TWI301840B - - Google Patents
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Description
1301840 A7 _B7 五、發明説明(彳) 發明領域 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關具有碳-碳雙鍵及全氟聚醚基之組成物 與其製法。本發明之組成物因具有加聚性,而適用爲表面 處理劑。 相關技術 全氟焼基化合物,特別是全氟聚醚衍生物因具有低表 面能量而有獨特物性,故可塗布於基材表面以使表面改質 ,但,因該低表面能量而不易溶合於非氟系材料,故易由 對象物表面逬用,而無法形成膜或成形之膜不易固定於表 面。又,既使將全氟聚醚加入保護表面用之塗劑再塗布時 ,也會因分離狀之全氟聚醚無法均勻分散於非氟系塗劑, 而有所形成之具有海島構造的表面膜無法得到充分表面特 性,特別是要求透明性之用途無法得到透明均勻膜而受限 等之缺點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此曾提案,爲了固定於基材表面,以矽烷化合物修 飾全氟聚醚(P F P E )末端,而利用矽烷醇基與羥基之 反應固定化,但,利用矽烷醇基與羥基之鍵僅限定於基材 爲玻璃、矽或金屬氧化物被膜等。 爲了於各種基材表面形成不易剝離之被膜,例如使用 丙烯系硬被膜劑般,利用已知之丙烯單體聚合而得表面被 膜之方法中,若能取得可與丙烯系硬被膜劑相溶且共聚合 之P F P E衍生物,再組合丙烯系硬塗劑及P F P E衍生 物下,可得各種基材之表面改質劑。因此該方法對表面改 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -4 - 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7___五、發明説明(2 ) 質法具有汎用性,又,所使用之被膜主成分爲已知之丙烯 單體,故可減少高價位P F P E之使用量,而有利於成本 面。另外,組合各種單體下,可使所得聚合膜之物性產生 變化。 特開平1 0 - 7 2 5 6 8號公報(實施例5及1 0 ) 曾揭示,將末端具有羥基之P F P E的乙基異氰酸酯•甲 基丙烯酸酯改性物加入雙酚A -二羥基乙基丙烯酸酯中共 聚而固定化,其中,PFPE之添加量上限爲1重量%。 因此會有比較氟烷基部份,經乙基異氰酸酯•甲基丙烯酸 酯修飾之全氟聚醚的甲基丙烯烴基部分較小,故作爲單獨 物質時會由基材逬開,且缺乏對汎用性非氟丙烯酸酯單體 或烴系溶劑之相溶性,而使限於能相溶化之單體種類的各 用途中,無法加入經調整組成之塗劑中,又,高濃度添加 時易使硬化前溶液相分離,而難得到均勻被膜等限制。另 外,作爲光學用途上透明保護層時,因所需保護膜較薄, 故無法提高添加濃度下,將不易表現表面改質效果。 Polymer42 (2001) 2299-2 3 0 5曾揭示,末端具有羥基之P F P E的乙基異氰酸 酯•甲基丙烯酸酯改性物及甲基甲基丙烯酸酯之共聚物。 但,該共聚物會因P F P E之乙基異氰酸酯•甲基丙烯酸 酯改性物不溶於烴系溶劑,而僅能於過時之對象1 ,1 , 2 -三氟三氟乙烷或高價位之三氟甲苯般呋喃溶劑中聚合 ,而於非氟系媒體中以共聚物形態薄膜化,故薄膜物性缺 乏之自由度。又,能塗布共聚物之基材受限,且無法以共 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X29?公釐) -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1301840 A7 B7五、發明説明(3 ) 聚物形態加入塗劑中,故能相溶化之塗劑受限而不易得到 強靭均勻被膜。 特開2 0 0 - 1 9 7 3 6號公報曾提案,爲了修飾具 有全氟聚醚節之低聚尿烷中交聯形成性官能基,而導入具 有活性羥基之加聚性基的方法。但,因表面保護被膜之主 成分爲低聚尿烷(含PFPE尿烷交聯物),故物性受限 而不適用於要求硬度之用途等。又,該方法無法形成加入 已知之加聚性塗劑而賦予保護被膜之物。 發明槪要 本發明之目的爲,提供一種易溶化於非氟系基材,可 於表面形成固定化之膜的P F P E衍生物。 本發明另一目的爲,提供一種能於基材表面形成均勻 被膜,特別是透明被膜,且製膜後硬化(例如單獨聚合或 共聚合)可固定於基材之含全氟聚醚的表面改質劑。 本發明者發現,全氟聚醚(P F P E )衍生物分子內 具有對非氟系材料之親和性及加聚用官能基時,易溶化於 非氟系基材,而於表面形成P F P E衍生物膜,又,製膜 後硬化(例如聚合)可固定化。 因P F P E衍生物對非氟系材料具有親和性,故可不 使用高價且有破壞環境(例如破壞臭氧層、地球溫室化) 疑慮之呋喃等氟系溶劑。又,本發明之組成物因具有碳-碳雙鍵,故具有加聚性。 本發明係提供一種組成物,其爲,(A )二異氰酸酯 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 - 1301840 A7 B7 五、發明说明(4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 三聚物化而得之三異氰酸酯及,(B )至少組合二種含活 性氫化合物所形成的含碳-碳雙鍵組成物’又’成分(B )包含(B-1)至少具有1個活性氫之全氟聚醚及,( B-2)具有活性氫與碳一碳雙鍵之單體。 發明詳細說明 本發明可利用三異氰酸酯(A )及成分(B )之反應 ,即,使存在於三異氰酸酯(A)之NCO基與成分(B )之活性氫反應,而得至少具有1個碳-碳雙鍵之全氟聚 醚化合物。本發明之組成物較佳爲,具有碳-碳雙鍵之含 全氟聚醚化合物。又,存在於三異氰酸酯(A )之NC〇 基與存在於成分(B )之活性氫的當量比爲1 :至少1, 又以1:1爲佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例如’使存在於三異氰酸酯(A )之N C〇基與存在 於成分(B - 1 )及成分(B — 2 )之活性氫反應,而得 具有碳-碳雙鍵之含全氟聚醚化合物時,可同時或依序將 成分(B - 1 )及(B — 2 )加入三異氰酸酯中進行反應 。對三異氰酸酯(A) 1莫耳之成分(b 一 及(b - 2 )所具有的活性氫總和可爲3莫耳。成分(b 一 1 )量 對三異氰酸酯(A) 1莫耳之下限可爲0 ·〇 〇 〇 1莫耳 ,例如0 · 0 1莫耳,特佳爲〇 · ;L莫耳,又,上限可爲 2莫耳,例如1 · 5莫耳,特佳爲1 · 〇莫耳。即,成分 (B - 1 )量對三異氰酸酯(a ) 1莫耳例如可爲 〇·0001至2莫耳,特佳爲〇·〇1至1·2莫耳。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) 1301840 A7 B7 五、發明説明(5 ) 成分(B — 2 )量對三異氰酸酯(a ) j_莫耳之下限可爲 1吴耳,例如1 · 2莫耳,特佳爲i · 5莫耳,又,上限 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本育) 可爲2·5旲耳’例如2·0莫耳,特佳爲1·8莫耳。 即,成分(B — 2 )量對三異氰酸酯(a )丄莫耳例如可 爲1 · 0至2 · 5吴耳.,特佳爲;[· 2至2 · 0莫耳。 成分(B)可另含(B - 3 )具有活性氫之化合物。 即至少具有1個碳-碳雙鍵之含全氟聚醚化合物可由成分 (A )與成分(B — 1 ) 、( b〜2 )及(b — 3 )反應
而得。又,可同時或依序(添加順序並無限定)將成分( B — 1) 、(B - 2)及(B — 3)加入三異氰酸酯(A )中。 又以使存在三異氰酸酯(A)之NCO基與成分(B 一 2) 1莫耳以上反應後,殘餘NCO基再與成分(B -1 )及(B — 3 )反應爲佳。對三異氰酸酯(a)1莫耳 之成分(B - 1) 、(B - 2)及(B - 3)所具有的活 性氫總和至少爲3莫耳,特佳爲3莫耳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明可使具有碳-碳雙鍵之含全氟聚醚化合物製造 用原料(即,成分(A)及(B))及,具有碳一碳雙鍵 之含全氟聚醚化合物均勻分散於稀釋劑(例如溶劑或丙烯 am \ 卓體)。 三異氰酸酯(A )係由二異氰酸酯二聚物化而得。製 造三異氰酸酯(A )用之二異氰酸酯可爲,異氰酸酯基脂 肪族式鍵結之一異氰酸醋,例如,六伸甲基二異氰酸酯、 異佛爾酮二異氰酸酯、伸二甲苯基二異氰酸酯、加氫伸二 本紙張尺度適用中·國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -8- 1301840 A7 B7 五、發明説明(6 ) 甲苯基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯;異氰酸酯 基芳香族式鍵結之二異氰酸酯,例如,伸苄基二異氰酸酯 '二苯基甲烷二異氰酸酯、聚伸甲基聚苯基聚異氰酸酯、 聯甲苯胺二異氰酸酯、萘二異氰酸酯。 (ch2)6-nc〇〇γώ 丫 0 〇CN - (CH2)^N、fN、(CH2)6-NCO 〇
OCN-CH^ Ch3 H3c-yfcH3
h3c c-nco h2 h3c OCN-CH2NCH3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 NCO-(CH2)6-NH- NCO-(CH2)6-NH-
N-(CH2)6-NCO 成分(B )包含(B - 1 )至少具有1個活性氫(例 如活性羥基)之全氟聚醚、(B - 2 )具有活性氫與碳一 碳雙鍵之單體及、(B - 3 )必要時使用之具有活性氫( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -9- 1301840 A7 __ B7_ 五、發明説明(7 ) 例如活性羥基)化合物。又,該活性氫係存在於活性羥基 等含活性氫之基中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 全氟聚醚(B - 1 )爲,除了全氟聚醚基外,分子末 端之一具有1個羥基,或兩末端各自具有1個羥基之化合 物。 全氟聚醚(B - 1 )較佳爲,一般式:
X-CF(CF2)a-(〇CF2CF2CF2)b*〇(CF2CF2)c-(〇CFCF2)d-(〇CF2)e-(〇CF2CF2)r(〇〇F2CF2CF2)g-〇CF(CF2)hCH2〇H Y cf3 i 〔式中,X爲氟原子或一 CH2〇H基;Y及z爲氟原子或 三氟甲基;a爲1至16之整數;c爲〇至5之整數;b 、d、e、f、g爲〇至200之整數;h爲〇至16之 整數〕 所示之化合物。 具有活性氫及碳-碳雙鍵之單體(B - 2 )較佳爲, 具有活性氫,特別是羥基之(甲基)丙烯酸酯及乙烯單體 。單體(B - 2)之例子如下所示。 羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、 Η 0 ( C Η 2 C Η 2 0 )〖一C〇C ( R ) C = C H 2 ( R:H、CH3、i=2 〜10) C H a C H (OH) C H 2 0 C 0 C ( R ) C = C H 2 (11:11、(3113、2-羥基丙基(甲基)丙嫌酸酯)、 CH3CH2CH (OH) CH2OCOC (R) c = CH2 (R ·· H、CH3、2 —經基丁基(甲基)丙燦酸酯 本紙張又度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公楚) -10- 1301840 A7 B7 五、發明説明(8 C6H5OCH2CH (OH) CH2OCOC (R) C = CH2 (R : Η、CH3、2 —羥基—3 —苯氧基丙基 (甲基)丙烯酸酯) 烯丙醇、 H〇(CH2) kCH=CH2 (k2 至 20)、 (CH3)3SiCH(〇H)CH=CH2、 苯乙烯基苯酚。 具有活性氫之化合物(B - 3 )較佳爲,不具全氟聚 醚基及碳-碳雙鍵,且至少具有1個活性氫之化合物。化 合物(B - 3 )之較佳例子如下所示。 碳數1至1 6之直鏈狀或支鏈狀烴所形成的1價醇、
可々〇H 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 碳數1至1 6之直鏈狀或支鏈狀烴所形成的2級胺、 具有芳香族基之2級胺、 Rf 醇;Q (CF2) 1 (CH = CH)m(CHI) η (CH2) 〇〇H (Q爲氫原子、氟原子、(CF3) CF 一基;1爲1至10之整數;m、η爲0至1之整數;〇 爲1至1 0之整數)、 聚烷二醇單酯;例如R (〇CH2CH2) Ρ〇Η、 R (〇CH2CH2CH2) Q〇H (R爲碳數1至1 6之直 鏈狀或支鏈狀烴、乙醯基或烷基苯氧基;P、Q爲1至 2 0之整數)、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -11 - 1301840 A7 B7 五、發明説明(9 芳香族醇、 具有活性氫之矽烷化合物、 (C Η 3 ) 3 S i (CH2)s〇H(s 爲 1 至 20 之整 數) 〔(C Η 3 ) Ν Η -(CH3)3-Si(OCH3)3 CH3「 CH3i H(CH2)fSr ch3 0*Sr ch3 ch3 〇-S:i—C3H6〇CH2CH2〇H „ ch3 t=l-20 u=l-100 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) HO-
(CH2)tH O •CH2.Si—O-0 (CH2)tH (9H2)tH O CH2—和一 0(CH2)tH ό (CH2)tH u t=1-6 u=1-10 f~\ 9H3 /^\ ^J_Si h2c-nwnh UH3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 製造具有碳-碳雙鍵之含全氟聚醚化合物的反應式可 如下所示 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -12- 1301840 A7 B7 五、發明説明(10) HMD丨一三聚異氰酸酯型三異氰酸酯 羥基乙基丙燃酸酯 (HEA) HC=CH2
(^H2)6'NCO PFPE—CH2OH HOCH2CH2-〇-C \,C-N · 〇 〇CN-(CH2)6 - |Sj Ρ=0 yC-N ^h2)6-nco HCFC225二丁基錫二月桂酸酯觸媒4〇至45〇c h2c=cn 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) H2)6~N-C-〇CH2CH2-〇-C/C CH2 ο
-N C-〇-CH2CH2-〇-C-N-(CH2)6- =〇 Η Η H C^CH (CH2)6-N-C-〇CH2CH2-〇-C/ 2 ο ό + Η ?h2)6-n-c~och2ch2-o-c/C=CH2 PFPE—CH2-〇~9-巴-(CH2)6 〜hj c=0 O H J3 — N 〇 H yC=CH〇 (CH2)6-N-C-〇CH2CH2-〇-Cy (2 ) 三聚異氰酸酯型PFPE尿烷丙烯酸酯 使用第3成分(即成分(B - 3 ))而得之具有碳一 碳雙鍵之含全氟聚醚化合物的具體例如下所示。 (CH2)6-S-E- pfpe~ch2~o~c~~n—(CH2)6*~N ρ=ο 訂 第3成分 \ Η / 0 (CH2)6-N-C-〇CH2CH2-〇-C ο Ο hc=ch2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13- 1301840 A7 B7 五、發明説明(H) 又,具有碳-碳雙鍵之含全氟聚醚化合物可爲,來自 三聚異氰酸酯環之第1異氰酸酯基與成分(B - 1 )成分 反應,第2異氰酸酯基與成分(B - 2 )反應’第3異氰 酸酉旨基與成分(B - 3 )反應而得之上述化學式般化合物 h2c=cx
h2)6-n - N-C—[ 第3成分 C-〇-CH2CH2-〇C-N-(CH2)6-N c=0 〇 ο Η .C-N Η Ο V Η /C=CH2 (CH2)6-N-C—och2ch2-o~*c Ο ό
Η h2c=c、 C-〇-CH2CH2-〇-C-N-(CH2)6- 〇 o H 〇 (Qh2)6-n^6-/Λ Η (CH2)6-N-C- 第3成分 第3成分 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 具有碳-碳雙鍵之含全氟聚醚化合物又以,來自三聚 異氰酸酯環之各個異氰酸酯基僅與1分子成分(B - 1 ) 、(B — 2)及(B — 3)反應,且不與其他任何化合物 反應下形成末端爲佳。 具有碳-碳雙鍵之含全氟聚醚化合物爲,至少具有與 1個異氰酸酯基鍵結之1分子成分(B — 2 )的化合物。 又,殘餘之2個異氰酸酯基可與成分(B - 1 ) 、( B〜 2 )或(B - 3 )中任何一成分反應而鍵結。 含全氟聚醚化合物可爲,鍵結於殘餘之2個異氰酸酉旨 基的成分(B—l) 、(b — 2)及(B — 3)種類不同 本纸張尺度適用中.國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -14- 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 1301840 A7 ____B7 _五、發明説明(12) 之混合物形態。 含全氟聚醚化合物之混合物中存在未與成分(B 一 1 )鍵結之含全氟聚醚化合物分子及,與1分子成分(B -1 )鍵結的含全氟聚醚化合物分子及/或與2分子成分( B - 1 )鍵結之含全氟聚醚化合物分子。含全氟聚醚化合 物之混合物中,對含全氟聚醚化合物全量]_莫耳之與1分 子成分(Β - 1 )鍵結的含全氟聚醚化合物之比率下限爲 0 . 0 0 0 1莫耳,例如〇 · 〇 1莫耳,特佳爲〇 · 1莫 耳。含全氟聚醚化合物之混合物中存在與2分子成分(Β - 1 )鍵結之含全氟聚醚化合物時.,其比率對含全氟聚醚 化合物全量1莫耳之上限爲1莫耳,例如〇.8莫耳,特 佳爲0·5莫耳。又,含全氟聚醚化合物之混合物中可不 存在與2分子成分(Β - 1 )鍵結之含全氟聚醚化合物。 含全氟聚醚化合物之混合物中可存在未與成分(Β -3 )鍵結之含全氟聚醚化合物分子及,與丨分子成分(β - 3 )鍵結3全赢聚驗化合物分子及/或與2分子成分( Β - 3 )鍵結之含全氟聚醚化合物分子。又,對含全氟聚 醚化合物全量1莫耳之,與1分子成分(Β - 3 )鍵結之 含全氟聚醚化合物的比率上限爲1莫耳,例如〇 · 8莫耳 ’特佳爲0 · 5莫耳。含全氟聚醚化合物之混合物中存在 與2分子成分(Β - 3 )鍵結之含全氟聚醚化合物時,其 比率對含全氟聚醚化合物全量1莫耳之上限爲〇 . 8莫耳 ,例如0 · 5莫耳,特佳爲0 · 3莫耳。 對各種非氟系物質具有高親和性之二異氰酸酯(例如 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-15- 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7 _五、發明説明(13 ) 烷基二異氰酸酯)的三聚物三異氰酸酯(A ),例如 Η M D I -三聚異氰酸酯改性三聚物,可利用與末端具有 活性氫之含全氟聚醚(Β - 1 ),具有活性氫之加聚性單 體(Β - 2 )及必要時使用的具有第3活性氫之化合物( Β - 3 )反應,而賦予全氟聚醚對非氟系物質之親和性。 同一反應器內,以單體(Β - 2 )之活性氫/ P F P E ( Β - 1 )之活性氫/三異氰酸酯(A )之異氰 酸酯基=2/1/3 (當量)方式反應時,可得化合物( 2 )單單。化合物(2 )對稀釋劑,特別是不含氟之稀釋 劑具有高相溶性。 又,將反應比調整爲,單體(B - 2 )之活性氫/ P F P E ( B - 1 )之活性氫g 2 (當量比)時,可完全 修飾三異氰酸酯之N C〇基,而於同一反應器內生成具有 非氟系化合物(1 )及PFPE之氟系化合物(2)的複 數成分混合物。該混合物爲,能更進一步提高加聚性之組 成物。又,因非氟系化合物(1 )不含氟且類似化合物( 2 )構造’故可同時具有使氟系化合物(2 )對非氟系塗 劑可溶化之角色及作爲多官能丙烯酸酯交聯劑之角色。 利用本發明,(a)可得合成因加入具有三聚異氰酸 酯骨架之尿烷丙烯酸酯構造而格外提升相溶性之P F P E 處理劑;(b )於同一容器內可簡便以控制具有與三異氰 酸酯反應之活性氫的化合物組成比,製造化合物(1 )及 化合物(2 )之混合物;(c )所形成之混合物可格外提 升對非氟系化合物之溶解性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -16- 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(14 ) 存在化合物(2)而不存在化合物(1 )之組成物雖 具有某程度之溶解性,但化合物(2 )及化合物(1 )之 混合物可更進一步提升溶解性。 因此,例如化合物(2 )單品可分散於數種單官能稀 釋性丙烯酸酯,或稀釋性單體共存下可勻分散於硬塗劑用 高交聯性多官能丙烯酸酯,故可形成均勻膜。 另外,調整添加比下,同一容器內所得之化合物(1 )及化合物(2 )的混合物對非氟系之多官能性丙烯酸酯 可相溶化,且可加入僅由(不包括稀釋性丙烯酸酯)高交 聯性多官能丙烯酸酯所形成之混合溶液中。 因本發明所得之化合物具有碳-碳雙鍵,故利用熱或 光聚合可與塗布單體共聚合而堅強.固定於表面塗膜中。 作爲表面保護膜用時需具有某程度的硬度,因此以能 提升硬度之交聯密度較高的多官能單體爲主成分爲佳。故 又以具有碳一碳雙鍵之含全氟聚醚化合物能相溶化於多官 能單體爲佳。 經上述修飾之聚氟聚醚(P F P E )可加入例如構成 (硬)塗劑之丙烯般加聚性單體組成物中,而能形成使用 於樹脂、金屬及玻璃等具有P F P E表面特性之塗劑。本 發明之塗劑除了作爲硬被膜成形用外,可加入共聚用單體 而形成柔軟被膜。 因本發明係利用N C 0基與羥基之反應,故僅將具有 羥基之P F P E及具有羥基之丙烯酸酯逐次或混合後與 HMD I —三聚異氰酸酯改性物(三異氰酸酯)反應下, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
A7 ________B7_五、發明説明(15 ) 無需取出反應器亦能合成,即,可同一容器合成。 就對三異氰酸酯1莫耳,總量3莫耳之反應用Η E A 及具有羥基之p F P E而言,控制HEA (具有羥基之丙 烯酸酯)/具有羥基之P FP E比可改變化合物(1 )及 化合物(2 )之組成比,而依目的控制對烴系材料之溶解 度及P F P E含量,且可於同一容器內製造目的化合物。 例如HEA/PFPE = 2/1 (莫耳比)時,可 1000 / 0 得到化合物(2),又,HEA/PFPE = 8/1 (莫耳比)時,可得化合物(1)/化合物(2 )二2 / 1 (莫耳比)。 同一容器合成之優良爲生產性佳。即,由聚合性生成 物至最終生成物之熱履歷較少,因此聚合中不會聚合而易 處理。 又,其後混合(各自製造化合物(1 )及化合物(2 )後不混合)方式可得到混合情形更好之組成物。因此’ 可更容易與其他塗布用單體相溶化。 就同時具有溶解性及聚合被膜用目標物性之組成物’ 隨意改變化合物組成時,可因應各種目的而與塗劑相溶化 。例如將P F P E化合物之分子量調整爲,例如5 0 0至 1 0 0 0 0時,可提升相溶性。既使倂用缺乏溶解性之塗 劑,本發明之組成物亦可相溶化。又’爲了提升相溶性’ 可加大成分(B - 2 ) /成分(B - 1 )(例如Η E A / P F P E )之當量比(即有關活性氫之當量比),例如較 佳爲 2/1 至 20,000/1° 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x 297公B (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -18 - 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7五、發明説明(16 ) 本發明之化合物爲,一分子中所具有的3個NCO基 中至少一個N C〇基連接於碳-碳雙鍵之化合物。因此, 與三異氰酸酯(A) 1分子反應之成分(B - 2 0 (例如 具有活性氫之丙烯酸酯)至少爲1莫耳以上。又,殘餘之 NCO基與成分(B — 1)(即含PFPE醇)及第三成 分(例如成分(B - 3 ))鍵結。 本發明之化合物可爲,三異氰酸酯1莫耳中3個 NCO基中至少1個NCO基與含PFPE醇(B — 1 ) 反應,且成分(B - 2)(例如具有羥基之丙烯酸酯)爲 1莫耳以上,殘餘部分爲機能性第三成分(例如賦予可溶 性用之長鏈烷基醇、提升硬度用之聚矽氧烷化合物)之化 合物。 本發明具有碳一碳雙鍵之含全氟聚醚化合物可具有i 個或2個羥基。具有2個羥基時,全氟聚醚化合物分子兩 末端各具有1個羥基。 成分(B - 1 )爲單醇型時,製造P F P E單體之方 法爲,將含成分(B-l) 、(B — 2)及(B — 3)之 原料逐次或形成混合物後一起投入同一反應器內與三異氰 酸酯反應。又,成分(B - 1 )爲二醇型時,製造 P F P E單體之方法較佳爲,先將對三異氰酸酯1莫耳爲 2莫耳之具有活性氫及碳一碳雙鍵的單體(B - 2 )與具 有活性氫之化合物(B - 3 )(即第三成分)反應後,使 殘餘N C〇殘莫1莫耳與P F P E兩末端二醇(即二醇型 之成分(B - 1))反應之逐次反應法。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(17 ) 本發明之組成物可由,利用非極性溶劑(例如碳數4 至2 0之脂肪族或芳香族烴)沈澱以去除高沸高反應溶劑 後,將沈澱物加入丙酮及聚合抑制劑中,再由反應器取出 具有碳-碳雙鍵及全氟聚醚基之化合物溶液,而得精製化 具有碳-碳雙鍵及全氟聚醚基之化合物。 本發明之組成物,特別是具有碳-碳雙鍵之含全氟聚 醚化合物(即P F P E單體)所形成之組成物,可以高濃 度與稀釋劑(特別是各種溶劑及聚合性塗劑單體(即具有 碳-碳雙鍵之單體))相溶化,故易形成膜,又,製膜後 利用適當方法可進行P F P E單體之單獨聚合或 P F P E單體與聚合性塗劑單體之共聚合。稀釋劑一般爲 非氟化合物,又,可爲含氟化合物。 將本發明組成物塗布於基材前,必要時可先將溶劑及 /或聚合性塗劑單體(具有碳-碳雙鍵之單體)加入本發 明之組成物中。 溶劑可爲非截溶劑(特別是烴系溶劑)或含氧溶劑。 非氟溶劑如,酮(例如甲基乙基酮、丙酮)、醇(例如乙 醇、丙醇等一價醇;乙二醇、二乙二醇、丙二醇等多價醇 (特別是2至4價醇))、酯(例如乙酸乙酯)、醚(例 如一乙一醇單甲基醚、一乙一醇單甲基醚乙酸酯)。含氟 溶劑如,含氟醇、含氟醚、二三氟甲基苯等。 含氟醇如, H(CF2)v(CH2)w —〇H、 F (CF2) v (CH2)W —〇H、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)' — -20 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Μ _ Β7五、發明説明(18 ) F (CF2) vCH = CHCH2〇H、 F(CF2)vCH2CH(I)CH2〇H 〔v爲i至8之整數,w爲1至8之整數〕。 含氟醚可爲R21 -〇一R22 (R21及R22爲可含或 不含氟之碳數1至1 0之直鏈或支鏈狀烷基,又,R21及 R 2 2中至少一方含氟原子)所示化合物。其例如,氟化氟 烷基醚。含氟醚之市售品如,3M公司製HFE -7100 及 HFE-7200 二三氟甲基苯可爲,〇 -、m -、P —各種異構體之 單體或混合物等。 聚合性塗劑單體爲,至少具有1個碳-碳雙鍵之化合 物。聚合性塗布單體如,(甲基)丙烯酸酯等丙烯系單體 ;乙烯醇、乙酸乙烯、乙烯醇(例如C i i 2烷基乙烯醚) 等乙烯單體。又,聚合性塗劑單體可爲(甲基)丙烯酸酯 ’例如至少具有1個羥基之(甲基)丙烯酸酯。(甲基) 丙烯酸酯可爲2至5價醇(例如C2至C ίο烷二醇般二醇 )與(甲基)丙烯酸酯化而得之化合物。 聚合性塗劑單體爲,含氟化合物或非氟化合物。又, 聚合性塗劑單體爲,含矽化合物或非矽化合物。 聚合性塗劑單體可爲,具有1個碳-碳雙鍵之單官能 性單體,或具有2個以上碳-碳雙鍵之多官能性單體。 聚合性塗劑單體可爲單官能性單體,其例如,丙烯醯 胺、7 —胺基一 3,7 —二甲基辛基(甲基)丙烯酸酯、 異丁氧基甲基(甲基)丙烯酸酯、異冰片基氧乙基(甲基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210'〆297公潑) ~ -21 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1301840 A7 _____B7 五、發明説明(19 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 )丙烯酸酯、.異冰片基(甲基)丙烯酸酯、2 -乙基己基 (甲基)丙烯酸酯、乙基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、t 一丁基(甲基)丙烯醯酯、(甲基)丙烯醯基嗎啉、二丙 酮(甲基)丙烯醯胺、N,N -二甲基胺基乙基(甲基) 丙烯酸酯、N,N -二乙基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、 月桂基(甲基)丙烯酸酯、二環戊二烯(甲基)丙烯酸酯 、二環戊烯基氧乙基(甲基)丙烯酸酯、二環戊烯基(甲 基)丙烯酸酯、N,N —二甲基(甲基)丙烯醯胺四氯苯 基(甲基)丙烯酸酯、2 —四氯苯氧基乙基(甲基)丙烯 酸酯、四氫糠基(甲基)丙烯酸酯、四溴苯基(甲基)丙 烯酸酯、2 -四溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2 -三 氯苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、三溴苯基(甲基)丙烯 酸酯、2 -三溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2 一羥基 乙基(甲基)丙烯酸酯、2 -羥基丙基(甲基)丙烯酸酯 、2 —羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基) 丙烯酸酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、五氯苯基(甲 基)丙烯酸酯、五溴苯基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單 (甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、冰片 基(甲基)丙烯酸酯、甲基三二甘醇(甲基)丙烯酸酯、 1 ’ 4 一丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、2 -乙基己基聚氧 (甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、苯基氧乙基 (甲基)丙烯酸酯、苯基氧乙基氧乙基(甲基)丙烯酸酯 、三環癸烷單(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯基嗎啉、N 一乙 基己內醯胺、2 -羥基- 3 -苯基氧丙基(甲基)丙烯酸 I紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公慶) — '~ -22- 1301840 A7 B7 五、發明説明(2〇 ) 酯 -羥基-3 -苯氧基丙基丙烯酸酯、2 -甲基丙烯 醯氧基乙基琥珀酸、2 -甲基丙烯醯氧基乙基六氫酞酸、 乙氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、2 〜甲基丙烯醯氧基乙基-2 -羥基乙基酿酸及下列式(1 )至(i i i ): R11 CH2=C-( -0~Ar1 - R13 (i) 〔式中,R11爲氫原子或甲基;R12爲碳數2至6,又以 2至4爲佳之伸烷基;R13爲氫原子或碳數1至1 2 ’又 以1至9爲佳之烷基;A r 1爲伸苯基、聯伸苯基、萘基等 2價芳香族基;s爲〇至12,又以1至8爲佳之數〕 R21 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) CHn
•O(ORZZ
以數 又之 , 佳 8 爲 至 4 2 至 數 1—I 碳以 爲又 2 2 R 8 ·,至 基 1 甲爲 或 t 子 ; 原基 氫烷 爲伸 1 之 2 - A R佳 , 爲 中 5 式至 C 2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 H2
\/ 數基 碳甲 爲或 2 子 3 - R 原 ; 氫 基爲 甲3 、或R3 子·’ 原基 氫烷 爲伸 31之 R 佳 , 爲 中 5 式至 至 爲 以 8 又至 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21 OX 297公釐) -23- 1301840 A7 B7 五、發明説明( 21 ,又以1至4爲佳之數;又,尺33可各自相同或相異〕 所示化合物等含(甲基)丙烯醯基單體。 具有氟原子之單官能性單體如,三氟乙基甲基丙烯酸 酯、2,2,3 ,4,4 一六氟丁基甲基丙烯酸酯、全贏 辛基丁基甲基丙烯酸酯、2,2,3,3 —四氟丙基甲基 丙烯酸酯。 具有矽原子之單官能性單體如,式(i v ): f CH, CHi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CH2=C -C^〇-R42V-f?i-〇-i7- Si-R43 (iv)丨卜 ;k ' I ;i I o ch3 ch3 〔式中,R 41爲氫原子或甲基;R42爲碳數1至〇之支鏈 或直鏈狀伸烷基;R43爲碳數1至1 〇之支鏈或直鏈狀烷 基;k爲1至1〇,1爲1至200〕 所示末端反應性聚二甲基矽氧烷。 聚合性塗劑單體可爲多官能性單體。多官能性單體如 ,乙二醇(甲基)丙烯酸酯、三環戊烯基二(甲基)丙烯 酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸 酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二基二伸甲基二(甲 基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥 甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、E〇改性三羥甲基丙烷三 (甲基)丙烯酸酯、P ◦改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙 燦酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲 基)丙烯酸酯、1 ,4 一丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1 ’ 6 -己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -24- 1301840 A7 B7 五、發明説明( 22 丙餘酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二 )丙儲酸酯·、三〔((甲基)丙烯氧基乙基) 酉曰、二環癸院一經甲基二(甲基)丙燦酸酯、 院三两氧基三(甲基)丙烯酸酯、甘油三丙氧 )丙燦酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇二(甲 酯、雙酚A聚乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、季 四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五及六(甲 酯、二三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、聚 丙燃酸酯、1 , 1〇一癸二醇二甲基丙烯酸酯 基乙酸新戊二醇二丙烯酸酯、環氧乙烷改性三 三丙燦酸酯、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯及 醇二(甲基 三聚異氰酸 三羥甲基丙 基三(甲基 基)丙烯酸 戊四醇三或 基)丙烯酸 酯(甲基) 、羥基三甲 羥甲基丙烷 下列式(v (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
CH
H2CH2〇)—χΗ· oJ^lt :ch2 (V) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔式中,R51及R52爲氫原子或甲基;X爲碳數2至6, 又以2至4爲佳之伸烷基、伸苯基、聯伸苯基、萘基等2 價基;p、Q各自獨立爲1至10,又以1至5爲佳之數 所示化合物等含(甲基)丙烯醯基單體。 不含氟原子及矽原子之多官能性單體的具體例之1爲 ,式(v i ) ·· 〇 oh T3/~\ ?Η ? CH2=CH—C—〇fcH2CHCH2—〇H^^)—<(^^"〇')7CH2CHCH2—〇—c_CH = CH2 ch3 (Vi) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -25- [301840 A7 B7 64
R 五、發明説明(23 ) 〔η爲1至3之數〕 所示雙酚Α二縮水甘油醚聚合物之丙嫌酸酯。 含矽原子之多官能性單體如,一般式(v 1 i ) CH3CH3 CH3 R61OOCHN[R62-NHCOOC2H4〇C3H6Si(OSi)n〇SiC3H6OC2H4〇〇CHN]mR63NHCOOR' CH3CH3 CH3 (vii) 〔式中爲1至1 〇之數;n爲6至36之數;r61及 R62爲至少具有2個丙烯酸酯基(CH2=CHC〇〇 — )之基;R62及R63爲2價有機基〕 所示二甲基矽氧烷化合物。 又,式中R61及R64可爲 (CH2=CHCOOCH2) 3CCH2-或 ch2— (CH2=CHC〇OCH2)3CCH2〇CH2C(CH2〇C〇CH=CH2)2 及R 6 3可爲, .(CH2)6_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CHq
CH3 CH
-26- 1301840 A7 B7 五、發明説明(24 ) ch3 ch3
I I —ch2ch2—宁一 ch2—ό - ch2— H(CH3) ch3(H) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ CH2—
聚合性塗劑單體可爲,環氧(甲基)丙烯酸酯或尿烷 (甲基)丙烯酸酯。又’環氧(甲基)丙烯酸酯或尿烷( 甲基)丙烯酸酯具有1個或2個以上丙烯基。 環氧(甲基)丙烯酸酯爲,環氧樹脂及(甲基)丙烯 酸之反應物。所使用之環氧樹脂如,雙酚A型環氧樹脂、 雙酚F型環氧樹脂、聯苯二縮水甘油醚、苯酚酚醛淸漆型 環氧樹脂、甲酚酚醛淸漆型環氧樹脂、三苯酚甲烷型環氧 樹脂、脂肪族或脂肪環狀烯烴之環氧化物、環氧化聚丁二 烯、環氧化松香等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 尿烷(甲基)丙烯酸酯可爲,聚醇化合物(a )及有 機聚異氰酸酯(b )及含羥基(甲基)丙烯酸酯(c )之 反應物。 生成尿烷(甲基)丙烯酸酯用之聚醇化合物(a )如 ,乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1 ,6 —己二醇、3 —甲 基—1,5 —戊二醇、1 ,9 一壬二醇、1,4 — 丁二醇 、二乙二醇、三丙二醇、1 ,4 一二羥甲基苯、1 ,4 一 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210X297公釐) -27- 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_五、發明説明(25 ) 二羥甲基環己烷、雙酚A聚乙氧二醇、聚丙二醇、聚四甲 二醇等二醇類;該二醇類與琥珀酸、馬來酸、衣康酸、酞 酸、間苯二酸、對苯二酸、己二酸、二聚酸等二鹼酸或其 酸酐類之反應物的聚酯聚醇類;前述二醇類及前述二鹼酸 或其酸酐類及ε -己內酯之反應物的聚己內酯聚醇類;聚 碳酸酯聚醇類等。 生成尿烷(甲基)丙烯酸酯用之有機聚異氰酸酯(b )如,伸甲苯基二異氰酸酯' 異佛爾酮二異氰酸酯、伸二 甲苯基二異氰酸酯、二苯基甲院4,4 ' 一二異氰酸酯、 二環戊烯基二異氰酸酯、六伸甲基二異氰酸酯、2,4, 4 / 一三甲基六伸甲基二異氰酸酯、2 ,2 /,4 一三甲 基六伸甲基二異氰酸酯等。 生成尿烷(甲基)丙烯酸酯用之含羥基(甲基)丙儲 酸酯(c )如,2 -羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2 —經 基丙基(甲基)丙烯酸酯、1 ,4 一丁二醇單(甲基)丙 烯酸酯、2 -羥基乙基(甲基)丙烯酸酯及ε 一己內酯之 反應物、2 -羥基- 3 -苯基氧丙基(甲基)丙烯酸酯、 季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯 合成本發明組成物時可利用,調整組成以減少具有羥 基之P F Ρ Ε基含有率及,依目的使具有活性氫之化合物 (Β - 3 )反應,而得對各種媒體具親和性之組成物,因 此,溶劑及/或聚合性塗劑單體非限上述例示。 本發明組成物(特別是具有碳一碳雙鍵之含全氟聚醚 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -28- 1301840 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(26) 化合物(即P F P E單體)與稀釋劑之重量比可爲1 : 1〇0,0 0 0 至 1 ♦· 1 ,例如 1」1 〇 〇, 〇 〇 0 至 1 :1,特佳爲 1 ·· 1 0 0 至 1 : 1。 本發明之組成物適用爲表面處理劑。表面處理之基材 如,樹脂(特別是非氧樹脂)、金屬、玻璃等。本發明之 組成物,特別是P F P E單體可於聚合前塗布於基材表面 ’或聚合後塗布於基材表面。利用本發明組成物之聚合反 應,可得含全氟聚醚之聚合物。又,聚合物可爲本發明之 含碳-碳雙鍵組成物與具有碳一碳雙鍵之單體聚合而得之 物。 本發明之組成物可作爲塗液用。該塗液可含有(1 ) 含碳-碳雙鍵組成物,或聚合物及(2 )含氟醇、含氟醚 或二三氟甲基苯。將本發明組成物塗布於物品表面再聚合 時,可得表面具有全氟聚醚被膜之物品。 又,有時可使用於要求表面防污性、膨脹性之物品( 特別是光學材料)。該物品如,P D P、L C D等顯示器 前面保護板、反射防止板、偏光板、防目炫板、行動電話 、fr動資訊終端機等機器;接觸板片、D V D光碟、C D 一 R、Μ〇等光碟;眼鏡鏡片、光纖等。 光碟等光學材料又以將含量爲〇·〇1重量%至1〇 重量%之全氟聚醚(PFPE)加入含碳一碳雙鍵組成物 中’或含碳-碳雙鍵組成物所形成的聚合物中,或含碳一 碳雙鍵組成物與含碳-碳雙鍵單體之聚合物中,而形成之 被膜進行表面塗覆爲佳。又,含量爲〇·〇1重量%至 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -29- 1301840 A7
1 0重量%時,可表現出添加P F p E之優點物性(防污 等),且可具有高表面硬度及高透光率。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明較佳態樣 下面將以實施例及比較例具體說明本發明。 實施例1 調製全氟聚醚尿烷丙烯酸酯組成物(i )之5 0 w t % HCFC225溶液 於備有滴液漏斗、冷凝器、溫度計及攪拌裝置之1 1 3 口燒瓶中,將SUMIDUR N3300 (六伸甲基二異氰酸酯之 環狀三聚物,住友拜耳尿烷公司製,NCO基含有率 21 · 9%) 57g 溶解於HCFC225 165g 中 ’再加入二丁基錫二月桂酸鹽(和光純藥公司製一級試劑 )0 _ 4 g,空氣中室溫下攪拌的同時,以4 · 5小時滴 入 DEMNUM ( C F 3 C F 2 〇一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (CF2CF2CF2O) 10.9 — CF2CF2CH2OH » 純度 86 · 9% 且 19F — NMR、1H — NMR認定之 PFPE單醇,泰金工業公司製)244g溶解於 HCFC225 160g所得之溶液,室溫下再攪拌6 小時。其後加溫至4 0至4 5 °C,以1 0分鐘滴入羥基乙 基丙烯酸酯2 4 . 4 g,再攪拌3小時。以I R確認 N C〇吸收完全消失(並由生成物之1 9 F — N M R確認 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -30- 1301840 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(28 ) 一 C 一 c Η 2 ο Η消失)後,得全氟聚醚尿烷丙烯酸酯 組成物(1)之50wt% HCFC225溶液。 實施例2 調製全氟聚醚尿烷丙烯酸酯組成物(2 )之5 〇 w t % H C F C 2 2 5 溶液 於備有滴液漏斗、冷凝器、溫度計及攪拌裝置之2 i 3 口燒瓶中,將SUMIDUR N3300 (六伸甲基二異氰酸酯之 環狀三聚物,住友拜耳尿烷公司製,N C 0基含有率 21 . 9%) I44g 溶解於 HCFC225 2 0 0 g 中’再加入二丁基錫二月桂酸鹽(和光純藥公司製一級試 劑)0 · 2 g,空氣中室溫下攪拌的同時,以4 . 5小時 滴入 DEMNUM ( C F 3 C F 2 〇一 (CF2CF2CF2O) 10.9-CF2CF2CH2OH » 19F — NMR、1H - NMR 認定之 PFPE 單醇,泰 金工業公司製)202g溶解於HCFC225 300 g所得之溶液,室溫下再攪拌6小時。其後加溫至3 0至 4 0 °C,以3 0分鐘滴入羥基乙基丙儲酸酯9 6 g,再攪 拌6小時。以I R確認N C〇吸收完全消失(並由生成物 之1 9 F — NMR確認—C F 3 一 C Η 2〇Η消失)後,得 全氟聚醚尿烷丙烯酸酯組成物(2 )之5 〇w t% HCFC225溶液。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -31 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1301840 A7 B7五、發明説明(29 ) 實施例3 單離全氟聚醚尿烷丙烯酸酯組成物(2 ) 室溫下將己烷2 0 0 g加入裝在備有溫度計、攪拌裝 置、.減壓蒸餾裝置之1 1 3 口圓底燒瓶的實施例2所得 之全氟聚醚尿烷丙烯酸酯組成物(2 )之5 〇w t % HCFC225溶液400g中,靜置12小時使其沈澱 後分離出上層液,再加入P - t e r t 丁基兒茶酚〇 . 5 g及丙酮5 Ο 0 g,攪拌使其溶解。將所得溶液加溫至 3 0至4 0 °C後,減壓餾去丙酮,得全氟聚醚尿烷丙烯酸 酯組成物(2 ) 1 8 7 g。 比較例1 6 0°C下由裝在備有溫度計、攪拌裝置、減壓蒸餾裝 置之1 1 3 口圓底燒瓶的實施例2所得之全氟聚醚丙烯 酸酯組成物(2)之50wt% HCFC225溶液 5 0 0 g中,減壓餾去H C F C 2 2 5後,燒瓶中得到溶 劑不溶之凝膠狀物質。 比較例2 全氟聚醚尿烷丙烯酸酯組成物(3 ) 於備有滴液漏斗、冷凝器、溫度計及攪拌裝置之1 1 3 口燒瓶中,將 DEMNUM (CF3CF2〇一 ϋ張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) '" ' -32- ---------0T, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1301840 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(3〇 ) (CF2CF2CF2O) 10.9 — CF2CF2CH2OH ? 純度 86 · 9% 且 19F — NMR、1H — NMR認同之 PFPE單醇,泰金工業公司製)240g溶解於 HCFC225 240g中,加溫攪拌至50至60t ,後加入二丁基錫二月桂酸鹽(和光純藥公司製一級試劑 )0 · 2g。攪拌下以30分鐘滴入卡連滋MOI (甲基 丙烯醯基羥基乙基異氰酸酯,昭和電工公司製)1 9 . 2 2,再於5 0至6 0 °C下攪拌6小時。以I R確認N C〇 吸收完全消失(並由生成物之1 9 F — NMR確認 一 C JLi-一 C Η 2 Ο Η消失)後,得全氟聚醚尿烷丙烯酸酯 組成物(3)之50wt% HCFC225溶液。 應用例1 比較全氟聚醚尿烷丙烯酸酯(P F P E )組成物(1 )至 (3 )之相溶性 以PFPE含量l〇wt%方式將實施例1、實施例 3及比較例2所得之P F P E尿烷丙烯酸酯組成物(1 ) 至(3 )加入各種溶劑或丙烯酸酯(共榮社化學製)中, 再以攪拌方式或超音波洗淨機分散。靜置2周後,以目視 觀察是否分離。 相溶性評估基準如下所示。 〇:2周後仍爲均勻分散液,且通過〇 . 4 5 // m之 P 丁 F E膜濾器。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -33- 1301840
B 五、發明説明(31 ) X :分離爲二層,無法通過過濾器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 溶劑或丙烯酸酯 尿烷丙烯酸酯組成 物⑴ 尿烷丙烯酸酯組成 物⑵ 尿烷丙烯酸酯組成 物⑶ 丙酮 X 〇 X 乙酸乙酯 X 〇 X 二乙二醇單甲基醚 〇 〇 X 甲基乙基酮 X 〇 X HCFC-225 〇 〇 〇 TFP 〇 〇 X OFP 〇 〇 X 1,3-二三氟甲基苯 〇 〇 〇 二乙二醇單甲基醚 乙酸酯 〇 〇 X 2-羥基乙基丙烯酸酯 〇 〇 X 甲氧基二乙二醇 〇 〇 X 甲氧基三乙二醇 〇 〇 X 甲氧基四乙二醇 〇 〇 X 四氫糠基丙烯酸酯 〇 〇 X 2-基羥丙基丙烯酸酯 〇 〇 X 2-羥基丁基丙烯酸酯 〇 〇 X 2-羥基-3-苯氧基丙基 丙烯酸酯 〇 〇 X 三乙二醇二丙烯酸 酯 X 〇 X 雙酚A縮水甘油醚聚 合物之丙烯酸酯(I) 〇 〇 X 含丙烯基聚二甲基 矽氧烷(II) X 〇 X TFP:1H,1H,3H-四氟丙醇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -34- 1301840 ΚΊ Β7 五、發明説明(32 ) 雙酚A縮水甘油醚聚合物之丙烯酸酯(I ): 〇 丫 H CH3 oh Ο c—o-^ch2chch2—ο—c—ο^-~ch2chch2—o—c—ch = ch2 ch3 n 含丙烯基聚二甲基矽氧烷(I I): R1 CH3 CH3 CH2=C—C 十 O— CH, ch3 :甲基;R2 : CH2CH2CH ; R3 : C4H9 ,k : 1 ; 1 ·· 7 至 1 0〕 (阿滋曼股份公司製:MCR - Ml 1,分子量 800 至 1 0 00) 對應特開平1 0 — 7 2 5 6 8號公報之實施例5及 1 0所記載之末端具有羥基的P F P E之乙基異氰酸酯· 甲基丙烯酸酯改性物,比較例2所得之化合物對各種溶劑 及丙烯酸酯爲非相溶性。
R (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 應用例2 製造添加P F P E尿烷丙烯酸酯組成物之丙烯塗漆薄膜 (聚碳酸酯上無溶劑旋轉塗布) 將1 一羥基一 2 -甲基一 1 一苯基丙烷3重量單位加 入各種市售丙烯酸酯混合溶液混合P F P E重量單位一定 之P F P E尿烷丙烯酸酯組成物而得的分散液1 0 0單位 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2i0X297公釐) -35 - 1301840 A7 B7 五、發明説明(33 ) 後,使所得分散液通過〇 · 4 5 // m之P T F E膜濾器, 再以旋轉塗布機(6 〇〇〇 r pm)於聚礙酸酯(5 c m X 5 c三菱樹脂,斯鐵拉)板上薄膜化,其後利用 G S小輸送型U V照射裝置a S E — 2 0 ( 2 k W ) 2·〇J/cm2進行UV硬化。 測定硬化薄膜之接觸角、掉落角、鉛筆硬度。同時評 估比較用之P F P E尿烷丙烯酸酯組成物(1 )單獨硬化 膜及市售U V硬化型硬被膜劑κ C D - 8 0 5 (日本化藥 公司製)。結果如表2至4所示。 又,利用接觸角計(協和界面化學公司製,C A -D T )評估水及二碘甲烷之靜態接觸角及水的掉落角。鉛 筆硬度係依據J I S K 5 4 0 0之鉛筆硬度試驗,利用 鉛筆硬度計(安由精機製作所製)以荷重1 k g的鉛筆挑 起硬化被膜,並以帶傷之鉛筆硬度最低値作爲硬化被膜硬 度0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -36- 1301840 A7 B7 五、發明説明(34 )表2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Blanc. 單獨重 聚合 單獨聚合 KCD- 805 PFPE尿烷丙烯 酸酯組成物⑴ 0 6.7 3.3 1.3 0.7 100 0 0 / PFPE尿烷丙烯 酸酯組成物⑶ 0 0 0 0 0 0 100 0.5 / 2-羥基乙基丙 烯酸酯 33 31 32.7 32.7 33 0 0 33 / 三乙二醇二丙 烯酸酯 33 31 31 33 33 0 0 33 / 二季戊四醇六 丙烯酸酯 34 31.3 33 33 33.3 0 0 33.5 / PFPE含有率 (wt%) 0 5 2.5 1.0 0.5 75 94 0.5 / 相溶他 良 良 良 良 良 / / 分離 / 水 靜態接 觸角 57.3 110.1 110.0 110.3 109.3 110.4 由基板逬 開無法製 無法均 勻製膜( 69.3 掉落角 6.4 24.1 / / 26.0 / 膜 不通過 6.0 二碘 甲烷 靜態接 觸角 31.3 85.3 85.8 85.6 85.7 88.9 過濾器) 37.6 鉛筆硬度 B B / / S6B Η (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -37 - 1301840
A
7 B 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明説明(35 ) 表3 PFPE尿烷丙烯酸酯 組成物⑴ 0.7 1.6 0 2.7 1.6 1.3 PFPE尿烷丙烯酸酯 組成物(2) 0 0 2.7 0 0 0 三乙二醇二丙烯酸 酯 20 0 0 14 38.4 48.7 二季戊四醇六丙烯 酸酯 30 30 30 41.3 0 0 三(羥基乙基)三聚異 氰酸酯(注) 20 40 40 0 60 50 2-羥基二丁基丙烯 酸酯 29.3 28.4 28.8 0 0 0 2-羥基-3-苯氧基丙 烷丙烯酸酯 0 0 0 42 0 0 PFPE含有率(wt%) 0.5 1.2 1.2 2.0 1.2 1.0 相溶性 良 良 良 良 分離 分離 鉛筆硬度 F F F B 無法均勻製膜 (注)日立化成製FANCRYL F-73 1A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -38- 1301840
7 7 A B 五、發明説明(36)
表4 LPFPE尿烷丙烯酸 酯組成物⑴ 0.8 0.8 0 0 0 0 0 0 LPFPE尿烷丙烯酸 酯組成物(2) 0 0 1.1 1.1 0.4 11.2 2.2 4.3 三乙二醇二丙烯酸 酯 50 40 40 30 30 30 30 30 二季戊四醇六丙烯 酸酯 49.2 59.2 58.9 58.9 69.6 58.8 67.8 66.7 PFPE含有率(wt%) 0.6 0.6 0.5 0.5 0.2 5.0 1.0 2.0 梱容性 分離 分離 良 良 良 良 良 良 與水之靜態接觸角 無法均勻製膜 / 109.9 110.0 / / 7 與二碘甲烷之靜態 接觸角 / 85.5 85.4 / / / 鉛筆硬度 F Η Η F F F (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 應用例3 製造添加P F P E尿烷丙烯酸酯組成物之丙烯塗漆薄膜( 聚碳酸酯上T F P E溶液沾塗) 於混合表5所示丙烯酸酯之分散液中,將1 -羥基-2 —甲基—1 一苯基丙烷3wt%溶解於TFP中,使其 成爲1 〇 〇單位後過濾調製爲溶液。以旋轉塗布( 1 0 0 0 r pm)方式塗覆於聚碳酸酯板(5x 5 cm三 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -39- 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 _ B7 五、發明説明(37 ) 菱樹脂,斯鐵拉)之基板上,乾燥後照射紫外線進行硬化 ’得硬化被膜。又,係利用輸送型紫外線照射裝置,以硬 化所需照射光量2 · 7 J / c m 2進行紫外線照射。 對硬化被膜測定接觸角、鉛筆硬度、密合性、金氏刷 耐擦傷、機械擦拭、耐溶劑性。結果如表5所示。 接觸角及鉛筆硬度之測定方法回應用例2。 密合性係依據J I S K 5 4 0 0,將硬化被膜切成 間隔1 m m縱橫各1 0條之棋盤狀,再貼上膠帶進行剝離 試驗。 〇:不剝離。 X :有剝離。 金姆抹布(商品名)耐擦傷係利用未添加他物狀態之 金姆抹布S - 2 0 0 (產業用抹布,庫雷夏股份公司製) 擦拭硬化被膜,再觀察外觀。 〇:外觀無變化 X :帶傷 油性墨水擦拭係利用油性墨水筆(櫻花筆尖),將油 性墨水塗布於硬化被膜表面上,乾燥後以未添加他物狀態 之金姆抹布S - 2 0 0擦拭,再觀察外觀。 〇:能擦掉油墨,表面未殘留。 X :無法擦掉油墨,殘留於表面。 耐溶劑性係浸泡溶劑後,以金姆抹布S - 2 0 0擦拭 硬化被膜,再觀察外觀。 〇 :外觀無變化。 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40- 1301840
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7 B 五、發明説明(38 ) X :外觀有變化,白化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表5 PFPE尿烷丙烯酸 酯組成物⑴ 0 0.3 0 0 0 0 PFPE尿烷丙烯酸 酯組成物⑵ 0 0 0.3 1.2 1.2 0.2 三乙二醇二丙烯 酸酯 0 0 0 0 2.9 3.9 二季戊四醇六丙 烯酸酯 0 0 0 2.9 2.9 5.9 三羥甲基丙烷三 丙烯酸酯 0 0 0 2.9 3 0 羥基乙基丙烯酸 酯 0 0 0 3 0 0 TFP 0 99.7 99.7 90 90 90 接觸角 水 81。 110。 110。 109。 105。 106。 n-十六烷 基 不能測定 70。 70。 69。 68。 69。 鉛筆硬度 (荷重1kg) B B B B B 密著性 (棋盤試驗) — 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 金姆抹布耐擦傷 — X X 〇 〇 〇 油性墨Z fc擦拭 X 〇 〇 〇 〇 〇 耐溶劑 性(注) 甲醇 X X X 〇 〇 〇 丙酮 X X X X X X TFP:1H,1H,3H —四氟丙醇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -41 - 1301840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(39 ) 應用例4 製造添加P F P E尿烷丙烯酸酯組成物之丙烯塗漆薄膜( PMMA上丙酮溶液沾塗) 將三乙二醇二丙烯酸酯3 3單位、二季戊四醇六丙烯 酸酯3 3單位、羥基乙基丙烯酸酯3 3單位、PFPE尿 烷丙烯酸酯組成物(2 ) 3單位所構成的丙烯酸酯分散液 1 0 0單位中添加光引發劑2 -甲基—2 —嗎啉基(4 一 硫甲基苯基)丙烷- 1 -酮1單位所形成的丙烯酸酯,以 丙烯酸酯濃度爲〇 · 5 %方式溶解於丙酮中,過濾後得溶 液。 將5x 5 cm之PMMA基板(三菱人造絲製,壓克 力L (無硬被膜)壓克力M R (附硬被膜)浸漬數秒後, 快速取出以蒸發丙酮而塗覆。6 0 °C下進行1至2小時固 化,再以紫外線照射硬化,得硬化被膜。又,係利用輸送 型紫外線照射裝置,以硬化所需照射光量i . 8 j / c m 2 進行紫外線照射。 對硬化被膜測定接觸角、鉛筆硬度、密合性、全光線 透光率、霧化率、耐溶劑性。結果如表6所示。 接觸角、鉛筆硬度、密合性、耐溶劑性之測定方法同 應用例3。 全光線透光率係利用Η I T A C Η I製U - 3 3 1 〇 型分光光度計,霧化率係利用東洋精機製作所製 DIRECT READING HAZE METER進行測定。 本紙張尺度適用f國國家標準(CNS ) 格(nox297公釐) 一 — -42- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1301840
7 B 五、發明説明(40) 表6 PMMA 板 無硬塗層 附硬塗層 塗覆前 塗覆後 塗覆前 塗覆後 接觸角 水 72 〜77。 108 〜110。 74〜75。 103〜109° η-十六院基 不能測定 64 〜68。 不能測定 64 〜66。 鉛筆硬度(荷重1kg) 4Η 4Η 5Η 6Η 密著性(棋盤試驗) — 100/100 — 100/100 全光線透光率(%) 92.6 91.7 92.0 90.5 UV照射後 UV照射後 91.5 90.8 霧化率(%) 0.4 0.2 0.4 0.7 UV照射後 UV照射後0.3 0.5 耐溶劑 甲醇 無變化 厚膜無變化 無變化 無變化 性(注) 薄膜帶傷 丙酮 白濁 白濁 無變化 無變化 (注)浸漬溶劑後以金氏刷擦拭,再觀察外觀。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明效果 本發明之組成物能格外提升與稀釋劑(特別是非氟稀 釋劑)之相溶性,且可於各種基材上形成防水、防油、防 污及具有潤滑性之強固被膜。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -43-
Claims (1)
1301840 A8 B8 C8 D8 填請委員明示,本案修正後是否變更原實質 申請專利範圍 第9 1 1 1 2938號專利申請案 中文申請專利範圔修正本 民國93年9月8日修正 1 · 一種組成物,其爲由(A )二異氰酸醋經三聚物. 化而得三異氰酸醋之NCO基與成分(b)之(B - 1 )反 應,又,使殘餘之NCO基與成分(B)之(b — 2 )反應 所得的含碳-碳雙鍵組成物,其中,對三異氰酸醋(A ) 1莫耳,成分(B — 1 )及成分(B — 2 )所具有的活性 氫總§十爲3旲耳’且成分.(B - 1 )所具有之活性氫/成 分(B — 2 )所具有之活性氫的莫耳比爲1 / 2至1 / 2 0 0 0, 又,成分(B )係包含(B - 1 )至少具有1個活性氫之 下式所示全氟聚醚及,(B-2)具有活性氫與碳-碳雙 鍵之單體, X-CF(CF2)a-(〇CF2CF2CF2)b-〇(CF2CF2)c-(〇CFCF2)d-(〇CF2)e-(〇CF2CF2),-(OCF2CF2CF2) g - OCF(CF2)hCH2〇H Y CF3 2 〔式中,X爲氟原子或一 ch2〇h基;γ及ζ爲氟原子或 三氟甲基;a爲1至16之整數;C爲〇至5之整數;b 、d、e、ί 、g爲〇至20 0之整數;h爲0至16之 整數〕所示。 2 ·如申請專利範圍第1項之組成物,其中,全氟聚 醚(B — 1 )爲,分子末端之一具有1個羥基,或兩末端 各自具有1個羥基之化合物。 3 ·如申請專利範圍第1項之組成物,其中,成分( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1301840 A8 Βδ C8 D8 ~、申請專利範圍 Β)另含有(Β - 3)具有活性氫之化合物。 4 ·如申請專利範圍第3項之組成物,其中,係使# 在於三異氰酸酯(Α)之NCO基與成分(Β_ i ’又,使殘餘之NC〇基與成分(B — 2)及成分— 3 )反應。 5 .如申請專利範圍第4項之組成物,其中,對Ξ胃 氰酸酯(A) 1莫耳,成分(Β — 1)及成分(Β — 2) 與成分(Β — 3 )所具有的活性氫總計爲3莫耳。 6 ·—種具有碳-碳雙鍵及全氟聚醚基之化合物的精 製方法,其爲利用非極性溶劑使如申請專利範圍第1項之 組成物沈澱以去除高沸點反應溶劑後,將丙酮及聚合抑制 劑加入沈澱物中,再由反應器取出具有碳-碳雙鍵及全氟 聚醚基之化合物溶液後,再將丙酮餾除所構成者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐)
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