TW202344540A - Aba三嵌段聚合物、組成物、表面處理劑、物品及物品之製造方法 - Google Patents

Aba三嵌段聚合物、組成物、表面處理劑、物品及物品之製造方法 Download PDF

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Abstract

一種ABA三嵌段聚合物及其應用,該ABA三嵌段聚合物中,A嵌段為無規聚合物,其包含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元與源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元;B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈或2價有機聚矽氧烷殘基;B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元;且B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含親水性基之聚合性單體的結構單元。省略反應性基、疏水性基、親水性基之詳細內容。

Description

ABA三嵌段聚合物、組成物、表面處理劑、物品及物品之製造方法
本揭示涉及ABA三嵌段聚合物、組成物、表面處理劑、物品及物品之製造方法。
近年來,為了提升外觀、視辨性等性能,而尋求使物品表面不易附著指紋的技術、或容易使髒污脫落的技術。具體方法已知有一種於物品表面使用表面處理劑進行表面處理之方法。
例如,專利文獻1中記載了一種硬化性組成物,其係摻混聚矽氧改質丙烯酸共聚物而成者,該聚矽氧改質丙烯酸共聚物係使以下成分共聚而得:特定之有機矽化合物及/或其部分水解縮合物、理論上可將其100%水解縮合之量以上的水、含乙烯基之烷氧矽烷、含乙烯基之聚矽氧烷、具有羥基之甲基丙烯酸酯及/或丙烯酸酯、以及甲基丙烯酸酯及/或丙烯酸酯。專利文獻2中記載了一種界面活性劑,其含有嵌段共聚物,該嵌段共聚物具有由包含源自具有碳數1~6之全氟烷基之單體之單元的分子鏈構成之鏈段與由其他分子鏈構成之鏈段。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開平9-111185號公報 專利文獻2:日本專利特開2007-186671號公報
發明欲解決之課題 另一方面,由防污性的觀點來看,對用於表面處理劑等之組成物要求進一步改良。
本揭示係有鑑於所述情事而成者,本發明一實施形態欲解決之課題在於提供一種ABA三嵌段聚合物及組成物,其等可有效作為可對基材形成防污性優異之表面處理層的表面處理劑。 本發明一實施形態欲解決之課題在於提供一種表面處理劑,其可對基材形成防污性優異之表面處理層。 本發明一實施形態欲解決之課題在於提供一種物品及物品之製造方法,該物品具有防污性優異之表面處理層。
用以解決課題之手段 本揭示包含以下態樣。 <1>一種ABA三嵌段聚合物,具有A嵌段與B嵌段; A嵌段為無規聚合物,其包含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元與源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元; B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈或2價有機聚矽氧烷殘基; B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元;且 B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含親水性基之聚合性單體的結構單元; 反應性基係選自於由反應性矽基、異氰酸基、磷酸酯基、羧基、碳二亞胺基、㗁唑啉基及環氧基所構成群組中之至少1種基; 疏水性基係選自於由碳數12~30之直鏈狀烷基及2價有機聚矽氧烷殘基所構成群組中之至少1種基;且 親水性基係選自於由羥基及聚氧化烯鏈所構成群組中之至少1種基。 <2>如<1>之ABA三嵌段聚合物,其中聚氧化烯鏈為聚氧化乙烯鏈。 <3>如<2>之ABA三嵌段聚合物,其中聚氧化乙烯鏈中之重複單元的重複數為2~15。 <4>如<1>至<3>中任一項之ABA三嵌段聚合物,其中反應性基為反應性矽基。 <5>如<1>至<4>中任一項之ABA三嵌段聚合物,其中B嵌段係以下述式B1或式B2表示: [化學式1] 式B1中,R 11各自獨立為2價連結基,R 12各自獨立為烴基,X 1各自獨立為拉電子基,k1為1以上之整數,*意指與A嵌段之連結部位; 式B2中,R 21各自獨立為2價連結基,X 2各自獨立為拉電子基,AO為氧化烯基,k2為2以上之整數,*意指與A嵌段之連結部位。 <6>如<1>至<5>中任一項之ABA三嵌段聚合物,其中A嵌段之含量相對於B嵌段之含量的質量比率為0.8~6。 <7>如<1>至<6>中任一項之ABA三嵌段聚合物,其中A嵌段中,相對於源自含反應性基之聚合性單體的結構單元含量,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元含量的質量比率為5~20。 <8>一種組成物,包含如<1>至<7>中任一項之ABA三嵌段聚合物與液態介質。 <9>一種表面處理劑,包含如<1>至<7>中任一項之ABA三嵌段聚合物。 <10>如<9>之表面處理劑,其更包含液態介質。 <11>一種物品之製造方法,係使用如<9>或<10>之表面處理劑對基材進行表面處理而製造於基材上形成有表面處理層之物品。 <12>一種物品,包含基材與表面處理層,該表面處理層係配置於基材上且經以如<9>或<10>之表面處理劑進行表面處理。 <13>如<12>之物品,其係光學構件。 <14>如<12>之物品,其係顯示器或觸控面板。 <15>如<12>之物品,其中基材為布帛或不織布。
發明效果 根據本發明一實施形態,提供一種ABA三嵌段聚合物及組成物,其等可有效作為可對基材形成防污性優異之表面處理層的表面處理劑。 根據本發明一實施形態,提供一種表面處理劑,其可對基材形成防污性優異之表面處理層。 根據本發明一實施形態,提供一種物品及物品之製造方法,該物品具有防污性優異之表面處理層。
本揭示中使用「~」表示之數值範圍中,係將記載於「~」前後之數值分別作為最小值及最大值來包含。 本揭示中階段性記載之數值範圍中,在一個數值範圍中記載的上限值或下限值,亦可置換成其他階段性記載之數值範圍的上限值或下限值。又,本說明書中記載之數值範圍中,該數值範圍的上限值或下限值亦可置換成實施例中所示之值。 本揭示中,「表面處理層」意指於基材表面藉由表面處理形成之層。 本揭示中,「聚合性單體」意指具有聚合性基之單體。 本揭示中,「(甲基)丙烯酸酯」係包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯兩者之概念。又,「(甲基)丙烯酸」係包含丙烯酸及甲基丙烯酸兩者之概念。
[ABA三嵌段聚合物] 本揭示ABA三嵌段聚合物具有A嵌段與B嵌段;A嵌段為無規聚合物,其包含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元與源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元;B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈或2價有機聚矽氧烷殘基;B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元;且B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含親水性基之聚合性單體的結構單元。 此外,B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈與2價有機聚矽氧烷殘基兩者時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元宜包含源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元或源自含親水性基之聚合性單體的結構單元。 反應性基係選自於由反應性矽基、異氰酸基、磷酸酯基、羧基、碳二亞胺基、㗁唑啉基及環氧基所構成群組中之至少1種基。 疏水性基係選自於由碳數12~30之直鏈狀烷基及2價有機聚矽氧烷殘基所構成群組中之至少1種基。 親水性基係選自於由羥基及聚氧化烯鏈所構成群組中之至少1種基。
使用本揭示ABA三嵌段聚合物作為表面處理劑時,可形成防污性優異之表面處理層。該理由尚不明確,但吾等推測如下。 本揭示ABA三嵌段聚合物中,B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元。此時,因B嵌段中所含之聚氧化烯鏈為親水性,故聚合物中會存在親水性部分與疏水性部分。又,B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含親水性基之聚合性單體的結構單元。此時,因B嵌段中所含之2價有機聚矽氧烷殘基為疏水性,故聚合物中會存在親水性部分與疏水性部分。亦即,吾等認為本揭示ABA三嵌段聚合物藉由將親水性部分與疏水性部分包含於不同嵌段中,而具有優異之兼顧親水性與疏水性功能之效果,因此可獲得防污性優異之表面處理層。又,吾等認為因A嵌段包含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元,故反應性基會與基材表面反應,從而有助於提升與基材之密著性。
專利文獻1中記載之聚合物為無規聚合物,且專利文獻1中沒有關於ABA三嵌段聚合物之記載。專利文獻2中記載之聚合物為嵌段聚合物,惟其不含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元。又,在專利文獻2中,並未著眼於防污性。
以下,針對本揭示ABA三嵌段聚合物(以下亦僅稱為「嵌段聚合物」)詳細說明。
本揭示嵌段聚合物為具有A嵌段與B嵌段之ABA三嵌段聚合物。在本揭示嵌段聚合物中,A嵌段係鍵結於B嵌段之兩末端。亦即,在本揭示嵌段聚合物中,A嵌段及B嵌段係依A嵌段-B嵌段-A嵌段之順序連結。
<A嵌段> A嵌段為無規聚合物,其包含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元與源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元。
(源自含反應性基之聚合性單體的結構單元) A嵌段中所含之源自含反應性基之聚合性單體的結構單元可僅為1種,亦可為2種以上。源自含反應性基之聚合性單體的結構單元中,反應性基之數量可僅為1個,亦可為2個以上。
含反應性基之聚合性單體中所含之聚合性基可為陽離子聚合性基,亦可為自由基聚合性基。由硬化性優異這點來看,聚合性基宜為自由基聚合性基。又,由硬化性優異這點來看,自由基聚合性基宜為乙烯性不飽和基,較宜為(甲基)丙烯醯基。
含反應性基之聚合性單體中所含之反應性基係選自於由反應性矽基、異氰酸基、磷酸酯基、羧基、碳二亞胺基、㗁唑啉基及環氧基所構成群組中之至少1種基。該等之基可與羥基共價鍵結,因此可形成與基材之密著性優異的表面處理層。
其中,由基材與表面處理層之密著性優異這點來看,反應性基又較宜為反應性矽基。
反應性矽基意指矽原子(Si原子)上鍵結有反應性基之基。反應性基宜為水解性基或羥基。
水解性基係藉由水解反應而成為羥基之基。亦即,以Si-L表示之具有水解性的矽基藉由水解反應而成為以Si-OH表示之矽烷醇基。矽烷醇基會進一步在矽烷醇基間進行反應而形成Si-O-Si鍵。又,矽烷醇基可與存在於基材表面之源自氧化物的矽烷醇基進行脫水縮合反應而形成Si-O-Si鍵。水解性基可舉例如烷氧基、芳氧基、鹵素原子、醯基、醯氧基及異氰酸基(-NCO)。烷氧基宜為碳數1~4之烷氧基。惟,芳氧基之芳基包含雜芳基。鹵素原子宜為氯原子。醯基宜為碳數1~6之醯基。醯氧基宜為碳數1~6之醯氧基。
由容易製作均一之膜且耐久性優異的觀點來看,反應性矽基宜為烷氧矽基或三氯矽基。由與基材反應中產生之副產物之易處置性的觀點來看,反應性矽基較宜為烷氧矽基。其中,烷氧矽基又宜為二烷氧矽基或三烷氧矽基,較宜為三烷氧矽基。
反應性矽基宜為以下述式A表示之基。
-Si(R 1) nL 3-n… (A) R 1各自獨立為烴基,L各自獨立為水解性基或羥基,n為0~2之整數。
當1分子中有複數個反應性矽基時,複數個反應性矽基可相同亦可互異。由原料之易取得性及化合物之易製造性的觀點來看,複數個反應性矽基宜相同。
R 1各自獨立為烴基,宜為飽和烴基。R 1之碳數宜為1~6,較宜為1~3,更宜為1~2。
水解性基宜為上述者。
其中,由化合物之易製造性的觀點來看,L又宜為碳數1~4之烷氧基或鹵素原子。由塗佈時之逸氣少且化合物之保存穩定性更優異這點來看,L宜為碳數1~4之烷氧基,較宜為乙氧基或甲氧基。
n為0~2之整數,宜為0或1,較宜為0。藉由存在複數個L,表面處理層對基材之密著性會更強固。 n為1以下時,存在於1分子中之複數個L可相同亦可互異。由原料之易取得性及化合物之易製造性的觀點來看,複數個L宜相同。n為2時,存在於1分子中之複數個R 1可相同亦可互異。由原料之易取得性及化合物之易製造性的觀點來看,複數個R 1宜相同。
具有反應性矽基之聚合性單體可列舉例如:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、2-甲基丙烯醯氧基乙基三甲氧基矽烷、2-甲基丙烯醯氧基乙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、4-甲基丙烯醯氧基丁基三甲氧基矽烷、4-甲基丙烯醯氧基丁基三乙氧基矽烷、2-丙烯醯氧基乙基三甲氧基矽烷、2-丙烯醯氧基乙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、4-丙烯醯氧基丁基三甲氧基矽烷及4-丙烯醯氧基丁基三乙氧基矽烷。 其中,由硬化性優異這點來看,具有反應性矽基之聚合性單體又宜為3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷或3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷,較宜為3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。
具有異氰酸基之聚合性單體可舉例如(甲基)丙烯酸2-異氰酸乙酯、(甲基)丙烯酸3-異氰酸丙酯、(甲基)丙烯酸4-異氰酸丁酯及2-(2-甲基丙烯醯氧基乙氧基)乙基異氰酸酯。
上述具有異氰酸基之聚合性單體亦可經以封端劑封端。封端劑可舉例如3,5-二甲基吡唑等吡唑;2-丁酮肟等肟;ε-己內醯胺等內醯胺。
具有磷酸酯基之聚合性單體可舉例如2-(甲基)丙烯醯氧基乙基酸式磷酸酯。
具有羧基之聚合性單體可舉例如(甲基)丙烯酸、伊康酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基琥珀酸及2-(甲基)丙烯醯氧基六氫酞酸。
上述具有羧基之聚合性單體亦可為酐。酐可舉例如(甲基)丙烯酸之酐及伊康酸酐。
具有碳二亞胺基之聚合性單體可舉例如1-乙基-3-丙基(甲基)丙烯醯基碳二亞胺。
具有㗁唑啉基之聚合性單體可舉例如2-乙烯基-㗁唑啉。
具有環氧基之聚合性單體可舉例如環氧丙基(甲基)丙烯酸酯。
相對於A嵌段之總量,源自含反應性基之聚合性單體的結構單元之含量宜為1~20質量%,較宜為3~15質量%。
(源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元) A嵌段中所含之源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元可僅為1種,亦可為2種以上。
不含反應性基之聚合性單體中所含之聚合性基可僅為1個,亦可為2個以上。
不含反應性基之聚合性單體中所含之聚合性基可為陽離子聚合性基,亦可為自由基聚合性基。由硬化性優異這點來看,聚合性基宜為自由基聚合性基。又,由硬化性優異這點來看,自由基聚合性基宜為乙烯性不飽和基,較宜為(甲基)丙烯醯基。
後述B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元。疏水性基係選自於由碳數12~30之直鏈狀烷基及2價有機聚矽氧烷殘基所構成群組中之至少1種基。
含疏水性基之聚合性單體中所含之疏水性基可僅為1個,亦可為2個以上。
由會形成防污性優異之表面處理層的觀點來看,源自具有碳數12~30之直鏈狀烷基之聚合性單體的結構單元中,直鏈狀烷基之碳數較宜為14~28,更宜為16~26。
具有碳數12~30之直鏈狀烷基的聚合性單體可列舉例如:(甲基)丙烯酸十二酯[別名:(甲基)丙烯酸月桂酯]、(甲基)丙烯酸十四酯[別名:(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯]、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸十八酯[別名:(甲基)丙烯酸硬脂酯]、(甲基)丙烯酸二十酯及(甲基)丙烯酸二十二酯(docosyl(meth)acrylate)[別名:(甲基)丙烯酸二十二酯(behenyl(meth)acrylate)]。
源自具有2價有機聚矽氧烷殘基之聚合性單體的結構單元中,2價有機聚矽氧烷殘基較宜為以下述式P1表示之基。
[化學式2]
以R 3表示之烴基可舉例如脂肪族烴基及芳香族烴基。其中,烴基又宜為脂肪族烴基,較宜為烷基。烷基可為直鏈狀烷基、支鏈狀烷基及環狀烷基中之任一者,宜為直鏈狀烷基,較宜為甲基、乙基、正丙基或正丁基,更宜為甲基。
s1為1以上之整數,宜為2~500,較宜為8~300,更宜為15~60。
具有2價有機聚矽氧烷殘基之聚合性單體可列舉例如:於一末端具有甲基丙烯醯基之聚二甲基矽氧烷(製品名「X-22-174BX」,信越化學工業公司製,重複單元數29.1)、於兩末端具有甲基丙烯醯基之聚二甲基矽氧烷(製品名「Silaplane FM-7711」、「Silaplane FM-7721」、「Silaplane FM-7725」,JNC股份公司製)。
又,後述B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含親水性基之聚合性單體的結構單元。親水性基係選自於由羥基及聚氧化烯鏈所構成群組中之至少1種基。
含親水性基之聚合性單體中所含之親水性基可僅為1個,亦可為2個以上。
聚氧化烯鏈係以下述式B表示。 (XO) m…(B)
式B中,X各自獨立為伸烷基。
由提升表面處理層之撥水性及耐磨耗性的觀點來看,伸烷基之碳數宜為1~6,較宜為2~4。 伸烷基可為直鏈狀、支鏈狀及環狀中之任一者。
(XO)之具體例可列舉:-CH 2O-、-C 2H 4O-、-C 3H 6O-、-C 4H 8O-、-C 5H 10O-、-C 6H 12O-、-cycloC 4H 6-O-、-cycloC 5H 8-O-及-cycloC 6H 10-O-。上述C 3H 6、C 4H 8、C 5H 10及C 6H 12可為直鏈狀,亦可為支鏈狀。 在此,-cycloC 4H 6-意指環丁烷二基。環丁烷二基可舉環丁烷-1,2-二基及環丁烷-1,3-二基。-cycloC 5H 8-意指環戊烷二基。環戊烷二基可舉環戊烷-1,2-二基及環戊烷-1,3-二基。-cycloC 6H 10-意指環己烷二基。環己烷二基可舉環己烷-1,2-二基、環己烷-1,3-二基及環己烷-1,4-二基。
(XO)之重複數m為2以上之整數,較宜為2~200之整數,更宜為5~150之整數,尤宜為5~100之整數,最宜為7~50之整數。
(XO) m亦可包含有2種以上(XO)。 2種以上(XO)之鍵結順序無限定,可呈無規、交替及嵌段中之任一種配置。 包含2種以上(XO)係指:在化合物中存在2種以上碳數不同之(XO);及,在化合物中存在2種以上即便碳數相同但側鏈之有無或側鏈之種類(例如側鏈數、側鏈之碳數等)不同之(XO)。 關於2種以上(XO)之配置,例如以{(CH 2O) m21(C 2H 4O) m22}表示之結構係表示m21個(CH 2O)與m22個(C 2H 4O)呈無規配置。又,以(C 2H 4O-C 3H 6O) m25表示之結構係表示m25個(C 2H 4O)與m25個(C 3H 6O)呈交替配置。
其中,(XO) m又宜為[(CH 2O) m11(C 2H 4O) m12(OC 3H 6) m13(OC 4H 8) m14(C 5H 10O) m15・(C 6H 12O) m16(cycloC 4H 6-O) m17(cycloC 5H 8-O) m18(cycloC 6H 10-O) m19]。 m11、m12、m13、m14、m15、m16、m17、m18及m19各自獨立為0以上之整數,宜為100以下。 m11+m12+m13+m14+m15+m16+m17+m18+m19為2以上之整數,較宜為2~200之整數,且較宜為5~150之整數,更宜為5~100之整數,尤宜為7~50之整數。
m12宜為2以上之整數,尤宜為2~200之整數。 又,C 3H 6、C 4H 8、C 5H 10及C 6H 12可為直鏈狀,亦可為支鏈狀,由提升表面處理層之耐磨耗性的觀點來看,宜為直鏈狀。
此外,上述式係表示單元之種類與其數量,而非表示單元之配列。亦即,m11~m19係表示單元之數量,例如(CH 2O) m11並非表示m11個(CH 2O)單元連續而成之嵌段。同樣地,(CH 2O)~(cycloC 6H 10-O)之記載順序並非表示其等按該記載順序配列。 上述式中,m11~m19之2個以上非為0時(亦即,(XO) m係由2種以上單元構成時),不同單元之配列可為無規配列、交替配列、嵌段配列及其等配列之組合中之任一者。
(XO) m宜具有下述結構。 (C 2H 4O) m21、 (C 3H 6O) m22、 (C 2H 4O) m23(C 3H 6O) m24、 (C 2H 4O-C 3H 6O) m25。 惟,m21為2以上之整數,m22為2以上之整數,m23及m24各自獨立為1以上之整數,m25為1以上之整數,m26及m27各自獨立為1以上之整數。
其中,由會形成防污性優異之表面處理層的觀點來看,(XO) m又較宜具有(C 2H 4O) m21之結構。亦即,聚氧化烯鏈較宜為聚氧化乙烯鏈。
由會形成防污性優異之表面處理層的觀點來看,聚氧化乙烯鏈中之重複單元的重複數宜為2~15,較宜為7~12。
含聚氧化烯鏈之聚合性單體可列舉例如:聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等之(甲基)丙烯酸酯類; 聚乙二醇乙烯基醚等之乙烯基醚類;及 聚乙二醇烯丙基醚等之烯丙基醚類。
含羥基之聚合性單體可列舉例如:(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯等之(甲基)丙烯酸酯類; 羥乙基乙烯基醚、羥丙基乙烯基醚、羥丁基乙烯基醚等之乙烯基醚類;及 羥乙基烯丙基醚、羥丙基烯丙基醚、羥丁基烯丙基醚等之烯丙基醚類。
相對於A嵌段之總量,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元之含量宜為80~99質量%,較宜為85~97質量%。
由會形成防污性優異之表面處理層的觀點來看,A嵌段中,相對於源自含反應性基之聚合性單體的結構單元含量,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元含量的質量比率宜為5~20,較宜為7~18。
又,後述B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元中,源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元所佔比率宜為80質量%以上,較宜為90質量%以上,更宜為100質量%。亦即,後述B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元尤宜為源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元。
又,後述B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元中,源自含親水性基之聚合性單體的結構單元所佔比率宜為80質量%以上,較宜為90質量%以上,更宜為100質量%。亦即,後述B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元尤宜為源自含親水性基之聚合性單體的結構單元。
<B嵌段> B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈或2價有機聚矽氧烷殘基。
本揭示中,主鏈表示聚合物分子結構中成為最長之骨幹的鏈。
聚氧化烯鏈可舉與上述A嵌段中可包含之聚氧化烯鏈相同者。其中,聚氧化烯鏈又宜為聚氧化乙烯鏈。
2價有機聚矽氧烷殘基可舉與上述A嵌段中可包含之2價有機聚矽氧烷殘基相同者。其中,2價有機聚矽氧烷殘基又宜為以上述式P1表示之基。
由易製造性的觀點來看,B嵌段宜以下述式B1或式B2表示。B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,宜以式B1表示。B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,宜以式B2表示。
[化學式3]
式B1中,R 11各自獨立為2價連結基,R 12各自獨立為烴基,X 1各自獨立為拉電子基,k1為1以上之整數,*意指與A嵌段之連結部位。
式B2中,R 21各自獨立為2價連結基,X 2各自獨立為拉電子基,AO為氧化烯基,k2為2以上之整數,*意指與A嵌段之連結部位。
式B1中,R 11可舉例如-CH 2CH 2CONHCH 2CH 2CH 2-(惟,丙基係與Si鍵結)。R 12的理想態樣係與上述式P1中之R 3的理想態樣相同。
X 1可舉例如氰基、脒基、醯胺基、咪唑啉基、酯基及乙醯氧基。其中,X 1又宜為氰基。
k1宜為20~500,較宜為80~250。
式B2中,R 21可舉例如-CH 2CH 2CO-(惟,羰基係與氧原子鍵結)。R 12的理想態樣係與上述式P1中之R 3的理想態樣相同。
X 2可舉例如氰基、脒基、醯胺基、咪唑啉基、酯基及乙醯氧基。其中,X 2又宜為氰基。
k2宜為20~150,較宜為30~100。
AO的理想態樣係與上述式B中之XO的理想態樣相同。
本揭示聚合物中,相對於本揭示聚合物之總量,A嵌段之含量宜為30~90質量%,較宜為40~85質量%。此處所提A嵌段之含量,意指與B嵌段鍵結之2個A嵌段之合計含量。
本揭示聚合物中,相對於本揭示聚合物之總量,B嵌段之含量宜為10~70質量%,較宜為15~60質量%。
本揭示聚合物中,由會形成防污性優異之表面處理層的觀點來看,A嵌段之含量相對於B嵌段之含量的質量比率宜為0.4~9,較宜為0.6~6。此處所提A嵌段之含量,意指與B嵌段鍵結之2個A嵌段之合計含量。
本揭示聚合物例如可藉由使用可形成B嵌段之聚合引發劑與A嵌段形成用單體溶液進行聚合反應來製造,該A嵌段形成用單體溶液包含含反應性基之聚合性單體及不含反應性基之聚合性單體。
[組成物] 本揭示組成物若包含有本揭示聚合物即可,亦可包含有本揭示聚合物之其他成分。
本揭示組成物宜更包含液態介質。包含液態介質時,本揭示組成物若為液態即可,可為溶液,亦可為分散液。
相對於本揭示組成物之總量,本揭示組成物中所含之本揭示聚合物之含量宜為0.01~60質量%,較宜為0.1~40質量%,更宜為1~20質量%。
液態介質可舉例如水及有機溶劑。其中,液態介質又宜為有機溶劑。
液態介質為水時,本揭示聚合物宜為已被界面活性劑分散之狀態。界面活性劑宜為不含氟原子之界面活性劑。具體而言,界面活性劑宜為不含氟原子之陰離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑或兩性界面活性劑。
有機溶劑可舉僅由氫原子及碳原子構成之化合物、以及僅由氫原子、碳原子及氧原子構成之化合物,具體上可舉烴系有機溶劑、酮系有機溶劑、醚系有機溶劑、酯系有機溶劑、二醇系有機溶劑及醇系有機溶劑。
烴系有機溶劑之具體例可舉己烷、庚烷、辛烷、環己烷、苯、甲苯及二甲苯。 酮系有機溶劑之具體例可舉丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮及環己酮。 醚系有機溶劑之具體例可舉二乙基醚、四氫呋喃。 酯系有機溶劑之具體例可舉乙酸乙酯、乙酸丁酯。 二醇系有機溶劑之具體例可列舉:乙二醇、乙二醇二甲基醚、丙二醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丁基醚乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇二甲基醚戊烷、二丙二醇、二丙二醇單甲基醚、三乙二醇二甲基醚、四乙二醇二甲基醚、三丙二醇。 醇系有機溶劑之具體例可舉甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、正丁醇、二丙酮醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。
又,有機溶劑可舉例如鹵素系有機溶劑、含氮化合物及含硫化合物。 鹵素系有機溶劑之具體例可舉二氯甲烷、氯仿、四氯化碳及二氯乙烷。 含氮化合物之具體例可舉硝基苯、乙腈、苯甲腈、二甲基甲醯胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺及3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺。 含硫化合物之具體例可舉二硫化碳及二甲亞碸。
相對於本揭示組成物之總量,液態介質之含量宜為40~99.99質量%,較宜為60~99.9質量%,更宜為80~99質量%。
本揭示組成物除了上述成分外,亦可在不損及本揭示效果之範圍內包含有其他成分。 其他成分可列舉例如:促進反應性矽基之水解與縮合反應的酸觸媒、鹼性觸媒、非氟系聚合物、交聯劑、滲透劑、消泡劑、造膜助劑、防蟲劑、防黴劑、防腐劑、阻燃劑、抗靜電劑、防皺劑、柔軟劑、pH調整劑等公知之添加劑。
又,其他成分亦可舉具有水解性基之金屬化合物(以下亦將具有水解性基之金屬化合物表記為「特定金屬化合物」)。本揭示組成物若包含特定金屬化合物,便可更提升表面處理層之平滑性及防污性。特定金屬化合物可舉下述式(M1)~(M3)。
M(X b1) m1(X b2) m2(X b3) m3…(M1) Si(X b4)(X b5) 3…(M2) (X b6) 3Si-(Y b1)-Si(X b7) 3…(M3)
式(M1)中, M表示3價或4價金屬原子。 X b1各自獨立表示水解性基。 X b2各自獨立表示含矽氧烷骨架之基。 X b3各自獨立表示含烴鏈之基。 m1為2~4之整數; m2及m3各自獨立為0~2之整數; M為3價金屬原子時,m1+m2+m3為3,M為4價金屬原子時,m1+m2+m3為4。
式(M2)中, X b4表示水解性矽烷寡聚物殘基。 X b5各自獨立表示水解性基或碳數1~4之烷基。
式(M3)中, X b6及X b7各自獨立表示水解性基或羥基。 Y b1表示2價有機基。
式(M1)中,以M表示之金屬中還包含Si、Ge等半金屬。M宜為3價金屬及4價金屬,較宜為Al、Fe、In、Hf、Si、Ti、Sn及Zr,更宜為Al、Si、Ti及Zr,尤宜為Si。
式(M1)中,以X b1表示之水解性基可舉與上述反應性矽基中之[-Si(R 1) nL 3-n]中的L所示之水解性基相同者。
以X b2表示之含矽氧烷骨架之基具有矽氧烷單元(-Si-O-),其可為直鏈狀亦可為支鏈狀。矽氧烷單元宜為二烷基矽氧基,可舉二甲基矽氧基、二乙基矽氧基等。含矽氧烷骨架之基中之矽氧烷單元的重複數為1以上,宜為1~5,較宜為1~4,更宜為1~3。 含矽氧烷骨架之基亦可於矽氧烷骨架之一部分包含有2價烴基。具體而言,矽氧烷骨架之一部分的氧原子可被2價烴基取代。前述2價烴基可舉亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基等之伸烷基。 含矽氧烷骨架之基的末端矽原子上亦可鍵結有水解性基、烴基(宜為烷基)等。 含矽氧烷骨架之基的元素數宜為100以下,較宜為50以下,更宜為30以下。前述元素數宜為10以上。 含矽氧烷骨架之基宜為以 *-(O-Si(CH 3) 2) nCH 3表示之基,在此,n為1~5之整數,*表示與相鄰原子之鍵結部位。
以X b3表示之含烴鏈之基可為僅由烴鏈構成之基,亦可為烴鏈之碳原子-碳原子間具有醚性氧原子之基。烴鏈可為直鏈亦可為支鏈,宜為直鏈。烴鏈可為飽和烴鏈亦可為不飽和烴鏈,宜為飽和烴鏈。含烴鏈之基的碳數宜為1~3,較宜為1~2,更宜為1。含烴鏈之基宜為烷基,較宜為甲基、乙基或丙基。
m1宜為3或4。
以式(M1)表示之化合物宜為以M為Si之下述式(M1-1)~(M1-5)表示之化合物,較宜為以式(M1-1)表示之化合物。以式(M1-1)表示之化合物宜為四乙氧基矽烷、四甲氧基矽烷、三乙氧基甲基矽烷。
Si(X b1) 4…(M1-1) CH 3-Si(X b1) 3…(M1-2) C 2H 5-Si(X b1) 3…(M1-3) n-C 3H 7-Si(X b1) 3…(M1-4) (CH 3) 2CH-Si(X b1) 3…(M1-5)
式(M2)中,以X b4表示之水解性矽烷寡聚物殘基中所含之矽原子數宜為3以上,較宜為5以上,更宜為7以上。前述矽原子數宜為15以下,較宜為13以下,更宜為10以下。 水解性矽烷寡聚物殘基亦可具有鍵結於矽原子上之烷氧基。前述烷氧基可舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等,宜為甲氧基及乙氧基。水解性矽烷寡聚物殘基亦可具有1種或2種以上該等烷氧基,以具有1種為佳。 水解性矽烷寡聚物殘基可舉(C 2H 5O) 3Si-(OSi(OC 2H 5) 2) 4O- *等。在此,*表示與相鄰原子之鍵結部位。
式(M2)中,以X b5表示之水解性基可舉與上述反應性矽基中之[-Si(R 1) nL 3-n]中的L所示之水解性基相同者、氰基、氫原子、烯丙基,宜為烷氧基或異氰酸基。烷氧基宜為碳數1~4之烷氧基。 X b5宜為水解性基。
以式(M2)表示之化合物可舉(H 5C 2O) 3-Si-(OSi(OC 2H 5) 2) 4OC 2H 5等。
以式(M3)表示之化合物係於2價有機基之兩末端具有反應性矽基之化合物,亦即雙矽烷。 式(M3)中,以X b6及X b7表示之水解性基可舉烷氧基、醯氧基、酮肟基、烯氧基、胺基、胺氧基、醯胺基、異氰酸基、鹵素原子,宜為烷氧基、異氰酸基。烷氧基宜為碳數1~4之烷氧基,較宜為甲氧基、乙氧基。 式(M3)中,X b6及X b7可為彼此相同之基,亦可為互異之基。以取得容易性這點來看,X b6及X b7宜為彼此相同之基。
式(M3)中,Y b1係連結兩末端之反應性矽基的2價有機基。2價有機基之Y b1的碳數宜為1~8,較宜為1~3。 Y b1可舉伸烷基、伸苯基、碳原子間具有醚性氧原子之伸烷基。可列舉例如:-CH 2CH 2-、-CH 2CH 2CH 2-、-CH 2CH 2CH 2CH 2-、-CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2-、-CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2-、-CH 2C(CH 3) 2CH 2-、-C(CH 3) 2CH 2CH 2C(CH 3) 2-、-CH 2CH 2OCH 2CH 2-、-CH 2CH 2CH 2OCH 2CH 2CH 2-、-CH(CH 3)CH 2OCH 2CH(CH 3)-、-C 6H 4-。
以式(M3)表示之化合物可列舉:(CH 3O) 3Si(CH 2) 2Si(OCH 3) 3、(C 2H 5O) 3Si(CH 2) 2Si(OC 2H 5) 3、(OCN) 3Si(CH 2) 2Si(NCO) 3、Cl 3Si(CH 2) 2SiCl 3、(CH 3O) 3Si(CH 2) 6Si(OCH 3) 3、(C 2H 5O) 3Si(CH 2) 6Si(OC 2H 5) 3
相對於本揭示組成物之總量,本揭示組成物中亦可包含之其他成分的含量宜為10質量%以下,較宜為1質量%以下。本揭示組成物包含特定金屬化合物時,相對於本揭示組成物之總量,特定金屬化合物之含量宜為0.001~10質量%,較宜為0.01~5質量%,更宜為0.03~1質量%。
相對於本揭示組成物之總量,本揭示組成物之固體成分濃度宜為0.01~60質量%,較宜為0.1~40質量%,更宜為1~20質量%。本揭示組成物之固體成分濃度係從加熱前之組成物之質量與以120℃之對流式乾燥機加熱4小時後之質量算出之值。
本揭示組成物包含液態介質,因此可有效作為塗覆用途,且可作為塗覆液使用。
[表面處理劑] 在一態樣中,本揭示表面處理劑包含本揭示聚合物。 本揭示表面處理劑亦可包含有本揭示聚合物與液態介質。表面處理劑中所含之液態介質的理想態樣係與本揭示組成物中所含之液態介質的理想態樣相同。
藉由使用包含本揭示聚合物之表面處理劑,可形成防污性優異之表面處理層。
[物品] 在一態樣中,本揭示物品包含基材與表面處理層,該表面處理層係配置於基材上且經以上述表面處理劑進行表面處理。
表面處理層可形成於基材表面的一部分,亦可形成於基材表面整體。表面處理層在基材表面上可擴展成膜狀,亦可散布成點狀。 在表面處理層中,本揭示聚合物係在反應性矽基之一部分或全部進行水解且矽烷醇基進行脫水縮合反應後之狀態下包含。
表面處理層之厚度宜為1~100nm,較宜為1~50nm。表面處理層之厚度若為1nm以上,便容易充分獲得表面處理所帶來之效果。表面處理層之厚度若為100nm以下,利用效率便高。表面處理層之厚度可使用薄膜解析用X射線繞射計(製品名「ATX-G」,RIGAKU公司製),利用X射線反射率法取得反射X射線之干涉圖案後,從干涉圖案之振動周期算出。又,表面處理層之厚度亦可藉由穿透型電子顯微鏡等之觀察來算出。
基材之種類無特別限定,可舉例如要求賦予撥水性之基材。基材可舉例如:有供使其他物品(例如,觸控筆)或人的手指接觸而使用之情形的基材;有供在操作時以人的手指拿取之情形的基材;及,有供放置於其他物品(例如,載置台)上之情形的基材。 基材之材料可列舉:金屬、樹脂、玻璃、藍寶石、陶瓷、石、纖維、布帛、不織布、紙、木、天然皮革、人工皮革及該等之複合材料。玻璃可業經化學強化。
基材可列舉:建材、裝飾建材、室內裝飾用品、運輸機器(例如,汽車)、看板・告示板、飲用機・食器、水槽、觀賞用器具(例如,匾額、箱)、實驗器具、傢俱、纖維製品、包裝容器;使用於藝術、運動、遊戲等之玻璃或樹脂;使用於行動電話(例如,智慧型手機)、攜帶型資訊終端機、遊戲機、遙控器等機器之外裝部分(顯示部除外)的玻璃或樹脂。基材之形狀可為片狀、板狀、膜狀。基材之組織結構可為密實或多孔質。
基材宜為觸控面板用基材、顯示器用基材、眼鏡鏡片、醫療用袍等之防護衣用基材、用以防塵或防污之過濾器用基材,尤宜為觸控面板用基材、醫療用袍等之防護衣用基材、用以防塵或防污之過濾器用基材。觸控面板用基材之材料宜為玻璃或透明樹脂。醫療用袍等之防護衣用基材宜為不織布,該材料宜為聚丙烯。用以防塵或防污之過濾器用基材宜為不織布,該材料宜為玻璃、聚烯烴(聚丙烯、聚乙烯等)、聚氯乙烯、尼龍、聚酯或聚苯乙烯。
基材亦可為一表面或兩面施有電暈放電處理、電漿處理、電漿接枝聚合處理等表面處理之基材。施有表面處理之基材與表面處理層的密著性更優異,更能提升表面處理層之耐磨耗性。因此,宜對基材之與表面處理層相接側的表面施行表面處理。又,在設置後述基底層時,施有表面處理之基材與基底層的密著性更優異,更能提升表面處理層之耐磨耗性。因此,在設置基底層時,宜對基材之與基底層相接側的表面施行表面處理。
表面處理層可直接設於基材之表面上,亦可於基材與表面處理層之間設有基底層。由更提升表面處理層之撥水性及耐磨耗性的觀點來看,本揭示物品宜包含基材、配置於基材上之基底層、及配置於基底層上且經以本揭示表面處理劑進行表面處理之表面處理層。
基底層宜為含氧化物之層,且該氧化物包含:矽;及,選自於由週期表之第1族元素、第2族元素、第4族元素、第5族元素、第13族元素及第15族元素所構成群組中之至少1種特定元素。
週期表之第1族元素(以下亦稱為「第1族元素」)意指鋰、鈉、鉀、銣及銫。由可無缺陷且更均一地於基底層上形成撥水撥油層這點、或可更抑制在試樣間之基底層的組成之參差的觀點來看,第1族元素宜為鋰、鈉、鉀,較宜為鈉、鉀。基底層中亦可包含有2種以上第1族元素。
週期表之第2族元素(以下亦稱為「第2族元素」)意指鈹、鎂、鈣、鍶及鋇。由可無缺陷且更均一地於基底層上形成撥水撥油層這點、或可更抑制在試樣間之基底層的組成之參差的觀點來看,第2族元素宜為鎂、鈣、鋇,較宜為鎂、鈣。基底層中亦可包含有2種以上第2族元素。
週期表之第4族元素(以下亦稱為「第4族元素」)意指鈦、鋯及鉿。由可無缺陷且更均一地於基底層上形成撥水撥油層這點、或可更抑制在試樣間之基底層的組成之參差的觀點來看,第4族元素宜為鈦、鋯,較宜為鈦。基底層中亦可包含有2種以上第4族元素。
週期表之第5族元素(以下亦稱為「第5族元素」)意指釩、鈮及鉭。由撥水撥油層之耐磨耗性更優異的觀點來看,第5族元素尤宜為釩。基底層中亦可包含有2種以上第5族元素。
週期表之第13族元素(以下亦稱為「第13族元素」)意指硼、鋁、鎵及銦。由可無缺陷且更均一地於基底層上形成撥水撥油層這點、或可更抑制在試樣間之基底層的組成之參差的觀點來看,第13族元素宜為硼、鋁、鎵,較宜為硼、鋁。基底層中亦可包含有2種以上第13族元素。
週期表之第15族元素(以下亦稱為「第15族元素」)意指氮、磷、砷、銻及鉍。由可無缺陷且更均一地於基底層上形成撥水撥油層這點、或可更抑制在試樣間之基底層的組成之參差的觀點來看,第15族元素宜為磷、銻、鉍,較宜為磷、鉍。基底層中亦可包含有2種以上第15族元素。
以基底層中所含之特定元素來說,第1族元素、第2族元素、第13族元素因撥水撥油層之耐磨耗性更優異而為佳,較宜為第1族元素、第2族元素,更宜為第1族元素。 特定元素可僅包含有1種元素,亦可包含有2種以上元素。
基底層中所含之氧化物可為上述元素(矽及特定元素)單獨之氧化物的混合物(例如,氧化矽與特定元素之氧化物的混合物),可為包含2種以上上述元素之複合氧化物,亦可為上述元素單獨之氧化物與複合氧化物的混合物。
由撥水撥油層之耐磨耗性更優異的觀點來看,基底層中之特定元素之合計莫耳濃度相對於基底層中之矽之莫耳濃度的比(特定元素/矽)宜為0.02~2.90,較宜為0.10~2.00,更宜為0.20~1.80。 基底層中之各元素的莫耳濃度(莫耳%),例如可藉由使用離子濺鍍之X射線光電子分光法(XPS)進行之深度方向分析來測定。
基底層可為單層,亦可為複層。基底層亦可於表面具有凹凸。 基底層之厚度宜為1~100nm,較宜為1~50nm,更宜為2~20nm。基底層之厚度若為上述下限值以上,便能利用基底層更提升與表面處理層的密著性,從而表面處理層之耐磨耗性更優異。基底層之厚度若為上述上限值以下,基底層本身之耐磨耗性便優異。 基底層之厚度係藉由利用穿透型電子顯微鏡(TEM)觀察基底層之剖面來測定。
基底層例如可利用使用蒸鍍材料之蒸鍍法或濕式塗覆法來形成。
蒸鍍法中使用之蒸鍍材料宜含有含矽及特定元素之氧化物。 蒸鍍材料之形態的具體例可舉粉體、熔融體、燒結體、造粒體、破碎體,由處置性的觀點來看,宜為熔融體、燒結體、造粒體。 在此,熔融體意指使蒸鍍材料之粉體在高溫下熔融後予以冷卻固化而得之固體物。燒結體意指將蒸鍍材料之粉體燒成而得之固體物,可視需要將粉體壓製形成而使用成形體來取代蒸鍍材料之粉體。造粒體意指將蒸鍍材料之粉體與液態介質(例如水、有機溶劑)捏合而獲得粒子後使粒子乾燥而得之固體物。
蒸鍍材料例如可藉由以下方法製造。 ・將氧化矽之粉體與特定元素之氧化物之粉體混合而獲得蒸鍍材料之粉體的方法。 ・將上述蒸鍍材料之粉體及水捏合並獲得粒子後,使粒子乾燥而獲得蒸鍍材料之造粒體的方法。 ・使含矽之粉體(例如,由氧化矽構成之粉體、矽砂、矽膠)、含特定元素之粉體(例如,特定元素之氧化物之粉體、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、氫氧化物)及水混合而成之混合物乾燥後,將乾燥後之混合物或將其壓製成形而成之成形體進行燒成而獲得燒結體的方法。 ・使含矽之粉體(例如,由氧化矽構成之粉體、矽砂、矽膠)與含特定元素之粉體(例如,特定元素之氧化物的粉體、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、氫氧化物)在高溫下熔融後,將熔融物冷卻固化而獲得熔融體的方法。
使用蒸鍍材料之蒸鍍法的具體例可舉真空蒸鍍法。真空蒸鍍法係一種使蒸鍍材料在真空槽內蒸發使其附著於基材表面的方法。 蒸鍍時之溫度(例如在使用真空蒸鍍裝置時,配置蒸鍍材料之舟皿的溫度)宜為100~3,000℃,較宜為500~3,000℃。 蒸鍍時之壓力(例如在使用真空蒸鍍裝置時,配置蒸鍍材料之槽內的壓力)宜為1Pa以下,較宜為0.1Pa以下。 使用蒸鍍材料來形成基底層時,可使用1種蒸鍍材料,亦可使用2種以上含不同元素之蒸鍍材料。
蒸鍍材料之蒸發方法的具體例可舉:在高熔點金屬製電阻加熱用舟皿上將蒸鍍材料熔融使其蒸發的電阻加熱法;對蒸鍍材料照射電子束,直接加熱蒸鍍材料使表面熔融而蒸發的電子槍法。由可局部加熱故亦可使高熔點物質蒸發這點、及電子束未照射到的部位為低溫故無與容器起反應或混入不純物之疑慮的觀點來看,蒸鍍材料之蒸發方法宜為電子槍法。 以蒸鍍材料之蒸發方法來說,可使用複數個舟皿,亦可將全部蒸鍍材料放入單獨的舟皿來使用。蒸鍍方法可為共蒸鍍,亦可為交替蒸鍍等。具體而言,可列舉:將二氧化矽與特定源於同一舟皿中混合來使用之例;將二氧化矽與特定元素源放入不同舟皿中進行共蒸鍍之例;同樣地將二氧化矽與特定元素源放入不同舟皿中進行交替蒸鍍之例。蒸鍍之條件、順序等係依基底層之構成來適當選擇。
以濕式塗覆法來說,宜藉由使用塗覆液之濕式塗覆法於基材上形成基底層,該塗覆液包含含矽之化合物、含特定元素之化合物及液態介質。
矽化合物之具體例可舉:氧化矽、矽酸、矽酸之部分縮合物、烷氧矽烷、烷氧矽烷之部分水解縮合物。
含特定元素之化合物的具體例可列舉:特定元素之氧化物、特定元素之烷氧化物、特定元素之碳酸鹽、特定元素之硫酸鹽、特定元素之硝酸鹽、特定元素之草酸鹽、特定元素之氫氧化物。
液態介質可舉與上述本揭示組成物中所含之液態介質相同者。
相對於形成基底層所使用之塗覆液之總量,液態介質之含量宜為0.01~20質量%,較宜為0.1~10質量%。
用以形成基底層之濕式塗覆法的具體例可列舉:旋塗法、擦塗法、噴塗法、刮塗法、浸塗法、模塗法、噴墨法、流動施膜法、輥塗法、澆鑄法、朗謬-布洛傑法、凹版塗佈法。
將塗覆液進行濕式塗覆後,宜使塗膜乾燥。塗膜之乾燥溫度宜為20~200℃,較宜為80~160℃。
本揭示物品可為光學構件、醫療用袍等之防護衣、在半導體製造裝置等中使用之用以防塵或防污之過濾器,宜為光學構件。光學構件可列舉例如:汽車導航、行動電話、智慧型手機、數位相機、數位視訊攝影機、PDA、可攜式聲訊播放機、汽車音響、遊戲機、眼鏡鏡片、相機鏡頭、透鏡濾光片、太陽眼鏡、胃鏡等醫療用機器、影印機、PC、顯示器(例如,液晶顯示器、有機EL顯示器、電漿顯示器、觸控面板顯示器)、觸控面板、保護薄膜及抗反射薄膜。尤其,物品宜為顯示器或觸控面板。
[物品之製造方法] 本揭示物品之製造方法,例如係使用本揭示表面處理劑對基材進行表面處理而製造於基材上形成有表面處理層之物品的方法。表面處理可舉濕式塗覆法。當本揭示聚合物之分子量小時,亦可舉乾式塗覆法。
乾式塗覆法可舉真空蒸鍍、CVD、濺鍍等手法。由抑制化合物之分解這點及裝置之簡便性的觀點來看,乾式塗覆法宜為真空蒸鍍法。在真空蒸鍍時,可使用已使本揭示化合物浸滲至鐵、鋼等金屬多孔體中的丸粒狀物質。亦可使用使含本揭示化合物及液態介質之組成物浸滲至鐵、鋼等金屬多孔體中後使液態介質乾燥而浸滲有本揭示化合物的丸粒狀物質。
濕式塗覆法可列舉例如:旋塗法、擦塗法、噴塗法、刮塗法、浸塗法、模塗法、噴墨法、流動施膜法、輥塗法、澆鑄法、朗謬-布洛傑法、凹版塗佈法。
為了提升表面處理層之防污性,亦可視需要進行用以促進本揭示聚合物與基材之反應的操作。該操作可舉加熱、加濕、光照射等。 例如,在具有水分之大氣中將形成有表面處理層之基材加熱,可促進以下諸等反應:水解性基之水解反應、基材表面之羥基等與矽烷醇基之反應、藉由矽烷醇基之縮合反應生成矽氧烷鍵。
表面處理後,亦可視需要去除表面處理層中未與其他化合物或基材化學鍵結的化合物。去除方法可舉例如對表面處理層沖淋溶劑之方法、以已浸透溶劑之布擦拭之方法等。
實施例 以下使用實施例進一步詳細說明本發明,惟本發明不受該等實施例所限。
<A嵌段用聚合性單體> 將用以形成A嵌段之聚合性單體顯示於下。
-含反應性基之聚合性單體(表1及表2中為「含反應性基之單體」)- ・3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(製品名「KBM-503」,信越化學工業公司製) ・2-異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯之3,5-二甲基吡唑加成物(製品名「Karenz MOI-BP」,昭和電工公司製)
-含親水性基之聚合性單體(表1及表2中為「含親水性基之單體」)- ・HEMA:甲基丙烯酸羥乙酯(東京化成工業公司製) ・PEGMA:聚乙二醇單丙烯酸酯(EO加成莫耳數:10莫耳)(製品名「BLEMMER AE-400」,日油公司製)
-含疏水性基之聚合性單體(表1及表2中為「含疏水性基之單體」)- ・StA:丙烯酸十八酯(東京化成工業公司製) ・BeA:丙烯酸二十二酯(東京化成工業公司製) ・一末端含甲基丙烯醯基之聚二甲基矽氧烷(製品名「X-22-174BX」,信越化學工業公司製,重複單元數29.1)
<B嵌段用聚合引發劑> 將用以形成B嵌段之聚合引發劑顯示於下。 ・於主鏈包含聚氧化烯鏈之聚合引發劑(製品名「VPE-0201」,FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation公司製,PEG單元分子量:約2,000) ・於主鏈包含二甲基聚矽氧烷殘基之聚合引發劑(製品名「VPS-1001N」,FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation公司製,聚矽氧單元分子量:約10,000)
[例1] 於500mL之三口燒瓶中加入作為聚合溶劑之1-甲氧基-2-丙醇 119g、二丙酮醇 21g、作為A嵌段用聚合性單體之HEMA 45g、KBM-503 3g、作為B嵌段用聚合引發劑之VPS-1001N 12g。 將所得混合物在80℃下且在氮氣環境下攪拌16小時,而獲得含ABA三嵌段聚合物之溶液。產量為200g,固體成分濃度為30質量%。以GPC分析後,產率得100%。ABA三嵌段聚合物中,A嵌段為包含源自HEMA之結構單元與源自KBM-503之結構單元的無規聚合物,且B嵌段於主鏈包含有二甲基聚矽氧烷殘基。
[例2~17] 在例2~17中,除了將A嵌段用聚合性單體及B嵌段用聚合引發劑之種類以及含量變更成表1及表2中所記載者外,以與例1相同方法而獲得含ABA三嵌段聚合物之溶液。此外,在例12~15中,係使用偶氮異丁腈(AIBN)作為其他聚合引發劑。
將例1~15中所得之溶液分別用1-甲氧基-2-丙醇稀釋成使ABA三嵌段聚合物之濃度成為1質量%,而獲得表面處理劑。在例1~5、7~15中,係使用表面處理劑藉由噴塗法對玻璃基板進行表面處理,並在25℃下放置15分鐘後,在120℃下加熱1小時。藉此,獲得玻璃基板之表面具有表面處理層的物品。在例6中,除了使用棉(棉布帛)來取代玻璃基板作為處理基材外,以與例1相同方法而獲得棉(棉布帛)之表面具有表面處理層的物品。在例16中,除了使用聚丙烯(PP)不織布(基重:63g/m 2)來取代棉(棉布帛)作為處理基材外,以與例6相同方法而獲得聚丙烯(PP)不織布之表面具有表面處理層的物品。在例17中,除了使用玻璃纖維不織布來取代棉(棉布帛)作為處理基材外,以與例6相同方法而獲得玻璃纖維不織布之表面具有表面處理層的物品。
針對所得物品進行髒污擦拭性之評估。評估方法如下。
<髒污擦拭性(油酸)> 於物品上滴下1mL之油酸並覆蓋保鮮膜(製品名「Saran Wrap(註冊商標)」,旭化成公司製),載置1kg之砝碼後放置10分鐘。10分鐘後移除砝碼與保鮮膜,將滴下有油酸之部分以濕紙巾(製品名「Scottie Wet Tissue Pure Water 99%」,NIPPON PAPER CRECIA CO., LTD.製)或擦拭紙(製品名「Kim Towel(註冊商標)」,NIPPON PAPER CRECIA CO., LTD.製)分別擦拭3次。擦拭後,以肉眼觀察物品上之油酸的殘留程度。根據油酸的殘留程度評估髒污擦拭性(油酸)。評估基準如下。 AA:未殘留油酸。 A:殘留有一部分油酸。 B:雖去除了一部分油酸,但仍大量殘留,且擴散於物品表面。 C:幾乎未去除油酸。
<髒污擦拭性(咖啡)> 除了使用25℃之咖啡1mL來取代油酸外,以與上述髒污擦拭性(油酸)相同方法評估髒污擦拭性(咖啡)。評估基準如下。 AA:未殘留咖啡。 A:殘留有一部分咖啡。 B:雖去除了一部分咖啡,但仍大量殘留,且擴散於物品表面。 C:幾乎未去除咖啡。
將評估結果顯示於表1及表2。
例1~11、16及17為實施例,例12~15為比較例。
[表1]
[表2]
如表1及表2所示,在例1、2、7、9中,A嵌段為包含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元與源自含親水性基之聚合性單體的結構單元的無規聚合物,且B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基,因此可形成防污性優異之表面處理層。又,在例3~6、10、11、16、17中,A嵌段為包含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元與源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元的無規聚合物,且B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈,因此可形成防污性優異之表面處理層。
另一方面,在例12~15中,不存在於主鏈包含聚氧化烯鏈或2價有機聚矽氧烷殘基之B嵌段,因此可知表面處理層之防污性差。
產業上之可利用性 本揭示ABA三嵌段聚合物可有效作為表面處理劑。表面處理劑例如可對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、奈米壓印技術等中之基材使用。又,表面處理劑可對電車、汽車、船舶、航空機等運輸機器中之艙體、窗戶玻璃(擋風玻璃、側玻璃、後擋風玻璃)、後視鏡、保險桿等使用。並且,表面處理劑可對建築物外牆、帳篷、太陽能發電模組、隔音板、混凝土等戶外物品;漁網、捕蟲網、水槽使用。又,表面處理劑可對廚房、浴室、盥洗台、鏡子、盥洗室周邊零件;枝形吊燈、瓷磚等之陶瓷器;人造大理石、空氣調節器等之各種室內設備使用。又,表面處理劑亦可作為工廠內之治具、內壁、配管等之防污處理使用。又,表面處理劑可對護目鏡、眼鏡、頭盔、彈珠機、纖維、布帛、不織布、衣物、防護衣、過濾器、皮包、傘、遊樂器具、足球使用。又,表面處理劑亦可作為食品用包材、化妝品用包材、罐子之內部等各種包材之抗附著劑使用。又,表面處理劑可對以下諸等光學構件使用:汽車導航、行動電話、智慧型手機、數位相機、數位視訊攝影機、PDA、可攜式聲訊播放機、汽車音響、遊戲機、眼鏡鏡片、相機鏡頭、透鏡濾器、太陽眼鏡、胃鏡等醫療用機器、影印機、PC、顯示器(例如,液晶顯示器、有機EL顯示器、電漿顯示器、觸控面板顯示器)、觸控面板、保護薄膜及抗反射薄膜。
(無)

Claims (15)

  1. 一種ABA三嵌段聚合物,具有A嵌段與B嵌段; 前述A嵌段為無規聚合物,其包含源自含反應性基之聚合性單體的結構單元與源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元; 前述B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈或2價有機聚矽氧烷殘基; 前述B嵌段於主鏈包含聚氧化烯鏈時,前述A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含疏水性基之聚合性單體的結構單元;且 前述B嵌段於主鏈包含2價有機聚矽氧烷殘基時,前述A嵌段中源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元包含源自含親水性基之聚合性單體的結構單元; 前述反應性基係選自於由反應性矽基、異氰酸基、磷酸酯基、羧基、碳二亞胺基、㗁唑啉基及環氧基所構成群組中之至少1種基; 前述疏水性基係選自於由碳數12~30之直鏈狀烷基及2價有機聚矽氧烷殘基所構成群組中之至少1種基;且 前述親水性基係選自於由羥基及聚氧化烯鏈所構成群組中之至少1種基。
  2. 如請求項1之ABA三嵌段聚合物,其中前述聚氧化烯鏈為聚氧化乙烯鏈。
  3. 如請求項2之ABA三嵌段聚合物,其中前述聚氧化乙烯鏈中之重複單元的重複數為2~15。
  4. 如請求項1至3中任一項之ABA三嵌段聚合物,其中前述反應性基為反應性矽基。
  5. 如請求項1至4中任一項之ABA三嵌段聚合物,其中前述B嵌段係以下述式B1或式B2表示: [化學式1] 式B1中,R 11各自獨立為2價連結基,R 12各自獨立為烴基,X 1各自獨立為拉電子基,k1為1以上之整數,*意指與A嵌段之連結部位; 式B2中,R 21各自獨立為2價連結基,X 2各自獨立為拉電子基,AO為氧化烯基,k2為2以上之整數,*意指與A嵌段之連結部位。
  6. 如請求項1至5中任一項之ABA三嵌段聚合物,其中前述A嵌段之含量相對於前述B嵌段之含量的質量比率為0.8~6。
  7. 如請求項1至6中任一項之ABA三嵌段聚合物,其中前述A嵌段中,相對於前述源自含反應性基之聚合性單體的結構單元含量,前述源自不含反應性基之聚合性單體的結構單元含量的質量比率為5~20。
  8. 一種組成物,包含如請求項1至7中任一項之ABA三嵌段聚合物與液態介質。
  9. 一種表面處理劑,包含如請求項1至7中任一項之ABA三嵌段聚合物。
  10. 如請求項9之表面處理劑,其更包含液態介質。
  11. 一種物品之製造方法,係使用如請求項9或10之表面處理劑對基材進行表面處理而製造於基材上形成有表面處理層之物品。
  12. 一種物品,包含基材與表面處理層,該表面處理層係配置於前述基材上且經以如請求項9或10之表面處理劑進行表面處理。
  13. 如請求項12之物品,其係光學構件。
  14. 如請求項12之物品,其係顯示器或觸控面板。
  15. 如請求項12之物品,其中基材為布帛或不織布。
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