處理劑(3)。
(實施例4)
以使濃度成為0.1mass%的方式,使上述合成例12中所得之混合物溶解於氫氟醚(3M公司製,Novec HFE-7300),製備表面處理劑(4)。
(比較例1至4)
使用下述對照化合物(1)至(4)代替合成例6中所得之混合物,除此之外,與實施例2相同地進行,分別製備比較表面處理劑(1)至(4)。
對照化合物(1)
CF3CF2CF2-(OCF2CF2CF2)23 -OCF2CF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
對照化合物(2)
CF3CF2CF2CF2CF2CF2CH2CH2Si(OCH2CH3)3
對照化合物(3)
CF3CF2CF2-(OCF2CF2CF2)23-OCF2CF2CH2OCH2CH2CH2Si{CH2CH2CH2Si(OCH3)2.2}(OCH3)0.8
對照化合物(4)
CF3CF2(OCF2CF(CF3))25OCF2CON(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)2
(靜態接觸角)
靜態接觸角係使用全自動接觸角計DropMaster700(協和界面科學公司製)以下述方法進行測量。
<靜態接觸角的測量方法>
從微量注射器對於水平放置的基板滴下2μL的水,以視頻顯微鏡拍攝滴下1秒後的靜止影像,藉此求得靜態接觸角。
(硬化膜的形成)
分別使用表面處理劑(1)至(4)及比較表面處理劑(1)至(4),以下述方式形成硬化膜。
使用旋轉塗佈法將表面處理劑或比較表面處理劑塗佈於化學強化玻璃(CORNING公司製,「Gorilla」玻璃,厚度0.7mm)上。
旋轉塗佈的條件係以300旋轉/分鐘進行3秒,以2000旋轉/分鐘進行30秒。
於大氣下,於恆溫槽內將塗佈後的玻璃於150℃加熱30分鐘,形成硬化膜。
[硬化膜的特性評估]
以下述方式評估所得之硬化膜的特性。
<靜態接觸角>
(初始評估)
首先,作為初始評估,係在硬化膜形成後,於其表面尚未有任何接觸的狀態,測量水的靜態接觸角。
(乙醇擦拭後的評估)
接著,使用充分沾染乙醇的KimWipes(商品名稱,十條KIMBERLY(股)製)將上述硬化膜來回擦拭5次之後使其乾燥。測量乾燥後之硬化膜與水的靜態接觸角
<指紋附著性及擦除性>
(指紋附著性)
將手指按壓於使用表面處理劑或比較表面處理劑所形成之硬化膜,以目視判定沾附指紋的容易性。評估係根據下述基準判斷。
A:不易沾附指紋,即使沾附指紋亦不明顯。
B:指紋的附著少,但可充分確認該指紋。
C:與未處理之玻璃基板相同程度,明確附著有指紋。
(指紋擦除性)
上述指紋附著性試驗後,以KimWipes(商品名稱,十條KIMBERLY(股)製)將附著的指紋來回擦除5次,以目視判定附著之指紋的擦除容易性。評估係根據下述基準判斷。
A:可將指紋完全擦除。
B:殘留有指紋的擦拭痕跡。
C:指紋的擦拭痕跡展開而難以去除。
上述一連串的評估結果整理於以下的表1。
使用表面處理劑(1)至(4)所形成之硬化膜的接觸角,即使在使用乙醇擦拭的情況亦未降低。另一方面,使用比較表面處理劑(1)及(2)所形成之硬化膜的接觸角,因為使用了乙醇擦拭而降低。這被認為是因為由比較表面處理劑(1)或(2)所形成之硬化膜其耐化學性(對於溶劑的耐久性)不佳。
[硬化膜的摩擦耐久性評估]
以下述方式評估所得之硬化膜的耐摩擦性。
<耐橡皮擦磨耗性試驗>
使用摩擦試驗機(新東科學公司製),以下述條件每摩擦2500次即測量耐水接觸角,持續試驗至10000次或者未達100度為止。試驗環境條件為25℃,濕度40%RH。
橡皮擦:Raber Eraser(Minoan公司製)
移動距離(單向):30mm
移動速度:3,600mm/分鐘
上述的評估結果整理於以下的表2。表中「-」表示未測量。
[產業上的可利用性]
本揭示的含有氟聚醚基之化合物,可理想地用於在各式各樣的基材、尤其是要求摩擦耐久性的光學構件表面上形成表面處理層。
Claims (18)
- 一種含有氟聚醚基之化合物,其係以下式(1)或(2)所示,RF1-X-RSi (1)RSi-X-RF2-X-RSi (2)式中:RF1為Rf1-RF-Oq-;RF2為-Rf2 p-RF-Oq-;Rf1為可由1個以上的氟原子取代的C1-16烷基;Rf2為可由1個以上的氟原子取代的C1-6伸烷基;RF在每次出現時分別獨立地為如下之式所示之基,-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3RFa 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-;a、b、c、d、e及f分別獨立地為0至200的整數,且a、b、c、d、e及f的和為1以上;標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者;RFa在每次出現時分別獨立地為氫原子、氟原子或氯原子;p為0或1;q獨立地為0或1;X在每次出現時分別獨立地為如下之式所示之基,-Rz1-O-Rz2_;Rz1在每次出現時分別獨立地為-(CH2)z1-所示之基;Rz2在每次出現時分別獨立地為可由1個以上的可包含氮原子、氧原子、硫原子或矽原子的C1-6之烷基或環烷基、或者為全氟烷基取代的-(CH2)z2-所示之基;z1在每次出現時分別獨立地為0至20的整數;z2在每次出現時分別獨立地為0至20的整數;RSi在每次出現時分別獨立地為如下之式所示之基,-SiRa1 2Rb1 (S1);Ra1為-Z1-SiR22 q1R23 r1;Z1在每次出現時分別獨立地為氧原子或2價之有機基;R22在每次出現時分別獨立地為羥基或可水解之基;R23在每次出現時分別獨立地為氫原子或1價之有機基;q1在每次出現時分別獨立地為1至3的整數;r1在每次出現時分別獨立地為0至2的整數;Rb1為C1-6烷基。
- 如請求項1所述之含有氟聚醚基之化合物,其中z1在每次出現時分別獨立地為1至20的整數,且在每次出現時z2獨立地為1至20的整數。
- 如請求項1或2所述之含有氟聚醚基之化合物,其中Z1在每次出現時分別獨立地為2價之有機基。
- 如請求項1至3中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中Z1在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基。
- 如請求項1至4中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中q1為2或3。
- 如請求項1至5中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中RFa為氟原子。
- 如請求項1至6中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中,RF在每次出現時分別獨立地為下式(f1)、(f2)、(f3)、(f4)或(f5)所示之基,-(OC3F6)d- (f1)式中,d為1至200的整數;-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下的整數;c、d、e及f的和為2以上,標註c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者;-(R6-R7)g- (f3)式中,R6為OCF2或OC2F4,R7為選自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12之基,或者為從此等之基獨立選擇的2或3個基的組合,g為2至100的整數;-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f4)式中,e為1以上200以下的整數,a、b、c、d及f分別獨立地為0以上200以下的整數,且a、b、c、d、e及f的和至少為1,又,標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者;-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f5)式中,f為1以上200以下的整數,a、b、c、d及e分別獨立地為0以上200以下的整數,且a、b、c、d、e及f的和至少為1,又,標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者。
- 如請求項1至7中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中RF的數量平均分子量在6,000至30,000的範圍。
- 如請求項1至8中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中RF為以式(f2)所示之基,-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)式中,c及d分別獨立地為0以上30以下的整數;e及f分別獨立地為1以上200以下的整數;c、d、e及f的和為2以上,標註c、d、e或f並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意者。
- 如請求項1至9中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物,其中e相對於f的比未達1.0。
- 一種表面處理劑,包含如請求項1至10中任一項所述之含有氟聚醚基之化合物。
- 如請求項11所述之表面處理劑,其更包含選自含氟油、聚矽氧油及觸媒之中的1種以上的其他成分。
- 如請求項11或12所述之表面處理劑,其更包含溶劑。
- 如請求項11至13中任一項所述之表面處理劑,其係作為防污性塗佈劑或防水性塗佈劑使用。
- 如請求項11至14中任一項所述之表面處理劑,其係用於真空蒸鍍。
- 一種顆粒,含有如請求項11至15中任一項所述之表面處理劑。
- 一種物品,包含基材、以及由如請求項1至10中任一項所述之化合物或請求項11至15中任一項所述之表面處理劑形成於該基材之表面上的層。
- 如請求項17所述之物品,其係光學構件。
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