TWI791756B - 含有氟(聚)醚基之矽烷化合物 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,係有助於形成紫外線耐久性良好的表面處理層。
本發明之解決手段為一種含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,係式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)或(C2)之任一者所示者。式中,PFPE在每次出現時分別獨立地為式:-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3XF 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示且至少具有1個分支構造之基。各記號與說明書中的記載同義。

Description

含有氟(聚)醚基之矽烷化合物
本發明係關於含有氟(聚)醚基之矽烷化合物。
已知一種含氟矽烷化合物,若用於基材表面處理,則可提供優異之撥水性、撥油性、防污性等。例如專利文獻1記載一種表面處理組成物,其包含含有全氟(聚)醚基之矽烷化合物,其係於分子主鏈具有全氟(聚)醚基,且於分子末端或末端部具有鍵結於Si原子之可水解之基。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2015-221888號公報。
藉由上述表面處理組成物(表面處理劑)所形成之層(亦稱為表面處理層),可得到紫外線(UV)耐久性(亦稱為「紫外線耐久性」或「UV耐久性」)。
本發明係關於一種有助於形成紫外線耐久性良好的表面處理層之含有氟聚醚基之矽烷化合物(以下稱為「含有PFPE之矽烷化合物」)。
根據本發明可提供以下態樣。
[態樣1]
一種含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,係式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)或(C2)之任一者所示者;
Figure 108104196-A0202-12-0002-2
Figure 108104196-A0202-12-0002-3
(Rf-PFPE)β’-X3-(SiRa k1Rb l1Rc m1)β…(B1)
(Rc m1Rb l1Ra k1Si)β-X3-PFPE-X3-(SiRa k1Rb l1Rc m1)β…(B2)
(Rf-PFPE)γ’-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C1)
(Rf m2Re l2Rd k2C)γ-X5-PFPE-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C2)[式中,PFPE在每次出現時分別獨立地為下式所示且具有至少1個分支構造之基,-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3XF 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(式中,a、b、c、d、e及f分別獨立地為0以上200以下之整數,a、b、c、d、e及f的和至少為1,標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起的各重複單元在式中的存在順序為任意,XF在每次出現時分別獨立地為氫原子、氟原子或氯原子); Rf在每次出現時分別獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基;X1在每次出現時分別獨立地表示單鍵或2至10價有機基;α在每次出現時分別獨立地為1至9之整數;α’分別獨立地為1至9之整數;R11在每次出現時分別獨立地表示氫原子或鹵原子;R12在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;X2在每次出現時分別獨立地表示單鍵或2價有機基;R13在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;R14在每次出現時分別獨立地表示氫原子或碳數1至22之烷基;n在每個(-SiR13 nR14 3-n)單元獨立地表示0至3之整數;t在每次出現時分別獨立地為2至10之整數;但式(A1)、及(A2)中至少存在2個SiR13;X3在每次出現時分別獨立地表示單鍵或2至10價有機基;β在每次出現時分別獨立地為1至9之整數;β’分別獨立地為1至9之整數;Ra在每次出現時分別獨立地表示-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1;Z3在每次出現時分別獨立地表示氧原子或2價有機基;R71在每次出現時分別獨立地表示Ra’;Ra’係與Ra同義;Ra中,透過Z3基直鏈狀連結的Si最多為5個;R72在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基; R73在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;p1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;q1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;r1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;但在每個(-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1)中,p1、q1及r1的和為3;Rb在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;Rc在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;k1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;l1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;m1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;但在每個(SiRa k1Rb l1Rc m1)中,k1、l1及m1的和為3,式(B1)及(B2)中至少存在2個鍵結於羥基或可水解之基之Si;X5分別獨立地表示單鍵或2至10價有機基;γ分別獨立地為1至9之整數;γ’分別獨立地為1至9之整數;Rd在每次出現時分別獨立地表示-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2;Z4在每次出現時分別獨立地表示氧原子或2價有機基;R81在每次出現時分別獨立地表示Rd’;Rd’係與Rd同義;Rd中,透過Z4基直鏈狀連結的C最多為5個;R82在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2;Y在每次出現時分別獨立地表示2價有機基; R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;R86在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;n2在每個(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)單元獨立地表示0至3之整數;R83在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基;p2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;q2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;r2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;但在每個(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)中,p2、q2及r2的和為3;Re在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2;Rf在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基;k2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;l2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;m2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;但在每個(CRd k2Re l2Rf m2)中,k2、l2及m2的和為3,式(C1)及(C2)中存在2個以上-Y-SiR85所示之基。]
[態樣2]
如[態樣1]所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中XF為氟原子。
[態樣3]
如[態樣1]或[態樣2]所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中PFPE為式:-(OC3F6)d-所示,上述式之重複單元OC3F6包含分支構造,且d為2以上200以下之整數。
[態樣4]
如[態樣1]至[態樣3]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中PFPE為式:-(OC3F6)d-所示者,上述式之重複單元OC3F6為OCF(CF3)CF2所示,且d為2以上200以下之整數。
[態樣5]
如[態樣1]至[態樣4]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中α、α’、β、β’、γ及γ’為1。
[態樣6]
如[態樣1]至[態樣5]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中X1、X3及X5在每次出現時分別獨立地為-X10-CON(R34)-X11-、-X10-(OR35)n4-X11-、或C1-6伸烷基之任一者;[式中,X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子或2價有機基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6之伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數。]
[態樣7]
如[態樣1]至[態樣6]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中k1為2或3,且q1為2或3。
[態樣8]
如[態樣1]至[態樣7]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中l2為2或3,且n2為2或3。
[態樣9]
如[態樣1]至[態樣8]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,係式(B1)、(B2)、(C1)、或(C2)所示者。
[態樣10]
如[態樣1]至[態樣9]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,係式(B1)所示者。
[態樣11]
如[態樣1]至[態樣9]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,係式(C1)或(C2)所示者。
[態樣12]
如[態樣1]至[態樣9]及[態樣11]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,係式(C1)所示者。
[態樣13]
如[態樣1]至[態樣12]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中R83及Rf在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基。
[態樣14]
一種表面處理劑,係含有[態樣1]至[態樣13]中任一項所記載之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物。
[態樣15]
如[態樣14]所記載之表面處理劑,更含有溶劑。
[態樣16]
如[態樣14]或[態樣15]所記載之表面處理劑,更含有由含氟油、聚矽氧油、醇、觸媒、過渡金屬、鹵化物離子、及在分子構造內包含具有未共價電子對之原子之化合物中的1種以上之其它成分。
[態樣17]
如[態樣14]至[態樣16]中任一項所記載之表面處理劑,係使用作為防污性塗佈劑或防水性塗佈劑。
[態樣18]
一種粒狀物,係含有如[態樣14]至[態樣17]中任一項所記載之表面處理劑。
[態樣19]
一種物品,係含有基材,及在該基材表面以[態樣14]至[態樣18]中任一項所記載之表面處理劑所形成的層。
[態樣20]
一種物品,其表面的水接觸角為100度以上,且相對於該水接觸角,以照射照度0.63W/m2照射310nm紫外線96小時後之表面的水接觸角之比率為83%以上。
[態樣21]
一種含有氟(聚)醚基之矽烷化合物之製造方法,該含有氟(聚)醚基之矽烷化合物係[態樣1]中所記載之式(C1)或(C2)所示者;該製造方法係包含下列步驟(3),步驟(3):使式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物與HSiM’3、及視需要之式:R85 iL’所示化合物及/或式:R86’ jL”所示化合物反應之步驟;
Figure 108104196-A0202-12-0009-4
Figure 108104196-A0202-12-0009-5
[式中,Rf在每次出現時分別獨立地為可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基;PFPE為(-OCF(CF3)CF2-)d所示者;d為2以上200以下之整數;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;Y11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基]HSiM’3[式中,M’分別獨立地為鹵原子或C1-6烷氧基]R85 iL’[式中,R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;L’表示可與R85鍵結之基;i為1至3之整數。]R86’ jL” [式中:R86’在每次出現時分別獨立地表示C1-22烷基;L”表示可與R86’鍵結之基;j為1至3之整數。]
[態樣22]
如[態樣21]所記載之製造方法,更包含下列步驟(1)及(2),步驟(1):使式(c1-1)或式(c2-1)所示化合物與SOM2反應,而得式(c1-2)或式(c2-2)所示化合物之步驟,Rf-PFPE-X10-C(O)OH...(c1-1) HOC(O)-X10-PFPE-X10-C(O)OH...(c2-1)[式中,Rf、PFPE及X10係與[態樣21]之記載同義];SOM2[式中,M在每次出現時分別獨立地為氯原子或氟原子];
Figure 108104196-A0202-12-0010-7
Figure 108104196-A0202-12-0010-8
[式中,Rf、PFPE及X10係與[態樣21]之記載同義,M係與上述同義];步驟(2):使上述式(c1-2)或式(c2-2)所示化合物與式:HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3反應,而得式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物之步驟,HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3[式中,R34、X11及Y11係與[態樣21]之記載同義];
Figure 108104196-A0202-12-0011-9
Figure 108104196-A0202-12-0011-10
[式中,Rf、PFPE、X10、R34、及X11係與[態樣21]之記載同義。]
[態樣23]
一種式(c1-2)或(c2-2)所示化合物,
Figure 108104196-A0202-12-0011-11
Figure 108104196-A0202-12-0011-12
[式中,Rf在每次出現時分別獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基;PFPE為(-OCF(CF3)CF2-)d所示;d為2以上200以下之整數;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;M在每次出現時分別獨立地為氯原子或氟原子。]。
[態樣24]
一種式(c1-3)或(c2-3)所示化合物,
Figure 108104196-A0202-12-0012-13
Figure 108104196-A0202-12-0012-14
[式中,Rf在每次出現時分別獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基;PFPE為(-OCF(CF3)CF2-)d所示者;d為2以上200以下之整數;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;Y11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基。]。
根據本發明可提供一種含有PFPE之矽烷化合物,係有助於形成紫外線耐久性良好的表面處理層。
本說明書中,「2至10價有機基」是指含有碳之2至10價基。該2至10價有機基並無特別限定,可舉出由烴基進一步脫去1至9個氫原子之 2至10價基。2價有機基並無特別限定,可舉出由烴基進一步脫去1個氫原子之2價基。
本說明書中,「烴基」是含有碳及氫之基且由分子脫去1個氫原子之基。該烴基並無特別限定,可經1個以上取代基取代,碳數1至20之烴基可舉例如脂肪族烴基、芳香族烴基等。上述「脂肪族烴基」可為直鏈狀、支鏈狀或環狀,也可為飽和或不飽和。又,烴基可含有1個以上環構造。再者,該烴基可於其末端或分子鏈中具有1個以上之N、O、S、Si、醯胺、磺醯基、矽氧烷、羰基、羰基氧基等。
本說明書中,「烴基」之取代基並無特別限定,可舉例如鹵原子;可經1個以上鹵原子取代之選自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員之雜環基、5至10員之不飽和雜環基、C6-10芳基及5至10員之雜芳基中的1個以上之基。
本說明書中,除非另有說明,烷基及苯基可為未取代或經取代者。該基的取代基並無特別限定,可舉例如選自鹵原子、C1-6烷基、C2-6烯基及C2-6炔基中的1個以上之基。
本說明書中,伸烷基是指具有-(CδH)-構造之基,若無特別記載則可為取代或未取代,也可為直鏈狀或支鏈狀。
以下說明本發明之含有PFPE之矽烷化合物。
式(A1)及(A2):
Figure 108104196-A0202-12-0014-15
Figure 108104196-A0202-12-0014-16
上述式中,Rf在每次出現時獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基。
上述可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基中,「碳數1至16之烷基」可為直鏈或分支鏈,較佳為直鏈或分支鏈之碳數1至6,尤其碳數1至3之烷基,更佳為直鏈之碳數1至3之烷基。
上述Rf較佳為以1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基,更佳為CF2H-C1-15氟伸烷基或C1-16全氟烷基,又更佳為C1-16全氟烷基。
該碳數1至16之全氟烷基可為直鏈或分支鏈,較佳為直鏈或分支鏈之碳數1至6,尤其是碳數1至3之全氟烷基,更佳為直鏈之碳數1至3之全氟烷基,具體而言為-CF3、-CF2CF3、或-CF2CF2CF3
上述式中,PFPE在每次出現時獨立地為-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3XF 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示之基,且PFPE中至少具有1個分支構造。亦即,上述PFPE具有至少1個CF3末端(具體而言為-CF3、-C2F5等,更具體而言為-CF3)。又,式(A1)中,上述PFPE中,上述式左末端之氧原子鍵結於Rf基,右末端之碳原子鍵結於X1基。藉由具有如此構造之PFPE,可使使用含有PFPE之矽烷化合物(或包含含有PFPE之矽烷化合物之表面處理劑)所形成的層(例如表面處理層)獲得更良好的紫外線耐久性、撥水性、撥油性、防污性(例如防 止指紋等污垢的附著)、耐化學性、耐水解性、止滑效果、高摩擦耐久性、耐熱性、防濕性等。
XF在每次出現時分別獨立地為氫原子、氟原子或氯原子,較佳為氫原子或氟原子,更佳為氟原子。
上述式中,a、b、c、d、e及f分別獨立地為0以上200以下之整數,a、b、c、d、e及f的和至少為1。較佳為a、b、c、d、e及f分別獨立地為0以上100以下之整數。較佳為a、b、c、d、e及f的和為5以上,更佳為10以上。較佳為a、b、c、d、e及f的和為200以下,更佳為100以下,例如10以上200以下,更具體而言為10以上100以下。又,標註a、b、c、d、e或f並以括弧括起的各重複單元在式中的存在順序為任意。
PFPE構造較佳為具有至少5個分支構造,更佳為具有10個,特佳為具有20個。
PFPE構造中,相對於重複單元數之合計數(例如上述a、b、c、d、e及f之和)100,具有分支構造之重複單元的數較佳為40以上,更佳為60以上,特佳為80以上。PFPE構造中,相對於重複單元數之合計數100,具有分支構造之重複單元的數可為100以下,例如90以下。
PFPE構造中,相對於重複單元數之合計數100,具有分支構造之重複單元的數較佳為40至100之範圍,更佳為60至100之範圍,特佳為80至100之範圍。
上述分支構造中的分支鏈可舉例如CF3
具有分支構造之重複單元,例如-(OC6F12)-可舉出-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、 -(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等。-(OC5F10)-可舉出-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等。-(OC4F8)-可舉出-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-及-(OCF2CF(C2F5))-。-(OC3F6)-(亦即上述式中、XF為氟原子)可舉出-(OCF(CF3)CF2)-及-(OCF2CF(CF3))-。-(OC2F4)-可舉出-(OCF(CF3))-。
上述PFPE具有分支構造之重複單元,且可含有直鏈狀重複單元。直鏈狀重複單元可舉出-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2)-。
較佳為,上述PFPE中,重複單元-(OC6F12)-、-(OC5F10)-、-(OC4F8)-、及-(OC3F6)-具有分支構造。
更佳為,上述PFPE包含分支構造之重複單元OC6F12、OC5F10、OC4F8、及OC3F6
一態樣中,上述PFPE為-(OC3F6)d-(式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數),PFPE中至少具有1個分支構造。
本態樣中,PFPE可進一步包含直鏈狀重複單元-(OCF2CF2CF2)-。
上述態樣中,上述PFPE較佳為包含分支構造之重複單元OC3F6。上述PFPE更佳為式:-(OCF2CF(CF3))d所示。上述式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數。
其它態樣中,PFPE為-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(式中,c及d分別獨立地為0以上30以下之整數,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以下之整數,c、d、e及f的和為至少5以上,較佳為10以上,標註下標c、d、e或f並以括弧括起的各重複單元在式中的存在順序為任意),PFPE中至少具有1個分支構造。
又一其它態樣中,PFPE為-(R6-R7)j-所示之基,PFPE中至少具有1個分支構造。式中,R6為OCF2或OC2F4,較佳為OC2F4。式中,R7為選自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12中之基、或獨立地選自該等基中之2或3個基之組合。較佳為,R7為選自OC2F4、OC3F6及OC4F8中之基,或選自OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12中之基、或獨立地選自該等基中之2或3個基之組合,更佳為選自OC3F6、及OC4F8中之基。獨立地選自OC2F4、OC3F6及OC4F8中之2或3個基之組合並無特別限定,可舉例如-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-、及-OC4F8OC2F4OC2F4-等。上述j為2以上,較佳為3以上,更佳為5以上,為100以下,較佳為50以下之整數。上述式中,OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12較佳為具有分支構造。
更佳為,上述態樣中,PFPE包含分支構造之重複單元OC6F12、OC5F10,OC4F8、及OC3F6
上述式中,R13在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基。
本說明書中,「可水解之基」是指可進行水解反應之基,亦即指藉由水解反應可由化合物主骨架脫去的基。可水解之基之例可舉出-OR、-OCOR、-O-N=CR2、-NR2、-NHR、鹵素(該等式中,R表示取代或未取代之碳數1至4之 烷基)等,較佳為-OR(亦即烷氧基)。R之例包含甲基、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。該等中,烷基尤其較佳為未取代烷基,更佳為甲基或乙基。羥基並無特別限定。可為可水解之基進行水解所產生者。
上述式中,R14在每次出現時分別獨立地表示氫原子或碳數1至22之烷基,較佳為碳數1至4之烷基。
上述式中,R11在每次出現時分別獨立地表示氫原子或鹵原子。鹵原子較佳為碘原子、氯原子或氟原子,更佳為氟原子。
上述式中,R12在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基。低級烷基較佳為碳數1至20之烷基,更佳為碳數1至6之烷基,可舉例如甲基、乙基、丙基等。
上述式中,n在每個(-SiR13 nR14 3-n)單元獨立地為0至3之整數,較佳為1至3,更佳為3。但式(A1)或(A2)中,至少2個n為1以上。換言之,式(A1)、及(A2)中至少存在2個SiR13
較佳為,式(A1)、及(A2)中,n為2或3,更佳為n為3。換言之,式(A1)、及(A2)中,Si原子較佳為作為-SiR13 2R14或-SiR13 3存在,更佳為作為-SiR13 3存在。
上述式中,X1在每次出現時分別獨立地表示單鍵或2至10價有機基。該X1可視為在式(A1)及(A2)所示化合物中的連結基,係連結主要提供撥水性及表面平滑性等之氟聚醚部(亦即Rf-PFPE部或-PFPE-部)與提供與基材的鍵結能之矽烷部(亦即標註α並以括弧括起的基)。因此,該X1只要為可使式(A1)及(A2)所示化合物安定存在者,可為單鍵或任意有機基。本說明書中,作為X1 所記載基中,所記載之左側與PFPE所示之基鍵結,右側與標註α並以括弧括起的基鍵結。
上述式中之α為1至9之整數,α’為1至9之整數。該等α及α’可因應X1之價數變化。式(A1)中,α及α’的和與X1之價數相同。例如X1為10價有機基時,α及α’的和為10,例如可為α為9且α’為1、α為5且α’為5、或α為1且α’為9。又,X1為2價有機基時,α及α’為1。式(A2)中,α為從X1之價數減1後所得之值。
一態樣中,X1在每次出現時分別獨立地為-CON(R34)-、C1-6之伸烷基、或包含OR35之2至10價有機基。
上述R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子。
上述R35為C1-6伸烷基,較佳為C1-3伸烷基。
一態樣中,上述X1為可列舉例如下式所示之2價基。
-(R31)p’-(Xa)q’-[式中:R31表示單鍵、可經1個以上氟原子取代之-(CH2)s’-或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為可經1個以上氟原子取代之-(CH2)s’-;s’為1至20之整數,較佳為1至6之整數,更佳為1至3之整數,又更佳為1或2;Xa表示-(Xb)l’-; Xb在每次出現時分別獨立地表示選自-O-、-(OR35)n4-、-S-、鄰-、間-或對-伸苯基、-C(O)O-、-Si(R33)2-、-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、-CON(R34)-、-O-CON(R34)-、-N(R34)-及-(CH2)n’-所成群組中之基;R33在每次出現時分別獨立地表示苯基、C1-6烷基或C1-6烷氧基,較佳為苯基或C1-6烷基,更佳為甲基;R34在每次出現時分別獨立地表示氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6之伸烷基,較佳為C1-3之伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1;m’在每次出現時分別獨立地為1至100之整數,較佳為1至20之整數;n’在每次出現時分別獨立地為1至20之整數,較佳為1至6之整數,更佳為1至3之整數;l’為1至10之整數,較佳為1至5之整數,更佳為1至3之整數;p’為0或1;q’為0或1;在此,p’及q’之至少一者為1,標註p’或q’並以括弧括起的各重複單元的存在順序為任意]在此,R31及Xa(典型而言為R31及Xa之氫原子)可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上的取代基取代。
一態樣中,l’為1。
較佳為上述X1為-(R31)p’-(Xa)q’-R32-。R32表示單鍵、-(CH2)t’-或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為-(CH2)t’-。t’為1至20之整數,較佳為2至6之整數,更佳為2至3之整數。在此,R32(典型而言為R32之氫原子)可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代。
上述X1之例並無特別限定,可舉出以下構造。-X10-CON(R34)-X11-、-X10-(OR35)n4-X11-、C1-6伸烷基(較佳為伸丙基)。
X1為如上述構造,藉此可使以含有PFPE之矽烷化合物所形成的層之耐水解性、摩擦耐久性、耐化學性、防濕性等更良好。
上述X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基,較佳為單鍵、-O-R36-O-、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,更佳為單鍵、-O-R36-O-或-R36-。
一態樣中,上述X10為單鍵或-R36-,更佳為單鍵。
上述R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,又更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基。上述伸烷基可為直鏈狀也可具有分支構造。
一態樣中,上述X10中可經1個以上氟原子取代之伸烷基例如為為C1-3全氟伸烷基、可經1個以上氟原子取代之C1-3氟伸烷基、或不具有取代基之C1-3伸烷基,更具體而言為C1-2全氟伸烷基、可經1個以上氟原子取代之C1-2氟伸烷基、或不具有取代基之C1-2伸烷基。
上述X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子或2價有機基,較佳為單鍵、氧原子、或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基。
一態樣中,X11較佳為單鍵或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,又更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基。
上述X11中可經1個以上氟原子取代之伸烷基較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-6伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基。上述伸烷基可為直鏈狀也可具有分支構造。
更佳為,上述X11中可經1個以上氟原子取代之伸烷基較佳為不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為不具有取代基之C1-3伸烷基。
上述R34在每次出現時分別獨立地表示氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子。
上述R35在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基,較佳為C1-3伸烷基。
上述n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1。
一態樣中,X1為-X10-CON(R34)-X11-或C1-6伸烷基(較佳為伸丙基)。
上述式中:R34係與上述同義,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子;X10係與上述同義,較佳為單鍵、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36係與上述同義,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,又更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基; X11係與上述同義,較佳為單鍵或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,又更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基。
上述態樣中,特佳為,X1為-X10-CON(R34)-X11-。上述式中,R34、X10、及X11係與上述同義。
上述態樣中,特佳為上述X10為單鍵且上述X11為C1-3伸烷基,又更佳為X11為不具有取代基之C1-3伸烷基。
一態樣中,上述X10為單鍵且上述X11為C1-3伸烷基,較佳為X11為不具有取代基之C1-3伸烷基。
一態樣中,X1之例並無特別限定,可舉出以下構造。-Xf-X10-CON(R34)-X11-;-Xf-X10-(OR35)n4-X11-;-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基)。
式中,X10、R34、X11、R35、及n4係與上述同義。
式中,Xf在每次出現時分別獨立地為單鍵或碳數1至6之伸烷基,較佳為單鍵或碳數1至4之伸烷基,更佳為單鍵或碳數1至2之伸烷基(例如亞甲基)。Xf中之氫原子可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代,較佳係經取代者。Xf可為直鏈狀或支鏈狀,較佳為直鏈狀。
上述X1之具體例可舉例如:-CH2OCH2-;-CH2O(CH2)2-;-CH2O(CH2)3-; -CH2O(CH2)6-;-CF2-CH2OCH2-;-CF2-CH2O(CH2)2-;-CF2-CH2O(CH2)3-;-CF2-CH2O(CH2)6-;-O-CFHCF2-O-CH2OCH2-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)6-;-CH2OCF2CHFOCF2-;-CH2OCF2CHFOCF2CF2-;-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-;-CH2OCH2CF2CF2OCF2-;-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-;-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-;-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-;-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-;-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-;-CH2OCH2CHFCF2OCF2-;-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-;-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-;-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-; -CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-;-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-;-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-;-CH2-;-(CH2)2-;-(CH2)3-;-(CH2)4-;-(CH2)5-;-(CH2)6-;-CF2-;-(CF2)2-;-CF2-CH2-;-CF2-(CH2)2-;-CF2-(CH2)3-;-CF2-(CH2)4-;-CF2-(CH2)5-;-CF2-(CH2)6-;-CONH-;-CONH-CH2-;-CONH-(CH2)2-;-CONH-(CH2)3-;-CONH-(CH2)6-; -CF2-CONH-;-CF2-CONH-CH2-;-CF2-CONH-(CH2)2-;-CF2-CONH-(CH2)3-;-CF2-CONH-(CH2)6-;-O-CFHCF2-O-CONH-;-O-CFHCF2-O-CONH-CH2-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)6-;-CON(CH3)-;-CON(CH3)-CH2-;-CON(CH3)-(CH2)2-;-CON(CH3)-(CH2)3-;-CON(CH3)-(CH2)6-;-CON(CH3)-C6H4-;-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph是指苯基);-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph是指苯基);-CF2-CON(CH3)-;-CF2-CON(CH3)-CH2-;-CF2-CON(CH3)-(CH2)2-;-CF2-CON(CH3)-(CH2)3-; -CF2-CON(CH3)-(CH2)6-;-CF2-CON(CH3)-C6H4-;-CF2-CON(Ph)-(CH2)3-(式中,Ph是指苯基);-CF2-CON(Ph)-(CH2)6-(式中,Ph是指苯基);-CH2-CON(CH3)-CH2-;-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-;-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-;-CH2O-CONH-(CH2)3-;-CH2O-CONH-(CH2)6-;-OCH2-;-O(CH2)3-;-OCFHCF2-;-O-CFHCF2-O-;-O-CFHCF2-O-CH2-;-O-CFHCF2-O-(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-(CH2)6-;-O-CFHCF2-O-C6H4-;或
Figure 108104196-A0202-12-0027-17
等。
更佳之X1可舉出:-O-CFHCF2-O-CONH-;-O-CFHCF2-O-CONH-CH2-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)6-;-CONH-;-CONH-CH2-;-CONH-(CH2)2-;-CONH-(CH2)3-;-CONH-(CH2)6-;-CF2-CONH-;-CF2-CONH-CH2-;-CF2-CONH-(CH2)2-;-CF2-CONH-(CH2)3-;-CF2-CONH-(CH2)6-;-O-CFHCF2-O-CH2OCH2-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)6-;-CH2OCH2-;-CH2O(CH2)2-; -CH2O(CH2)3-;-CH2O(CH2)6-;-CF2-CH2OCH2-;-CF2-CH2O(CH2)2-;-CF2-CH2O(CH2)3-;-CF2-CH2O(CH2)6-;-O-CFHCF2-O-;-O-CFHCF2-O-(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-(CH2)6-;-CH2-;-(CH2)2-;-(CH2)3-;-(CH2)6--CF2-;-(CF2)2-;-CF2-CH2-;-CF2-(CH2)2-;-CF2-(CH2)3-;-CF2-(CH2)6-等。
又一其它態樣中,X1基之例可舉出下述基:
Figure 108104196-A0202-12-0030-18
[式中,R41分別獨立地為氫原子、苯基、碳數1至6之烷基、或C1-6烷氧基,較佳為甲基;各X1基中,T中之任意數個為鍵結於分子主鏈之PFPE之以下之基:-CH2O(CH2)2-;-CH2O(CH2)3-;-CF2O(CH2)3-;-CH2-;-(CH2)2-;-(CH2)3-;-(CH2)4-;-CONH-(CH2)3-; -CON(CH3)-(CH2)3-;-CON(Ph)-(CH2)3-(式中;Ph是指苯基);或
Figure 108104196-A0202-12-0031-19
[式中,R42分別獨立地表示氫原子、C1-6之烷基、或C1-6之烷氧基,較佳為甲基或甲氧基,更佳為甲基。]其它T之數個為鍵結於分子主鏈之PFPE對側之基之-(CH2)n”-(n”為2至6之整數),若存在的情形下,剩餘之T可分別獨立地為甲基、苯基、C1-6烷氧基或自由基捕捉基或紫外線吸收基。
自由基捕捉基只要可捕捉光照射所產生之自由基者,則無特別限定,可舉例如二苯基酮類、苯并三唑類、安息香酸酯類、水楊酸苯酯類、巴豆酸類、丙二酸酯類、有機丙烯酸酯類、受阻胺類、受阻酚類或三嗪類之殘基。
紫外線吸收基只要為可吸收紫外線者,則無特別限定,可舉例如苯并三唑類、羥基二苯基酮類、取代及未取代之安息香酸或水楊氧化合物之酯類、丙烯酸酯或桂皮酸烷氧酯類、草醯胺類、草醯苯胺類、苯并噁嗪酮類、苯并噁唑類之殘基。
較佳態樣中,較佳之自由基捕捉基或紫外線吸收基可舉出:
Figure 108104196-A0202-12-0031-21
該態樣中,X1(及下述之X3及X5)可為3至10價有機基。
上述式中,X2在每次出現時分別獨立地表示單鍵或2價有機基。X2較佳為碳數1至20之伸烷基,更佳為-(CH2)u-(式中,u為0至2之整數)。
上述式中,t分別獨立地為2至10之整數。較佳態樣中,t為2至6之整數。
較佳態樣中,式(A1)及(A2)中,PFPE分別獨立地為式:-(OCF(CF3)CF2)d-所示之基。
(式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數。);X1在每次出現時分別獨立地為-Xf-X10-CON(R34)-X11-、-Xf-X10-(OR35)n4-X11-、或-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基)所示之基;Xf在每次出現時分別獨立地為單鍵或碳數1至6之伸烷基,較佳為單鍵或碳數1至4之伸烷基,更佳為單鍵或碳數1至2之伸烷基(例如亞甲基),Xf中之氫原子可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代,較佳為經取代者;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵、-O-R36-O-、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為單鍵、-O-R36-O-、或-R36-,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基,R36中的上述伸烷基可為直鏈狀也可具有分支構造;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子; R35在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基,較佳為C1-3伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子、或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基;X2為-(CH2)u-;u在每次出現時分別獨立地為0至2之整數。
較佳態樣中,式(A1)及(A2)所示化合物為下述式(A1’)及(A2’)所示化合物。
Figure 108104196-A0202-12-0033-22
Figure 108104196-A0202-12-0033-23
[式中:PFPE分別獨立地為式:-(OCF(CF3)CF2)d-所示之基;(式中,d為0以上200以下之整數)Rf在每次出現時分別獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基;R13在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;R14在每次出現時分別獨立地表示氫原子或碳數1至22之烷基; R11在每次出現時分別獨立地表示氫原子或鹵原子;R12在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;n為2或3,較佳為3;X1在每次出現時分別獨立地為-X10-CONH-X11-、-X10-(OR35)n4-X11-(R35為C1-3伸烷基;n4為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1)、或C1-6伸烷基(較佳為伸丙基);X10在每次出現時分別獨立地為單鍵、-O-R36-O-、或-R36-;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子、或C1-3伸烷基;X2為-(CH2)u-;u在每次出現時分別獨立地為0至2之整數;t在每次出現時分別獨立地為2至10之整數。]
上述式(A1)及(A2)所示化合物之數目平均分子量並無特別限定,例如可為1,000至40,000,較佳為1,000至32,000,更佳為1,000至20,000,又更佳為1,000至12,000。上述數目平均分子量為以19F-NMR及1H-NMR所測定的值。
一態樣中,上述式(A1)及(A2)所示化合物之數目平均分子量為1,000至8,000,較佳為1,000至4,000。藉由具有如此數目平均分子量而可讓使用上述化合物(或包含上述化合物之表面處理劑)所形成之層(例如表面處理層)具有特別良好之止滑效果、耐磨耗性等。
一態樣中,上述式(A1)及(A2)所示化合物之重量平均分子量Mw為3,000以上且未達6,000,上述化合物之分子量分佈(Mw/Mn)為1.2以下。重量平均分子量、分子量分佈例如根據GPC(凝膠滲透層析法)測定而求得。
較佳態樣中,式(A1)及(A2)所示化合物為式(A1)所示化合物,更佳為式(A1’)所示化合物。
一態樣中,例如以對應Rf-PFPE-部分之氟聚醚衍生物為原料,在末端導入羥基後,例如在末端與具有鹵烷基之化合物進行Williamson反應等,藉此可得上述式(A1)及(A2)所示化合物。
式(B1)及(B2):(Rf-PFPE)β’-X3-(SiRa k1Rb l1Rc m1)β…(B1)
(Rc m1Rb l1Ra k1Si)β-X3-PFPE-X3-(SiRa k1Rb l1Rc m1)β…(B2)
上述式(B1)及(B2)中,Rf及PFPE與上述式(A1)及(A2)之記載同義。但「式(A1)」可視為「式(B1)」,「X1基」可視為「X3基」。
上述式中,X3分別獨立地表示單鍵或2至10價有機基。該X3在式(B1)及(B2)所示化合物中可視為連結氟聚醚部與矽烷部之連結基,該氟聚醚部主要提供良好的紫外線耐久性、撥水性、撥油性、防污性(例如防止指紋等污垢的附著)、耐化學性、耐水解性、止滑效果、高摩擦耐久性、耐熱性、防濕性等(亦即Rf-PFPE部或-PFPE-部),該矽烷部提供與基材之鍵結能(具體而言為-SiRa k1Rbl1Rc m1基)。因此,該X3只要為式(B1)及(B2)所示化合物可安定存在者,則可為單鍵或任意有機基。本說明書中,X3所記載之構造中,所記載之左側鍵結於PFPE所示之基,右側鍵結於標註β並以括弧括起的基。
上述式中之β為1至9之整數,β’為1至9之整數。該等β及β’可因應X3之價數變化。式(B1)中,β及β’的和與X3之價數相同。例如X3為10價有機基時,β及β’的和為10,例如可為β為9且β’為1、β為5且β’為5、或β為1且β’為9。又,X3為2價有機基時,β及β’為1。式(B2)中,β為由X3之價數減1後所得之值。
上述X3較佳為2至7價,更佳為2至4價,又更佳為2價有機基。
一態樣中,X3為2至4價之有機基,β為1至3,β’為1。
其它態樣中,X3為2價有機基,β為1,β’為1。此時,式(B1)及(B2)為下式(B1’)及(B2’)所示。
Rf-PFPE-X3-SiRa k1Rb l1Rc m1…(B1')
Rc m1Rb l1Ra k1Si-X3-PFPE-X3-SiRa k1Rb l1Rc m1…(B2')
上述X3之例並無特別限定,可舉例如與X1之記載相同者。
其中較佳之X3可舉出-X10-CON(R34)-X11-、-X10-(OR35)n4-X11-、C1-6伸烷基(伸丙基)等。
上述式中,R34、R35、X10、X11及n4係與上述同義。
特佳之X3在具體上可舉出下列者:-O-CFHCF2-O-CONH-;-O-CFHCF2-O-CONH-CH2-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)3-; -O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)6-;-CONH-;-CONH-CH2-;-CONH-(CH2)2-;-CONH-(CH2)3-;-CONH-(CH2)6-;-CF2CONH-;-CF2CONHCH2-;-CF2CONH(CH2)2-;-CF2CONH(CH2)3-;-CF2CONH(CH2)6-;-O-CFHCF2-O-CH2OCH2-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)6-;-CH2OCH2-;-CH2O(CH2)2-;-CH2O(CH2)3-;-CH2O(CH2)6-;-CF2-CH2-O-CH2-;-CF2-CH2-O-(CH2)2-;-CF2-CH2-O-(CH2)3-; -CF2-CH2-O-(CH2)6-;-O-CFHCF2-O-;-O-CFHCF2-O-(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-(CH2)6-;-CH2-;-(CH2)2-;-(CH2)3-;-(CH2)6-;-CF2-;-(CF2)2-;-CF2-CH2-;-CF2-(CH2)2-;-CF2-(CH2)3-;-CF2-(CH2)4-;-CF2-(CH2)5-;-CF2-(CH2)6-等。
較佳態樣中,X3為-X10-CON(R34)-X11-或C1-6伸烷基(較佳為伸丙基)。
上述式中:R34係與上述同義,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子; X10係與上述同義,較佳為單鍵、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36係與上述同義,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,又更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基;X11係與上述同義,較佳為單鍵或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,又更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基。
上述態樣中,特佳係X3為-X10-CON(R34)-X11-。上述式中,R34、X10、及X11係與上述同義。
上述態樣中,特佳係上述X10為單鍵且上述X11為C1-3伸烷基,又更佳係X11為不具有取代基之C1-3伸烷基。
一態樣中,X3之例並無特別限定,可舉出以下構造:-Xf-X10-CON(R34)-X11-;-Xf-X10-(OR35)n4-X11-;-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基);式中,Xf、X10、R34、X11、R35、及n4係與上述同義。
上述式中,Ra在每次出現時分別獨立地表示-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1
式中,Z3在每次出現時分別獨立地表示氧原子或2價有機基。
上述Z3較佳為2價有機基,且不包含與式(B1)或式(B2)中分子主鏈末端之Si原子(Ra所鍵結之Si原子)形成矽氧烷鍵結者。
上述Z3較佳為C1-6伸烷基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中,g為1至6之整數,h為1至6之整數)、或-伸苯基-(CH2)i-(式中,i為0至6之整數),更佳為C1-6伸烷基,特佳為C1-3伸烷基。該等基例如可經選自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基、及C2-6炔基中之1個以上取代基取代。以紫外線耐久性尤其良好之觀點來看,上述Z3更佳為直鏈狀或支鏈狀之伸烷基,又更佳為直鏈狀之伸烷基。構成上述Z3之伸烷基之碳數較佳為1至6之範圍,更佳為1至3之範圍。又,伸烷基係如上所述。
一態樣中,Z3可為C1-6伸烷基或-伸苯基-(CH2)i-。Z3為上述基時,光耐性,尤其紫外線耐性可更高。式中,i為0至6之整數。
上述態樣中,較佳係上述Z3為C1-6伸烷基,更佳為C1-3伸烷基。
一態樣中,上述X3較佳為-X10-CON(R34)-X11-或C1-6伸烷基(較佳為伸丙基),更佳為-X10-CON(R34)-X11-;及上述Z3較佳為C1-6伸烷基或-伸苯基-(CH2)i-,更佳為C1-6伸烷基,又更佳為C1-3伸烷基;R34、X10、X11及i係與上述同義。
一態樣中,上述X3較佳為-X10-CON(R34)-X11-或C1-6伸烷基(較佳為伸丙基),更佳為-X10-CON(R34)-X11-;及上述Z3較佳為C1-6伸烷基或-伸苯基-(CH2)i-,更佳為C1-6伸烷基,又更佳為C1-3伸烷基。
上述式中: R34為氫原子或C1-6烷基,較佳為氫原子或甲基,更佳為氫原子;X10為單鍵、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為單鍵或-R36-,更佳為單鍵;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基;X11為單鍵或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基;i為0至6之整數。
上述態樣中,特佳係上述X10為單鍵且上述X11為C1-3伸烷基,又更佳係X11為不具有取代基之C1-3伸烷基。上述X3更佳為-X10-CON(R34)-X11-。
一態樣中,X3為-Xf-X10-(OR35)n4-X11-所示之基;Z3為C1-6伸烷基,又更佳為C1-3伸烷基。式中,Xf、X10、X11、R35、及n4係與上述同義。
式中,R71在每次出現時分別獨立地表示Ra’。Ra’係與Ra同義。
Ra中,透過Z3基直鏈狀連結的Si最多為5個。亦即,上述Ra中,至少存在1個R71時,在Ra中透過Z3基直鏈狀連結的Si原子存在2個以上,但該透過Z3基直鏈狀連結的Si原子的數目最多為5個。又,「Ra中之透過Z3基直鏈狀連結的Si原子的數目」等於Ra中直鏈狀連結的-Z3-Si-之重複數目。
例如下述表示Ra中透過Z3基連結Si原子之一例。
Figure 108104196-A0202-12-0042-24
上述式中,*是指鍵結於主鏈之Si之部位,「...」為與Z3Si以外之特定基鍵結,亦即,Si原子之3個連結鍵皆為「...」時,是指Z3Si之重複結束處。又,Si右上的數字是指從*數起透過Z3基直鏈狀連結之Si的出現數目。亦即,以Si2結束Z3Si重複之鏈為「Ra中透過Z3基直鏈狀連結的Si原子的數目」有2個,同樣地,以Si3、Si4及Si5結束Z3Si重複之鏈為「Ra中透過Z3基直鏈狀連結的Si原子的數目」分別有3、4及5個。又,由上述式可知,Ra中存在複數個Z3Si鏈,但該等不需皆為相同長度,分別可為任意長度。
較佳態樣中,如下述所示,「Ra中透過Z3基直鏈狀連結的Si原子的數目」在所有鏈中為1個(左式)或2個(右式)。
Figure 108104196-A0202-12-0042-25
一態樣中,Ra中透過Z3基直鏈狀連結的Si原子的數目為1個或2個,較佳為1個。
式中,R72在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基。「可水解之基」係與上述同義。
較佳係R72為可水解之基,更佳為-OR(式中,R表示取代或未取代之C1-3烷基,更佳為甲基)。
式中,R73在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基。該低級烷基較佳為碳數1至20之烷基,更佳為碳數1至6之烷基,又更佳為甲基。
一態樣中,R73為低級烷基。低級烷基係與上述同義。
式中,p1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;q1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;r1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數。但在每個(-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1)中,p1、q1及r1的和為3,且式(B1)及(B2)中,鍵結於羥基或可水解之基之Si原子至少存在2個。亦即,式(B1)及(B2)中,-SiR72及/或-SiRb至少存在2個。藉由具有如此構成,本發明之含有PFPE之矽烷化合物可形成可在基材表面等良好鍵結之表面處理層。
較佳為,式(B1)及(B2)中存在-SiR72 2(具體而言為-SiR72 2R73或-SiR72 3)或-SiRb 2(具體而言為-SiRaRb 2、-SiRb 2Rc、或-SiRb 3)。
較佳態樣中,Ra中末端之Ra’(Ra’不存在時為Ra)中,上述q1較佳為2或3,更佳為3。
較佳態樣中,Ra之末端部之至少1個可為-Si(-Z3-SiR72 q1R73 r1)2(具體而言為-Si(-Z3-SiR72 q1R73 r1)2R73)或-Si(-Z3-SiR73 q1R73 r1)3,較佳為-Si(-Z3-SiR72 q1R73 r1)3。在此,q1為1以上之整數,較佳係q1為2或3。在此,q1與r1的 和為3。式中,(-Z3-SiR72 q1R73 r1)之單元較佳為(-Z3-SiR72 3)。又更佳之態樣中,Ra之末端部皆可為-Si(-Z3-SiR72 q1R73 r1)3,較佳為-Si(-Z3-SiR72 3)3
上述式中,Rb在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基。
上述Rb較佳為羥基、-OR、-OCOR、-O-N=C(R)2、-N(R)2、-NHR、鹵素(該等式中,R表示取代或未取代之碳數1至4之烷基),更佳為-OR。R包含甲基、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。該等中較佳為烷基,尤其是未取代烷基,更佳為甲基或乙基。羥基並無特別限定,可為可水解之基經水解所產生者。更佳係Rb為-OR(式中,R表示取代或未取代之C1-3烷基,更佳為甲基)。
上述式中,Rc在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基。該低級烷基較佳為碳數1至20之烷基,更佳為碳數1至6之烷基,又更佳為甲基。
式中,k1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;l1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;m1在每次出現時分別獨立地為0至3之整數。但在每個(SiRa k1Rb l1Rc m1)中,k1、l1及m1的和為3。
一態樣中,k1較佳為1至3,更佳為2或3,特佳為3。本態樣中,q1為1至3,較佳為2或3,更佳為3。
一態樣中,較佳係k1為1至3之整數且q1為2或3,更佳係k1為2或3且q1為2或3,又更佳係k1為3且q1為2或3。
一態樣中,較佳係k1為1至3之整數且q1為3,更佳係k1為2或3且q1為3,又更佳係k1為3且q1為3。
一態樣中,k1為1至3之整數,Z3為2價有機基。較佳為上述Z3不包含與式(B1)或式(B2)中分子主鏈末端之Si原子(Ra所鍵結之Si原子)形成矽氧烷鍵結者。更佳係上述Z3較佳為C1-6伸烷基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中,g為1至6之整數,h為1至6之整數)、或-伸苯基-(CH2)i-(式中,i為0至6之整數),更佳為C1-3伸烷基。
較佳之式(B1)所示含有PFPE之矽烷化合物可舉例如以下化合物。下述內容中Rf係與上述同義,d為5至40。Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CH2CH2CH2-Si(CH2CH2SiCH3(OCH3)2)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CH2CH2CH2-Si(CH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CH2OCH2CH2CH2-Si(CH2CH2SiCH3(OCH3)2)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CH2OCH2CH2CH2-Si(CH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CONH-CH2-Si(CH2CH2SiCH3(OCH3)2)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CONH-CH2-Si(CH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CONH-CH2CH2CH2-Si(CH2CH2SiCH3(OCH3)2)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CONH-CH2CH2CH2-Si(CH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CH2CH2CH2-Si(CH2CH2Si(OCH3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CH2CH2CH2-Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CH2OCH2CH2CH2-Si(CH2CH2Si(OCH3)3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CH2OCH2CH2CH2-Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CONH-CH2-Si(CH2CH2Si(OCH3)3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CONH-CH2-Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CONH-CH2CH2CH2-Si(CH2CH2Si(OCH3)3)3; Rf-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)-CONH-CH2CH2CH2-Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3
上述式(B1)及(B2)所示化合物之數目平均分子量並無特別限定,例如可具有5×102至1×105之數目平均分子量。在該範圍內,較佳為具有1,000至30,000,更佳為1,000至12,000,又更佳為1,000至6,000之數目平均分子量。又,本發明中,數目平均分子量為以19F-NMR測定的值。
較佳態樣中,式(B1)及(B2)中,PFPE分別獨立地為式:-(OCF(CF3)CF2)d-所示之基;(式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數);X3在每次出現時分別獨立地為-Xf-X10-CON(R34)-X11-、-Xf-X10-(OR35)n4-X11-、或-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基),較佳為-Xf-X10-CON(R34)-X11-;Xf在每次出現時分別獨立地為單鍵或碳數1至6之伸烷基,較佳為單鍵或碳數1至4之伸烷基,更佳為單鍵或碳數1至2之伸烷基(例如亞甲基),Xf中之氫原子可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代,較佳為經取代者;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵、-O-R36-O-、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為單鍵、-O-R36-O-、或-R36-,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,又更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基,R36中的上述伸烷基可為直鏈狀也可具有分支構造; X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子、或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基,較佳為C1-3伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1;Z3較佳為C1-6伸烷基或-伸苯基-(CH2)i-,更佳為C1-6伸烷基,又更佳為C1-3伸烷基;i為0至6之整數。
一態樣中,上述式(B1)及(B2)所示化合物之數目平均分子量為1,000至8,000,較佳為1,000至4,000。藉由具有如此數目平均分子量,使用上述化合物(或含有上述化合物之表面處理劑)所形成之層(例如表面處理層)可使止滑效果、摩擦耐久性等更良好。
較佳態樣中,式(B1)及(B2)所示化合物為式(B1)所示化合物。
一態樣中,例如以對應Rf-PFPE-部分之氟聚醚衍生物為原料,於末端導入羥基後,在末端導入具有不飽和鍵之基,使具有該不飽和鍵之基與具有鹵原子之矽基衍生物反應,進一步於該矽基末端導入羥基,接著導入具有不飽和鍵之基,最後使所導入具有不飽和鍵之基與矽基衍生物反應,藉此可得上述式(B1)及(B2)所示化合物。例如可以國際公開第2014/069592號所記載方式合成。
式(C1)及(C2): (Rf-PFPE)γ’-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C1)
(Rf m2Re l2Rd k2C)γ-X5-PFPE-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C2)
上述式(C1)及(C2)中,Rf及PFPE係與上述式(A1)及(A2)之記載同義。但「式(A1)」可視為「式(C1)」,「X1基」可視為「X5基」。
上述式中,X5分別獨立地表示單鍵或2至10價有機基。該X5在式(C1)及(C2)所示化合物中可視為連結基,係連結主要提供撥水性及表面平滑性等之氟聚醚部(亦即Rf-PFPE部或-PFPE-部)與提供與基材之鍵結能之部(亦即標註γ並以括弧括起的基)。因此,該X5只要為式(C1)及(C2)所示化合物可安定存在者,則可為單鍵或任意有機基。本說明書中,X5所記載之基中,所記載之左側鍵結於PFPE所示之基,右側鍵結於標註γ並以括弧括起的基。
上述式中,γ為1至9之整數,γ’為1至9之整數。該等γ及γ’可因應X5之價數變化。式(C1)中,γ及γ’的和與X5之價數相同。例如X5為10價有機基時,γ及γ’的和為10,例如可為γ為9且γ’為1、γ為5且γ’為5、或γ為1且γ’為9。又,X5為2價有機基時,γ及γ’為1。式(C2)中,γ為從X5之價數減1後所得之值。
上述X5較佳為2至7價,更佳為2至4價,又更佳為2價有機基。
一態樣中,X5為2至4價之有機基,γ為1至3,γ’為1。
其它態樣中,X5為2價有機基,γ為1、γ’為1。此時,式(C1)及(C2)為下式(C1’)及(C2’)所示。
Rf-PFPE-X5-CRd k2Re l2Rf m2…(C1')
Rf m2Re l2Rd k2C-X5-PFPE-X5-CRd k2Re l2Rf m2…(C2')
上述X5之例並無特別限定,可舉例如與X1之記載相同者。
其中,較佳之X5可舉出:-X10-CON(R34)-X11-;-X10-(OR35)n4-X11-;C1-6伸烷基(較佳為伸丙基)。
上述式中,R34、R35、X10、X11及n4係與上述同義。
一態樣中,X5為單鍵。
一態樣中,X5之例並無特別限定,可舉出以下構造。-Xf-X10-CON(R34)-X11-;-Xf-X10-(OR35)n4-X11-;-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基)。
式中,Xf、X10、R34、X11、R35、及n4係與上述同義。
上述中特佳之X5可舉出:單鍵;-O-CFHCF2-O-CONH-;-O-CFHCF2-O-CONH-CH2-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-CONH-(CH2)6-; -CONH-;-CONH-CH2-;-CONH-(CH2)2-;-CONH-(CH2)3-;-CONH-(CH2)6-;-CF2-CONH-;-CF2-CONH-CH2-;-CF2-CONH-(CH2)2-;-CF2-CONH-(CH2)3-;-CF2-CONH-(CH2)6-;-O-CFHCF2-O-CH2OCH2-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-CH2O(CH2)6-;-CH2OCH2-;-CH2O(CH2)2-;-CH2O(CH2)3-;-CH2O(CH2)6-;-CF2-CH2OCH2-;-CF2-CH2O(CH2)2-;-CF2-CH2O(CH2)3-;-CF2-CH2O(CH2)6-; -O-CFHCF2-O-;-O-CFHCF2-O-(CH2)2-;-O-CFHCF2-O-(CH2)3-;-O-CFHCF2-O-(CH2)6-;-CH2-;-(CH2)2-;-(CH2)3-;-(CH2)6--CF2-;-(CF2)2-;-CF2-CH2-;-CF2-(CH2)2-;-CF2-(CH2)3-;-CF2-(CH2)4-;-CF2-(CH2)5-;-CF2-(CH2)6-等。
較佳態樣中,X5為-X10-CON(R34)-X11-或C1-6伸烷基(較佳為伸丙基)。
上述式中:R34係與上述同義,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子; X10係與上述同義,較佳為單鍵、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36係與上述同義,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,又更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基;X11係與上述同義,較佳為單鍵或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,又更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基。
上述態樣中,特佳係X5為-X10-CON(R34)-X11-。上述式中,R34、X10、及X11係與上述同義。
上述態樣中,特佳係上述X10為單鍵且上述X11為C1-3伸烷基,又更佳係X11為不具有取代基之C1-3伸烷基。
上述式中,Rd在每次出現時分別獨立地表示-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2
式中,Z4在每次出現時分別獨立地表示氧原子或2價有機基。
上述Z4較佳為C1-6伸烷基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中,g為0至6之整數,例如1至6之整數,h為0至6之整數,例如1至6之整數)、或-伸苯基-(CH2)i-(式中,i為0至6之整數),更佳為C1-3伸烷基。該等基例如可經選自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基、及C2-6炔基中之1個以上取代基取代。
式中,R81在每次出現時分別獨立地表示Rd’。Rd’係與Rd同義。
Rd中,透過Z4基直鏈狀連結的C最多為5個。亦即,上述Rd中,R81至少存在1個時,Rd中透過Z4基直鏈狀連結的C原子存在2個以上,但該 透過Z4基直鏈狀連結的C原子的數目最多為5個。又,「Rd中透過Z4基直鏈狀連結的C原子的數目」等於Rd中直鏈狀連結的-Z4-C-之重複數。
較佳態樣中,如下述所示,「Rd中透過Z4基直鏈狀連結的C原子的數目」在所有鏈中為1個(左式)或2個(右式)。
Figure 108104196-A0202-12-0053-26
一態樣中,Rd之透過Z4基直鏈狀連結的C原子的數目為1個或2個,較佳為1個。
式中,R82在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2
Y在每次出現時分別獨立地表示2價有機基。
較佳態樣中,Y為C1-6伸烷基、-(CH2)g’-O-(CH2)h’-(式中,g’為0至6之整數,例如1至6之整數,h’為0至6之整數,例如1至6之整數)、或-伸苯基-(CH2)i’-(式中,i’為0至6之整數)。該等基例如可經選自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基、及C2-6炔基中之1個以上取代基取代。
一態樣中,Y可為C1-6伸烷基或-伸苯基-(CH2)i’-。Y為上述基時,可提高光耐性,尤其是紫外線耐性。式中,i’為0至6之整數。
上述Y較佳為C1-6伸烷基,更佳為C2-3伸烷基。
一態樣中, 上述X5較佳為-X10-CON(R34)-X11-或C1-6伸烷基(較佳為伸丙基),更佳為-X10-CON(R34)-X11-;及上述Y較佳為C1-6伸烷基或-伸苯基-(CH2)i’-,更佳為C1-6伸烷基。
R34、X10、X11及i’係與上述同義。
一態樣中,上述X5較佳為-X10-CON(R34)-X11-或C1-6伸烷基(較佳為伸丙基),更佳為-X10-CON(R34)-X11-;及上述Y較佳為C1-6伸烷基或-伸苯基-(CH2)i’-,更佳為C1-6伸烷基,又更佳為C2-3伸烷基。
上述式中:R34為氫原子或C1-6烷基,較佳為氫原子或甲基,更佳為氫原子;X10為單鍵、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為單鍵或-R36-,更佳為單鍵;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基;X11為單鍵或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基;i’為0至6之整數。
上述態樣中,特佳係上述X10為單鍵且上述X11為C1-3伸烷基,又更佳係X11為不具有取代基之C1-3伸烷基。又更佳係上述X5為-X10-CON(R34)-X11-。
上述R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基。「可水解之基」係與上述同義。
較佳係R85為-OR(式中,R表示取代或未取代之C1-3烷基,更佳為乙基或甲基,又更佳為甲基)。
上述R86在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基。該低級烷基較佳為碳數1至20之烷基,更佳為碳數1至6之烷基,又更佳為甲基。
上述n2在每個(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)單元獨立地表示0至3之整數,較佳為1至3之整數,更佳為2或3,特佳為3。
上述R83在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基,較佳為表示氫原子或低級烷基。該低級烷基較佳為碳數1至20之烷基,更佳為碳數1至6之烷基,又更佳為甲基。
式中,p2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;q2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;r2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數。但在每個(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)中,p2、q2及r2的和為3。
上述式中,Re在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2。Y、R85、R86及n2係與上述R82中的記載同義。
上述式中,Rf在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基,較佳為表示氫原子或低級烷基。該低級烷基較佳為碳數1至20之烷基,更佳為碳數1至6之烷基,又更佳為甲基。
式中,k2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;l2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;m2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數。但k2、l2及m2的和為3。
上述式(C1)及(C2)中,存在2個以上-Y-SiR85所示之基。具體上為-Y-SiR85 n2R86 3-n2所示之基(n2為1至3之整數)存在2個以上。較佳為上述式(C1)及(C2)中,n2為2以上之-Y-SiR85 n2R86 3-n2所示之基至少存在2個。亦即,較佳為上述式(C1)及(C2)中,-Y-SiR85 2R86所示之基、或-Y-SiR85 3所示之基至少存在2個。
上述式(C1)及(C2)中,(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)之單元較佳為(-Y-SiR85 2R86)或(-Y-SiR85 3),更佳為(-Y-SiR85 3)。
較佳態樣中,Rd中末端之Rd’(Rd’不存在時為Rd)中,上述q2較佳為2以上,例如2或3,更佳為3。本態樣中,更佳係q2為2以上,例如2或3,且n2為2或3之整數,又更佳係q2為2以上,例如2或3,且n2為3,特佳為q2為3,且n2為3。
較佳態樣中,Rd之末端部之至少1個可為-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2(具體上為-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2R83)或-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3,較佳為-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3。式中,(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)之單元為(-Y-SiR85 2R86)或(-Y-SiR85 3),較佳為(-Y-SiR85 3)。又更佳態樣中,Rd之末端部皆為-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3,且n2為2或3之整數,較佳可為-C(-Y-SiR85 3)3
更佳態樣中,(CRd k2Re l2Rf m2)所示基之末端為C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2R83、C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2Rf或C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3,較佳為C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2Rf或C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3,更佳為C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3。在此,n2為1至3之整數。式中,(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)之單元較佳為(-Y-SiR85 3)。又更佳態樣中,上述基之末端部皆為-C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3,較佳可為-C(-Y-SiR85 3)3
一態樣中,Re存在1至3個(亦即l2為1至3之整數),較佳為Re存在2或3個(亦即l2為2或3),更佳為Re存在3個(亦即l2為3)。本態樣中, n2為2或3,較佳為3。更佳係l2為2或3且n2為2或3,又更佳係l2為3且n2為3。
一態樣中,Re存在1至3個(亦即l2為1至3之整數),較佳為Re存在2或3個(亦即l2為2或3),更佳為Re存在3個(亦即l2為3)。本態樣中,該Re為(-Y-SiR85 2R86)或(-Y-SiR85 3),較佳為(-Y-SiR85 3)。更佳係l2為2或3且Re為(-Y-SiR85 2R86)或(-Y-SiR85 3),又更佳係l2為3且Re為(-Y-SiR85 3)。
一態樣中,至少1個k2為2或3,較佳為3。本態樣中,Rd中末端之Rd’(Rd’不存在時為Rd)中,R82存在2個以上(亦即q2為2以上),例如R82存在2或3個(亦即q2為2或3)且該R82為(-Y-SiR85 2R86)或(-Y-SiR85 3),較佳為(-Y-SiR85 3)。更佳為R82存在3個(亦即q2為3)且該R82為(-Y-SiR85 2R86)或(-Y-SiR85 3),特佳為R82存在3個(亦即q2為3)且該R82為(-Y-SiR85 3)。
一態樣中,k2為2或3,較佳為3。本態樣中,Rd中末端之Rd’(Rd’不存在時為Rd)中,R82存在2或3個且該R82為(-Y-SiR85 2R86)或(-Y-SiR85 3)。更佳係R82存在2或3個且該R82為(-Y-SiR85 3),特佳為R82存在3個且該R82為(-Y-SiR85 3)。
較佳之式(C1)所示含有PFPE之矽烷化合物可舉例如以下化合物。下述內容中Rf係與上述同義(例如CF3CF2CF2),d為5至40。Rf-(OCF(CF3)CF2)dOCF(CF3)CONHCH2C(CH3)(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)2;Rf-(OCF(CF3)CF2)dOCF(CF3)CONHCH2C(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)dOCF(CF3)CH2OCH2C(CH3)(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)2;Rf-(OCF(CF3)CF2)dOCF(CF3)CH2OCH2C(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)dOCF(CF3)CH2OCH2C(CH3)(CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3)2; Rf-(OCF(CF3)CF2)dOCF(CF3)CH2OCH2C(CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3)3;Rf-(OCF(CF3)CF2)dOCF(CF3)-CH2CH2CH2-C(CH3)(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)2;Rf-(OCF(CF3)CF2)dOCF(CF3)-CH2CH2CH2-C(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3
上述式(C1)及(C2)所示化合物之數目平均分子量並無特別限定,例如可具有5×102至1×105之數目平均分子量。在該範圍內較佳為具有1,000至30,000,更佳為1,000至12,000,又更佳為1,000至6,000之數目平均分子量。又,本發明中,數目平均分子量為以19F-NMR測定的值。
一態樣中,上述式(C1)及(C2)所示化合物之數目平均分子量為1,000至8,000,較佳為1,000至4,000。藉由具有如此數目平均分子量,使用上述化合物(或含有上述化合物之表面處理劑)所形成之層(例如表面處理層)可得更良好止滑效果、耐磨耗性等。
一態樣中,PFPE分別獨立地為式:-(OCF(CF3)CF2)d-所示之基。
(式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數。)
X5為單鍵、-Xf-X10-CON(R34)-X11-、-Xf-X10-(OR35)n4-X11-、或-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基);Xf在每次出現時分別獨立地為單鍵或碳數1至6之伸烷基,較佳為單鍵或碳數1至4之伸烷基,更佳為單鍵或碳數1至2之伸烷基(例如亞甲基),Xf中之氫原子可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代,較佳為經取代者; X10在每次出現時分別獨立地為單鍵、-O-R36-O-、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為單鍵、-O-R36-O-、或-R36-,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,又更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基,R36中的上述伸烷基可為直鏈狀也可具有分支構造;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子、或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基,較佳為C1-3伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1;Y在每次出現時分別獨立地為-(CH2)g’-O-(CH2)h’-(式中,g’為0至6之整數,h’為0至6之整數,例如1至6之整數)、或C1-6伸烷基(較佳為C2-3伸烷基);l2為3;n2為3。
上述態樣中,g’亦可為0。
一態樣中,PFPE分別獨立地為式:-(OCF(CF3)CF2)d-所示之基。
(式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數。)
X5為單鍵;Y在每次出現時分別獨立地為-(CH2)g’-O-(CH2)h’-(式中,g’為0至6之整數,例如g’為0,h’為0至6之整數,例如1至6之整數)、或C1-6伸烷基(較佳為C2-3伸烷基);l2為3;n2為3。
較佳態樣中,式(C1)及(C2)中,PFPE分別獨立地為式:-(OCF(CF3)CF2)d-所示基。
(式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數。)
X5在每次出現時分別獨立地為-Xf-X10-CON(R34)-X11-、-Xf-X10-(OR35)n4-X11-、或-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基),較佳為-Xf-X10-CON(R34)-X11-;Xf在每次出現時分別獨立地為單鍵或碳數1至6之伸烷基,較佳為單鍵或碳數1至4之伸烷基,更佳為單鍵或碳數1至2之伸烷基(例如亞甲基),Xf中之氫原子可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代,較佳為經取代者;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵、-O-R36-O-、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為單鍵、-O-R36-O-、或-R36-,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基,R36中的上述伸烷基可為直鏈狀也可具有分支構造; X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子、或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基,較佳為C1-3伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1;Y為C1-6伸烷基,較佳為C2-3伸烷基。
較佳態樣中,式(C1)及(C2)所示化合物為式(C1)所示化合物。
一態樣中,式(C1)或式(C2)所示含有PFPE之矽烷化合物可藉由組合公知方法而製造。
一態樣中,本發明之含有PFPE之矽烷化合物為式(B1)、式(B2)、式(C1)或式(C2)所示之化合物。
上述態樣中,式(B1)較佳為下述式(B1”)所示。
Rf-PFPE-X3-SiRa k1Rb l1Rc m1…(B1")
式(B1”)中:Rf在每次出現時獨立地為CF2H-C1-15氟伸烷基或C1-16全氟烷基,較佳為C1-16全氟烷基;PFPE為-(OC3F6)d-且PFPE中至少具有1個分支構造,較佳為-(OCF2CF(CF3))d; d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數;X3為-Xf-X10-CON(R34)-X11-、-Xf-X10-(OR35)n4-X11-、或-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基),較佳為-Xf-X10-CON(R34)-X11-;Xf在每次出現時分別獨立地為單鍵或碳數1至6之伸烷基,較佳為單鍵或碳數1至4之伸烷基,更佳為單鍵或碳數1至2之伸烷基(例如亞甲基),Xf中之氫原子可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代,較佳為經取代者;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵、-O-R36-O-、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為單鍵、-O-R36-O-、或-R36-,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,又更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基,R36中的上述伸烷基可為直鏈狀也可具有分支構造;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子、或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基,較佳為C1-3伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1;Ra在每次出現時分別獨立地為-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1; Z3較佳為C1-6伸烷基或-伸苯基-(CH2)i-,更佳為C1-6伸烷基,又更佳為C1-3伸烷基;R72為可水解之基,更佳為-OR(式中,R表示取代或未取代之C1-3烷基,更佳為甲基);p1為0,q1為3,r1為0;k1為3,l1及m1為0。
上述態樣中,X3可為-Xf-X10-(OR35)n4-X11-所示之基。式中,Xf、X10、X11、R35、及n4係與上述同義。
上述態樣中,式(B2)較佳為下述式(B2”)所示。
Rc m1Rb l1Ra k1Si-X3-PFPE-X3-SiRa k1Rb l1Rc m1…(B2")
式(B2”)中,各記號係與式(B1”)之記載同義。
上述態樣中,式(C1)較佳為下述式(C1”)所示。
Rf-PFPE-X5-CRd k2Re l2Rf m2…(C1")
式(C1”)中;Rf在每次出現時獨立地為CF2H-C1-15氟伸烷基或C1-16全氟烷基,較佳為C1-16全氟烷基;PFPE為-(OC3F6)d-且PFPE中至少具有1個分支構造,較佳為-(OCF2CF(CF3))d;d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數;X5為-Xf-X10-CON(R34)-X11-、-Xf-X10-(OR35)n4-X11-、或-Xf-C1-6伸烷基(較佳為伸丙基),較佳為-Xf-X10-CON(R34)-X11-; Xf在每次出現時分別獨立地為單鍵或碳數1至6之伸烷基,較佳為單鍵或碳數1至4之伸烷基,更佳為單鍵或碳數1至2之伸烷基(例如亞甲基),Xf中之氫原子可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代,較佳為經取代者;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵、-O-R36-O-、-R36-、或鄰-、間-或對-伸苯基,較佳為單鍵、-O-R36-O-、或-R36-,更佳為單鍵或-R36-,又更佳為單鍵;R36為可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基,又更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-2伸烷基,R36中的上述伸烷基可為直鏈狀也可具有分支構造;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子、或可經1個以上氟原子取代之C1-20伸烷基,較佳為單鍵或不具有取代基之C1-6伸烷基,更佳為單鍵或不具有取代基之C1-3伸烷基,特佳為不具有取代基之C1-3伸烷基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6伸烷基,較佳為C1-3伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數,較佳為1至3之整數,更佳為1;k2為0,l2為3,m2為0;Re為-Y-SiR85 n2R86 3-n2所示;Y為C1-6伸烷基,較佳為C2-3伸烷基;R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基,較佳為-OR(式中,R表示取代或未取代之C1-3烷基,更佳為乙基或甲基,又更佳為甲基); n2為3。
上述態樣中,式(C2)較佳為下述式(C2”)所示。
Rf m2Re l2Rd k2C-X5-PFPE-X5-CRd k2Re l2Rf m2…(C2")
式(C2”)中,各記號係與式(C1”)之記載同義。
一態樣中,本發明之含有PFPE之矽烷化合物為式(C1)或式(C2)所示化合物。
上述態樣中,較佳為式(C1)所示化合物為上述式(C1”)所示化合物,式(C2)所示化合物為上述式(C2”)所示化合物。
較佳態樣中,本發明之含有PFPE之矽烷化合物為式(B1)或(C1)所示化合物。
更佳係本發明之含有PFPE之矽烷化合物為式(C1)所示化合物。
上述態樣中,較佳係式(C1)所示化合物為上述式(C1”)所示化合物。
以下以一例說明適合製造本發明之含有PFPE之矽烷化合物之方法,但本發明之方法並不限定於下述者。
作為一態樣,以下說明包含下述步驟之方法,係適合製造式(C1)或(C2)所示含有PFPE之矽烷化合物。
步驟(3):使式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物、HSiM’3、及視需要之式:R85 iL’所示化合物及/或式:R86’ jL”所示化合物反應的步驟。
Figure 108104196-A0202-12-0066-27
Figure 108104196-A0202-12-0066-28
[式中:Rf在每次出現時分別獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基;PFPE為(-OCF(CF3)CF2-)d所示;d為2以上200以下之整數;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子或C1-6烷基;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;Y11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基。]HSiM’3[式中:M’分別獨立地為鹵原子或C1-6烷氧基。]R85 iL’[式中:R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;L’表示可與R85鍵結之基;i為1至3之整數。]R86’ jL” [式中:R86’表示C1-22烷基;L”表示可與R86’鍵結之基;j為1至3之整數。]
又,-X10-C(O)N(R34)-X11-對應式(C1)及(C2)之X5,-Y11-CH2CH2-對應式(C1)及(C2)之Y。
上述態樣中,較佳係上述式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物為藉由包含下述步驟(1)及(2)之方法而製造。
步驟(1):使式(c1-1)或式(c2-1)所示化合物與SOM2反應,而得式(c1-2)或式(c2-2)所示化合物之步驟。
Rf-PFPE-X10-C(O)OH...(c1-1)
HOC(O)-X10-PFPE-X10-C(O)OH...(c2-1)[式中:Rf、PFPE及X10係與上述同義。]SOM2[式中:M在每次出現時分別獨立地為氯原子或氟原子]
Figure 108104196-A0202-12-0067-29
Figure 108104196-A0202-12-0067-30
[式中:Rf、PFPE、X10、及M係與上述同義。]
步驟(2):使上述式(c1-2)或式(c2-2)所示化合物與式:HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3反應,而得式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物之步驟。
HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3[式中,R34、X11及Y11係與上述同義。]
Figure 108104196-A0202-12-0068-31
Figure 108104196-A0202-12-0068-32
[式中,Rf、PFPE、X10、R34、及X11係與上述同義。]
以下詳細說明上述製造方法。
步驟(1):
式(c1-1)或式(c2-1)中,Rf係與上述同義。
式(c1-1)或式(c2-1)中,PFPE係與上述同義,較佳為式:-(OC3F6)d-所示之基,更佳為式:-(OCF(CF3)CF2)d-所示之基。上述式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數。
式(c1-1)或式(c2-1)中,X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基,較佳為單鍵或可經1個以上氟原子取代之C1-6伸烷基,更佳為可經1個以上氟原子取代之C1-3伸烷基。
式(c1-1)或式(c2-1)所示化合物可為市售品、或由市售化合物以該技術領域中的一般技術製造。
步驟(1)中所使用之SOM2中,M在每次出現時分別獨立地為氯原子或氟原子,較佳為氯原子。該化合物可為市售品、或由市售化合物以該技術領域中的一般技術製造。
相對於上述式(c1-1)及/或式(c2-1)所示化合物之末端COOH基(使用2種以上化合物時為其合計,以下亦同)1莫耳,步驟(1)中所使用SOM2之量較佳為1莫耳以上。
步驟(1)之反應較佳為在適當觸媒的存在下在適當溶劑中進行。
適當觸媒可舉出N,N-二甲基甲醯胺(DMF)等。
適當溶劑只要為不對反應造成不好影響之溶劑,則無特別限定,可舉例如1,3-雙(三氟甲基)苯、全氟丁基乙基醚、全氟己基甲基醚等。
該反應中的反應溫度並無特別限定,通常為0至150℃,較佳為80至100℃,反應時間並無特別限定,通常為30至600分鐘,較佳為60至120分鐘,反應壓力並無特別限定,可為-0.2至1MPa(表壓),簡易時可為常壓。
步驟(2):
步驟(2)中使用之化合物:HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3中,X11為單鍵或2價有機基,較佳為單鍵或可經1個以上氟原子取代之C1-6伸烷基,更佳為C1-3伸烷基。
上述式中,R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基,較佳為氫原子或C1-6烷基,更佳為氫原子或甲基,又更佳為氫原子。
上述式中,Y11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基。Y11較佳為碳數1至6之伸烷基,更佳為碳數1至3之伸烷基。
步驟(2)所使用之化合物:HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3具體而言可舉出H2NCH2C(CH2-CH=CH2)3、H2NCH2CH2C(CH2-CH=CH2)3、H2NCH2CH2CH2C(CH2-CH=CH2)3等。
相對於上述式(c1-2)及/或式(c2-2)所示化合物之末端-C(O)M基1莫耳,式:HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3所示化合物之量較佳為1莫耳以上。
步驟(2)之反應較佳為在適當觸媒的存在下在適當溶劑中進行。
適當觸媒可舉出三乙胺、二異丙基乙胺等。
適當溶劑只要為不對反應造成不好影響之溶劑,則無特別限定,可舉例如1,3-雙(三氟甲基)苯、全氟丁基乙基醚、全氟己基甲基醚等。
該反應中的反應溫度並無特別限定,通常為0至100℃,較佳為0至40℃,反應時間並無特別限定,通常為30至600分鐘,較佳為60至120分鐘,反應壓力並無特別限定,為-0.2至1MPa(表壓),簡易時可為常壓。
步驟(3):
步驟(3)中,使式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物、HSiM’3、及視需要之式:R85 iL’所示化合物及/或式:R86’ jL”所示化合物反應。
上述式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物較佳為步驟(2)中所得者。
步驟(3)所使用之化合物:HSiM’3中,M’分別獨立地為鹵原子或C1-6烷氧基,較佳為鹵原子,更佳為氯原子。
步驟(3)所使用之式:R85 iL’所示化合物中,R85係與式(C1)及(C2)之記載同義;L’表示可與R85鍵結之基;i為1至3之整數。
步驟(3)所使用之式:R86’ jL”所示化合物中,R86’為C1-22烷基;L”表示可與R86’鍵結之基;j為1至3之整數。
上述L’及L”所示之「可與R85鍵結之基」及「可與R86’鍵結之基」分別可鍵結於R85及R86’,上述反應中,只要R85及R86’可脫去則無特別限定,可舉出例如氫原子、鋰、鈉等。該「可與R85鍵結之基」及「可與R86’鍵結之基」為可具有複數個R85或R86’基之基,例如可為=CH2、≡CH。所屬技術領域中具有通常知識者可因應反應化合物之種類、溶劑、溫度等條件選擇適當的可與R85鍵結之基及可與R86’鍵結之基。
步驟(3)中,相對於上述式(c1-3)及/或式(c2-3)所示化合物之末端-CH=CH2基1莫耳,所使用HSiM’3的量為1莫耳以上即可,較佳為2莫耳。
步驟(3)中,使用R85 iL’所示化合物時,其使用量可因應欲導入之R85基量而變化,所屬技術領域中具有通常知識者可適宜決定該量。
步驟(3)中,使用R86’ jL”所示化合物時,其使用量可因應欲導入R86’基量而變化,所屬技術領域中具有通常知識者可適宜決定該量。
步驟(3)之反應中,首先,使上述式(c1-3)及/或式(c2-3)所示化合物之末端-CH=CH2基與HSiM’3反應,使末端轉換為-CH2CH2SiM’3基。接著使該末端-CH2CH2SiM’3基與R85 iL’所示化合物及/或R86’ jL”所示化合物反應,以R85或R86’取代M’。又,R85 iL’所示化合物及R86’ jL”所示化合物可同時或個別反應。
但本發明之一態樣中,HSiM’3、R85 iL’所示化合物、及R86’ jL”所示化合物可使用作為HSi(R85 i)(R86’ j)(此時,i+j為3)所示化合物。所屬技術領域中具有通常知識者可使用該技術領域中的一般技術而製造HSi(R85 i)(R86’ j)所示化合物。
其它態樣中,相對於上述式(c1-3)及/或式(c2-3)所示化合物之末端-CH=CH2基1莫耳,步驟(3)中的R85 iL’所示化合物及/或R86’ jL”所示化合物之使 用量合計為3莫耳以上。根據該態樣,可將步驟(3)之反應中產生之末端-CH2CH2SiM’3之M’實質上皆以R85或R86’取代。
步驟(3)中的反應較佳為在適當觸媒的存在下在適當溶劑中進行。
適當觸媒可舉出Pt、Pd、Rh等。上述觸媒較佳為Pt。該觸媒可為任意形態,例如錯合物形態。
適當溶劑只要為不對反應造成不好影響之溶劑,,則無特別限定,可舉例如1,3-雙(三氟甲基)苯、全氟丁基乙基醚、全氟己基甲基醚等。
該反應中的反應溫度並無特別限定,通常為0至100℃,較佳為50至80℃,反應時間並無特別限定,通常為30至600分鐘,較佳為60至240分鐘,反應壓力並無特別限定,可為-0.2至1MPa(表壓),簡易時可為常壓。
步驟(3)之反應較佳為在適當的差排抑制劑存在下進行。
適當的差排抑制劑並無特別限定,可舉出碳酸化合物。該碳酸化合物包含(a)羧酸、(b)羧酸酐、(c)矽基化羧酸、及/或(d)步驟(3)之反應中生成上述碳酸化合物(亦即(a)、(b)或(c))之物質。該等碳酸化合物可僅使用1種或組合2種以上使用。
差排抑制劑含有(a)羧酸時,可使用具有羧基之任一羧酸。適當羧酸之例並無特別限定,可舉出飽和羧酸、不飽和羧酸、單羧酸、及二羧酸。適當羧酸之具體例並無特別限定,包含甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸、己酸、環己酸、月桂酸、及硬脂酸等飽和單羧酸;草酸及己二酸等飽和二羧酸;安息香酸及對苯二甲酸等芳香族羧酸;氯乙酸、二氯乙酸、三氟乙酸、對氯安息香酸、及三甲基矽基乙酸等、該等羧酸之烴基之碳上的氫原子被鹵原子或有機矽基取代之羧酸;丙烯酸、甲基丙烯酸、及油酸等不飽和脂肪酸;羧基以外亦具有羥基、 羰基、或胺基之化合物,亦即乳酸等羥基酸、乙醯乙酸等酮酸、乙醛酸等醛酸、及麩胺酸等胺基酸。
(b)羧酸酐之例並無特別限定,可舉出乙酸酐、丙酸酐及安息香酸酐。該等羧酸酐可為在步驟(3)之反應系統中產生者,包含乙醯氯、丁醯氯、苯甲醯氯、及其它醯鹵化物;乙酸鋅、乙酸鉈等羧酸金屬鹽;及(2-硝基苄基)丙酸酯之類之藉由光或熱而分解之羧酸酯。
(c)矽基化羧酸之例並無特別限定,可舉出三甲基矽基甲酸酯、三甲基矽基乙酸酯、三乙基矽基丙酸酯、三甲基矽基安息香酸酯、、及三甲基矽基三氟乙酸酯之類之三烷基矽基羧酸酯;及二甲基二乙醯氧基矽烷、二苯基二乙醯氧基矽烷、甲基三乙醯氧基矽烷、乙基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、二第三丁氧基二乙醯氧基矽烷、及四安息香酸矽鹽等二、三或四羧基矽化物。
差排抑制劑並無特別限定,可使用0.001至20重量%,例如0.01至5重量%、或0.01至1重量%的量。所屬技術領域中具有通常知識者可因應反應化合物、試藥、溶劑、其它條件而可適當地選擇所使用之差排抑制劑的量。差排抑制劑例如有Dow Coming Corporation(Midland、MI)所販售的DOW CORNING(註冊商標)ETS900、或市售有XIAMETER(註冊商標)OFS-1579 Silane。
較佳態樣中,上述PFPE為-(OCF(CF3)CF2)d-(式中,d為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數),上述製造方法係在步驟(3)中使式(c1-3)所示化合物反應。又更佳為,上述製造方法係:在步驟(1)中,由式(c1-1)所示化合物製造式(c1-2)所示化合物;在步驟(2)中,由上述式(c1-2)所示化合物製造步驟(c1-3)所示化合物;及在步驟(3)中,使式(c1-3)所示化合物反應。各步驟中的操作係如上述。
一態樣中,本發明提供包含以下步驟(1)至(3)之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物之製造方法。
步驟(1):使式(c1-1)或式(c2-1)所示化合物與SOM2[式中,M係與上述同義]反應,而得式(c1-2)或式(c2-2)所示化合物之步驟。
Rf-PFPE-X10-C(O)OH...(c1-1)
HOC(O)-X10-PFPE-X10-C(O)OH...(c2-1)[式中,Rf、PFPE及X10係與上述同義。]
Figure 108104196-A0202-12-0074-33
Figure 108104196-A0202-12-0074-34
[式中:Rf、PFPE、X10、及M係與上述同義。]
步驟(2):使上述式(c1-2)或式(c2-2)所示化合物與式:HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3反應,而得式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物。
HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3[式中,R34、X11及Y11係與上述同義。]
Figure 108104196-A0202-12-0074-35
Figure 108104196-A0202-12-0074-36
[式中,Rf、PFPE、X10、R34、及X11係與上述同義。];
步驟(3):使式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物、HSiM’3、及視需要之式:R85 iL’及/或式:R86’ jL”所示化合物反應之步驟。
Figure 108104196-A0202-12-0075-37
Figure 108104196-A0202-12-0075-38
[式中:M’、R85、L’、i、R86’、L”、及j係與上述同義。]。
又,本發明提供式(c1-2)或(c2-2)所示化合物,亦即上述製造方法中的中間物。
Figure 108104196-A0202-12-0075-39
Figure 108104196-A0202-12-0075-40
上述式中,Rf、PFPE、X10、及M係與上述同義。
較佳係上述中間物為式(c1-2)所示化合物。
又,本發明提供式(c1-3)或(c2-3)所示化合物,亦即上述製造方法中的中間物。
Figure 108104196-A0202-12-0075-41
Figure 108104196-A0202-12-0075-42
上述式中,Rf、PFPE、X10、R34、X11、及Y11係與上述同義。
較佳係上述中間物為式(c1-3)所示化合物。
(表面處理劑)
本發明之表面處理劑包含式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)或(C2)所示含有PFPE之矽烷化合物。
上述表面處理劑有助於具有良好紫外線耐久性、撥水性、撥油性、防污性(例如防止指紋等髒污附著)、耐化學性、耐水解性、止滑效果、高摩擦耐久性、耐熱性、防濕性等之表面處理層的形成。
上述表面處理劑可用溶劑稀釋。如此溶劑並無特別限定,可舉例如選自全氟己烷、CF3CF2CHCl2、CF3CH2CF2CH3、CF3CHFCHFC2F5、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-十三氟辛烷、1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷((ZEORORA H(商品名)等)、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、CF3CH2OCF2CHF2、C6F13CH=CH2、C6F13OCH3、二甲苯六氟化物、全氟苯、甲基十五氟庚基酮、三氟乙醇、五氟丙醇、六氟異丙醇、HCF2CF2CH2OH、甲基三氟甲烷磺酸鹽、三氟乙酸及CF3O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CF3[式中,m1及n1分別獨立地為0以上1000以下之整數標註m1或n1並以括弧括起的各重複單元在式中的存在順序為任意,但m1及n1的和為1以上]、1,1-二氯-2,3,3,3-四氟-1-丙烯、1,2-二氯-1,3,3,3-四氟-1-丙烯、1,2-二氯-3,3,3-三氟-1-丙烯、1,1-二氯-3,3,3-三氟-1-丙烯、1,1,2-三氯-3,3,3-三氟-1-丙烯、1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯所成群組中之含有氟原子之溶劑等。該等溶劑可單獨使用或使用2種以上之混合物。
上述溶劑中所含水分含有量較佳為20質量ppm以下。上述水分含有量可使用卡耳費雪法測定。藉由如此水分含有量可提高表面處理劑之保存穩定性。
上述表面處理劑除了式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)或(C2)所示含有PFPE之矽烷化合物以外可含有其它成分。該其它成分並無特別限定,可舉例如可理解作為含氟油之(非反應性)氟聚醚化合物,較佳為全氟(聚)醚化合物(以下稱為「含氟油」)、可理解作為聚矽氧油之(非反應性)聚矽氧化合物(以下稱為「聚矽氧油」)、觸媒、低級醇、過渡金屬、鹵化物離子、在分子構造內包含具有未共價電子對之原子之化合物等。
上述含氟油並無特別限定,可舉例如以下通式(1)所示化合物(全氟(聚)醚化合物)。
Rf5-(OC4F8)a’-(OC3F6)b’-(OC2F4)c’-(OCF2)d’-Rf6...(1)
式中,Rf5表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16烷基(較佳為C1-16之全氟烷基),Rf6表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16烷基(較佳為C1-16全氟烷基)、氟原子或氫原子,Rf5及Rf6更佳為分別獨立地為C1-3全氟烷基。
a’、b’、c’及d’分別表示構成聚合物主骨架之全氟(聚)醚之4種重複單元的數目,係互相獨立地為0以上300以下之整數,a’、b’、c’及d’的和至少為1,較佳為1至300,更佳為20至300。標註下標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。上述重複單元中至少具有1個分支構造。亦即,上述重複單元具有至少1個CF3末端(具體而言為-CF3、-C2F5等,更具體而言為-CF3)。具有分支構造之重複單元,-(OC4F8)-可舉出-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-及-(OCF2CF(C2F5))-;-(OC3F6)-可舉出-(OCF(CF3)CF2)-及-(OCF2CF(CF3))-;-(OC2F4)-可舉出-(OCF(CF3))-。
上述通式(1)所示全氟(聚)醚化合物之例可舉出以下通式(1a)及(1b)之任一者所示化合物(可為1種或2種以上之混合物)。
Rf5-(OCF(CF3)CF2)b”-Rf6...(1a)
Rf5-(OC4F8)a”-(OC3F6)b”-(OCF(CF3))c”-(OCF2)d”-Rf6...(1b)
該等式中,Rf5及Rf6係如上述;式(1a)中,b”為1以上100以下之整數;式(1b)中,a”及b”分別獨立地為1以上30以下之整數,c”及d”分別獨立地為1以上300以下之整數。標註下標a”、b”、c”、d”並以括弧括起的各重複單元在式中的存在順序為任意。-(OC4F8)-、-(OC3F6)-具有分支構造。
上述含氟油可具有1,000至30,000之數目平均分子量。尤其,式(1a)所示化合物之數目平均分子量較佳為2,000至8,000。藉由具有該數目平均分子量而可得到良好摩擦耐久性。一態樣中,式(1b)所示化合物之數目平均分子量為3,000至8,000。其它態樣中,式(1b)所示化合物之數目平均分子量為8,000至30,000。
上述表面處理劑中,相對於上述含有PFPE之矽烷化合物100質量份,含氟油例如可含有0至500質量份,較佳為0至100質量份,更佳為1至50質量份,又更佳為1至5質量份。
又,以其它觀點來看,含氟油可為通式Rf’-F(式中,Rf’為C5-16全氟烷基)所示化合物。又,亦可為氯三氟乙烯寡聚物。以可獲得與Rf為C1-16全氟烷基之上述含有氟(聚)醚基之矽烷化合物的高親和性此點來看,較佳為Rf’-F所示化合物及氯三氟乙烯寡聚物。
含氟油有助於提高表面處理層的表面平滑性。
上述聚矽氧油例如可使用矽氧烷鍵為2,000以下之直鏈狀或環狀之聚矽氧油。直鏈狀聚矽氧油可為所謂直線聚矽氧油及改質聚矽氧油。直線聚矽氧油可舉出二甲基聚矽氧油、甲基苯基聚矽氧油、甲基氫聚矽氧油。改質聚矽氧油可舉出直線聚矽氧油經烷基、芳烷基、聚醚、高級脂肪酸酯、氟烷基、胺基、環氧基、羧基、醇等改質者。環狀聚矽氧油可舉例如環狀二甲基矽氧烷油等。
上述表面處理劑中,相對於上述含有PFPE之矽烷化合物100質量份(2種以上時為該等合計,以下亦同),該聚矽氧油例如含有0至50質量份,較佳為0至5質量份。
聚矽氧油有助於提高表面處理層之表面平滑性。
上述觸媒可舉出酸(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。
觸媒會促進上述含氟矽烷化合物之水解及脫水縮合,並促進表面處理層的形成。
上述其它成分之低級醇可舉出碳數1至6之醇化合物。
上述過渡金屬可舉出鉑、釕、銠等。
上述鹵化物離子可舉出氯化物離子等。
上述在分子構造內包含具有未共價電子對之原子之化合物可舉出二乙胺、三乙胺、苯胺、吡啶、六甲基磷醯胺、N,N-二乙基乙醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯啶酮、四甲基脲、二甲基亞碸(DMSO)、四亞甲基亞碸、甲基苯基亞碸、二苯基亞碸等。該等化合物中較佳為使用二甲基亞碸、或四亞甲基亞碸。
其它成分除了上述以外可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。
其它成分除了上述以外可舉例如在分子構造內具有氟(聚)醚基及羧酸基之化合物(E)。上述化合物(E)中,氟(聚)醚基含有至少1個氟原子。藉由含有如此化合物(E)而可促進與玻璃的反應,故可在更短時間形成表面處理層。
上述化合物(E)可舉出以下之式(E1)或(E2)所示化合物,具體而言為式(E1)所示化合物。
Rf1-PFPE1-Xf1-COOH...(E1)
HOOC-Xf1-PFPE1-Xf1-COOH...(E2)
式(E1)及(E2)中,Rf1在每次出現時獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基。
上述可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基中的「碳數1至16之烷基」可為直鏈或分支鏈,較佳為直鏈或分支鏈之碳數1至6,尤其是碳數1至3之烷基,更佳為直鏈之碳數1至3之烷基。
上述Rf1較佳為經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基,更佳為CF2H-C1-15氟伸烷基或C1-16全氟烷基,又更佳為C1-16全氟烷基。
該碳數1至16之全氟烷基可為直鏈或分支鏈,較佳為直鏈或分支鏈之碳數1至6,尤其是碳數1至3之全氟烷基,更佳為直鏈之碳數1至3之全氟烷基,具體而言為-CF3、-CF2CF3、或-CF2CF2CF3
式(E1)及(E2)中, PFPE1在每次出現時獨立地為-(OC6F12)a1-(OC5F10)b1-(OC4F8)c1-(OC3XF 6)d1-(OC2F4)e1-(OCF2)f1-所示之基,且PFPE1中至少具有1個分支構造。亦即,上述PFPE1具有至少1個CF3末端(具體而言為-CF3、-C2F5等,更具體而言為-CF3)。 又,式(E1)中,上述PFPE1係上述式左末端之氧原子鍵結於Rf1基,右末端之碳原子鍵結於Xf1基。
XF在每次出現時分別獨立地為氫原子、氟原子或氯原子,較佳為氫原子或氟原子,更佳為氟原子。
上述式中,a1、b1、c1、d1、e1及f1分別獨立地為0以上200以下之整數,a1、b1、c1、d1、e1及f1的和至少為1。較佳為a1、b1、c1、d1、e1及f1分別獨立地為0以上100以下之整數。較佳為a1、b1、c1、d1、e1及f1的和為5以上,更佳為10以上。較佳為a1、b1、c1、d1、e1及f1的和為200以下,更佳為100以下,例如10以上200以下,更具體而言為10以上100以下。 又,標註a1、b1、c1、d1、e1或f1並以括弧括起之各重複單元在式中的存在順序為任意。
PFPE1較佳為至少具有5個分支構造,更佳為具有10個,特佳為具有20個。
PFPE1構造中,相對於重複單元數之合計數(例如上述a1、b1、c1、d1、e1及f1的和)100,具有分支構造之重複單元的數目較佳為40以上,更佳為60以上,特佳為80以上。PFPE1構造中,相對於重複單元數之合計數100,具有分支構造之重複單元的數目可為100以下,例如90以下。
PFPE1構造中,相對於重複單元數之合計數100,具有分支構造之重複單元的數目較佳為在40至100之範圍,更佳為60至100之範圍,特佳為80至100之範圍。
上述分支構造中的分支鏈可舉例如CF3
具有分支構造之重複單元可舉例如:-(OC6F12)-可舉出-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等。-(OC5F10)-可舉出-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等。-(OC4F8)-可舉出-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-、及-(OCF2CF(C2F5))-。-(OC3F6)-(亦即上述式中,XF為氟原子)可舉出-(OCF(CF3)CF2)-及-(OCF2CF(CF3))-。-(OC2F4)-可舉出-(OCF(CF3))-。
上述PFPE1除了具有分支構造之重複單元亦可含有直鏈狀重複單元。直鏈狀重複單元可舉出-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2)-。
較佳係上述PFPE1中,重複單元-(OC6F12)-、-(OC5F10)-、-(OC4F8)-、及-(OC3F6)-具有分支構造。
更佳係上述PFPE1包含分支構造之重複單元OC6F12、OC5F10、OC4F8、及OC3F6
一態樣中,上述PFPE1為-(OC3F6)d1-(式中,d1為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數),且PFPE1中至少具有1個分支構造。
本態樣中,PFPE1可進一步含有直鏈狀重複單元-(OCF2CF2CF2)-。
上述態樣中,上述PFPE1較佳為包含分支構造之重複單元OC3F6。上述PFPE1更佳為式:-(OCF2CF(CF3))d1所示。上述式中,d1為1以上200以下,較佳為5以上200以下,更佳為10以上200以下之整數。
其它態樣中,PFPE1為-(OC4F8)c1-(OC3F6)d1-(OC2F4)e1-(OCF2)f1-(式中,c1及d1分別獨立地為0以上30以下之整數,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以下之整數,c1、d1、e1及f1的和為至少5以上,較佳為10以上,標註下標c1、d1、e1或f1並以括弧括起的各重複單元在式中的存在順序為任意),且PFPE1中至少具有1個分支構造。
又一其它態樣中,PFPE1為-(R61-R62)j1-所示之基且PFPE中至少具有1個分支構造。式中,R61為OCF2或OC2F4,較佳為OC2F4。式中,R62為選自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12之基、或獨立地選自該等基之2或3個基之組合。較佳係R62為選自OC2F4、OC3F6及OC4F8之基、或選自OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12之基、或獨立地選自該等基之2或3個基之組合,更佳為選自OC3F6、及OC4F8之基。獨立地選自OC2F4、OC3F6及OC4F8之2或3個基之組合並無特別限定,可舉例如-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-、及-OC4F8OC2F4OC2F4-等。上述j1為2以上,較佳為3以上,更佳為5以上,且為100以下,較佳為50以下之整數。上述式中,OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10及OC6F12較佳為具有分支構造。
更佳係上述態樣中,PFPE1包含分支構造之重複單元OC6F12、OC5F10,OC4F8、及OC3F6
式(E1)及(E2)中,Xf1在每次出現時分別獨立地為單鍵或碳數1至6之伸烷基,較佳為單鍵或碳數1至4之伸烷基,更佳為單鍵或碳數1至2之伸烷基(例如亞甲基)。Xf1中之氫原子可經選自氟原子、C1-3烷基及C1-3氟烷基中之1個以上取代基取代,較佳為經取代者。Xf1可為直鏈狀或支鏈狀,較佳為直鏈狀。
Rf1及PFPE1較佳係分別與表面處理劑中所含的含有PFPE之矽烷化合物中的Rf或PFPE為相同構造者。
上述化合物(E)較佳為式(E1)所示之化合物。
上述表面處理劑中,本發明之含有PFPE之矽烷化合物與上述式(E)所示化合物的比率例如以莫耳比可為含有PFPE之矽烷化合物:上述式(E)所示化合物=99.9:0.1至85.0:15.0、99.9:0.1至90.0:10.0、或99.9:0.1至95.0:5.0。
一態樣中,上述表面處理劑不含屬於上述其它成分之含氟油、聚矽氧油、觸媒、低級醇、過渡金屬、鹵化物離子、分子構造內包含具有未共價電子對之原子之化合物。
一態樣中,上述表面處理劑包含式(B1)、式(B2)、式(C1)或式(C2)所示之含有PFPE之矽烷化合物。
一態樣中,上述表面處理劑包含式(C1)或式(C2)所示之含有PFPE之矽烷化合物。
一態樣中,上述表面處理劑包含式(C1)所示之含有PFPE之矽烷化合物。
一態樣中,上述表面處理劑包含式(B1)或(C1)所示之含有PFPE之矽烷化合物,較佳為包含(C1)所示之含有PFPE之矽烷化合物。
一態樣中,上述表面處理劑包含式(C1)所示之含有PFPE之矽烷化合物,且不含有上述屬於其它成分之含氟油(例如相對於表面處理劑100質量份,含氟油含有量為1質量份以下,更具體而言為0質量份)。
上述表面處理劑可含浸於將多孔物質(例如多孔陶瓷材料)、金屬纖維(例如將鋼絲絨壓固為綿狀者)而形成粒狀物。該粒狀物例如可用於真空蒸鍍。
(物品)
本發明之物品包含基材、及在該基材表面以上述本發明之含有PFPE之矽烷化合物(或包含含有該PFPE之矽烷化合物之表面處理劑)所形成之層(表面處理層)。
本發明之表面處理層具有良好的紫外線耐久性,又可具有止滑效果、防污性(例如防止指紋等污垢的附著)、耐化學性、高摩擦耐久性、撥水性、撥油性、耐熱性、耐水解性、防濕性等。
上述表面處理層較佳係其表面的水接觸角為100度以上。
上述水接觸角是指物品表面的水的靜態接觸角,是在21℃、65%濕度環境下於水2μL測定的數值。上述水接觸角較佳為100度以上,更佳為110度以上。
表面處理層表面的正十六烷之接觸角較佳為50度以上,更佳為60度以上。上述正十六烷接觸角是指物品表面的正十六烷的靜態接觸角,是在21℃、65%濕度環境下於正十六烷2μL測定的數值。
相對於表面處理層表面中的水接觸角(紫外線照射前之表面的水接觸角),以照射照度0.63W/m2照射310nm紫外線96小時後表面的水接觸角之比率(UV累積照射時間96小時後接觸角的值/UV照射時間0小時之接觸角的值)較佳為83%以上,更佳為85%以上。又,水接觸角之測定方法為如上述。
一態樣中,上述表面處理層表面中的水接觸角為100度以上,較佳為110度以上。
又,相對於該水接觸角,以照射照度0.63W/m2照射310nm紫外線96小時後表面的水接觸角之比率為83%以上,更佳為85%以上。
上述動摩擦係數為根據ASTM D4917之測定值。上述動摩擦係數較佳為0.1以上,更佳為0.2以上,較佳為0.5以下,更佳為0.4以下。上述動摩擦係數例如可在0.1至0.5之範圍,或0.15至0.35之範圍。
本發明之物品表面的水接觸角為100度以上,較佳為110度以上。
UV累積照射時間96小時後接觸角的值/UV照射時間0小時之接觸角的值)較佳為83%以上,更佳為85%以上。
又,其表面的動摩擦係數特佳為在0.15至0.35之範圍。本發明之物品表面的正十六烷之接觸角特佳為60度以上。
例如可用以下方式製造上述物品。
首先準備基材。本發明可使用之基材例如可用玻璃、樹脂(天然或合成樹脂,例如可為一般塑膠材料,可為板狀、膜、其它形態)、金屬(可為鋁、 銅、鐵等金屬單體或合金等複合體)、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。
上述玻璃較佳為藍寶石玻璃、鈉鈣玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸玻璃、無鹼玻璃、水晶玻璃、石英玻璃,特佳為化學強化之鈉鈣玻璃、化學強化之鹼鋁矽酸鹽玻璃、及化學鍵結之硼矽酸玻璃。
樹脂較佳為丙烯酸樹脂及聚碳酸酯。
例如所要製造物品為光學構件時,構成基材表面之材料可為光學構件用材料,例如玻璃或透明塑膠等。又,所要製造物品為光學構件時,基材表面(最外層)可形成任意層(或膜),例如硬塗層或抗反射層等。抗反射層可使用單層抗反射層及多層抗反射層之任一者。抗反射層可使用之無機物之例可舉出SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、Ta2O5、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3等。該等無機物可單獨使用或組合該等之2種以上(例如作為混合物)使用。為多層抗反射層時,其最外層較佳為使用SiO2及/或SiO。所要製造物品為觸控面板用光學玻璃零件時,可在基材(玻璃)表面一部分具有透明電極,例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅等之薄膜。又,基材可因應其具體規格等而具有絕緣層、黏著層、保護層、裝飾框層(I-CON)、霧化膜層、硬塗膜層、偏光膜、相位差膜、及液晶顯示模組等。
基材形狀並無特別限定。又,要形成表面處理層之基材表面區域只要為基材表面至少一部分即可,可因應所要製造物品之用途及具體規格等而適當地決定。
該基材可為至少其表面部分以原本就具有羥基之材料所成者。該材料可舉出玻璃,又,可舉出在表面形成自然氧化膜或熱氧化膜之金屬(尤其卑金屬)、陶瓷、半導體等。或如樹脂等即使具有羥基亦不充分時、或原本就不具有羥基時,可藉由於基材實施任意前處理,而於基材表面導入或增加羥基。該前處理之例可舉出電漿處理(例如電暈放電)、離子束照射。電漿處理係可在基材表面導入或增加羥基並使基材表面清淨化(去除異物等),而適於利用。又,該前處理之其它例可舉出將具有碳-碳不飽和鍵基之界面吸附劑以LB法(Langmuir-Blodgett法)或化學吸附法而在基材表面預先以單分子膜形態形成,其後在含有氧或氮等環境下使不飽和鍵斷裂之方法。
又或,該基材可為由至少其表面部分包含具有1個以上其它反應性基,例如Si-H基之聚矽氧化合物及烷氧基矽烷之材料所構成。
接著,在該基材表面形成上述本發明之表面處理組成物之膜,視需要對該膜實施後處理,藉此由本發明之表面處理組成物形成表面處理層。
本發明之表面處理組成物之膜形成可藉由以下方式實施:以對基材表面使本發明之表面處理組成物被覆該表面之方式而適用。被覆方法並無特別限定。例如可使用濕潤被覆法及乾燥被覆法。
濕潤被覆法之例可舉出浸漬塗佈、旋轉塗佈、流動塗佈、噴霧塗佈、輥塗佈、凹板塗佈及類似方法。
乾燥被覆法之例可舉出蒸鍍(通常為真空蒸鍍)、濺鍍、CVD及類似方法。蒸鍍法(通常為真空蒸鍍法)之具體例可舉出電阻加熱、使用電子束、微波等之高頻加熱、離子束及類似方法。CVD方法之具體例可舉出電漿-CVD、光學CVD、熱CVD及類似方法。
又,亦可用常壓電漿法而被覆。
膜形成較佳為用以下方式實施:使本發明之表面處理組成物、及用以水解及脫水縮合的觸媒兩者共存於膜中。簡易而言,藉由濕潤被覆法時,可用溶劑稀釋本發明之表面處理組成物後,在施用於基材表面之前於本發明之表面處理組成物之稀釋液中添加觸媒。藉由乾燥被覆法時,可將添加觸媒之本發明之表面處理組成物直接進行蒸鍍(通常為真空蒸鍍)處理;或於鐵或銅等金屬多孔體含浸添加有觸媒之本發明之表面處理組成物,並使用粒狀物狀物質進行蒸鍍(通常為真空蒸鍍)處理。
觸媒可使用任意適當的酸或鹼。酸觸媒例如可使用乙酸、甲酸、三氟乙酸等。又,鹼觸媒例如可使用氨、有機胺類等。
接著視需要對膜進行後處理。該後處理並無特別限定,例如可分次實施或同時實施水分供給及乾燥加熱。
以上述方式在基材表面形成本發明之表面處理組成物之膜後,於該膜(以下稱為「前驅物膜」)供給水分。水分供給方法並無特別限定,例如可使用藉由前驅物膜(及基材)與周圍環境的溫差而結露、或噴吹水蒸氣(蒸氣)等方法。
水分供給例如可在0至250℃,較佳為60℃以上,更佳為100℃以上,較佳為180℃以下,更佳為150℃以下之環境下實施。在如此溫度範圍供給水分,藉此可進行水分解。此時壓力並無特別限定,簡易時可為常壓。
接著將該前驅物膜在該基材表面於超過60℃之乾燥環境下加熱。乾燥加熱方法並無特別限定,只要配置於使前驅物膜與基材皆超過60℃,較佳為超過100℃之溫度,例如250℃以下,較佳為180℃以下之溫度,且不飽和水蒸氣壓之環境下即可。此時壓力並無特別限定,簡易時可為常壓。
如此環境下,在含有PFPE之矽烷化合物間,鍵結於水解後之Si的基彼此會快速脫水縮合。又,在該化合物與基材之間,鍵結於該化合物水解後之Si的基與存在於基材表面的反應性基之間會快速反應,存在於基材表面的反應性基為羥基時會脫水縮合。其結果在含有PFPE之矽烷化合物與基材之間形成鍵結。
上述水分供給及乾燥加熱係可藉由使用過熱水蒸氣而連續實施。
由以上方式即可實施後處理。須留意的是為了更提高摩擦耐久性而實施該後處理,而非製造物品所必須。例如於基材表面施用本發明之表面處理組成物後可直接靜置。
以上述方式在基材表面形成源自於本發明之表面處理組成物之膜的層,而製造物品。藉此所得源自於表面處理組成物的層係具有良好的紫外線耐久性、撥水性、撥油性、防污性(例如防止指紋等污垢的附著)、耐化學性、耐水解性、止滑效果、高摩擦耐久性、耐熱性、防濕性等。又,根據所使用組成物之組成,該層可具有表面平滑性(或潤滑性,例如指紋等污垢的之擦除性、或手指之優異觸感)、高摩擦耐久性等,可適合利用作為功能性薄膜。
亦即,本發明之表面處理組成物亦可用於形成在最外層具有前述硬化物之光學材料。
光學材料除了後述例示之顯示器等相關的光學材料以外,較佳為可舉出多種各式各樣的光學材料,例如陰極線管(CRT;例如TV、電腦螢幕)、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)、場發射顯示器(FED;Field Emission Display)等顯示器、或是在該等顯示器之保護板或該等表面實施抗反射膜處理者。
具有以本發明所得之表面處理組成物之物品並無特別限定,可為光學構件。光學構件之例可舉出下列者:眼鏡等透鏡;PDP、LCD等顯示器前保護板、抗反射板、偏光板、防眩板;行動電話、行動資訊終端等機器之觸控面板薄片;藍光(Blu-ray(註冊商標))光碟、DVD光碟、CD-R、MO等光碟的光碟面;光纖等。
一態樣中,具有以本發明所得表面處理組成物之物品例如可為電子機器或事務機器,例如行動式電子機器(行動電話、智慧型手機、平板終端等行動資訊終端;電子字典、行動用音樂記錄器、聲音記錄器及播放機)、手錶、充電台(例如上述行動式機器之充電台)等的外殼部分。具體而言,較佳為在該等機器外殼之外裝部分(較佳為最外層)形成含有PFPE之矽烷化合物的層。
又,具有以本發明所得表面處理層之物品可為醫療機器或醫療材料。
表面處理組成物層之厚度並無特別限定。為光學構件時,該層之厚度在1至50nm,更佳為1至30nm,特佳為1至15nm之範圍內,具有良好止滑效果、光學性能、良好的紫外線耐久性、撥水性、撥油性、防污性(例如防止指紋等污垢的附著)、耐化學性、耐水解性、高摩擦耐久性、耐熱性、及防濕性,以此點而言較佳。
作為其它態樣,在基材表面形成其它層後,可在該層表面形成以本發明所得表面處理層之膜。
其它態樣中,本發明之物品其表面的水接觸角為100度以上,且相對於該水接觸角以照射照度0.63W/m2照射310nm紫外線96小時後表面的水接觸角之比率較佳為83%以上。水接觸角之測定方法係如上述。
上述態樣中,更佳係本發明之物品之水接觸角為110度以上。
上述態樣中,更佳係本發明之物品在其表面的動摩擦係數在0.1至0.5之範圍,又更佳為0.15至0.35之範圍。動摩擦係數之測定方法係如上述。
上述態樣中,本發明之物品其表面的正十六烷之接觸角較佳為50度以上。正十六烷之接觸角之測定方法係如上述。
上述態樣中,本發明之物品可具有良好的紫外線耐久性、撥水性、撥油性、防污性(例如防止指紋等污垢的附著)、耐化學性、耐水解性、止滑效果、高摩擦耐久性、耐熱性、防濕性。
以上詳述使用本發明之表面處理組成物而得之物品。又,本發明之表面處理組成物之用途、使用方法、或物品之製造方法等並不限定於上述所例示者。
(實施例)
以下藉由實施例更具體說明,但本發明並不限定於該等實施例。
(合成例1)
於裝設有迴流冷卻器、溫度計及攪拌機之200mL之四口燒瓶,加入平均組成為CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]22CF(CF3)COOH所示全氟聚醚改質羧酸體32g、1,3-雙(三氟甲基)苯16g、N,N-二甲基甲醯胺0.13g、及亞硫醯氯2.17g,在氮氣流下於90℃攪拌1小時。接著在減壓下餾除揮發成分後,加入16g之1,3-雙(三氟甲基)苯、1.35g之三乙胺、及1.73g之NH2CH2C(CH2CH=CH2)3,在氮氣流下於室溫攪拌6小時。接著加入全氟己烷30g、丙酮10g及3mol/L之鹽酸20g並攪拌30分鐘,其後使用分液漏斗分離全氟己烷相。其後過濾分離之全氟己烷相, 接著在減壓下餾除揮發成分,藉此而得末端具有烯丙基之下述式之含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(A)29.6g。
.含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(A):
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]22CF(CF3)CONHCH2C(CH2CH=CH2)3
(合成例2)
於裝設有迴流冷卻器、溫度計、及攪拌機之200mL之四口燒瓶,加入合成例1所合成的末端具有烯丙基之含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(A)29g、1,3-雙(三氟甲基)苯35ml及三氯矽烷6.7g,在氮氣流下於5℃攪拌30分鐘。接著加入含有1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷之Pt錯合物2%之二甲苯溶液0.3ml後,升溫至60℃,於該溫度攪拌6小時。其後在減壓下餾除揮發成分。接著加入1,3-雙(三氟甲基)苯30ml,於55℃攪拌10分鐘後,加入甲醇0.73g與原甲酸三甲酯16.8g之混合溶液,於該溫度攪拌2小時。其後在減壓下餾除揮發成分,藉此而得末端具有三甲基矽基之下述含有全氟聚醚基之矽烷化合物(B)30.1g。
.含有全氟聚醚基之矽烷化合物(B)
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]22CF(CF3)CONHCH2C[CH2CH2CH2Si(OCH3)3]3
(合成例3)
於裝設有迴流冷卻器、溫度計及攪拌機之200mL之四口燒瓶,加入平均組成為CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]28CF(CF3)COOH所示全氟聚醚改質羧酸體32g、1,3-雙(三氟甲基)苯16g、N,N-二甲基甲醯胺0.10g、及亞硫醯氯1.69g,在氮氣流下於90℃攪拌1小時。接著在減壓下餾除揮發成分後,加入16g之1,3-雙(三氟甲基)苯、1.05g之三乙胺、及1.36g之NH2CH2C(CH2CH=CH2)3,在氮氣流下於室溫攪拌6小時。接著加入全氟己烷30g、丙酮10g及3mol/L之鹽酸20g並攪 拌30分鐘,其後使用分液漏斗分離全氟己烷相。其後過濾分離之全氟己烷相,接著在減壓下餾除揮發成分,藉此而得末端具有烯丙基之下述式之含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(C)29.2g。
.含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(C):
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]28CF(CF3)CONHCH2C(CH2CH=CH2)3
(合成例4)
於裝設有迴流冷卻器、溫度計、及攪拌機之200mL之四口燒瓶,加入合成例3所合成之末端具有烯丙基之含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(C)29g、1,3-雙(三氟甲基)苯35ml及三氯矽烷5.2g,在氮氣流下於5℃攪拌30分鐘。接著加入含有1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷之Pt錯合物2%之二甲苯溶液0.23ml後,升溫至60℃,於該溫度攪拌6小時。其後在減壓下餾除揮發成分。接著加入1,3-雙(三氟甲基)苯30ml,於55℃攪拌10分鐘後,加入甲醇0.57g及原甲酸三甲酯13.1g之混合溶液,於該溫度攪拌2小時。其後在減壓下餾除揮發成分,藉此而得末端具有三甲基矽基之下述含有全氟聚醚基之矽烷化合物(D)29.6g。
.含有全氟聚醚基之矽烷化合物(D)
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]28CF(CF3)CONHCH2C[CH2CH2CH2Si(OCH3)3]3
(合成例5)
於裝設有迴流冷卻器、溫度計及攪拌機之200mL之四口燒瓶,加入平均組成為CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]11CF(CF3)COOH所示全氟聚醚改質羧酸體32g、1,3-雙(三氟甲基)苯16g、N,N-二甲基甲醯胺0.23g、及亞硫醯氯3.81g,在氮氣流下於90℃攪拌1小時。接著在減壓下餾除揮發成分後,加入16g之1,3-雙(三氟甲基)苯、2.43g之三乙胺、及3.04g之NH2CH2C(CH2CH=CH2)3,在氮氣流下於 室溫攪拌6小時。接著加入全氟己烷30g、丙酮10g及3mol/L之鹽酸20g並攪拌30分鐘,其後使用分液漏斗分離全氟己烷相。其後過濾分離之全氟己烷相,接著在減壓下餾除揮發成分,藉此而得末端具有烯丙基之下述式之含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(E)29.4g。
.含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(E):
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]11CF(CF3)CONHCH2C(CH2CH=CH2)3
(合成例6)
於裝設有迴流冷卻器、溫度計、攪拌機之200mL之四口燒瓶,加入合成例5所合成之含有全氟聚醚基之烯丙基化合物(E)29g、1,3-雙(三氟甲基)苯29.0ml及三氯矽烷11.8g,在氮氣流下於5℃攪拌30分鐘。接著加入含有1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷之Pt錯合物2%之二甲苯溶液0.8ml後,升溫至60℃,於該溫度攪拌6小時。其後在減壓下餾除揮發成分。接著加入1,3-雙(三氟甲基)苯29.0ml,於55℃攪拌10分鐘後,加入甲醇1.30g與原甲酸三甲酯29.2g之混合溶液,於該溫度攪拌2小時。其後在減壓下餾除揮發成分,藉此而得末端具有三甲基矽基之下述含有全氟聚醚基之矽烷化合物(F)30.0g。
.含有全氟聚醚基之矽烷化合物(F)
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]11CF(CF3)CONHCH2C[CH2CH2CH2Si(OCH3)3]3
(實施例1)
將上述合成例2所得化合物(B)以成為濃度20wt%之方式溶解於氫氟醚(3M公司製Novec HFE7200),而調製表面處理劑。
(實施例2)
除了取代化合物(B)而使用上述合成例4所得化合物(D)以外,以與實施例1相同方式而調製表面處理劑。
(實施例3)
除了取代化合物(B)而使用上述合成例6所得化合物(F)以外,以與實施例1相同方式而調製表面處理劑。
(實施例4)
除了取代化合物(B)而使用化合物(G),以與實施例1相同方式而調製表面處理劑。
.化合物(G)
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]22CF(CF3)CH2OCH2CH2CH2Si[CH2CH2CH2Si(OCH3)3]3
(實施例5)
除了取代化合物(B)而使用化合物(H)以外,以與實施例1相同方式而調製表面處理劑。
.化合物(H)
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]22CF(CF3)C[OCH2CH2CH2Si(OCH3)3][CH2CH2CH2Si(OCH3)3]2
(比較例1至3)
除了取代化合物(B)而使用下述對照化合物1至3以外,以與實施例1相同方式而分別調製表面處理劑。
.對照化合物1
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)30CF2CF2CONHCH2C[CH2CH2CH2Si(OCH3)3]3
.對照化合物2
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)23CF2CONHCH2C[CH2CH2CH2Si(OCH3)3]3
.對照化合物3
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]28CF(CF3)CONHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
<評價>
將實施例1至5及比較例1至3所調製之表面處理劑分別於化學強化玻璃(康寧公司製「Gorilla」玻璃,厚度0.7mm)上進行真空蒸鍍。真空蒸鍍之處理條件為壓力3.0×10-3Pa,在化學強化玻璃表面形成5nm之二氧化矽膜,接著對每1片化學強化玻璃(55mm×100mm)蒸鍍表面處理劑4mg(亦即含有0.8mg之化合物(B)、化合物(D)或對照化合物1至3)。接著將附蒸鍍膜之化學強化玻璃在溫度150℃之環境下靜置30分鐘後,放冷至室溫,而形成表面處理層。
(耐UV性評價)
對上述形成之表面處理層分別測定UV照射前後水的靜態接觸角。UV照射係使用UVB-313燈(Q-Lab公司製,310nm之放射照度為0.63W/m2),基材之黑板溫度為63度,使燈與表面處理層的距離為5cm而進行。水的靜態接觸角測定係使用接觸角測定裝置(協和界面科學公司製)於水2μL實施。
首先,作為初期評價而在表面處理層形成後且UV照射前測定水的靜態接觸角(UV照射時間為0小時)。其後對照射特定時間UV後之表面處理層分別測定水的靜態接觸角。評價係進行至累積照射時間96小時。結果示於表1。又,表2呈示UV累積照射時間96小時後接觸角的值相對於UV照射時間0小時之接觸角的值之比率(UV累積照射時間96小時後之接觸角的值/UV照射時間0小時之接觸角的值)。
Figure 108104196-A0202-12-0098-43
Figure 108104196-A0202-12-0098-44
(正十六烷的靜態接觸角之測定)
對上述所形成之表面處理層測定正十六烷的靜態接觸角。使用接觸角測定裝置(協和界面科學公司製)而於正十六烷2μL實施正十六烷的靜態接觸角之測定。結果示於下表。
Figure 108104196-A0202-12-0099-45
.表面平滑性評價(動摩擦係數之測定)
對上述所形成之表面具有表面處理層之基材,使用表面性測定機(Labthink公司製FPT-1)並使用紙作為摩擦件,根據ASTM D4917測定動摩擦係數(-)。
具體而言,將具有表面處理層之基材水平配置,使摩擦件之紙(2cm×2cm)與表面處理層表面所露出之上表面接觸,並於其上賦予200gf荷重。其後在施加荷重之狀態下將摩擦件之紙以200mm/秒之速度平行移動,測定動摩擦係數。結果示於下表。
Figure 108104196-A0202-12-0100-46
.摩擦耐久性評價
對使用上述實施例1至5及比較例3之表面處理劑所形成之表面處理層以橡皮擦摩擦耐久試驗而評價摩擦耐久性。
首先,作為初期評價而測定橡皮擦摩擦耐久試驗之水的靜態接觸角(摩擦次數零次)。
其後將形成表面處理層之基材水平配置,使橡皮擦(minoan製,型號:MB006004,直徑0.6cm)與該表面處理層之表面接觸,於其上賦予1000gf荷重,其後在施加荷重之狀態下將橡皮擦以20mm/秒之速度來回。在來回次數每1000次測定水的靜態接觸角(度)。結果示於下表。表中「-」表示未測定。
Figure 108104196-A0202-12-0101-47
(產業之可利用性)
本發明適合利用於用以在各種各式各樣的基材表面,尤其是要求UV耐久性、止滑效果等之物品(例如電子機器)表面形成表面處理層。
Figure 108104196-A0202-11-0002-1

Claims (22)

  1. 一種含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,係式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)或(C2)之任一者所示者;
    Figure 108104196-A0305-02-0104-1
    Figure 108104196-A0305-02-0104-2
    (Rf-PFPE)β’-X3-(SiRa k1Rb l1Rc m1)β…(B1) (Rc m1Rb l1Ra k1Si)β-X3-PFPE-X3-(SiRa k1Rb l1Rc m1)β…(B2) (Rf-PFPE)γ’-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C1) (Rf m2Re l2Rd k2C)γ-X5-PFPE-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C2)式中,PFPE在每次出現時分別獨立地為式:-(OC3F6)d-所示,上述式之重複單元OC3F6係由分支構造所構成,且d為2以上200以下之整數;Rf在每次出現時分別獨立地表示直鏈之碳數1至16之全氟烷基;X1在每次出現時分別獨立地表示2至10價有機基;α在每次出現時分別獨立地為1至9之整數;α’分別獨立地為1至9之整數;R11在每次出現時分別獨立地表示氫原子或鹵原子; R12在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;X2在每次出現時分別獨立地表示單鍵或2價有機基;R13在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;R14在每次出現時分別獨立地表示氫原子或碳數1至22之烷基;n在每個(-SiR13 nR14 3-n)單元獨立地表示1至3之整數;t在每次出現時分別獨立地為2至10之整數;但式(A1)、及(A2)中至少存在2個SiR13;X3在每次出現時分別獨立地表示單鍵或2至10價有機基;β在每次出現時分別獨立地為1至9之整數;β’分別獨立地為1至9之整數;Ra在每次出現時分別獨立地表示-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1;Z3在每次出現時分別獨立地為2價有機基,且不包含會與Ra所鍵結之Si原子形成矽氧烷鍵結者;R71在每次出現時分別獨立地表示Ra’;Ra’係與Ra同義;Ra中,透過Z3基直鏈狀連結的Si最多為5個;R72在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;R73在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;p1為0;q1在每次出現時分別獨立地為1至3之整數;r1在每次出現時分別獨立地為0至2之整數;但在每個(-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1)中,p1、q1及r1的和為3; Rb在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;Rc在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;k1為3;l1及m1為0;X5分別獨立地表示下式所示之2價基,-(R31)p’-(Xa)q’-[式中:R31表示單鍵、可經1個以上氟原子取代之-(CH2)s’-或鄰-、間-或對-伸苯基;s’為1至20之整數;Xa表示-(Xb)l’-;Xb在每次出現時分別獨立地表示選自-O-、-(OR35)n4-、-S-、鄰-、間-或對-伸苯基、-C(O)O-、-Si(R33)2-、-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、-CON(R34)-、-O-CON(R34)-、-N(R34)-及-(CH2)n’-所成群組中之基;R33在每次出現時分別獨立地表示苯基、C1-6烷基或C1-6烷氧基;R34在每次出現時分別獨立地表示氫原子、苯基或C1-6烷基;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6之伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數;m’在每次出現時分別獨立地為1至100之整數;n’在每次出現時分別獨立地為1至20之整數;l’為1至10之整數;p’為0或1;q’為0或1; 在此,p’及q’之至少一者為1,標註p’或q’並以括弧括起的各重複單元的存在順序為任意];γ及γ’為1;Rd在每次出現時分別獨立地表示-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2;Z4在每次出現時分別獨立地表示氧原子或2價有機基;R81在每次出現時分別獨立地表示Rd’;Rd’係與Rd同義;Rd中,透過Z4基直鏈狀連結的C最多為5個;R82在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2;Y在每次出現時分別獨立地表示2價有機基;R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;R86在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;n2在每個(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)單元獨立地表示1至3之整數;R83在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基;p2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;q2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;r2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;但在每個(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)中,p2、q2及r2的和為3;Re在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2;Rf在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基;k2為0;l2為3; m2為0;但在式(C1)及(C2)中存在2個以上-Y-SiR85所示之基。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中PFPE為式:-(OC3F6)d-所示,上述式之重複單元OC3F6為OCF(CF3)CF2所示者,且d為2以上200以下之整數。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中α、α’、β及β’為1。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中X1、X3及X5在每次出現時分別獨立地為-X10-CON(R34)-X11-、-X10-(OR35)n4-X11-、或C1-6伸烷基之任一者;式中,X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵、氧原子或2價有機基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基;R35在每次出現時分別獨立地為C1-6之伸烷基;n4在每次出現時分別獨立地為1至5之整數。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中k1為3,且q1為2或3。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中l2為3,且n2為2或3。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其係式(B1)、(B2)、(C1)、或(C2)所示者。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其係式(B1)所示者。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其係式(C1)或(C2)所示者。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其係式(C1)所示者。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物,其中R83及Rf在每次出現時分別獨立地為氫原子或低級烷基。
  12. 一種表面處理劑,係含有如申請專利範圍第1至11項中任一項所述之含有氟(聚)醚基之矽烷化合物。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之表面處理劑,更含有溶劑。
  14. 如申請專利範圍第12或13項所述之表面處理劑,更含有選自含氟油、聚矽氧油、醇、觸媒、過渡金屬、鹵化物離子、及在分子構造內包含具有未共價電子對之原子之化合物中的1種以上之其它成分。
  15. 如申請專利範圍第12或13項所述之表面處理劑,其係使用作為防污性塗佈劑或防水性塗佈劑。
  16. 一種粒狀物,係含有如申請專利範圍第12至15項中任一項所述之表面處理劑。
  17. 一種附表面處理層的物品,係含有基材,及在該基材表面以如申請專利範圍第12至15項中任一項所述之表面處理劑所形成的表面處理層。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之物品,其表面的水接觸角為100度以上,且相對於該水接觸角,以照射照度0.63W/m2照射310nm紫外線96小時後之表面的水接觸角之比率為83%以上。
  19. 一種含有氟(聚)醚基之矽烷化合物之製造方法,該含有氟(聚)醚基之矽烷化合物係式(C1)或(C2)所示者,(Rf-PFPE)γ’-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C1) (Rf m2Re l2Rd k2C)γ-X5-PFPE-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C2)式中,γ及γ’為1;Rf、PFPE係與下述式(c1-3)及式(c2-3)相同;X5係相當於下述式(c1-3)及式(c2-3)中X10-CO-NR34-X11所示之基;Rd在每次出現時分別獨立地表示-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2;Z4在每次出現時分別獨立地表示氧原子或2價有機基;R81在每次出現時分別獨立地表示Rd’;Rd’係與Rd同義;Rd中,透過Z4基直鏈狀連結的C最多為5個;R82在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2;Y在每次出現時分別獨立地表示2價有機基;R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;R86在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;n2在每個(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)單元獨立地表示0至3之整數; R83在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基;p2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;q2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;r2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;但在每個(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)中,p2、q2及r2的和為3;Re在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2;Rf在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基;k2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;l2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;m2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;但在每個(CRd k2Re l2Rf m2)中,k2、l2及m2的和為3,式(C1)及(C2)中存在2個以上-Y-SiR85所示之基;該製造方法係包含下列步驟(3),步驟(3):使式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物與HSiM’3、及視需要之式:R85 iL’所示化合物及/或式:R86’ jL”所示化合物反應之步驟;
    Figure 108104196-A0305-02-0111-10
    Figure 108104196-A0305-02-0111-11
    式中,Rf在每次出現時分別獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基; PFPE為(-OCF(CF3)CF2-)d所示者;d為2以上200以下之整數;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;Y11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;HSiM’3式中,M’分別獨立地為鹵原子或C1-6烷氧基;R85 iL’式中,R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;L’表示可與R85鍵結之基;i為1至3之整數;R86’ jL”式中,R86’在每次出現時分別獨立地表示C1-22烷基;L”表示可與R86’鍵結之基;j為1至3之整數。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之製造方法,其中該含有氟(聚)醚基之矽烷化合物係式(C1)或(C2)所示者,(Rf-PFPE)γ’-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C1) (Rf m2Re l2Rd k2C)γ-X5-PFPE-X5-(CRd k2Re l2Rf m2)γ…(C2)式中,γ及γ’為1; Rf、PFPE係與下述式(c1-3)及式(c2-3)相同;X5係相當於下述式(c1-3)及式(c2-3)中X10-CO-NR34-X11所示之基;Rd在每次出現時分別獨立地表示-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2;Z4在每次出現時分別獨立地表示氧原子或2價有機基;R81在每次出現時分別獨立地表示Rd’;Rd’係與Rd同義;Rd中,透過Z4基直鏈狀連結的C最多為5個;R82在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2;Y在每次出現時分別獨立地表示2價有機基;R85在每次出現時分別獨立地表示羥基或可水解之基;R86在每次出現時分別獨立地表示氫原子或低級烷基;n2在每個(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)單元獨立地表示0至3之整數;R83在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基;p2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;q2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;r2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;但在每個(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)中,p2、q2及r2的和為3;Re在每次出現時分別獨立地表示-Y-SiR85 n2R86 3-n2;Rf在每次出現時分別獨立地表示氫原子、羥基或低級烷基;k2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;l2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數;m2在每次出現時分別獨立地為0至3之整數; 但在每個(CRd k2Re l2Rf m2)中,k2、l2及m2的和為3,式(C1)及(C2)中存在2個以上-Y-SiR85所示之基;該製造方法更包含下列步驟(1)及(2),步驟(1):使式(c1-1)或式(c2-1)所示化合物與SOM2反應,而得式(c1-2)或式(c2-2)所示化合物之步驟,Rf-PFPE-X10-C(O)OH...(c1-1) HOC(O)-X10-PFPE-X10-C(O)OH...(c2-1)式中,Rf、PFPE及X10係與申請專利範圍第19項所述者同義;SOM2式中,M在每次出現時分別獨立地為氯原子或氟原子;
    Figure 108104196-A0305-02-0114-14
    Figure 108104196-A0305-02-0114-15
    式中,Rf、PFPE及X10係與申請專利範圍第19項所述者同義,M係與上述同義;步驟(2):使上述式(c1-2)或式(c2-2)所示化合物與式:HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3反應,而得式(c1-3)或式(c2-3)所示化合物之步驟,HN(R34)-X11-C(Y11-CH=CH2)3式中,R34、X11及Y11係與申請專利範圍第19項所述者同義;
    Figure 108104196-A0305-02-0115-16
    Figure 108104196-A0305-02-0115-18
    式中,Rf、PFPE、X10、R34、及X11係與申請專利範圍第19項所述者同義。
  21. 一種式(c1-2)或(c2-2)所示化合物,
    Figure 108104196-A0305-02-0115-19
    Figure 108104196-A0305-02-0115-20
    式中,Rf在每次出現時分別獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基;PFPE為(-OCF(CF3)CF2-)d所示者;d為2以上200以下之整數;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;M為氯原子。
  22. 一種式(c1-3)或(c2-3)所示之化合物,
    Figure 108104196-A0305-02-0115-21
    Figure 108104196-A0305-02-0115-22
    式中,Rf在每次出現時分別獨立地表示可經1個以上氟原子取代之碳數1至16之烷基;PFPE為(-OCF(CF3)CF2-)d所示者;d為2以上200以下之整數;X10在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;R34在每次出現時分別獨立地為氫原子、苯基或C1-6烷基;X11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基;Y11在每次出現時分別獨立地為單鍵或2價有機基。
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